[发明专利]多重转换增益图像传感器的多电平复位电压

权利要求书

1.一种操作图像传感器的方法，所述方法包括：

调整耦合到像素单元内的电路节点的电容，其中所述电路节点经耦合以选择性接收由所述像素单元的光传感器获得的图像电荷，其中通过调整所述电容从用于所述像素单元的多个转换增益中选择转换增益；

从多个电压电平中选择电压电平以当复位信号被确立时用作所述复位信号，其中在所述像素单元的操作期间所述复位信号控制所述电路节点的复位，其中依赖于通过调整所述电容选择所述多个转换增益中的哪一者而选择所述电压电平；

确立所述复位信号以复位所述电路节点处的电压；

在所述光传感器处获得图像电荷；

将所述图像电荷传输到所述电路节点以此来改变所述电路节点处的所述电压；及

读出指示所述电路节点处的所述电压的图像数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述电路节点包括浮动扩散“FD”节点。

3.根据权利要求1所述的方法，其中调整耦合到所述电路节点的所述电容包括：

确立耦合到转换增益晶体管的通道的转换增益信号，其中所述转换增益晶体管的栅极耦合到所述电路节点。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述转换增益晶体管的所述通道的源极及漏极耦合到一起以一起接收所述转换增益信号。

5.根据权利要求3所述的方法，其中确立所述转换增益信号包括：

当将所述像素单元配置到低转换增益模式时将所述转换增益信号设定到高电压电平；及

当将所述像素单元配置到高转换增益模式时将所述转换增益信号设定到低电压电平。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述复位信号耦合到复位晶体管的栅极端子，所述复位晶体管具有耦合在高压轨与所述电路节点之间的通道。

7.根据权利要求6所述的方法，其中从多个电压电平中选择所述电压电平以在所述复位信号被确立时用作所述复位信号包括：

当将所述像素单元配置到低转换增益模式时选择所述电压电平作为第一电压电平；或

当将所述像素单元配置到高转换增益模式时选择所述电压电平作为第二电压电平，其中第一电压电平高于所述第二电压电平。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一及第二电压电平高于所述复位晶体管的所述通道耦合到的所述高压轨。

9.根据权利要求7所述的方法，其中将所述图像电荷传输到所述电路节点包括：

确立耦合到耦合在所述电路节点与所述光传感器之间的传输晶体管的栅极的传输信号，

其中从多个电压电平中选择所述电压电平是在所述复位信号的每次确立的同时或之前执行。

10.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括：

在所述图像传感器的操作期间实时监视所述图像传感器的周围环境；

当认为所述周围环境明亮时选择所述低转换增益模式；及

当认为所述周围环境昏暗时选择所述高转换增益模式。

11.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

将所述图像传感器配置到低或高转换增益模式中的第一个模式；

当所述图像传感器在所述低或高转换增益模式中的所述第一个模式时获得场景的第一图像；

将所述图像传感器自动配置到所述低或高转换增益模式中的第二个模式；

当所述图像传感器在所述低或高转换增益模式中的所述第二个模式时自动获得所述场景的第二图像；及

将所述第一及第二图像组合为具有个别地比所述第一或第二图像中的任一者更大的动态范围的合成图像。

12.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

在耦合到所述像素单元的位线上输出所述图像数据作为图像电压；

使用耦合到所述位线的黑日电路来比较所述图像电压与黑日阈值电压；及

基于所述比较而选择性将所述位线复位到复位值，

其中所述黑日电路包含：

复位晶体管，其具有经耦合以接收所述复位信号的栅极端子；及

可调整电容，其当耦合到所述像素单元内的所述电路节点的所述电容被调整时改变。