專利名稱：讀像素和寫像素的方法以及具有像素讀和寫能力的設(shè)備的制作方法
讀像素和寫像素的方法以及具 有像^和寫能力的設(shè)備
相關(guān)申請
本申請要J^E2006年7月20日申頻美國臨時專利申請序號為60/807848 財領(lǐng)域
本發(fā)明涉及讀像素和寫像素的方法，以及^r像M和/或像素寫能力的設(shè)備。
背景絲
數(shù)字#^^^#光電檢測器解'〗。^^素信號可以^""個或者多個 光電檢測器以及多個晶體管。典型M^測器包括光電二極管、光電晶^^管、 、空穴^l^l管、PIN^r^L管、雪崩^fel管、隱藏I^H^輸^i殳備，
CMOS像奮的性能受到它們的熱噪聲限制。這^聲作為KTC噪聲的復(fù) ^^^聲Ht l已知的。^M象素t^^目^i期間，提供復(fù)位電^#>素，尤其是g 素的復(fù)位晶體管.當這個復(fù) 目^束時，復(fù)位晶體管i^v非導(dǎo)電階度，并且 產(chǎn)生熱噪聲。
e^^Lt^的多種像素。最常用的像素是CCD像素M CMOS像素'
m^^t^的CMOS像素和4 CMOS陣列在下面的美國專利中進行了描述， ^i!E引入動參考:LEE的美國專利6777660,題目"CMOS active piexel reset noise reduction"; LEE的美國專利6762401 ，題目"CMOS image sensor capable of increasing迎factor and driving method也ereof，； Harada的美國專利 6567495，題目"solidnstate ima^ng device and a method of reading a s^nal chaise in a solid-state imaging device which can reduce smear and can provide an excellent image characteristics"; Tennant等人的美國專利6750912，題目 "Active<passive imager pixel array with small groups of pixels having shortcommon bus lines"; Kozlowski等人的美國專利6697111，題目"compact low-noise active pixel sensor with progressive row reset"; Fossum ^F人的美國專 利6665013，題目"active pixel sensor having intra誦pixel charge transfer with analog醫(yī)todigital converter"; Kozlowski等人的美國專利6587142，題目"low-noise active-pixel sensor for imaging arrays with high speed row reset"; Kozlowski等 人的美國專利6538245,題目"amplified CMOS transducer for single photon readout of phot(Mletectors"; Kozlowski等人的美國專利6532040專利，題目 "low-noise active~pixel sensor for imaging arrays with high-speed row reset"; Kozlowski等人的美國專利5892540，題目"low noise amplifier for passive pixel CMOS imager"; Dhuse等人的美國專利5238276，題目'imaging system having a sensor array reset noise reduction mechanism"和Pain等人的美國專利 6326230，題目"high speed CMOS imager with motion artifact suppression and anti-blooming",
相關(guān)兩倍W^是e^的可以減少熱噪聲的技術(shù)，但是它基于可以對多種信
號iiftiW的專用組件，因此需^l^-"^有效的方iUMl剤象素性能。

發(fā)明內(nèi)容
一種具有像素讀能力的設(shè)備，該設(shè)備包括像素、控制電路和耦合到
像素和控制電路的讀取電路；其中像素包括光電檢測器、輸入晶體管、 第二，第三和第四晶體管；其中光電檢測器和輸入晶體管連接到笫一節(jié) 點；其中輸入晶體管、第二和第四晶體管連接到第二節(jié)點；其中第三晶 體管輸出像素輸出信號并耦合到第四晶體管；以及其中笫一、第二和笫 三晶體管由控制電M供的控制信號控制；其中所述設(shè)備適合用于(i) 在維持輸入晶體管去激活的同時，激活第二晶體管；(ii)去激活第二晶 體管；(iii)通過利用至少一個電容提供反饋信號^素節(jié)點，##由于 去激活第二晶體管產(chǎn)生的第二節(jié)點電壓變化，所述電容將像素節(jié)點電容 耦合到第二節(jié)點；和(iv)激活輸入晶體管并通過讀取電路測量像素輸出信號。
一種具有像素讀能力的設(shè)備，所述設(shè)備包括像素、控制電路和讀取 電路；其中像素包括光電檢測器、輸入晶體管、笫二、笫三和第四晶體管；其中光電檢測器和輸入晶體管連接到第一節(jié)點；其中輸入晶體管、 笫二和第四晶體管連接到第二節(jié)點；其中第三晶體管輸出像素輸出信號
并連接到第四晶體管；以及其中第一、第二和第三晶體管由控制電5m 供的控制信號控制；其中所述設(shè)備適合用于(i)激活連接到第二節(jié)點的 第二晶體管，維持連接在第二節(jié)點和光電檢測器之間的輸入晶體管去激 活，并執(zhí)行像素輸出信號的第一測量；(ii)去激活第二晶體管并執(zhí)行像 素輸出信號的第二測量；(iii)響應(yīng)于第一測量結(jié)果和第二測量結(jié)果之間 的差，以及影響第二節(jié)點和第一節(jié)點之間電荷分布的多個電容值，估計 由于去激活第二晶體管產(chǎn)生的第二節(jié)點電壓變化，其中第一節(jié)點被限定 在輸入晶體管和光電檢測器之間；(iv)激活輸入晶體管并執(zhí)行像素輸出 信號的第三測量；以及(v)響應(yīng)于第三測量結(jié)果和響應(yīng)于估計的第二節(jié) 點電壓變化，計算由光電檢測器產(chǎn)生的信號.
,^r像素寫能力的設(shè)備，所述設(shè)備^f象素、控制電路^^接到像素
械制電路的棘電路；其中像素&^光電檢測器、輸入晶體管、第二第三 和笫四晶體管；其中光電檢測器和輸入晶體管連接到第一節(jié)點；其中輸入晶體 管、第^第四晶體管連接到第二節(jié)點；其中第三晶體管輸出像素輸出信號并 連接到第四晶體管；以及其中第一、第^笫三晶體管由控制電^^供的控制 信號控制；其中所述設(shè)備適合用于(i)激活第二晶體管和輸入晶體管；(ii)去 ^第二晶體管^r;(姐)通過利用至少一個電容^L素節(jié)點提供反4tfT號， #唯由于去激活第二晶體管產(chǎn)生的第二節(jié)點電壓變化，所述電^1^象素節(jié)點電 ^^到第二節(jié)點；(iv)重復(fù)，JJ'Jii^控制標碓；(a)去^^輸入晶體管， 通過棘電柳，量像素輸出信號；和(b)輛傳導(dǎo)模式下^ft輸入晶體管棘 像素提供反#號，所^^饋信號響應(yīng)于像素輸出信號的測f^果。
通常，如狄有糊控制棘設(shè)備艦于塒至少一次重復(fù)去綠輸入 晶體管^Mt輸入晶體管。#^^1明實施例，^j5til些重復(fù)中，當輸入晶體管 ^i^時，輸入晶體管絲傳導(dǎo)模式下^*^,
##械明實施例，在一個絲多個重復(fù)中，當輸入晶體^fc&活時，輸
入晶體管在強傳導(dǎo)獄下^^，然后輛傳導(dǎo)模式下^t^,
一種具有寫像素能力的設(shè)備，所述設(shè)備包i^像素、控制電路和連接
