CN111093043B - 一种辐射接收系统及方法、传感阵列 - Google Patents

Abstract

一种辐射接收系统及方法、传感阵列，该辐射接收系统包括：电荷获取模块，被配置为基于对象反射的辐射生成多组第一电荷并存储至多组电荷存储单元；循环积分模块，被配置为对存储于所述多组电荷存储单元的所述多组第一电荷进行循环积分得到多个累积计数结果，其中累积计数结果用于与积分结束时所述多组电荷存储单元的当前积分电压共同指示基于所述对象反射辐射生成的多组第一电荷的总电荷量。通过对第一电荷的循环积分得到多个累积计数结果，实现了在电路积分的同时进行部分量化，不仅有助于提升传感器的动态范围，还有助于优化传感器的电路面积。

Description

一种辐射接收系统及方法、传感阵列

本申请要求在2018年10月24日提交中国专利局、申请号为201811244503.8、发明名称为一种辐射接收方法及系统、传感器的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及微电子领域，尤其涉及一种辐射接收系统及方法、传感阵列。

背景技术

动态范围是图像传感器的重要指标之一，高动态范围的图像传感器有利于满足高精度的测量要求，有助于提升图像传感器的测量范围。以运用于测距场景下的图像传感器为例，目前常见的图像传感器主要有线阵扫描式传感器、面阵传感器以及ITOF传感器。线阵扫描式传感器虽然具有一定的移动性，但稳定性差，成本高，功耗大；面阵传感器的动态范围较大，但抗干扰能力较差，难以在大背景光的工作条件下进行正常测距，且这种面阵传感器因其像元尺寸大存在成本高，功耗大等问题。而ITOF传感器虽然动态范围较小，测量范围小，但是该方案集成度高，兼容于CMOS工艺，成本低，功耗低，稳定性好。

为了提高图像传感器的动态范围，通常可以采用以下方法：改变积分电容值，改变积分时间，改变列级增益，多次曝光；但这些方法均无法同时满足高动态范围、强抗干扰等要求，难以在大背景光、高帧频、大阵列等测距场景下实现高精度测量的要求。

综上，亟待设计改进的辐射接收方案，尤其是适用于上述测距场景下的图像传感器或图像测量方案。

发明内容

本发明实施例提供一种辐射接收系统及方法、传感阵列，用以提升传感器的动态范围。

第一方面，本发明实施例提供了一种辐射接收系统，包括：电荷获取模块被配置为基于对象反射的辐射生成多组第一电荷并存储至多组电荷存储单元；循环积分模块被配置为对存储于多组电荷存储单元的多组第一电荷进行循环积分得到多个累积计数结果，其中累积计数结果用于与积分结束时多组电荷存储单元的当前积分电压共同指示基于对象反射辐射生成的多组第一电荷的总电荷量。

在一种可能的实现方式中，循环积分模块在对多组第一电荷中的一组第一电荷进行循环积分得到该组第一电荷的累积计数结果时，具体用于：

至少一次获取存储该组第一电荷的一组电荷存储单元的当前积分电压，并在满足预设复位条件时向该电荷存储单元中转移预设电荷量的第二电荷，其中第二电荷与第一电荷的极性相反；

对转移预设电荷量的第二电荷的次数进行统计得到该电荷存储单元的累积计数结果；

根据积分结束时该电荷存储单元的当前积分电压和累积计数结果确定该组第一电荷的总电荷量。

在一种可能的实现方式中，多组电荷存储单元被配置为存储有基于不同状态下接收的辐射所生成的不同组第一电荷。

在一种可能的实现方式中，电荷获取模块还用于：在基于对象反射的辐射生成多组第一电荷之前，根据解调时序信号接收对象在不同状态下反射的辐射。

电荷获取模块在基于对象反射的辐射生成多组第一电荷时，具体用于：基于不同状态下反射的辐射生成多组第一电荷并存储至多个电荷存储单元，其中电荷存储单元被配置为电容。

在一种可能的实现方式中，预设复位条件为该电荷存储单元的当前积分电压是否超过预设门限电压。

在一种可能的实现方式中，预设复位条件为多组第一电荷是否超过预设电荷量；且循环积分模块在至少一次获取存储该组第一电荷的一组电荷存储单元的当前积分电压，并在满足预设复位条件时向该电荷存储单元中转移预设电荷量的第二电荷时，循环积分模块包括判断单元、计数单元和电荷复位单元，其中，判断单元被配置为判断该组电荷存储单元中存储的该组第一电荷的当前积分电压是否满足预设复位条件；电荷复位单元被配置为若判定该组第一电荷的当前积分电压满足预设复位条件，则将预设电荷量的第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元；计数单元被配置为对将第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元中的次数进行累加统计得到该组电荷存储单元的累积计数结果。

在一种可能的实现方式中，电荷复位单元在将预设电荷量的第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元时，具体用于：通过控制第一开关经电荷复位单元的第一端口对该电荷复位单元进行充电后再进行部分电荷的释放，直到第一开关处于亚阈值区；通过控制第二端口向存储有该组第一电荷的电荷存储单元中转移预设电荷量的第二电荷；第二电荷转移期间，通过控制第三端口对该电荷复位单元进行充电，直到设置于该电荷复位单元与电荷存储单元之间的开关处于亚阈值区。

在一种可能的实现方式中，判断单元设置为比较器，则判断单元在判断该组电荷存储单元中存储的该组第一电荷是否满足预设复位条件时，具体用于：将该电荷存储单元的当前积分电压与预设门限进行比较得到比较结果。

计数单元在对将第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元中的次数进行累加统计得到该组电荷存储单元的累积计数结果时，具体用于：将比较结果累加至对应该组电荷存储单元的累积计数结果中作为相应组电荷存储单元的当前累积计数结果。

在一种可能的实现方式中，计数单元在将比较结果存储于对应该组电荷存储单元的当前累积计数结果中作为相应的累积计数结果时，具体用于：按照预设次序将多个比较结果分别存储于存储阵列的多个计数存储单元中作为相应组电荷存储单元的累积计数结果。

比较器在将该电荷存储单元的当前积分电压与预设门限进行比较得到比较结果时，具体用于：将累积计数结果按照预设次序进行移位和周期性循环，并将每个移位至加法器的电荷存储单元的累加计数结果与加法器获取的该电荷存储单元对应的当前比较结果相加后得到该电荷存储单元的当前累积计数结果；当积分过程继续时，将该电荷存储单元的当前累积计数结果输出至存储阵列中继续循环；当积分过程停止时，将该电荷存储单元的当前累积计数结果及存储阵列中所有计数存储单元存储的所有电荷存储单元的累积计数结果依次输出。

