專利名稱：圖像傳感器及其像素讀出方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種帶全局快門的雙浮動擴散區(qū)結(jié)構(gòu)的金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器。
背景技術(shù)：
眾所周知，圖像傳感器是一種能將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號的半導(dǎo)體器件。圖像傳感器大體上可以分為電荷稱合元件(Charge-Coupled Device,簡稱“CO)”)和互補金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,簡稱 “CMOS”)圖像傳感器?，F(xiàn)有的CMOS圖像傳感器包括CMOS數(shù)模電路和像素單元電路陣列。 根據(jù)其讀出方式，現(xiàn)有的CMOS圖像傳感器大致可以分為無源式像素傳感器(Passive Pixel Sensor,簡稱 “PPS”)、有源式像素傳感器(Active Pixel Sensor,簡稱“APS”)和數(shù)字像素傳感器(Digital Pixel Sensor，簡稱“DPS”)三種類型。根據(jù)一個像素單元電路所包含的晶體管的數(shù)目，現(xiàn)有的CMOS圖像傳感器分為3T型結(jié)構(gòu)和4T型結(jié)構(gòu)，還可以有5T型結(jié)構(gòu)。如圖I所示，為一種現(xiàn)有3T型結(jié)構(gòu)的CMOS圖像傳感器的像素單元電路的等效電路結(jié)構(gòu)圖，包括一個光電二極管(Photo Diode,簡稱“PD”)10,用于在曝光時進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將接收到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，所述光電二極管10包括P型區(qū)和N型區(qū)，所述P型區(qū)接地。一個復(fù)位晶體管Ml，用于在曝光前對所述光電二極管10進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位由復(fù)位信號Reset信號進(jìn)行控制。在圖I中，所述復(fù)位晶體管Ml選用一個N型金屬-氧化物-半導(dǎo)體(NMetal-Oxide-Semiconductor,簡稱“NM0S”)管,所述復(fù)位晶體管Ml的源極和所述光電二極管10的N型區(qū)相連；所述復(fù)位晶體管Ml的漏極接電源Vdd，所述電源Vdd為一正電源。當(dāng)所述復(fù)位信號Reset為高電平時，所述復(fù)位晶體管Ml導(dǎo)通并將所述光電二極管10的N型區(qū)連接到電源Vdd，在所述電源Vdd的作用下，使所述光電二極管10反偏并會清除所述光電二極管10的全部累積的電荷，實現(xiàn)復(fù)位。所述復(fù)位晶體管Ml也可以由多個NMOS管串聯(lián)形成，或由多個NMOS管并聯(lián)形成，也可以用PMOS管代替所述NMOS管。一個放大晶體管M2，也為一源極跟隨器，用于將所述光電二極管10產(chǎn)生的電信號進(jìn)行放大。在圖I中，所述放大晶體管M2選用一 NMOS管，所述放大晶體管M2的柵極接所述光電二極管10的N型區(qū)，所述放大晶體管M2的漏極接所述電源Vdd，所述放大晶體管M2的源極為放大信號的輸出端。所述放大晶體管M2也可以由多個NMOS管串聯(lián)形成，或由多個NMOS管并聯(lián)形成。一個行選擇晶體管M3，用于將所述放大晶體管M2的源極輸出的放大信號輸出。在圖I中，所述行選擇晶體管M3選用一 NMOS管，所述行選擇晶體管M3的柵極接行選擇信號Rs，所述行選擇晶體管M3的源極接所述放大晶體管M2的源極，所述行選擇晶體管M3的漏極為輸出端。如圖2所示，為一種現(xiàn)有4T型結(jié)構(gòu)的CMOS圖像傳感器的像素單元電路的等效電路結(jié)構(gòu)圖。