到像素和控制電路的讀取電路；其中像素包括光電檢測器、輸入晶體管、第二、第三和第四晶體管；其中光電檢測器和輸入晶體管連接到第一節(jié) 點；其中輸入晶體管、第二和第四晶體管連接到第二節(jié)點；其中第三晶 體管輸出像素輸出信號并被耦合到第四晶體管；以及其中第一、第二和 第三晶體管由控制電路提供的控制信號控制；其中所述設(shè)備適合用于(i)激活第二晶體管和輸入晶體管，并通過讀取電g行像素輸出信號 的第一測量；(ii)去激活第二晶體管并執(zhí)行像素輸出信號的第二測量；(iii)去激活輸入晶體管并執(zhí)行像素輸出信號的新的測量；(iv)操作輸 入晶體管并給像素提供反饋信號，其中反饋信號響應(yīng)于像素輸出信號的 新的測量結(jié)果；(v)響應(yīng)于像素輸出信號的多個測量結(jié)果和影響第二節(jié) 點和笫一節(jié)點之間的電荷分布的多個電容值，確定是否達到控制標準； 以及(vi)如果沒有達到控制標準，就重復(fù)去激活輸入晶體管和操作輸入 晶體管，通常，如狄有酬控制標準，設(shè)備艦于齡至少一次重復(fù)去綠輸入 晶體管^^輸入晶體管。#^本發(fā)明#實施例，^it些重復(fù)中，當輸入晶 體管艦活時，輸入晶體管輛傳導(dǎo)模式下艦活。^!t發(fā)明的實施例，在一個或者多個重復(fù)中，當輸入晶體管^L活時，輸 入晶體管在強傳導(dǎo)模式TW^，然后輛傳導(dǎo)模式下艦活。一種讀像素的方法，所述方法包括(i)在維持連接在第二節(jié)點和 光電檢測器之間的輸入晶體管去激活的同時，激活連接到第二節(jié)點的第 二晶體管；(ii)去激活第二晶體管；(iii)通過經(jīng)至少一個電M供反饋 信號紿—象素節(jié)點，補償由于去激活第二晶體管產(chǎn)生的第二節(jié)點電壓改變， 所述電容將像素節(jié)點電容耦合到第二節(jié)點；和(iv)激活輸入晶體管并測 量像素輸出信號。一種讀像素的方法，所述方法包括(i)激活連接到第二節(jié)點的第 二晶體管，維持連接在第二節(jié)點和光電檢測器之間的輸入晶體管去激活， 以及執(zhí)行像素輸出信號的第一測量；(ii)去激活笫二晶體管并執(zhí)行像素 輸出信號的笫二測量；(iii)響應(yīng)于第一測量結(jié)果和笫二測量結(jié)果之間的 差以及影響第二節(jié)點和第一節(jié)點之間電荷分布的多個電容值，估計由于 去激活笫二晶體管產(chǎn)生的第二節(jié)點電壓變化，笫一節(jié)點被限定在輸入晶 體管和光電檢測器之間；(iv)激活輸入晶體管并執(zhí)行像素輸出信號的笫三測量；以及(v)響應(yīng)于第三測量結(jié)果和響應(yīng)于估計的第二節(jié)點電壓變 化，計算由光電檢測器產(chǎn)生的信號。
一種寫入像素的方法，該方法包括(i)激活連接到第二節(jié)點的第 二晶體管和激活連接在第二節(jié)點和第一節(jié)點之間的輸入晶體管，第一節(jié) 點連接到光電檢測器；(ii)去激活第二晶體管激活；(iii)通過經(jīng)至少一 個電^I:供反饋信號^H象素節(jié)點，補償由于去激活第二晶體管產(chǎn)生的第 二節(jié)點電壓變化，其中所述電容將第二節(jié)點電容耦合到象素節(jié)點；(iv) 重復(fù)以下步驟，直到達到一個控制標準(v)去激活輸入晶體管，并測 量像素輸出信號；和(vO操作輸入晶體管并g素提供反饋信號，該反 饋信號響應(yīng)于像素輸出信號的測量結(jié)果。
^^^L明的實施例，在一個或多個重復(fù)步辦iv.b)在強傳導(dǎo)模式下IMt輸 入晶體管和在一個或多個重復(fù)步辦^)^11傳導(dǎo)模式下#^輸入晶體管。
#^械明的其它實施例，在多個重復(fù)步辦iv.b)期間，絲傳導(dǎo)模式下操 作輸入晶體管。
一種寫入像素的方法，該方法包括(i)激活連接到第二節(jié)點的第 二晶體管，激活連接在第二節(jié)點和第一節(jié)點之間的輸入晶體管，以及執(zhí) 行像素輸出信號的第一測量，其中第一節(jié)點連接到光電檢測器；(ii)去 激活第二晶體管并執(zhí)行像素輸出信號的第二測量；(iii)去激活輸入晶體 管激活并執(zhí)行像素輸出信號的新的測量；(iv)在若傳導(dǎo)模式下操作輸入 晶體管并給像素提供反饋信號，該反饋信號響應(yīng)于像素輸出信號的新的 測量結(jié)果；(v)響應(yīng)于像素輸出信號的多次測量結(jié)果和影響第二節(jié)點和 第一節(jié)點之間電荷分布的多個電容值，確定是否達到控制標準；以及(vi) 如果沒有達到控制標準就跳轉(zhuǎn)到去激活的步驟.
#^ _明的實施例，在一個或多個重復(fù)步^(iv.b)在強傳導(dǎo)模式下^ft輸 入晶體管和在一個或多個重復(fù)步辦iv.b)輛傳導(dǎo)模式下辦輸入晶體管。
^4M^L明的其它實施例，在多個重復(fù)步戮iv.b)期間，輛傳導(dǎo)模式下操 作輸入晶體管，


>^乂下結(jié)合附圖的詳 §述，可以Jl^ik^Sf^^;^明，其中圖1示出了^^本發(fā)明的^t實施例的像素；圖2示出了#^械明的一個實施例的像素和樹電容圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的共享像素；圖4示出了相魂本發(fā)明的一個實施例^多^H象素組的設(shè)備的^P分，圖5示出了#^本發(fā)明的另一個實施例的兩個共享像素列和兩個列"^電路；圖6a^6b示出了賴L^本良明^t實施例的第二列"^電路； 圖7是^4t本發(fā)明的一個實施例的讀像素的方法的流程圖； 圖8是#^本發(fā)明的一個實施例的讀像素的方法的流程圖； 圖9是##本發(fā)明的一個實施例的寫像素的方法的流程圖； 圖10是^MM^L明的另一個實施例的寫像素的方法的流程圖； 圖11是#^>^1明的另一個實施例的讀像素的方法的流程圖； 圖12是#^本發(fā)明的另一個實施例的讀像素的方法的流程圖； 圖13^_#1&本義明的另一個實;^例的寫傳>素的方法的流程圖；和 圖14是#|^^明的另一個實施例的寫像素的方法的流程圖。絲實財式^^專利申^f上下文中，要求"激活(active)，，和'傳導(dǎo)(conductive)，， ^WE^等同的術(shù)語，^M^專利申請的上下文中，要求"去激活"和4^#爭嗷 ^J&等同的術(shù)語。^L^專利申請的上下文中，要求"弱傳導(dǎo)(weak conductive )，， 和4亞閾值(sub threshold)，，和'弱反型(weakinversion)，嗜t^為等同的術(shù) 語。注意，術(shù)洽'電容"可以描述寄生電容、非寄生電^^它們的組合。電容可以衫很定在^H^素內(nèi)或者可以衫跟定在一^H象素與另一^t素之間、 一個 !^素與導(dǎo)^u'司、一^線與另一^^間，或者刻以的。 圖i顯示了^^;^L明一個實施例的像素io.像素10包括光電檢測器12、輸入晶體管14、第二晶體管20、第三晶體管 30和笫四晶體管40。雖然也可以^l其它類型的晶體管(PMOS，非CMOS晶 體管)，^(a為了說明簡單，困1示出了 NMOS晶體管.方 ^，像素10膽制電路(沒有顯示)^^^t控帝MH"(例如RESET56， SEL52和Tx16)。像素砂三個"^Nl連接。三個導(dǎo)體中的至少兩個又被 連接到棘電路上(沒有顯示)。
第一導(dǎo)沐(標識為CON1) 71 ^C^接到第二晶體管M2 20的g它可 以傳送一個反饋信號例如電流反饋信號CFB 59。
像素輸出信號(例如COUT 54)可以^三晶體管M3 30的漏旨出到 第二+沐(標識為CON2 72 )。注意所id^二^ 72可以，于^^素提供反 饋信號(標識為SFB58)。
第三導(dǎo)沐(標識為CON3) 73 ^_接到第四晶體管M4 40的源l它可 以傳送一個反饋信號例如電壓反饋信號VFB 50。
^T入晶^^管M1 14的源M第一節(jié)點N1 91上^t^接到光電檢測器12。 輸入晶體管Ml 14的W:^:行選賄號Tx 58。輸入晶體管Ml 14的^fel被 連接到第二節(jié)點N2 22。第二節(jié)點N2 22同時也做為浮動擴散(Floating Diffiision) (FD )節(jié)點22。
第二晶體管M2 20的源極^fo^接到第二節(jié)點N2 92。第二晶體管M2 20的 她^1^位信號RESET 56。
第三晶體管M330的源極MVFB50。第三晶體管M3 30的#^1^_接 到第二節(jié)點N2 92。第三晶體管M3 30的漏極^fc^接到第四晶體管40的源l 第四晶體管M4 40的源極^Ci^接到笫三晶體管M3 30的漏札笫四晶體管M4 40 的她^^選賴號SEL 52。
輸入晶體管Ml 12也同時稱為信號轉(zhuǎn)換晶體管或者轉(zhuǎn)換門晶體管,第二晶 體管M2 20也同時稱為復(fù)位晶體管.第三晶體管M3 30也同時稱為感測晶體管，
像素10在電$/11^^下#^--像素輸出信號是電l注意，也可以^i 電>￡^式像素，像素輸出信號值可以是它的M電平。
像素10的^ft將在下面討論，尤*#在關(guān)于附圖7-10的^^^圖中
討論，
通it^用一個絲多傳響第二節(jié)點M電平的電容，像素10可以被讀
^^LiM為特定值(復(fù)位^i^回寫值)。這#^^有直#^賄號給第二