在一种可能的实现方式中，计数存储单元被配置为多个计数存储子模块；其中，每个计数存储子模块中计数存储单元的数量大于对应于该计数存储子模块的累积计数结果的数量，计数存储子模块的每个计数存储单元由相应的行选信号进行控制，多个计数存储子模块的相应位置的计数存储单元由同一行选信号控制，行选信号按照预设次序被循环选通，被选通的行选信号所对应的计数存储单元获得各自预设方向计数存储单元的累积计数结果。

在一种可能的实现方式中，循环积分模块在根据积分结束时电荷存储单元的当前积分电压和累积计数结果确定该电荷存储单元对应的第一电荷的总电荷量，具体用于：将积分结束时电荷存储单元的当前积分电压传输至列级模数转换模块转化为当前积分电压的数字信号；以累积计数结果和当前积分电压的数字信号用于指示基于对象反射辐射生成的该组第一电荷的总电荷量。

第二方面，本发明实施例提供了一种辐射接收方法，包括：

基于对象反射的辐射生成多组第一电荷并存储至多组电荷存储单元；

对存储于多组电荷存储单元的多组第一电荷进行循环积分得到多个累积计数结果，其中累积计数结果用于与积分结束时多组电荷存储单元的当前积分电压共同指示基于对象反射辐射生成的多组第一电荷的总电荷量。

在一种可能的实现方式中，对多组第一电荷中的一组第一电荷进行循环积分得到该组第一电荷的累积计数结果，包括：至少一次获取存储该组第一电荷的一组电荷存储单元的当前积分电压，并在满足预设复位条件时向该电荷存储单元中转移预设电荷量的第二电荷，其中第二电荷与第一电荷的极性相反；对转移预设电荷量的第二电荷的次数进行统计得到该电荷存储单元的累积计数结果；根据积分结束时该电荷存储单元的当前积分电压和累积计数结果确定该组第一电荷的总电荷量。

在一种可能的实现方式中，多组电荷存储单元被配置为存储有基于不同状态下接收的辐射所生成的不同组第一电荷。

在一种可能的实现方式中，在基于对象反射的辐射生成多组第一电荷之前，还包括：根据解调时序信号接收对象在不同状态下反射的辐射。基于对象反射的辐射生成多组第一电荷，包括：基于不同状态下反射的辐射生成多组第一电荷并存储至多个电荷存储单元，其中电荷存储单元被配置为电容。

在一种可能的实现方式中，预设复位条件为该电荷存储单元的当前积分电压是否超过预设门限电压。

在一种可能的实现方式中，预设复位条件为多组第一电荷是否超过预设电荷量；且至少一次获取存储该组第一电荷的一组电荷存储单元的当前积分电压，并在满足预设复位条件时向该电荷存储单元中转移预设电荷量的第二电荷。辐射接收方法还包括以下步骤：判断该组电荷存储单元中存储的该组第一电荷的当前积分电压是否满足预设复位条件；若判定该组第一电荷的当前积分电压满足预设复位条件，则将预设电荷量的第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元；对将第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元中的次数进行累加统计得到该组电荷存储单元的累积计数结果。

在一种可能的实现方式中，将预设电荷量的第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元，具体包括：通过控制第一开关经电荷复位单元的第一端口对该电荷复位单元进行充电后再进行部分电荷的释放，直到第一开关处于亚阈值区；通过控制第二端口向存储有该组第一电荷的电荷存储单元中转移预设电荷量的第二电荷；第二电荷转移期间，通过控制第三端口对该电荷复位单元进行充电，直到设置于该电荷复位单元与电荷存储单元之间的开关处于亚阈值区。

在一种可能的实现方式中，判断该组电荷存储单元中存储的该组第一电荷是否满足预设复位条件，具体包括：通过比较器将该电荷存储单元的当前积分电压与预设门限进行比较得到比较结果。对将第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元中的次数进行累加统计得到该组电荷存储单元的累积计数结果，具体包括：将比较结果累加至对应该组电荷存储单元的累积计数结果中作为相应组电荷存储单元的当前累积计数结果。

在一种可能的实现方式中，将比较结果存储于对应该组电荷存储单元的当前累积计数结果中作为相应的累积计数结果，包括：按照预设次序将多个比较结果分别存储于存储阵列的多个计数存储单元中作为相应组电荷存储单元的累积计数结果。将该电荷存储单元的当前积分电压与预设门限进行比较得到比较结果，包括：将累积计数结果按照预设次序进行移位和周期性循环，并将每个移位至加法器的电荷存储单元的累加计数结果与加法器获取的该电荷存储单元对应的当前比较结果相加后得到该电荷存储单元的当前累积计数结果；当积分过程继续时，将该电荷存储单元的当前累积计数结果输出至存储阵列中继续循环；当积分过程停止时，将该电荷存储单元的当前累积计数结果及存储阵列中所有计数存储单元存储的所有电荷存储单元的累积计数结果依次输出。

在一种可能的实现方式中，计数存储单元被配置为多个计数存储子模块；其中，每个计数存储子模块中计数存储单元的数量大于对应于该计数存储子模块的累积计数结果的数量，计数存储子模块的每个计数存储单元由相应的行选信号进行控制，多个计数存储子模块的相应位置的计数存储单元由同一行选信号控制，行选信号按照预设次序被循环选通，被选通的行选信号所对应的计数存储单元获得各自预设方向计数存储单元的累积计数结果。

在一种可能的实现方式中，根据积分结束时电荷存储单元的当前积分电压和累积计数结果确定该电荷存储单元对应的第一电荷的总电荷量，具体包括：将积分结束时电荷存储单元的当前积分电压传输至列级模数转换模块转化为当前积分电压的数字信号；以累积计数结果和当前积分电压的数字信号用于指示基于对象反射辐射生成的该组第一电荷的总电荷量。

第三方面，本发明实施例提供了另一种辐射接收方法，包括：

像素，用于对接收辐射进行循环积分得到多个积分结果；根据多个积分结果确定接收辐射对应的输出信号。

在一种可能的实现方式中，像素在对接收辐射进行多次积分得到多个积分结果时，用于根据接收辐射生成的第一电荷通过解调模块分别存储在两个电容中；通过积分单元对第一电荷进行积分，在积分过程中将多个象元的积分电压依次循环接到比较器中进行比较得到比较结果；根据比较结果控制电荷复位模块是否将固定电荷量注入到积分电容中；根据比较结果指示计数器进行计数得到计数结果存储至存储阵列中，并将多个象元之前的计数结果相加存入存储阵列中，循环该过程直到积分结束。

在一种可能的实现方式中，像素在根据多个积分结果确定接收辐射对应的输出信号时，用于逐行将积分电容中积分的电压信号传输到列级进行列级的模数转换模块，并将接收辐射对应的计数结果转移到列级存储单元进行保存；将传输到模数转换单元的电压信号和计数结果作为接收辐射对应的输出信号。

