CN105933623A - 像素电路及其驱动方法、图像传感器及图像获取装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供像素电路及其驱动方法、图像传感器及图像获取装置。像素电路包括：初始化模块，初始化存储模块。光电转换模块，将入射光转换为电信号。光电转换控制模块，控制光电转换模块将入射光转换为电信号。输出信号产生模块，根据光电转换模块转换的电信号产生像素电路的对应于入射光的输出信号。补偿模块，获取输出信号产生模块的阈值电压。存储模块，存贮光电转换模块转换的电信号和输出信号产生模块的阈值电压。输出控制模块，控制像素电路的对应于入射光的输出信号的输出。补偿模块可以对于输出信号产生模块的阈值电压的电压漂移进行补偿，使得对应于相同的入射光，产生相同的输出信号，减轻或者消除获取的图像的失真。

Description

像素电路及其驱动方法、图像传感器及图像获取装置
技术领域
本发明涉及图像传感技术领域，尤其涉及像素电路及其驱动方法、图像传感器及图像获取装置。
背景技术
在图像传感技术领域，互补性金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor，CMOS)技术都得到广泛应用。CMOS是由PMOS和NMOS管共同构成的电路，NMOS管和PMOS管是互补的，因此其构成的电路被称为互补型MOS，即CMOS。以一对的PMOS管和NMOS管组成的非门电路为例，PMOS管和NMOS管瞬间状态是仅PMOS导通，仅NMOS导通或者都截止，这使得CMOS比三极管电路效率更高，功耗更低。
在CMOS图像传感器中，CMOS器件用于根据光电转换器件产生的电信号，产生并且输出对应于入射光的输出信号。
在常规CMOS图像传感器中，由于工艺等原因，用于产生输出信号的晶体管的阈值电压具有电压漂移，因此，对应于相同的入射光，不同的CMOS器件，或者不同时期的同一CMOS器件，可能产生不同的输出信号，这会使得CMOS图像传感器得到的图像失真。
发明内容
本发明的实施例提供了像素电路及其驱动方法、图像传感器及图像获取装置。
根据本发明的第一个方面，提供了一种像素电路，包括：初始化模块，被配置为初始化存储模块存储的电压。光电转换模块，被配置为将入射光转换为电信号。光电转换控制模块，其与光电转换模块连接，被配置为控制光电转换模块将转换从入射光到电信号，并存储到存储模块。输出信号产生模块，其与光电转换控制模块连接，被配置为根据光电转换模块转换的电信号产生像素电路的对应于入射光的输出信号。补偿模块，其与输出信号产生模块连接，被配置为获取输出信号产生模块的阈值电压，并存储到存储模块。存储模块，其与光电转换控制模块以及输出信号产生模块连接，被配置为存贮光电转换模块转换的电信号和输出信号产生模块的阈值电压。输出控制模块，其与输出信号产生模块连接，被配置为控制像素电路的对应于入射光的输出信号的输出。
在本发明的实施例中，输出信号产生模块包括控制端、第一端和第二端。补偿模块包括控制端、第一端和第二端。补偿模块的控制端与第二扫描信号端连接，第一端与输出信号产生模块的控制端连接，第二端与输出信号产生模块的第二端连接。
在本发明的实施例中，输出信号产生模块包括第三晶体管。第三晶体管的控制端是输出信号产生模块的控制端，第三晶体管的第一端是输出信号产生模块的第一端，第三晶体管的第二端是输出信号产生模块的第二端。
在本发明的实施例中，补偿模块包括第二晶体管。第二晶体管的控制端是补偿模块的控制端，第二晶体管的第一端是补偿模块的第一端，第二晶体管的第二端是补偿模块的第二端。
在本发明的实施例中，存储模块包括：第一存储模块，其被配置为存储输出信号产生模块的阈值电压。第二存储模块，其被配置为存储存贮光电转换模块转换的电信号。初始化模块包括：第一初始化模块，其被配置为初始化第一存储模块。第二初始化模块，其被配置为初始化第二存储模块。
