发明名称 侦测影像感测器的饱和准位的电路及其方法以及包含饱和准位侦测电路的影像感测器
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.06.21
申请号 TW095146588 申请日期 2006.12.13
申请人 三星电子股份有限公司 发明人 安正
分类号 H04N5/335 主分类号 H04N5/335
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 一种用于侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的电路,所述电路包括:像素单元,其包含浮动扩散节点,所述浮动扩散节点连接至所述光电二极体或自所述光电二极体断接,且当浮动扩散节点重置时,输出具有对应于饱和浮动扩散节点的电压之重置凖位的电压信号,或当浮动扩散节点饱和时,输出具有对应于饱和浮动扩散节点的电压之饱和凖位的电压信号;重置节点,其连接至所述浮动扩散节点或自所述浮动扩散节点断接;以及侦测控制器,其将功率电压或参考电压转移至所述重置节点。如申请专利范围第1项所述之用于侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的电路,其中所述侦测控制器包括:第一重置开关,其将所述重置节点连接至所述浮动扩散节点或自所述浮动扩散节点断接;第二重置开关,其将所述功率电压转移至所述重置节点;以及参考电压开关,其将所述参考电压转移至所述重置节点。如申请专利范围第2项所述之用于侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的电路,其中所述第一重置开关为MOSFET开关,所述开关具有第一端子,其连接至所述重置节点;第二端子,其连接至所述浮动扩散节点;以及控制端子,其接收用于控制所述第一以及所述第二端子之打开以及关闭的控制信号。如申请专利范围第2项所述之用于侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的电路,其中所述第二重置开关为MOSFET开关,所述开关具有第一端子,其连接至所述功率电压之源;第二端子,其连接至所述重置节点;以及控制端子,其接收用于控制所述第一以及所述第二端子之打开以及关闭的控制信号。如申请专利范围第2项所述之用于侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的电路,其中所述参考电压开关为MOSFET开关,所述开关具有第一端子,其连接至所述参考电压之源;第二端子,其连接至所述重置节点;以及控制端子,其接收用于控制所述第一以及所述第二端子之打开以及关闭的控制信号。如申请专利范围第2项所述之用于侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的电路,其中所述像素单元包括:所述光电二极体;转移开关,其将所述光电二极体连接至所述浮动扩散节点或自所述浮动扩散节点断接;电压跟随器,其输出对应于所述浮动扩散节点之所述电压的电压;以及选择开关,其回应于选择控制信号而将自所述电压跟随器输出之所述电压转移至所述像素单元的输出端子。如申请专利范围第6项所述之用于侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的电路,其中该转移开关为MOSFET开关,所述开关具有第一端子,其连接至所述光电二极体;第二端子,其连接至所述浮动扩散节点;以及控制端子,其接收用于控制所述第一以及所述第二端子之打开以及关闭的控制信号,且所述选择开关为MOSFET开关,所述开关具有第一端子,其连接至所述电压跟随器;第二端子,其连接至所述像素单元之所述输出端子;以及控制端子,其接收所述选择控制信号。如申请专利范围第6项所述之用于侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的电路,其中所述电压跟随器为源极跟随器,所述跟随器具有第一端子,其连接至所述功率电压之源;第二端子,其连接至所述选择开关;以及控制端子,其接收所述浮动扩散节点之所述电压。如申请专利范围第6项所述之用于侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的电路,其中所述光电二极体当所述参考电压经由所述参考电压开关、所述重置节点、所述第一重置开关、所述浮动扩散节点以及所述转移开关而转移至其时饱和。如申请专利范围第9项所述之用于侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的电路,其中所述浮动扩散节点当所述功率电压经由所述第二重置开关、所述重置节点以及所述第一重置开关而转移至其时重置。如申请专利范围第10项所述之用于侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的电路,其中所述像素单元输出具有对应于所述重置浮动扩散节点之所述电压的重置凖位的电压信号。如申请专利范围第11项所述之用于侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的电路,其中所述重置浮动扩散节点当连接至所述饱和光电二极体时饱和。如申请专利范围第12项所述之用于侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的电路,其中所述像素单元输出具有对应于所述饱和浮动扩散节点之所述电压的饱和凖位的电压信号。如申请专利范围第1项所述之用于侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的电路,其中所述电路包含于所述影像感测器之无光区域中。如申请专利范围第1项所述之用于侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的电路,其中所述参考电压为接地电压。