本公开涉及一种像素、图像传感器以及像素的操作方法，更具体地，涉及包括具有不同灵敏度的两个光电二极管和存储电容器在内的像素、图像传感器以及像素的操作方法。
背景技术：
1、图像传感器通过使用根据从对象反射的光的强度做出反应的光电转换元件来产生对象的图像。随着互补金属氧化物半导体(cmos)技术的最新发展，使用cmos的cmos图像传感器被广泛使用。为了增加图像传感器的动态范围，最近正在开发一种使用包括具有不同灵敏度的光电转换元件和存储电容器在内的像素的不同转换增益来确保图像信号的技术。
技术实现思路
1、本公开的实施例提供了一种用于确保具有高动态范围(hdr)和改进的信噪比(snr)的图像信号的像素以及该像素的操作方法。
2、此外，本公开的实施例提供了一种像素以及像素的操作方法，该像素能够通过最小化根据像素阵列中的像素位置的电压差来消除阴影现象，同时确保hdr和改进的snr。
3、根据本公开的一个或多个实施例的像素使用具有不同灵敏度的光电二极管和存储电容器，利用不同转换增益状态下的输出信号来确保改进的snr，同时确保hdr。
4、根据本公开的一个或多个实施例的图像传感器可以通过在像素的重置时段、曝光时段和读出时段中适当地使用从电压发生器产生的电压和外部电源电压来提高电源抑制比(psrr)。
5、根据本公开的一个或多个实施例的图像传感器可以通过将导线分别分配给像素所需的电压，并且通过像素内部的控制晶体管来最小化每个像素位置的电压差，从而最小化图像阴影现象。
6、根据示例实施例的一方面，提供了一种像素，包括：第一光电二极管；第一浮置节点；第一传输晶体管，位于第一光电二极管与第一浮置节点之间，并且被配置为基于第一传输控制信号将由第一光电二极管产生的第一电荷传输到第一浮置节点；第二光电二极管；第二浮置节点；第二传输晶体管，位于第二光电二极管与第二浮置节点之间，并且被配置为基于第二传输控制信号将由第二光电二极管产生的第二电荷传输到第二浮置节点；存储电容器，包括连接到第二浮置节点的第一节点；第一电容器控制晶体管，被配置为基于第一电容器控制信号将第一电压传输到存储电容器的第二节点；第二电容器控制晶体管，被配置为基于第二电容器控制信号将第二电压传输到存储电容器的第二节点；连接晶体管，被配置为将第二浮置节点与第三浮置节点连接；转换增益控制晶体管，被配置为将第三浮置节点与第一浮置节点连接；重置晶体管，被配置为将第二电压传输到第三浮置节点；以及读取电路，被配置为基于第一浮置节点的电压将像素输出信号输出到列线。
7、根据示例实施例的一方面，提供了一种图像传感器，包括：上芯片，包括：像素区域，包括布置成多个行和列的多个像素；保护环区域，围绕像素区域；通孔区域；以及焊盘区域，包括电力焊盘；以及下芯片，包括被配置为向多个像素提供控制信号的驱动驱动器和第一电压发生器，其中，多个像素中的第一像素包括：第一光电二极管；第一浮置节点；第一传输晶体管，被配置为将第一光电二极管与第一浮置节点连接；第二光电二极管；第二浮置节点；第二传输晶体管，被配置为将第二光电二极管与第二浮置节点连接；存储电容器，具有连接到第二浮置节点的第一端；第一电容器控制晶体管，被配置为将由第一电压发生器产生的第一电压传输到存储电容器的第二端；第二电容器控制晶体管，被配置为将第二电压传输到存储电容器的第二端；连接晶体管，被配置为将第二浮置节点与第三浮置节点连接；转换增益控制晶体管，被配置为将第三浮置节点与第一浮置节点连接；重置晶体管，被配置为将第二电压传输到第三浮置节点；以及读取电路，被配置为响应于第一浮置节点的电压将像素输出信号输出到列线；其中，上芯片还包括用于传输第一电压的第一导线以及用于传输第二电压的第二导线，第一导线和第二导线以行为单位设置在像素区域上方，第一导线在保护环区域内彼此连接，并且，第一导线被配置为通过通孔区域的第一通孔从下芯片接收第一电压。
