[發明專利]集成電路圖像傳感器以及在其中操作的方法

有效

• 申請號: 201380052410.4
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN104704812B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: T·沃吉爾桑;M·吉達什;薛松;J·E·哈里斯
• 申請（專利權）人: 拉姆伯斯公司
• 主分類號: H04N5/3745
• 分類號: H04N5/3745;H04N5/355;H04N5/378
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 酆迅

1.一種集成電路圖像傳感器，包括：

光敏元件，用于響應于入射光累加電荷；以及

讀出電路，用于：

確定在所述光敏元件內累加的所述電荷是否超過第一門限；

如果累加的所述電荷被確定為超過所述第一門限，將表示累加的所述電荷的模擬讀出信號轉換成多位數字值，所述多位數字值具有與所述模擬讀出信號的量值成比例的數值；

如果累加的所述電荷被確定為超過所述第一門限，將所述光敏元件重置成標稱放電狀態預備進一步電荷累加；以及

如果累加的所述電荷被確定為未超過所述第一門限，制止生成所述多位數字值并且制止將所述光敏元件重置成所述標稱放電狀態。

2.根據權利要求1所述的集成電路圖像傳感器，其中所述讀出電路包括：

讀出節點；以及

控制電路，用于(i)使超過所述第一門限的電荷能夠從所述光敏元件傳送到所述讀出節點，(ii)在實現超過所述第一門限的電荷的所述傳送之后感測所述讀出節點的電荷電平，(iii)基于感測的所述讀出節點的所述電荷電平，確定在所述光敏元件內累加的所述電荷是否超過所述第一門限，(iv)響應于確定在所述光敏元件內累加的所述電荷超過所述第一門限來使超過所述標稱放電狀態的電荷能夠從所述光敏元件傳送到所述讀出節點，以及(v)在使超過所述標稱放電狀態的電荷能夠被傳送到所述讀出節點之后，根據所述讀出節點的電荷水平，生成所述模擬讀出信號。

3.根據權利要求2所述的集成電路圖像傳感器，其中所述控制電路包括：

電荷傳送切換元件，耦合在所述光敏元件與所述讀出節點之間；以及

開關控制電路，用于向所述電荷傳送切換元件施加第一控制信號以使超過所述第一門限的所述電荷能夠從所述光敏元件傳送到所述讀出節點并且向所述電荷傳送切換元件施加第二控制信號以使超過所述標稱放電狀態的所述電荷能夠從所述光敏元件傳送到所述讀出節點。

4.根據權利要求3所述的集成電路圖像傳感器，其中所述電荷傳送切換元件包括控制端子，所述控制端子被耦合為在相應時間接收所述第一和第二控制信號并且實現在所述光敏元件與所述讀出節點之間的電荷傳導溝道，所述電荷傳導溝道響應于所述第一控制信號而具有第一靜電電勢和響應于所述第二控制信號而具有第二靜電電勢，所述第二靜電電勢大于所述第一靜電電勢。

5.根據權利要求2所述的集成電路圖像傳感器，其中所述讀出電路包括模數轉換器，所述模數轉換器用于生成所述模擬讀出信號的數字表示，作為所述多位數字值。

6.根據權利要求5所述的集成電路圖像傳感器，其中所述控制電路包括重置電路，所述重置電路用于在所述控制電路確定在所述光敏元件內累加的所述電荷超過所述第一門限并且已經感測所述讀出節點的所述電荷電平以實現生成所述多位數字值之后，將所述光敏元件可切換地耦合到重置電壓節點。

7.根據權利要求1所述的集成電路圖像傳感器，其中所述讀出電路包括：用于(i)從所述光敏元件向感測節點傳送累加的所述電荷以實現生成表示累加的所述電荷的所述模擬讀出信號并且用于(ii)響應于所述模擬讀出信號未超過所述第一門限的指示而向所述光敏元件傳送回累加的所述電荷的電路。

8.根據權利要求7所述的集成電路圖像傳感器，其中所述讀出電路包括用于響應于所述模擬讀出信號超過所述第一門限的指示而將所述感測節點可切換地耦合到電壓源節點以重置所述感測節點的第一切換元件。

9.根據權利要求7所述的集成電路圖像傳感器，其中所述讀出電路包括在所述光敏元件與所述感測節點之間設置的第一晶體管、以及控制電路，所述控制電路用于(i)在所述第一晶體管的控制端子上確立第一脈沖以從所述光敏元件向所述感測節點傳送累加的所述電荷并且(ii)在所述第一晶體管的所述控制端子上確立第二脈沖以向所述光敏元件傳送回累加的所述電荷。