具有采样器阵列的图像传感器的制作方法

专利名称：具有采样器阵列的图像传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种图像传感器，更具体地但不仅限于TDI传感器(即“时间延迟积分线性传感器”)，在该TDI传感器中，通过在场景垂直于行在传感器的前方通过时相继观察该场景的同一条线的若干感光行所拍摄的连续图像的相加来重构所观察的场景的一条线点的图像。
背景技术：
例如，这些传感器用在用于通过卫星观察地球的系统中。它们包括若干感光像素的平行行；相对于场景和传感器的相对位移来同步控制各个行的电路的排序(控制曝光时间，然后控制读取光生电荷)，以此方式传感器的所有行看见所观察的场景的一条线。然后，针对所观察的线的每一点逐点地将所生成的信号加在一起。
以传感器的行的数量N的平方根的比提高理论上的信噪比。这个数量取决于应用(エ业控制、地面观察、全景牙科放射照相或乳房放射照相)而可以从数行至一百行左右不
坐寸o在CXD图像传感器((XD 电荷耦合器件”)中，与场景和传感器的相对位移同歩，通过将先前行所产生的电荷转移至像素行中而自然地发生信号的逐点相加且没有读取噪
曰 在专利申请W02008034794中，基于CMOS技术提供具有有源像素、在TDI模式下エ作的图像传感器。因为有源像素不通过电荷转移工作而向列导线上供应电压，所以不存在从行到行的电荷转移。为了执行对应于由像素的多个行看见的同一图像线的信号的相加，使用模数转换以提供每ー像素的输出的数字表示和来自在其通过期间所相继看见图像点的N个像素的N个数字值，并将其加在一起。然而，在该申请中所描述的原理不允许由真相关双采样进行的信号读取，而仅允许伴随有kTC型的噪声的伪相关双采样进行的信号读取，这限制了在低照度条件下检测的可能性。

发明内容
本发明的目的是通过在允许针对所有行的共用积分时间的同时允许利用真相关双采样的读取操作来修正该缺陷。为此目的，如果传感器包括通过连续寻址每一行读取的N行像素(姆行具有P个像素)，则通过具有N行处理电路(姆行具有P个单独的处理电路)的辅助矩阵来执行来自这些像素的模拟信号的采样，每一所述单独处理电路均包括相应的采样电路；一行的P个处理电路中每ー个接收作为输入端的P个列导线中的ー个，以便能够对来自像素的信号进行逐行采样。复位电位电平逐行连续地施加至所有列导线上，并且在NXP采样电路中对其进行逐行采样；然后将有用信号逐行施加至列导线上，并且对其进行逐行采样，所述有用信号相对參照每ー像素的复位电位电平。可以通过単独处理电路来执行采样信号的模数转换和所转换的信号的数字求和。此外，这种类型的结构允许形成即时矩阵图像传感器(即不能够图像位移和电荷积分，因此不能够求和)，所述即时矩阵图像传感器具有能够以为所有行所共用的积分时间和使相关开关噪声最小化的真相关双采样来工作的特性。因此，根据本发明的ー种限定，这里提供了一种能够信号积分的扫描图像传感器，其具有N行感光像素,姆行具有P个感光像素,一行中的第j个像素由使用MOS晶体管的电路形成，所述扫描图像传感器包括连接至行寻址导线的行选择输入端和连接至第j个列导线的输出端，所述行寻址导线为所述行的像素所共用，所述列导线为同一第j列的属于各个行的N个像素所共用，所述传感器包括电路，所述电路用于N个像素行中的每一行的连续寻址，以便每次向所述列导线施加P个复位电位以及对应于在同一积分周期T期间在所寻址的行的P个像素中的电荷的积分的P个模拟信号，并且所述传感器还包括信号数字化电路，其特征在于所述数字化电路包括-N行处理电路，每行具有P个处理电路，第i行第j列的每ー处理电路均包括用于进行信号的相关双采样的各个采样器，所述信号出现在第j个列导线上并且对应于所有行在同一积分时间期间对图像点的观察，以及
