TWI613917B - 像素單元、成像系統及控制像素單元之全域快門之方法 - Google Patents

像素單元、成像系統及控制像素單元之全域快門之方法 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種像素單元，其包含一光電二極體以積累影像電荷。一全域快門電晶體耦合至該光電二極體以回應於一全域快門控制信號而將該光電二極體中之該影像電荷重設。一全域快門控制信號產生器電路產生該全域快門控制信號以具有一第一值信號或一第二值信號。該第一值信號經耦合以接通該全域快門電晶體以將該光電二極體重設。該第二值信號將該全域快門電晶體控制為一低漏電關斷模式。一供應電路經耦合以將該第二值信號提供至該全域快門控制信號產生器電路。該供應電路包含一可變濾波器電路，其耦合至該供應電路之一輸出以回應於一頻寬選擇信號而選擇性地改變該第二值信號之一頻寬。

Description

像素單元、成像系統及控制像素單元之全域快門之方法
本發明大體上係關於影像感測器。更具體地說，本發明之實例係關於具有全域快門之影像感測器像素單元。
對於高速影像感測器，可使用一全域快門來捕捉快速移動物體。一全域快門通常使得影像感測器中之所有像素單元能夠同時捕捉影像。對於較慢移動物體，使用最常見的滾動快門。滾動快門通常按順序捕捉影像。例如，可循序啟用二維(「2D」)像素單元陣列內之每一列，使得一單個列內之每一像素單元同時捕捉影像，但是每一列係以一滾動次序啟用。因而，像素單元之每一列在一不同影像獲取窗期間捕捉影像。對於緩慢移動物體，每一列之間之時間差可產生影像失真。對於快速移動物體，一滾動快門可導致沿物體之移動軸之一可感知伸長失真。
在全域快門影像感測器中，在開始一正常曝光操作之前利用一重設電壓(例如，AVDD)初始化所有像素單元。此重設通常係憑藉透過一全域快門開關將每個像素連接至一AVDD電壓而達成。在重設之後，關斷每一像素中之全域快門開關，這接著使得每一像素能夠開始一正常曝光操作。
100‧‧‧像素單元
102‧‧‧全域快門電晶體
104‧‧‧光電二極體
106‧‧‧轉移電晶體
108‧‧‧儲存電晶體
110‧‧‧輸出電晶體
112‧‧‧重設電晶體
114‧‧‧讀出節點
116‧‧‧放大器電晶體
118‧‧‧列選擇電晶體
120‧‧‧全域快門控制信號產生器
122‧‧‧入射光
126‧‧‧全域快門控制信號
128‧‧‧供應電路
130‧‧‧負NVDD電壓
178‧‧‧位元線
224‧‧‧第一值AVDD
226‧‧‧全域快門控制信號
230‧‧‧NVDD
330‧‧‧NVDD
332‧‧‧N幫浦供應電路
334‧‧‧可變濾波器電路
336‧‧‧可變電阻器電路
338‧‧‧第一電阻器R1
340‧‧‧第二電阻器R2
342‧‧‧開關/電容器
344‧‧‧頻寬選擇信號
428‧‧‧供應電路
474‧‧‧成像系統
476‧‧‧像素陣列
478‧‧‧位元線
480‧‧‧讀出電路
482‧‧‧功能邏輯
484‧‧‧控制電路
C1‧‧‧行
C2‧‧‧行
C3‧‧‧行
C4‧‧‧行
C5‧‧‧行
Cx‧‧‧行
CLK‧‧‧時脈信號
Cm‧‧‧電容器
FD‧‧‧浮動擴散區
P1‧‧‧像素單元
P2‧‧‧像素單元
P3‧‧‧像素單元
Pn‧‧‧像素單元
R1‧‧‧列
R2‧‧‧列
R3‧‧‧列
R4‧‧‧列
R5‧‧‧列
Ry‧‧‧列
t0‧‧‧時間
t1‧‧‧時間
t2‧‧‧時間
t3‧‧‧時間
t4‧‧‧時間
參考以下圖式描述本發明之非限制及非窮舉實例，其中除非另有規定，否則相同的元件符號係指各個視圖中之相同部分。
