[发明专利]线性对数图像传感器

权利要求书

1.一种用于高动态范围图像传感器中的像素阵列，其包括：

多个像素，其在所述像素阵列中布置在多个行和列中，其中所述像素中的每一者包括：

线性子像素，其经安置在半导体材料中，其中所述线性子像素经耦合以响应于入射光而产生具有线性响应的线性输出信号，其中所述线性子像素包含安置在所述半导体材料中的第一光电二极管；

对数子像素，其经安置在所述半导体材料中，其中所述对数子像素经耦合以响应于所述入射光而产生具有对数响应的对数输出信号，其中所述对数子像素包含安置在所述半导体材料中的第二光电二极管，其中使用经引导通过所述半导体材料的入射平面的所述入射光来照明所述第一光电二极管和第二光电二极管，其中所述入射平面上由所述第一光电二极管占有的第一面积大于所述入射平面上由所述第二光电二极管占有的第二面积；

耦合到所述多个像素的多个位线，其中所述多个位线中的每一者耦合到所述多个像素的对应分组，其中每个位线与所述多个像素的所述对应分组的所述线性子像素和所述对数子像素两者相耦合以接收所述线性输出信号和所述对数输出信号。

2.根据权利要求1所述的像素阵列，其中所述多个位线中的所述每一者为列位线，且其中所述多个像素的所述对应分组为所述像素阵列的列。

3.根据权利要求1所述的像素阵列，其中所述像素阵列中的线性子像素的数量与对数子像素的数量的比为1:1。

4.根据权利要求1所述的像素阵列，其中所述多个像素的所述线性子像素和所述对数子像素在所述像素阵列中布置在正方形网格图案中以使得所述对数子像素大体上为正方形且所述线性子像素大体上为八边形。

5.根据权利要求1所述的像素阵列，其进一步包括经安置在所述多个像素上方的滤色片阵列，其中所述多个像素中的每一者在所述线性子像素和所述对数子像素上方具有相同滤色片。

6.根据权利要求4所述的像素阵列，其中所述对数子像素的四个边中的一者与所述线性子像素八个边中的一者大体上平行并在长度上大体上相等。

7.根据权利要求1所述的像素阵列，其中所述入射平面在所述半导体材料的背侧上。

8.根据权利要求1所述的像素阵列，其中线性子像素支持电路耦合到所述第一光电二极管，其中对数子像素支持电路耦合到所述第二光电二极管，其中所述线性子像素支持电路和对数子像素支持电路经安置靠近所述半导体材料的电路平面。

9.根据权利要求8所述的像素阵列，其中所述电路平面靠近所述半导体材料的前侧。

10.根据权利要求1所述的像素阵列，其中所述线性子像素包括：

所述第一光电二极管经耦合以响应于所述入射光而产生第一图像电荷；

传输晶体管，其耦合到所述第一光电二极管以响应于传输信号而将所述第一图像电荷从所述第一光电二极管传送到浮动扩散；

第一复位晶体管，其耦合到所述浮动扩散以响应于复位信号而复位所述浮动扩散；

第一放大器，其耦合到所述浮动扩散以响应于所述第一图像电荷而产生所述线性输出信号；及

第一行选择晶体管，其耦合于所述第一放大器与所述位线之间以响应于行选择信号而输出所述线性输出信号到所述位线。

11.根据权利要求1所述的像素阵列，其中所述对数子像素包括：

所述第二光电二极管经耦合以响应于所述入射光而产生第二图像电荷；

第二复位晶体管，其耦合到所述第二光电二极管以响应于复位信号而复位所述第二光电二极管；

第二放大器，其耦合到所述第二光电二极管；

第三放大器，其耦合到所述第二放大器以响应于所述第二图像电荷而产生所述对数输出信号；及

第二行选择晶体管，其耦合于所述第三放大器与所述位线之间以响应于行选择信号而输出所述对数输出信号到所述位线。