CN109076175A - 具有结合可配置共享浮动扩散的像素分仓的图像传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明呈现用于具有结合可配置共享浮动扩散的像素分仓的图像传感器的方法、系统、计算机可读媒体和设备。在一个实例中，一种图像传感器系统包含：多个传感器元件；光敏层，其耦合到所述多个传感器元件；多个浮动扩散区，其与所述光敏层通信，所述多个浮动扩散区中的每一浮动扩散区经配置以选择性地启用；以及一或多个桥接器，其耦合到所述多个浮动扩散区中的两个浮动扩散区，所述桥接器经配置以选择性地启用，且在启用时，允许电荷在所述两个浮动扩散区之间传送。

Description

具有结合可配置共享浮动扩散的像素分仓的图像传感器
背景技术
图像传感器用于各种应用(交通工具内、监测、医疗等等)中，且高品质图像传感器可为合意的。可产生高品质图像的一种图像传感器是由光敏层材料(例如有机光导膜(“OPF”)或量子点膜(“QDF”))层压的CMOS图像传感器。
发明内容
针对具有结合可配置共享浮动扩散的像素分仓的图像传感器来描述各种实例。举例来说，一个实例图像传感器系统包含：多个传感器元件；光敏层，其耦合到所述多个传感器元件；多个浮动扩散区，其与所述光敏层通信，所述多个浮动扩散区中的每一浮动扩散区经配置以选择性地启用；以及一或多个桥接器，其耦合到所述多个浮动扩散区中的两个浮动扩散区，所述一或多个桥接器经配置以选择性地启用，且在启用时，允许电荷在所述两个浮动扩散区之间传送。
一种实例方法包含：启用图像传感器中的像素分仓配置；在一或多个经启用浮动扩散区处测量所取样电荷指示；将所述所取样电荷指示与阈值进行比较；以及响应于确定所述所取样电荷指示超过所述阈值，启用与所述所启用的浮动扩散区中的一或多者相关联的一或多个桥接器。
一种实例图像传感器系统包含：用于接收光的多个装置；用于响应于接收到光子而释放电子的装置，其耦合到所述用于接收光的装置；用于累积电荷的多个装置，其耦合到所述用于释放电子的装置；以及用于选择性地电耦合两个用于累积电荷的装置以允许电荷在两个用于累积电荷的装置之间传送的装置。
根据权利要求18所述的一种实例非暂时性计算机可读媒体，其中桥接的经启用浮动扩散区和停用的浮动扩散区形成共享浮动扩散区，且其进一步包括：在一或多个共享经启用浮动扩散区处测量共享所取样电荷指示；将所述共享所取样电荷指示与阈值进行比较；以及响应于确定所述共享所取样电荷指示超过阈值，启用与共享浮动扩散区中的一或多者相关联的到另一停用浮动扩散区的一或多个桥接器，使得共享浮动扩散区包括经启用浮动扩散区以及至少两个停用浮动扩散区。
提到这些说明性实例并非是限制或限定本公开的范围，而是实际上提供辅助本公开的理解的实例。在具体实施方式中论述说明性实例，说明性实例提供进一步的描述。各种实例所提供的优点可通过查阅本说明书来进一步理解。
附图说明
并入到本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明了一或多个特定实例，并且与实例的描述一起用于阐释特定实例的原理和实施方案。
图1A-1D是由光敏层材料(例如OPF或QDF)层压的实例CMOS图像传感器；
图2A-C示出用于结合可配置共享浮动扩散的像素分仓的实例图像传感器；
图3示出用于结合可配置共享浮动扩散的像素分仓的实例系统；
图4示出具有用于结合可配置共享浮动扩散的像素分仓的图像传感器的实例移动无线装置；
图5示出用于结合可配置共享浮动扩散的像素分仓的实例方法；以及
图6A和6B示出像素分仓的实例。
具体实施方式
本文在具有结合可配置共享浮动扩散的像素分仓的图像传感器的上下文中描述实例。所属领域的一般技术人员将认识到，以下描述仅为说明性的，且无意以任何方式进行限制。现将详细参考在附图中说明的实例的实施方案。相同参考指示符将贯穿图式使用，并且以下描述是指相同或相似项。
为了清楚起见，并未示出和描述本文中描述的实例的全部常规特征。当然，应了解，在任何此类实际实施方案的研发中，必须作出众多实施方案特定的决策以便实现研发人员的特定目标，例如，符合应用和企业相关约束，并且这些特定目标将在实施方案之间以及研发人员之间是不同的。
