相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求由jefferybeck發(fā)明的、提交于2016年2月22日的名稱為“l(fā)ogarithmicpixelswithcorrelateddoublesampling”(利用相關(guān)雙采樣的對(duì)數(shù)像素)的美國(guó)臨時(shí)申第62/298120號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)以引用方式并入本文，并且據(jù)此要求該申請(qǐng)的共同主題的優(yōu)先權(quán)。

背景技術(shù)：

本發(fā)明整體涉及成像系統(tǒng)，更具體地講，涉及具有對(duì)數(shù)像素的成像系統(tǒng)。

現(xiàn)代電子設(shè)備(諸如移動(dòng)電話、相機(jī)和計(jì)算機(jī))通常使用數(shù)字圖像傳感器。圖像傳感器(有時(shí)稱為成像器)可由二維圖像感測(cè)像素陣列形成。每個(gè)像素包括光敏層，該光敏層接收入射光子(光)并將光子轉(zhuǎn)變?yōu)殡姾?。有時(shí)，圖像傳感器被設(shè)計(jì)為使用聯(lián)合圖像專家組(jpeg)格式將圖像提供給電子設(shè)備。

圖像傳感器可包括對(duì)數(shù)像素或線性像素。線性像素可在一定積聚時(shí)間內(nèi)在光敏層中聚積電荷。在積聚時(shí)間完成之后，可對(duì)聚積的電荷進(jìn)行轉(zhuǎn)移和采樣。與聚積的電荷相關(guān)聯(lián)的采樣的電壓可與入射光的強(qiáng)度成比例。作為另外一種選擇，對(duì)數(shù)像素可連續(xù)地測(cè)量光強(qiáng)度而不聚積電荷。在任何時(shí)刻，對(duì)數(shù)像素中的電壓可被采樣，該電壓與入射光的強(qiáng)度的對(duì)數(shù)成比例。因?yàn)閷?duì)數(shù)像素持續(xù)地測(cè)量入射光的照射，所以可能難以從樣本中去除噪聲。因此對(duì)數(shù)像素可能受到像素固定的模式噪聲的影響。

因此，希望提供改善的對(duì)數(shù)像素。

附圖說明

圖1為可包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像傳感器的示例性電子設(shè)備的示意圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性像素陣列和相關(guān)讀出電路的示意圖，所述讀出電路用于從像素陣列讀出圖像信號(hào)。

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性成像像素的示意圖，該成像像素可在利用相關(guān)雙采樣的對(duì)數(shù)模式下使用。

圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性時(shí)序方案的示意圖，該時(shí)序方案用于當(dāng)成像像素以線性模式操作時(shí)使成像像素中的各個(gè)晶體管生效。

圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性時(shí)序方案的示意圖，該時(shí)序方案用于當(dāng)成像像素以對(duì)數(shù)模式操作時(shí)使成像像素中的各個(gè)晶體管生效。

圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于使成像像素以對(duì)數(shù)模式操作的示例性步驟的示意圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于使成像像素以線性模式和對(duì)數(shù)模式操作的示例性步驟的示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的實(shí)施例涉及具有可以對(duì)數(shù)模式操作的像素的圖像傳感器。圖1中示出了可包括對(duì)數(shù)像素的示例性電子設(shè)備。電子設(shè)備10可以是數(shù)字照相機(jī)、計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、醫(yī)療設(shè)備或其他電子設(shè)備。相機(jī)模塊12(有時(shí)稱為成像設(shè)備)可包括圖像傳感器16和一個(gè)或多個(gè)鏡頭14。在操作期間，鏡頭14將光聚焦到圖像傳感器16上。圖像傳感器16包括將光轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的光敏元件(如，像素)。圖像傳感器可具有任何數(shù)量(如，數(shù)百、數(shù)千、數(shù)百萬或更多)的像素。典型的圖像傳感器可(例如)具有數(shù)百萬的像素(如，百萬像素)。例如，圖像傳感器16可包括偏置電路(如，源極跟隨器負(fù)載電路)、采樣保持電路、相關(guān)雙采樣(cds)電路、放大器電路、模擬-數(shù)字(adc)轉(zhuǎn)換器電路、數(shù)據(jù)輸出電路、存儲(chǔ)器(如，緩沖電路)、尋址電路等。

