FR2992813A1 - Procede de commande d'un pixel cmos - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé de commande d'un pixel (100) comportant au moins une photodiode (101) pouvant être reliée à un point de lecture (SENSE), ce procédé comprenant les étapes suivantes : a) au début et à la fin d'une première période d'intégration incluse dans une seconde période d'intégration, commander le pixel (100) pour transférer les charges accumulées dans la photodiode (101) au dessus d'un premier seuil sur le point de lecture (SENSE) ; et b) à un instant intermédiaire entre le début de la seconde période et le début de la première période, commander le pixel (100) pour transférer les charges accumulées dans la photodiode (101) au dessus du premier seuil sur le point de lecture (SENSE).

Description

B10482 - 10-GR2-183FR01 1 PROCÉDÉ DE COMMANDE D'UN PIXEL CMOS Domaine de l'invention La présente invention concerne les capteurs d'image, et vise plus particulièrement un capteur CMOS à période d'intégration multiple, dit à haute dynamique, et un procédé de 5 commande des pixels de ce capteur. Exposé de l'art antérieur Un pixel d'un capteur d'image CMOS comporte essentiellement une photodiode utilisée en inverse, dont la capacité de jonction est déchargée par un photocourant en fonction d'une 10 intensité lumineuse reçue. La mesure du niveau d'éclairement reçu par un pixel s'effectue par la mesure de la tension aux bornes de la photodiode à des instants choisis parmi lesquels la fin d'une période, dite d'acquisition d'image ou d'intégration, avant et après laquelle le pixel est réinitialisé par 15 rechargement de sa photodiode. La diminution de la tension aux bornes de la photodiode pendant l'intégration est proportionnelle à l'intensité lumineuse reçue. Pour des intensités lumineuses élevées, le photocourant peut être tel que la décharge de la capacité de jonction pendant la phase 20 d'intégration nuit à la mesure. En particulier, au-delà d'un certain seuil d'intensité lumineuse, qui dépend du temps d'intégration et des caractéristiques des éléments du pixel, la B10482 - 10-GR2-183FR01 2 photodiode atteint, avant la fin du temps d'intégration, un niveau de décharge dit de saturation, et les différences de luminosité ne sont plus discriminées. Pour améliorer la discrimination entre les différents 5 niveaux de luminosité, on a proposé des procédés de commande à période d'intégration multiple, c'est-à-dire comportant plusieurs étapes de lecture à des instants distincts d'une même phase d'intégration. Ces procédés permettent d'étendre la plage dynamique du capteur, mais présentent toutefois l'inconvénient 10 d'introduire un bruit indésirable dans les images. Résumé Ainsi, un objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de prévoir un procédé de commande d'un pixel CMOS palliant au moins en partie certains des 15 inconvénients des procédés de commande existants. Un autre objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de prévoir un procédé de commande à période d'intégration multiple, introduisant moins de bruit indésirable dans les images que les procédés existants. 20 Ainsi, un mode de réalisation de la présente invention prévoit un procédé de commande d'un pixel comportant au moins une photodiode pouvant être reliée à un point de lecture, ce procédé comprenant les étapes suivantes : a) au début et à la fin d'une première période d'intégration incluse dans une 25 seconde période d'intégration, commander le pixel pour transférer les charges accumulées dans la photodiode au dessus d'un premier seuil sur le point de lecture ; et b) à un instant intermédiaire entre le début de la seconde période et le début de la première période, commander le pixel pour transférer les 30 charges accumulées dans la photodiode au dessus du premier seuil sur le point de lecture. Selon un mode de réalisation de la présente invention, un intervalle de temps sensiblement égal à la première période sépare l'instant intermédiaire du début de la première période.