圖1係根據本發明之教示之圖解說明包含經耦合以自具有可變頻寬之一供應電路接收一供應電壓之全域快門控制信號產生器之一像素單元之一實例之一示意圖。
圖2係根據本發明之教示之圖解說明具有自具有可變頻寬之一供應電路提供之一第一值信號之一例示性全域快門控制信號之一時序圖。
圖3係根據本發明之教示之圖解說明具有可變頻寬之一供應電路之一實例之一示意圖。
圖4係根據本發明之教示之圖解說明包含具有利用一例示性全域快門控制信號產生器控制之像素單元之一像素陣列之一成像系統之一實例之一圖。
對應的參考符號指示圖式之若干視圖中之對應組件。所屬領域技術人員將明白，圖中之元件係為了簡單清楚起見而圖解說明且不一定按比例繪製。例如，圖中之一些元件之尺寸可相對於其他元件誇大以幫助提升對本發明之各個實施例之理解。此外，一商業上可行實施例中有用或必需之常見但眾所周知之元件通常並未描繪以促進減少對本發明之此等各個實施例之視圖之干擾。
如將所示，揭示了針對向一像素單元中之一全域快門開關提供一全域快門控制信號之一全域快門控制信號產生器之方法及設備。在以下描述中，陳述數種特定細節以提供對本發明之徹底理解。在以下描述中，闡述數種特定細節以提供對實例之一透徹理解。然而，所屬領域技術人員將認識到，本文中描述之技術可在無特定細節之一或多者之情況下或利用其他方法、組件、材料等來實踐。在其他實例中， 沒有詳細展示或描述眾所周知的結構、材料或操作以免混淆某些態樣。
貫穿本說明書對「一實施例(one embodiment、an embodiment)」或「一實例(one example或an example)」之引用意指結合實施例或實例描述之一特定特徵、結構或特性包含在本發明之至少一實施例或實例中。因此，諸如短語「在一實施例中(in one embodiment)」或「在一實例中(in an example)」出現在本說明書中之各個位置不一定全部涉及相同實施例或實例。此外，特定特徵、結構或特性可以任何合適方式組合在一或多個實施例或實例中。下文係在藉由參考隨附圖式描述本發明之實例時使用之術語及元件之一詳述。
如將論述，對於使用一NMOS電晶體實施之一全域快門開關，NMOS電晶體之閘極端子可連接至一負NVDD電壓(例如，-2伏特)以在全域快門開關關斷時為全域快門開關提供一低漏電關斷模式，這改良了影像感測器效能。因而，當全域快門開關自被接通轉變至被關斷時，NMOS閘極電壓自AVDD變為NVDD。例如，在AVDD=3伏特且NVDD=-2伏特之一實例中，當全域快門開關被關斷時，全域快門開關之閘極端子上之電壓自3伏特轉變為-2伏特。為了提供負NVDD電壓(例如，-2伏特)，提供亦可稱為一N幫浦或負幫浦之一負電壓產生器。為了同時關斷一影像感測器之每個像素單元中之全域快門開關以實施一全域快門，一典型N幫浦將需要具有一極大驅動能力以驅動全域快門開關之所有閘極端子。實際上，耦合至所有全域快門開關之閘極端子之線電容可能極大，在一些實例中，線電容可取決於一影像感測器之像素陣列中之像素數目而為奈法拉之數量級。
為了達成具有一快速穩定時間之一大驅動能力，一N幫浦電路需要一較大迴路頻寬，該N幫浦電路將負NVDD電壓供應給影像感測器中之所有全域快門電晶體之閘極端子。然而，在較大頻寬下供應負 NVDD電壓通常結果導致增加雜訊。如下文將更詳細地論述，根據本發明之教示之實例解決了需要具有大驅動能力及低雜訊之一負NVDD電壓供應電路之此問題。
如將展示，取代固定低通濾波器頻寬的是，在一NMOS全域快門電晶體之閘極端子最初耦合至一負NVDD電壓之時間之一第一部分期間給一可變低通濾波器提供一大頻寬以提供一快速穩定時間。在NMOS全域快門電晶體之閘極端子上之負NVDD電壓大致上穩定之後，降低可變低通濾波器上之頻寬以在當全域快門電晶體之閘極端子耦合至負NVDD電壓時之時間之一第二部分期間減少全域快門電晶體之閘極上之雜訊及漣波電流。因此，利用根據本發明之教示之具有可變頻寬之一NVDD供應電路達成了快速穩定以及低雜訊及漣波電流兩者。
