【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进的超高动态范围像素架构
实施例涉及CMOS图像传感器，更具体地，涉及超高动态范围像素架构。
技术介绍
在设计图像传感器中的一项挑战是需要图像传感器呈现非常宽的动态范围。领域包括一般摄影和视频(电影摄影、广播、个人摄影等)、航空摄影(情报收集)、农业摄影(作物分析)、产品检验、医疗应用、和汽车应用。在许多应用中，特别是室外，图像传感器需要具有宽动态范围以应对非常明亮和非常暗的区域。应用可能具有低于1lux(用于夜视)至高于10,000lux(用于明亮阳光)的照明条件。真实世界画面可具有在100或更大的dB范围内变化的照明强度。虽然生物视觉系统和卤化银薄膜可以在很少损失对比度信息的情况下对高动态范围(100+dB)画面进行成像，但开发具有该范围的电子图像传感器一直是一项挑战。大多数现有图像传感器具有有限的动态范围，通常在50dB至80dB之间。因此，丢失了捕获画面的相关信息内容。另外，对于具有非常明亮区域的画面，可以在图像模糊中表现出照明强度的大变化。由非常明亮的光照射的像素饱和并将光信号溢出在相邻像素上，使得输出图像的明亮区域增长并且真实图像丢失。CMOS图像传...
【技术保护点】
1.一种超高动态范围像素，包括：高响应光电二极管；与所述高响应光电二极管电接触的第一传输栅极；与所述第一传输栅极电接触的低响应光电二极管；与所述低响应光电二极管电接触的第二传输栅极；与所述第二传输栅极电接触的浮动扩散节点；用于重置所述浮动扩散节点的装置；和与所述浮动扩散电接触的源极跟随器。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.23 US 15/050,6661.一种超高动态范围像素，包括：高响应光电二极管；与所述高响应光电二极管电接触的第一传输栅极；与所述第一传输栅极电接触的低响应光电二极管；与所述低响应光电二极管电接触的第二传输栅极；与所述第二传输栅极电接触的浮动扩散节点；用于重置所述浮动扩散节点的装置；和与所述浮动扩散电接触的源极跟随器。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述高响应光电二极管收集光电荷，并且所述高响应光电二极管具有比所述低响应光电二极管更高的量子效率。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一传输栅极使得电荷能够从所述高响应光电二极管传输走，将其完全清空到所述低响应光电二极管上。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二传输栅极使得电荷能够从所述低响应光电二极管传输走，将其完全清空到所述浮动扩散节点上。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述浮动扩散节点收集传输的电荷，从而产生电压的变化。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述源极跟随器由所述浮动扩散节点上的电压调制，以控制输出信号线上的电压。7.根据权利要求1所述的装置，其中，光电荷集成在所述高响应光电二极管上和所述低响应光电二极管上。8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述低响应光电二极管是单独的二极管，没有与互连层的接触，从而包括较低的暗缺陷。9.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括与所述高响应光电二极管电接触的第三传输栅极。10.一种用于读出超高动态范围像素的方法，包括以下步骤：集成一帧；将高响应光电荷集成到高响应光电二极管上；将低响应光电荷集成到低响应光电二极管上；重置浮动扩散节点；重置列放大器以产生参考电压；使用开关S1捕获所述参考电压；将低响应电荷从所述低响应光电二极管传输到所述浮动扩散节点；使用开关S2捕获电压V2；将来自所述高响应光电二极管的高响应电荷通过所述低响应光电二极管传输到所述浮动扩散节点；将电荷添加到已经存在的所述低响应电荷；使用开关S3捕获电压V3；所述开关S3变为低电平；Comp_en变为高电平以启用比较器；如果所述电压V2高于阈值电压VT，则sel成为高电平并且sel补码成为低电平，则读出所述V2、Voutm和所述sel；和如果所述电压V2低于所述阈值电压VT，则所述sel成为低电平并且所述sel补码成为高电平，则读出所述V3、所述Voutm和所述sel。11.如权利要求10所述的方法，其中，所述比较器输出sel和...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·T·杜，A·M·麦格纳尼，R·D·麦克格雷斯，
申请(专利权)人：BAE系统成像解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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