節(jié)點N292。另外或者可a,響應(yīng)于像素輸出信號的測f^響應(yīng)于可以影響第 二節(jié)點N2 92和第一節(jié)點N1 91之間的電荷分布的多個電容可以估計在光電 ^"測器上產(chǎn)生的電荷.注意，可以通過^t像素的輸出信號(電壓或者電流)擬'J量第二節(jié)點(N2) 的電壓(電位)。像素的輸出信"f^提^^^i勾道COUT 54?？蒳4^，可 以切^f象素輸A^輸出(VFB和COUT )， 4吏^^象素輸出^L可以通過VFB線來 提供。但是，為了說明簡單，在說明書中更詳細,述了通過COUT的測量。圖2顯示了4娥本發(fā)明的一個實施例的像素10和樹電容。這些電容包括導(dǎo)線間電容例如CIW1 81和CIW2 82、晶體管電容CGS4 83， CDS484， CDS3 85, CDS186和光電;^"測器電容CPD 87。第一導(dǎo)線間電容CIW181表示第一導(dǎo)沐71和笫二節(jié)點N2 92之間的導(dǎo)線 間電仏第二導(dǎo)線間電容OW2 82表示第三導(dǎo)沐73和第二節(jié)點N2 92之間的 導(dǎo)線間電容。晶體管電容CGS4 83表示第四晶體管M4 40的 1^源極之間的 電容。晶體管電容CDG484表示第四晶體管M4 40的漏^^L之間的電容。 晶體管電容CDS3 85表示第三晶體管M3 30的漏*源極之間的電容。晶體管 電容CDS186表示輸入晶體管Ml 14的^l^源^L之間的電仏注意，存在其它的電^p上面沒有^l^的電容^i^Ji^下iiit^用 的詳細描iL第二節(jié)點電壓電平可以受一個或多個反^^號值的影響，例如CFB59, VFB50和SFB 58。 一個或多個反饋信"f^提^^與第二節(jié)點N2 92不同但是 電^^!)笫二節(jié)點N2 92的像素節(jié)點。因此，在第一到第三"!^上提供的信 號，^it過電^^影響第二節(jié)點電壓電平。彭卜，第二節(jié)點N2 92的電容、輸入晶體管Ml 14的電容(CSD186 )和 光電檢測器87的電容(CPD 87 )影響笫一節(jié)點Nl 91和第二節(jié)點N2 92之間的 電荷分布。笫二節(jié)點N2 92的電容可以響應(yīng)一個或多個前面殿iJ的電象響應(yīng) 這些電容去絲第二晶體管M2 20導(dǎo)致噪聲信號分布在第一節(jié)點和第二節(jié)點 線圖3顯示了推據(jù) _明的另一個實施例的共享像素11。 圖3的共享像素11和圖1的像素10不同^Jt4于，^^B^^^^測器 (12(1) -12(11))和""^輸入晶體管(14(1) -14(n))，而不;l單個光電糊器12 ^MM^入晶體管14,斜光4 齡別連接到#^入晶體管上.輸入晶體管14 (1) -14 (n)的漏極被并^^到笫二節(jié)點N2 22.輸入晶體管14 (1) -14 (n )中的每個輸入晶體管的相敗^jt行選擇信號TX1 - TXn 中的行選賄號。典型地，在一個給定的時刻，賄一個輸入晶體管^^L活。 每Xt^入晶體管和光電檢測器限定它們自己的(第一)節(jié)點。假設(shè)如果一個輸 入晶體管被閉合，那么它1^上不影響第二節(jié)點和打開的輸入晶體管的第一節(jié) 點之間的電荷^^布。圖4顯示了^iM^L明的一個實施例包括多^H象素組11(1， 1) -ll(K， M)的設(shè)備101。設(shè)備101&^共享像素陣列U (1， 1) -11 (K， M))^^電路100， "^電5|#^^多個列#電路100 (1) -100 (M)。每個共享像素列舶己 一個列"^電路.注意，不^^、須這樣，(例如)"^電路100可以包括射ij超過一個的讀 取電路或者可以包括^N^電M多于一個的列。設(shè)備101包括光電檢測器陣列。該解'J包括M列輛一'J在M*K共享像素 11 (1, 1) -11 (K， M)中的(n*K)行。第m共享像素列60(m)包括共享像素11(1， m) -11 (K， m)。索引 m范圍在1到M之間。共享像素列60( m )被連接到笫m列#電路IOO( m )。注意，多個共享像素可以^b并^i^。 一個列"^電路可以通過兩個或 者三^WNfc^接到共享像素列。^^較少"f^i^以^^的光沖擊光電 檢測器，但是需要在多個共享像素列之間共享一個或者多個科。圖4示出了三個# (例如圖1的第一到笫三導(dǎo)昧71 - 73)賴逸接在每個 共享像素和一個列"^^^f司的配置。圖5示出了杉^M^明的另一個實施例的兩個共享像素列60(2)和60(3)以 及兩個列棘電路100(2)和100(3)。在圖5中，4^列"^W4fci^到一對^。這些"^中的一個^r于 兩^S^的共享像素列的共^L素所共享。第二列"^L電路100(2)通過一>}^*€接到共^|1素的第二列60 (2) 的共享像素的第三晶體管的膝敗，^t過另"H^MSfo^接到第二列共享像素 60 (2)的共享像素的第四晶體管的源極，以^三列共享像素60 (3)的共享 像素的笫二晶體管的a,換句話說，同樣的"f^^來^ili的屬于笫二列共享像素60(2)的共享像素的電壓反饋信號(VFB50), ^^于第三列共享像素60(3)的共享像素的 電a^饋信號(CFB59)。注意，設(shè)備101和102可以^-個或多個控制器以及至少控制器的-^P 分可以^^L電i8yyt —個或多個控制器發(fā)送^#控制信號例如RESET 56、 Tx58、和SEL52。圖6a示出了^^本發(fā)明一個實施例的第二列棘電路100 (2 )。圖6示出了和圖5的^L"f^g己勤目似的S己置。第二列"^L電路100 (2)包括輸Ai改llO (2)、第一復(fù)用器120 (2)、笫 二J^器130 (2)、復(fù)位襟140 (2)、光電檢測器(PD)電荷##電路150 (2 )、讀電路160 (2 )、 KTC噪聲測量電路170 (2)以及采##持電路180 (2 )。 輸A^ 110 (2)被連接到笫一J^器120 (2)的輸Xo第一^器120(2) 的不同輸出^L^接到復(fù)位電路140 (2 )、光電檢測器(PD)電荷##電路 150 (2)、讀電路160 (2)、 KTC噪聲測量電路156 (2)和采###電路180(2 )。 iMW^電路180 (2 )的輸出^^接到第三列^電路100 (3 )的第二 ^器130(2)的輸入第二列"^L電路100 (2 ) ^^接到"i^電路100夕MP的^i^的三個節(jié)點 —100(2， 1)、 100(2， 2)和100(2， 3)。第二列棘電路100 (2) i^l^到第一 列"^電路100 (1)和第三列"^電路100 (3)。第一節(jié)點100(2, l)連接到可以傳送像素輸出信號(COUT)，和還可以傳 送一個反饋信號例如SFB的第二^ (例如第二^ 72),第二節(jié)點100(2, 2)連接到可以傳il6JW號例如SFB給第^享像素列 60 (2)的共享像素，和可以傳i!UJtfr號例如CFB給屬于第三共享像素列60(3) 的共享像素的第三^ (例如第三#72)。 KTC噪聲測量^170 (2)的輸出連接到輸咸110 (2)的輸入另外絲可輛，KTC噪聲測量電路170 (2)的輸出信號可以妙到輸A^L 110 (2) 的輸出信號中，兩者的^WHi!^l^^復(fù)用器l加(2)的輸入。復(fù)位電路140 ( 2 )的輸出^^到第一列棘襟100 (1)的第二f^器 130 (1)的輸入PD電荷絲電路150 (2)的輸出連接到第二賴器130 (2) 的輸入輸咸UO (2)以及Ml加(2) -170 (2)可以^^時械余Ht號.為了簡化說明，這些定時械制信號未被示出。定時械制信號的來源是通過控制器180 (2);jM^供的。第二^)器130 (2)的不同輸AJ^接到地、參考電壓(Vref )、 PD電荷轉(zhuǎn) 移電路150 (2)的輸出和第三列"^電路100 (3)的復(fù)位電路140 (3)的輸出。 Vref可以是高(甚至實質(zhì)上等于4c供的電壓)。進一步注意，圖6a還示出了一個具有輸入級110(2)、復(fù)位電路140(2) 和PD電荷##電路150 (2)的示例配置.輸A^L 110 (2)可以通鄉(xiāng)一節(jié)點110 (2， 1) ^二列共享像素60 (2) 的激活共享像素^:像素輸出信號COUT。輸A^ 110 (2)作為緩沖區(qū)#^并提#"-^氐1 ^入。其包括晶體管 MI U4(2)和兩個電流源112 (2)和116 (2 )。輸入晶體管MI 114(2)的#^1艦 接到參考電壓Verf。輸入晶體管MI114(2)的^l^^接到電流源116 (2)。