TW201841497A - 使用圖框內多位元曝光控制之高動態範圍影像感測器讀出架構 - Google Patents
使用圖框內多位元曝光控制之高動態範圍影像感測器讀出架構 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201841497A TW201841497A TW106144494A TW106144494A TW201841497A TW 201841497 A TW201841497 A TW 201841497A TW 106144494 A TW106144494 A TW 106144494A TW 106144494 A TW106144494 A TW 106144494A TW 201841497 A TW201841497 A TW 201841497A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- coupled
- control signal
- semiconductor layer
- transfer control
- pixel
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 68
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 101100242909 Streptococcus pneumoniae (strain ATCC BAA-255 / R6) pbpA gene Proteins 0.000 description 4
- 101100269618 Streptococcus pneumoniae serotype 4 (strain ATCC BAA-334 / TIGR4) aliA gene Proteins 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 101100439974 Streptococcus pneumoniae serotype 4 (strain ATCC BAA-334 / TIGR4) clpE gene Proteins 0.000 description 3
- 101100502016 Streptococcus pneumoniae serotype 4 (strain ATCC BAA-334 / TIGR4) exp8 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 241000593989 Scardinius erythrophthalmus Species 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
- H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/50—Control of the SSIS exposure
- H04N25/57—Control of the dynamic range
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14638—Structures specially adapted for transferring the charges across the imager perpendicular to the imaging plane
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/50—Control of the SSIS exposure
- H04N25/53—Control of the integration time
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/50—Control of the SSIS exposure
- H04N25/53—Control of the integration time
- H04N25/533—Control of the integration time by using differing integration times for different sensor regions
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/745—Circuitry for generating timing or clock signals
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/79—Arrangements of circuitry being divided between different or multiple substrates, chips or circuit boards, e.g. stacked image sensors
Abstract
一種像素電路包含用以回應於入射光而累積影像電荷之一光電二極體。一轉移電晶體安置於該光電二極體與一浮動擴散部之間以將該光電二極體中所累積之該影像電荷選擇性地轉移至該浮動擴散部，該光電二極體及該浮動擴散部安置於該第一半導體層中。一選擇電路安置於第二半導體層中、透過該第一半導體層與該第二半導體層之間的一混合接合而耦合至該轉移電晶體之一控制端子，以在第一轉移控制信號與第二轉移控制信號之間進行選擇以控制該轉移電晶體。該選擇電路經耦合以：在對一不同列進行一讀出操作期間回應於一預充電啟用信號而輸出該第一轉移控制信號，且在對該列進行一讀出操作期間回應於一樣本啟用信號而輸出該第二轉移控制信號。
Description
本發明大體而言係關於影像感測器，且更具體而言，本發明係針對高動態範圍影像感測器。
一影像擷取裝置包含一影像感測器及一成像透鏡。成像透鏡將光聚焦至影像感測器上以形成一影像，且影像感測器將光轉換成電信號。將電信號自影像擷取裝置輸出至一主機電子系統之其他組件。舉例而言，電子系統可係一行動電話、一電腦、一數位相機或一醫療裝置。 隨著像素電路變得較小，對用以在自低光條件至亮光條件變化之照明條件之一大範圍內執行之影像感測器之需求變得愈來愈難以達成。此效能能力通常稱作具有高動態範圍成像(HDRI或另一選擇係僅HDR)。高動態範圍成像係用於若干項應用(例如汽車及機器視覺)之一極期望特徵。在習用影像擷取裝置中，像素電路需要多次連續曝光使得影像感測器曝露於低光位準及高光位準兩者下以達成HDR。傳統互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器由於有限井容量及固定曝光時間而遭受低動態範圍。
