【技术实现步骤摘要】
用于高动态范围图像传感器的多单元像素阵列
本专利技术大体上涉及图像传感器，且更具体地说，涉及高动态范围图像传感器。
技术介绍
标准图像传感器具有大约60到70dB的有限动态范围。然而，现实世界的亮度动态范围要大得多。例如，自然场景通常跨越90dB以及更大的范围。为了同时捕捉强光和暗影，高动态范围(HDR)技术已在图像传感器中使用以增大捕捉的动态范围。增大动态范围的最常见技术是将使用标准(低动态范围)图像传感器利用不同曝光设置捕捉的多重曝光合并到单个线性HDR图像中，这会得到比单次曝光图像大得多的动态范围图像。另一HDR技术将不同的曝光积分时间或不同的感光度(例如通过插入中性密度滤光片)并入到单个图像传感器中。所述单个图像传感器实际上可在单个图像传感器中具有2、3、4或甚至更多次不同曝光。因此，使用此HDR图像传感器可在单次拍摄中获得多重曝光图像。然而，与普通全分辨率图像传感器相比，使用此HDR传感器会减小总体图像分辨率。举例来说，对于将4次不同曝光组合到一个图像传感器中的HDR传感器，每个HDR图像将仅为全分辨率图像...
【技术保护点】
1.一种像素，其包括：/n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；/n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/n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。/n
【技术特征摘要】
20191105 US 16/674,9641.一种像素，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。
12.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括：
使用电耦合到所述至少一个第二光电二极管的横向溢流积分电容器收集由入射到所述至少一个第二光电二极管上的光所光生的所述图像电荷中的至少一些。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述在所述输出电路系统处接收由所述第一光电二极管中的所述每一者光生的所述图像电荷还包含从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的所述第一光电二极管接收所述图像电荷。
14.根据权利要求10所述的方法，其中所述输出电路系统包含输出放大器以生成所述输出信号，其中所述在所述输出电路系统处接收由所述一组第一光电二极管中的所述第一光电二极...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·索尔胡斯维克，
申请(专利权)人：豪威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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