[发明专利]自适应固态图像传感器无效

专利信息
申请号: 200680038371.2 申请日: 2006-08-14
公开(公告)号: CN101288170A 公开(公告)日: 2008-10-15
发明(设计)人: B·D·阿克兰;C·A·金;C·S·拉弗蒂 申请(专利权)人: 诺博乐峰图像公司
主分类号: H01L27/10 分类号: H01L27/10
代理公司: 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 代理人: 秦晨
地址: 美国马*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 自适应 固态 图像传感器
【说明书】:

交叉引用相关申请

[0001]本申请是两个美国专利申请的部分继续申请(″CIP″),具体地是J.Bude等人在2003年6月3日提交的No.10/453,037美国专利申请(“激活区缺陷降低并具有独特的接触方案的半导体器件”)的CIP,进而,要求由Bude等人在2002年12月18日提交的No.60/434,359美国临时专利申请的优先权。本申请也是由ConorS.Rafferty等人在2004年10月13日提交的No.10/964,266美国专利申请(“包括与成像阵列集成在一起的接收器光电探测器的光学接收器”)的CIP,进而,要求由C.S.Rafferty等人在2003年10月13日提交的No.60/510,933美国临时专利申请的优先权。在此引入所有前述的申请(10/453,037;60/434,359;10/964,266和60/510,933),作为参考。

政府利益

[0002]依据NSF资助DMI-0450487,美国政府对本发明享有一定的权利。

技术领域

[0003]本发明涉及固态图像传感器,并且尤其涉及可以适应或在从白天到无月的夜晚的各种不同光照条件进行调整的图像传感器。

背景技术

[0004]在包括专业和消费视频以及图像摄影、用于防卫和安全的远距离监视、天文学以及机器可视的各种应用中,固态图像传感器(“成像器”)是重要的。对不可见辐射,例如红外辐射,敏感的成像器用在包括夜视、伪装探测、不可见天文学、技术保存、医学诊断、冰探测(如在马路和飞行器上)以及药物制造的一些其他应用中。

[0005]典型的图像传感器包括结合有读出集成电路(ROIC)的光电探测器的二维阵列。光电探测器对入射辐射敏感。ROIC扫描并量化地评价来自光电探测器的输出并将其处理成图像。响应不同类型辐射的成像器的能力由光电探测器的光谱响应决定。

[0006]图1是典型的常规CMOS硅成像器10的示意的结构图和大致的物理布局。成像器10包括有利地在单一硅单元片(silicondie)上实施的像素12的n行×m列的阵列11。每个像素12包含一个光电探测器加上多路复用电路。它可以选择性地包括信号放大和处理电路(像素元件未显示)。每个硅光电探测器响应入射可见光和近红外(NIR)辐射。每个像素产生与在所定义的集成期间入射在光电探测器上的累积的可见光和NIR辐射成正比的输出信号。

[0007]通过由一行多路器14产生的一组行信号控制单一行中的所有像素12。行多路器包含在包括像素重设和集成期间的长度的像素范围内进行行寻址和定时功能的电路。单一行中的所有像素同时输出到列总线15上,但是不同行中的像素可以不同时输出。这种交错允许列中的像素分享列总线15,一次性地顺序地将它们的输出信号多路传输到列总线上。

[0008]单一列中的所有像素12通过列总线15将它们的输出信号输出到列多路器17。像素输出信号被多路输出到列总线上,以响应来自行多路器14的控制信号。列多路器内的电路(未显示)可以执行包括放大、噪音低减和多路复用成预定义的视频或图像格式,例如标准TV视频序列的许多功能。

[0009]可以通过图像信号处理器18进一步处理由列多路器17产生的视频或图像信号,以识别、改善和增强图像。例如,图像信号处理器可以探测并高亮图像中的边缘。或者,处理器18可以通过控制信号调整平均图像强度以修改集成期间的长度。可以在Ackland等人发表于1996年2月在IEEE Int.Sohd-State Circuits Conf第22-25页的“芯片上摄像机”中找到有关示例的常规成像器的结构和操作的进一步细节,在此引入,作为参考。

[0010]可以通过将滤色器的镶嵌块(mosaic)布置于像素阵列上,使成像器10适应提供彩色图像。图2示出了滤色器22R、22G和22B(分别为红色、绿色和蓝色)的典型镶嵌块阵列20。镶嵌块阵列20可以是布置在像素阵列11上的n行乘m列的红色、绿色和蓝色滤色器阵列,使得每个滤色器准确地覆盖一个像素12。

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