在以下說明中，陳述眾多特定細節以便提供對本發明之一透徹理解。然而，熟習此項技術者將明瞭，不需要採用特定細節來實踐本發明。在其他例項中，未詳細闡述眾所周知之材料或方法以避免使本發明模糊。 貫穿本說明書對「一項實施例」、「一實施例」、「一項實例」或「一實例」之提及意指結合該實施例或實例所闡述之一特定特徵、結構或特性包含於本發明之至少一項實施例中。因此，貫穿本說明書之各個位置中之片語「在一項實施例中」、「在一實施例中」、「一項實例」或「一實例」之出現未必全部係指同一實施例或實例。此外，在一或多個實施例或實例中，可以任何適合組合及/或子組合之形式來組合特定特徵、結構或特性。特定特徵、結構或特性可包含於一積體電路、一電子電路、一組合邏輯電路或提供所闡述之功能性之其他適合組件中。另外，應瞭解，隨本文提供之圖係出於向熟習此項技術者闡釋之目的且圖式未必按比例繪製。 如將論述，根據本發明之教示之實例闡述供在一高動態範圍(HDR)影像感測器中使用之一影像感測器像素電路，該高動態範圍影像感測器包含用於控制曝光且自每一像素電路讀出HDR影像資料之控制電路。如將展示，提供一高度可程式化且高效之曝光控制與讀出架構，此利用像素混合接合技術來改良動態範圍效能。在各種實例中，像素陣列安置於與周邊電路分離之一晶圓中，且用像素級接合將兩個晶圓接合於一起。在像素電路或像素電路區塊正下方存在一記憶體，該記憶體用以儲存每一像素電路或每一像素電路區塊之曝光資訊。在各種實例中，對跨越像素陣列之每一個別像素電路之圖框內可程式化曝光控制係以多位元解析度而提供，此跨越像素陣列達成每一像素電路之最佳操作。與已知HDR成像解決方案相比，根據本發明之教示之實例可達成對每一個別像素電路之個別圖框內曝光控制，此跨越像素陣列導致經改良電荷積分。根據本發明之教示之此曝光控制與讀出技術消除了在讀出期間對像素電路列進行多圖框組合或減少取樣之需要，根據本發明之教示，此導致高圖框速率及高空間解析度。 為圖解說明，圖 1
係根據本發明之教示之具有一實例性單個影像感測系統100之積體電路晶粒之堆疊式半導體裝置晶圓102及104之一項實例之一分解圖。在各種實例中，半導體裝置晶圓102及104可包含矽或其他適合半導體材料。在所圖解說明實例中，裝置晶圓102係包含一像素陣列106之一頂部感測器晶片，像素陣列106具有安置於一第一半導體層112中之一像素電路110A、110B、110C等。根據本發明之教示，裝置晶圓102與裝置晶圓104堆疊起來，裝置晶圓104包含對應支援電路108，支援電路108安置於一第二半導體層114中且透過像素級混合接合而耦合至像素陣列106以支援光子偵測陣列106之操作。 如下文將更詳細地論述，根據本發明之教示，在某些實例中，第一半導體層112中之像素電路110包含透過轉移電晶體耦合至浮動擴散部之光電二極體，包含於第二半導體層114中之對應支援電路108包含選擇電路，該等選擇電路經耦合以在對不包含轉移電晶體之不同列進行讀出操作期間回應於預充電啟用信號而輸出耦合至轉移電晶體之第一轉移控制信號，同時選擇電路經耦合以在對包含轉移電晶體之相同列進行讀出操作期間回應於一樣本啟用信號而將第二轉移控制信號輸出至轉移電晶體。在各種實例中，包含於支援電路108中之選擇電路可包含一曝光記憶體，使得每一個別像素可具有儲存於該曝光記憶體中之一多位元(例如
，4位元)曝光值。此曝光記憶體可透過像素級混合接合互連至安置於第一半導體層中之像素電路。曝光記憶體可實施為一靜態隨機存取記憶體或其他適合類型之記憶體。另外，在各種實例中，曝光記憶體亦可在一像素電路區塊(例如，8x8像素電路區塊)當中共用。 應注意，出於闡釋目的，圖 1
中所展示之實例性影像感測系統100經圖解說明為具有兩個堆疊式半導體裝置晶圓102及104。在其他實例中，應瞭解，根據本發明之教示，影像感測系統100可包含用於額外功能、特徵及經改良效能之兩個以上堆疊式半導體裝置晶圓。圖 2
係展示根據本發明之教示之一像素電路210之一部分電路之一實例之一電路圖，像素電路210包含使用圖框內多位元曝光之一高動態範圍讀出架構、耦合至選擇電路232。應注意，像素電路210可係圖 1
之像素陣列106之像素電路110A、110B、110C中之一者之一實例，且下文所提及之類似命名及編號之元件類似於如上文所闡述而耦合及發揮作用。如所繪示實例中所展示，像素電路210安置於一第一半導體層212中。像素電路210包含安置於一第一半導體層212中、經調適以回應於入射光而累積影像電荷之一光電二極體216。安置於第一半導體層212中之一轉移電晶體218耦合於安置於第一半導體層212中之光電二極體216與一浮動擴散部220之間以將光電二極體216中所累積之影像電荷選擇性地轉移至浮動擴散部220。 繼續所圖解說明之實例，一重設電晶體222安置於第一半導體層212中且耦合至浮動擴散部220以回應於一重設RST信號而選擇性地重設浮動擴散部220。在實例中，重設電晶體耦合於一經重設浮動擴散部RFD電壓與浮動擴散部220之間。一放大器電晶體224安置於第一半導體層212中且包含耦合至浮動擴散部220之一放大器閘極端子。在實例中，放大器電晶體224係一源極隨耦器耦合電晶體，且具有耦合至一AVDD電壓之一汲極端子及經耦合以提供放大器電晶體224之經放大輸出之一源極端子。一列選擇電晶體226安置於第一半導體層212中且耦合於一位元線228與放大器電晶體224之間。在操作中，列選擇電晶體226經耦合以回應於一列選擇信號RS而輸出像素電路210之影像資料。 根據本發明之教示，一選擇電路232安置於一第二半導體層214中，且透過第一半導體層212與第二半導體層214之間的一像素級混合接合230而耦合至轉移電晶體218之一控制端子，以在一第一轉移控制信號PTX 242與一第二轉移控制信號STX 244之間進行選擇以控制轉移電晶體218。如下文將更詳細地論述，根據本發明之教示，選擇電路232可係耦合至一像素陣列之對應像素電路210之複數個選擇電路中之一者。在圖 2
中所繪示之實例中，選擇電路232經耦合以在對與其中包含轉移電晶體218之像素陣列之一列不同之一列進行一讀出操作期間回應於一預充電啟用信號paddr_en 238而輸出第一轉移控制信號PTX 242。選擇電路232亦經耦合以在對其中包含轉移電晶體218之像素陣列之同一列中之一像素電路進行一讀出操作期間回應於一樣本啟用信號saddr_en 240而輸出第二轉移控制信號STX 244。因此，根據本發明之教示，第一轉移控制信號PTX 242可用於獨立地給像素電路210預充電以控制像素電路210之曝光，同時像素陣列中之一不同列正在被讀出第二轉移控制信號STX 244。因此，根據本發明之教示，達成對每一個別像素電路210之個別圖框內曝光控制，此跨越整個像素陣列達成經改良電荷積分以提供高動態範圍影像感測。 如圖 2
中所繪示之實例中所展示，選擇電路232包含：一第一開關S1 234，其經耦合以回應於預充電啟用信號paddr_en 238而產生第一轉移控制信號PTX 242；及一第二開關S2 236，其經耦合以回應於樣本啟用信號saddr_en 240而產生第二轉移控制信號STX 244。一多工器電路248經耦合以回應於對複數個預充電列信號(圖 2
中圖解說明為paddr0_en 250A、paddr1_en 250B、…、paddrN_en 250N)中之一者之一選擇而產生預充電啟用信號paddr_en 238，該選擇係回應於儲存於一曝光記憶體EXPMEM 252中之一曝光值信號253而做出。在一項實例中，由儲存於曝光記憶體EXPMEM 252中之曝光值信號253表示之曝光值係自一自動曝光控制(AEC)電路254接收之一多位元(例如
