[发明专利]图像传感器像素电路及成像系统

权利要求书

1.一种图像传感器像素电路，其特征在于，包括：

至少一组感光控制单元，每组感光控制单元包括光电二极管及传输晶体管；所述传输晶体管耦接于所述光电二极管和浮动扩散节点之间；

复位晶体管,耦接于第一电压源和所述浮动扩散节点之间，根据复位控制信号重置所述浮动扩散节点的电压；

放大输出单元，耦接至所述浮动扩散节点和第二电压源，对所述浮动扩散节点的电压信号进行放大输出；

全局曝光传输单元，包括信号存储单元、偏置晶体管以及全局曝光输出单元；其中：

所述信号存储单元耦接至所述放大输出单元，分别存储所述放大输出单元输出的浮动扩散节点的初始电压信号以及第二电压信号，其中所述第二电压信号为光电二极管累积的电荷转移到浮动扩散节点后的电压信号；

所述全局曝光输出单元用于对曝光结束后存储在所述信号存储单元的电压信号进行放大输出；

所述偏置晶体管的一端连接至所述放大输出单元的输出端，一端连接至地端，所述第二电压源为可变电压源，所述偏置晶体管根据偏置控制信号给所述放大输出单元提供电流偏置：当所述偏置晶体管在偏置控制信号的控制下处于开启状态，则其给所述放大输出单元提供电流偏置；当所述偏置晶体管在偏置控制信号的控制下处于关断状态，则所述放大输出单元的输出信号直接存储至信号存储单元。

2.如权利要求1所述的图像传感器像素电路，其特征在于，所述放大输出单元包括第一源极跟随晶体管，所述第一源极跟随晶体管的栅极耦接至所述浮动扩散节点，其漏极耦接至所述第二电压源，其源极作为输出端耦接至所述信号存储单元。

3.如权利要求1所述的图像传感器像素电路，其特征在于，所述信号存储单元包括:

第一存储单元,用于存储所述放大输出单元输出的初始电压信号；

第二存储单元,用于存储所述放大输出单元输出的第二电压信号，其中所述第二电压信号为光电二极管累积的电荷转移到浮动扩散节点后的电压信号。

4.如权利要求3所述的图像传感器像素电路，其特征在于，所述第一存储单元包括第一控制晶体管以及第一存储电容器，所述第二存储单元包括第二控制晶体管以及第二存储电容器；其中：

所述第二控制晶体管耦接在所述放大输出单元的输出端和第一控制晶体管之间，所述第二存储电容器的第一端子耦接至所述第一控制晶体管和所述第二控制晶体管的连接点；

所述第一控制晶体管耦接至所述第二控制晶体管的输出端及全局曝光输出单元之间，所述第一存储电容器的第一端子耦接至所述第一控制晶体管和所述全局曝光输出单元的连接点；

所述第二存储电容器的第二端子与所述第一存储电容器的第二端子共同连接地端或连接至指定电压值。

5.如权利要求4所述的图像传感器像素电路，其特征在于，所述第一存储电容器为单独的电容器件或者为所述第一控制晶体管的寄生电容，所述第二存储电容器为单独的电容器件或者为所述第二控制晶体管的寄生电容。

6.如权利要求1所述的图像传感器像素电路，其特征在于，所述全局曝光输出单元包括第二源极跟随晶体管以及行选择晶体管，所述第二源极跟随晶体管的栅极耦接至所述信号存储单元，其漏极耦接至第三电压源，其源极通过所述行选择晶体管耦接至列输出线。

7.如权利要求1所述的图像传感器像素电路，其特征在于，还包括滚动曝光输出晶体管，耦接在放大输出单元与列输出线之间。

8.如权利要求1或7所述的图像传感器像素电路，其特征在于，还包括双转换增益控制单元，耦接在所述复位晶体管与浮动扩散节点之间，用于实现增益控制。

9.如权利要求8所述的图像传感器像素电路，其特征在于，所述双转换增益控制单元包括双转换增益控制晶体管以及双转换增益电容器，所述双转换增益控制晶体管耦接于所述复位晶体管与浮动扩散节点之间；所述双转换增益电容器的第一端子耦接在所述双转换增益晶体管与复位晶体管之间的节点，其第二端子连接地端或指定电平。