B10482 - 10-GR2-183FR01 3 Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé de commande comprend en outre, entre le début de la seconde période et l'instant intermédiaire, une ou plusieurs étapes supplémentaires de commande du pixel pour transférer les charges accumulées dans la photodiode au dessus du premier seuil sur le point de lecture. Selon un mode de réalisation de la présente invention, à l'étape a), le pixel est commandé pour évacuer vers un rail d'alimentation les charges transférées de la photodiode sur le 10 point de lecture au début de la première période d'intégration. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé de commande comprend en outre une étape de mesure d'une information représentative de la quantité de charges transférées de la photodiode sur le point de lecture à la fin de 15 la première période d'intégration. Selon un mode de réalisation de la présente invention, à l'étape b), le pixel est commandé pour évacuer vers un rail d'alimentation les charges transférées de la photodiode sur le point de lecture à l'instant intermédiaire. 20 Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé de commande comprend en outre une étape de commande du pixel pour transférer les charges accumulées dans la photodiode sur le point de lecture à la fin de la seconde période d'intégration. 25 Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé de commande comprend en outre une étape de mesure d'une information représentative de la quantité de charges transférées de la photodiode sur le point de lecture à la fin de la seconde période d'intégration. 30 Selon un mode de réalisation de la présente invention, la photodiode est reliée au point de lecture par l'intermédiaire d'un transistor MOS, et les transferts sont commandés en appliquant une impulsion sur la grille du transistor. Un autre mode de réalisation de la présente invention 35 prévoit un dispositif d'acquisition d'images comportant : une B10482 - 10-GR2-183FR01 4 pluralité de pixels comportant chacun une photodiode pouvant être reliée à un point de lecture ; et des circuits de commande configurés pour commander les pixels selon le procédé de commande susmentionné.
Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 représente un schéma électrique d'un exemple de pixel d'un capteur d'image CMOS ; la figure 2 est un chronogramme illustrant l'évolution de signaux de commande du pixel de la figure 1, selon un exemple de procédé de commande à double période d'intégration ; les figures 3A à 3C illustrent schématiquement des transferts de charge d'une photodiode vers un point de lecture du pixel de la figure 1, lorsque ce pixel est commandé selon le procédé de la figure 2 ; et la figure 4 est un chronogramme illustrant l'évolution 20 de signaux de commande du pixel de la figure 1, selon un mode de réalisation d'un procédé de commande à double période d'intégration. Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de 25 plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Description détaillée La figure 1 illustre, à titre d'exemple, un schéma électrique d'un pixel 100 d'un capteur d'image CMOS. Le pixel 100 comprend une photodiode 101 dont l'anode est connectée à un 30 rail d'alimentation basse, généralement la masse, et dont la cathode K, ou point d'acquisition, est reliée, par l'intermédiaire d'un transistor de transfert 103, à un point de lecture SENSE. Le point de lecture SENSE est relié, par un transistor de réinitialisation 105, à un rail d'alimentation haute VRT. Le 35 point SENSE est par ailleurs relié à la grille d'un transistor B10482 - 10-GR2-183FR01 107 monté en source suiveuse. Le drain du transistor 107 est connecté au rail d'alimentation haute VRT, et la source du transistor 107 est reliée, par un transistor de lecture 109, à une ligne de bits 110 d'un réseau matriciel comportant le pixel. 5 Dans l'exemple représenté, les transistors 103, 105, 107 et 109 sont des transistors MOS à canal N. Les figures 2 et 3A à 3C illustrent le fonctionnement d'un exemple de procédé de commande à double période d'intégration, qui a été proposé pour améliorer la discrimination des 10 niveaux de luminosité. La figure 2 est un chronogramme illustrant l'évolution de signaux de commande TG et RST appliqués respectivement sur la grille du transistor de transfert 103 et sur la grille du transistor de réinitialisation 105 du pixel 100 de la figure 1. 15 Avant le début de l'intégration, le signal RST est mis à un état haut, ce qui entraîne l'initialisation du potentiel du point de lecture SENSE au potentiel d'alimentation haut VRT. Le signal de transfert TG est ensuite mis à un potentiel haut VHTG, par exemple égal à 2,8 V, pendant une première impulsion 201, ou 20 impulsion d'initialisation. Ceci provoque le transfert de toutes les charges stockées dans la photodiode 101 vers le point de lecture SENSE, et leur évacuation vers le rail d'alimentation haute par l'intermédiaire du transistor 105. La tension aux bornes de la photodiode 101 devient alors égale à la tension 25 naturelle de la diode, qui résulte des niveaux de dopage, par exemple de l'ordre de 1,5 V. Le front descendant 202 de l'impulsion 201 marque le début de la phase d'intégration, ou période d'intégration longue Tl. Au début de la phase d'intégration, le point d'acquisition K 30 est isolé du point de lecture SENSE (signal TG à l'état bas), et le point de lecture SENSE est relié au potentiel d'alimentation haut VRT (signal RST à l'état haut). Les charges électriques générées dans la photodiode 101 sous l'effet de la lumière entraînent une diminution progressive du potentiel du point 35 d'acquisition K.