可將來自圖像傳感器16的靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)和視頻圖像數(shù)據(jù)提供給處理電路18。處理電路18可用于執(zhí)行圖像處理功能，諸如自動(dòng)聚焦功能、深度感測(cè)、數(shù)據(jù)格式化、調(diào)節(jié)白平衡和曝光、實(shí)現(xiàn)視頻圖像穩(wěn)定、臉部檢測(cè)等。

處理電路18也可用于根據(jù)需要壓縮原始相機(jī)圖像文件(例如，壓縮成聯(lián)合圖像專家組格式或簡(jiǎn)稱jpeg格式)。在典型布置(有時(shí)稱為片上系統(tǒng)(soc)布置)中，圖像傳感器16和處理電路18在共用集成電路上實(shí)現(xiàn)。使用單個(gè)集成電路來實(shí)現(xiàn)圖像傳感器16和處理電路18可有助于降低成本。不過，這僅為示例性的。如果需要，圖像傳感器16和處理電路18可使用單獨(dú)的集成電路來實(shí)現(xiàn)。處理電路18可包括微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器、專用集成電路或其他處理電路。

如圖2所示，圖像傳感器16可包括包含被布置成行和列的圖像傳感器像素22(有時(shí)在本文稱為圖像像素或像素)的像素陣列20以及控制和處理電路24(其可包括例如圖像信號(hào)處理電路)。陣列20可包含例如幾百或幾千行以及幾百或幾千列圖像傳感器像素22?？刂齐娐?4可耦接到行控制電路26和圖像讀出電路28(有時(shí)稱為列控制電路、讀出電路、處理電路或列解碼器電路)。

行控制電路26可從控制電路24接收行地址，并且通過行控制路徑30將對(duì)應(yīng)的行控制信號(hào)，例如，重置控制信號(hào)、行選擇控制信號(hào)、電荷轉(zhuǎn)移控制信號(hào)、雙轉(zhuǎn)換增益控制信號(hào)和讀出控制信號(hào)提供給像素22。可將一根或多根導(dǎo)線(例如，列線32)耦接到陣列20中的各列像素22。列線32可用于讀出來自像素22的圖像信號(hào)以及用于將偏置信號(hào)(如，偏置電流或偏置電壓)提供給像素22。如果需要，在像素讀出操作期間，可使用行控制電路26選擇陣列20中的像素行，并且可沿列線32讀出由該像素行中的圖像像素22生成的圖像信號(hào)。

圖像讀出電路28可通過列線32接收?qǐng)D像信號(hào)(如，由像素22生成的模擬像素值)。圖像讀出電路28可包括用于對(duì)從陣列20讀出的圖像信號(hào)進(jìn)行采樣和暫時(shí)存儲(chǔ)的采樣保持電路、放大器電路、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(adc)電路、偏置電路、列存儲(chǔ)器、用于選擇性啟用或禁用列電路的閂鎖電路或者耦接到陣列20中的一個(gè)或多個(gè)像素列以用于操作像素22以及用于讀出來自像素22的圖像信號(hào)的其他電路。讀出電路28中的adc電路可將從陣列20接收的模擬像素值轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字像素值(有時(shí)稱為數(shù)字圖像數(shù)據(jù)或數(shù)字像素?cái)?shù)據(jù))。圖像讀出電路28可針對(duì)一個(gè)或多個(gè)像素列中的像素通過路徑25將數(shù)字像素?cái)?shù)據(jù)提供給控制和處理電路24和/或處理器18(圖1)。

圖3中示出了示例性圖像像素。如圖所示，像素22可包括光電二極管34。光電二極管34可為釘扎光電二極管。光電二極管34可為由摻雜半導(dǎo)體材料(例如硅)形成的n型光電二極管。光電二極管34可耦接到晶體管36和晶體管38。晶體管36可稱為抗光暈(ab)晶體管，晶體管38可稱為轉(zhuǎn)移(tx)晶體管。當(dāng)暴露于入射光時(shí)，光電二極管34可生成電荷。如果轉(zhuǎn)移晶體管38和抗光暈晶體管36兩者都關(guān)斷(或斷開)，則生成的電荷可聚積在光電二極管中。如果使抗光暈晶體管生效，則光電二極管可耦接到偏置電壓40(vaa)。當(dāng)耦接到偏置電壓40時(shí)，光電二極管34的所有電荷可被清除。

