一种高速、低功耗像素偏置电路

技术领域

本申请涉及成像器件技术领域，尤其涉及一种成像传感器及其驱动方法，其能够减少成像传感器的像素输出的安定时间。

背景技术

近年来，随着社会信息化，宽带通信技术迅速发展。这样的发展使得处理相对大量的数据变得更加容易，因此，图像信息频繁地传送。在这种情况下，数码相机作为获取图像信息的成像设备占据了主导地位，现在大多数手机都具备了这种成像功能。数码相机的核心功能是电荷耦合器件(charge-coupled device，CCD)成像传感器或互补型金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)成像传感器，CMOS传感器是为移动设备、监控设备和车载设备等各种应用而开发的。

无论是CCD成像传感器还是CMOS成像传感器，对高速、低功耗、高分辨率成像传感器的需求都在不断增加。实现高速、低功耗和高分辨率成像传感器的方案之一是通过一个或多个附加反馈电路向像素的输出信号线提供反馈电流。然而，这种方案遇到如下所述的三个困难。

即，这种高速成像传感器的实现通常需要大量的功耗。功耗大的原因是，这样的实现通常需要较大的偏置电流，以便尽快对像素输出信号线上的寄生电容进行放电，以及为了使作为源极跟随器的像素输出晶体管具有较大的跨导。

此外，在大信号响应时间内，像素输出信号线的安定时间(t

在CCD成像传感器和CMOS成像传感器中，CMOS成像传感器很方便，因为CMOS成像传感器易于同时集成外围CMOS电路，并且可以将各种类型的图像处理功能集成到单个芯片中。然而，由于驱动晶体管元件的变化，CMOS成像传感器产生的固定模式噪声(fixedpattern noise，FPN)和热噪声比CCD成像传感器的大。尤其是，由于像素单元电路中使用的MOSFET的阈值的变化，CMOS成像传感器会产生固定模式噪声(fixed pattern noise，FPN)。偏置电流的变化可以使FPN的值变大。即，通过一个或多个附加反馈电路向像素的输出信号线提供反馈电流的方法可能会带来严重的副作用，即成像器的信噪比可能因较大的FPN而降低。

下面列举两个例子来说明通过一个或多个附加反馈电路向像素的输出信号线提供反馈电流的方法。

根据日本特许公开公报第2011-234243号(文献1)，高速像素读出电路可以通过添加源极跟随器晶体管、电容、参考电流源和电流镜元件(如图10所示)来实现。文献1中的高速像素读出电路可以在像素输出电压下降期间暂时增加像素偏置电流。

根据美国专利第US 9,729,807 B2号(文献2)，高速像素读出电路可以通过添加附加反馈电路来实现，该反馈电路包括一个电容、两个电流镜和一个电压源(如图11所示)，该高速像素读出电路可以减少成像传感器电路的安定时间。文献2中的高速像素读出电路可以检测连接在像素输出信号线和电压源之间的电容的过渡电流，以检测像素输出信号线上的电压的下降率。检测到的过渡电流通过两个电流镜反馈到像素输出信号线。反馈到像素输出信号线的电流增加了像素输出信号线的偏置电流。

然而，文献1中的高速像素读出电路的缺点是，高速像素读出电路增加了成像传感器器件的功耗、管芯尺寸和固定模式噪声(fixed pattern noise，FPN)。文献1中的高速像素读出电路需要附加电流源和无法降低的大电容值的电容。因此，当附加电流源用于具有无法减少的大量列数的成像传感器电路时，来自附加电流源的电流变化将使FPN变大。即，由于电流镜元件的输出直接连接(非交流耦合)到像素输出信号线，像素输出信号线电压的变化将改变电流镜元件的输出电流，这会导致成像传感器器件的FPN增加。此外，由于电流镜元件的输出直接连接到像素输出信号线，因此电流镜元件的镜像比的变化会使像素偏置电流波动，并导致更大的FPN。此外，增加基本常开的附加电流源将导致成像传感器电路的功耗明显增加。

