CN111246131A - 一种非制冷红外图像传感器 - Google Patents

一种非制冷红外图像传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN111246131A
CN111246131A CN202010054365.8A CN202010054365A CN111246131A CN 111246131 A CN111246131 A CN 111246131A CN 202010054365 A CN202010054365 A CN 202010054365A CN 111246131 A CN111246131 A CN 111246131A
Authority
CN
China
Prior art keywords
row
switch
blind
column
pixels
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
CN202010054365.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111246131B (zh
Inventor
刘大河
施薛优
陈光毅
李克之
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.)
Beijing Anku Zhixin Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Anku Zhixin 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 Beijing Anku Zhixin Technology Co ltd filed Critical Beijing Anku Zhixin Technology Co ltd
Priority to CN202010054365.8A priority Critical patent/CN111246131B/zh
Publication of CN111246131A publication Critical patent/CN111246131A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111246131B publication Critical patent/CN111246131B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • 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
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/33—Transforming infrared radiation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

本申请披露了一种非制冷红外图像传感器，包括：感光像素阵列，所述感光像素阵列包括N行M列感光像素；遮挡像素阵列，每个遮挡像素对应一个遮挡电阻Rsm，所述遮挡像素阵列的列数为X；针对所述遮挡像素阵列的每一行，对应设置有一个X‑Y选通开关，所述X‑Y选通开关用于从X个Rsm中选通Y个用于产生行级偏压Vfid；其中，M、N、X和Y均为不小于1的整数，且X大于Y。

Description

一种非制冷红外图像传感器
技术领域
本发明涉及一种传感器。具体的，涉及一种非制冷红外图像传感器。
背景技术
现有的非制冷红外图像传感器如图1所示，其主要工作原理是：由MEMS工艺制作的热敏电阻(像元电阻)将目标景物的红外辐射转换为自身电阻值的变化，并由读出电路将该阻值的变化进行放大读出，最终根据读出的结果处理输出红外图像。阵列型图像传感器的读出方式一般为：列并行处理，通过逐行扫描完成整个阵列的读出。即对于阵列规模为M×N的像素阵列来说，一共有M列列级读出电路进行滚动扫描读出(每一行的M个像元电阻同时由M列读出电路分别读出，完成一行的读出后再进行下一行的读出)。如图1所示为读出电路的主要结构，为了读取热敏电阻阻值的变化，通常的做法是：通过偏压Vfid与MOS晶体管，在像元电阻Rs上产生电流Is，参比电流产生模块产生参比电流Id，Is与Id作差得到差分电流Idiff，再经由后级电路(图1中未画出)对Idiff进行处理得到读出的结果。像元电阻Rs为热敏电阻，其自身通电的焦耳热会影响自身温度从而影响自身的阻值(自加热效应)，为了补偿像元电阻的自加热效应，通常会采用与衬底热绝缘但不接受外部红外辐射的遮挡像素Rsm来产生随自加热效应变化的偏压Vfid，通过该Vfid在像元Rs上产生恒定的电流Is，达到补偿自加热效应的效果。参比电流Id是基于与衬底热接触良好同时也不接受外部红外辐射的盲像素电阻Rd产生。在实际情况下，对于一个M×N规模的像素阵列，需要有M列读出电路，即需要有M个参比电流产生模块，其中每一个参比电流产生模块都需要一个(组)盲像素Rd；而遮挡像素Rsm的作用是产生偏压Vfid，偏压Vfid为每行共享，因此一个M×N规模的电路则需要N个(组)Rsm来产生N个Vfid。
