[发明专利]成像系统及用于将图像传感器预充电的方法

说明书

本申请案涉及一种图像传感器像素、一种成像系统及一种用于将图像传感器预充电的方法。本文中揭示具有预充电升压的图像传感器。一种实例性图像传感器可包含若干像素，所述像素各自包含：光电二极管，其用以接收图像光且作为响应而产生图像电荷；浮动扩散部，其用以接收所述图像电荷；传送栅极，其用以响应于传送控制信号而将所述光电二极管耦合到所述浮动扩散部；复位栅极，其用以响应于复位控制信号而将复位电压耦合到所述浮动扩散部；及升压电容器，其耦合在所述浮动扩散部与升压电压源之间，其中在预充电操作期间，在启用所述传送栅极的时间的一部分内且在停用所述复位栅极时将所述升压电压提供到所述升压电容器。

技术领域

本发明一般来说涉及图像传感器，且特定来说而不排他地涉及图像传感器中的迟滞减少，例如，预充电升压。

背景技术

图像传感器已变得无所不在。其广泛地用于数码静态相机、蜂窝式电话、安全摄像机以及医学、汽车及其它应用中。用于制造图像传感器的技术一直继续快速地进展。举例来说，较高分辨率及较低功率消耗的需求已促进了这些装置的进一步小型化及集成。

由图像传感器捕获的图像中的噪声可显现为白点(举例来说)以及其它噪声图案。所述白点可由像素之间的势垒高度的变化导致，且可归因于在预充电之后仍然在所述像素的光电二极管中的电子。所述电子也可将迟滞引入于预充电操作中且影响所述像素的全阱容量。如此，可期望减少白点噪声及辅助预充电迟滞且减少全阱容量。

发明内容

在一个方面中，本申请案提供一种图像传感器像素，其包括：光电二极管，其用以接收图像光且作为响应而产生图像电荷；浮动扩散部，其用以接收所述图像电荷；传送栅极，其用以响应于传送控制信号而将所述光电二极管耦合到所述浮动扩散部；复位栅极，其用以响应于复位控制信号而将复位电压耦合到所述浮动扩散部；及升压电容器，其耦合在所述浮动扩散部与升压电压源之间，其中在预充电操作期间，在启用所述传送栅极的时间的一部分内且在停用所述复位栅极时将所述升压电压提供到所述升压电容器。

在另一方面中，本申请案提供一种成像系统，其包括：像素阵列，其包含多个像素，其中每一像素包括：光电二极管，其用以接收图像光且作为响应而产生图像电荷；浮动扩散部，其用以接收所述图像电荷；传送栅极，其用以响应于传送控制信号而将所述光电二极管耦合到所述浮动扩散部；复位栅极，其用以响应于复位控制信号而将复位电压耦合到所述浮动扩散部；及升压电容器，其耦合在所述浮动扩散部与升压电压源之间；以及控制电路，其经耦合以控制所述像素阵列且至少提供所述传送及复位控制信号，其中在预充电操作期间，所述控制电路致使在由所述控制电路提供所述传送栅极控制信号的时间的一部分内将所述升压电压提供到所述升压电容器。

在另一方面中，本申请案提供一种用于将图像传感器预充电的方法，所述方法包括：启用复位栅极以将复位电压耦合到图像传感器像素的浮动扩散部；启用传送栅极以将所述图像传感器像素的光电二极管耦合到所述浮动扩散部；停用所述复位栅极以将所述复位电压与所述浮动扩散部解耦；及将升压电压以电容方式耦合到所述浮动扩散部，其中所述升压电压增加所述浮动扩散部的预充电电压。

附图说明

参考以下各图描述本发明的非限制性及非穷尽性实例，其中除非另有规定，否则在所有各个视图中相似参考编号是指相似部件。

图1图解说明根据本发明的实施例的成像系统的一个实例。

图2是根据本发明的实施例的像素的实例性示意图。

图3是根据本发明的实施例的实例性时序图。

贯穿图式的数个视图，对应元件符号指示对应组件。所属领域的技术人员将了解，图中的元件是为简单及清晰起见而图解说明的，且未必按比例绘制。举例来说，为帮助改进对本发明的各种实施例的理解，各图中的元件中的一些元件的尺寸可能相对于其它元件被放大。而且，通常不描绘商业上可行的实施例中有用或必需的常见而众所周知的元件以便促进对本发明的这些各种实施例的较不受阻碍的观看。