B10482 - 10-GR2-183FR01 6 Après un certain temps, le signal de réinitialisation RST est mis à l'état bas, puis le signal de transfert TG est mis à un état haut pendant une deuxième impulsion 203, ou impulsion d'écrêtage ("skimming"), mais à un potentiel VMTG inférieur au potentiel VHTG de la première impulsion 201, par exemple à un potentiel de 1,4 V. Si, lors de la deuxième impulsion, le potentiel du point d'acquisition K est à un niveau inférieur à VMD = VMTG VthTG, où VthTG est la tension de seuil du transistor 103, il circule un courant dans le transistor 103 pendant la deuxième impulsion, allant du point SENSE vers le point K, et le potentiel du point K est ramené à VMD. Le point SENSE étant isolé du rail d'alimentation haute VRT (signal RST à l'état bas), le potentiel du point SENSE diminue en conséquence. Si en revanche, lors de la deuxième impulsion, le potentiel du point K est supérieur à VMD, aucun courant ne circule dans le transistor 103 et les potentiels du point K et du point SENSE restent inchangés. Après la deuxième impulsion 203, le signal RST est remis à l'état haut, ce qui réinitialise le potentiel du point SENSE au potentiel d'alimentation haute VRT. En d'autres termes, si, lors de la deuxième impulsion, la quantité de charges photogénérées accumulée dans la photodiode dépasse un seuil intermédiaire, fixé par le potentiel VMD à un niveau inférieur au niveau de saturation du pixel, le surplus de charges (au dessus de ce seuil intermédiaire) est transféré vers le point de lecture SENSE par l'intermédiaire du transistor 103, puis évacué vers le rail d'alimentation haute VRT par l'intermédiaire du transistor 105. Le front descendant 204 de la deuxième impulsion 203 marque le début d'une période d'intégration courte Ts, incluse dans la période d'intégration longue Tl, au cours de laquelle la tension aux bornes de la photodiode continue de décroître proportionnellement à la quantité de lumière reçue par le pixel. A un instant intermédiaire de la période d'intégration courte, le signal RST est mis à un état bas de façon à isoler le point de lecture SENSE du rail d'alimentation haute VRT. Le potentiel B10482 - 10-GR2-183FR01 7 du point SENSE est alors lu, comme illustré par la flèche LREF de la figure 2, par exemple en fermant le transistor de lecture 109 de façon à reporter le potentiel du point SENSE vers la sortie du pixel par l'intermédiaire du transistor 107 monté en source suiveuse. Le potentiel VLREF lu à l'étape LREF est mémorisé et constitue une référence pour des étapes ultérieures de mesure du niveau de décharge de la photodiode. A la fin de la période d'intégration courte Ts, une troisième impulsion 205, ou impulsion de première lecture, de même niveau de potentiel VMTG que la deuxième impulsion 203, est appliquée au signal TG. Si, lors de la troisième impulsion, le potentiel du point d'acquisition K est à un niveau inférieur à VMD, il circule un courant dans le transistor 103 ramenant le potentiel du point K au niveau VMD. Le point SENSE étant isolé du rail d'alimentation haute VRT (signal RST à l'état bas), le potentiel du point SENSE diminue en conséquence. Si en