与文献1一样，文献2中的高速像素读出电路也可以使FPN的值变大。这是因为高速像素读出电路包括两组电流镜元件，并且两个电流镜元件的输出直接连接到像素输出信号线。两个电流镜的镜像比可以随着制造过程中的变化而变化，更重要的是，随着像素输出信号线上的DC电压电平的变化。即，由于两个电流镜元件的输出直接连接到像素输出信号线，像素输出信号线电压的变化将改变电流镜元件的输出电流。此外，由于两个电流镜元件的输出直接连接到像素输出信号线，因此镜像比的变化将引起像素偏置电流的波动，从而导致FPN变大。文献2中的高速像素读出电路的功耗增加会带来另一个问题，因为电压源包括一个运算放大器，要在无法降低的大带宽下运行。因此，文献2中的高速像素读出电路将需要不小的偏置电流。电压源电路和电容占用的管芯尺寸也会带来问题。

发明内容

鉴于上述挑战，本申请的多个实施例旨在提供一种成像传感器电路及其驱动方法，能够减少成像传感器像素输出的安定时间。

第一方面，本申请提供了一种成像传感器电路，包括：

读取单元，用于读取像素的数据，其中，所述读取单元包括所述像素的输出线和与所述输出线相关联的寄生电容。

反馈单元，用于向所述输出线路反馈升压电流，其中，所述反馈单元包括第一电容、第二电容、第三电容、第一逆变器、第二逆变器、第一开关、第二开关和电流镜元件。

其中，所述升压电流通过所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容、所述第一逆变器、所述第二逆变器、所述第一开关、所述第二开关和所述电流镜元件产生，所述升压电流用于对所述寄生电容放电。

如上所述，通过一个或多个附加反馈电路向像素的输出信号线提供反馈电流的传统方法可能会带来严重的副作用，即从像素获得的数据会受到较大FPN的强烈干扰。

部分固定模式噪声(fixed pattern noise，FPN)可能是由用作源极跟随器的晶体管制造过程中的变化引起的。另一方面，电流镜元件7的电流镜比也可能因制造过程中的变化而变化。此外，除了电流镜元件的电流镜比电压等的变化之外，电流镜元件的输出电流的变化也可能是由电流镜元件的输出电压的电压依赖性引起的。由于电压依赖性本身可以相当大，并且电压依赖性的变化也可以相当大，因此当反馈回电流镜元件的输出电流的DC分量时，FPN的值可以较大。此外，由于该电流镜元件的输出电压可以显著地取决于像素的输出电压特性，因此像素阈值的变化可以影响电流镜元件的输出电压。因此，当电流镜元件的输出电流的DC分量反馈回输出像素信号线时，FPN的值可以更大。因此，根据本申请实施例的成像传感器电路中的反馈单元需要不将反馈电流的任何直流(direct current，DC)分量反馈回像素输出信号线。

根据本申请第一方面的成像传感器电路可以包括简单结构的反馈单元，所述反馈单元包括两个逆变器、一个电流镜和三个电容。这三个电容的电容值可以比传统技术中电容的电容值小得多。在反馈单元中的这两个逆变器中，位于反馈单元输入侧的逆变器的输入端通过电容连接到像素输出信号线。因此，成像传感器电路中的反馈单元可以提供无直流(direct current，DC)分量的像素输出信号线。根据本申请的第一方面的成像传感器电路可以确保反馈单元产生的反馈电流不会因用于源极跟随器栅极的晶体管在制造时发生的变化而增大固定模式噪声(fixed pattern noise，FPN)的值。此外，由于三个电容的电容值可以比传统技术中电容的电容值小得多，因此与传统技术相比，根据本申请实施例的成像传感器电路可以节省功耗。此外，这两个逆变器的管芯尺寸也可以比传统技术中逆变器的管芯尺寸小得多。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一逆变器的输入端可以连接到所述第一电容的一个端子、所述第二电容的一个端子和所述第一开关的一个端子，所述第一逆变器的输出端可以连接到所述第二电容的另一个端子、所述第一开关的另一个端子和所述第二逆变器的输入端。

其中，所述第二逆变器的所述输入端可以连接到所述第三电容的一个端子和所述第二开关的一个端子，所述第二逆变器的输出端可以连接到所述第三电容的另一个端子、所述第二开关的另一个端子和所述电流镜元件的输入端。

