【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像传感器和包括其的图像处理设备，更具体地，涉及一种使用驱动混合快门的方法的图像传感器和包括其的图像处理设备。
技术介绍
1、图像传感器是将光学图像转换为电信号的装置。在诸如数字相机、摄像机、个人通信系统(pcs)、游戏装置、安全相机、医疗微型相机和机器人的各种领域中对高性能图像传感器的需求越来越大。
2、例如，在拍照模式下图像传感器可能需要高分辨率拍摄。另外，图像传感器可能需要在录像模式下优化的功能来捕获具有失真的视频。然而，目前适合于这些模式的高性能图像传感器使用大量电力(功率)并且尺寸大。因此，需要使用较少电力(功率)的较小图像传感器。
技术实现思路
1、本专利技术的至少一个实施例提供一种使用驱动混合快门的方法的图像传感器和包括其的图像处理设备，其可满足对小型化或低功率的需求，并且在操作模式提供优化的功能。
2、根据本专利技术的一方面，提供了一种图像传感器，包括：n(n是2以上的整数)个光电二极管，其分别响应于入射光而生成电荷并且彼此相邻；第一像素信号输出电路，其由n个光电二极管共享并且响应于第一模式信号将n个光电二极管各自的电荷量依次转换为第一像素信号，并且依次输出第一像素信号；以及第二像素信号输出电路，其包括由n个光电二极管共享的存储区域，响应于第二模式信号将一起存储在存储区域中的n个光电二极管的电荷量或与n个光电二极管的电荷量对应的电压转换为第二像素信号，并且输出第二像素信号。
3、图像传感器还可包括：n个第一模式晶体管
4、第一像素信号输出电路可包括：第一浮置扩散区域，其存储从连接到n个第一模式晶体管当中的导通状态的第一模式晶体管的光电二极管传输的电荷；第一源极跟随器，其放大与存储在第一浮置扩散区域中的电荷量对应的电压；以及第一选择晶体管，其响应于列选择信号而将与从第一源极跟随器输出的电压对应的第一像素信号输出到列线。
5、第一模式信号和第二模式信号可在不同的时间中的每一个被激活，并且第一像素信号输出电路可被包括在第二像素信号输出电路中。
6、图像传感器还可包括n个第二模式晶体管，每个第二模式晶体管包括连接到n个光电二极管当中的对应光电二极管的第一端和连接到第二像素信号输出电路的另一第二端，并且通过第二模式信号同时被选通。
7、第二像素信号输出电路可包括：传输晶体管，其包括连接到存储区域的第一端并且通过传输信号被选通；第二浮置扩散区域，其包括连接到传输晶体管的另一第二端的第一端并且存储从存储区域传输的电荷；第二源极跟随器，其放大与存储在第二浮置扩散区域中的电荷量对应的电压；以及第二选择晶体管，其响应于列选择信号将与从第二源极跟随器输出的电压对应的第二像素信号输出到列线。
8、该图像传感器还可包括：n个第一模式晶体管，每个第一模式晶体管包括连接到n个光电二极管当中的对应光电二极管的第一端和连接到第二浮置扩散区域的另一第二端，并且通过第一模式信号依次被选通，其中，当n个第一模式晶体管依次导通时，第二浮置扩散区域、第二源极跟随器和第二选择晶体管作为第一像素信号输出电路操作，第二浮置扩散区域依次存储从连接到n个第一模式晶体管当中的导通状态的第一模式晶体管的光电二极管传输的电荷，并且第二选择晶体管响应于列选择信号将与从第二源极跟随器输出的电压对应的第一像素信号依次输出到列线。
9、第二像素信号输出电路可包括：第二浮置扩散区域，其存储从n个光电二极管传输的电荷；第(2-1)源极跟随器，其将与存储在第二浮置扩散区域中的电荷量对应的电压传输到第一节点；预充电晶体管，其包括在第一节点处连接到第(2-1)源极跟随器的第一端并且响应于预充电信号对第一节点进行预充电；采样晶体管，其包括连接到第一节点的第一端和在第二节点处连接到存储区域的另一第二端，并且通过第一节点处的采样信号被选通；第(2-2)源极跟随器，其包括连接到第二节点的栅极并且放大与存储区域对应的电压；以及第二选择晶体管，其响应于列选择信号将与从第(2-2)源极跟随器输出的电压对应的第二像素信号输出到列线。
10、第一像素信号输出电路和第二像素信号输出电路中的至少一个可包括：浮置扩散区域；动态范围电容器，其用于扩展浮置扩散区域的容量；以及双转换增益晶体管，其在高照度模式下将动态范围电容器连接到浮置扩散区域并且在低照度模式下将动态范围电容器和浮置扩散区域分离。
11、n个光电二极管可在列方向上彼此相邻，并且第一像素信号输出电路和第二像素信号输出电路中的至少一个可由n个光电二极管以及在行方向上与这n个光电二极管当中的对应光电二极管相邻的另外n个光电二极管共享。
