[实用新型]一种图像传感器及系统

说明书

技术领域

本实用新型整体涉及图像传感器，并且更具体地讲，涉及具有能够存储经处理信号的图像像素的图像传感器。

背景技术

图像传感器常在电子设备，例如，移动电话、相机和计算机中用来捕获图像。常规图像传感器是通过使用互补金属氧化物半导体(CMOS)技术或电荷耦接器件(CCD)技术在半导体衬底上制造而成。图像传感器可包括图像传感器像素阵列，每个像素包括光电二极管和其他运行电路，诸如衬底中形成的晶体管。图像传感器像素响应于图像光而生成图像信号。读出电路从图像传感器像素读出图像信号。

图像传感器通常包括耦接至读出电路的处理电路。处理电路位于图像传感器像素阵列的外围。处理电路对读出的图像信号执行图像处理操作。处理电路包括用于存储经处理图像信号的存储器。经处理图像信号被传输到图像传感器外部的帧存储器以进行存储。存储在帧存储器上的经处理图像信号被图像传感器上的处理电路或其他处理电路进一步处理。

将经处理图像数据存储在外部帧存储器上可导致不期望的缓慢处理时间，可消耗过多的功率，并且可增加成像系统的制造成本和复杂度。

因此能够提供图像信号处理和存储能力改善的图像传感器将是值得拥有的。

实用新型内容

由此本实用新型提供一种图像传感器，包括：多个图像传感器像素，其生成像素值，其中所述图像传感器像素中的一个给定的图像传感器像素包括电荷存储区；以及处理电路，其基于所生成的像素值生成经处理像素 值，其中所述给定的图像传感器像素被配置为将所述经处理像素值存储在所述电荷存储区上。

根据上述图像传感器的一个实施例，还包括：回写输入线；以及控制门，其中所述电荷存储区包括光电二极管，其中所述回写输入线耦接至所述控制门的第一端子，并且所述光电二极管耦接至所述控制门的第二端子，并且，其中所述控制门包括抗晕光晶体管。

根据上述图像传感器的一个实施例，还包括：回写输入线；以及控制门，其中所述电荷存储区包括浮动扩散节点，并且其中所述回写输入线耦接至所述控制门的第一端子，并且所述浮动扩散节点耦接至所述控制门的第二端子。

根据上述图像传感器的一个实施例，其中响应于光而生成所述像素值，所述图像传感器还包括：覆盖所述电荷存储区的遮光结构。

根据上述图像传感器的一个实施例，其中所述多个图像传感器像素和所述处理电路都形成在共享集成电路衬底上。

根据上述图像传感器的一个实施例，其中所述处理电路包括累加器，其中所述累加器包括钉扎电荷存储元件，并且其中所述累加器存储所述像素值并基于所存储的像素值生成累加像素值。

根据上述图像传感器的一个实施例，其中所述处理电路还包括补偿电路，所述补偿电路被配置为补偿所述累加器上的电荷存储阱中的电压和电容之间的非线性关系。

根据上述图像传感器的一个实施例，其中所述处理电路还包括：模数转换电路，其中所述模数转换电路接收所述累加像素值并生成对应的经处理数字信号；以及数模转换电路，其中所述数模转换电路接收所述经处理数字信号并基于所述经处理数字信号生成所述经处理像素值。

本实用新型还提供一种系统，包括：中央处理单元；存储器；透镜；输入-输出电路；以及成像设备，其中所述成像设备包括：图像传感器像素阵列，其生成像素信号；电路，其接收所述像素信号并对所述像素信号执行处理操作以生成经处理像素信号；以及通信路径，其中所述电路通过所述通信路径将所述经处理像素信号传输到所述图像传感器像素阵列以存储在所述阵列中的至少一个图像传感器像素上。

根据上述系统的一个实施例，其中所述成像设备还包括：读出电路，其与所述电路分离，其中所述读出电路接收所生成的像素信号的一部分；开关电路，其耦接至所述通信路径、所述读出电路和所述阵列；以及移位寄存器电路，其中所述移位寄存器电路被配置为控制所述开关电路，以将所生成的像素信号路由到所述电路和所述读出电路中的一者或两者。

附图说明

图1是根据一个实施方案的具有能够存储经处理信号的图像像素的例示性成像系统的示意图。

图2是根据一个实施方案的可由图像传感器执行以将经处理像素信号存储在图像像素上的例示性步骤的流程图。

图3是根据一个实施方案的用于沿列线读出来自图像像素的像素值的例示性像素阵列和相关控制电路的示图。

图4是根据一个实施方案的接收经处理像素信号以进行存储的例示性像素的电路图。