CN110072068B - 图像传感器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种图像传感器，所述图像传感器包括：光电转换器，响应于入射光产生电荷并且向第一节点提供产生的电荷；传输晶体管，基于第一控制信号向浮置扩散节点提供第一节点的电压；源跟随器晶体管，提供浮置扩散节点的电压作为单位像素输出；以及相关双采样器(CDS)，接收单位像素输出并且将单位像素输出转换为数字代码。在第一节点的电压提供到浮置扩散节点时与在CDS被提供作为单位像素输出的第一节点的电压时之间的时间段中，具有第一电压、第二电压和第三电压的第一控制信号保持在第二电压。

Description

图像传感器
于2018年1月23日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0008220号并且名称为“IMAGE SENSOR(图像传感器)”的韩国专利申请通过引用全部包含于此。
技术领域
实施例涉及一种图像传感器，更具体的，涉及一种具有低噪声的图像传感器。
背景技术
图像传感器将光学图像转换为电信号(例如，数字图像)。随着计算机和通信工业的不断发展，在各种领域中需要具有高性能的图像传感器，各个领域包括例如数字相机、摄像机、个人通信系统、游戏设备、安全摄像机、医疗微型摄像机和机器人。
当在捕获图像的图像传感器的特定区域中接收或透射明亮的光时，噪声会包括在行方向或水平方向上的捕获图像中。这种类型的噪声被称为类似涂斑水平带噪声(SHBN)。
SHBN由各种原因引起。应该减少或消除SHBN以改善图像传感器的图像质量。
发明内容
实施例涉及一种图像传感器，所述图像传感器包括：光电转换器，接收光、响应于接收的光产生电荷、并且向第一节点提供产生的电荷；传输晶体管，基于第一控制信号向浮置扩散节点提供第一节点的电压；源跟随器晶体管，提供浮置扩散节点的电压作为单位像素输出；相关双采样器(CDS)，接收单位像素输出并且将单位像素输出转换为数字代码。第一控制信号具有第一电压、第二电压和第三电压，第一电压、第二电压和第三电压具有相互不同的电压电平。在第一节点的电压提供到浮置扩散节点时与在CDS被提供作为单位像素输出的第一节点的电压时之间的时间段中，第一控制信号保持在第二电压。在CDS被提供作为单位像素输出的第一节点的电压时，第一控制信号从第二电压转换到第三电压。
实施例涉及一种图像传感器，所述图像传感器包括：光电转换器，接收光、响应于接收的光产生电荷、并且向第一节点提供产生的电荷；传输晶体管，与第一节点和浮置扩散节点连接并且包括通过传输线接收第一信号的栅极端子；源跟随器晶体管，与第二节点和第一电源连接并且包括连接到浮置扩散节点的栅极端子；选择晶体管，与像素输出端子和第二节点连接并且包括接收第二信号的栅极端子；以及相关双采样器(CDS)，从像素输出端子接收输入。第一信号具有第一电压、第二电压和第三电压，第一电压、第二电压和第三电压具有相互不同的电压电平。在CDS从像素输出端子接收输入之前，第一信号从第一电压改变为第二电压。在CDS从像素输出端子接收输入之后，第一信号从第二电压改变为第三电压。
实施例涉及一种图像传感器，所述图像传感器包括：第一像素，连接到提供有第一信号的第一传输线并且包括第一浮置扩散节点；第二像素，连接到第一传输线并且包括与第一浮置扩散节点不同的第二浮置扩散节点；以及相关双采样器(CDS)，从第一像素接收第一输出并且从第二像素接收第二输出。当第一信号具有第一电压时，第二信号和第三信号分别提供到第一浮置扩散节点和第二浮置扩散节点。当第一信号具有第二电压时，第二信号和第三信号提供到CDS分别作为第一输出和第二输出。当第一信号具有第三电压时，CDS将第一输出和第二输出转换为数字代码。第一信号的第一电压、第二电压和第三电压具有相互不同的电压电平。
附图说明
通过参照附图详细描述示例性实施例，对于本领域技术人员来说，特征将变得明显，在附图中：
图1示出根据一些实施例的图像传感器的框图；
图2示出根据一些实施例的图像传感器的单位像素的电路图；
图3A至图3D示出用于解释单位像素的操作的电路图；
图4和图5示出根据一些实施例的图像传感器的单位像素的电路图；
图6示出根据一些实施例的像素阵列的电路图；
图7和图8均示出用于解释如何在像素阵列的特定行中产生噪声的电路图和时序图；
图9示出用于解释根据一些实施例的控制传输信号的方法的时序图。
具体实施方式
图1示出根据一些实施例的图像传感器的框图。
参照图1，图像传感器100可以包括像素阵列110、相关双采样器(CDS)120、列扫描电路130、行扫描电路140和时序控制电路150。
像素阵列110可以包括多个单位像素112。单位像素112可以以矩阵形式布置。
根据每个单位像素112中包括的晶体管的数量，单位像素112的结构可以被分为3-晶体管结构、4-晶体管结构或5-晶体管结构。
