CN113365008A - 相关双采样电路和包括该相关双采样电路的图像传感器 - Google Patents

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CN113365008A CN202110246691.3A CN202110246691A CN113365008A CN 113365008 A CN113365008 A CN 113365008A CN 202110246691 A CN202110246691 A CN 202110246691A CN 113365008 A CN113365008 A CN 113365008A
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Abstract

提供了一种闪烁检测电路。该闪烁检测电路可以包括闪烁检测相关双采样(FD CDS)电路，该FD CDS电路包括基于控制信号接通或断开的第一至第六开关以及第一至第四电容器，该FD CDS电路被配置为接收从至少一个像素输出的闪烁像素信号，与输出偏移信号求和，并且基于增益放大总和以形成闪烁检测信号；以及模数转换器(ADC)，被配置为量化闪烁检测信号。

Description

相关双采样电路和包括该相关双采样电路的图像传感器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年3月6日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0028652号韩国专利申请的优先权，其公开内容通过引用整体结合于此。
技术领域
本发明构思涉及相关双采样(correlated double sampling，CDS)电路，并且更具体地，涉及用于调整增益和输出偏移的CDS电路以及包括该CDS电路的图像传感器。
背景技术
图像传感器可以将包括关于对象的图像信息的光信号转换成电信号。图像传感器可以包括电荷耦合器件(charge coupled device，CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)图像传感器。最近，随着计算机工业和通信工业的发展，在各种电子设备中，诸如数码相机、摄像机、个人通信系统(personalcommunication system，PCS)、游戏机、安全相机、医用微型相机和便携式电话中，对具有增强性能的图像传感器的需求正在增加。
相关双采样(CDS)电路是可以应用于CMOS图像传感器领域的元件，并且可以减去模拟值，该模拟值在有光或没有光时输入，从而去除公共噪声分量。CDS电路可用于提高低照度环境下的检测灵敏度。
发明内容
示例性实施例图像传感器可以将包括关于对象的图像信息的光信号转换成电信号。这种图像传感器可以包括例如电荷耦合器件(CCD)图像传感器和/或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，并且可以被使用在各种电子设备中，诸如数码相机、摄像机、个人通信系统(PCS)、游戏机、安全相机、医用微型相机和便携式电话。
示例性实施例相关双采样(CDS)电路可以用作CMOS图像传感器的元件，并且可以减去模拟值，该模拟值在有光或没有光时输入，从而去除公共噪声分量以在低照度环境中增加检测灵敏度。
根据本发明构思的示例性实施例，提供了一种闪烁检测(flicker detection，FD)电路，包括闪烁检测相关双采样(FD CDS)电路，该FD CDS电路具有基于控制信号接通或断开的第一至第六开关以及第一至第四电容器，该FD CDS电路被配置为接收从至少一个像素输出的闪烁像素信号，与输出偏移信号求和，并基于增益放大该求和以形成闪烁检测信号；以及模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)，被配置为量化闪烁检测信号。
根据本发明构思的示例性实施例，提供了一种图像传感器，包括：像素阵列，其具有被配置为将光信号转换为电信号的多个像素；相关双采样(CDS)电路，被配置为对从设置在像素阵列的第一区域中的像素中的每一个输出的图像像素信号和复位信号执行CDS；以及闪烁检测电路，被配置为基于从布置在像素阵列的第二区域中的像素中的每一个输出的闪烁像素信号和复位信号来执行闪烁检测。