，4位元)值。如下文將更詳細地論述，在一項實例中，儲存於曝光記憶體EXPMEM 252中之曝光值用於調整由像素電路210產生之影像資料之曝光。在另一實例中，儲存於曝光記憶體EXPMEM 252中之曝光值可由一像素區塊共用以調整由包含像素電路210之一像素陣列中之像素區塊(例如，鄰近像素之一8x8區塊)產生之影像資料之曝光。圖 2
中所繪示之實例亦圖解說明使用一單個TX源246來產生第一轉移控制信號PTX 242、第二轉移控制信號STX 244。因此，在其中利用一滾動快門讀出像素陣列，且一次可僅給一像素陣列中之11個可能列預充電(亦即
，對於paddr0_en 250A、paddr1_en 250B、…、paddrN_en 250N，N=10)且一次讀出一列的一實例中，在任何一時間一最大負荷可僅為：僅可將像素陣列中之12個可能列載入於第一轉移控制信號PTX 242、第二轉移控制信號STX 244上。換言之，在N=10之實例中，對於正在由滾動快門讀出之每一列，一次僅可給像素陣列中之其他11個經啟用列進行預充電。由於此時正在被讀出之具體列而忽略像素陣列中之所有其他列。因此當然應瞭解，單個TX源246僅12列之此最大負荷顯著小於其中可由單個TX源246一次驅動整個像素陣列中之每一列之一實例。 換言之，第一轉移控制信號PTX 242係基於預充電位址而產生，因此每次僅N+1個列接收第一轉移控制信號PTX 242。因此，TX源之總負荷僅為N+2個列，而非具有大約2N
個列之整個像素陣列。因此，應瞭解，包含一次可被預充電且因此接收第一轉移控制信號PTX 242之像素電路210之一像素陣列之列之總數目等於可由曝光記憶體EXPMEM儲存之不同可能曝光值之一總數目，此顯著小於像素陣列中之列之總數目。因此，用於產生第一轉移控制信號PTX 242、第二轉移控制信號STX 244之單個TX源246具有比需要給一像素陣列中之每一列提供轉移控制信號之一TX源顯著少之負荷要求。圖 3
係圖解說明根據本發明之教示之包含像素電路之一像素陣列306之一實例性成像系統300之一方塊圖，該等像素電路具有使用圖框內多位元曝光之一高動態範圍讀出架構。在所圖解說明實例中，應瞭解，包含於圖 3
之像素陣列306中之像素電路中之每一者可係圖 1
之像素陣列106之像素電路110A、110B、110C或圖 2
之像素電路210之實例，且下文所提及之類似命名及編號之元件類似於如上文所闡述而耦合及發揮作用。如圖 3
中所繪示之實例中所展示，根據本發明之教示，控制電路356耦合至像素陣列306以控制像素陣列306之操作，包含針對一單個圖框獨立地控制像素陣列306中之像素電路中之每一者之一曝光時間。在實例中，讀出電路358耦合至像素陣列306以自像素陣列306之該複數個像素電路讀出影像資料。在一項實例中，由讀出電路358讀出之影像資料被傳送至功能邏輯360。 在所繪示實例中，像素陣列306之像素電路安置於一第一半導體層312中，且控制電路356、讀出電路358及功能邏輯360安置於第二半導體層314中。在實例中，第一半導體層312及第二半導體層314以一堆疊式晶片方案堆疊且耦合於一起。在一項實例中，選擇電路332透過像素級混合接合(例如
，參見圖 2
中之像素級混合接合230)耦合至像素陣列306之每一像素電路。 在一項實例中，讀出電路358可包含放大電路、類比轉數位轉換(ADC)電路或其他電路。功能邏輯360可僅儲存影像資料或甚至藉由應用影像後效應(例如，剪裁、旋轉、移除紅眼、調整亮度、調整對比度或其他)來操縱該影像資料。像素陣列306可實施為一前側照明影像感測器或一後側照明影像感測器。如所圖解說明，每一像素電路被配置成像素陣列306中之若干列及若干行以獲取一人、地方或物件之影像資料，然後可使用該影像資料來再現人、地方或物件之一影像。 如所繪示之實例中所展示，控制電路356包含耦合至選擇電路332之一數位自動曝光控制(AEC) 354。在一項實例中，應瞭解，AEC 354亦可包含用以提供樣本位址啟用信號及預充電位址啟用信號(例如
，saddr_en及paddr(0-N)_en)之列解碼器元件。如可在圖 3
中所圖解說明之選擇電路332A之詳細版本瞭解，選擇電路332可係圖 2
中所圖解說明之選擇電路232之實例。因此，下文所提及之類似命名及編號之元件類似於如上文所闡述而耦合及發揮作用。在所繪示實例中，AEC 354經耦合以產生曝光值，所產生之曝光值儲存於選擇電路310之曝光記憶體EXPMEM中。另外，AEC 354亦經耦合以產生樣本位址啟用信號(例如
，saddr_en)以及預充電位址啟用信號(例如
，paddr(0-N)_en)，上述兩個信號經耦合以由選擇電路332接收。 在一項實例中，根據本發明之教示，AEC 354經耦合以自讀出電路358讀取影像資料以基於來自一先前圖框之像素電路之影像資料值而判定一後續圖框中的可受益於預充電之像素陣列306中之任何個別像素電路及額外曝光時間以提供HDR成像。如此，根據本發明之教示，AEC 354經耦合以給選擇電路332中之曝光記憶體EXPMEM提供對應曝光值並且提供對應樣本位址啟用信號saddr_en及預充電位址啟用信號paddr(0-N)_en。 如所提及，根據本發明之教示，控制電路356亦包含耦合至AEC 354之對應列解碼器電路以控制每一像素電路之選擇電路中之開關S1及S2以給包含於像素陣列306之像素電路之列中之轉移電晶體提供第一轉移控制信號PTX及第二轉移控制信號STX。 在一滾動快門設計操作實例中，假設正在讀出像素陣列306之列i。如此，當列i之像素電路中之轉移電晶體在讀出列i時之讀出操作期間被啟動時，該等轉移電晶體經耦合以接收STX轉移控制信號。在所繪示之實例中，列i+2(0-N)
*Mexp
可經耦合以被預充電，其中N係大於或等於零之一整數，且Mexp
係一曝光因子。因此，根據本發明之教示，舉例而言假設N=10且曝光因子Mexp
=1，可被預充電且接收PTX轉移控制信號以給高動態範圍成像提供額外曝光時間的像素陣列306之N+1個或11個其他列係：列i+20
*Mexp
、列i+21
*Mexp
、列i+22
*Mexp
、…、列i+29
*Mexp
及列i+210
*Mexp
。換言之，若正在被讀出的像素陣列306之列係列i，則在N=10且曝光因子Mexp
=1之情況下當列i正在被讀出時可被預充電的像素陣列306中之其他列係列i+1、i+2、i+4、…、i+512及i+1024。根據本發明之教示，此時像素陣列306之其他列既不被讀出亦不被預充電。 為較佳地圖解說明，圖 4
係展示根據本發明之教示之在一實例性成像系統中，其中一列被讀出、某些列被預充電且其他列既不被讀出亦不被預充電之一像素陣列406之一實例之一方塊圖。應瞭解，圖 4
之像素陣列406可係圖 1
之像素陣列106或圖 3
之像素電路306之一實例，且下文所提及之類似命名及編號之元件類似於如上文所闡述而耦合及發揮作用。 在圖 4
中所繪示之實例中，認為控制電路456經耦合用一滾動快門操作設計來控制像素陣列406，其中在所圖解說明實例中，像素陣列406之列i正在被讀出。如此，當在對列i進行讀出操作期間包含於列i之像素電路中之轉移電晶體被啟動時，該等轉移晶體經耦合以接收STX轉移控制信號。在所繪示實例中，曝光因子係Mexp
=1。如此，下一列，列i+20