如果抗光暈晶體管36關(guān)斷(或斷開)并且轉(zhuǎn)移晶體管38生效，則來自光電二極管34的電荷可通過轉(zhuǎn)移晶體管。像素22還可包括浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)42。浮動(dòng)擴(kuò)散(fd)區(qū)42可使用摻雜半導(dǎo)體區(qū)域(如，通過離子注入、雜質(zhì)擴(kuò)散或其他摻雜技術(shù)形成于硅襯底中的摻雜硅區(qū)域)來實(shí)現(xiàn)。摻雜半導(dǎo)體區(qū)域(即浮動(dòng)擴(kuò)散，fd)表現(xiàn)出可用于存儲(chǔ)從光電二極管34轉(zhuǎn)移來的電荷的電容。源極跟隨器晶體管46可將與浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)42上的所存儲(chǔ)電荷相關(guān)聯(lián)的信號(hào)傳輸?shù)叫羞x擇晶體管44。源極跟隨器晶體管46可耦接到偏置電壓52(vaa)。

當(dāng)期望讀出浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的電荷的值時(shí)，可使行選擇(rs)晶體管44生效。當(dāng)使rs晶體管生效時(shí)，在輸出路徑48上產(chǎn)生表示浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)42上的電荷量的對(duì)應(yīng)信號(hào)vout。在典型配置中，存在多行和多列像素，諸如給定圖像傳感器的圖像傳感器像素陣列中的像素22。垂直導(dǎo)電路徑(例如路徑50)可與每列像素相關(guān)聯(lián)。

像素22還可包括控制晶體管54。在某些情況下，像素22可作為線性像素操作。當(dāng)像素22作為線性像素操作時(shí)，電荷可在積聚時(shí)間內(nèi)聚積在光電二極管34中。在積聚時(shí)間完成之后，可使轉(zhuǎn)移晶體管生效以將電荷轉(zhuǎn)移到浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)42。當(dāng)像素22作為線性像素操作時(shí)，控制晶體管54可作為用于重置浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)42的重置晶體管操作?？刂凭w管54可耦接到偏置電壓56和偏置電壓58。當(dāng)像素22作為線性像素操作時(shí)，偏置電壓58可保持為低，使得電荷不能流過晶體管54。當(dāng)需要重置浮動(dòng)擴(kuò)散42時(shí)，可升高偏置電壓58，使得來自浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)42的過量電荷流過晶體管54并從該浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)中清除。

在其他時(shí)間，像素22可作為對(duì)數(shù)像素操作。當(dāng)像素22作為對(duì)數(shù)像素操作時(shí)，可將偏置電壓58升高到與偏置電壓56相同的電平。在像素22作為對(duì)數(shù)像素操作時(shí)，可使轉(zhuǎn)移晶體管38生效，并且可關(guān)斷抗光暈晶體管36。如果在晶體管36關(guān)斷的同時(shí)，使晶體管38生效并且使偏置電壓58保持在與偏置電壓56相同的電平，則可形成光電流(iph)60。光電流60的存在可實(shí)現(xiàn)在浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)42處對(duì)入射光的對(duì)數(shù)響應(yīng)。另外，抗光暈晶體管36的存在可使對(duì)數(shù)像素經(jīng)歷相關(guān)雙采樣(cds)。

相關(guān)雙采樣用于校正成像像素中的噪聲。如前所述，可對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的電壓進(jìn)行采樣以確定針對(duì)成像像素的入射光照射。理想地，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的電壓全部與入射光相關(guān)聯(lián)。然而，事實(shí)并非如此，其中一些電壓是因?yàn)樵肼暥嬖?。為了隔離入射光產(chǎn)生的電壓，相關(guān)雙采樣將fd處的重置電壓電平與fd處的樣本電壓電平進(jìn)行比較。重置電壓電平是噪聲產(chǎn)生的電壓量，而樣本電壓電平包括噪聲和入射光產(chǎn)生的電壓。可從樣本電壓電平中減去重置電壓電平，以隔離與入射光相關(guān)聯(lián)的電壓量。