一些图像传感器使用响应于入射光子产生电子的材料。所产生的电荷可累积(具有或不具有相乘步骤)，且接着可读取指示累积电荷的量的信号。可使用例如OPF和QDF等材料来从入射光产生电荷，且可使用取样电路来读取电荷累积区，例如浮动扩散区。许多图像传感器排列为传感器元件的行和列，其中每一传感器元件覆盖所述图像传感器的一区域。传感器元件可包含与电荷产生材料(例如OPF层)光学通信的光学元件，例如微镜头和彩色滤光片。
在一种设计中，每一传感器元件可与一电荷累积区相关联，且聚积区中的电压(或累积电荷的其它指示)的后续读取将提供指示传感器元件上的入射光的信息。下文描述的技术允许与一个传感器元件相关联的电荷累积区累积来自多个传感器元件的电荷，而与所述多个传感器元件中的其它传感器元件相关联的电荷累积区停用。另外，在一些实例中可启用一或多个桥接器来将经启用的电荷累积区与一或多个停用的电荷累积区电耦合，以提供组合的电荷累积区。
参看图1A，图1A示出实例OPF CMOS传感器100。传感器100包含抵接传感器元件的阵列，所述传感器元件包含位于平坦化层130上方的微镜头110a-c和彩色滤光片120a-c。这些组件安置于光敏层(例如OPF层)140上，各自耦合到电荷累积区150a-c，其可为(例如)浮动扩散区，其表示硅层中的可用从OPF层释放的电子充电的扩散电容器。并且虽然此实例参考OPF层，但还可使用其它合适的传感器光敏层压材料技术，例如可层压在图像传感器中的QDF。光敏层接收到的光子产生光敏层(例如OPF层140)中的电子的释放，其接着行进到浮动扩散区150a-c中，电子电荷在此累积。接着对为每一传感器元件累积的电荷进行取样，并将其从模拟信号转换为数字值，以确定对应的光强度值。此过程可在图1B-1D中更详细地看到。
在图1B中，将OPF层140充电到预定电压，例如10伏或任何适当的电压。在此之后，将光投影到传感器100的像素元件上将导致可从浮动扩散区150a-c读取以获得图像信息的输出信号。更具体地说，投影到像素元件上的光子，穿过微镜头110a-c和对应的彩色滤光片120a-c，集中在OPF层140上。在OPF层140内，接收到的光子导致电子的释放，其行进到存在于硅基极层中的对应于以上相应微镜头110a-c和彩色滤光片120a-c的浮动扩散区150a-c。电子在浮动扩散区150a-c中的累积，其与投影在对应像素元件上的光线性相关，产生对应于与累积于每一浮动扩散区150a-c中的电子的数目成比例的电压的电荷电平。
参看图1C，随时间过去，电子的累积增加了每一浮动扩散区150a-c内的电荷，其基于每一浮动扩散区150a-c中的着色量而示出。举例来说，最右浮动扩散区150c的电荷仅部分饱和，最左浮动扩散区150a的电荷几乎饱和，且中心浮动扩散区150b的电荷过饱和。如上文所论述，累积电荷的相应量与累积电子的相应数目成比例，累积电子的相应数目又与撞击传感器100的光子的数目成比例。
参看图1D，将使用取样电路来读取来自每一浮动扩散区的累积电荷，所述取样电路包含放大器，以获得和放大来自相应浮动扩散区的信号，以确定累积电荷，其指示在传感器上的特定位置(例如像素元件)处接收到的光子的量。接着可对此累积电荷进行取样，将其从模拟电压转换为用以产生对应像素值(例如光强度或色彩值)的数字值。
可用可在不同情形中具有价值的额外特征来增强图1A-1D中所示的基本光敏层(例如OPF或QDF)层压CMOS传感器。一种此类特征被称作“像素分仓”。再次参看图1B，如在OPF传感器100中可看出，在每一像素元件内，每一微镜头110a-c和彩色滤光片120a-c的下面具有对应的浮动扩散区150a-c。因此，撞击最左微镜头110a的光子通常继续穿过对应的彩色滤光片120a，通过像素元件集中到光敏层上，且释放的电子主要行进到对应的浮动扩散区150a中。相比之下，像素分仓停用一或多个浮动扩散区150a-c，从而将释放的电子从相邻像素元件分流到相邻基本像素元件共享的共用作用中浮动扩散区。举例来说，图1B中示出的图像传感器100可经配置以使得通过停用浮动扩散区150a和150c，基于撞击那些像素元件的微镜头110a-c和彩色滤光片120a-c中的任一者的光子而释放的电子行进到中心浮动扩散区150b中。通过这样做，图像传感器的分辨率减小，因为浮动扩散区的数目减少，且电子汇聚到共享像素元件的同一作用中浮动扩散中，然而，一些应用，例如运动检测或安全性监测，可能不需要高分辨率图像，直到出现特殊事件或告警为止，且在一些情况下，可减小分辨率，这对系统操作产生功率节省益处。