-模数转换装置，用于提供所采样的所述模拟信号的数字值，-数字加法装置，用于将由第i行第j列的所述处理电路转换的且对应于积分周期T的信号与由先前行的所述处理电路转换的且对应于在先前的积分周期期间对同一图像点的观察的数字信号加在一起，以及-提取装置，用于在每ー积分周期结束时从最后一行的所述数字加法装置提取内容。所述采样器被配置为执行相关双采样，所述相关双采样包括对应于复位之后的像素的存储节点的电位的复位电位的采样以及对应于将电荷转移至所述存储节点之后的所述存储节点的电位的有用电位的采样，其中所述复位电平对应于从所述存储节点清空电荷，所述有用信号电平对应于接着所述清空将电荷重新填充至所述存储节点中。然后，形成处理电路的部分的所述采样器优选地包括用于首先存储将复位脉冲施加至像素的复位晶体管之后的复位电位电平，然后存储将转移脉冲施加至转移晶体管之后的信号电平的装置；然后，模数转换装置转换这两个电平之间的差。所述复位脉冲和所述转移脉冲为所述N行的所有像素所共用。在一个优选的实施例中，每ー像素是使用MOS技术的有源像素，并且包括光电ニ极管、用于电荷的存储节点、便于允许电荷从所述光电ニ极管转移至所述存储节点的转移晶体管、用于使所述存储节点的电位复位的复位晶体管、用于生成表示所述存储节点中的电荷量的电位的跟随器晶体管、以及用于将所述跟随器晶体管连接至所述列导线的行选择
晶体管。所述传感器包括用于发出共用复位信号(RST)的装置，所述共用复位信号用于同时导通矩阵的所有所述复位晶体管；用于发出共用转移信号(GTRA)的装置，所述共用转移信号用于同时导通所述矩阵的所有所述转移晶体管；用于在共用复位命令之后且在共用转移命令之前针对每一行相继控制复位电位的采样、然后在所述转移命令之后针对每一行相继控制有用电位的采样的装置。第i行第j列的处理电路的所述数字加法装置优选地连接至前一第i_l行的处理电路的输出端，以便从其接收在先前的积分期间所执行的数字加法的結果，并且所述数字加法装置被设计为将所述结果与由当前的模数转换所产生的数字值相加。所述模数转换装置和用于将数字值相加的装置优选地分布在各个处理电路中，并且所述传感器包括用于从N行处理电路(每行具有P个处理电路)中的至少一行提取在所述行的每ー像素中执行的加法的結果。物理上，所述传感器包括感光像素矩阵和处理电路矩阵的井置，每一所述感光像素均具有四个晶体管，所述处理电路位于像素矩阵的外側。在一个优选实施例中，同一行寻址电路可以用于像素的行的寻址和处理电路的寻址这两者，以便允许在第i行的处理电路中再次采样来自第i行的像素的信号。在此情况下，从处理电路的最后一行系统地提取加法的結果。所述模数转换装置优选地是斜坡转换器，在每ー处理电路中所述斜坡转换器包括比较器和计数器，当线性电压斜坡施加至所述比较器的输入端上时，所述计数器以固定速率计数直到所述比较器进行切换为止。所述计数器与待转换的采样信号成比例地増加。然后，所述数字加法装置是设计为以前ー处理电路提供的值来初始化所述计数器的所述计数器的复位输入端。第i行第j列的辅助电路的计数器的输出端连接至第i + 1行第j列的处理电路的计数器的输入端，以便在对应于积分周期的模数转换之前在后者中输入对应于第i行和前ー积分周期的結果。第i行第j列的数字化电路的计数器包括连接至前一行同一列的计数器的输出端的复位输入，以便在模数转换开始之前利用包含在前一第i_l行同一列的计数器中的结果来使第i行第j列的计数器初始化。其结果是在所述斜坡结束时第i个电路的计数器的内容，对应于由像素接收的光量和由第i_l个计数器所提供的先前的内容的加法，由第i_l行的计数器所提供的先前的内容其自身来自于先前的加法，以此类推。


