[發明專利]產生高動態范圍像素的圖像傳感器

有效

• 申請號: 201710082834.5
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN107426510B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: B·德科伊
• 申請（專利權）人: 埃斯普羅光電股份公司
• 主分類號: H04N5/355
• 分類號: H04N5/355;H01L27/146
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 汪勤;吳鵬

1.一種圖像傳感器，

-具有由像素組成的矩陣，

-用于從拍攝的兩張原始圖像產生具有更高動態范圍的生成的圖像，

其特征在于，

-圖像傳感器的像素設計成和解調像素一樣，

-分別具有：

-用于從接收到的輻射中產生帶電粒子的轉換區域，

-用于在時間上將產生的帶電粒子分離成兩個帶電粒子流的分離裝置，

-具有兩個儲存器的儲存裝置，用于分離地儲存所述兩個帶電粒子流的帶電粒子，和

-讀取裝置，用于將所儲存的帶電粒子轉換為電信號，

其中，分離裝置、儲存裝置以及讀取裝置布置在摻雜的基底的一個外表面上，其中轉換區域包括所述基底、背面電極以及遮光板，所述背面電極位于該基底的另一外表面上，所述另一外表面與基底的所述一個外表面相反，所述遮光板在分離裝置、儲存裝置以及讀取裝置下方布置在基底內，并且與各個裝置間隔開以使得基底的一部分介于相應的裝置與遮光板之間，

其中，遮光板包括位于分離裝置的漂移門下方的區域中的開口，

-其中，所述分離裝置設計為用于，

-將在一個周期中產生的帶電粒子分離到具有不同時長的兩個時段中，這兩個時段對應于兩張原始圖像的不同曝光時間。

2.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，兩個時段分別整體地依次連續布置。

3.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，兩個時段分別分開地交替布置。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的圖像傳感器，其特征在于，周期性地進行所述分離。

5.根據權利要求1至3中任一項所述的圖像傳感器，其特征在于，

-設有選擇裝置，

-用于選擇兩個儲存器之一或兩個儲存器的值，

-根據一個或兩個儲存器的飽和度，

-用于計算生成的圖像中的像素點的值。

6.根據權利要求5所述的圖像傳感器，其特征在于，

-所述選擇裝置

-對于每像素或每像素排具有模擬比較器，

-所述模擬比較器在AD轉換之前模擬地進行選擇。

7.根據權利要求6所述的圖像傳感器，其特征在于，

-所述模擬比較器具有可調節的比較器閾值，

-根據該比較器閾值進行選擇。

8.根據權利要求1至3中任一項所述的圖像傳感器，其特征在于，

-所述轉換區域具有

-摻雜的基底，和/或用于使基底貧化的電極，和/或

-所述分離裝置具有

-漂移門，

-在基底的上側上，

-用于將帶電粒子從轉換區域吸引到分離裝置中，和/或

-兩個調制門，

-在基底的上側上，

-用于交替地使帶電粒子轉向和分離，和/或

-所述儲存裝置具有

-兩個存儲門，

-在基底的上側上，

-分別配屬于一個調制門，

-用于收集和儲存向配屬的調制門轉向的帶電粒子，和/或

-所述讀取裝置具有

-兩個傳送門

-在基底的上側上，

-分別配屬于一個存儲門，

-用于間歇地轉送在存儲門處收集的帶電粒子到配屬的浮動擴散裝置，和/或

-兩個浮動擴散裝置

-在基底的上側上，

-分別配屬于一個傳送門，

-用于接收由傳送門轉送的帶電粒子和用于將該帶電粒子作為電壓饋送到AD轉換器中。

9.根據權利要求8所述的圖像傳感器，其特征在于，所述摻雜的基底是n型摻雜的半導體基底。

10.根據權利要求8所述的圖像傳感器，其特征在于，所述用于使基底貧化的電極是位于基底的底側上的透明的背面電極。

11.根據權利要求8所述的圖像傳感器，其特征在于，所述兩個調制門位于與漂移門對置的位置上。