CN111337125B - 一种光强检测电路、光强检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光强检测电路、光强检测方法和装置，光强检测电路包括光电转换子电路、源跟随子电路、复位子电路、读取子电路和感测子电路，光电转换子电路根据入射光信号生成对应的电信号，输出至第一节点；源跟随子电路根据第一节点的电信号，生成对应的电压或电流信号并输出至第二节点；读取子电路读取第二节点的电压或电流信号，以确定入射光强度；复位子电路向第一节点提供补偿电压端的电压，补偿电压端的电压包括参考电压和补偿电压，补偿电压等于复位电压与感测到的第二节点的电压之差；当第一节点的电压为参考电压时，感测子电路感测第二节点的电压。本申请消除了不同像素单元间由于阈值电压变化引起的灵敏度差异。

Description

一种光强检测电路、光强检测方法和装置

技术领域

本申请涉及但不限于显示技术领域，尤其涉及一种光强检测电路、光强检测方法和装置。

背景技术

X射线(X-ray)检测广泛应用于医疗(如X光胸透)、无损检测(如金属探伤)、安保检测、航空运输等领域。X射线平板探测器包括直接式平板探测器和间接式平板探测器，间接式平板探测器包括电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)、互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)、非晶硅等类型，其中，非晶硅平板探测器能有比CMOS、CCD平板探测器更大的成像面积和低失真度。

对于大面积X射线平板探测器而言，被动式像素传感器(Passive Pixel Sensor，PPS)结构提供了一种紧凑的解决方案，能最大限度地扩大填充因子，但是，被动式像素传感器电路在探测到光诱导产生的电荷信号后，未经放大即被直接传送到读出电路，因此，其噪声较大，不利于高精度X射线探测器的使用。主动式像素传感器(Active Pixel Sensor，APS)电路在被动式像素传感器电路的基础上，增加了放大晶体管(Thin Film Transistor，TFT)，能够显著地提高信号读出速度，降低信噪比，因此，在高帧频、高画质的应用上，越来越受到重视。

但是，由于各个像素单元的放大增益与各个像素单元中的放大晶体管的阈值电压相关，而各个放大晶体管的阈值电压由于漂移现象存在差异，使得不同像素单元之间的灵敏度存在差异，即各个像素单元的均一性较差。

发明内容

本申请提供了一种光强检测电路、光强检测方法和装置，能够消除不同像素单元之间由于阈值电压变化引起的灵敏度差异，提高各个像素单元的均一性。

本申请实施例提供了一种光强检测电路，包括：光电转换子电路、源跟随子电路、复位子电路、读取子电路和感测子电路，其中：所述光电转换子电路，用于根据入射光信号生成对应的电信号，输出至第一节点；所述源跟随子电路，用于根据第一节点的电信号，生成对应的电压信号或电流信号并输出至第二节点；所述读取子电路，用于读取第二节点的电压信号或电流信号，以确定入射光强度；所述复位子电路，用于向第一节点提供补偿电压端的电压，所述补偿电压端的电压包括参考电压和补偿电压，所述补偿电压等于复位电压与所述感测子电路感测到的第二节点的电压之差；所述感测子电路，用于当第一节点的电压为参考电压时，感测第二节点的电压。

在一些实施例中，所述读取子电路包括：位于像素单元内的第一晶体管和位于像素单元外的外部读取集成电路，其中：所述第一晶体管的控制极与读取控制端连接，所述第一晶体管的第一极与第二节点连接，所述第一晶体管的第二极与外部读取集成电路连接。

在一些实施例中，所述光电转换子电路包括光敏二极管，所述源跟随子电路包括：第二晶体管，其中：所述光敏二极管的阳极端与偏置电压端连接，所述光敏二极管的阴极端与第一节点连接；所述第二晶体管的控制极和第一节点连接，所述第二晶体管的第一极和第一电压端连接，所述第二晶体管的第二极与第二节点连接。

