像素电路和包括该像素电路的图像传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种图像传感器包括像素阵列，该像素阵列包括在行方向上彼此相邻的第一共享像素和第二共享像素。第一共享像素包括第一行中的两个或更多光电二极管以及第二行中的两个或更多个光电二极管，并且第一共享像素包括由第一共享像素的各光电二极管共享的第一浮置扩散区。第二共享像素包括第一行中的两个或更多个光电二极管以及第二行中的两个或更多个光电二极管，并且第二共享像素包括由第二共享像素的各光电二极管共享的第二浮置扩散区。

【技术实现步骤摘要】
像素电路和包括该像素电路的图像传感器相关申请的交叉引用本申请要求于2017年5月24日提交至韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2017-0064388的优先权，其公开内容通过引用其全部合并于此。
本公开涉及一种图像传感器，并且更具体地，涉及包括含共享像素的像素电路的图像传感器。
技术介绍
捕获图像并将其转换为电信号的图像传感器用于安装在例如车辆、安全装置和机器人中的照相机中以及诸如数字照相机、移动电话的照相机以及便携式摄像机等消费电子产品中。这种图像传感器可以包括像素阵列，并且包括在像素阵列中的每个像素可以包括光电检测装置。光检测装置可以根据吸收的光的强度产生电信号。图像传感器的像素的尺寸已经逐渐减小以提高分辨率，但是即使像素尺寸减小也需要充分保证图像质量。关于图像传感器的质量，动态范围会是个问题，并且当提供宽动态范围(WDR)时，可以详细地表示图像的明亮区域和暗区域。
技术实现思路
本公开提供了一种像素电路，还提供了一种包括该像素电路的图像传感器，该像素电路容易实现并且在各种照明条件下提供宽动态范围。根据本专利技术构思的一个方面，提供一种图像传感器，包括：像素阵列，其包括以行和列排列的多个共享像素，其中所述多个共享像素的第一共享像素和第二共享像素在行方向上彼此相邻并连接到一条选择信号线；以及时序控制器，被配置为基于所述图像传感器的操作模式来控制从所述第一共享像素和所述第二共享像素产生各像素信号，其中，所述第一共享像素包括第一行中的两个或更多个光电二极管以及与所述第一行相邻的第二行中的两个或更多个光电二极管，所述第一共享像素的各光电二极管被配置为在第一时段期间曝光，并且所述第一共享像素包括由所述第一共享像素的各光电二极管共享的第一浮置扩散区，所述第二共享像素包括所述第一行中的两个或更多个光电二极管以及所述第二行中的两个或更多个光电二极管，所述第二共享像素的各光电二极管被配置为在比第一时段短的第二时段期间曝光，并且所述第二共享像素包括由所述第二共享像素的各光电二极管共享的第二浮置扩散区。根据本专利技术构思的另一个方面，提供一种图像传感器，包括：像素阵列，其包括第一共享像素和第二共享像素，所述第一共享像素包括连接到第一行线的第一子像素和连接到第二行线的第二子像素，所述第二共享像素包括连接到第一行的第三子像素和连接到第二行线的第四子像素；以及时序控制器，被配置为控制所述第一共享像素的长时间曝光操作和所述第二共享像素的短时间曝光操作，使得所述像素阵列基于所述图像传感器的操作模式来输出各像素信号。所述第一子像素和第二子像素中的每一个具有感测第一颜色的第一滤色器，并且所述第三子像素和第四子像素中的每一个具有感测与所述第一颜色不同的第二颜色的第二滤色器。所述第一行线和第二行线中的每一行包括至少两条传输控制信号线。根据本专利技术构思的另一方面，提供了一种图像传感器的像素电路，包括：第一像素电路；以及第二像素电路，其在行方向上与所述第一像素电路相邻，其中所述第一像素电路包括用于长时间曝光的第一光电二极管和第二光电二极管；以及第一传输晶体管和第二传输晶体管，分别连接到所述第一光电二极管和所述第二光电二极管以接收用于控制长时间曝光的传输控制信号，并且第二像素电路包括用于短时间曝光的第三光电二极管和第四光电二极管；以及第三传输晶体管和第四传输晶体管，分别连接到所述第三光电二极管和所述第四光电二极管以接收用于控制短时间曝光的传输控制信号，其中，所述第一传输晶体管和所述第二传输晶体管中的每一个接收根据图像传感器的操作模式而具有相同信号模式或不同信号模式的传输控制信号，以产生像素信号，并且所述第三传输晶体管和所述第四传输晶体管中的每一个接收根据图像传感器的操作模式而具有相同信号模式或不同信号模式的传输控制信号，以产生像素信号。根据本专利技术构思的又一个方面，提供一种图像传感器，包括：像素阵列，其包括按行和列排列的多个共享像素。所述多个共享像素包括第一共享像素和第二共享像素，所述第二共享像素和所述第一共享像素在行方向或列方向上相邻设置。