在一种可能的实现方式中，还包括电荷复位单元，电荷复位单元用于：在像素对接收辐射进行多次积分得到多个积分结果之前，将像素内积分电容中积分的电压信号和计数结果进行复位。

在一种可能的实现方式中，计数器与多个像素相连。

第四方面，本发明实施例提供了一种像素阵列，包括多个如第一方面任一项中的辐射接收系统，执行第二方面任一项提供的辐射接收方法。

第五方面，本发明实施例提供了一种传感器，包括多个如第一方面任一项中的辐射接收系统，执行第二方面任一项提供的辐射接收方法。

第六方面，本发明实施例提供了一种传感器阵列，包括多个如第一方面任一项中的辐射接收系统，执行第二方面任一项提供的辐射接收方法。

本发明实施例提供的辐射接收方案中，通过对第一电荷的循环积分得到多个累积计数结果，实现了在电路积分的同时进行部分量化，不仅有助于提升传感器的动态范围，还有助于优化传感器的电路面积。即通过在像素内对接收的辐射进行循环积分得该接收的辐射对应的输出信号，即在像素内同时进行积分和行级模数转换，并且在积分结束后再进行列级数模转换的操作，实现了通过线性提升像素内存储面积来实现动态范围的指数级提高，既有助于节约面积，又有助于缓解列级信号的处理压力，降低功耗，提高帧频。进一步的，本发明实施例提供的辐射接收系统还通过像素间合理的共用模块，减小像素内存储面积，实现小象元。

附图说明

图1A为示意性地示出了本发明实施例涉及的一种测距场景的示意图；

图1B为示意性地示出了本发明实施例涉及的一种测距波形的示意图；

图2为示意性地示出了本发明实施例涉及的一种折叠积分原理的时序示意图；

图3为示意性地示出了本发明实施例涉及的一种辐射接收系统的结构示意图；

图4A为示意性地示出了本发明实施例涉及的一种像素内部结构示意图；

图4B为示意性地示出了本发明实施例涉及的另一种像素内部结构示意图；

图5为示意性地示出了本发明实施例涉及的一种计数存储模块的结构示意图；

图6为示意性地示出了本发明实施例涉及的一种存储模块的结构示意图；

图7为示意性地示出了本发明实施例涉及的一种锁存器的结构示意图；

图8为示意性地示出了本发明实施例涉及的一种辐射接收方法的流程示意图；

图9为示意性地示出了本发明实施例涉及的另一种辐射接收方法的流程示意图。

具体实施方式

本申请提供一种方法及装置，用以解决。其中，方法和装置是基于同一发明构思的，由于方法及装置解决问题的原理相似，因此装置与方法的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。

随着三维重建、图像识别等技术的发展，基于上述技术的自动驾驶技术正逐渐应用于生活实践当中。自动驾驶中对图像识别系统主要有以下要求：抗大背景光(例如阳光最强100klux)，抗多车干扰，高分辨率，测距范围较宽(例如2～300m)；基于上述要求，因此能够实现高分辨率并得到深度信息的基于飞行时间(TOF)测距的激光雷达方案从众多方案中脱颖而出，而分辨率受限的毫米波雷达、解析深度信息有难度的光学成像仅止于作为这一激光雷达方案的补充。TOF测距有两个常见的方案：直接飞行时间测距DTOF和间接飞行时间测距ITOF，DTOF又分为两种：线阵扫描式和面阵，DTOF的扫描式的线阵有移动的模块，在车载的应用中稳定性不好，并且成本高，功耗大；DTOF的面阵方案虽然测距范围很大，但是抗干扰能力弱，很难在大背景光的情况下正常工作，像元尺寸大，成本高；ITOF恰恰相反，动态范围较小，测量范围小，但是该方案集成度高，可以和CMOS工艺兼容，便宜，功耗低，稳定性好，更容易处理大背景光，多车干扰的问题，并且测距精度随距离变小而变高，符合车载雷达的精度要求。但发明人发现，常见的提升动态范围的方法有改变积分电容值，改变积分时间，改变列级增益，多次曝光等，但这些方法都不适用于大动态范围、抗干扰，大背景光，高帧频，大阵列的情况。

发明人还发现，基于传统像素电压复位原理的电压积分方案存在以下问题：假设坐标图中横轴为时间t，纵轴为电压V，Vpin表示光电二极管的钳位电压，电容的电压下限为Vpin，此情况下，若电容上极板初始电压为Vdd，在光电二极管接收光照(即辐射)产生第一电荷，将这些第一电荷经过解调模块分配给电容，从而触发电容上极板电压下降，直到Vdd不大于比较器设置的参考电压Vref时，比较器翻转，使得积分信号折叠，并触发下一积分过程启动，循环上述积分过程直到本次积分完成，最终基于Vdd得到积分电压；但由于比较器存在延迟或offset(失调)，即在电压复位过程中比较器的翻转时刻可以是任意时刻，当然也可能是在Vref电压点的前后，并且电压复位过程中会将电容上极板电压复位为Vdd，因此造成每一次积分电压均可能存在误差，经过多次折叠积分后，甚至会导致无法进行积分电压的计算。

为了解决至少一个上述技术问题，本发明提供一种辐射接收系统及方法、传感阵列，用以精确控制电路复位的电荷量，并对复位电荷量进行精确计数，这样在电路积分的同时进行部分量化，提升传感器的动态范围，提升积分电路或其他功能性电路的性能。此外，本发明提供的技术方案还有助于减少甚至避免在电路复位过程中引入KTC噪声，降低复位电路的噪声，提升输出信号质量。该辐射接收系统至少包括电荷获取模块和循环积分模块，其中，电荷获取模块被配置为基于对象反射的辐射生成多组第一电荷并存储至多组电荷存储单元，循环积分模块被配置为对存储于多组电荷存储单元的多组第一电荷进行循环积分得到多个累积计数结果，该累积计数结果用于与积分结束时多组电荷存储单元的当前积分电压共同指示基于对象反射辐射生成的多组第一电荷的总电荷量。

需要说明的是，方法和像素阵列是基于同一发明构思的，由于方法和像素阵列解决问题的原理相似，因此方法和像素阵列的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。如图1A和图1B所示，通常一般的ITOF的工作原理，通过调制的发射信号和回波之间的相位差得到传感器和目标物体之间的飞行时间和距离信息。为了车载中的抗干扰要求，激光器发射经过m序列调制的信号，按照如图1B中D1、D2、D3、D4的解调方式，假设A1、A2、A3、A4是回波经过D1、D2、D3、D4解调得到的结果，所以目标和传感器的距离R为：

