CN205566484U

CN205566484U - 图像传感器像素和成像系统

Info

Publication number: CN205566484U
Application number: CN201620331558.2U
Authority: CN
Inventors: J·贝克
Original assignee: Semiconductor Components Industries LLC
Current assignee: Semiconductor Components Industries LLC
Priority date: 2015-04-21
Filing date: 2016-04-20
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2026-04-20
Also published as: US9888191B2; US20160316163A1

Abstract

本实用新型涉及图像传感器像素和成像系统。一种图像传感器像素，其特征在于，所述图像传感器像素包括：电荷存储区域；双转换增益晶体管，所述晶体管具有耦合至所述电荷存储区域的栅极端子、源极端子和漏极端子；以及电容器，所述电容器耦合于所述双转换增益晶体管的所述漏极端子和所述电荷存储区域之间。根据本实用新型，可以提供改进的图像传感器像素和成像系统。

Description

图像传感器像素和成像系统

技术领域

本实用新型涉及图像传感器像素和成像系统。

背景技术

本实用新型整体涉及成像设备，并且更具体地讲，涉及具有带逐像素增益调整能力的像素阵列的成像设备。

图像传感器常在电子设备诸如移动电话、相机和计算机中用来捕获图像。在典型布置方式中，电子设备设置有被布置成像素行和像素列的图像像素阵列。行控制电路通过行控制线耦合至每个像素行，以用于向像素行中的每个图像像素提供像素控制信号。图像像素通常以低增益模式运行以用于捕获更亮场景的图像，并且以高增益模式运行以用于捕获更暗场景的图像。

在传统的成像系统中，行控制电路向所选像素行中的每个像素提供控制信号，所述控制信号指示该行中的每个像素以高增益模式或低增益模式运行。然而，待成像的场景通常在整个图像像素的任何给定行内同时包括更亮部分和更暗部分。使用对整个像素行中的图像像素以高增益模式或低增益模式运行进行控制的传统图像传感器执行图像捕获操作可从而导致给定像素行中的一些图像像素生成过分嘈杂的图像信号或过饱和的图像信号，所述图像信号在最终捕获图像中可生成难看的图像伪色。在传统的图像传感器操作期间，提供给像素行以将该行置于高增益模式或低增益模式的增益调整控制信号通常升压到比提供给像素行的电源电压电平大的电压电平。然而，提供升压增益调整控制信号可引起图像传感器上的电压应力，并且可不期望地限制图像传感器的寿命。

因此期望能够提供改善的捕获和处理图像信号方式的成像设备。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题之一是提供一种改进的图像传感器像素和成像系统。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种图像传感器像素，所述图像传感器像素包括：电荷存储区域；双转换增益晶体管，所述晶体管具有耦合至所述电荷存储区域的栅极端子、源极端子和漏极端子；以及电容器，所述电容器耦合于所述双转换增益晶体管的所述漏极端子和所述电荷存储区域之间。

在一个实施例中，所述双转换增益晶体管被配置为当所述双转换增益晶体管接通时将所述图像传感器像素置于低转换增益模式，并且其中所述双转换增益晶体管被配置为当所述双转换增益晶体管断开时将所述图像传感器像素置于高转换增益模式。

在一个实施例中，所述图像传感器像素排列成以行和列布置的图像传感器像素阵列，其中所述阵列中的图像传感器像素的所述列通过多根导电列线耦合至列读出电路，并且其中所述双转换增益晶体管的所述源极端子通过所述多根导电列线的对应导电列线耦合至所述列读出电路。

在一个实施例中，所述双转换增益晶体管通过双转换增益控制信号进行控制，所述双转换增益控制信号从所述列读出电路位于所述双转换增益晶体管的所述源极端子处接收。

在一个实施例中，所述电荷存储区域具有第一电压电平，并且所述双转换增益晶体管被配置为响应于所述双转换增益控制信号的大小比所述第一电压电平小一个预定量而接通。

在一个实施例中，所述双转换增益晶体管被配置为响应于所述双转换增益控制信号的大小大于所述第一电压电平减去所述预定量而断开。

在一个实施例中，所述图像传感器像素还包括：电荷传输门；以及光敏区域，所述光敏区域耦合于接收接地电压电平的端子和所述电荷传输门之间，其中所述光敏区域通过所述电荷传输门耦合至所述电荷存储区域。

在一个实施例中，所述图像传感器像素还包括：附加端子，所述附加端子接收电源电压电平；以及复位晶体管，所述复位晶体管耦合于所述电荷存储区域和所述附加端子之间。

在一个实施例中，所述双转换增益晶体管被配置为基于在所述双转换增益晶体管的所述源极端子处接收的控制信号，将所述图像传感器像素置于高转换增益模式和低转换增益模式中的一者，所述控制信号具有大于或等于所述接地电压电平并且小于或等于所述电源电压电平的电压大小。

在一个实施例中，所述图像传感器像素还包括：列读出线，其中所述图像传感器像素通过所述列读出线耦合至列控制和读出电路；以及源极跟随器晶体管，所述源极跟随器晶体管耦合于所述电荷存储区域和所述列读出线之间。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种成像系统，所述系统包括：

中央处理单元；

存储器；

输入-输出电路；和

成像设备，其中所述成像设备包括：

被布置成行和列的图像传感器像素阵列，其中所述阵列包括位于所述阵列的给定行的第一列中的第一图像传感器像素以及位于所述给定行的第二列中的第二图像传感器像素，其中所述第一图像传感器像素包括具有第一源极端子的第一双转换增益晶体管，并且其中所述第二图像传感器像素包括具有第二源极端子的第二双转换增益晶体管；

行控制电路，所述行控制电路通过行控制线耦合至所述阵列的所述给定行；以及

读出电路，所述读出电路通过第一列线耦合至所述阵列的所述第一列并且通过第二列线耦合至所述阵列的所述第二列，其中在所述行控制电路连续激活所述阵列的所述给定行时，所述读出电路被配置为从所述第一图像传感器像素读出第一图像信号，同时将具有第一大小的第一控制信号提供给所述第一源极端子，并且所述读出电路被配置为从所述第二图像传感器像素读出第二图像信号，同时将具有不同于所述第一大小的第二大小的第二控制信号提供给所述第二源极端子。