為了圖解說明，圖1係根據本發明之教示之圖解說明具有利用一全域快門控制信號產生器120控制之一全域快門之一像素單元100之一實例之一示意圖。在實例中，全域快門控制信號產生器120經耦合以自根據本發明之教示之具有可變頻寬之一供應電路128接收一負NVDD電壓130。在實例中，像素單元100可為一像素陣列中之複數個像素單元之一者。如所描繪實例中所示，像素單元100包含一全域快門電晶體102、一光電二極體104、一轉移電晶體106、一儲存電晶體108、一輸出電晶體110、一讀出節點114、一重設電晶體112、一放大器電晶體116及耦合至一位元線178之一列選擇電晶體118。在一實例中，讀出節點114係安置在像素單元100之半導體材料中之一浮動擴散區。在一實例中，放大器電晶體116利用一耦合源極跟隨器之電晶體來實施。如圖1之實例中所示，全域快門電晶體102耦合在AVDD電壓與光電二極體104之間。
在操作中，全域快門電晶體102經耦合以在一正常曝光操作之前 藉由回應於一全域快門控制信號GSCTRL 126選擇性地將光電二極體104耦合至電壓AVDD而選擇性地耗盡積累在光電二極體104中之影像電荷，全域快門控制信號GSCTRL 126係由全域快門控制信號產生器120產生。在實例中，包含在一影像感測器之一像素陣列中之所有像素單元100共用全域快門控制信號GSCTRL 126以實施一全域快門。在光電二極體104中之影像電荷已通過全域快門電晶體102耗盡之後，全域快門控制信號GSCTRL 126轉變為NVDD以將全域快門電晶體102切換為一低漏電關斷模式。如所描繪實例中所示，負NVDD電壓130係由具有可變頻寬之供應電路128提供。如下文將更詳細地論述，在全域快門電晶體102之斷開時間之一第一部分期間，全域快門控制信號GSCTRL 126之頻寬經設定以具有一大頻寬以提供一快速穩定時間。根據本發明之教示，在全域快門電晶體102之斷開時間之一第二部分期間，全域快門控制信號GSCTRL 126之頻寬經設定以具有一小頻寬以提供一低雜訊及漣波電流。
在全域快門開關102已回應於全域快門控制信號GSCTRL 126而關斷之後，安置在像素單元100之半導體材料中之光電二極體104接著開始回應於在一正常曝光操作期間引導至光電二極體104之入射光122而積累影像電荷。在一實例中，入射光122可被引導穿過像素單元100之半導體材料之一前側。在另一實例中，應明白，入射光122可被引導穿過像素單元100之半導體材料之一背側。在正常曝光操作之後，積累在光電二極體104中之影像電荷透過轉移電晶體106轉移至儲存電晶體108之一輸入。
圖1中之實例亦圖解說明輸出電晶體110耦合至儲存電晶體108之一輸出以選擇性地將影像電荷自儲存電晶體108轉移至讀出節點114，讀出節點114在所圖解說明之實例中係一浮動擴散區FD。重設電晶體112耦合在一重設電壓VRESET與讀出節點114之間以回應於一重設信號 RST選擇性地將讀出節點114中之電荷重設。在實例中，放大器電晶體116包含耦合至讀出節點114之一放大器閘極以放大讀出節點114上之信號以輸出來自像素單元100之影像資料。列選擇電晶體118耦合在位元線178與放大器電晶體116之間以將影像資料輸出至位元線178。