现参看图2A-2C，图2A示出具有结合可配置共享浮动扩散的像素分仓的实例图像传感器。图2A中所示的图像传感器200是OPF层压CMOS图像传感器，但可改为使用其它类型的图像传感器，例如QDF层压CMOS图像传感器。
图2A中所示的图像传感器200包含若干微镜头210a-c、一OPF层压层220以及若干浮动扩散区250a-c。另外，图像传感器200包含桥接器CMOS装置252a-b。虽然此实例不包含彩色滤光片，例如图1A-1D的图像传感器100中所示的那些，但此类滤波器或其它组件可并入到根据本公开的不同实例图像传感器中。
微镜头210a-c、OPF层220和浮动扩散区250a-c如上文相对于图1A-1D所论述来操作。另外，图像传感器经配置以执行像素分仓，其中浮动扩散区250a和250c已停用，从而经由微镜头210a-c和光敏层240捕获的光子所释放的电子投送到中心浮动扩散区250b中。图2A通过指示电子到浮动扩散区250b的行进的箭头来说明像素分仓。
在一些实例中，以此方式的像素分仓，尤其在使用光敏层240，例如OPF膜或用于响应于接收到光子而释放电子的其它装置时，可在低光条件下启用较大图像传感器200敏感性。举例来说，如图2A中可看出，即使浮动扩散区250a停用，所述传感器的对应于浮动扩散区250a的部分中的光敏层240中释放的电子仍能够行进到另一附近浮动扩散区，例如浮动扩散区250b。类似地，当浮动扩散区250c停用时，对应于浮动扩散区250c的区域中的光敏层240中释放的电子能够行进到浮动扩散区250b或250d中的任一者。因此，虽然浮动扩散区可从光敏层240去耦，但整个光敏层240可保持启用，且继续产生能够流到附近可用浮动扩散区的电子。因此，传感器100的敏感性不会因为停用浮动扩散区而降级。实际上，在一些实例中，传感器100的敏感性可归因于当其它浮动扩散区中的一些停用时，从相邻像素元件行进到较小数目个作用中浮动扩散区的组合电子而增加。然而，应注意，从光敏层240的对应于停用的浮动扩散区的部分释放的所有电子将不一定行进到同一作用中浮动扩散区。实情为，此类电子可行进到任何可用的作用中浮动扩散区，或在一些情况下，甚至可不离开光敏层。
除启用像素分仓之外，传感器100包含桥接器CMOS装置252a-c或用于选择性地电耦合两个浮动扩散区或用于累积电荷的其它装置的其它装置。桥接器CMOS装置252a-c经配置以选择性地允许浮动扩散区250b中累积的电子行进到相邻浮动扩散区250a、250c。举例来说，如果桥接器252a启用，那么累积在浮动扩散区250b中的电子中的一些能够跨越桥接器252a，且与浮动扩散区250b同时累积在浮动扩散区250a中。类似地，如果桥接器252c启用，那么累积在浮动扩散区250d中的电子中的一些能够跨越桥接器252c，并累积在浮动扩散区250c中。
通过启用一或多个桥接器252a-c，图像传感器200能够有效地增加浮动扩散区250b可累积的电荷的量。并且，在像素分仓操作中，一个浮动扩散区积累来自多个光子收集元件(例如微镜头、彩色滤光片和光敏层)的电荷。在亮环境中，当使用像素分仓配置时，累积在单个浮动扩散区中的电子可以比非分仓配置中高的速率到达。因此，基于传入光子释放电子的速率，可超出浮动扩散区的容量，且可发生电子饱和。