在一些实施例中，所述复位子电路包括：第三晶体管，其中：所述第三晶体管的控制极与复位控制端连接，所述第三晶体管的第一极与补偿电压端连接，所述第三晶体管的第二极与第一节点连接。

在一些实施例中，所述感测子电路包括：位于像素单元内的第四晶体管和位于像素单元外的外部感测电路，所述外部感测电路包括电容和差分放大器，其中：所述第四晶体管的控制极与感测控制端连接，所述第四晶体管的第一极与第二节点连接，所述第四晶体管的第二极与所述电容的一端连接；所述电容的一端还与差分放大器的负输入端连接，所述电容的另一端接地；所述差分放大器的正输入端与基准电压端连接，所述差分放大器的输出端与感测端连接。

在一些实施例中，所述读取子电路包括：位于像素单元内的第一晶体管和位于像素单元外的外部读取集成电路，所述光电转换子电路包括光敏二极管，所述源跟随子电路包括：第二晶体管，所述复位子电路包括：第三晶体管，所述感测子电路包括：位于像素单元内的第四晶体管和位于像素单元外的外部感测电路，所述外部感测电路包括电容和差分放大器，其中：所述第一晶体管的控制极与读取控制端连接，所述第一晶体管的第一极与第二节点连接，所述第一晶体管的第二极与外部读取集成电路连接；所述光敏二极管的阳极端与偏置电压端连接，所述光敏二极管的阴极端与第一节点连接；所述第二晶体管的控制极和第一节点连接，所述第二晶体管的第一极和第一电压端连接，所述第二晶体管的第二极与第二节点连接；所述第三晶体管的控制极与复位控制端连接，所述第三晶体管的第一极与补偿电压端连接，所述第三晶体管的第二极与第一节点连接；所述第四晶体管的控制极与感测控制端连接，所述第四晶体管的第一极与第二节点连接，所述第四晶体管的第二极与所述电容的一端连接；所述电容的一端还与差分放大器的负输入端连接，所述电容的另一端接地；所述差分放大器的正输入端与基准电压端连接，所述差分放大器的输出端与感测端连接。

在一些实施例中，所述光强检测电路还包括复用子电路，所述复用子电路包括：位于像素单元内的第一晶体管和位于像素单元外的复用器，所述感测子电路为位于像素单元外的外部感测电路，所述读取子电路为位于像素单元外的外部读取集成电路，其中：所述第一晶体管的控制极与读取控制端连接，所述第一晶体管的第一极与第二节点连接，所述第一晶体管的第二极与所述复用器的输入通道连接；所述复用器的一路输出通道与所述读取子电路连接，所述复用器的另一路输出通道与所述感测子电路连接。

在一些实施例中，所述光电转换子电路包括光敏二极管，所述源跟随子电路包括：第二晶体管，所述复位子电路包括：第三晶体管，所述光强检测电路还包括复用子电路，所述复用子电路包括：位于像素单元内的第一晶体管和位于像素单元外的复用器，所述感测子电路为位于像素单元外的外部感测电路，所述读取子电路为位于像素单元外的外部读取集成电路，其中：所述光敏二极管的阳极端与偏置电压端连接，所述光敏二极管的阴极端与第一节点连接；所述第二晶体管的控制极和第一节点连接，所述第二晶体管的第一极和第一电压端连接，所述第二晶体管的第二极与第二节点连接；所述第三晶体管的控制极与复位控制端连接，所述第三晶体管的第一极与补偿电压端连接，所述第三晶体管的第二极与第一节点连接；所述第一晶体管的控制极与读取控制端连接，所述第一晶体管的第一极与第二节点连接，所述第一晶体管的第二极与所述复用器的输入通道连接；所述复用器的一路输出通道与所述读取子电路连接，所述复用器的另一路输出通道与所述感测子电路连接。

