本實用新型涉及圖像傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像傳感器的噪聲抵消電路。

背景技術(shù)：

圖像傳感器是數(shù)字攝像頭的重要組成部分，是一種將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電學(xué)信號的設(shè)備，它被廣泛地應(yīng)用在數(shù)碼相機、移動終端、便攜式電子裝置和其他電子光學(xué)設(shè)備中。圖像傳感器按照元件的不同，可分為CCD（Charge Coupled Device，電荷耦合元件）和CMOS（Complementary Metal oxide Semiconductor，互補型金屬氧化物半導(dǎo)體元件）圖像傳感器兩大類。CCD圖像傳感器除了大規(guī)模應(yīng)用于數(shù)碼相機外，還廣泛應(yīng)用于攝像機、掃描儀、以及工業(yè)領(lǐng)域等。而CMOS圖像傳感器由于其高度集成化、低功率損耗和局部像素可編程隨即讀取、速度快、成本低等優(yōu)點，可適用于數(shù)碼相機、PC攝像機、移動通信產(chǎn)品等領(lǐng)域。

隨著圖像傳感器的持續(xù)快速的發(fā)展，促進了其進一步的小型化和集成。CCD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器都是采用光電轉(zhuǎn)換區(qū)域，一般采用光電二極管（Photodiode or Photodetector）收集入射光，并將其轉(zhuǎn)換為能夠進行圖像處理的光電荷?，F(xiàn)有的CMOS圖像傳感器中，若干個像素單元組成的像素陣列接收入射光，收集光子。像素單元往往采用3T、4T或5T的結(jié)構(gòu)，以4T為例，由轉(zhuǎn)移晶體管（Transfer Transistor、TX）、復(fù)位晶體管（Reset Transistor、RST）、源跟隨晶體管（Source-Follower Transistor、SF）、行選通管（Row Selector Transistor、RSEL），基本的工作原理為：通過光電轉(zhuǎn)換形成光生載流子，產(chǎn)生模擬信號，通過對像素陣列的行選通并進行列讀取，讀出每列的模擬信號，進行后續(xù)的運算增益放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等信號處理過程。

在實際工作中像素（pixel）的源跟隨晶體管SF管供電電源的噪聲會通過電容couple到像素單元的浮置擴散區(qū)FD上，接著通過信號通路被放大，模數(shù)轉(zhuǎn)換（AD）轉(zhuǎn)換之后體現(xiàn)到輸出數(shù)據(jù)上，影響圖像信噪比。一般做法是為pixel電路單獨做一個LDO（Low Dropout Regulator），以減小外部供電電源噪聲對圖像質(zhì)量的影響。如果LDO的輸出受到影響，噪聲同樣還是會體現(xiàn)到圖像上。當LDO噪聲抑制性能有限的情況下，一種解決方法是，在信號通路中引入另外一路電源噪聲，用來抵消從pixel處傳入的部分。傳統(tǒng)方式是為pixel電源做一個LDO，用以隔離外部供電電源上的噪聲。這種方法當芯片干擾較大時，其穩(wěn)定速度有限，在其穩(wěn)定的過程中，噪聲依然會體現(xiàn)到圖像上。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種圖像傳感器的噪聲抵消電路，解決現(xiàn)有技術(shù)中源跟隨晶體管電源引入噪聲的技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種圖像傳感器的噪聲抵消電路，包括：

第一噪聲通路，電源噪聲通過源跟隨晶體管輸出第一輸出噪聲信號；

第二噪聲通路，電源噪聲通過比例調(diào)節(jié)模塊輸出第二輸出噪聲信號；

所述比例調(diào)節(jié)模塊通過調(diào)節(jié)電容和/或跨導(dǎo)調(diào)節(jié)輸出的第二輸出噪聲信號的增益，所述第一輸出噪聲信號與第二輸出噪聲信號幅值相同、相位相反，以相互抵消噪聲。

可選的，所述第一噪聲通路包括連接于源跟隨晶體管的漏極與柵極之間的第一電容及連接于源跟隨晶體管的柵極與地端之間的第二電容。

可選的，在第二噪聲通路中，電源噪聲通過所述比例調(diào)節(jié)模塊連接至偏置模塊，所述偏置模塊包括第一NMOS晶體管及第二NMOS晶體管，所述第一NMOS晶體管的漏極連接所述源跟隨晶體管的源極，源極連接第一節(jié)點，柵極通過第三電容連接至地端，所述第二NMOS晶體管的源極接地，漏極連接所述第一節(jié)點，柵極連接第二節(jié)點。