行选择线可以沿像素阵列110中的单位像素112的行布置，列选择线可以沿像素阵列110中的单位像素112的列布置。例如，当像素阵列110包括M×N个单位像素112(其中，M和N是2或更大的整数值)，可以为像素阵列110中的M×N个单位像素112提供第一行选择线至第M行选择线以及第一列选择线至第N列选择线。
在一些实施例中，当图像传感器100具有拜耳图案时，像素阵列110中的单位像素112可以包括用于接收或者检测红色(R)光的像素、用于接收或者检测绿色(G)光的像素以及用于接收或者检测蓝色(B)光的像素。在其它实施例中，像素阵列110中的单位像素112可以包括用于接收或检测品红色(Mg)光的像素、用于接收和检测黄色(Y)光的像素、用于接收或检测青色(Cy)光的像素和/或用于接收或检测白色(W)光的像素。CDS 120可以包括多个模数转换器(ADC)(包括例如比较器、计数器和锁存器)。
相关双采样器(CDS)120可以由时序控制电路150控制。CDS 120可以针对由行扫描电路140来选择或激活行选择线的每个周期(即，针对每个行扫描周期)进行重复操作。
行扫描电路140可以从时序控制电路150接收控制信号。行扫描电路140可以根据所接收的控制信号来控制对于像素阵列110的行寻址操作或行扫描操作。行扫描电路140可以施加用于在与像素阵列110连接的行选择线之中激活或选择特定行选择线的信号。行扫描电路140可以包括例如选择行选择线之中的特定行选择线的行解码器以及激活选择的行选择线的行驱动器。
列扫描电路130可以从时序控制电路150接收控制信号。列扫描电路130可以根据所接收的控制信号来控制对于像素阵列110的列寻址操作和列扫描操作。列扫描电路130可以将从CDS 120生成的数字输出信号输出到数字信号处理器(DSP)、图像信号处理器(ISP)或外部主机。
例如，列扫描电路130可以通过向CDS 120输出水平扫描控制信号来顺序地选择或激活CDS 120的ADC。在一些实施例中，列扫描电路130可以包括例如选择多个ADC中的一个ADC的列解码器以及驱动由列解码器选择的ADC的输出以使其传输到水平传输线的列驱动器。水平传输线可以具有用于传输从CDS 120输出的数字输出信号的位宽。
时序控制电路150可以控制CDS 120、列扫描电路130和行扫描电路140并且可以提供用于操作CDS 120、列扫描电路130以及行扫描电路140的控制信号(例如，时钟信号和时序控制信号)。时序控制电路150可以包括例如逻辑控制电路、锁相环(PLL)电路和通信接口电路。
图2示出根据一些实施例的图像传感器的单位像素的电路图。图3A至图3D示出用于解释单位像素的操作的电路图。图4和图5示出根据一些实施例的图像传感器的单位像素的电路图。
在下文中，将参照图2至图5描述根据一些实施例的图像传感器的单位像素112_1、112_2和112_3。
参照图2，单位像素112_1可以包括例如光电转换器PD、传输晶体管(也被称为转移晶体管)TG、复位晶体管RG、源跟随器晶体管SF以及选择晶体管SG。
在一些实施例中，光电转换器PD的一个端子可以连接到第一节点N1而光电转换器PD的另一端子可以连接到例如接地源。
光电转换器PD可响应于入射到其上的外部光而产生电荷。换言之，光电转换器PD可以接收外部光并且可以将接收的光转换为电信号。光电转换器PD可以向第一节点N1提供给电信号。例如，当光电转换器PD接收相对大量的光时，光电转换器PD可以产生相对大量的电荷。当光电转换器PD接收相对少量的光时，光电转换器PD可以产生相对少量的电荷。
参照图3A，光电转换器PD可以响应于入射光而产生电子E。电子E可以提供到第一节点N1。换言之，当光电转换器PD接收入射光时，第一节点N1的电压电平可以由于光电转换器PD所产生的电子E而降低。例如，当光电转换器PD接收相对大量的光时，第一节点N1的电压电平可以相对更加被降低。当光电转换器PD接收相对少量的光时，第一节点N1的电压可以相对较少地降低。
光电转换器PD可以是，例如，光电二极管(PD)。可选择的，光电转换器PD可以是，例如，光电晶体管、光电门、钉扎光电二极管(PPD)、有机PD(OPD)，量子点(QD)或其组合。
在一些实施例中，传输晶体管TG可以与第一节点N1和浮置扩散节点FD连接。传输晶体管TG的栅极端子可以连接到传输线。
在一些实施例中，传输信号TX可以施加到传输线。换句话说，传输信号TX可以通过传输线施加到传输晶体管TG的栅极端子。例如，传输信号TX可以使传输晶体管TG导通或截止。传输信号TX可以具有第一电压、第二电压和第三电压。在一些实施例中，传输信号TX的第一电压、第二电压和第三电压可以具有相互不同的电压电平。例如，第一电压可以高于第二电压，第二电压可以高于第三电压。例如，第一电压可以是正电压，第二电压可以是接地电压，第三电压可以是负电压。例如，接地电压可以与连接到光电转换器PD(例如，阳极)的接地源相同。