根据图1B可知，D1和D2调制不交叠，D3和D4也是，因此两两可以同时解调，两次积分就可以得到四个解调值，由于运动模糊效应，帧频设置为50Hz，副帧周期为10ms，并且由于m序列的自相关特性，m序列的阶数越高，抗干扰性越好，所以使用14阶的m序列，调制频率为2MHz，每一个副帧积分一个循环的m序列。

本发明实施例提供的技术方案适用于辐射接收场景，尤其是图像传感器中的辐射接收场景。例如用于传感器的光生电荷获取场景，一个示例中光生电荷获取场景可以是对图像传感器的像素阵列中多个或一个像素的光生电荷进行获取的场景。或者，本发明实施例提供的技术方案也适用于像素内的光生电荷获取场景，还适用于折叠积分系统中的光生电荷获取场景。本发明实施例并不限定传感器的类型，也不限定传感器的内部结构。

本发明实施例提供的技术方案适用于电路系统，包括但不限于集成电路系统，由分立式元件连接成的电路系统，或者由集成电路和分立式元件相结合的电路系统。比如，本发明实施例提供的技术方案适用于以下集成电路系统之一或组合：光电二极管、光敏二极管、互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器、电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)图像传感器、压力传感器以及磁力传感器。本发明实施例提供的技术方案还适用于各种计量系统或计量电路，尤其是小型传感器或微型传感器中的计量电路。例如图像传感器的像素阵列中的计数电路，或电荷量计数电路，或电荷量采集电路。在上文描述的小型传感器或微型传感器中的计量电路中，为了节省积分电路的面积，便于整体电路结构的优化，还可以应用折叠积分原理实现电荷积分。

本发明实施例中，为了节省积分电路的面积，便于整体电路结构的优化，采用折叠积分原理实现积分电路。上述折叠积分原理如图2所示，坐标图中横轴为时间t，纵轴为电压V，若电容上极板初始电压为Vdd，在光电二极管接受光照发出电荷经过解调模块分配给电容后，电容上的电压开始下降，直到小于等于比较器的参考电压Vref时，比较器翻转，信号折叠，进行下一次的积分，循环这个过程直到积分完成，(Vdd-V0)为最后余留的积分电压。Vpin表示光电二极管的钳位电压，电容的电压下限为Vpin。其中，电容值不变，纵轴用电压表示电荷量；每一次复位时，电荷复位电路都会给电容充电，电荷量为固定的Qreset，这样不管比较器在任一时刻翻转，都会复位相同的电荷量，△V也相同。最后计算总的电荷量为：

Q＝Qreset*N+(Vdd-V0)Cint

将上述折叠积分原理应用于本发明实施例涉及的循环积分模块，具体为：在某一时间段内接收电荷，当接收到的电荷的数量达到单位电荷量时，执行电荷复位并通过循环积分模块记录接收到的当前电荷量以及接收到的单位电荷量的次数，最终通过统计接收到的单位电荷量的次数以及当前电荷量来确定在该时间段内接收到的总电荷量。通过这一折叠积分原理，既提高了积分准确性，又减少了积分电路面积，有助于进一步优化整体电路结构。

本发明实施例提出了一种辐射接收系统及方法、传感阵列，本发明实施例提供的辐射接收系统至少包括电荷获取模块和循环积分模块，该电荷获取模块被配置为基于对象反射的辐射生成多组第一电荷并存储至多组电荷存储单元，该循环积分模块被配置为对存储于多组电荷存储单元的多组第一电荷进行循环积分得到多个累积计数结果，该累积计数结果用于与积分结束时多组电荷存储单元的当前积分电压共同指示基于对象反射辐射生成的多组第一电荷的总电荷量。

本发明实施例提供的辐射接收系统通过对第一电荷的循环积分得到多个累积计数结果，实现了在电路积分的同时进行部分量化，不仅有助于提升传感器的动态范围，还有助于优化传感器的电路面积。即通过在像素内对接收的辐射进行循环积分得该接收的辐射对应的输出信号，即在像素内同时进行积分和行级模数转换，并且在积分结束后再进行列级数模转换的操作，实现了通过线性提升像素内存储面积来实现动态范围的指数级提高，既有助于节约面积，又有助于缓解列级信号的处理压力，降低功耗，提高帧频。进一步的，本发明实施例提供的辐射接收系统还通过像素间合理的共用模块，减小像素内存储面积，实现小象元。可选的，发射辐射使用高阶m序列进行调制，以增强接受辐射的抗干扰。本申请实施例提供的辐射接收方案的实现形式包括但不限于传感器、传感器阵列、像素以及像素阵列。

下面结合应用场景，参考附图来描述根据本发明示例性实施方式的用于电路复位的技术方案。需要注意的是，上述应用场景仅是为了便于理解本发明的精神和原理而示出，本发明的实施方式在此方面不受任何限制。相反，本发明的实施方式可以应用于适用的任何场景。

本发明实施例提供了一种辐射接收系统，如图3所示，该辐射接收系统至少包括电荷获取模块301和循环积分模块302，其中，电荷获取模块301被配置为基于对象反射的辐射生成多组第一电荷并存储至多组电荷存储单元；循环积分模块302被配置为对存储于多组电荷存储单元的多组第一电荷进行循环积分得到多个累积计数结果，其中累积计数结果用于与积分结束时多组电荷存储单元的当前积分电压共同指示基于对象反射辐射生成的多组第一电荷的总电荷量。

本发明实施例中，电荷存储单元包括级联的多个子存储单元，其中多个子存储单元存储有多个当前积分电压的数字信号，这多个子存储单元被配置为至少一组子存储单元，每组子存储单元中子存储单元的数量大于对应于该组子存储单元的当前积分电压的数字信号的数量。

下面针对本发明实施例提供的辐射系统中的各个模块和/或单元进行详细说明。

循环积分模块302对多组第一电荷中的一组第一电荷进行循环积分得到该组第一电荷的累积计数结果的一种实现方式，具体为：至少一次获取存储该组第一电荷的一组电荷存储单元的当前积分电压，并在满足预设复位条件时向该电荷存储单元中转移预设电荷量的第二电荷，其中第二电荷与第一电荷的极性相反；对转移预设电荷量的第二电荷的次数进行统计得到该电荷存储单元的累积计数结果；根据积分结束时该电荷存储单元的当前积分电压和累积计数结果确定该组第一电荷的总电荷量。通过向电荷存储单元中转移预设电荷量的与第一电荷极性相反的第二电荷，实现对复位电荷量的准确控制，从而有助于折叠积分电路的精准复位和总的积分电荷量的计算。对于应用这种复位方法控制电荷积分的电路单元，不仅有助于避免积分电荷的复位时间提前或延误带来的计算误差，从而提高积分电荷量的准确性，还有助于避免复位后电路单元出现图像拖尾现象，降低复位噪声，提高输出信号质量。

