图像传感器的信号采集方法及其信号采集电路技术

一种图像传感器的信号采集方法及其信号采集电路，所述信号采集方法包括：在每一信号采集周期内，控制所述数据线的电位至目标电位，以向被开启的每一所述像素的感光器件施加偏压；所述信号采集周期包括至少一个复位帧，在所述复位帧进行期间，所述目标电位为复位电位，以向所述感光器件施加正向偏压。所述信号采集方法和信号采集电路能够有效的缩短信号采集周期，提高采图速度，而且能够消除历史光照、环境光以及各感光器件自身的器件差异对残留电荷的影响。留电荷的影响。留电荷的影响。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器的信号采集方法及其信号采集电路


[0001]本专利技术涉及图像传感器
，特别涉及一种图像传感器的信号采集方法及其信号采集电路。

技术介绍

[0002]图像传感器(image sensor)是一种利用感光器件的光电转换功能，将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号的传感器件。
[0003]以光学指纹传感器为例，通常由像素阵列、控制线(也可称为驱动线)、扫描线(也可称为信号读出线)等构成。其中，像素阵列中的每一像素均具有感光器件，以实现光信号到电信号的转换。
[0004]现有应用于图像传感器的感光器件通常为光电二极管(Photo-Diode)，但是，由于光电二极管自身暗电流、图像传感器所处采集环境的环境光等多方因素的影响，在开始使用图像传感器进行信号采集之前，各像素上均会存在无用的电荷。因而，在实际进行信号采集之前，需要对图像传感器的各像素进行清空处理。
[0005]现有的信号采集方法在对像素进行清空处理的方法有待改进。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的问题是提供一种图像传感器的信号采集方法及其信号采集电路，以在保证清空效果的前提下，进一步提高信号采集速度。
[0007]为解决上述问题，本专利技术提供一种图像传感器的信号采集方法，所述图像传感器包括：阵列排布的多个像素、多条数据线和多条扫描线，每一所述像素包括一个感光器件和一个信号开关器件，每一所述感光器件的一端通过所述信号开关器件与一条数据线耦接，每一所述像素通过所述信号开关器件连接一条扫描线，所述扫描线适宜于逐行开启所连接的像素的所述信号开关器件，所述信号采集方法包括：在每一信号采集周期内，控制所述数据线的电位至目标电位，以向被开启的每一所述像素的感光器件施加偏压；所述信号采集周期包括至少一个复位帧，在所述复位帧进行期间，所述目标电位为复位电位，以向所述感光器件施加正向偏压。
[0008]可选的，控制所述数据线的电位至目标电位，以向被开启的每一所述像素的感光器件施加偏压的步骤包括：控制所述数据线的另一端耦接至所述目标电位；逐行开启所述像素的所述信号开关器件，通过所述数据线向被开启的所述像素的感光器件施加偏压。
[0009]可选的，控制所述数据线的另一端耦接至所述目标电位的步骤包括：控制所述多条数据线的另一端逐个耦接至所述目标电位；或者，控制所述多条数据线的另一端同时耦接至所述目标电位；或者，控制所述多条数据线的另一端分组耦接至所述目标电位。
[0010]可选的，控制所述数据线的另一端耦接至所述目标电位之前，控制所述数据线的电位至目标电位，以向被开启的每一所述像素的感光器件施加偏压的步骤还包括：使所述数据线与非目标电位的耦接截断。
[0011]可选的，使所述数据线与非目标电位的耦接截断的步骤包括：使所述多条数据线与非目标电位的耦接逐个截断；或者，使所述多条数据线与非目标电位的耦接同时截断；或者，使所述多条数据线与非目标电位的耦接分组截断。
[0012]可选的，对于同一数据线，使所述数据线与非目标电位的耦接截断之后，控制所述数据线的另一端耦接至所述目标电位。
[0013]可选的，使所述多条数据线的另一端均耦接至所述目标电位后，逐行开启像素的所述信号开关器件，通过所述数据线向被开启的所述像素的感光器件施加偏压。
[0014]可选的，在阵列排布的所述多个像素中，每一行所述像素的所述信号开关器件与同一条所述扫描线耦接。