其中，所述电流镜元件的输出端可以连接到所述输出线和所述第一电容的另一个端子。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述成像传感器电路可以设置在位于像素阵列中特定行和特定列的像素中，其中，所述像素阵列的输出端可以连接到模数转换器(analog-to-digital convertor，ADC)阵列，所述反馈单元还包括第三开关，所述第三开关的一个端子连接到接地端子，所述第三开关的另一个端子可以连接到所述第一电容的所述一个端子和所述第一逆变器的所述输入端。

根据此实现方式，响应于生成像素输出信号的所述ADC阵列，可以导通所述第三开关；可以向所述第一逆变器的所述输入端施加低电平电压；所述第一逆变器可以产生高电平电压作为输出，所述第二逆变器可以相应地产生低电平电压作为输出。即，响应于生成像素阵列输出信号的模数转换器(analog-to-digital convertor，ADC)阵列，可以打开反馈单元中的这两个逆变器。因此，成像传感器电路可以在ADC阵列生成像素阵列输出信号后节省功耗。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述读取单元还可以包括用于临时存储从入射光转换的电荷的光电检测元件，以及用于响应于传输信号(TX)将存储在所述光电检测元件中的电荷传输到浮动扩散(Floating Diffusion，FD)节点的传输栅极。

其中，所述升压电流可以通过所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容、所述第一逆变器、所述第二逆变器、所述第一开关、所述第二开关和所述电流镜元件产生，可以包括：

响应于所述传输信号(TX)，可以关断所述第一开关和所述第二开关，使得所述传输栅极能够将存储在所述光电检测元件中的电荷传输到所述FD节点。

可以将所述第一电容根据所述输出线上的电压(V

所述电流镜元件可以产生电流，所述电流是基于所述电流镜元件的电流比和传播到所述电流镜元件的所述输入端的电流确定的。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述读取单元还可以包括连接在所述FD节点和所述输出线之间的选择栅极。

其中，选择信号(SEL)可以馈送到所述选择栅极，所述选择信号(SEL)可以使得所述选择栅极能够选择所述像素阵列中特定列处的行作为特定行。

其中，所述电流镜元件可以用于：将基于所述电流镜元件的所述电流比和传播到所述电流镜元件的所述输入端的电流确定的所述电流反馈回所述输出线，反馈回所述输出线的所述电流可以用作使所述寄生电容释放存储在所述寄生电容中的电荷的电流。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述读取单元还可以包括复位栅极，所述复位栅极用于复位所述浮动扩散(Floating Diffusion，FD)节点的电压电平，所述复位栅极可以连接在电源电压线和所述FD节点之间。根据该实现方式，在向所述选择栅极馈送选择信号(SEL)之后，且在向所述传输栅极馈送传输信号(TX)之前，向所述复位栅极馈送复位信号(RST)，使得所述FD节点上拉至电源电压(V

根据第一方面，由于第一电容、第二电容、第三电容、第一逆变器、第二逆变器、第一开关、第二开关之间的协作，可以不反馈直流(direct current，DC)分量到输出线，使得升压电流可以减少成像传感器电路的安定时间，而不增加成像传感器电路的固定模式噪声(fixed pattern noise，FPN)。

第二方面，本申请可以提供一种利用像素阵列中的驱动电路驱动成像传感器电路的方法，其中，所述成像传感器电路可以包括读取单元和反馈单元。

其中，所述读取单元可以包括用于临时存储从入射光转换的电荷的光电检测元件、选择栅极、传输栅极、像素的输出线以及与所述输出线相关联的寄生电容。

其中，所述反馈单元可以包括第一电容、第二电容、第三电容、第一逆变器、第二逆变器、第一开关、第二开关和电流镜元件。

其中，所述方法可以包括以下步骤：

将选择信号(SEL)馈送到所述选择栅极，其中，所述选择信号(SEL)使得所述选择栅极能够选择所述像素阵列中特定列处的行作为特定行。

将传输信号(TX)馈送到所述传输栅极，其中，所述传输信号(TX)使得所述传输栅极能够将存储在所述光电检测元件中的电荷传输到浮动扩散(Floating Diffusion，FD)节点。