具体而言，多组电荷存储单元被配置为存储有基于不同状态下接收的辐射所生成的不同组第一电荷。一种实施例中，电荷获取模块301还用于在基于对象反射的辐射生成多组第一电荷之前，根据解调时序信号接收对象在不同状态下反射的辐射。电荷获取模块301在基于对象反射的辐射生成多组第一电荷时，则具体用于基于不同状态下反射的辐射生成多组第一电荷并存储至多个电荷存储单元，其中电荷存储单元被配置为电容。

其中，电荷存储单元是具有储能作用的元件或装置，本发明实施例并不限定于电容。以图4A示出的像素或者像素阵列组成的电路系统为例，或者以图4B示出的像素或者像素阵列组成的电路系统为例，电荷存储单元可以是储能电容C_fold，在将第二电荷从电荷存储单元转移至电荷累积单元前，对该储能电容C_fold的充电过程是通过储能电容C_fold的一个极板来实现的；而在第二电荷转移过程中，对该储能电容C_fold的充电过程是通过储能电容C_fold的另一个极板电压的调节来实现的。可选的，该储能电容C_fold设置于该像素内部或该像素阵列内部，可选的该储能电容C_fold可以通过半导体工艺制备。需要说明的是，以上文描述的图4A和图4B对应的像素/像素阵列组成的电路系统为例，像素内部的电容Cint为电荷累积单元，可选的电容Cint用于储存像素基于外部输入所产生的电荷。需要说明的是，本发明实施例并不限定外部输入的类型，例如可以是辐射、压力、磁力等，也不限定电荷复位的执行次数为单次或多次，例如对积分电路进行循环复位。

可选的，预设复位条件为该电荷存储单元的当前积分电压是否超过预设门限电压。一种实施例中，电荷存储单元中的第一电荷为正电荷，此情况下，预设复位条件为该电荷存储单元的当前积分电压是否高于预设门限电压；若该电荷存储单元的当前积分电压高于预设门限电压，则转移第二电荷至该电荷存储单元。另一种实施例中，电荷存储单元中的第一电荷为负电荷，此情况下，预设复位条件为该电荷存储单元的当前积分电压是否低于预设门限电压；若该电荷存储单元的当前积分电压低于门限电压，则转移第二电荷至该电荷存储单元中。

具体而言，预设复位条件为多组第一电荷是否超过预设电荷量。此情况下，循环积分模块302在至少一次获取存储该组第一电荷的一组电荷存储单元的当前积分电压，并在满足预设复位条件时向该电荷存储单元中转移预设电荷量的第二电荷时，循环积分模块302至少还设置有判断单元、计数单元、电荷复位单元之一或组合，其中判断单元被配置为判断该组电荷存储单元中存储的该组第一电荷的当前积分电压是否满足预设复位条件；电荷复位单元被配置为若判定该组第一电荷的当前积分电压满足预设复位条件，则将预设电荷量的第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元；计数单元被配置为对将第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元中的次数进行累加统计得到该组电荷存储单元的累积计数结果。

进一步的，电荷复位单元在将预设电荷量的第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元时，具体用于：通过控制第一开关经电荷复位单元的第一端口对该电荷复位单元进行充电后再进行部分电荷的释放，直到第一开关处于亚阈值区；通过控制第二端口向存储有该组第一电荷的电荷存储单元中转移预设电荷量的第二电荷；在第二电荷转移期间通过控制第三端口对该电荷复位单元进行充电，直到设置于该电荷复位单元与电荷存储单元之间的开关处于亚阈值区。

现有的传感器进行电路积分时所采用的计数单元通常为由D触发器构成的异步计数器或同步计数器，但这种结构会占用传感器内部较大面积，造成传感器的面积优化存在一定困难。此外，在这种计数方式中传感器的动态范围受限于D触发器的动态范围，从而导致传感器的动态范围小，传感器性能差。为了解决上述技术问题，进一步的，判断单元设置为比较器，则判断单元在判断该组电荷存储单元中存储的该组第一电荷是否满足预设复位条件时，被具体配置为，将该电荷存储单元的当前积分电压与预设门限进行比较得到比较结果。计数单元在对将第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元中的次数进行累加统计得到该组电荷存储单元的累积计数结果时，被具体配置为，将比较结果累加至对应该组电荷存储单元的累积计数结果中作为相应组电荷存储单元的当前累积计数结果。此处比较结果可以理解为上文描述的当前积分电压的数字信号，或者也可以理解为其他数值，此处并不限定。

计数单元在将比较结果存储于对应该组电荷存储单元的当前累积计数结果中作为相应的累积计数结果时，具体用于：按照预设次序将多个比较结果分别存储于存储阵列的多个计数存储单元中作为相应组电荷存储单元的累积计数结果。一种实施例中，这多个计数存储单元为级联设置的；这多个级联设置的计数存储单元共用相同判断单元。在判断单元为比较器，且比较器在将该电荷存储单元的当前积分电压与预设门限进行比较得到比较结果的情况下，具体用于：将累积计数结果按照预设次序进行移位和周期性循环，并将每个移位至加法器的电荷存储单元的累加计数结果与加法器获取的该电荷存储单元对应的当前比较结果相加后得到该电荷存储单元的当前累积计数结果；当积分过程继续时，将该电荷存储单元的当前累积计数结果输出至存储阵列中继续循环；当积分过程停止时，将该电荷存储单元的当前累积计数结果及存储阵列中所有计数存储单元存储的所有电荷存储单元的累积计数结果依次输出。

计数存储单元被配置为多个计数存储子模块。其中，每个计数存储子模块中计数存储单元的数量大于对应于该计数存储子模块的累积计数结果的数量，计数存储子模块的每个计数存储单元由相应的行选信号进行控制，多个计数存储子模块的相应位置的计数存储单元由同一行选信号控制，行选信号按照预设次序被循环选通，被选通的行选信号所对应的计数存储单元获得各自预设方向计数存储单元的累积计数结果。一种可能的实现方式中，计数存储子模块设置为锁存器。此情况下，每个计数存储单元还被配置有至少一个锁存器，其中不同计数存储单元包括的锁存器的数量一致，且不同计数存储单元相应位置的锁存器依次级联。可选的，每组计数存储单元包括多个计数存储单元，并且不同组计数存储单元所配置的计数存储单元的数量一致。举例来说，图5示出的计数单元中，多个计数存储单元被划分为串联的N组计数存储单元，每组计数存储单元由相同数量的计数存储单元构成，即每组包括n个计数存储单元，其中每一计数存储单元的单位容量为i-bit，每一计数存储单元可采用i个锁存器实现，其中i为大于等于1的整数。进一步的，图6示出的存储模块中，每组计数存储单元包括n个计数存储单元，每组计数存储单元的n个计数存储单元分别对应于E1、E2、……、En等n个行选控制信号，并由这n个行选控制信号进行控制。较佳的，锁存器包括开关和反相器。图7所示的锁存器中，开关为MOS管，反相器由N型MOS管和P型MOS管组成。这一实现方式中采用由锁存器组成的计数存储单元来存储当前积分电压的数字信号或累积计数结果，既通过多个锁存器的级联结构避免了设置切换开关，又以多个锁存器共用前级输出和后级输入的有源区，使得每一锁存器的功能均可相当于现有技术中D触发器所对应的两个锁存器的功能，这样既可减少存储模块至少一半的存储面积。

