[发明专利]具有改良读出的高动态范围成像系统以及系统操作方法

摘要

本公开涉及具有改良读出的高动态范围成像像素。本发明提供了一种成像系统，所述成像系统可包括具有双增益像素阵列的图像传感器。每个像素可以使用双读出方法进行操作，使得所有信号以高增益配置读出，以便提高图像操作速度或降低图像操作功耗。每个像素可以使用双读出且双重模数转换方法进行操作，在所述方法中，存储两组校准数据。高动态范围(HDR)图像信号可以基于从所述像素读出的信号并且基于光照条件，针对每个像素产生。所述HDR图像可以基于高增益信号和低增益信号的组合，以及所述两组校准数据中的一组或两组产生。可使用方程组来生成所述HDR图像。所述方程组可包括光强度的函数。

主权项

一种成像系统，所述成像系统包括：像素阵列，所述像素阵列按行和列排列，所述像素阵列中的每个像素包括：光电二极管，所述光电二极管响应于入射光来聚积电荷；浮动扩散节点，所述浮动扩散节点经由转移晶体管耦接到所述光电二极管；增益选择存储节点，所述增益选择存储节点耦接到所述浮动扩散节点；以及读出电路，所述读出电路耦接到所述浮动扩散节点，其中所述读出电路在所述像素呈高增益配置时，读出第一信号，其中所述第一信号基于所聚积的电荷中从所述光电二极管溢出到所述浮动扩散节点和所述增益选择存储节点中的第一部分，并且其中所述读出电路在所述像素呈所述高增益配置时，读出第二信号，并且其中所述第二信号基于所述聚积的电荷中的所述第一部分，以及基于所述聚积的电荷中的通过所述转移晶体管而转移到所述浮动扩散节点的第二部分。