在一个实施例中，所述第一图像传感器像素包括第一浮动扩散节点和第一电容器，所述第一双转换增益晶体管具有第一栅极端子和第一漏极端子，所述第二图像传感器像素包括第二浮动扩散节点和第二电容器，所述第二双转换增益晶体管具有第二栅极端子和第二漏极端子，所述第一栅极端子耦合至所述第一浮动扩散节点，所述第一漏极端子通过所述第一电容器耦合至所述浮动扩散节点，所述第二栅极端子耦合至所述第二浮动扩散节点，并且所述第二漏极端子通过所述第二电容器耦合至所述第二浮动扩散节点。

在一个实施例中，所述第一图像传感器像素包括耦合至提供有接地电压电平的第一端子的第一光电二极管，所述第二图像传感器像素包括耦合至提供有所述接地电压电平的第二端子的第二光电二极管，所述第一图像传感器像素具有提供有复位电压电平的第三端子，所述第二图像传感器像素具有提供有所述复位电压电平的第四端子，所述第一大小与所述接地电压电平大约相等，并且所述第二大小与所述复位电压电平大约相等。

根据本实用新型，可以提供改进的图像传感器像素和成像系统。

附图说明

图1为根据本实用新型的实施例的示例性成像系统的示意图，该成像系统具有用于使用基于列的像素增益调整捕获图像的图像传感器和处理电路。

图2为根据本实用新型的实施例的示例性像素阵列以及相关列控制和读出电路的示意图，该电路用于在不使控制信号电压升高的情况下控制对应像素列的像素中的逐列增益调整。

图3为根据本实用新型的实施例的示例性图像传感器像素的电路示意图，该像素具有用于使用所选像素转换增益捕获和输出图像信号的双转换增益晶体管。

图4为根据本实用新型的实施例的示例性图像传感器像素的电路示意图，该像素具有用于使用所选像素转换增益捕获和输出图像信号的双转换增益晶体管，该晶体管具有接收未升压的逐列增益控制信号的源极端子。

图5为根据本实用新型的实施例的示例性步骤的流程图，该步骤可通过图1-4中所示类型的图像传感器执行，以响应于由对应像素捕获的图像信号来调整该像素的转换增益。

图6为根据本实用新型的实施例的示例性步骤的流程图，该步骤可通过图1-4中所示类型的图像传感器来执行，以响应于由阵列的先前行中并且与对应像素在相同列中的像素所捕获的图像信号对该对应像素的转换增益进行调整。

图7为根据本实用新型的实施例的处理器系统的框图，该处理器系统采用图1-6的实施例。

具体实施方式

电子设备诸如数字相机、计算机、移动电话和其他电子设备可包括图像传感器，该图像传感器收集入射光以捕获图像。图像传感器可包括图像像素阵列。图像传感器中的像素可包括光敏元件，诸如将入射光转换为图像信号的光电二极管。图像传感器可具有任何数量的像素(如，几百或几千或更多)。典型的图像传感器可例如具有数十万或数百万像素(如，百万像素)。图像传感器可包括控制电路，诸如用于操作图像像素的电路，和用于读出图像信号的读出电路，所述图像信号与光敏元件所生成的电荷相对应。

图1为示例性成像系统诸如电子设备的示意图，该成像系统使用图像传感器捕获图像。图1的电子设备10可为便捷式电子设备，诸如相机、移动电话、平板计算机、网络相机、摄像机、视频监控系统、汽车成像系统、具有成像能力的视频游戏系统或者捕获数字图像数据的任何其他所需成像系统或设备。相机模块12可用于将入射光转换成数字图像数据。相机模块12可包括一个或多个镜头14以及一个或多个对应的图像传感器16。镜头14可包括固定镜头和/或可调镜头，并且可包括形成于图像传感器16的成像表面上的微镜头。在图像捕获操作期间，来自某个场景的光可通过镜头14聚焦到图像传感器16上。图像传感器16可包括用于将模拟像素数据转换成要提供给存储和处理电路18的对应数字图像数据的电路。如果需要，相机模块12可设置有镜头14阵列和对应图像传感器16阵列。

存储和处理电路18可包括一个或多个集成电路(如，图像处理电路、微处理器、存储设备诸如随机存取存储器和非易失性存储器等)，并且可使用与相机模块12分开和/或形成相机模块12的一部分的组件(如，形成包括图像传感器16的集成电路或者与图像传感器16相连的模块12内的集成电路的一部分的电路)来实施。可使用处理电路18处理和存储已被相机模块12捕获的图像数据(如，使用处理电路18上的图像处理引擎、使用处理电路18上的成像模式选择引擎等)。处理图像数据可根据需要使用耦合至处理电路18的有线和/或无线通信路径提供给外部设备(如，计算机、外部显示器或其他设备)。

如图2所示，图像传感器16可包括含有被布置成行和列的图像传感器像素22(有时在本文称为被布置成像素行和像素列的图像像素或像素)的图像阵列20以及控制和处理电路24。阵列20可包含例如几百或几千行以及几百或几千列图像传感器像素22。控制电路24可耦合至行控制电路26和图像读出电路28(有时称为列控制电路、读出电路、处理电路、列解码器电路或者列控制和读出电路)。行控制电路26可从控制电路24接收行地址，并且通过行控制路径30将对应的行控制信号诸如复位控制信号、行选择控制信号、电荷传输控制信号和读出控制信号提供给像素22。可将一根或多根导线诸如列线32耦合至阵列20中的像素22的每一列。列线32可用于读出来自像素22的图像信号，用于提供偏置信号(如，偏置电流或偏置电压)，用于将基于列的像素控制信号提供给像素22，或用于在列读出电路28和阵列20之间执行任何其他所需信号传输。如果需要，在像素读出操作期间，可使用行控制电路26选择阵列20中的像素行，并且可沿列线32读出由该像素行中的图像像素22生成的图像信号。

放大器电路(未示出)可根据需要置于列线32上(如，每个列线32可具有对应的放大器电路)。传感器16中的放大器电路可放大从像素阵列20的相关列接收的图像信号，并且可将放大的图像信号提供给列控制和读出电路28。放大器电路可为所接收的图像信号提供所需增益(如，可调增益)。例如，放大器电路可为从像素22接收的图像信号提供相对高增益(如，当对应像素捕获场景的更暗部分时)，或者可为图像信号提供相对低增益(如，当对应像素捕获场景的更亮部分时)。列控制和读出电路28可将控制信号提供给放大器电路以及像素22中的增益可调电路，以对由像素22和放大器电路提供给所接收图像信号的增益进行控制。