圖2係根據本發明之教示之圖解說明具有一第一值AVDD 224及一第二值NVDD 230以控制一全域快門開關之一例示性全域快門控制信號GSCTRL 226之一時序圖。在所描繪實例中，應明白，圖2之全域快門控制信號GSCTRL 226可為由圖1之全域快門控制信號產生器120產生之全域快門控制信號126之實例之一，且下文引用之類似命名及編號之元件類似於如上所述般耦合及運作。因此，亦可在下文為了解釋目的引用圖1中之元件。
在一實例中，AVDD 224可等於3伏特，且NVDD 230等於-2伏特。當然應明白，在其他實例中，AVDD 224及NVDD 230可具有根據本發明之教示之不同值，且本文中描述之例示性電壓係為了解釋目的而提供。
如圖2之實例中所示，在時間t0處，全域快門控制信號GSCTRL 226等於AVDD 224，這接通全域快門電晶體102並將光電二極體104中之影像電荷重設。在時間t1處，全域快門控制信號GSCTRL 226自一正AVDD 224轉變為NVDD 230，這關斷全域快門電晶體102，並將全域快門電晶體102切換為通過全域快門電晶體102之漏電減少之一低漏電關斷模式。如圖2中描繪之實例中所示，根據本發明之教示，在時間t1與時間t2之間，全域快門控制信號GSCTRL 226之NVDD 230電壓經設定以具有一大頻寬，這實現更快穩定時間。根據本發明之教示，隨後在時間t2處，全域快門控制信號GSCTRL 226之NVDD 230電壓經設定以具有一小頻寬，這提供減少之雜訊及漣波電流。應明白，當全域快門電晶體102在時間t1之後關斷時，開始一正常曝光操作，此時影像電 荷可回應於入射光122而積累在光電二極體104中。
在一實例中，自時間t1至t2之持續時間可大約為在時間t1處關斷全域快門電晶體102與在時間t3處開始之讀出操作之間的時間之80%。因而，在該實例中，自時間t2至時間t3之持續時間可大約為在時間t3處開始之讀出操作之前的時間之剩餘20%。
繼續圖2中所示之實例，在時間t3處，可開始讀出操作，此後轉移電晶體106可將積累在光電二極體104中之影像電荷轉移至儲存電晶體108，該影像電荷接著最終可透過輸出電晶體110、放大器電晶體116及列選擇電晶體118讀出至位元線178，如上文論述。在圖2中描繪之實例中，在時間t4處，全域快門控制信號GSCTRL 226自NVDD轉變恢復為AVDD以將全域快門電晶體102再次接通，這在下一個正常曝光操作之前再次將光電二極體104中之影像電荷初始化。
圖3係根據本發明之教示之圖解說明具有可變頻寬之一供應電路328之一實例之一示意圖。在所描繪實例中，應明白圖3之具有可變頻寬之供應電路328可為產生圖1之NVDD 130或圖2之NVDD 230之具有可變頻寬之供應電路128之實例之一，且下文引用之類似命名及編號之元件類似於如上所述般耦合及運作。
如圖3中描繪之實例中所示，具有可變頻寬之供應電路328經耦合以提供NVDD 330，其在一實例中經耦合以由圖1之全域快門控制信號產生器120接收。在所描繪實例中，具有可變頻寬之供應電路328包含一N幫浦供應電路332及如所示般耦合至具有可變頻寬之供應電路328之一輸出之一可變濾波器電路334。
在實例中，可變濾波器電路334經耦合以回應於一頻寬選擇信號344而選擇性地改變NVDD 330信號之一頻寬。在一實例中，頻寬選擇信號344可為一數位信號，或可受控於一數位暫存器等。因而，可變濾波器電路334可經耦合以選擇性地在一第一頻寬與一第二頻寬之間 改變NVDD 330信號之頻寬，其中第一頻寬大於第二頻寬。
