专利名称：用于有源像素传感器阵列的暗行抑制系统及方法
技术领域：
背景技术：
有源像素传感器阵列包含通常布置成行及列的个别光传感器或像素的阵列以捕 获数字图像数据。这些传感器阵列(由于其一般是使用CMOS处理技术进行制造，因 此其一般被称作互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器)用于各种普通消费者 电子装置，例如数字静态相机、数字摄像机及图像复制装置。此类阵列中的每一像素 均包含光检测器，其通常是光电二极管且其用于感测在曝光期间入射在所述光检测器 上的光的强度及提供指示所感测的光的强度的电信号。然后， 一次一行地从阵列中的 像素读取这些电信号的值，其中阵列中的所有像素的值被指定一表示一所捕获图像的 数字数据"帧"。所属领域的技术人员很好地理解常规传感器阵列的大体操作且在本 文中将不进行详细描述。例如，傅瑟姆(Fossum)等人的美国专利第5，471，515号提 供此说明并以引用的方式并入本文中。
在现有传感器阵列中，最初参考地面确定由每一像素提供的电信号的值。然而， 从像素输出的电信号及地面信号可经受不同的噪声级及导致噪声或从像素读取的信号 的错误值的其它不等影响。此错误值导致较不准确地指示入射在每一像素上的光且因 此达到所捕获数字图像数据的较低质量。从像素所读取的电信号以及地面信号上的噪 声可由所属领域的技术人员将理解的阵列操作期间的各种因素引起，例如当启动一行 像素时产生的切换噪声。
减少可能出现在从像素所读取的电信号上的噪声的现有方法是包含有源像素传 感器阵列的一个侧或两侧上的参考像素。利用阵列的一个侧上或阵列的两个侧上的参 考像素来有利地增加传感器阵列的帧速率的有源像素传感器阵列揭示于博格(Borg)
等人("博格")的美国专利第6,476,864号中，此专利以引用的方式并入本文中。借 助此方法，传感器阵列包含成像子阵列，其包含感测来自物体的入射光以捕获所需图 像的像素。在成像子阵列的一个侧或两个侧上的是参考子阵列，其包含经覆盖以使得 其不经受入射光但另外与成像子阵列中的像素具有相同结构的参考像素。
当从有源像素传感器阵列读出数据时， 一次启动一指定行像素，此既启动成像子 阵列中所包含的所述行的像素又启动参考子阵列中所包含的所述行的像素。这些像素 在以下说明中将被分别称作成像像素及参考像素。然后，差动电路针对每一经启动成像像素基于耦合到所述行中的一个或多个经启动参考像素的参考列线上的电压与耦合 到经启动的成像像素的列线上的电压之间的差产生输出。理想地，参考像素与成像像 素经历相同的噪声以使得采用所述两个信号之间的差消除或极大地减少从每一经启动 成像像素读取的电信号或电压上的任何噪声。例如，由启动成像及参考像素所产生的 切换噪声将出现在列线及参考列线两者上，此意指此差分读出方法消除来自所产生的 输出的此类噪声。
注意，对于利用此差分读出方法适当操作有源像素传感器阵列，必须在参考列线 上存在适当电压。如果此不是真实的，那么所产生的差分输出将具有不准确地指示入 射在所启动行中的每一成像像素上的光的强度的值。如所属领域的技术人员将理解， 最大电压通常是存在于每一参考列线上的期望电压。此是真实的，因为在操作有源像 素传感器阵列期间，在将成像像素暴露于入射光以捕获图像之前，复位成像像素及参 考像素两者。在此复位过程期间，每一像素中的光检测器通常被充电达到最大电压， 其中然后随后暴露于入射光使光检测器放电且借此减少成像像素中的电压。
由于参考像素通常被金属层及还覆盖成像像素的滤色器覆盖，因此存在可改变参 考列线上的电压的两种主要方式。在读取操作期间，参考列线耦合到参考像素中的光 检测器，如所属领域的技术人员将了解。参考像素中的第一误差源由被称作"热像素" 的事物产生。热像素是具有即使在不存在入射在光检测器上的光时也致使所述光检测 器放电的高泄漏电流的像素。当热像素为参考像素时，这些热像素呈现问题。此是真 实的，因为热像素将导致参考列线上的错误电压且然后将从自相关联行中的成像像素 所读出的每一电压减去此错误电压。