或列i+1被預充電，如在列i+1中以陰影指示。因此，若在對列i進行讀出操作期間包含於列i+1之像素電路中之轉移電晶體被啟動，則該等轉移電晶體經耦合以接收預充電PTX轉移控制信號以被預充電。類似地，被預充電之下一列係列i+21
或列i+2，在列i+2中以陰影指示。如此，若在對列i進行讀出操作期間包含於列i+2之像素電路中之轉移電晶體被啟動，則該等轉移電晶體經耦合以接收預充電PTX轉移控制信號以被預充電。 然而，下一列，列i+3既不被讀出亦不被預充電，如在列i+3中以無陰影來指示。如此，在對列i進行讀出操作期間，包含於列i+3之像素電路中之轉移電晶體既不經耦合以接收預充電PTX轉移控制信號亦不經耦合以讀出樣本STX轉移控制信號。 而是，被預充電之下一列係列i+22
或列i+4，如在列i+4中以陰影指示。如此，若在對列i進行讀出操作期間包含於列i+4之像素電路中之轉移電晶體被啟動，則該等轉移電晶體經耦合以接收預充電PTX轉移控制信號以被預充電。 然而，下一列，列i+5既不被讀出亦不被預充電，如在列i+5中以無陰影指示。如此，在對列i進行讀出操作期間包含於列i+5之像素電路中之轉移電晶體既不經耦合以接收預充電PTX轉移控制信號亦不金溝河以讀出樣本STX轉移控制信號。 如圖 4
中所繪示之實例中所展示，列i+2K
-1、i+2K
及i+2K
+1被耦合且與列i+3、i+4及i+5類似地起作用。在所繪示之實例中，將經耦合以被預充電之距列i最遠之列係列i+2N
，而列i+2N
-1未經耦合以被預充電。因此，在其中曝光因子係Mexp
=1且N=10之一實例中，將經耦合以被預充電之距列i最遠之列係列i+210
或列i+1024。圖 5
係圖解說明根據本發明之教示之包含像素電路之一像素陣列之一實例性成像系統之實例性信號之一時序圖，該等像素電路具有使用圖框內多位元曝光之一高動態範圍讀出架構(諸如上文所闡述之實例)。應瞭解，圖 5
中所圖解說明之時序圖係出於闡釋目的而經簡化之一時序圖，下文所闡述之預充電曝光時間係對實際預充電曝光時間之大體估計，此乃因在實際列時序期間，亦存在用於預充電/重設之N+1轉移電晶體控制脈衝以及用於讀出之轉移電晶體控制脈衝。因此，用於曝光步驟中之每一者之實際預充電曝光時間可具有不同偏移，此亦可影響曝光時間。如此，實際預充電曝光時間未必正好係2之冪乘以列時序。然而，下文之實例出於闡釋目的而經簡化以免使根據本發明之教示之教示模糊。 因此，繼續所繪示之實例，假設用以讀出一列之時間係trow
。如此，針對正被讀出之列「i」啟用樣本位址啟用信號saddr (亦即
，「針對所讀取位址之saddr」)之時間等於trow
。所繪示之實例亦圖解說明，轉移控制信號TX因此在讀出列「i」中之「列0」期間被觸發，如圖 5
中所展示。另外，圖 5
中所繪示之實例亦圖解說明，在讀出列i期間可被預充電達一額外曝光時間的像素陣列之其他列係：paddr0、paddr1、…、paddrn，此對應於i+1、i+1 (亦即
，i+20
)、i+2 (亦即
，i+21
)、…、及i+2N
。 如所繪示實例中所展示，將被預充電之第一列係i+1 (亦即
，i+20
)，如關於列1所展示，該列i+1被預充電達一額外曝光時間texp1
，曝光時間texp1
等於1*trow
。被預充電之下一列係i+2 (亦即
，i+21
)，如關於列2所展示，列i+2被預充電達一額外曝光時間texp2
，曝光時間texp2
等於2*trow
。被預充電之下一列係i+4 (亦即
，i+22
)，如關於列4所展示，列i+4被預充電達一額外曝光時間texp4
，曝光時間texp4
等於4*trow
。類似地，將被預充電之下一列係i+8 (亦即
，i+23
)，如關於列8所展示，列i+8被預充電達一額外曝光時間texp8
，曝光時間texp8
等於8*trow
。應瞭解，此預充電曝光時間型樣繼續直至最後一列i+2N
被預充電達一額外曝光時間texpn
，曝光時間texpn
等於2n
*trow
。 因此應瞭解，額外預充電曝光時間texp1
、texp2
、…、texpn
可依據20
*trow
至2n
*trow
被程式化，其中trow
係單個列trow
之讀出時間。根據本發明之教示，假設n係對應於一4位二進位控制之自1至10之一整數，提供總共n+1 (亦即
，11)個預充電曝光步驟以啟用高動態範圍影像感測。因此，此導致曝光時間之10位元動態範圍。舉例而言，根據本發明之教示，在與一行級14位元類比轉數位轉換器(ADC)組合之情況下，此一讀出架構可達成總共24位元之一動態範圍。 包含發明摘要中所闡述內容之本發明之所圖解說明實例之以上說明並非意欲係窮盡性或限制於所揭示之精確形式。雖然出於說明性目的而在本文中闡述本發明之特定實施例及實例，但可在不背離本發明之較寬廣精神及範疇之情況下做出各種等效修改。 可根據以上詳細說明對本發明之實例做出此等修改。隨附申請專利範圍中所使用之術語不應理解為將本發明限制於說明書及申請專利範圍中所揭示之特定實施例。相反，範疇將完全由以下申請專利範圍來判定，該申請專利範圍將根據所創建之請求項解釋原則來加以理解。因此，應將本說明書及各圖視為說明性而非限制性。
100‧‧‧影像感測系統
102‧‧‧堆疊式半導體裝置晶圓/半導體裝置晶圓/裝置晶圓
104‧‧‧堆疊式半導體裝置晶圓/半導體裝置晶圓/裝置晶圓
106‧‧‧像素陣列/光子偵測陣列
108‧‧‧支援電路
110A‧‧‧像素電路
110B‧‧‧像素電路
110C‧‧‧像素電路
112‧‧‧第一半導體層
114‧‧‧第二半導體層
210‧‧‧像素電路
212‧‧‧第一半導體層
214‧‧‧第二半導體層
216‧‧‧光電二極體
218‧‧‧轉移電晶體
220‧‧‧浮動擴散部
222‧‧‧重設電晶體
224‧‧‧放大器電晶體
226‧‧‧列選擇電晶體
228‧‧‧位元線
230‧‧‧像素級混合接合
232‧‧‧選擇電路
234‧‧‧第一開關
236‧‧‧第二開關
238‧‧‧預充電啟用信號
240‧‧‧樣本啟用信號
242‧‧‧第一轉移控制信號
244‧‧‧第二轉移控制信號
246‧‧‧TX源
248‧‧‧多工器電路
250A‧‧‧預充電列信號
250B‧‧‧預充電列信號
250N‧‧‧預充電列信號
252‧‧‧曝光記憶體
253‧‧‧曝光值信號
254‧‧‧自動曝光控制電路
300‧‧‧成像系統
306‧‧‧像素陣列
312‧‧‧第一半導體層
314‧‧‧第二半導體層
332‧‧‧選擇電路
332A‧‧‧選擇電路
354‧‧‧數位自動曝光控制
356‧‧‧控制電路
358‧‧‧讀出電路
360‧‧‧功能邏輯
406‧‧‧像素陣列
456‧‧‧控制電路
AVDD‧‧‧電壓
EXPMEM‧‧‧曝光記憶體
paddr_en‧‧‧預充電啟用信號
paddr0_en‧‧‧預充電列信號
paddr1_en‧‧‧預充電列信號
paddrN_en‧‧‧預充電列信號
paddr(0-N)_en‧‧‧預充電位址啟用信號
PTX‧‧‧第一轉移控制信號/轉移控制信號
RFD‧‧‧經重設浮動擴散部
RS‧‧‧列選擇信號
RST‧‧‧重設信號
saddr_en‧‧‧樣本啟用信號/樣本位址啟用信號
S1‧‧‧第一開關/開關
S2‧‧‧第二開關/開關
STX‧‧‧第二轉移控制信號/轉移控制信號
texp1 ‧‧‧額外曝光時間/曝光時間/額外預充電曝光時間
texp2 ‧‧‧額外曝光時間/曝光時間/額外預充電曝光時間
texp4 ‧‧‧額外曝光時間/曝光時間/額外預充電曝光時間