在圖3中描繪之特定實例中，可變濾波器電路334包含一可變RC濾波器電路，其耦合至供應電路328之輸出以回應於頻寬選擇信號344選擇性地在一較大頻寬與一較小頻寬之間改變NVDD 330信號之頻寬。例如，在可變濾波器電路334中，圖3之實例包含一可變電阻器電路336及一電容器Cout 342，其等耦合至供應電路328之輸出以提供一RC電路以回應於頻寬選擇信號344而選擇性地改變NVDD 330信號之頻寬。在所描繪實例中，可變電阻器電路336包含耦合至電容器Cout 342之一第一電阻器R1 338、如所示般耦合至第一電阻器R1 338之一開關342及如所示般耦合至電容器Cout 342及開關342之一第二電阻器R2 340。根據本發明之教示，在實例中，開關342經耦合以選擇性地將第二電阻器R2 340跨第一電阻器R1 338並聯耦合以改變可變電阻器電路336之一總電阻，以回應於頻寬選擇信號344而改變可變濾波器電路334之一RC時間常數。
在一實例中，第一電阻器R1 338之電阻大於第二電阻器R2 340之電阻。在操作中，當頻寬選擇信號344斷開開關342時，解除第二電阻器R2 340與第一電阻器R1 338之並聯耦合，且可變電阻電路336之總電阻因此等於R1。然而，當頻寬選擇信號344閉合開關342時，第二電阻器R2 340跨第一電阻器R1 338並聯連接，且可變電阻電路336之總電阻因此等於R1*R2/(R1+R2)。在一實例中，第二電阻器R2 340之電阻小於第一電阻器R1 338之電阻。因而，當開關342閉合(例如，在圖2中之時間t1與t2之間)時，可變電阻電路336之總電阻係較小的，且提供較小RC時間常數，且對NVDD 330信號提供第一頻寬或一較大頻寬。根據本發明之教示，類似地，當開關342斷開時(例如，圖2中之時間t2與t3之間)，可變電阻電路336之總電阻係較大的，且提供較大RC時間常數，且對NVDD 330信號提供第二頻寬或一較小頻寬。
在圖3中描繪之實例中，N幫浦供應電路332被圖解說明為包含一例示性倍壓器核心之負電荷幫浦電路，該倍壓器核心經耦合以利用一時脈信號CLK計時且耦合至一電容器Cm以將負NVDD 330電壓如所示般供應給可變濾波器電路334及供應電路328之輸出。應明白，N幫浦供應電路332係可用於如所示般產生NVDD 330之一供應電路之一實例，且其他類型之供應電路可用於提供負電壓NVDD 330並享用具有根據本發明之教示之可變頻寬之例示性供應電路之益處。
圖4係根據本發明之教示之圖解說明包含具有利用包含具有可變頻寬之一例示性供應電路428之控制電路484控制之像素單元之一像素陣列476之一成像系統474之一實例之一圖。在所描繪之實例中，應明白，圖4之具有可變頻寬之實例供應電路428可為產生圖1之例示性NVDD 130信號或圖2之NVDD 230信號或圖3之NVDD 330信號之圖1之具有可變頻寬之例示性供應電路128或圖3之具有可變頻寬之供應電路328之實例之一，且下文引用之類似命名及編號之元件類似於如上所述般耦合及運作。
特定地說，如圖4中描繪之實例中所示，成像系統474包含具有複數個影像感測器像素單元之一例示性像素陣列476。成像系統474包含耦合至控制電路484及讀出電路480之像素陣列476，讀出電路480耦合至功能邏輯482。在一實例中，像素陣列476係影像感測器像素單元(例如，像素P1、P2、P3、……、Pn)之二維(2D)陣列。應注意，像素陣列476中之像素單元P1、P2、……、Pn可為圖1之像素單元100之實例。如所圖解說明，每一像素單元被佈置為一列(例如，列R1至Ry)及一行(例如，行C1至Cx)以獲取一人、地點、物體等之影像資料，其接著可用來呈現人、地點、物體等之一2D影像。