在理想情况下，需要M个(组)盲像素Rd及N个(组)遮挡像素Rsm即可产生M×N规模电路所需要的参比电流Id以及偏压Vfid。实际盲像素与遮挡像素由MEMS工艺加工制成，由于工艺特性，盲像素与遮挡像素存在失效的可能性。读出电路在读出时，每一行的偏压Vfid由该行对应的Rsm产生，而每一列的参比电流基于该列的Rd产生，如果Rsm或Rd失效会导致偏压Vfid或参比电流Id错误，则失效的Rsm或Rd所对应的的行或列都无法正常读出成像，反映到最终的图像上就是行级坏条纹或列级坏条纹，如图2所示。
发明内容
针对现有技术中的图像传感器容易出现行/列条纹的问题，本申请提出了一种非制冷红外图像传感器。
本申请的第一方面披露了第一种非制冷红外图像传感器，所述非制冷红外图像传感器包括：感光像素阵列，所述感光像素阵列包括N行M列感光像素；遮挡像素阵列，每个遮挡像素对应一个遮挡电阻Rsm，所述遮挡像素阵列的列数为X；针对所述遮挡像素阵列的每一行，对应设置有一个X-Y选通开关，所述X-Y选通开关用于从X个Rsm中选通Y个用于产生行级偏压Vfid；其中，M、N、X和Y均为不小于1的整数，且X大于Y。
在一些实施例中，Y大于1时，从X个Rsm中选出的Y个Rsm并联。
在一些实施例中，所述遮挡像素的行数为N+T，实际工作的遮挡像素的行数为N，当实际工作的遮挡像素的A行遮挡像素失效时，所述A行遮挡像素被跳过，所述T行中的A行遮挡像素连入电路；其中，A和T为不小于1的整数，且A不大于T。
在一些实施例中，所述当实际工作的遮挡像素的A行遮挡像素失效时，所述A行遮挡像素被跳过，所述T行中的A行遮挡像素连入电路，通过行选逻辑电路完成，所述行选逻辑电路包括编号由0至N+T-1的N+T行子电路，其中：第0行子电路由D触发器、延迟单元和与门构成，第1行至第N+T-1行子电路由D触发器、延迟单元、与门、第一开关、第二开关和第三开关构成；第0行子电路的D触发器输入端接行选起始信号，输出端接延迟单元和与门的第一输入端，延迟单元的输出接与门的第二输入端，与门的输出为第0行子行选信号；第i行子电路的D触发器输入端接第一开关的第一端，D触发器的输出端接第二开关的第一端和第三开关的第一端，第一开关的第二端与第二开关的第二端与第i-1行D触发器的输出端相连，第三开关的第二端与延迟单元和与门的第一输入端相连，延迟单元的输出接与门的第二输入端，与门的输出为第i行子行选信号；其中，同一行的第一、第三开关受同一信号控制，第二开关受与第一、第三开关相反的信号控制，当实际工作的遮挡像素的A行遮挡像素失效后，所述A行遮挡像素的第一、第三开关断开且第二开关闭合，所述T行遮挡像素中第T行至第T+A-1行遮挡像素的第一、第三开关闭合且第二开关断开；其中，1≤i≤N+T-1。
在一些实施例中，所述的图像传感器，还包括盲像素阵列，每个盲像素对应一个盲电阻Rd，所述盲像素阵列的行数为P；针对所述盲像素阵列的每一列，对应设置有一个P-Q选通开关，所述P-Q选通开关用于从P个Rd中选通Q个用于产生列级参比电流Id；其中，P和Q均为不小于1的整数，且P大于Q。
在一些实施例中，Q大于1时，从P个Rd选出的Q个Rd并联。
在一些实施例中，所述盲像素的列数为M+1，实际工作的盲像素为前M列，当实际工作盲像素的1列盲像素失效时，所述1列盲像素被跳过，最后1列盲像素连入电路。
在一些实施例中，所述当实际工作盲像素的1列盲像素失效时，所述1列盲像素被跳过，最后1列盲像素连入电路，通过列选电路完成，所述列选电路包括编号由0至M列的M+1个子列选电路，其中：第0列至第M-1个子列选电路中的每个子列选电路由盲电阻RD、第一开关、第二开关组成，第M列子列选电路由盲电阻RD组成；第i个子列选电路中，盲电阻RD的第一端接Vsk，第二端接第一开关的第一端，第一开关的第二端接第二开关的第一端，第二开关的第二端接第i+1个子列选电路的RD的第二端，第一开关的第二端还连接对应列的读出电路的输入端，其中，0≤i≤M-1；第M个子列选电路中，盲电阻RD的第一端接Vsk，第二端接第M-1个子列选电路中的第二开关的第二端；其中，RD为P个Rd或Q个Rd的整体表示。
本申请的第二方面披露了第一种非制冷红外图像传感器，所述非制冷红外图像传感器包括：感光像素阵列，所述感光像素阵列包括N行M列感光像素；盲像素阵列，每个盲像素对应一个盲电阻Rd，所述盲像素阵列的行数为P；针对所述盲像素阵列的每一列，对应设置有一个P-Q选通开关，所述P-Q选通开关用于从P个Rd中选通Q个用于产生列级参比电流Id；其中，M、N、P和Q均为不小于1的整数，且P大于Q。
在一些实施例中，Q大于1时，从P个Rd选出的Q个Rd并联。
在一些实施例中，所述盲像素的列数为M+1，实际工作的盲像素为前M列，当实际工作盲像素的1列盲像素失效时，所述1列盲像素被跳过，最后1列盲像素连入电路。
在一些实施例中，所述当实际工作盲像素的1列盲像素失效时，所述1列盲像素被跳过，最后1列盲像素连入电路，通过列选电路完成，所述列选电路包括编号由0至M列的M+1个子列选电路，其中：第0列至第M-1个子列选电路中的每个子列选电路由盲电阻RD、第一开关、第二开关组成，第M列子列选电路由盲电阻RD组成；第i个子列选电路中，盲电阻RD的第一端接Vsk，第二端接第一开关的第一端，第一开关的第二端接第二开关的第一端，第二开关的第二端接第i+1个子列选电路的RD的第二端，第一开关的第二端还连接对应列的读出电路的输入端，其中，0≤i≤M-1；第M个子列选电路中，盲电阻RD的第一端接Vsk，第二端接第M-1个子列选电路中的第二开关的第二端；其中，RD为P个Rd或Q个Rd的整体表示。
在一些实施例中，所述的图像传感器，还包括遮挡像素阵列，其特征在于：每个遮挡像素对应一个遮挡电阻Rsm，所述遮挡像素阵列的列数为X；针对所述遮挡像素阵列的每一行，对应设置有一个X-Y选通开关，所述X-Y选通开关用于从X个Rsm中选通Y个用于产生行级偏压Vfid；其中，X和Y均为不小于1的整数，且X大于Y。