如申请专利范围第1项所述之用于侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的电路,其中所述影像感测器为CMOS影像感测器。一种使用黑色像素电路来侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的方法,所述黑色像素电路包含浮动扩散节点,其连接至所述光电二极体或自所述光电二极体断接;重置节点,其连接至所述浮动扩散节点或自所述浮动扩散节点断接;以及侦测控制器,其将功率电压或参考电压转移至所述重置节点,且所述黑色像素电路输出对应于所述浮动扩散节点之电压的电压信号,所述方法包括以下步骤:经由所述重置节点以及所述浮动扩散节点而将所述参考电压转移至所述光电二极体以饱和所述光电二极体;经由所述重置节点而将所述功率电压转移至所述浮动扩散节点以重置所述浮动扩散节点;输出具有对应于所述重置浮动扩散节点之电压的重置凖位之电压信号;将所述饱和光电二极体连接至所述重置浮动扩散节点以饱和所述浮动扩散节点;以及输出具有对应于所述饱和浮动扩散节点之电压的饱和凖位之电压信号。如申请专利范围第17项所述之使用黑色像素电路来侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的方法,其中将具有所述重置凖位之所述电压信号与具有所述饱和凖位之所述电压信号相比较以侦测所述影像感测器的所述饱和凖位。如申请专利范围第17项所述之使用黑色像素电路来侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的方法,其中藉由接通将所述参考电压转移至所述重置节点的参考电压开关、将所述重置节点连接至所述浮动扩散节点或自所述浮动扩散节点断接的第一重置开关,以及将所述光电二极体连接至所述浮动扩散节点或自所述浮动扩散节点断接的转移开关来执行所述将所述参考电压转移至所述光电二极体的步骤。如申请专利范围第17项所述之使用黑色像素电路来侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的方法,其中藉由接通将所述重置节点连接至所述浮动扩散节点或自所述浮动扩散节点断接的第一重置开关以及将所述功率电压转移至所述重置节点的第二重置开关来执行所述将所述功率电压转移至所述浮动扩散节点的步骤。如申请专利范围第17项所述之使用黑色像素电路来侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的方法,其中藉由源极跟随器以及选择开关来执行所述输出具有重置凖位之电压信号的步骤,所述源极跟随器输出具有对应于所述重置浮动扩散节点之所述电压的重置凖位之电压信号,所述选择开关回应于选择控制信号而将具有自所述源极跟随器输出之所述重置凖位的所述电压信号转移至所述黑色像素电路之输出端子。如申请专利范围第17项所述之使用黑色像素电路来侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的方法,其中藉由接通将所述光电二极体连接至所述浮动扩散节点或自所述浮动扩散节点断接的转移开关来执行所述将所述饱和光电二极体连接至所述重置浮动扩散节点的步骤。如申请专利范围第17项所述之使用黑色像素电路来侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的方法,其中藉由源极跟随器以及选择开关来执行所述输出具有饱和凖位之电压信号的步骤,所述源极跟随器输出具有对应于所述饱和浮动扩散节点之所述电压的饱和凖位之电压信号,所述选择开关回应于选择控制信号而将具有自所述源极跟随器输出之所述饱和凖位的所述电压信号转移至所述黑色像素电路之输出端子。如申请专利范围第17项所述之使用黑色像素电路来侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的方法,其中所述黑色像素电路包含于所述影像感测器之光学黑色区域中。如申请专利范围第17项所述之使用黑色像素电路来侦测包含光电二极体之影像感测器的饱和凖位的方法,其中所述参考电压为接地电压。一种影像感测器,其包括:影像像素电路,其输出对应于输入至其的光之量的电压信号;黑色像素电路,包含浮动扩散节点,其连接至光电二极体或自光电二极体断接;重置节点,其连接至所述浮动扩散节点或自所述浮动扩散节点断接;以及侦测控制器,其将功率电压或参考电压转移至所述重置节点,且所述黑色像素电路输出对应于所述浮动扩散节点之电压的电压信号;类比-数位转换器,其从自所述影像像素电路输出的所述电压信号减去自所述黑色像素电路输出的所述电压信号且输出对应于经减去之结果的数位视讯信号;以及凖位设定电路,其自所述黑色像素电路接收具有重置凖位的电压信号以及具有饱和凖位的电压信号且设定所述类比-数位转换器之最小以及最大输出凖位。如申请专利范围第26项所述之影像感测器,其中当所述浮动扩散节点藉由施加至其之所述功率电压而重置时,具有所述重置凖位的所述电压信号对应于所述浮动扩散节点的电压。如申请专利范围第27项所述之影像感测器,其中当将藉由施加至所述光电二极体之所述参考电压而饱和的所述光电二极体连接至所述浮动扩散节点以饱和所述浮动扩散节点时,具有所述饱和凖位的所述电压信号对应于所述浮动扩散节点的电压。如申请专利范围第26项所述之影像感测器,其中所述侦测控制器包括:第一重置开关,其将所述重置节点连接至所述浮动扩散节点或自所述浮动扩散节点断接;第二重置开关,其将所述功率电压转移至所述重置节点;以及参考电压开关,其将所述参考电压转移至所述重置节点。如申请专利范围第26项所述之影像感测器,其中所述黑色像素电路包含于所述影像感测器之光学黑色区域中。如申请专利范围第26项所述之影像感测器,其中所述参考电压为接地电压。
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