[发明专利]用于增加图像传感器中的PSRR补偿范围的方法和系统

说明书

一种用于补偿图像传感器中的电源抑制比(PSRR)的方法，该方法包括：由处理电路从有源像素传感器(APS)阵列接收至少一个模拟信号，该至少一个模拟信号包括电源噪声；由处理电路将经放大的电源噪声与至少一个斜坡信号进行组合以获得经组合的电源噪声；以及由处理电路通过使用经组合的电源噪声而消除至少一个模拟信号的电源噪声来补偿APS阵列的PSRR。

相关申请的交叉引用

本申请基于并获得2019年8月16日递交的印度临时申请201941033110的权益，其内容通过引用合并与此。

技术领域

本公开涉及图像传感器领域，更具体地涉及利用增加的电源抑制比(PSRR)补偿范围来补偿图像传感器中的PSRR。

背景技术

通常，图像传感器(例如：互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器)将光信号/光能转换为电信号。图像传感器包括：有源像素传感器(APS)阵列，包括多个像素；以及读出电路，包括模数转换器(ADC)。APS阵列的每个像素包括光电转换元件。光电转换元件收集通过吸收像光能一样的能量而生成的自由电荷载流子，并将所收集的自由电荷载流子转换成电能/模拟信号，其中模拟信号可以是与所收集的自由电荷载流子的相应数量相对应的电压或电流。读出电路从APS阵列的每个像素读取模拟信号，并(通过执行模数转换)将模拟信号转换为数字信号。读出电路的ADC通过使用比较器将像素的模拟信号与斜坡信号进行比较来执行模数转换。ADC从比较器开始对模拟信号与斜坡信号进行比较的时间点而开始使用计数器计数，并在斜坡信号到达模拟信号时采用计数值作为数字信号。数字信号用于生成与检测到的光能的量相对应的图像。

在图像传感器中，由APS阵列的像素输出的模拟信号可以包括与从外部电源接收到的噪声(以下称为电源噪声)相对应的噪声。PSRR是APS阵列抑制从外部电源接收到的电源噪声的能力。APS阵列的PSRR引起水平噪声(HN)，这可能影响所生成的图像的质量。在常规方法中，当APS阵列的PSRR为低(～12dB)时，读出电路补偿PSRR。然而，当APS阵列涉及亚微米范围的像素时，PSRR可能被进一步降低(例如，小于8dB)。在这种情况下，读出电路可能无法补偿降低的PSRR。因此，在常规方法中，读出电路可能在不影响图像传感器性能的情况下具有对其可能校正的APS阵列的最低PSRR的限制。

发明内容

本文中的示例实施例提供了用于增加图像传感器中的电源抑制比(PSRR)补偿范围以补偿有源像素传感器(APS)阵列的降低的PSRR的方法和系统，其中，通过使用由电源噪声放大器引入到校正路径上存在的斜坡信号中的经放大的电源噪声消除像素路径上存在的模拟信号的电源噪声，来补偿降低的PSRR。

示例实施例提供了用于通过使校正路径上存在的电源噪声的相位延迟与像素路径上存在的电源噪声的相位延迟相匹配来补偿高频电源噪声/PSRR的方法和系统。

因此，本文中的示例实施例提供了用于补偿图像传感器中的电源抑制比(PSRR)的方法和系统。本文所公开的方法包括：由处理电路从有源像素传感器(APS)阵列接收至少一个模拟信号，该至少一个模拟信号包括电源噪声；由处理电路将经放大的电源噪声与至少一个斜坡信号进行组合以获得经组合的电源噪声；以及由处理电路通过使用经组合的电源噪声消除至少一个模拟信号的电源噪声，来补偿APS阵列的PSRR。

因此，本文中的示例实施例提供一种图像传感器，该图像传感器包括：有源像素传感器(APS)阵列，以及读出电路，耦合到APS阵列，该读出电路被配置为通过以下操作来补偿APS阵列的电源抑制比(PSRR)：从APS阵列接收至少一个模拟信号，该至少一个模拟信号包括电源噪声；将经放大的电源噪声与至少一个斜坡信号进行组合以获得经组合的电源噪声；以及使用经组合的电源噪声消除至少一个模拟信号的电源噪声。