revanche, lors de la troisième impulsion, le potentiel du point K est supérieur à VMD, le potentiel du point K et le potentiel du point SENSE restent inchangés. En d'autres termes, si, lors de la troisième impulsion, la quantité de charges accumulée dans la photodiode dépasse le seuil intermédiaire fixé par le potentiel VMD, le surplus de charge est transféré vers le point de lecture SENSE, et le potentiel du point SENSE diminue d'une valeur proportionnelle à la quantité de charges transférées. Le front descendant 206 de la troisième impulsion marque la fin de la période d'intégration courte Ts. Après la fin de l'impulsion 205, le potentiel du point SENSE est lu, comme l'indique la flèche Ll de la figure 2. Après l'étape de lecture Ll, une quatrième impulsion 207, ou impulsion de deuxième lecture, est appliquée au signal TG, à un potentiel égal au potentiel VHTG de la première impulsion 201, par exemple 2,8 V. Ceci provoque le transfert, vers le point de lecture SENSE, de la totalité des charges photogénérées subsistant dans la photodiode 101. Le potentiel du point SENSE, qui n'a pas été réinitialisé après l'impulsion de B10482 - 10-GR2-183FRO1 8 première lecture 205, diminue d'une valeur proportionnelle à la quantité de charges transférée. Après le front descendant 208 de la quatrième impulsion, qui marque la fin de la période d'intégration longue Tl, le potentiel du point de lecture SENSE est lu, comme indiqué par la flèche L2 de la figure 2. Si l'on désigne par VI,' le potentiel lu à l'étape Ll, et par VL2 le potentiel lu à l'étape L2, la valeur de sortie finale du pixel est égale à la valeur maximale entre VLREF VL2 et (VLREF VL1)*(T1/Ts)- En pratique, pour optimiser la lecture des pixels et minimiser la quantité de mémoire nécessaire, on peut prévoir d'associer à chaque pixel ou à chaque ligne ou colonne de pixels du capteur, en plus des éléments représentés sur la figure 1, des composants supplémentaires permettant, lors des étapes de lecture Ll et L2, de lire le potentiel du point SENSE en différentiel par rapport au potentiel VLREF mesuré à l'étape LREF, de façon à fournir directement les valeurs VLREF - VL1 et VLREF VL2- On peut en outre prévoir des composants supplémentaires permettant de comparer les valeurs VLREF VL2 et (VLREF VL1)*(T1/Ts) immédiatement à la sortie du pixel, de façon à n'échantillonner et à ne stocker en mémoire que la valeur de sortie finale du pixel. Après l'étape de lecture L2, le pixel est réinitialisé en vue d'une nouvelle phase d'intégration.
Les figures 3A à 3C illustrent schématiquement des transferts de charges du point d'acquisition K vers le point de lecture SENSE du pixel 100 de la figure 1, lorsque le pixel est commandé selon le procédé de la figure 2. Les figures 3A, 3B et 3C représentent les transferts respectivement dans le cas d'une illumination faible, dans le cas d'une illumination moyenne, et dans le cas d'une illumination forte. A un instant 301 de début de la période d'intégration longue Tl, par exemple immédiatement après l'impulsion d'initialisation 201, la photodiode 101 et le point de lecture 35 SENSE ne contiennent pas de charges photogénérées.
