CN107426513B - 有源像素传感器及其驱动方法 - Google Patents
有源像素传感器及其驱动方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107426513B CN107426513B CN201710612873.1A CN201710612873A CN107426513B CN 107426513 B CN107426513 B CN 107426513B CN 201710612873 A CN201710612873 A CN 201710612873A CN 107426513 B CN107426513 B CN 107426513B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- active pixel
- circuit
- pixel sensor
- cmos active
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 23
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 16
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 claims description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 8
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/78—Readout circuits for addressed sensors, e.g. output amplifiers or A/D converters
-
- 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
-
- 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
Abstract
本发明实施例提供一种有源像素传感器及其驱动方法。有源像素传感器包括：感光器件，用于将接收到的光信号转换成电信号；跟随电路，与所述感光器件连接，用于将所述电信号转换成输出电压；调整电路，与所述跟随电路连接，用于采集所述跟随电路的输出电压，并根据所述输出电压调整所述跟随电路中源跟随晶体管的偏置电流，将所述跟随电路的输出电压调整到预设范围内。本发明通过设置调整电路，调整电路将有源像素传感器的输出电压调整到预设范围内，有效克服了现有有源像素传感器因输出电压变化范围增大导致的跟随不理想和信号输出有偏值的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及传感技术领域，具体涉及一种有源像素传感器电路及其驱动方法。
背景技术
图像传感器是把光学图像信息转换为电信号的半导体器件，互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器已经成为图像传感器领域的主流技术。与传统的图像传感技术相比，CMOS图像传感器最主要的特点是在像素阵列中采用了有源像素传感器(Active Pixel Sensor，APS)，通过有源电路在像素上完成电荷-电压转换，放大成有驱动能力的信号电压，然后用常规的电子电路方法把像素信号传输到传感器外面，实现图像信号的扫描输出。
图1现有有源像素传感器的电路结构图。如图1所示，现有有源像素传感器的主体结构包括用来感测光照强度的光电二极管(Photo Diode，PD)，以及三个金属氧化半导体(Metal-Oxide Semiconductor，MOS)晶体管，三个晶体管分别为：重置晶体管(ResetTransistor)MRST、源跟随晶体管(Current Source Follower Transistor)MST和选通晶体管(Row Selector Tansistor)MSEL。有源像素传感器APS的工作原理是利用源跟随晶体管MST将光电二极管PD的电压输出至图像处理单元，即跟随电路MST与MSEL与硅基电路IC配合，检测节点A处的电压。
经本申请发明人研究发现，现有有源像素传感器的电路结构中，由于源跟随晶体管MST的阈值电压VTH容易因长久施加电压而出现不可逆的漂移(一般是变大)，而阈值电压VTH改变导致源跟随晶体管MSEL的跨压改变(节点A和节点B电位下降)，因此使有源像素传感器的输出电压变化范围增大。通常，硅基电路IC有其操作的可检测范围，因此有源像素传感器的输出电压变化范围增大会影响信号量的大小和整体的动态范围，造成跟随不理想和信号输出有偏值。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题是，提供一种有源像素传感器及其驱动方法，以解决现有有源像素传感器跟随不理想和信号输出有偏值的技术缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种有源像素传感器，包括：