所述第一共享像素和第二共享像素中的每一个包括：第一组光电二极管，设置在第一行中；第二组光电二极管，设置在与所述第一行相邻的第二行中；以及浮置扩散区，由各传输晶体管共享，每个传输晶体管连接到所述第一组光电二极管和第二组光电二极管中的对应的光电二极管。所述第一共享像素的每个光电二极管具有感测第一颜色的第一滤色器，并且所述第二共享像素的每个光电二极管具有感测与所述第一颜色不同的第二颜色的第二滤色器。附图说明通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本公开的各实施例，在附图中：图1示出了根据本专利技术构思的示例实施例的图像传感器的框图；图2示出了显示根据示例实施例的图1的像素阵列的实施例的视图；图3A和图3B示出了根据其他示例实施例的图2的共享像素；图4A和图4B示出了根据示例实施例的图1的像素阵列的视图，该像素阵列包括根据曝光时间来设置的共享像素从而以高灵敏度产生图像数据；图5A和图5B示出了显示根据本专利技术构思的示例实施例的图像传感器的视图；图6详细示出了显示根据示例实施例的图1的行驱动器和像素阵列之间的连接的视图；图7示出了根据示例实施例的对应于图6的像素阵列的一些共享像素的电路图；图8A和图8B示出了显示根据示例实施例的用于在低分辨率操作模式中产生像素信号的像素电路的时序控制器的控制方法的视图；图9A和图9B示出了显示根据示例实施例的用于在低分辨率操作模式中产生像素信号的像素电路的时序控制器的控制方法的视图；图10A和图10B示出了显示根据示例实施例的用于在高分辨率操作模式中产生像素信号的像素电路的时序控制器的控制方法的视图；图11A和图11B示出了显示根据示例实施例的用于在高分辨率操作模式中产生像素信号的像素电路的时序控制器的控制方法的视图；图12示出了根据本专利技术构思的示例实施例的图像传感器和像素组合操作的示例的框图；以及图13示出了显示包括根据本专利技术构思的示例实施例的图像传感器的系统的框图。具体实施方式应该理解，虽然术语第一、第二、第三等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。除非另有说明，否则这些术语通常用于区分一个元件和另一个元件。因此，在不偏离本公开的教导的情况下，下面在说明书的一部分中讨论的第一元件在说明书的不同部分中可以被称为第二元件。此外，在权利要求中可以使用诸如“第一”和“第二”之类的术语来命名权利要求的元件，即使特定名称不用于与说明书中的元件相关联地进行描述。按照各功能块和/或各单元来描述各实施例并在附图中示出了各实施例。这些块和/或单元可以通过诸如逻辑电路、分立组件、微处理器、硬布线电路、存储元件、布线连接等的电子(或光学)电路物理地实现，这些电路可以一起形成为单个集成电路(例如，作为单个半导体芯片)或者使用半导体制造技术和/或其他制造技术而形成为单独的集成电路和/或分立组件(例如，将若干个半导体芯片一起布线在印刷电路板上)。这些块和/或单元可以由处理器(例如，微处理器、控制器、CPU、GPU)或使用软件(例如，微代码)编程以执行本文讨论的各种功能的处理器来实现。每个块和/或单元可以由专用硬件实现，或者作为执行某些功能的专用硬件和执行其他功能的处理器的组合来实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，包括：像素阵列，其包括以行和列排列的多个共享像素，其中所述多个共享像素的第一共享像素和第二共享像素在行方向上彼此相邻并连接到一条选择信号线；以及时序控制器，被配置为基于所述图像传感器的操作模式来控制从所述第一共享像素和所述第二共享像素产生各像素信号，其中，所述第一共享像素包括第一行中的两个或更多个光电二极管以及与所述第一行相邻的第二行中的两个或更多个光电二极管，所述第一共享像素的各光电二极管被配置为在第一时段期间曝光，并且所述第一共享像素包括由所述第一共享像素的各光电二极管共享的第一浮置扩散区，其中，所述第二共享像素包括所述第一行中的两个或更多个光电二极管以及所述第二行中的两个或更多个光电二极管，所述第二共享像素的各光电二极管被配置为在比所述第一时段短的第二时段期间曝光，并且所述第二共享像素包括由所述第二共享像素的各光电二极管共享的第二浮置扩散区。

【技术特征摘要】
