[发明专利]图像感测装置及其操作方法

说明书

公开了一种图像感测装置及其操作方法，并且该图像感测装置可以包括：电荷感测元件，其适于基于光控制信号而产生对应于入射光的第一电荷；复位元件，其适于基于复位信号而复位电荷感测元件；浮置扩散节点，其适于积累第一电荷；补偿元件，其适于基于补偿控制信号而选择性地向浮置扩散节点提供补偿电流；以及选择元件，其适于基于选择信号而向读出线输出对应于浮置扩散节点的电压的像素信号。

技术领域

本公开的各种实施方式涉及一种半导体设计技术，更具体地，涉及一种图像感测装置及其操作方法。

背景技术

图像感测装置使用对光做出反应的半导体的特性来捕获图像。图像感测装置可以大致分为电荷耦合器件(CCD)图像感测装置和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像感测装置。近来，CMOS图像传感装置被广泛使用，因为CMOS图像传感装置允许模拟电路和数字控制电路直接实现在单个集成电路(IC)上。

发明内容

本公开的各种实施方式涉及一种用于去除背景光的图像感测装置和该图像感测装置的操作方法。

此外，本公开的各种实施方式涉及一种图像感测装置和该图像感测装置的操作方法，在该图像感测装置中，将用于去除背景光的电路设计为尽可能地从设置有像素的区域中排除。

根据一个实施方式，一种图像感测装置可以包括：电荷感测元件，其适于基于光控制信号而产生对应于入射光的第一电荷；复位元件，其适于基于复位信号而复位电荷感测元件；浮置扩散节点，其适于积累第一电荷；补偿元件，其适于基于补偿控制信号而选择性地向浮置扩散节点提供补偿电流；以及选择元件，其适于基于选择信号而向读出线输出对应于浮置扩散节点的电压的像素信号。

补偿元件可以基于补偿控制信号而选择性地将浮置扩散节点联接到全局偏置线。

补偿控制信号可以指示浮置扩散节点是否饱和。

根据一个实施方式，一种图像感测装置可以包括：至少一个像素，其适于基于补偿控制信号而产生与在去除了入射光中的背景光之后剩余的反射光相对应的模拟像素信号，反射光反射自对象；信号转换器，其适于将模拟像素信号转换为数字像素信号；以及补偿控制器，其适于基于数字像素信号而产生补偿控制信号。

像素可以包括：电荷感测元件，其适于基于光控制信号而产生对应于入射光的第一电荷；浮置扩散节点，其适于积累第一电荷；补偿元件，其适于基于补偿控制信号而选择性地向浮置扩散节点提供对应于背景光的补偿电流；以及选择元件，其适于基于选择信号而向读出线输出对应于浮置扩散节点的电压的像素信号。

补偿控制信号可以指示像素中的浮置扩散节点是否饱和。

补偿控制器可以基于在前一帧周期期间产生的数字像素信号而补偿将在当前帧周期期间产生的像素信号。

根据一个实施方式，一种图像感测装置的操作方法可以包括以下步骤：在第一帧周期期间，基于从至少一个深度感测像素读出的像素信号，确定所述深度感测像素是否饱和；在第一帧周期期间存储被确定为饱和的深度感测像素的补偿信息；以及在第一帧周期之后的第二帧周期期间，基于补偿信息而从深度感测像素去除背景光。

确定深度感测像素是否饱和的步骤可以包括：将作为模拟信号的像素信号转换为数字像素信号；将数字像素信号与参考信号进行比较；以及根据比较结果确定深度感测像素是否饱和。

去除背景光的步骤可以包括：向深度感测像素中的浮置扩散节点提供对应于背景光的补偿电流。