相比于3T型結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有4T型結(jié)構(gòu)的CMOS圖像傳感器的像素單元電路結(jié)構(gòu)圖增加了一個轉(zhuǎn)移晶體管M4，所述轉(zhuǎn)移晶體管M4用于將所述光電二極管10產(chǎn)生的電信號輸入到所述感應(yīng)節(jié)點NI。在圖2中，所述轉(zhuǎn)移晶體管M4選用一 NMOS管，所述轉(zhuǎn)移晶體管M4的柵極接轉(zhuǎn)移信號TX，所述轉(zhuǎn)移晶體管M4的源極接所述光電二極管10的N型區(qū)，所述轉(zhuǎn)移晶體管M4的漏極接所述復(fù)位晶體管Ml的源極即所述感應(yīng)節(jié)點NI。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中，圖像傳感器中只包括一個浮動擴散區(qū)，所拍攝的圖像容易出現(xiàn)拖影，圖像質(zhì)量不夠高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種圖像傳感器及其像素讀出方法，在提高圖像傳感器動態(tài)范圍的同時減小了拖影。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施方式公開了一種圖像傳感器，包括控制器和多個像素區(qū)域；每個像素區(qū)域中包括第一浮動擴散區(qū)和第二浮動擴散區(qū)，分別通過第一傳輸管和第二傳輸管與感光器件連接；控制器用于控制第一傳輸管和第二傳輸管周期性地打開和關(guān)閉，在打開第一傳輸管時關(guān)閉第二傳輸管，將感光器件與第一浮動擴散區(qū)連通；在關(guān)閉第一傳輸管時打開第二傳輸管，將感光器件與第二浮動擴散區(qū)連通。本發(fā)明的實施方式還公開了一種圖像傳感器的像素讀出方法，用于如上文所述的圖像傳感器，方法包括以下步驟控制器控制第一傳輸管和第二傳輸管周期性地打開和關(guān)閉N個周期，在打開第一傳輸管時關(guān)閉第二傳輸管，將感光器件與第一浮動擴散區(qū)連通；在關(guān)閉第一傳輸管時打開第二傳輸管，將感光器件與第二浮動擴散區(qū)連通，其中，N為大于I的整數(shù)；讀出第一浮動擴散區(qū)上的信號；讀出第二浮動擴散區(qū)上的信號；將第一浮動擴散區(qū)上的信號和第二浮動擴散區(qū)上的信號進(jìn)行合成后輸出。本發(fā)明實施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于在傳統(tǒng)CMOS圖像傳感器結(jié)構(gòu)上增加了一個傳輸管，摻雜形成兩個浮動擴散區(qū)，在提高圖像傳感器動態(tài)范圍的同時減小了拖影。進(jìn)一步地，采用長/短曝光的方式，一幅圖像使用較長時間的曝光，一幅圖像使用較短時間的曝光，再將兩幅圖像進(jìn)行合成，從而捕捉圖像的亮細(xì)節(jié)和暗細(xì)節(jié)，提高圖像傳感器的動態(tài)范圍。進(jìn)一步地，分別獲取外部閃光器件發(fā)光和不發(fā)光階段的圖像，然后進(jìn)行合成，可以同時獲得圖像的亮細(xì)節(jié)和暗細(xì)節(jié)，在提高圖像傳感器動態(tài)范圍的同時減小了拖影。進(jìn)一步地，在外部閃光器件發(fā)光的情況下，信號更容易飽和，第一浮動擴散區(qū)用于保存外部閃光器件發(fā)光時的圖像信息，將外部閃光器件的發(fā)光時間設(shè)定為小于50 %,第一浮動擴散區(qū)不會很容易就飽和。進(jìn)一步地，第一浮動擴散區(qū)用來保存較長曝光時間或外部閃光器件發(fā)光時的圖像信息，將第一浮動擴散區(qū)的阱容量做的比第二浮動擴散區(qū)大，第一浮動擴散區(qū)不會很容易就飽和。進(jìn)一步地，采用相關(guān)雙采樣技術(shù)，即將先后兩次讀取的信號相減，可以達(dá)到消除噪聲的目的。·


