[发明专利]用于在环境光条件下生成图像数据的成像系统和方法

权利要求书

1.一种图像传感器像素，所述图像传感器像素包括：

光敏元件；

浮动扩散区；

电荷存储结构，所述电荷存储结构插置在所述光敏元件和所述浮动扩散区之间；和

电位势垒结构，所述电位势垒结构插置在所述光敏元件和所述电荷存储结构之间并且基于所述电位势垒结构的控制端子处的输入信号来提供电位势垒电平，其中所述光敏元件耦接到所述电位势垒结构的所述控制端子。

2.根据权利要求1所述的图像传感器像素，所述图像传感器像素还包括：

晶体管，所述晶体管将所述光敏元件耦接到所述电位势垒结构的所述控制端子，其中所述电位势垒结构包括附加晶体管，其中所述控制端子包括所述附加晶体管的栅极端子，并且其中所述附加晶体管具有耦接到所述光敏元件的第一源极-漏极端子和耦接到所述电荷存储结构的第二源极-漏极端子。

3.根据权利要求2所述的图像传感器像素，所述图像传感器像素还包括：

第二附加晶体管，所述第二附加晶体管将电压源耦接到所述电位势垒结构的所述控制端子。

4.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其中所述电荷存储结构沿第一路径插置在所述光敏元件和所述浮动扩散区之间，所述图像传感器像素还包括：

附加电荷存储结构，所述附加电荷存储结构沿第二路径插置在所述光敏元件和所述浮动扩散区之间。

5.根据权利要求4所述的图像传感器像素，所述图像传感器像素还包括：

第一晶体管，所述第一晶体管插置在所述电位势垒结构和所述电荷存储结构之间；

第二晶体管，所述第二晶体管插置在所述电位势垒结构和所述附加电荷存储结构之间；

第三晶体管，所述第三晶体管插置在所述电荷存储结构和所述浮动扩散区之间；

第四晶体管，所述第四晶体管插置在所述附加电荷存储结构和所述浮动扩散区之间；

抗光晕晶体管，所述抗光晕晶体管将所述光敏元件耦接到电压源；

复位晶体管，所述复位晶体管将所述浮动扩散区耦接到所述电压源；

源极跟随器晶体管，所述源极跟随器晶体管耦接到所述浮动扩散区；和

行选择晶体管，所述行选择晶体管将所述源极跟随器晶体管耦接到像素输出路径。

6.根据权利要求1所述的图像传感器像素，所述图像传感器像素还包括：

过滤结构，所述过滤结构设置在所述光敏元件上方并且将红外光传递到所述光敏元件。

7.一种成像系统，所述成像系统包括：

光源，所述光源被配置为发射光；和

图像传感器，所述图像传感器具有图像传感器像素阵列，其中所述图像传感器像素阵列中的给定图像传感器像素包括：

光敏元件，所述光敏元件被配置为接收所述发射光的反射型式；

电荷存储区，所述电荷存储区耦接到所述光敏元件；和

晶体管，所述晶体管插置在所述光敏元件和所述电荷存储区之间，其中所述晶体管具有耦接到所述光敏元件的栅极端子。

8.根据权利要求7所述的成像系统，其中所述光源包括被配置为发射红外光的红外光源并且所述光敏元件被配置为接收所发射的红外光的反射型式，其中所述光敏元件被配置为响应于环境光而生成电荷并且所述晶体管的所述栅极端子被配置为接收与响应于所述环境光而生成的所述电荷相关联的电压，其中所述晶体管被配置为基于与响应于所述环境光而生成的所述电荷相关联的所述电压在所述光敏元件和所述电荷存储区之间提供电压势垒，并且其中所述光敏元件被配置为响应于所述发射光的所述反射型式而生成附加电荷并且所述电压势垒被配置为仅将所生成的所述附加电荷的一部分传递到所述电荷存储区。