CN107147857A - 一种高灵敏度的相位检测像素单元及其驱动方法 - Google Patents

一种高灵敏度的相位检测像素单元及其驱动方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107147857A
CN107147857A CN201710348586.4A CN201710348586A CN107147857A CN 107147857 A CN107147857 A CN 107147857A CN 201710348586 A CN201710348586 A CN 201710348586A CN 107147857 A CN107147857 A CN 107147857A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oxide
semiconductor
metal
signal
switch metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710348586.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107147857B (zh
Inventor
曾夕
温建新
皮常明
李琛
何学红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai IC R&D Center Co Ltd
Chengdu Image Design Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Integrated Circuit Research and Development Center Co Ltd
Chengdu Image Design Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Integrated Circuit Research and Development Center Co Ltd, Chengdu Image Design Technology Co Ltd filed Critical Shanghai Integrated Circuit Research and Development Center Co Ltd
Priority to CN201710348586.4A priority Critical patent/CN107147857B/zh
Publication of CN107147857A publication Critical patent/CN107147857A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107147857B publication Critical patent/CN107147857B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/62—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高灵敏度的相位检测像素单元，通过使相位检测像素两个感光单元共用由信号采样保持单元、信号复位输出单元组成的一个读出电路，不仅在曝光之后能够读出相位检测像素单元的信号，而且通过使两个感光单元转化得到的电信号共用一个读出电路，避免了工艺偏差所导致的两个电信号的噪声差异，从而提高了相位差检测时的灵敏度。

Description

一种高灵敏度的相位检测像素单元及其驱动方法
技术领域
本发明涉及图像传感器技术领域，更具体地，涉及一种高灵敏度的相位检测像素单元及其驱动方法。
背景技术
随着图像传感器技术的不断发展，CMOS图像传感器由于具有高集成度、低功耗等优点，在电子、监控、导航、交通等领域应用越来越广泛。但随着CMOS图像传感器技术的不断发展，对CMOS图像传感器性能的要求也越来越高。
对焦速度是衡量CMOS图像传感器性能的一个重要指标，对焦时间越短，CMOS图像传感器的性能就越好。
在现有的几种对焦方法中，对比度法对焦技术算法复杂；反差对焦方法由于需要完成一次完整的焦点扫描，使得对焦时间较长；主动式对焦方法需要配置红外线或超声波测距装置，而且对于光滑面、远距离和吸光物体难以实现对焦。因此相位检测像素结构的出现受到了广泛关注。
然而，由于一个相位检测像素单元具有两个光电二极管和两个信号读取电路，而制作两个信号读取电路时的工艺误差会带来降低相位检测灵敏度的问题，进而会降低对焦时的准确率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种高灵敏度的相位检测像素单元及其驱动方法，以提高相位差检测的灵敏度。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种高灵敏度的相位检测像素单元，包括：