例如，当传输信号TX具有第一电压(即，正电压)时，传输晶体管TG可以导通。当传输信号TX具有第二电压或第三电压时，传输晶体管TG可以截止。如稍后将描述的，与在传输信号TX具有第三电压(即，负电压)时相比，在传输信号TX具有第二电压(即，地电压)时，传输信号TX可以较少受噪声的影响。
当传输晶体管TG导通时，第一节点N1和浮置扩散节点FD可以彼此电连接。换句话说，当传输晶体管TG导通时，第一节点N1的电压可以施加到浮置扩散节点FD。例如，当传输晶体管TG导通时，通过光电转换器PD根据入射光改变的第一节点N1的电压可以传输到浮置扩散节点FD。
例如，当光电转换器PD没有接收到光时，第一节点N1的电压可以不改变，因为光电转换器PD可以不产生任何电荷，第一节点N1的未改变的电压可以通过导通的传输晶体管TG施加到浮置扩散节点FD。当光电转换器PD接收到相对少量的光时，浮置扩散节点FD的电压可以响应于导通的传输晶体管TG相对较少地降低。另一方面，当光电转换器PD接收到相对大量的光时，浮置扩散节点FD的电压可以响应于导通的传输晶体管TG相对更多地降低。
参照图3B，当传输晶体管TG导通时，被充电在第一节点N1中的电子E可以提供到浮置扩散节点FD。由于电子E提供到浮置扩散节点FD，所以浮置扩散节点FD的电压可以减小。
传输晶体管TG可以实现为例如N型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管、P型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管或互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管。
在一些实施例中，复位晶体管RG可以与浮置扩散节点FD和第一电源VDD连接。复位晶体管RG的栅极端子可以由复位信号RX所控制。换句话说，复位晶体管RG可以根据复位信号RX导通或截止。
在一些实施例中，复位信号RX可以具有高电平和低电平。例如，当复位信号RX具有高电平时，复位晶体管RG可以导通。当复位信号RX具有低电平时，复位晶体管RG可以截止。
在一些实施例中，第一电源VDD的电压可以被称为参考电压。在一些实施例中，第一电源VDD和参考电压两者可以用“VDD”表示。当复位晶体管RG导通时，第一电源VDD和浮置扩散节点FD可彼此电连接。当复位晶体管RG截止时，第一电源VDD和浮置扩散节点FD可以彼此电断开。换句话说，当复位晶体管RG导通时，第一电源VDD可以施加到浮置扩散节点FD，使得浮置扩散节点FD可以复位到作为参考电压的第一电源VDD。在一些实施例中，第一节点N1的电压电平可以根据光电转换器PD接收的光量而降低，当传输晶体管TG导通时，浮置扩散节点FD的电压可以降低。随后，当复位晶体管RG导通时，浮置扩散节点FD的电压可以升高回到参考电压并且可以被初始化。
复位晶体管RG可以实现为NMOS晶体管、PMOS晶体管或CMOS晶体管。
在一些实施例中，源跟随器晶体管SF可以与第二节点N2和第一电源VDD连接。源跟随器晶体管SF的栅极端子可由浮置扩散节点FD控制。换句话说，源跟随器晶体管SF的栅极端子可接收浮置扩散节点FD的电压。
在一些实施例中，源跟随器晶体管SF可以根据浮置扩散节点FD的电压向第二节点N2提供预定电压。
在一些实施例中，源跟随器晶体管SF可以通过浮置扩散节点FD的电压在饱和区中操作。换句话说，通过浮置扩散节点FD的电压使源跟随器晶体管SF可以导通并且可以流过恒定的漏极-源极电流。例如，源跟随器晶体管SF可以使浮置扩散节点FD的电压移位源跟随器晶体管SF的阈值电压，并且可以将浮置扩散节点FD的移位电压传输到第二节点N2。
在一些实施例中，源跟随器晶体管SF可以操作为共漏极放大器。换句话说，源跟随器晶体管SF可以操作为电压缓冲器。在一些实施例中，浮置扩散节点FD的电压可以直接连接到第二节点N2，使得浮置扩散节点FD的电压可以直接传输到第二节点N2。
在一些实施例中，复位晶体管RG和源跟随器晶体管SF可以连接到第一电源VDD。在其它实施例中，复位晶体管RG和源跟随器晶体管SF可以分别连接到不同的电源。
参照图3C，从第一节点N1提供到浮置扩散节点FD的电子E可以经由源跟随器晶体管SF提供到第二节点N2，第二节点N2的电压可以由于电子E而降低。
在一些实施例中，选择晶体管SG可以与单位像素112_1的输出端子OUT和第二节点N2连接。选择晶体管SG的栅极端子可由选择信号SX控制。换句话说，选择晶体管SG的栅极端子可以接收选择信号SX。
在一些实施例中，选择信号SX可以具有高电平和低电平。例如，当选择信号SX具有高电平时，选择晶体管SG可以导通。当选择信号SX具有低电平时，选择晶体管SG可以截止。