在本发明的实施例中，第一初始化模块包括控制端、第一端和第二端。第二初始化模块包括控制端、第一端和第二端。光电转换模块包括第一端和第二端。光电转换控制模块包括控制端、第一端和第二端。第一存储模块包括第一端和第二端。第二存储模块包括第一端和第二端。输出控制模块包括控制端、第一端和第二端。第一初始化模块的控制端与第一扫描信号端连接，第一端与第一电压端连接，第二端与第一存储模块的第二端连接。第二初始化模块的控制端与第三扫描信号端连接，第一端与第二电压端连接，第二端与第二存储模块的第二端连接。光电转换模块的第一端与第三电压端连接，第二端与光电转换控制模块的第一端连接。光电转换控制模块的控制端与第一扫描信号端连接，第二端与第二存储模块的第二端连接。输出信号产生模块的控制端与第一存储模块的第二端连接，第一端与第二存储模块的第二端连接，第二端与输出控制模块的第一端连接。第一存储模块的第一端与第二电压端连接。第二存储模块的第一端与第三电压端连接。输出控制模块的控制端与第四扫描信号端连接，第二端与信号输出端连接。
在本发明的实施例中，第一初始化模块包括第一晶体管。第一晶体管的控制端是第一初始化模块的控制端，第一晶体管的第一端是第一初始化模块的第一端，第一晶体管的第二端是第一初始化模块的第二端。
在本发明的实施例中，第二初始化模块包括第四晶体管。第四晶体管的控制端是第二初始化模块的控制端，第四晶体管的第一端是第二初始化模块的第一端，第四晶体管的第二端是第二初始化模块的第二端。
在本发明的实施例中，光电转换模块包括光电转换器件。光电转换器件的第一端是光电转换模块的第一端，光电转换器件的第二端是光电转换模块的第二端。
在本发明的实施例中，光电转换器件是光电二极管。
在本发明的实施例中，光电转换控制模块包括第五晶体管。第五晶体管的控制端是光电转换控制模块的控制端，第五晶体管的第一端是光电转换控制模块的第一端，第五晶体管的第二端是光电转换控制模块的第二端。
在本发明的实施例中，第一存储模块包括第一电容。第一电容的第一端是第一存储模块的第一端，第一电容的第二端是第一存储模块的第二端。
在本发明的实施例中，第二存储模块包括第二电容。第二电容的第一端是第二存储模块的第一端，第二电容的第二端是第二存储模块的第二端。
在本发明的实施例中，输出控制模块包括第六晶体管。第六晶体管的控制端是输出控制模块的控制端，第六晶体管的第一端是输出控制模块的第一端，第六晶体管的第二端是输出控制模块的第二端。
根据本发明的第二个方面，提供了一种像素电路的驱动方法，用于驱动上述的像素电路，包括：初始化阶段，初始化模块对于存储模块存储的电压进行初始化。光电转换阶段，在光电转换控制模块的控制下，光电转换模块将入射光转换为电信号，并存储于存储模块。补偿阶段，补偿模块获取输出信号产生模块的阈值电压，并存储于存储模块。输出阶段，在输出控制模块的控制下，输出信号产生模块基于存储模块存储的电信号，产生像素电路的对应于入射光的输出信号。并且，像素电路输出该输出信号。
在本发明的实施例中，存储模块包括：第一存储模块，其被配置为存储输出信号产生模块的阈值电压。第二存储模块，其被配置为存储存贮光电转换模块转换的电信号。初始化模块包括：第一初始化模块，其被配置为初始化第一存储模块。第二初始化模块，其被配置为初始化第二存储模块。并且，第一初始化模块包括控制端、第一端和第二端。第二初始化模块包括控制端、第一端和第二端。光电转换模块包括第一端和第二端。光电转换控制模块包括控制端、第一端和第二端。输出信号产生模块包括控制端、第一端和第二端。补偿模块包括控制端、第一端和第二端。第一存储模块包括第一端和第二端。第二存储模块包括第一端和第二端。输出控制模块包括控制端、第一端和第二端。第一初始化模块的控制端与第一扫描信号端连接，第一端与第一电压端连接，第二端与第一存储模块的第二端连接。第二初始化模块的控制端与第三扫描信号端连接，第一端与第二电压端连接，第二端与第二存储模块的第二端连接。光电转换模块的第一端与第三电压端连接，第二端与光电转换控制模块的第一端连接。光电转换控制模块的控制端与第一扫描信号端连接，第二端与第二存储模块的第二端连接。输出信号产生模块的控制端与第一存储模块的第二端连接，第一端与第二存储模块的第二端连接，第二端与输出控制模块的第一端连接。补偿模块的控制端与第二扫描信号端连接，第一端与输出信号产生模块的控制端连接，第二端与输出信号产生模块的第二端连接。