图像读出电路28可通过列线32接收图像信号(如，由像素22生成的模拟像素值)。图像读出电路28可包括用于对从阵列20读出的图像信号进行采样和暂时存储的采样保持电路、放大器电路、模拟/数字转换(ADC)电路、偏置电路、比较器电路、列存储器、用于选择性启用或禁用列电路的闩锁电路，或者耦合至阵列20中的一个或多个像素列以用于操作像素22以及用于读出来自像素22的图像信号的其他电路。读出电路28中的ADC电路可将从阵列20接收的模拟像素值转换成对应的数字像素值(有时称为数字图像数据或数字像素数据)。图像读出电路28可通过一个或多个像素列中的像素的路径25将数字像素数据提供给控制和处理电路24和/或处理器18(图1)。

图像像素22可以低增益模式运行以用于捕获更亮场景的图像，并且可以高增益模式运行以用于捕获更暗场景的图像。在图像捕获操作期间，阵列20的一部分可捕获来自所成像场景的更暗部分的图像信号，而阵列20的其他部分可捕获来自所成像场景的更亮部分的图像信号。在图2的例子中，阵列20的部分25中的像素22可捕获所成像场景的更亮部分，而部分27中的像素22可捕获所成像场景的更暗部分。如果需要，给定像素行中的不同像素22可通过对应的控制线32设置有相应的控制信号，所述控制信号指示像素以所需增益(如，以高增益模式或低增益模式)运行。例如，位于阵列20的给定行的更亮区域25中的像素22可通过控制线32设置有控制信号，所述控制信号指示那些像素以低增益模式运行(如，以阻止图像像素过饱和)，而位于阵列20的给定行的更暗区域27中的像素22可通过控制线32设置有控制信号，所述控制信号指示那些像素以高增益模式运行(如，以提高由那些像素捕获的图像信号中的信噪比)。

如果需要，图像读出电路28可包括图像信号线性化电路，诸如增益归一化电路33。归一化电路33可将从阵列20读出的图像信号的增益归一化或线性化。例如，读出电路28可识别所读出的每个像素是以高增益模式还是低增益模式读出，并且可将有关每个像素所用的增益模式的信息提供给归一化电路33。归一化电路33可基于所识别增益模式将所读出图像信号归一化(如，以使得可补偿应用于特定像素的任何额外增益等)。例如，当通过读出电路28中的ADC电路执行模拟数字转换时，可将另外的数字比特发送至归一化电路33，以通知归一化电路33每个像素所用的增益模式。

如果需要，列读出和控制电路28可包括基于列的控制电路(为了清楚起见未示出)，所述电路各自耦合至相应的列路径32。列控制电路可包括用于读出来自像素22的对应列的信号的读出电路(如，采样保持电路、转换器电路等)，并且可包括用于将控制信号提供给像素22的对应列的控制电路(如，给定列控制电路可仅对于对应列中的像素读出和提供控制信号而不读出或控制阵列其他列中的像素)。控制电路可将相应的控制信号提供给像素22的对应列，所述控制信号指示该列中的像素以所需增益运行。例如，耦合至第一列线32的第一控制电路可指示阵列20的所选行的第一列中的像素22以低增益模式捕获信号，而耦合至第二列线32的第二控制电路可指示阵列20的所选行的第二列中的像素22以高增益模式捕获信号。控制电路31可通过例如调整由该列中的放大器电路提供的增益和/或调整通过线32提供给像素22的增益控制信号，来控制给定列的像素22的增益。通过线32提供给像素22的增益控制信号可包括例如双转换增益(DCG)控制信号，所述控制信号被配置为调整给定像素22的电荷存储容量。

如果需要，读出电路28中的逐列控制电路可各自包括图像信号处理电路，该电路对从像素22的对应列读出的信号进行处理。列控制电路中的处理电路可包括模拟比较器电路、数字比较逻辑电路或用于处理图像信号的其他电路。逐列控制电路中的图像处理电路可对从像素22读出的信号进行处理，以确定对应列中的像素22所用的增益是否需要调整。如果处理电路确定增益需要调整，则电路可将控制信号提供给对应列中的像素22，所述控制信号对像素用来捕获图像形信号的增益进行调整。通过这种方式，像素22用于捕获图像信号的增益选择和调整可针对像素阵列20的整个给定行中的每个像素22积极调整，从而允许单行使用低增益模式和高增益模式两者捕获信号(如，基于该行中的某些像素位于所成像场景的较亮部分25还是较暗部分27中)。

图3为图像传感器像素22的一个可能布置方式的电路示意图，该像素耦合至用于执行增益调整操作的列控制和读出电路28。如图3所示，像素22可通过对应列路径32耦合至读出电路28。像素22可包括任何所需数量的用于捕获图像电荷的光敏区域。在图3的例子中，像素22包括通过电荷传输门38耦合至电荷存储节点36的光敏区域(光电二极管)34。光电二极管34可根据需要设置有用于捕获所需颜色光的对应颜色滤光片元件。像素22可通过行控制线30(图2)从行控制电路26接收行控制信号(如，复位控制信号RST、电荷传输控制信号TX和行复位控制信号RS)。

可在(如，来自列控制电路31或其他电源电路的)正电源端子40处提供正电源电压(如，电压Vaa或其他复位电平电压)。可在接地端子42处提供接地电源电压(如，Vss)。可通过光电二极管34收集入射光44。光电二极管34将入射光转换成电荷。

如果需要，行控制电路26(如图2所示)可在采集图像之前使复位控制信号RST生效。这样可接通复位晶体管46并且将电荷存储节点36复位成Vaa或另一复位电平电压。电荷存储节点36在本文有时可称为浮动扩散节点FD或浮动扩散区域FD。电荷存储节点36可使用掺杂半导体的区域(如，通过离子注入、杂质扩散或其他掺杂技术形成于硅基板中的掺杂硅区域)实施。掺杂半导体区域(即，浮动扩散FD)表现出可用于存储已从光电二极管34传输的电荷的电容(如，区域36可具有对应的电荷容量，指示可存储在区域36处的电荷量)。通过源极跟随器晶体管48将与节点36上的所存储电荷相关的信号传输至行选择晶体管50。

