[發明專利]圖像傳感器

在審

• 申請號: 202010989125.7
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112786630A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 金文煥;吳暎宣
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 劉美華;韓芳

提供了一種圖像傳感器，所述圖像傳感器包括共享第一浮置擴散區域并且與單個濾色器相關聯的第一像素組的單元像素，以及共享第二浮置擴散區域并且與單個濾色器相關聯的第二像素組的單元像素。控制邏輯可以通過在第一時間從第一浮置擴散區域獲得具有第一值的電容，并且在第一時間之后的第二時間從第二浮置擴散區域獲得具有與第一值不同的第二值的電容來生成圖像。第一像素組和第二像素組具有不同的靈敏度水平。

本申請要求于2019年11月5日在韓國知識產權局提交的第10-2019-0140187號韓國專利申請的優先權，該韓國專利申請的主題通過引用包含于此。

技術領域

本公開涉及圖像傳感器和用于圖像傳感器的操作方法。

背景技術

圖像傳感器是能夠將接收到的具有限定帶寬的電磁能(例如，“入射光”)轉換成對應的電信號的基于半導體的元件。圖像傳感器可以包括許多像素的陣列以及被配置為驅動像素陣列的各種邏輯電路。每個像素可以包括與入射光成比例地產生電荷的光電二極管和將由光電二極管產生的電荷轉換成電信號的像素電路。各種圖像傳感器廣泛應用在諸如智能電話、相機、平板計算機、個人計算機(PC)、膝上型PC、電視、車輛、家用電器、安全系統等的許多消費產品中。

隨著更多種類產品的使用的增加，存在對具有改善的噪聲特性、更大的動態范圍、更快且更有效的操作等的圖像傳感器的日益增長的需求。

發明內容

發明構思的實施例提供一種圖像傳感器，該圖像傳感器能夠在分箱操作(binningoperation)期間提供高動態范圍而不損害圖像傳感器的性能。

根據實施例，一種圖像傳感器包括：像素陣列，包括第一像素組和第二像素組，第一像素組包括共享第一浮置擴散區域并且與濾色器相關聯的第一單元像素和第二單元像素，第二像素組包括共享第二浮置擴散區域并且與濾色器相關聯的第三單元像素和第四單元像素；采樣電路，被配置為從第一像素組和第二像素組中的至少一個檢測至少一個復位電壓和至少一個像素電壓，并且提供復位電壓與像素電壓之間的差作為模擬信號；模數轉換器，被配置為將模擬信號與斜坡電壓進行比較以生成比較結果，將比較結果轉換為數字信號，并且提供數字信號作為圖像數據；信號處理電路，被配置為使用圖像數據生成圖像，其中，第一像素組的像素電壓與由第一單元像素和第二單元像素中的至少一個響應于入射光而產生并且在第一浮置擴散區域中被總計的電荷對應，并且第二像素組的像素電壓與由第三單元像素和第四單元像素中的至少一個響應于入射光而產生并且在第二浮置擴散區域中被總計的電荷對應。

根據實施例，一種圖像傳感器包括像素陣列，像素陣列包括單元像素，其中，單元像素包括共享第一浮置擴散區域、與單個濾色器相關聯并且形成第一像素組的第一單元像素和在列上相鄰的第二單元像素，并且單元像素包括共享第二浮置擴散區域、與單個濾色器相關聯并且形成與第一像素組不同的第二像素組的第三單元像素和在列上相鄰的第四單元像素。圖像傳感器還包括控制邏輯，控制邏輯被配置為通過在第一時間從第一浮置擴散區域獲得具有第一值的電容并且在第一時間之后的第二時間從第二浮置擴散區域獲得具有與第一值不同的第二值的電容來生成圖像。

根據實施例，一種用于圖像傳感器的操作方法提供以下步驟：從第一像素組和第二像素組中的至少一個獲得復位電壓，將由第一像素組和第二像素組中的至少一個響應于入射光而產生的電荷總計，獲得與總計的電荷對應的像素電壓，提供復位電壓與像素電壓之間的差作為模擬信號，將模擬信號與斜坡電壓進行比較以生成比較結果，以及提供比較結果作為圖像數據并且使用圖像數據生成圖像。