第一存储模块的第一端与第二电压端连接。第二存储模块的第一端与第三电压端连接。输出控制模块的控制端与第四扫描信号端连接，第二端与信号输出端连接。其中，第一电压端的电压是低电平，第二电压端的电压是高电平，第三电压端的电压是低电平。并且，在初始化阶段，第一扫描信号端的电压是有效电平，第二扫描信号端的电压是无效电平，第三扫描信号端的电压是有效电平，第四扫描信号端的电压是无效电平。在光电转换阶段，第一扫描信号端的电压是有效电平，第二扫描信号端的电压是无效电平，第三扫描信号端的电压是无效电平，第四扫描信号端的电压是无效电平。在补偿阶段，第一扫描信号端的电压是无效电平，第二扫描信号端的电压是有效电平，第三扫描信号端的电压是无效电平，第四扫描信号端的电压是无效电平。在输出阶段，第一扫描信号端的电压是无效电平，第二扫描信号端的电压是无效电平，第三扫描信号端的电压是有效电平，第四扫描信号端的电压是有效电平。
在本发明的实施例中，在光电转换阶段，第二存储模块的第二端的电压是Vdata，Vdata是由光电转换模块转换的电信号。在补偿阶段，第一存储模块的第二端的电压是Vdata-Vth，Vth是使得输出信号产生模块产生输出信号的阈值电压。在输出阶段，输出信号产生模块产生的输出信号为I＝K[Vvdd–(Vdata–Vth)–Vth]2＝K(Vvdd–Vdata)2，K是与输出信号产生模块结构相关的常值，Vvdd是第二电压端的电压。
根据本发明的第三个方面，提供了一种图像传感器，包括上述的像素电路。
根据本发明的第四个方面，提供了一种图像获取装置，包括上述的图像传感器。
根据本发明的实施例的像素电路及其驱动方法、图像传感器及图像获取装置，补偿模块可以对于输出信号产生模块的阈值电压的电压漂移进行补偿，使得对应于相同的入射光，不同的像素电路，或者不同时期的同一像素电路，可以产生相同的输出信号。本发明的实施例的像素电路及其驱动方法、图像传感器及图像获取装置可以减轻或者消除获取的图像的失真。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图进行简要说明，应当知道，以下描述的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制，其中：
图1是常规的像素电路图；
图2是根据本发明的第一实施例的像素电路的框图；
图3是图2所示的像素电路的示意性的电路图；
图4是图3所示的像素电路的驱动方法的流程图；
图5是图4所示的驱动方法对应的信号时序图；
图6是图3所示的像素电路在初始化阶段的状态示意图；
图7是图3所示的像素电路在光电转换阶段的状态示意图；
图8是图3所示的像素电路在补偿阶段的状态示意图；
图9是图3所示的像素电路在输出阶段的状态示意图。
具体实施方式
为了使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，也都属于本发明保护的范围。
图1是常规的像素电路图。该像素电路被称为主动式像素结构或者有源式像素结构(Active Pixel Sensor，APS)。如图1所示，该像素电路包括三个晶体管和一个光电二极管PD，因此又称为3T APS。三个晶体管包括源极跟随器Tsf、选择开关晶体管Tsel以及重置开关晶体管Trst。在初始化阶段，通过重置信号开启重置开关晶体管Trst，以使用重置电压Vrst反向偏置光电二极管PD，重置电压Vrst对光电二极管PD的PN结电容充电。在光电转换阶段，当光电二极管PD的PN结上有入射光照射时，在PN结上产生电子空穴对，PN结电容上的电荷发生复合，PN结电容存储的电压发生变化。在输出阶段，选择开关晶体管Tsel导通，PN结电容存储的电压使得源极跟随器Tsf的栅极电势降低，源极跟随器Tsf产生输出信号。该输出信号最终被输出到列输出总线并且被读取电路读取。根据该输出信号，图像传感器获取最终的图像。
但是在实际制作过程中，像素电路中源极跟随器会存在器件上的差异，因此，对应于相同的入射光，不同的源极跟随器，或者不同时期的同一源极跟随器，可能产生不同的输出信号，从而使得图像失真。
