[发明专利]图像传感器、像素和操作像素的方法

权利要求书

1.一种图像传感器，包括：

像素阵列，多个像素布置在所述像素阵列中；和

行驱动器，用于控制所述多个像素，

其中，所述多个像素中的每一个包括：

第一光电二极管；

具有比所述第一光电二极管的光接收面积大的光接收面积的第二光电二极管；

第一浮动扩散节点，所述第一光电二极管生成的电荷存储在所述第一浮动扩散节点中；

连接到所述第一浮动扩散节点的第一电容器；和

包括串联到所述第一电容器的一端的电容器控制晶体管，

其中，对于所述多个像素中的每一个，所述行驱动器通过使用所述电容器控制晶体管来调整所述第一浮动扩散节点的电容，并且

其中，所述行驱动器在所述第一光电二极管的第一读出周期期间针对多个预设操作模式中的每一个调整所述电容。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述行驱动器通过在所述第一读出周期期间的第一时段中截止所述电容器控制晶体管来减小所述第一浮动扩散节点的电容，并且

其中，在所述第一时段期间，与所述第一光电二极管对应的像素信号的照度小于预设照度。

3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述多个像素中的每一个还包括：

开关晶体管，连接在所述第一浮动扩散节点和第二浮动扩散节点之间；

复位晶体管，包括连接到所述第二浮动扩散节点的一端和被施加复位电源电压的另一端；和

第一光电二极管转移晶体管，连接在所述第一光电二极管和所述第一浮动扩散节点之间，

其中，所述行驱动器在所述第一时段中导通所述开关晶体管，

其中，所述行驱动器通过在所述第一时段的复位时段中导通所述复位晶体管来复位所述第一浮动扩散节点，并控制要输出到读出电路的复位信号，所述复位信号与复位的第一浮动扩散节点的电压对应，并且

其中，所述行驱动器在所述第一时段的感测周期中导通所述第一光电二极管转移晶体管，以将所述第一光电二极管生成的电荷存储在所述第一浮动扩散节点中，并控制要输出到所述读出电路的感测信号，所述感测信号与存储电荷的所述第一浮动扩散节点对应。

4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述行驱动器在所述第一读出周期期间的第二时段中导通所述电容器控制晶体管，并将所述第一光电二极管中生成的电荷存储在所述第一浮动扩散节点和所述第一电容器两者中，并且

其中，在第二时段期间，与所述第一光电二极管对应的像素信号的照度大于或等于预设照度。

5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述多个像素中的每一个还包括：

基于复位电源电压复位所述第一浮动扩散节点的复位晶体管，

其中，在所述第二时段中，所述行驱动器控制要输出到读出电路的感测信号，所述感测信号与所述第一浮动扩散节点对应，导通所述复位晶体管以复位所述第一浮动扩散节点，并控制要输出到所述读出电路的复位信号，所述复位信号与复位的第一浮动扩散节点的电压对应。

6.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第一光电二极管对光源的敏感度基于所述第一时段中当所述行驱动器降低所述第一浮动扩散节点的电容时发生的信噪比(SNR)的改变来设置。

7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个像素中的每一个还包括：

第一光电二极管转移晶体管，连接在所述第一光电二极管和所述第一浮动扩散节点之间；

开关晶体管，连接在所述第一浮动扩散节点和第二浮动扩散节点之间；和

复位晶体管，连接在所述第二浮动扩散节点和复位电源电压之间。

8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个像素中的每一个还包括：

增益控制晶体管，连接在第三浮动扩散节点和第二浮动扩散节点之间，

其中，所述行驱动器在所述第二光电二极管的第二读出周期期间控制所述多个像素中的每一个在高转换增益(HCG)模式或低转换增益(LCG)模式下操作，其中，所述增益控制晶体管在所述高转换增益模式下截止，而所述增益控制晶体管在所述低转换增益模式下导通。