在一些实施例中，Y大于1时，从X个Rsm中选出的Y个Rsm并联。
在一些实施例中，所述遮挡像素的行数为N+T，实际工作的遮挡像素的行数为N，当实际工作的遮挡像素的A行遮挡像素失效时，所述A行遮挡像素被跳过，所述T行中的A行遮挡像素连入电路；其中，A和T为不小于1的整数，且A不大于T。
在一些实施例中，所述当实际工作的遮挡像素的A行遮挡像素失效时，所述A行遮挡像素被跳过，所述T行中的A行遮挡像素连入电路，通过行选逻辑电路完成，所述行选逻辑电路包括编号由0至N+T-1的N+T行子电路，其中：第0行子电路由D触发器、延迟单元和与门构成，第1行至第N+T-1行子电路由D触发器、延迟单元、与门、第一开关、第二开关和第三开关构成；第0行子电路的D触发器输入端接行选起始信号，输出端接延迟单元和与门的第一输入端，延迟单元的输出接与门的第二输入端，与门的输出为第0行子行选信号；第i行子电路的D触发器输入端接第一开关的第一端，D触发器的输出端接第二开关的第一端和第三开关的第一端，第一开关的第二端与第二开关的第二端与第i-1行D触发器的输出端相连，第三开关的第二端与延迟单元和与门的第一输入端相连，延迟单元的输出接与门的第二输入端，与门的输出为第i行子行选信号；其中，同一行的第一、第三开关受同一信号控制，第二开关受与第一、第三开关相反的信号控制，当实际工作的遮挡像素的A行遮挡像素失效时，所述第一控制信号为使所述A行遮挡像素的第一、第三开关断开且第二开关闭合，使所述T行遮挡像素中第T行至第T+A-1行遮挡像素的第一、第三开关闭合且第二开关断开；其中，1≤i≤N+T-1。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构和操作。
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。
图1是一种非制冷红外图像传感器的示意图；
图2是一种行条纹和列条纹示意图；
图3是根据本申请的一些实施例所示的非制冷红外图像传感器示意图；
图4是根据本申请的一些实施例所示的遮挡像素列备份的示意图；
图5是根据本申请的一些实施例所示的遮挡像素列备份的示意图；
图6是根据本申请的一些实施例所示的遮挡像素行备份的示意图；
图7是根据本申请的一些实施例所示的行选逻辑电路示意图；
图8是根据本申请的一些实施例所示的行选逻辑电路切换后的状态示意图；
图9是根据本申请的第一实施例所示的一种行选时序的示意图；
图10是根据本申请的第二实施例所示的一种行选时序的示意图；
图11是根据本申请的第三实施例所示的一种行选时序的示意图；
图12是根据本申请的一些实施例所示的盲像素行备份的示意图；
图13是根据本申请的一些实施例所示的盲像素行备份的示意图；
图14是根据本申请的一些实施例所示的盲像素列备份的示意图。
具体实施方式
针对上述问题，本方案提出了一种遮挡像素及盲像素的备份及替换方法。如图3所示，在感光像素阵列的左侧及下侧分别放置有遮挡像素阵列及盲像素阵列。具体地，感光像素阵列的大小为M×N(N行M列)，遮挡像素阵列的大小为X×(N+T)(N+T行X列)，盲像素阵列的大小为(M+1)×P(P行M+1列)。其中感光像素阵列中正常读出成像的规模仍为M×N；遮挡像素阵列中，T行为备份设计，每行X列Rsm为一组；盲像素阵列中，1列为备份设计，每列P行为一组。
在一些实施例中，所述感光像素阵列的大小还可以设计为(M+G)×(N+H)，额外的G列与H行是为了工艺匹配进行的冗余设计。
在实际电路设计中为了产生Vfid，可以使用一个Rsm也可以使用一组Rsm(多个Rsm并联，为了获取更低的噪声)。对于使用一个Rsm产生Vfid的情况，针对每一行中的单个Rsm都进行1：1备份，即在感光像素阵列左侧设置2列×N行规模的遮挡像素阵列。如图4所示，图4是图3的一种具体实施例，每行进行二选一使用Rsm。对于使用Y个Rsm作为一组并联产生Vfid的情况，使用X列×N行规模的遮挡像素阵列，即每行有X个Rsm，每次选择其中Y个并联产生Vfid，一种较为优选的方式为X＝Y+1。即每行多备份1个Rsm，当然也可以根据实际情况多增加备份。可以想见的，X、Y均为不小于1的正整数。当Y＝1时，则不再是并联的情形。上述两种备份情况：二选一备份、X选Y备份，其选择Rsm的方法都是通过数字控制码控制选通对应连接Rsm的选通开关，如图5所示。
更进一步，可以使用遮挡像素阵列的上侧和下侧设有的T行备份行。例如，所述遮挡像素的行数为N+T，实际工作的遮挡像素的行数为N，当实际工作的遮挡像素的A行遮挡像素失效时，所述A行遮挡像素被跳过，所述T行中的A行遮挡像素连入电路；其中，A和T为不小于1的整数，且A不大于T。实际中，可以有多种替换方式，例如，可以通过切换开关将原本连通失效的A行遮挡像素切换至连通T行中的后补A行。又例如，当某行失效时，可以整体向后偏移一行。
在一些实施例中，所述失效是指，该行无法正常工作。例如，该行正常工作的Rsm少于Y个。
图6为根据本申请的一些实施例所示的逐行切换遮挡像素的示意图。如图6所示，当某一单行的Rsm失效时，从该行开始往下(或往上)的所有行都整体切换所对应的Rsm。具体地(编号从第0开始)：若第i行Rsm失效，则第i行像元电阻在读出时使用第i+1行的Rsm，第i+1行像元电阻在读出时使用第i+2行的Rsm……第N-1行Rsm读出时使用第N行(备份行)的Rsm。