像素22中的光电二极管34可通过电荷传输门38耦合至电荷存储区域36。行控制电路26可将对应的电荷传输控制信号TX提供给电荷传输门38的栅极端子来控制栅极38。可使复位控制信号RST失效以断开复位晶体管46(如，针对阵列20的整个对应行中的像素22)。在复位过程完成之后，可使传输门控制信号TX生效以接通传输门38。当传输晶体管38接通时，由对应光电二极管34响应于入射光所生成的电荷被传输至电荷存储节点36。当需要读出所存储电荷的值(即，由晶体管48的源极S处的信号表示的所存储电荷的值)时，可使行选择控制信号RS生效(如，对于所选行中的所有像素同时进行)。当使信号RS生效时，晶体管50接通并且在列输出路径32上产生对应的图像信号V_OUT，该图像信号表示对应电荷存储节点54上的电荷的大小(如，复位电平电压或图像电平电压)。在典型配置中，存在多行和多列图像像素，诸如图像像素阵列20中的图像像素22。当在给定行中使行选择控制信号RS生效时，可使用路径诸如列线32将该图像像素中的信号V_OUT引导至与阵列20的该列相关的列电路28中的逐列控制和读出电路。如果需要，可针对每个图像像素22对复位电平和图像电平进行采样、保持和转换，以允许通过例如相关双采样技术进行kTC复位噪声补偿。

像素22可设置有增益选择电路，该电路增强由图像传感器16产生的图像的动态范围。例如，每个像素22可使用所选增益设置(模式)生成对应图像信号。在一些配置中，所选增益设置可取决于在曝光期间(即，像素复位之间的累积周期，在该周期期间，光敏元件响应于入射光生成电荷)由像素捕获的光的量。在其他配置中，增益可保持恒定的设置。如图3所示，图像像素22可包括串联耦合于端子56和浮动扩散节点36之间的电容器52和晶体管54。晶体管54的源极端子S可耦合至浮动扩散节点36，而漏极端子D可耦合至电容器52和复位栅极46(如，在节点58处)。在一个合适的布置方式中，端子56可耦合至正电源电压Vaa。在另一个合适的布置方式中，端子56可耦合至接地电源Vss。

晶体管54可具有栅极端子G，该端子使用双转换增益控制信号DCG进行控制。像素22可通过对应列线32从列读出电路28接收双转换增益控制信号DCG(如，像素22可通过列线32从电路28内的对应逐列控制电路接收双转换增益信号DCG)。像素22可以高转换增益模式(高增益模式)以及以低转换增益模式(低增益模式)运行。如果晶体管54被禁用(如，如果信号DCG低)，则将对应像素22置于高转换增益模式。如果晶体管54被启用(如，如果信号DCG高)，则将对应像素22置于低转换增益模式。

一般来讲，图像转换增益与节点FD处的负载电容量成反比。当晶体管54接通时，将电容器52切换到使用中以便为浮动扩散节点36提供附加电容(如，附加电荷存储容量)。这导致像素22的转换增益较低。当晶体管54断开时，电容器52的附加负载被移除并且像素22恢复到相对较高的像素转换增益配置。读出电路28中的逐列控制电路可独立地调整提供给整个所选列内的像素22的双转换增益控制信号DCG，同时针对该列中的所有像素使行选择信号RS生效(如，控制信号DCG的脉冲可为高或低而不使行选择信号RS失效)。通过这种方式，在图像捕获和读出操作期间，逐列控制电路可单独地调整针对阵列20的给定行中的每个像素22所提供的转换增益。

在具有接收对应栅极端子处的控制信号DCG的双增益转换晶体管54的图像传感器像素的操作期间，需要针对控制信号DCG的相对高电压大小(如，大小大于电源电压Vaa)接通DCG栅极54以及使DCG栅极54保持处于接通状态(如，因为栅极54的源极端子S耦合至浮动扩散节点36，并且通常需要针对DCG栅极54的1-2V的栅极-源极电压接通晶体管)。例如，控制信号DCG的大小可能需要最高比电源电压Vaa的大小大1-2V(如，因为源极端子耦合至浮动扩散节点36)，以便于DCG晶体管54在图像传感器操作期间令人满意地接通。为了针对控制信号DCG提供足够高的电压大小以接通栅极54，电路28可为控制信号DCG提供所谓的“电压升压”以将信号DCG的大小增加至足够大于电源电压Vaa的电平。然而，使用升压电压诸如接通栅极54所需的那些电压可将不期望的电压应力强加于其中形成像素22的半导体基板，从而使像素22的性能随时间推移减弱并且减少像素的总体有效寿命。因此期望能够使像素22成像具有改善的转换增益调整能力。

图4为示例性图像传感器像素22的另一可能布置方式的电路示意图，其中在不使用升压DCG控制信号电压的情况下对像素22的增益模式进行调整。如图4所示，像素22可包括光敏区域，诸如通过电荷传输门64耦合至电荷存储节点62的光电二极管60。正电源电压Vaa(或任何其他所需复位电压)可在正电源电压端子66处提供，而接地电源电压Vss可在接地端子68处提供。

可通过光电二极管60收集入射光44。光电二极管60可将入射光转换成电荷。复位晶体管70可耦合于浮动扩散节点62和电源端子66之间。源极跟随器晶体管74可耦合于浮动扩散节点62和列读出线32之间(如，晶体管74的栅极端子可耦合至节点62，而晶体管74的源极端子可耦合至列输出路径32)。行选择晶体管72可耦合于电源端子66和源极跟随器晶体管74之间(如，行选择晶体管72的源极端子可耦合至源极跟随器晶体管74的漏极端子，而行选择晶体管的漏极端子耦合至电源端子66)。可使复位控制信号RST对复位晶体管70的栅极端子生效，以接通晶体管70以及在采集图像之前将浮动扩散节点62复位至电压Vaa。当使行选择信号RS对行选择晶体管72的栅极端子生效时，通过源极跟随器晶体管74将与节点62上的所存储电荷相关的复位电平信号传输至列线32。

可使复位控制信号RST失效以断开复位晶体管70(如，针对阵列20的整个对应行中的像素22)。在复位过程完成之后，可使传输门控制信号TX生效以接通传输门64。当传输晶体管64接通时，由光电二极管60响应于入射光所生成的电荷被传输至电荷存储节点62。当需要读出所存储电荷的值时，可使行选择控制信号RS生效(如，同时对于所选行中的所有像素)。当使信号RS生效时，晶体管72接通并且在列输出路径32上产生对应的图像信号V_OUT，该图像信号表示对应电荷存储节点62上的电荷的大小(如，图像电平电压)。如果需要，可针对每个图像像素22对复位电平和图像电平进行采样、保持和转换，以允许通过例如相关双采样技术进行kTC复位噪声补偿。

