电荷耦合器件（ＣＣＤ）移位寄存器中的一个或多个电荷存储区域可包含未在复位操作中转移到复位泄露区的剩余电荷。通过将剩余电荷移动到相邻的电荷存储区域（６０４）并且使ＣＣＤ移位寄存器再次复位（６０６），图像传感器排出每个电荷存储区域的剩余电荷（６０２）。使ＣＣＤ移位寄存器复位、将剩余非图像电荷移动到相邻的电荷存储区域、以及使ＣＣＤ移位寄存器再次复位的过程可重复任意的次数。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及图像传感器的领域，特别涉及电荷耦合器件(CCD)图像传感 器。更特别地，本专利技术涉及从具有复位泄露区(reset drain)的图像传感器中的CCD移位 寄存器排出剩余电荷的系统和方法。
技术介绍
CCD图像传感器通过感光部位来捕捉图像，感光部位根据照射到感光部位上的 光的强度产生电荷。图1是根据现有技术的CCD图像传感器的俯视图。像素阵列100 包括成行和成列的像素102。每个像素包括响应于照射到感光部位上的入射光来产生电荷 的感光部位(未显示)。为了从像素阵列100读取积累的电荷，将垂直CCD移位寄存器 (未显示)设置在每列感光部位附近或者设置在每列感光部位中，以接收并向水平CCD移 位寄存器104移动积累的电荷。电荷通过垂直CCD移位寄存器逐行移动或者以并行过程 移动。水平CCD移位寄存器104从垂直CCD移位寄存器接收电荷，随后将每行积累电 荷逐个像素或者以串行的方式移动到输出放大器106。在图像曝光以及读出积累的图像相关电荷之前，清空CCD移位寄存器中所有的 非图像相关电荷，例如暗电流。这被称为复位或冲刷(flush)操作。在图像捕捉之前使 CCD移位寄存器复位可以令图像传感器输出所捕捉的图像的精确表达。图2(a)至图2(b) 是根据现有技术的CCD移位寄存器的复位操作的图示。非图像或多余的电荷200聚集在 CCD电荷存储区域202、204、206、208、210中，如图2(a)所示。执行复位操作以使非 图像电荷200从电荷存储区域202、204、206、208、210转移到复位泄露区(未显示)。 图2(b)显示了复位操作之后的电荷存储区域202、204、206、208、210。不幸的是，一些剩余非图像电荷212在复位操作之后仍余留在电荷存储区域206 中。制造缺陷常常会导致电荷存储区域206中的非图像电荷200不能完全转移到复位泄 露区。例如，栅的未对准、半导体衬底中的缺陷、以及添加的或缺少的材料会导致剩余 电荷在复位操作之后还余留在CCD的电荷存储区域中。当剩余的非图像电荷212余留在 CCD的一个或多个电荷存储区域中时，图像传感器不能产生所捕捉图像的精确表达。
技术实现思路
在对图像传感器中的一个或多个CCD移位寄存器执行第一次复位操作之后，任 何余留在一个或多个电荷存储区域中的剩余非图像电荷都被移动到相邻的电荷存储区域 中，CCD移位寄存器被第二次复位。电荷在CCD中可向前或向后移动到紧邻的电荷存储 区域或者移动到与初始电荷存储区域相距两个或更多个电荷存储区域的电荷存储区域。 使一个或多个CCD移位寄存器复位、将全部的剩余电荷移动到相邻的电荷存储区域、以 及再次使一个或多个CCD移位寄存器复位的过程可被重复任意的次数。定时信号发生器 产生时钟信号或者用于通过一个或多个CCD移位寄存器来移动电荷的信号。定时信号发 生器还产生用于使一个或多个CCD移位寄存器多次复位的一个或多个信号。一个或多个CCD移位寄存器可以是像素阵列中所包括的垂直CCD移位寄存器或者是从垂直CCD移 位寄存器接收电荷并且随后将电荷移动到输出放大器或其他读出电路的水平CCD移位寄 存器。结合附图阅读下面对根据本专利技术的实施例的详细描述以及所附的权利要求，将 更清晰地理解和认识本专利技术的上述及其他方面、目的、特征和优点。附图说明图1是根据现有技术的CCD图像传感器的俯视图；图2(a)至图2(b)是根据现有技术的CCD移位寄存器中的复位操作的图示；图3是根据本专利技术的实施例的图像传感器的俯视图；图4是根据本专利技术的实施例中如图3所示的像素阵列308中的一列306的简化的 方框图；图5是根据本专利技术的实施例中如图3所示的水平CCD移位寄存器310和泄露区 316的简化的方框图；图6是根据本专利技术的实施例从电荷耦合器件移位寄存器排出剩余非图像电荷的 方法的流程图；图7(a)至图7(d)是采用图8所示的定时的图6所示的方法的图示；图8是用于根据本专利技术的实施例中的电荷耦合器件移位寄存器中的复位操作的 示意性定时图；以及图9是能够使用实现根据本专利技术的实施例的如6所示的方法的图像传感器的成像 系统的方框图。具体实施例方式在接下来的具体实施方式中，参考作为本文一部分的以例示方式显示能够实 现本专利技术的示意性实施例的附图。就这点而言，参考所描述的附图中的方向使用诸如“上”、“下”、“前”、“后”、“首”、“尾”、“向前”、“向后”等等的方向 性术语。由于本专利技术的实施例的部件可设置在多个不同的方向，因此方向性术语的使用 仅仅是出于例示性目的而不是限制性的目的。在整个说明书和权利要求书中，下列术语表示与此处直接相关的含义，除非上 下文中明确指出其他的含义。