根据示例性实施例，图像传感器包括：像素阵列，其具有第一多个像素和第二多个像素，第一多个像素具有用于第一多个电子图像信号的第一多个输出，第二多个像素具有用于至少一个电子闪烁信号的至少一个第二输出；第一相关双采样(CDS)电路，连接到第一多个输出；第一模数转换器(ADC)，连接到第一CDS电路；以及闪烁检测电路，其连接到至少一个第二输出，并且具有第二CDS电路和连接到第二CDS电路的第二ADC。图像传感器可以包括响应于从第一多个像素输出的第一多个复位信号的CDS电路。图像传感器可以包括闪烁检测电路，该闪烁检测电路响应于从第二多个像素输出的至少一个复位信号。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中，将更清楚地理解本发明构思的示例性实施例，其中：
图1是根据实施例的图像传感器的框图；
图2是根据实施例的像素阵列的框图；
图3A是示出根据实施例的闪烁检测(FD)相关双采样(CDS)(FD CDS)电路和FD模数转换器(FD ADC)的电路图；
图3B是示出根据实施例的FD CDS电路和FD ADC的电路图；
图4A是示出根据实施例的FD CDS电路的操作的时序图；
图4B是示出根据实施例的FD CDS电路的输出信号的变化的概念图；
图5A是根据实施例的像素阵列的框图；
图5B是根据实施例的像素阵列的框图；
图6是示出根据实施例的闪烁检测系统的操作顺序的流程图；和
图7是示出根据实施例的包括图像传感器的计算系统的框图。
具体实施方式
在下文中，可以参考附图详细描述示例性实施例。
图1示出了根据实施例的图像传感器10。
参考图1，图像传感器10可以包括像素阵列100、闪烁检测(FD)电路110、相关双采样(CDS)电路120、模数转换器(ADC)130、缓冲器140、行驱动器150、时序生成器160、控制寄存器170和斜坡信号生成器180。闪烁检测(FD)电路110可以包括闪烁检测相关双采样(FDCDS)电路190、闪烁检测模数转换器(FD ADC)200、快速傅立叶变换(FFT)电路210和频率分析器220。
像素阵列100可以包括连接到多条行线和多条列线并以矩阵形式排列的多个像素。多个像素中的每一个可以包括多个晶体管和光电转换元件。光电转换元件可以感测光以产生图像信号。例如，光电转换元件可以从其接收的光生成电子，并且可以基于生成的电子的数量生成电信号。根据示例性实施例，光电转换元件可以包括光电二极管、光电门和钉扎光电二极管(pinned photodiode)中的至少一个。
时序生成器160可以生成一个或多个控制信号，用于控制行驱动器150、CDS电路120、ADC 130和斜坡信号生成器180中的每一个的操作。
控制寄存器170可以产生一个或多个控制信号，用于控制斜坡信号生成器180、时序生成器160和缓冲器140中的每一个的操作。
行驱动器150可以以行线单位驱动像素阵列100。例如，行驱动器150可以生成用于从多条行线当中选择一条行线的选择信号。多个像素中的每一个可以感测入射光，以通过列线向CDS电路120输出图像复位信号和图像信号。当接收到图像复位信号和图像信号时，CDS电路120可以对每个图像复位信号和图像信号执行相关双采样。
ADC 130可以将从斜坡信号生成器180输出的斜坡信号与从CDS电路120输出的采样信号进行比较，以输出比较信号。ADC 130可以基于从时序生成器160提供的时钟信号对比较信号的电平转换时间进行计数，以向缓冲器140输出计数值。斜坡信号生成器180可以基于时序生成器160的控制来操作。
缓冲器140可以存储从ADC 130输出的多个数字信号中的每一个，并且可以感测、放大和输出每个存储的数字信号。因此，缓冲器140可以包括例如存储器和感测放大器。存储器可以存储计数值，并且计数值可以表示与从多个像素的每一个输出的信号相关联的计数值。感测放大器可以感测并放大从存储器输出的每个计数值。
FD CDS电路190可以从像素阵列100接收闪烁像素信号VFLICKER，对来自接收的闪烁像素信号VFLICKER的存储的复位信号执行减法运算以生成信号，将生成的信号放大增益，并将输出偏移添加到放大的信号以输出模拟信号。闪烁像素信号VFLICKER可以表示从像素阵列100中的除活动像素阵列之外的像素中的每一个接收的信号。增益可以表示代表闪烁像素信号VFLICKER被放大的电平的值，并且可以通过调整包括在FD CDS电路190中的至少一个电容器的电容来改变。输出偏移可以是允许放大的闪烁像素信号的范围匹配FD ADC 200的输入范围的值。增益和输出偏移将在下面详细描述。
FD ADC 200可以将从FD CDS电路190输出的模拟信号转换为数字信号。模拟信号到数字信号的转换可以与ADC 130的操作基本相同，因此，可以省略重复的描述。FD ADC200可以将数字信号传送到FFT电路210。
