TW201931618A - 像素結構、具像素結構之影像感測器和系統、及操作該像素結構之方法 - Google Patents
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Abstract
一半導體材料(S)中之光電偵測器(PD)設有在該半導體材料中介於該光電偵測器與一第一擴散區(FD1)之間的一第一傳輸閘(TX1)、在該半導體材料中介於該光電偵測器(PD)與一第二擴散區(FD2)之間的一第二傳輸閘(TX2)、連接於該第一擴散區(FD1)與該第二擴散區(FD2)之間的一電容器(C)、連接於該第一擴散區(FD1)與一第一參考電壓(Vref1)之間的一第一開關(RST1)、以及連接於該第二擴散區(FD2)與一第二參考電壓(Vref2)之間的一第二開關(RST2)。
Description
本發明應用於三維成像之領域，尤其差動成像。
主動立體視覺系統利用一投影機(projector)及至少一影像感測器。典型地，該投影機投射一結構化光圖案(pattern)，該結構化光圖案係由藉紅外線投射於場景上之點、線、或其他形狀構成，該紅外線可典型地例如具有一940奈米之波長。該圖案接著藉一全域快門二維影像感測器記錄，該影像感測器包含二維像素矩陣。該影像感測器可最佳化成在所使用之波長下良好反應。
該光圖案可藉一強光源，譬如一VCSEL(vertical-cavity surface-emitting laser；垂直腔面射型雷射)在一短時間期間投射。最大放射光功率係由眼睛安全限制、以及由該VCSEL在一指定工作週期(duty cycle)下輸出之最大功率所限制。通常使用數微秒到數毫秒之短脈衝。譬如藉一遮罩，其藉一光學系統(譬如一透鏡及/或一光學繞射元件)投射至場 景上，以產生一圖案。
二維照相機記錄該投射圖案。在該記錄影像中看到之該圖案位置係根據物件到該照相機及投影機之距離而定。藉三角測量可記錄該距離。其他計算技術可包含深度學習，譬如在投射圖案基於一些光學效應(如焦距或干涉)而根據物件距離改變外觀之情況下。
一些系統使用二個照相機且運用立體視覺來達成一深度地圖。一圖案被投射出，以在場景中產生某些對比。這對於沒有許多紋理(譬如一油漆牆壁)之物件將有需要。在此等情況下，使用一閃光照明。
在上述立體視覺及結構化光之情況下，光僅在短時期產生脈衝且照明。影像感測器在「全域快門」模式下工作。在閃光前，所有影像皆重設且開始整合光。接著，圖案被投射出。光脈衝之後，曝光時間停止。在像素中，來自光電二極體之信號將被取樣於一像素內(in-pixel)記憶體上。接著在曝光時間後一排一排讀出該記憶體。此係在所謂「觸發全域快門模式」下之一典型全域快門影像感測器之操作方式。
可使用一滾動式快門像素作為替代。由於背景光對捕獲信號之顯著較大貢獻，因此需要快速讀出及晶片外資料緩衝儲存。
背景影像減法可用於改善影像中之對比。一第二影像係以相同曝光時間捕獲，但無投射光。接著藉軟體計算差動影像。減法運算較佳地於影像擷取階段期間在像素內執行。由於大量擷取週期能夠增加信號雜訊比，因此有利地可在像素中累積多重影像擷取。每一影像擷取後，對應於具有與不具有結構化光投影之影像間差異的信號仍儲存在像素中。來自連續減法運算之信號因此累積於像素中。
美國專利案第US 8569671 B2號揭露一種包括一光敏元件以反應入射輻射而生成電荷之像素。一傳輸閘係定位於光敏元件與一感測 節點之間，以控制電荷到該感測節點之傳輸。一重設開關係連接至該感測節點，以將該感測節點重設到一預定電壓。一第一緩衝放大器具有連接至該感測節點之輸入。一取樣級係連接至該第一緩衝放大器之輸出，且可作動來取樣該感測節點之一數值。一第二緩衝放大器具有連接至該取樣級之輸入。控制電路作動該重設開關，且致使該取樣級來取樣該感測節點而同時該光敏元件正曝光於輻射。一像素陣列係同步地曝光於輻射。該光敏元件於一第二曝光週期曝光的同時，可讀取一第一曝光週期之取樣數值。
本發明之一目的係提供改良之差動成像。
