[发明专利]图像传感器

说明书

提供一种图像传感器。图像传感器包括像素阵列，该像素阵列包括被配置为输出信号电压的像素，每个像素包括第一光电二极管和第二光电二极管、分别连接至第一光电二极管和第二光电二极管的第一传输晶体管和第二传输晶体管以及第一传输晶体管和第二传输晶体管所连接至的浮置扩散节点；斜坡电压发生器，被配置为产生斜坡电压，所述斜坡电压以根据斜坡时钟的斜率而减小以具有第一增益；相关双采样器，被配置为将所述斜坡电压与信号电压相比较以输出比较信号；计数器，被配置为根据计数器时钟来对比较信号进行计数以输出数字信号；以及数字缩放单元，被配置为缩放数字信号以具有第二增益。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年1月18日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2017-0008770和2017年12月27日提交的韩国专利申请No.10-2017-0180921的优先权，其公开内容通过引用其全部合并于此。

技术领域

本公开涉及一种图像传感器。

背景技术

在半导体器件之中，图像传感器是一种将光学图像转换成电信号的元件。图像传感器可以分为电荷耦合器件(CCD)图像传感器、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。CMOS图像传感器缩写为CIS(CMOS图像传感器)。CIS具有二维布置的多个像素。每个像素包括光电二极管(PD)。光电二极管用于将入射光转换成电信号。

近来，随着计算机行业和通信行业的发展，在各种应用(诸如数字照相机、便携式摄像机、个人通信系统(PCS)、游戏设备、监控摄像机和医用微型摄像机)中对具有改善性能的图像传感器的需求正在增加。另外，由于半导体器件高度集成，因此图像传感器也高度集成。

发明内容

本公开的各方面通过消除自动聚焦(AF)中的饱和问题来提供具有改善操作特性的图像传感器。

应该注意的是，本发明的目的不限于上述目的，并且从下面的描述中，本发明的其它目的对于本领域技术人员将是显而易见的。

根据本发明的一个方面，提供了一种图像传感器，包括像素阵列，该像素阵列包括被配置为输出信号电压的像素，每个像素包括第一光电二极管和第二光电二极管、分别连接至第一光电二极管和第二光电二极管的第一传输晶体管和第二传输晶体管以及第一传输晶体管和第二传输晶体管所连接至的浮置扩散节点；斜坡电压发生器，被配置为产生斜坡电压，所述斜坡电压以根据斜坡时钟的斜率而减小以具有第一增益；相关双采样器(CDS)，被配置为将斜坡电压与信号电压相比较以输出比较信号；计数器，被配置为根据计数器时钟来对比较信号进行计数以输出数字信号；以及数字缩放单元，被配置为缩放数字信号以具有第二增益。

根据本发明的另一方面，提供了一种图像传感器，其包括像素，每个像素包括第一光电二极管和第二光电二极管，并且每个像素被配置为顺序地输出复位输出、第一输出和第二输出，其中第一输出由第一光电二极管输出，且第二输出由第一光电二极管和第二光电二极管输出；斜坡电压发生器，被配置为产生斜坡电压，所述斜坡电压以根据斜坡时钟的斜率而减小以具有第一增益；相关双采样器，被配置为将所述斜坡电压与复位输出、第一输出和第二输出中的每一个相比较以输出比较信号；计数器，被配置为根据计数器时钟来对比较信号进行计数以输出数字信号；数字缩放单元，被配置为缩放数字信号以具有第二增益；以及增益控制器，被配置为控制第一增益和第二增益以得到不同的各个用户增益，其中，各个用户增益中的每个是第一增益与第二增益的乘积，其中，增益控制器以包括第一操作模式至第三操作模式的多种操作模式来操作，其中，第一操作模式至第三操作模式分别需要1倍用户增益、2倍用户增益和4倍用户增益，并且其中，第一操作模式中的第二增益等于第二操作模式中的第二增益的一半。