具体地，所述逐行切换通过行选逻辑电路完成。图7为根据本申请的一些实施例所示的行选逻辑电路示意图。如图7所示，所述行选逻辑电路包括编号由0至N+T-1的N+T行子电路。其中：第0行子电路由D触发器、延迟单元和与门构成，第1行至第N+T-1行子电路由D触发器、延迟单元、与门、第一开关、第二开关和第三开关构成；第0行子电路的D触发器输入端接行选起始信号，输出端接延迟单元和与门的第一输入端，延迟单元的输出接与门的第二输入端，与门的输出为第0行子行选信号；第i行子电路的D触发器输入端接第一开关的第一端，D触发器的输出端接第二开关的第一端和第三开关的第一端，第一开关的第二端与第二开关的第二端与第i-1行D触发器的输出端相连，第三开关的第二端与延迟单元和与门的第一输入端相连，延迟单元的输出接与门的第二输入端，与门的输出为第i行子行选信号；其中，同一行的第一、第三开关受同一信号控制，第二开关受与第一、第三开关相反的信号控制，当实际工作的遮挡像素的A行遮挡像素失效后，所述A行遮挡像素的第一、第三开关断开且第二开关闭合，所述T行遮挡像素中第T行至第T+A-1行遮挡像素的第一、第三开关闭合且第二开关断开；其中，1≤i≤N+T-1。
图13所示的电路工作原理如下：第0至第N-1行为默认不需要替换时的行选信号，第N至N+T-1行为需要替换备份时的行选信号。默认情况：第1行至第N-1行的第一、第三开关闭合，第二开关断开，第N行至第N+T-1行的第一、第三开关断开，第二开关闭合；需要替换时：如图14所示，图14展示了第2行被跳过时的情况，第2行的第一、第三开关断开，第二开关闭合，第1行D触发器的输出经第2行的第二开关和第3行的第一开关直接连接到第3行D触发器的输入端，于是第1行子行选信号结束后，直接产生第3行子行选信号，第2行被跳过；因为第2行被跳过，所以第N行需要被作为备份，第N行的第一、第三开关闭合，第二开关断开，产生第N行的备份行选子信号。
综上：若第i(i≥1)行需要被跳过，则断开第i行的第一、第三开关，闭合第i行的第二开关，从0至第N-1行中被跳过了x行，就在从N至N+T的备份行中依次选取x行，闭合其第一、第三开关，断开其第二开关。
相比于单独将坏行切换至备份行，整体切换具有寄生参数影响小的优点。上述切换方法对应的行选时序逻辑如图9所示，其中SM信号为遮挡像素Rsm的行选信号，S信号为像元电阻的行选信号。当第i行Rsm失效时，其行选逻辑跳过SMi，直接进行SMi+1以及之后的行选。从图9可以看出，从SM0至SMi-1与S0至Si-1对应，表示第0行像元电阻至第i-1行像元电阻在读出时分别使用第0行Rsm至第i-1行Rsm，而从SMi+1至SMN与Si至SN-1对应，表示第i行像元电阻至第N-1行像元电阻在读出时分别使用第i+1行Rsm至第N行Rsm。
对于连续两行Rsm失效时，有如图10所示的替换方法。其中SM信号为遮挡像素Rsm的行选信号，S信号为像元电阻的行选信号。当第i行与第i+1行Rsm失效时，其行选逻辑跳过SMi、SMi+1，直接进行SMi+2以及之后的行选。从图10可以看出，从SM0至SMi-1与S0至Si-1对应，表示第0行像元电阻至第i-1行像元电阻在读出时分别使用第0行Rsm至第i-1行Rsm，而从SMi+2至SMN+1与Si至SN-1对应，表示第i行像元电阻至第N-1行像元电阻在读出时分别使用第i+2行Rsm至第N+1行Rsm。
对于间隔的两行Rsm失效时，有如图11所示的替换方法。其中SM信号为遮挡像素Rsm的行选信号，S信号为像元电阻的行选信号。当第i行与第j行Rsm失效时，其行选逻辑跳过SMi、SMj，进行SM0至SMi-1，SMi+1至SMj-1，SMj+1至SMN+1的行选。从图11可以看出，从SM0至SMi-1与S0至Si-1对应，表示第0行像元电阻至第i-1行像元电阻在读出时分别使用第0行Rsm至第i-1行Rsm，从SMi+1至SMj-1与Si至Sj-2对应，表示第i行像元电阻至第j-2行像元电阻在读出时分别使用第i+1行Rsm至第j-1行Rsm，从SMj+1至SMN+1与Sj-1至SN-1对应，表示第j-1行像元电阻至第N-1行像元电阻在读出时分别使用第j+1行Rsm至第N+1行Rsm。
任意失效情况：单行失效、连续多行失效、间隔单行失效、间隔多行失效，都可以基于图7的行选逻辑电路和图9-11中所述的三种失效替换方法排列组合得出对应的替换方法。
上述方法是对Rsm失效的备份和替换方法，对于Rd失效的情况，可以根据实际设计Rd的情况进行二选一备份或P选Q备份，其中，P和Q均为不小于1的整数，且P大于Q，如图12和图13所示。通过数字控制码控制选通对应连接Rd的选通开关。若单列的Rd失效时，还可以切换相邻列及备份列进行读出，如图14所示。
在一些实施例中，所述失效是指，该列无法正常工作。例如，该列正常工作的Rd的个数小于Q。
图14为根据本申请的一些实施例所示的列选电路示意图。如图14所示，所述列选电路包括编号由0至M列的M+1个子列选电路，其中：第0列至第M-1个子列选电路中的每个子列选电路由盲电阻Rd、第一开关、第二开关组成，第M列子列选电路由盲电阻Rd组成；第j个子列选电路中，盲电阻Rd的第一端接Vsk，第二端接第一开关的第一端，第一开关的第二端接第二开关的第一端，第二开关的第二端接第j+1个子列选电路的Rd的第二端，第一开关的第二端还连接对应列的读出电路的输入端，其中，0≤j≤M-1；第M个子列选电路中，盲电阻Rd的第一端接Vsk，第二端接第M-1个子列选电路中的第二开关的第二端；其中，RD为P个Rd或Q个Rd的整体表示。