該目的係以如申請專利範圍第1項所述之用於半導體成像裝置的像素結構、如申請專利範圍第9項所述之具有像素陣列的影像感測器裝置、如申請專利範圍第10項所述之成像系統、及如申請專利範圍第13項所述之操作像素結構的方法而達成。具體實施例及變型係由申請專利範圍附屬項推知。
除非另有陳述，否則上述定義亦適用於以下說明。
用於半導體成像裝置之該像素結構包括在一半導體材料中之一光電偵測器(photodetector)、在該半導體材料中介於該光電偵測器與一第一擴散區之間的一第一傳輸閘、在該半導體材料中介於該光電偵測器與一第二擴散區之間的一第二傳輸閘、連接於該第一擴散區與該第二擴散區之間的一電容器、連接於該第一擴散區與一第一參考電壓之間的一第一開關、以及連接於該第二擴散區與一第二參考電壓之間的一第二開關。
在該像素結構之一具體實施例中，該光電偵測器係在包括該 半導體材料之一基底中的一針扎式光電二極體(pinned photodiode)。
一緩衝放大器係連接至該等擴散區其中之一以讀出該像素。在又一具體實施例中，複數個緩衝放大器連接至該第一擴散區與該第二擴散區。在此一具體實施例中，亦可有一額外高光溢出保護閘(anti-blooming gate)，其連接至該光電偵測器，以避免載子在曝光後流入該擴散區中。
在又一具體實施例中，該第一參考電壓與該第二參考電壓相等，特別地等於一供應電壓。該第一參考電壓或該第二參考電壓可連接至一供應電壓。
在又一具體實施例中，一選擇電晶體連接至一行匯流排(column bus)。藉一場效電晶體形成之一源極隨耦器(source follower)連接至該選擇電晶體，該源極隨耦器之一閘極連接至該第一擴散區。此係實現該緩衝放大器之可能方式。
該影像感測器裝置包括此類像素結構之二維陣列。
包含此類影像感測器裝置之該成像系統復包括一光源，與該影像感測器裝置同步，該光源佈設成當信號被擷取於該第一擴散區上時有效(active)，且當信號被擷取於該第二擴散區上時非有效。該光源可反而佈設成當信號被擷取於該第二擴散區上時有效，且當信號被擷取於該第一擴散區上時非有效。特別地，該光源可佈設成投射一圖案或連串圖案於一待成像之場景上。
操作該像素結構之方法包括藉閉合該第一開關及該第二開關二者至一連接狀態而使該電容器放電、在該光電偵測器上擷取一第一信號且藉該第一傳輸閘上之一電荷傳輸脈衝將該第一信號傳輸至該第一擴散區而同時該第二開關閉合呈一連接狀態，在該光電偵測器上擷取一第二信 號且藉該第二傳輸閘上之一電荷傳輸脈衝將該第二信號傳輸至該第二擴散區而同時該第一開關閉合呈一連接狀態、以及在擷取該等信號後從該第一擴散區讀出該像素信號而同時該第二擴散區經由該第二開關連接至該第二參考電壓。
在該方法之一變型中，該第二傳輸閘在該像素信號之讀出期間係處於比該第一傳輸閘較高之電位。
使用該方法，可重複將第一信號及第二信號擷取且累積於該電容器上。
在該方法之又一變型中，該第一傳輸閘上之電荷傳輸脈衝、該第二傳輸閘上之電荷傳輸脈衝、或各該電荷傳輸脈衝係多重脈衝，使得對應之傳輸閘在同一電荷傳輸作動期間產生脈衝數次。
C‧‧‧電容器
Cfd1‧‧‧第一寄生電容
Cfd2‧‧‧第二寄生電容
CR1‧‧‧第一接觸區
CR2‧‧‧第二接觸區
FD1‧‧‧第一擴散區
FD2‧‧‧第二擴散區
L‧‧‧光源
PD‧‧‧光電偵測器或光電二極體
R‧‧‧反射器
RST1‧‧‧第一開關
RST2‧‧‧第二開關
S‧‧‧半導體材料
SEL‧‧‧選擇電晶體
SF‧‧‧源極隨耦器
TX1‧‧‧第一傳輸閘
TX2‧‧‧第二傳輸閘
VDD‧‧‧供應電壓
Vref1‧‧‧第一參考電壓
Vref2‧‧‧第二參考電壓
以下係結合隨附圖式之像素結構範例詳細說明。
第1圖顯示一像素電路，其包含一針扎式光電二極體之一概略剖面。
第2圖顯示依據第1圖的像素電路之一電路圖。
第3圖係該像素結構之一時序圖。
第4圖係依據第3圖而用於最大儲存電荷量控制之時序圖。
第5圖係依據第3圖而用於電壓控制之另一選擇時序圖。
第6圖係依據第5圖而用於(複數個)傳輸閘重複脈波之另一選擇時序圖。
第7圖係具有包括複數個叉指狀導體軌之電容器的一布局範例。
第8圖係具有一平板電容器之一布局範例。
第9圖係具有一平板電容器且二傳輸閘皆在同一側上之一布局範例。