在典型的對(duì)數(shù)像素中，無法重置浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的電壓來進(jìn)行相關(guān)雙采樣。因?yàn)榈湫偷膶?duì)數(shù)像素不能執(zhí)行相關(guān)雙采樣，所以它們對(duì)噪聲敏感。相比之下，圖3的像素22包括抗光暈晶體管36，此抗光暈晶體管能夠以對(duì)數(shù)模式進(jìn)行相關(guān)雙采樣。如前所述，可關(guān)斷晶體管36以允許光電流iph流過晶體管54和38，以在浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處產(chǎn)生對(duì)光的對(duì)數(shù)響應(yīng)。然而，當(dāng)晶體管36接通時(shí)，光電流可被轉(zhuǎn)移通過晶體管36。因此，當(dāng)使晶體管36生效時(shí)，沒有光電流通過晶體管38和54。結(jié)果是，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)將不會(huì)對(duì)入射光產(chǎn)生響應(yīng)并且將恢復(fù)到基準(zhǔn)電壓電平。通過在晶體管36被禁用時(shí)對(duì)fd處的電壓進(jìn)行一次采樣以及當(dāng)晶體管36被啟用一次時(shí)對(duì)fd處的電壓進(jìn)行一次采樣，可計(jì)算對(duì)數(shù)像素中的噪聲。在這種情況下，噪聲通常與晶體管54的閾值電壓的像素到像素變化相關(guān)聯(lián)。

圖4是用于使像素22中的各個(gè)晶體管生效的示例性時(shí)序方案的示意圖。圖4示出了當(dāng)像素22處于線性模式(即作為線性像素操作)時(shí)像素22的操作。如圖所示，可在t1處使抗光暈晶體管36生效。使晶體管36生效可將光電二極管34耦接到偏置電壓40并清除光電二極管34的電荷?？稍趖2處禁用晶體管36，從而開始積聚時(shí)間(tint)62。在積聚時(shí)間期間，由光電二極管34生成的電荷可聚積在光電二極管34中。

在時(shí)間t3處，可使控制晶體管54生效。這可將浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)42耦接到偏置電壓60并清除浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)42的過量電荷。在控制晶體管54生效之后，可在時(shí)間t4處對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的重置電量進(jìn)行采樣。該樣本對(duì)應(yīng)于fd42處由于噪聲而存在的電量。接下來，可在時(shí)間t5處使轉(zhuǎn)移晶體管38生效。使轉(zhuǎn)移晶體管38生效可將聚積電荷從光電二極管34轉(zhuǎn)移到浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)42。在時(shí)間t6處，可再次對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的電荷進(jìn)行采樣。該樣本將對(duì)應(yīng)于fd42處由于噪聲和入射光二者而存在的電量。然后可減去這兩個(gè)樣本以確定入射光水平。如前所述，將以此方式對(duì)重置電量進(jìn)行采樣并從樣本電量中減去重置電量的做法稱為相關(guān)雙采樣。

圖5是用于使像素22中的各個(gè)晶體管生效的示例性時(shí)序方案的示意圖。圖5示出了當(dāng)像素22處于對(duì)數(shù)模式(即作為對(duì)數(shù)像素操作)時(shí)像素22的操作。如圖所示，可在t1處使控制晶體管54和晶體管38生效。當(dāng)控制晶體管54生效時(shí)，可使偏置電壓58升高到與偏置電壓56相似的電平。在t1處，ab晶體管36保持禁用。晶體管的這種布置導(dǎo)致在fd42處產(chǎn)生對(duì)入射光的對(duì)數(shù)響應(yīng)。在t2處，可對(duì)fd42處的電壓電平進(jìn)行采樣。然后，可在時(shí)間t3處使ab晶體管36生效。通過使ab晶體管36生效，光電流可通過ab晶體管。因此，浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的電壓電平將恢復(fù)到基線電平。然后可在t4處對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)fd處的基線電壓進(jìn)行采樣。使用該時(shí)序方案，像素22可以對(duì)數(shù)模式操作，在對(duì)數(shù)模式下使用相關(guān)雙采樣來提高采樣的精度。