texp8 ‧‧‧額外曝光時間/曝光時間/額外預充電曝光時間
trow ‧‧‧讀出時間
TX‧‧‧轉移控制信號
參考以下各圖闡述本發明之非限制性及非窮盡性實施例，其中貫穿各種視圖之相似元件符號係指相似部件，除非另有規定。圖 1
係根據本發明之教示之具有一實例性成像系統之積體電路晶粒之一堆疊式半導體裝置晶圓之一項實例之一分解圖，該實例性成像系統具有使用圖框內多位元曝光控制之一高動態範圍影像感測器讀出架構。圖 2
係展示根據本發明之教示之一像素電路之一部分電路之一實例之一電路圖，該像素電路包含使用圖框內多位元曝光之一高動態範圍讀出架構。圖 3
係圖解說明根據本發明之教示之包含像素電路之一像素陣列之一實例性成像系統之一方塊圖，該等像素電路具有使用圖框內多位元曝光之一高動態範圍讀出架構。圖 4
係圖解說明根據本發明之教示之在一實例性成像系統中被讀出、被預充電及被不被預充電之列之一方塊圖。圖 5
係圖解說明根據本發明之教示包含像素電路之一像素陣列之一實例性成像系統之實例性信號之一時序圖，該等像素電路具有使用圖框內多位元曝光之一高動態範圍讀出架構。 貫穿圖式之數個視圖，對應參考字符指示對應組件。熟習此項技術者將瞭解，各圖中之元件係為簡單及清晰起見而圖解說明，且未必按比例繪製。舉例而言，為了有助於改良對本發明之各項實施例之理解，圖中之元件中之某些元件之尺寸可能相對於其他元件放大。並且，通常未繪示在商業上可行之一實施例中有用或必需之常見而眾所周知之元件以便促進對本發明之此等各項實施例之一較不受阻擋之觀察。
Claims (22)
- 一種像素電路，其包括： 一光電二極體，其安置於一第一半導體層中、經調適以回應於入射光而累積影像電荷； 一轉移電晶體，其安置於該第一半導體層中、耦合於安置於該第一半導體層中之該光電二極體與一浮動擴散部之間以將該光電二極體中所累積之該影像電荷選擇性地轉移至該浮動擴散部；及 一選擇電路，其安置於一第二半導體層中、透過該第一半導體層與該第二半導體層之間的一混合接合而耦合至該轉移電晶體之一控制端子，以在第一轉移控制信號與第二轉移控制信號之間進行選擇以控制該轉移電晶體，其中該選擇電路經耦合以在對與其中包含該轉移電晶體之一列不同之一列進行一讀出操作期間回應於一預充電啟用信號而輸出該第一轉移控制信號，且其中該選擇電路經耦合以在對其中包含該轉移電晶體之該列進行一讀出操作期間回應於一樣本啟用信號而輸出該第二轉移控制信號。
- 如請求項1之像素電路，其中該選擇電路包含： 一第一開關，其經耦合以回應於該預充電啟用信號而產生該第一轉移控制信號； 一第二開關，其經耦合以回應於該樣本啟用信號而產生該第二轉移控制信號； 一多工器電路，其經耦合以回應於對複數個預充電列信號中之一者之一選擇而產生該預充電啟用信號，該選擇係回應於一曝光值信號而做出；及 一曝光記憶體，其經耦合以儲存該曝光值信號。
- 如請求項2之像素電路，其中該像素電路係一像素陣列之一像素電路區塊中之一者，其中該曝光記憶體中所儲存之該曝光值信號由該像素電路區塊中之該等像素電路共用。
- 如請求項1之像素電路，其中該像素電路係包含於一像素陣列中之配置成複數個列及複數個行之複數個像素電路中之一者。
- 如請求項4之像素電路，其中該像素陣列中可一次接收該第一轉移控制信號之列之一總數目等於可由該曝光記憶體儲存之不同可能曝光值之一總數目。
- 如請求項5之像素電路，其進一步包括一自動曝光控制電路，該自動曝光控制電路安置於該第二半導體層中且經耦合以產生由該曝光記憶體儲存之該等不同可能曝光值。
- 如請求項4之像素電路，其中該像素陣列中可一次接收該第一轉移控制信號或該第二轉移控制信號之列之一總數目小於該像素陣列之列之一總數目。
- 如請求項4之像素電路，其進一步包括一轉移控制信號源，該轉移控制信號源安置於該第二半導體層中且經耦合以產生經耦合以由該像素陣列同時接收之該第一轉移控制信號及該第二轉移控制信號，其中該轉移控制信號源一次之一最大負荷係在用於該第一轉移控制信號之時間處該像素陣列中可接收該第一轉移控制信號之列之該總數目，及在用於該第二轉移控制信號之時間處該像素陣列中正在被讀出之一單個列。
- 如請求項1之像素電路，其中該第一控制信號係一預充電轉移控制信號，且其中第二控制信號係一樣本轉移控制信號。
- 如請求項1之像素電路，其進一步包括： 一重設電晶體，其安置於該第一半導體層中且耦合至該浮動擴散部以選擇性地對該浮動擴散部進行重設； 一放大器電晶體，其安置於該第一半導體層中且具有耦合至該浮動擴散部之一放大器閘極；及 一列選擇電晶體，其安置於該第一半導體層中、耦合於一位元線與該放大器電晶體之間。
- 如請求項1之像素電路，其中該第一半導體層與該第二半導體層係以一堆疊式晶片方案而被堆疊且耦合於一起。
- 一種成像系統，其包括： 一像素陣列，其具有配置成複數個列及複數個列之複數個像素電路，其中該等像素電路中之每一者包含： 一光電二極體，其安置於一第一半導體層中、經調適以回應於入射光而累積影像電荷； 一轉移電晶體，其安置於該第一半導體層中、耦合於安置於該第一半導體層中之該光電二極體與一浮動擴散部之間以將該光電二極體中所累積之該影像電荷選擇性地轉移至該浮動擴散部； 一選擇電路，其安置於一第二半導體層中、透過該第一半導體層與該第二半導體層之間的一混合接合而耦合至該轉移電晶體之一控制端子，以在一第一轉移控制信號與一第二轉移控制信號之間進行選擇以控制該轉移電晶體，其中該選擇電路經耦合以在對與其中包含該轉移電晶體之一列不同之一列進行一讀出操作期間回應於一預充電啟用信號而輸出該第一轉移控制信號，且其中該選擇電路經耦合以在對其中包含該轉移電晶體之該列進行一讀出操作期間回應於一樣本啟用信號而輸出該第二轉移控制信號； 控制電路，其安置於該第二半導體層中且耦合至該像素陣列以控制該像素陣列之操作，其中該選擇電路包含於該控制電路中；及 讀出電路，其安置於該第二半導體層中且耦合至該像素陣列以自該複數個像素電路讀出影像資料。
- 如請求項12之成像系統，其進一步包括功能邏輯，該功能邏輯安置於該第二半導體層中且耦合至該讀出電路以儲存自該複數個像素電路讀出之該影像資料。
- 如請求項12之成像系統，其中該選擇電路包含： 一第一開關，其經耦合以回應於該預充電啟用信號而產生該第一轉移控制信號； 一第二開關，其經耦合以回應於該樣本啟用信號而產生該第二轉移控制信號； 一多工器電路，其經耦合以回應於對複數個預充電列信號中之一者之一選擇而產生該預充電啟用信號，該選擇係回應於一曝光值信號而做出；及 一曝光記憶體，其經耦合以儲存該曝光值信號。
- 如請求項14之成像系統，其中該像素電路係該像素陣列之一像素電路區塊中之一者，其中該曝光記憶體中所儲存之該曝光值信號由該像素電路區塊中之該等像素電路共用。
- 如請求項12之成像系統，其中該像素陣列中可一次接收該第一轉移控制信號之列之一總數目等於可由該曝光記憶體儲存之不同可能曝光值之一總數目。
- 如請求項16之成像系統，其進一步包括一自動曝光控制電路，該自動曝光控制電路安置於該第二半導體層中且經耦合以產生由該曝光記憶體儲存之該等不同可能曝光值。
- 如請求項12之成像系統，其中該像素陣列中可一次接收該第一轉移控制信號或該第二轉移控制信號之列之一總數目小於該像素陣列之列之一總數目。