当选择晶体管SG导通时，第二节点N2和单位像素112_1的输出端子OUT可以彼此电连接。换句话说，当选择晶体管SG导通时，第二节点N2的电压可以施加到单位像素112_1的输出端子OUT。
参照图3D，当选择晶体管SG导通时，从浮置扩散节点FD提供到第二节点N2的电子E可以提供到单位像素112_1的输出端子OUT，单位像素112_1的输出端子OUT的电压可以由于电子E而降低。
图4示出了根据一些实施例的显示装置的单位像素112_2。为方便起见，将省略或至少简化对与图2的实施例中的元件或特征相同的元件或特征的描述。
参照图4，单位像素112_2可包括光电转换器PD、传输晶体管TG、复位晶体管RG、源跟随器晶体管SF、选择晶体管SG和快门晶体管STG。
快门晶体管STG可以与第一节点N1和第一电源VDD连接。快门晶体管STG的栅极端子可以由快门信号STX控制。换句话说，快门晶体管STG的栅极端子可以接收快门信号STX。
在一些实施例中，快门信号STX可以具有高电平和低电平。例如，当快门信号STX具有高电平时，快门晶体管STG可以导通。当快门信号STX具有低电平时，快门晶体管STG可以截止。
当快门晶体管STG导通时，第一节点N1和第一电源VDD可以彼此电连接。当快门晶体管STG截止时，第一节点N1和第一电源VDD可以彼此电断开。换句话说，当快门晶体管STG导通时，第一电源VDD可以施加到第一节点N1。例如，当快门晶体管STG导通时，第一节点N1可以被复位到作为参考电压的第一电源VDD并且可以被初始化。
在一些实施例中，快门晶体管STG、复位晶体管RG和源跟随器晶体管SF可以连接到第一电源VDD。在其它实施例中，快门晶体管STG、复位晶体管RG和源跟随器晶体管SF可以连接到不同的电源。
图5示出根据一些实施例的显示装置的单位像素112_3。为方便起见，将省略或至少简化对与图2至图4的实施例中的元件或特征相同的元件或特征的描述。
参照图5，单位像素112_3可包括第一光电转换器PD1至第四光电转换器PD4、第一传输晶体管TG1至第四传输晶体管TG4、复位晶体管RG、源跟随器晶体管SF和选择晶体管SG。
在一些实施例中，第一光电转换器PD1至第四光电转换器PD4的第一端子可以分别连接到第一节点N1至第四节点N4，第一光电转换器PD1至第四光电转换器PD4的第二端子可以连接到例如接地源。
第一光电转换器PD1至第四光电转换器PD4可以与图2和图4中的光电转换器PD相同或类似。例如，第一光电转换器PD1至第四光电转换器PD4可以响应于入射光而产生电子。产生的电子可以提供到第一节点N1至第四节点N4。换句话说，当第一光电转换器PD1至第四光电转换器PD4接收入射光时，第一节点N1至第四节点N4的电压电平可以由于第一光电转换器PD1至第四光电转换器PD4产生的电子而降低。
在一些实施例中，第一光电转换器PD1至第四光电转换器PD4可以接收不同波长的可见光。例如，滤色器可以设置在第一光电转换器PD1至第四光电转换器PD4上，使得第一光电转换器PD1至第四光电转换器PD4可以通过第一光电转换器PD1至第四光电转换器PD4上的滤色器接收不同波长的可见光。
例如，第一光电转换器PD1可以接收红色(R)光，第二光电转换器PD2和第三光电转换器PD3可以接收绿色(G)光，第四光电转换器PD4可以接收蓝色(B)光。
例如，第一光电转换器PD1可接收品红色(Mg)光，第二光电转换器PD2可接收黄色(Y)光，第三光电转换器PD3可接收青色(Cy)光，第四光电转换器PD4可接收白色(W)光。
在一些实施例中，第一传输晶体管TG1至第四传输晶体管TG4可以与第一节点N1至第四节点N4中对应的一个和浮置扩散节点FD连接。第一传输晶体管TG1至第四传输晶体管TG4的栅极端子可以连接到不同传输线。换句话说，第一传输晶体管TG1至第四传输晶体管TG4的栅极端子可以分别接收第一传输信号TX1至第四传输信号TX4。
例如，单位像素112_3可以具有其中第一传输晶体管TG1至第四传输晶体管TG4共享浮置扩散节点FD的结构。换句话说，第一传输晶体管TG1至第四传输晶体管TG4可以共同连接至浮置扩散节点FD。
图5示出了包括，例如，四个光电转换器和四个传输晶体管的单位像素112_3。可选择的，单位像素112_3可以包括，例如，八个光电转换器和八个传输晶体管。
图2至图5中的单位像素112_1、112_2和112_3是示例性示例。在其它示例性实施例中，单位像素可以以除这里阐述的之外的各种方式实现。
图6是根据一些实施例的像素阵列的电路图。
参照图6，像素阵列110可以包括：第一单位像素113至第四单位像素116、第一多路复用器MUX_1和第二多路复用器MUX_2、第一输出线OUTLine_1和第二输出线OUT Line_2以及第一传输线TG Line_1和第二传输线TG Line_2。单位像素、多路复用器、输出线和传输线的数量可以根据示例性实施例而变化。
