图像检测电路及图像检测方法技术

本发明专利技术涉及一种图像检测电路及图像检测方法，该图像检测电路包含：一光检测电路，包括一感光元件，用以检测一光信号而于一光检测输出节点产生一光检测信号；一电荷储存元件，耦接于一积分节点；一积分开关，耦接于光检测输出节点与积分节点之间，根据一积分控制信号而操作；以及一重设电路，耦接于一电压源与积分节点之间，根据一重设控制信号与一读取控制信号而操作，其中积分节点包括一积分电压；于一重设时段中，积分开关导通，且重设电路于积分节点产生一重设信号以将该电荷储存元件充电，且经由积分开关将感光元件偏压于一主动工作状态，使得积分电压设定于一重设电平。

【技术实现步骤摘要】
图像检测电路及图像检测方法
本专利技术涉及一种图像检测电路，特别涉及一种具有高填充率(fillfactor)的双极结型晶体管(BJT)图像检测电路。本专利技术还涉及用于图像检测电路中的图像检测方法。
技术介绍
图1显示一种现有技术的图像检测电路(图像检测电路1)，图像检测电路1以光检测元件Q1检测光信号而于节点OUT1与OUT2之间产生一差动输出信号，图像检测电路1包含积分开关M1，偏压开关M2，重设开关M30，与非门11，差动读取电路12，以及电容器CI。请参阅图2，与非门11根据重设控制信号RST以及读取控制信号RD而产生一控制信号，用以控制重设开关M30，积分控制反向信号INTN则用以控制积分开关M1与偏压开关M2。请同时参阅图1与2，在例如图2中T1-T2的闲置时段(idletimeperiod)中，通过导通偏压开关M2而偏压光检测元件Q1于主动工作区，且通过导通重设开关M30而将电容器CI重设至一重设电平，此时积分开关M1为不导通。接着在例如图2中T2-T3的快门积分时段中，积分开关M1为OFF，而偏压开关M2与重设开关M30都为OFF，由此，储存于电容器CI中的电荷可经由光检测元件Q1根据光信号的强度而放电，其中光检测元件Q1的发射极电流正比于光信号的强度。接着在图2中T4-T5的第一读取时段中，读取电路12中，包含M5-M8的差动对(differentialpair)检测积分节点INT上的电压(即图2中的VINT)于产生第一输出电平的差动输出信号，而在图2T5-T6的第二读取时段中，差动对检测积分节点INT上的电压以产生第二输出电平的差动输出信号，通过转换电路(未示出)将第一输出电平与第二输出电平相减，即可获得完整的光检测输出信号(未示出)。图1中所示的现有技术，其缺点在于其需14个晶体管以组成图像检测电路中的一个像素单元，因此其填充率与对应的感度都很低，而由于低灵敏度，此现有技术需要较高的光照能量(例如由一红外线光二极管发出)方得以进行图像检测。其中，填充率(fillfactor)是指感光元件有效的光感面积与整体图像检测电路的比例关系，一般而言，所需的非感光元件(例如各种控制开关或偏压电路等)愈少，填充率愈高。本专利技术相比于图1的现有技术，仅需较少数量的晶体管，因此可具有较高的填充率与感度，因而本专利技术在进行图像检测时，可以节省光照能量(例如由一红外线光二极管发出)且可延长电池使用时间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种图像检测电路及图像检测方法，其仅需较少数量的晶体管，因此可具有较高的填充率与感度，因而本专利技术在进行图像检测时，可以节省光照能量且可延长电池使用时间。