感光器件，用于将接收到的光信号转换成电信号；
跟随电路，与所述感光器件连接，用于将所述电信号转换成输出电压；
调整电路，与所述跟随电路连接，用于采集所述跟随电路的输出电压，并根据所述输出电压调整所述跟随电路中源跟随晶体管的偏置电流，将所述跟随电路的输出电压调整到预设范围内。
可选地，所述调整电路包括：
列总线，与所述跟随电路连接，用于传输所述跟随电路的输出电压；
电流源电路，与所述列总线连接，用于使所述跟随电路中的源跟随晶体管的栅源电流保持恒定；
电流调整电路，分别与所述列总线和电流源电路连接，用于采集所述跟随电路的输出电压，并根据所述输出电压调整所述电流源电路的电流，将所述跟随电路的输出电压调整到预设范围内。
可选地，所述电流调整电路包括：
采集单元，与所述列总线连接，用于采集所述列总线传输的输出电压；
比较单元，与所述采集单元连接，用于将所述输出电压与预先设置的设定电压进行比较，获得电压差值；
判断单元，与所述比较单元连接，用于判断所述电压差值是否大于预设差值；
控制单元，与所述判断单元连接，用于当所述电压差值大于预设差值时，生成电流控制信号并发送给电流源电路，使所述有源像素传感器的输出电压与所述设定电压之间的电压差值小于或等于所述预设差值。
可选地，还包括：
放大器，分别与所述列总线和电流调整电路连接，用于接收所述列总线传输的跟随电路的输出电压，放大处理后发送给电流调整电路。
可选地，所述感光器件包括光电二极管，所述跟随电路包括三管图像传感电路或四管图像传感电路。
可选地，还包括：
增益确定单元，输入端与重置电压输入端连接，输出端与所述跟随电路中重置晶体管连接，用于通过向所述跟随电路输出第一重置电压和第二重置电压确定所述跟随电路中源跟随晶体管的跟随增益。
本发明实施例还提供了一种显示装置，其特征在于，包括上述有源像素传感器。
为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种有源像素传感器的驱动方法，包括：
采集有源像素传感器的输出电压；
根据所述输出电压调整所述有源像素传感器中源跟随晶体管的偏置电流，将所述有源像素传感器的输出电压调整到预设范围内。
可选地，所述根据所述输出电压调整所述有源像素传感器中源跟随晶体管的偏置电流，将所述有源像素传感器的输出电压调整到预设范围内，包括：
将所述输出电压与预先设置的设定电压进行比较，获得电压差值；
判断所述电压差值大于预设差值时，生成电流控制信号；
根据所述电流控制信号调整源跟随晶体管的偏置电流，使所述有源像素传感器的输出电压与所述设定电压之间的电压差值小于或等于所述预设差值。
可选地，还包括：
设置有源像素传感器的重置电压输入端输出第一重置电压，进行有源像素传感器第一次读值；
设置有源像素传感器的重置电压输入端输出第二重置电压，进行有源像素传感器第二次读值；
根据所述第一次读值和第二次读值，确定有源像素传感器的跟随增益值。
本发明实施例提供了一种有源像素传感器及其驱动方法，通过设置调整电路，调整电路采集有源像素传感器的输出电压，并根据该输出电压调整有源像素传感器中源跟随晶体管的偏置电流，将有源像素传感器的输出电压调整到预设范围内，使得有源像素传感器输出的电压变化在可检测范围内，有效克服了现有有源像素传感器因输出电压变化范围增大导致的跟随不理想和信号输出有偏值的缺陷。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书实施例中阐述，并且，部分地从说明书实施例中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
图1现有有源像素传感器的电路结构图；
图2为本发明实施例有源像素传感器的结构示意图；
图3为本发明第一实施例有源像素传感器的结构示意图；
图4为本发明第二实施例有源像素传感器的结构示意图；
图5为本发明第三实施例有源像素传感器的结构示意图；
图6为本发明实施例有源像素传感器的驱动方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
图2为本发明实施例有源像素传感器的结构示意图。如图2所示，本发明实施例提供了一种有源像素传感器，主体结构包括感光器件10、跟随电路20和调整电路30。其中，感光器件10用于将接收到的光信号转换成电信号，跟随电路20与感光器件10连接，用于将电信号转换成输出电压。调整电路30与跟随电路20连接，用于采集跟随电路20的输出电压，并根据输出电压调整跟随电路20中源跟随晶体管的偏置电流，将跟随电路20的输出电压调整到预设范围内。
本发明实施例所提供的有源像素传感器，通过设置调整电路，调整电路采集有源像素传感器的输出电压，并根据该输出电压调整有源像素传感器中源跟随晶体管的偏置电流，将有源像素传感器的输出电压调整到预设范围内，使得有源像素传感器输出的电压变化在可检测范围内，有效克服了现有有源像素传感器因输出电压变化范围增大导致的跟随不理想和信号输出有偏值的缺陷。
本发明实施例中，感光器件可以采用PN结光电二极管。实际实施时，感光器件也可以采用其它以实现光电转换的半导体器件，如针扎式光电二极管(Pinned Diode)等，本发明在此不做具体限定。
