[发明专利]高动态范围像素电路及使用高动态范围像素电路的图像系统

权利要求书

1.一种像素电路，其包括：

光电二极管，其安置于第一半导体层中、适于响应于入射光而积累图像电荷；

转移晶体管，其安置于所述第一半导体层中、耦合在安置于所述第一半导体层中的所述光电二极管与浮动扩散部之间以将所述光电二极管中所积累的所述图像电荷选择性地转移到所述浮动扩散部；及

选择电路，其安置于第二半导体层中、通过所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的混合接合耦合到所述转移晶体管的控制端子，以在第一转移控制信号与第二转移控制信号之间进行选择以控制所述转移晶体管，其中所述选择电路经耦合以在对与其中包含所述转移晶体管的行不同的行进行读出操作期间响应于预充电启用信号而输出所述第一转移控制信号，且其中所述选择电路经耦合以在对其中包含所述转移晶体管的所述行进行读出操作期间响应于样本启用信号而输出所述第二转移控制信号,

其中所述像素电路是像素阵列中所包含的布置成多个行及多个列的多个像素电路中的一者，且

其中所述像素阵列中可一次接收所述第一转移控制信号或所述第二转移控制信号的行的总数目小于所述像素阵列的行的总数目。

2.根据权利要求1所述的像素电路，其中所述选择电路包含：

第一开关，其经耦合以响应于所述预充电启用信号而产生所述第一转移控制信号；

第二开关，其经耦合以响应于所述样本启用信号而产生所述第二转移控制信号；

多路复用器电路，其经耦合以响应于对多个预充电行信号中的一者的选择而产生所述预充电启用信号，所述选择是响应于曝光值信号而做出；及

曝光存储器，其经耦合以存储所述曝光值信号。

3.根据权利要求2所述的像素电路，其中所述像素电路是像素阵列的像素电路块中的一者，其中所述曝光存储器中所存储的所述曝光值信号由所述像素电路块中的所述像素电路共享。

4.根据权利要求2所述的像素电路，其中所述像素阵列中一次可接收所述第一转移控制信号的行的总数目等于可由所述曝光存储器存储的不同可能曝光值的总数目。

5.根据权利要求4所述的像素电路，其进一步包括自动曝光控制电路，所述自动曝光控制电路安置于所述第二半导体层中且经耦合以产生由所述曝光存储器存储的所述不同可能曝光值。

6.根据权利要求1所述的像素电路，其进一步包括转移控制信号源，所述转移控制信号源安置于所述第二半导体层中且经耦合以产生经耦合以由所述像素阵列同时接收的所述第一转移控制信号及所述第二转移控制信号，其中所述转移控制信号源一次的最大负荷是在用于所述第一转移控制信号的时间处所述像素阵列中可接收所述第一转移控制信号的行的所述总数目，及在用于所述第二转移控制信号的时间处所述像素阵列中正在被读出的单个行。

7.根据权利要求1所述的像素电路，其中所述第一转移控制信号是预充电转移控制信号，且其中所述第二转移控制信号是样本转移控制信号。

8.根据权利要求1所述的像素电路，其进一步包括：

复位晶体管，其安置于所述第一半导体层中且耦合到所述浮动扩散部以选择性地对所述浮动扩散部进行复位；

放大器晶体管，其安置于所述第一半导体层中且具有耦合到所述浮动扩散部的放大器栅极；及

行选择晶体管，其安置于所述第一半导体层中、耦合于位线与所述放大器晶体管之间。

9.根据权利要求1所述的像素电路，其中所述第一半导体层与所述第二半导体层是以堆叠式芯片方案而被堆叠且耦合在一起。