通过所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容、所述第一逆变器、所述第二逆变器、所述第一开关、所述第二开关和所述电流镜元件产生升压电流，所述升压电流用于对所述寄生电容放电。

将基于所述电流镜元件的电流比和传播到所述电流镜元件的输入端的电流确定的电流反馈回所述输出线，反馈回所述输出线的所述电流用作使所述寄生电容释放存储在所述寄生电容中的电荷的电流。

根据本申请第二方面的方法可以通过根据本申请实施例的成像传感器电路来执行。成像传感器电路可以包括简单结构的反馈单元，所述反馈单元包括两个逆变器、一个电流镜和三个电容。这三个电容的电容值可以比传统技术中电容的电容值小得多。在反馈单元中的这两个逆变器中，位于反馈单元输入侧的逆变器的输入端通过电容连接到像素输出信号线。因此，成像传感器电路中的反馈单元可以提供无直流(direct current，DC)分量的像素输出信号线。根据本申请实施例，通过使用成像传感器电路执行的方法可以确保反馈单元产生的反馈电流不会因用于源极跟随器栅极的晶体管在制造时发生的变化而增大固定模式噪声(fixed pattern noise，FPN)的值。此外，由于三个电容的电容值可以比传统技术中电容的电容值小得多，因此与传统技术相比，根据本申请实施例的成像传感器电路可以节省功耗。此外，这两个逆变器的管芯尺寸也可以比传统技术中逆变器的管芯尺寸小得多。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述第一逆变器的输入端可以连接到所述第一电容的一个端子、所述第二电容的一个端子和所述第一开关的一个端子，所述第一逆变器的输出端可以连接到所述第二电容的另一个端子、所述第一开关的另一个端子和所述第二逆变器的输入端。

其中，所述第二逆变器的所述输入端可以连接到所述第三电容的一个端子和所述第二开关的一个端子，所述第二逆变器的输出端可以连接到所述第三电容的另一个端子、所述第二开关的另一个端子和所述电流镜元件的输入端。

其中，所述电流镜元件的输出端可以连接到所述输出线和所述第一电容的另一个端子。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述读取单元还可以包括复位栅极，所述复位栅极用于复位所述浮动扩散(Floating Diffusion，FD)节点的电压电平，所述复位栅极可以连接在电源电压线和所述FD节点之间，其中，所述方法还可以包括：

在向所述选择栅极馈送选择信号(SEL)之后，且在向所述传输栅极馈送传输信号(TX)之前，向所述复位栅极馈送复位信号(RST)，使得所述FD节点上拉至电源电压(V

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述像素阵列的输出端可以连接到模数转换器(analog-to-digital convertor，ADC)阵列，所述反馈单元还可以包括第三开关，所述第三开关的一个端子可以连接到接地端子，所述第三开关的另一个端子可以连接到所述第一电容的所述一个端子和所述第一逆变器的所述输入端，所述方法还可以包括：

响应于生成像素输出信号的所述ADC阵列，导通所述第三开关。

向所述第一逆变器的所述输入端施加低电平电压。

产生高电平电压作为所述第一逆变器的输出，并相应地产生低电平电压作为所述第二逆变器的输出，从而节省所述ADC阵列生成像素输出信号后的功耗。

响应于生成像素阵列输出信号的模数转换器(analog-to-digital convertor，ADC)阵列，可以打开反馈单元中的这两个逆变器。因此，根据第二方面的这种实现方式的方法可以在ADC阵列生成像素阵列输出信号后节省功耗。

根据第二方面，由于第一电容、第二电容、第三电容、第一逆变器、第二逆变器、第一开关、第二开关之间的协作，可以不反馈直流(direct current，DC)分量到输出线，使得升压电流可以减少成像传感器电路的安定时间，而不增加成像传感器电路的固定模式噪声(fixed pattern noise，FPN)。