本申请实施例还提供了一种光强检测装置，包括：如上所述的光强检测电路。

本申请实施例还提供了一种光强检测方法，包括：复位子电路向第一节点提供补偿电压端提供的参考电压，感测子电路感测第二节点的电压；复位子电路向第一节点提供补偿电压端提供的补偿电压，所述补偿电压等于复位电压与所述感测子电路感测到的第二节点的电压之差；光电转换子电路根据入射光信号生成对应的电信号，输出至第一节点；源跟随子电路根据第一节点的电信号，生成对应的电压信号或电流信号并输出至第二节点；读取子电路读取第二节点的电压信号或电流信号，以确定入射光强度。

与相关技术相比，本申请的光强检测电路、光强检测方法和装置，通过复位子电路向第一节点提供参考电压、感测子电路感测第二节点的电压、复位子电路根据感测到的第二节点的电压向第一节点提供补偿电压，消除了不同像素单元之间由于阈值电压变化引起的灵敏度差异，提高了各个像素单元的均一性。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的理解，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申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例提供的光强检测电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的读取子电路的等效电路图；

图3为本申请实施例提供的光电转换子电路和源跟随子电路的一种等效电路图；

图4为本申请实施例提供的光电转换子电路和源跟随子电路的另一种等效电路图；

图5为本申请实施例提供的复位子电路的等效电路图；

图6为本申请实施例提供的感测子电路的等效电路图；

图7为本申请实施例提供的光强检测电路的等效电路图之一；

图8为本申请实施例提供的光强检测电路的工作时序图；

图9为本申请实施例提供的复用子电路的等效电路图；

图10为本申请实施例提供的光强检测电路的等效电路图之二；

图11为本申请实施例提供的一种光强检测方法的流程图。

附图标记说明：

RST—复位控制端； Read—读取控制端；

VDD—第一电压端； COMP—补偿电压端；

Bias—偏置电压端； Sen—感测控制端；

N1～N2—节点； C—电容；

T1～T4—晶体管； Sense—感测端；

AMP—差分放大器； D—光敏二极管；

MUX—复用器 Control—控制端。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。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。

除非另外定义，本申请实施例公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语一直出该词前面的元件或误检涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者误检。

本领域技术人员可以理解，本申请所有实施例中采用的晶体管均可以为薄膜晶体管或场效应管或其他特性相同的器件。优选地，本申请实施例中使用的薄膜晶体管可以是氧化物半导体晶体管。由于这里采用的晶体管的源极、漏极是对称的，所以其源极、漏极可以互换。在本申请实施例中，为区分晶体管除栅极之外的两极，将其中一个电极称为第一极，另一电极称为第二极，第一极可以为源极或者漏极，第二极可以为漏极或源极。

间接式平板探测器成像原理如下：X-ray照射至探测器内部，首先经过闪烁体(Scintillator)，闪烁体功能是将X-ray转化成可见光，接着可见光入射至玻璃背板，玻璃背板包含一光电二极管和一开关电路(如TFT)，由光电二极管接受可见光激发电子至电容存储，接着扫描(Gate)侧驱动电路逐行打开开关电路扫描，由数据(Data)侧读取信号，芯片将模拟信号转换成数字信号，最后以影像方式呈现。

近年来，为了进一步提升平板探测器的性能与泛用性，动态平板探测器成为未来趋势，高帧频、高画质、低剂量都是未来的研究方向。而APS的像素设计因其放大信号之效果，能大幅度提升灵敏度，满足高帧频下信号量不足的问题点，已经被视为动态平板探测器必要的像素结构之一。

APS的放大增益与阈值电压相关，但是，由于各个像素单元之间的阈值电压存在差异，特别是非晶硅(a-Si)、氧化物(IGZO)、低温多晶硅(LTPS)的薄膜电晶体(TFT)器件，其阈值电压漂移明显，比如，LTPS NMOS TFT在正偏栅压应力(Positive gate bias stress)(+20伏，2小时)时的阈值电压偏移量ΔVth约+1伏，使得各个像素单元之间的灵敏度差异较大。