图14所示电路的工作方法如下：当第j列Rd失效需要被替换时，从第j列开始至第M-1列的所有盲像元单元中，第一开关断开，第二开关闭合，于是Coli(第j列读出电路)至ColM-1(第M-1列读出电路)分别对应第j+1列Rd至第M列Rd，实现替换功能。
本发明具有如下优点：
1.通过增加原有的遮挡像素和/或盲像素进行备份和替换，电路设计简单，可靠性好；
2.解决了由于行级偏压产生电阻及列级参比电流产生电阻失效引起的行和/或列坏条纹问题，提高图像质量，提高图像传感器的可靠性；
3.提出了简单易实现的行选逻辑电路和/或列选电路。
以上内容描述了本申请和/或一些其他的示例。根据上述内容，本申请还可以作出不同的变形。本申请披露的主题能够以不同的形式和例子所实现，并且本申请可以被应用于大量的应用程序中。后文权利要求中所要求保护的所有应用、修饰以及改变都属于本申请的范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档、物件等，特将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims (16)

1.一种非制冷红外图像传感器，其特征在于，包括：
感光像素阵列，所述感光像素阵列包括N行M列感光像素；
遮挡像素阵列，每个遮挡像素对应一个遮挡电阻Rsm，所述遮挡像素阵列的列数为X；
针对所述遮挡像素阵列的每一行，对应设置有一个X-Y选通开关，所述X-Y选通开关用于从X个Rsm中选通Y个用于产生行级偏压Vfid；
其中，M、N、X和Y均为不小于1的整数，且X大于Y。
2.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，Y大于1时，从X个Rsm中选出的Y个Rsm并联。
3.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述遮挡像素的行数为N+T，实际工作的遮挡像素的行数为N，当实际工作的遮挡像素的A行遮挡像素失效时，所述A行遮挡像素被跳过，所述T行中的A行遮挡像素连入电路；
其中，A和T为不小于1的整数，且A不大于T。
4.如权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，所述当实际工作的遮挡像素的A行遮挡像素失效时，所述A行遮挡像素被跳过，所述T行中的A行遮挡像素连入电路，通过行选逻辑电路完成，所述行选逻辑电路包括编号由0至N+T-1的N+T行子电路，其中：
第0行子电路由D触发器、延迟单元和与门构成，第1行至第N+T-1行子电路由D触发器、延迟单元、与门、第一开关、第二开关和第三开关构成；
第0行子电路的D触发器输入端接行选起始信号，输出端接延迟单元和与门的第一输入端，延迟单元的输出接与门的第二输入端，与门的输出为第0行子行选信号；
第i行子电路的D触发器输入端接第一开关的第一端，D触发器的输出端接第二开关的第一端和第三开关的第一端，第一开关的第二端与第二开关的第二端与第i-1行D触发器的输出端相连，第三开关的第二端与延迟单元和与门的第一输入端相连，延迟单元的输出接与门的第二输入端，与门的输出为第i行子行选信号；
其中，同一行的第一、第三开关受同一信号控制，第二开关受与第一、第三开关相反的信号控制，当实际工作的遮挡像素的A行遮挡像素失效后，所述A行遮挡像素的第一、第三开关断开且第二开关闭合，所述T行遮挡像素中第T行至第T+A-1行遮挡像素的第一、第三开关闭合且第二开关断开；
其中，1≤i≤N+T-1。
5.如权利要求1-4任一所述的图像传感器，还包括盲像素阵列，其特征在于：
每个盲像素对应一个盲电阻Rd，所述盲像素阵列的行数为P；
针对所述盲像素阵列的每一列，对应设置有一个P-Q选通开关，所述P-Q选通开关用于从P个Rd中选通Q个用于产生列级参比电流Id；
其中，P和Q均为不小于1的整数，且P大于Q。
6.如权利要求5所述的图像传感器，其特征在于，Q大于1时，从P个Rd选出的Q个Rd并联。
7.如权利要求5所述的图像传感器，其特征在于，所述盲像素的列数为M+1，实际工作的盲像素为前M列，当实际工作盲像素的1列盲像素失效时，所述1列盲像素被跳过，最后1列盲像素连入电路。
8.如权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，所述当实际工作盲像素的1列盲像素失效时，所述1列盲像素被跳过，最后1列盲像素连入电路，通过列选电路完成，所述列选电路包括编号由0至M列的M+1个子列选电路，其中：
第0列至第M-1个子列选电路中的每个子列选电路由盲电阻RD、第一开关、第二开关组成，第M列子列选电路由盲电阻RD组成；
第i个子列选电路中，盲电阻RD的第一端接Vsk，第二端接第一开关的第一端，第一开关的第二端接第二开关的第一端，第二开关的第二端接第i+1个子列选电路的RD的第二端，第一开关的第二端还连接对应列的读出电路的输入端，其中，0≤i≤M-1；
第M个子列选电路中，盲电阻RD的第一端接Vsk,第二端接第M-1个子列选电路中的第二开关的第二端；
其中，RD为P个Rd或Q个Rd的整体表示。
9.一种非制冷红外图像传感器，其特征在于，包括：
感光像素阵列，所述感光像素阵列包括N行M列感光像素；
盲像素阵列，每个盲像素对应一个盲电阻Rd，所述盲像素阵列的行数为P；
针对所述盲像素阵列的每一列，对应设置有一个P-Q选通开关，所述P-Q选通开关用于从P个Rd中选通Q个用于产生列级参比电流Id；
其中，M、N、P和Q均为不小于1的整数，且P大于Q。