附图说明

以下附图和说明书详细阐述了一个或多个实施例。其它特征、目的和优点在说明书、附图以及权利要求中是显而易见的。

图1示出了根据本申请实施例的成像传感器电路的示例性配置的方框图；

图2示出了根据本申请实施例的像素阵列的示例性配置的方框图；

图3示出了根据本申请实施例的成像传感器电路的读取单元的示例性配置；

图4示出了根据本申请实施例的成像传感器电路的读取单元的多个节点处的输出电压的时序图的示例；

图5示出了根据本申请一个实施例的成像传感器电路的示例性配置的电路图；

图6示出了根据本申请一个实施例的成像传感器电路的多个节点处的输出电压的时序图的示例；

图7示出了根据本申请另一实施例的成像传感器电路的另一示例性配置的电路图；

图8示出了根据本申请另一实施例的成像传感器电路的多个节点处的输出电压的时序图的示例；

图9示出了根据本申请实施例的成像传感器电路中使用的逆变器元件的电路图；

图10示出了传统技术中的成像传感器电路的电路图；

图11示出了传统技术中的成像传感器电路的电路图。

在下文中，相同的附图标记是指相同或至少在功能上等效的特征，除非另有明确说明。

具体实施方式

在以下描述中，参考构成本发明一部分的附图，这些附图通过说明的方式示出了本发明实施例的具体方面或可以使用本发明实施例的具体方面。应当理解的是，本发明实施例可以在其它方面中使用，并且可以包括附图中未描绘的结构变化或逻辑变化。因此，以下详细描述不应以限制性的意义来理解，且本发明的范围由所附权利要求书界定。

例如，应当理解的是，与描述的方法有关的公开内容对于用于执行所述方法的对应设备或系统也同样适用，反之亦然。例如，如果基于一个或多个单元(例如，功能单元)来描述具体装置，则对应的方法可以包括一个步骤来执行一个或多个单元的功能(例如，一个步骤执行一个或多个单元的功能，或多个步骤分别执行多个单元中的一个或多个单元的功能)，即使附图中未明确描述或示出该一个或多个单元。另一方面，例如，如果描述一个或多个具体方法步骤，则对应的设备可以包括一个或多个单元(例如功能单元)来执行所描述的一个或多个方法步骤(例如，一个单元执行一个或多个步骤，或多个单元分别执行多个步骤中的一个或多个)，即使附图中未明确描述或示出该一个或多个单元。此外，应该理解，除非另外明确说明，本文中所描述的各个示例性实施例和/或方面的特征可以相互组合。

图1示出了根据本申请实施例的成像传感器电路的示例性配置的方框图。在图1中，成像传感器装置可以包括像素阵列1、模数转换器(analog-to-digital convertor，ADC)阵列2、数字信号水平传输电路3、比较电路4、计数器5、行驱动器6、斜坡参考发生器7。像素阵列1可以包括以二维矩阵形式排列的多个像素。这些像素中的每一个都可以将入射光转换为电信号，并且可以通过读取单元和电压输出线(VOL)将转换后的电信号输出到ADC2。通过参考由斜坡参考发生器7提供的斜坡电压，每个ADC 2可以将模拟信号转换为数字信号。

在CMOS成像传感器中，可以通过行驱动器提供的脉冲(例如复位脉冲(复位信号)(RST)、传输脉冲(传输信号)Tx，行选择脉冲(行选择信号)(SEL))逐行控制像素的操作，其中行驱动器用作产生行控制脉冲的电路。成像传感器装置的配置可以是各种类型的配置，例如，像素输出的放大和固定模式噪声(fixed pattern noise，FPN)的抑制按列并行排列的配置，末级设有AD转换电路的配置，按列并行执行AD转换的配置，列并联电路设置在像素阵列上方和下方的配置，在处理相机信号后输出AD转换数字数据的片上系统类型配置(通常用于手机相机中使用的传感器)，或在不执行AD转换的情况下将像素输出作为模拟信号输出的配置(通常用于数字单反相机的传感器)。

图2示出了根据本申请实施例的像素阵列的示例性配置的方框图。如图1和图2所示，数字信号水平传输电路3沿着水平方向从左到右依次从像素阵列中部署的预定数量的列中选择一列，以确定要扫描的列。更具体地，数字信号水平传输电路3沿着水平方向从左到右的顺序依次导通预定数量的列选择开关，然后，行驱动器6按照从上到下的顺序在选择的列中依次选择待扫描的行。行驱动器6将选择信号(SEL)馈送到设置在选定行中的像素中的选择栅极M

