本公开大体来说涉及图像传感器，且特定来说但非排他地涉及高动态范围(hdr)互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器。
背景技术：
1、图像传感器已变得无处不在且现在广泛地用于数码相机、蜂窝电话、安全摄像机以及医疗、汽车及其它应用中。随着图像传感器被集成到更宽广范围的电子装置中，期望通过装置架构设计以及图像获取处理以尽可能多的方式(例如，分辨率、电力消耗、动态范围)增强其功能性、性能度量等。用于制造图像传感器的技术持续快速地进展。举例来说，对较高分辨率及较低电力消耗的需求已促进了这些装置的进一步小型化及集成。
2、典型的图像传感器响应于从外部场景入射到图像传感器上的图像光而操作。图像传感器包含具有光敏元件(例如，光电二极管)的像素阵列，所述光敏元件吸收入射图像光的一部分且在吸收图像光后即刻产生图像电荷。由像素产生的图像电荷光可作为列位线上的模拟输出图像信号来测量，所述模拟输出图像信号作为入射图像光的函数而变化。换句话说，所产生的图像电荷量与图像光的强度成比例，所述图像电荷作为模拟图像信号从列位线被读出并被转换成数字值以产生表示外部场景的数字图像(例如，图像数据)。位线上的模拟图像信号耦合到读出电路，所述读出电路包含具有模/数转换(adc)电路的输入级，以将来自像素阵列的那些模拟图像信号转换成数字图像信号。
技术实现思路
1、在一个方面中，本公开涉及一种像素电路，其包括：光电二极管，其经配置以响应于入射光而光生图像电荷；浮动扩散部，其经耦合以从所述光电二极管接收所述图像电荷；传送晶体管，其耦合于所述光电二极管与所述浮动扩散部之间以将所述图像电荷从所述光电二极管传送到所述浮动扩散部；复位晶体管，其耦合于可变电压源与所述浮动扩散部之间，其中所述复位晶体管经配置以响应于复位控制信号而被切换；及横向溢出积分电容器(lofic)，其耦合于所述可变电压源与所述浮动扩散部之间，其中所述可变电压源经配置以在高转换增益(hcg)复位信号读出及hcg图像信号读出期间输出高电压电平，且其中所述可变电压源经配置以在lofic图像信号读出及lofic复位信号读出期间输出中间电压电平。
2、在另一方面中，本公开涉及一种成像系统，其包括：像素阵列，其包含布置成若干行及若干列的多个像素单元，其中所述像素单元中的每一者经耦合以响应于入射光而产生图像电荷，且其中所述像素单元中的每一者包括：光电二极管，其经配置以响应于入射光而光生图像电荷；浮动扩散部，其经耦合以从所述光电二极管接收所述图像电荷；传送晶体管，其耦合于所述光电二极管与所述浮动扩散部之间以将所述图像电荷从所述光电二极管传送到所述浮动扩散部；复位晶体管，其耦合于可变电压源与所述浮动扩散部之间，其中所述复位晶体管经配置以响应于复位控制信号而被切换；及横向溢出积分电容器(lofic)，其耦合于所述可变电压源与所述浮动扩散部之间；以及读出电路，其耦合到所述像素阵列以从所述像素阵列读出所述图像电荷，其中所述读出电路包括：取样与保持(sh)电路，其耦合于所述像素单元中的一者与多个位线中的一者之间；及模/数转换器(adc)，其耦合到所述多个位线，其中所述可变电压源经配置以在高转换增益(hcg)复位信号读出及hcg图像信号读出期间输出高电压电平，且其中所述可变电压源经配置以在lofic图像信号读出及lofic复位信号读出期间输出中间电压电平。
3、在又一方面中，本公开涉及一种操作成像系统的方法，其包括：将像素阵列的像素电路耦合到读出电路的取样与保持(sh)电路，其中所述像素电路包括：光电二极管，其经配置以响应于入射光而光生图像电荷；浮动扩散部，其经耦合以从所述光电二极管接收所述图像电荷；传送晶体管，其耦合于所述光电二极管与所述浮动扩散部之间以将所述图像电荷从所述光电二极管传送到所述浮动扩散部；复位晶体管，其耦合于可变电压源与所述浮动扩散部之间，其中所述复位晶体管经配置以响应于复位控制信号而被切换；及横向溢出积分电容器(lofic)，其耦合于所述可变电压源与所述浮动扩散部之间，且其中所述sh电路包括耦合于电压缓冲器与所述像素电路之间的行复位晶体管；配置所述可变电压源以在高转换增益(hcg)复位信号读出及hcg图像信号读出期间输出高电压电平；及配置所述可变电压源以在lofic图像信号读出及lofic复位信号读出期间输出中间电压电平。
1.一种像素电路，其包括：
2.根据权利要求1所述的像素电路，其中所述可变电压源经配置以在所述横向溢出积分电容器图像信号读出之后及所述横向溢出积分电容器复位信号读出之后以所述高电压电平形成脉冲。
3.根据权利要求1所述的像素电路，其中所述可变电压源包括：
4.根据权利要求3所述的像素电路，其中当所述第一启用信号及所述第二启用信号为高时，所述可变电压源的所述输出被配置为所述高电压电平，其中当所述第一启用信号及所述第二启用信号为低时，所述可变电压源的所述输出被配置为所述低电压电平，且其中当所述第一启用信号为高且所述第二启用信号为低时，所述可变电压源的所述输出被配置为所述中间电压电平。
5.根据权利要求1所述的像素电路，其中所述可变电压源经配置以在滚动读出周期期间输出低电压电平。
6.根据权利要求1所述的像素电路，其进一步包括：
7.根据权利要求1所述的像素电路，其中所述中间电压电平与所述高电压电平之间的比率经配置以在所述高转换增益复位信号读出及所述横向溢出积分电容器复位信号读出期间将读出调整为基本上类似的。
8.一种成像系统，其包括：
9.根据权利要求8所述的成像系统，其中所述取样与保持电路包括耦合于电压缓冲器与所述像素单元中的所述一者之间的行复位晶体管，其中所述电压缓冲器经配置以在滚动读出周期期间输出恒定电压电平，其中所述恒定电压电平小于所述高电压电平。
10.根据权利要求9所述的成像系统，其中所述取样与保持电路进一步包括：
11.根据权利要求10所述的成像系统，其中耦合到所述高转换增益复位晶体管、所述高转换增益图像晶体管、所述横向溢出积分电容器复位晶体管及所述横向溢出积分电容器图像晶体管的栅极端子的信号经配置以在滚动读出周期期间被顺序地形成脉冲。
12.根据权利要求8所述的成像系统，其中所述可变电压源经配置以在所述横向溢出积分电容器图像信号读出之后及所述横向溢出积分电容器复位信号读出之后以高电压电平形成脉冲。
13.根据权利要求8所述的成像系统，其中所述可变电压源包括：
14.根据权利要求13所述的成像系统，其中当所述第一启用信号及所述第二启用信号为高时，所述可变电压源的所述输出被配置为所述高电压电平，其中当所述第一启用信号及所述第二启用信号为低时，所述可变电压源的所述输出被配置为所述低电压电平，且其中当所述第一启用信号为高且所述第二启用信号为低时，所述可变电压源的所述输出被配置为所述中间电压电平。
15.根据权利要求8所述的成像系统，所述像素单元中的每一者进一步包括：
16.一种操作成像系统的方法，其包括：
17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括：
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述可变电压源包括：
19.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括：
20.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括：