本发明实施例中，跟随电路可以采用包括重置晶体管、源跟随晶体管和选通晶体管的三管图像传感电路(3T型)，也可以采用包括重置晶体管、源跟随晶体管、选通晶体管和转移晶体管(Transfer Transistor)的四管图像传感电路(4T型)。实际实施时，跟随电路还可以采用其它结构形式的图像传感器，本发明在此不做具体限定。
本发明实施例中，调整电路包括列总线、放大器、电流源电路和电流调整电路，其中，
列总线与跟随电路的输出端、放大器的输入端和电流源电路连接，用于传输跟随电路的输出电压；
放大器的输入端与列总线连接，输出端与电流调整电路连接，用于放大跟随电路的输出电压并输出；
电流源电路的一端与列总线连接，另一端接地，用于提供恒定电流，使跟随电路中的源跟随晶体管的栅源电流保持恒定，以保证其源极电压与栅极电压差恒定，从而实现源电压跟随栅极电压；
电流调整电路分别与放大器的输出端和电流源电路连接，用于采集放大器输出端的输出电压，并根据该输出电压调整电流源电路的电流，将跟随电路的输出电压调整到预设范围内。
其中，电流调整电路包括采集单元、比较单元、判断单元和控制单元，其中，
采集单元与放大器的输出端连接，用于采集放大器的输出端的输出电压；
比较单元与采集单元连接，用于将输出电压与预先设置的设定电压进行比较，获得电压差值；
判断单元与比较单元连接，用于判断电压差值是否大于预设差值；
控制单元与判断单元连接，用于当电压差值大于预设差值时，生成电流控制信号并发送给电流源电路，使所述有源像素传感器的输出电压与所述设定电压之间的电压差值小于或等于所述预设差值。
下面通过具体实施例详细说明本发明实施例的技术方案。
第一实施例
图3为本发明第一实施例有源像素传感器的结构示意图。本实施例的有源像素传感器为3T型，感光器件10包括光电二极管PD，跟随电路20包括重置晶体管MRST、源跟随晶体管MST和选通晶体管MSEL，调整电路30包括列总线31、放大器32、电流源电路33和电流调整电路34。
如图3所示，重置晶体管MRST的栅极与重置信号输入端RST电连接，第一极与重置电压输入端电连接，第二极分别与光电二极管PD的第一极和源跟随晶体管MST的栅极电连接，光电二极管PD的第二极接地。源跟随晶体管MST作为源极跟随器，其栅极分别与光电二极管PD的第一极和重置晶体管MRST的第二极电连接，其第一极与电压输入端电连接，其第二极与选通晶体管MSEL的第一极电连接。选通晶体管MSEL的栅极与读取控制端SEL连接，其第一极与源跟随晶体管MST的第二极电连接，其第二极与列总线31连接。列总线31与选通晶体管MSEL的第二极电连接，电流源电路33的一端与列总线31电连接，另一端接地，放大器32的输入端与列总线31电连接，输出端与电流调整电路34电连接，电流调整电路34的输入端与放大器32的输出端电连接，输出端与电流源电路33电连接。
实际实施时，光电二极管PD的第一极为N端，第二极为P端。重置晶体管MRST、源跟随晶体管MST和选通晶体管MSEL的第一极为漏极(或源极)，第二极为源极(或漏极)。电流调整电路34可以采用控制单元MCU，或者数字转换器AD和控制单元MCU。
本实施例的工作过程包括：
重置信号输入端RST提供高电平，重置晶体管MRST导通，光电二极管PD的N端通过重置晶体管MRST连接到重置电压输入端，在重置电压VRST的作用下，将光电二极管PD反向偏置到重置电压VRST，重置电压VRST对光电二极管PD的PN结电容充电。当光电二极管PD的PN结上有入射光照射时，光量子激发在PN结上产生电子空穴对，使PN结电容上的电荷发生复合，电容上的电荷下降。由于光电二极管PD的N端连接源跟随晶体管MST的栅极，在电压输入端的输入电压VDD和电流源电路33的作用下，源跟随晶体管MST的第二极将光电二极管PD的输出电压输出到选通晶体管MSEL的第一极。在读取控制端SEL的控制下，选通晶体管MSEL将电信号输出到列总线31。放大器32的输入端接收电信号，经放大处理后由输出端发送输出电压VOUT。电流调整电路34采集放大器32输出端的输出电压VOUT，与预先设置的设定电压进行比较，当两者的差值大于预设差值时，向电流源电路33输出电流控制信号。电流源电路33接收到电流调整电路34发送的电流控制信号后，调整其电流值IB，最终使得放大器32的输出电压VOUT与设定电压之间的偏差小于或等于预设差值。
本实施例中，电流源电路33包括提供恒定电流的电路，使源跟随晶体管MST的栅源电流保持恒定，以保证其第二极电压与栅极电压差恒定，从而实现源跟随晶体管MST的第二极电压跟随栅极电压。因此，调整电流源电路33的电流值，则会改变源跟随晶体管MST的第二极电压值，即图3中节点B的电压值，进而改变节点A的电压值和放大器32输出端的输出电压VOUT。由此可见，本实施例采集放大器32输出端的电位相当于检测节点A的电位，通过电流调整电路34的研判来调整源跟随晶体管MST的偏置电流IB的大小，如此可以把节点A和节点B的电位改变到期望范围内。