在操作期间，由于成像像素暴露在入射光中，因此成像像素具有小于最大值的电 压。现在，如果由于热像素所致，参考列线上的电压较小，那么所得的差分输出信号 将具有比期望值小的值。此错误差将发生于指定行中的所有成像像素，从而导致所感 测的整个行的值都小于期望值。所感测的值小于所期望的值对应于所捕获图像的所述 行中的像素为暗，其中此行一般被称作"暗行"。
另一称为"光泄漏"的现象可导致从利用所论述的差分读出方法的有源像素传感 器阵列中读出错误的图像数据。光泄漏是不希望光入射在参考像素上。记住，理想的 情况是覆盖参考像素以使得没有光入射在这些像素上。然而，实际中，覆盖参考像素 的方式导致与正被捕获的图像相关联的某些光可入射在参考像素上的可能性。如先前 所提及，参考像素通常覆盖有某些种类的金属层及滤色器结构。虽然不论述此结构的 细节，但形成所述结构的金属层及滤色器堆叠的布置可导致存在开口。然后，入射光 可传播穿过这些开口且反射离开所述结构以照亮下伏参考像素。此对参考像素的不希 望照明导致参考像素中的光检测器的不希望放电，从而致使如先前以上针对热像素所 述的差分输出信号的误差。
还应注意，在参考像素位于成像子阵列的两侧上的情况下，子阵列的一个侧上的 参考像素可经历不同于子阵列的另一侧上的参考像素的光泄漏。对于每一行，例如当
5读出所述行中的成像像素的偶数列时，使用成像子阵列的一个侧上的参考像素。在此 情形下，当读出成像子阵列的奇数列时使用子阵列的另一侧上的参考像素。成像子阵 列的一个侧上的参考像素对另一侧上的参考像素的不同量的光泄漏将导致从相应行中 读出的奇数及偶数像素的不同误差，从而引入进一步不希望的误差源。
需要用于从有源像素传感器阵列(例如，CMOS图像传感器)读出所感测的图像 数据的经改善系统及方法。
发明内容
根据本发明的一个方面， 一种有源像素传感器阵列包含成像传感器子阵列、定位 在所述成像传感器子阵列的第一侧上的第一参考子阵列及定位在所述成像子阵列的第 二侧上的第二参考子阵列。所述第一成像子阵列包含第一列线，其电耦合到所述第二 子阵列的第二列线以从所述第一及第二参考子阵列产生共用参考信号。
图1是根据本发明的一个实施例图解说明包含定位在成像子阵列的侧上的两个互 连参考子阵列的有源像素传感器阵列的方框图。
图2是根据本发明一个实施例更详细地图解说明图1的有源像素传感器阵列的功
能方框图。
图3是更详细地图解说明图2的成像及参考子阵列中所包含的光传感器或像素中 的一者的实例的图。
图4是根据本发明一个实施例更详细地图解说明图1或2的参考子阵列内的光传
感器或像素的互连的示意图。
图5是根据本发明实施例图解说明包含图1或2的有源像素传感器阵列的电子系
统的功能方框图。
具体实施例方式
图1是根据本发明的一个实施例图解说明包含定位在成像子阵列的侧上的两 个电互连参考子阵列M2a及的有源像素传感器阵列/卯的方框图。参考子阵列 M2a及中的每一者均包含多个光传感器或像素(未显示)，其中左边参考子阵 列/似a中的像素电耦合到右边参考子阵列中的像素。图1中通过导电线/06互 连两个参考子阵列来图解说明两个参考列线的此电互连。包含成像子阵列J似两侧上 的互连参考子阵列M2fl及Jft^减少可影响子阵列/似"或的一者中的像素(未 显示)的光泄露的影响且由此减少否则可由此类泄露产生的暗行的影响或抑制所述暗 行，如下文将更详细地解释。此方法也减少否则可由参考子阵列M2中的"热像素"
6所产生的暗行的影响或抑制所述暗行，也如下文将更详细地论述。
