[发明专利]视频产生方法及视频成像获取系统

说明书

技术领域

实施例涉及借助像素阵列获取图像。明确地说，实施例涉及借助互补金属氧化物半导体(CMOS)像素阵列获取图像。

背景技术

图1是包含图像传感器101的已知图像传感器封装100的框图，所述图像传感器具有互补金属氧化物半导体(CMOS)像素阵列102、控制电路103及读出电路104。通常，CMOS像素阵列、读出电路及控制电路单片地集成于单个裸片或其它衬底上。所述图像传感器封装提供例如垫的互连件(未展示)，以连接图像传感器与外部发信媒体(例如，数码相机或具有图像传感器封装的其它系统的电路)。

CMOS像素阵列102包含二维CMOS像素(例如，像素P1、P2、...、Pn)阵列。如所图解说明，所述像素布置成若干行(例如，行R1到Ry)及若干列(例如，列C1到Cx)。通常，可各自存在从数百到上千的像素行及列。在图像获取期间，像素可获取图像数据(例如，光生电荷)。来自所有像素的图像数据可用以构造图像，如此项技术中已知。

控制电路103及读出电路104与CMOS像素阵列耦合。控制电路可操作以将电信号施加到CMOS像素阵列以控制或帮助控制图像获取的各方面。读出电路可操作以从像素读出图像数据。通常，读出电路可沿列读出线105一次从单行像素读出图像数据。列读出线有时还称为位线。读出电路可潜在地包含放大电路、模/数转换(ADC)电路、增益控制电路等等。图像数据信号106可从读出电路提供到外部发信媒体(例如，数码相机或具有图像传感器封装的其它系统的电路)。

CMOS像素阵列102通常使用电滚动快门。在图像获取过程期间，CMOS像素阵列可暴露于恒定及/或持续光107，且电滚动快门可控制CMOS像素阵列的像素在恒定/持续光下经受的曝光量。举例来说，在电滚动快门中，每一行像素可在不同时间周期期间以滚动或顺序方式暴露于光。举例来说，针对每一所获取图像，若干行像素可从第一行R1到最后一行Ry按顺序逐行暴露于光。如所展示，时钟信号108及滚动快门图像获取控制信号109可从外部发信媒体(例如，数码相机或具有图像传感器封装的其它系统的电路)提供到控制电路。控制电路可基于所接收时钟及控制信号将电信号施加到CMOS像素阵列以实施电滚动快门操作。

图2是图解说明CMOS像素阵列的两个四晶体管(4T)像素P1及P2的已知像素电路202的电路图。像素P1及P2布置成两行及一列且分时共享列读出线205。通过举例的方式，像素电路可实施于图1的CMOS像素阵列102的像素P1及P2中。

所述像素中的每一者包含光电二极管PD、传送晶体管T1、复位晶体管T2、放大器或源极跟随器SF晶体管T3、行选择晶体管T4及浮动扩散节点FD。在每一像素内，光电二极管通过介入传送晶体管T1耦合到浮动扩散节点FD。在传送晶体管T1的栅极上断言的传送信号TX激活传送晶体管T1。浮动扩散节点FD可表示用以接收并保持电荷的电路节点。复位晶体管T2耦合于供应电压VDD与浮动扩散节点FD之间。在复位晶体管T2的栅极上断言的复位信号RST激活复位晶体管T2。源极跟随器SF晶体管T3耦合于电压供应VDD与行选择晶体管T4之间。源极跟随器SF晶体管T3具有耦合到浮动扩散节点FD的栅极及经由行选择晶体管T4选择性地耦合到列读出线205的沟道。当在行选择晶体管T4的栅极上断言行选择信号SEL时，源极跟随器SF晶体管T3耦合到所述列读出线。当将行选择信号SEL施加到行选择晶体管T4的栅极时，行选择晶体管T4将像素的输出选择性地耦合到列读出线205。

图3是图解说明适于实施像素阵列的两行的电滚动快门的已知电滚动快门图像获取控制信号的时序的曲线图。在垂直轴上针对两行(即，行R1及行R2)中的每一者绘制电滚动快门图像获取控制信号。在水平轴上从左向右绘制时间的推进。为促进说明，连同图2的像素P1及P2的组件及信号一起描述电滚动快门图像获取控制信号。