图像传感器及其操作方法技术

本技术涉及图像传感器及其操作方法。根据实施例的图像传感器可以包括：像素阵列，多个像素通过共用线连接在像素阵列中；内部放大器，其被配置为对从多个像素中选择的目标像素的信号进行放大；开关，其被配置为控制目标像素的浮动扩散节点和多个像素中的候选像素的浮动扩散节点之间的连接，候选像素具有与目标像素相同的列地址；以及控制器，其被配置为输出用于控制开关的控制信号。出用于控制开关的控制信号。出用于控制开关的控制信号。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及其操作方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2022年5月20日提交至韩国知识产权局的第10
‑
2022
‑
0062340号韩国专利申请的优先权，其整体公开通过引用合并与此。


[0003]本专利公开涉及图像传感器，并且更具体地，涉及图像传感器及其操作方法。

技术介绍

[0004]大体上，图像传感器可以被分为电荷耦合装置(CCD)图像传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。最近，制造低廉、消耗低功耗且易于与外围电路集成的CMOS图像传感器已引起关注。
[0005]包括在智能手机、平板电脑、数码相机等中的图像传感器可以将从外部对象反射的光转换为电信号，以获取外部对象的图像信息。图像传感器可以包括用于放大图像信号的内部放大器以为弱光环境做准备。
[0006]内部放大器放大和输出从像素接收的信号。内部放大器的增益值在制造工艺期间被确定。为了在除弱光环境以外的环境中使用图像传感器，需要调整内部放大器的增益值。