像素22可设置有增益选择电路，该电路增强由图像传感器16产生的图像的动态范围而不需要升压DCG控制信号。如图4所示，图像像素22可包括与双转换增益晶体管76的沟道串联耦合于端子78和浮动扩散节点62之间的电容器80。端子78可耦合至对应的列控制线32。双转换增益晶体管76的栅极可耦合至浮动扩散节点62。电容器80可耦合于双转换增益晶体管76的漏极端子D和浮动扩散节点62之间。双转换增益晶体管76的源极端子S可从图像读出和控制电路28(如，通过列路径32)接收双转换增益控制信号DCG。控制信号DCG可由控制电路28提供以控制像素22的增益。在图3的布置方式中，每个图像像素中的双转换增益晶体管54由提供给双转换增益晶体管的栅极端子的控制信号DCG控制，而在图4的布置方式中，每个图像像素中的双转换增益晶体管76由提供给双转换增益晶体管的源极端子的控制信号DCG控制。

双转换增益晶体管76可接通(启用)以延伸浮动扩散节点62的电荷存储容量，使其也包括电容器62的电荷存储容量(如，以将像素置于低转换增益模式)。当双转换增益晶体管76断开(禁用)时，浮动扩散节点62的电荷存储容量不包括与电容器80相关的电荷存储容量(如，以将像素置于高转换增益模式)。在图4所示的布置方式中，当提供给DCG晶体管76的源极端子S的控制信号DCG的大小被拉至足够低的电平诸如接地(如，电平Vss)时，在浮动扩散节点62(即，晶体管76的栅极端子G)和晶体管76的源极端子S之间可存在足够电压差，使得晶体管76接通，从而使像素22的容量延伸能够包括电容器80并且将像素22置于低转换增益模式。一般来讲，无论何时只要提供给源极端子S的控制信号DCG的大小比浮动扩散节点62的电压电平小预定阈值(如，当控制信号DCG的大小比节点62的电压电平小超过0.6V，诸如当DCG处于电平Vss时)，均可接通DCG晶体管76。

当提供给晶体管76的源极端子S的控制信号DCG的大小以电源电平Vaa提供时，晶体管76偏置使得晶体管76断开，从而使电容器80不能贡献像素的电荷存储容量以及将像素22置于高转换增益模式。一般来讲，无论何时只要控制信号DCG的大小大于浮动扩散节点62的电压电平减去预定阈值，均可断开DCG晶体管76(如，当控制信号DCG的大小比节点62的电压电平小超过0.6V时，诸如当信号DCG的大小处于Vaa时，当控制信号DCG的大小等于节点62的电压电平时，当控制信号DCG的大小大于节点62的电压电平时等等，DCG晶体管76断开)。

换句话讲，像素22的布置方式允许通过提供大小在接地电平Vss和电源电平之间范围内的DCG控制信号，DCG晶体管76被接通或断开并且保持处于接通或断开状态。通过这种方式，像素22可在高转换增益模式和低转换增益模式之间调整而不为DCG控制信号提供大于电源电平Vaa的电压(如，不针对DCG控制信号执行电压升压)，从而减少像素22上的电压应力并且增加图像传感器16相对于使用升压电压的场景的寿命。另外，其中DCG电容器80在使用中时连接至接地(如，因为接地电平Vss接通DCG晶体管76)的图4的布置方式导致由栅极76生成的任何噪声采用与由光电二极管60所生成的噪声通用的模式生成(如，由于光电二极管60也参考接地Vss)，从而减少进入最终图像信号的总体噪声注入。

图4的例子仅仅是示例性的。一般来讲，图像22可包括任何所需数量的耦合至对应电荷存储节点62(如，通过对应电荷传输门)的光敏区域60(如，一个光电二极管60、三个光电二极管60、四个光电二极管60等)。如果需要，多个DCG栅极76可耦合至存储区域62以用于将存储区域62耦合至多个附加存储电容80(如，以允许对像素中的存储容量进行更精细微调)。一般来讲，每个像素22可包括任何所需数量的光敏区域，所述光敏区域通过对应的电荷传输门耦合至电荷存储区域，并且可包括一个或多个附加电容，所述附加电容通过一个或多个对应的DCG栅极耦合至电荷存储区域，所述DCG栅极由读出电路28中的对应逐列控制电路进行控制。

如果需要，列控制电路28可从像素22读出图像信号，并且可对从像素读出的图像信号进行处理，以确定是否需要在每个列中调整图像转换增益。例如，电路28中的每个逐列控制信号可对所选像素行(如，行选择信号RS对其生效的像素行)中的对应像素的图像信号进行处理，以确定该像素是否需要调整转换增益而无论所选像素行中的其他像素所用的转换增益如何。

图5为示例性步骤的流程图，所述步骤可由图像传感器16执行，以对图4所示类型的图像传感器像素22的阵列20进行操作，该阵列具有在不提供升压控制信号的情况下可调整的增益模式。可执行图5的步骤以例如基于由特定像素捕获的图像信号调整该像素的转换增益模式。

在步骤100处，阵列20中的图像传感器像素22可捕获图像信号。图像传感器像素22可捕获像素电平信号和/或复位电平信号。图像信号可提供给列读出电路28。

在步骤102处，列读出电路28可对所接收像素信号进行处理以确定是否需要逐列(如，针对给定行中的每个像素)调整图像转换增益。例如，列读出电路28可从阵列20的给定(如，所选)行中的像素接收图像信号。电路28可对由所选行中的每个像素生成的图像信号进行处理，以确定是否需要针对该像素调整转换增益，以及以基于所述确定执行任何所需转换增益调整。例如，电路28可确定给定像素是在阵列20的相对较暗部分27(图2)还是阵列20的相对较亮部分25中(如，基于对应图像信号的亮度)，并且可基于确定针对所选行中的每个像素22接通或断开DCG晶体管76(如，电路28可提供相对低电压诸如电平Vss下的信号DCG，以在确定对应像素22在框架的相对较暗区域27中时接通DCG晶体管76，而电路28可提供相对高电压诸如电平Vaa下的信号DCG，以在确定对应像素22在框架的相对较亮区域25中时断开DCG晶体管76)。所选行中的每个像素均可以对应的增益模式操作(如，电路28可逐列调整所选行的每个像素22中的转换增益晶体管)。通过这种方式，阵列20的每行中的不同像素可基于由阵列20的该行捕获的图像信号以不同转换增益模式运行。