2017.05.24 KR 10-2017-00643881.一种图像传感器，包括：像素阵列，其包括以行和列排列的多个共享像素，其中所述多个共享像素的第一共享像素和第二共享像素在行方向上彼此相邻并连接到一条选择信号线；以及时序控制器，被配置为基于所述图像传感器的操作模式来控制从所述第一共享像素和所述第二共享像素产生各像素信号，其中，所述第一共享像素包括第一行中的两个或更多个光电二极管以及与所述第一行相邻的第二行中的两个或更多个光电二极管，所述第一共享像素的各光电二极管被配置为在第一时段期间曝光，并且所述第一共享像素包括由所述第一共享像素的各光电二极管共享的第一浮置扩散区，其中，所述第二共享像素包括所述第一行中的两个或更多个光电二极管以及所述第二行中的两个或更多个光电二极管，所述第二共享像素的各光电二极管被配置为在比所述第一时段短的第二时段期间曝光，并且所述第二共享像素包括由所述第二共享像素的各光电二极管共享的第二浮置扩散区。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述图像传感器被配置为使得当所述图像传感器捕获与帧相对应的图像时，在所述第一共享像素的每个光电二极管中累积的光电荷的量大于在所述第二共享像素的每个光电二极管中累积的光电荷的量。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一共享像素和所述第二共享像素中的每一个具有不同的光谱灵敏度。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，在第一操作模式中，所述时序控制器被配置为控制各像素信号的产生，使得所述第一共享像素的各光电二极管在第一时间处开始累积光电荷，并且所述第二共享像素的各光电二极管在所述第一时间之后的第二时间处开始累积光电荷。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述时序控制器被配置为在所述第二时间之后的第三时间处控制各像素信号的产生，使得累积的光电荷从所述第一共享像素的各光电二极管被传送到所述第一浮置扩散区，并且累积的光电荷从所述第二共享像素的各光电二极管被传送到所述第二浮置扩散区。6.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，在预定读取时段期间，所述时序控制器被配置为控制各像素信号的产生，使得通过连接到所述第一共享像素的第一列输出线来输出第一像素信号，并且通过连接到所述第二共享像素的第二列输出线来输出第二像素信号。7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一共享像素在所述第一行中的所述两个或更多个光电二极管包括第一光电二极管和第二光电二极管，其中，所述第二共享像素在所述第一行中的所述两个或更多个光电二极管包括第三光电二极管和第四光电二极管，其中，在第二操作模式中，所述时序控制器被配置为不同地控制各像素信号的产生，使得对于所述第一光电二极管和所述第二光电二极管中的每一个，在不同时间处开始所述第一共享像素的光电荷的累积，并且对于第三光电二极管和第四光电二极管中的每一个，在不同时间处开始所述第二共享像素的光电荷的累积。8.根据权利要求7所述的图像传感器，其中，所述时序控制器被配置为顺序地控制所述第一光电二极管和所述第二光电二极管对光电荷的累积，并且顺序地控制所述第三光电二极管和所述第四光电二极管对光电荷的累积。9.根据权利要求7所述的图像传感器，其中，所述时序控制器被配置为控制各像素信号的产生，使得：所述第一光电二极管和所述第三光电二极管累积的光电荷在相同的第一时间处被分别传送到所述第一浮置扩散区和所述第二浮置扩散区，并且所述第二光电二极管和所述第四光电二极管累积的光电荷在相同的第二时间处被分别传送到所述第一浮置扩散区和第二浮置扩散区。10.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，所述时序控制器被配置为控制各像素信号的产生，使得：在第一读取时段期间，通过连接到所述第一共享像素的第一列输出线来输出各像素信号中的与来自所述第一光电二极管的累积光电荷相对应的第一像素信号，并且通过连接到所述第二共享像素的第二列输出线来输出各像素信号中的与来自所述第三光电二极管的累积光电荷相对应的第二像素信号，以及在第二读取时段期间，通过所述第一列输出线来输出各像素信号中的与来自所述第二光电二极管的累积光电荷相对应的第三像素信号，并且通过所述第二列输出线来输出各像素信号中的与来自所述第四光电二极管的累积光电荷相对应的第四像素信号。11.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一共享像素和所述第二共享像素中的每一个包括2×2个子像素，并且所述第一共享像素和所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄敏智，李承珍，李昤雨，洪硕勇，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR