【技术实现步骤摘要】
具有同时图像/视频及事件驱动型感测能力的光学传感器
[0001]本专利技术大体来说涉及图像传感器，且特定来说但非排他地，涉及包含事件感测电路系统的图像传感器。
技术介绍
[0002]图像传感器已变得无处不在且现在广泛用于数码相机、蜂窝式电话、安全相机以及医学、汽车及其它应用中。随着将图像传感器集成到较宽广范围的电子装置中，期望通过装置架构设计以及图像获取处理两者以尽可能多的方式(例如，分辨率、电力消耗、动态范围等)增强所述图像传感器的功能性、性能度量等等。
[0003]典型的图像传感器响应于来自外部场景的图像光入射于图像传感器上而进行操作。图像传感器包含具有光敏元件(例如，光电二极管)的像素阵列，所述光敏元件吸收入射图像光的一部分且在吸收图像光后即刻产生图像电荷。可将由像素光生的图像电荷作为列位线上随着入射图像光而变化的模拟输出图像信号来进行测量。换句话说，所产生的图像电荷的量与图像光的强度成比例，所述图像电荷作为模拟图像信号从列位线被读出且被转换成数字值以提供代表外部场景的信息。
技术实现思路
[0004]在一个方面中，本申请案提供一种光学传感器，其包括：多个像素单元，其被布置成像素阵列的若干行及若干列，其中所述像素单元中的每一者包括：多个光电二极管，其经配置以响应于入射光而光生电荷；及源极跟随器晶体管，其经配置以响应于从所述多个光电二极管光生的所述电荷而产生图像数据信号；图像读出电路，其耦合到所述多个像素单元以读出从所述像素阵列的第一行的所述多个像素单元中的至少第一像素单元的所述源极跟随器
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光学传感器，其包括：多个像素单元，其被布置成像素阵列的若干行及若干列，其中所述像素单元中的每一者包括：多个光电二极管，其经配置以响应于入射光而光生电荷；及源极跟随器晶体管，其经配置以响应于从所述多个光电二极管光生的所述电荷而产生图像数据信号；图像读出电路，其耦合到所述多个像素单元以读出从所述像素阵列的第一行的所述多个像素单元中的至少第一像素单元的所述源极跟随器晶体管产生的所述图像数据信号；及事件驱动型电路，其耦合到所述多个像素单元以读出响应于从所述像素阵列的所述多个像素单元的第二行的所述多个光电二极管光生的所述电荷而产生的事件数据信号，其中所述图像读出电路经耦合以读出所述图像数据信号，且所述事件驱动型电路经耦合以从像素阵列同时读出所述事件数据信号。2.根据权利要求1所述的光学传感器，其中所述像素阵列的所述列包含第一像素单元列，其中所述第一像素单元列包含所述像素阵列的由所述图像读出电路从中读出所述图像数据信号的所述第一行的所述多个像素单元中的所述至少所述第一像素单元，且其中所述第一像素单元列进一步包含所述像素阵列的由所述事件驱动型电路从中同时读出所述事件数据信号的所述第二行的所述多个像素单元中的一者。3.根据权利要求2所述的光学传感器，其中所述像素阵列的由所述事件驱动型电路从中同时读出所述事件数据信号的所述第二行是所述像素阵列的由所述事件驱动型电路从中同时读出所述事件数据信号的多个行中的一者。4.根据权利要求3所述的光学传感器，其中所述像素阵列的由所述事件驱动型电路经耦合以从中同时读出事件数据信号的所述多个行包含八个像素单元。5.根据权利要求1所述的光学传感器，其中所述像素阵列包含在第一裸片中，其中所述事件驱动型电路包含在第二裸片中，其中所述图像读出电路包含在第三裸片中，其中所述第一裸片、所述第二裸片及所述第三裸片被堆叠在一起以形成堆叠式互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器CIS。6.根据权利要求1所述的光学传感器，其中所述像素单元中的每一者进一步包括：多个转移晶体管，其耦合到所述多个光电二极管；浮动扩散部，其耦合到所述多个转移晶体管，其中所述源极跟随器晶体管经配置以响应于通过所述多个转移晶体管从所述多个光电二极管转移到所述浮动扩散部的所述电荷而产生所述图像数据信号；复位晶体管，其耦合到所述浮动扩散部；及行选择晶体管，其耦合在所述源极跟随器晶体管与所述图像读出电路之间，其中所述读出电路经配置以通过所述行选择晶体管读出从所述源极跟随器晶体管产生的所述图像数据信号。7.根据权利要求6所述的光学传感器，其进一步包括耦合在所述复位晶体管与电压电源之间的模式选择开关，其中所述模式选择开关经配置以响应于模式选择信号而将所述复位晶体管耦合到所
述电压电源，且其中所述事件驱动型电路耦合到所述复位晶体管以通过所述复位晶体管读出所述事件数据信号。8.根据权利要求7所述的光学传感器，其中所述事件驱动型电路包括：转换器电路，其耦合到所述复位晶体管以将所述事件数据信号的光电流转换成电压；电压缓冲电路，其耦合到所述转换器电路以缓冲所述转换器电路的输出；及比较器与握手电路，其耦合到所述电压缓冲电路以响应于所述电压缓冲电路的输出而产生事件驱动型输出信号。9.根据权利要求8所述的光学传感器，其中所述转换器电路包括：第一晶体管，其源极耦合到所述复位晶体管且漏极耦合到所述电压电源；第二晶体管，其栅极耦合到所述第一晶体管的所述源极及所述复位晶体管且源极耦合到接地；及第三晶体管，其漏极耦合到所述第一晶体管的栅极及第一电流源且源极耦合到所述第二晶体管的漏极。10.根据权利要求9所述的光学传感器，其中所述电压缓冲电路包括第四晶体管，所述第四晶体管的栅极耦合到所述第三晶体管的所述漏极及所述第一晶体管的所述栅极且源极耦合到第二电流源。11.根据权利要求6所述的光学传感器，其中所述事件驱动型电路包括：电流放大器，其输入耦合到所述多个光电二极管中的每一者的阳极以从所述多个光电二极管接收所述事件数据信号的光电流；转换器电路，其耦合到所述电流放大器以将所述电流放大器的输出转换成电压；电压缓冲电路，其耦合到所述转换器电路以缓冲所述转换器电路的输出；及比较器与握手电路，其耦合到所述电压缓冲电路以响应于所述电压缓冲电路的输出而产生事件驱动型输出信号。12.根据权利要求11所述的光学传感器，其中所述转换器电路包括：第一晶体管，其源极耦合到所述电流放大器的所述输出且漏极耦合到电压电源；第二晶体管，其栅极耦合到所述第一晶体管的所述源极及所述电流放大器的所述输出且源极耦合到接地；及第三晶体管，其漏极耦合到所述第一晶体管的栅极及第一电流源且源极耦合到所述第二晶体管的漏极。13.根据权利要求12所述的光学传感器，其中所述电压缓冲电路包括第四晶体管，所述第四晶体管的栅极耦合到所述第三晶体管的所述漏极及所述第一晶体管的所述栅极且源极耦合到第二电流源。14.根据权利要求13所述的光学传感器，其中所述电流放大器包括：第五晶体管，其漏极耦合到所述多个光电二极管中的每一者的所述阳极以从所述多个光电二极管接收所述事件数据信号的所述光电流且源极耦合到电压参考；第六晶体管，其栅极耦合到所述第五晶体管的栅极、源极耦合到所述电压参考且漏极耦合到所述电流放大器的所述输出；及第一运算放大器，其第一输入耦合到参考电压、第二输入耦合到所述第五晶体管的所
述漏极及所述多个光电二极管中的每一者的所述阳极且输出耦合到所述第五晶体管的栅极及所述第六晶体管的所述栅极。15.根据权利要求6所述的光学传感器，其中所述事件驱动型电路包括：电流放大器，其输入耦合到所述多个光电二极管中的每一者的阳极以从所述多个光电二极管接收所述事件数据信号的光电流；积分器，其耦合到所述电流放大器以对所述电流放大器的输出进行积分；及比较器与握手电路，其耦合到所述积分器以响应于所述积分器的输出而产生事件驱动型输出信号。16.根据权利要求15所述的光学传感器，其中所述事件驱动型电路进一步包括模式选择开关，所述模式选择开关耦合到所述多个光电二极管中的每一者的所述阳极、所述电流放大器的所述输入及接地，其中所述模式选择开关经配置以将所述多个光电二极管中的每一者的所述阳极耦合到接地或所述电流放大器的所述输入中的一者。17.根据权利要求15所述的光学传感器，其中所述电流放大器包括：第五晶体管，其源极耦合到所述多个光电二极管中的每一者的所述阳极以从所述多个光电二极管接收所述事件数据信号的所述光电流且漏极耦合到电压电源；第六晶体管，其栅极耦合到所述第五晶体管的栅极、漏极耦合到所述电压电源且源极耦合到第三电流源及所述电流放大器的所述输出；及第一运算放大器，其第一输入耦合到参考电压、第二输入耦合到所述第五晶体管的所述漏极及所述多个光电二极管中的每一者的所述阳极且输出耦合到所述第五晶体管的所述栅极及所述第六晶体管的所述栅极。18.根据权利要求17所述的光学传感器，其中所述积分器包括：第二运算放大器，其输入电容性地耦合到所述电流放大器的所述输出；电容器，其耦合在所述第二运算放大器的所述输入与所述第二运算放大器的输出之间；及复位开关，其耦合在所述第二运算放大器的所述输入与所述第二运算放大器的所述输出之间。19.根据权利要求18所述的光学传感器，其中所述比较器与握手电路包括：第一阈值检测电路，其耦合到所述第二运算放大器以响应于所述第二运算放大器的所述输出而产生第一阈值检测输出信号；第二阈值检测电路，其耦合到所述第二运算放大器以响应于所述第二运算放大器的所述输出而产生第二阈值检测输出信号；及握手协议电路，其耦合到所述第一阈值检测电路及所述第二阈值检测电路以响应于所述第一阈值检测输出信号及所述第二阈值检测输出信号而控制所述复位开关的切换，其中所述事件驱动型输出信号包括所述第一阈值检测输出信号及所述第二阈值检测输出信号。20.根据权利要求6所述的光学传感器，其中所述多个光电二极管中的每一者的所述阳极安置在其中安置有所述像素单元的第一裸片的p掺杂区中。21.根据权利要求20所述的光学传感器，其中由所述事件驱动型电路从所述多个光电二极管读出的所述事件数据信号的光电流包括空穴电流。
22.根据权利要求6所述的光学传感器，其中所述像素单元利用其中安置有所述像素单元的第一裸片中环绕所述像素单元中的每一者的全深沟槽隔离DTI结构彼此隔离。23.根据权利要求6所述的光学传感器，其中所述复位晶体管、所述源极跟随器晶体管及行选择晶体管利用安置在其中安置有所述像素单元的第一裸片中的全深沟槽隔离DTI结构与所述多个光电二极管及所述多个转移晶体管隔离。24.根据权利要求23所述的光学传感器，其中所述复位晶体管、所述源极跟随器晶体管及行选择晶体管由鳍式场效晶体管FinFET构成。25.一种堆叠式互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器CIS系统，其包括：第一裸片，其包...
【专利技术属性】
技术研发人员：高哲，代铁军，傅玲，秦晴，A，
申请(专利权)人：豪威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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