[发明专利]成像电路及其操作方法以及图像传感器像素

权利要求书

1.成像电路，所述成像电路包括：

第一像素，所述第一像素具有第一浮动扩散节点；

第一可调电路，所述第一可调电路被配置为向所述第一浮动扩散节点施加第一权重使得所述第一像素输出第一加权像素值；

第二像素，所述第二像素具有第二浮动扩散节点；

第二可调电路，所述第二可调电路被配置为向所述第二浮动扩散节点施加第二权重使得所述第二像素输出第二加权像素值；和

输出电路，所述输出电路被配置为将所述第一加权像素值和所述第二加权像素值组合以生成对应的模拟输出电压。

2.根据权利要求1所述的成像电路，其中所述第一像素和所述第二像素形成在第一管芯上，其中所述第一可调电路和所述第二可调电路以及所述输出电路形成在第二管芯上，并且其中所述第一管芯堆叠在所述第二管芯的顶部。

3.根据权利要求1所述的成像电路，其中所述第一可调电路包括可变电容器，并且其中所述第一可调电路在多个像素行之间共享。

4.根据权利要求1所述的成像电路，还包括：

双转换增益开关，所述双转换增益开关插置在所述第一浮动扩散节点和所述第一可调电路之间。

5.根据权利要求1所述的成像电路，其中所述输出电路包括：

放大器，所述放大器具有负输入和正输入；

第一电阻器，所述第一电阻器耦接在所述放大器的所述负输入与所述第一像素的第一像素输出线之间；

第二电阻器，所述第二电阻器耦接在所述放大器的所述负输入与所述第二像素的第二像素输出线之间；

第一开关，所述第一开关与所述第一电阻器串行耦接；

第二开关，所述第二开关与所述第二电阻器串行耦接；

参考开关，所述参考开关被配置为向所述放大器的所述负输入施加重置电压；和

可变加权电阻器，所述可变加权电阻器与所述参考开关串行耦接。

6.根据权利要求5所述的成像电路，其中所述放大器被配置为在其正输入处接收共模电压，并且其中所述输出电路还包括：

积分电容器，所述积分电容器耦接到所述正输入和所述负输入中的至少一者；

第一组开关，所述第一组开关可操作以在第一配置中将所述积分电容器耦接到所述放大器；和

第二组开关，所述第二组开关可操作以在与所述第一配置不同的第二配置中将所述积分电容器耦接到所述放大器。

7.根据权利要求1所述的成像电路，其中所述输出电路包括：

放大器，所述放大器具有负输入和正输入；

第一求和电容器，所述第一求和电容器耦接在所述放大器的所述负输入与所述第一像素的第一像素输出线之间；

第二求和电容器，所述第二求和电容器耦接在所述放大器的所述负输入与所述第二像素的第二像素输出线之间；

第一开关，所述第一开关与所述第一求和电容器串行耦接；

第二开关，所述第二开关与所述第二求和电容器串行耦接；

第一参考开关，所述第一参考开关被配置为向所述第一求和电容器施加重置电压；和

第二参考开关，所述第二参考开关被配置为向所述第二求和电容器施加所述重置电压。

8.一种操作成像电路的方法，所述方法包括：

使用第一核加权电路将第一加权施加到第一像素，其中所述第一核加权电路被配置为改变在所述第一像素的浮动扩散节点处的电压；以及

使用第二核加权电路将第二加权施加到第二像素，其中所述第二核加权电路被配置为改变所述第二像素的浮动扩散节点处的电压。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一核加权电路和所述第二核加权电路包括可变电容器电路，所述方法还包括：

对所述可变电容器电路进行清除；

激活第一输出开关以从所述第一像素读出正加权像素值；

激活第二输出开关以从所述第二像素读出负加权像素值；以及

计算所述正加权像素值与所述负加权像素值之间的差值。

10.一种图像传感器像素，包括：

浮动扩散节点；

可调核加权电路，所述可调核加权电路被配置为向所述浮动扩散节点施加可调核权重；和

双转换增益开关，所述双转换增益开关耦接在所述浮动扩散节点与所述可调核加权电路之间。