本申请实施例提供一种光强检测电路，该光强检测电路包括：光电转换子电路、源跟随子电路、复位子电路、读取子电路和感测子电路。

具体的，光电转换子电路用于根据入射光信号生成对应的电信号，输出至第一节点；源跟随子电路用于根据第一节点的电信号，生成对应的电压信号或电流信号并输出至第二节点；读取子电路用于读取第二节点的电压信号或电流信号，以确定入射光强度；复位子电路用于向第一节点提供补偿电压端的电压，补偿电压端的电压包括参考电压和补偿电压，补偿电压等于复位电压与感测子电路感测到的第二节点的电压之差；感测子电路用于当第一节点的电压为参考电压时，感测第二节点的电压。

本申请实施例提供的光强检测电路，通过复位子电路向第一节点提供参考电压、感测子电路感测第二节点的电压、复位子电路根据感测到的第二节点的电压向第一节点提供补偿电压，消除了不同像素单元之间由于阈值电压变化引起的灵敏度差异，提高了各个像素单元的均一性。

本申请实施例的光强检测电路，可以通过多种方案实现。下面通过具体实施例详细说明本申请实施例的技术方案。

第一实施例

图1为本申请第一实施例的光强检测电路的结构示意图。如图1所示，本实施例的光强检测电路包括：光电转换子电路、源跟随子电路、复位子电路、读取子电路和感测子电路。

具体的，光电转换子电路分别与偏置电压端Bias和第一节点N1连接，用于根据入射光信号生成对应的电信号，输出至第一节点N1；源跟随子电路分别与第一节点N1、第一电压端VDD和第二节点N2连接，用于根据第一节点N1的电信号，生成对应的电压信号或电流信号并输出至第二节点N2；读取子电路分别与第二节点N2、读取控制端Read和输出端OUT连接，用于在读取控制端Read的控制下，读取第二节点N2的电压信号或电流信号，以确定入射光强度；复位子电路分别与复位控制端RST、补偿电压端COMP和第一节点N1连接，用于在复位控制端RST的控制下，向第一节点N1提供补偿电压端COMP的电压，补偿电压端COMP的电压包括参考电压Vref或补偿电压Vcomp，补偿电压Vcomp等于复位电压与感测子电路感测到的第二节点N2的电压之差；感测子电路分别与感测控制端Sen、第二节点N2和感测端Sense连接，用于当第一节点N1的电压为参考电压Vref时，在感测控制端Sen的控制下，感测第二节点N2的电压。

本申请实施例提供的光强检测电路，消除了不同像素单元之间由于阈值电压变化引起的灵敏度差异，提高了各个像素单元的均一性。

在一种示例性实施例中，图2为本申请实施例提供的读取子电路的等效电路图，如图2所示，该读取子电路包括：位于像素单元内的第一晶体管T1和位于像素单元外的外部读取集成电路。

具体的，第一晶体管T1的控制极与读取控制端Read连接，第一晶体管T1的第一极与第二节点N2连接，第一晶体管T1的第二极与外部读取集成电路连接。

图2中具体示出了读取子电路的一种示例性结构。本领域技术人员容易理解是，读取子电路的实现方式不限于此，只要能够实现其各自的功能即可。

在一种示例性实施例中，图3为本申请实施例提供的光电转换子电路和源跟随子电路的一种等效电路图，如图3所示，该光电转换子电路包括位于像素单元内的光敏二极管D，该源跟随子电路包括：位于像素单元内的第二晶体管T2。

具体的，光敏二极管D的阳极端与偏置电压端Bias连接，光敏二极管D的阴极端与第一节点N1连接；第二晶体管T2的控制极和第一节点N1连接，第二晶体管T2的第一极和第一电压端VDD连接，第二晶体管T2的第二极与第二节点N2连接。

在另一种示例性实施例中，图4为本申请实施例提供的光电转换子电路和源跟随子电路的另一种等效电路图，如图4所示，光电转换子电路还可以包括位于像素单元内的光敏二极管D和第二电容C2，源跟随子电路包括：位于像素单元内的第二晶体管T2。

