像素电路及图像传感器制造技术

本申请提出了一种像素电路及图像传感器，该像素电路包括：光电二极管，光电二极管的阳极接地；时间检测模块，时间检测模块与光电二极管的阴极连接，用于根据光电二极管的感光电压生成像素的饱和曝光时间。本申请的像素电路及图像传感器，通过饱和曝光时间可得到该像素有效的光强信息，无需通过多次曝光进行场景恢复，可以有效的解决多次曝光存在的伪边问题及Ghost问题。

Pixel Circuit and Image Sensor

In this application, a pixel circuit and an image sensor are proposed. The pixel circuit includes a photodiode, an anode grounding of the photodiode, a time detection module, a time detection module and a cathode connection of the photodiode for generating a saturated exposure time of the pixel according to the photoelectric voltage of the photodiode. The pixel circuit and image sensor in this application can obtain the effective light intensity information of the pixel through saturated exposure time, and can effectively solve the pseudo-edge problem and Ghost problem in multiple exposure without scene restoration through multiple exposure.

【技术实现步骤摘要】
像素电路及图像传感器
本申请涉及电路
，尤其涉及一种像素电路及图像传感器。
技术介绍
高动态图像相比普通的图像，可以提供更多的动态范围和图像细节。相关技术中，通常经过多次曝光，然后将多次曝光的图像进行融合或者通过不同像素的长短曝光来得到高动态图像，然而，多帧融合存在伪边和重影(Ghost)问题，长短曝光也存在伪边问题。
技术实现思路
本申请的第一个目的在于提出一种像素电路，时间检测模块根据光电二极管的感光电压生成像素的饱和曝光时间，通过饱和曝光时间可得到该像素有效的光强信息，无需通过多次曝光进行场景恢复，可以有效的解决多次曝光存在的伪边问题及Ghost问题。本申请的第二个目的在于提出一种图像传感器。本申请第一方面实施例提出了一种像素电路，包括：光电二极管，所述光电二极管的阳极接地；时间检测模块，所述时间检测模块与所述光电二极管的阴极连接，用于根据所述光电二极管的感光电压生成像素的饱和曝光时间。根据本申请实施例提出的像素电路，光电二极管的阳极接地；时间检测模块与光电二极管的阴极连接，用于根据光电二极管的感光电压生成像素的饱和曝光时间，通过饱和曝光时间可得到该像素有效的光强信息，无需通过多次曝光进行场景恢复，可以有效的解决多次曝光存在的伪边问题及Ghost问题。根据本申请的一个实施例，该像素电路还包括：乘法电路，所述乘法电路与所述时间检测模块连接，用于根据所述饱和曝光时间得到所述像素在设定曝光时间下的第一感光能量信号强度。根据本申请的一个实施例，所述乘法电路具体用于：计算所述设定曝光时间和所述饱和曝光时间的比值；计算所述比值与预设的饱和信号强度的乘积，得到所述第一感光能量信号强度。根据本申请的一个实施例，所述时间检测模块包括：第一电压比较器，所述第一电压比较器的输入正端与所述光电二极管的阴极连接，用于输入所述感光电压，所述第一电压比较器的输入负端用于输入设定饱和电压，所述第一电压比较器用于当所述感光电压大于所述设定饱和电压时，输出高电平信号，当所述感光电压等于或者小于所述设定饱和电压时，输出低电平信号；第一恒流电流器，所述第一恒流电流器的输出端接地；第一开关，所述第一开关的第一端与所述第一恒流电流器的输入端连接，所述第一开关的控制端与所述第一电压比较器的输出端连接，用于当接收到所述高电平信号时断开；电容，所述电容的第一端接地，所述电容的第二端与所述第一开关的第二端连接；第二开关，所述第二开关的第一端与直流电压源连接，所述第二开关的第二端与所述电容的第二端连接；第三开关，所述第三开关的第一端与所述电容的第二端连接；时间检测电路，所述时间检测电路与所述第三开关的第二端连接，用于根据所述第三开关的第二端的电压生成所述饱和曝光时间。根据本申请的一个实施例，所述时间检测电路包括：第二电压比较器，所述第二电压比较器的输入正端与所述第三开关的第二端连接，所述第二电压比较器的输入负端用于输入设定滑坡电压，所述第二电压比较器用于当所述第三开关的第二端的电压等于或者小于所述设定滑坡电压时，输出低电平信号，当所述第三开关的第二端的电压大于所述设定滑坡电压时，输出高电平信号；第一计时器，所述第一计时器与所述第二电压比较器的输出端连接，用于对接收到所述高电平信号的时间进行计时，得到所述饱和曝光时间。根据本申请的一个实施例，该像素电路还包括：二极管，所述二极管的阳极与所述第一电压比较器的输出端连接，所述二极管的阴极用于输入传输栅极信号或重置栅极信号。根据本申请的一个实施例，该像素电路还包括：第一晶体管，所述第一晶体管的控制端用于输入重置栅极信号，所述第一晶体管的第一端与所述直流电压源连接；第二晶体管，所述第二晶体管的控制端用于输入传输栅极信号，所述第二晶体管的第一端与所述第一晶体管的第二端连接，所述第二晶体管的第二端与所述光电二极管的阴极连接。根据本申请的一个实施例，该像素电路还包括：第三晶体管，所述第三晶体管的控制端与所述第一晶体管的第二端连接，所述第三晶体管的第一端与所述直流电压源连接；第四晶体管，所述第四晶体管的控制端用于输入行选信号，所述第四晶体管的第一端与所述第三晶体管的第二端连接；第二恒流电流器，所述第二恒流电流器的输入端与所述第四晶体管的第二端连接，所述第二恒流电流器的输出端接地；强度检测电路，所述强度检测电路与所述第四晶体管的第二端连接，用于根据所述第四晶体管的第二端的电压输出第二感光能量信号强度。根据本申请的一个实施例，该像素电路还包括：二选一输出开关，所述二选一输出开关的第一输入端与所述时间检测电路连接，所述二选一输出开关的第二输入端与所述强度检测电路连接；第五晶体管，所述第五晶体管的控制端用于输入所述行选信号，所述第五晶体管的第一端与所述第三开关的第二端连接；放大器，所述第五晶体管的第二端通过所述放大器与所述二选一输出开关的控制端连接。根据本申请的一个实施例，所述强度检测电路包括：第三电压比较器，所述第三电压比较器的输入负端与所述第四晶体管的第二端连接，所述第三电压比较器的输入正端用于输入设定爬坡电压，所述第三电压比较器用于当所述第四晶体管的第二端的电压等于或者小于所述设定爬坡电压时，输出高电平信号，当所述第四晶体管的第二端的电压大于所述设定爬坡电压时，输出低电平信号；第二计时器，所述第二计时器与所述第三电压比较器的输出端连接，用于根据所述高电平信号和所述低电平信号，得到所述第二感光能量信号强度。本申请第二方面实施例提出了一种图像传感器，包括：多个如本申请第一方面实施例所述的像素电路。附图说明图1是根据本申请一个实施例的像素电路的结构图；图2是感光电压与曝光时间关系图；图3是根据本申请另一个实施例的像素电路的结构图；图4是电容电压与放电时间关系图；图5是根据本申请另一个实施例的图像传感器的结构图。具体实施方式下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。下面结合附图来描述本申请实施例的像素电路及图像传感器。图1是根据本申请一个实施例的像素电路的结构图，如图1所示，该像素电路包括：光电二极管PD，光电二极管PD的阳极接地；时间检测模块11，时间检测模块11与光电二极管PD的阴极连接，用于根据光电二极管的感光电压OUT0生成像素的饱和曝光时间T。本申请实施例中，时间检测模块11根据光电二极管的感光电压OUT0生成像素的饱和曝光时间T，其中，饱和曝光时间T的格式可为最高位为1，其余n位为所饱和曝光时间T的信息(时钟周期数)。光电二极管PD在非饱和状态下，如图2所示，其感光强度(体现在感光电压上)与曝光时间成线性关系，因此，获取该像素的曝光时间，即可根据饱和曝光时间T可得到该像素有效的光强信息，无需通过多次曝光进行场景恢复，可以有效的解决多次曝光存在的伪边问题及Ghost问题。进一步的，如图1所示，该像素电路还可包括：乘法电路12，乘法电路12与时间检测模块11连接，用于根据饱和曝光时间T得到像素在设定曝光时间Ts下的第一感光能量信号强度S。具体的，由于光电二极管PD在非饱和状态下感光强度与曝光时间成线性关系，因此，乘法电路11可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种像素电路，其特征在于，包括：光电二极管，所述光电二极管的阳极接地；时间检测模块，所述时间检测模块与所述光电二极管的阴极连接，用于根据所述光电二极管的感光电压生成像素的饱和曝光时间。

