[发明专利]使用电荷泵产生像素驱动电压

说明书

一种图像传感器(10)包括：阵列(11)，该阵列包括像素(30)的行(51、52)和列(71至73)；第一数量N个连接线(58至60)，其连接到阵列(11)的第一数量N个像素(30)；电压调节电路(15)，其具有输出(61)；第一端子(66)；和驱动器电路(12)。驱动器电路(12)具有耦合到第一数量N个连接线(58到60)和电压调节电路(15)的输出(61)的第一数量N个开关(62到64)，以及耦合到第一数量N个连接线(58至60)和第一端子(66)的第一数量N个另外的开关(67至69)。第一个数量N至少为二。

本公开涉及一种图像传感器、一种包括该图像传感器的相机、一种包括该相机的装置以及一种用于提供电压的方法。

图像传感器包括以列和行的阵列布置的多个像素。图像传感器的驱动器电路耦合到像素以向像素的晶体管提供控制电压或电源电压。该电压必须以有效的方式提供给像素。

一个目的是提供一种图像传感器、一种包括该图像传感器的相机、一种包括该相机的装置以及一种用于提供有效驱动图像传感器的像素的电压的方法。

这些目的通过独立权利要求的主题实现。在从属权利要求中描述了进一步的改进方案和实施例。

在一个实施例中，图像传感器包括包含像素的行和列的阵列、连接到阵列的第一数量N个像素的第一数量N个连接线、具有输出的电压调节电路、第一端子和驱动器电路。驱动器电路包括耦合到第一数量N个连接线和电压调节电路的输出的第一数量N个开关。此外，驱动器电路包括耦合到第一数量N个连接线和第一端子的第一数量N个另外的开关。第一数量是至少两个。

有利地，通过第一数量N个开关和第一数量N个另外的开关，由电压调节电路提供的输出电压和在第一端子处分接的第一端子电压能够经由第一数量N个连接线选择性地提供给第一数量N个像素。例如，第一数量N个连接线的单个连接线或第一数量N个连接线的几个连接线可以与第一端子导电连接，其中，在同一时间点，第一数量N个连接线的其他连接线导电连接到电压调节电路的输出。

或者，第一数量为至少三、至少四、至少十、至少100或至少1000。

在一个实施例中，图像传感器被实现为互补金属氧化物半导体、CMOS、图像传感器。有利地，CMOS图像传感器能够被设计用于高帧率。因此，可以捕获非常快速的图像序列。CMOS图像传感器能够被配置为在低光和高光条件下工作。

在一个实施例中，像素包括光电二极管、传输晶体管、经由传输晶体管耦合到光电二极管的感测节点、复位晶体管和经由复位晶体管耦合到感测节点的电源输入。该像素是第一数量N个像素之一。在一个示例中，可以实现第一数量N个像素中的每一个，诸如像素。

在一个实施例中，第一数量N个连接线中的一个连接线连接到传输晶体管的控制端子。因此，传输晶体管的控制端子选择性地导电连接到电压调节电路的输出或第一端子。第一数量N个连接线连接到第一数量像素的传输晶体管的控制端子。第一数量像素的传输晶体管的控制端子经由第一数量N个连接线和驱动器电路接收输出电压或第一端子电压。

在一个替代实施例中，第一数量N个连接线中的一个连接线连接到复位晶体管的控制端子。因此，复位晶体管的控制端子选择性地导电连接到电压调节电路的输出或第一端子。第一数量N个连接线连接到第一数量像素的复位晶体管的控制端子。第一数量像素的复位晶体管的控制端子经由第一数量N个连接线和驱动器电路接收输出电压或第一端子电压。

在一个实施例中，在图像传感器操作期间的任何时间点，第一数量N个开关中的大部分被设置为导通状态。因此，在图像传感器的操作期间的此时，第一数量N个开关中的少数被设置为非导通状态。每个连接线获得一个电容，该电容可以是寄生电容。由于第一数量N个开关的大部分导电地连接到电压调节电路的输出，所以输出电压通过第一数量N个连接线中的大部分的电容值的总和来稳定。