在一實例中，在每一像素單元P1、P2、P3、……、Pn已回應於全域快門控制信號產生器電路而重設之後，在包含於每一像素單元 P1、P2、P3、……、Pn中之全域快門電晶體已回應於具有利用包含在控制電路484中之具有可變頻寬之供應電路428產生之一NVDD值之一全域快門控制信號而關斷之後且在每一像素單元P1、P2、P3、……、Pn已在如上文詳細論述之一正常曝光操作期間獲取其影像資料或影像電荷之後，影像資料由讀出電路480透過位元線478讀出且接著被轉移至功能邏輯482。在各個實例中，讀出電路480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482可僅僅儲存影像資料或甚至藉由施加後影像效果(例如，剪切、旋轉、移除紅眼、調整亮度、調整對比度或其他)操控影像資料。在一實例中，讀出電路480可一次沿讀出行線讀出一列影像資料(所圖解說明之)或可使用各種其他技術(未圖解說明)(例如串列讀出或同時完全並行讀出所有像素)來讀出影像資料。
在所描繪實例中，控制電路484耦合至像素陣列476以控制像素陣列476之操作特性。如上文詳細地論述，控制電路484包含具有可變頻寬之一例示性供應電路428以供應全域快門控制信號之負NVDD信號。控制電路484亦產生其他控制信號以控制包含在像素陣列476中之每一像素單元之影像獲取。在實例中，根據本發明之教示，在一單個獲取窗期間，全域快門控制信號及其他控制信號同時啟用像素陣列476內之所有像素單元P1、P2、P3、……、Pn以獲取影像電荷並轉移來自像素單元中之每一相應光電二極體之影像電荷。
本發明之所圖解說明實例之以上描述(包含發明摘要中描述之內容)不旨在係窮舉的或限於所揭示之精確形式。雖然本發明之特定實施例及實例在本文中係為了說明性目的而描述，但是各種等效修改在不脫離本發明之更廣泛精神及範疇之情況下係可行的。實際上，應明白，特定例示性電壓、電流、頻率、功率範圍值、時間等係為了解釋目的而提供且在根據本發明之教示之其他實施例及實例中亦可以採用 其他值。
鑑於以上詳述可對本發明之實例作出此等修改。所附申請專利範圍中使用之術語不應被解釋為將本發明限於說明書及申請專利範圍中揭示之特定實施例。實情是，範疇應完全由所附申請專利範圍判定，所附申請專利範圍應根據申請專利範圍解釋之既定規則來解釋。本說明書及圖式因此被視為說明性而非限制性。
100‧‧‧像素單元
102‧‧‧全域快門電晶體
104‧‧‧光電二極體
106‧‧‧轉移電晶體
108‧‧‧儲存電晶體
110‧‧‧輸出電晶體
112‧‧‧重設電晶體
114‧‧‧讀出節點
116‧‧‧放大器電晶體
118‧‧‧列選擇電晶體
120‧‧‧全域快門控制信號產生器
122‧‧‧入射光
126‧‧‧全域快門控制信號
128‧‧‧供應電路
130‧‧‧負NVDD電壓
178‧‧‧位元線
FD‧‧‧浮動擴散區

Claims (25)

  1. 一種像素單元，其包括：一光電二極體，其安置在一半導體材料中以回應於引導至該光電二極體之入射光而積累影像電荷；一全域快門(global shutter)電晶體，其安置在該半導體材料中且耦合至該光電二極體以回應於一全域快門控制信號而選擇性地重設該光電二極體中之該影像電荷；一全域快門控制信號產生器電路，其經耦合以產生該全域快門控制信號以具有一第一值信號或一第二值信號，其中該全域快門控制信號之該第一值經耦合以接通(turn on)該全域快門電晶體以將重設光電二極體，其中該全域快門控制信號之該第二值經耦合以控制該全域快門電晶體為一低漏電關斷(low leakage off)模式；及一供應電路，其經耦合以將該第二值信號提供至該全域快門控制信號產生器電路，其中該供應電路包含一可變濾波器電路，其耦合至該供應電路之一輸出以回應於一頻寬選擇信號而選擇性地改變該第二值信號之一頻寬。
