具有敏感度和动态范围优化的事件传感器像素制造技术

技术编号:45908575 阅读:6 留言:0更新日期:2025-07-22 21:32
提供了一种用于事件传感器的像素电路。在一种实施方式中,该像素电路包括:光敏元件,被配置为响应于照射在光敏元件上的光的亮度而生成电流信号;第一N型晶体管;第二N型晶体管;第一P型晶体管,包括连接到第一偏置电压的栅极;第二P型晶体管,包括连接到第二偏置电压的栅极,第二偏置电压是根据像素电路的感测温度或制造工艺变化中的至少一者进行调整的可调整DC偏置电压;以及电压输出,其响应于照射在光敏元件上的光的亮度而变化。对第二偏置电压的调整致使电压输出的DC电平向上或向下偏移,而不改变像素电路的整体增益。像素电路还可以包括一个或多个附加N型晶体管,用于通过优化对比敏感度来提高性能。像素电路可以进一步包括转换器、电耦合到转换器的电容器以及电耦合到电容器的放大器。进一步地,像素电路可以堆叠晶片配置和晶片之间的一个或多个互连来实现。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开总体上涉及用于感测和其他应用的传感器和像素电路的领域。本公开更具体地且不限于涉及具有优化的敏感度和动态范围的像素电路和与其相关的架构,用于实现基于事件的视觉传感器以及其他传感器和视觉系统。本文公开的像素电路和特征可以用于各种系统和应用,诸如安全系统、生产线监控应用、自主车辆、导航系统以及受益于像素敏感度和动态范围优化的其他系统和应用。


技术介绍

1、像素电路可以用在广泛的应用中,包括事件视觉传感器。这种传感器的示例包括对比检测传感器、时间对比事件传感器和动态视觉传感器。

2、用在事件视觉传感器中的像素电路通常包括多个电路元件,包括光敏元件(例如,光电二极管),该光敏元件被配置为响应照射在光敏元件上的光的亮度而生成电流信号。这些电路中的一些电路使用晶体管将光敏元件生成的电流信号转换为电压信号(vpr_out)以用于进一步处理。图1a和图1b示出了用在时间对比事件传感器中的示例性最先进的像素前端电路。

3、当像素的对比敏感度增加时,时间对比事件传感器通常实现更好的应用性能。这可以通过增加光敏元件与用于检测对比事件的比较器之间的信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于与事件传感器一起使用的像素电路,所述像素电路包括:

2.如权利要求1所述的像素电路,其中,对所述第二偏置电压的调整致使所述电压输出的DC电平向上或向下偏移,而不改变所述像素电路的整体增益。

3.如权利要求1或2所述的像素电路,其中,所述第二P型晶体管影响增益提升大约两倍。

4.如任一前述权利要求所述的像素电路,包括温度敏感偏置电路,所述温度敏感偏置电路被配置为连续感测所述像素电路的芯片温度,用于自动调整所述第二偏置电压。

5.如权利要求4所述的像素电路,其中,所述温度敏感偏置电路包括:

6.如任一前述权利要求所述的像...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于与事件传感器一起使用的像素电路,所述像素电路包括:

2.如权利要求1所述的像素电路,其中,对所述第二偏置电压的调整致使所述电压输出的dc电平向上或向下偏移,而不改变所述像素电路的整体增益。

3.如权利要求1或2所述的像素电路,其中,所述第二p型晶体管影响增益提升大约两倍。

4.如任一前述权利要求所述的像素电路,包括温度敏感偏置电路,所述温度敏感偏置电路被配置为连续感测所述像素电路的芯片温度,用于自动调整所述第二偏置电压。

5.如权利要求4所述的像素电路,其中,所述温度敏感偏置电路包括:

6.如任一前述权利要求所述的像素电路,包括偏置电路,并且其中,所述制造工艺变化包括由所述偏置电路检测并用于静态调整所述第二偏置电压的全局阈值变化。

7.如权利要求6所述的像素电路,其中,所述偏置电路包括:

