[发明专利]具有双累积时间和条件选择的图像传感器

权利要求书

1.一种具有有源像素的图像传感器，所述有源像素包括以行和列组织的像素的矩阵，同一列的所述像素连接至列导体(COL)，所述列导体自身连接至读取电路，每个像素包括通过转移晶体管(T1)连接至存储节点的光电二极管以及用于将所述存储节点连接至所述列导体或将所述存储节点与此导体隔离的行选择晶体管(T5)，所述传感器包括：用于在像素的电荷的累积和读取的同一周期期间执行从所述光电二极管至所述存储节点的两次电荷转移的构件，第一电荷转移在第一累积持续时间(Ti1)之后，第二电荷转移在不同于所述第一累积持续时间(Ti1)的第二累积持续时间(Ti2)之后；用于在所述读取电路的第一采样电容器(Cs)中进行第一电荷转移之后由所述列导体取得的电位电平的第一采样的构件；用于在所述读取电路的第二电容器(Cr)中进行所述存储节点的重新初始化之后由所述列导体取得的电位电平的第二采样的构件；以及用于在所述第一电容器中进行所述第二电荷转移之后取得的电位电平的第三条件采样的构件，所述读取电路包括斜坡型模-数转换器，所述斜坡型模-数转换器包括连接至所述两个电容器的差分放大器和用于将线性电压斜坡施加至所述电容器之一的构件，斜坡的效果是使得所述放大器根据所述电容器中采样的电位，在可变持续时间之后触发，其特征在于，所述传感器包括：用于在所述第一电荷转移之后首先施加临时斜坡(RMP1)的构件，所述放大器在所述临时斜坡结束时的输出状态用于启用或禁用所述第三条件采样，所述构件其后在所述第二电荷转移之后施加决定性斜坡(RMP2)，用于执行在所述两个电容器中采样的电压之间的差的决定性模-数转换。

2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，在所述临时斜坡结束时，所述放大器的输出状态保存在存储器中，以便提供关于以较长累积持续时间与较短持续时间的比率乘所述决定性模-数转换的结果的必要性的信息项。

3.如权利要求1和2之一所述的传感器，其特征在于，所述临时斜坡具有比所述决定性斜坡陡的斜率。

4.如权利要求1至3之一所述的传感器，其特征在于，所述第一累积持续时间比所述第二累积持续时间短，并且其特征在于，所述斜坡结束之前所述放大器的触发启用第三采样的施加。

5.如权利要求4所述的传感器，其特征在于，所述临时斜坡的持续时间选择为使得所述决定性斜坡的开始和结束之间的电位变化是所述临时斜坡的开始和结束之间的变化的分数，此分数小于或等于所述两个累积持续时间的比率。

6.如权利要求1至3之一所述的传感器，其特征在于，所述第一持续时间比所述第二持续时间长，并且其特征在于，所述放大器的触发禁用第三采样的施加。

7.如权利要求6所述的传感器，其特征在于，在两个步骤中以两个不同的重新初始化电位电平来进行所述第一电荷转移之后所述存储节点的重新初始化，并且在每种情况下，在所述第二电容器中采样所述重新初始化电位，并且所述临时测试斜坡施加在所述重新初始化电位的所述两个采样之间。

8.如权利要求1至5之一所述的传感器，其特征在于，其包括对所述列导体上的信号进行条件放大(PGA)的构件，所述条件与所述第三采样的使用条件相同。