[发明专利]具有多阶段数字求和的移动图像传感器

摘要

本发明涉及一种具有电荷积分的移动图像传感器，其采用了CMOS技术中的有源像素。本传感器包括N个像素行而且大致为方形的每个像素包括两个(但也可能包括三个或四个)光电二极管(PPDai、PPDbi)和电荷存储结点(NDCi、NDEi)，还具有将电荷从每个光电二极管转移至一个或另一个存储结点的装置。从光电二极管至一个接着另一个存储结点的转移的控制这样进行，使得一个存储结点在周期性循环的两个连续阶段中连续接收在这两个阶段内探测到相同图像部分的两个光电二极管的电荷。一个存储结点在第一个阶段内接收的电荷与另一个存储结点在接下来的阶段内接收的电荷相加。

主权项

一种时间延迟电荷求和图像传感器，其电荷求和同步于所述传感器与图像之间的相对移动，所述传感器包括N个按间距D分布的像素行，列中第i个的每个像素包括在移动方向上连续放置的第一和第二光电二极管(PPDai、PPDbj)，和通过电荷转移栅极与所述光电二极管分离的三个电荷存储结点，这些存储结点包括位于两个光电二极管之间的中间结点(NDCi)，和与邻近像素共享的其他两个结点，所述其他两个结点为，位于第i个像素的第一光电二极管与紧邻第i个像素下游的第i+1个像素的第二光电二极管之间的下游结点(NDEi)，和位于所述第i个像素的第二光电二极管与紧邻第i个像素上游的第i‑1个像素的第一光电二极管之间的上游结点(NDEi‑1)，所述传感器还包括：‑与第i个每个像素相联系的第i个模拟/数字转换电路(CONVi)；以及‑控制所述转移栅极和所述转换电路的装置，其控制的所述转移栅极和所述转换电路用以在周期为Tp的周期性循环内从光电二极管转移电荷至置于其侧面的一个或另一个存储结点，然后转换这些电荷，其中Tp是图像移动等于像素的行间距的距离所需的时间，其分为两个阶段，使得：‑第一阶段结束时，所述两个光电二极管的电荷被转移至所述中间结点；和‑时长为Tp/2的第二阶段结束时，所述第i个像素的第一光电二极管的电荷和第i+1个下游像素的第二光电二极管的电荷被转移至所述下游结点，然后下游结点中的电荷在与第i个像素相联系的第i个转换电路(CONVi)中被转换；以及‑在所述第i个转换电路中将两阶段循环内进行的一次或多次转换的结果与在前一循环结束时第i‑1个转换电路先前累积的结果累积起来的装置。