一个相位检测像素，其包括两个并列的感光单元，用于将各自接受的光信号转化为电信号，并随入射光角度的变化，产生相位差；
一个信号采样保持单元，其包括两个相同的相位保持子单元，两个相位保持子单元的输入端分别与两个感光单元的输出端相连，用于传输和储存两个感光单元产生的电信号；
一个信号复位输出单元，其输入端与两个相位保持子单元的输出端同时相连，用于对电路复位和输出电信号。
优选地，两个所述感光单元在其上方共用一个显微镜头和一个滤光片。
优选地，所述感光单元为光电二极管，每个相位保持子单元包括一个光电开关MOS管、一个电容开关MOS管、一个电容以及一个选择开关MOS管，信号复位输出单元包括一个复位MOS管、一个输出MOS管和一个偏置MOS管；其中，每个光电二极管的阳极分别与电源负极相连，每个相位保持子单元中光电开关MOS管的源极和一个光电二极管的阴极相连，漏极和电容开关MOS管的漏极、选择开关MOS管的源极相连，电容的一端与电容开关MOS管的源极相连，另一端接地，选择开关MOS管的栅极连接像素选择信号，两个光电开关MOS管的栅极相连，并连接光电开关选择信号，两个电容开关MOS管的栅极相连，并连接电容选择信号，复位MOS管的漏极和电源正极相连，源极和两个选择开关MOS管的漏极相连，栅极与一个复位信号相连，输出MOS管的栅极与复位MOS管的源极、两个选择开关MOS管的漏极相连，输出MOS管的漏极和电源正极相连，源极和偏置MOS管的漏极相连，并作为像素的信号输出端，偏置MOS管的源极接地，栅极与一个偏置电压相连。
优选地，所述感光单元为光电二极管，每个相位保持子单元包括一个光电开关MOS管、一个电容开关MOS管、一个电容以及一个选择开关MOS管，信号复位输出单元包括一个复位MOS管、一个输出MOS管和一个偏置MOS管；其中，每个光电二极管的阳极分别与电源负极相连，每个相位保持子单元中光电开关MOS管的漏极和一个光电二极管的阴极相连，源极和电容开关MOS管的源极、选择开关MOS管的漏极相连，电容的一端与电容开关MOS管的漏极相连，另一端接地，选择开关MOS管的栅极连接像素选择信号，两个光电开关MOS管的栅极相连，并连接光电开关选择信号，两个电容开关MOS管的栅极相连，并连接电容选择信号，复位MOS管的源极和电源正极相连，漏极和两个选择开关MOS管的源极相连，栅极与一个复位信号相连，输出MOS管的栅极与复位MOS管的漏极、两个选择开关MOS管的源极相连，输出MOS管的源极和电源正极相连，漏极和偏置MOS管的源极相连，并作为像素的信号输出端，偏置MOS管的漏极接地，栅极与一个偏置电压相连。
优选地，两个所述光电二极管相隔离，各自实现光电转化。
优选地，所述MOS管为NMOS管。
优选地，两个光电开关MOS管的尺寸相同，两个电容开关MOS管的尺寸相同，两个电容的尺寸相同，两个选择开关MOS管的尺寸相同。
一种上述高灵敏度的相位检测像素单元的驱动方法，包括以下步骤：
步骤1：将两个光电开关MOS管、两个选择开关MOS管和复位MOS管、输出MOS管打开，将两个电容开关MOS管关断，使光电二极管复位；
步骤2：保持两个电容开关MOS管关断，并将两个光电开关MOS管、两个选择开关MOS管和复位MOS管、输出MOS管关断，使光电二极管曝光，并积累电荷；
步骤3：将复位MOS管、输出MOS管关断，将两个光电开关MOS管、两个电容开关MOS管打开，停止电荷积累，将两个光电二极管积累的电荷分别转移到两个光电开关MOS管的漏极，并将电信号进一步存储在两个电容中；
步骤4：将两个光电开关MOS管关断，保持两个电容开关MOS管导通，将偏置MOS管和其中一个选择开关MOS管打开，输出对应相位保持子单元中电容上存储的电信号；
步骤5：将打开的上述其中一个选择开关MOS管关断，并将另一个选择开关MOS管打开，以输出另一个相位保持子单元中电容上存储的电信号；
步骤6：将打开的另一个选择开关MOS管关断，并关断电容开关MOS管和偏置MOS管，准备下一帧信号的读取。
优选地，步骤1中，使复位信号、光电开关选择信号、两个像素选择信号均为高电压；步骤2中，使复位信号、光电开关选择信号、两个像素选择信号均由高电压变为低电压；步骤3中，使光电开关选择信号由低电压变为高电压，电容选择信号由低电压变为高电压；步骤4中，使光电开关选择信号由高电压变为低电压，偏置电压由低电压变为高电压，其中一个像素选择信号由低电压变为高电压；步骤5中，使其中一个像素选择信号由高电压变为低电压，另一个像素选择信号由低电压变为高电压；步骤6中，使另一个像素选择信号由高电压变为低电压，偏置电压、电容选择信号由高电压变为低电压。