第1圖顯示一像素結構之範例。該像素結構之電路包含可用於該像素結構之一半導體光電偵測器裝置的一概略剖面。一光電偵測器PD可譬如為一針扎式光電二極體，其整合於半導體材料S、特別地一半導體基板中，該半導體基板例如可包括矽。光電偵測器PD可經由一第一傳輸閘TX1而與半導體材料S中之一第一擴散區FD1連接，且經由一第二傳輸閘TX2而與半導體材料S中之一第二擴散區FD2連接。
擴散區FD1、FD2可配置於光電偵測器PD之對立側上，且可分別設有一第一接觸區CR1及一第二接觸區CR2。接觸區CR1、CR2可具有一較高摻雜濃度，而能夠形成一歐姆接觸以用於外部電氣連接。
典型地，該基板可由一塊體(bulk)矽晶圓(譬如，p++摻雜)及一磊晶層(譬如，p-，5×1014cm-3)構成。該針扎式光電二極體包括一p++淺表面植入物及一較深n型植入物。第一接觸區CR1及第二接觸區CR2可為高度摻雜(譬如，5×1019cm-3)n型植入物。該等者可由較低摻雜n型植入物圍繞，且可能位於、或可能不位於一p型井區域(其可典型地以一大約1×1017cm-3摻雜濃度來摻雜)中。
擴散區FD1、FD2經由一電容器C而彼此電氣連接，該電容器可典型地例如具有大約15皮法拉(fF)之電容。第一擴散區FD1亦經由一第一開關RST1連接至第一參考電壓Vref1，且第二擴散區FD2亦經由一 第二開關RST2連接至一第二參考電壓Vref2。第一及第二開關RST1、RST2例如可為場效電晶體。第一參考電壓Vref1與第二參考電壓Vref2可相等或不同。
第一擴散區FD1又連接至一緩衝放大器。此可為如第1圖中所示之一源極隨耦器SF。第一擴散區FD1在此情況下尤其例如可連接至又一場效電晶體之閘極。源極隨耦器SF將一供應電壓VDD與一選擇電晶體SEL之一源極/汲極端子連接。選擇電晶體SEL之另一源極/汲極端子係與一行匯流排連接以用於讀出。供應電壓VDD可特別地用作為第一參考電壓Vref1及第二參考電壓Vref2。源極隨耦器SF及選擇電晶體SEL亦可整合於半導體材料S中。可使用一接面場效電晶體、或可使用一差動放大器架構，來作為該源極隨耦器之另一選擇。
第2圖顯示依據第1圖之像素電路的一完整電路圖。第一擴散區FD1之節點具有一第一寄生電容Cfd1，且第二擴散區FD2之節點具有一第二寄生電容Cfd2。倘寄生電容Cfd1、Cfd2相等且儘可能小，則為最優者。電容器C之電容較第一與第二寄生電容Cfd1、Cfd2大相當多。典型之第一及第二寄生電容Cfd1及Cfd2的值可在1皮法拉到4皮法拉範圍內。可使用技術來減小寄生電容。每一此等寄生電容Cfd1及Cfd2皆由該擴散區之接合(junction)電容、該等傳輸閘之閘極-汲極重疊電容、該緩衝放大器之輸入電容、以及重設電晶體之閘極-汲極重疊電容構成。可藉專用之植入方案，譬如修改閘極間隔物區下方之閘極鄰近處的輕摻雜汲極區域(lightly doped drain areas；LDDs)摻雜物濃度，減小該等重疊電容。可藉減小n+擴散區域下方之p型井的摻雜、或藉使用圍繞較高摻雜n++歐姆接觸區域之中度摻雜n型擴散，來特別地改變接合電容及接合側壁電容。第1圖中顯示後者。可藉輸入電晶體拓撲來減小該緩衝放大器之電容。 例如，可結合較低輸入電容來使用一埋入式通道源極隨耦器或接面場效電晶體(JFET)。該二裝置具有額外利益，即其具有較低的1/f及隨機-電報-信號雜訊，這亦為一減小像素之讀取雜訊之利益。
電荷將為連續幅(frames)而連貫地傾卸於第一擴散區FD1上，且同時第二擴散區FD2經由第二開關RST2而保持於第二參考電壓Vref2，以及該電荷傾卸於第二擴散區FD2上，且同時第一擴散區FD1經由第一開關RST1而保持於第一參考電壓Vref1。選擇參考電壓Vref1及Vref2為可使節點FD1及FD2上之信號擺動最大化者。
可使用第一擴散區FD1來整合具有主動照明之影像(譬如，當一結構化光圖案被投射時)，且同時可使用第二擴散區FD2來整合一背景參考影像。在此情況下，第一擴散區FD1處之信號將下降較第二擴散區FD2處之信號快速。在數次擷取照明與背景參考影像後，按照稍後描述之時序圖，其中，該照明影像恆傳輸至FD1且該背景參考電壓恆傳輸至FD2，FD1上之電壓將下降至Vref1以下，且FD2上之電壓將升高至Vref2以上。因此，最好使用一低電壓給Vref2，以及一高電壓給Vref1。應確保FD1及FD2上之電壓位準恆高於各別傳輸閘TX1或TX2打開時之針扎式光電二極體的耗盡電壓。需要保證所有載子從該光電二極體到節點FD1及FD2之一電荷傳輸。
第3圖顯示該像素結構之一時序圖。針對全域快門模式下之多重影像擷取，該像素結構之操作係與一結構化光投影機之操作同步實施。一第一影像係在結構化光條件下拍攝。來自此影像曝光之光載子係整合於該像素之光電二極體上。該光電二極體接著藉通過第一傳輸閘TX1之一電荷傳輸讀出，其中，第一開關RST1處於其切離(disconnecting)狀態且第二開關RST2處於其連接狀態，使得信號傳輸至第一擴散區FD1。第 一擴散區FD1因此當第一開關RST1處於其切離狀態時浮動。擴散區必須在對應之傳輸閘作動時浮動。無需結構化光來拍攝一影像。光載子再次整合於該光電二極體上。該光電二極體接著藉通過第二傳輸閘TX2之一電荷傳輸讀出，其中，第一開關RST1處於其連接狀態且第二開關RST2處於其切離狀態，使得信號傳輸至第二擴散區FD2。
第一與第二開關RST1、RST2交替地作動，以移除與背景光對應之共模信號。第一開關RST1僅當第二開關RST2處於其切離狀態時處於其連接狀態，且反之亦然，以防止電容器C放電。驅動電路應保證RST1與RST2信號不重疊，以避免此放電。僅在影像擷取程序開始時一同開啟二開關，以重設電容器C。
在曝光時段後，使用源極隨耦器SF及選擇電晶體SEL從第一擴散區FD1讀出差動影像。為此目的，第一開關RST1處於其切離狀態，且第二開關RST2處於其連接狀態，使得第二擴散區FD2至少近似在第二參考電壓Vref2，且第一擴散區FD1提供儲存信號。第二傳輸閘TX2處之電壓高於第一傳輸閘TX1處之電壓，且第二傳輸閘TX2在讀出期間正作為高光溢出保護排渠(drain)。當光電偵測器PD飽和時，過量電荷藉由第二傳輸閘TX2及第二開關RST2移除。另一選擇，第二傳輸閘TX2可在讀出期間處於一高狀態。
該像素亦可藉不計時傳輸閘TX2及第二開關RST2而作動如一標準滾動式快門像素。
第4圖顯示又一時序圖。依據該圖式之時序容許控制待儲存於該光電二極體上之最大量電荷。如此將避免從該光電偵測器溢流到各別擴散區。這在照射明亮時尤其有用。倘使用此時序圖，則傳輸閘控制線將需要三個不同電壓位準：一高電壓，使電荷能夠傳輸；一低電壓，倘該光 電二極體飽和時阻止載子溢流(在強光條件下)；以及一中電壓位準，確保在飽和下之載子溢出流通過該傳輸閘。該溢流應發生於各別RST開關處於其連接級之擴散區，使得此擴散區連接至其各別之Vref電壓。第4圖顯示此類時序之一特殊實例，但可考慮仍依據所述操作之略微修改。
第5圖顯示又一時序圖。此時序藉延遲第一開關RST1之上升緣來避免第二擴散區FD2處之過度電壓。該過度電壓可另外造成洩漏(leakage)通過第二開關RST2。該時序取決於組件之不同尺寸，包含光電二極體PD之全井容量、電容器C之電容、以及寄生電容Cfd1與Cfd2。
第一傳輸閘TX1可在當第一開關RTS1處於其切離狀態且第二開關RST2處於其連接狀態之時段期間產生脈衝數次，對應於第一開關RST1之信號因此為低值(low)。又相似地，第二傳輸閘TX2可在當第一開關RTS1處於其連接狀態且第二開關RST2處於其切離狀態之時段期間產生脈衝數次，對應於RST2之信號因此為低值。此多重脈波容許從該光電二極體傳輸更多載子到整合電容器C。使用多重傳輸可減小藉第一及第二擴散區FD1、FD2所形成之節點處的寄生電容造成之衰減。一對應之時序圖顯示於第6圖中。
第7圖及第8圖顯示出，特別地用於背照式影像感測器技術之提出像素結構的布局範例。
第7圖顯示一範例，具有藉複數個叉指狀導體軌形成之一電容器，其可依互補金屬氧化物半導體(CMOS)技術製作。針對背側照明，該電容器可被置於光電偵測器PD上方，使得入射光不致被該等導體軌屏蔽。一選用反射器R可設於依後段製程(back end of line；BEOL)製作之複數層底部處。
