【專利解密】豪威科技圖像傳感器有效提高圖像質(zhì)量

【嘉勤點(diǎn)評】豪威科技的圖像傳感器專利，通過設(shè)置低轉(zhuǎn)換增益路徑和高轉(zhuǎn)換增益路徑兩個(gè)獨(dú)立的電源噪聲消除路徑，能夠降低DCG圖像傳感器的像素電源噪聲影響，從而提高圖像質(zhì)量。

豪威科技發(fā)布了用于內(nèi)窺鏡和導(dǎo)管的OVMed? OH0FA圖像傳感器和OAH0428橋接芯片。該設(shè)備的高信噪比可實(shí)現(xiàn)更清晰的圖像以及優(yōu)異的色彩保真度，這有助于外科醫(yī)生看到更真實(shí)的圖像，從而更好地診療疾病。

DCG圖像傳感器存在由于像素電源噪聲干擾，影響圖像質(zhì)量的問題。像素電源噪聲由于以下兩方面影響信號量化和圖像質(zhì)量。一方面，像素電源不干凈，并且在一定頻率范圍內(nèi)會產(chǎn)生噪聲紋波。另一方面，像素布局會產(chǎn)生寄生電容；通過寄生路徑，像素電源噪聲會出現(xiàn)在位線上；像素電源噪聲在比較器之后被量化，并降低了圖像質(zhì)量。

為此，豪威科技于2021年3月22日申請了一項(xiàng)名為“雙轉(zhuǎn)換增益圖像傳感器”的發(fā)明專利（申請?zhí)? 202110302128.3），申請人為豪威科技（上海）有限公司。

圖1 雙轉(zhuǎn)換增益圖像傳感器示意圖

圖1為本發(fā)明提出的雙轉(zhuǎn)換增益圖像傳感器示意圖，傳感器包括：像素電路A、電源噪聲消除電路B和比較器30。像素電路A是像素Px的實(shí)例性示意圖。像素Px可用于雙轉(zhuǎn)換增益(DCG)操作。DCG操作可提供高動態(tài)范圍。像素Px包含光電二極管、轉(zhuǎn)移晶體管TX、第一浮動擴(kuò)散部、DCG晶體管、第二浮動擴(kuò)散部、復(fù)位晶體管RST、源極跟隨器SF、行選擇晶體管RS。其中晶體管基本的工作原理為：通過光電轉(zhuǎn)換形成光生載流子，產(chǎn)生模擬信號，再通過對像素陣列的行選通并進(jìn)行列讀取，讀出每列的模擬信號，進(jìn)行后續(xù)的運(yùn)算增益放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等信號處理過程。

復(fù)位晶體管RST可由提供到復(fù)位晶體管RST的柵電極的復(fù)位信號rst控制。其它控制信號可類似地選擇晶體管RS、DCG晶體管及轉(zhuǎn)移晶體管TX的相應(yīng)柵電極。各種控制信號可由控制電路提供，以控制DCG像素的操作以便復(fù)位DCG像素及讀出信號電壓，例如，DCG像素的像素?cái)?shù)據(jù)或圖像數(shù)據(jù)輸出。

在一些實(shí)施例中，圖像電荷可取決于轉(zhuǎn)換增益模式，高轉(zhuǎn)換增益(hcg)模式或低轉(zhuǎn)換增益(lcg)模式。在hcg模式期間，轉(zhuǎn)換增益信號dcg為低電平，DCG晶體管響應(yīng)于轉(zhuǎn)換增益信號dcg關(guān)斷，且圖像電荷可僅被轉(zhuǎn)移到第一浮動擴(kuò)散部FD1且在其中生成經(jīng)由位線讀出的某個(gè)電壓差。相反地，在lcg模式期間，轉(zhuǎn)換增益信號dcg為高電平，DCG晶體管響應(yīng)于轉(zhuǎn)換增益信號dcg接通，且圖像電荷可被轉(zhuǎn)移到第一浮動擴(kuò)散部FD1、第二浮動擴(kuò)散部FD2兩者，且在第一浮動擴(kuò)散部FD1上生成相較于hcg模式的情況更小的電壓差，電壓差可經(jīng)由位線讀出。因而，轉(zhuǎn)換增益信號dcg可取決于期望hcg模式還是lcg模式而變化。

簡而言之，豪威科技的圖像傳感器專利，通過設(shè)置低轉(zhuǎn)換增益路徑和高轉(zhuǎn)換增益路徑兩個(gè)獨(dú)立的電源噪聲消除路徑，能夠降低DCG圖像傳感器的像素電源噪聲影響，從而提高圖像質(zhì)量。

豪威科技是全球排名前列的數(shù)字圖像解決方案開發(fā)商，以其獨(dú)特的單芯片CMOS攝像解決方案領(lǐng)先于世界，并在市場上形成完整體系的CMOS影像傳感器家族。豪威科技將持續(xù)深耕CMOS影像傳感器領(lǐng)域。

（holly）