循环积分模块302在根据积分结束时电荷存储单元的当前积分电压和累积计数结果确定该电荷存储单元对应的第一电荷的总电荷量，具体用于：将积分结束时电荷存储单元的当前积分电压传输至列级模数转换模块转化为当前积分电压的数字信号；以累积计数结果和当前积分电压的数字信号用于指示基于对象反射辐射生成的该组第一电荷的总电荷量。

通过上述循环积分模块302实现了测量多个对象的情况下的循环积分，相较于现有技术中D触发器的所对应的多个锁存器，既能够大大减少计数单元中存储器件面积，同时又能够提升积分电路的动态范围，从而有助于提高辐射接收系统的测量范围，实现辐射接收系统的电路结构优化。尤其是，在测量多个对象的情况下可以有效减少多个对象所需的计数单元的面积，从而提高传感器的动态范围和传感器性能，有助于在小象元中实现多个计数对象组成的电路元件。

本发明实施例还提供了一种辐射接收方法，该辐射接收方法的实现原理与上文图3示出的辐射接收系统类似，相似之处相互参见，此处不再赘述。参见图8，该辐射接收方法包括：

S801、基于对象反射的辐射生成多组第一电荷并存储至多组电荷存储单元；

S802、对存储于多组电荷存储单元的多组第一电荷进行循环积分得到多个累积计数结果，其中累积计数结果用于与积分结束时多组电荷存储单元的当前积分电压共同指示基于对象反射辐射生成的多组第一电荷的总电荷量。

S802中对多组第一电荷中的一组第一电荷进行循环积分得到该组第一电荷的累积计数结果的一种实现方式，具体为：至少一次获取存储该组第一电荷的一组电荷存储单元的当前积分电压，并在满足预设复位条件时向该电荷存储单元中转移预设电荷量的第二电荷，其中第二电荷与第一电荷的极性相反；对转移预设电荷量的第二电荷的次数进行统计得到该电荷存储单元的累积计数结果；根据积分结束时该电荷存储单元的当前积分电压和累积计数结果确定该组第一电荷的总电荷量。

本发明实施例中，多组电荷存储单元被配置为存储有基于不同状态下接收的辐射所生成的不同组第一电荷。

在基于对象反射的辐射生成多组第一电荷之前，一个实施例中，根据解调时序信号接收对象在不同状态下反射的辐射；此情况下，基于对象反射的辐射生成多组第一电荷，具体包括：基于不同状态下反射的辐射生成多组第一电荷并存储至多个电荷存储单元，其中电荷存储单元被配置为电容。

可选的，预设复位条件为该电荷存储单元的当前积分电压是否超过预设门限电压。

可选的，预设复位条件为多组第一电荷是否超过预设电荷量；且至少一次获取存储该组第一电荷的一组电荷存储单元的当前积分电压，并在满足预设复位条件时向该电荷存储单元中转移预设电荷量的第二电荷。本实施例提供的辐射接收方法还包括以下步骤：判断该组电荷存储单元中存储的该组第一电荷的当前积分电压是否满足预设复位条件。若判定该组第一电荷的当前积分电压满足预设复位条件，则将预设电荷量的第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元，对将第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元中的次数进行累加统计得到该组电荷存储单元的累积计数结果。

具体而言，将预设电荷量的第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元的一种实现方式为：通过控制第一开关经电荷复位单元的第一端口对该电荷复位单元进行充电后再进行部分电荷的释放，直到第一开关处于亚阈值区。进一步的，通过控制第二端口向存储有该组第一电荷的电荷存储单元中转移预设电荷量的第二电荷，第二电荷转移期间，通过控制第三端口对该电荷复位单元进行充电，直到设置于该电荷复位单元与电荷存储单元之间的开关处于亚阈值区。

本发明实施例中，判断该组电荷存储单元中存储的该组第一电荷是否满足预设复位条件的一种实现方式，具体为：通过比较器将该电荷存储单元的当前积分电压与预设门限进行比较得到比较结果。对将第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元中的次数进行累加统计得到该组电荷存储单元的累积计数结果的一种实现方式，具体为：将比较结果累加至对应该组电荷存储单元的累积计数结果中作为相应组电荷存储单元的当前累积计数结果。

具体来说，将比较结果存储于对应该组电荷存储单元的当前累积计数结果中作为相应的累积计数结果，即是：按照预设次序将多个比较结果分别存储于存储阵列的多个计数存储单元中作为相应组电荷存储单元的累积计数结果。此情况下，将该电荷存储单元的当前积分电压与预设门限进行比较得到比较结果，具体而言：将累积计数结果按照预设次序进行移位和周期性循环，并将每个移位至加法器的电荷存储单元的累加计数结果与加法器获取的该电荷存储单元对应的当前比较结果相加后得到该电荷存储单元的当前累积计数结果。当积分过程继续时，将该电荷存储单元的当前累积计数结果输出至存储阵列中继续循环；当积分过程停止时，将该电荷存储单元的当前累积计数结果及存储阵列中所有计数存储单元存储的所有电荷存储单元的累积计数结果依次输出。

可选的，计数存储单元被配置为多个计数存储子模块。其中，每个计数存储子模块中计数存储单元的数量大于对应于该计数存储子模块的累积计数结果的数量，计数存储子模块的每个计数存储单元由相应的行选信号进行控制，多个计数存储子模块的相应位置的计数存储单元由同一行选信号控制，行选信号按照预设次序被循环选通，被选通的行选信号所对应的计数存储单元获得各自预设方向计数存储单元的累积计数结果。

一个实施例中，根据积分结束时电荷存储单元的当前积分电压和累积计数结果确定该电荷存储单元对应的第一电荷的总电荷量的具体方法包括：将积分结束时电荷存储单元的当前积分电压传输至列级模数转换模块转化为当前积分电压的数字信号；以累积计数结果和当前积分电压的数字信号用于指示基于对象反射辐射生成的该组第一电荷的总电荷量。