[0015]可选的，所述信号采集周期还包括：信号读出帧，在时序上，所述信号读出帧位于所述复位帧之后，在所述信号读出帧进行期间，所述数据线与数据处理通道耦接，所述目标电位为读出电位，以向所述感光器件施加反向偏压。
[0016]可选的，所述信号采集周期还包括：初始化帧，在时序上，所述初始化帧位于所述至少一个复位帧和所述信号读出帧之间且与所述信号读出帧相邻，在所述初始化帧进行期间，所述数据线与数据处理通道耦接，所述目标电位为读出电位，以向所述感光器件施加反向偏压。
[0017]可选的，所述信号采集周期还包括：至少一个清空帧，在时序上，所述至少一个清空帧位于所述至少一个复位帧和所述初始化帧之间，在所述清空帧进行期间，所述目标电位为清空电位，以向所述感光器件施加反向偏压。
[0018]可选的，在同一所述信号采集周期内，不同的清空帧中，所述清空电位相等或不相等。
[0019]可选的，所述至少一个清空帧包括至少一个第一清空帧和至少一个第二清空帧，在所述第一清空帧进行期间的清空电位的绝对值大于在所述第二清空帧进行期间的清空电位的绝对值。
[0020]可选的，在同一所述信号采集周期内，所述至少一个第一清空帧在时序上位于所述至少一个第二清空帧之前。
[0021]可选的，在所述第一清空帧进行期间的清空电位的绝对值，为在所述第二清空帧进行期间的清空电位的绝对值的1至3倍。
[0022]可选的，所述清空电位的绝对值大于或等于所述读出电位的绝对值。
[0023]可选的，每一所述感光器件的另一端与公共电极耦接，在每一信号采集周期内，所述公共电极的电位保持不变。
[0024]相应的，本专利技术还提供一种图像传感器的信号采集电路，所述图像传感器包括：阵列排布的多个像素、多条数据线和多条扫描线，每一所述像素包括一个感光器件和一个信号开关器件，每一所述感光器件的一端通过所述信号开关器件与一条数据线耦接，每一所述像素通过所述信号开关器件连接一条扫描线，所述扫描线适宜于开启所连接的像素的所述信号开关器件；所述信号采集电路包括：扫描线控制单元，所述扫描线控制单元与所述多条扫描线耦合，在每一信号采集周期内，所述扫描线控制单元通过所述扫描线控制与所述扫描线相连的像素的所述信号开关器件的逐行开启；信号读出单元，所述信号读出单元与所述多条数据线耦合，在每一信号采集周期内，所述信号读出单元通过所述数据线读取被
开启的所述像素的电信号；所述信号采集电路还包括：偏压控制单元，所述偏压控制单元与所述数据线耦接，在每一信号采集周期内，所述偏压控制单元适宜于采用本专利技术的信号采集方法控制所述数据线的电位至目标电位，以向被逐行开启的每一所述像素的感光器件施加偏压。
[0025]可选的，所述偏压控制单元包括：控制器，所述控制器的一端与数据线相耦接，所述控制器的另一端与目标电位相耦接，所述控制器适宜于控制所述数据线与所述目标电位之间耦接的导通和截断。
[0026]可选的，所述偏压控制单元还包括：复原器，所述复原器的一端与数据线相耦接，所述复原器的另一端与数据处理通道相耦接，所述复原器适宜于控制所述数据线与所述数据处理通道耦接的导通和截断。
[0027]可选的，所述控制器包括多个数据线开关，每一数据线开关的一端与一所述数据线相耦接，每一数据线开关的另一端与目标电位相耦接，所述数据线开关适宜于控制所对应的所述数据线与所述目标电位耦接的导通和截断；所述复原器包括多个复原开关，每一复原开关的一端与一所述数据线相耦接，每一复原开关的另一端与所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器的信号采集方法，所述图像传感器包括：阵列排布的多个像素、多条数据线和多条扫描线，每一所述像素包括一个感光器件和一个信号开关器件，每一所述感光器件的一端通过所述信号开关器件与一条数据线耦接，每一所述像素通过所述信号开关器件连接一条扫描线，所述扫描线适宜于逐行开启所连接的像素的所述信号开关器件，其特征在于，所述信号采集方法包括：在每一信号采集周期内，控制所述数据线的电位至目标电位，以向被开启的每一所述像素的感光器件施加偏压；所述信号采集周期包括至少一个复位帧，在所述复位帧进行期间，所述目标电位为复位电位，以向所述感光器件施加正向偏压。2.根据权利要求1所述的信号采集方法，其特征在于，控制所述数据线的电位至目标电位，以向被开启的每一所述像素的感光器件施加偏压的步骤包括：控制所述数据线的另一端耦接至所述目标电位；逐行开启所述像素的所述信号开关器件，通过所述数据线向被开启的所述像素的感光器件施加偏压。3.根据权利要求2所述的信号采集方法，其特征在于，控制所述数据线的另一端耦接至所述目标电位的步骤包括：控制所述多条数据线的另一端逐个耦接至所述目标电位；或者，控制所述多条数据线的另一端同时耦接至所述目标电位；或者，控制所述多条数据线的另一端分组耦接至所述目标电位。4.根据权利要求2所述的信号采集方法，其特征在于，控制所述数据线的另一端耦接至所述目标电位之前，控制所述数据线的电位至目标电位，以向被开启的每一所述像素的感光器件施加偏压的步骤还包括：使所述数据线与非目标电位的耦接截断。5.根据权利要求4所述的信号采集方法，其特征在于，使所述数据线与非目标电位的耦接截断的步骤包括：使所述多条数据线与非目标电位的耦接逐个截断；或者，使所述多条数据线与非目标电位的耦接同时截断；或者，使所述多条数据线与非目标电位的耦接分组截断。6.根据权利要求4所述的信号采集方法，其特征在于，对于同一数据线，使所述数据线与非目标电位的耦接截断之后，控制所述数据线的另一端耦接至所述目标电位。7.根据权利要求2～6任意一项所述的信号采集方法，其特征在于，使所述多条数据线的另一端均耦接至所述目标电位后，逐行开启像素的所述信号开关器件，通过所述数据线向被开启的所述像素的感光器件施加偏压。8.根据权利要求1所述的信号采集方法，其特征在于，在阵列排布的所述多个像素中，每一行所述像素的所述信号开关器件与同一条所述扫描线耦接。9.根据权利要求1所述的信号采集方法，其特征在于，所述信号采集周期还包括：信号读出帧，在时序上，所述信号读出帧位于所述复位帧之后，在所述信号读出帧进行期间，所述数据线与数据处理通道耦接，所述目标电位为读出电位，以向所述感光器件施加反向偏压。10.根据权利要求9所述的信号采集方法，其特征在于，所述信号采集周期还包括：
初始化帧，在时序上，所述初始化帧位于所述至少一个复位帧和所述信号读出帧之间且与所述信号读出帧相邻，在所述初始化帧进行期间，所述数据线与数据处理通道耦接，所述目标电位为读出电位，以向所述感光器件施加反向偏压。11.根据权利要求10所述的信号采集方法，其特征在于，所述信号采集周期还包括：至少一个清空帧，在时序上，所述至少一个清空帧位于所述至少一个复位帧和所述初始化帧之间，在所述清空帧进行期间，所述目标电位为清空电位，以向所述感光器件施加反向偏压。12.根据权利要求11所述的信号采集方法，其特征在于，在同一所述信号采集周期内，不同的清空帧中，所述清空电位相等或不相等。13.根据权利要求12所述的信号采集方法，其特征在于，所述至少一个清空帧包括至少一个第一清空帧和至少一个第二清空帧，在所述第一清空帧进行期间的清空电位的绝对值大于在所述第二清空帧进行期间的清空电位的绝对值。14.根据权利要求13所述的信号采集方法，其特征在于，在同一所述信号采集周期内，所述至少一个第一清空帧在时序上位于所述至少一个第二清空帧之前。15.根据权利要求13所述的信号采集方法，其特征在于，在所述第一清空帧进行期间的清空电位的绝对值，为在所述第二清空帧进行期间的清空电位的绝对值的1至3倍。16.根据权利要求11所述的信号采集方法，其特征在于，所述清空电位的绝对值大于或等于所述读出电位的绝对值。17.根据权利要求1所述的信号采集方法，其特征在于，每一所述感光器件的另一端与公共电极耦接，在每一信号采集周期内，所述公共电极的电位保持不变。18.一种图像传感器的信号采集电路，所述图像传感器包括：阵列排布的多个像素、多条数据线和多条扫描线，每一所述像素包括一个感光器件和一个信号开关器件，每一所述感光器件的一端通过所述信号开关器件与一条数据线耦接，每一所述像素通过所述信号开关器件连接一条扫描线，所述扫描线适宜于开启所连接的像素的所述信号开关器件；所述信号采集电路包括：扫描线控制单元，所述扫描线控...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌严，朱虹，
申请(专利权)人：上海箩箕技术有限公司，
类型：发明
国别省市：