实际实施时，可以在每次操作前进行采集、判断、计算、调整等校正处理。本实施例有源像素传感器工作时包括三种操作模式：调整模式、重置模式和积分模式，在调整模式时，进行采集、判断、计算、调整等校正处理，将有源像素传感器输出的电压变化在可检测范围内。在重置模式时，重置信号输入端RST为高电平，重置晶体管MRST导通。在积分模式时，重置信号输入端RST为低电位，重置晶体管MRST关闭，输出电信号。
本实施例所提供的有源像素传感器，通过检测节点A的电位来调整偏置电流的大小，实现了将节点A的电位调整到期望范围内。使得有源像素传感器输出的电压变化在可检测范围内。
第二实施例
图4为本发明第二实施例有源像素传感器的结构示意图。基于前述第一实施例的技术方案，本实施例有源像素传感器还包括增益确定单元40。如图4所示，考虑到调整偏置电流IB会改变源跟随晶体管MST的跟随增益，本实施例设置了增益确定单元40，增益确定单元40的输入端与重置电压输入端电连接，输出端与重置晶体管MRST的第一极电连接，确定单元40用于将重置电压输入端输入的重置电压VRST调整为输出第一重置电压VRST1和第二重置电压VRST2。当增益确定单元40输出第一重置电压VRST1时，进行有源像素传感器第一次读值，当增益确定单元40输出第二重置电压VRST2时，进行有源像素传感器第二次读值，通过两次读值即可确定现时的跟随增益值。
第三实施例
图5为本发明第三实施例有源像素传感器的结构示意图。本实施例的有源像素传感器为4T型，感光器件10包括光电二极管PD，调整电路30包括列总线31、放大器32、电流源电路33和电流调整电路34，跟随电路20包括重置晶体管MRST、源跟随晶体管MST、选通晶体管MSEL、传输晶体管MTX和悬浮二极管电容CPD。
如图5所示，重置晶体管MRST的栅极与重置信号输入端RST电连接，第一极与重置电压输入端电连接，第二极分别与传输晶体管MTX的第一极、悬浮二极管电容CPD的第一极和源跟随晶体管MST的栅极电连接，悬浮二极管电容CPD的第二极接地。传输晶体管MTX的栅极与传输信号输入端TX电连接，第一极分别与重置晶体管MRST的第二极、悬浮二极管电容CPD的第一极和源跟随晶体管MST的栅极电连接，第二极与光电二极管PD的第一极电连接，光电二极管PD的第二极接地。源跟随晶体管MST作为源极跟随器，其栅极分别与重置晶体管MRST的第二极、悬浮二极管电容CPD的第一极和传输晶体管MTX的第一极电连接，其第一极与电压输入端电连接，其第二极与选通晶体管MSEL的第一极电连接。选通晶体管MSEL的栅极与读取控制端SEL连接，其第一极与源跟随晶体管MST的第二极电连接，其第二极与列总线31连接。列总线31与选通晶体管MSEL的第二极电连接，电流源电路33的一端与列总线31电连接，另一端接地，放大器32的输入端与列总线31电连接，输出端与电流调整电路34电连接，电流调整电路34的输入端与放大器32的输出端电连接，输出端与电流源电路33电连接。
实际实施时，光电二极管PD的第一极为N端，第二极为P端。重置晶体管MRST、传输晶体管MTX、源跟随晶体管MST和选通晶体管MSEL的第一极为漏极(或源极)，第二极为源极(或漏极)。电流调整电路34可以采用控制单元MCU，或者数字转换器AD和控制单元MCU。
本实施例的工作过程包括：
重置信号输入端RST提供高电平，重置晶体管MRST导通，将悬浮二极管电容CPD充电到重置电压VRST，同时传输信号输入端TX提供高电平，输晶体管MTX导通，光电二极管PD的N端通过重置晶体管MRST和传输晶体管MTX连接到重置电压输入端，在重置电压VRST的作用下，使光电二极管PD反偏并清除光电二极管PD的全部累积的电荷，实现复位。在曝光过程中，光电二极管PD进行光电转换，由于光生载流子的复合，光电二极管PD的电压从重置电压VRST开始下降，而悬浮二极管电容CPD的电压由于传输晶体管MTX关闭而仍保持在初始值。经过曝光时间，传输晶体管MTX第二次导通，光电二极管PD向悬浮二极管电容CPD传输电荷形成包含像素信息的电信号。在电压输入端的输入电压VDD和电流源电路33的作用下，源跟随晶体管MST的第二极将电信号输出到选通晶体管MSEL的第一极。在读取控制端SEL的控制下，选通晶体管MSEL将电信号输出到列总线31。放大器32的输入端接收电信号，经放大处理后由输出端发送输出电压VOUT。电流调整电路34采集放大器32输出端的输出电压VOUT，与预先设置的设定电压进行比较，当两者的差值大于预设差值时，向电流源电路33输出电流控制信号。电流源电路33接收到电流调整电路34发送的电流控制信号后，调整其电流值IB，最终使得放大器32的输出电压VOUT与设定电压之间的偏差小于或等于预设差值。本实施例调整节点A和节点B的电位的原理与前述第一实施例相同，这里不再赘述。
本实施例所提供的有源像素传感器，通过检测节点A的电位来调整偏置电流的大小，将节点A的电位调整到期望范围内，使得有源像素传感器输出电压的变化范围在可检测范围内。
第四实施例
基于前述第三实施例的技术方案，本实施例有源像素传感器还包括增益确定单元。确定单元的结构和工作原理与前述第二实施例相同，这里不再赘述。
第五实施例
基于前述实施例的技术方案，本发明实施例还提供了一种有源像素传感器的驱动方法。图6为本发明实施例有源像素传感器的驱动方法的流程图。如图6所示，有源像素传感器的驱动方法包括：
