[发明专利]具有多个光电二极管的像素传感器

权利要求书

1.一种装置，包括：

第一光电二极管；

第二光电二极管；

电荷感测单元；

第一电荷排出晶体管，其耦合在所述第一光电二极管和第一电荷吸收器之间；

第二电荷排出晶体管，其耦合在所述第二光电二极管和第二电荷吸收器之间；

第一电荷转移晶体管，其耦合在所述第一光电二极管和所述电荷感测单元之间；

第二电荷转移晶体管，其耦合在所述第二光电二极管和所述电荷感测单元之间；和

控制器，其被配置为：

基于来自所述第一光电二极管的第一电荷和来自所述第二光电二极管的第二电荷是在曝光周期内同时流向所述电荷感测单元还是在不同时间流向所述电荷感测单元，来确定用于所述第一电荷转移晶体管和所述第一电荷排出晶体管的第一偏置信号、以及用于所述第二电荷转移晶体管和所述第二电荷排出晶体管的第二偏置信号；和

向所述第一电荷转移晶体管和所述第一电荷排出晶体管提供所述第一偏置信号，向所述第二电荷转移晶体管和所述第二电荷排出晶体管提供所述第二偏置信号，以控制在所述曝光周期内所述第一电荷和所述第二电荷相对于所述电荷感测单元的流动方向。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一电荷包括在所述第一光电二极管被第一剩余电荷饱和之后，由所述第一光电二极管响应于所述曝光周期内的光而输出的第一溢出电荷；和

其中所述第二电荷包括在所述第二光电二极管被第二剩余电荷饱和之后，由所述第二光电二极管响应于所述曝光周期内的光而输出的第二溢出电荷。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第一溢出电荷不与所述第二溢出电荷组合；

其中所述控制器被配置为在所述曝光周期内，将所述第一偏置信号提供给所述第一电荷排出晶体管和所述第一电荷转移晶体管，并将所述第二偏置信号提供给所述第二电荷排出晶体管和所述第二电荷转移晶体管，以使得所述第一溢出电荷能够流向所述电荷感测单元，并且使得所述第二溢出电荷能够流向所述第二电荷吸收器。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述电荷感测单元包括用于将电荷转换成电压的电荷存储设备；

其中所述装置还包括量化器；

其中所述控制器被配置成在所述曝光周期之后：

从所述电荷感测单元获得与所述第一溢出电荷的量相关的第一电压；

控制所述量化器量化所述第一电压的幅度以产生第一量化输出；

向所述第一电荷排出晶体管和所述第一电荷转移晶体管提供第三偏置信号，以将所述第一剩余电荷转移到所述电荷感测单元；

从所述电荷感测单元获得与所述第一剩余电荷的量相关的第二电压；

控制所述量化器量化所述第二电压的幅度以产生第二量化输出；

向所述第二电荷排出晶体管和所述第二晶体管提供第四偏置信号，以将所述第二剩余电荷转移到所述电荷感测单元；

从所述电荷感测单元获得与所述第二剩余电荷的量相关的第三电压；和

控制所述量化器量化所述第三电压的幅度以产生第三量化输出，

其中选择所述第一量化输出或所述第二量化输出之一来表示由所述第一光电二极管感测的入射光的强度；和

其中输出所述第三量化输出以表示由所述第二光电二极管感测的入射光的强度。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述控制器被配置为控制所述量化器在所述曝光周期内测量所述第一电压达到所述电荷感测单元的所述电荷存储设备的饱和阈值的时间，以产生第四量化输出；和

其中选择所述第一量化输出、所述第二量化输出或所述第四量化输出之一来表示由所述第一光电二极管感测的入射光的强度。

6.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第一溢出电荷将与所述第二溢出电荷组合；

其中所述控制器被配置为在所述曝光周期内，将所述第一偏置信号提供给所述第一电荷排出晶体管和所述第一电荷转移晶体管，并将所述第二偏置信号提供给所述第二电荷排出晶体管和所述第二电荷转移晶体管，以使得所述第一溢出电荷和所述第二电荷都能够流到所述电荷感测单元。