圖6是用于使成像像素例如像素22以對(duì)數(shù)模式操作的示例性步驟的示意圖。如圖所示，在步驟602處，可使控制晶體管和轉(zhuǎn)移晶體管生效。同樣在步驟602處，可禁用抗光暈晶體管。這種布置導(dǎo)致在像素的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處產(chǎn)生對(duì)入射光的對(duì)數(shù)響應(yīng)。在步驟604處，可對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的第一電壓電平進(jìn)行采樣。隨后，在步驟606處，可使抗光暈晶體管生效。使抗光暈晶體管生效導(dǎo)致浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)不對(duì)入射光產(chǎn)生響應(yīng)并且恢復(fù)到基線電壓電平。在步驟608處，可對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域處的第二電壓電平進(jìn)行采樣?？墒褂锰幚黼娐窂牡谝浑妷弘娖降臉颖局袦p去第二電壓電平的樣本。這將產(chǎn)生經(jīng)由相關(guān)雙采樣而消除了噪聲的對(duì)數(shù)像素樣本。

在成像系統(tǒng)中，圖像偽影可能由移動(dòng)物體、閃爍光照以及圖像幀中具有變化照明的物體引起。此類偽影可包括例如物體的缺失部分、邊緣顏色偽影和物體失真。具有變化照明的物體的例子包括發(fā)光二極管(led)交通標(biāo)志(其可每秒閃爍幾百次)以及現(xiàn)代汽車的led剎車燈或車頭燈。當(dāng)場(chǎng)景包括移動(dòng)或快速變化的物體時(shí)，圖像幀中不完全暴露于動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的區(qū)可導(dǎo)致物體失真、幻影效應(yīng)和顏色偽影。當(dāng)相機(jī)在圖像拍攝操作期間移動(dòng)或抖動(dòng)時(shí)，可觀察到類似效應(yīng)。為了捕獲與閃爍光照和具有變化照明的物體相關(guān)的偽影最小化的圖像，可使用閃爍抑制(fm)技術(shù)。此外，成像系統(tǒng)還可能具有帶有與低動(dòng)態(tài)范圍相關(guān)的偽影的圖像。具有較亮部分和較暗部分的場(chǎng)景可在常規(guī)圖像傳感器中產(chǎn)生偽影，因?yàn)閳D像的各部分可能曝光過度或曝光不足。因此，在某些情況下可以使用高動(dòng)態(tài)范圍圖像來避免偽影。諸如圖3中的像素22的成像像素可用于捕獲具有閃爍抑制的高動(dòng)態(tài)范圍圖像。

圖7是用于操作諸如像素22的成像像素的示例性步驟的示意圖。在圖7中，在步驟702處，可首先使像素22以線性模式操作。在步驟702處，可在像素處于線性模式時(shí)，使用相關(guān)雙采樣來捕獲第一圖像。使成像像素以線性模式操作可包括：在積聚時(shí)間內(nèi)在光電二極管中聚積電荷，如結(jié)合圖4所描述的那樣。

在以線性模式捕獲第一圖像之后，在步驟704處，可使該像素以對(duì)數(shù)模式操作。在步驟704處，可在成像像素以對(duì)數(shù)模式操作時(shí)，使用相關(guān)雙采樣來捕獲第二圖像。使成像像素以對(duì)數(shù)模式操作可包括：形成光電流，使得浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)對(duì)入射光具有對(duì)數(shù)響應(yīng)，如結(jié)合圖5所描述的那樣。在步驟706處，可使用所捕獲的第一圖像和第二圖像來形成具有閃爍抑制的高動(dòng)態(tài)范圍圖像。例如，當(dāng)以線性模式操作時(shí)，可使用長(zhǎng)積聚時(shí)間來捕獲低光級(jí)樣本。然后，當(dāng)在對(duì)數(shù)模式下時(shí)，可使用像素來捕獲高光級(jí)樣本?？山Y(jié)合這兩個(gè)圖像以形成高動(dòng)態(tài)范圍圖像。另外，可分析這兩個(gè)圖像以檢測(cè)閃爍光，并減少與閃爍光照和具有變化照明的物體相關(guān)聯(lián)的圖像偽影。

