图像传感器和用于图像传感器的电路制造技术

提供了一种图像传感器和用于图像传感器的电路，该图像传感器可包括图像传感器像素阵列。阵列中的每个图像传感器像素可以是全局快门像素，该全局快门像素包括第一晶体管和实质上大于第一晶体管的第二晶体管。第二晶体管可以从在阵列的边缘处形成的外围行驱动器接收行控制信号。每个像素还可以包括插置在外围行驱动器和第二晶体管之间的本地驱动器电路。每个本地驱动器电路可以包括用于将行控制信号驱动为低电平的下拉晶体管和用于将行控制信号驱动为高电平的上拉晶体管。可以任选地在给定行中的两个或更多个相邻像素之间共享每个本地驱动器。本地驱动器帮助减小外围行驱动器的输出处的总电容负载，因此可以帮助改善行驱动器性能和最小化积分时间。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器和用于图像传感器的电路
本技术整体涉及成像设备，具体地，涉及图像传感器和用于图像传感器的电路，并且更具体地讲，涉及包括行驱动器的图像传感器。
技术介绍
图像传感器常常在电子设备诸如移动电话、相机和计算机中用来捕获图像。在典型的布置中，电子设备设置有布置成像素行和像素列的图像像素阵列。阵列中的每个图像像素包括经由转移栅极耦接到浮动扩散区域的光电二极管。将列电路耦接到每个像素列以用于读出来自图像像素的像素信号。行控制电路耦接到每个像素行以用于重置、启动电荷转移，或选择性地激活特定像素行以进行读出。机器视觉和其他高速成像应用需要具有严格的曝光控制要求的全局快门操作。根据照明状况，需要最小化积分时间以便减小运动伪影和运动模糊。支持全局快门操作的图像传感器通常包括成像像素，其各自具有：光电二极管、用于选择性地排空光电二极管的抗光晕晶体管、用于选择性地将光电二极管耦接到存储栅极的第一电荷转移晶体管、用于选择性地将存储栅极耦接到浮置扩散区域的第二电荷转移晶体管、用于选择性地重置浮动扩散区域的重置晶体管以及相关联读出晶体管。抗光晕晶体管和第一电荷转移晶体管通常是比重置晶体管和读出晶体管大得多的设备。因此，这些较大设备共同呈现相应行控制线上的大电容负载。行驱动器电路必须以大负载电容来驱动这些行控制线，这严重限制了图像传感器的性能。本部分旨在向读者介绍可能与本公开的各个方面相关的本领域的各个方面，这些方面在下文有所描述和/或受权利要求书保护。据信，这种讨论有助于向读者提供背景信息，以有利于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解，这些陈述将以这种方式来阅读，而不是承认现有技术。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：行驱动器电路必须以大负载电容来驱动行控制线，这严重限制了图像传感器的性能。根据一实施方式，提供了一种图像传感器。所述图像传感器包括：图像像素阵列；行驱动器电路，所述行驱动器电路在所述阵列的外围处形成，其中，所述行驱动器电路经由行控制线向所述阵列中的给定图像像素行提供行控制信号；以及述行控制线从所述行驱动器电路接收信号，向所述给定图像像素行提供对应信号，以及减小所述行控制线上的电容负载的总量。根据另一实施方式，提供了一种用于图像传感器的电路。所述电路包括：行驱动器电路，所述行驱动器电路驱动行线；图像像素，所述图像像素具有电荷转移晶体管，其中，所述电荷转移晶体管具有从所述行线接收控制信号的栅极端子；以及，本地像素驱动器电路，所述本地像素驱动器电路耦接在所述行线和所述电荷转移晶体管的所述栅极端子之间。根据另一实施方式，提供了一种图像传感器。所述图像传感器包括：行驱动器，所述行驱动器驱动行线；全局快门图像像素行，所述全局快门图像像素行从所述行线接收行控制信号；以及，本地像素驱动器，所述本地像素驱动器插置在所述行线和所述全局快门图像像素行之间，其中，在所述全局快门图像像素行中的至少两个图像像素之间共享所述本地像素驱动器。本技术技术方案的有益效果为：可以任选地在给定图像像素行中的两个或更多个相邻像素之间共享每个本地驱动器。本地驱动器帮助减小外围行驱动器的输出处的总电容负载，并且因此可以帮助改善行驱动器性能和最小化积分时间。附图说明图1是根据一个实施方案的具有图像传感器的示例性电子设备的示意图。图2是根据一个实施方案的用于从图像传感器读出图像信号的示例性像素阵列以及相关联的行和列控制电路的示意图。图3是根据一个实施方案的图像传感器像素的电路图，该图像传感器像素支持全局快门读出。图4是示出被配置成驱动全局快门像素行的行驱动器的电路图。图5是示出根据一个实施方案的示例性本地像素驱动器电路的电路图。图6是示出根据一个实施方案的仅使用n沟道设备来形成的示例性本地像素驱动器电路的电路图。图7是示出根据一个实施方案的本地像素驱动器电路可以如何与相邻图像像素共享的电路图。图8是示出根据一个实施方案的目标是改善下降沿的速度的示例性本地像素驱动器电路的电路图。具体实施方式本技术的实施方案涉及图像传感器。本领域的技术人员应当理解，本技术的示例性实施方案可在不具有一些或所有这些具体细节的情况下实践。在其他情况下，为了避免不必要地模糊本技术的实施方案，未详细描述众所周知的操作。电子设备诸如数字相机、计算机、移动电话和其他电子设备可包括图像传感器，该图像传感器收集入射光以捕获图像。图像传感器可包括像素阵列。图像传感器中的像素可包括光敏元件，诸如将入射光转换成图像信号的光电二极管。图像传感器可具有任何数量(例如，数百或数千或更多)的像素。典型的图像传感器可例如具有数百或数千或数百万的像素(例如，百万像素)。图像传感器可包括控制电路(诸如用于操作像素的电路)和用于读出图像信号的读出电路，该图像信号与光敏元件生成的电荷相对应。图1是示例性成像和响应系统的示意图，该系统包括使用图像传感器捕获图像的成像系统。图1的系统100可以是电子设备，诸如相机、移动电话、摄像机、或捕获数字图像数据的其他电子设备，可以是车辆安全系统(例如，主动制动系统或其他车辆安全系统)，或者可以是监视系统。如图1所示，系统100可包括成像系统(诸如成像系统10)和主机子系统(诸如主机子系统20)。成像系统10可包括相机模块12。相机模块12可包括一个或多个图像传感器14以及一个或多个透镜。相机模块12中的每个图像传感器可相同，或者，在给定图像传感器阵列集成电路中可以有不同类型的图像传感器。在图像捕获操作期间，每个透镜可将光聚集到相关联的图像传感器14上。图像传感器14可包括将光转换成数字数据的光敏元件(即，像素)。图像传感器可具有任何数量(例如，数百、数千、数百万或更多)的像素。典型图像传感器可例如具有数百万的像素(例如，数兆像素)。例如，图像传感器14可包括偏压电路(例如，源极跟随器负载电路)、采样和保持电路、相关双采样(CDS)电路、放大器电路、模拟-数字转换器电路、数据输出电路、存储器(例如，缓冲电路)、寻址电路等。可以将来自相机传感器14的静态图像数据和视频图像数据经由路径28提供给图像处理和数据格式化电路16。图像处理和数据格式化电路16可用于执行图像处理功能，诸如数据格式化、调节白平衡和曝光、实现视频图像稳定、脸部检测等。图像处理和数据格式化电路16也可用于根据需要压缩原始相机图像文件(例如，压缩成联合图像专家组格式或简称JPEG格式)。在典型布置(有时称为片上系统(SoC)布置)中，相机传感器14以及图像处理和数据格式化电路16在共用半导体衬底(例如，共用硅图像传感器集成电路管芯)上实现。如果需要，相机传感器14和图像处理电路16可以形成在单独半导体衬底上。例如，相机传感器14和图像处理电路16可以形成在已堆叠的单独衬底上。成像系统10(例如，图像处理和数据格式化电路16)可通过路径18将采集的图像数据传送到主机子系统20。主机子系统20可包括处理软件，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：/n图像像素阵列；/n行驱动器电路，所述行驱动器电路在所述阵列的外围处形成，其中，所述行驱动器电路经由行控制线向所述阵列中的给定图像像素行提供行控制信号；和/n多个本地像素驱动器电路，所述多个本地像素驱动器电路经由所述行控制线从所述行驱动器电路接收信号，向所述给定图像像素行提供对应信号，以及减小所述行控制线上的电容负载的总量。/n