然而，因为可使用像素分仓，所以其它浮动扩散区保持停用，例如当图像传感器200使用像素分仓来将电荷累积在浮动扩散区250b中时，浮动扩散区250a和250c停用，且不会累积电荷。但通过启用桥接器252a、b中的一者或两者，浮动扩散区250b的容量可有效地增加浮动扩散区250a或250c中的任一者或两者的容量。当之后读取浮动扩散电荷时，可读取来自250b以及250a和250c中的任一者或两者的组合读数作为对应于传感器元件的整个经分仓群组的单个值，例如强度值。在此上下文中，传感器元件或用于收集光的其它装置是指微镜头单元，或在一些实例中，微镜头单元和对应的彩色滤光片单元，或通过其接收光子并将其提供给OPF或类似的光敏层的其它离散元件，其中使用光子来将电子释放到浮动扩散区。
另外，在图2A中所示的实例中，可个别地且动态地启用或停用桥接器252a，b。因此，可动态地配置浮动扩散区250b的有效容量，以便适应对图像传感器200的变化的操作要求。举例来说，在低光设置中，可停用桥接器252a、b，因为将可能累积在中心浮动扩散区250b中的电子电荷的量充分小，使得浮动扩散区250b的容量足以储存电荷，直到下次读取电荷量为止。然而，在亮设置中，可启用一个或两个桥接器252a、b，因为归因于较大数目的光子到达经分仓的传感器元件，从而致使电荷较快地累积在浮动扩散区250b中，因此中心浮动扩散区250b可快速达到容量，且在一些实例中，电荷饱和。
应注意，虽然图2A中所示的图像传感器200仅包含三个传感器元件，但根据本公开的实例图像传感器可包含更多的传感器元件。举例来说，根据本公开的一些图像传感器可包含布置成任何合适的排列(包含二维阵列)的数百、数千或数百万个传感器元件。在一个实例中，图像传感器可包含排列成每行具有1024个传感器元件且具有768个行的二维阵列的若干传感器元件。然而，可使用传感器元件的其它排列和数目。
另外，桥接器252a-c可根据可为所要的任何预定配置并入到一或多个实例传感器中。举例来说，在一个实例中，每一浮动扩散区可通过桥接器耦合到每隔一个邻近浮动扩散区。在另一实例中，每一浮动扩散区可通过桥接器耦合到具有传感器元件的二维阵列的实例中的相同行或列中的邻近浮动扩散区。另外，虽然图2A中示出的实例仅示出中心浮动扩散区250b耦合到紧邻其的两个浮动扩散区250a，c，但在一些实例中，第一浮动扩散区可通过桥接器耦合到邻近的第二浮动扩散区，其又可耦合到邻近于第二浮动扩散区但不邻近于第一浮动扩散区的第三浮动扩散区，使得电荷在第一浮动扩散区中的累积跨越桥接器到第二浮动扩散区，且接着到第三浮动扩散区。在各种实例中，桥接器装置的配置可在图像传感器内部或外部，或可例如基于在环境中感测到的环境光或基于用户偏好，自动或手动配置，例如启用或停用。在不同实例中，再进一步配置可为可能的。
现参看图2B-2C，图2B-2C示出以电路图表示的图2A的实例传感器。在图2B中，桥接器252a-c分别包括晶体管256a-c。晶体管256d说明图2A-2B中未图示的到另一浮动扩散区的桥接器的一部分。如图2B中可看出，每一浮动扩散区250a-d可经由晶体管254a-d个别地、选择性地耦合到光敏层240。另外，可通过激活晶体管256a-c中的一或多者来个别地、选择性地启用图2A中所示的桥接器252a-c。因此，通过门控断开晶体管254a-d中的任一者，浮动扩散区250a-d中的任一者或全部可从光敏层240去耦，从而有效地停用相应的浮动扩散区250a-d。
然而，通过激活桥接器252a-c中的一或多者，通过激活对应的晶体管256a-c，可桥接“停用”浮动扩散区来累积来自另一浮动扩散区的电荷。图2C示出其中已通过门控断开晶体管254b和254d(图2C中未图示)“停用”两个浮动扩散区250b、d的传感器200的实例配置。另外，桥接器252a和252c已启用来将浮动扩散区250a耦合到浮动扩散区250b，且将浮动扩散区250c耦合到浮动扩散区250d。在此类配置中，光敏层240中释放的电子可行进到浮动扩散区250a或250c，且接着可分别跨越对应桥接器252a或252c到浮动扩散区250b或250d。通过将不同光传感器元件“分仓”到共用的浮动扩散区中，传感器200的敏感性可增加。另外，通过使用桥接器252a、252c来共享浮动扩散区，传感器具备较大的操作范围，因为例如将浮动扩散区250a和250b的组合的累积电荷读取为单个强度值。