在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，一種對(duì)成像像素進(jìn)行操作的方法，所述成像像素具有光電二極管、耦接在光電二極管和第一偏置電壓之間的第一晶體管、耦接在光電二極管和第二偏置電壓之間的第二晶體管以及浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)，所述方法可包括：禁用第一晶體管；使第二晶體管生效；在禁用第一晶體管和使第二晶體管生效之后對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的第一電壓電平進(jìn)行采樣；在對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的第一電壓電平進(jìn)行采樣之后使第一晶體管生效；在使第一晶體管生效之后對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的第二電壓電平進(jìn)行采樣。

成像像素還可包括耦接在第二晶體管和光電二極管之間的第三晶體管。該方法還可包括在對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的第一電壓電平進(jìn)行采樣之前使第三晶體管生效。使第一晶體管生效可導(dǎo)致在光電二極管中生成的電荷流過第一晶體管并離開此成像像素。禁用第一晶體管，使第二晶體管生效并且使第三晶體管生效可導(dǎo)致浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)對(duì)入射光具有對(duì)數(shù)響應(yīng)。禁用第一晶體管，使第二晶體管生效并且使第三晶體管生效可導(dǎo)致光電流流過第二晶體管和第三晶體管。對(duì)第一電壓電平進(jìn)行采樣可包括：當(dāng)?shù)谝痪w管被禁用、第二晶體管生效并且第三晶體管生效時(shí)對(duì)第一電壓電平進(jìn)行采樣。對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的第二電壓電平進(jìn)行采樣可包括：在第一晶體管生效、第二晶體管生效并且第三晶體管生效時(shí)對(duì)第二電壓電平進(jìn)行采樣。

該方法還可包括利用處理電路從第一電壓電平的樣本中減去第二電壓電平的樣本。在對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的第一電壓電平進(jìn)行采樣之后使第一晶體管生效可包括：在第二晶體管保持生效時(shí)使第一晶體管生效。操作成像像素可包括使成像像素以對(duì)數(shù)模式操作。使成像像素以對(duì)數(shù)模式操作可包括使成像像素以利用相關(guān)雙采樣的對(duì)數(shù)模式操作。

在各種實(shí)施例中，一種以對(duì)數(shù)模式操作成像像素的方法，所述成像像素具有光電二極管、抗光暈晶體管、轉(zhuǎn)移晶體管、控制晶體管和浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)，所述方法可包括：當(dāng)抗光暈晶體管被禁用時(shí)對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的第一電壓電平進(jìn)行采樣，以及當(dāng)抗光暈晶體管生效時(shí)對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的第二電壓電平進(jìn)行采樣。

當(dāng)抗光暈晶體管被禁用時(shí)對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的第一電壓電平進(jìn)行采樣可包括：當(dāng)抗光暈晶體管被禁用、轉(zhuǎn)移晶體管生效并且控制晶體管生效時(shí)對(duì)第一電壓電平進(jìn)行采樣。在抗光暈晶體管生效時(shí)對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的第二電壓電平進(jìn)行采樣可包括：當(dāng)抗光暈晶體管生效、轉(zhuǎn)移晶體管生效并且控制晶體管生效時(shí)對(duì)浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)處的第二電壓電平進(jìn)行采樣?？构鈺灳w管可耦接到第一偏置電壓，并且控制晶體管可耦接到第二偏置電壓。

在各種實(shí)施例中，一種操作具有光電二極管的成像像素的方法可包括：在成像像素以線性模式操作時(shí)使用相關(guān)雙采樣來捕獲第一圖像，以及在成像像素以對(duì)數(shù)模式操作時(shí)使用相關(guān)雙采樣來捕獲第二圖像。使成像像素以線性模式操作可包括：在積聚時(shí)間內(nèi)在光電二極管中聚積電荷。成像像素可包括浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)。使成像像素以對(duì)數(shù)模式操作可包括：形成光電流，使得浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)對(duì)入射光具有對(duì)數(shù)響應(yīng)。該方法還可包括使用所捕獲的第一圖像和第二圖像來形成具有閃爍抑制的高動(dòng)態(tài)范圍圖像。

前述內(nèi)容僅是對(duì)本發(fā)明原理的示例性說明，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下進(jìn)行多種修改。