在步骤104处，阵列20中的图像传感器像素22可使用在处理步骤102时经调整的电流转换增益设置捕获附加图像信号。图像传感器22可将附加图像信号提供给电路28以进行处理。由于在步骤102处执行的增益调整，使得可逐列通过优化增益设置捕获和读出附加图像信号(如，不使来自较亮区域25中的像素的图像信号过饱和，并且在来自较暗区域27中的像素的图像信号中无过多噪声)。附加图像信号可根据需要提供给图2的归一化电路38。如果需要，如果确定在处理步骤102时不进行任何调整，则可省略步骤104。

在步骤106处，归一化电路38可使附加图像信号归一化(线性化)以生成最终图像信号。

在步骤108处，最终图像信号可输出至控制和处理电路24(图2)和/或任何其他所需内部或外部图像处理电路。如果需要，像素22的增益模式可逐行和逐列进行调整，以执行高动态范围(HDR)成像，其中像素22的交替行或行对生成较长和较短曝光图像信号。最终输出图像可例如为通过将较长和较短曝光图像信号的行相组合而生成的HDR图像。如果需要，可调整不同行的像素的转换增益模式以生成较长和较短有效曝光图像信号，所述图像信号以单个读出序列读出并且相组合以生成HDR最终图像。

如果需要，由阵列20中的图像像素的先前行捕获的图像信号可用于针对阵列20的后续行中的像素选择所需逐列增益模式(如，以使得无需针对阵列20的任何给定行执行两项信号捕获和读出操作)。图6为示例性步骤的流程图，所述步骤可由图像传感器16执行，以基于图像数据的先前捕获行确定针对阵列20中像素22的不同行的增益模式。在步骤110处，行控制电路26可选择阵列20中的像素22的初始行。例如，行控制电路26可选择阵列20中的像素22的第一行或像素的任何其他所需行。

在步骤112处，阵列20的所选行中的图像传感器像素22可使用所需逐列转换增益设置捕获和读出图像信号(如，使得所选行中预定数量的像素22在DCG栅极76断开的情况下捕获图像信号，并且所选行中预定数量的像素22在DCG栅极76接通的情况下捕获图像信号)。如果需要，读出图像信号可用元数据或附加增益比特标记(如，在将模拟图像信号转换成数字图像数据之后)，该比特识别由所选行中每个像素用来捕获图像信号的转换增益模式。所捕获图像信号和/或元数据可用于确定阵列20中像素的后续行的所需增益模式。

在步骤114处，行控制电路26可选择阵列20中的像素的后续行以进行处理。例如，如果在步骤110处选择像素22的第五行，则电路26可选择阵列20中像素22的第六行，如果在步骤110处选择像素22的第一行，则电路26可选择阵列20中像素22的第二行等。如果需要，处理电路28可使用由阵列20中像素22的先前所选一行(如，像素的直接相邻前一行)捕获的图像数据确定像素22的后续行的所需增益设置。

在步骤116处，控制电路26可使用所选增益模式捕获和读出来自所选后续行(如，如在步骤114处选择)的图像数据，所述所选增益模式基于针对图像数据的前一行(如，在步骤110处选择的所述行)读取的图像数据和/或添加至图像数据的元数据(附加比特)。后续所选行的所需增益模式可基于针对先前所选像素行的每个对应列中的像素22捕获的图像信号和/或元数据进行选择(如，可执行列式增益选择)。例如，如果针对像素的前一行的给定列捕获的图像数据具有元数据或附加比特，指示针对阵列的前一行中的该列使用高转换增益模式，则处理电路28可确定列20的所选后续行也应当针对该列以高转换增益模式运行。如果针对像素的前一行的给定列捕获的图像数据具有元数据或附加比特，指示针对阵列的前一行中的该列使用低转换增益模式，则处理电路28可确定列20的所选后续行也应当针对该列以低转换增益模式运行。

又如，电路28可逐列对像素的前一行捕获的图像数据进行处理。例如，如果针对阵列20的前一行中的给定列捕获的像素值饱和(如，过亮)，则电路28可确定像素的所选后续行的该列中的像素22应当调整以在低转换增益模式下运行，以防像素的所选后续行中饱和。如果针对给定列捕获的像素值过分嘈杂，则电路28可确定所选后续行的该列中的像素22应当以高转换增益模式运行，以改善像素的所选后续行中的信噪比。通过这种方式，每行中的每个像素的增益模式可基于在阵列20的一个或多个此前行中捕获的图像数据积极调整。通过逐列执行每项增益确定，每行可针对该行中的不同像素以高转换模式和低转换模式两者运行(如，从而适应其中单行包括较亮部分和较暗部分两者的场景)。通过控制像素22的增益模式而不使信号DCG升压，图像传感器16可执行成像操作而不引起图像传感器基板上的电压应力。该例子仅仅为示例性的，并非用于限制本实用新型的范围。一般来讲，可使用任何所需方法确定阵列20的所选行中的特定像素应当以高转换增益模式还是以低增益转换模式运行。

在步骤118处，阵列20的所选后续行可使用所选逐列转换增益(如，如执行步骤116时针对行中的每个像素所选择的那样)捕获和读出图像信号。通过这种方式，像素的所选后续行可捕获具有适用于正被捕获的图像的转换增益的数据。在步骤120处，图像传感器16可确定是否剩下像素行要处理，并且如果剩下像素行要处理，则处理可返回到步骤114以继续捕获和读出来自阵列20的图像信号。一旦阵列已捕获了每行的图像信号(如，如果未剩下任何像素行)，则处理可结束并且可输出来自整个阵列20的最终图像框架。

图7以简化形式示出了典型处理器系统300，诸如数字相机，该处理器系统300包括成像设备200(如，成像设备200，诸如图1-6的设备10，以及用于使用逐像素增益调整捕获图像而不使控制信号电压升压的技术)。处理器系统300是可包括成像设备200的具有数字电路的示例性系统。在不进行限制的前提下，这种系统可包括计算机系统、静态或视频摄像机系统、扫描仪、机器视觉、车辆导航、视频电话、监控系统、自动对焦系统、星体跟踪器系统、运动检测系统、图像稳定系统以及其他采用成像设备的系统。