圖I是現(xiàn)有技術(shù)中一種3T型結(jié)構(gòu)的CMOS圖像傳感器的像素單元電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中一種4T型結(jié)構(gòu)的CMOS圖像傳感器的像素單元電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明第一實施方式中一種圖像傳感器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明第三實施方式中一種圖像傳感器的像素讀出方法的流程示意圖；圖5是本發(fā)明第三實施方式中一種圖像傳感器的工作時序圖。
具體實施例方式在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護的技術(shù)方案。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明第一實施方式涉及一種圖像傳感器。圖3是該圖像傳感器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。該圖像傳感器包括控制器和多個像素區(qū)域。具體地說，如圖3所示，每個像素區(qū)域中包括第一浮動擴散區(qū)FDl和第二浮動擴散區(qū)FD2，分別通過第一傳輸管TXl和第二傳輸管TX2與感光器件連接?？刂破饔糜诳刂频谝粋鬏敼躎Xl和第二傳輸管TX2周期性地打開和關(guān)閉，在打開第一傳輸管TXl時關(guān)閉第二傳輸管TX2，將感光器件ro與第一浮動擴散區(qū)FDl連通；在關(guān)閉第一傳輸管TXl時打開第二傳輸管TX2，將感光器件與第二浮動擴散區(qū)FD2連通。在傳統(tǒng)CMOS圖像傳感器結(jié)構(gòu)上增加了一個傳輸管TX，摻雜形成兩個浮動擴散區(qū)FDl和FD2，在提高圖像傳感器動態(tài)范圍的同時減小了拖影。拖影，是指一種顯示器的故障現(xiàn)象，故障表現(xiàn)為顯示的字體、圖片或窗口等，后面拖有黑色的橫條紋，視故障的嚴(yán)重程度，條紋可長可短。TXl管和TX2管用于將上的電荷轉(zhuǎn)移到兩個摻雜形成的PN結(jié)電容(即浮動擴散區(qū))FDl和FD2。在這里FDl和FD2的阱容量可以相等，也可以不相等。在每個周期中包括兩個階段第一傳輸管TXl打開階段和第一傳輸管TXl關(guān)閉階段，也就是第二傳輸管TX2關(guān)閉階段和第二傳輸管TX2打開階段。在本實施方式中，優(yōu)選地，在每個第一傳輸管打開和關(guān)閉的周期里，第一傳輸管打開時間所占比例大于50% ;第一浮動擴散區(qū)的阱容量大于第二浮動擴散區(qū)的阱容量。當(dāng)然，這只是一種優(yōu)選的實施方式，在本發(fā)明的其它某些實施方式中，第一傳輸管打開時間所占比例也可以不大于50%，第一浮動擴散區(qū)的阱容量也可以不大于第二浮動擴散區(qū)的阱容量。采用長/短曝光的方式，一幅圖像使用較長時間的曝光，一幅圖像使用較短時間的曝光，再將兩幅圖像進(jìn)行合成，從而捕捉圖像的亮細(xì)節(jié)和暗細(xì)節(jié)，提高圖像傳感器的動態(tài)范圍。第一浮動擴散區(qū)用來保存較長曝光時間時的圖像信息，將第一浮動擴散區(qū)的阱容量做的比第二浮動擴散區(qū)大，第一浮動擴散區(qū)不會很容易就飽和。每個像素區(qū)域中還包括第一開關(guān)管SI和第二開關(guān)管S2。第一浮動擴散區(qū)FDl和第二浮動擴散區(qū)FD2分別通過第一開關(guān)管SI和第二開關(guān)管S2與像素讀出電路連接。像素讀出電路中包括放大管Amp和行選擇管RS。放大管Amp與第一和第二浮動擴散區(qū)連接，用于對來自第一和第二浮動擴散區(qū)的信號進(jìn)行放大后，通過行選擇管RS輸出。 第一浮動擴散區(qū)FDl和第二浮動擴散區(qū)FD2分別通過第一開關(guān)管SI和第二開關(guān)管S2與放大管Amp連接。每個像素區(qū)域中還包括一個復(fù)位管RST，該復(fù)位管RST與第一和第二浮動擴散區(qū)連接，用于對第一和第二浮動擴散區(qū)進(jìn)行復(fù)位。在本實施方式中，感光器件F1D為光電二極管,用于將光信號轉(zhuǎn)換為電荷信號，PD可以是PN結(jié)感光二極管、PIN光電二極管等本征半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)或者光電門。