从上述技术方案可以看出，本发明通过使相位检测像素两个感光单元共用由信号采样保持单元、信号复位输出单元组成的一个读出电路，不仅在曝光之后能够读出相位检测像素单元的信号，而且通过使两个感光单元转化得到的电信号共用一个读出电路，避免了工艺偏差所导致的两个电信号的噪声差异，从而提高了相位差检测时的灵敏度。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的一种高灵敏度的相位检测像素单元电路结构示意图；
图2-图3是本发明一较佳实施例的一种相位检测像素结构及其受不同方向入射光照射时的状态示意图；
图4是本发明相位检测像素中两个光电二极管产生的电信号大小随入射光入射角变化的曲线图；
图5是本发明一较佳实施例的高灵敏度的相位检测像素单元的驱动方法时序图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本发明的实施方式时，为了清楚地表示本发明的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本发明的限定来加以理解。
在以下本发明的具体实施方式中，请参阅图1，图1是本发明一较佳实施例的一种高灵敏度的相位检测像素单元电路结构示意图。如图1所示，本发明的一种高灵敏度的相位检测像素单元，包括：一个相位检测像素10，一个信号采样保持单元20，一个信号复位输出单元30(如图中三个虚线框内的电路结构所指)。相位检测像素10包括两个并列设置的感光单元(即PD1和PD2)，用于分别将入射光照射时各自接受的光信号转化为电信号，并随入射光角度的变化，产生相位差。信号采样保持单元20包括两个完全相同的相位保持子单元21、22，两个相位保持子单元21、22的输入端分别与两个感光单元的输出端相连，用于传输和储存两个感光单元产生的电信号。信号复位输出单元30的输入端与两个相位保持子单元21、22分别的输出端同时相连，用于对电路复位和输出电信号。
请参阅图2-图3，图2-图3是本发明一较佳实施例的一种相位检测像素结构及其受不同方向入射光照射时的状态示意图。如图2-图3所示，两个感光单元可采用例如两个光电二极管(PD1和PD2)11和12制作。两个光电二极管11和12在其上方可共用一个显微镜头14和共用一个滤光片13。当光照射在显微镜头14上时，两个光电二极管11、12可分别将各自接受的光信号转化为电信号；为此，这两个光电二极管11和12在制作工艺上相隔离，各自实现光电转化且相互不受影响。
在一定光强下，两个光电二极管11和12转化得到的电信号的大小将受到入射光角度的影响。如果定义图2所示的入射光的入射角15为正角、图3所示的入射光的入射角16为负角，则两个光电二极管PD1和PD2产生的电信号大小将随入射角的正负以及大小变化，产生相位差。其中，当入射光直射到显微镜头时，两个光电二极管产生的电信号大小相同(即相位差为零)，当入射光如图2-图3所示斜射到显微镜头时，两个光电二极管产生的电信号大小不同，从而产生相位差。图4显示相位检测像素中两个光电二极管产生的电信号大小随入射光入射角变化的曲线图，图中曲线17、曲线18分别是光电二极管PD2、PD1各自所产生的电信号曲线。其中，当入射光直射到显微镜头、即入射角为0时，曲线17、曲线18相交，表明两个光电二极管产生的电信号大小相同，相位差为零，此时即处于聚焦状态；当入射光以正角或负角方式斜射到显微镜头时，曲线17、曲线18分离，表明两个光电二极管产生的电信号大小不同，从而产生相位差，此时即处于离焦状态。
请继续参阅图1。信号采样保持单元(即信号采样保持电路)20的每个相位保持子单元(即相位保持子电路)都同样包括一个光电开关MOS管、一个电容开关MOS管、一个电容以及一个选择开关MOS管；即相位保持子单元21包括一个光电开关MOS管M1、一个电容开关MOS管M2、一个电容C1以及一个选择开关MOS管M3，相位保持子单元22也同样包括一个光电开关MOS管M4、一个电容开关MOS管M5、一个电容C2以及一个选择开关MOS管M6。这样，信号采样保持单元20就一共包括两个光电开关MOS管M1和M4、两个电容开关MOS管M2和M5、两个电容C1和C2以及两个选择开关MOS管M3和M6。
两个光电二极管PD1和PD2的阳极分别与电源负极VSS相连。
每个相位保持子单元中的光电开关MOS管各自对应一个光电二极管，以控制对应的光电二极管的电信号的传输；两个电容开关MOS管分别对应一个光电开关MOS管和一个电容，控制电容的充放电；两个电容用于存储光电二极管转化的电荷，实现电信号的保持；两个选择开关MOS管用于选择对应电容上存储的电信号的传输。这样，每个相位保持子单元就可实现对应光电二极管的电信号采样。其中，光电开关MOS管M1的源极和光电二极管PD1的阴极对应相连，光电开关MOS管M1的漏极和电容开关MOS管M2的漏极、选择开关MOS管M3的源极相连，电容C1的一端与电容开关MOS管M2的源极相连，另一端与电源负极VSS相连(即接地)，选择开关MOS管M3的栅极连接像素选择信号RSEL1；光电开关MOS管M4的源极和光电二极管PD2的阴极对应相连，光电开关MOS管M4的漏极和电容开关MOS管M5的漏极、选择开关MOS管M6的源极相连，电容C2的一端与电容开关MOS管M5的源极相连，另一端与电源负极VSS相连(即接地)，选择开关MOS管M6的栅极连接像素选择信号RSEL2。