B10482 - 10-GR2-183FR01 9 A un instant intermédiaire 302 de la période d'intégration longue Tl, par exemple juste avant l'impulsion d'écrêtage 203, la photodiode 101 contient une quantité de charges photogénérées proportionnelle à l'intensité lumineuse reçue par le pixel depuis le début de l'intégration. A un instant 303 correspondant à la remise à l'état haut du signal RST, juste après la fin de l'impulsion d'écrêtage 203 (ou début de la période d'intégration courte Ts), les charges accumulées dans la photodiode au-dessus du seuil intermédiaire déterminé par le potentiel VMD, transférées vers le point de lecture SENSE pendant l'impulsion 203, sont évacuées vers le rail d'alimentation haute VRT. Dans cet exemple, comme cela apparaît respectivement sur les figures 3A, 3B et 3C, aucune charge n'est évacuée dans le cas des illuminations faible ou moyenne, et des charges sont évacuées dans le cas de l'illumination forte. A un instant 304 proche de la fin de la période d'intégration courte Ts, par exemple juste avant l'impulsion de première lecture 205, des charges photogénérées accumulées dans la photodiode pendant la période d'intégration courte, s'ajoutent aux charges subsistant dans la photodiode après l'application de l'impulsion d'écrêtage 203. La quantité de nouvelles charges photogénérées est proportionnelle à l'intensité lumineuse reçue depuis le début de la période d'intégration courte Ts. A un instant 305 de fin de la période d'intégration courte Ts (ou fin de l'impulsion de première lecture 205), les charges accumulées dans la photodiode au-dessus du seuil intermédiaire fixé par le potentiel VMD, sont transférées vers le point de lecture SENSE. Le point SENSE étant isolé du potentiel d'alimentation haute VRT, les charges transférées restent stockées sur le point SENSE. Le potentiel du point SENSE diminue donc d'une valeur proportionnelle à la quantité de charges transférée. Dans cet exemple, comme cela apparaît respectivement sur les figures 3A, 3B et 3C, aucune charge n'est B10482 - 10-GR2-183FRO1 10 transférée sur le point SENSE dans le cas de l'illumination faible, et des charges sont transférées dans le cas des illuminations moyenne et forte. Le potentiel du point SENSE est alors mesuré (étape de lecture Ll de la figure 2), ce qui permet d'obtenir une information représentative de la quantité de charges transférée. A un instant 306 de fin de la période d'intégration longue Tl (ou fin de l'impulsion de deuxième lecture 207), la totalité des charges subsistant dans la photodiode est transférée sur le point de lecture SENSE. Le point SENSE étant isolé du potentiel d'alimentation haute VRT et n'ayant pas été réinitialisé après l'impulsion de première lecture 205, si des charges ont été transférées sur le point SENSE lors de l'application de l'impulsion 205, les charges transférées pendant l'impulsion 207 s'ajoutent aux charges transférées pendant l'impulsion 205. Le potentiel du point SENSE diminue proportionnellement à la quantité de charges transférée pendant l'impulsion 207. Le potentiel du point SENSE est alors mesuré (étape de lecture L2 de la figure 2), ce qui permet d'obtenir une information représentative de la quantité de charges transférée. En prévoyant deux étapes distinctes de lecture au sein d'une même phase d'intégration, le procédé de commande de la figure 2 permet d'améliorer la discrimination des niveaux de luminosité et par conséquent d'étendre la plage dynamique du capteur. Ce procédé présente toutefois l'inconvénient d'introduire un bruit indésirable dans les images. Des études menées par les inventeurs ont montré que ce bruit résulte, au moins pour partie, du fait que le pixel ne se comporte pas exactement de la même manière lors de l'impulsion d'écrêtage 203 et lors de l'impulsion de première lecture 205. En particulier, le seuil intermédiaire au-delà duquel les charges accumulées dans la photodiode sont évacuées lors de l'impulsion d'écrêtage 203, et le seuil intermédiaire au-delà duquel les charges accumulées dans la photodiode sont B10482 - 10-GR2-183FR01 11 transférées sur le point de lecture lors de l'impulsion de première lecture 205, ne sont pas toujours strictement identiques, et ce malgré