技术实现思路

[0007]根据本公开的实施例，图像传感器可以包括：像素阵列，多个像素通过共用线连接在像素阵列中、内部放大器，其被配置为对从多个像素中选择的目标像素的信号进行放大、开关，其被配置为控制目标像素的浮动扩散节点和候选像素的各个浮动扩散节点之间的连接，在多个像素中，候选像素具有与目标像素相同的列地址，以及控制器，其被配置为输出用于控制开关的控制信号。候选像素可以位于与目标像素相同的共用线上。
[0008]根据本公开的实施例，图像传感器可以包括：像素，其包括光传感器、输入晶体管以及浮动扩散节点，其中，光传感器被配置为基于所接收的光而生成光电荷、输入晶体管基于光电荷生成信号、以及浮动扩散节点将光传感器与输入晶体管进行连接、内部放大器，其被配置为对像素的信号进行放大、开关，其被配置为在像素中的具有相同列地址的候选像素的浮动扩散节点之间进行连接、以及控制器，其被配置为从像素中确定输出信号的目标像素以及确定浮动扩散节点连接到的至少一个或更多个虚拟像素，以及调整内部放大器的增益值。
[0009]根据本公开的实施例，操作图像传感器的方法可以包括：确定虚拟像素，该虚拟像素的浮动扩散节点连接到像素阵列中所包括的像素中的输出信号的目标像素的浮动扩散节点、输出控制信号，该控制信号用于操作连接到虚拟像素的开关、以及输出目标像素和虚拟像素连接到的第一复合像素的信号。
附图说明
[0010]图1是示出根据本公开的实施例的图像传感器的示意图。
[0011]图2是示出包括在图1的像素阵列中的像素的示意图。
[0012]图3是示出根据本公开的实施例的像素阵列的部分和内部放大器的示意图。
[0013]图4是示出根据本公开的实施例的输入到晶体管的信号和目标像素的信号的示意图。
[0014]图5是示出根据本公开的实施例的候选像素和虚拟像素的示意图。
[0015]图6是示出根据本公开的又一个实施例的多个虚拟像素的示意图。
[0016]图7是示出根据本公开的实施例的调整内部放大器的增益值的方法的流程图。
[0017]图8是示出根据本公开的实施例的包括图像传感器的电子设备的框图。
具体实施方式
[0018]对根据在本说明书或申请中公开的概念的实施例的特定结构或功能描述进行说明以描述根据本公开的概念的实施例。根据本公开的概念的实施例可以以各种形式来执行，并且描述不限于本说明书或申请中所描述的实施例。将理解的是，当元件、节点或晶体管等被称为“连接到”或“耦接到”另一个元件、节点或晶体管等时，其能够直接地连接或耦接到其他元件、节点或晶体管等，或者介于中间的元件、节点或晶体管等可以存在。相反，当元件、节点或晶体管等被称为“直接连接到“或”直接耦接到“另一个元件、节点或晶体等时，则没有介于中间的元件、节点或晶体管等存在。
[0019]在下文，参考附图来描述本公开的实施例。
[0020]本公开的实施例提供图像传感器及其操作方法，该方法通过并联连接目标像素和虚拟像素来调整内部放大器的增益值。
[0021]根据本技术，在实施例中，可以提供能够通过改变已被制造的像素的输入电容值来调整内部放大器的增益值的图像传感器。
[0022]图1是图示出根据本公开的实施例的图像传感器的示意图。
[0023]参考图1，图像传感器100可以包括像素阵列110、行解码器120、控制器130、信号转换器140和输出缓冲器150。
[0024]像素阵列110可以包括用于输出包括在入射光中的色彩信息的多个像素。具体地，多个像素中的每一个可以积累根据入射光生成的光电荷以及生成与所积累的光电荷相对应的像素信号。像素传感器单位单元或本文称为像素中的每一个可以包括将光信号转换为电信号的光电转换元件(例如，光电二极管、光电晶体管、光电门或钉扎光电二极管(pinned photodiode))，以及用于处理信号的至少一个晶体管。
[0025]像素阵列110中包括的像素可以参考图2详细描述。
[0026]像素阵列110可以包括布置在行方向和列方向上的多个像素。针对每一行，像素阵列110可以生成多个像素信号。多个像素信号中的每一个可以是模拟型像素信号。
[0027]像素阵列110可以包括滤色器阵列，该滤色器阵列包括仅通过入射到每一个像素的光的特定波长(例如，红色、蓝色和绿色)的滤色器。像素信号可以表示通过滤色器阵列的特定波长的光的强度。
[0028]在本公开的实施例中，在像素阵列110中生成的像素信号可以经由内部放大器放
大。
[0029]行解码器120可以响应于地址和从控制器130输出的控制信号而从像素阵列110中布置有多个像素的多个行中选择一个行。
[0030]控制器130可以生成用于控制图像传感器100的控制信号。控制器130可以通过输出所生成的控制信号来控制图像传感器100中包括的开关的开/关操作。
[0031]信号转换器140可以包括内部放大器，该内部放大器对由像素阵列110生成的像素信号进行放大。信号转换器140可以从像素阵列110的列中的每一个列接收像素信号，以及可以根据内部放大器的增益值改变像素信号的大小。
[0032]信号转换器140可以将多个模拟型像素信号转换为多个数字型像素值。多个数字型像素值可以以多种模式输出。信号转换器140可以响应于从控制器130输出的控制信号而对从像素阵列110输出的信号中的每一个执行相关双采样(CDS)，对被执行CDS的信号中的每一个执行模数转换，以及输出数字信号中的每一个。
[0033]信号转换器140可以包括相关双采样(CDS)块和模数转换器(ADC)块。CDS块可以对提供给像素阵列110中包括的多个列线中的每一个的参考信号和图像信号集进行顺序地采样和保持。也就是说，CDS块可以对与每一列相对应的参考信号的电平和图像信号的电平进行采样和保持本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，包括：像素阵列，其包括多个像素连接到的多个共用线；内部放大器，其对从所述多个像素中选择的目标像素的信号进行放大；开关，其控制所述目标像素的浮动扩散节点和候选像素的相应浮动扩散节点之间的连接；以及控制器，其输出用于控制所述开关的控制信号，其中，所述候选像素位于与所述目标像素相同的共用线上。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述内部放大器对参考像素的信号和所述目标像素的信号进行比较，所述参考像素位于与所述目标像素相同的共用线上。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述内部放大器输出信号，所述信号具有基于连接到所述目标像素的浮动扩散节点的虚拟像素的相应浮动扩散节点的数量而确定的大小，以及其中，所述候选像素的至少一个或更多个是所述虚拟像素。4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，所述控制器输出第一控制信号，所述第一控制信号用于增加连接到所述目标像素的浮动扩散节点的所述虚拟像素的数量。5.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，所述控制器输出第二控制信号，所述第二控制信号用于减少连接到所述目标像素的浮动扩散节点的所述虚拟像素的数量。6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个像素中的每一个包括：光传感器，其基于所接收的光来生成光电荷；传输晶体管，其将所述光传感器和包括所述传输晶体管的像素的所述浮动扩散节点进行连接；复位晶体管，其对积累在包括所述传输晶体管的所述像素的所述浮动扩散节点的电荷进行复位；输入晶体管，其具有连接到包括所述传输晶体管的所述像素的所述浮动扩散节点的栅极；以及选择晶体管，其输出所述输入晶体管的电压。7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，在所述候选像素中，所述目标像素的选择晶体管的漏极连接到选择晶体管的漏极，所述目标像素的复位晶体管的漏极连接到复位晶体管的漏极，以及所述目标像素的输入晶体管的源极与输入晶体管的源极相连接。8.根据权利要求7所述的图像传感器，其中，所述控制器基于所述目标像素的信号的大小而生成用于控制所述开关中的每一个的开和关操作的所述控制信号。9.根据权利要求8所述的图像传感器，其中，所述内部放大器基于所述目标像素和所述浮动扩散节点根据所述控制信号而连接到的所述虚拟像素的数量来调整输出信号的大小。10.一种图像传感器，包括：像素，其包括光传感器、输入晶体管以及浮动扩散节点，所述光传感器基于所接收的光生成光电荷，所述输入晶体管基于所述光电荷生成信号，以及浮动扩散节点连接所述光传感器和所述输入晶体管；内部放大器，其对所述像素的信号进行放大；开关，其连接在所述像素中的、具有相同列地址的候选像素的浮动扩散节点之间；以及控制器，其从所述像素中确定输出信号的目...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴儒珍，朴韩率，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：