根据阅读參照附图作出的以下详细描述，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，在附图中图I示出了根据本发明的传感器的大体结构；图2示出了具有四个晶体管的CMOS像素的电路图；图3示出了传感器的工作时序图；图4示出了第i行第j列的处理电路的基本结构；图5示出了在将同一列中的处理电路连接在一起以便将先前行的结果与新的模数转换加在一起的情况下，同一列中的处理电路的整体连接结构。
具体实施例方式在图I中，可以看见根据本发明的能够电荷积分的扫描数字图像传感器的大体结构。所述传感器包括对光敏感的N行像素的矩阵MT1，每行具有P个像素。在图像相对于传感器的位移期间，N行中的每一行相继看见同一图像线，并且将N行的信号逐像素同步地加在一起。所述像素是CMOS型像素，通常均包括光电ニ极管和一些晶体管。同一第i行(i=l至N)的像素连接至行Li的同一导线，其允许所述行的所有像素被同时寻址。第j列(j =I至P)的像素都连接至同一列导线Ccj。当所述行Li被寻址时，该行的每ー像素Pm连接至对应的列导线Ccj，以便在其上施加表示在给定积分时间T期间像素Pm的照度的模拟信号。为此目的，所述行导线Li接收用于寻址行解码器DELl的信号。所述列导线Ccj形成像素矩阵MTl的输出导线。具有M行处理电路(每行具有P个处理电路)的第二矩阵MT2与像素矩阵MTl相关联，并且具有作为输入端的列导线Ccj。第i行第j列的每ー处理电路Ci, j包括基本采样器-阻断器。所述采样器-阻断器连接至列导线Ce j，以便从列导线Ccj接收待采样的模拟信号。通过行解码器DEL2的行导线在行中寻址所述采样器-阻断器，采样器-阻断器是行寻址的，并且这些采样器-阻断器単独地接收出现在列导线上的模拟信号。如将要看见的那样，在某些情况下，解码器DEL2可以与解码器DELl相同；但是，在采样器行必须从像素的不同行接收在每一新积分周期时的电位电平的情况下，解码器是分离的。
优选地，每ー单元Cm不仅包括相应的采样器-阻断器，还包括基本模数转换器和基本求和装置。包括P个输出単元(与列一祥多)的输出电路CS允许从矩阵MT2提取数字信号，所述数字信号是由矩阵MTl的若干行相继观察同一图像线而获得的若干基本信号的相加的結果。从矩阵MT2提取的该图像线的结果可以在输出S上读取。例如，所述输出以串联模式产生，P个单元中的每ー个相继将数字信号提供至输出S上；在等于积分时间的时间T之后，周期性地提取下一图像线的結果。由控制电路ADCCTRL控制用于矩阵MT2中寻址的行的采样和模数转换功能。由排序电路SEQ提供传感器的工作的常规排序。可以提供两种类型的常规排序，来进行来自由矩阵MTl的N个像素行所相继看见的同一图像线的信号的数字累加。ー种排序过程使用用于将模拟信号从矩阵MTl的行传输至矩阵MT2的行的循环排列和用于从矩阵MT2的行传输至输出电路CS的循环排列。优选地，另ー种排序过程不使用循环排列。当存在利用循环排列的排序吋，需要解码器DEL2，来进行不同于矩阵MTl的行的寻址的矩阵MT2的行的寻址，并且从循环排列的N行之中指定一行以将其内容提取至输出电路CS。现在将具体描述不利用排列的优选的排序。在积分时间T期间像素的第一行(i=l)看见图像线。将该行的模拟内容转移至矩阵MT2的第一行(i=l)，对该模拟内容进行采样并将其转换成数字，并且存储在该行中。然后，在对应于周期T的距离增大而带来的位移之后，矩阵MTl的第二行(i=2)看见该同一图像线。将该第二行转移至矩阵MT2的第二行，对其进行采样、转换，并将其与先前存储在第一行(i=l)的内容相加。在此期间，矩阵MTl的像素的第一行看见第二图像线，并且将该第一行的内容再次转移至矩阵MT2的第一行中。