[发明专利]获取图像数据的方法、供使用的HDR成像系统及像素

权利要求书

1.一种在高动态范围HDR图像传感器中从单个图像捕获的单个曝光从像素获取图像数据的方法，其包括：

在包含在所述像素中的多个子像素中的每一者中的光电检测器中于单个积分时间期间光生电荷载流子；

复位所述像素的共享浮动扩散；

取样所述共享浮动扩散以产生复位输出样本信号；

将在所述多个子像素的第一部分中光生的电荷载流子转移到所述共享浮动扩散；

取样所述共享浮动扩散以产生第一输出样本信号；

将在所述多个子像素的第二部分中光生的电荷载流子转移到所述共享浮动扩散；以及

取样所述共享浮动扩散以产生第二输出样本信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述像素的所述多个子像素中的每一者具有相同彩色滤光器。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述像素的所述多个子像素包含一或多个透明滤光器及一或多个彩色滤光器。

4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括通过发现所述第一复位输出样本信号与所述第一输出样本信号之间的差异，确定所述单个积分时间的第一相关双取样图像信号输出值。

5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括将所述第一相关双取样图像信号输出值用于亮光条件。

6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括通过发现所述复位输出样本信号与所述第二输出样本信号之间的差异，确定所述单个积分时间的第二相关双取样图像信号输出值。

7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括将所述第二相关双取样图像信号输出值用于低光条件。

8.根据权利要求1所述的方法，其中将在所述多个子像素的所述第一部分中光生的电荷载流子转移到所述共享浮动扩散包括将所述电荷载流子从所述多个子像素的所述第一部分的一或多个光电二极管转移到所述共享浮动扩散以产生所述第一输出信号。

9.根据权利要求1所述的方法，其中将在所述多个子像素的所述第二部分中光生的电荷载流子转移到所述共享浮动扩散包括将所述电荷载流子从所述多个子像素的所述第二部分的一或多个光电二极管转移到所述共享浮动扩散以产生所述第二输出信号。

10.一种用于高动态范围HDR图像传感器中的像素，其包括：

多个子像素，其中所述多个子像素中的每一者包含：

光电检测器，其用于在单个图像捕获的单个积分时间期间响应于入射光而光生图像电荷载流子；以及

转移晶体管，其耦合到所述光电检测器；

共享浮动扩散，其耦合到所述多个子像素，

其中所述多个子像素的第一部分的转移晶体管经耦合以将在所述多个子像素的所述第一部分的相应光电检测器中光生的图像电荷载流子选择性地转移到所述共享浮动扩散，且

其中所述多个子像素的第二部分的转移晶体管经耦合以将在所述多个子像素的所述第二部分的相应光电检测器中光生的图像电荷载流子选择性地转移到所述共享浮动扩散。

11.根据权利要求10所述的像素，其进一步包括复位晶体管，所述复位晶体管耦合到所述共享浮动扩散以复位共享浮动扩散节点。

12.根据权利要求11所述的像素，其进一步包括放大器晶体管，所述放大器晶体管具有耦合到所述共享浮动扩散的栅极端子，其中所述放大器晶体管经耦合以在所述共享浮动扩散由所述复位晶体管复位之后产生复位输出信号。

13.根据权利要求12所述的像素，其中所述放大器晶体管经进一步耦合以在所述多个子像素的所述第一部分的所述图像电荷载流子转移到所述共享浮动扩散之后产生第一输出信号。

14.根据权利要求13所述的像素，其中所述放大器晶体管经进一步耦合以在所述多个子像素的所述第二部分的所述图像电荷载流子转移到所述共享浮动扩散之后产生第二输出信号。

15.根据权利要求13所述的像素，其进一步包括行选择晶体管，所述行选择晶体管耦合到所述放大器晶体管以选择性地产生到所述像素的输出位线的所述复位、第一及第二输出信号。

16.根据权利要求10所述的像素，其中所述像素的多个子像素中的每一者包含相同彩色滤光器。