图2是根据本发明的第一实施例的像素电路的框图。像素电路10包括：初始化模块1，被配置为初始化像素电路10中的存储模块6存储的电压。光电转换模块2，被配置为将入射光转换为电信号。光电转换控制模块3，其与光电转换模块2连接，被配置为控制光电转换模块2将入射光转换为电信号，并存储到存储模块6。输出信号产生模块4，其与光电转换控制模块3连接，被配置为根据光电转换模块2转换的电信号产生像素电路10的对应于入射光的输出信号。补偿模块5，其与输出信号产生模块4连接，被配置为获取输出信号产生模块4的阈值电压，并存储于存储模块6。存储模块6，其与光电转换控制模块3以及输出信号产生模块4连接，被配置为存贮光电转换模块2转换的电信号和输出信号产生模块4的阈值电压。输出控制模块7，其与输出信号产生模块4连接，被配置为控制像素电路的对应于入射光的输出信号的输出。
根据本发明的实施例的像素电路，补偿模块可以对于输出信号产生模块的阈值电压的电压漂移进行补偿，使得对应于相同的入射光，不同的像素电路，或者不同时期的同一像素电路，可以产生相同的输出信号。本发明的实施例的像素电路可以减轻或者消除获取的图像的失真。
在本发明的实施例中，存储模块6包括：第一存储模块，其被配置为存储输出信号产生模块4的阈值电压。第二存储模块，其被配置为存储存贮光电转换模块2转换的电信号。初始化模块1包括：第一初始化模块，其被配置为初始化第一存储模块。第二初始化模块，其被配置为初始化第二存储模块。
图3是图2所示的像素电路的示意性的电路图。
第一初始化模块包括控制端、第一端和第二端。第一初始化模块包括第一晶体管M1。第一晶体管M1的控制端是第一初始化模块的控制端，第一晶体管M1的第一端是第一初始化模块的第一端，第一晶体管M1的第二端是第一初始化模块的第二端。
第二初始化模块包括控制端、第一端和第二端。第二初始化模块包括第四晶体管M4。第四晶体管M4的控制端是第二初始化模块的控制端，第四晶体管M4的第一端是第二初始化模块的第一端，第四晶体管M4的第二端是第二初始化模块的第二端。
光电转换模块2包括第一端和第二端。光电转换模块2包括光电转换器件。光电转换器件的第一端是光电转换模块2的第一端，光电转换器件的第二端是光电转换模块2的第二端。光电转换器件可以是光电二极管PD。
光电转换控制模块3包括控制端、第一端和第二端。光电转换控制模块3包括第五晶体管M5。第五晶体管M5的控制端是光电转换控制模块3的控制端，第五晶体管M5的第一端是光电转换控制模块3的第一端，第五晶体管M5的第二端是光电转换控制模块3的第二端。
输出信号产生模块4包括控制端、第一端和第二端。输出信号产生模块4包括第三晶体管M3。第三晶体管M3的控制端是输出信号产生模块4的控制端，第三晶体管M3的第一端是输出信号产生模块4的第一端，第三晶体管M3的第二端是输出信号产生模块4的第二端。
补偿模块5包括控制端、第一端和第二端。补偿模块5包括第二晶体管M2。第二晶体管M2的控制端是补偿模块5的控制端，第二晶体管M2的第一端是补偿模块5的第一端，第二晶体管M2的第二端是补偿模块5的第二端。
第一存储模块包括第一端和第二端。第一存储模块包括第一电容C1。第一电容C1的第一端是第一存储模块的第一端，第一电容C1的第二端是第一存储模块的第二端。
第二存储模块包括第一端和第二端。第二存储模块包括第二电容C2。第二电容C2的第一端是第二存储模块的第一端，第二电容C2的第二端是第二存储模块的第二端。
输出控制模块7包括控制端、第一端和第二端。输出控制模块7包括第六晶体管M6。第六晶体管M6的控制端是输出控制模块7的控制端，第六晶体管M6的第一端是输出控制模块7的第一端，第六晶体管M6的第二端是输出控制模块7的第二端。