处理器系统300通常包括镜头396，该镜头用于在快门释放按钮397被按下时，将图像聚焦到设备200的像素阵列20上；中央处理单元(CPU)395，诸如微处理器，它控制相机功能和一个或多个图像流功能，通过总线393与一个或多个输入/输出(I/O)设备391通信。成像设备200还通过总线393与CPU 395通信。系统300还包括随机存取存储器(RAM)392并且可包括可移动存储器394，诸如闪存存储器，该存储器也通过总线393与CPU395通信。成像设备200可在单个集成电路或不同芯片上与CPU相组合，无论是否具有存储器。尽管总线393被示为单总线，但该总线也可以是一个或多个总线或桥接器或其他用于互连系统组件的通信路径。

已描述了各种实施例，这些实施例示出了用于使用图像传感器像素阵列生成图像的系统和方法，所述像素阵列具有逐像素增益调整能力而不使像素控制信号电压升压至大于像素电源电压的大小。

成像系统可包括被布置成行和列的图像传感器像素阵列，通过多条行控制线耦合至阵列的行控制电路，以及通过多条列线耦合至阵列的读出电路。阵列可包括任何所需数量的图像像素。每个图像传感器像素可包括电荷存储区域(如，浮动扩散区域或节点)，具有耦合至电荷存储区域的栅极端子、源极端子和漏极端子的双转换增益晶体管以及耦合于双转换增益晶体管的漏极端子和电荷存储区域之间的电容器。双转换增益晶体管可被配置为当双转换增益晶体管接通时将图像传感器像素置于低转换增益模式(如，使得电容器的电荷存储容量贡献浮动扩散区域的电荷存储容量)，以及当双转换增益晶体管断开时将图像传感器像素置于高转换增益模式(如，使电容器不能贡献浮动扩散区域的电荷存储容量)。例如，双转换增益晶体管的源极端子可通过列线从读出电路接收双转换增益控制信号。

电荷存储区域可表现出第一电压电平，并且双转换增益晶体管可被配置为响应于大小比第一电压电平小预定量的双转换增益控制信号而接通(如，使得栅极端子和源极端子之间的电压差足够大)。双转换增益晶体管可被配置为响应于大小大于第一电压电平减去预定量的双转换增益控制信号而断开(如，使得栅极端子和源极端子之间的电压差不足以接通晶体管)。图像传感器像素可包括电荷传输门和光敏区域(如，光电二极管)，该光敏区域耦合于接收接地电压电平的接地端子和电荷传输门之间，并且光敏区域可通过电荷传输门耦合至电荷存储区域。像素可包括接收电源电压电平的附加端子和耦合于电荷存储区域和附加端子之间的复位晶体管。双转换增益控制信号可控制双转换增益晶体管的源极端子，以在不使用大于电源电压电平或小于接地电压电平的控制信号大小的情况下接通或断开晶体管。

读出控制电路可将双转换增益控制信号提供给阵列的所选行的给定图像传感器像素中的双转换增益晶体管的源极端子，以控制图像传感器像素，使其表现出所选转换增益(如，高转换增益或低转换增益)。读出控制电路可从阵列所选行中的给定图像传感器像素的浮动扩散区域读出图像信号，同时图像传感器像素表现出所选转换增益。如果需要，控制电路可将附加双转换增益控制信号提供给阵列的所选行的附加图像传感器像素中的双转换增益晶体管的源极端子，以控制附加图像传感器像素，使其表现出不同于所选转换增益的附加所选转换增益。当附加图像传感器像素表现出附加所选转换增益时，控制电路可从附加图像传感器像素的浮动扩散区域读出附加图像信号，与此同时当图像传感器像素表现出所选转换增益时，从给定图像传感器像素的浮动扩散区域读出图像信号。

如果需要，控制电路可基于从图像传感器像素的浮动扩散区域读出的图像信号确定是否调整所选转换增益；可响应于确定调整所选转换增益，控制图像传感器像素，使其表现出不同于所选转换增益的附加所选转换增益；并且在图像传感器像素表现出附加所选转换增益时，可从图像传感器像素的浮动扩散区域读出附加图像信号。如果需要，阵列可包括附加图像传感器像素，该像素与图像像素在相同列但在阵列的后续相邻行中。控制电路可基于针对阵列的先前行中的像素所读出的图像信号，确定针对阵列后续行中的像素的附加所选转换增益。

图像传感器像素可形成于具有中央处理单元、存储器、输入输出电路和成像设备的系统中。成像设备可包括被布置成行和列的图像传感器像素阵列。阵列可包括例如位于阵列给定行的第一列中的第一图像传感器像素，以及位于给定行的第二列中的第二图像传感器像素。第一图像传感器像素可包括具有第一源极端子的第一双转换增益晶体管，而第二图像传感器像素包括具有第二源极端子的第二双转换增益晶体管。在行控制电路连续激活阵列的给定行时，读出电路可从第一图像传感器像素读出第一图像信号，同时将具有第一大小的第一双转换增益控制信号提供给第一源极端子，并且读出电路可从第二图像传感器像素读出第二图像信号，同时将具有不同于第一大小的第二大小的第二双转换增益控制信号提供给第二源极端子。通过这种方式，读出控制电路可针对阵列每行中的像素提供逐列(逐像素)双转换增益而不使双转换增益信号升压至大于电源电压的电压，从而减少像素阵列上的电压应力并且提高图像传感器的寿命。

根据本实用新型的一个方面，还提供了一种操作成像系统的方法，所述成像系统具有控制电路和被布置成行和列的图像传感器像素阵列，所述方法包括：

通过所述控制电路，将双转换增益控制信号提供给所述阵列的所选行的图像传感器像素中的双转换增益晶体管的源极端子，以控制所述图像传感器像素，使所述图像传感器像素表现出所选转换增益；以及

通过所述控制电路，当所述图像传感器像素表现出所述所选转换增益时，从所述阵列的所述所选行中的所述图像传感器像素的浮动扩散区域读出图像信号。

在一个实施例中，所述方法还包括：

通过所述控制电路，将附加双转换增益控制信号提供给所述阵列的所述所选行的附加图像传感器像素中的附加双转换增益晶体管的源极端子，以控制所述附加图像传感器像素，使所述图像传感器像素表现出不同于所述所选转换增益的附加所选转换增益；以及

通过所述控制电路，当所述附加图像传感器像素表现出所述附加所选转换增益时，从所述附加图像传感器像素的附加浮动扩散区域读出附加图像信号，与此同时当所述图像传感器像素表现出所述所选转换增益时，从所述图像传感器像素的所述浮动扩散区域读出所述图像信号。