为实现上述专利技术目的，就其中一个观点言，本专利技术提供了一种图像检测电路，包含：一光检测电路，包括一感光元件，用以检测一光信号而于一光检测输出节点产生一光检测信号；一电荷储存元件，耦接于一积分节点；一积分开关，耦接于该光检测输出节点与该积分节点之间，根据一积分控制信号而操作；以及一重设电路，耦接于一电压源与该积分节点之间，根据一重设控制信号与一读取控制信号而操作，其中该积分节点包括一积分电压；其中于一重设时段中，该积分开关导通，且该重设电路于该积分节点产生一重设信号以将该电荷储存元件充电，且该重设信号经由该积分开关将该感光元件偏压于一主动工作状态，使得该积分电压设定于一重设电平；其中于一快门积分时段中，该积分开关导通，且该重设电路停止于该积分节点产生该重设信号，由此，经由该积分开关，该电荷储存元件的一累积电荷根据该光检测信号而改变，使得在一快门关闭时点，该积分电压设定于一积分电平，其中该积分开关于该快门关闭时点转为不导通；其中该重设时段早于该快门积分时段；其中该图像检测电路不包括专用以于该重设时段中控制该感光元件的偏压的一偏压开关。在一较佳实施例中，该图像检测电路还包括一第一电平检测电路，用以根据该积分电压而于一第一输出节点产生一第一输出信号，其中于一第一读取时段中，该重设电路停止产生该重设信号且该积分开关不导通，使得该第一输出信号设定于一第一输出电平，其中该第一读取时段靠近且晚于该快门积分时段。在一较佳实施例中，于一第二读取时段中，该重设电路于该积分节点产生一参考检测信号，使得该第一输出信号设定于一第二输出电平，其中该第二读取时段靠近且晚于该第一读取时段。在一较佳实施例中，该图像检测电路还包括一第二电平检测电路，用以在该第一读取时段或一第二读取时段中，于一第二输出节点产生一第二输出信号，其中该第二读取时段靠近且晚于该第一读取时段。在一较佳实施例中，该重设电路包括串联于该电压源与该积分节点之间的一对开关，该对开关包括一重设开关，根据该重设控制信号而操作，以及一非读取开关，根据该读取控制信号而操作；其中于该重设时段中，该对开关导通，以将该电压源导通至该积分节点，以将该电荷储存元件充电，且经由该积分开关使该感光元件偏压于该主动工作状态，使得该积分电压设定于该重设电平；其中于该快门积分时段中，该对开关的至少之一为不导通，且经由该积分开关，使该电荷储存元件的该累积电荷根据该光检测信号而改变，使得在该快门关闭时点，该积分电压具有于该积分电平，其中该积分开关于该快门关闭时点转为不导通；其中于该第一读取时段中，该对开关的至少之一为不导通，使得该第一输出信号设定于该第一输出电平其中于该第二读取时段中，该对开关为导通，以将该电压源导通至该积分节点而产生该参考检测信号，使得该第一输出信号设定于该第二输出电平。在一较佳实施例中，该第一电平检测电路包括互相串联并耦接于该第一输出节点的一第一电平检测元件以及一第一读取开关，其中该第一电平检测元件的一检测端连接于该积分节点，用以检测该积分电压而产生该第一输出信号，且该第一读取开关根据该读取控制信号而操作。在一较佳实施例中，该第一电平检测电路包括互相串联并耦接于该第一输出节点的一第一电平检测元件以及一第一读取开关，其中该第一电平检测元件的一检测端连接于该积分节点，用以检测该积分电压而产生该第一输出信号，且该第一读取开关根据该读取控制信号而操作。在一较佳实施例中，该第二电平检测电路包括互相串联并耦接于该第二输出节点的一第二电平检测元件以及一第二读取开关，其中该第二电平检测元件的一检测端耦接于该电压源号，且该第二读取开关根据该读取控制信号而操作。在一较佳实施例中，该光检测电路包括一偏压电路，耦接于该感光元件以及该积分开关，用以根据一电流源与该重设信号而将该感光元件偏压于该主动工作状态。就另一个观点言，本专利技术也提供了一种图像检测方法，包含以下步骤：于一重设时段中，经由一重设开关与一积分开关将一感光元件偏压于一主动工作状态，且经由该重设开关将一电荷储存元件充电，使得一积分电压设定于一重设电平，其中该电荷储存元件，该积分开关与该重设开关耦接于一积分节点，该积分节点包括该积分电压；以及于一快门积分时段中，通过该感光元件且经由该积分开关而改变该电荷储存元件的一累积电荷，使得在一快门关闭时点，该积分节点设定于一积分电平，其中该积分开关于该快门关闭时点转为不导通；其中该重设时段早于该快门积分时段；其中该图像检测方法不包括以专用的一偏压开关，于该重设时段中控制该感光元件的偏压；其中该重设开关与该积分开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