8.如任一前述权利要求所述的像素电路,其中,所述像素电路的所述第二p型晶体管、所述第一n型晶体管、所述第二n型晶体管和一个或多个其他组件以非堆叠配置在公共晶片中实现。

9.如权利要求1至7中任一项所述的像素电路,其中,所述像素电路以堆叠配置实现,其中,至少所述光敏元件在第一晶片上实现,并且其中,至少所述第一p型晶体管和所述第二p型晶体管在第二晶片上实现。

10.如任一前述权利要求所述的像素电路,进一步包括在所述电压输出处的n型晶体管。

11.如任一前述权利要求所述的像素电路,进一步包括第三n型晶体管,所述第三n型晶体管包括连接到dc电压的栅极,其中,所述第三n型晶体管在照射在所述光敏元件上的低光级下提供泄漏补偿。

12.如权利要求11所述的像素电路,其中,所述第三n型晶体管与所述第一p型晶体管、所述第二p型晶体管、所述第一n型晶体管和所述第二n型晶体管一起在公共晶片中实现。

13.如权利要求12所述的像素电路,其中,所述公共晶片包括第一cmos晶片。

14.如权利要求13所述的像素电路,其中,所述光敏元件在第二cmos晶片中实现,所述第一cmos晶片相对于所述第二cmos晶片堆叠。

15.如权利要求14所述的像素电路,其中,在所述第一cmos晶片与所述第二cmos晶片之间存在至少一个像素内互连。

16.如权利要求11至15中任一项所述的像素电路,其中,所述第一n型晶体管、所述第二n型晶体管、所述第三n型晶体管和所述光敏元件在公共晶片上实现。

17.如权利要求16所述的像素电路,其中,所述公共晶片包括cmos图像传感器(cis)晶片。

18.如权利要求17所述的像素电路,其中,所述第一p型晶体管和所述第二p型晶体管在cmos晶片中实现,所述cmos晶片相对于所述cis晶片堆叠。

19.如权利要求18所述的像素电路,其中,在所述cmos晶片与所述cis晶片之间存在多个互连。

20.如任一前述权利要求所述的像素电路,进一步包括:

21.如权利要求20所述的像素电路,其中,所述转换器和所述第一电容器与所述第二p型晶体管一起在cmos晶片中实现。

22.如权利要求17至19中任一项所述的像素电路,进一步包括与第一电容器并联连接的第二电容器,所述第二电容器在cis晶片中实现并通过使用所述cmos晶片与所述cis晶片之间的至少两个互连而连接到所述第一电容器。

23.如权利要求22所述的像素电路,其中,所述第二电容器与所述第一电容器组合而增加放大器的电容并增加所述像素电路的整体增益。

24.一种具有多个像素的事件传感器,每个像素包括像素电路,所述像素电路包括:

25.如权利要求24所述的事件传感器,其中,对所述第二偏置电压的调整致使所述电压输出的dc电平向上或向下偏移,而不改变所述像素电路的整体增益。

26.如权利要求24或25所述的事件传感器,其中,所述第二p型晶体管影响增益提升大约两倍。

27.如权利要求24至26中任一项所述的事件传感器,包括温度敏感偏置电路,所述温度敏感偏置电路被配置为连续感测所述像素电路的芯片温度,用于自动调整所述第二偏置电压。

28.如权利要求27所述的事件传感器,其中,所述偏置电路包括:

29.如权利要求24至28中任一项所述的事件传感器,其中,所述制造工艺变化包括由偏置电路检测并用于静态调整所述偏置电压的全局阈值变化。

30.如权利要求29所述的事件传感器,其中,所述偏置电路包括:

31.如权利要求24至...

【专利技术属性】
技术研发人员:T·菲纳特D·马托林C·普斯奇
申请(专利权)人:普罗费塞公司
类型:发明
国别省市:

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