在一个实施例中，所述方法还包括：

通过所述控制电路，确定是否基于从所述图像传感器像素的所述浮动扩散区域读出的所述图像信号调整所述所选转换增益；

通过所述控制电路，响应于确定调整所述所选转换增益，控制所述图像传感器像素，使所述图像传感器像素表现出不同于所述所选转换增益的附加所选转换增益；以及

通过所述控制电路，当所述图像传感器像素表现出所述附加所选转换增益时，从所述图像传感器像素的所述浮动扩散区域读出附加图像信号。

在一个实施例中，所述浮动扩散区域表现出第一电压电平，所述方法还包括：

通过所述控制电路，通过以小于所述第一电压电平的第二电压电平提供所述双转换增益控制信号，将所述图像传感器像素置于低转换增益模式。

在一个实施例中，所述方法还包括：

通过所述控制电路，通过以大于所述第二电压电平的第三电压电平提供所述双转换增益控制信号，将所述图像传感器像素置于高转换增益模式。

在一个实施例中，所述方法还包括：

通过所述控制电路，控制所述图像传感器像素中的复位晶体管以将所述图像传感器像素中的所述浮动扩散区域复位至复位电压电平，其中所述第三电压电平包括所述复位电压电平，并且所述第二电压电平包括接地电压电平。

在一个实施例中，所述图像传感器像素排列于所述阵列的第一列和第一行，并且所述阵列包括排列于所述阵列的所述第一列和第二行中的附加图像传感器像素，其中所述阵列的所述第二行邻近所述阵列的所述第一行，所述方法包括：

通过所述控制电路，基于从所述第一行中的所述图像传感器像素读出的所述图像信号，确定针对所述第二行中的所述附加图像传感器像素的附加所选转换增益；

通过所述控制电路，控制所述第二行中的所述附加图像传感器像素，使所述图像传感器像素表现出所述附加所选转换增益；以及

通过所述控制电路，当所述附加图像传感器像素表现出所述附加所选转换增益时，从所述第二行中的所述附加图像传感器像素读出附加图像信号。

前述内容仅是对本实用新型原理的示例性说明，因此本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下进行多种修改。上述实施例可单独地或以任意组合方式实施。

Claims

1.一种图像传感器像素，其特征在于，所述图像传感器像素包括：

电荷存储区域；

双转换增益晶体管，所述晶体管具有耦合至所述电荷存储区域的栅极端子、源极端子和漏极端子；以及

电容器，所述电容器耦合于所述双转换增益晶体管的所述漏极端子和所述电荷存储区域之间。

2.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其特征在于，其中所述双转换增益晶体管被配置为当所述双转换增益晶体管接通时将所述图像传感器像素置于低转换增益模式，并且其中所述双转换增益晶体管被配置为当所述双转换增益晶体管断开时将所述图像传感器像素置于高转换增益模式。

3.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其特征在于，其中所述图像传感器像素排列成以行和列布置的图像传感器像素阵列，其中所述阵列中的图像传感器像素的所述列通过多根导电列线耦合至列读出电路，并且其中所述双转换增益晶体管的所述源极端子通过所述多根导电列线的对应导电列线耦合至所述列读出电路。

4.根据权利要求3所述的图像传感器像素，其特征在于，其中所述双转换增益晶体管通过双转换增益控制信号进行控制，所述双转换增益控制信号从所述列读出电路位于所述双转换增益晶体管的所述源极端子处接收。

5.根据权利要求4所述的图像传感器像素，其特征在于，其中所述电荷存储区域具有第一电压电平，并且所述双转换增益晶体管被配置为响应于所述双转换增益控制信号的大小比所述第一电压电平小一个预定量而接通。

6.根据权利要求5所述的图像传感器像素，其特征在于，其中所述双转换增益晶体管被配置为响应于所述双转换增益控制信号的大小大于所述第一电压电平减去所述预定量而断开。

7.根据权利要求1所述的图像传感器像素，其特征在于，所述图像传感器像素还包括：

电荷传输门；以及

光敏区域，所述光敏区域耦合于接收接地电压电平的端子和所述电荷传输门之间，其中所述光敏区域通过所述电荷传输门耦合至所述电荷存储区域。

8.根据权利要求7所述的图像传感器像素，其特征在于，所述图像传感器像素还包括：

附加端子，所述附加端子接收电源电压电平；以及

复位晶体管，所述复位晶体管耦合于所述电荷存储区域和所述附加端子之间。

9.根据权利要求8所述的图像传感器像素，其特征在于，其中所述双转换增益晶体管被配置为基于在所述双转换增益晶体管的所述源极端子处接收的控制信号，将所述图像传感器像素置于高转换增益模式和低转换增益模式中的一者，所述控制信号具有大于或等于所述接地电压电平并且小于或等于所述电源电压电平的电压大小。

10.根据权利要求9所述的图像传感器像素，其特征在于，所述图像传感器像素还包括：

列读出线，其中所述图像传感器像素通过所述列读出线耦合至列控制和读出电路；以及

源极跟随器晶体管，所述源极跟随器晶体管耦合于所述电荷存储区域和所述列读出线之间。

11.一种成像系统，其特征在于，所述系统包括：

中央处理单元；

存储器；

输入-输出电路；和

成像设备，其中所述成像设备包括：

12.根据权利要求11所述的成像系统，其特征在于，其中所述第一图像传感器像素包括第一浮动扩散节点和第一电容器，所述第一双转换增益晶体管具有第一栅极端子和第一漏极端子，所述第二图像传感器像素包括第二浮动扩散节点和第二电容器，所述第二双转换增益晶体管具有第二栅极端子和第二漏极端子，所述第一栅极端子耦合至所述第一浮动扩散节点，所述第一漏极端子通过所述第一电容器耦合至所述浮动扩散节点，所述第二栅极端子耦合至所述第二浮动扩散节点，并且所述第二漏极端子通过所述第二电容器耦合至所述第二浮动扩散节点。

13.根据权利要求11所述的成像系统，其特征在于，其中所述第一图像传感器像素包括耦合至提供有接地电压电平的第一端子的第一光电二极管，所述第二图像传感器像素包括耦合至提供有所述接地电压电平的第二端子的第二光电二极管，所述第一图像传感器像素具有提供有复位电压电平的第三端子，所述第二图像传感器像素具有提供有所述复位电压电平的第四端子，所述第一大小与所述接地电压电平大约相等，并且所述第二大小与所述复位电压电平大约相等。