8、根据示例实施例的一方面，提供了一种像素的操作方法，该像素包括：第一光电二极管；第二光电二极管，具有比第一光电二极管小的光接收面积；存储电容器，被配置为存储由第二光电二极管产生的第二电荷；以及多个浮置节点，该操作方法包括：导通第一电容器控制晶体管,以将第一电压施加到存储电容器的第一节点，并且使用第一电压来重置第一光电二极管、第二光电二极管、多个浮置节点和存储电容器；在重置之后，进行如下曝光操作：截止第一电容器控制晶体管并且导通第二电容器控制晶体管，以将第二电压施加到存储电容器的第一节点，并且基于通过第一光电二极管和第二光电二极管接收到的光产生累积电荷；在曝光操作之后，截止第一电容器控制晶体管和第二电容器控制晶体管，浮置存储电容器的第一节点，并且基于由第二光电二极管产生的第二电荷来产生第一输出信号；以及在产生第一输出信号之后，截止第一电容器控制晶体管并且导通第二电容器控制晶体管，以将第二电压施加到存储电容器的第一节点，并且响应于存储在存储电容器中并且由第二光电二极管产生的第二电荷来输出第二输出信号。
9、根据示例实施例的一方面，提供了一种像素的操作方法，该像素包括：第一光电二极管；第二光电二极管，具有比第一光电二极管小的光接收面积；存储电容器，被配置为存储由第二光电二极管产生的第二电荷；以及多个浮置节点，该操作方法包括：导通第一电容器控制晶体管，以将第一电压施加到存储电容器的第一节点，并且使用第一电压来重置第一光电二极管、第二光电二极管、多个浮置节点和存储电容器；在重置之后，进行如下曝光操作：截止第一电容器控制晶体管并且导通第二电容器控制晶体管，以将第二电压施加到存储电容器的第一节点，并且导通控制晶体管以由第一光电二极管和第二光电二极管产生累积电荷；在移除由第一光电二极管产生并且通过第三电压溢出的第一电荷的同时，截止第一电容器控制晶体管和第二电容器控制晶体管，浮置存储电容器的第一节点，并且响应于由第二光电二极管产生的第二电荷来输出第一输出信号；以及导通第二电容器控制晶体管，截止第一电容器控制晶体管，并且响应于由第二光电二极管产生的第二电荷来输出第二输出信号。
1.一种像素，包括：
2.根据权利要求1所述的像素，其中，所述第一光电二极管的第一光接收面积大于所述第二光电二极管的第二光接收面积。
3.根据权利要求1所述的像素，其中，所述第一电压的第一电平小于所述第二电压的第二电平。
4.根据权利要求3所述的像素，其中，包括所述像素的图像传感器包括电压发生器，其中，所述第一电压由所述电压发生器产生，并且
5.根据权利要求4所述的像素，其中，所述第一电压通过第一导线传输到所述第一电容器控制晶体管，并且所述第二电压通过第二导线传输到所述第二电容器控制晶体管和所述重置晶体管。
6.根据权利要求5所述的像素，其中，所述读取电路还被配置为通过第三导线接收所述第二电压，并且使用所述第二电压产生所述像素输出信号，并且
7.根据权利要求1所述的像素，还包括控制晶体管，所述控制晶体管被配置为将第三电压传输到所述第三浮置节点，
8.根据权利要求7所述的像素，其中，所述第一电压的第一电平小于所述第二电压的第二电平和所述第三电压的第三电平，并且
9.根据权利要求8所述的像素，其中，所述第一电压和所述第二电压分别从包括所述像素的图像传感器的第一电压发生器和第二电压发生器产生，并且
10.根据权利要求9所述的像素，其中，所述第一电压通过第一导线传输到所述第一电容器控制晶体管，
11.一种图像传感器，包括：
12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述上芯片还包括用于传输所述第二电压的第三导线，
13.根据权利要求12所述的图像传感器，其中，所述第二导线和所述第三导线在所述像素区域上方不彼此连接。
14.根据权利要求13所述的图像传感器，其中，所述读取电路还被配置为通过所述第三导线中的至少一条接收所述第二电压，并且输出像素输出电压。
15.根据权利要求14所述的图像传感器，其中，所述第一导线、所述第二导线和所述第三导线分别以网格形状设置在所述像素区域上方。
16.根据权利要求15所述的图像传感器，其中，所述第一电压的第一电平小于所述第二电压的电平。
17.根据权利要求12所述的图像传感器，其中，所述下芯片还包括第二电压发生器，所述第二电压发生器被配置为产生所述第二电压，并且
18.根据权利要求17所述的图像传感器，其中，所述读取电路还被配置为通过所述第三导线接收所述第三电压，并且输出像素输出电压。
19.根据权利要求18所述的图像传感器，其中，所述第一电压的第一电平小于所述第二电压的第二电平和所述第三电压的第三电平，并且
20.一种像素的操作方法，所述像素包括：第一光电二极管；第二光电二极管，具有比所述第一光电二极管小的光接收面积；存储电容器，被配置为存储由所述第二光电二极管产生的第二电荷；以及多个浮置节点，所述操作方法包括：
