[发明专利]图像传感器和操作图像传感器的像素簇的方法

权利要求书

1.一种图像传感器，包括：

控制器;

多个像素簇，每个像素簇包括耦合到复位晶体管、浮置扩散节点、源极跟随器和选择晶体管的多个像素，所述选择晶体管耦合到选择信号，像素簇的每个像素包括：

光电二极管；以及

传送晶体管，所述传送晶体管具有耦合到所述光电二极管的第一端子、耦合到所述浮置扩散节点的第二端子、以及栅极，

其中，所述控制器被配置为响应于像素操作而向所述传送晶体管的栅极施加传送控制信号，所述传送控制信号具有正电压电平、负电压电平和接地电压电平中的一个;

其中，所述图像传感器还包括：

缓冲电路，包括：

第一CMOS反相器，其耦合到正电压端子和负电压端子，并且包括用于接收由所述控制器提供的传送信号的输入端和用于响应于所述传送信号而提供第二传送信号的输出端；以及

第二CMOS反相器，其耦合到所述第一CMOS反相器，并且包括用于接收所述第二传送信号的输入端;以及

多路复用器，其具有耦合到接地端子的第一输入端、耦合到所述负电压端子的第二输入端、耦合到所述选择信号的第三输入端、以及耦合到所述第二CMOS反相器的输出端，

其中，所述多路复用器被配置为响应于所述选择信号而在所述多路复用器的输出端提供负电压和接地电压，所述第二CMOS反相器包括被配置为响应于所述选择信号和所述传送信号而提供多个电压电平的输出端；

或者其中，所述图像传感器还包括：

PMOS晶体管，其具有耦合到正电压端子的源极、漏极、以及耦合到所述传送控制信号的栅极；

第一NMOS晶体管，其具有耦合到所述PMOS晶体管的漏极的第一源极、耦合到接地端子的第一漏极、以及第一栅极；

第二NMOS晶体管，其具有耦合到所述PMOS晶体管的漏极的第二源极、耦合到具有所述负电压电平的负电压端子的第二漏极、以及第二栅极；

第一逻辑栅极，其具有耦合到由所述控制器提供的传送信号的第一输入端、耦合到所述选择信号的第二输入端、以及耦合到所述第一NMOS晶体管的第一栅极的第一输出端；

第二逻辑栅极，其具有耦合到所述传送控制信号的第三输入端、耦合到与所述选择信号互补的第二选择信号的第四输入端、以及耦合到所述第二NMOS晶体管的第二栅极的第二输出端，

其中，所述PMOS晶体管被配置为响应于所述传送信号而提供所述正电压电平，所述第一NMOS晶体管被配置为响应于所述第一逻辑栅极的所述第一输出端而提供所述接地电压电平，所述第二NMOS晶体管被配置为响应于所述第二逻辑栅极的所述第二输出端而提供所述负电压电平。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述控制器被配置为：在像素电荷传送间隔施加所述正电压电平到所述传送晶体管的栅极，在像素复位间隔施加所述接地电压电平到所述传送晶体管的栅极，在像素曝光间隔施加所述负电压电平到所述传送晶体管的栅极。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述控制器被配置为：在所述选择晶体管关断的时间间隔期间,向像素簇中的每个像素的所述传送晶体管的栅极施加所述负电压电平，并且在所述选择晶体管导通的时间间隔期间，交替地施加所述正电压电平和所述接地电压电平来导通和关断所述复位晶体管，以用于读出所述浮置扩散节点中的第一电荷信号并且用于将所述第一电荷信号转换为所述像素簇中的每个像素的第一数字数据。

4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，所述控制器还被配置为：在所述选择晶体管导通并且所述复位晶体管关断的时间间隔期间，交替地施加所述正电压电平和所述接地电压电平以导通和关断所述传送晶体管，以用于读出所述浮置扩散节点中的第二电荷信号并且用于将所述第二电荷信号转换为所述像素簇中的每个像素的第二数字数据。