[发明专利]像素到像素复制器设备、系统及方法

说明书

相关申请案交叉参考

本专利申请案主张2007年6月27日提出申请的美国第11/769,517号申请案的优 先权权益，所述申请案以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体来说涉及成像装置，包含用于像素到像素电荷复制以补偿成像装置的 曝光期间的图像移位的设备、系统及方法。

背景技术

存在许多不同类型的基于半导体的成像器，其中包含电荷耦合装置(CCD)、光 电二极管阵列、电荷注入装置及混合焦平面阵列。由于CCD技术提供具有小像素大小 (高分辨率)的大阵列大小，因此所述大阵列大小极适于其中间距至关重要的成像应 用。然而，在某些应用中，CCD成像器极易受到辐射损伤，需要良好的光屏蔽来避免 图像污点，展现相对高的功率耗散，且难以与CMOS处理集成。相比之下，互补金属 氧化物半导体(CMOS)成像器可展现低电压操作及低功率损耗，同时提供相对低的 制造成本且能够与现有CMOS控制逻辑及图像处理兼容。此外，在图像获取期间， CMOS成像器还可在不使用像素到像素传送操作的情况下提供对图像数据的随机存 取。

CMOS成像装置包含像素单元阵列，每一像素单元可包括光电传感器，例如上覆 在衬底上的光电门、光电导体或光电二极管。所述光电传感器用于依据在集成周期上 所接收的光积累电荷。每一像素单元可进一步包括读出电路，所述读取电路包含形成 于所述衬底中的输出场效应晶体管(FET)，所述输出场效应晶体管具有连接到输出 晶体管的栅极的感测节点，例如浮动扩散节点。成像器可包含用于将电荷从衬底的下 伏部分传送到所述感测节点的额外晶体管及用于在电荷传送之前先将感测节点复位到 规定的电荷电平的晶体管。

在图像获取时间(例如曝光时间)期间来自移动对象的图像模糊可通过用CMOS 成像器追踪已成像对象或以较高速度读取CMOS图像传感器得以解决。以较高速度读 取图像传感器通常转变为使用较高速度的处理，其中电容同量地增加以将经数字化图 像的多个帧存储在外部存储器中。因此，需要操作以使在图像传感器内及通过图像传 感器可处理图像数据的速度增加的设备、系统及方法。

附图说明

图1是根据本发明各种实施例的CMOS成像器电路。

图2是根据本发明各种实施例包含注入能力的CMOS成像器电路。

图3是根据本发明各种实施例具有一组缓冲器像素的像素阵列，其图解说明图像 在集成时间结束以前的移动。

图4是根据本发明各种实施例使用CMOS成像器及分布式放大器的电荷复制电路 的示意图，其图解说明从源像素到缓冲器像素的数据传送。

图5是根据本发明各种实施例使用CMOS成像器及分布式放大器的电荷复制电路 的示意图，其图解说明从缓冲器像素到目的地像素的参考匹配。

图6是根据本发明各种实施例使用CMOS成像器及分布式放大器的电荷复制电路 的示意图，其图解说明在已发生参考匹配之后从缓冲器像素到目的地像素的数据传送。

图7是图解说明根据本发明一个实施例在图像装置像素阵列内进行像素电荷复制 的方法的流程图。

图8是根据本发明各种实施例的系统的方块图。

具体实施方式

所揭示实施例中的某些实施例提供一种用于进行像素到像素电荷复制以补偿在 成像装置的曝光时间期间成像阵列内的图像对象移位的方法。本文中使用的术语“像 素”是指含有光电转换装置或光电传感器及用于处理来自所述光电转换装置所感测的 电磁辐射的电信号的晶体管的光电元件单位单元。在实施例中，布置为行与列的图像 传感器阵列可将电荷从开始像素行或源像素复制到临时存储像素行或缓冲器像素。接 着将缓冲器像素中所存储的电荷复制到最后像素行或目的地像素。像素到像素电荷复 制准许将图像数据重新记录在图像阵列的模拟域内，此可有助于减少与曝光时间期间 图像对象的移动相关联的图像模糊。