FFT电路210可以对FD ADC 200的输出信号执行FFT。FFT电路210可以将FD ADC200的输出时域信号转换为频域信号，以获得光的强度与频率的关系。频率分析器220可以基于FFT电路210的FFT结果来确定是否检测到闪烁。例如，可以基于由荧光生成的光的强度的周期性波动来产生闪烁。例如，频率分析器220可以将荧光的FFT转换值与阈值进行比较，以确定是否检测到闪烁。下面将参照图6和7更详细地描述检测闪烁的操作。
图2示出了根据实施例的像素阵列100。
参考图2，像素阵列100可以被分成第一区域210和第二区域220。第一区域210可以被称为有源像素阵列。第一区域210可以包括基于接收的光输出关于图像的信息的多个像素。也就是说，例如，由包括在第一区域210中的像素产生的信号VPIXEL可以沿着列线输出到图1的CDS电路120。
第二区域220可以表示像素阵列100中除第一区域210之外的区域。也就是说，第二区域220可以包括设置在像素阵列100的外部的多个像素。第二区域220可以被称为闪烁像素阵列。第二区域220的像素可以向FD CDS电路190输出闪烁像素信号VFLICKER。
参考图2，闪烁像素信号VFLICKER可以是包括在第二区域220中的像素的信号的总和，没有限制。也就是说，第一区域210的有源像素阵列可以分别在每一列线输出像素信号VPIXEL等，并且第二区域220的闪烁像素阵列可以向FD CDS电路190输出通过合并第二区域220中包括的闪烁像素的像素信号获得的一个闪烁像素信号VFLICKER。
在上述实施例中，闪烁像素信号VFLICKER已经被描述为包括在第二区域220中的像素的信号的总和，但是不限于此。根据替代实施例，闪烁像素信号VFLICKER可以以多条列线为单位输出。在替代实施例中，闪烁像素信号VFLICKER可以是包括在多条列线和/或第二区域220中的像素的信号的最大值或最小值。
图3A示出了根据实施例的FD CDS电路190和FD ADC 200。
参考图3A，FD CDS电路190可以包括多个电容器(诸如，例如第一至第四电容器C1至C4)、多个开关(诸如，例如第一至第六开关SW1至SW6)、以及放大器310。
多个电容器当中的第一电容器C1和第二电容器C2可以分别连接到放大器310的输入节点。也就是说，第一电容器C1可以设置在接收从像素阵列100的第二区域220的闪烁像素阵列输出的信号的节点和一个输入节点ND1(诸如，例如，放大器310的负(-)输入节点)之间。第二电容器C2可以设置在接地节点GND和另一个输入节点ND2(诸如，例如放大器310的正(+)输入节点)之间。
根据示例性实施例，第一开关SW1和第四开关SW4可以分别设置在放大器310的输入节点和输出节点之间。例如，第一开关SW1可以设置在放大器310的负输入节点ND1和放大器310的正输出节点ND3之间。当第一开关SW1被激活时，闪烁像素信号VFLICKER可以存储在第一电容器C1中。作为另一个示例，第四开关SW4可以设置在放大器310的正输入节点ND2和放大器310的负输出节点ND4之间。当第四开关SW4被激活时，接地值可以存储在第二电容器C2中。根据示例性实施例，接地节点GND可以用具有特定电压电平的电压节点来代替。
第二开关SW2、第三开关SW3、第三电容器C3和第四电容器C4可以调节输出偏移。也就是说，第二开关SW2和第三开关SW3可以连接到第五和第六节点(例如，电压节点)ND5和ND6，并且可以分别向第三电容器C3和第四电容器C4充电特定的参考电压。例如，第二开关SW2可以设置在第五节点ND5和负参考电压节点VREFN之间。当第二开关SW2被激活时，负参考电压节点VREFN可以电连接到第三电容器C3，并且电荷可以基于负参考电压节点VREFN的电平被充入第三电容器C3。作为另一个示例，第三开关SW3可以设置在第六节点ND6和正参考电压节点VREFP之间。当第三开关SW3被激活时，正参考电压节点VREFP可以电连接到第四电容器C4，并且电荷可以基于正参考电压节点VREFP的电平被充入第四电容器C4。正参考电压节点VREFP和负参考电压节点VREFN之间的差值可以对应于输出偏移值。
第五开关SW5和第六开关SW6可以将放大器310的输出节点ND3和ND4分别电连接到第五和第六节点ND5和ND6。例如，第五开关SW5可以设置在放大器310的正输出节点ND3和第五节点ND5之间。当第五开关SW5被激活时，放大器310的正输出节点ND3可以电连接到第五节点ND5，并且第三电容器C3可以连接在放大器310的第五节点ND5和负输入节点ND1之间，因此，闪烁像素信号可以通过第一电容器C1和第三电容器C3转移到放大器310的正输出节点ND3。在这种情况下，可以基于第一电容器C1和第三电容器C3的电容比来放大输入闪烁像素信号。根据示例性实施例，第三电容器C3可以被实现为可变电容器，用于可变地调整第三电容器C3的放大增益。根据示例性实施例，示出了第三电容器C3和第四电容器C4的电容值变化，但是本发明构思不限于此。例如，可以调整第一电容器C1和第二电容器C2的电容值，或者可以独立调整第一至第四电容器C1至C4的电容值。