图3示出了根据本申请实施例的成像传感器电路的读取单元的示例性配置。在图3中，用于读取像素数据(例如亮度数据和色度数据)的读取单元可以包括电源线1、像素的像素输出信号线2、光电检测元件D

如上所述，与CCD成像传感器相比，CMOS成像传感器很方便，因为CMOS成像传感器易于同时集成外围CMOS电路，并且可以将各种类型的图像处理功能集成到单个芯片中。然而，由于驱动晶体管元件的变化，CMOS成像传感器产生的固定模式噪声(fixed patternnoise，FPN)和热噪声比CCD成像传感器的大。尤其是，由于像素单元电路中使用的MOSFET的阈值的变化，CMOS成像传感器会产生固定模式噪声(fixed pattern noise，FPN)。

在CMOS成像传感器中，在成像周期开始时，复位栅极M

固定模式噪声(fixed pattern noise，FPN)可以包括由像素中的晶体管的特性变化产生的固定模式噪声(在空间中随机发生，噪声幅度不随时间波动)、由每个像素的暗电流变化产生的固定模式噪声(在空间中随机发生，噪声幅度与积分时间成正比)，以及由为每一列设置的信号处理电路的变化引起的固定模式噪声(以垂直条纹形式出现，噪声幅度不随时间波动)。

下面参考时序图描述反馈单元的操作。图4示出了根据本申请实施例的成像传感器电路的读取单元的多个节点处的输出电压的时序图的示例。在图4中，在时刻t

像素输出信号线2的安定时间的总持续时间可以包括两部分，一部分是大信号范围，另一部分是小信号范围。对于大信号范围，像素输出信号线2的安定时间(t

t

其中，t

t

由于g

如上所述，根据本申请实施例的成像传感器电路可以通过向像素输出馈送升压电流而减少像素源极跟随器电路输出的安定时间，而不增加成像传感器电路的固定模式噪声(fixed pattern noise，FPN)。附加反馈电路的功耗增加比传统技术的功耗增加小。这些优点源于电容耦合简单电路的自适应及其断电功能。

图5示出了根据本申请一个实施例的成像传感器电路的示例性配置的电路图。在图5中，根据本申请实施例的成像传感器电路可以设置在位于像素阵列中的特定行和特定列处的像素中。成像传感器电路可以包括用于读取像素数据的读取单元和用于将升压电流反馈到像素输出信号线的反馈单元。读取单元可以包括电源线1、像素的像素输出信号线2、光电检测元件D

如图5所示，第一逆变器5的输入端连接到第一电容C

下面结合时序图描述根据本申请一个实施例的成像传感器电路的操作。图6示出了根据本申请一个实施例的成像传感器电路的多个节点处的输出电压的时序图的示例。如图6所示，在时刻t

在图4中，信号P

同时，在时刻t

在时刻t

例如，如图5和图6所示，当传输信号(TX)使能传输栅极M

在本申请的实施例中，电流镜元件7可以用于：将基于电流镜元件7的电流比确定的电流和传播到电流镜元件7的输入端的电流反馈回像素输出信号线2。反馈回输出线的电流可以用作使寄生电容C

下面说明本申请的成像传感器电路中的反馈单元不仅使用第二电容C

下面说明本申请的成像传感器电路中的反馈单元不将反馈电流的任何直流(direct current，DC)分量反馈回像素输出信号线2的原因。即，固定模式噪声(fixedpattern noise，FPN)可能是由栅极M

因此，根据本申请实施例的成像传感器电路中的反馈单元，由于第一电容、第二电容、第三电容、第一逆变器、第二逆变器、第一开关、第二开关之间的协作，可以不反馈直流(direct current，DC)分量到像素输出信号线2，使得升压电流可以减少成像传感器电路的安定时间，而不增加成像传感器电路的固定模式噪声(fixed pattern noise，FPN)。

