[發明專利]用于滿阱容量擴充的像素讀出架構

有效

• 申請號: 201580065644.1
• 申請日: 2015-11-06
• 公開（公告）號: CN107005663B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: B-C·赫塞;J·羅;S·R·戈馬
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H04N5/355
• 分類號: H04N5/355;H04N5/3745
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;王英

1.一種成像系統，包括：

陣列，所述陣列包括多個光敏元件；

多個電路，所述多個電路用于讀取在與所述多個電路耦合的光敏元件中積分的光，所述多個電路中的每一個電路包括：

浮置擴散節點，所述浮置擴散節點在與所述電路耦合的所述多個光敏元件中的光敏元件當中被共享，

儲存電容器，所述儲存電容器與所述多個光敏元件中的至少一個光敏元件通信，所述儲存電容器具有用于儲存蓄積電荷的電容，所述蓄積電荷表示來自所述至少一個光敏元件的多個電荷轉儲的總和，所述多個電荷轉儲中的每一個電荷轉儲包括表示在所確定的積分時間期間在所述至少一個光敏元件中積分的所述光的電荷，以及

至少一個定時電路，所述至少一個定時電路與所述儲存電容器通信并且被配置為用于控制從所述至少一個光敏元件到所述儲存電容器的所述多個電荷轉儲的數量和時間以生成所述蓄積電荷，其中，所述儲存電容器和所述定時電路協作以擴充所述至少一個光敏元件的滿阱容量，在針對所述蓄積電荷的所述多個電荷轉儲中的每個電荷轉儲時，導通所述定時電路以將所述儲存電容器與所述浮置擴散節點串聯連接；

放大器，所述放大器被配置為從所述多個電路中的至少一個電路接收所述蓄積電荷并且輸出具有比所述電荷的強度更大的強度的放大信號；

模數轉換器，所述模數轉換器與所述放大器通信，以接收所述放大信號并且將所述放大信號轉換為數字信號；以及

存儲器組件，所述存儲器組件被配置為儲存所述數字信號。

2.根據權利要求1所述的成像系統，其中，所述存儲器組件包括DRAM。

3.根據權利要求1所述的成像系統，其中，所述存儲器組件被配置為蓄積來自所述陣列的多次讀取的數字表示，以進一步擴充所述至少一個光敏元件的所述滿阱容量。

4.根據權利要求1所述的成像系統，其中，所述多個光敏元件中的每一個光敏元件包括用于積分光的光電二極管和連接到所述光電二極管的至少一個傳輸門。

5.根據權利要求4所述的成像系統，其中，在所述多個光敏元件的至少兩個光敏元件當中共享所述多個電路中的每一個電路的至少一部分。

6.根據權利要求5所述的成像系統，其中，至少兩個像素中的每一個像素的所述傳輸門與相關聯的儲存電容器串聯連接，并且所述相關聯的儲存電容器與相關聯的定時電路串聯連接。

7.根據權利要求6所述的成像系統，其中，所述多個電路中的每一個電路還包括經由所述相關聯的定時電路與所述至少兩個像素中的每一個像素的相關聯的儲存電容器串聯連接的所述浮置擴散節點。

8.根據權利要求5所述的成像系統，其中，所述多個電路中的每一個電路還包括：

經由所述至少一個定時電路與所述儲存電容器串聯連接的所述浮置擴散節點；以及

重置晶體管，所述重置晶體管被配置為在所述多個電荷轉儲之前將所述浮置擴散節點和所述儲存電容器中的一者或二者重置到預定的電荷水平；

其中，所述至少一個定時電路串聯連接在所述浮置擴散節點和所述儲存電容器之間。

9.根據權利要求8所述的成像系統，其中，所述多個電路中的每一個電路還包括：

源極跟隨放大器，所述源極跟隨放大器被配置為從所述儲存電容器接收所述蓄積電荷；以及

行選擇晶體管，所述行選擇晶體管被配置為激活所述多個光敏元件的選定行的所述源極跟隨放大器。

10.根據權利要求1所述的成像系統，其中，所述儲存電容器被配置有用于儲存來自所述至少一個光敏元件的八個或更多個電荷轉儲的電容。

11.根據權利要求1所述的成像系統，其中，所述儲存電容器的電容大于或等于大約3.2毫微微法。