在一些实施例中，第一单位像素113至第四单位像素116可以与图2中的单位像素112_1、图4中的单位像素112_2和图5中的单位像素112_3相同或相似。为了方便起见，假设第一单位像素113至第四单位像素116与图2的单位像素112_1相同。为了方便起见，将省略或至少简化对与图2至图5的实施例中的元件或特征相同的元件或特征的描述。
在一些实施例中，第一单位像素113至第四单位像素116可以接收不同波长的可见光。例如，第一单位像素113可以接收红色(R)光，第二单位像素114和第三单位像素115可以接收绿色(G)光，第四单位像素116可以接收蓝色(B)光。在其它实施例中，第一单位像素113可以接收品红色(Mg)光，第二单位像素114可以接收黄色(Y)光，第三单位像素115可以接收青色(Cy)光，第四单位像素116可以接收白色(W)光。
在一些实施例中，第一多路复用器MUX_1可以接收第一电压TGH(例如，正电压)、第二电压GND(例如，接地电压或0V)和第三电压NTG(例如，负电压)。第一多路复用器MUX_1可以向第一传输线TG Line_1提供第一电压TGH、第二电压GND和第三电压NTG中的一个。换句话说，第一多路复用器MUX_1可以向第一传输线TG Line_1提供第一电压TGH、第二电压GND和第三电压NTG中的一个作为第一传输信号TX1。
在一些实施例中，第二多路复用器MUX_2可接收第一电压TGH、第二电压GND和第三电压NTG。第二多路复用器MUX_2可以向第二传输线TGLine_2提供第一电压TGH、第二电压GND和第三电压NTG中的一个。换句话说，第二多路复用器MUX_2可以向第二传输线TG Line_2提供第一电压TGH、第二电压GND和第三电压NTG中的一个作为第二传输信号TX2。
在一些实施例中，第一单位像素113的第一传输晶体管TG1_1的栅极端子和第二单位像素114的第二传输晶体管TG1_2的栅极端子可以连接到第一传输线TG Line_1，第三单位像素115的第三传输晶体管TG2_1的栅极端子和第四单位像素116的第四传输晶体管TG2_1的栅极端子可以连接到第二传输线TG Line_2。例如，同一行中的单位像素的栅极端子可以连接到同一传输线。
在一些实施例中，第一单位像素113的第一选择晶体管SG1_1和第三单位像素115的第三选择晶体管SG2_1可以连接到第一输出线OUT Line_1，第二单位像素114的第二选择晶体管SG1_2和第四单位像素116的第四选择晶体管SG2_2可以连接到第二输出线OUTLine_2。例如，同一列中的单位像素可以连接到同一输出线。在一些实施例中，第一输出线OUT Line_1的电压和第二输出线OUT Line_2的电压可以分别被定义为第一输出电压VOUT_1和第二输出电压VOUT_2。
图7和图8示出由于第一单位像素113和第二单位像素114共享第一传输线TGLine_1引起的噪声问题。例如，图7和图8示出由于第一传输线TGLine_1和第一输出线OUTLine_1之间的第一电容耦合以及第一传输线TGLine_1和第二输出线OUT Line_2之间的第二电容耦合引起的噪声。
图7和图8分别示出用于解释如何在像素阵列的特定行中产生噪声的电路图和时序图。
为了方便起见，假设在对应于第一单位像素113的第一区域中接收相对大量的光，而在对应于第二单位像素114的第二区域中不接收或透射光。还假设参考电压与第一电源VDD相同。
当在对应于第一单位像素113的第一区域中接收或透射光时，第一光电转换器PD1_1可以产生电荷并且可以将产生的电荷提供到第一节点N1。例如，由于从第一光电转换器PD1_1提供的电荷，第一节点N1的电压可以低于参考电压。
当第一传输信号TX1具有第一电压TGH(例如，正电压)时，第一节点N1和第一浮置扩散节点FD1_1可以通过导通的第一传输晶体管TG1_1而彼此电连接。换句话说，比参考电压的电压低的第一节点N1的电压可以施加到第一浮置扩散节点FD1_1。因此，第一浮置扩散节点FD1_1的电压可以低于作为第一电源VDD的参考电压。
第一浮置扩散节点FD1_1的电压可以通过第一源跟随器晶体管SF1_1而被提供到第二节点N2。第一选择信号SX1_1可以被提供到第一选择晶体管SG1_1。当第一选择信号SX1_1具有高电平时，第二节点N2和第一输出线OUT Line_1可以彼此电连接。换句话说，当第一选择信号SX1_1具有高电平时，第一浮置扩散节点FD1_1的电压可以经由第一源跟随器晶体管SF1_1和第一选择晶体管SG1_1传输到第一输出线OUT Line_1。
因此，当对应于第一单位像素113的第一区域中接收或透射光时，第一输出线OUTLine_1的第一输出电压VOUT_1可以相对降低。第一输出电压VOUT_1可以传输到图1中的CDS120并随后可以被转换为数字代码。