本发明实施例提供了另一种辐射接收方法，该辐射接收方法的实现原理与上文图3示出的辐射接收系统类似，并且，该辐射接收方法与图8示出的辐射接收方法也存在相似之处，参相似之处相互参见，此处不再赘述。见图9，该辐射接收方法包括：

S901、在像素内对接收辐射进行循环积分得到多个积分结果；

S902、根据多个积分结果确定接收辐射对应的输出信号。

下面举例说明S901和S902的具体实现方式。

假设，每帧分为两个副帧，先积分A1和A2，再积分A3和A4，每个副帧有四个工作步骤：(1)将像素内的积分电容和对应的计数存储单元复位；(2)像素内进行积分，光电二极管中产生的电荷根据解调模块分别存储在两个电容中，并且在积分的过程中，每两列八行为一组，循环的将十六个象元的积分电压依次接到比较器中比较一次，每个电压比较完之后，根据比较器的结果控制电荷复位模块是否将固定电荷量注入到积分电容中，并将比较器的结果输到计数结果存储阵列中，和该象元之前的计数结果相加，存入存储阵列中，循环该过程一直持续到积分结束，该过程相当于一个用计数器作为抽取滤波器的像素级sigma-deltaADC；(3)像素积分结束后，逐行将积分电容中积分的电压信号传输到列级进行列级12bit的单斜坡ADC，并且将像素对应的计数结果转移到列级保存；(4)最后像素AD的结果作为高6bit和列AD的结果作为低12bit读出片外。

由于像素AD结果保存在列级，实现low area-cost的存储结构是关键；并且由于进行像素AD，所以AD转换时的功耗要控制不能高。像素的主要工作模块包括但不限于移位工作的计数器，多行共用的比较器，电荷复位单元。

本发明实施例还提供了一种像素阵列，包括多个如图3对应的实施例中的辐射接收系统。

本发明实施例还提供了一种传感器，包括多个如图3对应的实施例中的辐射接收系统。

本发明实施例还提供了一种传感器阵列，包括多个如图3对应的实施例中的辐射接收系统。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、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指令实现流程图和/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指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据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数据处理设备的处理器执行的指令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。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据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指令产生包括指令装置的制造品，该指令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。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，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指令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。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (19)

1.一种辐射接收系统，其特征在于，包括：

电荷获取模块，被配置为基于对象反射的辐射生成多组第一电荷并存储至多组电荷存储单元；

循环积分模块，被配置为对存储于所述多组电荷存储单元的所述多组第一电荷进行循环积分得到多个累积计数结果，其中累积计数结果用于与积分结束时所述多组电荷存储单元的当前积分电压共同指示基于所述对象反射辐射生成的多组第一电荷的总电荷量

其特征在于，所述循环积分模块在对所述多组第一电荷中的一组第一电荷进行循环积分得到该组第一电荷的累积计数结果时，具体用于：

至少一次获取存储该组第一电荷的一组电荷存储单元的当前积分电压，并在满足预设复位条件时向该电荷存储单元中转移预设电荷量的第二电荷，其中第二电荷与第一电荷的极性相反；

对转移预设电荷量的第二电荷的次数进行统计得到该电荷存储单元的累积计数结果；

根据积分结束时该电荷存储单元的当前积分电压和累积计数结果确定该组第一电荷的总电荷量；

所述循环积分模块包括电荷复位单元，其被配置为若判定该组第一电荷的当前积分电压满足所述预设复位条件，则将预设电荷量的第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元；

所述电荷复位单元在将预设电荷量的第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元时，具体用于：

通过控制第一开关经所述电荷复位单元的第一端口对该电荷复位单元进行充电后再进行部分电荷的释放，直到所述第一开关处于亚阈值区；

通过控制第二端口向存储有该组第一电荷的电荷存储单元中转移预设电荷量的第二电荷；

第二电荷转移期间，通过控制第三端口对该电荷复位单元进行充电，直到设置于该电荷复位单元与所述电荷存储单元之间的开关处于亚阈值区。

2.如权利要求1所述的辐射接收系统，其特征在于，所述多组电荷存储单元被配置为存储有基于不同状态下接收的辐射所生成的不同组第一电荷。

3.如权利要求2所述的辐射接收系统，其特征在于，所述电荷获取模块还用于：

在基于对象反射的辐射生成多组第一电荷之前，根据解调时序信号接收所述对象在不同状态下反射的辐射；

所述电荷获取模块在基于对象反射的辐射生成多组第一电荷时，具体用于：

基于不同状态下反射的辐射生成所述多组第一电荷并存储至所述多组电荷存储单元，其中电荷存储单元被配置为电容。

4.如权利要求1至3任一所述的辐射接收系统，其特征在于，所述预设复位条件为该电荷存储单元的当前积分电压是否超过预设门限电压。

5.如权利要求4所述的辐射接收系统，其特征在于，所述预设复位条件为所述多组第一电荷是否超过预设电荷量；且

所述循环积分模块在至少一次获取存储该组第一电荷的一组电荷存储单元的当前积分电压，并在满足预设复位条件时向该电荷存储单元中转移预设电荷量的第二电荷时，所述循环积分模块还包括判断单元和计数单元，其中

所述判断单元，被配置为判断该组电荷存储单元中存储的该组第一电荷的当前积分电压是否满足所述预设复位条件；

所述计数单元，被配置为对将第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元中的次数进行累加统计得到该组电荷存储单元的累积计数结果。

6.如权利要求5所述的辐射接收系统，其特征在于，所述判断单元设置为比较器，则所述判断单元在判断该组电荷存储单元中存储的该组第一电荷是否满足所述预设复位条件时，具体用于：将该电荷存储单元的当前积分电压与预设门限进行比较得到比较结果；

所述计数单元在对将第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元中的次数进行累加统计得到该组电荷存储单元的累积计数结果时，具体用于：将所述比较结果累加至对应该组电荷存储单元的累积计数结果中作为相应组电荷存储单元的当前累积计数结果。

7.如权利要求6所述的辐射接收系统，其特征在于，所述计数单元在将所述比较结果存储于对应该组电荷存储单元的当前累积计数结果中作为相应的累积计数结果时，具体用于：

按照预设次序将多个比较结果分别存储于存储阵列的多个计数存储单元中作为相应组电荷存储单元的累积计数结果；

所述比较器在将该电荷存储单元的当前积分电压与预设门限进行比较得到比较结果时，具体用于：

将所述累积计数结果按照预设次序进行移位和周期性循环，并将每个移位至加法器的所述电荷存储单元的累加计数结果与加法器获取的该电荷存储单元对应的当前比较结果相加后得到该电荷存储单元的当前累积计数结果；

