像素电路及其驱动方法和图像传感器技术

本发明专利技术公开了一种像素电路及其驱动方法和图像传感器，其中像素电路包括：重置晶体管、光电转化器、源跟随模块和检测补偿模块；重置晶体管的控制极与重置信号线连接，重置晶体管的第一极与检测补偿模块连接，重置晶体管的第二极、光电转化器的第一极以及源跟随模块连接于信号采集点。在本发明专利技术中，通过检测补偿模块检测重置晶体管在截止状态时的漏电流，并生成对应的补偿信号，以供对信号采集点处因漏电流而造成的电压变化量进行补偿，从而实现对信号采集点处的电压信号进行精准检测，有利于提升图像传感器的识别精准度。

Pixel circuit, driving method and image sensor thereof

The invention discloses a pixel circuit, a driving method and an image sensor, wherein the pixel circuit comprises a reset transistor, a photoelectric converter, a source following module and a detection compensation module; a control pole of a reset transistor is connected with a reset signal line; a first pole of a reset transistor is connected with a detection compensation module; and a crystal is reset. The second pole of the body tube, the first pole of the photoelectric converter and the source follower module are connected to the signal acquisition point. In the invention, the leakage current of the reset transistor in the cut-off state is detected by the detection and compensation module, and the corresponding compensation signal is generated for compensating the voltage variation caused by the leakage current at the signal acquisition point, so as to realize the accurate detection of the voltage signal at the signal acquisition point, which is beneficial to the elevation diagram. Like sensor accuracy.