具体的，光敏二极管D的阳极端与偏置电压端Bias连接，光敏二极管D的阴极端与第一节点N1连接，第二电容C2的一端与偏置电压端Bias连接，第二电容C2的另一端与第一节点N1连接；第二晶体管T2的控制极与第一节点N1连接，第二晶体管T2的第一极与第一电压端VDD连接，第二晶体管T2的第二极与第二节点N2连接。

图3和图4中具体示出了光电转换子电路和源跟随子电路的两种示例性结构。本领域技术人员容易理解是，光电转换子电路和源跟随子电路的实现方式不限于此，只要能够实现其各自的功能即可。

在一种示例性实施例中，图5为本申请实施例提供的复位子电路的等效电路图，如图5所示，该复位子电路包括：位于像素单元内的第三晶体管T3。

具体的，第三晶体管T3的控制极与复位控制端RST连接，第三晶体管T3的第一极与补偿电压端COMP连接，第三晶体管T3的第二极与第一节点N1连接。

图5中具体示出了复位子电路的一种示例性结构。本领域技术人员容易理解是，复位子电路的实现方式不限于此，只要能够实现其各自的功能即可。

在一种示例性实施例中，图6为本申请实施例提供的感测子电路的等效电路图，如图6所示，该感测子电路包括：位于像素单元内的第四晶体管T4和位于像素单元外的外部感测电路。

具体的，第四晶体管T4的控制极与感测控制端Sen连接，第四晶体管T4的第一极与第二节点N2连接，第四晶体管T4的第二极与外部感测电路连接。

本实施例中，如图6所示，外部感测电路可以包括电容C和差分放大器AMP，其中，电容C的一端与第四晶体管T4的第二极连接，电容C的另一端接地；差分放大器AMP的负输入端与第四晶体管T4的第二极连接，差分放大器AMP的正输入端与基准电压端连接，差分放大器AMP的输出端与感测端连接。

图6中具体示出了感测子电路的一种示例性结构。本领域技术人员容易理解是，感测子电路的实现方式不限于此，只要能够实现其各自的功能即可。

图7为本申请实施例提供的光强检测电路的等效电路图，如图7所示，本申请实施例提供的光强检测电路中，读取子电路包括：位于像素单元内的第一晶体管T1和位于像素单元外的外部读取集成电路，光电转换子电路包括位于像素单元内的光敏二极管D，源跟随子电路包括：位于像素单元内的第二晶体管T2，复位子电路包括：位于像素单元内的第三晶体管T3，感测子电路包括：位于像素单元内的第四晶体管T4和位于像素单元外的外部感测电路。

具体的，第一晶体管T1的控制极与读取控制端Read连接，第一晶体管T1的第一极与第二节点N2连接，第一晶体管T1的第二极与外部读取集成电路连接；光敏二极管D的阳极端与偏置电压端Bias连接，光敏二极管D的阴极端与第一节点N1连接；第二晶体管T2的控制极和第一节点N1连接，第二晶体管T2的第一极和第一电压端VDD连接，第二晶体管T2的第二极与第二节点N2连接；第三晶体管T3的控制极与复位控制端RST连接，第三晶体管T3的第一极与补偿电压端COMP连接，第三晶体管T3的第二极与第一节点N1连接，第四晶体管T4的控制极与感测控制端Sen连接，第四晶体管T4的第一极与第二节点N2连接，第四晶体管T4的第二极与外部感测电路连接。

图7中具体示出了感测子电路、读取子电路、光电转换子电路、源跟随子电路和复位子电路的示例性结构。本领域技术人员容易理解是，以上各子电路的实现方式不限于此，只要能够实现其各自的功能即可。