可選的，所述比例調(diào)節(jié)模塊包括并聯(lián)連接于所述第二節(jié)點的第一恒定電容和第二恒定電容，以及連接于所述第一恒定電容與所述源跟隨晶體管的電源電壓之間的可變電容，所述可變電容的一極連接所述源跟隨晶體管的電源電壓，另一極連接所述第一恒定電容的一極，所述第一恒定電容的另一極連接所述第二節(jié)點，所述第二恒定電容的一極連接所述第二節(jié)點，另一極連接地端，通過調(diào)節(jié)所述可變電容的電容值，調(diào)節(jié)所述第二輸出噪聲信號的增益。

可選的，所述比例調(diào)節(jié)模塊包括調(diào)節(jié)電容的第一比例調(diào)節(jié)模塊和調(diào)節(jié)跨導(dǎo)的第二比例調(diào)節(jié)模塊，所述第一比例調(diào)節(jié)模塊連接所述偏置模塊的第二節(jié)點，所述第二比例調(diào)節(jié)模塊連接所述偏置模塊的第一節(jié)點。

可選的，所述第一比例調(diào)節(jié)模塊包括并聯(lián)連接于所述第二節(jié)點的第三恒定電容和第四恒定電容，所述第三恒定電容的另一極連接所述源跟隨晶體管的電源電壓，所述第四恒定電容的另一極連接地端。

可選的，所述第二比例調(diào)節(jié)模塊包括第三NMOS晶體管，所述第三NMOS晶體管的漏極連接所述第一節(jié)點，源極接地端，柵極通過偏置電容連接至地端，調(diào)節(jié)所述第二節(jié)點的電壓調(diào)節(jié)所述第二NMOS晶體管的跨導(dǎo)，所述第二比例調(diào)節(jié)模塊適于穩(wěn)定所述源跟隨晶體管的工作電流。

相應(yīng)的，本實用新型還提供一種圖像傳感器的噪聲抵消電路，包括：

第一噪聲通路，電源噪聲通過源跟隨晶體管輸出第一輸出噪聲信號；

第二噪聲通路，電源噪聲通過偏置模塊輸出第二輸出噪聲信號；

連接于所述偏置模塊的比例調(diào)節(jié)模塊，所述比例調(diào)節(jié)模塊通過調(diào)節(jié)所述源跟隨晶體管的跨導(dǎo)調(diào)節(jié)輸出的第一輸出噪聲信號的增益，所述第一輸出噪聲信號與第二輸出噪聲信號幅值相同、相位相反，以相互抵消噪聲。

可選的，所述偏置模塊包括第一NMOS晶體管及第二NMOS晶體管，所述第一NMOS晶體管的漏極連接所述源跟隨晶體管的源極，源極連接第一節(jié)點，柵極通過第三電容連接至地端，所述第二NMOS晶體管的源極接地，漏極連接所述第一節(jié)點，柵極連接所述源跟隨晶體管的電源電壓。

可選的，所述比例調(diào)節(jié)模塊包括第三NMOS晶體管，所述第三NMOS晶體管的漏極連接所述第一節(jié)點，源極接地端，柵極連接第二節(jié)點，調(diào)節(jié)所述第二節(jié)點的電壓調(diào)節(jié)所述源跟隨晶體管的跨導(dǎo)，所述第三NMOS晶體管用于穩(wěn)定所述第一NMOS晶體管的工作電流。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的圖像傳感器的噪聲抵消電路具有以下有益效果：

本實用新型中，引入第二噪聲通路，通過將源跟隨晶體管的電源噪聲通過兩個噪聲通路進行抵消，起到抗電源干擾，減小圖像噪聲，提高圖像質(zhì)量的目的。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例中第一噪聲通路的電路示意圖；

圖2為本實用新型第一實施例中第二噪聲通路的電路示意圖；

圖3為本實用新型第二實施例中第二噪聲通路的電路示意圖；

圖4為本實用新型第三實施例中第二噪聲通路的電路示意圖。

具體實施方式

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施的限制。

其次，本實用新型利用示意圖進行詳細描述，在詳述本實用新型實施例時，為便于說明，所述示意圖只是實例，其在此不應(yīng)限制本實用新型保護的范圍。

為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本實用新型的圖像傳感器的電源噪聲抵消電路進行詳細描述。

本實用新型提供一種適用于CMOS圖像傳感器的電源噪聲抵消電路，電路包括：第一噪聲通路，電源噪聲通過源跟隨晶體管輸出第一輸出噪聲信號；第二噪聲通路，電源噪聲通過比例調(diào)節(jié)模塊輸出第二輸出噪聲信號，所述比例調(diào)節(jié)模塊通過調(diào)節(jié)電容和/或跨導(dǎo)調(diào)節(jié)輸出的第二輸出噪聲信號的增益，所述第一輸出噪聲信號與第二輸出噪聲信號幅值相同、相位相反，以相互抵消噪聲。