S10、采集有源像素传感器的输出电压；
S20、根据所述输出电压调整所述有源像素传感器中源跟随晶体管的偏置电流，将所述有源像素传感器的输出电压调整到预设范围内。
本发明实施例所提供的有源像素传感器的驱动方法，通过采集有源像素传感器的输出电压，并根据该输出电压调整有源像素传感器中源跟随晶体管的偏置电流，将有源像素传感器的输出电压调整到预设范围内，使得有源像素传感器输出的电压变化在可检测范围内，有效克服了源跟随晶体管的阈值电压改变对电压变化范围的影响，提高了输出信号的准确性。
其中，采集有源像素传感器的输出电压，包括：
电流调整电路采集放大器输出端的输出电压。
其中，根据所述输出电压调整所述有源像素传感器中源跟随晶体管的偏置电流，将所述有源像素传感器的输出电压调整到预设范围内，包括：
S21、电流调整电路将所述输出电压与预先设置的设定电压进行比较，获得电压差值；
S22、判断所述电压差值大于预设差值时，生成电流控制信号并发送给电流源电路；
S23、电流源电路根据所述电流控制信号调整源跟随晶体管的偏置电流，使所述有源像素传感器的输出电压与所述设定电压之间的电压差值小于或等于所述预设差值。
考虑到调整偏置电流会改变源跟随晶体管的跟随增益，本发明实施例驱动方法还包括：
设置有源像素传感器的重置电压输入端输出第一重置电压，进行有源像素传感器第一次读值；
设置有源像素传感器的重置电压输入端输出第二重置电压，进行有源像素传感器第二次读值；
根据所述第一次读值和第二次读值，确定有源像素传感器的跟随增益值。
第六实施例
本发明实施例还提供了一种显示装置，显示装置包括前述实施例任意一种有源像素传感器。显示装置可以为：液晶面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序请求实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序请求到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程信息处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程信息处理设备的处理器执行的请求产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序请求也可存储在能引导计算机或其他可编程信息处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的请求产生包括请求装置的制造品，该请求装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序请求也可装载到计算机或其他可编程信息处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的请求提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种有源像素传感器，其特征在于，包括：
感光器件，用于将接收到的光信号转换成电信号；
跟随电路，与所述感光器件连接，用于将所述电信号转换成输出电压；
调整电路，与所述跟随电路连接，用于采集所述跟随电路的输出电压，并根据所述输出电压调整所述跟随电路中源跟随晶体管的偏置电流，将所述跟随电路的输出电压调整到预设范围内。
2.根据权利要求1所述的有源像素传感器，其特征在于，所述调整电路包括：
列总线，与所述跟随电路连接，用于传输所述跟随电路的输出电压；
电流源电路，与所述列总线连接，用于使所述跟随电路中的源跟随晶体管的栅源电流保持恒定；
电流调整电路，分别与所述列总线和电流源电路连接，用于采集所述跟随电路的输出电压，并根据所述输出电压调整所述电流源电路的电流，将所述跟随电路的输出电压调整到预设范围内。
3.根据权利要求2所述的有源像素传感器，其特征在于，所述电流调整电路包括：
采集单元，与所述列总线连接，用于采集所述列总线传输的输出电压；
比较单元，与所述采集单元连接，用于将所述输出电压与预先设置的设定电压进行比较，获得电压差值；
判断单元，与所述比较单元连接，用于判断所述电压差值是否大于预设差值；
控制单元，与所述判断单元连接，用于当所述电压差值大于预设差值时，生成电流控制信号并发送给电流源电路，使所述有源像素传感器的输出电压与所述设定电压之间的电压差值小于或等于所述预设差值。
4.根据权利要求2所述的有源像素传感器，其特征在于，还包括：
放大器，分别与所述列总线和电流调整电路连接，用于接收所述列总线传输的跟随电路的输出电压，放大处理后发送给电流调整电路。
5.根据权利要求1所述的有源像素传感器，其特征在于，所述感光器件包括光电二极管，所述跟随电路包括三管图像传感电路或四管图像传感电路。
6.根据权利要求1～5任一所述的有源像素传感器，其特征在于，还包括：
增益确定单元，输入端与重置电压输入端连接，输出端与所述跟随电路中重置晶体管连接，用于通过向所述跟随电路输出第一重置电压和第二重置电压确定所述跟随电路中源跟随晶体管的跟随增益。