第8圖顯示一範例，具有一平板電容器，其包括一連串之一 金屬板、一介電層、以及又一金屬板，其特別地為以自身本質為名之一金屬-絕緣體-金屬(metal-isolator-metal；MiM)電容器。在第8圖中所示之範例中，電容器C係藉二個各別獨立之電容器以反平行式連接而形成，以使第一擴散區FD1及第二擴散區FD2之節點的底板寄生電容保持完全相同。
其他型式之電容器亦可適用於各別之像素結構應用。範例為溝槽式電容器以及多晶矽-絕緣體-多晶矽電容器，其為半導體技術中以自身本質為名者。
第9圖顯示依據第8圖之一結構，不同處為傳輸閘TX1、TX2位於光電偵測器PD之相同側上。此配置可有利於一更對稱之像素布局。
除此以外，可連接一分離之高光溢出保護閘或光電二極體重設閘。亦可從該針扎式光電二極體經由一垂直高光溢出保護結構來抽空及溢流電荷。在該情況下，可藉由該光電二極體下方之基板上的一電壓脈衝來重設該光電二極體。
該像素亦包含該像素源極隨耦器後方之一取樣級，尤其譬如在美國專利案第US 8 569 671 B2號中描述者。如此將達成各新讀出模式。這容許譬如在讀出期間曝光次一影像。這亦可用於取樣初始重設位準及減小像素之kTC雜訊。
像素結構之二維陣列尤其適合於一影像感測器裝置。包含此類影像感測器裝置之一成像系統可復包括與該影像感測器裝置同步之光源。一光源L係在第7圖及第8圖中概略地指出。該光源可佈設成當在第一浮動擴散FD1上擷取信號時有效，且當在第二浮動擴散FD2上擷取信號時非有效，或反之亦然。該光源可用於投射一圖案或一連串圖案。
上述像素結構之典型應用中，藉偵測以及減法可譬如為一亮幅與一暗幅之二幅而重複取得差動信號。此等差動信號係附加地儲存。是以，信號雜訊比係藉電荷累積而增高。如此將能夠實現具有改良背景光容限之結構化光系統或立體視覺。累積之光電荷總量(q 1,k -q 2,k )，其中，q1,k與q2,k係累積於譬如可為一亮幅之編號1幅與可為一暗幅之編號2幅的第k次曝光時距中累積之電荷。對應時距之持續時間可不相同。
在該像素結構之具體實施例中，藉使用該像素中超過一個電容器，可減去超過二個不同幅(譬如，用於m個不同影像擷取)。每一幅qi,k,i=1,2,3,…,m可具有不同於其他幅曝光時間之曝光時間。此類像素容許在像素中實行電荷算術及幅到幅(frame-to-frame)計算。
最好於影像擷取階段期間在像素內執行該減法運算。亦有利地在減法後，可在像素中累積連續擷取。如此將改善可在像素中累積之飽和位準。上述像素結構僅需要像素中之一個光電偵測器、一個電容器、二個傳輸閘、二個重設開關、以及一個源極隨耦器與選擇電晶體(總計6個電晶體)，因此容許一緊密實現。可與背側照明相容。不同時序容許儲存具有大全井電荷之簡單非減法影像。
上述影像感測器亦可用於一追蹤物件之照相機系統。該物件係藉一閃光照明照亮、或內含一閃光光源，該閃光光源與被收集於FD1上或FD2上之影像同步。
上述影像感測器亦可用於投射二個結構化光圖案之系統，且第一結構化光圖案整合於FD1上而同時第二結構化光圖案整合於FD2上。這可進一步增加可從該等投射圖案取出之資訊。此類資訊可包含深度資訊。該深度資訊可由三角原理計算出。
相似地，該系統可藉不同波長之二光源操作。例如，針對眼球追蹤應用，已知眼睛反射某些特定波長且吸收其他波長，導致一差動影像中之一高對比，其中該差動影像係此二影像之間的差異。提出之影像感測器像素容許生成此類形象(profile)。
Claims (15)
- 一種用於一半導體成像裝置之像素結構，其包括：一光電偵測器(PD)，位在一半導體材料(S)中，一第一傳輸閘(TX1)，位在該半導體材料中介於該光電偵測器(PD)與一第一擴散區(FD1)之間，一第二傳輸閘(TX2)，位在該半導體材料中介於該光電偵測器(PD)與一第二擴散區(FD2)之間，一電容器(C)，連接於該第一擴散區(FD1)與該第二擴散區(FD2)之間，一第一開關(RST1)，連接於該第一擴散區(FD1)與一第一參考電壓(V ref1)之間，以及一第二開關(RST2)，連接於該第二擴散區(FD2)與一第二參考電壓(V ref2)之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之像素結構，其中，該光電偵測器(PD)係在包括該半導體材料(S)之一基底中的一針扎式光電二極體。