le fait que les impulsions 203 et 205 aient la même amplitude VMTG- Il en résulte un défaut de linéarité dans l'évolution de la valeur de sortie du pixel en fonction de l'intensité lumineuse reçue par le pixel, ce qui génère un bruit indésirable dans l'image, notamment dans les zones du capteur recevant une luminosité moyenne à forte. Les inventeurs se sont notamment aperçu que, dans les pixels recevant une luminosité moyenne à forte (et plus généralement dans les pixels dans lesquels l'impulsion d'écrêtage 203 provoque effectivement l'évacuation d'une partie des charges accumulées dans la photodiode), la quantité de charges subsistant dans la photodiode après l'application d'une impulsion 203 ou 205 dépend de la quantité de charges contenue dans la photodiode juste avant l'impulsion. Or, dans la pratique, l'impulsion d'écrêtage 203 intervient généralement dans la partie finale de la période d'intégration longue Ts. Ainsi, dans les cas d'exposition moyenne à forte, la photodiode peut être fortement saturée au moment où l'impulsion d'écrêtage 203 est appliquée. En revanche, la période Ts étant relativement courte, la photodiode n'est généralement pas saturée au moment où l'impulsion de première lecture 205 est appliquée (sauf cas d'intensité lumineuse extrême). Cette différence d'état de décharge de la photodiode juste avant l'application des impulsions 203 et 205, entraine que la quantité de charges stockée dans la photodiode au début de la période d'intégration courte Ts ne correspond pas toujours exactement à la quantité de charges subsistant dans la photodiode après l'impulsion de première lecture 205, ce qui conduit aux défauts de linéarité susmentionnés. La figure 4 est un chronogramme illustrant le fonctionnement d'un mode de réalisation d'un procédé de commande à double période d'intégration. La figure 4 illustre plus parti-35 culièrement l'évolution de signaux de commande TG et RST B10482 - 10-GR2-183FR01 12 appliqués respectivement sur la grille du transistor de transfert 103 et sur la grille du transistor de réinitialisation 105 du pixel 100 de la figure 1. Le procédé de la figure 4 est très similaire au 5 procédé de la figure 2. En particulier, dans l'exemple représenté, le signal TG comprend les mêmes impulsions que dans l'exemple de la figure 2, à savoir une impulsion d'initialisation 201 au début d'une période d'intégration longue Tl, une impulsion d'écrêtage 203 au début d'une période d'intégration 10 courte Ts incluse dans la période d'intégration longue Tl, une impulsion de première lecture 205 à la fin de la période d'intégration courte Ts, et une impulsion de deuxième lecture 207 à la fin de la période d'intégration longue Tl. Le procédé de la figure 4 diffère du procédé de la 15 figure 2 en ce que le signal TG comprend en outre, après le début de la période d'intégration longue Tl mais avant l'impulsion d'écrêtage 203, une impulsion d'écrêtage intermédiaire 403, au même potentiel VMTG que les impulsions 203 et 205, par exemple 1,4 V. 20 Dans l'exemple représenté, le signal RST est mis à l'état bas juste avant l'impulsion d'écrêtage intermédiaire 403, puis est remis à l'état haut juste après l'impulsion 403. Pour le reste, dans cet exemple, l'évolution du signal RST est la même que dans l'exemple de la figure 2. 25 Si, lors de l'impulsion d'écrêtage intermédiaire 403, le potentiel du point d'acquisition K est à un niveau inférieur à VMD = VNITG VthTG, le potentiel du point K est ramené à VMD, et le potentiel du point SENSE diminue en conséquence. Si en revanche, lors de l'impulsion 403, le potentiel du point K est 30 supérieur à VMD, les potentiels du point K et du point SENSE restent inchangés. Après l'impulsion 403, le signal RST est remis à l'état haut, ce qui réinitialise le potentiel du point SENSE au potentiel d'alimentation haute VRT. En d'autres termes, si, lors de l'impulsion 403, la quantité de charges photo- 35 générées accumulée dans la photodiode dépasse le seuil inter- B10482 - 10-GR2-183FR01 13 médiaire fixé par le potentiel VMD, le surplus de charges est transféré vers le point de lecture SENSE par le transistor 103, puis est évacué vers le rail d'alimentation haute VRT par le transistor 105.
