[實(shí)用新型]像素、圖像傳感器和成像系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720580098.1
• 申請(qǐng)日: 2017-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206759610U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·S·約翰森;R·莫里茲森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H04N5/335
• 分類號(hào): H04N5/335;H04N5/353;H04N5/235
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 秦晨

1.一種像素，其響應(yīng)于用于發(fā)送控制信號(hào)的處理電路，所述像素包括：

響應(yīng)于光的光敏元件；

第一轉(zhuǎn)移門，其耦接到所述光敏元件，其中所述第一轉(zhuǎn)移門在積分時(shí)間段期間選擇性地將所述光敏元件耦接到浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)，并且響應(yīng)于第一控制信號(hào)，在第一曝光時(shí)間段之后將第一電荷從所述光敏元件轉(zhuǎn)移到所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)；其中所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)在所述積分時(shí)間段期間存儲(chǔ)所述第一電荷；以及

第二轉(zhuǎn)移門，其耦接到所述光敏元件，其中所述第二轉(zhuǎn)移門在積分時(shí)間段期間選擇性地將所述光敏元件耦接到存儲(chǔ)區(qū)，并且響應(yīng)于第二控制信號(hào)，在第二曝光時(shí)間段之后將第二電荷從所述光敏元件轉(zhuǎn)移到所述存儲(chǔ)區(qū)；其中所述存儲(chǔ)區(qū)在所述積分時(shí)間段期間存儲(chǔ)所述第二電荷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素，還包括：

第三轉(zhuǎn)移門，其將所述存儲(chǔ)區(qū)耦接到所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)；以及

重置門，其將所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)耦接到電壓源。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素，其中所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)和所述存儲(chǔ)區(qū)各自存儲(chǔ)具有相應(yīng)曝光時(shí)間段的多個(gè)電荷，從而導(dǎo)致所述存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)具有第二總曝光時(shí)間段的電荷，并且所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)存儲(chǔ)具有第一總曝光時(shí)間段的電荷；其中所述第二總曝光時(shí)間段比所述第一總曝光時(shí)間段長(zhǎng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素，其中，在讀出時(shí)間段期間，從所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)讀出所述第一電荷，借助重置信號(hào)重置所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)，并且在所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)的重置之后從所述存儲(chǔ)區(qū)讀出所述第二電荷。

5.一種圖像傳感器，包括：

光敏元件，其中在積分時(shí)間段期間：

所述光敏元件在第一曝光時(shí)間段期間產(chǎn)生第一電荷部分；

并且

所述光敏元件在第二曝光時(shí)間段期間產(chǎn)生第二電荷部分；

第一轉(zhuǎn)移門，其被配置為將所述第一電荷部分從所述光敏元件轉(zhuǎn)移到浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)；以及

第二轉(zhuǎn)移門，其被配置為將所述第二電荷部分從所述光敏元件轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)區(qū)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像傳感器，其中，所述第二曝光時(shí)間段比所述第一曝光時(shí)間段長(zhǎng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像傳感器，其中：

所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)包括二極管；并且

所述存儲(chǔ)區(qū)包括二極管。

8.一種成像系統(tǒng)，包括：

控制單元，其中所述控制單元發(fā)送控制信號(hào)；以及

像素陣列，其通信地耦接到所述控制單元，包括成行成列排列的多個(gè)像素，其中每個(gè)像素包括：

響應(yīng)于光的光敏元件；

第一轉(zhuǎn)移門，其耦接到所述光敏元件并響應(yīng)于第一控制信號(hào)，其中所述第一轉(zhuǎn)移門在第一曝光時(shí)間段之后將第一電荷從所述光敏元件轉(zhuǎn)移到浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)；

第二轉(zhuǎn)移門，其耦接到所述光敏元件并響應(yīng)于第二控制信號(hào)，其中所述第二轉(zhuǎn)移門在第二曝光時(shí)間段之后將第二電荷從所述光敏元件轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)區(qū)；

重置門，其響應(yīng)于第三控制信號(hào)，其中所述重置門在所述第二電荷的轉(zhuǎn)移之前重置所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)；以及

第三轉(zhuǎn)移門，其耦接在所述存儲(chǔ)區(qū)和所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)之間并響應(yīng)于第四控制信號(hào)，其中所述第三轉(zhuǎn)移門將所述第二電荷從所述存儲(chǔ)區(qū)轉(zhuǎn)移到所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成像系統(tǒng)，其中所述控制單元協(xié)調(diào)所述多個(gè)像素以便同時(shí)進(jìn)行積分。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成像系統(tǒng)，其中所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)和所述存儲(chǔ)區(qū)各自存儲(chǔ)具有相應(yīng)曝光時(shí)間段的多個(gè)電荷，從而導(dǎo)致所述存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)具有第二總曝光時(shí)間段的電荷，并且所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)存儲(chǔ)具有第一總曝光時(shí)間段的電荷；其中所述第二總曝光時(shí)間段比所述第一總曝光時(shí)間段長(zhǎng)。