另外，因为传感器200经配置以提供完全且可个别配置的像素分仓以及共享浮动扩散特征，所以取决于应用，整个传感器可被配置成具有任何任意像素分仓配置或共享浮动扩散配置。另外，因为将光敏层240的一部分从对应的浮动扩散区去耦无法减少可用于传送到其它作用中浮动扩散区的电子的数目，所以传感器200的敏感性不会因为停用一或多个浮动扩散区而降级。因此，传感器200可在低光条件下但以减小的分辨率保持其完整敏感性，或几乎完整敏感性。另外，通过单独使用像素分仓，或像素分仓和共享浮动扩散，低光环境下的传感器性能可从其中所有浮动扩散区均启用的状态增强，因为较大数目的电子可投送到较少数目的作用中浮动扩散区。另外，基于所储存电荷的电压敏感性等级可归因于较小的浮动扩散电容而增强。
在一些实例中，图像传感器设计可限制可使用的桥接器的数目。举例来说，一些实例图像传感器可设计成仅提供耦合到每一浮动扩散区的一个桥接器，使得两个浮动扩散区由一个桥接器连接，且不具有到任何其它浮动扩散区的桥接器。然而，在一些实例中，每一浮动扩散区可通过桥接器耦合到多个其它浮动扩散区，例如如图2B所示。
现参看图3，图3示出具有结合可配置共享浮动扩散的像素分仓的实例系统300。系统300包含与图像传感器系统310通信的处理器320。图像传感器系统310包含图像传感器312，例如图2A-C中所示的图像传感器200。处理器320经配置以将信号发射到传感器系统310以启用或停用传感器系统310，改变传感器系统310的感测模式，或起始一或多个图像的捕获。传感器系统310经配置以接收来自处理器320的信号，且控制图像传感器312。在一些实例中，处理器320可为单独的装置，其可嵌入与图像传感器相同的封装中，或其可嵌入在与图像传感器系统310相同的硅装置上。举例来说，传感器系统310可经配置以将电压提供到光敏层，或从图像传感器312内的一或多个浮动扩散区读取累积的电荷。
在此实例中，传感器系统310还经配置以启用或停用图像传感器312中的像素分仓，且激活图像传感器312内的一或多个桥接器252a-c。传感器系统310进一步经配置以从图像传感器312接收与图像传感器312内的各种浮动扩散区内的累积电荷的读数相关联的一或多个传感器信号，并将传感器信息提供到处理器320。举例来说，传感器信息可包含电荷信息，例如在图像传感器312的浮动扩散区中的一些或全部中检测到的电荷、基于从图像传感器读取的电荷信息的像素信息、指示是否检测到运动的信号，或其它信息。
在此实例中，处理器320包括耦合到处理器的计算机可读媒体，例如随机存取存储器(RAM)。处理器320执行存储在存储器中的计算机可执行程序指令。合适的实例处理器可包括微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和状态机。这些处理器可进一步包括如PLC的可编程电子装置、可编程中断控制器(PIC)、可编程逻辑装置(PLD)、可编程只读存储器(PROM)、电子可编程只读存储器(EPROM或EEPROM)或其它类似裝置。本文根据其结构含义来使用处理器，且不表示软件本身。处理器可包含车载存储器，且可执行存储在车载存储器、单独存储器或组合中的指令。
根据本公开的使用处理器的实例装置可包括媒体(例如计算机可读存储媒体)或可与之通信，所述媒体可存储指令，所述指令在由所述处理器执行时，可致使所述处理器执行本文中描述为由处理器进行或辅助的步骤。计算机可读媒体的实例可包含但不限于能够提供具有计算机可读指令的处理器的电子、光学、磁性或其它存储装置，所述处理器例如为网络服务器中的处理器。媒体的其它实例包括但不限于软性磁盘、CD-ROM、磁盘、存储器芯片、ROM、RAM、ASIC、经配置的处理器、所有光学媒体、所有磁带或其它磁性媒体，或计算机处理器可从其读取的任何其它媒体。所描述的处理器和处理可在一或多个结构中，并且可分散通过一或多个结构分散。处理器可包括用于执行本文中所描述的方法(或方法的部分)中的一或多者的代码。