作为另一个示例，第六开关SW6可以设置在放大器310的负输出节点ND4和第六节点ND6之间。当第六开关SW6被激活时，放大器310的负输出节点ND4可以电连接到第六节点ND6，并且第四电容器C4可以连接在放大器310的第六节点ND6和正输入节点ND2之间，因此，接地值可以通过第二电容器C2和第四电容器C4转移到放大器310的负输出节点ND4。在这种情况下，可以基于第二电容器C2和第四电容器C4的电容比来放大接地值。根据示例性实施例，可以连接任意电压节点而不是接地节点GND，并且在这种情况下，可以基于第二电容器C2和第四电容器C4的电容比放大任意电压节点值。像第三电容器C3一样，第四电容器C4可以被实现为可变电容器，用于可变地调整放大增益。
根据示例性实施例，第一至第四开关SW1至SW4以及第五和第六开关SW5和SW6可以交替激活。也就是说，当第一至第四开关SW1至SW4保持激活状态时，第五和第六开关SW5和SW6可以被去激活。如上所述，第一至第六开关SW1至SW6可以交替激活或去激活，因此，可以执行双重采样。这将在下面参照图4进行更详细的描述。根据示例性实施例，第一至第六开关SW1至SW6中的每一个可以被实现为N沟道金属氧化物半导体(N-channel metal-oxide-semiconductor，NMOS)晶体管、P沟道金属氧化物半导体(P-channel metal-oxide-semiconductor，PMOS)晶体管和互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)晶体管之一。
根据示例性实施例，FD ADC 200可以具有比图1的ADC 130更高的分辨率。例如，ADC 200可以至少包括循环ADC、sigma-delta ADC和/或逐次逼近寄存器(successiveapproximation register，SAR)ADC。
参考图3B，第一开关SW1和第四开关SW4可以分别被称为任意电压节点和公共电平电压节点VCML。也就是说，结合图3A参考图3B，第一开关SW1和第四开关SW4可以各自连接到公共电平电压节点VCML，而不是放大器310的输出节点。
根据示例性实施例，当第一开关SW1和第四开关SW4中的每一个连接到公共电平电压节点VCML时，放大器310的输入节点ND1和ND2可以直接连接到公共电平电压节点VCML。
图4A示出了根据实施例的FD CDS电路的操作的时序。
参考图4A，T1至T2时段可以被称为采样时段，并且从T3开始的时段可以被称为保持时段。
在T1至T2时段，第一至第四开关SW1至SW4可以被激活。此外，在T1至T2期间，第五和第六开关SW5和SW6可以被停用。参考图3A和图3B，在T1至T2时段，FD CDS电路190可以接收输入信号VIN。输入信号VIN可以对应于闪烁像素阵列的输出信号，例如VFLICKER。闪烁像素阵列的输出信号可以被充入第一电容器C1。因为第二开关SW2被激活，所以第三电容器C3可以电连接到负参考电压节点VREFN，并且第三电容器C3可以由负参考电压节点VREFN的值充电。因为第三开关SW3被激活，所以第四电容器C4可以基于正参考电压节点VREFP的值被充电。在时间T2之前，可以基于负参考电压节点VREFN和正参考电压节点VREFP分别完成第三电容器C3和第四电容器C4的充电。
在T2至T3时段，第一至第六开关SW1至SW6可以被停用。在T2至T3时段，第一电容器C1可以基于输入信号VIN被充电，并且第三和第四电容器C3和C4可以对应于基于参考电压值充电的状态。
在T3至T4时段，第一至第四开关SW1至SW4可以保持去激活状态，并且第五和第六开关SW5和SW6可以被激活。关于输入信号VIN，可以形成包括第一电容器C1、放大器310的负输入节点ND1、第三电容器C3、第五开关SW5和放大器310的正输出节点ND3的电连接。如上所述，可以基于第一电容器C1和第三电容器C3的电容比来执行放大，但是因为输入信号VIN的值是恒定的，所以FD CDS电路190的输出可以具有通过从0减去输出偏移值VOFFSET而获得的值。也就是说，可以通过T3至T4时段中的输出偏移值VOFFSET来校正FD CDS电路190的输出值。输出偏移值VOFFSET可以对应于负参考电压节点VREFN和正参考电压节点VREFP之间的差值。