综上所述，根据第一方面，本申请可以提供一种成像传感器电路，所述成像传感器电路设置在位于像素阵列中的特定行和特定列处的像素中。所述成像传感器电路可以包括读取单元，用于读取像素的数据，其中，所述读取单元包括所述像素的输出线和与所述输出线相关联的寄生电容；反馈单元，用于向所述输出线路反馈升压电流，其中，所述反馈单元包括第一电容、第二电容、第三电容、第一逆变器、第二逆变器、第一开关、第二开关和电流镜元件。在成像传感器电路中，将输出线上的一部分电流作为反馈单元的输入电流，升压电流可以通过第一电容、第二电容、第三电容、第一逆变器、第二逆变器、第一开关、第二开关和电流镜元件产生，升压电流可用于对寄生电容放电。

根据本申请实施例的成像传感器电路可以包括简单结构的反馈单元，所述反馈单元包括两个逆变器、一个电流镜和三个电容。这三个电容的电容值可以比传统技术中电容的电容值小得多。在反馈单元中的这两个逆变器中，位于反馈单元输入侧的逆变器的输入端通过电容连接到像素输出信号线。因此，成像传感器电路中的反馈单元可以提供无直流(direct current，DC)分量的像素输出信号线。根据本申请实施例的成像传感器电路可以确保反馈单元产生的反馈电流不会因用于源极跟随器栅极的晶体管在制造时发生的变化而增大固定模式噪声(fixed pattern noise，FPN)的值。此外，由于三个电容的电容值可以比传统技术中电容的电容值小得多，因此与传统技术相比，根据本申请实施例的成像传感器电路可以节省功耗。此外，这两个逆变器的管芯尺寸也可以比传统技术中逆变器的管芯尺寸小得多。

图7示出了根据本申请另一实施例的成像传感器电路的另一示例性配置的电路图。图7和图5之间的区别在于成像传感器电路中的反馈单元是否包括第三开关8。如图1至图3和图7所示，像素阵列1的输出可以连接到模数转换器(analog-to-digital convertor，ADC)阵列2。反馈单元还可以包括第三开关8，第三开关8的一个端子可以连接到接地端子，第三开关8的另一个端子可以连接到第一电容的一个端子和第一逆变器5的输入端。

图8示出了根据本申请另一实施例的成像传感器电路的多个节点处的输出电压的时序图的示例。下面将描述根据本申请另一实施例的成像传感器电路的操作。图8中的时刻t

例如，在时序t

根据本申请另一实施例的这种设计，在ADC阵列生成像素阵列的输出信号之后，成像传感器电路可以节省功耗。

第二方面，本申请可以提供一种通过像素阵列中的驱动电路驱动设置在像素阵列中特定行和特定列处的像素中的成像传感器电路的方法。用于所述方法的成像传感器电路可以包括读取单元和反馈单元。所述读取单元可以包括用于临时存储从入射光转换的电荷的光电检测元件、选择栅极、传输栅极、像素的输出线以及与所述输出线相关联的寄生电容。所述反馈单元可以包括第一电容、第二电容、第三电容、第一逆变器、第二逆变器、第一开关、第二开关和电流镜元件。所述方法可以包括以下步骤：

S1201：将选择信号(SEL)馈送到所述选择栅极，其中，所述选择信号(SEL)使得所述选择栅极能够选择所述像素阵列中特定列处的行作为特定行。

S1203：将传输信号(TX)馈送到所述传输栅极，其中，所述传输信号(TX)使得所述传输栅极能够将存储在所述光电检测元件中的电荷传输到浮动扩散(FloatingDiffusion，FD)节点。

S1204：将所述输出线上的一部分电流作为所述反馈单元的输入电流，通过所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容、所述第一逆变器、所述第二逆变器、所述第一开关、所述第二开关和所述电流镜元件产生升压电流，所述升压电流用于对所述寄生电容放电。

S1205：将基于所述电流镜元件的电流比和传播到所述电流镜元件的输入端的电流确定的电流反馈回所述输出线，反馈回所述输出线的所述电流用作使所述寄生电容释放存储在所述寄生电容中的电荷的电流。