在本实施例中，第一晶体管T1～第四晶体管T4均可以为N型薄膜晶体管或P型薄膜晶体管，可以统一工艺流程，减少工艺制程，有助于提高产品的良率。此外，考虑到低温多晶硅薄膜晶体管的漏电流较小，因此，本发明实施例优选所有晶体管为低温多晶硅薄膜晶体管，薄膜晶体管具体可以选择底栅结构的薄膜晶体管或者顶栅结构的薄膜晶体管，只要能够实现开关功能即可。

下面结合图7所示的光强检测电路和图8所示的工作时序图，对该光强检测电路的工作过程进行具体的描述。如图8所示，其工作过程包括：

第一阶段t1，即参考电压输入阶段，打开第三晶体管T3，通过第三晶体管T3向第一节点N1输入补偿电压端COMP提供的参考电压Vref；

第二阶段t2，即感测阶段，打开第四晶体管T4，外部感测电路通过第四晶体管T4读取第二节点N2的电压，并将感测到的第二节点N2的电压反馈至补偿电压端COMP；

第三阶段t3，即复位阶段，打开第三晶体管T3，通过第三晶体管T3向第一节点N1输入补偿电压端COMP提供的补偿电压Vcomp，Vcomp＝Vrst-(Vref-Vth)，Vrst为复位电压，Vth为第二晶体管T2的阈值电压；

第四阶段t4，即积分阶段，通过偏置电压端Bias向光敏二极管D输入偏置电压，使光敏二极管D处于逆偏压状态，光敏二极管D受到光照，采集光信号，将采集的光信号转换为相应的电压信号，并输出至第一节点N1；第二晶体管T2根据第一节点N1的电压信号，生成对应的电流信号(在其他实施例中，也可以根据第一节点N1的电压，生成对应的电压信号)并输出至第二节点N2；

第五阶段t5，即读取阶段，打开第一晶体管T1，外部读取集成电路通过第一晶体管T1读取第二节点N2的电流信号，以确定入射光强度。

本申请实施例的光强检测电路，通过在感测阶段感测第二节点N2的电压，外部感测电路将第二节点N2的电压(与阈值电压Vth相关)反馈至补偿电压端COMP，通过复位晶体管，将阈值电压Vth的变数引入第一节点N1，使后续放大电流与阈值电压Vth无关，消除了阈值电压Vth的影响，从而消除了不同像素单元之间由于阈值电压变化引起的灵敏度差异，提高了各个像素单元的均一性。

第二实施例

在本实施例中，光强检测电路还包括复用子电路，复用子电路包括：位于像素单元内的第一晶体管T1和位于像素单元外的复用器MUX。通过使用复用器MUX，进一步减少一个像素单元内的晶体管的数量，以最大限度地扩大填充因子。

在一种示例性实施例中，图9为本申请实施例提供的复用子电路的等效电路图，如图9所示，复用子电路包括：位于像素单元内的第一晶体管T1和位于像素单元外的复用器MUX，所述感测子电路为位于像素单元外的外部感测电路，所述读取子电路为位于像素单元外的外部读取集成电路。

具体的，第一晶体管T1的控制极与读取控制端Read连接，第一晶体管T1的第一极与第二节点N2连接，第一晶体管T1的第二极与复用器MUX的输入通道连接；复用器MUX的一路输出通道与所述读取子电路连接，复用器MUX的另一路输出通道与感测子电路连接。

图9中具体示出了复用子电路的一种示例性结构。本领域技术人员容易理解是，复用子电路的实现方式不限于此，只要能够实现其各自的功能即可。

图10为本申请实施例提供的光强检测电路的等效电路图，如图10所示，本申请实施例提供的光强检测电路中，光电转换子电路包括位于像素单元内的光敏二极管D，源跟随子电路包括：位于像素单元内的第二晶体管T2，复位子电路包括：位于像素单元内的第三晶体管T3，光强检测电路还包括复用子电路复用子电路包括：位于像素单元内的第一晶体管T1和位于像素单元外的复用器MUX，所述感测子电路为位于像素单元外的外部感测电路，所述读取子电路为位于像素单元外的外部读取集成电路。