在以下说明中，结合所描述的本发明实施例阐述某些细节以提供对本发明的充分 理解。然而，所属领域的技术人员将了解，可在不具有所述特定细节的情况下实施本 发明。此外，所属领域的技术人员将了解以下所述的实例实施例并不限制本发明的范 围，且还将理解所揭示的实施例及所述实施例的组件的各种修改、等效形成、组合及 子组合均在本发明的范围内。包含少于相应的所述实施例中的任一者的所有组件的实 施例也可在本发明的范围内，尽管下文未进行详细地明确描述。最后，下文不详细显 示或描述众所周知的组件的操作及/或过程以避免不必要地使本发明模糊不清。
还注意，在以下说明中，当利用包含字母及数字的参考描述符(例如，/ft2fl及 2似&)，或包含下标的参考描述符时，当指代与所述参考描述符相关联的组件中的任 一者或全部时可省略所述字母或下标。仅在指代所述组件中的特定一者或多者时，通 常会利用字母及数字两者。
现在将参考图2更详细地描述图1的有源像素传感器阵列/卯的结构及操作，图 2是根据本发明的一个实施例成像装置中所包含的有源像素传感器阵列2卯的功 能方框图。有源像素传感器阵列2朋是有源像素传感器阵列J仰的一个实施例且显示 所述阵列的功能结构的更多细节。传感器阵列2卵包含左边及右边参考子阵列2""
及成像子阵列2W。子阵列202及2似中的每一者均包含布置成行及列的多个像 素或光传感器PS。
所述光传感器PS中的每一者均包含更具体来说指示所述光传感器在传感器阵列 2卯中的位置的下标。每一下标首先包含"R"或"I"以分别指示光传感器是在参考 子阵列202中还是在成像子阵列204中。两个数字跟随R或I之后，其中第一数字指 示光传感器尸S在传感器阵列2卯中的行位置且第二数字指示列位置。假设传感器阵 列包含N个行及M个列。例如，在一个实施例中，传感器阵列2卯是光传感器PS的 NxM阵列，其中N=2056且M=1544，且其中每一参考子阵列2ft2fl及2026均包含8 列光传感器。尽管将每一参考子阵列202a及2似6显示为仅包含单个列的光传感器尸S， 但根据传感器阵列2卯的其它实施例，这些子阵列中的每一者通常包含多于一个列的 传感器。
传感器阵列2卯进一步包含多个行线iW-AiV，每一行线均耦合到阵列中的对应行 光传感器尸S。行解码器及控制电路206经由行线iW-Z iV施加行控制信号以控制及启 动阵列2卯中的相应行光传感器尸S。行解码器及控制电路206在每一行线ZW-Z iV上 施加的行控制信号用于复位及此后存取对应行的光传感器尸S，如下文将更详细地描 述。
类似于行线及，传感器阵列2卵进一步包含多个列线C7-CM，每一列线耦合到对 应列的光传感器PS。列线C7及CM耦合到参考子阵列202"及2026中的光传感器且 还通过导电线207耦合在一起或互连。或者，将这些互连的列线C7及CM标示为参 考列线O 。列放大器2做耦合到列线C2-CM且感测列线上由经启动的行及的光传感器尸S所产生的电压。然后，列放大器2做针对成像子阵列2似中的每一列线 输出对应于所感测的所述列线上的电压与参考子阵列202a、 202&的列线Cl及CM上 的电压之间的差的差分电压DT/，如下文将更详细地描述。
在描述成像装置2W的大体操作之前，将首先参考图3描述成像及参考子阵列2似 及2(M (图2)中所包含的光传感器PS中的一者的典型结构。对光传感器的此结构的 此理解将有助于人们理解装置20/的大体操作。光传感器PS通常形成在半导体衬底 3卯中，且包含用于感测入射在光阱上的光3似的强度的光检测器或光阱302。光阱 302通常由具有与衬底3卯相反的传导性的适合半导体材料形成以使得通过光阱及衬 底的结形成光电二极管M6，如在图中所图解说明。
光传感器PS进一步包含复位晶体管3做，其耦合在光阱3似与供应电压源V《W
之间，其中晶体管的源极与光阱的互连界定光检测器节点尸D。响应于复位信号/wr，
晶体管3卵导通以给光阱3似充电，如光阱中所包含的正电荷"+"所表示。放大晶体 管3/0接收节点上的电压且起到源极跟随器的作用以提供小于晶体管源极上的阈 值电压W的此电压。存取晶体管3J2接收行启动信号/ OW且当行启动信号为有效时 导通以将放大晶体管370的源极处的电压提供到耦合到存取晶体管的源极的列线C。
