CN112040152B - 图像传感器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及图像传感器及其控制方法。图像传感器包括像素，每个像素包括：第一晶体管和第一开关，其串联连接在像素的第一节点与内部节点之间，第一节点被配置为接收第一电势，第一晶体管的栅极与像素的浮动扩散节点耦合；电容性元件，其第一端子连接到像素的浮动扩散节点；以及若干个组件，每个组件包括电容，该电容与第二开关串联连接，该第二开关将电容耦合到内部节点。该传感器还包括控制电路，该控制电路被配置为当每一次电压被存储在像素的组件中的一个组件中时，控制像素的浮动扩散节点与内部节点之间的电势差增加确定值。

Description

图像传感器及其控制方法

技术领域

本公开总体上涉及图像传感器，并且更特别地涉及全局快门类型的图像传感器。

背景技术

全局快门传感器包括通常以行和列布置的像素矩阵。全局快门传感器的像素一般地被称为全局快门像素。

在全局快门传感器中，积分阶段被传感器的所有像素共享，在积分阶段期间，图像由传感器捕获，或者换言之，对于传感器的所有像素，积分阶段是同时的。更特别地，积分阶段通过针对每个像素同时地将像素的光敏区域初始化而开始。积分阶段在如下电压被存储在像素中时而针对每个像素同时地结束，该电压表示从积分阶段开始起在像素的光敏区域中累积的光生成的电荷。接下来，通常通过同时读取传感器的同一行的所有像素，存储在传感器像素中的电压被循序地读取，各行是一行在另一行之后被读取的。

发明内容

期望有一种全局快门图像传感器，以及一种用于控制这种传感器的方法，以解决已知的全局快门图像传感器及其控制方法的缺点中的所有缺点或一些缺点。

一个实施例解决了已知的全局快门图像传感器及其控制方法的缺点中的所有缺点或一些缺点。

一个实施例提供了一种图像传感器，其包括像素的矩阵，每个像素包括：

第一晶体管和第一开关，其串联连接在像素的内部节点与第一节点之间，第一节点被配置为接收第一电势，第一晶体管的栅极与像素的浮动扩散节点耦合；

电容性元件，其第一端子连接到像素的浮动扩散节点；以及

若干个组件，每个组件包括电容，该电容与第二开关串联连接，第二开关将电容耦合到像素的内部节点，

该传感器还包括电路，该电路被配置为当每一次电压被存储在像素的组件中的一个组件中时，控制像素的浮动扩散节点与内部节点之间的电势差增加确定值。

根据一个实施例，为了控制该增加，该电路被配置为在该存储期间，控制被施加到该组件的电容的端子的电势从第一电平切换到第二电平，第二电平优选低于第一电平，该端子与该组件的第二开关相对。

根据一个实施例，为了控制该增加，该电路被配置为在该存储期间，控制被施加到电容性元件的第二端子的电势从第三电平切换到第四电平，第四电平优选高于第三电平。

根据一个实施例，该电路在该存储期间被配置为：

在该增加之后，控制在像素的内部节点与第一节点之间流动的电流的中断；以及

将该增加的控制与该电流的终端的控制隔开相同的第一持续时间，该第一持续时间是相同的，与该像素、以及像素的在其中进行该存储的该组件无关。

根据一个实施例，为了控制该电流的中断，该电路被配置为在该存储期间：

控制断开像素的第一开关；或者

控制断开该组件的第二开关。

根据一个实施例，为了控制该电流的中断，该电路被配置为在该存储期间：

控制被施加到电容性元件的第二端子的电势从第四电平切换到第三电平；或者

控制断开像素的第一开关；或者

控制断开该组件的第二开关。

根据一个实施例，该电路被配置为在该存储期间，在该增加之前，控制被施加到第一节点的电势从第五电平切换到第六电平，第六电平优选高于第五电平。

根据一个实施例，该电路被配置为在该存储期间，将电流的中断的控制与被施加到第一节点的电势从第五电平切换到第六电平的控制隔开相同的第二持续时间，该第二持续时间是相同的，与该像素、以及像素的在其中进行存储的该组件无关。

根据一个实施例，该电路在该存储期间被配置为：

维持被施加到第一节点的电势的第六电平至少到电流中断为止，；

保持像素的第一开关和该组件的第二开关闭合至少到电流中断为止；以及

在该电流中断之后，控制断开该组件的第二开关。

另一实施例提供了一种用于控制图像传感器的方法，图像传感器包括像素的矩阵，每个像素包括：

第一晶体管和第一开关，其串联连接在像素的内部节点与第一节点之间，第一节点被配置为接收第一电势，第一晶体管的栅极与像素的浮动扩散节点耦合；

电容性元件，其第一端子连接到像素的浮动扩散节点；以及

若干个组件，每个组件包括电容，该电容与第二开关串联连接，第二开关将电容耦合到像素的内部节点，

该方法包括在该像素的该若干个组件中存储电压，在像素的组件中的每个存储包括：控制像素的浮动扩散节点与内部节点之间的电势差增加确定值。

根据一个实施例，对该增加的控制包括：

控制被施加到该组件的电容的端子的电势从第一电平切换到第二电平，第二电平优选低于第一电平，该端子与该组件的第二开关相对；或者

控制被施加到电容性元件的第二端子的电势从第三电平切换到第四电平，第四电平优选高于第三电平。

根据一个实施例，该存储包括在该增加之后，控制在像素的内部节点与第一节点之间流动的电流的中断，以将该增加的控制与电流中断的控制隔开达相同的第一持续时间，而与该像素、以及该像素的在其中进行该存储的该组件无关。

根据一个实施例，该存储步骤包括：在该增加之前，控制被施加到第一节点的电势从第五电平切换到第六电平(，第五电平优选地为低，并且第六电平优选地为高，该控制优选地通过将电流中断的控制与被施加到第一节点的电势切换到第六电平的控制隔开相同的第二持续时间来进行，该第二持续时间是相同的，与该像素、以及该像素的在其中进行存储的该组件无关。

根据一个实施例，在该存储期间：

被施加到第一节点的电势被保持在第六电平至少到电流中断为止；

像素的第一开关和该组件的第二开关被保持闭合至少到电流中断为止；以及

在电流中断之后，该组件的第二开关断开。

根据一个实施例，第一晶体管的源极不连接到恒定极化电流源。

附图说明

在通过说明而非限制的方式给出的具体实施例的以下描述中，将参考附图对前述特征和优点以及其他特征和优点进行详细描述，其中：

图1示出了全局快门传感器的像素的电路的实施例；

图1A是根据图1的包括像素的矩阵的图像传感器的框图；

图2示出了定时图，其图示了图1的像素的控制方法的实现模式；

图3示出了定时图，其图示了图1的像素的控制方法的实现变型；

图4示出了定时图，其图示图1的像素的控制方法的另一实现变型；

图5示出了全局快门传感器的像素的电路的另一实施例；

图6示出了定时图，其图示了图5的像素的控制方法的实现模式；以及

图7示出了定时图，其图示了图5的像素的控制方法的实现变型。

具体实施方式

在各种附图中，相似的特征已经由相似的附图标记表示。特别地，在各种实施例之间共有的结构上和/或功能上特征可以具有相同的附图标记并且可以设置有相同的结构，尺寸和材料特性。

