本公開大體上涉及圖像傳感器，且特定來說但非排他地涉及互補金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)圖像傳感器。

背景技術(shù)：

1、圖像傳感器已變得無處不在且現(xiàn)在廣泛用于數(shù)碼相機、蜂窩式電話、安全相機以及醫(yī)學(xué)、汽車及其它應(yīng)用中。隨著圖像傳感器被集成到較寬廣范圍的電子裝置中，可期望通過裝置架構(gòu)設(shè)計以及圖像獲取處理兩者以盡可能多的方式(例如，分辨率、功率消耗、動態(tài)范圍等)增強所述圖像傳感器的功能性、性能度量等等。用于制造圖像傳感器的技術(shù)一直持續(xù)快速進展。舉例來說，對更高分辨率及更低功率消耗的需求已促使這些裝置的進一步小型化及集成化。

2、典型圖像傳感器響應(yīng)于來自外部場景被入射于圖像傳感器上的圖像光而進行操作。圖像傳感器包含具有光敏元件(例如，光電二極管)的像素陣列，所述光敏元件吸收入射圖像光的一部分且在吸收圖像光之后即刻產(chǎn)生圖像電荷。由像素光生的圖像電荷可作為列位線上的模擬輸出圖像信號來測量，所述模擬輸出圖像信號作為入射圖像光的函數(shù)而變化。換句話說，所產(chǎn)生的圖像電荷量與圖像光的強度成比例，所述圖像光作為模擬圖像信號從列位線讀出并被轉(zhuǎn)換為數(shù)字值以產(chǎn)生表示外部場景的數(shù)字圖像(例如，圖像數(shù)據(jù))。位線上的模擬圖像信號耦合到讀出電路，所述讀出電路包含具有模/數(shù)轉(zhuǎn)換(adc)電路的輸入級，以將來自像素陣列的那些模擬圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、根據(jù)本公開的一方面，提供一種門控成像系統(tǒng)。所述門控成像系統(tǒng)包括：脈沖式照明器，其被配置成產(chǎn)生多個光脈沖；以及像素電路，其包括：光電二極管，其被配置成收集響應(yīng)于入射光而光生的圖像電荷；浮動擴散部，其經(jīng)耦合以從所述光電二極管接收所述圖像電荷；感測節(jié)點放大器，其耦合到所述浮動擴散部；及存儲網(wǎng)絡(luò)，其耦合在所述光電二極管與所述浮動擴散部之間，所述存儲網(wǎng)絡(luò)包括耦合在所述光電二極管與所述浮動擴散部之間的多個存儲器節(jié)點，其中所述存儲網(wǎng)絡(luò)被配置成捕獲所述光脈沖中的兩個連續(xù)光脈沖之間的多個深度切片。

2、根據(jù)本公開的另一方面，提供一種門控成像系統(tǒng)。所述門控成像系統(tǒng)包括：脈沖式照明器，其被配置成產(chǎn)生多個光脈沖；以及像素電路，其包括：光電二極管，其被配置成收集響應(yīng)于入射光而光生的圖像電荷；及多個深度切片存儲電路，其經(jīng)耦合以從所述光電二極管接收所述光生圖像電荷，每一深度切片存儲電路包括：浮動擴散部，其經(jīng)耦合以從所述光電二極管接收所述圖像電荷；感測節(jié)點放大器，其耦合到所述浮動擴散部；及至少一個存儲器節(jié)點，其耦合在所述光電二極管與所述浮動擴散部之間，其中所述深度切片存儲電路被配置成捕獲所述光脈沖中的兩個連續(xù)光脈沖之間的多個深度切片。

3、根據(jù)本公開的又一方面，提供一種操作像素電路的方法。所述方法包括：將脈沖式照明器配置成產(chǎn)生多個光脈沖；將浮動擴散部耦合在光電二極管與感測節(jié)點放大器之間進行，所述光電二極管被配置成收集響應(yīng)于圖像光而光生的圖像電荷；將存儲網(wǎng)絡(luò)耦合在所述光電二極管與所述浮動擴散部之間，所述存儲網(wǎng)絡(luò)包括：耦合在所述光電二極管與所述浮動擴散部之間的多個存儲器節(jié)點；及將所述存儲網(wǎng)絡(luò)配置成捕獲所述光脈沖中的兩個連續(xù)光脈沖之間的多個深度切片。