每個像素區(qū)域中還包括一個起全局快門作用的金屬氧化物半導(dǎo)體管GS，該金屬氧化物半導(dǎo)體管GS源漏極中的一極與電源VDD連接，另一極與感光器件ro的負(fù)極連接，柵極與全局快門信號連接。本發(fā)明第二實施方式涉及一種圖像傳感器。第二實施方式在第一實施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于圖像傳感器還包括外部閃光器件，該外部閃光器件可為LED發(fā)光器件，控制器還用于控制外部閃光器件LED周期性地發(fā)光與不發(fā)光，在外部閃光器件LED發(fā)光階段，打開第一傳輸管TXl并關(guān)閉第二傳輸管TX2，將感光器件與第一浮動擴散區(qū)FDl連通。在外部閃光器件LED不發(fā)光階段打開第二傳輸管TX2并關(guān)閉第一傳輸管TX1，將感光器件與第二浮動擴散區(qū)FD2連通。分別獲取外部閃光器件LED發(fā)光和不發(fā)光階段的圖像，然后進(jìn)行合成，可以同時獲得圖像的亮細(xì)節(jié)和暗細(xì)節(jié)，在提高圖像傳感器動態(tài)范圍的同時減小了拖影。外部閃光器件LED由脈沖信號控制。當(dāng)LED為高電平時，即在LED發(fā)光階段，TXl管導(dǎo)通，將曝光時的圖像信息保存到電容FDl ;當(dāng)LED為低電平時，即在LED不發(fā)光階段，TX2管導(dǎo)通，這時將自然光下的圖像信息保存到FD2。優(yōu)選地，在外部閃光器件LED的每個發(fā)光和不發(fā)光的周期里，發(fā)光時間所占比例小于50%。在外部閃光器件發(fā)光的情況下，信號更容易飽和，第一浮動擴散區(qū)用于保存外部閃光器件發(fā)光時的圖像信息，將外部閃光器件的發(fā)光時間設(shè)定為小于50%，第一浮動擴散區(qū)不會很容易就飽和。本發(fā)明第三實施方式涉及一種圖像傳感器的像素讀出方法。圖4是該圖像傳感器的像素讀出方法的流程示意圖。該圖像傳感器的像素讀出方法用于如上文所述的圖像傳感器。圖5是該圖像傳感器的一種工作時序圖。
具體地說，如圖4所示，該圖像傳感器的像素讀出方法包括以下步驟在步驟401中，控制器控制第一傳輸管TXl和第二傳輸管TX2周期性地打開和關(guān)閉N個周期，在打開第一傳輸管TXl時關(guān)閉第二傳輸管TX2，將感光器件與第一浮動擴散區(qū)FDl連通；在關(guān)閉第一傳輸管TXl時打開第二傳輸管TX2，將感光器件與第二浮動擴散區(qū)FD2連通，其中，N為大于I的整數(shù)。此后進(jìn)入步驟402，讀出第一浮動擴散區(qū)FDl上的信號。具體地說，步驟402中還包括以下子步驟打開第一開關(guān)管SI，復(fù)位管RST將第一浮動擴散區(qū)FDl復(fù)位，復(fù)位之后立刻采樣，得到第一采樣信號，然后關(guān)閉第一開關(guān)管SI ；
第一浮動擴散區(qū)FDl上的信號導(dǎo)出之后,再次打開第一開關(guān)管SI,再一次米樣,得到第二采樣信號，然后再關(guān)閉第一開關(guān)管SI ；將第二采樣信號減去第一采樣信號，得到第一浮動擴散區(qū)FDl上的信號。首先，復(fù)位管RST將FDl復(fù)位，復(fù)位之后讀出電路立刻采樣，也就是模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog Digital Converter，簡稱“ADC”)進(jìn)行采樣，將FDl上的信號導(dǎo)出之后ADC再一次采樣。隨后將兩次讀取的信號相減，從而達(dá)到消除噪聲的目的。此后進(jìn)入步驟403，讀出第二浮動擴散區(qū)FD2上的信號。具體地說，步驟403中還包括以下子步驟打開第二開關(guān)管S2，復(fù)位管RST將第二浮動擴散區(qū)FD2復(fù)位，復(fù)位之后立刻采樣，得到第三采樣信號，然后關(guān)閉第二開關(guān)S2 ；第二浮動擴散區(qū)FD2上的信號導(dǎo)出之后，再次打開第二開關(guān)管S2，再一次采樣，得到第四采樣信號，然后再關(guān)閉第二開關(guān)管S2 ；將第四采樣信號減去第三采樣信號，得到第二浮動擴散區(qū)FD2上的信號。