L'impulsion 403 ne marque pas le début ou la fin d'une période d'intégration et n'est associée à aucune étape de lecture du potentiel du point SENSE, mais permet que, hormis dans les cas de luminosité extrême, la photodiode ne soit pas saturée lors du déclenchement de l'impulsion d'écrêtage 203 marquant le début de la période d'intégration courte Ts. Il en résulte que le pixel se comporte sensiblement de la même manière lors de l'application de l'impulsion d'écrêtage 203 et lors de l'application de l'impulsion de première lecture 205. En particulier, la prévision de l'impulsion 403 permet, dans les cas de luminosité moyenne à forte, de faire correspondre au mieux la quantité de charges subsistant dans la photodiode juste après l'impulsion d'écrêtage 203 et la quantité de charges subsistant dans la photodiode juste après l'impulsion de première lecture 205. Ceci permet d'éliminer les défauts de linéarité susmentionnés, et par conséquent les bruits parasites introduits dans l'image. De préférence, l'intervalle de temps séparant l'impulsion d'écrêtage intermédiaire 403 de l'impulsion d'écrêtage 203 est de l'ordre de la durée de la période d'intégration courte Ts. Il en résulte que, sauf en cas de variation significative de l'intensité lumineuse pendant l'intégration, la quantité de charges photogénérées accumulée dans la photodiode entre l'impulsion 403 et l'impulsion 203 est sensiblement identique à la quantité de charges photogénérées accumulée entre l'impulsion 203 et l'impulsion 205. Ceci permet de faire correspondre au mieux les comportements du pixel lors de l'impulsion d'écrêtage 203 et lors de l'impulsion de première lecture 205. A titre d'exemple, la durée Te entre le front descendant 404 de l'impulsion d'écrêtage intermédiaire 403 et le front descendant 204 de l'impulsion d'écrêtage 203 est comprise entre 0,8 et 1,2 B10482 - 10-GR2-183FR01 14 fois la période d'intégration courte Ts, et est de préférence égale à la période Ts. Dans une variante de réalisation, pour améliorer encore la linéarité entre la valeur de sortie finale du pixel et 5 l'intensité lumineuse reçue, d'autres impulsions d'écrêtage intermédiaires (non représentées) peuvent être prévues avant l'impulsion 403, au même niveau d'amplitude VMTG que les impulsions 403, 203 et 205. A titre d'exemple, des impulsions d'écrêtage intermédiaire peuvent être prévues tout au long de la 10 période comprise entre le début de la période d'intégration longue Tl et l'impulsion 403, espacées les unes des autres d'une durée sensiblement égale à la période d'intégration courte Ts. Des modes de réalisation particuliers de la présente invention ont été décrits. Diverses variantes et modifications 15 apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, l'invention ne se limite pas à l'exemple de pixel décrit en relation avec la figure 1. Il apparaîtra à l'homme de l'art que le procédé décrit en relation avec la figure 4, de même que le procédé décrit en relation avec 20 la figure 2, peuvent être adaptés, sans faire preuve d'activité inventive, à tout pixel CMOS comportant une photodiode susceptible d'être reliée à un point de lecture. Par ailleurs, dans les exemples décrits ci-dessus, le signal RST est mis à l'état bas pendant les impulsions 25 d'écrêtage 203 et d'écrêtage intermédiaire 403. Ceci permet de garantir que les conditions d'utilisation du pixel soient les mêmes pendant les phases d'écrêtage (impulsions 403 et 203) et pendant la phase de première lecture (impulsion 205), et donc de minimiser les défauts de linéarité. L'invention ne se limite 30 toutefois pas à ce cas particulier. En variante, on peut prévoir de laisser le signal RST à l'état haut pendant les impulsions 403 et 203. Dans ce cas, les charges transférées vers le point SENSE pendant les phases d'écrêtage 403 et 203 sont immédiatement évacuées vers le rail d'alimentation haute VRT, sans 35 attendre la fin de la phase d'écrêtage.