輸 入晶體管MI 114(2)的源極^€接到第一節(jié)點110 (2, 1)和另一個電流源112 (2)。第一復(fù)用器120 (2)的輸入^ti^接到輸^110 (2)的輸出節(jié)點118 (2 )。 輸出節(jié)點118 (2)還^i^接到電流源116 (2)和晶體管MI U4(2)的wl注意， 輸A^LU0 (2)可以^^路。復(fù)位電路140 (2)提供^l穩(wěn)定的^i^瑜出('^il寫it程)。如果不需 要^J^iii^，則復(fù)位電路可以^L^略。復(fù)位電路140 (2)包括晶體管MR144(2)和電i/IL^142 (2)。晶體管MR 144(2)的^fe^il^到第一復(fù)用器140 (2)的輸出，晶體管MR 144(2)的漏極被 i^^到(在復(fù)位Ml40 (2)的輸出節(jié)點146 (2)上)電源電壓。晶體管MR 144(2)的^^*^接到電^^ 142 (2)。PD電荷絲電路150 (2)能夠?qū)Ρ硎鞠袼剌敵鲂盘柕男盘栠M行糾、存儲^Rt紳然后(絲當?shù)亩〞r)輸出電壓反^^號例如VFB鄰。通常，PD 電荷微電路l鄰(2) ^以串^NC^接的iUL器152 (2)、 iWW電路 154 (2)和輸出緩存器156 (2),讀電路160(2)可以包^-"個或多個;^#^電路。讀電路可以對表示像 素輸出信號的信號進行iMf和產(chǎn)生^二列M電路100 (2)的節(jié)點IOO (2， 4)發(fā)送的輸出信號(^^J&稱為^Mt出162 (2)).注意，PD電荷絲電路150 (2)的極性可以絲于其發(fā)ill^M象素的反饋 信號類型。例如，如^^饋信號是電壓信號，則它可以被設(shè)計成不可轉(zhuǎn)換紙 以及如^Jt信號是電流信號，則可以被設(shè)計成可轉(zhuǎn)換級。進一步注意，當反 饋信號沒有經(jīng)CON171提供時，那么反^"信號可以經(jīng)輸出100 (2,1)和/或100 (2， l)提供。圖6b顯示了#^本發(fā)明一個實施例的第二列棘電路100' (2 )。圖6b顯 示了和圖4的三"f^&勤目似的配置。通常，第二列棘電路100' (2) ^^用于控制多個反麟環(huán)的初始寫電 路192(2)(秋圖6a的復(fù)位電路140 (2))。初始寫電路192 (2) *€接在(第 二列^電路100' (2)的)第二復(fù)用器120 ( 2)和第一列"^電路的第一J^ 器139 (1)之間。電路120 ( 2) -170 ( 2)的功食1#在以下參考圖7-10進一#)1 #,圖7 -10示出了讀像素和寫像素的M方法。這些方M常被應(yīng)用在像素 上例:M象素10或者共享像素11。在下面彩'j的樹方法中，可以重M個步驟直到&iJ控制標準?？刂茦?準可定:SUi午重復(fù)的次數(shù)、重復(fù)的周期、步^列,、或者^1它們的組合。 注意，如^4t制標^t有實現(xiàn)(例如，在一頓額期內(nèi)步辦列沒有綠)， 則方法可以定義《象素為一^HWf象素，以及可以基于相^P^素計算(例如，通 過^^內(nèi)插算法)像素信息，在下面提到的^方法中，提到電W間的比(或射目互關(guān)系)，注意，#11本發(fā)明一個實施例，方法可以對t她、對分lfc^者tb^:出響應(yīng)，可以嘗試對基于H^L但仍然不同于比值的結(jié)果進"ft^圖7顯示了推據(jù)4^L明的一個實施例的讀像素的方法300。方法300從步驟310艦^^測器膝光雅，這被稱為齡階亂典型地，在特定像素在齡模式下辦的同時，其它像素在讀絲寫模式下她活，注意，寫;^式可以包括復(fù)"^^t素^^^t^^M48t素到另一^i素的回寫，步驟3加，^W^接在第二節(jié)點和光電御'J^J、司的輸入晶體管去激活 的同時，麟連接到笫二節(jié)點的笫二晶體管，步驟320^是步騍330.步驟330，去激活第二晶體管(安排第二晶體管在##導(dǎo)模式)，步驟330 ^J^是步驟340.步驟340，通敗至少一個槲象素節(jié)點電^^到第二節(jié)點的電^^象素 節(jié)點提供反饋信號，彬嘗由于去激活第二晶體管產(chǎn)生的第二節(jié)點電壓變化，步 驟340^是步驟350。假"il個^ (例如第一到第三# 71 - 73) #^個共享像素連接到列讀 取電路，則反饋信號可以是CFB、 VFB或者是在^i^COUT的相同"f^Ui傳 送的反饋信號。通常，這個反^ft號可以從PD電荷絲電路150 (2)提供。假il個^ (例如第一到第三^ 71 - 73 ) ^h共享像素連接到列讀 取電路，則反^t號可以是CFB、 VFB或者是在艦COUT的相同"f^上傳 送的反娜號。通常，這個反^fT號可以從PD電荷絲電路150 (2)提供。參考圖6描述的示例^H^娣二列的像^t寫入，貝'J第二錢器130 (2) 在節(jié)點100 (2, 2)上提供VFB信號。通常，##步驟350包絲晶體管電^1^^個反饋信號織象素節(jié)點，所 述像紊節(jié)點以電容方iC^接到第二節(jié)點。參考圖1描述的示例，所i^A饋信號 可以是VFB 50和在第^體71上傳送的反饋信號中的一個。通常，^Ht步驟350 ^i^晶體管電^^供兩個反條號輛^H象素節(jié)點， 所述像素節(jié)點以電容方i^^接到第二節(jié)點.參考圖1描述的示例，所il^饋信 號可以是VFB 50和在第^# 71上^^的反4fft號。通常，州嘗步驟350包^^科間電^1^""個絲多個反鵬號織象素 節(jié)點，像素節(jié)點以電容方iU^接到第二節(jié)點。參考圖1描述的例子，所^^饋 信號可以是CFB60.步驟3鄰，激活輸入晶體管并測量像素輸出信號，步驟350 ^^是步驟360,圖8顯示了推據(jù)本發(fā)明的一個實施例的讀像秉的方法400。方法400從步驟410 ^^^i^測器啄光^。這被稱為齡階艮典型地， 當特定像素在^^模式下辦時，其它像素在讀絲寫模式下^t活。注意， 寫^^式可以包括復(fù)^i^t素^^iff^^一^L素到另一^_素的回寫，步驟410之后是步驟420，步驟420^^連接到第二節(jié)點的第二晶體管，^#^接在第二節(jié)點和光^^^1'司的輸入晶體管去激活，以及^t^素輸 出信號的第一測量.參考圖6描述的示例，測量可以由KTC噪聲測量電路170步驟4204j^是步驟430,步驟430去絲笫二晶體管并IWt^素輸出信號的第二測量。參考圖6描述的示例，測量可以由KTC噪聲測量電路170 (2)來完成。步驟430 ^是步驟440，步驟440響應(yīng)于由第一測l^^p第^l'J量結(jié) 果之間的差以及影響第二節(jié)點和第一節(jié)點之間電荷分布的多個電容值，儉計由 于去激活第二晶體管產(chǎn)生的第二節(jié)點電壓變化，第一節(jié)點^F艮定在輸入晶體管 和光電檢測^U、司。步驟440 ^是步驟450， ^輸入晶體管^f^素輸出信號的第三測量，步驟450 ^是步驟460，響應(yīng)于第三測f^^響應(yīng)于〗iH十的第二節(jié)點 電壓變化，計算由光電檢測器產(chǎn)生的信號。通常，^i十步驟440 ^^J應(yīng)于輸入晶體管電容值、第一節(jié)點電容^第 二節(jié)點電^1值，^i十第二節(jié)點^變化，通常，估計步驟440包^J應(yīng)于第二節(jié)點電容值與第二節(jié)點電容值、輸 入晶體管電容值、第一節(jié)點電容值的R間的比，^i十第二節(jié)點電壓變化。圖9示出了根據(jù)4^L明的一個實施例的寫像素的方法500。方法500由步驟510開始，步驟510激活連接到第二節(jié)點的第二晶體管， ^L活連接到第二節(jié)點和第一節(jié)點之間的輸入晶體管，所ii^一節(jié)點連接到光 4^測器.步驟510^^復(fù)位(或者寫另一個初始值)像素的第—第二節(jié)點。步驟5104L^是步驟520，去g第二晶體管，步驟520 ^是步驟530,通體至少一個電$^供反饋信號^^素節(jié)點， #嘴由于去激活第二晶體管產(chǎn)生的第二節(jié)點^變化，所述電^K象素節(jié)點電 ^^^到第二節(jié)點。步驟530 ^i^M辨聲信號例如KTC噪聲信號，步驟530可以通過將第一節(jié)點充電達到高電壓電平結(jié)東這^ii過故電第 一節(jié)點，啟動光電檢測器電荷傳送(步驟550)。典型地，放電^f^嫁易實現(xiàn)。 這個妙^iiit^二^l器130 (2)提^""個高^^^ (VrefX步驟530 ^的步J^列是重復(fù)步l^列直到iiJiJ控制;^,步m^列由步驟540^，步驟540去^^輸入晶體管，和測量像素輸出 信號.這個測i^供第二節(jié)點電壓電平的指示.