10.如权利要求9所述的图像传感器，其特征在于，Q大于1时，从P个Rd选出的Q个Rd并联。
11.如权利要求9所述的图像传感器，其特征在于，所述盲像素的列数为M+1，实际工作的盲像素为前M列，当实际工作盲像素的1列盲像素失效时，所述1列盲像素被跳过，最后1列盲像素连入电路。
12.如权利要求9所述的图像传感器，其特征在于，所述当实际工作盲像素的1列盲像素失效时，所述1列盲像素被跳过，最后1列盲像素连入电路，通过列选电路完成，所述列选电路包括编号由0至M列的M+1个子列选电路，其中：
第0列至第M-1个子列选电路中的每个子列选电路由盲电阻RD、第一开关、第二开关组成，第M列子列选电路由盲电阻RD组成；
第i个子列选电路中，盲电阻RD的第一端接Vsk，第二端接第一开关的第一端，第一开关的第二端接第二开关的第一端，第二开关的第二端接第i+1个子列选电路的RD的第二端，第一开关的第二端还连接对应列的读出电路的输入端，其中，0≤i≤M-1；
第M个子列选电路中，盲电阻RD的第一端接Vsk,第二端接第M-1个子列选电路中的第二开关的第二端；
其中，RD为P个Rd或Q个Rd的整体表示。
13.如权利要求9-12任一所述的图像传感器，还包括遮挡像素阵列，其特征在于：
每个遮挡像素对应一个遮挡电阻Rsm，所述遮挡像素阵列的列数为X；
针对所述遮挡像素阵列的每一行，对应设置有一个X-Y选通开关，所述X-Y选通开关用于从X个Rsm中选通Y个用于产生行级偏压Vfid；
其中，X和Y均为不小于1的整数，且X大于Y。
14.如权利要求13所述的图像传感器，其特征在于，Y大于1时，从X个Rsm中选出的Y个Rsm并联。
15.如权利要求13所述的图像传感器，其特征在于，所述遮挡像素的行数为N+T，实际工作的遮挡像素的行数为N，当实际工作的遮挡像素的A行遮挡像素失效时，所述A行遮挡像素被跳过，所述T行中的A行遮挡像素连入电路；
其中，A和T为不小于1的整数，且A不大于T。
16.如权利要求15所述的图像传感器，其特征在于，所述当实际工作的遮挡像素的A行遮挡像素失效时，所述A行遮挡像素被跳过，所述T行中的A行遮挡像素连入电路，通过行选逻辑电路完成，所述行选逻辑电路包括编号由0至N+T-1的N+T行子电路，其中：
第0行子电路由D触发器、延迟单元和与门构成，第1行至第N+T-1行子电路由D触发器、延迟单元、与门、第一开关、第二开关和第三开关构成；
第0行子电路的D触发器输入端接行选起始信号，输出端接延迟单元和与门的第一输入端，延迟单元的输出接与门的第二输入端，与门的输出为第0行子行选信号；
第i行子电路的D触发器输入端接第一开关的第一端，D触发器的输出端接第二开关的第一端和第三开关的第一端，第一开关的第二端与第二开关的第二端与第i-1行D触发器的输出端相连，第三开关的第二端与延迟单元和与门的第一输入端相连，延迟单元的输出接与门的第二输入端，与门的输出为第i行子行选信号；
其中，同一行的第一、第三开关受同一信号控制，第二开关受与第一、第三开关相反的信号控制，当实际工作的遮挡像素的A行遮挡像素失效时，所述第一控制信号为使所述A行遮挡像素的第一、第三开关断开且第二开关闭合，使所述T行遮挡像素中第T行至第T+A-1行遮挡像素的第一、第三开关闭合且第二开关断开；
其中，1≤i≤N+T-1。
CN202010054365.8A 2020-01-17 2020-01-17 一种非制冷红外图像传感器 Active CN111246131B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010054365.8A CN111246131B (zh) 2020-01-17 2020-01-17 一种非制冷红外图像传感器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010054365.8A CN111246131B (zh) 2020-01-17 2020-01-17 一种非制冷红外图像传感器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111246131A true CN111246131A (zh) 2020-06-05
CN111246131B CN111246131B (zh) 2022-07-12

Family

ID=70872735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010054365.8A Active CN111246131B (zh) 2020-01-17 2020-01-17 一种非制冷红外图像传感器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111246131B (zh)

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6231161A (ja) * 1985-08-01 1987-02-10 Toshiba Corp 固体撮像素子
JP2000031457A (ja) * 1998-07-14 2000-01-28 Nec Corp 固体撮像装置
JP2000339985A (ja) * 1999-05-28 2000-12-08 Sharp Corp シフトレジスタ、および、それを用いた画像表示装置
JP2002158929A (ja) * 2000-11-16 2002-05-31 Canon Inc 固体撮像素子、固体撮像装置及び撮像システム