以此方式继续该过程，在每一新积分周期，将像素的矩阵的每ー第i行转移至矩阵MT2的同一第i行；对其进行采样、转换、并且将其与前一第i_l行的内容相加。在第N个积分周期结束时，換言之，在时间NXT之后，所述矩阵的最后一行(第N行)包括对应于由矩阵MTl的N行所看见的第一图像线的信号的相加。输出电路提取矩阵MT2的第N行的内容并且将该内容复位为零。在第N+1个周期结束时，矩阵MT2的最后一行包括对应于由所述矩阵的N行所看见的第二图像线的信号的相加。提取该内容，并将其复位为零，等等。因此，不存在对矩阵MT2中的存储的寻址的任何循环排列；总是发生从矩阵MTl的第i行至矩阵MT2的第i行的转移；也不存在对从矩阵MT2的信号提取的任何循环排列；总是发生从第N行的所述提取；与对于寻址的这种简化相比，有必要将先前存储在矩阵MT2的任何给定的第i_l行中的内容系统地转移至第i行中。发生该转移的周期等于积分时间T。这在每一新的模数转换之前发生，并且将(由前ー积分周期产生的)所转移的内容与当前模数转换的结果相加。采样信号的时序图无论用于来自像素的矩阵的N行的数字信号的累加的排序的类型如何，由于本发明，可以使用带有四个或五个晶体管的CMOS像素，该CMOS像素以对于像素的所有行在同一时间开始且对于所有行在同一时间结束的积分时间工作。此外，将要详细说明的时序图允许执行真相关的双采样。 回想一下，双采样包括对复位电平和有用信号电平分别进行采样。真相关双采样包括复位用于存储(像素中的)电荷的节点的电位，然后对复位电平进行采样，然后将在积分时间T期间由光电ニ极管积分的电荷转移至所述存储节点中，然后对产生的有用信号电平进行采样，最后得到两个采样信号之间的差。伪相关双采样包括首先将在时间T期间积分的电荷转移至存储节点，然后，对有用信号电平进行采样，然后复位存储节点，然后对复位电平进行采样，最后得到两个采样信号之间的差。然而，在第二种情况下，比较使用将会用于后续积分周期的复位电平，而不是用于进行中的周期的复位电平，这正是为什么不认为是真相关双采样的原因。虽然，在原理上，复位电平在每个周期是相同的，但是，存在因复位电阻器所致的kTC型开关噪声，所述噪声未用伪相关双采样消除。重要的是应当注意带有四个或五个晶体管的像素的通常矩阵允许真相关双采样，但仅在它们以称为“滚动快门模式(rolling shutter mode)”的模式工作的情况下,换言之，积分时间在各行之上步进式分布并且不为所有行所共用的模式。带有五个晶体管的像素通常允许积分时间为所有行所共用；然而，在这种情况下，它们不允许执行真相关双采样，但仅仅允许伪相关双采样。根据本发明，可以利用四个晶体管(可以提供可选的第五个晶体管以便减小曝光时间)以及利用为所有行所共用的积分时间和真相关双采样这两者来进行工作。图2示出了使用CMOS技术且带有四个晶体管Tl至T4和光电ニ极管I3D的有源像素的结构；节点NI表不光电ニ极管的阴极；其收集由光在光电ニ极管内产生的电荷；转移晶体管Tl将节点NI连接至用于存储电荷的节点ND ;晶体管Tl仅由转移信号GTRA导通短暂的时间段，转移信号GTRA允许将在积分时间T之后在光电ニ极管内累加的电荷从光电ニ极管转移至节点ND。转移信号GTR为矩阵的所有像素所共用。可以通过复位晶体管T2将用于电荷的存储节点ND复位为基准电位Vref，以便清空在前ー积分周期期间在节点ND所累加的电荷，由此使该节点变为复位电位。为此目的，通过为矩阵的所有像素所共用的复位信号RST使晶体管T2导通短暂的时间段。存储节点ND还连接至跟随器晶体管T3的栅极，跟随器晶体管T3的漏极处于基准电位Vref (或者其它固定电位，诸如电源电压Vdd等)，并且跟随器晶体管T3的源极匹配(在栅极-漏极电压降内)由栅极假定的电位，即存储节点ND的电位。