7.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1～6任一所述的有源像素传感器。
8.一种采用如权利要求1～6任一所述有源像素传感器的有源像素传感器的驱动方法，其特征在于，包括：
采集有源像素传感器的输出电压；
根据所述输出电压调整所述有源像素传感器中源跟随晶体管的偏置电流，将所述有源像素传感器的输出电压调整到预设范围内。
9.根据权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，所述根据所述输出电压调整所述有源像素传感器中源跟随晶体管的偏置电流，将所述有源像素传感器的输出电压调整到预设范围内，包括：
将所述输出电压与预先设置的设定电压进行比较，获得电压差值；
判断所述电压差值大于预设差值时，生成电流控制信号；
根据所述电流控制信号调整源跟随晶体管的偏置电流，使所述有源像素传感器的输出电压与所述设定电压之间的电压差值小于或等于所述预设差值。
10.根据权利要求8或9所述的驱动方法，其特征在于，还包括：
设置有源像素传感器的重置电压输入端输出第一重置电压，进行有源像素传感器第一次读值；
设置有源像素传感器的重置电压输入端输出第二重置电压，进行有源像素传感器第二次读值；
根据所述第一次读值和第二次读值，确定有源像素传感器的跟随增益值。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710612873.1A CN107426513B (zh) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | 有源像素传感器及其驱动方法 |
| PCT/CN2018/074540 WO2019019589A1 (zh) | 2017-07-25 | 2018-01-30 | 有源像素传感器及其驱动方法、成像器及电子装置 |
| US16/071,623 US10868990B2 (en) | 2017-07-25 | 2018-01-30 | Active pixel sensor and driving method thereof, imager and electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710612873.1A CN107426513B (zh) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | 有源像素传感器及其驱动方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107426513A CN107426513A (zh) | 2017-12-01 |
| CN107426513B true CN107426513B (zh) | 2019-11-12 |
Family
ID=60430494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710612873.1A Active CN107426513B (zh) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | 有源像素传感器及其驱动方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10868990B2 (zh) |
| CN (1) | CN107426513B (zh) |
| WO (1) | WO2019019589A1 (zh) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107426513B (zh) * | 2017-07-25 | 2019-11-12 | 京东方科技集团股份有限公司 | 有源像素传感器及其驱动方法 |
| CN108200363B (zh) * | 2018-01-02 | 2020-05-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 降噪方法、降噪装置和光检测系统 |
| CN108154832B (zh) * | 2018-01-02 | 2021-04-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示装置以及用于显示装置的检测电路和方法 |
| CN108230978B (zh) * | 2018-01-02 | 2021-05-07 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示装置、像素校正电路及像素校正方法 |
| CN108922940B (zh) * | 2018-07-17 | 2020-03-06 | 京东方科技集团股份有限公司 | 光学检测像素单元、电路、光学检测方法和显示装置 |