两个光电开关MOS管M1和M4的栅极相连在一起，并连接至光电开关选择信号TX；两个电容开关MOS管M2和M5的栅极相连在一起，并连接至电容选择信号CSEL。
请参阅图1。信号复位输出单元30包括一个复位MOS管M7和一个级信号输出电路；级信号输出电路又包括一个输出MOS管M8和一个偏置MOS管M9。复位MOS管M7的漏极和电源正极VDD相连，源极和两个选择开关MOS管M3和M6的漏极相连，栅极连接至复位信号RST，用于对电路信号复位。输出MOS管M8的栅极与复位MOS管M7的源极、两个选择开关MOS管M3和M6的漏极相连，输出MOS管M8的漏极和电源正极VDD相连，源极和偏置MOS管M9的漏极相连，并作为像素的信号输出端Pixel＿out；这样，由输出MOS管M8和偏置MOS管M9组成的输出级就可将电信号输出。偏置MOS管M9的源极接地(即与电源负极VSS相连)，栅极连接至偏置电压BIAS，用于提供偏置电流。
上述信号采样保持单元和信号复位输出单元中的各MOS管的源极和漏极可以互换，这不会影响电路功能。并且，各所述MOS管可以采用NMOS管。
为了避免两个光电二极管转化得到的两个电信号的噪声差异，进一步提高相位差检测的灵敏度，可使得两个光电开关MOS管M1和M4的尺寸相同，两个电容开关MOS管M2和M5的尺寸相同，两个电容C1和C2的尺寸相同，以及两个选择开关MOS管M3和M6的尺寸相同。
下面结合具体实施方式，对本发明的上述高灵敏度的相位检测像素单元的驱动方法进行详细说明。
请参阅图5，图5是本发明一较佳实施例的高灵敏度的相位检测像素单元的驱动方法时序图。如图5所示，本发明的一种上述高灵敏度的相位检测像素单元的驱动方法，包括以下步骤：
步骤1：使复位信号RST、光电开关选择信号TX、两个像素选择信号RSEL1和RSEL2均置为高电压，将两个光电开关MOS管M1和M4、两个选择开关MOS管M3和M6以及复位MOS管M7、输出MOS管M8打开，使其导通，并将两个电容开关MOS管M2和M5以及偏置MOS管M9关断，使两个光电二极管PD1和PD2复位。
步骤2：使复位信号RST、光电开关选择信号TX、两个像素选择信号RSEL1和RSEL2均由高电压变为低电压，保持两个电容开关MOS管M2和M5关断，并将两个光电开关MOS管M1和M4、两个选择开关MOS管M3和M6以及复位MOS管M7、输出MOS管M8、偏置MOS管M9都关断，使光电二极管PD1和PD2曝光，并积累电荷。
步骤3：使光电开关选择信号TX由低电压变为高电压，电容选择信号CSEL由低电压变为高电压，将复位MOS管M7、输出MOS管M8关断，将两个光电开关MOS管M1和M4、两个电容开关MOS管M2和M5打开，停止电荷积累，以将两个光电二极管PD1和PD2积累的电荷分别转移到两个光电开关MOS管M1和M4的漏极，并保持两个光电开关MOS管M1和M4、两个电容开关MOS管M2和M5开启，从而将光电开关MOS管M1和M4漏极的电信号进一步存储在两个电容C1和C2中。
步骤4：使光电开关选择信号TX由高电压变为低电压，将两个光电开关MOS管M1和M4关断，使偏置电压BIAS由低电压变为高电压，并使其中一个像素选择信号RSEL1由低电压变为高电压，保持两个电容开关MOS管M2和M5导通，将偏置MOS管M9和其中一个选择开关MOS管M3打开，输出对应相位保持子单元中电容C1上存储的电信号，即输出PD1上的信号。
步骤5：使其中一个像素选择信号RSEL1由高电压变为低电压，并使另一个像素选择信号RSEL2由低电压变为高电压，将打开的上述其中一个选择开关MOS管M3关断，并将另一个选择开关MOS管M6打开，以输出另一个相位保持子单元中电容C2上存储的电信号，即输出PD2上的信号。
步骤6：使另一个像素选择信号RSEL2由高电压变为低电压，并使偏置电压BIAS、电容选择信号CSEL由高电压变为低电压，保持选择开关MOS管M3关断，将打开的另一个选择开关MOS管M6关断，并关断电容开关MOS管M2和M5和偏置MOS管M9，准备进入下一帧信号的读取。
综上所述，本发明通过使相位检测像素两个感光单元共用由信号采样保持单元、信号复位输出单元组成的一个读出电路，不仅在曝光之后能够读出相位检测像素单元的信号，而且通过使两个感光单元转化得到的电信号共用一个读出电路，避免了工艺偏差所导致的两个电信号的噪声差异，从而提高了相位差检测时的灵敏度。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高灵敏度的相位检测像素单元，其特征在于，包括：