US6756576B1 (en) * 2000-08-30 2004-06-29 Micron Technology, Inc. Imaging system having redundant pixel groupings
CN101431618A (zh) * 2007-11-06 2009-05-13 联咏科技股份有限公司 具有行读取电路修补功能的图像传感器及其相关方法
US20090167586A1 (en) * 2007-12-26 2009-07-02 Panasonic Corporation Solid-state imaging device, driving method thereof, and camera
EP1874044A4 (en) * 2005-04-14 2011-01-05 Hamamatsu Photonics Kk SEMICONDUCTORS IMAGING ELEMENT
JP2011135196A (ja) * 2009-12-22 2011-07-07 Canon Inc 撮像装置、その補正制御方法、及び補正制御プログラム、並びに記録媒体
CN102261958A (zh) * 2011-07-07 2011-11-30 清华大学 一种高精度信号读出方法
CN102647566A (zh) * 2011-02-17 2012-08-22 全视科技有限公司 用于cmos图像传感器的模拟行黑色电平校准
US20140340552A1 (en) * 2013-05-17 2014-11-20 Novatek Microelectronics Corp. Image Sensor
CN105262963A (zh) * 2015-10-15 2016-01-20 上海集成电路研发中心有限公司 暗像素阵列、替换控制电路系统及方法
CN106375688A (zh) * 2016-09-06 2017-02-01 上海集成电路研发中心有限公司 一种cmos图像传感器及其信号传输方法
CN107071312A (zh) * 2016-08-12 2017-08-18 中国科学院上海高等研究院 基于脉冲宽度调制的压缩感知cmos图像传感器
US20170374308A1 (en) * 2016-06-27 2017-12-28 SK Hynix Inc. Group selection circuit, and column readout device and method thereof
CN109238476A (zh) * 2018-10-29 2019-01-18 南京方旭智芯微电子科技有限公司 红外焦平面读出电路及红外焦平面探测器
CN110530527A (zh) * 2019-08-20 2019-12-03 北京安酷智芯科技有限公司 一种像元电路及其行选方法、行选逻辑电路
CN110574362A (zh) * 2017-02-22 2019-12-13 菲力尔系统公司 低成本且高性能测辐射热计电路和方法

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6231161A (ja) * 1985-08-01 1987-02-10 Toshiba Corp 固体撮像素子
JP2000031457A (ja) * 1998-07-14 2000-01-28 Nec Corp 固体撮像装置
JP2000339985A (ja) * 1999-05-28 2000-12-08 Sharp Corp シフトレジスタ、および、それを用いた画像表示装置
US6756576B1 (en) * 2000-08-30 2004-06-29 Micron Technology, Inc. Imaging system having redundant pixel groupings
JP2002158929A (ja) * 2000-11-16 2002-05-31 Canon Inc 固体撮像素子、固体撮像装置及び撮像システム
EP1874044A4 (en) * 2005-04-14 2011-01-05 Hamamatsu Photonics Kk SEMICONDUCTORS IMAGING ELEMENT
CN101431618A (zh) * 2007-11-06 2009-05-13 联咏科技股份有限公司 具有行读取电路修补功能的图像传感器及其相关方法
US20090167586A1 (en) * 2007-12-26 2009-07-02 Panasonic Corporation Solid-state imaging device, driving method thereof, and camera
JP2011135196A (ja) * 2009-12-22 2011-07-07 Canon Inc 撮像装置、その補正制御方法、及び補正制御プログラム、並びに記録媒体
CN102647566A (zh) * 2011-02-17 2012-08-22 全视科技有限公司 用于cmos图像传感器的模拟行黑色电平校准
US20130120619A1 (en) * 2011-02-17 2013-05-16 Omnivision Technologies, Inc. Analog row black level calibration for cmos image sensor
