圖像傳感器及執行數字域相關雙采樣讀出的方法與流程

本公開一般來說涉及成像系統，并且更具體地涉及成像系統中的圖像傳感器。

背景技術：

1、圖像傳感器通常在電子系統或電子設備中用于生成圖像數據。在典型布置中，圖像傳感器包括有源圖像傳感器像素陣列。基于沿著控制路徑接收的控制信號，有源圖像傳感器像素響應于入射光而生成圖像信號。生成的圖像信號沿著讀出路徑被讀出，并用于生成電子系統中可用的一個或多個圖像幀。

2、圖像傳感器可以以對應的幀速率生成這些圖像幀。該幀速率可至少部分地由模數轉換操作決定。因此，可能需要更高效地執行模數轉換操作以提高或具體地增加幀速率。

技術實現思路

1、根據第一方面，提供一種圖像傳感器，所述圖像傳感器包括：圖像傳感器像素陣列，所述圖像傳感器像素陣列包括一列圖像傳感器像素；和每列讀出電路，所述每列讀出電路經由列線耦接到所述一列圖像傳感器像素，其中所述每列讀出電路被配置為：基于多個復位電平值維護平均復位電平值，以及使用所述平均復位電平值對圖像電平值執行相關雙采樣操作。

2、根據第二方面，提供一種執行數字域相關雙采樣讀出的方法，所述方法包括：從多個圖像傳感器像素獲得多個復位電平信號；基于所述多個復位電平信號生成數字平均復位電平值；以及使用所述數字平均復位電平值作為參考值對數字圖像電平值執行數字域相關雙采樣操作。

3、根據第三方面，提供一種圖像傳感器，所述圖像傳感器包括：一組圖像傳感器像素；共享輸出路徑；和列讀出電路，所述列讀出電路經由所述共享輸出路徑耦接到所述組中的每個圖像傳感器像素，其中所述列讀出電路包括：放大器電路，所述放大器電路被配置為執行模擬域相關雙采樣操作；數字相關雙采樣電路，所述數字相關雙采樣電路被配置為執行數字域相關雙采樣操作；模數轉換器，所述模數轉換器耦接在所述放大器電路和所述數字相關雙采樣電路之間；和平均生成電路，所述平均生成電路被配置為生成數字平均復位電平值，所述數字相關雙采樣電路被配置為基于所述數字平均復位電平值執行所述數字域相關雙采樣操作。

技術特征：

1.一種圖像傳感器，所述圖像傳感器包括：

2.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中，每列讀出電路被配置為使用所述平均復位電平值對附加圖像電平值執行附加相關雙采樣操作。

3.根據權利要求2所述的圖像傳感器，其中，所述圖像電平值基于來自所述一列圖像傳感器像素中的第一圖像傳感器像素的第一圖像電平信號，并且其中所述附加圖像電平值基于來自所述一列圖像傳感器像素中的第二圖像傳感器像素的第二圖像電平信號。

4.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中，所述多個復位電平值基于來自所述一列圖像傳感器像素中的對應光學黑色像素的復位電平信號。

5.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中，所述多個復位電平值基于來自所述一列圖像傳感器像素中的對應有源像素的復位電平信號。

6.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中，所述圖像電平值基于用于生成圖像幀的圖像電平信號，并且其中所述多個復位電平值基于用于所述圖像幀之前的附加圖像幀的復位電平信號。

7.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中，所述圖像電平值基于用于生成圖像幀的圖像電平信號，并且其中所述多個復位電平值基于用于所述圖像幀的復位電平信號。

8.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中，所述平均復位電平值包括數字平均復位電平值，其中所述每列讀出電路包括被配置為獲得所述多個復位電平值并且生成所述數字平均復位電平值的平均生成電路。

9.根據權利要求8所述的圖像傳感器，其中，所述圖像電平值包括數字圖像電平值，并且其中所述每列讀出電路包括數字域相關雙采樣操作，所述數字域相關雙采樣操作被配置為至少部分地通過使用所述數字圖像電平值和所述數字平均復位電平值執行減法運算來執行所述相關雙采樣操作。

10.一種執行數字域相關雙采樣讀出的方法，所述方法包括：

11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述多個圖像傳感器像素包括多個光學黑色像素，其中所述數字圖像電平值基于來自有源像素的圖像電平信號，并且其中所述多個光學黑色像素和所述有源像素是在陣列的同一像素列中。

12.根據權利要求10所述的方法，其中，所述數字圖像電平值能用于生成圖像幀，并且其中所述多個復位電平信號在所述圖像幀的讀出操作期間獲得。

13.根據權利要求12所述的方法，其中，所述圖像幀的所述讀出操作包括多個像素行讀出操作，其中第一組所述像素行讀出操作發生在第二組所述像素行讀出操作之前，其中所述多個復位電平信號在所述第一組所述像素行讀出操作期間獲得，并且其中所述數字圖像電平值基于在所述第二組所述像素行讀出操作期間獲得的圖像電平信號。

14.根據權利要求10所述的方法，所述方法還包括：

15.根據權利要求14所述的方法，其中，所述一個或多個新的復位電平信號是作為獲得所述多個復位電平信號的同一圖像幀的一部分而獲得的。

16.根據權利要求14所述的方法，其中，所述一個或多個新的復位電平信號是作為與獲得所述多個復位電平信號的圖像幀不同的圖像幀的一部分而獲得的。

17.根據權利要求14所述的方法，其中，所述數字平均復位電平值包括跨滾動時間窗的滾動平均值。

18.一種圖像傳感器，所述圖像傳感器包括：

19.根據權利要求18所述的圖像傳感器，其中，所述一組圖像傳感器像素包括輸出對應模擬復位電平信號的多個有源像素，并且其中所述模數轉換器省略針對所述模擬復位電平信號中的至少一些模擬復位電平信號的一個或多個轉換操作。

20.根據權利要求18所述的圖像傳感器，其中，所述一組圖像傳感器像素包括輸出對應模擬復位電平信號的多個光學黑色像素，其中所述模數轉換器對所述模擬復位電平信號中的至少一些模擬復位電平信號執行轉換操作，并且其中所述平均生成電路被配置為基于所述模擬復位電平信號中的所述至少一些模擬復位電平信號生成所述數字平均復位電平值。

技術總結
本發明涉及一種圖像傳感器及執行數字域相關雙采樣讀出的方法。一種圖像傳感器能夠包括圖像傳感器像素陣列。該圖像傳感器像素陣列能夠包括有源圖像傳感器像素和非有源圖像傳感器像素。一排圖像傳感器像素能夠耦接到讀出電路。該讀出電路能夠使用來自這些圖像傳感器像素中的一些圖像傳感器像素的復位電平信號來獲得數字平均復位電平值，并且能夠使用該數字平均復位電平值對來自該一排圖像傳感器像素中的有源圖像傳感器像素的數字圖像電平值執行數字域相關雙采樣操作。

技術研發人員：尼古拉斯·保羅·考利,森蒂爾·維蘭
受保護的技術使用者：半導體元件工業有限責任公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21