注意，行启动信号/ ow及复位信号/wr共同地对应于行线及中的每一者上由行地址
及控制电路206 (图2)所供应的行控制信号。图3的光传感器尸S—般称作"3T"光 传感器，因为其包含三个晶体管，也就是晶体管30S、 3/0及3/2。
现在将参考图2及3更详细地描述成像装置及子阵列及中的光传感 器PS的大体操作。操作中，在成像装置2W捕获图像之前，行解码器及控制电路206
首先启动施加到所有光传感器尸s的复位信号/wr。响应于有效及sr信号，每一光传
感器PS中的复位晶体管3朋导通且给光阱3M充电。此时，光阱3似完全充电以使 得节点/^具有最大值，也就是，供应电压WW小于复位晶体管邓S的阈值电压Vr。
然后，成像子阵列2(W中的光传感器尸S暴露于来自将要捕获其图像的物体的入 射光。作为此暴露的结果，来自物体的入射光使成像子阵列2(W中的光传感器尸S的 光阱3似放电，其中每一光阱上的入射光的强度确定所述光阱放电的程度及因此所述 光阱及对应节点尸/)上的电压值。在暴露时间之后，成像子阵列204中的光传感器PS 的光阱3似被进行不同量的放电，其中剩余电荷量确定节点尸D处的电压的值。
在曝光时间消逝之后，必须从成像子阵列2(W读取成像子阵列204中的每一光传 感器PS的节点尸Z)处的电压值。为从成像传感器子阵列204中的所有光传感器尸S读 取电压值，行解码器及控制电路206按顺序启动行线/W-及iV上的及OW信号以一次一 行地读出所述值。在行解码器及控制电路206针对指定行光传感器PS启动7 OW信号 以借此启动这些光传感器之后，列放大器2卵针对有效行中的每一光传感器产生差分 电压DV。对于经启动行中的每一光传感器尸S，差分电压"V对应于耦合到所述光传 感器的列线上的电压与参考列线CW上的电压之间的差。列放大器2肪针对 经启动行中的每一光传感器尸S产生差分电压Z>F。行解码器及控制电路206及列放大器2做以此方式操作以按顺序启动成像子阵列
2(w中的每一行光传感器尸s且针对每一经启动的光传感器产生差分电压in^。列放大
器2朋通常将所产生的差分电压I^提供到成像装置2W中的其它电路(未显示)。 例如，此其它电路通常对这些差分电压"V值中的每一者进行数字化以借此产生经启 动行中的每一光传感器PS的节点PZ)处的电压值的数字值。成像子阵列2似中的所有 光传感器PS的差分电压DV的数字值的集合形成所捕获的图像的数字图像文件。
如先前所描述，入射在成像子阵列中的光传感器PS的光阱邓2上的光导致 从这些光阱中移除电荷且借此减少对应节点尸D上的电压。当极少的光入射在光传感 器PS的光阱3M上时，光阱302上的电压相应地相对大。如果没有光入射在光传感 器尸S的光阱302上，那么光阱3tf2上的电压将为等于大约Vdd-VT的最大值，其中 Vt是夏位晶体管3卵上的阈值电压。光阱3似上的此最大电压当然会导致列线C上由 此光传感器尸S供应的对应最大电压1^ 。此光传感器尸S或像素将被称作"黑像素"。
理想的情况是参考子阵列202中的光传感器PS不接收入射光，如先前所描述。 因此，理想的情况是这些光传感器或像素尸S为在相关联列线C上呈现Vdd减去2VT 的最大电压的黑像素，其中Vt是夏位晶体管3朋及源极跟随器晶体管3J0的阈 值电压。通过互连参考子阵列2似中的像素PS的列线Cl及CM以形成单个参考列线 C7 ，消除或减少任何热像素或光泄漏的影响，如现在将更详细地描述。
