H - Electricity – 04 – N
Patent
H - Electricity
04
N
H04N 5/369 (2011.01) H04N 5/374 (2011.01) H01L 27/146 (2006.01)
Patent
CA 2612194
A circuit for use in an image sensor as well as an image sensing system using the circuit are set forth. The circuit comprises a floating gate semiconductor device having a floating gate, a control gate, a drain and a source. The circuit also employs a photosensitive semiconductor device that is positioned for exposure to electromagnetic radiation from an image. A pixel control circuit is connected to these components to direct the floating gate semiconductor device and the photosensitive semiconductor device to a plurality of controlled modes. The controlled modes may include an erase mode and an exposure mode. In the erase mode, at least a portion of an electric charge is removed from the floating gate to place the floating gate semiconductor device in an initialized state. In the exposure mode, the floating gate is charged at least partially in response to a voltage at a terminal of the photosensitive semiconductor device. The voltage at the terminal of the photosensitive semiconductor device corresponds to exposure of the photosensitive semiconductor device to the electromagnetic radiation from the image. The pixel control circuit may also direct the floating gate semiconductor device and the photosensitive semiconductor device to further modes including a read mode and a data retention mode. In the read mode, current flow between the source and drain of the floating gate semiconductor device is detected as an indicator of the charge on the floating gate. In the data retention mode, the charge on the floating gate of the floating gate semiconductor device that was acquired during the exposure mode is maintained notwithstanding further exposure of the photosensitive semiconductor device to the electromagnetic radiation from the image. The circuit, and one or more peripheral support circuits, may be implemented in a monolithic substrate using, for example, conventional CMOS manufacturing processes.
La présente invention concerne un circuit destiné à être utilisé dans un capteur d'image ainsi qu'un système de saisie d'image comprenant ledit circuit. Le circuit comprend un dispositif semiconducteur à porte flottante comportant une porte flottante, une porte de commande, un drain et une source. Le circuit utilise également un dispositif semiconducteur photosensible qui est positionné pour être exposé au rayonnement électromagnétique d'une image. Un circuit de commande des pixels est couplé à ces constituants pour commander le dispositif semiconducteur à porte flottante et le dispositif semiconducteur photosensible dans de multiples modes commandés. Les modes commandés peuvent comprendre un mode d'effacement et un mode d'exposition. Dans le mode d'effacement, au moins une partie d'une charge électrique est éliminée de la porte flottante pour placer le dispositif semiconducteur à porte flottante dans un état initialisé. Dans le mode d'exposition, la porte flottante est chargée au moins partiellement en réponse à une tension appliquée à une borne du dispositif semiconducteur photosensible. La tension à la borne du dispositif semiconducteur photosensible correspond à l'exposition du dispositif semiconducteur photosensible au rayonnement électromagnétique de l'image. Le circuit de commande des pixels peut également commander le dispositif semiconducteur à porte flottante et le dispositif semiconducteur photosensible dans d'autres modes comprenant un mode de lecture et un mode de rétention des données. Dans le mode de lecture, le flux de courant entre la source et le drain du dispositif semiconducteur à porte flottante est détecté en tant qu'indicateur de la charge appliquée sur la porte flottante. Dans le mode de rétention des données, la charge sur la porte flottante du dispositif semiconducteur à porte flottante qui a été acquise pendant le mode d'exposition est maintenue malgré toute autre exposition du dispositif semiconducteur photosensible au rayonnement électromagnétique de l'image. Le circuit ainsi qu'au moins un circuit de soutien périphérique peuvent être mis en oeuvre dans un substrat monolithique au moyen par exemple de processus de fabrication CMOS classiques.
He Fan
Shurboff Carl L.
Gowling Lafleur Henderson Llp
Motorola Inc.
Motorola Mobility Inc.
LandOfFree
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