借助于行选择晶体管T4，将跟随器晶体管T3的源极连接至列导线Ccj，列导线Ccj为第j列的所有像素所共用。使行选择晶体管T4由信号LSELi导通，信号LSELi是第i行的寻址信号且为该行的所有像素所共用。存在N个行选择信号LSEL1至LSELn。图3中示出了在本发明中使用的时序图。发出短暂的复位信号RST;其为矩阵的所有像素所共用。它使所有像素的存储节点变为复位电位电平。然后，由信号LSEL1选择像素矩阵MTl的行I和矩阵MT2的行I ;将行I的像素的存储节点的复位电平施加至将矩阵MTl连接至矩阵MT2的列导线；然后，借助于为行I的所有这些采样器-阻断器所共用的采样信号SHR1，在矩阵MT2的行I的采样器-阻断器中对这些复位电平进行采样。随后，由信号LSEL2至LSELn —个接ー个地相继选择所有行，并且在行选择期间，每次对在矩阵MT2的对应行中的对应的复位电平进行采样。因此，特定于矩阵MT2的行i的 第一采样信号SHRi允许对来自矩阵MTl的同一第i行的像素的且由选择信号LSELi寻址的复位电平在该第i行中进行采样。在初始排序结束吋，矩阵MT2的每ー采样器-阻断器均包括矩阵MTl的各个像素的复位电平。然后，将定义积分时间的结束(和下一周期的开始)的短暂的转移信号GTRA施加至整个矩阵MTl。像素的存储节点ND接收在前一积分时间期间对应于其相应照度的电荷量。这些电荷由光电ニ极管提供，完全清空所述光电ニ极管，并且准备新的积分时间。由信号LSEL1至LESLn在矩阵MTl中且同时在矩阵MT2中一个接ー个地再次相继选择所有行，并且每次对有用信号的相应电平进行采样。对特定于矩阵MT2的行i的第二采样信号SHSi允许对来自矩阵MTl的行i的像素的且由选择信号LSELi寻址的有用信号的电平在矩阵MT2的同一第i行内进行采样。在该排序结束时，除了先前存储的复位电平，矩阵MT2的每ー采样器-阻断器还包括矩阵MTl的各个像素的有用信号电平。复位电平实际上在对存储节点的重新填充之前，而不是在该重新填充之后，并且能够执行真相关双采样。在矩阵MT2的处理电路Cm中执行的模数转换为每一像素提供了有用信号电平与复位电平之间的差的数字值。对所有像素同时执行该转换。在有用信号SHSn的最后采样之后和行上的新全局复位信号RST发出之前的积分时间期间执行该转换。用于模数转换的时间间隔在图3中用高脉冲CONV来表示。如下文将要解释的，如果转换在计数器的帮助下完成，则计数器以时钟CLK的频率计数一段时间，该段时间取决于将要转换的值。在该时间结束时读取转换的結果。取决于所采用的排序模式，转换的结果与先前存储在矩阵MT2的同一处理电路Ci,j中的结果相加，或者与先前存储在前一行中同一第j列的电路Cg, j中的结果相加。这里认为排序没有利用循环排列，并且应用的是第二种情況。在转换使用计数器来提供转换的结果的情况下，计数器的内容的读取优选地包括将计数器的输出转移至下一行中同一第j列的计数器的复位输入端，以使得该计数器在下ー积分周期期间从初始非零内容开始。在数字转换的结束之后，高脉冲SHIFT_EN表示计数器的最終内容朝向下一行的计数器的复位输入端移位的事实。就第一行而言，其初始内容被系统地设定为零。然而，在模数转换CONV的结束之后且在内容转移脉冲SHIFT_EN的发出之前，读取计数器的最后一行的内容(读取脉冲READ_N)，所述内容包括所寻找的积分結果。图4示出了矩阵MT2的第i行第j列的处理电路Ci, j的基本电路图，该处理电路在其自身内使用了単独的斜坡模数转换器。转换器使用了计数器CPTi, j,比较器CMPi, j、和为整个矩阵MT2所共用的线性电压斜坡。在该示例中，第i行第j列的采样器-阻断器包括两个存储电容器CRi, j和CSi, j,用于存储复位电平的存储电容器CRi,j在第一米样信号SHRi的时间时出现在列导线Ccj上，用于存储有用信号电平的存储电容器CSi, j在第二米样信号SHSi的时间时出现在该同一列导线Ccj上。
