本申请公开了一种像素单元、像素阵列及相关本地控制单元、图像传感器及电子装置。其中像素单元的传输晶体管在读取周期中的第一时间段中的第二触发点从不导通状态转变为导通状态，以通过第一参考电压来复位光电二极管，传输晶体管维持导通状态第一预定时间后转变为不导通状态；以及传输晶体管在读取周期中的第二时间段中的第三触发点从不导通状态转变为导通状态，以使光电二极管中的电荷进入所述浮置扩散区域，传输晶体管维持导通状态第二预定时间后转变为不导通状态；其中在不同读取周期，第二触发点和第三触发点之间的时间差动态地改变。地改变。地改变。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】像素单元、像素阵列及相关本地控制单元、图像传感器及电子装置
[0001]本申请涉及一种电路，尤其涉及一种像素单元、像素阵列及相关本地控制单元、图像传感器及电子装置。
技术介绍
[0002]在图像传感器的领域中，高动态范围(High Dynamic Range,HDR)一直是设计者追求的目标之一，以往的做法是利用影像处理的方式，将以不同曝光时间得到的多张图像结合，最终在一张图像中呈现高动态范围的效果。
[0003]由于上述方案存在诸多不便以及改进的空间，因此，本领域研究的重点问题之一即放在如何以更低成本、更低耗电的高动态范围解决方案，来取代现有的做法。
技术实现思路
[0004]本申请的目的之一在于公开一种像素单元、像素阵列及相关本地控制单元、图像传感器及电子装置，来解决上述问题。
[0005]本申请的一实施例公开了一种像素单元，包括：浮置扩散区域；复位选择晶体管，耦接于所述浮置扩散区域与第一参考电压间，所述复位选择晶体管依据复位信号在读取周期中的第一触发点之前的第一时间段导通，以及在所述读取周期中的所述第一触发点之后的第二时间段不导通；光电二极管，耦接于第二参考电压；传输晶体管，耦接于所述光电二极管与所述浮置扩散区域间，用以在所述光电二极管及所述浮置扩散区域间进行栅控；源跟随晶体管，耦接至所述浮置扩散区域及所述第一参考电压，用以依据所述源跟随晶体管的电压增益以及所述浮置扩散区域的电压产生输出电压；以及行选择晶体管，耦接于所述源跟随晶体管，所述行选择晶体管依据行选择晶体管信号来选择性地导通以输出感测结果；其中所述传输晶体管在所述读取周期中的所述第一时间段中的第二触发点从不导通状态转变为导通状态，以通过所述第一参考电压来复位所述光电二极管，所述传输晶体管维持导通状态第一预定时间后转变为不导通状态；以及所述传输晶体管在所述读取周期中的所述第二时间段中的第三触发点从不导通状态转变为导通状态，以使所述光电二极管中的电荷进入所述浮置扩散区域，所述传输晶体管维持导通状态第二预定时间后转变为不导通状态；其中在不同所述读取周期，所述第二触发点和所述第三触发点之间的时间差动态地改变。
[0006]本申请的一实施例公开了一种像素阵列，包含：第一像素区块与第二像素区块，所述第一像素区块与所述第二像素区块各包含至少一个上述的像素单元；其中，在同一所述读取周期中，所述第一像素区块中的所述像素单元的所述第二触发点和所述第三触发点之间的时间差和所述第二像素区块中的所述像素单元的所述第二触发点和所述第三触发点之间的时间差不同。
[0007]本申请的一实施例公开了一种本地控制单元，用来控制上述的第一像素区块或第
二像素区块，所述本地控制单元耦接至所述第一像素区块或所述第二像素区块中的所述像素单元，并产生传输晶体管控制信号以控制所述像素单元中的所述传输晶体管，其中所述本地控制单元针对不同所述读取周期，动态地改变所述第二触发点和所述第三触发点之间的时间差，以等效地控制所述像素单元在各所述读取周期的曝光时间长度。
[0008]本申请的一实施例公开了一种图像传感器，包括：上述的像素阵列；上述的本地控制单元，对应地耦接至所述第一像素区块与所述第二像素区块；以及全域控制单元，用来产生所述曝光时间长度选择信号、所述多个曝光触发信号以及所述读出信号至各本地控制单元，以及产生所述复位信号以及所述行选择晶体管信号至所述第一像素区块与所述第二像素区块。
[0009]本申请的一实施例公开了一种电子装置，包括上述的图像传感器。
[0010]本申请提供的像素单元、像素阵列及相关本地控制单元、图像传感器及电子装置，可以在不增加像素阵列的硬件复杂度的情况下，直接得到高动态范围的单张图像。
附图说明
[0011]图1为本申请的图像传感器的像素阵列的实施例的示意图。
[0012]图2为本申请的图像传感器的像素阵列中的各像素区块中的一个像素单元的实施例的示意图。
[0013]图3为本申请的图像传感器的实施例的示意图。
[0014]图4为本申请的图像传感器在一个读取周期的操作的实施例的时序图。
具体实施方式
