[发明专利]单位像素、包括其的图像传感器及包括其的图像处理系统

权利要求书

1.一种以全局快门模式操作的图像传感器的单位像素，所述单位像素包括：

光电二极管区域，包括被配置为累积在第一时间段期间从入射光生成的光电荷的光电二极管；以及

存储二极管区域，包括被配置为接收和存储已累积在光电二极管中的光电荷的存储二极管，

其中，光电二极管对应于聚焦入射光的微镜。

2.根据权利要求1所述的单位像素，其中，光电二极管区域和存储二极管区域相对于行方向和列方向中的任一个倾斜布置。

3.根据权利要求1所述的单位像素，进一步包括：

溢流栅极，被配置为防止在除了第一时间段外的时间段期间生成的光电荷从光电二极管溢流到存储二极管；

存储栅极，被配置为将累积在光电二极管处的光电荷传输到存储二极管；以及

传输栅极，被配置为将存储在存储二极管中的光电荷传输到浮动扩散区。

4.根据权利要求3所述的单位像素，其中，溢流栅极、存储栅极、传输栅极和浮动扩散区依序布置成一排。

5.根据权利要求3所述的单位像素，其中，通过相邻单位像素来感测浮动扩散区的电压电平。

6.根据权利要求3所述的单位像素，其中，溢流栅极、存储栅极以及传输栅极具有凹形栅极结构。

7.根据权利要求1所述的单位像素，进一步包括遮光膜，具有与存储二极管相对应的区域，以阻挡入射光。

8.根据权利要求1所述的单位像素，进一步包括在光电二极管和存储二极管之间的第二深沟槽隔离区(DTI)，以阻挡入射光。

9.根据权利要求1所述的单位像素，进一步包括在单位像素的边缘处的第一深沟槽隔离区(DTI)，被配置为提供在单位像素和相邻单位像素之间的电和光隔离。

10.根据权利要求1所述的单位像素，其中，单位像素与相邻单位像素共享信号输出电路，以及

其中，信号输出电路包括：

重置晶体管，被配置为重置存储电荷所传输到的浮动扩散区；

源跟随器，被配置为生成与浮动扩散区的电压电平相对应的电流；以及

选择晶体管，被配置为输出电流作为像素信号。

11.一种以全局快门模式操作的图像传感器，所述图像传感器包括：

包括多个单位像素的像素阵列，每个单位像素输出与在第一时间段期间接收的入射光相对应的像素信号；

读出电路，被配置为对像素信号执行模数转换，以生成数字像素信号；以及

时序生成器，被配置为控制像素阵列和读出电路，

其中，每个单位像素包括：

光电二极管区域，包括被配置为累积在第一时间段期间从入射光生成的光电荷的光电二极管；

存储二极管区域，包括被配置为接收和存储已累积在光电二极管中的光电荷的存储二极管，

其中，光电二极管对应于聚焦入射光的微镜。

12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，光电二极管区域和存储二极管区域相对于行方向和列方向中的任一个倾斜布置。

13.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，每个单位像素进一步包括：

溢流栅极，被配置为防止在除了第一时间段外的时间段期间生成的光电荷从光电二极管溢流到存储二极管；

存储栅极，被配置为将累积在光电二极管处的光电荷传输到存储二极管；以及

传输栅极，被配置为将存储在存储二极管中的光电荷传输到浮动扩散区。

14.根据权利要求13所述的图像传感器，其中，溢流栅极、存储栅极、传输栅极和浮动扩散区依序布置成一排。

15.一种图像传感器，包括：

包括多个单位像素的像素阵列，所述多个单位像素中的每一个包括：

光电二极管，被配置为累积在第一时间段期间从入射光生成的光电荷；

存储二极管，被配置为接收和存储已累积在光电二极管中的光电荷；以及

浮动扩散区，被配置为接收存储在存储二极管中的光电荷，

其中，光电二极管对应于聚焦入射光的微镜。