首先，关于光泄漏，记住，如先前所论述，入射在参考子阵列2M"及2026中的 像素PS上的光的不同等级可导致每一参考子阵列中不同量的光泄漏。通过将两个参 考子阵列2似a及2似6的列线C耦合在一起以形成单个参考列线C7 ，减轻任何光泄 漏的影响。此是真实的，因为导致一个参考子阵列2W的列线C上的电压电平的任何 光泄漏均将被另一参考子阵列2M的列线上的电压电平抵消。例如，假设参考子阵列 2Ma中的像素经历光泄漏以使得在列线CJ未耦合到参考子阵列2似6的列线CM的情 况下，此列线C7上的电压将等于VMAx-vleak。现在，假设参考子阵列202&中的像素 不经历光泄漏，以使得在列线CM未耦合到列线C1的情况下，此列线CM上的电压 将等于Vmax。作为列线C7与CM互连的结果，列线C/ 被驱动到将存在于个别列线 C7及CM上的两个电压中的较高者，如现在将更详细地解释。
返回参考图3，记住，每一像素尸S中的放大晶体管3/0均用作源极跟随器，从 而将此晶体管的源极处的电压驱动到光检测器节点尸/>上的小于此晶体管的阈值电压 W的电压。因此，假设仅参考子阵列2似a及2M6中的一者中的参考像素PS经历光 泄漏，那么另一子阵列中的像素的节点上的电压将大约在其Vdd-VT的理想最大值。 响应于施加到这些像素尸S的放大晶体管的源极的此理想最大电压Vdd-VT，这些 晶体管用作源极跟随器以驱动对应列线C到大约最大电压VMAX。包含经历光泄漏的像 素PS的子阵列202中的列线C也将被不经历光泄漏的子阵列中的放大晶体管驱
动到最大电压vv^。
例如，假设子阵列202"经历光泄漏而子阵列2fl26不经历光泄漏。在此情形下，子阵列202ft中的像素PS的放大晶体管3/0将参考列线C72驱动到期望的最大电压 Vw似。参考列线Ci 被驱动到在列线CI及CM未互连的情况下每一子阵列2似中的放 大晶体管3/0将独立地驱动相关联列线C/及CM达到的两个电压中的较高者。两个 子阵列202fl及2似6将不可能同时经历光泄漏。因此，在本发明的此实施例中，不经 历光泄漏的子阵列202在另一子阵列确实经历光泄漏时将补偿所述另一子阵列。
参考子阵列2似fl及中的列线C7与CM的互连类似地使阵列中的一者补偿 可存在于阵列中的另一者中的"热像素"。如刚才所论述，参考列线C7 被驱动到在 列线C/及OV/未互连的情况下每一子阵列中的放大晶体管3/0将独立地驱动所 述相关联列线C7及CM达到的两个电压中的较高者。此在热像素尸S存在于子阵列 2Mfl及2似6中的一者中的情形下也适用。例如，如果子阵列202"中的指定行像素 尸S包含"热像素"，那么所述像素的放大晶体管3/0将驱动相关联列线C/到小于VMAX 的电压。然而，由于此列线C 连接到子阵列2M6的列线CAf，因此，参考列线C7 将仍被子阵列中的对应行中的像素的放大晶体管驱动到期望的Vmax。再次， 子阵列2Ma及2^6两者中的指定行中的像素尸S不可能都是热像素。因此，参考列 线O 将被不包含在热像素中的放大晶体管驱动到期望的电压VMAX 。
有源像素传感器阵列2卯降低可由利用参考像素的现有阵列产生的暗行的发生。 此为真实的，因为通过导电线207互连参考子阵列202a及2026的列线C/及CM消 除这些类型的误差，只要所述误差不同时发生在子阵列2似fl及2026两者中。 一个子 阵列202中的像素尸S补偿另一子阵列中的像素以消除可导致暗行的误差。
所属领域的技术人员将了解，以上对有源像素传感器阵列2卯、行解码器及控制 电路206及列放大器2朋的操作的说明是对这些组件的简化的总体功能说明。不呈现 此类操作的细节以避免混淆通过本文中所述的本发明样本实施例所图解说明的本发明 的若干方面。例如，上述说明针对经启动行中的每一像素尸S指示来自列放大器2卵 的对应于耦合到所述像素的列线上的电压与参考列线C7 上的电压之间的差 的差分电压/)V。