[0015]以下揭示内容提供了多种实施方式或例示，其能用以实现本揭示内容的不同特征。下文所述之组件与配置的具体例子系用以简化本揭示内容。当可想见，这些叙述仅为例示，其本意并非用于限制本揭示内容。举例来说，在下文的描述中，将一第一特征形成于一第二特征上或之上，可能包括某些实施例其中所述的第一与第二特征彼此直接接触；且也可能包括某些实施例其中还有额外的组件形成于上述第一与第二特征之间，而使得第一与第二特征可能没有直接接触。此外，本揭示内容可能会在多个实施例中重复使用组件符号和/或标号。此种重复使用乃是基于简洁与清楚的目的，且其本身不代表所讨论的不同实施例和/或组态之间的关系。
[0016]虽然用以界定本申请较广范围的数值范围与参数皆是约略的数值，此处已尽可能精确地呈现具体实施例中的相关数值。然而，任何数值本质上不可避免地含有因个别测试方法所致的标准偏差。在此处，「约」通常系指实际数值在一特定数值或范围的正负10％、5％、1％或0.5％之内。或者是，「约」一词代表实际数值落在平均值的可接受标准误差之内，视本申请所属
中具有通常知识者的考虑而定。当可理解，除了实验例之外，或除非另有明确的说明，此处所用的所有范围、数量、数值与百分比(例如用以描述材料用量、时间长短、温度、操作条件、数量比例及其他相似者)均经过「约」的修饰。因此，除非另有相反的说明，本说明书与附随申请专利范围所揭示的数值参数皆为约略的数值，且可视需求而更动。至少应将这些数值参数理解为所指出的有效位数与套用一般进位法所得到的数值。在此处，将数值范围表示成由一端点至另一端点或介于二端点之间；除非另有说明，此处所述
的数值范围皆包括端点。
[0017]图1为本申请的图像传感器的像素阵列的实施例的示意图。像素阵列1包含至少超过一个的像素区块，当像素阵列1用来截取图像时，在同一次截取图像的操作中，所述多个像素区块的曝光时间可被独立地控制，举例来说，所述多个像素区块的曝光时间可以依据亮度来对应地配置不同的曝光时间，也就是说在单次截取图像以产生单张图像的操作中，所述多个像素区块的曝光时间可以不同。通过以上的设计，可以在单张图像中达到高动态范围的效果。
[0018]本申请不针对将像素阵列1划分为多个像素区块的方法加以限制，例如在最极端的例子中，可以以一个像素单元为单位来划分像素区块，也就是各像素区块都仅包含一个像素单元。但一般的影像中不需如此精细地以像素单元为单位来控制曝光时间，因此本申请的实施例中，各像素区块都包含一个小型的像素阵列，例如16*16个像素单元构成的像素阵列，而整个像素阵列1可以包含例如是256*256个像素区块。也就是说，像素区块的数目范围可以是大于1且小于等于像素阵列1的所有像素单元的数目。
[0019]图2为本申请的图像传感器的像素阵列中的各像素区块中的一个像素单元的实施例的示意本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种像素单元，其特征在于，包括：浮置扩散区域；复位选择晶体管，耦接于所述浮置扩散区域与第一参考电压间，所述复位选择晶体管依据复位信号在读取周期中的第一触发点之前的第一时间段导通，以及在所述读取周期中的所述第一触发点之后的第二时间段不导通；光电二极管，耦接于第二参考电压；传输晶体管，耦接于所述光电二极管与所述浮置扩散区域间，用以在所述光电二极管及所述浮置扩散区域间进行栅控；源跟随晶体管，耦接至所述浮置扩散区域及所述第一参考电压，用以依据所述源跟随晶体管的电压增益以及所述浮置扩散区域的电压产生输出电压；以及行选择晶体管，耦接于所述源跟随晶体管，所述行选择晶体管依据行选择晶体管信号来选择性地导通以输出感测结果；其中所述传输晶体管在所述读取周期中的所述第一时间段中的第二触发点从不导通状态转变为导通状态，以通过所述第一参考电压来复位所述光电二极管，所述传输晶体管维持导通状态第一预定时间后转变为不导通状态；以及所述传输晶体管在所述读取周期中的所述第二时间段中的第三触发点从不导通状态转变为导通状态，以使所述光电二极管中的电荷进入所述浮置扩散区域，所述传输晶体管维持导通状态第二预定时间后转变为不导通状态；其中在不同所述读取周期，所述第二触发点和所述第三触发点之间的时间差动态地改变。2.如权利要求1所述的像素单元，其特征在于，在不同所述读取周期，所述第二触发点和所述第一触发点之间的时间差动态地改变。3.如权利要求1所述的像素单元，其特征在于，在不同所述读取周期，所述第一触发点和所述第三触发点之间的时间差固定不变。4.一种像素阵列，其特征在于，包含：第一像素区块与第二像素区块，所述第一像素区块与所述第二像素区块各包含至少一个如权利要求1至3中任一项所述的像素单元；其中，在同一所述读取周期中，所述第一像素区块中的所述像素单元的所述第二触发点和所述第三触发点之间的时间...
【专利技术属性】
技术研发人员：周健荣，徐嘉骏，
申请(专利权)人：迪克创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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