步驟540^是步驟545，產(chǎn)^^繢電5JL反饋電流響應(yīng)于測1^果。通常，步驟545包mit^以增益因子;^L像素輸出電i5Mt產(chǎn)^Jt電流， 所i^A^饋電流響應(yīng)于l象素輸出電流和目標像素輸出電流之間的差。步驟545^是步驟550，辦輸入晶體管和姊素提供反饋信號，該反 饋信號響應(yīng)于像素輸出信號的測量結(jié)果。這個步驟包括在第 第二節(jié)點之間 傳送電荷。一旦步驟550結(jié)束，^i十ii^控制標準.iiE還示出如^Mi^'J控制標準， 則按照箭頭從步驟550到步驟540進^i:復(fù)。通常，步驟540 ^^測量像素輸出電流，以及控制標^4示像素輸出電流 和目標像素輸出電流之間的關(guān)系。#^ 1明的一個實施例，步驟550的多次重復(fù)(iJ'Ji^'J控制標碓)可 以通it^強傳導(dǎo)模式下^t^入晶體管來啟動(在步驟550的一個或者多個重 復(fù)期間)。可以^傳導(dǎo)模式下##輸入晶體管(在步驟550的一個或者多個重 復(fù)期間)^進^1些一個或者多個重復(fù)。步驟550的一個或者多個強傳導(dǎo)模 式重復(fù)的組合可以提高方法500的速度一個或多個強制傳導(dǎo)模式重復(fù)之后至少 iML—個步驟550的弱傳導(dǎo)模式。注意，在步驟550的一個或者多個重復(fù)期間，光電檢測器絲電到可以比 第二節(jié)點92上的目標電壓高的電壓電平，第二節(jié)點92上的目標電^M^議電 壓4U司的差可以例:ftn^J^聲波動量^5樣'J 、，通常，步驟545 ^^I應(yīng)i^響第二節(jié)點和笫一節(jié)點之間的電荷分布的多 個電容值產(chǎn)妖饋信號，所鄉(xiāng)一節(jié)點^F^錄入晶體管和光緣觀駄間。 這些電容可以包括輸入晶體管電容、第一節(jié)點電絲第二節(jié)點電容。通常，反 饋電流響應(yīng)于笫二節(jié)點電容與第二節(jié)點電容、輸入晶體管電容、第一節(jié)點電容 的^MU'司的比。注意，方法500可以^IiftX位像素(將復(fù)位值寫到像素)或者^#表示 另一"象素狀態(tài)的值(回寫)。因此， 一旦像iN^X^^像素絲回寫值，則 可以ii^控制4^,條械明的一個實施例，步驟520之前是可選步驟515，步驟515將第 一節(jié)點電壓i^為高電平，^il種情況下，步驟500將^^制綠一節(jié)點電壓 電平.圖10描述才MM^明的一個實施例的寫像素的方法600.方法600由步驟610^，激活連接到第二節(jié)點的第二晶體管，^:活連接在第二節(jié)點和第一節(jié)點之間的輸入晶體管，以及^m象素輸出信號的第一測量，所ii^一節(jié)點連接到光電檢測器。步驟610 ^fe復(fù)位(或者寫另一個初始值)像素的第-"^第二節(jié)點。步驟610可以^it過KTC噪聲測量電路測量像素輸出信號。步驟620在步驟610^，用于去激活第二晶體管并^m象素輸出信號的 第；'j量。步驟620可以包^ii過KTC噪聲測量電翻'J量像素輸出信號。步驟630在步驟620之后，用于去激活輸入晶體管并^W^素輸出信號的 新的測量。步驟630可以通過將第一節(jié)點充電到高t醫(yī)電平結(jié)l通過故電第 一節(jié)點，該^ft將啟動^t光^^測器電荷微(步驟540)。典型地，放電操 作可以棘易實現(xiàn)。步驟630可以包M過KTC噪聲測量電柳'J量像素輸出信號。通常，步驟630 (經(jīng)第一M器120 (2))連嫩A^'J PD電荷轉(zhuǎn) 移電路150 (2)和對A^TA^U0 (2)輸出的信號ii^t糾。步驟640在步驟630^，用于IMt輸入晶體管并^M:提供反雜號， 該反饋信號響應(yīng)于像素輸出信號的新的測賴肊參絲面附圖描述的示例，反4t^號可以由PD電荷絲電路l鄰(2)輸 出和經(jīng)第二^1器130 (2)發(fā)i^ij第四晶體管40。在步驟640期間，PD電荷 ##電路1鄰(2) Mi^AjJl器120 (2) S^h^^極明的一個實施例，步驟640的多次重復(fù)(Jj'Jii^控制標準)可 以通it^強傳導(dǎo)模式下^^輸入晶體管來啟動(在步驟640的一個或者多個重 復(fù)期間)。在一個或者多個重復(fù)之后，可以輛傳導(dǎo)模式下^ft輸入晶體管(在 步驟640的一個a多個重復(fù)期間)。步驟640的一個M多個強傳導(dǎo)模式重復(fù) 的組合可以提高方法600的itJL。 一個或多個強制傳導(dǎo)模式重復(fù)^至少, 一個步驟640的弱傳導(dǎo)^iC步驟650在步驟640之昏，用于響應(yīng)于像素輸出信號的多個測i^^^1 應(yīng)于影響第二節(jié)點和第一節(jié)點之間的電荷分布的多個電容值，確定是否達到控 制標準，如^i^!j控制標準，方法600結(jié)束，否則步驟630^是步驟6鄰。注意，一X^皿下IMt輸入晶體管，它實際上l^供了一個^l性，同時 當在強3^^^下^ft，極性可以由^電ii^i供，步驟650包括^i十在像素的第二節(jié)點出現(xiàn)的噪聲(例如KTC噪聲)。通常，確定步驟650響應(yīng)于輸入晶體管電容值、第一節(jié)點電容^第二節(jié) 點電容值。通常，所述確定響應(yīng)于第二節(jié)點電容值與第二節(jié)點電容值、輸入晶 體管電容值、第一節(jié)點電容值的R間的比。通常，所述確定響應(yīng)于像素輸出信號目標植與一個^MP之間的差，所# 積A (i)像素輸出值的i^測量結(jié)果之間的差與(ii)第二節(jié)點電容值與第二節(jié) 點電容值、輸入晶體管電容值、第一節(jié)點電容值的R間的比的^R。本發(fā)明可以應(yīng)用到光學傳感器以外的傳感器。例如電g感圖像傳感器、 生物i^A^傳感器，或^^匕學^ft感器。本發(fā)明可以録用到要^^一^^者多靴出電壓、電;M電郝式的信 號的單元陣列中低噪聲^^用辦'輸出信號可以是錢的^^形式也可以 ;i^示離散的一M者多級值的量化形式。本發(fā)明可以被應(yīng)用在要求多次重復(fù)瀆寫循環(huán)的應(yīng)用程序，以及通過使用本 發(fā)明可以極大減少集聚噪聲，本發(fā)明可被應(yīng)用在要樹電絲上的^6^續(xù)或 量4膽號進行非常精確的低噪聲糾的應(yīng)用中，或者甚至4^P目的A^用樹 ^^自或量^ft號進行iW的皿電^^電路中，注意，雖然像素可以在復(fù)位階段、^Wh^^^階^^式下^ft， ^ail 不A^、須的。4象素可以在其它不同的階^^怍，例如^WH&1細化復(fù)位階段，增組準階段)絲校準階段，樹雙#三柳絲樣階段等等《#^ 1明的一個實施例，僅僅兩^WliM^供反饋信"!^從像^Mi信息。例如，連接^^!l如CONl 71沒有柳^1供反敝號，而是CON2 72 和/或CON3 73.因此，代^^CON17lll^v^鵬號，反饋信號可以通過下 面步I5M1供:通常，通過把第二晶體管iil4強轉(zhuǎn)換模iU^第二晶體管(M2 20 )， ^f^i十第二節(jié)點N2 92的M (經(jīng)CON2 72或者CON3 73 )，然后考慮所述 狀態(tài)^Mt供反^fT號.這些步驟可以被重JJL到笫二節(jié)點處于希望狀態(tài).參考 前面形'J的一些附圖，這些狀態(tài)可以秋圖7的步驟340絲圖9的步驟540. 注意，當應(yīng)用il個賴時，M2 20的源;feL可^ii^i!] CON2 (72)或者CON3 (73)而不tli^^f'JCONl 71,進一步注意到，PD電荷絲4i^l鄰(2)的 輸出可以^^到CON2 a CON3 (而不^第二^器130 U)連接到 CON1 )、才Mt本發(fā)明的另一個實施例，讀象素的it^^t，第二節(jié)點的電壓電 "f^^為特定目標值。例如，目標值可以反棘將光電檢測器膝it^前的電壓 電平值。目標KlL也可以響應(yīng)于第一晶體管電^^^電平。注意，這些嘗試可以以重復(fù)的方式來執(zhí)行，如進一步在圖11和12中示出 &。重復(fù)可以瓶直到酬特定控制標準。特定控制標準可以和重復(fù)的次數(shù)、 目標#^|』的值之間的關(guān)系對目關(guān)。圖10是條械明的另一個實施例的寫像素的方法300'的^;練圖。方法3(MT和圖7的方法300不同^t在于，包^#驟312-316。步驟310 在步驟312之前和步驟320在步驟316步驟312 ^^#第二晶體管去^^測量像素輸出信號，該像素輸出信 號可以反^二節(jié)點的電壓電平。