所属领域的技术人员将了解，在从有源像素传感器阵列2朋读出数据的过程中， 存在于每一成像像素PS及参考像素的列线C上的两个电压的样本通常用于产生差分 电压DK更具体来说，对于成像子阵列2W中的每一成像像素PS及子阵列202a及 2似6中的每一参考像素，列放大器2M在此电压可被称作所暴露信号电平的暴露时间 之后对对应列线C上的电压进行取样。在取样此所暴露信号电平之后，当复位像素PS 时(即，当RST信号为有效时)(其可被称作复位信号电平)列放大器2做取样列线 C上的电压。对于每一成像像素PS，两个所暴露信号电平之间的差可称作差分暴露信 号电平，而两个复位信号电平之间的差可称作差分复位信号电平。然后通过差分暴露 信号电平与差分复位像素电平之间的差确定每一成像像素PS的差分电压DV。此方法 消除电源噪声以及其它噪声源，例如与成像子阵列中的像素PS的"暗电流"相关联 的噪声，其否则可存在于从成像子阵列2tf4的像素PS读出的值上，如所属领域的技术人员将了解。暗电流是即使在像素尸S不被照亮的时候所述像素中的电流且通常由 电荷载流子的热激励产生。在先前所提及的博格(Borg)专利中更详细地描述了此方 法。
图4是根据本发明实施例更详细地图解说明图1及2的参考子阵列/02或202内 的光传感器或像素尸S的互连的示意图，其中每一参考子阵列包含两个或两个以上像 素列。显示四个像素PS，上部两个像素耦合到第一行线及w且底部两个像素耦合到第 二行线Z w+7。两个左边像素尸S，及PS^7細包含在第一列肌中且耦合到列线G而两 个右边像素尸S咖+"及尸S^^^包含在第二列肌中且耦合到列线C +/。两个列线Cm 及C^+;通过所示的导电线4卵互连，且还互连到其它参考子阵列的列线(未显示)。
图5是包含耦合到图2的有源像素传感器阵列2卯的处理器电路5似的电子系统 500的方框图。处理器电路5M通常包含用于执行各种计算及信号处理功能的电路， 例如执行特定软件以执行特定运算或任务及处理从有源像素传感器阵列2卯所接收的 信号。另外，电子系统5fl0包含一个或一个以上输入装置504，其耦合到处理器电路 5似以允许操作者与所述电子系统介接。所述输入装置可包含键盘、鼠标、数字小键 盘及其它适合输入装置。通常，电子系统5卯还包含耦合到处理器电路5似的一个或 一个以上输出装置506，此类输出装置包含液晶显示器(LCD)或其它类型的可视显 示器、打印机及其它适合装置。 一个或一个以上数据存储装置5做通常也耦合到处理 器电路5似以存储数据或自外部存储媒体(未显示)检索数据。典型的存储装置5朋 的实例包含FLASH存储器卡、硬盘及软盘、盒式磁带、光盘(CD)及数字视频光盘 (DVD)。系统5朋可以是(例如)蜂窝式电话、数字静态相机或数字摄像机。
尽管在前述说明中已阐述了本发明的各种实施例，但以上揭示内容仅是说明性， 且可对细节作出改变且仍保持在本发明的宽广原理内。而且，由图中的任一者中的组 件执行的功能可组合在一起以由更少的元件执行、可分离并由更多的元件执行或相依 于与所设计的特定系统相关联的各种因素组合成不同的功能块，如所属领域的技术人 员将了解。此外，以上所述的组件中的某些组件可使用数字或者模拟电路或所述两者 的组合来实施且同样，在适合的情况下，可通过在适合处理电路上执行的软件来实现。 因此，本发明将仅受限于所附权利要求书。
权利要求
1、一种有源像素传感器阵列，其包括成像传感器子阵列；第一参考子阵列，其定位在所述成像传感器子阵列的第一侧上，所述第一参考子阵列包含第一参考列线；及第二参考子阵列，其定位在所述成像子阵列的第二侧上，所述第二参考子阵列包含第二参考列线，所述第二参考列线电耦合到所述第一参考列线以从所述第一及第二参考子阵列产生共用参考信号。
2、 如权利要求1所述的有源像素传感器阵列，其中所述第一及第二参考子阵列 中的每一者均包含多个像素行及多个像素列，每一像素列均包含相关联列线，其中第 一及第二参考子阵列的所述列线电互连。
3、 如权利要求1所述的有源像素传感器阵列，其中每一子阵列均包含布置成行 及列的多个像素。
4、 如权利要求3所述的有源像素传感器阵列，其中所述子阵列的相应行中所包 含的所述像素耦合到对应行线，每一行线均适于接收包含复位信号及行启动信号的行 控制信号。
