[发明专利]图像感测装置

说明书

一种图像感测装置，该图像感测装置包括：包括多个成像像素的成像像素阵列，各个成像像素被构造为检测入射光并生成像素信号，多个成像像素包括多个第一成像像素和多个第二成像像素，多个第一成像像素被分组为多个第一像素组，各个第一像素组包括不同的第一成像像素，其中至少一个第一成像像素的颜色不同于其它第一成像像素，多个第二成像像素被分组为多个第二像素组，其中，各个第二像素组包括相同颜色的第二成像像素；分别设置在第一像素组中的多个第一浮置扩散区域；分别设置在第二像素组中的多个第二浮置扩散区域；感测节点；以及联接在感测节点与第一浮置扩散区域和第二浮置扩散区域中的至少一个之间的双转换增益晶体管。

技术领域

本专利文献中所公开的技术和实现方式总体上涉及图像感测装置，更具体地，涉及CMOS图像感测装置。

背景技术

图像感测装置用在电子装置中以将光学图像转换为电信号。近来汽车、医疗、计算机和通信行业的发展导致在诸如智能电话、数字相机、摄像机、个人通信系统(PCS)、游戏机、监控相机、医疗微型相机、机器人和红外(IR)感测装置的各种装置中对更高性能的图像感测装置的需求增加。

图像感测装置可大致分类为CCD(电荷耦合器件)图像感测装置和CMOS(互补金属氧化物半导体)图像感测装置。

与CCD图像传感器相比，CCD图像感测装置的尺寸更小并且功耗更低。CMOS技术使得图像传感器和其它电路能够集成到单个芯片中，从而使得可以更低的成本生产高度集成、功耗更低的电子装置。出于这些原因，CMOS图像感测装置在诸如智能电话的许多消费品中占主导地位。

发明内容

所公开的技术的实施方式涉及一种被配置为在各种照度环境下操作的图像感测装置。

所公开的技术的一些实施方式涉及一种包括双转换增益晶体管的图像感测装置，从而提供在较低照度区域中对噪声更鲁棒的图像。

根据所公开的技术的实施方式，一种图像感测装置可包括：包括多个成像像素的成像像素阵列，各个成像像素被构造为检测入射光并生成像素信号，所述多个成像像素包括多个第一成像像素和多个第二成像像素，多个所述第一成像像素被分组为多个第一像素组，各个第一像素组包括不同的第一成像像素，其中至少一个的颜色不同于其它第一成像像素，多个所述第二成像像素被分组为多个第二像素组，其中，各个第二像素组包括相同颜色的第二成像像素；分别设置在第一像素组中的多个第一浮置扩散区域，各个第一浮置扩散区域位于各个第一像素组中的第一成像像素的中央部分处或附近并由所述第一成像像素围绕，并且各个第一浮置扩散区域被联接以从各个第一像素组的第一成像像素接收光电荷；分别设置在第二像素组中的多个第二浮置扩散区域，各个第二浮置扩散区域位于各个第二像素组中的第二成像像素的中央部分处或附近并由所述第二成像像素围绕；感测节点，其联接到所述多个第一浮置扩散区域中的至少一个第一浮置扩散区域以感测所述至少一个第一浮置扩散区域的信号，并且该感测节点联接到所述多个第二浮置扩散区域中的至少一个第二浮置扩散区域以感测所述至少一个第二浮置扩散区域的信号；以及双转换增益晶体管，其联接在感测节点与第一浮置扩散区域和第二浮置扩散区域中的至少一个之间，以基于不同的入射光水平对来自第一浮置扩散区域或第二浮置扩散区域的信号生成不同的信号增益。

在一些实现方式中，所述多个第一像素组中的一个第一像素组和所述多个第二像素组中的被定位为与所述一个第一像素组相邻的一个第二像素组被配置为共享所述多个成像像素中的一个成像像素。

在一些实现方式中，该图像感测装置还可包括：驱动晶体管，其被配置为将从感测节点接收的信号放大；选择晶体管，其被配置为将由驱动晶体管放大的信号输出到信号线；以及重置晶体管，其被配置为去除累积在第一浮置扩散(FD)区域、第二浮置扩散(FD)区域和感测节点中的每一个中的光电荷，其中，驱动晶体管、选择晶体管和重置晶体管由多个第一像素组中的一个第一像素组和多个4SUM像素组中的一个4SUM像素组共享。