步驟314在步驟312 4^，用f^:活第二晶體管^^供反饋信號給第二晶 體管。該反饋信號響應(yīng)于第二節(jié)點電壓的目標祖.步驟316在步驟314力昏，用于維持第二晶體管去激活、測量像素輸出信 " "^確^i否ii^特定控制標碓，如^ii^特定控制標準，那么步驟320在步 驟312^，否則步驟3164^pi步驟312。圖12是#||本發(fā)明的另一個實施例的讀像素的方法400的流程圖。方法4(KT和圖8的方法400的不同4j5t^于，包^#驟412-416。步驟 410在步驟412之前和步驟420在步驟416步驟412包^#第二晶體管去激活并測量像素輸出信號.該像素輸出信 號可以^ffi^二節(jié)點的t醫(yī)電平，步驟414在步驟412 4U^，用于激活第二晶體管并提供反饋信號給第二晶 體管。該反饋信號響應(yīng)于第二節(jié)點^的目標值。步驟416在步驟414力昏，用于維持第二晶體管去激活、測量像素輸出信 "!^確 _否想11特定控制#^,如^^特定控制#^，那么步驟420在步 驟412^，否則步驟416^;4步驟412。#*14^明的另一個實施例，寫像素的ii^^t^P第二節(jié)點的t醫(yī)電 "fiM為目標祖，例如，目#{1可以反餘前面的寫循環(huán)結(jié)糾的電壓電偉。 典型地，前面的寫循Jf^是^t環(huán)，該目^t可以響應(yīng)于4it些寫循環(huán)v4U司 的M^ (例:fto^地變化).注意，這些嘗試可以以重復(fù)的方式來執(zhí)行，女rii—步在圖13和14中示出 的。重復(fù)可以機，直到ii^特定控制標準。特定控制標準可以和重復(fù)的次數(shù)、 目標#^1的值之間的關(guān)系射目關(guān)。圖13是^^本發(fā)明另一個實施例的讀像素的方法50(T的流程圖。 方法500、和圖9的方法500的不同^h在于，包^#驟512 - 516代替步 驟510和520。步驟512包^#第一晶體管和第二晶體管去激活以及測量像素輸出信 號。該像素輸出信號可以反^二節(jié)點的t壓電平。步驟514在步驟512^，用f^t活第二晶體管并提供反^ft號給第二晶 體管。反饋信號響應(yīng)于第二節(jié)點電壓的目M。第一晶體管可以維持在^T狀 態(tài)。步驟516在步驟514^，用于^N^第二晶體管去激活、測量像素輸出信 "!^確^i否ii^特定控制標準。如^ii^特定控制標碓，那么步驟530在步 驟516之昏，否則步驟516^是步驟512。第一晶體管可以維持在^T狀態(tài)， 圖14根據(jù)^C明的實施例的讀像素的方法60(T的流程圖。 方法6(KT和圖10的方法600的不同4L^t在于，&^^驟612 - 616代替步 驟610 - 620。步驟612 &^#第一晶體管和第二晶體管去激活以及測量像素輸出信 號。該像素輸出信號可以反贈二節(jié)點的仏電平。步驟614在步驟612^,用于^第二晶體管并提供反饋信號給第二晶 體管，反饋信號響應(yīng)于第二節(jié)點電壓的目標值.第一晶體管可以維持在^T狀 態(tài)。步驟616在步驟614^，用于^#第二晶體管去激活、測量像素輸出信 "f^確^A否ii^特定控制^。如^i^特定控制一，那么步驟630 步驟616^，否則在步驟6124^是步驟612,第一晶體管可以維持在^T狀 態(tài)。壓電"fiM為特定目灘。例如，目標孩可以^^t^^^^Me^前的^s電平.目#{|[^^可以響應(yīng)于笫一晶>^管電#*;^電平。注意，這些嘗試可以以重復(fù)的方式來執(zhí)行，如進一步在困11和12中示出的.重復(fù)可以絲J^想'淋定控制標準，特定控制樹可以M復(fù)的次數(shù)、目標值和達到的值之間的關(guān)系對目關(guān)。在不脫離本發(fā)明^U'jJNWt和范圍內(nèi)，^^頁域"^t^Mv員可以;(嫁易 地實SL^所描述內(nèi)容的變化、H^t^其它應(yīng)用。因此，本發(fā)明并不受前面描 述的限制，而m^的;而是隨后的權(quán)利要求的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種讀像素的方法，所述方法包括在維持輸入晶體管去激活的同時，激活耦合到第二節(jié)點的第二晶體管；其中第一晶體管耦合在第二節(jié)點和光電檢測器之間；去激活第二晶體管；通過經(jīng)至少一個電容提供反饋信號給像素節(jié)點，補償由于去激活第二晶體管產(chǎn)生的第二節(jié)點電壓改變，所述電容將像素節(jié)點電容耦合到第二節(jié)點；和激活輸入晶體管并測量像素輸出信號。
2、 ^^i^悟求l的方法，其中州嘗^^#--個反饋信號織象素節(jié)點, 所述像素節(jié)點經(jīng)晶體管電容電^^到笫二節(jié)點。
3、 #^^'虔求1的方法，其中4嘴包^^供兩個反4fft號給兩^象素 節(jié)點，所述像素節(jié)點經(jīng)晶體管電容電容^^到第二節(jié)點。
4、 才iy^，溪求l的方法，其中4嘴包^H個反饋信號織象素節(jié)點， 所述像素節(jié)點經(jīng)^間電容電^^到第二節(jié)點，
5、 #!1^'漆求1的方法，其中州嘗包^1供兩個反*號躺>^^素 節(jié)點，所述像素節(jié)點經(jīng)科間電容電^^到第二節(jié)點。
6、 ^^ii^U，J^求i的方法，其中^t活之前^jfe^^測器膝光。
7、 ^#讀<象素的方法，所i^r法^:激活^^到第二節(jié)點的第二晶體管，維#^"在第二節(jié)點和光^^測歡間的輸入晶體管去激活，以及"iiWtf象素輸出信號的第一測量；去激活第二晶體管并^tf象素輸出信號的第二測量；響應(yīng)于①第一測賴絲第1，J賴果之間的差，和(a)影響第二節(jié)點和第一節(jié)點之間電荷分布的多個電容值，4封十由于去激活第二晶體管產(chǎn)生的第二節(jié)點M變化，第一節(jié)點W^^入晶體管和光電檢測II^間； ^^輸入晶體管并^^素輸出信號的笫三測量；以及 響應(yīng)于第三測ir^^M^應(yīng)于4封十的第二節(jié)點電壓變化，計算由光電;^測器產(chǎn)生的信號。
8、 # 5^'決求7的方法，其中^i十^^I應(yīng)于輸入晶體管電容值、第 一節(jié)點電容^第二節(jié)點電容值，^ij"第二節(jié)點電壓變化.
9、 根據(jù)^，漆求7的方法，其中^i十&^I應(yīng)于(i)第二節(jié)點電容值與(ii) 第二節(jié)點電容值、輸入晶體管電容值、第一節(jié)點電容值的^L間的比，^f封十第 二節(jié)點電壓變化。
10、 ""^t寫A^象素的方法，該方法包拾激活輸入晶體管和第二晶體管；其中第二晶體管^^到第二節(jié)點而輸入晶 體管^^在第二節(jié)點和光^r測^L間； 去激活第二晶體管激活；通體一個電^^供反饋信號^^素節(jié)點，州嘗由于去激活第二晶體管產(chǎn) 生的笫二節(jié)點電壓變化，其中所述電^第二節(jié)點電^^到象素節(jié)點；重復(fù)以下步驟，直到鈔J一個控制標碓去^t活^"入晶^^管，并測量^f象素輸出信號；和辦輸入晶體管并棘素提供反饋信號，該反饋信號響應(yīng)于像素輸出信號 的測J^果。
11、 ^!I;^U'J^求10的方法，其中測量包拾測量像素輸出電流，以及其 中控制標^^示像素輸出電流和目相膝素輸出電流之間的關(guān)系。
12、 ^H^U'j^求11的方法，進一步包拾通過按照增益因子iU^象素 輸出電流產(chǎn)^J費電流，所i^益因子響應(yīng)于像素輸出電流和目標像素輸出電 ^Ml間的差。
13、 #H^'JJNl 10的方法，進一步^fe響應(yīng)預(yù)響第二節(jié)點和第一 節(jié)點之間電荷分布的多個電容產(chǎn):t^饋電流，第一節(jié)點^LF艮定^r入晶體管和 光緣測W司。
14、 ^^U'決求11的方法，進一步&^:響應(yīng)于輸入晶體管電容、第 一節(jié)點電絲第二節(jié)點電容產(chǎn)4X饋電流。
15、 推據(jù)^5U'J^求11的方法，進—^:響應(yīng)于(i)第二節(jié)點電容與(fi) 第二節(jié)點電容、輸入晶體管電^第一節(jié)點電容的^L間的比，產(chǎn):4A饋電l
16、 ^!NsU，溪求10的方法，其中去激活輸入晶體管的步^^將第一節(jié) 點電壓設(shè)置為高電平之后，以及其中，替換包括斷錄一節(jié)點電壓電平；其中 第一節(jié)點鄉(xiāng)^E^入晶體管和光^!'J^tl、司。
17、 ^H^U，J^求10的方法，其中一J^1位像素，3^'J控制標碓.
