[发明专利]减少照明诱发的闪烁的图像传感器像素和成像系统

说明书

本发明揭示一种减少照明诱发的闪烁的图像传感器像素和一种成像系统。实例图像传感器像素可包含光电二极管、转移栅极、抗溢出栅极及第一及第二源极跟随器晶体管。所述光电二极管可捕获光且作为响应产生电荷，且所述光电二极管可具有电荷容量。所述转移栅极可将电荷选择性地转移到第一浮动扩散区，且当所述产生的电荷大于所述光电二极管电荷容量时，所述抗溢出栅极可将过量电荷选择性地转移到第二浮动扩散区。所述第一源极跟随器晶体管可通过栅极直接耦合到所述第一浮动扩散区，所述第一源极跟随器响应于第一行选择晶体管的启用选择性地输出第一信号到第一位线，且所述第二源极跟随器晶体管可电容耦合到所述第二浮动扩散区，所述第二源极跟随器响应于第二行选择晶体管的启用选择性地输出第二信号到第二位线。

技术领域

本发明大体涉及图像传感器，且特定来说但非排他性地，涉及具有像素的图像传感器，所述像素用于在所述图像传感器未诱发闪烁的情况下检测高强度光源。

背景技术

高速图像传感器已广泛用于不同领域中的许多应用，所述领域包含汽车领域、机器视觉领域及专业视频摄像领域。这些领域中的一些应用需要检测及捕获LED光，这被证明是有困难的。例如，汽车图像传感器面临LED闪烁的问题。未来汽车车灯、交通灯和标志将包含具有高峰值光强度的在90到300Hz下脉冲化的LED。这要求将最小曝光时间保持在10ms内。因此，需要非常高的满阱容量或非常低的光强度来避免像素饱和及失去有用的信息。

解决有用信息从饱和像素溢流和丢失的当前解决方案包含使用横向溢流集成电容器(LOFIC)增强满阱容量。当光电二极管在达到对应FWC之后充满时，过量的电荷泄漏到浮动漏极中。连接到浮动漏极的大电容器接着可存储过量的电荷。然而，最大满阱容量因此受浮动漏极电容器而不是光电二极管满阱容量限制。其它解决方案涉及使用非线性传感器(例如，对数传感器)来放大满阱容量，或使用分离二极管像素或子像素传感器来通过最小化小光电二极管的灵敏度而维持最小曝光时间。

发明内容

第一方面，提供一种减少高照明诱发的闪烁的图像传感器像素。所述图像传感器像素包含：光电二极管，其捕获光且作为响应产生电荷，所述光电二极管具有电荷容量；转移栅极，其将电荷选择性地转移到第一浮动扩散区；抗溢出栅极，当所述经产生的电荷大于所述光电二极管电荷容量时所述抗溢出栅极将过量电荷选择性地转移到第二浮动扩散区，所述过量电荷为大于所述光电二极管电荷容量的电荷量；第一源极跟随器晶体管，其通过栅极直接耦合到所述第一浮动扩散区，所述第一源极跟随器响应于第一行选择晶体管的启用而选择性地将第一信号输出到第一位线；及第二源极跟随器晶体管，其电容耦合到所述第二浮动扩散区，所述第二源极跟随器响应于第二行选择晶体管的启用而选择性地将第二信号输出到第二位线。

第二方面，提供一种用于在不诱发闪烁的情况下检测高照明源的成像系统。所述成像系统包含：像素阵列，其包含多个像素，每一像素包含：光电二极管，其接收图像光且作为响应产生电荷，所述光电二极管具有电荷存储容量；第一及第二浮动扩散区；转移栅极，其将由所述光电二极管产生的电荷选择性地耦合到所述第一浮动扩散区；抗溢出栅极，其将由所述光电二极管产生的过量电荷选择性地耦合到所述第二浮动扩散区，所述过量电荷为超过所述光电二极管的所述电荷存储容量的所产生的电荷量；第一及第二源极跟随器晶体管，所述第一源极跟随器晶体管直接耦合到所述第一浮动扩散区；及电容器，其将所述第二浮动扩散区电容耦合到所述第二源极跟随器晶体管。