一种实现像素内相关双采样的高速全局曝光像素结构制造技术

一种实现像素内相关双采样的高速全局曝光像素结构，包括光电二极管（PD）、复位晶体管（RST）、电荷传输晶体管（TX）、两个源极跟随器（SF1、SF2）、多功能晶体管（PC）、三个MOS开关（S1、S2、S3）、选择晶体管（SEL）、两个电容（C1、C2）；该像素结构能够实现像素内相关双采样（CDS）操作，消除电荷-电压转换节点（FD）的复位噪声，提高图像的信噪比，提升图像质量；CDS操作在像素内实现，避免额外的CDS电路，减少在芯片面积同时降低时间延迟，提高帧率；能够实现曝光和像素的流水线操作，即可以在当前帧信号输出过程中进行下一帧曝光，充分利用信号读出时间，提高帧率。提高帧率。提高帧率。

【技术实现步骤摘要】
一种实现像素内相关双采样的高速全局曝光像素结构


[0001]本专利技术属于图像传感器领域，具体涉及一种实现像素内相关双采样的高速全局曝光像素结构。

技术介绍

[0002]图像传感器像素阵列在曝光过程中接收光子，将光信号转化为电信号，电信号经后续模数转换电路和数字信号处理电路等转换为所需的图像并输出。通常图像传感器曝光方式有两种：滚筒曝光方式和全局曝光方式。滚筒曝光方式中像素阵列逐行依次进行曝光并读出，在对运动速度较高的物体进行成像时，不同行的曝光时间不同，物体的位置会存在差异，因此会出现图像扭曲的问题，例如对快速运动的风扇，汽车等；而全局曝光方式中所有像素在同一帧时间全部曝光，曝光完毕后，再逐行读取像素中的信号，这种情况下物体可以看做是静止不动的，因此全局曝光方式更适用于对高速物体进行拍摄。
[0003]传统全局曝光方式中，五管（5T）有源像素结构能够实现全局曝光，但是由于结构原因无法实现相关双采样（CDS）操作，因此得到图像的噪声较高，而八管（8T）有源像素结构增加了电信号存储节点，但CDS操作需要额外的电路进行，增加时间的消耗，带来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现像素内相关双采样的高速全局曝光像素结构，其特征在于：包括光电二极管PD、复位晶体管RST、电荷传输晶体管TX、两个源极跟随器SF1和SF2、多功能晶体管PC、三个MOS开关S1、S2和S3、选择晶体管SEL、两个电容C1和C2；所述光电二极管PD是像素的感光区域，通过光电转换将接收到的光子转化为电荷，以确定接收到的光信号情况；所述复位晶体管RST用于下一帧曝光开始前对光电二极管PD进行复位操作；所述电荷传输晶体管TX用于控制电荷-电压转换节点与光电二极管PD的导通，导通时允许光电二极管PD中的光生电子转移到电荷-电压转换节点；所述源极跟随器SF1用于将电荷-电压转换节点的电荷信号转换为电压信号,源极跟随器SF2用于在相关双采样CDS操作结束后将电容C2上电压信号输出；所述多功能晶体管PC用于负载时与源极跟随器SF1共同实现源极跟随器功能，用于开关时与MOS开关S3共同对电容C2进行复位；所述MOS开关用于控制电路的导通与关断，完成电容上的电荷存储功能；所述选择晶体管SEL用于控制像素信号的逐行输出；所述电容C1、C2分别用于存储复位信号和光信号。2.根据权利要求1所述一种实现像素内相关双采样的高速全局曝光像素结构，其特征在于：具体工作方式如下：（一）、曝光开始前，复位晶体管RST、电荷传输晶体管TX处于开启状态，rst、tx信号为高电位，对光电二极管PD和电荷-电压转换节点F...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐江涛，陈全民，高志远，查万斌，林鹏，
申请(专利权)人：天津大学青岛海洋技术研究院，
类型：发明
国别省市：