【技术实现步骤摘要】
像素电路及其驱动方法和图像传感器
本专利技术涉及图像采集
，特别涉及一种像素电路及其驱动方法和图像传感器。
技术介绍
互补金属氧化物(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，简称CMOS)图像传感器凭借工艺简单、体积小、重量轻、功耗小、成本低、易于与其他器件集成等特点，而广泛应用于数码相机、移动手机、医疗器械、汽车等场合。其中，COMS型图像传感器一般包括若干个像素单元(Pixel)，每一个像素单元中均设置有对应的像素电路。图1为现有技术中像素电路的电路结构示意图，如图1所示，该像素电路包括：重置晶体管、光电二极管和源跟随模块；其中，重置晶体管、光电二极管和源跟随模块三者连接于信号采集点。光电二极管用于采集入射光并生成对应的电信号，源跟随模块用于将信号采集点的电压信号传递至外部的图像处理器。图2为图1中信号采集点处电压随时间变化的示意图，如图2所示，在重置阶段T1时，重置晶体管Mrst导通，重置电压端提供的重置电压Vrst写入至信号采集点，以对信号采集点FD进行重置处理；在曝光采样阶段T2(持续时间为t，t取值由人工设定)时，重置晶体管Mrst截止，光电二极管PD采集入射光并生成对应的电信号以对信号采集点FD进行充电，信号采集点FD处的电压逐渐下降；源跟随模块1将信号采集点FD处的电压信号输出至外部的图像处理器，图像处理器基于信号采集点FD在曝光采样阶段T2的电压变化量V1-Vrst，可确定出光电二极管PD所接收到的入射光强度。然而，在实际应用中发现，在曝光采样阶段时由于重置晶体管中存在漏电流，该漏电流也会对信号采集点的电压造成一定影响，从而导致检测结果不准确。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种像素电路及其驱动方法和图像传感器。为实现上述目的，本专利技术提供了一种像素电路，用于向图像处理器提供电压信号，包括：重置晶体管、光电转化器、源跟随模块和检测补偿模块；所述重置晶体管的控制极与重置信号线连接，所述重置晶体管的第一极与所述检测补偿模块连接，所述重置晶体管的第二极、所述光电转化器的第一极以及所述源跟随模块连接于信号采集点；所述光电转化器用于采集入射光，并根据采集到的入射光生成对应的电信号；所述源极跟随模块与所述图像处理器连接，用于获取所述信号采集点处的第一电压信号，并将其输出至所述图像处理器；所述检测补偿模块与所述图像处理器连接，用于检测所述重置晶体管处于截止状态时的漏电流，且将其转化为对应的第二电压信号，并将所述第二电压信号输出至所述图像处理器，以供所述图像处理器根据所述第一电压信号和所述第二电压信号确定入射光强度。可选地，所述检测补偿模块包括：积分电路，所述积分电路的输入端与所述重置晶体管的第一极连接，所述积分电路的输出端与所述图像处理器连接。可选地，所述积分电路包括：运算放大器、电容和第一晶体管；所述运算放大器的反相输入端与所述重置晶体管的第一极连接，所述运算放大器的正相输入端与重置电压端连接，所述运算放大器的输出端与所述图像处理器连接；所述电容的第一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述电容的第二端与所述运算放大器的输出端连接；所述第一晶体管的控制极与所述重置信号线连接，所述第一晶体管的第一极与所述运算放大器的反相输入端连，所述第一晶体管的第二极与所述运算放大器的输出端连接。可选地，所述源跟随模块包括：源跟随晶体管和开关晶体管；所述源跟随晶体管的控制极与所述信号采集点连接，所述源跟随晶体管的第一极与所述第三工作电压端连接，所述源跟随晶体管的第二极与所述开关晶体管的第一极连接；所述开关晶体管的控制极与选通控制线连接，所述开关晶体管的第二极与所述图像处理器连接。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种像素电路，用于向图像处理器提供电压信号，包括：重置晶体管、光电转化器、源跟随模块和检测补偿模块；所述重置晶体管的控制极与重置信号线连接，所述重置晶体管的第一极与所述检测补偿模块连接，所述重置晶体管的第二极、所述光电转化器的第一极以及所述源跟随模块连接于信号采集点；所述光电转化器用于采集入射光，并根据采集到的入射光生成对应的电信号；所述源极跟随模块与所述图像处理器连接，用于获取所述信号采集点处的第一电压信号，并将其输出至所述图像处理器；所述检测补偿模块，用于检测所述重置晶体管处于截止状态时的漏电流，且根据所述漏电流生成对应的补偿电流，并将所述补偿电流输出至所述信号采集点，以对所述重置晶体管处的漏电流进行补偿；所述补偿电流与所述漏电流大小相同且流向相反。可选地，所述检测补偿模块包括：电流镜电路，所述电流镜电路的输入端与所述重置晶体管的第一极连接，所述电流镜电路的输出端与所述信号采集点连接。可选地，所述电流镜电路包括：第二晶体管和第三晶体管；所述第二晶体管的控制极与所述电流镜电路的输入端连接，所述第二晶体管的第一极与第一工作电压端连接，所述第二晶体管的第二极与第一偏置电流源和所述电流镜电路的输入端连接；所述第三晶体管的控制极与所述电流镜电路的输入端连接，所述第三晶体管的第一极与所述第一工作电压端连接，所述第三晶体管的第二极与第二偏置电流源和所述电流镜电路的输出端连接。可选地，所述检测补偿模块还包括：缓冲器电路，所述缓冲器电路设置于所述电流镜电路和所述重置晶体管之间；所述缓冲器电路的输入端与所述重置晶体管的第一极连接，所述缓冲器电路的输出端与所述电流镜电路的输入端连接。可选地，所述缓冲器电路包括：第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管和第八晶体管；所述第四晶体管的控制极与所述第四晶体管的第二极、所述第五晶体管的控制极连接，所述第四晶体管的第一极与第二工作电压端连接，所述第四晶体管的第二极与所述第六晶体管的第一极连接；所述第五晶体管的第一极与所述第二工作电压端连接；所述第五晶体管的第二极与所述第七晶体管的第一极连接；所述第六晶体管的控制极与重置电压端连接，所述第六晶体管的第二极与第三偏置电流源连接；所述第七晶体管的控制极与所述第七晶体管的第一极连接，所述第七晶体管的第一极与所述缓冲器电路的输入端连接，所述第七晶体管的第二极与所述第三偏置电流源连接；所述第八晶体管的控制极与所述第四晶体管的控制极连接，所述第八晶体管的第一极与所述第二工作电压端连接，所述第八晶体管的第二极与所述缓冲器电路的输出端和第四偏置电流源连接。可选地，所述源跟随模块包括：源跟随晶体管和开关晶体管；所述源跟随晶体管的控制极与所述信号采集点连接，所述源跟随晶体管的第一极与所述第三工作电压端连接，所述源跟随晶体管的第二极与所述开关晶体管的第一极连接；所述开关晶体管的控制极与选通控制线连接，所述开关晶体管的第二极与所述图像处理器连接。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种图像传感器，包括：如上述的像素电路。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种像素电路的驱动方法，所述像素电路采用上述的像素电路，该驱动方法包括：在重置阶段，所述重置晶体管在所述重置信号线的控制下导通，重置电压通过重置晶体管写入至所述信号采集点；在曝光采样阶段，所述重置晶体管在所述重置信号线的控制下截止，所述光电转化器采集入射光并根据采集到的入射光生成对应的电信号，以对所述信号采集点进行充电；以及，所述检测补偿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种像素电路，其特征在于，用于向图像处理器提供电压信号，包括：重置晶体管、光电转化器、源跟随模块和检测补偿模块；所述重置晶体管的控制极与重置信号线连接，所述重置晶体管的第一极与所述检测补偿模块连接，所述重置晶体管的第二极、所述光电转化器的第一极以及所述源跟随模块连接于信号采集点；所述光电转化器用于采集入射光，并根据采集到的入射光生成对应的电信号；所述源极跟随模块与所述图像处理器连接，用于获取所述信号采集点处的第一电压信号，并将其输出至所述图像处理器；所述检测补偿模块与所述图像处理器连接，用于检测所述重置晶体管处于截止状态时的漏电流，且将其转化为对应的第二电压信号，并将所述第二电压信号输出至所述图像处理器，以供所述图像处理器根据所述第一电压信号和所述第二电压信号确定入射光强度。