一个相位检测像素，其包括两个并列的感光单元，用于将各自接受的光信号转化为电信号，并随入射光角度的变化，产生相位差；
一个信号采样保持单元，其包括两个相同的相位保持子单元，两个相位保持子单元的输入端分别与两个感光单元的输出端相连，用于传输和储存两个感光单元产生的电信号；
一个信号复位输出单元，其输入端与两个相位保持子单元的输出端同时相连，用于对电路复位和输出电信号。
2.根据权利要求1所述的高灵敏度的相位检测像素单元，其特征在于，两个所述感光单元在其上方共用一个显微镜头和一个滤光片。
3.根据权利要求1所述的高灵敏度的相位检测像素单元，其特征在于，所述感光单元为光电二极管，每个相位保持子单元包括一个光电开关MOS管、一个电容开关MOS管、一个电容以及一个选择开关MOS管，信号复位输出单元包括一个复位MOS管、一个输出MOS管和一个偏置MOS管；其中，每个光电二极管的阳极分别与电源负极相连，每个相位保持子单元中光电开关MOS管的源极和一个光电二极管的阴极相连，漏极和电容开关MOS管的漏极、选择开关MOS管的源极相连，电容的一端与电容开关MOS管的源极相连，另一端接地，选择开关MOS管的栅极连接像素选择信号，两个光电开关MOS管的栅极相连，并连接光电开关选择信号，两个电容开关MOS管的栅极相连，并连接电容选择信号，复位MOS管的漏极和电源正极相连，源极和两个选择开关MOS管的漏极相连，栅极与一个复位信号相连，输出MOS管的栅极与复位MOS管的源极、两个选择开关MOS管的漏极相连，输出MOS管的漏极和电源正极相连，源极和偏置MOS管的漏极相连，并作为像素的信号输出端，偏置MOS管的源极接地，栅极与一个偏置电压相连。
4.根据权利要求1所述的高灵敏度的相位检测像素单元，其特征在于，所述感光单元为光电二极管，每个相位保持子单元包括一个光电开关MOS管、一个电容开关MOS管、一个电容以及一个选择开关MOS管，信号复位输出单元包括一个复位MOS管、一个输出MOS管和一个偏置MOS管；其中，每个光电二极管的阳极分别与电源负极相连，每个相位保持子单元中光电开关MOS管的漏极和一个光电二极管的阴极相连，源极和电容开关MOS管的源极、选择开关MOS管的漏极相连，电容的一端与电容开关MOS管的漏极相连，另一端接地，选择开关MOS管的栅极连接像素选择信号，两个光电开关MOS管的栅极相连，并连接光电开关选择信号，两个电容开关MOS管的栅极相连，并连接电容选择信号，复位MOS管的源极和电源正极相连，漏极和两个选择开关MOS管的源极相连，栅极与一个复位信号相连，输出MOS管的栅极与复位MOS管的漏极、两个选择开关MOS管的源极相连，输出MOS管的源极和电源正极相连，漏极和偏置MOS管的源极相连，并作为像素的信号输出端，偏置MOS管的漏极接地，栅极与一个偏置电压相连。
5.根据权利要求3或4所述的高灵敏度的相位检测像素单元，其特征在于，两个所述光电二极管相隔离，各自实现光电转化。
6.根据权利要求3或4所述的高灵敏度的相位检测像素单元，其特征在于，所述MOS管为NMOS管。
7.根据权利要求3或4所述的高灵敏度的相位检测像素单元，其特征在于，两个光电开关MOS管的尺寸相同，两个电容开关MOS管的尺寸相同，两个电容的尺寸相同，两个选择开关MOS管的尺寸相同。
8.一种权利要求3或4所述的高灵敏度的相位检测像素单元的驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将两个光电开关MOS管、两个选择开关MOS管和复位MOS管、输出MOS管打开，将两个电容开关MOS管关断，使光电二极管复位；
步骤2：保持两个电容开关MOS管关断，并将两个光电开关MOS管、两个选择开关MOS管和复位MOS管、输出MOS管关断，使光电二极管曝光，并积累电荷；
步骤3：将复位MOS管、输出MOS管关断，将两个光电开关MOS管、两个电容开关MOS管打开，停止电荷积累，将两个光电二极管积累的电荷分别转移到两个光电开关MOS管的漏极，并将电信号进一步存储在两个电容中；
步骤4：将两个光电开关MOS管关断，保持两个电容开关MOS管导通，将偏置MOS管和其中一个选择开关MOS管打开，输出对应相位保持子单元中电容上存储的电信号；
步骤5：将打开的上述其中一个选择开关MOS管关断，并将另一个选择开关MOS管打开，以输出另一个相位保持子单元中电容上存储的电信号；
步骤6：将打开的另一个选择开关MOS管关断，并关断电容开关MOS管和偏置MOS管，准备下一帧信号的读取。
