[發(fā)明專利]圖像傳感器和操作圖像傳感器的像素簇的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110693821.8
• 申請(qǐng)日: 2021-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN113438429B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬修·鮑威爾;斯科特·D·威林厄姆;王曉東;楊超;穆罕默德·艾爾賽義德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市匯頂科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H04N5/361
• 分類號(hào): H04N5/361;H04N5/378;H04N5/359
• 代理公司: 北京合智同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11545
• 代理人: 李杰

1.一種圖像傳感器，包括：

控制器;

多個(gè)像素簇，每個(gè)像素簇包括耦合到復(fù)位晶體管、浮置擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)、源極跟隨器和選擇晶體管的多個(gè)像素，所述選擇晶體管耦合到選擇信號(hào)，像素簇的每個(gè)像素包括：

光電二極管；以及

傳送晶體管，所述傳送晶體管具有耦合到所述光電二極管的第一端子、耦合到所述浮置擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)的第二端子、以及柵極，

其中，所述控制器被配置為響應(yīng)于像素操作而向所述傳送晶體管的柵極施加傳送控制信號(hào)，所述傳送控制信號(hào)具有正電壓電平、負(fù)電壓電平和接地電壓電平中的一個(gè);

其中，所述圖像傳感器還包括：

緩沖電路，包括：

第一CMOS反相器，其耦合到正電壓端子和負(fù)電壓端子，并且包括用于接收由所述控制器提供的傳送信號(hào)的輸入端和用于響應(yīng)于所述傳送信號(hào)而提供第二傳送信號(hào)的輸出端；以及

第二CMOS反相器，其耦合到所述第一CMOS反相器，并且包括用于接收所述第二傳送信號(hào)的輸入端;以及

多路復(fù)用器，其具有耦合到接地端子的第一輸入端、耦合到所述負(fù)電壓端子的第二輸入端、耦合到所述選擇信號(hào)的第三輸入端、以及耦合到所述第二CMOS反相器的輸出端，

其中，所述多路復(fù)用器被配置為響應(yīng)于所述選擇信號(hào)而在所述多路復(fù)用器的輸出端提供負(fù)電壓和接地電壓，所述第二CMOS反相器包括被配置為響應(yīng)于所述選擇信號(hào)和所述傳送信號(hào)而提供多個(gè)電壓電平的輸出端；

或者其中，所述圖像傳感器還包括：

PMOS晶體管，其具有耦合到正電壓端子的源極、漏極、以及耦合到所述傳送控制信號(hào)的柵極；

第一NMOS晶體管，其具有耦合到所述PMOS晶體管的漏極的第一源極、耦合到接地端子的第一漏極、以及第一柵極；

第二NMOS晶體管，其具有耦合到所述PMOS晶體管的漏極的第二源極、耦合到具有所述負(fù)電壓電平的負(fù)電壓端子的第二漏極、以及第二柵極；

第一邏輯柵極，其具有耦合到由所述控制器提供的傳送信號(hào)的第一輸入端、耦合到所述選擇信號(hào)的第二輸入端、以及耦合到所述第一NMOS晶體管的第一柵極的第一輸出端；

第二邏輯柵極，其具有耦合到所述傳送控制信號(hào)的第三輸入端、耦合到與所述選擇信號(hào)互補(bǔ)的第二選擇信號(hào)的第四輸入端、以及耦合到所述第二NMOS晶體管的第二柵極的第二輸出端，

其中，所述PMOS晶體管被配置為響應(yīng)于所述傳送信號(hào)而提供所述正電壓電平，所述第一NMOS晶體管被配置為響應(yīng)于所述第一邏輯柵極的所述第一輸出端而提供所述接地電壓電平，所述第二NMOS晶體管被配置為響應(yīng)于所述第二邏輯柵極的所述第二輸出端而提供所述負(fù)電壓電平。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其中，所述控制器被配置為：在像素電荷傳送間隔施加所述正電壓電平到所述傳送晶體管的柵極，在像素復(fù)位間隔施加所述接地電壓電平到所述傳送晶體管的柵極，在像素曝光間隔施加所述負(fù)電壓電平到所述傳送晶體管的柵極。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其中，所述控制器被配置為：在所述選擇晶體管關(guān)斷的時(shí)間間隔期間,向像素簇中的每個(gè)像素的所述傳送晶體管的柵極施加所述負(fù)電壓電平，并且在所述選擇晶體管導(dǎo)通的時(shí)間間隔期間，交替地施加所述正電壓電平和所述接地電壓電平來導(dǎo)通和關(guān)斷所述復(fù)位晶體管，以用于讀出所述浮置擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)中的第一電荷信號(hào)并且用于將所述第一電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述像素簇中的每個(gè)像素的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像傳感器，其中，所述控制器還被配置為：在所述選擇晶體管導(dǎo)通并且所述復(fù)位晶體管關(guān)斷的時(shí)間間隔期間，交替地施加所述正電壓電平和所述接地電壓電平以導(dǎo)通和關(guān)斷所述傳送晶體管，以用于讀出所述浮置擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)中的第二電荷信號(hào)并且用于將所述第二電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述像素簇中的每個(gè)像素的第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。