[發明專利]多重轉換增益圖像傳感器的多電平復位電壓

有效

• 申請號: 201210273421.2
• 申請日: 2012-08-02
• 公開（公告）號: CN102970493A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 馬諾杰·比庫曼德拉
• 申請（專利權）人: 全視科技有限公司
• 主分類號: H04N5/351
• 分類號: H04N5/351;H04N5/355;H04N5/369
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

1.一種操作圖像傳感器的方法，所述方法包括：

調整耦合到像素單元內的電路節點的電容，其中所述電路節點經耦合以選擇性接收由所述像素單元的光傳感器獲得的圖像電荷，其中通過調整所述電容從用于所述像素單元的多個轉換增益中選擇轉換增益；

從多個電壓電平中選擇電壓電平以當復位信號被確立時用作所述復位信號，其中在所述像素單元的操作期間所述復位信號控制所述電路節點的復位，其中依賴于通過調整所述電容選擇所述多個轉換增益中的哪一者而選擇所述電壓電平；

確立所述復位信號以復位所述電路節點處的電壓；

在所述光傳感器處獲得圖像電荷；

將所述圖像電荷傳輸到所述電路節點以此來改變所述電路節點處的所述電壓；及

讀出指示所述電路節點處的所述電壓的圖像數據。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述電路節點包括浮動擴散“FD”節點。

3.根據權利要求1所述的方法，其中調整耦合到所述電路節點的所述電容包括：

確立耦合到轉換增益晶體管的通道的轉換增益信號，其中所述轉換增益晶體管的柵極耦合到所述電路節點。

4.根據權利要求3所述的方法，其中所述轉換增益晶體管的所述通道的源極及漏極耦合到一起以一起接收所述轉換增益信號。

5.根據權利要求3所述的方法，其中確立所述轉換增益信號包括：

當將所述像素單元配置到低轉換增益模式時將所述轉換增益信號設定到高電壓電平；及

當將所述像素單元配置到高轉換增益模式時將所述轉換增益信號設定到低電壓電平。

6.根據權利要求1所述的方法，其中所述復位信號耦合到復位晶體管的柵極端子，所述復位晶體管具有耦合在高壓軌與所述電路節點之間的通道。

7.根據權利要求6所述的方法，其中從多個電壓電平中選擇所述電壓電平以在所述復位信號被確立時用作所述復位信號包括：

當將所述像素單元配置到低轉換增益模式時選擇所述電壓電平作為第一電壓電平；或

當將所述像素單元配置到高轉換增益模式時選擇所述電壓電平作為第二電壓電平，其中第一電壓電平高于所述第二電壓電平。

8.根據權利要求7所述的方法，其中所述第一及第二電壓電平高于所述復位晶體管的所述通道耦合到的所述高壓軌。

9.根據權利要求7所述的方法，其中將所述圖像電荷傳輸到所述電路節點包括：

確立耦合到耦合在所述電路節點與所述光傳感器之間的傳輸晶體管的柵極的傳輸信號，

其中從多個電壓電平中選擇所述電壓電平是在所述復位信號的每次確立的同時或之前執行。

10.根據權利要求7所述的方法，其進一步包括：

在所述圖像傳感器的操作期間實時監視所述圖像傳感器的周圍環境；

當認為所述周圍環境明亮時選擇所述低轉換增益模式；及

當認為所述周圍環境昏暗時選擇所述高轉換增益模式。

11.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括：

將所述圖像傳感器配置到低或高轉換增益模式中的第一個模式；

當所述圖像傳感器在所述低或高轉換增益模式中的所述第一個模式時獲得場景的第一圖像；

將所述圖像傳感器自動配置到所述低或高轉換增益模式中的第二個模式；

當所述圖像傳感器在所述低或高轉換增益模式中的所述第二個模式時自動獲得所述場景的第二圖像；及

將所述第一及第二圖像組合為具有個別地比所述第一或第二圖像中的任一者更大的動態范圍的合成圖像。

12.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括：

在耦合到所述像素單元的位線上輸出所述圖像數據作為圖像電壓；

使用耦合到所述位線的黑日電路來比較所述圖像電壓與黑日閾值電壓；及

基于所述比較而選擇性將所述位線復位到復位值，

其中所述黑日電路包含：

復位晶體管，其具有經耦合以接收所述復位信號的柵極端子；及

可調整電容，其當耦合到所述像素單元內的所述電路節點的所述電容被調整時改變。