【技术特征摘要】
1.一种像素电路，其特征在于，包括：光电二极管，所述光电二极管的阳极接地；时间检测模块，所述时间检测模块与所述光电二极管的阴极连接，用于根据所述光电二极管的感光电压生成像素的饱和曝光时间。2.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，还包括：乘法电路，所述乘法电路与所述时间检测模块连接，用于根据所述饱和曝光时间得到所述像素在设定曝光时间下的第一感光能量信号强度。3.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述乘法电路具体用于：计算所述设定曝光时间和所述饱和曝光时间的比值；计算所述比值与预设的饱和信号强度的乘积，得到所述第一感光能量信号强度。4.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述时间检测模块包括：第一电压比较器，所述第一电压比较器的输入正端与所述光电二极管的阴极连接，用于输入所述感光电压，所述第一电压比较器的输入负端用于输入设定饱和电压，所述第一电压比较器用于当所述感光电压大于所述设定饱和电压时，输出高电平信号，当所述感光电压等于或者小于所述设定饱和电压时，输出低电平信号；第一恒流电流器，所述第一恒流电流器的输出端接地；第一开关，所述第一开关的第一端与所述第一恒流电流器的输入端连接，所述第一开关的控制端与所述第一电压比较器的输出端连接，用于当接收到所述高电平信号时断开；电容，所述电容的第一端接地，所述电容的第二端与所述第一开关的第二端连接；第二开关，所述第二开关的第一端与直流电压源连接，所述第二开关的第二端与所述电容的第二端连接；第三开关，所述第三开关的第一端与所述电容的第二端连接；时间检测电路，所述时间检测电路与所述第三开关的第二端连接，用于根据所述第三开关的第二端的电压生成所述饱和曝光时间。5.根据权利要求4所述的像素电路，其特征在于，所述时间检测电路包括：第二电压比较器，所述第二电压比较器的输入正端与所述第三开关的第二端连接，所述第二电压比较器的输入负端用于输入设定滑坡电压，所述第二电压比较器用于当所述第三开关的第二端的电压等于或者小于所述设定滑坡电压时，输出低电平信号，当所述第三开关的第二端的电压大于所述设定滑坡电压时，输出高电平信号；第一计时器，所述第一计时器与所述第二电压比较器的输出端连接，用于对接收到所述高电平信号的时间进行计时，得到所述饱和曝光时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝和，
申请(专利权)人：OPPO广东移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44