[发明专利]用于高动态范围图像传感器的多单元像素阵列

权利要求书

1.一种像素，其包括：

多个光电二极管的阵列，所述光电二极管阵列包含多个行的光电二极管和多个列的光电二极管，所述多个光电二极管包含具有第一表面积的一组第一光电二极管和具有小于所述第一表面积的第二表面积的至少一个第二光电二极管，所述第一光电二极管经布置以相对于所述至少一个第二光电二极管对称；

输出电路系统，其电耦合到所述一组第一光电二极管中的所述第一光电二极管中的每一者；以及

开关，其选择性地以可操作方式闭合以将所述输出电路系统电耦合到所述第二光电二极管。

2.根据权利要求1所述的像素，其中所述多个行包含至少三个行，且所述多个列包含至少三个列。

3.根据权利要求1所述的像素，其进一步包括：

复位电路系统，其包含复位开关，所述复位开关选择性地以可操作方式闭合以将复位节点电耦合到所述一组第一光电二极管中的所述第一光电二极管中的每一者和所述至少一个第二光电二极管，所述复位节点清扫从所述一组第一光电二极管中的所述第一光电二极管中的每一者和所述至少一个第二光电二极管光生的图像电荷。

4.根据权利要求1所述的像素，其进一步包括：

横向溢流积分电容器，其电耦合到所述至少一个第二光电二极管。

5.根据权利要求4所述的像素，其中所述横向溢流积分电容器选自大的金属内电容器、金属堆叠电容器和金属到金属电容器组成的群组。

6.根据权利要求1所述的像素，其进一步包括：

第一滤光器，其定位于所述一组第一光电二极管的外向表面上，所述第一滤光器过滤第一波长范围内的入射光。

7.根据权利要求6所述的像素，其进一步包括：

第二滤光器，其定位于所述第二光电二极管的外向表面上，所述第二滤光器过滤第二波长范围内的入射光，其中所述第二范围可与所述第一范围相同。

8.根据权利要求1所述的像素，其中所述第一光电二极管经布置以沿着至少第一对称轴和第二对称轴相对于所述至少一个第二光电二极管对称。

9.根据权利要求1所述的像素，其中所述输出电路系统包含输出放大器以生成输出信号，所述输出放大器选择性地电耦合到所述一组第一光电二极管中的所述第一光电二极管中的每一者以及电耦合到所述第二光电二极管。

10.一种用于基于入射到像素上的光来生成输出信号的方法，其中所述像素由多个光电二极管的阵列构成，所述方法包括：

在输出电路系统处接收由所述多个光电二极管的所述阵列中的一组第一光电二极管中包含的第一光电二极管中的每一者光生的图像电荷，所述光电二极管阵列包含多个行的光电二极管和多个列的光电二极管，所述多个光电二极管包含具有第一表面积的所述一组第一光电二极管，所述多个光电二极管包含具有小于所述第一表面积的第二表面积的至少一个第二光电二极管，所述第一光电二极管经布置以相对于所述至少一个第二光电二极管对称，其中所述一组第一光电二极管中的所述第一光电二极管中的所述每一者电耦合到所述输出电路系统；

选择性地闭合电开关以将所述至少一个第二光电二极管与所述输出电耦合，且当所述电开关选择性地闭合时，在所述输出电路系统处接收由所述至少一个第二光电二极管光生的图像电荷；以及

基于在所述输出电路系统处接收到的所述图像电荷，生成所述输出信号。

11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括：

选择性地闭合复位开关以将复位节点电耦合到所述一组第一光电二极管中的所述第一光电二极管中的每一者和所述至少一个第二光电二极管，以及当所述复位开关选择性地闭合时，将所述图像电荷从所述一组第一光电二极管中的所述第一光电二极管中的每一者和所述至少一个第二光电二极管清扫到所述复位节点。