[發明專利]圖像傳感器的像素和圖像傳感器

在審

• 申請號: 202010156636.0
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111726548A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 王一兵;石立龍;金鑛旿;王春吉
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H04N5/369
• 分類號: H04N5/369
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 劉燦強;張川緒

1.一種圖像傳感器的像素，包括：

釘扎光電二極管PPD，具有第一端子和第二端子，第二端子連接到地電壓；

開關器件，具有第一端子、第二端子和第三端子，開關器件的第一端子連接到PPD的第一端子，開關器件的第二端子連接到浮置擴散部，并且開關器件的第三端子連接到第一使能信號和第二使能信號，開關器件響應于第一使能信號而將PPD上的第一電荷傳送到浮置擴散部，并且響應于第二使能信號而將PPD上的第二電荷傳送到浮置擴散部，第二使能信號在第一使能信號之后；以及

輸出電路，輸出基于浮置擴散部上的第一電荷的第一電壓，并且輸出基于浮置擴散部上的第二電荷的第二電壓，第一電壓與檢測到的一個或多個光子的飛行時間對應，第二電壓與灰度圖像對應。

2.根據權利要求1所述的像素，還包括：

至少一個單光子雪崩二極管SPAD，每個SPAD響應于在有效快門信號期間檢測到入射在SPAD上的所述一個或多個光子來生成輸出信號，所述一個或多個光子從對象反射；以及

邏輯電路，連接到所述至少一個SPAD的輸出信號，邏輯電路用于生成第一使能信號，第一使能信號響應于有效快門信號的開始而有效，并且響應于所述至少一個SPAD的輸出信號而無效。

3.根據權利要求1所述的像素，其中，輸出電路通過同一信號路徑輸出第一電壓和第二電壓。

4.根據權利要求3所述的像素，其中，浮置擴散部包括第一浮置擴散部，

所述像素還包括：存儲浮置擴散部，位于PPD的第一端子與第一浮置擴散部之間。

5.根據權利要求1所述的像素，其中，輸出電路包括輸出第一電壓的第一信號路徑和輸出第二電壓的第二信號路徑。

6.根據權利要求5所述的像素，其中，開關器件包括第一晶體管和第二晶體管，并且浮置擴散部包括第一浮置擴散部和第二浮置擴散部，并且

其中，第一晶體管響應于第一使能信號而將PPD上的第一電荷傳送到第一浮置擴散部，并且

其中，第二晶體管包括第一端子、第二端子和第三端子，第二晶體管的第一端子連接到PPD的第一端子，第二晶體管的第二端子連接到第二浮置擴散部，并且第二晶體管的第三端子連接到第二使能信號，第二晶體管響應于第二使能信號而將PPD上的第二電荷傳送到第二浮置擴散部。

7.一種圖像傳感器，包括：

多個像素的陣列，至少一個像素包括：

釘扎光電二極管PPD；

開關器件，響應于第一使能信號而將PPD上的第一電荷傳送到浮置擴散部，并且響應于第二使能信號而將PPD上的第二電荷傳送到浮置擴散部，第二使能信號在第一使能信號之后；以及

輸出電路，輸出基于浮置擴散部上的第一電荷的第一電壓，并且輸出基于浮置擴散部上的第二電荷的第二電壓，第一電壓與檢測到的一個或多個光子的飛行時間對應，第二電壓與灰度圖像對應。

8.根據權利要求7所述的圖像傳感器，其中，PPD包括第一端子和第二端子，第二端子連接到地電壓，并且

其中，開關器件包括第一端子、第二端子和第三端子，開關器件的第一端子連接到PPD的第一端子，開關器件的第二端子連接到浮置擴散部，并且開關器件的第三端子連接到第一使能信號和第二使能信號。

9.根據權利要求8所述的圖像傳感器，還包括：

至少一個單光子雪崩二極管SPAD，每個SPAD響應于在有效快門信號期間檢測到入射在SPAD上的所述一個或多個光子來生成輸出信號，所述一個或多個光子從對象反射；以及

邏輯電路，連接到所述至少一個SPAD的輸出信號，邏輯電路用于生成第一使能信號，第一使能信號響應于有效快門信號的開始而有效，并且響應于所述至少一個SPAD的輸出信號而無效。

10.根據權利要求8所述的圖像傳感器，其中，輸出電路通過同一信號路徑輸出第一電壓和第二電壓。