B10482 - 10-GR2-183FR01 15 De plus, l'invention ne se limite pas au cas particulier décrit en relation avec la figure 4 dans lequel le pixel est commandé selon un procédé à double période d'intégration. L'homme du métier saura adapter le procédé proposé au cas d'une commande à période d'intégration multiple comportant plus de deux étapes de lecture à des instants distincts d'une même phase d'intégration, des niveaux d'écrêtage distincts étant prévus pour les différentes étapes de lecture.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de commande d'un pixel (100) comportant au moins une photodiode (101) pouvant être reliée à un point de lecture (SENSE), ce procédé comprenant les étapes suivantes : a) au début et à la fin d'une première période d'intégration (Ts) incluse dans une seconde période d'intégration (Tl), commander le pixel (100) pour transférer les charges accumulées dans la photodiode (101) au dessus d'un premier seuil sur le point de lecture (SENSE) ; et b) à un instant intermédiaire entre le début de la seconde période (Tl) et le début de la première période (Ts), commander le pixel (100) pour transférer les charges accumulées dans la photodiode (101) au dessus du premier seuil sur le point de lecture (SENSE).
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel un 15 intervalle de temps (Te) sensiblement égal à la première période (Ts) sépare ledit instant intermédiaire du début de la première période (Ts).
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre, entre le début de la seconde période (Tl) et ledit 20 instant intermédiaire, une ou plusieurs étapes supplémentaires de commande du pixel (100) pour transférer les charges accumulées dans la photodiode (101) au dessus du premier seuil sur le point de lecture (SENSE).
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 25 à 3, dans lequel, à l'étape a), le pixel (100) est commandé pour évacuer vers un rail d'alimentation (VRT) les charges transférées de la photodiode (101) sur le point de lecture (SENSE) au début de la première période d'intégration (Ts).
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 30 à 4, comprenant en outre une étape (L1) de mesure d'une information représentative de la quantité de charges transférées de la photodiode (101) sur le point de lecture (SENSE) à la fin de la première période d'intégration (Ts).B10482 - 10-GR2-183FR01 17
  6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel, à l'étape b), le pixel (100) est commandé pour évacuer vers un rail d'alimentation (VRT) les charges transférées de la photodiode (101) sur le point de lecture (SENSE) audit instant intermédiaire.
  7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant en outre une étape de commande du pixel (100) pour transférer les charges accumulées dans la photodiode (101) sur le point de lecture (SENSE) à la fin de la seconde période 10 d'intégration (Tl).
  8. 8. Procédé selon la revendication 7, comprenant en outre une étape (L2) de mesure d'une information représentative de la quantité de charges transférées de la photodiode (101) sur le point de lecture (SENSE) à la fin de la seconde période 15 d'intégration (Ts).
  9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la photodiode (101) est reliée au point de lecture (SENSE) par l'intermédiaire d'un transistor MOS (103), et dans lequel lesdits transferts sont commandés en appliquant 20 une impulsion (403, 203, 205, 207) sur la grille du transistor.
  10. 10. Dispositif d'acquisition d'images comportant : une pluralité de pixels (100) comportant chacun une photodiode (100) pouvant être reliée à un point de lecture (SENSE) ; et 25 des circuits de commande configurés pour commander les pixels (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
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