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之像素結構，其復包括：複數個緩衝放大器，連接至該第一擴散區(FD1)與該第二擴散區(FD2)。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之像素結構，其中，該第一參考電壓(V ref1)與該第二參考電壓(V ref2)相等。
- 如申請專利範圍第4項之所述像素結構，其中，該第一參考電壓(V ref1)與該第二參考電壓(V ref2)等於一供應電壓(V DD)。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之像素結構，其中，該第一參考電壓(V ref1)或該第二參考電壓(V ref2)連接至一供應電壓(V DD)。
- 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之像素結構，其復包括：一選擇電晶體(SEL)，連接至一行匯流排。
- 如申請專利範圍第7項所述之像素結構，其復包括：一源極隨耦器(SF)，藉一場效電晶體形成，連接至該選擇電晶體(SEL)，該源極隨耦器(SF)之一閘極連接至該第一擴散區(FD1)。
- 一種影像感測器裝置，包括如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之像素結構的二維陣列。
- 一種包含如申請專利範圍第9項所述之影像感測器裝置的成像系統，其復包括：一光源(L)，與該影像感測器裝置同步，該光源(L)佈設成當信號被擷取於該第一擴散區(FD1)上時有效，且當信號被擷取於該第二擴散區(FD2)上時非有效，或反之亦然。
- 如申請專利範圍第10項所述之成像系統，其中，該光源(L)佈設成投射一圖案或連串圖案於一待成像之場景上。
- 一種操作如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之像素結構的方法，其包括：藉閉合該第一開關(RST1)及該第二開關(RST2)二者至一連接狀態而使該電容器(C)放電， 在該光電偵測器(PD)上擷取一第一信號且藉該第一傳輸閘(TX1)上之一電荷傳輸脈衝將該第一信號傳輸至該第一擴散區(FD1)，而同時該第二開關(RST2)閉合呈一連接狀態，在該光電偵測器(PD)上擷取一第二信號且藉該第二傳輸閘(TX2)上之一電荷傳輸脈衝將該第二信號傳輸至該第二擴散區(FD2)，而同時該第一開關(RST1)閉合呈一連接狀態，以及在擷取該等信號後，從該第一擴散區(FD1)讀出該像素信號，而同時該第二擴散區(FD2)經由該第二開關(RST2)連接至該第二參考電壓(v ref2)。
- 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中，該第二傳輸閘(TX2)在該像素信號之讀出期間係處於比該第一傳輸閘(TX1)較高之電位。
- 如申請專利範圍第12項或第13項所述之方法，其中，重複將第一信號及第二信號擷取且累積於該電容器(C)上。
- 如申請專利範圍第12項至第14項中任一項所述之方法，其中，該第一傳輸閘(TX1)上之電荷傳輸脈衝及該第二傳輸閘(TX2)上之電荷傳輸脈衝至少其中之一係多重脈衝。
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|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113411519A (zh) * | 2020-03-16 | 2021-09-17 | 爱思开海力士有限公司 | 图像感测设备及其操作方法 |
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