为了清楚起见，仅图示了和详细描述了有助于理解本文所述实施例的操作和元件。特别地，没有描述在其中可以提供全局快门图像传感器的电子设备，所描述的实施例和实现模式与包括全局快门图像传感器的标准电子设备兼容。此外，没有详细描述像素的读取电路，所描述的实施例和实现模式与通常的读取电路，特别是与4T像素(“四晶体管”像素)的读取电路兼容。

除非另外说明，否则当提及连接在一起的两个元件时，这表示没有除了导体以外的任何中间元件的直接连接；并且当提及耦合在一起的两个元件时，这表示这两个元件可以被连接、或者它们可以经由一个或多个其他元件耦合。

在以下公开中，除非另外指示，否则当提及诸如术语“前”，“后”，“顶部”，“底部”，“左”，“右”等绝对位置修饰符或诸如术语“上方”，“下方”，“较高”，“较低”等相对位置修饰符，或诸如“水平”，“垂直”等定向修饰符时，参考图中所示的定向。

除非另外说明，否则表述“约”，“大致”，“基本上”和“在……的量级”表示在10％以内，优选在5％以内。

图1示出了全局快门传感器的像素1的电路的实施例。

像素1包括光敏区域100，也被称为光转换区域100，其被配置为累积根据其接收到的光而光生成的电荷，例如被配置为累积来自光生的电子-空穴对中的电子。

在该示例中，光敏区域100是光电二极管，该光电二极管的一个端子(在此为阳极)被链接到，优选地被连接到节点102，该节点102用于施加诸如接地GND的参考电势。优选地，光电二极管是所谓的钳位式光电二极管(pinned photodiode)。

器件104用于将在区域100中所累积的光生成的电荷向浮动扩散节点(floatingdiffusion node)106传输，器件104连接在区域100与节点106之间。

在图1的示例中，器件104是MOS晶体管，其导电端子(源极和漏极)分别被链接，优选地被连接到区域100和节点106，并且其控制端子(栅极)被连接到用于施加控制电势TG的节点108。更特别地，在图示的示例中，其中区域100是钳位式光电二极管，其阳极连接到接地GND，晶体管104具有N沟道，并且连接在光电二极管100的阴极与节点106之间。优选地，晶体管104构成光电二极管100与节点106之间的传输栅极，也就是说，这样的MOS晶体管，其在光电二极管100一侧的端子至少部分地由光电二极管100的掺杂半导体区形成，在此由光电二极管100的阴极形成。

电容性元件110连接在节点106与用于施加电势的节点112之间。

在该实施例中，节点112接收控制信号或电势Vech。

节点106连接到用于施加电势的节点116，在该示例中电势是通过开关114的像素1的正电源电势VDD。开关114由控制电势RST控制。开关114例如是MOS晶体管，在该示例中其具有N沟道，其导电端子链接到，优选地连接到相应的节点106和节点116，并且其控制端子链接到，优选地连接到用于施加电势RST的节点117。

节点106还连接到晶体管118的控制端子，该晶体管优选为MOS晶体管，并且更特别地在该示例中为N沟道MOS晶体管。

在像素1的内部节点122与用于施加控制电势VD的节点124之间，晶体管118与开关120串联连接。在实践中，信号或电势VD由供应源供应，例如由电压调节器供应，该供应源由传感器的像素中的所有像素共享。

开关120由施加到节点123的控制电势SW控制，该节点123链接到，优选地连接到开关120的控制端子。开关120例如是MOS晶体管，在该示例中其是N沟道晶体管，其栅极连接到用于施加电势SW的节点123。

在该实施例中，开关120连接在节点122和晶体管118的导电端子(在该示例中，即晶体管118的源极)之间。更具体地，在该示例中，晶体管120的导电端子分别连接到节点122和晶体管118的源极。

在未图示的实施例变型中，开关120连接在节点124与晶体管118的导电端子之间，然后晶体管118的另一导电端子连接到节点122。

晶体管118被安装为非偏置的源极跟随器(source follower)。换言之，晶体管118的源极不连接或不链接到恒定或基本恒定的偏置电流的任何源。

像素1还包括两个组件A和B(在图1的虚线中)。除了任何制造分散度之外，组件A和组件B相同。每个组件A、B由与开关130串联的电容128组成。组件A和B连接到节点122。组件A(相应地，组件B)的开关130由控制电势SWA(相应地，由SWB)控制。

更特别地，在组件A和组件B中的每一个组件中，开关130将电容128链接到节点122。换言之，开关130连接在节点122与用于将开关130连接到电容128的节点131之间，然后电容128连接在节点131和用于施加电势(在该实施例中为接地GND)的节点132之间。因此，组件A和组件B中的每一个组件均连接在节点132与节点122之间。

每个开关130例如是MOS晶体管，在此示例中是N沟道晶体管，其漏极连接到节点122，其源极连接到对应的节点131，并且其栅极接收对应的电势SWA或电势SWB。

优选地，组件A和组件B的电容128与电容性深沟槽隔离(capacitive deep trenchisolation，CDTI)相对应。作为示例，CDTI电容与穿透半导电区的沟槽相对应，该沟槽用导电材料填充，该导电材料通过覆盖沟槽的壁和底部的隔离层与半导电区隔离开。导电材料构成电容的第一电极，在此示例中，其链接到节点132，而半导电区与电容的第二电极相对应，在此示例中，其链接到对应的节点131。在电容128是CDTI电容的情况下，节点132的电势优选为负。

如在下文中将更详细地看到的，每个组件A、组件B被配置为使得电压跨其电容128的端子而被存储在其中。更特别地，每个组件A、组件B被配置为存储代表节点106的状态的电压(即电势电平)。

提供两个组件A、组件B使得可以在组件A和组件B中的一个组件中存储第一电压，其表示在积分阶段开始时处的节点106的初始状态，而在组件A和组件B中的另一组件中存储第二电压，其表示在积分阶段结束时处的节点106的状态。

在说明书的其余部分中，像素的有用信号或差别指代相同积分阶段的第一电压与第二电压之间的差异。该有用信号表示在积分阶段开始处的节点106的状态与在积分阶段结束处的节点的状态之间的差，即，在该积分阶段期间由像素的区域100所接收的光的量。