现参看图4，图4示出具有用于结合可配置共享浮动扩散的像素分仓的图像传感器的实例移动无线装置400。在图4中示出的实例中，移动装置包含处理器410、存储器420、无线收发器412、全球导航卫星系统(GNSS)414(例如全球定位系统(GPS)接收器)、图像传感器系统416、显示器430、用户输入模块440和总线450。在此实例中，移动装置包括蜂窝式智能电话，但可以是任何合适装置，包含蜂窝式电话、膝上型计算机、平板计算机、平板手机、个人数字助理(PDA)、可佩戴装置或增强现实装置。处理器410经配置以使用总线450来执行存储在存储器420中的程序代码，将显示信号输出到显示器430，且从用户输入模块440接收输入。另外，处理器410经配置以从GPS接收器414和无线收发器412接收信息，且将信息发射到无线收发器412。无线收发器412经配置以使用链路444经由天线442来发射和接收无线信号。举例来说，无线收发器可经配置以通过将信号发射到与蜂窝式基站相关联的天线且从所述天线接收信号，来与蜂窝式基站通信。GPS接收器414经配置以从一或多个GPS卫星接收信号，并向处理器410提供位置信号。在此实例中，图像传感器系统416包括图像传感器系统，例如图3中所示的传感器系统310；然而，图像传感器系统416可为任何合适的图像传感器系统。
另外，应了解，根据应用中的特定要求，各种实施方案选项可为可用。举例来说，还可使用硅传感器的同一晶片或裸片中的定制硬件，或可在定制硬件、软件或这两者中实施特定元件，以代替图4中的处理器。
现参看图5，图5示出实例方法。将相对于图3所示的系统300论述图5的方法，但不限于由此系统执行。实际上，可使用根据本公开的任何合适系统。另外，应注意，虽然下文的方法描述是循序描述的，但在根据本公开的不同实例中，可同时大体上同时，或以不同次序执行一或多个步骤。图5的方法500开始于框510。
在框510处，传感器系统310启用图像传感器312中的像素分仓配置。举例来说，图6A和6B说明实例像素分仓配置。图6A说明不具有像素分仓的图像传感器600中的像素610的排列，而图6B说明图像传感器600中的一组经分仓的像素620。每一经分仓的像素620对应于四个像素610，从而减小图像传感器600的分辨率。在一些实例中，可基于所要传感器分辨率来建立分仓配置。举例来说，可基于图像传感器312的原始分辨率，即不具有像素分仓的图像传感器的分辨率，使用每像素二进制数至多8×8个像素的像素二进制数。
在框520处，传感器系统310测量经分仓的像素元件的一或多个经启用浮动扩散区处的所取样电荷指示，例如电压。举例来说，传感器系统310可读取每一经启用浮动扩散区，且基于从经启用浮动扩散区读取的每一值来计算均值。在一些实例中，传感器系统310可仅读取浮动扩散区的子集以确定所取样的值。在一些实例中，传感器系统310可计算与从一或多个浮动扩散区获得的值有关的其它统计，以确定所述浮动扩散区中的一或多者是否因像素分仓配置而饱和或几乎饱和有电荷。
在一些实例中，一或多个浮动扩散区可已经通过一或多个桥接器耦合，以形成一或多个共享浮动扩散区。因此，测得的所取样电荷可与共享浮动扩散区而不是离散浮动扩散区相关联。
在框530处，传感器系统310将与存储在浮动扩散区中的电荷相关的所取样电压与阈值进行比较。如果所取样的电荷超过阈值，那么方法500进行到框540，否则方法500进行到块532。
在框532处，传感器系统310可基于与电荷和第二阈值相关的所取样电压来停用一或多个经启用桥接器。举例来说，如果经启用浮动扩散区中的所取样电压小于阈值，例如3伏，那么传感器系统310可确定不需要共享浮动扩散区所产生的额外容量，且停用与共享浮动扩散区相关联的一或多个桥接器。在一些实例中，传感器系统310可确定仅需要每浮动扩散区一个经启用桥接器，并将一或多个信号发射到图像传感器，以停用超出每经启用浮动扩散区一个的任何桥接器。在一些实例中，如果确定无桥接器将停用，那么在框532处可不进行任何动作。
在框540处，传感器系统310启用图像传感器312内的一或多个桥接器。在一个实例中，传感器系统312确定将存储在浮动扩散区中的最大电压，且为一或多个浮动扩散区，确定若干桥接器将启用以提供其中累积电荷的额外容量。举例来说，如果单个浮动扩散区中的所要的最大电压是5伏，且在框520处测得的所取样电压是12伏，那么传感器系统310确定已发生过饱和事件，且应每经启用浮动扩散区激活两个桥接器。传感器系统310接着将一或多个信号发射到图像传感器312，以启用相应桥接器。