在时间T4，输入信号VIN的幅度可以变化。可以对输入信号VIN的变化值执行基于电容比的放大。因此，在保持时段中，FD CDS电路190的输出值可以如下面的等式1中所述。
[等式1]
G1x(VRST-VSIG)-VOFFSET
这里，G1可以表示增益值，诸如放大率，并且可以对应于第一电容器C1和第三电容器C3的比率，或者对应于第二电容器C2和第四电容器C4的比率。G1可以满足C1/C3(即，G1＝C1/C3)，和/或G1可以与G2相同，G2是第二电容器C2和第四电容器C4的比率。G2可能满足C2/C4(即G2＝C2/C4)。此外，当没有光入射到图像传感器10上时，VRST可以对应于输入信号VIN的幅度，而当有光入射到图像传感器10上时，VSIG可以对应于输入信号VIN的幅度。
参考图4B，接收放大器310的输出的ADC的可接收输入范围可以对应于幅度a。考虑到放大像素信号以执行信号处理的图像传感器10的特性，像素信号可以具有单调增加的特性，其中当在没有光的状态下施加光时，像素信号连续增加。因此，在FD CDS电路190的输出大于FD ADC 200的输入范围的一半的情况下，当不调整输出偏移时，FD CDS电路190的输出值可以用作ADC的输入。另一方面，根据示例性实施例，当输出偏移被施加到FD CDS电路190的输出信号时，可以生成针对FD ADC 200的输入范围优化的FD CDS电路190的输出信号。参考图4B，当输出偏移值VOFFSET没有被求和并且没有被放大增益的幅度时，FD CDS电路190的输出信号的幅度可以对应于b。FD CDS电路190的输出信号可以被放大增益，并且增益的幅度可以对应于d。根据示例性实施例，增益值可以对应于输入信号VIN的幅度和FD ADC 200的输入范围的幅度的比率。例如，当输入信号VIN的幅值b是作为FD ADC 200的输入范围的幅值的1/3时，增益值例如可以对应于3。因为增益值基于输入信号VIN的幅度b和FD ADC 200的输入范围的幅度的比率而变化，所以可以生成与FD ADC 200的总输入范围匹配的输入信号VIN。
FD CDS电路190可以对输出偏移求和，以使放大的输出信号与FD ADC200的输入范围匹配。也就是说，输出偏移值VOFFSET的大小可以不基于增益值的变化，而是可以独立调整。根据示例性实施例，输出偏移值VOFFSET的幅度可以对应于放大的输入信号的一半。
图5A示出了根据实施例的像素阵列100。
结合图1参考图5A，图像传感器10可以包括多个FD CDS电路190和多个FD ADC200。参照图1和图2，信号从像素阵列100的第二区域220输出，诸如从除有源像素阵列之外的闪烁像素阵列输出，但是本发明构思不限于此。
根据示例性实施例，图像传感器10可以包括多个FD CDS电路190和多个FD ADC200，每个FD CDS电路190和FD ADC 200可以分别对应于列线。基于从相应列的闪烁像素接收的闪烁像素信号VFLICKER，多个FD CDS电路190和多个FD ADC 200中的每一个可以并行执行闪烁检测。图像传感器10还可以包括FFT电路210和频率分析器220，它们另外连接到多个FD CDS电路190和多个FD ADC 200中的每一个。
根据示例性实施例，可以基于对闪烁像素阵列中包括的像素中的每一个执行的闪烁检测来确定闪烁检测结果。例如，作为对100个闪烁像素执行闪烁检测的结果，可以确定从60个像素检测到闪烁，但是可以确定从40个像素没有检测到闪烁。因为检测到闪烁的像素数大于未检测到闪烁的像素数，所以图像传感器10可以确定检测到闪烁。作为另一个示例，图像传感器10可以将预定阈值与确定检测到闪烁的像素数进行比较。当确定检测到闪烁的像素数大于阈值时，图像传感器10可以确定检测到闪烁，并且当确定检测到闪烁的像素数不大于阈值时，图像传感器10可以确定没有检测到闪烁，没有限制。
图5B示出了根据实施例的像素阵列。
参考图5B，通过合并包括在第二区域220中的所有像素的节点获得的一个输出可以被施加到FD CDS电路190。
根据示例性实施例，对应于从第二区域220的闪烁像素输出的闪烁像素信号的总和的合并输出可以被传送到FD CDS电路190。FD CDS电路190可以将闪烁像素信号的总和放大增益，对输出偏移值求和，并将求和的输出偏移值传送到FD ADC 200。FD ADC 200可以将从FD CDS 190传送的模拟信号转换成数字值。在图像传感器10中，一个求和的输出被传送到FD CDS电路190，FD ADC 200的输入范围可以大于包括在图像传感器10中的FD ADC 200的输入范围，通过图5A的多条列线接收闪烁像素信号。
