[发明专利]集成电路图像传感器以及在其中操作的方法

权利要求书

1.一种集成电路图像传感器，包括：

像素的阵列；

共享输出线，耦合到所述像素的阵列内的多个像素；

光敏元件，用于在整个曝光区间中响应于入射光累加电荷，所述光敏元件构成耦合到所述共享输出线的所述多个像素中的第一像素的一部分；以及

读出电路，用于在整个所述曝光区间中将所述第一像素和所述第一像素中的所述光敏元件与所述共享输出线可切换地隔离，并且在所述曝光区间已经发生之后，用于：

使用所述共享输出线确定在所述光敏元件内累加的所述电荷是否超过第一门限；并且

响应于确定累加的所述电荷超过所述第一门限：

使用所述共享输出线生成表示累加的所述电荷的模拟读出信号；

将使用所述共享输出线生成的所述模拟读出信号转换成多位数字值，所述多位数字值具有指示所述模拟读出信号的量值的数值；

将所述光敏元件重置成标称放电状态预备进一步电荷累加；以及

如果累加的所述电荷被确定为未超过所述第一门限，制止将所述光敏元件重置成所述标称放电状态。

2.根据权利要求1所述的集成电路图像传感器，其中用于使用所述共享输出线生成所述模拟读出信号的所述读出电路包括：

浮置扩散节点；

第一晶体管，用于可切换地形成传导路径，所述传导路径用于将累加的所述电荷从所述光敏元件传送到所述浮置扩散节点；

模拟输出电路，用于生成：(i)在所述共享输出线上的第一模拟输出信号，所述第一模拟输出信号表示在将累加的所述电荷传送到所述浮置扩散节点之前所述浮置扩散节点的电压电平；以及(ii)在所述共享输出线上的第二模拟输出信号，所述第二模拟输出信号表示在将累加的所述电荷传送到所述浮置扩散节点之后所述浮置扩散节点的电压电平；以及

耦合到所述共享输出线的采样和保持电路，用于基于所述第一模拟输出信号和所述第二模拟输出信号之差来生成所述模拟读出信号。

3.根据权利要求2所述的集成电路图像传感器，其中用于基于所述第一模拟输出信号和所述第二模拟输出信号之差来生成所述模拟读出信号的所述采样和保持电路包括：第一电容元件，用于存储与所述第一模拟输出信号对应的电压电平；以及用于生成作为所述模拟读出信号的信号的电路，所述信号对应于存储在所述第一电容元件中的所述电压电平和对应于所述第二模拟输出信号的电压电平之差。

4.根据权利要求2所述的集成电路图像传感器，其中用于生成所述第一模拟输出信号和所述第二模拟输出信号的所述模拟输出电路包括第二晶体管，所述第二晶体管具有栅极节点和源极节点，所述栅极节点耦合到所述浮置扩散节点，所述源极节点可切换地耦合到所述共享输出线。

5.根据权利要求2所述的集成电路图像传感器，其中用于生成所述模拟读出信号的所述读出电路还包括：用于在生成所述第一模拟输出信号之前将所述浮置扩散节点重置为参考电势的电路。

6.根据权利要求1所述的集成电路图像传感器，其中用于在所述共享输出线上生成所述模拟读出信号并且将所述模拟读出信号转换成具有指示所述模拟读出信号的所述量值的数值的所述多位数字值的所述读出电路包括：

浮置扩散节点；

第一晶体管，用于可切换地形成传导路径，所述传导路径用于将累加的所述电荷从所述光敏元件传送到所述浮置扩散节点；

模拟输出电路，用于在所述共享输出线上生成：(i)第一模拟输出信号，所述第一模拟输出信号表示在将累加的所述电荷传送到所述浮置扩散节点之前所述浮置扩散节点的电压电平；以及(ii)第二模拟输出信号，所述第二模拟输出信号表示在将累加的所述电荷传送到所述浮置扩散节点之后所述浮置扩散节点的电压电平，所述第二模拟输出信号构成所述模拟读出信号；

模数转换电路，用于将在所述共享输出线上生成的所述第一模拟输出信号转换成第一数字值，并且用于将在所述共享输出线上生成的所述第二模拟输出信号转换成第二数字值；以及

用于生成所述第一数字值和所述第二数字值之差以作为具有指示所述模拟读出信号的所述量值的数值的所述多位数字值的电路。