当积分过程继续时，将该电荷存储单元的当前累积计数结果输出至存储阵列中继续循环；

当积分过程停止时，将该电荷存储单元的当前累积计数结果及存储阵列中所有计数存储单元存储的所有电荷存储单元的累积计数结果依次输出。

8.如权利要求7所述的辐射接收系统，其特征在于，所述计数存储单元被配置为多个计数存储子模块；

其中，每个计数存储子模块中计数存储单元的数量大于对应于该计数存储子模块的累积计数结果的数量，所述计数存储子模块的每个计数存储单元由相应的行选信号进行控制，多个计数存储子模块的相应位置的计数存储单元由同一行选信号控制，所述行选信号按照预设次序被循环选通，被选通的行选信号所对应的计数存储单元获得各自预设方向计数存储单元的累积计数结果。

9.如权利要求5至8任一所述的辐射接收系统，其特征在于，所述循环积分模块在根据积分结束时所述电荷存储单元的当前积分电压和累积计数结果确定该电荷存储单元对应的第一电荷的总电荷量，具体用于：

将积分结束时电荷存储单元的当前积分电压传输至列级模数转换模块转化为当前积分电压的数字信号；

以所述累积计数结果和所述当前积分电压的数字信号用于指示基于所述对象反射辐射生成的该组第一电荷的总电荷量。

10.一种辐射接收方法，其特征在于，包括：

基于对象反射的辐射生成多组第一电荷并存储至多组电荷存储单元；

对存储于所述多组电荷存储单元的所述多组第一电荷进行循环积分得到多个累积计数结果，其中累积计数结果用于与积分结束时所述多组电荷存储单元的当前积分电压共同指示基于所述对象反射辐射生成的多组第一电荷的总电荷量；

其特征在于，对所述多组第一电荷中的一组第一电荷进行循环积分得到该组第一电荷的累积计数结果，包括：

至少一次获取存储该组第一电荷的一组电荷存储单元的当前积分电压，并在满足预设复位条件时向该电荷存储单元中转移预设电荷量的第二电荷，其中第二电荷与第一电荷的极性相反；

对转移预设电荷量的第二电荷的次数进行统计得到该电荷存储单元的累积计数结果；

根据积分结束时该电荷存储单元的当前积分电压和累积计数结果确定该组第一电荷的总电荷量；

若判定该组第一电荷的当前积分电压满足所述预设复位条件，则将预设电荷量的第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元；

所述将预设电荷量的第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元，具体包括：

通过控制第一开关经电荷复位单元的第一端口对该电荷复位单元进行充电后再进行部分电荷的释放，直到所述第一开关处于亚阈值区；

通过控制第二端口向存储有该组第一电荷的电荷存储单元中转移预设电荷量的第二电荷；

第二电荷转移期间，通过控制第三端口对该电荷复位单元进行充电，直到设置于该电荷复位单元与所述电荷存储单元之间的开关处于亚阈值区。

11.如权利要求10所述的辐射接收方法，其特征在于，所述多组电荷存储单元被配置为存储有基于不同状态下接收的辐射所生成的不同组第一电荷。

12.如权利要求11所述的辐射接收方法，其特征在于，在基于对象反射的辐射生成多组第一电荷之前，还包括：

根据解调时序信号接收所述对象在不同状态下反射的辐射；

所述基于对象反射的辐射生成多组第一电荷，包括：

基于不同状态下反射的辐射生成所述多组第一电荷并存储至所述多组电荷存储单元，其中电荷存储单元被配置为电容。

13.如权利要求10至12任一所述的辐射接收方法，其特征在于，所述预设复位条件为该电荷存储单元的当前积分电压是否超过预设门限电压。

14.如权利要求13所述的辐射接收方法，其特征在于，所述预设复位条件为所述多组第一电荷是否超过预设电荷量；且

所述至少一次获取存储该组第一电荷的一组电荷存储单元的当前积分电压，并在满足预设复位条件时向该电荷存储单元中转移预设电荷量的第二电荷；所述辐射接收方法还包括以下步骤：

判断该组电荷存储单元中存储的该组第一电荷的当前积分电压是否满足所述预设复位条件；

对将第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元中的次数进行累加统计得到该组电荷存储单元的累积计数结果。

15.如权利要求14所述的辐射接收方法，其特征在于，所述判断该组电荷存储单元中存储的该组第一电荷是否满足所述预设复位条件，具体包括：

通过比较器将该电荷存储单元的当前积分电压与预设门限进行比较得到比较结果；

所述对将第二电荷转移至存储该组第一电荷的电荷存储单元中的次数进行累加统计得到该组电荷存储单元的累积计数结果，具体包括：

将所述比较结果累加至对应该组电荷存储单元的累积计数结果中作为相应组电荷存储单元的当前累积计数结果。

16.如权利要求15所述的辐射接收方法，其特征在于，所述将所述比较结果存储于对应该组电荷存储单元的当前累积计数结果中作为相应的累积计数结果，包括：

按照预设次序将多个比较结果分别存储于存储阵列的多个计数存储单元中作为相应组电荷存储单元的累积计数结果；

所述将该电荷存储单元的当前积分电压与预设门限进行比较得到比较结果，包括：

将所述累积计数结果按照预设次序进行移位和周期性循环，并将每个移位至加法器的所述电荷存储单元的累加计数结果与加法器获取的该电荷存储单元对应的当前比较结果相加后得到该电荷存储单元的当前累积计数结果；

当积分过程继续时，将该电荷存储单元的当前累积计数结果输出至存储阵列中继续循环；

当积分过程停止时，将该电荷存储单元的当前累积计数结果及存储阵列中所有计数存储单元存储的所有电荷存储单元的累积计数结果依次输出。

17.如权利要求16所述的辐射接收方法，其特征在于，所述计数存储单元被配置为多个计数存储子模块；

其中，每个计数存储子模块中计数存储单元的数量大于对应于该计数存储子模块的累积计数结果的数量，所述计数存储子模块的每个计数存储单元由相应的行选信号进行控制，多个计数存储子模块的相应位置的计数存储单元由同一行选信号控制，所述行选信号按照预设次序被循环选通，被选通的行选信号所对应的计数存储单元获得各自预设方向计数存储单元的累积计数结果。

18.如权利要求14至17任一所述的辐射接收方法，其特征在于，所述根据积分结束时所述电荷存储单元的当前积分电压和累积计数结果确定该电荷存储单元对应的第一电荷的总电荷量，具体包括：

将积分结束时电荷存储单元的当前积分电压传输至列级模数转换模块转化为当前积分电压的数字信号；

以所述累积计数结果和所述当前积分电压的数字信号用于指示基于所述对象反射辐射生成的该组第一电荷的总电荷量。

19.一种像素阵列，其特征在于，用于包括如权利要求1至9任一所述的辐射接收系统，执行如权利要求10至18任一所述的辐射接收方法。

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