[發明專利]CMOS圖像傳感器及其中以像素為單位執行的自動曝光方法

在審

• 申請號: 202010189069.9
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN112087585A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 秋明來;徐珉雄
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H04N5/378
• 分類號: H04N5/378;H04N5/355;H04N5/235
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李敬文

1.一種互補金屬氧化物“CMOS”圖像傳感器“CIS”，包括：

多個像素，以二維“2D”陣列布置，并且各自包括光電二極管；

多個模數轉換器“ADC”，被配置為以像素為單位執行自動曝光“AE”；以及

讀出電路，被配置為按行讀取像素的像素信號，

其中，所述多個像素和所述多個ADC的數量相同，并以一一對應的方式彼此連接，并且所述多個ADC中的每一個對相應的一個像素執行AE。

2.根據權利要求1所述的CIS，其中，所述多個ADC中的每一個包括：

比較器，被配置為確定在相應像素中是否發生電荷溢出；以及

存儲設備，被配置為存儲所述比較器的輸出信號。

3.根據權利要求2所述的CIS，

其中，每個像素包括傳輸晶體管和復位晶體管，

其中，由所述光電二極管產生的電荷通過所述傳輸晶體管存儲在浮動擴散“FD”區域中，

其中，所述FD區域連接到所述比較器的第一輸入端子，并且參考電壓被施加到所述比較器的第二輸入端子，

其中，當所述FD區域的電壓大于或等于所述參考電壓時，所述比較器的輸出信號從第一邏輯電平改變為第二邏輯電平，以及

其中，關于所述第一邏輯電平改變為所述第二邏輯電平的信息被存儲在所述存儲設備中。

4.根據權利要求3所述的CIS，其中，所述比較器的輸出被提供給所述復位晶體管的柵極，并且當所述比較器的輸出改變為所述第二邏輯電平時，所述復位晶體管導通以復位所述FD區域。

5.根據權利要求3所述的CIS，

其中，在執行AE的AE模式期間，所述參考電壓被施加到所述第二輸入端子，并且所述比較器的輸出信號被提供給所述復位晶體管的柵極，以及

其中，在對所述像素信號中的給定像素信號執行模數“AD”轉換的常規模式期間，階梯狀斜坡電壓被施加到所述第二輸入端子，并且復位晶體管線連接到所述復位晶體管的柵極。

6.根據權利要求3所述的CIS，

其中，每個像素還包括直接或通過所述傳輸晶體管連接到所述FD區域的AE晶體管，

其中，所述比較器的輸出被提供給所述AE晶體管的柵極，以及

其中，當所述比較器的輸出改變為所述第二邏輯電平時，所述AE晶體管導通以復位所述FD區域。

7.根據權利要求3所述的CIS，

其中，每個像素還包括源極跟隨器晶體管和選擇晶體管，以及

其中，所述FD區域通過所述源極跟隨器晶體管和所述選擇晶體管連接至所述比較器的第一輸入端子。

8.根據權利要求1所述的CIS，其中，所述存儲設備包括移位寄存器、計數器或存儲器中的至少一個。

9.根據權利要求1所述的CIS，其中，所述像素信號表示圖像信號，并且通過以像素為單位執行AE，在寬動態范圍“WDR”上對所述圖像信號執行圖像補償。

10.一種互補金屬氧化物“CMOS”圖像傳感器“CIS”，包括：

多個像素，以二維“2D”陣列布置，并且各自包括光電二極管；

多個模數轉換器“ADC”，被配置為以像素為單位執行自動曝光“AE”；以及

讀出電路，被配置為按行讀取像素的像素信號，

其中，所述ADC的數量等于所述2D陣列的列的數量，并且每個ADC連接到相應的一列中包括的所有像素，并以行為單位對相應的一個像素執行AE。