[发明专利]具有可变带宽的图像传感器全局快门供电电路

说明书

本申请案涉及一种具有可变带宽的图像传感器全局快门供电电路。像素单元包含光电二极管以积累图像电荷。全局快门晶体管耦合到所述光电二极管以响应于全局快门控制信号而将所述光电二极管中的所述图像电荷复位。全局快门控制信号产生器电路产生所述全局快门控制信号以具有第一值信号或第二值信号。所述第一值信号经耦合以接通所述全局快门晶体管以将所述光电二极管复位。所述第二值信号将所述全局快门晶体管控制为低漏电关断模式。供电电路经耦合以将所述第二值信号提供到所述全局快门控制信号产生器电路。所述供电电路包含可变滤波器电路，其耦合到所述供电电路的输出以响应于带宽选择信号而选择性地改变所述第二值信号的带宽。

技术领域

本发明大体上涉及图像传感器。更具体地说，本发明的实例涉及具有全局快门的图像传感器像素单元。

背景技术

对于高速图像传感器，可使用全局快门来捕捉快速移动物体。全局快门通常使得图像传感器中的所有像素单元能够同时捕捉图像。对于较慢移动的物体，使用最常见的滚动快门。滚动快门通常按顺序捕捉图像。例如，可循序启用二维(“2D”)像素单元阵列内的每一行，使得单个行内的每一像素单元同时捕捉图像，但是每一行是以滚动次序启用。因而，像素单元的每一行在不同的图像获取窗期间捕捉图像。对于缓慢的移动物体，每一行之间的时间差可产生图像失真。对于快速移动物体，滚动快门可导致沿物体的移动轴的可感知伸长失真。

在全局快门图像传感器中，在开始正常曝光操作之前利用复位电压(例如，AVDD)初始化所有像素单元。此复位通常是凭借通过全局快门开关将每个像素连接到AVDD电压而实现。在复位之后，关断每一像素中的全局快门开关，这接着使得每一像素能够开始正常曝光操作。

发明内容

一方面，本申请案涉及一种像素单元。所述像素单元包括：光电二极管，其安置在半导体材料中以响应于引导到所述光电二极管的入射光而积累图像电荷；全局快门晶体管，其安置在所述半导体材料中且耦合到所述光电二极管以响应于全局快门控制信号而选择性地将所述光电二极管中的所述图像电荷复位；全局快门控制信号产生器电路，其经耦合以产生所述全局快门控制信号以具有第一值信号或第二值信号，其中所述全局快门控制信号的所述第一值经耦合以接通所述全局快门晶体管以将所述光电二极管复位，其中所述全局快门控制信号的所述第二值经耦合以将所述全局快门晶体管控制为低漏电关断模式；及供电电路，其经耦合以将所述第二值信号提供到所述全局快门控制信号产生器电路，其中所述供电电路包含可变滤波器电路，其耦合到所述供电电路的输出以响应于带宽选择信号而选择性地改变所述第二值信号的带宽。

另一方面，本申请案涉及一种成像系统。所成像系统包括：像素单元的像素阵列，其中所述像素单元中的每一者包含：光电二极管，其安置在半导体材料中以响应于引导到所述光电二极管的入射光而积累图像电荷；全局快门晶体管，其安置在所述半导体材料中且耦合到所述光电二极管以响应于全局快门控制信号而选择性地将所述光电二极管中的所述图像电荷复位；全局快门控制信号产生器电路，其经耦合以产生所述全局快门控制信号以具有第一值信号或第二值信号，其中所述全局快门控制信号的所述第一值经耦合以接通所述全局快门晶体管以将所述光电二极管复位，其中所述全局快门控制信号的所述第二值经耦合以将所述全局快门晶体管控制为低漏电关断模式；及供电电路，其经耦合以将所述第二值信号提供到所述全局快门控制信号产生器电路，其中所述供电电路包含可变滤波器电路，其耦合到所述供电电路的输出以响应于带宽选择信号而选择性地改变所述第二值信号的带宽；控制电路，其耦合到所述像素阵列以控制所述像素阵列的操作；及读出电路，其耦合到所述像素阵列以从所述多个像素读出图像数据。