【技术特征摘要】
20190102 US 16/238,0701.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：
图像像素阵列；
行驱动器电路，所述行驱动器电路在所述阵列的外围处形成，其中，所述行驱动器电路经由行控制线向所述阵列中的给定图像像素行提供行控制信号；和
多个本地像素驱动器电路，所述多个本地像素驱动器电路经由所述行控制线从所述行驱动器电路接收信号，向所述给定图像像素行提供对应信号，以及减小所述行控制线上的电容负载的总量。


2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述阵列中的所述给定图像像素行中的每个图像像素包括：
光敏元件；和
晶体管，所述晶体管耦接到所述光敏元件，其中，所述晶体管从所述多个本地像素驱动器电路中的一个接收所述行控制信号，其中，所述多个本地像素驱动器电路中的每一个包括比所述给定图像像素行中的所述图像像素中的每一个中的所述晶体管更小的下拉晶体管。


3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述多个本地像素驱动器电路中的每一个中的所述下拉晶体管比所述给定图像像素行中的所述图像像素中的每一个中的所述晶体管小至少五到十倍。


4.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述多个本地像素驱动器电路中的每一个还包括比所述给定图像像素行中的所述图像像素中的每一个中的所述晶体管更小的上拉晶体管。


5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，所述多个本地像素驱动器电路中的每一个中的所述上拉晶体管比所述给定图像像素行中的所述图像像素中的每一个中的所述晶体管小五到十倍。


6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·克雷默斯，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国;US