- 如請求項12之成像系統，其進一步包括一轉移控制信號源，該轉移控制信號源安置於該第二半導體層中且經耦合以產生經耦合以由該像素陣列同時接收之該第一轉移控制信號及該第二轉移控制信號，其中該轉移控制信號源一次之一最大負荷係在用於該第一轉移控制信號之時間處該像素陣列中可接收該第一轉移控制信號之列之該總數目，及在用於該第二轉移控制信號之時間處該像素陣列中正在被讀出之一單個列。
- 如請求項12之成像系統，其中該第一控制信號係一預充電轉移控制信號，且其中第二控制信號係一樣本轉移控制信號。
- 如請求項12之成像系統，其中該等像素電路中之每一者進一步包含： 一重設電晶體，其安置於該第一半導體層中且耦合至該浮動擴散部以選擇性地對該浮動擴散部進行重設； 一放大器電晶體，其安置於該第一半導體層中且具有耦合至該浮動擴散部之一放大器閘極；及 一列選擇電晶體，其安置於該第一半導體層中、耦合於一位元線與該放大器電晶體之間。
- 如請求項12之成像系統，其中該第一半導體層與該第二半導體層係以一堆疊式晶片方案而被堆疊且耦合於一起。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/384,859 | 2016-12-20 | ||
| US15/384,859 US9955091B1 (en) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | High dynamic range image sensor read out architecture using in-frame multi-bit exposure control |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201841497A true TW201841497A (zh) | 2018-11-16 |
| TWI667920B TWI667920B (zh) | 2019-08-01 |
Family
ID=61951827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW106144494A TWI667920B (zh) | 2016-12-20 | 2017-12-19 | 使用圖框內多位元曝光控制之高動態範圍影像感測器讀出架構 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9955091B1 (zh) |
| CN (1) | CN108270979B (zh) |
| TW (1) | TWI667920B (zh) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10686996B2 (en) | 2017-06-26 | 2020-06-16 | Facebook Technologies, Llc | Digital pixel with extended dynamic range |
| US10598546B2 (en) | 2017-08-17 | 2020-03-24 | Facebook Technologies, Llc | Detecting high intensity light in photo sensor |
| US11906353B2 (en) | 2018-06-11 | 2024-02-20 | Meta Platforms Technologies, Llc | Digital pixel with extended dynamic range |
| US11463636B2 (en) | 2018-06-27 | 2022-10-04 | Facebook Technologies, Llc | Pixel sensor having multiple photodiodes |
| US10897586B2 (en) | 2018-06-28 | 2021-01-19 | Facebook Technologies, Llc | Global shutter image sensor |
| US10531035B1 (en) * | 2018-07-17 | 2020-01-07 | Semiconductor Components Industries, Llc | Image sensors with predictive pre-charging circuitry |
| US10931884B2 (en) | 2018-08-20 | 2021-02-23 | Facebook Technologies, Llc | Pixel sensor having adaptive exposure time |
| US11956413B2 (en) | 2018-08-27 | 2024-04-09 | Meta Platforms Technologies, Llc | Pixel sensor having multiple photodiodes and shared comparator |
| US11595602B2 (en) | 2018-11-05 | 2023-02-28 | Meta Platforms Technologies, Llc | Image sensor post processing |
| US11888002B2 (en) | 2018-12-17 | 2024-01-30 | Meta Platforms Technologies, Llc | Dynamically programmable image sensor |
| US11962928B2 (en) * | 2018-12-17 | 2024-04-16 | Meta Platforms Technologies, Llc | Programmable pixel array |
| US10498322B1 (en) * | 2019-02-13 | 2019-12-03 | Omnivision Technologies, Inc. | Comparator output circuitry for single slope analog to digital converter |
| US11218660B1 (en) | 2019-03-26 | 2022-01-04 | Facebook Technologies, Llc | Pixel sensor having shared readout structure |
| US11943561B2 (en) | 2019-06-13 | 2024-03-26 | Meta Platforms Technologies, Llc | Non-linear quantization at pixel sensor |
| US11936998B1 (en) | 2019-10-17 | 2024-03-19 | Meta Platforms Technologies, Llc | Digital pixel sensor having extended dynamic range |
| US11935291B2 (en) | 2019-10-30 | 2024-03-19 | Meta Platforms Technologies, Llc | Distributed sensor system |
| US11948089B2 (en) | 2019-11-07 | 2024-04-02 | Meta Platforms Technologies, Llc | Sparse image sensing and processing |
| US11902685B1 (en) | 2020-04-28 | 2024-02-13 | Meta Platforms Technologies, Llc | Pixel sensor having hierarchical memory |
| US11825228B2 (en) | 2020-05-20 | 2023-11-21 | Meta Platforms Technologies, Llc | Programmable pixel array having multiple power domains |
| US11910114B2 (en) | 2020-07-17 | 2024-02-20 | Meta Platforms Technologies, Llc | Multi-mode image sensor |
| US11956560B2 (en) | 2020-10-09 | 2024-04-09 | Meta Platforms Technologies, Llc | Digital pixel sensor having reduced quantization operation |
| US11935575B1 (en) | 2020-12-23 | 2024-03-19 | Meta Platforms Technologies, Llc | Heterogeneous memory system |
| US11463648B1 (en) * | 2021-06-08 | 2022-10-04 | Omnivision Technologies, Inc. | Image sensor with three readout approach for phase detection autofocus and image sensing photodiodes through multiple column bitlines |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI233207B (en) * | 2002-06-12 | 2005-05-21 | Sony Corp | Solid-state imaging device, method for driving solid-state imaging device, imaging method, and imager |
| US7190397B2 (en) | 2002-08-16 | 2007-03-13 | Micron Technology, Inc. | CMOS imager decoder structure |
| KR100562489B1 (ko) | 2002-11-11 | 2006-03-21 | 삼성전자주식회사 | 셔터 타이밍 조절 가능한 로우 디코더를 갖는 이미지 센서 |
| US7045754B2 (en) * | 2004-03-30 | 2006-05-16 | Omnivision Technologies, Inc. | Hybrid charge coupled CMOS image sensor having an amplification transistor controlled by a sense node |
| JP4349232B2 (ja) * | 2004-07-30 | 2009-10-21 | ソニー株式会社 | 半導体モジュール及びｍｏｓ型固体撮像装置 |
| CN101010944B (zh) * | 2004-09-02 | 2010-06-16 | 索尼株式会社 | 摄像装置及摄像结果的输出方法 |
| TW201101476A (en) * | 2005-06-02 | 2011-01-01 | Sony Corp | Semiconductor image sensor module and method of manufacturing the same |
| US20080239111A1 (en) | 2007-03-26 | 2008-10-02 | Micron Technology, Inc. | Method and appratus for dark current compensation of imaging sensors |
| JP4978795B2 (ja) | 2007-09-28 | 2012-07-18 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置、駆動制御方法、および撮像装置 |
| US8569671B2 (en) | 2008-04-07 | 2013-10-29 | Cmosis Nv | Pixel array capable of performing pipelined global shutter operation including a first and second buffer amplifier |
| US8093541B2 (en) | 2008-06-05 | 2012-01-10 | Aptina Imaging Corporation | Anti-blooming protection of pixels in a pixel array for multiple scaling modes |
| ATE543215T1 (de) * | 2009-03-24 | 2012-02-15 | Sony Corp | Festkörper-abbildungsvorrichtung, ansteuerverfahren für festkörper- abbildungsvorrichtung und elektronische vorrichtung |
| JP5598126B2 (ja) * | 2010-07-09 | 2014-10-01 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子およびカメラシステム |
| JP5500007B2 (ja) * | 2010-09-03 | 2014-05-21 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子およびカメラシステム |
| US8785831B2 (en) * | 2011-01-05 | 2014-07-22 | Luxima Technology LLC | Image sensors and methods with high speed global shutter pixels |