下面結(jié)合附圖對本實用新型的圖像傳感器的噪聲抵消電路進行說明。

第一實施例

參考圖1所示，第一噪聲通路包括連接于源跟隨晶體管M_SF的漏極與柵極之間的第一電容C_par及連接于源跟隨晶體管M_SF的柵極與地端之間的第二電容C_FD。源跟隨晶體管M_SF的漏極電壓VPIX上的噪聲通過第一電容C_par耦合到浮置擴散區(qū)FD的第二電容C_FD上，通過源跟隨晶體管M_SF到源跟隨晶體管M_SF的源極輸出pxda，再通過后續(xù)電路被放大量化到數(shù)字域體現(xiàn)到圖像上。第一噪聲通路的信號增益為：

參考圖2所示，在第二噪聲通路中，電源噪聲通過比例調(diào)節(jié)模塊20連接至偏置模塊10，所述偏置模塊10包括第一NMOS晶體管M_NBC、第二NMOS晶體管M_NB、第三電容C₃，所述第一NMOS晶體管M_NBC的漏極連接源跟隨晶體管M_SF的源極（輸出端pxda），源極連接所述第二NMOS晶體管M_NB的漏極（第一節(jié)點S1），柵極連接所述第三電容C₃的一極，所述第三電容C₃的另一極連接地端，所述第二NMOS晶體管M_NB的源極接地，柵極連接第二節(jié)點S2。所述比例調(diào)節(jié)模塊20包括連接于所述第二節(jié)點S2的第一恒定電容C_dcbl和第二恒定電容C_bias，以及連接于第一恒定電容與源跟隨晶體管的電源電壓之間的可變電容C_var。所述可變電容C_var的一極連接源跟隨晶體管M_SF的電源電壓VPIX，另一極連接第一恒定電容C_dcbl的一極，所述第一恒定電容C_dcbl的另一極連接于偏置模塊的第二節(jié)點S2處，所述第二恒定電容C_bias的一極連接所述第二節(jié)點S2，另一極連接地端。本實施例中，通過調(diào)節(jié)所述可變電容C_var的電容值，調(diào)節(jié)所述第二輸出噪聲信號的增益，源跟隨晶體管M_SF的漏極電壓VPIX上的噪聲通過可變電容C_var、第一恒定電容C_dcbl及第二恒定電容C_bias引入到偏置模塊的第二節(jié)點S2處，通過第二NMOS晶體管M_NB及第二晶體管M_NBC耦合到輸出端pxda，再通過后續(xù)電路被放大量化到數(shù)字域體現(xiàn)到圖像上。第二噪聲通路的增益為：

可變電容C_var大小可以通過連接于可變電容C_var的控制電壓調(diào)節(jié)，以使得

所述源跟隨晶體管M_SF的漏極電壓VPIX上的噪聲通過兩個通路到達輸出端pxda處，其幅值大小一樣，相位相反，在輸出端pxda處相互抵消，起到抑制圖像傳感器供電電源噪聲的目的。

第二實施例

與實施例一中相同的是，所述第一噪聲通路包括連接于源跟隨晶體管M_SF的漏極與柵極之間的第一電容C_par及連接于源跟隨晶體管M_SF的柵極與地端之間的第二電容C_FD。源跟隨晶體管M_SF的漏極電壓VPIX上的噪聲通過第一電容C_par耦合到浮置擴散區(qū)FD的第二電容C_FD上，通過源跟隨晶體管M_SF到源跟隨晶體管M_SF的源極輸出pxda，再通過后續(xù)電路被放大量化到數(shù)字域體現(xiàn)到圖像上。第一噪聲通路的信號增益為：

與實施例一中不同的是，在第二噪聲通路中，所述比例調(diào)節(jié)模塊包括調(diào)節(jié)電容的第一比例調(diào)節(jié)模塊21和調(diào)節(jié)跨導(dǎo)的第二比例調(diào)節(jié)模塊22，所述第一比例調(diào)節(jié)模塊21連接偏置模塊10的第二節(jié)點S2，第二比例調(diào)節(jié)模塊22連接偏置模塊10的第一節(jié)點S1。

具體的，參考圖3所示，所述第一比例調(diào)節(jié)模塊21包括連接于所述第二節(jié)點S2處的第三恒定電容C_noican和第四恒定電容C_bias’，所述第三恒定電容C_noican的一極連接所述第二節(jié)點S2，另一極連接源跟隨晶體管M_SF的電源電壓VPIX，所述第四恒定電容C_bias’的一極連接所述第二節(jié)點S2，另一極連接地端。

