[发明专利]像素单元及其成像方法和成像装置

权利要求书

1.一种像素单元，包括第一像素子部分及第二像素子部分，所述第一像素子部分及第二像素子部分分别包括：

至少一个光电转换支路，其中，每个所述光电转换支路包括：

光电二极管；以及

转移晶体管，耦合至浮动扩散区域，其经控制将光电二极管的电荷转移到浮动扩散区域；

复位晶体管，其用于重置浮动扩散区域的电位；

电容，其第一极耦合到指定电压，其配置为存储所述光电二极管产生的电荷；

增益控制晶体管，其耦合在所述电容的第二极和浮动扩散区域之间，对所述电容与浮动扩散区域进行隔离控制；

复位晶体管，耦合至电容及所述增益控制晶体管，经控制信号对所述电容及所述增益控制晶体管耦合点进行电压复位；

源极跟随晶体管，耦合至所述浮动扩散区域，对浮动扩散区域的信号放大输出；

其中，所述第一像素子部分及第二像素子部分输出的像素耦合到同一列A/D转换单元。

2.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述第一像素子部分及第二像素子部分进一步分别包含一行选择晶体管，分别耦合至所述第一像素子部分及第二像素子部分的源极跟随晶体管的输出端，经同一行选择控制信号对输出像素行选择控制。

3.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述增益控制晶体管通过控制所述电容是否耦合到所述浮动扩散区域来改变所述浮动扩散区域的电容。

4.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述第一像素子部分的复位晶体管及第二像素子部分的复位晶体管共用同一复位控制信号。

5.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，耦合至所述电容第一极的指定电压为固定电压或可变电压。

6.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述电容为器件电容或所述复位晶体管和所述增益控制晶体管的连接点对地产生的寄生电容。

7.一种成像装置，包括：

像素阵列，其包括排列成行和列的多个像素单元，其中每个所述像素单元包括第一像素子部分及第二像素子部分，其中，所述第一像素子部分及第二像素子部分分别包括：

一个或多个光电二极管；

一个或多个转移晶体管，分别耦合至浮动扩散区域，将所述一个或多个光电二极管产生的电荷转移到浮动扩散区域；

电容，其第一极耦合到指定电压，其配置为存储所述光电二极管产生的电荷；

增益控制晶体管，其耦合在所述电容和浮动扩散区域之间，对所述电容与浮动扩散区域进行隔离控制；

复位晶体管，耦合至电容及所述增益控制晶体管，经控制信号对所述电容及所述增益控制晶体管耦合点进行电压复位；

源极跟随晶体管，其耦合至所述浮动扩散区域，对浮动扩散区域的信号放大输出；

其中，所述第一像素子部分及第二像素子部分输出的像素耦合到同一列A/D转换单元；以及

外围电路，其控制所述像素阵列，并对所述像素阵列输出的图像信号进行量化和处理。

8.根据权利要求7所述的成像装置，其特征在于，所述增益控制晶体管通过控制所述电容是否电耦合到所述浮动扩散区域来改变所述浮动扩散区域的电容。

9.根据权利要求7所述的成像装置，其特征在于，所述第一像素子部分及第二像素子部分进一步分别包括一行选择晶体管，耦合至所述源极跟随晶体管的输出端，经行选择控制信号对输出像素行进行输出控制。

10.根据权利要求9所述的成像装置，其特征在于，所述第一像素子部分的行选择晶体管及第二像素子部分的行选择晶体管共用同一行选择控制信号。

11.根据权利要求7所述的成像装置，其特征在于，所述外围电路包括列A/D转换单元，所述第一像素子部分及第二像素子部分输出的像素信号耦合到同一列A/D转换单元。