| AU2012253254B2 (en) * | 2011-05-12 | 2016-12-15 | DePuy Synthes Products, Inc. | Image sensor with tolerance optimizing interconnects |
| US8896743B2 (en) | 2011-06-08 | 2014-11-25 | Omnivision Technologies, Inc. | Enclosure for image capture systems with focusing capabilities |
| JP6112306B2 (ja) | 2011-11-25 | 2017-04-12 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 固体撮像装置及びそれを備える撮像装置 |
| US8742311B2 (en) | 2012-02-27 | 2014-06-03 | Omnivision Technologies, Inc. | Enhanced pixel cell architecture for an image sensor having a direct output from a buried channel source follower transistor to a bit line |
| US9478579B2 (en) * | 2012-10-16 | 2016-10-25 | Omnivision Technologies, Inc. | Stacked chip image sensor with light-sensitive circuit elements on the bottom chip |
| US9118851B2 (en) * | 2013-11-21 | 2015-08-25 | Omnivision Technologies, Inc. | High dynamic range image sensor read out architecture |
| KR102245973B1 (ko) | 2014-02-17 | 2021-04-29 | 삼성전자주식회사 | 상관 이중 샘플링 회로 및 이를 포함하는 이미지 센서 |
| US9344658B2 (en) * | 2014-07-31 | 2016-05-17 | Omnivision Technologies, Inc. | Negative biased substrate for pixels in stacked image sensors |
-
2016
- 2016-12-20 US US15/384,859 patent/US9955091B1/en active Active
-
2017
- 2017-12-14 CN CN201711343633.2A patent/CN108270979B/zh active Active
- 2017-12-19 TW TW106144494A patent/TWI667920B/zh active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US9955091B1 (en) | 2018-04-24 |
| TWI667920B (zh) | 2019-08-01 |
| CN108270979A (zh) | 2018-07-10 |
| CN108270979B (zh) | 2019-07-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI667920B (zh) | 使用圖框內多位元曝光控制之高動態範圍影像感測器讀出架構 | |
| US11552115B2 (en) | Imaging device including photoelectric converters and capacitive element | |
| US11165982B1 (en) | Spatial derivative pixel array with adaptive quantization | |
| TWI424742B (zh) | 用於像素單元之高動態運作之方法及裝置 | |
| US7148462B2 (en) | Pixel with differential readout | |
| KR102212100B1 (ko) | 분할-게이트 조건부-재설정 이미지 센서 | |
| US8130302B2 (en) | Methods and apparatus providing selective binning of pixel circuits | |
| TWI516123B (zh) | 具有複數個放大器電晶體之高動態範圍像素 | |
| US7411169B2 (en) | Wide dynamic range image sensor and method of use | |
| US10033947B2 (en) | Multi-port image pixels | |
| CN108234907B (zh) | 一种像素电路及成像系统 | |
| US9118851B2 (en) | High dynamic range image sensor read out architecture | |
| US9888185B1 (en) | Row decoder for high dynamic range image sensor using in-frame multi-bit exposure control | |
| US20090321799A1 (en) | Method and apparatus for increasing conversion gain in imagers | |
| US11552122B2 (en) | Image sensor and operating method | |
| WO2006073057A1 (ja) | 固体撮像装置 | |
| TWI773437B (zh) | 具有訊框位準黑階校正之影像感測器 | |
| US11463640B1 (en) | Bitline control supporting binning mode phase detection autofocus photodiodes | |
| US11503229B2 (en) | Image sensor and imaging device including the same | |
| EP3445037B1 (en) | Varying exposure time of pixels in photo sensor using motion prediction | |
| US10880500B2 (en) | Pixel apparatus and CMOS image sensor using the same | |
| CN210327777U (zh) | 图像传感器和成像系统 | |
| US20240107195A1 (en) | Image sensor and image processing device including the same |