所述第二比例調(diào)節(jié)模塊22包括第三NMOS晶體管M_DC和偏置電容C₀，所述第三NMOS晶體管M_DC的漏極連接所述第一節(jié)點S1，源極接地端，所述偏置電容C₀的一極連接所述第二NMOS晶體管M_NB的柵極，另一極連接地端。

本實施例的第二噪聲通路，源跟隨晶體管M_SF的漏極電壓VPIX上的噪聲通過第二恒定電容C_noican和第四恒定電容C_bias’引入到偏置模塊10的第二節(jié)點S2處，通過第一NMOS晶體管M_NB輸出到輸出端pxda，再通過后續(xù)電路被放大量化到數(shù)字域體現(xiàn)到圖像上。第二噪聲通路的增益為：

第二NMOS晶體管M_NB的跨導(dǎo)大小可以通過調(diào)節(jié)第二NMOS晶體管M_NB的柵極電壓（第二節(jié)點S2處電壓）調(diào)節(jié)，第二比例模塊22用于加入偏置電流使得源跟隨晶體管的工作電流穩(wěn)定，保持源跟隨晶體管M_SF的跨導(dǎo)的穩(wěn)定，以使得

=0

源跟隨晶體管M_SF的漏極電壓VPIX上的噪聲通過兩個通路到達輸出端pxda處，其幅值大小一樣，相位相反，在輸出端pxda處相互抵消，起到抑制圖像傳感器供電電源噪聲的目的。

需要說明的是，實施例一中通過調(diào)節(jié)電容調(diào)節(jié)第二噪聲通路的增益，實施例二中通過調(diào)節(jié)跨導(dǎo)調(diào)節(jié)第二噪聲通路的增益，在本實用新型的其他實施例中，還可以同時調(diào)節(jié)電容與跨導(dǎo)，調(diào)節(jié)第二噪聲通路的增益。

第三實施例

與實施例一中相同的是，所述第一噪聲通路包括連接于源跟隨晶體管M_SF的漏極與柵極之間的第一電容C_par及連接于源跟隨晶體管M_SF的柵極與地端之間的第二電容C_FD。源跟隨晶體管M_SF的漏極電壓VPIX上的噪聲通過第一電容C_par耦合到浮置擴散區(qū)FD的第二電容C_FD上，通過源跟隨晶體管M_SF到源跟隨晶體管M_SF的源極輸出pxda，再通過后續(xù)電路被放大量化到數(shù)字域體現(xiàn)到圖像上。第一噪聲通路的信號增益為：

參考圖4所示，所述偏置模塊10包括第一NMOS晶體管M_NBC、第二NMOS晶體管M_NB、第三電容C₃，所述第一NMOS晶體管M_NBC的漏極連接源跟隨晶體管M_SF的源極（輸出端pxda），源極連接所述第二NMOS晶體管M_NB的漏極（第一節(jié)點S1），柵極連接所述第三電容C₃的一極，所述第三電容C₃的另一極連接地端，所述第二NMOS晶體管M_NB的源極接地，柵極連接源跟隨晶體管M_SF的電源電壓。電源噪聲通過偏置模塊10中的第二NMOS晶體管M_NB及第一NMOS晶體管M_NBC輸出到pxda端，再通過后續(xù)電路被放大量化到數(shù)字域體現(xiàn)到圖像上，第二噪聲通路的增益為：

其中，源跟隨晶體管M_SF的跨導(dǎo)大小可以通過第二節(jié)點S2的電壓調(diào)節(jié)，以使得

本實施例中，第三NMOS晶體管M_DC能夠使得第二NMOS晶體管M_NB的工作電流保持穩(wěn)定，使得第二NMOS晶體管M_NB的跨導(dǎo) 保持穩(wěn)定，從而使得第二噪聲通路的增益穩(wěn)定。

源跟隨晶體管M_SF的漏極電壓VPIX上的噪聲通過兩個通路到達輸出端pxda處，其幅值大小一樣，相位相反，在輸出端pxda處相互抵消，起到抑制圖像傳感器供電電源噪聲的目的。

綜上所述，本實用新型提供圖像傳感器中，引入第一噪聲通路和第二噪聲通路，通過將源跟隨晶體管的電源噪聲通過兩個噪聲通路進行抵消，分別調(diào)節(jié)第二噪聲通路中的電容和/或跨導(dǎo)，調(diào)節(jié)第二噪聲通路的增益，使得第一噪聲通路和第二噪聲通路的增益抵消，起到抗電源干擾，減小圖像噪聲，提高圖像質(zhì)量的目的。

本實用新型雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本實用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本實用新型技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍。