[发明专利]图象传感器

说明书

本发明涉及一种图象传感器，这种图象传感器具有存储器，此存储器与光电转换元件一起位于同一半导体芯片内。

总体上讲，作为光电转换系统，已经有多种系统，其中图象分别由CCD(电荷耦合器件)型的、MOS(金属氧化物半导体)型的、双极型的和类似的图象传感器阅读。对于摄像机和类似装置而言，常常使用图象质量非常好的CCD传感器。另一方面，近些年，甚至在后两种类型的传感器中，SN(信噪)比也提高了，实现了低功耗，并且传感器本身可以与其周边电路一起制备在一个芯片内，由此减小了尺寸。由于这些原因，这些优点已使这两种类型的传感器引起了公众的注意。

另外，近些年已提出了这样一个例子，即，光电转换元件被装配至光电转换模块(block)中，这些模块的驱动和输出条件可以独立地确定。下面将参照图1描述图象传感器中布置的多个光电转换模块中的一个模块的例子。图1示出了一个一维的图象传感器在此图中，数字1表示一个光电转换象素，它由一个双极型的晶体管2和一个MOS晶体管3组成。后者用于使晶体管2的基极复位在象素1中，在晶体管2的基极-集电极结区中形成的PN结被照射，通过由于入射光引起的电荷积累和基极电位的相应增大而产生的信号电压从晶体管2的发射极输出。如图1中所示，多个象素1布置在一行上

数字50表示用于使象素1的基极复位的电压源，数字4表示象素输出线。它连接至晶体管2的发射极，数字5表示用于使线4复位的MOS晶体管，数字6表示双极型晶体管，它的基极连接至线4。每行中的每个晶体管6的发射极连接至共用的输出线7。晶体管6用作检测光电转换输出的最大值的装置，由此与此象素阵列的最大输出电压相对应的电压从输出线7产生。

如上所述，通过将双极型晶体管的发射极连接至共用的输出线形成了最大电压检测电路。

数字8表示存储电容器，它用于存储象素的输出电压数字9表示开关MOS晶体管，它用于执行象素输出线4和电容器8之间的连接和断开，数字10表示MOS晶体管开关，它用于选择电容器8，数字11表示移位寄存器，它用于将控制信号输出至开关10的栅极，以便顺序地选择多个开关10，数字12表示输出线它用于阅读来自于所选择的电容器8的电荷，数字13表示放大器，线12输入至此放大器，数字14表示放大器13的输出端子，数字15表示比较器，它用于判断来自于线7的输出值的幅度，数字16表示驱动控制电路，它用于驱动光电转换模块并且还用于控制来自于比较器15的信号，数字17表示驱动线它用于时钟信号、反相时钟信号和驱动移位寄存器11的起始信号。数字18、19和20表示驱动线，它们分别用于向MOS晶体管3、5和9的栅极施加栅极驱动脉冲，数字21表示一根接线。它用于向比较器15提供比较电位，数字22表示闩锁电路，它用于闩锁比较器15的输出。

在图1所示的例子中，象素1、电容器8和闩锁电路22被同时复使此后，开关9被设定为导通，以维持线20的电平为高。随着信号电荷在象素1中积累，线4和电容器8的电位升高。尔后，如果与象素输出的最大值相对应的输出超过由接线21确定的参考电位比较器15的输出会倒相，从而转换闩锁电路22。于是，由于线20的电平变为低并且开关9也关断，因此积累至此时的信号将由电容器8保持。

在如图1所示的具有多个光电转换模块的图象传感器中，甚至在每一模块中的光强度相互不同的情况下，通过将每一模块的象素信号积累时间控制为不同，模块的输出值也可以处于大致相同的水平。虽然通过图1中的例子示出的是双极型的象素，但总体上讲，可以采用任何类型的光电转换象素。另外，象素输出的监视不局限于最大值检测。即，可以设计最小值检测器或最大和最小值之间的差值检测器。

在常规技术中，在光电转换模块的数量少以及每一模块形成在与其它模块分离的位置上的情况下，任何问题都不会发生。但是，在模块数量多并且因此需要将光电转换模块紧密地排列的情况下，存在这样的问题：不能配置驱动控制电路16和移位寄存器11的布置空间。

本发明的目的是要减小图象传感器的尺寸。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了这样一种图象传感器，它包括多个光电转换元件；和存储器，此存储器用于存储控制信息，以控制从多个光电转换元件发出的信号，其中多个光电转换元件和存储器被形成在同一半导体芯片中。

从以下的详细说明和附图中，本发明的其它目的和特征将变得清楚。

图1是用于说明常规的图象传感器的示意图；

图2是用于描绘根据第一实施例的图象传感器的示意图；

图3是用于描绘根据第二实施例的图象传感器的示意图；