12、第一像素信号输出电路可响应于第一模式信号将n个光电二极管当中的一些光电二极管的电荷量转换为第一像素信号并且依次或同时输出第一像素信号，并且第二像素信号输出电路可响应于第二模式信号输出与n个光电二极管当中的剩余的光电二极管的电荷量对应的第二像素信号。
13、第一像素信号输出电路可响应于第一模式信号将n个光电二极管当中的一些光电二极管的电荷量转换为第一像素信号并且依次或同时输出第一像素信号。
14、第二像素信号输出电路可响应于第二模式信号输出与n个光电二极管当中的一些光电二极管的电荷量对应的第二像素信号。
15、第一像素信号输出电路可响应于第一模式信号使用卷帘快门驱动方法来操作，并且第二像素信号输出电路可响应于第二模式信号使用全局快门驱动方法来操作。
16、根据本专利技术的另一方面，提供了一种图像传感器，包括：n(n是等于2或更大的整数)个光电二极管，其分别响应于入射光生成电荷并且彼此相邻；n个第一模式晶体管，其在第一方向上彼此间隔开的同时与n个光电二极管当中的对应光电二极管的第一区域交叠；存储区域，其由n个光电二极管共享；以及n个第二模式晶体管，其在第一方向上彼此间隔开的同时与第二区域交叠，第二区域与n个光电二极管当中的对应光电二极管的存储区域相邻。
17、存储区域可形成在与n个光电二极管中的每一个间隔开的距离之和最小的位置上。
18、第一区域和第二区域可在对应光电二极管中彼此间隔开最大距离。
19、图像传感器还可包括第一浮置扩散区域，每个第一浮置扩散区域由n个第一模式晶体管当中的相邻第一模式晶体管共享。
20、n个第一模式晶体管可依次导通，n个第二模式晶体管可同时导通。
21、根据本专利技术的另一方面，提供了一种图像处理设备，包括：上述图像传感器；以及图像处理器，其从图像传感器接收与第一像素信号或第二像素信号对应的数字像素信号并且生成图像数据。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种图像传感器，包括：
2.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括n个第一模式晶体管，所述n个第一模式晶体管中的每一个包括连接到所述n个光电二极管当中的对应光电二极管的第一端和连接到所述第一像素信号输出电路的另一第二端并且通过所述第一模式信号依次被选通。
3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第一像素信号输出电路包括：
4.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第一模式信号和所述第二模式信号各自在不同的时间被激活，并且所述第一像素信号输出电路位于所述第二像素信号输出电路内。
5.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括n个第二模式晶体管，所述n个第二模式晶体管中的每一个包括连接到所述n个光电二极管当中的对应光电二极管的第一端和连接到所述第二像素信号输出电路的另一第二端并且通过所述第二模式信号同时被选通。
6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第二像素信号输出电路包括：
7.根据权利要求6所述的图像传感器，还包括n个第一模式晶体管，所述n个第一模式晶体管中的每一个包括连接到所述n个光电二极
8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第二像素信号输出电路包括：
9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一像素信号输出电路和所述第二像素信号输出电路中的至少一个包括：
10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述n个光电二极管在列方向上彼此相邻，并且所述第一像素信号输出电路和所述第二像素信号输出电路中的至少一个由所述n个光电二极管和在行方向上与所述n个光电二极管当中的对应光电二极管相邻的另外n个光电二极管共享。
11.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，在自动聚焦模式的第一阶段，所述第一像素信号输出电路响应于所述第一模式信号将所述n个光电二极管当中的一些光电二极管的电荷量转换为所述第一像素信号并依次或同时输出所述第一像素信号，并且，在所述自动聚焦模式的第二阶段，所述第二像素信号输出电路响应于所述第二模式信号输出与所述n个光电二极管当中的剩余的光电二极管的电荷量对应的所述第二像素信号。