CN102261958A (zh) * 2011-07-07 2011-11-30 清华大学 一种高精度信号读出方法
US20140340552A1 (en) * 2013-05-17 2014-11-20 Novatek Microelectronics Corp. Image Sensor
CN105262963A (zh) * 2015-10-15 2016-01-20 上海集成电路研发中心有限公司 暗像素阵列、替换控制电路系统及方法
US20170374308A1 (en) * 2016-06-27 2017-12-28 SK Hynix Inc. Group selection circuit, and column readout device and method thereof
CN107071312A (zh) * 2016-08-12 2017-08-18 中国科学院上海高等研究院 基于脉冲宽度调制的压缩感知cmos图像传感器
CN106375688A (zh) * 2016-09-06 2017-02-01 上海集成电路研发中心有限公司 一种cmos图像传感器及其信号传输方法
CN110574362A (zh) * 2017-02-22 2019-12-13 菲力尔系统公司 低成本且高性能测辐射热计电路和方法
CN109238476A (zh) * 2018-10-29 2019-01-18 南京方旭智芯微电子科技有限公司 红外焦平面读出电路及红外焦平面探测器
CN110530527A (zh) * 2019-08-20 2019-12-03 北京安酷智芯科技有限公司 一种像元电路及其行选方法、行选逻辑电路

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
廖健标等: "非致冷型红外焦平面阵列读出电路的研究", 《电子测量技术》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111246131B (zh) 2022-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5083016A (en) 3-transistor source follower-per-detector unit cell for 2-dimensional focal plane arrays
CN107683603B (zh) 固态摄像元件、电子设备和固态摄像元件的控制方法
EP1040648B1 (en) Device for imaging radiation
US6255638B1 (en) Apparatus for radiation imaging using an array of image cells
US20080210848A1 (en) Column current source
GB2466213A (en) Pixel array with shared pixel architecture and staggered readout circuitry
US5134488A (en) X-Y addressable imager with variable integration
US20180120951A1 (en) Keyboard device
KR20100116577A (ko) 고체 촬상 장치 및 그것을 포함하는 ｘ선 ｃｔ 장치
CN111246131B (zh) 一种非制冷红外图像传感器
US8154637B2 (en) Image sensor
JP5690281B2 (ja) 焦点面アレイの非熱的動作用システムと方法
US20090121145A1 (en) Particle detection circuit comprising basic circuits forming subpixels
JPH0937159A (ja) 画像検出器
US8203630B2 (en) Method for correcting image sensor control circuitry having faulty output values and structure therefor
US20120280110A1 (en) Compact Digital Pixel for a Focal Plane Array
US10484636B2 (en) Redundancy in active pixel sensors
KR19980701945A (ko) 멀티플렉서 회로
EP1596578B1 (en) Column current source
JP2021048579A (ja) イメージセンシング装置
CN109698916B (zh) 一种应用于图像传感器的像素矩阵电路
US8695442B2 (en) Sensor system and method for operating a sensor system
JP2000152087A (ja) 増幅型固体撮像装置およびその駆動方法
US20230031084A1 (en) Bolometer unit cell pixel integrity check systems and methods
JP2001044403A (ja) 半導体撮像装置

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