如上文相对于框520所论述，所取样的测得电荷可与共享浮动扩散区相关联。因此，在一些实例中，如果共享浮动扩散区的所取样的测得电荷超过阈值，其可为与针对单个经启用浮动扩散区不同的阈值，那么可在共享浮动扩散区与停用浮动扩散区之间激活另一桥接器，以增加现有共享浮动扩散区的容量。在一些实例中，图像传感器可限制可使用的桥接器的数目。举例来说，一些实例图像传感器可架构成仅提供耦合到每一浮动扩散区的一个桥接器，使得两个浮动扩散区由一个桥接器连接，且不具有到任何其它浮动扩散区的桥接器。举例来说，在一些实例中，每一浮动扩散区可通过桥接器耦合到多个其它浮动扩散区。
在完成框532或540中的任一者之后，方法500可结束，或其可返回到框510以进行另一重复。
仅出于说明和描述的目的呈现一些实例的上述描述，且无意是详尽的或将本公开限制于所公开的精确形式。在不脱离本发明的精神和范围的前提下，其许多修改和调适对于所属领域的技术人员来说是显而易见的。
本文中对实例或实施方案的参考意味着结合实例描述的特定特征、结构、操作或其它特性可包含在本发明的至少一个实施方案中。本公开并不受限于如此描述的特定实例或实施方案。在说明书中“在一个实例中”、“在一实例中”、“在一个实施方案中”或“在一实施方案”中的短语的外在或其在各种位置中的变化不必是指相同实例或实施方案。在本说明书中关于一个实例或实施方案描述的任何特定特征、结构、操作或其它特性可与关于任何其它实例或实施方案描述的其它特征、结构、操作或其它特性组合。
在本文中对词语“或”的使用既定涵盖包含和异或情况。换句话说，A或B或C在对于特定用途适当时包含以下替代性组合中的任一个或全部：仅A、仅B、仅C、仅A和B、仅A和C、仅B和C、以及A和B和C。

Claims (29)

1.一种图像传感器系统，其包括：
多个传感器元件；
光敏层，其耦合到所述多个传感器元件；
多个浮动扩散区，其与所述光敏层通信，所述多个浮动扩散区中的每一浮动扩散区经配置以选择性地启用；以及
一或多个桥接器，其耦合到所述多个浮动扩散区中的两个浮动扩散区，所述一或多个桥接器经配置以选择性地启用，且在启用时，允许电荷在所述两个浮动扩散区之间传送。
2.根据权利要求1所述的图像传感器系统，其中所述一或多个桥接器包括多个桥接器，每一桥接器耦合到所述多个浮动扩散区中的两个浮动扩散区。
3.根据权利要求2所述的图像传感器系统，其中每一桥接器经配置以个别地且选择性地启用，且在启用时，允许电荷在所述相应的两个浮动扩散区之间传送。
4.根据权利要求2所述的图像传感器系统，其中无浮动扩散区耦合到多于一个桥接器。
5.根据权利要求2所述的图像传感器系统，其中一或多个浮动扩散区耦合到多于一个桥接器。
6.根据权利要求1所述的图像传感器系统，其中所述光敏层包括有机光导膜或量子点膜。
7.根据权利要求1所述的图像传感器系统，其中所述多个传感器元件排列为传感器元件的二维阵列。
8.根据权利要求1所述的图像传感器系统，其中所述一或多个桥接器中的每一者包括晶体管，其中门控接通所述晶体管启用所述桥接器。
9.根据权利要求1所述的图像传感器系统，其中每一传感器元件具有对应的浮动扩散区。
10.根据权利要求1所述的图像传感器系统，其中所述多个传感器元件中的每一传感器元件包括镜头和彩色滤光片。
11.一种方法，其包括：
启用图像传感器中的像素分仓配置；
在一或多个经启用浮动扩散区处测量所取样电荷指示；
将所述所取样电荷指示与阈值进行比较；以及
响应于确定所述所取样的电荷超过所述阈值，启用与所述经启用浮动扩散区中的一或多者相关联的一或多个桥接器。
12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：
响应于确定所述所取样电荷指示并不超过所述阈值，停用与所述经启用浮动扩散区中的一或多者相关联的一或多个桥接器。
13.根据权利要求11所述的方法，其中启用所述一或多个桥接器包括：