5、 如权利要求3所述的有源像素传感器阵列，其中每一像素均包括3T像素，所 述3T像素包含复位晶体管、存取晶体管及源极跟随器晶体管。
6、 如权利要求1所述的有源像素传感器阵列，其中所述参考子阵列中的每一者 均进一步包含由至少一个金属层及至少一个滤色器覆盖的多个像素。
7、 一种电子系统，其包括-处理器电路；至少一个输入装置，其耦合到所述处理器电路； 至少一个存储装置，其耦合到所述处理器电路； 至少一个输出装置，其耦合到所述处理器电路；及至少一个有源像素传感器阵列，其耦合到所述处理器电路，所述有源像素传感器 阵列包含成像传感器子阵列；第一参考子阵列，其定位在所述成像传感器子阵列的第一侧上，所述第一参考 子阵列包含第一参考列线；及第二参考子阵列，其定位在所述成像子阵列的第二侧上，所述第二参考子阵列包含第二参考列线，所述第二参考列线电耦合到所述第一参考列线以从所述第一及第二参考子阵列产生共用参考信号。
8、 如权利要求7所述的电子系统，其中所述处理器电路包括可操作以致使所述系统用作数字静态相机、蜂窝式电话及数字摄像机中的至少一者的电路。
9、 如权利要求7所述的电子系统，其中所述输入装置中的至少一者包括数字小 键盘。
10、 如权利要求7所述的电子系统，其中所述输出装置中的至少一者包括可视显 示器。
11、 如权利要求7所述的电子系统，其中所述第一及第二参考子阵列中的每一者 均包含多个列线，其中第一及第二参考子阵列的所述列线电互连以将所述第二参考子 阵列与所述第一参考子阵列电耦合。
12、 如权利要求11所述的电子系统，其中每一参考子阵列进一步包含布置成行 及列的多个像素。
13、 如权利要求12所述的电子系统，其中每一像素均包括3T像素，所述3T像 素包含复位晶体管、存取晶体管及源极跟随器晶体管。
14、 如权利要求7所述的电子系统，其中所述参考子阵列中的每一者均进一步包 含由至少一个金属层及至少一个滤色器覆盖的多个像素。
15、 一种从包含多个像素的有源像素传感器阵列中读出数据的方法，所述方法包括从所述阵列中的第一群组像素产生第一参考信号； 从所述阵列中的第二群组像素产生第二参考信号； 组合所述第一及第二参考信号以产生最终参考信号； 针对所述阵列中的第三群组像素中的每一像素产生成像信号；及 针对所述第三群组像素中的每一像素从所述对应成像信号及所述最终参考信号 产生像素输出信号。
16、 如权利要求15所述的方法，其中组合第一及第二参考信号包括将所述第一 及第二群组像素的列线耦合在一起。
17、 如权利要求15所述的方法，其中所述第一及第二群组像素位于所述第三群 组像素的相对侧上。
18、 如权利要求15所述的方法，其中针对所述第三群组中的每一像素产生所述 像素输出信号包括从所述对应成像信号与所述最终参考信号之间的差产生的差分信 号。
19、 如权利要求15所述的方法，其中针对所述第三群组像素中的每一像素产生 所述成像信号包括针对对应像素采用复位信号电平与所暴露的信号电平之间的差。
20、 如权利要求19所述的方法，其中产生所述最终参考信号包含采用所述经组 合的第一及第二参考信号的复位信号电平与所述经组合的第一及第二参考信号的所暴 露的信号电平之间的所述差。
全文摘要
一种有源像素传感器阵列包含成像传感器子阵列、定位在所述成像传感器子阵列的第一侧上的第一参考子阵列。所述第一参考子阵列包含第一参考列线。第二参考子阵列定位在所述成像子阵列的第二侧上。所述第二参考子阵列包含电耦合到所述第一参考列线以从所述第一及第二参考子阵列产生共用参考信号的第二参考列线。所述有源像素传感器阵列可以是CMOS图像传感器且每一参考子阵列均可包含与多个像素列相关联的多个列线。
文档编号H04N5/361GK101536487SQ200780041448
公开日2009年9月16日 申请日期2007年11月15日 优先权日2006年11月17日
发明者雷·艾伦·门策 申请人:美光科技公司