例如，当在对应于第二单位像素114的第二区域中不透射光时，第二光电转换器PD1_2可以不产生电荷。换句话说，第四节点N4的电压可以与作为第四节点N4的复位电压的参考电压基本相同，即，第四节点N4的电压和参考电压相同，假设不存在经过导电线和元件的电压降。
当第一传输信号TX1具有第一电压TGH时，第四节点N4和第二浮置扩散节点FD1_2可以彼此电连接。因此，第二浮置扩散节点FD1_2的电压可以与参考电压基本相同。
第二浮置扩散节点FD1_2的电压可以通过第二源跟随器晶体管SF1_2提供到第五节点N5，第二选择信号SX1_2可以提供到第二选择晶体管SG1_2。当第二选择信号SX1_2具有高电平时，第五节点N5和第二输出线OUTLine_2可以彼此电连接。换句话说，当第二选择信号SX1_2具有高电平时，第二浮置扩散节点FD1_2的电压可以经由第二源跟随器晶体管SF1_2和第二选择晶体管SG1_2传输到第二输出线OUT Line_2。
因此，第二输出线OUT Line_1的第二输出电压VOUT_2可以相对高于第一输出电压VOUT_1。第二输出电压VOUT_2可以传输到图1中的CDS 120并且随后可以被转换成数字代码/信号。
例如，当对应于第一单位像素113的第一区域中接收或透射光而对应于第二单位像素114的第二区域中不透射光时，第一输出电压VOUT_1可以相对低于参考电压，第二输出电压VOUT_2可以与参考电压基本相同。
然而，当仅第一输出线OUT Line_1的第一输出电压VOUT_1减小(或具有下降沿)时，通过第一输出线OUT Line_1与第一传输线TG Line_1之间的第一寄生电容器以及通过第一传输线TG Line_1和第二输出线OUT Line_2之间的第二寄生电容会产生耦合噪声。这将在下文中参照图8进行描述。
参照图8，当第一传输信号TX1的电压增加到第一电压TGH随后减小到第三电压NTG时，第一输出电压VOUT_1可以急剧减小并且随后可以保持在恒定水平。换句话说，当第一传输晶体管TG1_1导通时，第一输出电压VOUT_1可以减小随后可以保持。
由于第一输出电压VOUT_1的减小(或电压降/电压转变)，通过第一输出线OUTLine_1和第一传输线TG Line_1之间的第一寄生电容在第一输出线OUT Line_1和第一传输线TG Line_1之间形成第一寄生电容耦合(“第一耦合”)。换句话说，第一输出线OUT Line_1和第一传输线TG Line_1可以通过第一输出线OUT Line_1和与第一输出线OUT Line_1相邻的第一传输线TGLine_1之间的第一寄生电容彼此电容耦合，使得第一传输信号TX1的电压可以由于第一输出电压VOUT_1的电压降/电压转变而减小。
由于第一传输信号TX1的电压的降低，在第一传输线TG Line_1和第二输出线OUTLine_2之间形成第二寄生电容耦合(“第二耦合”)。换言之，第一传输线TG Line_1和第二输出线OUT Line_2可以通过第一传输线TGLine_1和第二输出线OUT Line_2之间的第二寄生电容彼此电容耦合，使得第二输出电压VOUT_2可以由于第一传输信号TX1的电压的降低而减小。
第一输出电压VOUT_1和第二输出电压VOUT_2(其可以受第一寄生电容耦合和第二寄生电容耦合影响或改变)可以提供到图1的CDS 120。CDS120可以将第一输出电压VOUT_1和第二输出电压VOUT_2转换成数字代码。换句话说，CDS 120可以将每个单位像素接收的光量转换为数字代码，并且可以输出数字代码。因为第二输出电压VOUT_2可以通过由第一寄生电容耦合和第二寄生电容耦合造成的第一传输信号TX1的电压降而减小，所以关于第二单位像素114的数字代码会表示第二单位像素114接收了比第二单位像素114接收的实际光量大的光量。换句话说，当第二单位像素114不接收光时，CDS 120会输出表示第二单位像素114接收了一些光量的数字代码/数字信号。
在一些实施例中，不仅第一单位像素113和第二单位像素114而且同一行中的其它多个单位像素可以共享第一传输线TG Line_1。例如，其它寄生电容耦合可以形成在其它多个单位像素的输出线和第一传输线TG Line_1之间。因此，通过第一传输线TG Line_1与其它多个单位像素的输出线之间的寄生电容耦合，数字代码表示其它多个单位像素接收了比其它多个单位像素接收的实际光量大的光量。