第一电容器CRi, j具有处于基准电位CLMP的端子。第二电容器CSi, j具有连接至端子RMP的端子，端子RMP从由电位CLMP开始的斜坡产生器(未示出)接收电压斜坡(原理上是线性的)。计数器CPTm以为整个矩阵所共用的时钟CLK所提供的固定频率进行计数。计数器在斜坡开始爬升的同时开始计数。控制信号C0UNT_EN定义了转换的开始(图3中的C0NV)，并且用于触发计数器的计数和斜坡的开始这两者。由比较器的输出端的信号STOP触发计数器的停止。当斜坡的电平使得比较器的两个输入端上的电位变为相同吋，比较器CMPi, j进行切换并中断计数。在计数器停止时其内容与斜坡达到特定电平所花的时间成比例，并且这个时间与存储在电容器CSy中的有用信号和存储在电容器CRy中的复位信号之间的差成比例(如果斜坡是线性的)。有用信号的电位比基准电位CLMP更负，并且使用升高的电压斜坡。下降斜坡可以应用于其它电容器的管脚。计数器包括时钟输入端(CLK)、开始输入端C0UNT_EN、计数停止输入端(STOP)、用于接收初始内容的输入端SHIFT_IN (在利用循环排列的排序的情况下，这可以是零复位输入端)、用于授权初始内容的加载的输入端SHIFT_EN、以及最后是向下一行的计数器提供计数器的内容的输出端SHIFT_0UT。对于最后一行，输出端SHIFT_0UT向输出电路CS提供同一的图像线的N次观察的累加的結果。对于第一行，由于在不利用循环排列的排序的情况下，由于在每个新的转换之前第一行必须复位为零，因此输入端SHIFT_IN接收计数器的零复位值。图5示出了当以此方式完成模数转换时矩阵MT2的大体结构。应当注意，该图像传感器的重要优点是它可以用作即时图像传感器(不以信号扫描和积分模式工作)，该即时图像传感器能够在积分时间为矩阵的所有行所共用且真相关双采样这两者的情况下工作。在此情况下，应当理解不必出现数字求和装置和排列装置，并且足以通过使用图3中的时序图(不仅是通过读取第N行而是读取矩阵MT2的所有行)来在每ー持续时间为T的采样周期结束时从矩阵MT2提取数字化信号的全部。当然，在此情况下，不存在寻址的排列，并且矩阵MTl的第i行在矩阵MT2的同一行中被系统地采样。当图像传感器以扫描和电荷积分模式工作时，应当注意由矩阵MT2的所有采样器-阻断器和所有模数转换器相继读取和转换同一图像线，以此方式显著的是，在N个行上平均了用于转换的比较器的偏置误差。
权利要求
1.一种能够信号积分的扫描图像传感器，其具有N行感光像素，每行具有P个感光像素，一行中的第j个像素由使用MOS晶体管的电路形成，所述扫描图像传感器包括连接至行寻址导线(Li)的行选择输入端(SELi)和连接至第j个列导线(Ccj)的输出端，所述行寻址导线(Li)为所述行的像素所共用，所述列导线(Ccj)为同一第j列的属于各个行的N个像素所共用，所述传感器包括电路(DEL1)，所述电路(DELl)用于N个像素行中的每一行的连续寻址，以便每次向所述列导线施加P个复位电位以及对应于在同一积分周期T期间在所寻址的行的P个像素中的电荷的积分的P个模拟信号，并且所述传感器还包括信号数字化电路，其特征在于，所述数字化电路包括 -N行处理电路(MT2)，每行具有P个处理电路，第i行第j列的每ー处理电路均包括用于进行信号的相关双采样的各个采样器，所述信号出现在第j个列导线上并且对应于所有行在同一积分时间期间对图像点的观察，以及 -模数转换装置，用于提供所采样的所述模拟信号的数字值， -数字加法装置，用于将由第i行第j列的所述处理电路转换的且对应于积分周期T的信号与由先前行的所述处理电路转换的且对应于在先前的积分周期期间对同一图像点的观察的数字信号加在一起，以及 -提取装置，用于在每ー积分周期结束时从最后一行的所述数字加法装置提取内容。