第一初始化模块的控制端与第一扫描信号端S1连接，第一端与第一电压端Vint连接，第二端与第一存储模块的第二端连接。第二初始化模块的控制端与第三扫描信号端RS连接，第一端与第二电压端Vdd连接，第二端与第二存储模块的第二端连接。光电转换模块2的第一端与第三电压端GND连接，第二端与光电转换控制模块3的第一端连接。光电转换控制模块3的控制端与第一扫描信号端S1连接，第二端与第二存储模块的第二端连接。输出信号产生模块4的控制端与第一存储模块的第二端连接，第一端与第二存储模块的第二端连接，第二端与输出控制模块3的第一端连接。补偿模块5的控制端与第二扫描信号端S2连接，第一端与输出信号产生模块4的控制端连接，第二端与输出信号产生模块4的第二端连接。第一存储模块的第一端与第二电压端Vdd连接。第二存储模块的第一端与第三电压端GND连接。输出控制模块7的控制端与第四扫描信号端EM连接，第二端与信号输出端OP连接。
根据本发明的实施例的像素电路，补偿模块的第二晶体管可以对于输出信号产生模块的第三晶体管的阈值电压的电压漂移进行补偿，使得对应于相同的入射光，不同的像素电路，或者不同时期的同一像素电路，可以产生相同的输出信号。本发明的实施例的像素电路可以减轻或者消除获取的图像的失真。
图4是图3所示的像素电路的驱动方法的流程图。如图4所示，驱动方法包括：初始化阶段，初始化模块对于像素电路进行初始化。光电转换阶段，在光电转换控制模块的控制下，光电转换模块将入射光转换为电信号，并存储于存储模块。补偿阶段，补偿模块获取输出信号产生模块的阈值电压，并存储于存储模块。输出阶段，在输出控制模块的控制下，输出信号产生模块基于存储模块存储的电信号，产生像素电路的对应于入射光的输出信号。并且，像素电路输出该输出信号。
根据本发明的实施例的像素电路的驱动方法，可以对于输出信号产生模块的阈值电压的电压漂移进行补偿，使得对应于相同的入射光，不同的像素电路，或者不同时期的同一像素电路，可以产生相同的输出信号。本发明的实施例的像素电路的驱动方法可以减轻或者消除获取的图像的失真。
图5是图4所示的驱动方法对应的信号时序图。如图5所示，在本发明的实施例中，在初始化阶段，第一扫描信号端S1的电压是有效电平，第二扫描信号端S2的电压是无效电平，第三扫描信号端RS的电压是有效电平，第四扫描信号端EM的电压是无效电平。在光电转换阶段，第一扫描信号端S1的电压是有效电平，第二扫描信号端S2的电压是无效电平，第三扫描信号端RS的电压是无效电平，第四扫描信号端EM的电压是无效电平。在补偿阶段，第一扫描信号端S1的电压是无效电平，第二扫描信号端S2的电压是有效电平，第三扫描信号端RS的电压是无效电平，第四扫描信号端EM的电压是无效电平。在输出阶段，第一扫描信号端S1的电压是无效电平，第二扫描信号端S2的电压是无效电平，第三扫描信号端RS的电压是有效电平，第四扫描信号端EM的电压是有效电平。
按照本技术领域内的通常理解，电压是有效电平指该电压被施加到对应的模块时，该模块可以行使功能(例如，模块中的开关晶体管导通)。电压是无效电平指该电压被施加到对应的模块时，该模块可以不行使功能(例如，模块中的开关晶体管截止)。
在本发明的实施例中，第一晶体管M1、第二晶体管M2、第四晶体管M4、第五晶体管M5、第六晶体管M6是开关晶体管，第三晶体管M3是驱动晶体管，作为源极跟随器工作。
以晶体管为P型为例进行说明，相应地，有效电平是低电平，无效电平是高电平。需要说明的是，高电平、低电平仅仅用于区分电压是否能够使得晶体管导通，并没有限制电压的值。例如，低电平可以是指接地的电平，也可以是负电平。此外，选择P型TFT晶体管进行示意性的说明，并不是对于晶体管类型的具体限制。根据本发明的原理，本领域技术人员能够在不付出创造性劳动的情况下，对于晶体管的类型做出适当的选择和调整，这些选择和调整也视为本发明的保护范围。
图6是图3所示的像素电路在初始化阶段的状态示意图。图7是图3所示的像素电路在光电转换阶段的状态示意图。图8是图3所示的像素电路在补偿阶段的状态示意图。图9是图3所示的像素电路在输出阶段的状态示意图。图中，“X”表示晶体管截止，箭头表示电流方向。
在本发明的实施例中，第一电压端Vint的电压是低电平，第二电压端Vdd的电压是高电平，第三电压端GND的电压是低电平。并且，第一电压端Vint的电压可以等于第三电压端GND的电压。进一步的，第一电压端Vint可以和第三电压端GND连接，这样可以进一步减少所需要的端口数量。