换句话说，数字代码会表示共享第一传输线TG Line_1的单位像素(即，与第一单位像素113在同一行中的单位像素)可以接收比它们所接收的实际光更亮的光。例如，因为通过第一输出线OUT Line_1、第一传输线TG Line_1和其它多个单位像素的输出线之间的寄生电容耦合，第一单位像素113的第一输出电压VOUT_1的电压降/电压转换会影响到其它多个单位像素的输出线的电压，所以由与第一单位像素113处于同一行中的单位像素检测到的图像(即，数字图像)会比传输到单位像素的实际图像亮。因此，由于第一输出线OUTLine_1与第一传输线TG Line_1之间的寄生电容耦合以及第一传输线TG Line_1与第二输出线OUT Line_2之间的寄生电容耦合，在布置有第一单位像素113的整个行中会产生噪声并且该噪声会使与整个行对应的图像失真或劣化。
例如，在第一传输信号TX1从第一电压TGH转换(或改变)到第三电压NTG时与在输出电压提供到图1的CDS 120时之间的时间段ΔT中，会通过寄生电容耦合而在像素阵列110的特定行中产生噪声。
图9示出用于解释根据一些实施例的控制传输信号的方法的时序图。
参照图9，传输信号TX可以从第一电压TGH转换或改变到第二电压GND。在一些实施例中，传输信号TX可以对应于第一传输信号TX1和第二传输信号TX2。在一些实施例中，第二电压GND可以是连接到光电转换器PD的0V或接地源。第二电压GND可以比第一电压TGH和第三电压NTG稳定。换句话说，第二电压GND可以受耦合噪声的影响较小，并且可以对任何噪声稳健。因此，当传输信号TX的电压电平保持在第二电压GND时，不管例如图7中的第一输出线OUT Line_1、第一传输线TG Line_1和第二输出线OUT Line_2之间的寄生电容耦合如何，传输信号TX的电压电平可以均匀地或稳定地保持而没有任何波动。
因此，在传输信号TX从第一电压TGH转换或改变到第二电压GND时与在图1的CDS120被提供输出电压时之间的时间段ΔT中，传输信号TX的电压可以保持在第二电压GND。
在输出电压提供到CDS 120之后，传输信号TX可以从第二电压GND转换或改变到第三电压NTG。在传输信号TX转换或改变到第三电压NTG之后，由于第一输出线OUT Line_1、第一传输线TG Line_1和第二输出线OUTLine_2之间的寄生电容耦合，第二输出电压VOUT_2可以减小或可以下降。然而，因为第一输出电压VOUT_1和第二输出电压VOUT_2已经提供到CDS120，所以CDS 120的输出可以不受第一输出电压VOUT_1的电压降的影响。
换句话说，在由光电转换器PD产生的电荷正在被提供到浮置扩散节点FD时，传输信号TX的电压可以保持在第一电压TGH。在由光电转换器PD产生的电荷被提供到浮置扩散节点FD之后，传输信号TX的电压可以从第一电压TGH改变到第二电压GND，并且可以在浮置扩散节点FD的电压正在被提供到CDS 120时保持在第二电压GND。在浮置扩散节点FD的电压提供到CDS 120之后，传输信号TX的电平可以从第二电压GND改变到第三电压NTG。
因此，在一些实施例中，可以通过在传输信号TX从第一电压TGH转换或改变到另一电压时(即，当传输晶体管TG截止时)与在CDS 120从像素阵列110的特定行中的单位像素接收输出电压时之间的时间段ΔT中将传输信号TX的电压保持在第二电压GND，来防止可能出现在像素阵列110的特定行中的噪声。在其它示例性实施例中，时间段ΔT可以位于像素阵列110的特定行中的至少一个单位像素将与明亮的光对应的低电平输出信号输出到与CDS120结合的相应输出线时与在CDS 120通过与CDS 120结合的相应输出线从像素阵列110的特定行中的单位像素接收到输出电压(包括该低电平输出信号)时之间。
尽管出于示例说明的目已经公开了一些实施例，但是本领域的技术人员将认识到的是，各种修改、添加和替换是可能的。
这里已经公开了示例实施例，尽管采用了特定术语，但是仅以一般性和描述性意义而不是出于限制的目的来使用和解释它们。在一些实例中，对于本领域普通技术人员在提交本申请时明显的是，除非另外特别指出，否则结合具体实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用或与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件使用。因此，本领域技术人员将理解的是，在不脱离如权利要求中所阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以做出形式和细节上的各种改变。

Claims (17)

1.一种图像传感器，所述图像传感器包括：
光电转换器，接收光、响应于接收的光产生电荷并且向第一节点提供产生的电荷；
传输晶体管，基于第一控制信号向浮置扩散节点提供第一节点的电压；
源跟随器晶体管，提供浮置扩散节点的电压作为单位像素输出；以及
相关双采样器，接收单位像素输出并且将单位像素输出转换为数字代码，其中，