2.根据权利要求I所述的图像传感器，其特征在于所述采样器被配置为执行相关双采样，所述相关双采样包括对复位之后的像素的存储节点的复位电位的采样以及对所述像素的有用信号电平的采样，所述有用信号电平对应于将电荷转移至所述存储节点之后的所述存储节点的电位，其中所述复位电平对应于从所述存储节点清空电荷，所述有用信号电平对应于接着所述清空将电荷重新填充至所述存储节点中。
3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于所述复位电平由复位脉冲(RST)定义，所述积分时间由用于将电荷转移至所述存储节点的脉冲(GTRA)定义，所述复位脉冲和所述转移脉冲为N行的所有像素所共用。
4.根据权利要求1-3中的任ー项所述的图像传感器，其特征在于 第i行第j列的处理电路的所述数字加法装置连接至前一第i_l行的处理电路的输出端，以便从其接收在先前的积分期间所执行的数字加法的结果，并且所述数字加法装置被设计为将所述结果与由当前的模数转换所产生的数字值相加。
5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于所述模数转换装置是斜坡转换器，在每ー处理电路中所述斜坡转换器包括比较器(CMPm)和计数器(CPTi,P，当线性电压斜坡施加至所述比较器的输入端上时，所述计数器以固定速率计数直到所述比较器进行切换为止，所述数字加法装置是设计为以前ー处理电路提供的值来初始化所述计数器的所述计数器的复位输入端。
6.根据权利要求5所述的图像传感器，其特征在于 第i行第j列的辅助电路的计数器的输出端连接至第i+1行第j列的处理电路的所述计数器的输入端，以便在对应于积分周期的模数转换之前在第i+1行第j列的处理电路的所述计数器中放入对应于第i行和前ー积分周期的結果。
7.根据权利要求1-6中任ー项所述的图像传感器，其特征在于每ー像素包括光电ニ极管(PD)、用于电荷的存储节点(ND)、便于允许电荷从所述光电ニ极管转移至所述存储节点的转移晶体管(Tl)、用于使所述存储节点的电位复位的复位晶体管(T2)、用于生成表示所述存储节点中的电荷量的电位的跟随器晶体管(T3)、以及用于将所述跟随器晶体管连接至所述列导线的行选择晶体管(T4 )。
8.ー种根据权利要求7所述的传感器，其特征在于所述传感器包括用于发出共用复位信号(RST)的装置，所述共用复位信号用于同时导通矩阵的所有所述复位晶体管；用于发出共用转移信号(GTRA)的装置，所述共用转移信号用于同时导通所述矩阵的所有所述转移晶体管；用于在共用复位命令之后且在共用转移命令之前针对每一行相继控制复位电位的采样、然后在所述转移命令之后针对每一行相继控制有用电位的采样的装置。
全文摘要
本发明涉及一种具有N行使用MOS技术的有源感光像素(MT1)的图像传感器，每行具有P个像素。所述传感器包括编组有N行处理电路(MT2)的数字化电路，每行具有P个处理电路，第i行第j列的每一处理电路包括用于执行信号的相关双采样的各个采样器，所述信号出现在第j个列导线(Ccj)上并且对应于所有行在同一积分时间期间对图像点的观察；模数转换装置，用于提供所采样的模拟信号的数字值。所述传感器特别适合于以TDI(图像扫描和积分)模式工作。
文档编号H04N5/363GK102870407SQ201180022225
公开日2013年1月9日 申请日期2011年5月4日 优先权日2010年5月4日
发明者H·比涅, A·塔塔 申请人:E2V半导体公司