9.根据权利要求8所述的高灵敏度的相位检测像素单元的驱动方法，其特征在于，步骤1中，使复位信号、光电开关选择信号、两个像素选择信号均为高电压；步骤2中，使复位信号、光电开关选择信号、两个像素选择信号均由高电压变为低电压；步骤3中，使光电开关选择信号由低电压变为高电压，电容选择信号由低电压变为高电压；步骤4中，使光电开关选择信号由高电压变为低电压，偏置电压由低电压变为高电压，其中一个像素选择信号由低电压变为高电压；步骤5中，使其中一个像素选择信号由高电压变为低电压，另一个像素选择信号由低电压变为高电压；步骤6中，使另一个像素选择信号由高电压变为低电压，偏置电压、电容选择信号由高电压变为低电压。
CN201710348586.4A 2017-05-17 2017-05-17 一种高灵敏度的相位检测像素单元及其驱动方法 Active CN107147857B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710348586.4A CN107147857B (zh) 2017-05-17 2017-05-17 一种高灵敏度的相位检测像素单元及其驱动方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710348586.4A CN107147857B (zh) 2017-05-17 2017-05-17 一种高灵敏度的相位检测像素单元及其驱动方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107147857A true CN107147857A (zh) 2017-09-08
CN107147857B CN107147857B (zh) 2020-03-20

Family

ID=59777601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710348586.4A Active CN107147857B (zh) 2017-05-17 2017-05-17 一种高灵敏度的相位检测像素单元及其驱动方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107147857B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107509047A (zh) * 2017-09-20 2017-12-22 上海微阱电子科技有限公司 一种3d堆叠单采样像素单元及其驱动方法
CN107509048A (zh) * 2017-09-20 2017-12-22 上海微阱电子科技有限公司 一种高寄生光敏感度像素单元及其驱动方法
CN107846559A (zh) * 2017-10-09 2018-03-27 上海集成电路研发中心有限公司 一种高动态范围的图像传感器结构及其驱动方法
CN109257548A (zh) * 2018-08-10 2019-01-22 上海集成电路研发中心有限公司 一种cmos图像传感器及图像输出方法
CN109302565A (zh) * 2018-11-12 2019-02-01 德淮半导体有限公司 图像传感器及其制造方法
CN110198166A (zh) * 2019-05-29 2019-09-03 德淮半导体有限公司 一种像素电路及相应运行方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104378561A (zh) * 2014-11-12 2015-02-25 上海集成电路研发中心有限公司 全局快门像素单元及其信号采集方法
CN105049755A (zh) * 2014-04-28 2015-11-11 三星电子株式会社 图像传感器和具有该图像传感器的图像处理装置
WO2015198875A1 (ja) * 2014-06-24 2015-12-30 ソニー株式会社 イメージセンサ、演算方法、および電子装置
CN105681691A (zh) * 2014-12-04 2016-06-15 佳能株式会社 摄像设备及其控制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105049755A (zh) * 2014-04-28 2015-11-11 三星电子株式会社 图像传感器和具有该图像传感器的图像处理装置
WO2015198875A1 (ja) * 2014-06-24 2015-12-30 ソニー株式会社 イメージセンサ、演算方法、および電子装置
CN104378561A (zh) * 2014-11-12 2015-02-25 上海集成电路研发中心有限公司 全局快门像素单元及其信号采集方法