节点122还连接到MOS晶体管134的栅极，该MOS晶体管134在该示例中是N沟道晶体管。晶体管134的导电端子(在该示例中为漏极)连接到用于施加电源电势VDD的节点136，晶体管134的另一导电端子(在该示例中为源极)连接到像素的输出节点140，并且更具体地，连接到节点或导电轨140，其被图像传感器的像素矩阵的同一列的像素中的所有像素共享。

在该实施例中，开关142将晶体管134的导电端子(在此为源极)链接到节点140，晶体管134的另一导电端子(在此为漏极)优选地连接到节点136。开关142由被施加到节点144的控制电势RD控制，该节点144链接到，优选地连接到开关142的控制端子。开关142例如是MOS晶体管，在该示例中是N沟道晶体管，其导电端子分别链接到，优选地连接到节点140和晶体管134的源极，并且其栅极连接到用于施加电势RD的节点144。

在未图示的实施例变型中，开关142的一个导电端子连接在晶体管134与节点136之间。

图1A针对图像传感器146，其包括像素1的矩阵148和用于控制像素1的矩阵148的控制电路150。

在图1中，还示出了用于控制像素1的控制电路150(cmd)。电路150被传感器146的像素矩阵148的像素1中的所有像素1共享。电路150被配置为供应每个像素1的电势Vech。更通常地，电路150优选地被配置为供应信号或电势Vech、RST、TG、SWA、SWB、VD、SW和RD，以用于控制矩阵148的像素1。在操作期间，在包括积分阶段的每个全局操作阶段期间，像素中的所有像素均接收相同的控制信号，换言之，像素中的所有像素均以相同的方式控制。然后，在两个连续的全局阶段之间，在对被存储每个像素1的组件A和组件B中的电压的读取阶段期间，电路150通过如下，来一行接另一行地控制像素1的行：在读取过程中，将相同的控制信号供应到该行像素中的所有像素。特别地，电路150例如包括电压调节器，其被配置为将电势VD供应到传感器的像素1中的所有像素。

尽管在此尚未示出，但是包括像素1的矩阵148的传感器146还包括像素的一个或若干个读取电路。例如，传感器包括针对每一列像素1的一个读取电路，然后该读取电路链接到，优选地连接到该列像素中的所有像素的共同的轨或节点140。

现在将结合图2来描述包括像素1的矩阵148的传感器146的操作模式。

图2示出了定时图，该定时图图示了图1的像素1的控制方法的实现模式。更特别地，图2示出了像素1的控制信号Vech、RST、TG、SWA、SWB、VD、SW和RD的定时图。

信号Vech、RST、TG、SWA、SWB、VD、SW和RD在低电平与高电平之间切换。此处考虑的是，作为示例，信号Vech，RST，TG，SWA，SWB，VD，SW和RD默认处于其低电平，晶体管或传输门104然后阻止电荷从区域100到节点106的通过，并且开关114、120、130和142断开。

应注意，与信号RST、TG、SWA、SWB、VD、SW和RD中的一个信号的低电平相对应的电势可以不同于与这些信号中的另一信号的低电平相对应的电势，和/或与这些信号中的一个信号的高电平相对应的电势可以不同于与这些信号中的另一信号的高电平相对应的电势。

此外，只要未指示信号从第二电平切换到第一电平，则从第一电平切换到第二电平的信号保持在该第二电平。

此外，当提及节点的电压时，除非另外指示，否则考虑的是，该电压涉及该节点与接地GND之间的电压。

在时刻t0，通过控制电势RST从其低电平切换到高电平，开关114从断开状态切换到闭合状态。因此，节点116处的电压VDD在节点106处发现相同的电压VDD。电势的这种切换是针对传感器的像素1中的所有像素同时进行的。

在接下来的时刻t1，通过控制信号TG从其低电平切换到高电平，晶体管104被接通。换言之，光生成的电荷被允许经由晶体管104从区域100朝向节点106通过。这对应于用于初始化区域100的步骤INIT-PD，也就是说，区域100清空可能位于区域100中的光生成的电荷(在此为电子)，这些电荷朝向节点106放电，然后朝向节点116放电。电势TG的这种切换针对传感器的像素1中的所有像素同时进行。

在接下来的时刻t2，通过控制信号TG从其高电平切换到低电平，晶体管104被关断。这将区域100与节点106隔离，防止光生成的电荷从区域100流向节点106。晶体管104从接通状态到关断状态的这种切换标志着步骤INIT-PD的结束、以及像素1的积分周期INT的开始，在积分周期INT期间，电荷(在此为电子)在区域100中被光生成和累积。电势TG的这种切换针对传感器的像素1中的所有像素同时进行，因此针对传感器的像素1中的所有像素，积分阶段INT同时开始。

在接下来的时刻t3，跨电容128的端子的电压优选地被初始化(步骤INIT-C)。为此，当信号或电势VD处于其低电平时，开关120和130闭合，同时控制信号SWA、SWB和SW从其低电平切换到高电平。与图2中所示的情况不同，这些切换操作在实践中可以不是同时的。由于信号VD保持在其低电平，晶体管118在其栅极上接收电势VDD，并且开关120和130闭合，针对每个电容128，信号VD的低电平在对应节点131上找到，从而确定电容128的初始化电压。

在接下来的时刻t4，其标志步骤INIT-C的结束，开关130断开，同时控制信号SWA和SWB从其高电平切换到其低电平。因此，电容128与节点122然后被电隔离，并且跨每个电容128的端子的电压然后被存储在组件A和B中的每个组件中，该电压等于上述初始化电压。

电容128的初始化阶段INIT-C，换言之，关于时刻t3和t4描述的控制序列，是针对传感器的像素1中的所有像素同时执行的。

在接下来的时刻t5，通过控制信号RST从其高电平切换到其低电平，开关114被关断。然后，节点106与节点116隔离。在开关114断开之后，在节点106处存在的电势被称为初始化电平或复位电平。信号RST的这种切换针对传感器的像素1中的所有像素同时进行。

表示初始化电平的电压接下来跨组件A和组件B中的一个组件(在该示例中为组件A)的电容128的端子而被存储(步骤MEM-INIT)。针对传感器的像素1中的所有像素，步骤MEM-INIT同时进行。

在此考虑的是，在电势VD处于其低电平时，通过在时刻t5接下来的时刻t6，控制信号SWA从其低电平切换到其高电平，步骤MEM-INIT利用闭合组件A的开关130而开始。

从时刻t6到接下来的时刻t7，开关120和组件A的开关130闭合，电压VD的低电平在组件A的电容128上对应的节点131上找到该电压VD的低电平。

然后，在时刻t7，当开关120保持闭合(SW处于其高电平)，组件B的开关130保持断开(信号SWB处于其低电平)，并且电势Vech处于其低电平的同时，电压VD从其低电平切换到其高电平，换言之，信号VD被切换至其高电平。这导致电流通过晶体管118在节点124与节点122之间流动。

电势VD到其高电平的切换的结果是，从时刻t7开始，晶体管118首先处于欧姆状态，并且跨组件A的端子128的电压随电势VD而增加，然后晶体管118进入饱和状态，并且然后跨组件A的电容128的端子的电压具有一个值，该值主要取决于节点106处的电势，在此取决于初始化电平。然而，在晶体管源极118上不存在恒定电流源的情况下，当晶体管118处于饱和状态时，跨电容128的端子的电压渐近地向一电压收敛，该电压取决于节点106的电势和晶体管118的阈值电压。跨电容128的端子的电压因此也取决于从电势VD切换到其高状态以来经过的时间。

为了摆脱这种时间依赖性的影响，可以想到，通过在自从信号VD切换到其高电平以来给定的持续时间Td1已经经过之后，在接下来的时刻t8中断节点122与节点124之间的电流流动，来阻挡跨组件A的电容128的端子的电压变化。

然而，恰好在时刻t8之前，也就是说，恰好在时刻t7+Td1之前，跨电容128的端子的电压然后也将取决于自从时刻t7开始已经在晶体管118中流动的电流的变化。这种电流变化被不良地控制，并且特别地链接到如下差异的幅度：在电势VD切换到其高电平的时刻，节点106的电势与节点122的电势之间的差异。此外，由于电势VD由电路150(例如由电路150的电压调节器)向传感器的像素中的所有像素同时供应，所以电流的这些不良受控的变化也链接到从时刻t7开始传感器的每个像素1所调用的电流，也就是说，链接到所考虑的像素1的环境。因此，在时刻t8，存储在电容128中的电压不是仅取决于在时刻t7与持续时间Td1之前的节点106的电势的电平，也将取决于像素1的环境以及如下差异的幅度：在电势VD切换到其高电平时刻，在节点106的电势与节点122的电势之间差异，这是有问题的。

为了解决这个问题，在时刻t8，发明人提出将节点106与节点122之间的电势差增加确定值，从而使导致受控的电路在节点122与节点124之间的流动，其值由节点106与节点122之间的电势差的增加值确定。恰好在时刻t8之前在晶体管118中流动的电流是微弱的，通常在约一百皮安或更少的量级，并且其取决于像素1的周围环境、以及在时刻t7处节点106与节点122之间的电势差。

因此，在时刻t8之后，可以考虑的是，晶体管118的栅极/源极电压Vgs，并且因此节点131的电压，仅取决于(在时刻t8)节点106与节点122之间的电势差的增加值、在步骤MEM-INIT开始之前的节点106的电势、以及从时刻t8开始经过的给定持续时间Td2。节点131处的电压对持续时间Td2的依赖性是由以下事实造成的：如前所述，在晶体管源极118上不存在恒定电流源的情况下，当晶体管118处于饱和状态时，跨电容128的端子的电压逐渐朝向一电压收敛，该电压取决于节点106的电势、以及晶体管118的阈值电压。

在等于时刻t8+Td2的时刻t9，在节点122与节点124之间流动的，并且因此在晶体管118中流动的电流被中断，以阻挡跨组件A的电容128的端子的电压值或对其进行采样。

通过针对每个组件A和组件B提供如下，通过在相同的持续时间Td2之后而中断晶体管118中流动的电流之前，对在节点106与节点122之间的电势差施加相同的增加来实施存储，像素偏移被减少甚至消除。

针对组件A和组件B中的每一个组件中的每个存储，提供在节点106与节点122之间的电势的相同增加、以及相同的持续时间Td2，使得可以放松对将时刻t7和时刻t8隔开的持续时间Td1的约束，然后取决于存储在其中进行的组件A或组件B，持续时间Td1可以是不同的。然而，为了使每个组件A和组件B中的每个组件中存储的电压值尽可能是确定性的，优选的是，持续时间Td1针对每个组件A和组件B均是相同的。

在关于图1和图2描述的实施例中，在时刻t8，节点106与节点122之间的电势差的增加是通过控制信号Vech从其低电平切换到其高电平来实施。作为示例，信号Vech的高电平与低电平之间的差异使得信号Vech向其高电平的切换使节点106与节点122之间的电势差的增加在200mV至300mV之间，例如在约250mV量级。

此外，在图2的实施例中，在时刻t9，跨组件A的电容128的端子的电压值被组件A的开关130的断开阻挡，该开关130的断开通过信号SWA从其高电平切换到其低电平来控制。

组件A的开关130的断开还使得可以将电容128与节点122隔离，从而存储跨组件A的电容128的端子而存在的电压。组件A的开关130的断开标志着步骤MEM-INIT的结束。

上文所述的步骤MEM-INIT使得可以在跨电容128的端子的电压被存储的时刻，控制在节点122与节点124之间流动的电流(也就是说，使其尽可能是确定性的)，因此可以控制所存储的电压值。如果在时刻t7与时刻t8之间已经存储了跨电容128的端子的电压，也就是说，没有在时刻t8对晶体管118的电压Vsg增加确定值的情况下，在该存储的时刻处在节点122与节点124之间流动的电流将不能得到很好的控制，这将导致所存储的电压值上的不希望的变化。

通过在时刻t9之后，例如在连续的相应时刻t10和时刻t11处，控制信号VD和Vech切换到其低电平，该方法继续。信号VD和Vech切换到其低电平的顺序可以颠倒。

在接下来的时刻t12，通过控制信号TG切换到其高电平，晶体管104被切换到接通状态。在接下来的时刻t13，通过控制信号TG切换到其低电平，晶体管104被关断。因此，在时刻t12与时刻t13之间，由于信号TG处于其高电平、并且节点106的电势高于光电二极管100的阴极的电势的事实，从时刻t2到时刻t13在区域100中的光生成和累积电荷被传输到节点106(步骤TRANS)。然后，节点106的电势降低由所传输的电荷数目而确定的值。在晶体管104切换到关断状态之后的节点106的电势被称为信号电平，并且其表示时刻t2与时刻t13之间在区域100中光生成和累积的电荷数目。换言之，时刻t13之后的节点106的状态表示在时刻t2与时刻t13之间由区域100接收的光的量。针对传感器1的像素中的所有像素，步骤TRANS同时进行。时刻t13标志着由传感器的像素中的所有像素共享的积分周期INT的结束。

然后，传感器的全局操作阶段继续存储(步骤MEM-SIGNAL)表示节点106的信号电平的电压。更特别地，该电压跨组件A或组件B中的、在步骤MEM-INIT期间尚未用于存储节点106的电势电平的电容128的端子而被存储，即在该示例中跨组件B的电容128的端子而被存储。步骤MEM-SIGNAL针对传感器的像素中的所有像素同时进行。

为此，从接下来的时刻T14开始，结合连续的时刻t6、t7、t8和t9所描述的控制序列分别在连续的时刻t14、t15、t16和t17重复，其不同之处在于，代替在时刻t6和t9处切换信号SWA，是信号SWB在相应的时刻t14和t17处类似于信号SWA而被切换。时刻t17标志着步骤MEM-SIGNAL的结束。在步骤MEM-SIGNAL期间，如前所述，节点106与节点122之间的电势差的增加、以及持续时间Td2具有与步骤MEM-INIT中相同的值。

优选地，在MEM-SIGNAL步骤期间，时刻t15和t16彼此隔开持续时间Td1，该持续时间Td1与将时刻t7和t8隔开的持续时间Td1相同。

在该示例中，例如在时刻t17之后的相应的连续时刻t18和t19，通过针对传感器的像素中的所有像素，同时将信号VD和Vech切换到其低电平，该方法继续。信号VD和Vech切换到其低电平的顺序可以颠倒。

在接下来的时刻t20，通过控制信号SW从其高电平切换到其低电平，开关120被切换到断开状态。这使得可以将节点122与晶体管118隔离，从而与节点124隔离。这使得可以避免由晶体管118对跨电容128的端子而存储的电压进行任何更改。这种切换优选地针对传感器的像素同时进行。因此，在该示例中，时刻t20标志着传感器的全局操作阶段、或传感器对图像的全局获取和存储阶段的结束。

接下来像素1被读取。像素1的读取是逐行进行的，也就是说，一行像素1接另一行像素1。当一行像素1处于正被读取过程中时，该行像素1中的所有像素接收相同的控制信号，以使得该行像素中的所有像素同时被读取。

在开关120保持断开以使节点122与节点124隔离时，用于读取跨组件A和组件B中的一个组件的电容的端子而被存储的电压的阶段包含：闭合该组件的开关130、以及开关142，以便在节点140上获得表示该存储的电压的电势。读取阶段针对组件A和B组件中的一个组件来执行，然后读取阶段针对这些组件A和B中的另一组件来执行。

优选地，在组件的每个读取阶段之前，通过闭合、然后重新断开开关120，同时电势VD保持在其低电平，节点122的电势置于确定值。

一旦传感器的像素中的所有像素已经被读取，如关于时刻t1至t20所描述的、新的图像的全局获取和存储阶段就可以被实施。信号Vech的高电平与低电平之间的差异、信号VD的高电平与低电平之间的差异、持续时间Td2、以及优选地持续时间Td1具有相同的相应值，而与所考虑的像素无关和/或与在步骤MEM-INIT和MEM-SIGNAL的实现期间，所考虑的组件A或B无关。

因为像素1的有用信号对应于表示节点106的初始化电平的电压与表示节点106的信号电平的电压之间的差异，所以这使得可以校正像素的偏移。提供两个电压以便限定像素的有用信号与相关的双采样(double sampling)相对应。因此，像素1与实施相关双采样的现有读取电路兼容。特别地，根据用于读取像素1的读取电路，可以选择适应组件A和组件B被读取的顺序。

在上述方法中，在每个存储步骤MEM-INIT期间，信号SWA切换到其低电平导致在节点122与节点124之间流动的电流的中断，以便阻挡跨组件A的电容128的端子的电压值。此外，在每个存储步骤MEM-SIGNAL期间，信号SWB切换到其低电平导致在节点122与节点124之间流动的电流的中断，以便阻挡跨组件B的电容128的端子的电压值。例如，由于信号SWA和SWB的传播时间和/或信号SWA和SWB的边缘和/或对应晶体管130的阈值电压在实践中可以是不同的事实，使用两个不同的信号SWA和SWB可以导致引入像素的有用信号的移位。这可以特别地导致根据所考虑的组件A或B而不同的持续时间Td2，并且因此导致有用信号的移位。

在像素1的控制方法的变型中，因此提供了在每个步骤MEM-INIT期间和每个步骤MEM-SIGNAL期间，使用针对这两个步骤相同的信号来中断在节点124与节点122之间流动的电流。

在关于图2描述的方法的第一实施例变型中，提供了使用信号SW来中断在节点122与节点124之间流动的电流。

图3示出了图示该第一实施例变型的定时图。在此仅详细描述图2和图3的定时图之间的差异。

在图3中，在时刻t8与时刻t9之间，在等于t8+Td2的时刻t8’，在节点122与节点124之间流动的电流通过断开开关AW来中断，其是通过控制信号SW切换到其低电平来断开。该电流中断使得可以阻挡跨组件A的电容128的端子的电压值或对其进行采样。

然后，以类似于关于图2所描述的方式，在时刻t9，组件A的开关130通过控制信号SWA切换到其低电平来断开，从而在组件A中存储跨该组件的电容128的端子的电压。时刻t9标志着存储步骤MEM-INIT的结束。

在图3中，在实施步骤MEM-SIGNAL之前，除了(例如在相应的时刻t10和t11)将信号VD和Vech切换到其低电平，电路150还通过(在该示例中，在被包括在时刻t13与时刻t14之间的时刻t13′处)控制信号SW切换到其高电平，来闭合开关120。

在图3中，在时刻t16与时刻t17之间，在等于t16+Td2的时刻t16'，在节点122与节点124之间流动的电流通过断开开关SW来中断，该开关通过控制信号SW切换到其低电平来断开。电流的该中断使得可以阻挡跨组件B的电容128的端子的电压值或对其进行采样。

然后，以类似于关于图2所描述的方式，在时刻t17，通过控制信号SWB切换到其低电平，组件B的开关130断开，从而在组件B中存储跨该组件的电容128的端子的电压。时刻t17标志着存储步骤MEM-SIGNAL的结束。

在该示例中，类似于图2，该方法通过例如在相应的时刻t18和t19处，将信号VD和Vech切换到其低电平来继续。在该示例中，时刻t19标志着图像的全局获取和存储阶段的结束。类似于关于图2所述的，像素中存储的电压接下来被读取。

在关于图2描述的方法的第二实施例变型中，提供了直接使用信号Vech来中断电流在节点122与节点124之间的流动。

图4示出了图示该第二实施例变型的定时图。这里仅详细描述图2和图4的定时图之间的差异。

在图4中，在时刻t8与时刻t9之间，在等于t8+Td2的时刻t8'，通过控制信号Vech切换到其低电平，在节点122与节点124之间流动的电流被中断，这使得可以阻挡跨组件A的电容128的端子的电压值或对其进行采样。事实上，在时刻t8'处电势Vech的电平的降低使节点106的电势降低，并且因此使电压Vgs降低，这由晶体管中流动的电流的如下倍数的减小而反映：例如至少10倍，优选地至少100倍，甚至至少1000倍。因此，在信号Vech的这种切换之后，流动的电流被认为是可忽略的或为零，或者换言之，认为晶体管118中的电流通过信号Vech的这种切换而中断。

