圖像傳感器讀出電路及成像系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明大體來說涉及圖像傳感器。更具體來說，本發明的實例涉及從圖像傳感器像素單元讀出圖像數據的電路。
【背景技術】
[0002]圖像傳感器已變得普遍存在。其廣泛用于數碼相機、蜂窩式電話、安全設攝像機以及醫學、汽車及其它應用中。用以制造圖像傳感器且特定來說互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器的技術已不斷快速地發展。舉例來說，對較高分辨率及較低電力消耗的需求已促進了 CMOS圖像傳感器的進一步小型化及集成。
[0003]在常規CMOS有源像素傳感器中，從光敏裝置(例如，光電二極管)轉移圖像電荷并在像素單元內部于浮動擴散節點上將其轉換為電壓信號。在常規CMOS圖像傳感器中，在像素單元中使用例如源極跟隨器電路的放大器來放大浮動擴散節點上的信號以將圖像數據輸出到由列讀出電路讀取的位線。受像素單元的設計及布局約束的限制，源極跟隨器電路可能遭受令人不滿意的電力供應拒斥比，例如_20dB。令人不滿意的電力供應拒斥比可呈現許多挑戰，包含來自電力供應器的可進入到輸出信號路徑中的噪聲。此外，電力供應器的紋波可在所捕獲的圖像中導致不想要的水平紋波。
【發明內容】
[0004]本申請案的一個實施例涉及一種圖像傳感器讀出電路，其包括:第一電流鏡電路，其具有第一電流路徑及第二電流路徑，其中響應于傳導穿過所述第一電流鏡電路的所述第一電流路徑的第一電流而控制傳導穿過所述第一電流鏡電路的所述第二電流路徑的第二電流，其中所述第一電流鏡電路的所述第二電流路徑耦合到圖像傳感器的像素電路的放大器晶體管，其中所述第二電流傳導穿過所述放大器晶體管；第一電流源，其耦合到所述第一電流鏡電路的所述第一電流路徑以提供所述第一電流的實質上恒定電流分量；及第二電流源，其耦合到所述像素電路的電力供應軌且耦合到所述第一電流鏡電路的所述第一電流路徑以提供所述第一電流的紋波電流分量，其中由所述第二電流源提供的所述紋波電流分量響應于所述電力供應軌中的紋波，其中所述第一電流響應于由所述第一電流源提供的所述實質上恒定電流分量與由所述第二電流源提供的所述紋波電流分量的和。
[0005]本申請案的另一實施例涉及一種成像系統，其包括:像素陣列，其包含多個像素電路，其中所述像素電路中的每一者包含經耦合以產生所述像素電路的輸出信號的放大器晶體管；控制電路，其耦合到所述像素陣列以控制所述像素陣列的操作；及讀出電路，其耦合到所述像素陣列以從所述像素陣列讀出圖像數據，其中所述讀出電路包含:第一電流鏡電路，其具有第一電流路徑及第二電流路徑，其中響應于傳導穿過所述第一電流鏡電路的所述第一電流路徑的第一電流而控制傳導穿過所述第一電流鏡電路的所述第二電流路徑的第二電流，其中所述第一電流鏡電路的所述第二電流路徑耦合到圖像傳感器的像素電路的所述放大器晶體管，其中所述第二電流傳導穿過所述放大器晶體管；第一電流源，其耦合到所述第一電流鏡電路的所述第一電流路徑以提供所述第一電流的實質上恒定電流分量；及第二電流源，其耦合到所述像素電路的電力供應軌且耦合到所述第一電流鏡電路的所述第一電流路徑以提供所述第一電流的紋波電流分量，其中由所述第二電流源提供的所述紋波電流分量響應于所述電力供應軌中的紋波，其中所述第一電流響應于由所述第一電流源提供的所述實質上恒定電流分量與由所述第二電流源提供的所述紋波電流分量的和。
[0006]本申請案的又一實施例涉及一種圖像傳感器讀出電路，其包括:輸出晶體管，其耦合到輸出電流路徑，所述輸出電流路徑耦合到圖像傳感器的像素電路的放大器晶體管，其中穿過所述輸出電流路徑的輸出電流傳導穿過所述放大器晶體管；及可調整電容，其耦合于電力供應軌與所述輸出晶體管的控制端子之間，以使得所述電力供應軌中的紋波通過所述可調整電容而電容性耦合到所述輸出晶體管的所述控制端子以響應于所述電力供應軌中的所述紋波而影響穿過所述放大器晶體管的所述輸出電流。