技術(shù)特征：

1.一種門控成像系統(tǒng)，其包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的門控成像系統(tǒng)，其中所述存儲器節(jié)點中的每一者被配置成針對所述光脈沖中的所述兩個連續(xù)光脈沖之間的所述深度切片中的對應(yīng)一者而加以脈沖。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的門控成像系統(tǒng)，其中所述存儲器節(jié)點中的個別存儲器節(jié)點包括晶體管或二極管。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的門控成像系統(tǒng)，其中所述像素電路進一步包括耦合在所述光電二極管與電壓源之間的光電二極管復(fù)位晶體管，其中所述光電二極管復(fù)位晶體管被配置成每當所述存儲網(wǎng)絡(luò)捕獲到所述深度切片中的一者時對所述光電二極管進行復(fù)位。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的門控成像系統(tǒng)，其中所述像素電路進一步包括耦合在所述存儲網(wǎng)絡(luò)與電壓源之間的網(wǎng)絡(luò)復(fù)位晶體管，其中所述網(wǎng)絡(luò)復(fù)位晶體管被配置成在讀出周期結(jié)束時對所述存儲網(wǎng)絡(luò)進行復(fù)位。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的門控成像系統(tǒng)，其進一步包括讀出電路，所述讀出電路耦合到所述像素電路，并被配置成在所述存儲網(wǎng)絡(luò)捕獲到所述光脈沖中的兩個連續(xù)光脈沖之間的所述深度切片之后對所述深度切片進行讀出。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的門控成像系統(tǒng)，其中所述像素電路是包含于像素陣列中的多個像素電路中的一者。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的門控成像系統(tǒng)，其中所述浮動擴散部包括多個浮動擴散部分，其中每一浮動擴散部分耦合到所述存儲器節(jié)點中的至少一者。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的門控成像系統(tǒng)，其中所述感測節(jié)點放大器包括源極跟隨器晶體管，其中所述浮動擴散部耦合到所述源極跟隨器晶體管的柵極端子。

10.一種門控成像系統(tǒng)，其包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的門控成像系統(tǒng)，其中每一存儲器節(jié)點被配置成針對所述光脈沖中的所述兩個連續(xù)光脈沖之間的所述深度切片中的對應(yīng)一者而加以脈沖。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的門控成像系統(tǒng)，其中每一深度切片存儲電路進一步包括耦合在所述浮動擴散部與電壓源之間的網(wǎng)絡(luò)復(fù)位晶體管，其中所述網(wǎng)絡(luò)復(fù)位晶體管被配置成在讀出周期結(jié)束時對所述存儲器節(jié)點進行復(fù)位。

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的門控成像系統(tǒng)，其中所述感測節(jié)點放大器包括源極跟隨器晶體管，其中所述浮動擴散部耦合到所述源極跟隨器晶體管的柵極端子。

14.一種操作像素電路的方法，其包括：

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其進一步包括：

16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其進一步包括：

17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述存儲器節(jié)點中的個別存儲器節(jié)點包括晶體管或二極管。

18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其進一步包括：

19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其進一步包括

20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其進一步包括：

技術(shù)總結(jié)
本公開涉及一種多存儲門控成像系統(tǒng)。一種門控成像系統(tǒng)包含被配置成產(chǎn)生多個光脈沖的脈沖式照明器以及像素電路。所述像素電路包含：光電二極管，其被配置成收集響應(yīng)于入射光而光生的圖像電荷；浮動擴散部，其經(jīng)耦合以從所述光電二極管接收所述圖像電荷；感測節(jié)點放大器，其包含耦合到所述浮動擴散部的柵極端子；及存儲網(wǎng)絡(luò)，其耦合在所述光電二極管與所述浮動擴散部之間。所述存儲網(wǎng)絡(luò)包含并聯(lián)耦合在所述光電二極管與所述浮動擴散部之間的多個存儲器節(jié)點。所述存儲網(wǎng)絡(luò)被配置成捕獲所述光脈沖中的兩個連續(xù)光脈沖之間的多個深度切片。

技術(shù)研發(fā)人員：T·戈伊茨
受保護的技術(shù)使用者：豪威科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9