本领域技术人员能够选择信号Vech的高电平与低电平之间的差值，以获得上述操作。作为示例，电势Vech的高电平和低电平使得节点106的电势的降低在200mV或以上的量级。

以类似于关于图2所描述的方式，在时刻t9，通过控制信号SWA切换到其低电平，组件A的开关130断开，从而在组件A中存储跨该组件的电容128的端子的电压。时刻t9标志着存储步骤MEM-INIT的结束。

在实施步骤MEM-SIGNAL之前，如关于图2所描述的，电势VD例如在时刻t10切换到其低电平。

此外，由于相对于关于图2所描述的方法，信号Vech在时刻t8’切换到其低电平，所以时刻t11被省略，并且该方法直接继续到时刻t12。

在图4中，如图4的步骤MEM-INIT中所描述的，在时刻t16与时刻t17之间，在等于t16+Td2的时刻t16'，通过控制信号Vech切换到其低电平，节点122与节点124之间流动的电流被中断。这使得可以阻挡跨组件B的电容128的端子的电压值或对其进行采样。

以类似于关于图2所描述的方式，在时刻t17，通过控制信号SWB切换到其低电平，组件B的开关130断开，从而在组件B中存储跨该组件的电容128的端子的电压。时刻t17标志着存储步骤MEM-SIGNAL的结束。

在该示例中，类似于图2，该方法通过例如在时刻t18将电势VD切换到其低电平来继续。

此外，由于相对于关于图2描述的方法，电势Vech在时刻t16'切换到其低电平，所以时刻t19被省略，并且该方法直接继续到时刻t20。在该示例中，时刻t20标志着图像的全局获取和存储阶段的结束。类似于关于图2所描述的，像素中所存储的电压接下来被读取。

该实施例变型的一个优点是，步骤MEM-INIT和MEM-SIGNAL的持续时间Td2对应于将单个信号Vech的两次切换隔开的持续时间，与当持续时间Td2对应于如下一持续时间时相比，其中该一持续时间将第一信号的切换与不同于第一信号的第二信号的切换隔开，这使得可以用更高的精度来控制该持续时间Td2，。

关于图1至图4，已经公开了像素1以及用于控制该像素的方法，其中被供应到节点112的电势Vech的电平的增加导致在节点106与节点122之间的电势差的增加，以便受控值的电流在节点122与节点124之间流动。

在另一实施例中，提供了节点106与节点122之间的电势差的这种增加是由电路150供应、并且施加到节点132的电势Vech'的电平降低导致的。

此后将关于图5至图7来描述该另一实施例。

图5示出了全局快门传感器的像素5的电路的另一实施例。像素5类似于像素1，并且在此仅详细描述这两个像素之间的差异。

更特别地，像素5与像素1的不同之处在于：

电势Vech'被施加到节点132；并且

在该实施例中，例如接地的参考电势被施加到节点112。

此外，相对于关于图1至图4描述的控制电路150，在该实施例中，传感器的像素5的控制电路150被配置为供应电势Vech'而不供应电势Vech。

图6示出了定时图，其图示了图5的像素的控制方法的实现模式。在此仅详细描述图2的定时图与图6的定时图之间的差异。

特别地，相对于图2，在图6中，电势Vech的定时图被省略，而电势Vech'的定时图被添加。电势或信号Vech′可以假定高电平和低电平。作为示例，考虑的是，信号Vech′默认处于其高电平。

在图6中，在时刻t8，电路150控制电势Vech'切换到其低电平。这导致节点122的电势的对应的降低，因此导致节点106与节点122之间的电势差增加确定值。这允许关于图2至图4描述的受控值的电流在节点122与节点124之间流动。作为示例，信号Vech′的高电平和低电平之间的差异使得信号Vech′切换到其低电平导致节点106与节点122之间的电势差的增加在200mV至300mV之间，例如在250mV的量级。

在该实施例中，类似于图2的实施例，在接下来的时刻t9，组件A的开关130的断开使得可以中断节点122与节点124之间的电流的流动，因此阻挡跨组件A的电容128的端子存在的电压值或对其进行采样。

此外，该开关的断开使得可以隔离节点122的电容128，从而在节点122与节点124之间的电流中断时，将跨电容128的端子存在的电压存储在组件A中。时刻t9标志着步骤MEM-INIT的结束。

在时刻t11，电路150控制电势Vech'切换到其高电平。

在时刻t16，电路150控制电势Vech'切换到其低电平，以使得受控值的电流在节点122与124之间流动。

在该实施例中，类似于图2的实施例，在接下来的时刻t17，组件B的开关130的断开使得可以中断节点122与124之间的电流的流动，因此阻挡跨组件B的电容128的端子存在的电压值或对其进行采样。

此外，该开关的断开使得可以隔离节点122的电容128，因此在在节点122与节点124之间的电流中断时，将跨电容128的端子存在的电压存储在组件B中。时刻t17标志着步骤MEM-SIGNAL的结束。

在该示例中，在时刻t19，电路150控制电势Vech'切换到其高电平。

在该示例中，时刻t20标志着传感器对图像的全局获取和存储阶段的结束。类似于关于图2所述的，像素中所存储的电压接下来被读取。

相对于关于图2至图4描述的方法，由于电容128的值通常大于电容性元件110的值的事实，因此关于图6描述的方法可能更加耗能。

在图6的实施例中，中断节点122与节点124之间流动的电流的实施与关于图2(即，例如，关于在步骤MEM-INIT期间的信号SWA、以及在步骤SWB期间的信号SWB)所描述的相同。与关于图2描述的那些问题相同的问题然后可能出现。

然后提供了使关于图3描述的实施例变型适应于关于图6描述的方法。

图7示出了定时图，该定时图图示了关于图3描述的变型应用于图6的方法。仅详细描述了图6的定时图和图7的定时图之间的差异。

在图7中，在时刻t8与时刻t9之间，在等于t8+Td2的时刻t8'，节点122与节点124之间流动的电流通过断开开关SW来中断，该开关通过控制信号SW切换到其低电平来断开。电流的这种中断使得可以阻挡跨组件A的电容128的端子的电压值或对其进行采样。

以类似于关于图6所描述的方式，在时刻t9，通过控制信号SWA切换到其低电平，组件A的开关130断开，从而在组件A中存储跨该组件的电容128的端子的电压。时刻t9标志着存储步骤MEM-INIT的结束。