如图6所示，在初始化阶段，第一晶体管M1、第四晶体管M4、第五晶体管M5导通，第二晶体管M2、第三晶体管M3、第六晶体管M6截止。第一电容C1的第二端与第三晶体管M3的控制端连接的第一节点N1被连接到第一电压端Vint。第一节点N1的电压初始化为低电平，例如，可以为0V。第二电容C2的第二端与第三晶体管M3的第一端连接的第二节点N2被连接到第二电压端Vdd。第二节点N2的电压初始化高电平，即，第二电压端Vdd的电压Vvdd。
如图7所示，在光电转换阶段，第五晶体管M5导通，第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第六晶体管M6截止。光电转换器件，例如光电二极管PD接收入射光的照射，受光量子激发，在光电二极管PD的PN结产生电子空穴对，使PN结电容上的电荷发生复合，第二节点N2的电压降为Vdata，Vdata是由光电二极管PD转换的电信号。第二电容C2存储电压Vdata。
如图8所示，在补偿阶段，第二晶体管M2、第三晶体管M3导通，第一晶体管M1、第四晶体管M4、第五晶体管M5、第六晶体管M6截止。由于之前第一节点N1的电压是0V，所以第三晶体管M3导通，电压Vdata依次通过第五晶体管M5、第三晶体管M3、第二晶体管M2开始对第一节点N1(即，第一电容C1)进行充电，一直将第一节点N1的电压充电到Vdata–Vth为止，即满足第三晶体管M3第一极与控制极之间的压差为Vth，Vth是使得第三晶体管M3产生输出信号的阈值电压。当充电完毕以后，第一节点N1的电压(即，第一电容C1的第二端的电压)会一直维持在Vdata–Vth。
如图9所示，在输出阶段，第三晶体管M3、第四晶体管M4、第六晶体管M6导通，第一晶体管M1、第二晶体管M2、第五晶体管M5截止。第三晶体管M3的第一端连接到第二电压端Vdd，第三晶体管M3的第一端的电压是Vvdd。第三晶体管M3的控制极的电压是Vdata–Vth。因此，第三晶体管M3产生的输出信号是电流I＝K[Vvdd–(Vdata–Vth)–Vth]2＝K(Vvdd–Vdata)2，K是与第三晶体管M3结构相关的常值。电流I经信号输出端OP输出到信号读取线RL。
电流I只与Vdd和Vdata有关，与包含电压漂移的阈值电压Vth无关。Vvdd是常值，Vdata由光电二极管PD产生，与入射光相关。
根据本发明的实施例的像素电路的驱动方法，对于输出信号产生模块的第三晶体管的阈值电压的电压漂移进行补偿，使得对应于相同的入射光，不同的像素电路，或者不同时期的同一像素电路，可以产生相同的输出信号。本发明的实施例的像素电路的驱动方法可以减轻或者消除获取的图像的失真。
本发明的实施例还提供一种图像传感器，包括上述的像素电路。
本发明的实施例还提供了一种图像获取装置，包括上述的图像传感器。所述图像获取装置可以为：摄像头、相机、摄像机、手机、平板电脑等任何具有图像获取功能的产品或部件。
根据本发明的实施例的图像传感器及图像获取装置，补偿模块可以对于输出信号产生模块的电压漂移进行补偿，使得对应于相同的入射光，不同的像素电路，或者不同时期的同一像素电路，可以产生相同的输出信号。本发明的实施例的像素电路及其驱动方法、图像传感器及图像获取装置可以减轻或者消除获取的图像的失真。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种像素电路，包括：
初始化模块，被配置为初始化存储模块存储的电压；
光电转换模块，被配置为将入射光转换为电信号；
光电转换控制模块，其与所述光电转换模块连接，被配置为控制所述光电转换模块将入射光转换为电信号，并存储到存储模块；
输出信号产生模块，其与所述光电转换控制模块连接，被配置为根据所述光电转换模块转换的电信号产生所述像素电路的对应于入射光的输出信号；
补偿模块，其与所述输出信号产生模块连接，被配置为获取所述输出信号产生模块的阈值电压，并存储于存储模块；
存储模块，其与所述光电转换控制模块以及所述输出信号产生模块连接，被配置为存贮光电转换模块转换的电信号和输出信号产生模块的阈值电压；
输出控制模块，其与所述输出信号产生模块连接，被配置为控制像素电路的对应于入射光的输出信号的输出。