【技术特征摘要】
1.一种像素电路，其特征在于，用于向图像处理器提供电压信号，包括：重置晶体管、光电转化器、源跟随模块和检测补偿模块；所述重置晶体管的控制极与重置信号线连接，所述重置晶体管的第一极与所述检测补偿模块连接，所述重置晶体管的第二极、所述光电转化器的第一极以及所述源跟随模块连接于信号采集点；所述光电转化器用于采集入射光，并根据采集到的入射光生成对应的电信号；所述源极跟随模块与所述图像处理器连接，用于获取所述信号采集点处的第一电压信号，并将其输出至所述图像处理器；所述检测补偿模块与所述图像处理器连接，用于检测所述重置晶体管处于截止状态时的漏电流，且将其转化为对应的第二电压信号，并将所述第二电压信号输出至所述图像处理器，以供所述图像处理器根据所述第一电压信号和所述第二电压信号确定入射光强度。2.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述检测补偿模块包括：积分电路，所述积分电路的输入端与所述重置晶体管的第一极连接，所述积分电路的输出端与所述图像处理器连接。3.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述积分电路包括：运算放大器、电容和第一晶体管；所述运算放大器的反相输入端与所述重置晶体管的第一极连接，所述运算放大器的正相输入端与重置电压端连接，所述运算放大器的输出端与所述图像处理器连接；所述电容的第一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述电容的第二端与所述运算放大器的输出端连接；所述第一晶体管的控制极与所述重置信号线连接，所述第一晶体管的第一极与所述运算放大器的反相输入端连，所述第一晶体管的第二极与所述运算放大器的输出端连接。4.根据权利要求1-3中任一所述的像素电路，其特征在于，所述源跟随模块包括：源跟随晶体管和开关晶体管；所述源跟随晶体管的控制极与所述信号采集点连接，所述源跟随晶体管的第一极与所述第三工作电压端连接，所述源跟随晶体管的第二极与所述开关晶体管的第一极连接；所述开关晶体管的控制极与选通控制线连接，所述开关晶体管的第二极与所述图像处理器连接。5.一种像素电路，其特征在于，用于向图像处理器提供电压信号，包括：重置晶体管、光电转化器、源跟随模块和检测补偿模块；所述重置晶体管的控制极与重置信号线连接，所述重置晶体管的第一极与所述检测补偿模块连接，所述重置晶体管的第二极、所述光电转化器的第一极以及所述源跟随模块连接于信号采集点；所述光电转化器用于采集入射光，并根据采集到的入射光生成对应的电信号；所述源极跟随模块与所述图像处理器连接，用于获取所述信号采集点处的第一电压信号，并将其输出至所述图像处理器；所述检测补偿模块，用于检测所述重置晶体管处于截止状态时的漏电流，且根据所述漏电流生成对应的补偿电流，并将所述补偿电流输出至所述信号采集点，以对所述重置晶体管处的漏电流进行补偿；所述补偿电流与所述漏电流大小相同且流向相反。6.根据权利要求5所述的像素电路，其特征在于，所述检测补偿模块包括：电流镜电路，所述电流镜电路的输入端与所述重置晶体管的第一极连接，所述电流镜电路的输出端与所述信号采集点连接。7.根据权利要求6所述的像素电路，其特征在于，所述电流镜电路包括：第二晶体管和第三晶体管；所述第二晶体管的控制极与所述电流镜电路的输入端连接，所述第二晶体管的第一极与第一工作电压端连接，所述第二晶体管的第二极与第一偏置电流源和所述电流镜电路的输入端连接；所述第三晶体管的控制极与所述电流镜电路的输入端连接，所述第三晶体管的第一极与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑智仁，王鹏鹏，刘伟，丁小梁，韩艳玲，曹学友，张平，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11