在图7中，在实施步骤MEM-SIGNAL之前，除了将信号VD切换到其低电平(时刻t10)、并且将信号Vech'切换到其高电平(时刻t11)之外，电路150还控制(在该示例中，在被包括在时刻t11与时刻t12之间的时刻t11'处)将信号SW切换到其高电平。

在图7中，在时刻t16与时刻t17之间，在等于t16+Td2的时刻t16'，在节点122与节点124之间流动的电流通过断开开关SW来中断，该开关通过控制信号SW切换到其低电平来断开。电流的这种中断使得可以阻挡跨组件B的电容128的端子的电压值。

以类似于关于图6所描述的方式，在时刻t17，通过控制信号SWB切换到其低电平，组件B的开关130断开，从而在组件B中存储跨该组件的电容128的端子的电压。时刻t17标志着存储步骤MEM-SIGNAL的结束。

在该示例中，类似于在图6中，该方法通过将信号VD切换到其低电平(时刻t18)、以及将信号Vech'切换到其高电平(时刻t19)而继续。

在该示例中，在步骤MEM-SIGNAL之后，信号SW被保留在其低电平。因此，在该示例中，时刻t19标志着传感器的全局操作阶段、或传感器对图像的全局获取和存储阶段的结束。类似于关于图2所描述的，像素中所存储的电压接下来被读取。

已经描述了像素1和像素5，其包括连接在节点106与节点112之间的电容性元件110。在实践中，一个或若干个本征电容可以连接到节点106，并与元件110形成电容性分压器桥。在像素1中，本领域技术人员然后能够特别地根据节点106的本征电容，确定电容性元件的值、以及信号Vech的高电平与低电平之间的电势差的幅度，该电势差允许关于图2、图3、图4描述的操作。

在像素5中，电容性元件110可以只与节点106的本征电容相对应。

在未图示的其他实施例变型中，提供了这样的像素1或像素5，像素1或像素5包括多于两个组件A和组件B，其具有与开关130串联的电容128，该开关130将电容128链接到节点122。然后，以类似于组件A和B的方式，每个附加的组件连接在节点122与节点132之间。然后，每个附加的组件的开关130优选地由专用于该组件的信号SWK来控制。

每个附加的组件使得可以存储表示节点106的电势或状态的附加电压。这例如使得可以在第一积分持续时间之后，如前所述例如在组件B中存储第一信号电平，并且在附加组件128、130中存储与更长的积分持续时间相对应的第二信号电平。提供针对同一全局积分阶段的若干个积分持续时间使得一旦它们已经被读取，就可以根据在积分阶段期间接收到的光来选择第一信号电平或第二信号电平，例如以产生高动态范围(HDR)传感器。

本领域技术人员能够使上述实施例、实现模式和变型适应于像素1或像素5的情况，像素1或像素5多于两个组件A和B，其包括电容128和开关130。特别地，使得可以在组件A和B中的任何一个组件中存储电压的相同的信号切换序列被实施为在每个附加的组件中存储电压，持续时间Td2以及优选地持续时间Td1是相同的，并且与该电压被存储其中的组件无关，并且与所考虑的像素无关。此外，可选地通过提供在读取阶段之前将节点122置于确定值，存储在附加组件中的每个电压在与针对组件A和B中的每个组件所描述的相同的读取阶段期间被读取。

已经描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解，可以组合这些实施例的某些特征，并且本领域技术人员将容易想到其他变型。特别地，本领域技术人员能够使所描述的控制方法适应于像素1的情况，其中与接地GND不同的电势被施加到节点132，跨每个电容128的端子的电压、以及节点122处的电压然后相对于该电势进行参考。

此外，在备选实施例(未图示)中，特别是在图像传感器的脉冲照明的情况下，可以省略图1的像素1或图5的像素5的器件104。在这样的实施例中，光电二极管100的阴极例如直接连接到浮动扩散节点106。图像传感器的全局照明脉冲例如发生在节点106处的初始化电平的存储与信号电平的存储之间，这意味着尽管移除了传输门104，但仍可以消除kT/C噪声。通过移除传输门104，像素电路将因此更小且制造更便宜。

此外，特别地，通过适应电源电势、MOS晶体管的类型(N或P沟道)和/或控制信号的高电平和低电平，本领域技术人员能够将已经描述的实施例、实现模式和变型适应于其中累积在区域100中、并且传输到节点106的电荷是空穴而不是电子的情况。

此外，本领域技术人员能够将已经描述的实施例、实现模式和变型适应于MOS晶体管被其他技术的晶体管替代的情况和/或适应于像素1和像素5的开关中的某些或全部开关以不同于MOS晶体管来实现的情况。

最后，基于上文提供的功能性描述，本文描述的实施例和变型的实践实现在本领域技术人员的能力内。

可以组合上述各种实施例以提供其他实施例。可以根据以上详细描述对实施例进行这些和其他改变。通常，在以下权利要求书中，所使用的术语不应解释为将权利要求限制为说明书和权利要求书中公开的特定实施例，而应解释为包括所有可能的实施例以及这些权利要求享有的等同物的全部范围。因此，权利要求不受本公开的限制。

Claims (20)

1.一种图像传感器，包括：

像素的矩阵，每个像素包括：

第一晶体管和第一开关，所述第一晶体管和所述第一开关被串联连接在所述像素的内部节点与第一节点之间，所述第一节点被配置为接收第一电势，所述第一晶体管包括与所述像素的浮动扩散节点耦合的栅极；

电容性元件，具有被连接到所述像素的所述浮动扩散节点的第一端子；以及

多个组件，每个组件包括电容和第二开关，所述第二开关与所述电容串联连接，并且将所述电容耦合到所述像素的所述内部节点；以及

控制电路，被配置为针对每个像素、当每一次电压被存储在所述像素的所述组件中的一个组件中时，控制所述像素的所述浮动扩散节点与所述内部节点之间的电势差增加确定值。

2.根据权利要求1所述的传感器，其中，针对每个像素，当每一次电压被存储在所述像素的所述组件中的一个组件中时，为了控制所述增加，所述控制电路被配置为控制被施加到所述组件中的所述一个组件的所述电容的第一端子的电势从第一电平到第二电平的切换，所述第一端子与所述电容的第二端子相对，所述电容被连接到所述组件中的所述一个组件的所述第二开关。

3.根据权利要求2所述的传感器，其中，所述第二电平低于所述第一电平。

4.根据权利要求1所述的传感器，其中，针对每个像素，当每一次电压被存储在所述像素的所述组件中的一个组件中时，为了控制所述增加，所述控制电路被配置为控制被施加到所述电容性元件的第二端子的电势从第一电平切换到第二电平。

