[發(fā)明專利]緊湊型像素中高動(dòng)態(tài)范圍成像

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310317708.5
• 申請(qǐng)日: 2013-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103731594A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳剛;毛杜立;戴幸志;霍華德·E·羅茲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 全視科技有限公司
• 主分類號(hào): H04N5/225
• 分類號(hào): H04N5/225;H04N5/335;H01L27/146
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 齊楊

1.一種成像傳感器像素，其包括：

浮動(dòng)擴(kuò)散FD區(qū)；

光敏元件，其用以獲取圖像電荷；

存儲(chǔ)晶體管，其用以存儲(chǔ)所述圖像電荷；

轉(zhuǎn)移柵極，其用以將所述圖像電荷從所述光敏元件選擇性地轉(zhuǎn)移到所述FD區(qū)；及

控制節(jié)點(diǎn)，其耦合到所述FD區(qū)以控制所述圖像電荷到讀出節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，所述控制節(jié)點(diǎn)用以將所述FD區(qū)復(fù)位到參考電壓且具有與不同閾值電壓值相關(guān)聯(lián)的多個(gè)電容區(qū)，當(dāng)轉(zhuǎn)移到所述FD區(qū)的所述圖像電荷超過(guò)其閾值電壓值時(shí)，所述電容區(qū)中的每一者將具有大于其最小電容值的電容值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像傳感器像素，其中所述控制節(jié)點(diǎn)的所述多個(gè)電容區(qū)包括不同的摻雜劑水平。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像傳感器像素，其中所述控制節(jié)點(diǎn)的所述多個(gè)電容區(qū)中的每一者包括不同的最大電容值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像傳感器像素，其中所述多個(gè)電容區(qū)中的每一者的最小電容值為零。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像傳感器像素，其中所述控制節(jié)點(diǎn)的所述多個(gè)電容區(qū)中的一者的平帶電壓等于所述多個(gè)電容區(qū)中的另一者的閾值電壓。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像傳感器像素，其中所述光敏元件安置于半導(dǎo)體裸片內(nèi)，用于響應(yīng)于入射于所述成像傳感器像素的背側(cè)上的光而積累圖像電荷。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像傳感器像素，其中所述光敏元件安置于半導(dǎo)體裸片內(nèi)，用于響應(yīng)于入射于所述成像傳感器像素的前側(cè)上的光而積累圖像電荷。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像傳感器像素，其中所述成像傳感器像素包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體CMOS圖像傳感器。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像傳感器像素，其中所述成像傳感器像素包括電荷耦合裝置CCD圖像傳感器。

10.一種系統(tǒng)，其包括：

成像像素陣列，其中每一成像像素包含：

浮動(dòng)擴(kuò)散FD區(qū)；

光敏元件，其用以獲取圖像電荷；

存儲(chǔ)晶體管，其用以存儲(chǔ)所述圖像電荷；

轉(zhuǎn)移柵極，其用以將所述圖像電荷從所述光敏元件選擇性地轉(zhuǎn)移到所述FD區(qū)；及

控制節(jié)點(diǎn)，其耦合到所述FD區(qū)以控制所述圖像電荷到讀出節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，所述控制節(jié)點(diǎn)用以將所述FD區(qū)復(fù)位到參考電壓且具有與不同閾值電壓值相關(guān)聯(lián)的多個(gè)電容區(qū)，當(dāng)轉(zhuǎn)移到所述FD區(qū)的所述圖像電荷超過(guò)其閾值電壓值時(shí)，所述電容區(qū)中的每一者將具有大于其最小電容值的電容值；

控制單元，其耦合到所述成像像素陣列的所述控制節(jié)點(diǎn)以控制所述成像像素陣列的圖像數(shù)據(jù)捕獲；及

讀出電路，其包括一個(gè)或一個(gè)以上讀出節(jié)點(diǎn)且耦合到所述成像像素陣列以從所述成像像素中的每一者讀出所述圖像數(shù)據(jù)。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中對(duì)于所述成像像素陣列中的每一成像像素，每一電容區(qū)包括不同的摻雜劑水平。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中對(duì)于所述成像像素陣列中的每一成像像素，所述多個(gè)電容區(qū)中的一者的平帶電壓等于所述多個(gè)電容區(qū)中的另一者的閾值電壓。

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中對(duì)于所述成像像素陣列中的每一成像像素，所述多個(gè)電容區(qū)中的每一者包括不同的最大電容值。

14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中對(duì)于所述成像像素陣列中的每一成像像素，

所述多個(gè)電容區(qū)中的每一者的最小電容值為零。

15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中對(duì)于所述成像像素陣列中的每一成像像素，所述光敏元件安置于半導(dǎo)體裸片內(nèi)，用于響應(yīng)于入射于所述成像像素的背側(cè)上的光而積累圖像電荷。

16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中對(duì)于所述成像像素陣列中的每一成像像素，所述光敏元件安置于半導(dǎo)體裸片內(nèi)，用于響應(yīng)于入射于所述成像像素的前側(cè)上的光而積累圖像電荷。

17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述成像像素中的每一者包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體CMOS圖像傳感器。

18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述成像像素中的每一者包括電荷耦合裝置CCD圖像傳感器。