当未限定部件的数量时认为部件的数量为一个或多个，“在……中”的含义包括“在……中”和“在……上”。术语“连接”表示连接项之间 的直接电连接或通过一个或多个无源或有源中间器件的间接连接。术语“电路”表示连 接在一起以提供所需功能的单一或多种有源或无源的部件。术语“信号”表示至少一个 电流、电压或数据信号。参考附图，在所有的图中，相同的附图标记表示相同的元件。参考图3，其显示了根据本专利技术的实施例的图像传感器的俯视图。图像传感器 300包括像素302，像素302排列成行304和列306以构成像素阵列308。像素阵列308 可具有任意数量的像素，例如，960行1280列像素。在根据本专利技术的实施例中，图像传 感器300被实现成电荷耦合器件(CCD)图像传感器。每个像素302包括感光部位(未显示)，感光部位根据照射在感光部位上的入射光量来产生电荷。在像素阵列308的读出过程中，电荷从每个感光部位转移到垂直CCD 移位寄存器(未显示)中的相邻的电荷存储区域，或者当CCD移位寄存器本身是感光部 位时，电荷仍保持在相同感光部位内。每一列306包括垂直CCD移位寄存器，垂直CCD 移位寄存器与像素阵列308中的其他垂直CCD移位寄存器并行地将电荷从电荷存储区域 垂直移动到电荷存储区域。由于像素阵列308中的全部垂直CCD移位寄存器并行地移动 电荷，因此垂直CCD移位寄存器也被本领域技术人员称为并行移位寄存器。电荷在图像 捕捉或读出操作之前从每个垂直CCD移位寄存器转移到相应的复位泄露区。然后，电荷从垂直CCD移位寄存器转移到水平CCD移位寄存器310，随后输出 到放大器312。水平CCD移位寄存器310也被本领域技术人员称为顺序或串行移位寄存 器。定时信号发生器314产生通过垂直CCD移位寄存器和水平CCD移位寄存器310移 动电荷所需的信号。电荷在图像捕捉或读出操作之前从水平CCD移位寄存器310转移到 复位泄露区316。尽管图3描绘了一个水平CCD移位寄存器310，但根据本专利技术的其他实施例不 限于该结构。根据本专利技术的其他实施例中的图像传感器可包括两个或更多个水平CCD移 位寄存器。图4是根据本专利技术的实施例中的如图3所示的像素阵列308中的一列306的简化 的方框图。每列306包括电荷存储区域402、404、406、408、410的列400、复位泄露区 412，以及位于电荷存储区域402、404、406、408、410和复位泄露区412之间的转移机 构414。转移机构414用于将电荷从每个电荷存本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种图像传感器，包括： 电荷耦合器件（ＣＣＤ）移位寄存器，其具有多个电荷存储区域； 复位泄露区； 转移机构，其位于所述ＣＣＤ移位寄存器和所述复位泄露区之间以将电荷从每个电荷存储区域转移到复位泄露区；以及 定时信号发生器，其用于启用所述多个电荷存储区域的第一复位，以便将所述多个电荷存储区域中的非图像电荷转移到复位泄露区，以及在执行第一复位之后产生时钟信号以将留在至少一个电荷存储区域中的任何剩余非图像电荷移动到各个相邻的电荷存储区域，然后启用第二复位以将剩余非图像电荷转移到复位泄露区。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-5-9 12/118,1311.一种图像传感器，包括电荷耦合器件(CCD)移位寄存器，其具有多个电荷存储区域；复位泄露区；转移机构，其位于所述CCD移位寄存器和所述复位泄露区之间以将电荷从每个电荷 存储区域转移到复位泄露区；以及定时信号发生器，其用于启用所述多个电荷存储区域的第一复位，以便将所述多个 电荷存储区域中的非图像电荷转移到复位泄露区，以及在执行第一复位之后产生时钟信 号以将留在至少一个电荷存储区域中的任何剩余非图像电荷移动到各个相邻的电荷存储 区域，然后启用第二复位以将剩余非图像电荷转移到复位泄露区。2.如权利要求1所述的图像传感器，其中所述转移机构包括多个转移栅，每个转移栅 与电荷存储区域相邻。3.如权利要求2所述的图像传感器，其中所述CCD移位寄存器包括水平CCD移位寄 存器。4.如权利要求2所述的图像传感器，其中所述CCD移位寄存器包括垂直CCD移位寄 存器，以及其中所述垂直CCD移位寄存器、所述复位泄露区、以及所述多个转移栅包含 在像素阵列内的像素的列中。5.如权利要求1所述的图像传感器，其中所述复位泄露区包括从所述CCD移位寄存 器中的所有电荷存储区域接收电荷的共用复位泄露区。6.如权利要求1所述的图像传感器，其中所述图像传感器设置在图像采集装置中。7.—种在图像传感器中将剩余非图像电荷从电荷耦合器件(CCD)移位寄存器排出到 复位泄露区的方法，其中所述CCD移位寄存器包括多个电荷存储区域，所述方法包括下 列步骤a)将非图像电荷从所述CCD移位寄存器转移到所述复位泄...
【专利技术属性】
技术研发人员：EJ梅森萨勒，
申请(专利权)人：伊斯曼柯达公司，
类型：发明
国别省市：US
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