类似于图1中所示，FD ADC 200可以将数字值传送到FFT电路210和频率分析器220，从而允许确定闪烁的检测或未检测。也就是说，图5B的图像传感器10可以基于闪烁像素信号的总和的幅度来确定闪烁的检测或未检测。
根据示例性实施例，图像传感器可以包括：像素阵列，该像素阵列具有第一像素子集和第二像素子集，第一像素子集具有针对第一电子图像信号子集的第一输出子集，第二像素子集具有针对至少一个电子闪烁信号的至少一个第二输出；第一相关双采样电路(CDS)，连接到第一输出子集；第一模数转换器(ADC)，连接到第一CDS电路；以及闪烁检测电路，连接到至少一个第二输出，并且具有第二CDS电路和连接到所述第二CDS电路的第二ADC。图像传感器可以包括响应于从第一像素子集输出的复位信号的第一子集的CDS电路。图像传感器可以包括闪烁检测电路，该闪烁检测电路响应于从第二像素子集输出的至少一个复位信号。
图6示出了根据实施例的闪烁检测系统的操作序列。
参考图6，在操作S110中，FD CDS电路190可以从除有源像素阵列之外的像素中的每一个接收像素信号。FD CDS电路190可以从像素阵列100中的第二区域200的闪烁像素阵列的像素中的每一个接收闪烁像素信号。参考图5A和图5B，闪烁像素信号可以是通过合并闪烁像素阵列的像素的输出而获得的一个信号，或者可以是闪烁像素阵列的像素中的每一个的输出，但是不限于此。
在操作S120中，FD CDS电路190可以调整闪烁像素信号的放大和输出偏移，并且可以执行ADC转换。FD CDS电路190可以接收闪烁像素信号，并且可以基于增益值放大闪烁像素信号。如上所述，增益值可以具有例如基于第一电容器C1和第三电容器C3的比率而变化的值。FD CDS 190可将输出偏移值添加到放大的闪烁像素信号，并可将添加的信号输出到FDADC 200。FD ADC 200可以对输出信号执行ADC转换，以将模拟信号转换成数字信号。
在操作S130中，FFT电路210可以对ADC转换的像素信号执行FFT。接收的信号可以包括关于闪烁像素阵列的输出值相对于时间的频率和幅度的信息，因此，FFT电路210可以执行FFT以将接收的信号转换成关于闪烁像素阵列的输出值相对于频率的幅度的信息。
在操作S140中，频率分析器220可以确定对应于闪烁频率的FFT转换值是否大于阈值。例如，闪烁频率Ff可以对应于荧光周期的频率。当对应于闪烁频率Ff的FFT值大于阈值时，频率分析器220可以确定(操作S150)检测到闪烁。
图7示出了根据实施例的包括图像传感器740的计算系统700。图像传感器740可以类似于图像传感器10，因此可以省略重复的描述。
参考图7，计算系统700可以包括图像处理器710、存储器设备720、存储设备730、图像传感器740、输入/输出(input/output，I/O)设备750和电源760。根据实施例，图像传感器740可以包括像素阵列，诸如但不限于图1的像素阵列100。计算系统700还可以包括多个端口，用于与视频卡、声卡、存储卡、通用串行总线(universal serial bus，USB)设备等通信，或者用于与其他电子设备通信。
图像处理器710可以执行某些计算或任务。例如，图像处理器710可以是微处理器或中央处理器(central processing unit，CPU)。图像处理器710可以通过地址总线、控制总线和数据总线执行与存储器设备720、存储设备730和I/O设备750的通信。例如，图像处理器710可以连接到扩展总线，诸如外围组件互连(peripheral component interconnect，PCI)总线。当图像处理器710从主机等接收数字变焦命令时，图像处理器710可以基于此向图像传感器740输出变焦信息。
存储器设备720可以存储计算系统700的操作所需的数据。例如，存储器设备720可以配置有动态随机存取存储器(dynamic random-access memory，DRAM)、移动DRAM、静态随机存取存储器(static random-access memory，SRAM)或非易失性存储器设备。存储器芯片可以通过使用各种类型的封装来安装。例如，芯片可以被封装为封装，诸如封装上封装(package on package，PoP)、球栅阵列(ball grid array，BGA)、芯片级封装(chip scalepackage，CSP)、塑料引线芯片载体(plastic leaded chip carrier，PLCC)、塑料双列直插式封装(plastic dual in-line package，PDIP)、格子封装(waffle pack)中的管芯、晶片形式的管芯、板上芯片(chip on board，COB)、陶瓷双列直插式封装(ceramic dual in-line package，CERDIP)或塑料公制四方扁平封装(plastic metric quad flat pack，MQFP)。