| CN110166671B (zh) * | 2019-05-21 | 2021-01-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种有源像素传感器及其控制方法、有源像素传感装置 |
| CN112906444B (zh) * | 2019-12-04 | 2023-11-14 | 北京小米移动软件有限公司 | 有源像素传感器阵列、显示面板、电子设备 |
| CN110908423B (zh) * | 2019-12-05 | 2022-03-08 | 龙迅半导体（合肥）股份有限公司 | 级联互补源极跟随器以及控制电路 |
| CN111106807B (zh) * | 2019-12-24 | 2021-11-30 | 清华大学 | 视锥视杆复用式仿生视觉传感器 |
| WO2021159231A1 (en) * | 2020-02-10 | 2021-08-19 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Hybrid pixel circuit to capture frame based and event based images |
| CN111800095A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-10-20 | 神盾股份有限公司 | 用于缓冲感光信号的缓冲电路及其图像感测器 |
| CN112543271B (zh) * | 2020-12-03 | 2022-09-02 | 清华大学 | 双模态紫外仿生视觉传感器 |
| CN112951157B (zh) | 2021-02-08 | 2022-12-30 | 京东方科技集团股份有限公司 | 伽马标准电压和伽马驱动电压产生电路、显示装置 |
| CN113721517A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-30 | 上海兰宝传感科技股份有限公司 | 一种接近开关传感器回差设定系统及方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101304477A (zh) * | 2007-05-09 | 2008-11-12 | 奇景光电股份有限公司 | 分离视频信号中同步信号的装置与其方法 |
| CN103592990A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-02-19 | 中国科学院微电子研究所 | 一种线性稳压电源及其电压调整方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100648802B1 (ko) | 2004-10-30 | 2006-11-23 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 가로줄 노이즈 개선을 위한 이미지 센서 |
| TWI266166B (en) * | 2004-12-16 | 2006-11-11 | Realtek Semiconductor Corp | Source follower and stabilizing current feedback circuit thereof |
| US7368698B2 (en) * | 2006-04-12 | 2008-05-06 | Micron Technology, Inc. | Imaging device with reduced row readout time and method of operating the same |
| CN101458537B (zh) * | 2007-12-11 | 2011-11-02 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 电压调整器电路及电阻偏差补偿方法 |
| JP2010074331A (ja) | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Riniaseru Design:Kk | 固体撮像装置 |
| TWI694726B (zh) | 2013-02-27 | 2020-05-21 | 日商新力股份有限公司 | 攝像元件 |
| KR20160121996A (ko) | 2015-04-13 | 2016-10-21 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 전류 제어 기능을 가지는 픽셀 바이어싱 장치 및 그에 따른 씨모스 이미지 센서 |
| CN105789202B (zh) | 2016-05-20 | 2018-09-14 | 京东方科技集团股份有限公司 | 有源像素传感器电路、驱动方法和图像传感器 |
| CN107426513B (zh) | 2017-07-25 | 2019-11-12 | 京东方科技集团股份有限公司 | 有源像素传感器及其驱动方法 |
-