12.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，在自动聚焦模式的第一阶段，所述第一像素信号输出电路响应于所述第一模式信号将所述n个光电二极管当中的一些光电二极管的电荷量转换为所述第一像素信号并依次或同时输出所述第一像素信号。
13.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，在自动聚焦模式的第二阶段，所述第二像素信号输出电路响应于所述第二模式信号输出与所述n个光电二极管当中的一些光电二极管的电荷量对应的所述第二像素信号。
14.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一像素信号输出电路响应于所述第一模式信号使用卷帘快门驱动方法来操作，并且所述第二像素信号输出电路响应于所述第二模式信号使用全局快门驱动方法来操作。
15.一种图像传感器，包括：
16.根据权利要求15所述的图像传感器，其中，所述存储区域形成在与所述n个光电二极管中的每一个间隔开的距离之和最小的位置。
17.根据权利要求15所述的图像传感器，其中，所述第一区域和所述第二区域在对应光电二极管中彼此间隔开最大距离。
18.根据权利要求15所述的图像传感器，还包括第一浮置扩散区域，每个第一浮置扩散区域由所述n个第一模式晶体管当中的相邻第一模式晶体管共享。
19.根据权利要求15所述的图像传感器，其中，所述n个第一模式晶体管依次导通，并且所述n个第二模式晶体管同时导通。
20.一种图像处理设备，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，包括：
2.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括n个第一模式晶体管，所述n个第一模式晶体管中的每一个包括连接到所述n个光电二极管当中的对应光电二极管的第一端和连接到所述第一像素信号输出电路的另一第二端并且通过所述第一模式信号依次被选通。
3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第一像素信号输出电路包括：
4.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第一模式信号和所述第二模式信号各自在不同的时间被激活，并且所述第一像素信号输出电路位于所述第二像素信号输出电路内。
5.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括n个第二模式晶体管，所述n个第二模式晶体管中的每一个包括连接到所述n个光电二极管当中的对应光电二极管的第一端和连接到所述第二像素信号输出电路的另一第二端并且通过所述第二模式信号同时被选通。
6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第二像素信号输出电路包括：
7.根据权利要求6所述的图像传感器，还包括n个第一模式晶体管，所述n个第一模式晶体管中的每一个包括连接到所述n个光电二极管当中的对应光电二极管的第一端和连接到所述第二浮置扩散区域的另一第二端，并且通过所述第一模式信号依次被选通，其中，当所述n个第一模式晶体管依次导通时，所述第二浮置扩散区域、所述第二源极跟随器和所述第二选择晶体管作为所述第一像素信号输出电路操作，所述第二浮置扩散区域依次存储从连接到所述n个第一模式晶体管当中的导通状态的第一模式晶体管的光电二极管传输的电荷，并且所述第二选择晶体管响应于所述列选择信号将与从所述第二源极跟随器输出的电压对应的所述第一像素信号依次输出到所述列线。
8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第二像素信号输出电路包括：
9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一像素信号输出电路和所述第二像素信号输出电路中的至少一个包括：
10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述n个光电二极管在列方向上彼此相邻，并且所述第一像素信号输出电路和所...
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