(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202221655537.8 (22)申请日 2022.06.29 (73)专利权人 思特威 （上海） 电子科技股份有限 公司 地址 200120 上海市浦东 新区中国 （上海） 自由贸易试验区祥科路111号3号楼6 楼612室 (72)发明人 大石周　新居英明 　 (74)专利代理 机构 上海波拓知识产权代理有限 公司 31264 专利代理师 张媛 (51)Int.Cl. H04N 5/52(2006.01) H04N 5/225(2006.01) H04N 5/341(2011.01)(ESM)同样的发明创造已同日申请发明 专利 (54)实用新型名称 像素结构和图像传感器 (57)摘要 本申请涉及像素结构和图像传感器， 包括浮 动扩散节点 以及与浮动扩散节点分别连接的至 少一个感光模块以及复位模块、 信号输出模块和 增益调节模块； 增益调节模块响应于浮动扩散节 点的电压变化而变化， 以调节像素结构的转换增 益； 其中， 浮动扩散节点的电压在预设电压范围 内时， 增益调节模块的容值与浮动扩散节点的电 压呈负相关。 本申请通过设置可以随浮动扩散节 点的电压变化而变化的调节像素结构转换增益 的增益调节模块， 可以无需额外的控制信号实现 图像传感器的转换增益的自动变换， 不需要读取 像素信号两次， 从而保证读取时序简单， 并有利 用实现图像传感器的高帧率。 权利要求书2页 说明书9页 附图6页 CN 217721323 U 2022.11.01 CN 217721323 U 1.一种像素结构， 其特征在于， 包括： 浮动扩散节点以及与所述浮动扩散节点分别连接 的至少一个感光模块以及复位模块、 信号输出模块和 增益调节模块； 其中， 每个所述感光模块包括光电转换元件和传输晶体管， 所述传输晶体管耦接于所述光电 转换元件和所述 浮动扩散节点之间； 所述复位模块耦接于第 一电压源和所述浮动扩散节点之间， 用于根据复位控制信号重 置所述浮动扩散节点的电压； 所述信号输出模块耦接于第 二电压源和所述浮动扩散节点之间， 用于对所述浮动扩散 节点的电压进行输出； 所述增益调节模块用于调节所述像素结构的增益， 其中， 所述增益调节模块的容值响 应于所述浮动扩散节 点的电压变化而变化， 且所述增益调节模块的容值与所述浮动扩散节 点的电压呈负相关。 2.根据权利要求1所述的像素结构， 其特征在于， 所述增益调 节模块为MOS电容器， 所述 MOS电容器的第一极板与所述 浮动扩散节点连接， 所述MOS电容器的第二极板 接地。 3.根据权利要求2所述的像素结构， 其特征在于， 所述MOS电容器为增强型MOS管， 所述 增强型MOS管的第二极板为所述像素 结构的衬底。 4.根据权利要求2所述的像素结构， 其特征在于， 所述浮动扩散节点的电压在预设电压 范围内时， 所述增益调节模块的容值与所述浮动扩散节点的电压呈负相关， 所述预设电压 范围对应所述MOS电容器C ‑V曲线的多子耗尽状态区。 5.根据权利要求4所述的像素结构， 其特征在于， 所述预设电压范围为大于0V且小于 3V。 6.根据权利要求1所述的像素结构， 其特征在于， 所述像素结构包括若干个像素单元， 每个所述像素单元包括四个所述感光模块， 四个所述感光模块包括第一感光模块、 第二感 光模块、 第三感光模块以及第四感光模块， 所述第一感光模块和所述第三感光模块， 以及所 述第二感光模块和所述第四感光模块沿行方向镜像设置， 所述第一感光模块和所述第二感 光模块， 以及所述第三感光模块和所述第四感光模块沿列方向镜像设置； 所述信号输出模块设置 于四个所述感光模块的交界处。 7.根据权利要求6所述的像素结构， 其特征在于， 所述像素结构还包括像素选择模块， 耦接于所述信号输出模块及对应的输出位线之间， 用于在像素选择信号的控制下， 将所述 信号输出模块输出的信号输出至对应的输出位线； 所述像素选择模块设置于所述第一感光 模块和所述第二感光模块交界处的上 方。 8.根据权利要求7所述的像素结构， 其特征在于， 所述增益调节模块设置于所述信号输 出模块沿列方向或 沿行方向的一侧且设置 于像素隔离区中。 9.根据权利要求7所述的像素结构， 其特征在于， 所述增益调节模块设置于所述像素选 择模块沿行 方向的一侧且设置 于像素隔离区中。 10.根据权利要求1所述的像素结构， 其特征在于， 所述信号输出模块包括源极跟随晶 体管， 所述源极跟随晶体管 的栅极耦接至所述浮动扩散节点， 所述源极跟随晶体管 的漏极 耦接至所述第二电压源， 所述源极跟随晶体管的源极耦接 至对应的输出位线； 和/或， 所述复位模块包括复位晶体管， 所述复位晶体管的第一端连接所述第一电压源， 所述 复位晶体管的第二端连接所述浮动扩散节点， 所述复位晶体管的控制端接收所述复位控制权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 217721323 U 2信号。 11.一种图像传感器， 其特 征在于， 包括如权利要求1至10中任一项所述的像素 结构。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 217721323 U 3