第一控制信号具有第一电压、第二电压和第三电压，第一电压、第二电压和第三电压具有相互不同的电压电平，其中，第一电压为正电压，第二电压为接地电压，第三电压为负电压，第一控制信号的电压被顺序地从第三电压转换到第一电压、从第一电压转换到第二电压并且从第二电压转换到第三电压，
在第一节点的电压提供到浮置扩散节点时与在相关双采样器被提供作为单位像素输出的第一节点的电压时之间的时间段中，第一控制信号保持在第二电压，
在相关双采样器被提供作为单位像素输出的第一节点的电压时，第一控制信号从第二电压转换到第三电压。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，在第一控制信号具有第一电压时，第一节点和浮置扩散节点彼此电连接，使得第一节点的电压提供到浮置扩散节点。
3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，在第一控制信号具有第二电压和第三电压时，第一节点和浮置扩散节点彼此电断开。
4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，在第一控制信号具有第二电压时第一控制信号的噪声电平低于在第一控制信号具有第三电压时第一控制信号的噪声电平。
5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，传输晶体管的栅极端子连接到传输线，第一控制信号通过传输线提供到传输晶体管的栅极端子。
6.根据权利要求5所述的图像传感器，所述图像传感器还包括：
多路复用器，向传输线选择性地提供第一控制信号的第一电压、第二电压和第三电压中的一个。
7.根据权利要求1所述的图像传感器，所述图像传感器还包括使浮置扩散节点的电压复位的复位晶体管。
8.根据权利要求1所述的图像传感器，所述图像传感器还包括向相关双采样器选择性地提供单位像素输出的选择晶体管。
9.根据权利要求1所述的图像传感器，所述图像传感器还包括使第一节点的电压复位的快门晶体管。
10.一种图像传感器，所述图像传感器包括：
光电转换器，接收光、响应于接收的光产生电荷并且向第一节点提供产生的电荷；
传输晶体管，与第一节点和浮置扩散节点连接并且包括通过传输线接收第一信号的栅极端子；
源跟随器晶体管，与第二节点和第一电压源连接并且包括连接到浮置扩散节点的栅极端子；
选择晶体管，与像素输出端子和第二节点连接并且包括接收第二信号的栅极端子；以及
相关双采样器，从像素输出端子接收输入，其中，
第一信号具有第一电压、第二电压和第三电压，第一电压、第二电压和第三电压具有相互不同的电压电平，其中，第一电压为正电压，第二电压为接地电压，第三电压为负电压，第一信号的电压被顺序地从第三电压转换到第一电压、从第一电压转换到第二电压并且从第二电压转换到第三电压，
在相关双采样器从像素输出端子接收输入之前，第一信号从第一电压改变为第二电压，
在相关双采样器从像素输出端子接收输入之后，第一信号从第二电压改变为第三电压。
11.根据权利要求10所述的图像传感器，其中，在第一信号具有第二电压时第一信号的噪声电平低于在第一信号具有第三电压时第一信号的噪声电平。
12.根据权利要求10所述的图像传感器，所述图像传感器还包括多路复用器，所述多路复用器向传输线提供第一信号的第一电压、第二电压和第三电压中的一个。
13.根据权利要求10所述的图像传感器，所述图像传感器还包括与浮置扩散节点和第一电压源连接的复位晶体管。
14.根据权利要求10所述的图像传感器，所述图像传感器还包括与第一节点和第一电压源连接的快门晶体管。
15.一种图像传感器，所述图像传感器包括：
第一像素，连接到提供有第一信号的第一传输线并且包括第一浮置扩散节点；
第二像素，连接到第一传输线并且包括与第一浮置扩散节点不同的第二浮置扩散节点；以及
相关双采样器，从第一像素接收第一输出并且从第二像素接收第二输出，其中，
当第一信号具有第一电压时，第二信号和第三信号分别提供到第一浮置扩散节点和第二浮置扩散节点，
当第一信号具有第二电压时，第二信号和第三信号分别作为第一输出和第二输出而提供到相关双采样器，
当第一信号具有第三电压时，相关双采样器将第一输出和第二输出转换为数字代码，
第一信号的第一电压、第二电压和第三电压具有相互不同的电压电平，其中，第一电压为正电压，第二电压为接地电压，第三电压为负电压，第一信号的电压被顺序地从第三电压转换到第一电压、从第一电压转换到第二电压并且从第二电压转换到第三电压。
16.根据权利要求15所述的图像传感器，其中，在第一信号具有第二电压时第一信号的噪声电平低于在第一信号具有第三电压时第一信号的噪声电平。
17.根据权利要求15所述的图像传感器，所述图像传感器还包括多路复用器，所述多路复用器向第一传输线提供第一信号的第一电压、第二电压和第三电压中的一个。
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