[发明专利]具有双累积时间和条件选择的图像传感器

摘要

本发明涉及图像传感器，并且更具体地，涉及意在同时以低亮度水平和高亮度水平采集图像的那些图像传感器。传感器以在每一帧以双累积时间(Ti1，Ti2)操作。执行从光电二极管值存储节点的两个相继的电荷转移(TRa，TRb)，第一电荷转移在第一持续时间(Ti1)之后，第二电荷转移在不同于所述第一持续时间(Ti1)的第二持续时间(Ti2)之后。在所述读取电路的第一电容器中对第一电荷转移之后所述存储节点的电位进行采样(shs1)。在第二电容器中对存储节点的重新初始化之后的电位进行采样(shr)。并且在第一电容器中对第二转移后取得的电位电平进行条件重采样(shs2)。重采样条件是第一转移后的信号电平的条件。此电平施加至斜坡型转换器的差分放大器达短的斜坡持续时间(RMP1)。根据在临时斜坡结束时放大器的输出状态，决定是否执行重采样(shs2)，并且然后进行与在电容器中采样的差分信号电平的决定性斜坡(RMP2)的完整的模-数转换。

主权项

一种具有有源像素的图像传感器，所述有源像素包括以行和列组织的像素的矩阵，同一列的所述像素连接至列导体(COL)，所述列导体自身连接至读取电路，每个像素包括通过转移晶体管(T1)连接至存储节点的光电二极管以及用于将所述存储节点连接至所述列导体或将所述存储节点与此导体隔离的行选择晶体管(T5)，所述传感器包括：用于在像素的电荷的累积和读取的同一周期期间执行从所述光电二极管至所述存储节点的两次电荷转移的构件，第一电荷转移在第一累积持续时间(Ti1)之后，第二电荷转移在不同于所述第一累积持续时间(Ti1)的第二累积持续时间(Ti2)之后；用于在所述读取电路的第一采样电容器(Cs)中进行第一电荷转移之后由所述列导体取得的电位电平的第一采样的构件；用于在所述读取电路的第二电容器(Cr)中进行所述存储节点的重新初始化之后由所述列导体取得的电位电平的第二采样的构件；以及用于在所述第一电容器中进行所述第二电荷转移之后取得的电位电平的第三条件采样的构件，所述读取电路包括斜坡型模‑数转换器，所述斜坡型模‑数转换器包括连接至所述两个电容器的差分放大器和用于将线性电压斜坡施加至所述电容器之一的构件，斜坡的效果是使得所述放大器根据所述电容器中采样的电位，在可变持续时间之后触发，其特征在于，所述传感器包括：用于在所述第一电荷转移之后首先施加临时斜坡(RMP1)的构件，所述放大器在所述临时斜坡结束时的输出状态用于启用或禁用所述第三条件采样，所述构件其后在所述第二电荷转移之后施加决定性斜坡(RMP2)，用于执行在所述两个电容器中采样的电压之间的差的决定性模‑数转换。