CN105681691A (zh) * 2014-12-04 2016-06-15 佳能株式会社 摄像设备及其控制方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107509047A (zh) * 2017-09-20 2017-12-22 上海微阱电子科技有限公司 一种3d堆叠单采样像素单元及其驱动方法
CN107509048A (zh) * 2017-09-20 2017-12-22 上海微阱电子科技有限公司 一种高寄生光敏感度像素单元及其驱动方法
CN107509048B (zh) * 2017-09-20 2020-06-30 上海微阱电子科技有限公司 一种高寄生光敏感度像素单元及其驱动方法
CN107509047B (zh) * 2017-09-20 2020-06-30 上海微阱电子科技有限公司 一种3d堆叠单采样像素单元及其驱动方法
CN107846559A (zh) * 2017-10-09 2018-03-27 上海集成电路研发中心有限公司 一种高动态范围的图像传感器结构及其驱动方法
CN109257548A (zh) * 2018-08-10 2019-01-22 上海集成电路研发中心有限公司 一种cmos图像传感器及图像输出方法
CN109302565A (zh) * 2018-11-12 2019-02-01 德淮半导体有限公司 图像传感器及其制造方法
CN110198166A (zh) * 2019-05-29 2019-09-03 德淮半导体有限公司 一种像素电路及相应运行方法
CN110198166B (zh) * 2019-05-29 2024-01-12 深圳鑫粤知识产权服务有限公司 一种像素电路及相应运行方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107147857B (zh) 2020-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107147857A (zh) 一种高灵敏度的相位检测像素单元及其驱动方法
CN104272723B (zh) 特别用于将时变图像数据的取样亮度感测和异步检测相结合的光电阵列
CN110651468B (zh) 摄像装置及电子设备
CN110870299B (zh) 摄像装置及电子设备
CN100561742C (zh) 背照式ZnO基紫外成像固态焦平面探测阵列及其制备
US20200162686A1 (en) Avalanche photodiode image sensors
CN108200362B (zh) 基于空间对比度的仿生视网膜摄像电路及子电路
CN106595869B (zh) 一种高分辨率制冷型红外热像仪
CN102333195A (zh) 一种工作于线性模式apd阵列的主、被动成像读出电路
CN107340523A (zh) 基于激光外差探测的测速测距系统及测速测距方法
CN107300705A (zh) 基于载波调制的激光雷达测距系统及测距方法
CN105466573A (zh) 一种中长波双波段红外热像仪
Fife et al. A 3D multi-aperture image sensor architecture
CN105208300B (zh) 图像传感器、非晶硅tft像素单元的读取电路及方法
CN104048765A (zh) 一种基于编码孔径的红外成像装置
CN102508407A (zh) 一种全帧转移型ccd机械快门的时间特性检测装置
Gómez-Merchán et al. A high-speed low-power sun sensor with solar cells and continuous operation
CN202261578U (zh) 一种apd阵列的主、被动成像读出电路
CN108647541B (zh) 一种条码扫描芯片以及扫描方法
CN105762160A (zh) 背照式全局像素单元结构及其制备方法
CN105578085A (zh) 应用于单光子雪崩二极管的光信号线性存储方法
Liao et al. A CMOS time of flight (TOF) depth image sensor with in-pixel background cancellation and sensitivity improvement using phase shifting readout technique
Lai The Principle and Design of CMOS Active Pixel Sensor
CN107426492A (zh) 一种自动对焦系统
CN113938628B (zh) 一种用于数字像素读出电路中的电流-频率振荡器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant