脉冲序列式传感器像素单元、脉冲序列式传感器及设备制造技术

本公开实施例公开了一种脉冲序列式传感器像素单元、脉冲序列式传感器及设备，其中，脉冲序列式传感器像素单元包括：信号采集模块、信号量化模块和反馈控制模块；信号采集模块，用于在曝光时长内接收光信号以产生第一信号，根据反馈控制模块输入的第一控制信号的控制执行复位，并在复位阶段输出第二信号；信号量化模块，用于根据反馈控制模块输入的第二控制信号的控制，在信号采集模块的复位阶段对第二信号进行存储；在信号采集模块输出第一信号时，通过存储的第二信号作为参照确定输出的目标信号；反馈控制模块，用于接收信号量化模块输出的目标信号，并根据目标信号确定向信号采集模块输出的第一控制信号以及向信号量化模块输出的第二控制信号。块输出的第二控制信号。块输出的第二控制信号。

【技术实现步骤摘要】
脉冲序列式传感器像素单元、脉冲序列式传感器及设备


[0001]本公开涉及传感器技术，尤其是一种脉冲序列式传感器像素单元、脉冲序列式传感器及设备。

技术介绍

[0002]图像传感器已经被广泛地应用在数码相机、移动手机、医疗、汽车、无人机和机器识别等领域，特别是制造互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器技术的快速发展，使人们对图像传感器的输出图像品质有了更高的要求。CMOS图像传感器依据信号采集方式，可分为两种类别：一种方式是，对像素设定曝光时长进而测量电压信号变化量的方式；第二种方式是，对像素设定电压变化量进而测量曝光时长的方式，这种图像传感器称为脉冲序列式图像传感器。