2.根据权利要求1所述的像素电路，其中，
所述输出信号产生模块包括控制端、第一端和第二端；
所述补偿模块包括控制端、第一端和第二端；
所述补偿模块的控制端与第二扫描信号端连接，第一端与所述输出信号产生模块的控制端连接，第二端与所述输出信号产生模块的第二端连接。
3.根据权利要求2所述的像素电路，其中，
所述输出信号产生模块包括第三晶体管；所述第三晶体管的控制端是所述输出信号产生模块的控制端，所述第三晶体管的第一端是所述输出信号产生模块的第一端，所述第三晶体管的第二端是所述输出信号产生模块的第二端。
4.根据权利要求2所述的像素电路，其中，
所述补偿模块包括第二晶体管；所述第二晶体管的控制端是所述补偿模块的控制端，所述第二晶体管的第一端是所述补偿模块的第一端，所述第二晶体管的第二端是所述补偿模块的第二端。
5.根据权利要求2所述的像素电路，其中，
所述存储模块包括：
第一存储模块，其被配置为存储输出信号产生模块的阈值电压；
第二存储模块，其被配置为存储存贮光电转换模块转换的电信号；
所述初始化模块包括：
第一初始化模块，其被配置为初始化第一存储模块；
第二初始化模块，其被配置为初始化第二存储模块。
6.根据权利要求5所述的像素电路，其中，
所述第一初始化模块包括控制端、第一端和第二端；
所述第二初始化模块包括控制端、第一端和第二端；
所述光电转换模块包括第一端和第二端；
所述光电转换控制模块包括控制端、第一端和第二端；
所述第一存储模块包括第一端和第二端；
所述第二存储模块包括第一端和第二端；
所述输出控制模块包括控制端、第一端和第二端；
所述第一初始化模块的控制端与第一扫描信号端连接，第一端与第一电压端连接，第二端与所述第一存储模块的第二端连接；
所述第二初始化模块的控制端与第三扫描信号端连接，第一端与第二电压端连接，第二端与所述第二存储模块的第二端连接；
所述光电转换模块的第一端与第三电压端连接，第二端与所述光电转换控制模块的第一端连接；
所述光电转换控制模块的控制端与第一扫描信号端连接，第二端与所述第二存储模块的第二端连接；
所述输出信号产生模块的控制端与第一存储模块的第二端连接，第一端与所述第二存储模块的第二端连接，第二端与所述输出控制模块的第一端连接；
所述第一存储模块的第一端与第二电压端连接；
所述第二存储模块的第一端与第三电压端连接；
所述输出控制模块的控制端与第四扫描信号端连接，第二端与信号输出端连接。
7.根据权利要求6所述的像素电路，其中，
所述第一初始化模块包括第一晶体管；所述第一晶体管的控制端是所述第一初始化模块的控制端，所述第一晶体管的第一端是所述第一初始化模块的第一端，所述第一晶体管的第二端是所述第一初始化模块的第二端。
8.根据权利要求6所述的像素电路，其中，
所述第二初始化模块包括第四晶体管；所述第四晶体管的控制端是所述第二初始化模块的控制端，所述第四晶体管的第一端是所述第二初始化模块的第一端，所述第四晶体管的第二端是所述第二初始化模块的第二端。
9.根据权利要求6所述的像素电路，其中，
所述光电转换模块包括光电转换器件；所述光电转换器件的第一端是所述光电转换模块的第一端，所述光电转换器件的第二端是所述光电转换模块的第二端。
10.根据权利要求9所述的像素电路，其中，
所述光电转换器件是光电二极管。
11.根据权利要求6所述的像素电路，其中，
所述光电转换控制模块包括第五晶体管；所述第五晶体管的控制端是所述光电转换控制模块的控制端，所述第五晶体管的第一端是所述光电转换控制模块的第一端，所述第五晶体管的第二端是所述光电转换控制模块的第二端。
12.根据权利要求6所述的像素电路，其中，
所述第一存储模块包括第一电容；所述第一电容的第一端是所述第一存储模块的第一端，所述第一电容的第二端是所述第一存储模块的第二端。
13.根据权利要求6所述的像素电路，其中，
所述第二存储模块包括第二电容；所述第二电容的第一端是所述第二存储模块的第一端，所述第二电容的第二端是所述第二存储模块的第二端。
14.根据权利要求6所述的像素电路，其中，
