[发明专利]集成电路图像传感器以及在其中操作的方法

权利要求书

1.一种集成电路图像传感器，包括：

光敏元件，用于响应于入射光累加电荷；以及

读出电路，用于：

确定在所述光敏元件内累加的所述电荷是否超过第一门限；

如果累加的所述电荷被确定为超过所述第一门限，将表示累加的所述电荷的模拟读出信号转换成多位数字值，所述多位数字值具有与所述模拟读出信号的量值成比例的数值；

如果累加的所述电荷被确定为超过所述第一门限，将所述光敏元件重置成标称放电状态预备进一步电荷累加；以及

如果累加的所述电荷被确定为未超过所述第一门限，制止生成所述多位数字值并且制止将所述光敏元件重置成所述标称放电状态。

2.根据权利要求1所述的集成电路图像传感器，其中所述读出电路包括：

读出节点；以及

控制电路，用于(i)使超过所述第一门限的电荷能够从所述光敏元件传送到所述读出节点，(ii)在实现超过所述第一门限的电荷的所述传送之后感测所述读出节点的电荷电平，(iii)基于感测的所述读出节点的所述电荷电平，确定在所述光敏元件内累加的所述电荷是否超过所述第一门限，(iv)响应于确定在所述光敏元件内累加的所述电荷超过所述第一门限来使超过所述标称放电状态的电荷能够从所述光敏元件传送到所述读出节点，以及(v)在使超过所述标称放电状态的电荷能够被传送到所述读出节点之后，根据所述读出节点的电荷水平，生成所述模拟读出信号。

3.根据权利要求2所述的集成电路图像传感器，其中所述控制电路包括：

电荷传送切换元件，耦合在所述光敏元件与所述读出节点之间；以及

开关控制电路，用于向所述电荷传送切换元件施加第一控制信号以使超过所述第一门限的所述电荷能够从所述光敏元件传送到所述读出节点并且向所述电荷传送切换元件施加第二控制信号以使超过所述标称放电状态的所述电荷能够从所述光敏元件传送到所述读出节点。

4.根据权利要求3所述的集成电路图像传感器，其中所述电荷传送切换元件包括控制端子，所述控制端子被耦合为在相应时间接收所述第一和第二控制信号并且实现在所述光敏元件与所述读出节点之间的电荷传导沟道，所述电荷传导沟道响应于所述第一控制信号而具有第一静电电势和响应于所述第二控制信号而具有第二静电电势，所述第二静电电势大于所述第一静电电势。

5.根据权利要求2所述的集成电路图像传感器，其中所述读出电路包括模数转换器，所述模数转换器用于生成所述模拟读出信号的数字表示，作为所述多位数字值。

6.根据权利要求5所述的集成电路图像传感器，其中所述控制电路包括重置电路，所述重置电路用于在所述控制电路确定在所述光敏元件内累加的所述电荷超过所述第一门限并且已经感测所述读出节点的所述电荷电平以实现生成所述多位数字值之后，将所述光敏元件可切换地耦合到重置电压节点。

7.根据权利要求1所述的集成电路图像传感器，其中所述读出电路包括：用于(i)从所述光敏元件向感测节点传送累加的所述电荷以实现生成表示累加的所述电荷的所述模拟读出信号并且用于(ii)响应于所述模拟读出信号未超过所述第一门限的指示而向所述光敏元件传送回累加的所述电荷的电路。

8.根据权利要求7所述的集成电路图像传感器，其中所述读出电路包括用于响应于所述模拟读出信号超过所述第一门限的指示而将所述感测节点可切换地耦合到电压源节点以重置所述感测节点的第一切换元件。

9.根据权利要求7所述的集成电路图像传感器，其中所述读出电路包括在所述光敏元件与所述感测节点之间设置的第一晶体管、以及控制电路，所述控制电路用于(i)在所述第一晶体管的控制端子上确立第一脉冲以从所述光敏元件向所述感测节点传送累加的所述电荷并且(ii)在所述第一晶体管的所述控制端子上确立第二脉冲以向所述光敏元件传送回累加的所述电荷。