一种图像传感器制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种图像传感器，包括由像素单元组成的像素阵列；所述像素阵列包括多个像素块，每个所述像素块包含复数个像素单元，每个所述像素块中或者每个所述像素块的一侧设置有与该像素块中各个像素单元连接的运算放大器，所述运算放大器接收并放大该像素块中每个像素单元所产生的电信号。本发明专利技术实施例提供了一种图像传感器，该图像传感器中的像素阵列可以设计成大面积的像素阵列，并且每个像素单元生成的电信号能够较准确地传输至运算放大器进行信号放大，从而保证图像采集的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种图像传感器
本专利技术实施例涉及图像采集
，尤其涉及一种图像传感器。
技术介绍
图像传感器是一种将光学图像转换成电子信号，以实现图像采集的设备，它被广泛地应用于摄像、指纹识别、扫描仪以及工业测量等领域。金属氧化物半导体元件(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，CMOS)图像传感器是一种常用的图像传感器。如图1所示，CMOS图像传感器通常包括由像素单元10组成的像素阵列1、行驱动器2、运算放大器3以及模数转换器。同一行的像素连接行驱动器2的同一个端口。同一列的像素连接同一个运算放大器3，运算放大器3连接模数转换器(图中未画出)。CMOS图像传感器的基本工作原理为：首先，光照射像素阵列1，发生光电效应，在像素单元10内产生相应的电荷，即电信号，行驱动器2选通一行像素单元10，选通后的各个像素单元10将各自的电信号传输至与各自相连的运算放大器3，进行信号放大，并且提高信噪比，各个运算放大器3再将放大后的电信号传输至模数转换器，从而将该电信号转换成数字信号，并输出进行进一步地分析处理，从而采集到图像。由于信号是一行一行读出的，这种信号读出方式也被称作行扫描。CMOS图像传感器的像素阵列面积一般很小，通常为7×7mm，并且价格较高昂。现在有需求制造具有大面积像素阵列的图像传感器，如100×100mm面积的像素阵列。如果只是简单地增大现有的CMOS图像传感器中像素阵列的面积，以得到具有大面积像素阵列的图像传感器，那么在利用该图像传感器进行图像采集时，会出现信号干扰强的问题，并且该图像传感器的制造成本也较高。为实现具有大面积像素阵列的图像传感器，以及解决其成本较高的问题，可以采用薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，TFT)图像传感器，或者薄膜半导体图像传感器，但是信号干扰问题仍无法解决。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种图像传感器，以解决现有的具有大面积像素阵列的图像传感器在进行图像采集时信号干扰过大的问题。本专利技术实施例提供了一种图像传感器，包括由像素单元组成的像素阵列；所述像素阵列包括多个像素块，每个所述像素块包含复数个像素单元，每个所述像素块中或者每个所述像素块的一侧设置有与该像素块中各个像素单元连接的运算放大器，所述运算放大器接收并放大该像素块中每个像素单元所产生的电信号。进一步地，所述像素块为m×n矩阵排列的像素单元或包含m×n矩阵排列的像素单元，其中m，n均为大于一的正整数。进一步地，所述图像传感器为薄膜晶体管图像传感器或薄膜半导体图像传感器。进一步地，所述像素阵列包括感光层以及与所述感光层进行线路连接的驱动层；每个所述像素块对应的运算放大器设置于该像素块对应的驱动层中，或者设置于该像素块对应的驱动层的一侧。进一步地，所述驱动层上设置有所述像素单元的驱动电路，所述驱动层还包括多个单元区域，每个所述驱动电路设置于不同的单元区域内，每个所述像素块对应的运算放大器也设置于该像素块对应的一个单元区域内，或者设置于组合区域中的中间位置上，所述组合区域为该像素块对应的四个单元区域组成的区域，所述四个单元区域有一个公共点。进一步地，所述感光层上设置有所述像素单元的光敏元件，所述感光层中与所述运算放大器相对的位置上没有设置有光敏元件。进一步地，位于所述像素阵列中同一行的像素单元均与行驱动器的同一个端口相连接，位于所述像素阵列中同一列的像素单元均与列驱动器的同一个端口相连接。本专利技术实施例还提供了一种图像传感器的控制方法，该方法包括：获取采集控制信号；基于所述采集控制信号，通过控制行驱动器以及列驱动器，使每个像素块中各个像素单元依次向该像素块对应的运算放大器发送电信号。进一步地，所述基于所述采集控制信号，通过控制行驱动器以及列驱动器，使每个像素块中各个像素单元依次向该像素块对应的运算放大器发送电信号，包括：基于所述采集控制信号从像素阵列中确定用于采集图像的目标像素块；通过控制行驱动器以及列驱动器，使每个所述目标像素块中各个像素单元依次向该目标像素块对应的运算放大器发送电信号。本专利技术实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的图像传感器。本专利技术实施例提供了一种图像传感器，该图像传感器中的像素阵列可以设计成大面积的像素阵列，并且每个像素单元生成的电信号能够较准确地传输至运算放大器进行信号放大，从而保证图像采集的准确性。