像检测电路，其特征在于，包含：一光检测电路，包括一感光元件，用以检测一光信号而于一光检测输出节点产生一光检测信号；一电荷储存元件，耦接于一积分节点；一积分开关，耦接于该光检测输出节点与该积分节点之间，根据一积分控制信号而操作；以及一重设电路，耦接于一电压源与该积分节点之间，根据一重设控制信号与一读取控制信号而操作，其中该积分节点包括一积分电压；其中于一重设时段中，该积分开关导通，且该重设电路于该积分节点产生一重设信号以将该电荷储存元件充电，且该重设信号经由该积分开关将该感光元件偏压于一主动工作状态，使得该积分电压设定于一重设电平；其中于一快门积分时段中，该积分开关导通，且该重设电路停止于该积分节点产生该重设信号，由此，经由该积分开关，该电荷储存元件的一累积电荷根据该光检测信号而改变，使得在一快门关闭时点，该积分电压设定于一积分电平，其中该积分开关于该快门关闭时点转为不导通；其中该重设时段早于该快门积分时段；其中该图像检测电路不包括专用以于该重设时段中控制该感光元件的偏压的一偏压开关。

【技术特征摘要】
2017.04.04 US 15/478,9641.一种图像检测电路，其特征在于，包含：一光检测电路，包括一感光元件，用以检测一光信号而于一光检测输出节点产生一光检测信号；一电荷储存元件，耦接于一积分节点；一积分开关，耦接于该光检测输出节点与该积分节点之间，根据一积分控制信号而操作；以及一重设电路，耦接于一电压源与该积分节点之间，根据一重设控制信号与一读取控制信号而操作，其中该积分节点包括一积分电压；其中于一重设时段中，该积分开关导通，且该重设电路于该积分节点产生一重设信号以将该电荷储存元件充电，且该重设信号经由该积分开关将该感光元件偏压于一主动工作状态，使得该积分电压设定于一重设电平；其中于一快门积分时段中，该积分开关导通，且该重设电路停止于该积分节点产生该重设信号，由此，经由该积分开关，该电荷储存元件的一累积电荷根据该光检测信号而改变，使得在一快门关闭时点，该积分电压设定于一积分电平，其中该积分开关于该快门关闭时点转为不导通；其中该重设时段早于该快门积分时段；其中该图像检测电路不包括专用以于该重设时段中控制该感光元件的偏压的一偏压开关。2.如权利要求1所述的图像检测电路，其中，还包括一第一电平检测电路，用以根据该积分电压而于一第一输出节点产生一第一输出信号，其中于一第一读取时段中，该重设电路停止产生该重设信号且该积分开关不导通，使得该第一输出信号设定于一第一输出电平，其中该第一读取时段靠近且晚于该快门积分时段。3.如权利要求2所述的图像检测电路，其中，于一第二读取时段中，该重设电路于该积分节点产生一参考检测信号，使得该第一输出信号设定于一第二输出电平，其中该第二读取时段靠近且晚于该第一读取时段。4.如权利要求2所述的图像检测电路，其中，还包括一第二电平检测电路，用以在该第一读取时段或一第二读取时段中，于一第二输出节点产生一第二输出信号，其中该第二读取时段靠近且晚于该第一读取时段。5.如权利要求3所述的图像检测电路，其中，该重设电路包括串联于该电压源与该积分节点之间的一对开关，该对开关包括一重设开关，根据该重设控制信号而操作，以及一非读取开关，根据该读取控制信号而操作；其中于该重设时段中，该对开关导通，以将该电压源导通至该积分节点，以将该电荷储存元件充电，且经由该积分开关使该感光元件偏压于该主动工作状态，使得该积分电压设定于该重设电平；其中于该快门积分时段中，该对开关的至少之一为不导通，且经由该积分开关，使该电荷储存元件的该累积电荷根据该光检测信号而改变，使得在该快门关闭时点，该积分电压具有于该积分电平，其中该积分开关于该快门关闭时点转为不导通；其中于该第一读取时段中，该对开关的至少之一为不导通，使得该第一输出信号设定于该第一输出电平...

【专利技术属性】
技术研发人员：林炜绩，
申请(专利权)人：原相科技槟城有限公司，
类型：发明
国别省市：马来西亚,MY