对于每一经启用浮动扩散区，启用到停用浮动扩散区的桥接器。
14.根据权利要求13所述的方法，其中启用到所述相应停用浮动扩散区的所述相应桥接器包括启用到每一停用浮动扩散区的仅一个桥接器。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所桥接的经启用浮动扩散区和停用浮动扩散区形成共享浮动扩散区，且所述方法进一步包括：
在一或多个经启用浮动扩散区处测量共享的所取样电荷指示；
将所述共享的所取样电荷指示与阈值进行比较；以及
响应于确定所述共享的所取样电荷指示超过所述阈值，启用到另一停用浮动扩散区的与所述共享浮动扩散区中的一或多者相关联的一或多个桥接器，使得所述共享浮动扩散区包括经启用浮动扩散区以及至少两个停用浮动扩散区。
16.一种包括处理器可执行指令的非暂时性计算机可读媒体，所述处理器可执行指令经配置以致使处理器：
启用图像传感器中的像素分仓配置；
在一或多个经启用浮动扩散区处测量所取样电荷指示；
将所述所取样电荷指示与阈值进行比较；以及
响应于确定所述所取样电荷指示超过所述阈值，启用与所述经启用浮动扩散区中的一或多者相关联的一或多个桥接器。
17.根据权利要求16所述的非暂时性计算机可读媒体，其进一步包括：
响应于确定所述所取样电荷指示并不超过所述阈值，停用与所述经启用浮动扩散区中的一或多者相关联的一或多个桥接器。
18.根据权利要求16所述的非暂时性计算机可读媒体，其中启用所述一或多个桥接器包括：
对于每一经启用浮动扩散区，启用到停用浮动扩散区的桥接器。
19.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读媒体，其中启用到所述相应停用浮动扩散区的所述相应桥接器包括启用到每一停用浮动扩散区的仅一个桥接器。
20.根据权利要求19所述的非暂时性计算机可读媒体，其中桥接的经启用浮动扩散区和停用浮动扩散区形成共享浮动扩散区，且所述非暂时性计算机可读媒体进一步包括：
在一或多个经启用浮动扩散区处测量共享的所取样电荷指示；
将所述共享的所取样电荷指示与阈值进行比较；以及
响应于确定所述共享的所取样电荷指示超过所述阈值，启用到另一停用浮动扩散区的与所述共享浮动扩散区中的一或多者相关联的一或多个桥接器，使得所述共享浮动扩散区包括经启用浮动扩散区以及至少两个停用浮动扩散区。
21.一种图像传感器系统，其包括：
多个用于接收光的装置；
用于响应于接收到光子而释放电子的装置，其耦合到所述用于接收光的装置；
多个用于累积电荷的装置，其耦合到所述用于释放电子的装置；以及
用于选择性地电耦合两个用于累积电荷的装置以允许电荷在所述两个用于累积电荷的装置之间传送的装置。
22.根据权利要求21所述的图像传感器系统，其进一步包括多个用于选择性地电耦合两个用于累积电荷的装置的装置，用于选择性地电耦合两个用于累积电荷的装置的每一装置耦合到所述多个用于累积电荷的装置中的两个用于累积电荷的装置。
23.根据权利要求22所述的图像传感器系统，其中每一用于选择性地电耦合两个用于累积电荷的装置的装置经配置以个别地且选择性地启用，且在启用时，允许电荷在所述相应的两个用于累积电荷的装置之间传送。
24.根据权利要求22所述的图像传感器系统，其中无用于累积电荷的装置耦合到多于一个用于选择性地电耦合两个用于累积电荷的装置的装置。
25.根据权利要求22所述的图像传感器系统，其中一或多个用于累积电荷的装置耦合到多于一个用于选择性地电耦合两个用于累积电荷的装置的的装置。
26.根据权利要求21所述的图像传感器系统，其中所述用于释放电子的装置包括有机光导膜或量子点膜。
27.根据权利要求21所述的图像传感器系统，其中所述多个用于接收光的装置排列为传感器元件的二维阵列。
28.根据权利要求21所述的图像传感器系统，其中每一用于接收光的装置具有对应的用于累积电荷的装置。
29.根据权利要求21所述的图像传感器系统，其中所述多个用于接收光的装置中的每一用于接收光的装置包括镜头和彩色滤光片。
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