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术的一种图像传感器的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种图像传感器的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种像素块的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种像素阵列的结构分解示意图；图5为本专利技术实施例提供的另一种像素块的结构分解示意图；图6为本专利技术实施例提供的另一种像素块的结构分解示意图；图7为本专利技术实施例提供的另一种像素块的结构分解示意图；图8为本专利技术实施例提供的另一种像素块的结构分解示意图；图9为本专利技术实施例提供的一种图像传感器的控制方法的流程图。其中，1、像素阵列；10、像素单元；11、像素块；12、感光层；120、光敏元件；13、驱动层；130、单元区域；131、第一子区域；132、第二子区域；2、行驱动器；3、运算放大器；4、列驱动器。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术实施例的专利技术构思为，将大面积的像素阵列划分为多个像素块，每个像素块中或者每个像素块的一侧设置有与该像素块中各个像素单元连接的运算放大器，由于运算放大器均设置于靠近像素块的位置，所以可以将像素块中各个像素单元生成的电信号的传输距离，即各个像素单元与运算放大器之间的线路距离限制在合理的范围内，以避免由于传输距离过长对电信号带来的干扰。例如，对一个100×100mm的像素阵列而言，如果仍采取传统CMOS工艺，行扫描读出信号，那么对一些远离运算放大器的像素单元而言，其产生的电信号需要经过至少100mm的电线才能到达运算放大器，在这一过程中非常容易受到干扰。而如果把像素阵列分解为5×5mm的像素块，为每个像素块设置运算放大器，并且将该运算放大器设置于对应的像素块附近，则每个像素单元产生的电信号只需要经过大约3mm的电线就能到达运算放大器。经过运算放大器放大后的电信号抗干扰能力就强得多，可以传播较长的距离而无需考虑干扰了。假设一个像素单元大小为50×50微米，则一个5×5mm的像素块大约包含100×100个像素单元。像素块的形状可以根据实际需求略作调整，比如可以是矩形，梯形或三角形，但是应当使得像素块中的所有像素单元与运算放大器距离尽可能接近，以降低干扰。参见图2，为本专利技术实施例提供的一种图像传感器的结构示意图，该图像传感器包括由像素单元10组成的像素阵列1。所述像素阵列1包括多个像素块11，如图3所示，每个所述像素块1包含复数个像素单元10，每个所述像素块11中或者每个所述像素块11的一侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括由像素单元(10)组成的像素阵列(1)；所述像素阵列(1)包括多个像素块(11)，每个所述像素块(1)包含复数个像素单元(10)，每个所述像素块(11)中或者每个所述像素块(11)的一侧设置有与该像素块(11)中各个像素单元(10)连接的运算放大器(3)，所述运算放大器(3)接收并放大该像素块(11)中每个像素单元(10)所产生的电信号。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括由像素单元(10)组成的像素阵列(1)；所述像素阵列(1)包括多个像素块(11)，每个所述像素块(1)包含复数个像素单元(10)，每个所述像素块(11)中或者每个所述像素块(11)的一侧设置有与该像素块(11)中各个像素单元(10)连接的运算放大器(3)，所述运算放大器(3)接收并放大该像素块(11)中每个像素单元(10)所产生的电信号。2.如权1所述图像传感器，其特征在于，所述像素块(11)为m×n矩阵排列的像素单元(10)或包含m×n矩阵排列的像素单元(10)，其中m，n均为大于一的正整数。3.如权1所述图像传感器，其特征在于，所述图像传感器为薄膜晶体管图像传感器或薄膜半导体图像传感器。4.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述像素阵列(1)包括感光层(12)以及与所述感光层(12)进行线路连接的驱动层(13)；每个所述像素块(11)对应的运算放大器(3)设置于该像素块(11)对应的驱动层(13)中，或者设置于该像素块(11)对应的驱动层(13)的一侧。5.如权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，所述驱动层(13)上设置有所述像素单元(10)的驱动电路，所述驱动层(13)还包括多个单元区域(130)，每个所述驱动电路设置于不同的单元区域(130)内，每个所述像素块(11)对应的运算放大器(3)也设置于该像素块(11)对应的一个单元区域(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明方，杨光，
申请(专利权)人：印象认知北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11