18、 ^H^，決求10的方法，其中一旦像素> !#表示由另一^^素的光電檢測器檢測到的光的值，^iifij控制標準。
19、 根據(jù)^U'漆求10的方法，其中^傳導(dǎo)模式下IMt輸入晶體管的步驟包括在子域M式下,晶體管。
20、 一種寫入像素的方法，該方法^:激活第二晶體管和輸入晶體管；其中第二晶體管^^到第二節(jié)點，輸入晶體管M^在第二節(jié)點和光^^測^間，以及^f象素輸出信號的第一測量； 去激活第二晶體管并^tf象素輸出信號的第二測量；去激活輸入晶體管g并^t^素輸出信號的新的測量； 辦輸入晶體管并棘素提供反*號，該反饋信號響應(yīng)于像素輸出信號的新的測j^泉響應(yīng)于像素輸出信號的多次測量結(jié)果以及影響第二節(jié)點和笫一節(jié)點之間 電荷分布的多個電容值，確定是否&'J控制標準；其中第一節(jié)點^LF艮定在輸入 晶#^管和光電;^~測^間；以及如綠有酬控制標JNfcS,去激活的步驟.
21、 才IL^U'J^求20的方法，其中所述確定響應(yīng)于輸入晶體管電容值、 第一節(jié)點電容^第二節(jié)點電容值'
22、 ^41^U'J^求20的方法，其中所述確定響應(yīng)于(i)第二節(jié)點電容值與(i i)第二節(jié)點電容值、輸入晶體管電容^第一節(jié)點電容值的^t間的比。
23、 #^5^'溪求20的方法，其中所述確定響應(yīng)于像素輸出信號目標值 和一個^p之間的差，所ii!MR是(i)像素輸出值的魏測量結(jié)果之間的差與(ii) (a)第二節(jié)點電容^Kb)第二節(jié)點電容值、輸入晶體管電容#笫一節(jié)點電^:值的R間的比的^Mr。
24、 —財像絲能力的設(shè)備，該設(shè)備,象素、控制電糾^^到 像素械制電路的棘電路;其中像素&^光^^測器、輸入晶體管、第二，第^笫四晶體管；其中 光電檢測器和輸入晶體管連接到第一節(jié)點；其中輸入晶體管、第^笫四晶體 管連接到第二節(jié)點；其中笫三晶體管輸出像素輸出信號^^到第四晶體管；以及其中笫一、 第>笫三晶體管由控制^|1#^控制信號控制；其中所述設(shè)備適合用于在Wir入晶體管去激活的同時，激活第二晶體管；去激活第二晶體管；通敗至少一個電$^供反饋信號織象素節(jié)點，州嘗由于去激活第二晶體 管產(chǎn)生的第二節(jié)點電壓變化，所述電容樹象素節(jié)點電容^^到第二節(jié)點；和 激活輸入晶體管絲過棘電糊量像素輸出信號。
25、 根據(jù)權(quán)利要求24的設(shè)備，其中"^電路用于提^"個反饋信號^H象 素節(jié)點，所述像素節(jié)點經(jīng)晶體管電容電容^^到第二節(jié)點。
26、 根據(jù)權(quán)利要求24的設(shè)備，其中棘電路用于提供兩個反^ft號輛 ^M象素節(jié)點，所述像素節(jié)點經(jīng)晶體管電容電容^^到第二節(jié)點。
27、 根據(jù)權(quán)利要求24的設(shè)備，其中棘電路用于提^"個反饋信號姊 素節(jié)點，所述像素節(jié)點經(jīng)"f^間電容電^^^到第二節(jié)點。
28、 根據(jù)權(quán)利要求24的設(shè)備，其中棘電路用于提供兩個反饋信號給兩 ^H^素節(jié)點，通過#間電$^斤述像素節(jié)點電^^^第二節(jié)點。
29、 根據(jù)權(quán)利要求24的設(shè)備，其中所述設(shè)備允許>^:活第二晶體管之前， 允許光缺測器感測光'
30、 一種具有像"t^能力的設(shè)備，所述設(shè)備包棘素、控制電W^電路；其中像素&^光電御'J器、輸入晶體管、第二第>第四晶體管；其中 光電檢測器^"入晶體管連接到第一節(jié)點；其中輸入晶體管、笫^第四晶體 管連接到第二節(jié)點；其中第三晶體管輸出像素輸出信號^#^^到笫四晶體管； 以及其中第一、第^第三晶體管由控制電^1供的控制信號控制；其中所述設(shè)備適合用于激活第二晶體管激活，^#^入晶體管去激活，并^t^素輸出信號的第 一測量；去^第二晶體管并IW^素輸出信號的第；，J量；響應(yīng)于第一測量結(jié)絲第^^賴果4U'司的差，以及影響笫二節(jié)點和笫一 節(jié)點之間電荷分布的多個電容值，估計由于去激活笫二晶體管產(chǎn)生的第二節(jié)點 ^a變化，其中第一節(jié)點^l^^入晶體管和光^^^f司；^輸入晶體管并^m象素輸出信號的笫三測量； 響應(yīng)于笫三測i^^響應(yīng)于估計的笫二節(jié)點電壓變化，計算由光^R，J器產(chǎn)生的信號。
31、 根據(jù)^U'漆求30的設(shè)備，其中所述設(shè)備用于響應(yīng)于輸入晶體管電容 值、第一節(jié)點電容#第二節(jié)點電容像估計第二節(jié)點電壓變化。
32、 根據(jù)^f'漆求30的設(shè)備，其中響應(yīng)于第二節(jié)點電容^第二節(jié)點電 容值、輸入晶體管電容值、第一節(jié)點電容值的和之間的I^所述設(shè)備it^于估 計第二節(jié)點電壓變化。
33、 -^*^像素寫能力的設(shè)備，所述設(shè)備包樹象素、控制電^^^到 像素械制電路的棘械其中像素&^光^f^測器、輸入晶體管、笫二第^第四晶體管；其中 光電檢測器和輸入晶體管連接到第一節(jié)點；其中輸入晶體管、第>第四晶體 管連接到第二節(jié)點；其中第三晶體管輸出像素輸出信號^^到第四晶體管；以及其中第一、 第>第三晶體管由控制電^|_，控制信號控制；其中所述設(shè)備適合用于激活第二晶體管和輸入晶體管；去激活第二晶體管；通it^少一個電^^供反^fl"號，州嘗由于去激活第二晶體管產(chǎn)生的第 二節(jié)點電壓變化，所述電容^K象素節(jié)點電容^^到第二節(jié)點； 重復(fù)，JJ鵬控制標準；去^:活i^入晶^^管，^t過^電路測量像素輸出信號；和 辦輸入晶體管并棘素提供反4fft號，所収鄉(xiāng)號響應(yīng)像素輸出信號 的測量結(jié)果。
34、 #^5^，漆求33的設(shè)備，其中棘電路用于測量像素輸出電流，以 及其中控制#^^示像素輸出電琉和目標像素輸出電流之間的關(guān)系.