首先，復(fù)位管RST將FD2復(fù)位，復(fù)位之后讀出電路立刻采樣，也就是ADC進(jìn)行采樣，將FD2上的信號導(dǎo)出之后ADC再一次采樣。隨后將兩次讀取的信號相減，從而達(dá)到消除噪聲的目的。采用相關(guān)雙采樣技術(shù)，即將先后兩次讀取的信號相減，可以達(dá)到消除噪聲的目的。此后進(jìn)入步驟404，將第一浮動擴散區(qū)FDl上的信號和第二浮動擴散區(qū)FD2上的信號進(jìn)行合成后輸出。此后結(jié)束本流程。本實施方式是與第一和第二實施方式相對應(yīng)的方法實施方式，本實施方式可與第一和第二實施方式互相配合實施。第一和第二實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第一和第二實施方式中。本發(fā)明的各方法實施方式均可以以軟件、硬件、固件等方式實現(xiàn)。不管本發(fā)明是以軟件、硬件、還是固件方式實現(xiàn)，指令代碼都可以存儲在任何類型的計算機可訪問的存儲器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固態(tài)的或者非固態(tài)的，固定的或者可更換的介質(zhì)等等)。同樣，存儲器可以例如是可編程陣列邏輯(Programmable ArrayLogic,簡稱“PAL”)、隨機存取存儲器(Random Access Memory,簡稱“RAM”)、可編程只讀存儲器(Programmable Read Only Memory,簡稱“PR0M”)、只讀存儲器(Read-Only Memory,簡稱“ROM”)、電可擦除可編程只讀存儲器(Electrically Erasable Programmable ROM,簡稱“EEPROM”)、磁盤、光盤、數(shù)字通用光盤(Digital Versatile Disc，簡稱“DVD”)等等。雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方式，已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍?！?br> 權(quán)利要求
1.ー種圖像傳感器，其特征在于，包括控制器和多個像素區(qū)域； 每個像素區(qū)域中包括第一浮動擴散區(qū)和第二浮動擴散區(qū)，分別通過第一傳輸管和第二傳輸管與感光器件連接； 所述控制器用于控制第一傳輸管和第二傳輸管周期性地打開和關(guān)閉，在打開第一傳輸管時關(guān)閉第二傳輸管，將感光器件與第一浮動擴散區(qū)連通；在關(guān)閉第一傳輸管時打開第二傳輸管，將感光器件與第二浮動擴散區(qū)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖像傳感器，其特征在于，還包括第一開關(guān)管和第二開關(guān)管； 所述第一浮動擴散區(qū)和第二浮動擴散區(qū)分別通過第一開關(guān)管和第二開關(guān)管與像素讀出電路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖像傳感器，其特征在于，在每個第一傳輸管打開和關(guān)閉的 周期里，第一傳輸管打開時間所占比例大于50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖像傳感器，其特征在于，所述圖像傳感器還包括外部閃光器件，所述控制器還用于控制外部閃光器件周期性地發(fā)光與不發(fā)光，在外部閃光器件發(fā)光階段，打開第一傳輸管并關(guān)閉第二傳輸管，將感光器件與第一浮動擴散區(qū)連通；在外部閃光器件不發(fā)光階段打開第二傳輸管并關(guān)閉第一傳輸管，將感光器件與第二浮動擴散區(qū)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像傳感