  2. 如請求項1之像素單元，其中該可變濾波器電路經耦合以選擇性地在一第一頻寬與一第二頻寬之間改變該第二電壓信號之該頻寬，其中該第一頻寬大於該第二頻寬。
  3. 如請求項1之像素單元，其中該可變濾波器電路包含一可變RC濾波器電路，其耦合至該供應電路之該輸出以回應於該頻寬選擇信號而選擇性地改變該第二值信號之該頻寬。
  4. 如請求項1之像素單元，其中該可變濾波器電路包含一可變電阻器電路及一電容器，其等耦合至該供應電路之該輸出以回應於 該頻寬選擇信號而選擇性地改變該第二值信號之該頻寬。
  5. 如請求項4之像素單元，其中該可變電阻器電路包括：耦合至該電容器之一第一電阻器；耦合至該第一電阻器之一開關；及耦合至該電容器及該開關之一第二電阻器，其中該開關經耦合以選擇性地將該第二電阻器跨該第一電阻器並聯耦合以改變該可變電阻器電路之一總電阻以回應於該頻寬選擇信號而改變該可變濾波器電路之一RC時間常數。
  6. 如請求項1之像素單元，其中該供應電路進一步包括經耦合以提供該第二值信號之一N幫浦供應電路。
  7. 如請求項5之像素單元，其中該第一值信號係一正電壓，且其中該第二值信號係一負電壓。
  8. 如請求項1之像素單元，其進一步包括安置在該半導體材料中之一儲存電晶體以儲存積累在該光電二極體中之該影像電荷。
  9. 如請求項8之像素單元，其進一步包括安置在該半導體材料中且耦合在該光電二極體與該儲存電晶體之間之一轉移電晶體以選擇性地將該影像電荷自該光電二極體轉移到該儲存電晶體。
  10. 如請求項9之像素單元，其進一步包括安置在該半導體材料中且耦合至該儲存電晶體之一輸出電晶體以選擇性地將該影像電荷自該儲存電晶體轉移到一讀出節點。
  11. 如請求項10之像素單元，其中該讀出節點包括安置在該半導體材料中之一浮動擴散區。
  12. 如請求項10之像素單元，其進一步包括：一重設電晶體，其安置在該半導體材料中且耦合至該讀出節點；一放大器電晶體，其安置在該半導體材料中且具有耦合至該 讀出節點之一放大器閘極；及一列選擇電晶體，其安置在該半導體材料中且耦合在一位元線與該放大器電晶體之間。
  13. 一種成像系統，其包括：像素單元之一像素陣列，其中該等像素單元之每一者包含：一光電二極體，其安置在一半導體材料中以回應於引導至該光電二極體之入射光而積累影像電荷；一全域快門電晶體，其安置在該半導體材料中且耦合至該光電二極體以回應於一全域快門控制信號而選擇性地重設該光電二極體中之該影像電荷；一全域快門控制信號產生器電路，其經耦合以產生該全域快門控制信號以具有一第一值信號或一第二值信號，其中該全域快門控制信號之該第一值經耦合以接通該全域快門電晶體以重設該光電二極體，其中該全域快門控制信號之該第二值經耦合以控制該全域快門電晶體為一低漏電關斷模式；及一供應電路，其經耦合以將該第二值信號提供至該全域快門控制信號產生器電路，其中該供應電路包含一可變濾波器電路，其耦合至該供應電路之一輸出以回應於一頻寬選擇信號而選擇性地改變該第二值信號之一頻寬；控制電路，其耦合至該像素陣列以控制該像素陣列之操作；及讀出電路，其耦合至該像素陣列以自該複數個像素讀出影像資料。
  14. 如請求項13之成像系統，其進一步包括功能邏輯，該功能邏輯耦合至該讀出電路以儲存來自該複數個像素單元之每一者之該影像資料。
  15. 如請求項13之成像系統，其中該可變濾波器電路經耦合以選擇性地在一第一頻寬與一第二頻寬之間改變該第二電壓信號之該頻寬，其中該第一頻寬大於該第二頻寬。