存储设备730可以包括固态驱动器(solid-state drive，SSD)、硬盘驱动器(harddisk drive，HDD)、CD-ROM等。I/O设备750可以包括输入装置，诸如键盘、小键盘、鼠标设备，以及输出单元，诸如打印机和显示器。电源760可以提供计算系统700的操作所需的工作电压。
图像传感器740可以通过总线或另一通信链路连接到图像处理器710，并且可以执行通信。图像传感器740和图像处理器710可以集成到一个芯片中，或者可以分别集成到不同的芯片中。计算系统700可以被解释为使用图像传感器740的所有计算系统。例如，计算系统700可以包括数码相机、移动电话、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、便携式多媒体播放器(portable multimedia player，PMP)、智能手机、平板个人计算机(personal computer，PC)等。
虽然已经参照本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明构思，但是相关领域的普通技术人员将理解，在不脱离如以下权利要求所述的本发明构思的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (20)

1.一种闪烁检测电路，包括：
闪烁检测相关双采样(FD CDS)电路，包括基于控制信号接通或断开的第一至第六开关以及第一至第四电容器，所述FD CDS电路被配置为接收从至少一个像素输出的闪烁像素信号，与输出偏移信号求和，并基于增益放大总和以形成闪烁检测信号；以及
模数转换器(ADC)，被配置为量化所述闪烁检测信号。
2.根据权利要求1所述的闪烁检测电路，其中，第一电容器和第三电容器被配置为共享对应于包括在所述FD CDS电路中的放大器的一个输入端的第一节点，
第二电容器和第四电容器被配置为共享对应于所述放大器的另一输入端的第二节点，以及
所述增益对应于所述第三电容器的电容值与所述第一电容器的电容值的比率或者所述第二电容器的电容值与所述第四电容器的电容值的比率。
3.根据权利要求2所述的闪烁检测电路，其中，所述第一电容器连接在接收所述闪烁像素信号的节点和所述第一节点之间，
所述第二电容器连接在所述放大器的所述第二节点和输入电压节点之间，
所述输入电压节点对应于接地节点和具有任意电压电平的节点之一，
所述第三电容器连接在所述第一节点和第五节点之间，
所述第四电容器连接在所述第二节点和第六节点之间，
第一开关连接在所述第一节点和公共电平电压节点之间，
第二开关连接在所述第五节点和第一参考电压节点之间，
第三开关连接在所述第六节点和第二参考电压节点之间，
第四开关连接在所述第二节点和所述公共电平电压节点之间，
第五开关连接在所述放大器的所述第三节点和所述第五节点之间，以及
第六开关连接在所述放大器的所述第四节点和所述第六节点之间。
4.根据权利要求3所述的闪烁检测电路，其中，所述输出偏移的幅度对应于所述第一参考电压节点和所述第二参考电压节点之间的差值。
5.根据权利要求4所述的闪烁检测电路，其中，在采样时段期间，第一至第四开关被激活，并且第五和第六开关被去激活，
所述第三电容器基于所述第二开关的激活而连接到所述第一参考电压节点，并且基于第一参考电压值被充电，以及
所述第四电容器基于所述第四开关的激活而连接到所述第二参考电压节点，并且基于第二参考电压值被充电。
6.根据权利要求5所述的闪烁检测电路，其中，在保持时段期间，第一至第四开关被去激活，并且第五和第六开关被激活，以及
当所述第五开关被激活时，在所述第一电容器和所述第三电容器之间形成电路径，因此，基于电容比放大所述闪烁像素信号的变化。
7.根据权利要求1所述的闪烁检测电路，其中，第一至第六开关中的每一个包括N沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管、P沟道金属氧化物半导体(PMOS)晶体管和互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管之一。
8.根据权利要求2所述的闪烁检测电路，其中，所述第三电容器和所述第四电容器中的每一个对应于用于可变地调整电容值的可变电容器。