【附圖說明】
[0007]參考以下各圖描述本發明的非限制性及非詳盡實施例，其中在所有各視圖中相似參考編號指代相似部件，除非另有規定。
[0008]圖1是圖解說明根據本發明的教示包含具有像素單元的像素陣列及用以改進位線中的電力供應拒斥比的讀出電路的實例性成像系統的框圖。
[0009]圖2是圖解說明根據本發明的教示改進位線中的電力供應拒斥比的圖像感測系統的讀出電路的一個實例的示意圖。
[0010]圖3是更詳細地圖解說明根據本發明的教示改進位線中的電力供應拒斥比的圖像感測系統的讀出電路的一個實例的示意圖。
[0011]在圖式的所有數個視圖中，對應參考字符指示對應組件。所屬領域的技術人員將了解，圖中的元件是為簡單及清晰起見而圖解說明的，且未必按比例繪制。舉例來說，為了有助于改進對本發明的各種實施例的理解，圖中的元件中的一些元件的尺寸可能相對于其它元件放大。此外，通常未描繪在商業上可行的實施例中有用或必需的常見而眾所周知的元件以便促進對本發明的這各種實施例的較不受阻擋的觀察。
【具體實施方式】
[0012]在以下描述中，陳述眾多特定細節以便提供對本發明的透徹理解。然而，所屬領域的技術人員將明了，不需要采用所述特定細節來實踐本發明。在其它實例中，未詳細描述眾所周知的材料或方法以避免使本發明模糊。
[0013]在本說明書通篇中對“一個實施例”、“一實施例”、“一個實例”或“一實例”的提及意指結合所述實施例或實例所描述的特定特征、結構或特性包含于本發明的至少一個實施例中。因此，在本說明書通篇的各個位置中短語“在一個實施例中”、“在一實施例中”、“一個實例”或“一實例”的出現未必全部指代同一實施例或實例。此外，在一或多個實施例或實例中，可以任何適合組合及/或子組合的形式來組合特定特征、結構或特性。特定特征、結構或特性可包含于集成電路、電子電路、組合邏輯電路或提供所描述的功能性的其它適合組件中。另外，應了解，隨本文提供的各圖用于向所屬領域的技術人員解釋的目的且圖式未必按比例繪制。
[0014]根據本發明的教示的實例描述一種包含具有第一電流路徑及第二電流路徑的電流鏡電路的圖像傳感器讀出電路。在一個實例中，傳導穿過所述第一電流路徑的第一電流用于控制所述電流鏡電路的所述第二電流路徑中的第二電流。在一個實例中，所述電流鏡電路的所述第二電流路徑耦合到圖像傳感器的像素電路的放大器晶體管，以使得所述第二電流傳導穿過放大器晶體管。在所述實例中，耦合到所述第一電流鏡電路的第一電流路徑的第一電流源用于提供所述第一電流的實質上恒定電流分量。耦合到像素電路的電力供應軌的第二電流源也耦合到所述第一電流鏡電路的第一電流路徑以提供所述第一電流的紋波電流分量。在所述實例中，由所述第二電流源提供的紋波電流分量響應于所述像素電路的電力供應軌中的紋波。因此，在所述實例中，根據本發明的教示，所述第一電流實質上等于由所述第一電流源提供的所述實質上恒定電流分量與由所述第二電流源提供的所述紋波電流分量的和。根據本發明的教示，由于由所述第二電流源提供的紋波電流分量響應于所述電力供應軌中的紋波(其可例如由電力供應器中的噪聲導致)，因此穿過放大器晶體管的電流中的紋波具有與電力供應軌中的噪聲實質上相同的相位及頻率，這因此提供改進的電力供應拒斥比。
[0015]為了圖解說明，圖1是圖解說明根據本發明的教示包含提供改進的電力供應拒斥比的讀出電路110的圖像感測系統100的一個實例的示意圖。如在所描繪的實例中所展示，成像系統100包含耦合到控制電路120及讀出電路110的像素陣列105