2017
- 2017-07-25 CN CN201710612873.1A patent/CN107426513B/zh active Active
-
2018
- 2018-01-30 WO PCT/CN2018/074540 patent/WO2019019589A1/zh active Application Filing
- 2018-01-30 US US16/071,623 patent/US10868990B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101304477A (zh) * | 2007-05-09 | 2008-11-12 | 奇景光电股份有限公司 | 分离视频信号中同步信号的装置与其方法 |
| CN103592990A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-02-19 | 中国科学院微电子研究所 | 一种线性稳压电源及其电压调整方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019019589A1 (zh) | 2019-01-31 |
| CN107426513A (zh) | 2017-12-01 |
| US10868990B2 (en) | 2020-12-15 |
| US20190281242A1 (en) | 2019-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107426513B (zh) | 有源像素传感器及其驱动方法 | |
| CN111033193B (zh) | 检测光电传感器中的高强度光 | |
| JP6410824B2 (ja) | 画像センサのフリッカ検出 | |
| JP6714131B2 (ja) | プログラム及び情報処理装置 | |
| CN104272723A (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 | |
| JP2014030149A (ja) | イメージセンサ駆動装置および方法、放射線画像撮像装置 | |
| CN102713970A (zh) | 产生图像传感器的列偏移校正 | |
| CN206759610U (zh) | 像素、图像传感器和成像系统 | |
| CN115628808A (zh) | 光子计数装置和光子计数方法 | |
| CN107478329B (zh) | 测光模块、测光电路和电子设备 | |
| US10757354B2 (en) | Pixel sensing circuit and driving method thereof, image sensor and electronic device | |
| KR101689665B1 (ko) | 이미지 센서, 이미지 센싱 방법, 그리고 이미지 센서를 포함하는 이미지 촬영 장치 | |
| US7714266B2 (en) | Method and apparatus for measuring source follower gain in an image sensor array | |
| CN103022069A (zh) | 图像传感器 | |
| US20220182566A1 (en) | Image sensing device | |
| US20120194881A1 (en) | Image sensing apparatus | |
| CN110166671A (zh) | 一种有源像素传感器及其控制方法、有源像素传感装置 | |
| CN104639842A (zh) | 影像处理装置及曝光控制方法 | |
| CN112135071B (zh) | 一种图像传感系统 | |
| Habibi | Analysis, enhancement, and sensitivity improvement of the correlation image sensor | |
| CN220732924U (zh) | 脉冲序列式传感器像素单元、脉冲序列式传感器及设备 | |
| CN105472244B (zh) | 一种低功耗图像采集模块 | |
| US11520153B2 (en) | Image capturing and display apparatus and wearable device | |
| CN211239962U (zh) | 有源像素传感电路、图像传感器以及光探测显示面板 | |
| US9185310B2 (en) | Solid-state imaging device, illuminance measuring method performed by solid-state imaging device, and camera module |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |