[发明专利]具有减少的信号采样反冲的图像传感器

说明书

本发明题为“具有减少的信号采样反冲的图像传感器”。本发明公开了一种图像传感器，图像传感器可包括图像像素阵列。图像像素可被布置成列和行。图像像素的每一列可经由相应列线耦接到列读出电路。列读出电路可包括放大器电路、第一源极跟随器级和第二源极跟随器级。第一源极跟随器级和第二源极跟随器级可插置在放大器电路和采样电容器之间。开关可插置在第一源极跟随器级和第二源极跟随器级之间。第二源极跟随器晶体管可被配置为将中间采样电压提供给采样电容器。第一源极跟随器晶体管可被配置为将最终采样电压提供给采样电容器。以这种方式，可减少使用读出电路对信号进行采样而产生的反冲。

技术领域

本发明整体涉及成像设备，并且更具体地讲，涉及减轻信号采样反冲的成像设备。

背景技术

图像传感器常常在电子设备诸如移动电话、相机和计算机中用来捕获图像。在典型的布置中，电子设备设置有布置成像素行和像素列的图像像素阵列。常常将读出电路耦接到每个像素列以读出来自图像像素的图像信号。

读出电路对来自图像像素的信号进行采样以供存储在采样节点处。然而，由放大器或其他读出电路部件进行的采样过程可能会在放大器的输入处引起反冲噪声，从而不期望地在信号路径上添加了附加相位延迟(例如，增加了稳定时间)。相似地，不期望提供附加电流来改善线路稳定，因为这会增加电流需求，这在某些应用中可能是不可接受的。

因此，期望提供具有减少的信号采样反冲的成像设备。

附图说明

图1是根据一些实施方案的具有用于使用图像像素阵列来捕获图像的图像传感器和处理电路的例示性电子设备的示意图。

图2是根据一些实施方案的例示性像素阵列以及用于从该像素阵列读出图像信号的相关联读出电路的示意图。

图3A是根据一些实施方案的具有减少的信号采样反冲的耦接到读出电路的例示性图像传感器像素的示意图。

图3B是根据一些实施方案的具有可编程增益放大器和电压跟随器的被配置为减少信号采样反冲的例示性电路的示意图。

图4是根据一些实施方案的具有减少的信号采样反冲的例示性读出电路的电路图。

图5是根据一个实施方案的用于操作图4中所示类型的具有减少的信号采样反冲的读出电路的例示性时序图。

图6是根据一个实施方案的采用图1至图5的实施方案的处理器系统的框图。

具体实施方式

电子设备诸如数字相机、计算机、移动电话和其他电子设备可包括图像传感器，该图像传感器收集入射光以捕获图像。图像传感器可包括图像像素阵列。图像传感器中的像素可包括光敏元件，诸如将入射光转换成图像信号的光电二极管。图像传感器可具有任何数量(例如，数百或数千或更多)的像素。典型图像传感器可例如具有数十万或数百万像素(例如，数兆像素)。图像传感器可包括控制电路(诸如，用于操作图像像素的电路)和用于读出图像信号的读出电路，该图像信号与光敏元件所生成的电荷相对应。

图1为示例性成像系统(诸如，电子设备)的示意图，该成像系统使用图像传感器捕获图像。图1的电子设备10可为便捷式电子设备，诸如相机、蜂窝电话、平板计算机、网络相机、摄像机、视频监控系统、机动车成像系统、具有成像能力的视频游戏系统或者捕获数字图像数据的任何其他所需的成像系统或设备。相机模块12可用于将入射光转换成数字图像数据。相机模块12可包括一个或多个透镜14以及一个或多个对应图像传感器16。透镜14可包括固定透镜和/或可调透镜，并且可包括形成于图像传感器16的成像表面上的微透镜。在图像捕获操作期间，可通过透镜14将来自场景的光聚焦到图像传感器16上。图像传感器16可包括用于将模拟像素信号转换成要提供给存储和处理电路18的对应数字图像数据的电路。如果需要，相机模块12可设置有透镜14的阵列和对应图像传感器16的阵列。