器，其特征在于，在外部閃光器件的每個發(fā)光和不發(fā)光的周期里，發(fā)光時間所占比例小于50%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任ー項所述的圖像傳感器，其特征在于，第一浮動擴散區(qū)的阱容量大于第二浮動擴散區(qū)的阱容量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像傳感器，其特征在干，每個像素區(qū)域中還包括一個復(fù)位管，該復(fù)位管與第一和第二浮動擴散區(qū)連接，用于對第一和第二浮動擴散區(qū)進(jìn)行復(fù)位； 所述感光器件為光電ニ極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像傳感器，其特征在于，還包括ー個起全局快門作用的金屬氧化物半導(dǎo)體管，該金屬氧化物半導(dǎo)體管源漏極中的ー極與電源連接，另ー極與感光器件的負(fù)極連接，柵極與全局快門信號連接。
9.一種圖像傳感器的像素讀出方法，用于如權(quán)利要求I至8中任ー項所述的圖像傳感器，其特征在于，所述方法包括以下步驟 控制器控制第一傳輸管和第二傳輸管周期性地打開和關(guān)閉N個周期，在打開第一傳輸管時關(guān)閉第二傳輸管，將感光器件與第一浮動擴散區(qū)連通；在關(guān)閉第一傳輸管時打開第二傳輸管，將感光器件與第二浮動擴散區(qū)連通，其中，N為大于I的整數(shù)； 讀出第一浮動擴散區(qū)上的信號； 讀出第二浮動擴散區(qū)上的信號； 將第一浮動擴散區(qū)上的信號和第二浮動擴散區(qū)上的信號進(jìn)行合成后輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像傳感器的像素讀出方法，其特征在于，在所述讀出第一浮動擴散區(qū)上的信號的步驟中，包括以下子步驟 打開第一開關(guān)管，復(fù)位管將第一浮動擴散區(qū)復(fù)位，復(fù)位之后立刻采樣，得到第一采樣信號，然后關(guān)閉第一開關(guān)管； 第一浮動擴散區(qū)上的信號導(dǎo)出之后，再次打開第一開關(guān)管，再一次采樣，得到第二采樣信號，然后再關(guān)閉第一開關(guān)管；將第二采樣信號減去第一采樣信號，得到第一浮動擴散區(qū)上的信號； 在所述讀出第二動擴散區(qū)上的信號的步驟中，包括以下子步驟 打開第二開關(guān)管，復(fù)位管將第二浮動擴散區(qū)復(fù)位，復(fù)位之后立刻采樣，得到第三采樣信號，然后關(guān)閉第二開關(guān)管； 第二浮動擴散區(qū)上的信號導(dǎo)出之后，再次打開第二開關(guān)管，再一次采樣，得到第四采樣信號，然后再關(guān)閉第二開關(guān)管； 將第四采樣信號減去第三采樣信號，得到第二浮動擴散區(qū)上的信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種圖像傳感器及其像素讀出方法。本發(fā)明中，在傳統(tǒng)CMOS圖像傳感器結(jié)構(gòu)上增加了一個傳輸管，摻雜形成兩個浮動擴散區(qū)，在提高圖像傳感器動態(tài)范圍的同時減小了拖影。采用長/短曝光的方式，一幅圖像使用較長時間的曝光，一幅圖像使用較短時間的曝光，再將兩幅圖像進(jìn)行合成，從而捕捉圖像的亮細(xì)節(jié)和暗細(xì)節(jié)，提高圖像傳感器的動態(tài)范圍。分別獲取外部閃光器件發(fā)光和不發(fā)光階段的圖像，然后進(jìn)行合成，可以同時獲得圖像的亮細(xì)節(jié)和暗細(xì)節(jié)，在提高圖像傳感器動態(tài)范圍的同時減小了拖影。采用相關(guān)雙采樣技術(shù)，即將先后兩次讀取的信號相減，可以達(dá)到消除噪聲的目的。
文檔編號H04N5/355GK102740009SQ20121024623
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者孫濤, 方娜, 汪輝, 田犁, 苗田樂, 陳杰 申請人:上海中科高等研究院