5.根据权利要求1所述的传感器，其中，针对每个像素，所述控制电路被配置为：

在当每一次电压被存储在所述像素的所述组件中的一个组件中时进行所述增加之后，控制在所述像素的所述内部节点与所述第一节点之间流动的电流的中断；并且

将所述增加的所述控制与所述电流的所述中断的所述控制隔开相同的第一持续时间，所述第一持续时间是相同的、与所述像素和所述像素的所述组件中的所述一个组件无关。

6.根据权利要求5所述的传感器，其中，针对每个像素，所述控制电路被配置为：

通过控制被施加到所述像素的所述组件中的所述一个组件的所述电容的第一端子的电势从第一电平到第二电平的切换，来控制所述增加，所述第一端子与所述电容的第二端子相对，所述电容被连接到所述组件中的所述一个组件的所述第二开关；以及

通过如下来控制在所述像素的所述内部节点与所述第一节点之间流动的电流的所述中断：

控制所述像素的所述第一开关的断开；或者

控制所述像素的所述组件中的所述一个组件的所述第二开关的断开。

7.根据权利要求5所述的传感器，其中，针对每个像素，所述控制电路被配置为：

通过控制被施加到所述像素的所述组件中的所述一个组件的所述电容的第一端子的电势从第一电平到第二电平的切换，来控制所述增加，所述第一端子与所述电容的第二端子相对，所述电容被连接到所述组件中的所述一个组件的所述第二开关；并且

通过如下来控制在所述像素的所述内部节点与所述第一节点之间流动的电流的所述中断：

控制被施加到所述电容性元件的第二端子的电势从所述第二电平到所述第一电平的切换；或者

控制所述像素的所述第一开关的断开；或者

控制所述像素的所述组件中的所述一个组件的所述第二开关的断开。

8.根据权利要求1所述的传感器，其中，针对每个像素，所述控制电路被配置为当每一次电压被存储在所述像素的所述组件中的所述一个组件中时，控制被施加到所述第一节点的所述电势在所述增加之前从第一电平到第二电平的切换。

9.根据权利要求8所述的传感器，其中，针对每个像素，所述控制电路被配置为当每一次电压被存储在所述像素的所述组件中的所述一个组件中时：

在所述增加之后，控制在所述像素的所述内部节点与所述第一节点之间流动的电流的中断；

将所述增加的所述控制与所述电流的所述中断的所述控制隔开第一持续时间，所述第一持续时间是相同的，与所述像素和所述像素的所述组件中的所述一个组件无关；以及

将所述电流的所述中断的所述控制与被施加到所述第一节点的所述电势从所述第一电平到所述第二电平的所述切换的所述控制隔开第二持续时间，所述第二持续时间针对每个像素、以及针对每个像素的所述组件中的每个组件是相同的。

10.根据权利要求8所述的传感器，其中，针对每个像素，所述控制电路被配置为当每一次电压被存储在所述像素的所述组件中的所述一个组件中时：

维持被施加到所述第一节点的所述电势的所述第二电平至少到电流的中断为止；

保持所述像素的所述第一开关、以及所述像素的所述组件中的所述一个组件的所述第二开关被闭合至少到所述电流的所述中断为止；并且

在所述电流的所述中断之后，控制所述组件的所述第二开关的断开。

11.根据权利要求1所述的传感器，其中，在所述像素的每个像素中，所述第一晶体管被连接为源极跟随器，并且具有不被连接到恒定偏置电流源的源极。

12.根据权利要求1所述的传感器，其中所述控制电路还被配置为针对每个像素，当每一次电压被存储在所述像素的所述组件的一个组件中时，控制：

在所述增加之前，被施加到所述第一节点的所述电势从第一电平到第二电平的切换，所述第二电平高于所述第一电平。

13.根据权利要求12所述的传感器，其中，针对每个像素，当每一次电压被存储在所述像素的所述组件中的所述一个组件中存储电压时，为了控制所述增加，所述控制电路被配置为控制被施加到所述组件中的所述一个组件的所述电容的第一端子的电势从第三电平到第四电平的切换，所述第四电平低于所述第三电平，所述第一端子与所述电容的第二端子相对，所述电容被连接到所述组件中的所述一个组件的所述第二开关。

14.根据权利要求12所述的传感器，其中，针对每个像素，当每一次电压被存储在所述像素的所述组件中的所述一个组件中时，为了控制所述增加，所述控制电路被配置为控制被施加到所述电容性元件的第二端子的电势从第三电平到第四电平的切换，所述第四电平高于所述第三电平。

15.一种用于控制图像传感器的方法，包括：

控制图像传感器，所述图像传感器包括像素的矩阵，每个像素包括：

第一晶体管和第一开关，所述第一晶体管和所述第一开关被串联连接在所述像素的内部节点与第一节点之间，所述第一节点被配置为接收第一电势，所述第一晶体管的栅极与所述像素的浮动扩散节点耦合；

电容性元件，具有被连接到所述像素的所述浮动扩散节点的第一端子；以及

多个组件，每个组件包括电容和第二开关，所述第二开关与所述电容串联连接，并将所述电容耦合到所述像素的所述内部节点，所述控制包括：

在所述像素的所述组件中存储电压，所述存储包括：针对每个像素，控制所述像素的所述浮动扩散节点与所述内部节点之间的电势差增加确定值。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，针对每个像素，控制所述增加包括：

控制被施加到所述组件的所述电容的第一端子的电势从第一电平到第二电平的切换，所述第二电平低于所述第一电平，所述第一端子与所述电容的第二端子相对，所述电容被连接到所述组件的所述第二开关。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，针对每个像素，控制所述增加包括：

控制被施加到所述电容性元件的第二端子的电势从第一电平到第二电平的切换，所述第二电平高于所述第一电平。

18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述存储包括：在所述增加之后，控制在所述像素的所述内部节点与所述第一节点之间流动的电流中断，以将所述增加的所述控制与所述电流的所述中断的所述控制隔开达第一持续时间，所述第一持续时间是相同的，与所述像素和所述像素的在其中进行所述存储的组件无关。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述存储包括：在所述增加之前，通过将所述电流的中断的控制与被施加到所述第一节点的所述电势到第二电平的切换的控制隔开第二持续时间，来控制被施加到所述第一节点的所述电势从第一电平到所述第二电平的所述切换，所述第二持续时间是相同的，与所述像素和所述像素的在其中进行所述存储的组件无关。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，在所述存储期间：

将被施加到所述第一节点的所述电势保持在所述第二电平处至少到所述电流的所述中断为止；

保持所述像素的所述第一开关、以及所述组件的所述第二开关被闭合至少到所述电流的所述中断为止；并且

在所述电流的所述中断之后，断开所述组件的所述第二开关。