技术实现思路

[0003]根据本公开实施例的一个方面，提供了一种脉冲序列式传感器像素单元，包括：信号采集模块、信号量化模块和反馈控制模块；
[0004]所述信号采集模块，用于在曝光时长内接收光信号以产生第一信号，根据所述反馈控制模块输入的第一控制信号的控制执行复位，并在复位阶段输出第二信号；
[0005]所述信号量化模块，用于根据反馈控制模块输入的第二控制信号的控制，在所述信号采集模块的复位阶段对所述第二信号进行存储；在所述信号采集模块输出第一信号时，通过存储的所述第二信号作为参照确定输出的目标信号；
[0006]所述反馈控制模块，用于接收所述信号量化模块输出的目标信号，并根据所述目标信号确定向所述信号采集模块输出的第一控制信号以及向所述信号量化模块输出的第二控制信号。
[0007]可选地，所述信号量化模块包括：信号存储电路和比较器；
[0008]所述信号存储电路与所述信号采集模块以及所述比较器的第一输入端连接，用于在所述信号采集模块复位时，根据所述反馈控制模块发出的第二控制信号的控制对所述第二信号进行采集和存储；
[0009]所述比较器的第一输入端与所述信号存储电路连接，第二输入端与所述信号采集模块连接，用于接收所述第一信号，并根据所述第一信号与所述第二信号之间的关系，确定所述目标信号，根据置位信号控制通过输出端输出所述目标信号。
[0010]可选地，所述信号存储电路包括：第一开关晶体管、第二开关晶体管、第三开关晶体管和电容；
[0011]所述第一开关晶体管和所述第三开关晶体管根据所述第二控制信号的控制同时导通或断开，所述第二开关晶体管根据所述第二控制信号的控制导通或断开，并且与所述第一开关晶体管的状态相反；
[0012]所述电容用于在所述第一开关晶体管和所述第三开关晶体管导通时，采集所述第
二信号并存储，在所述第二开关晶体管导通时，将所述第二信号与参考信号的差值输入所述比较器的第一输入端。
[0013]可选地，所述比较器根据第一输入端输入的差值信号和所述第一信号之间的关系，确定所述目标信号，并根据外部触发信号的控制输出所述目标信号；其中，所述差值信号基于所述电容中存储的第二信号与所述参考信号的差值确定。
[0014]可选地，所述第一开关晶体管的漏极与所述信号采集模块连接，源极与所述电容的一端连接，栅极与所述反馈控制模块连接；
[0015]所述第二开关晶体管的漏极与所述电容的另一端连接，源极接地，栅极与所述反馈控制模块连接；
[0016]所述第三开关晶体管的漏极与所述电容的另一端连接，源极与所述参考信号连接，栅极与所述反馈控制模块连接；
[0017]所述电容一端与所述第一开关晶体管的源极连接，另一端与所述第二开关晶体管的漏极以及所述第三开关晶体管的漏极连接。
[0018]可选地，所述反馈控制模块包括：第一D触发器和第二D触发器；
[0019]所述第一D触发器的D端与所述信号量化模块连接，接收所述目标信号，Q端与所述信号采集模块和所述第二D触发器的D端连接，根据第一时钟信号的控制将D端的信号状态锁定到Q端，根据所述信号状态输出所述第一控制信号到所述信号采集模块；
[0020]所述第二D触发器的D端与所述第一D触发器的Q端连接；Q端与所述信号量化模块连接，根据第二时钟信号的控制将D端的信号状态锁定到Q端，根据所述信号状态输出所述第二控制信号到所述信号量化模块。
[0021]可选地，所述反馈控制模块包括：第一D触发器和第二D触发器；
[0022]所述第一D触发器的D端与所述信号量化模块连接，接收所述目标信号，Q端与所述信号采集模块连接，根据第一时钟信号的控制将D端的信号状态锁定到Q端，根据所述信号状态输出所述第一控制信号到所述信号采集模块；
[0023]所述第二D触发器的D端与所述信号量化模块连接；Q端与所述信号量化模块连接，根据第二时钟信号的控制将D端的信号状态锁定到Q端，根据所述信号状态输出所述第二控制信号到所述信号量化模块。
[0024]可选地，所述信号采集模块包括：光电二极管、复位晶体管和辅助电路；
[0025]所述复位晶体管，源极与光电二极管连接，漏极与电源模块连接，栅极与所述反馈控制模块连接；用于根据所述反馈控制模块发送的所述第一控制信号控制闭合或断开，并通过所述复位晶体管的闭合或断开控制所述光电二极管与电源模块之间是否导通；
[0026]所述光电二极管，正极接地，负极与所述复位晶体管的源极连接并用于输出信号；在所述复位晶体管断开时，在曝光时长内接收光信号以产生光电电荷；在所述复位晶体管闭合时，执行复位；
[0027]所述辅助电路，用于在所述光电二极管复位时输出第二信号，或根据所述光电二极管的电势变化，输出第一信号。
[0028]可选地，所述辅助电路包括源跟随晶体管和像素选择晶体管；
[0029]所述源跟随晶体管的栅极与所述光电二极管连接，源极与所述像素选择晶体管连接，漏极与电源模块连接；用于探测并跟随所述光电二极管的电势变化，确定第一信号或第
二信号；
[0030]所述像素选择晶体管的漏极与所述源跟随晶体管的源极连接，源极与所述信号量化模块连接，栅极与外部控制信号连接，并根据所述外部控制信号的控制确定是否输出所述第一信号或所述第二信号。
[0031]可选地，所述辅助电路还包括偏置晶体管；
[0032]所述偏置晶体管的漏极与所述像素选择晶体管的源极连接，源极接地，栅极接外部导通信号连接；用于为所述像素选择晶体管提供一个稳定的偏置电流。
[0033]根据本公开实施例的另一方面，提供了一种脉冲序列式传感器，包括：多个上述任一实施例所述的脉冲序列式传感器像素单元。
[0034]根据本公开实施例的又一方面，提供了一种电子设备，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，还包括上述任一实施例所述的脉冲序列式传感器像素单元或上述实施例所述的脉冲序列式传感器；
[0035]所述存储器存储计算机执行指令；
[0036]所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以控制所述脉冲序列式传感器像素单元或脉冲序列式传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉冲序列式传感器像素单元，其特征在于，包括：信号采集模块、信号量化模块和反馈控制模块；所述信号采集模块，用于在曝光时长内接收光信号以产生第一信号，根据所述反馈控制模块输入的第一控制信号的控制执行复位，并在复位阶段输出第二信号；所述信号量化模块，用于根据反馈控制模块输入的第二控制信号的控制，在所述信号采集模块的复位阶段对所述第二信号进行存储；在所述信号采集模块输出第一信号时，通过存储的所述第二信号作为参照确定输出的目标信号；所述反馈控制模块，用于接收所述信号量化模块输出的目标信号，并根据所述目标信号确定向所述信号采集模块输出的第一控制信号以及向所述信号量化模块输出的第二控制信号。2.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述信号量化模块包括：信号存储电路和比较器；所述信号存储电路与所述信号采集模块以及所述比较器的第一输入端连接，用于在所述信号采集模块复位时，根据所述反馈控制模块发出的第二控制信号的控制对所述第二信号进行采集和存储；所述比较器的第一输入端与所述信号存储电路连接，第二输入端与所述信号采集模块连接，用于接收所述第一信号，并根据所述第一信号与所述第二信号之间的关系，确定所述目标信号，根据置位信号控制通过输出端输出所述目标信号。3.根据权利要求2所述的像素单元，其特征在于，所述信号存储电路包括：第一开关晶体管、第二开关晶体管、第三开关晶体管和电容；所述第一开关晶体管和所述第三开关晶体管根据所述第二控制信号的控制同时导通或断开，所述第二开关晶体管根据所述第二控制信号的控制导通或断开，并且与所述第一开关晶体管的状态相反；所述电容用于在所述第一开关晶体管和所述第三开关晶体管导通时，采集所述第二信号并存储，在所述第二开关晶体管导通时，将所述第二信号与参考信号的差值输入所述比较器的第一输入端。4.根据权利要求3所述的像素单元，其特征在于，所述比较器根据第一输入端输入的差值信号和所述第一信号之间的关系，确定所述目标信号，并根据外部触发信号的控制输出所述目标信号；其中，所述差值信号基于所述电容中存储的第二信号与所述参考信号的差值确定。5.根据权利要求3或4所述的像素单元，其特征在于，所述第一开关晶体管的漏极与所述信号采集模块连接，源极与所述电容的一端连接，栅极与所述反馈控制模块连接；所述第二开关晶体管的漏极与所述电容的另一端连接，源极接地，栅极与所述反馈控制模块连接；所述第三开关晶体管的漏极与所述电容的另一端连接，源极与所述参考信号连接，栅极与所述反馈控制模块连接；所述电容一端与所述第一开关晶体管的源极连接，另一端与所述第二开关晶体管的漏极以及所述第三开关晶体管的漏极连接。6.根据权利要求1
‑
5任一所述的像素单元，其特征在于，所述反馈控制模块包括：第一D
触发器和第二D触发器；所述第一D触发器的D端与所述信号量化模块连接，接收所述目标信号，Q端与所述信号采集模块和所述第二D触发器的D端连接，根据第一时钟信号的控制将D端的信号状态锁定到Q端，根据所述信号状态输出所述第一控制信号到所述信号采集模块；所述第二D触发器的D端与所述第一D触发器的Q端连接；Q端与所述信号量...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭同辉，
申请(专利权)人：脉冲视觉北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：