35、 #4^'虔求34的設(shè)備，其中棘電路用于通過按照增益因子;^ ^t素輸出電流產(chǎn):l^^饋電流，所^t益因子響應(yīng)于像素輸出電琉和目樹象素輸 出電J5Ma司的差。
36、 ^^5^'J^求33的設(shè)備，其中"^電路用于響應(yīng)于影響笫二節(jié)點和 笫一節(jié)點^f司的電荷分布的多個電容產(chǎn)^^饋電流，笫一節(jié)點^JLFIL^^入晶 體管和光^^駄間《
37、 才M^5^'虔求33的設(shè)備，其中棘電路用于響應(yīng)于輸入晶體管電容、 第一節(jié)點電鉢笫二節(jié)點電容，產(chǎn)i^饋電流。
38、 才^^U，漆求33的設(shè)備，其中響應(yīng)于第二節(jié)點電^第二節(jié)點電容、 輸入晶體管電容、第一節(jié)點電容的和之間的比，所述"^電路用于產(chǎn)i^^饋電 流。
39、 #^;^，澳求33的設(shè)備，進一步用iH殳置第一節(jié)點電壓為高電平， 以;SJ^后去^t活^"入晶^^管。
40、 才M^U'漆求33的設(shè)備，其中一^a^位像素，^iiS!]控制標準。
41、 ^^^'J^"求33的設(shè)備，其中一旦像素> !"#一個^^由另一^^象素 的光4^測器檢測到的光的值，^iJiJ控制標準，
42、 #<*1^'澳求33的設(shè)備，其中所述設(shè)備用于在子域#^式下#^輸 入晶體管并^象素提供反*號，該反^號響應(yīng)于像素輸出信號的測1^果。
43、 "^t具有寫像素能力的設(shè)備，所述設(shè)備包^"f象素、控制*^^^到 像素械制電路的棘電路；其中像素包括光^^測器、輸入晶體管、第二笫^M第四晶體管；其中 光電檢測器和輸入晶體管連接到第一節(jié)點；其中輸入晶體管、笫^第四晶體 管連接到第二節(jié)點；其中第三晶體管輸出像素輸出信號#^^到第四晶體管；以及其中第一、 第^第三晶體管由控制^1供的控制信號控制；其中所iii更備適合用于激活笫二晶體管^^入晶體管，^it過"^電i^yW^素輸出信號的笫一測量；去^第二晶體管并^tiH素輸出信號的笫U量；去激活輸入晶體管并^St素輸出信號的新的測量；IMt輸入晶體管^^素提供反^ft號，其中反*號響應(yīng)于像素輸出信 號的新的測量結(jié)^;響應(yīng)于像素輸出信號的多個測量結(jié)果以及影響第二節(jié)點和第一節(jié)點之間 的電荷分布的多個電容值，確定是否&ij控制標準；如狄有酬控制標碓，就重復(fù)去綠輸入晶體管^Mt輸入晶體管.
44、 # ^，溪求43的設(shè)備，其中響應(yīng)于輸入晶體管電容值、笫一節(jié)點電容#第二節(jié)點電$1值，所述設(shè)備用于進行確定。
45、 才W5U'漆求43的設(shè)備，其中響應(yīng)于第二節(jié)點電容值與第二節(jié)點電 容值、輸入晶體管電容值、第一節(jié)點電容值的和t間的比，所述設(shè)備用于進行 確定。
46、 #41^'決求43的設(shè)備，其中響應(yīng)于像素輸出信號目#^ (i)像 素輸出值的i^測量結(jié)果之間的差與(ii)第二節(jié)點電容值與第二節(jié)點電容值、 輸入晶體管電容值和第一節(jié)點電容值的和之間的比的^P之間的差，所述設(shè)備 用于ii^"確定。
47、 才I^^Ui溪求10的方法，進一步&^在弱傳導(dǎo)模式下IMW"入晶體 管并姊素提供反饋信號。
48、 才N^'J^求47的方法，進一步^"在強傳導(dǎo)模式下激活輸入晶體管。
49、 才N^U'J^求10的方法，進一步^fe在強傳導(dǎo)模式下激活輸入晶體管。
50、 沖IL^J5U'虔求20的方法，進""#^^輛傳導(dǎo)模式下##輸入晶體 管并姊素提供反饋信號.
51、 才M^U'J^求50的方法，進一步^^在強傳導(dǎo)模式下^^輸入晶體管。
52、 ^^i^，J^求20的方法，進一步&^在強傳導(dǎo)模式下^^輸入晶體管。
53、 # *^慎求33的設(shè)備，進一^it^I于輛傳導(dǎo)模式下辦輸入晶體管。
54、 ^i3U慎求33的設(shè)備，進一^iW于在強傳導(dǎo)模式下鰣輸入晶體管，
55、 ^41^U慎求53的設(shè)備，進-"i^于在強傳導(dǎo)模式下辦輸入晶體管'
56、 ^^5U怯求43的設(shè)備，進一iHl^于輛傳導(dǎo)模式下辦輸入晶體管'
57、 #^^慎求43的設(shè)備，進一fiW于在強傳導(dǎo)模式下辦輸入晶體管.
58、 才^^U'漆求56的設(shè)備，進一步^于在強傳導(dǎo)模式下##輸入晶體管。
59、 才H^^，J^求10的方法，進一步包^#，第二節(jié)點的電壓電平設(shè) 置為目標值。
60、 ^^il^U，決求59的方法，其中目標植響應(yīng)于之前寫循環(huán)結(jié)束時的第 二節(jié)點的電壓電平。
61、 根據(jù)W，J^求59的方法，其中目標值響應(yīng)于在不同的寫循環(huán)之間改 變的^"地電平。
62、 ^^^U'虔求59的方法，其中嘗試包^t多個嘗試疊代。
63、 根4^，J^求20的方法，進一步^#，第二節(jié)點的電壓電平設(shè) 置為目標值。
64、 才^5U'J^求63的方法，其中目標值響應(yīng)于之前寫循環(huán)結(jié)束時的第 二節(jié)點的電壓電平。
65、 M^'J^求63的方法，其中目標植響應(yīng)于在不同寫循^J司^ 的接地電平，
66、 根據(jù)^U'J^求63的方法，其中嘗試&^Wf多個嘗試疊代。
67、 # *1^'溪求24的像素，進一iHM于嘗鄉(xiāng)第二節(jié)點的核電平 醒為目標在
68、 ^^t^U'溪求67的像素，其中目標植響應(yīng)于之前寫循環(huán)結(jié)束時的第 二節(jié)點的電壓電平。
69、 ^^U'決求67的像素，其中目相祖響應(yīng)于在不同寫循環(huán)之間 的^&電平。
70、 4^M，J^求67的像素，其中像"tit^于^多個嘗試疊代。
71、 根4t^U，溪求43的像素，進一^it用于嘗，第二節(jié)點的電壓電平
72、 #!1^，漆求71的像素，其中目#{|[響應(yīng)于之前寫循環(huán)結(jié)糾的第 二節(jié)點的M電平.
73、 ^11^U'溪求71的像素，其中目標植響應(yīng)于在不同的寫循^間改 變的M電平。
74、 ^11^U怯求71的像素，其中像^M于浙多^試疊代.
75、 根據(jù)^U，J^求1的方法，進一步^t，第二節(jié)點的電壓電平i經(jīng) 為目維。
76、 #^^'澳求75的方法，其中目標值響應(yīng)于在光電檢測器膝it^前 的第二節(jié)點的電壓電平值。
77、 ^!^5U'J^求75的方法，其中目標值響應(yīng)于在不同的寫循環(huán)之間改 變的^^地電平。
78、 根據(jù)擬'J^求75的方法，其中嘗試^Wf多個嘗試疊代。
79、 才N^5U'漆求7的方法，進一步^t^P第二節(jié)點的電壓電^HM 為目灘。
80、 #4l*U'JJNt79的方法，其中目標祖響應(yīng)于在^^電檢測器膝ibt 前的第二節(jié)點的電壓電平值。
81、 #H*U'JJM^79的方法，其中目標植響應(yīng)于在不同的寫循環(huán)之間改 變的,電平。
82、 ^tS^U'J^求79的方法，其中嘗試包^ft多個嘗試疊代。
83、 #^|5^，決求33的像素，進一j^J于嘗試將第二節(jié)點的電壓電平 處為目標祖。
84、 才^1*^，溪求83的像素，其中目^^響應(yīng)于在^^電檢測^IM^t 前的第二節(jié)點的電壓電^Ht。
85、 # iS*U'JJN^ 83的像素，其中目#^響應(yīng)于在不同的寫循環(huán)之間改 變的"^地電平。
86、 ^^U，JJ^求83的像素，其中像"fit^于M多個嘗試疊代。
87、 #^5^1漆求30的像素，進一im用于嘗，第二節(jié)點的電壓電平 醒為目械，
88、 ^il^U'溪求87的像素，其中目;f^t響應(yīng)于在^^電^^器啄;^前的第二節(jié)點的電壓電^Hi。
89、 #11^'決求87的像素，其中目標值響應(yīng)于在不同的寫循環(huán)之間改 變的"^地電平。
90、 #^^，漆求87的像素，其中像"I^于M多傳^4代。
全文摘要
本發(fā)明涉及讀像素和寫像素的方法以及具有像素讀和寫能力的設(shè)備。讀像素的方法包括在維持輸入晶體管去激活的同時，激活耦合到第二節(jié)點的第二晶體管；其中第一晶體管耦合在第二節(jié)點和光電檢測器之間；去激活第二晶體管；通過經(jīng)至少一個電容提供反饋信號，補償由于去激活第二晶體管產(chǎn)生的第二節(jié)點電壓變化，所述電容將像素節(jié)點電容耦合到第二節(jié)點；以及激活輸入晶體管并測量像素輸出信號。
文檔編號H04N5/3745GK101304468SQ200710152740
公開日2008年11月12日 申請日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月20日
發(fā)明者弗拉德米爾·考夫曼 申請人:愛德瓦森斯技術(shù)(2004)有限公司