9.根据权利要求1所述的闪烁检测电路，其中，基于放大的所述闪烁像素信号的幅度可变地调整所述输出偏移的幅度，以及所述ADC包括流水线ADC、sigma-delta ADC和逐次逼近寄存器(SAR)ADC中的至少一个。
10.根据权利要求1所述的闪烁检测电路，还包括：
快速傅立叶变换(FFT)电路，对所述闪烁检测信号执行FFT操作以变换到频域；以及
频率分析器，
其中，所述频率分析器被配置为：
识别对应于闪烁频率的FFT值，以及
通过比较所识别的FFT值和阈值来确定是否检测到所述闪烁，以及
其中，所述闪烁频率对应于荧光灯的操作频率。
11.一种图像传感器，包括：
像素阵列，包括被配置为将光信号转换成电信号的多个像素；
相关双采样(CDS)电路，被配置为对从布置在所述像素阵列的第一区域中的像素中的每一个输出的图像像素信号和复位信号执行相关双采样；以及
闪烁检测电路，被配置为基于从布置在所述像素阵列的第二区域中的像素中的每一个输出的闪烁像素信号和复位信号来执行闪烁检测。
12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中：
所述第一区域对应于所述像素阵列的中心区域，
所述第二区域对应于所述像素阵列中除所述第一区域之外的外围区域。
13.根据权利要求11所述的图像传感器，
其中，所述闪烁检测电路包括：
采样电路，包括基于控制信号接通或断开的第一至第六开关、第一至第四电容器、以及基于增益对从所述像素输出的闪烁像素信号以及将所述闪烁像素信号和输出偏移求和的信号进行放大的放大器；以及
模数转换器(ADC)，被配置为将从所述CDS电路输出的模拟信号量化为数字信号。
14.根据权利要求13所述的图像传感器，其中：
第一电容器连接在接收所述闪烁像素信号的节点和第一节点之间，
第二电容器连接在所述放大器的第二节点和输入电压节点之间，
第三电容器连接在所述第一节点和第五节点之间，并且与所述第一电容器共享所述第一节点，
第四电容器连接在所述第二节点和第六节点之间，并且与所述第二电容器共享所述第二节点，
第一开关连接在所述第一节点和对应于所述放大器的一个输出节点的第三节点之间，
第二开关连接在所述第五节点和第一参考电压节点之间，
第三开关连接在所述第六节点和第二参考电压节点之间，
第四开关连接在所述第二节点和对应于所述放大器另一输出节点的第四节点之间，
第五开关连接在所述放大器的第三节点和所述第五节点之间，以及
第六开关连接在所述放大器的所述第四节点和所述第六节点之间。
15.根据权利要求14所述的图像传感器，其中：
所述输出偏移的幅度对应于所述第一参考电压节点和所述第二参考电压节点之间的差值，以及
其中，第一增益对应于所述第三电容器和所述第一电容器之间或者所述第二电容器和所述第四电容器之间的电容比。
16.根据权利要求15所述的图像传感器，其中：
在采样时段期间，第一至第四开关被激活，并且第五和第六开关被去激活，
所述第三电容器基于所述第二开关的激活而连接到所述第一参考电压节点，并且基于第一参考电压值被充电，以及
所述第四电容器基于所述第四开关的激活而连接到所述第二参考电压节点，并且基于第二参考电压值被充电。
17.根据权利要求16所述的图像传感器，其中：
在保持时段期间，第一至第四开关被去激活，并且第五和第六开关被激活，以及
当所述第五开关被激活时，在所述第一电容器和所述第三电容器之间形成电路径，因此，基于电容比放大所述闪烁像素信号的变化。
18.根据权利要求14所述的图像传感器，其中：
第一至第六开关中的每一个包括N沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管、P沟道金属氧化物半导体(PMOS)晶体管和互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管之一，以及
第一至第四电容器中的每一个对应于用于可变地调整电容值的可变电容器。
19.一种图像传感器，包括：
像素阵列，具有第一多个像素和第二多个像素，所述第一多个像素具有用于第一多个电子图像信号的第一多个输出，所述第二多个像素具有用于至少一个电子闪烁信号的至少一个第二输出；
第一相关双采样(CDS)电路，连接到所述第一多个输出；
第一模数转换器(ADC)，连接到所述第一CDS电路；以及
闪烁检测电路，连接到所述至少一个第二输出，并且具有第二CDS电路和连接到所述第二CDS电路的第二ADC。
20.根据权利要求19所述的图像传感器，其中，所述CDS电路响应于从所述第一多个像素输出的第一多个复位信号，以及所述闪烁检测电路响应于从所述第二多个像素输出的至少一个复位信号。
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