[发明专利]具有可控转换增益的图像传感器

权利要求书

1.一种图像传感器，包括：

像素，其包括将入射光转换为电信号的光电转换元件、调节在其处存储与电信号相对应的电荷的浮动扩散FD节点的电容的开关、以及基于所述FD节点处的电压将输出电压输出的读出电路；

模数转换器ADC，其被配置为分别在第一时间和第二时间对通过输出线从所述读出电路传输的输出电压进行采样，并且基于在所述第一时间处采样的输出电压和在所述第二时间处采样的输出电压之间的差来生成数字代码；以及

转换增益控制器，其被配置为通过在所述第一时间和所述第二时间之间的第三时间将通过所述输出线从所述读出电路传输的输出电压与阈值电压进行比较来生成转换增益控制信号，并且通过用通过转换增益控制线而提供的所述转换增益控制信号控制所述开关来设置所述像素的转换增益。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，在所述开关通过所述转换增益控制信号而接通时的所述像素的第一转换增益不同于在所述开关通过所述转换增益控制信号而断开时的所述像素的第二转换增益。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述开关是第一开关，

其中，所述像素进一步包括第二开关，并且

其中，在所述第一时间和所述第三时间之间，所述第二开关通过传输信号而接通并且然后断开，其中，所述传输信号通过垂直于所述输出线和所述转换增益控制线放置的传输线而传输。

4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述开关是第一开关，

其中，所述像素进一步包括第二开关，

其中，在所述第一时间和所述第三时间之间，所述第二开关通过传输信号而接通并且然后断开，其中，所述传输信号通过垂直于所述输出线和所述转换增益控制线放置的传输线而传输；并且

其中，在所述第三时间和所述第二时间之间，所述第二开关通过所述传输信号而接通并且然后断开。

5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所有所述第一时间至第三时间都存在于与所述像素相关联的读取间隔内。

6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述模数转换器被进一步配置为生成指示所述像素的转换增益的转换增益数据。

7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述模数转换器被进一步配置为在所述第一时间之前的第四时间对通过所述输出线从所述读出电路传输的输出电压进行采样，并且基于所述第四时间的输出电压和所述第二时间的输出电压之间的差来生成数字代码。

8.根据权利要求7所述的图像传感器，其中，所述转换增益控制器被进一步配置为设置所述转换增益控制信号，使得所述开关在所述第四时间之前被接通。

9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述像素进一步包括连接在所述开关和电源电压之间的电容器。

10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述模数转换器进一步包括电路，其中，所述电路被配置为校准在所述开关通过所述转换增益控制信号而接通时的所述像素的第一转换增益和在所述开关通过所述转换增益控制信号而断开时的所述像素的第二转换增益之间的变化。

11.一种图像传感器，包括：

像素，其包括将入射光转换为电信号的光电转换元件、调节在其处存储与电信号相对应的电荷的浮动扩散FD节点的电容的开关、以及基于所述FD节点将输出电压输出的读出电路；

转换增益控制器，其被配置为通过将通过输出线从所述读出电路传输的输出电压与阈值电压进行比较来生成转换增益控制信号，并且通过转换增益控制线将所述转换增益控制信号提供给所述开关；以及

模数转换器，其被配置为基于通过所述像素、所述输出线、所述转换增益控制器和所述转换增益控制线使用反馈回路来传输所述转换增益控制信号之前的输出电压和使用所述反馈回路传输所述转换增益控制信号之后的输出电压之间的差来生成数字代码。