  16. 如請求項13之成像系統，其中該可變濾波器電路包含一可變RC濾波器電路，其耦合至該供應電路之該輸出以回應於該頻寬選擇信號而選擇性地改變該第二值信號之該頻寬。
  17. 如請求項13之成像系統，其中該可變濾波器電路包含一可變電阻器電路及一電容器，其等耦合至該供應電路之該輸出以回應於該頻寬選擇信號而選擇性地改變該第二值信號之該頻寬。
  18. 如請求項17之成像系統，其中該可變電阻器電路包括：耦合至該電容器之一第一電阻器；耦合至該第一電阻器之一開關；及耦合至該電容器及該開關之一第二電阻器，其中該開關經耦合以選擇性地將該第二電阻器跨該第一電阻器並聯耦合以改變該可變電阻器電路之一總電阻以回應於該頻寬選擇信號而改變該可變濾波器電路之一RC時間常數。
  19. 如請求項13之成像系統，其中該第一值信號係一正電壓，且其中該第二值信號係一負電壓。
  20. 如請求項13之成像系統，其中該等像素單元之每一者進一步包括：一儲存電晶體，其安置在該半導體材料中以儲存積累在該光電二極體中之該影像電荷；一轉移電晶體，其安置在該半導體材料中且耦合在該光電二極體與該儲存電晶體之間以選擇性地將該影像電荷自該光電二極體轉移到該儲存電晶體；一輸出電晶體，其安置在該半導體材料中且耦合至該儲存電 晶體以選擇性地將該影像電荷自該儲存電晶體轉移到一讀出節點；一重設電晶體，其安置在該半導體材料中且耦合至該讀出節點；一放大器電晶體，其安置在該半導體材料中且具有耦合至該讀出節點之一放大器閘極；及一列選擇電晶體，其安置在該半導體材料中且耦合在一位元線與該放大器電晶體之間。
  21. 一種用於控制一像素單元之一全域快門之方法，其包括：回應於經耦合以由全域快門電晶體之一閘極端子接收之一全域快門控制信號而接通該全域快門電晶體，以重設耦合至該全域快門電晶體之一光電二極體中之影像電荷；回應於該全域快門控制信號而關斷該全域快門電晶體以使得該光電二極體能夠回應於在一正常(normal)曝光操作期間引導至該光電二極體之入射光而積累影像電荷，其中關斷該全域快門電晶體包括：設置(setting)該全域快門控制信號為在該全域快門電晶體關斷之時間之一第一部分期間具有一較大頻寬；及設置該全域快門控制信號為在該全域快門電晶體關斷之時間之一第二部分期間具有一較小頻寬；及將該影像電荷自該光電二極體中轉移出來；及在該影像電荷已自該光電二極體中轉移出來之後回應於該全域快門控制信號而接通該全域快門電晶體。
  22. 如請求項21之方法，其中將該全域快門控制信號設置為具有該較大頻寬包括將經耦合以輸出該全域快門控制信號之一可變濾波器電路設置為具有該較大頻寬，且其中將該全域快門控制信 號設置為具有該較小頻寬包括將該可變濾波器電路設置為具有該較小頻寬。
  23. 如請求項21之方法，其中將該全域快門控制信號設置為具有該較大頻寬包括將包含於經耦合以輸出該全域快門控制信號之一可變濾波器電路中之一可變電阻設置為具有一較小電阻，且其中將該全域快門控制信號設置為具有該較小頻寬包括將包含於該可變濾波器電路中之該可變電阻設置為具有一較大電阻。
  24. 如請求項23之方法，其中將包含於該可變濾波器電路中之該可變電阻設置為具有該較小電阻包括閉合一開關以將一第二電阻器與一第一電阻器並聯耦合，且其中將包含於該可變濾波器電路中之該可變電阻設置為具有該較大電阻包括斷開該開關以解除該第二電阻器與該第一電阻器之並聯耦合。
  25. 如請求項21之方法，其中回應於該全域快門控制信號而關斷該全域快門電晶體將一負電壓耦合至該全域快門電晶體之該閘極端子以給該全域快門電晶體提供一低漏電關斷模式。
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