根据本申请实施例的方法可以通过根据本申请实施例的成像传感器电路来执行。成像传感器电路可以包括简单结构的反馈单元，所述反馈单元包括两个逆变器、一个电流镜和三个电容。这三个电容的电容值可以比传统技术中电容的电容值小得多。在反馈单元中的这两个逆变器中，位于反馈单元输入侧的逆变器的输入端通过电容连接到像素输出信号线。因此，成像传感器电路中的反馈单元可以提供无直流(direct current，DC)分量的像素输出信号线。根据本申请实施例，通过使用成像传感器电路执行的方法可以确保反馈单元产生的反馈电流不会因用于源极跟随器栅极的晶体管在制造时发生的变化而增大固定模式噪声(fixed pattern noise，FPN)的值。此外，由于三个电容的电容值可以比传统技术中电容的电容值小得多，因此与传统技术相比，根据本申请实施例的成像传感器电路可以节省功耗。此外，这两个逆变器的管芯尺寸也可以比传统技术中逆变器的管芯尺寸小得多。

在根据本申请实施例的一种可能的实现方式中，用于所述方法的成像传感器电路中的读取单元还可以包括复位栅极，所述复位栅极用于复位所述浮动扩散(FloatingDiffusion，FD)节点的电压电平，所述复位栅极可以连接在电源电压线和所述FD节点之间。所述方法还可以包括：

S1202：在向所述选择栅极馈送选择信号(SEL)之后，且在向所述传输栅极馈送传输信号(TX)之前，向所述复位栅极馈送复位信号(RST)，使得所述FD节点上拉至电源电压(V

在根据本申请实施例的一种可能的实现方式中，像素阵列的输出可以连接到模数转换器(analog-to-digital convertor，ADC)阵列。用于所述方法的成像传感器电路中的反馈单元还可以包括第三开关。第三开关的一个端子可以连接到接地端子，第三开关的另一个端子可以连接到第一电容的一个端子和第一逆变器的输入端。所述方法还可以包括以下步骤：

S1206：响应于生成像素输出信号的所述ADC阵列，导通所述第三开关。

S1207：向所述第一逆变器的所述输入端施加低电平电压。

S1208：产生高电平电压作为所述第一逆变器的输出，并相应地产生低电平电压作为所述第二逆变器的输出，从而节省所述ADC阵列生成像素输出信号后的功耗。

根据本申请的另一个实施例的这种设计，用于所述方法的成像传感器电路可以在ADC阵列生成像素阵列的输出信号之后节省功耗。

有关所述方法实施例的其他细节，可以参考上述关于成像传感器电路的相应操作的描述。在此不再赘述这些细节。

本文描述的实施例和功能可以在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现，则这些功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质中或通过通信介质发送，且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可以包括与有形介质(例如数据存储介质)对应的计算机可读存储介质，或者包括任何根据通信协议等便于将计算机程序从一个地方发送到另一个地方的通信介质。通过这种方式，计算机可读介质通常可以对应(1)非瞬时性的有形计算机可读存储介质或(2)信号或载波等通信介质。数据存储介质可以是通过一个或多个计算机或一个或多个处理器访问的任何可用介质，以检索用于实现本发明所述技术的指令、代码和/或数据结构。计算机程序产品可以包括计算机可读介质。

作为示例而非限制，此类计算机可读存储介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁性存储设备、闪存或可以用于存储指令或数据结构形式的所需程序代码且可以由计算机访问的任何其它介质。此外，任何连接也可以被适当地定义为计算机可读介质。例如，如果指令通过同轴缆线、光纤缆线、双绞线和数字用户线(digital subscriber line，DSL)、或红外线、无线电和微波等无线技术从网站、服务器或其它远程源进行传输，则同轴缆线、光纤缆线、双绞线和DSL、或红外线、无线电和微波等无线技术也包括在上述介质的定义中。但是，应当理解的是，计算机可读存储介质和数据存储介质并不包括连接、载波、信号或其它瞬时性介质，而是涉及非瞬时性有形存储介质。本文所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(compact disc，CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(digital versatile disc，DVD)、软盘和蓝光光盘，其中，磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘利用激光以光学方式再现数据。上述各项的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。

显然，本领域技术人员可以在不脱离本申请范围的情况下对本申请进行各种修改和变化，这样，本申请也旨在涵盖对本申请的这些修改和变化，只要这些修改和变化属于所附权利要求及其等效技术所限定的保护范围。