所述输出控制模块包括第六晶体管；所述第六晶体管的控制端是所述输出控制模块的控制端，所述第六晶体管的第一端是所述输出控制模块的第一端，所述第六晶体管的第二端是所述输出控制模块的第二端。
15.一种像素电路的驱动方法，用于驱动根据权利要求1所述的像素电路，包括：
初始化阶段，初始化模块对于存储模块存储的电压进行初始化；
光电转换阶段，在光电转换控制模块的控制下，光电转换模块将入射光转换为电信号，并存储于存储模块；
补偿阶段，补偿模块获取输出信号产生模块的阈值电压，并存储于存储模块；
输出阶段，在输出控制模块的控制下，输出信号产生模块基于存储模块存储的电信号，产生像素电路的对应于入射光的输出信号；并且，像素电路输出该输出信号。
16.根据权利要求15所述的像素电路的驱动方法，其中，
所述存储模块包括：
第一存储模块，其被配置为存储输出信号产生模块的阈值电压；
第二存储模块，其被配置为存储存贮光电转换模块转换的电信号；
所述初始化模块包括：
第一初始化模块，其被配置为初始化第一存储模块；
第二初始化模块，其被配置为初始化第二存储模块；
并且，
所述第一初始化模块包括控制端、第一端和第二端；
所述第二初始化模块包括控制端、第一端和第二端；
所述光电转换模块包括第一端和第二端；
所述光电转换控制模块包括控制端、第一端和第二端；
所述输出信号产生模块包括控制端、第一端和第二端；
所述补偿模块包括控制端、第一端和第二端；
所述第一存储模块包括第一端和第二端；
所述第二存储模块包括第一端和第二端；
所述输出控制模块包括控制端、第一端和第二端；
所述第一初始化模块的控制端与第一扫描信号端连接，第一端与第一电压端连接，第二端与所述第一存储模块的第二端连接；
所述第二初始化模块的控制端与第三扫描信号端连接，第一端与第二电压端连接，第二端与所述第二存储模块的第二端连接；
所述光电转换模块的第一端与第三电压端连接，第二端与所述光电转换控制模块的第一端连接；
所述光电转换控制模块的控制端与第一扫描信号端连接，第二端与所述第二存储模块的第二端连接；
所述输出信号产生模块的控制端与第一存储模块的第二端连接，第一端与所述第二存储模块的第二端连接，第二端与所述输出控制模块的第一端连接；
所述补偿模块的控制端与第二扫描信号端连接，第一端与所述输出信号产生模块的控制端连接，第二端与所述输出信号产生模块的第二端连接；
所述第一存储模块的第一端与第二电压端连接；
所述第二存储模块的第一端与第三电压端连接；
所述输出控制模块的控制端与第四扫描信号端连接，第二端与信号输出端连接；
其中，第一电压端的电压是低电平，第二电压端的电压是高电平，第三电压端的电压是低电平；
并且，
在所述初始化阶段，第一扫描信号端的电压是有效电平，第二扫描信号端的电压是无效电平，第三扫描信号端的电压是有效电平，第四扫描信号端的电压是无效电平；
在所述光电转换阶段，第一扫描信号端的电压是有效电平，第二扫描信号端的电压是无效电平，第三扫描信号端的电压是无效电平，第四扫描信号端的电压是无效电平；
在所述补偿阶段，第一扫描信号端的电压是无效电平，第二扫描信号端的电压是有效电平，第三扫描信号端的电压是无效电平，第四扫描信号端的电压是无效电平；
在所述输出阶段，第一扫描信号端的电压是无效电平，第二扫描信号端的电压是无效电平，第三扫描信号端的电压是有效电平，第四扫描信号端的电压是有效电平。
17.根据权利要求16所述的像素电路的驱动方法，其中，
在所述光电转换阶段，所述第二存储模块的第二端的电压是Vdata，Vdata是由光电转换模块转换的电信号；
在所述补偿阶段，所述第一存储模块的第二端的电压是Vdata-Vth，Vth是使得所述输出信号产生模块产生输出信号的阈值电压；
在所述输出阶段，所述输出信号产生模块产生的输出信号为I＝K[Vvdd–(Vdata–Vth)–Vth]2＝K(Vvdd–Vdata)2，K是与所述输出信号产生模块结构相关的常值，Vvdd是第二电压端的电压。
18.一种图像传感器，包括根据权利要求1至14中任一项所述的像素电路。
19.一种图像获取装置，包括根据权利要求18所述的图像传感器。
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