具体的，光敏二极管D的阳极端与偏置电压端Bias连接，光敏二极管D的阴极端与第一节点N1连接；第二晶体管T2的控制极和第一节点N1连接，第二晶体管T2的第一极和第一电压端VDD连接，第二晶体管T2的第二极与第二节点N2连接；第三晶体管T3的控制极与复位控制端RST连接，第三晶体管T3的第一极与补偿电压端COMP连接，第三晶体管T3的第二极与第一节点N1连接；第一晶体管T1的控制极与读取控制端Read连接，第一晶体管T1的第一极与第二节点N2连接，第一晶体管T1的第二极与复用器MUX的输入通道连接；复用器MUX的一路输出通道与读取子电路连接，复用器MUX的另一路输出通道与感测子电路连接。

图10中具体示出了复位子电路、光电转换子电路、源跟随子电路和复位子电路的示例性结构。本领域技术人员容易理解是，以上各子电路的实现方式不限于此，只要能够实现其各自的功能即可。

本实施例的光强检测电路的工作过程与第一实施例相似，具体工作过程请参照第一实施例的描述，此处不再赘述。

第三实施例

基于前述实施例的发明构思，本申请实施例还提供了一种光强检测装置，包括前述任一实施例所述的光强检测电路。

第四实施例

基于前述实施例的发明构思，本申请实施例还提供了一种光强检测方法，如图11所示，该光强检测方法包括步骤100至步骤500。

具体的，步骤100包括：复位子电路向第一节点提供补偿电压端提供的参考电压，感测子电路感测第二节点的电压。

在本步骤中，参考电压的电压值可以较低，经过一段时间后，第二节点的电压值会上升至Vref-Vth，Vref为参考电压，Vth为放大晶体管的阈值电压。

步骤200包括：复位子电路向第一节点提供补偿电压端提供的补偿电压，补偿电压等于复位电压与所述感测子电路感测到的第二节点的电压之差。

在本步骤中，补偿电压Vcomp＝Vrst-(Vref-Vth)，Vrst为复位电压。通过提供该补偿电压对第一节点进行复位，消除了阈值电压对后续步骤中源跟随子电路生成的电压信号或电流信号的影响。

步骤300包括：光电转换子电路根据入射光信号生成对应的电信号，输出至第一节点。

在本步骤中，光电转换子电路包括光敏元件，通过光敏元件采集入射光信号，生成对应的电信号，输出至第一节点。

步骤400包括：源跟随子电路根据第一节点的电信号，生成对应的电压信号或电流信号并输出至第二节点。

在本步骤中，源跟随子电路可以根据第一节点的电信号，生成对应的电压信号输出至第二节点，或者，也可以根据第一节点的电信号，生成对应的电流信号输出至第二节点。

步骤500包括：读取子电路读取第二节点的电压信号或电流信号，以确定入射光强度。

本实施例提供的光强检测方法，通过复位子电路向第一节点提供参考电压、感测子电路感测第二节点的电压、复位子电路根据感测到的第二节点的电压向第一节点提供补偿电压，能够实时监控阈值电压变化，即时补偿以达到保持固定的放大增益，消除了不同像素单元之间由于阈值电压变化引起的灵敏度差异，提高了各个像素单元的均一性。

有以下几点需要说明：

本申请实施例附图只涉及本申请实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

在不冲突的情况下，本发明的实施例即实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

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)

1.一种光强检测电路，其特征在于，包括：光电转换子电路、源跟随子电路、复位子电路、读取子电路和感测子电路，其中：

所述光电转换子电路，用于根据入射光信号生成对应的电信号，输出至第一节点；

所述源跟随子电路，用于根据所述第一节点的电信号，生成对应的电压信号或电流信号并输出至第二节点；

所述读取子电路，用于读取所述第二节点的电压信号或电流信号，以确定入射光强度；

所述复位子电路，用于向所述第一节点提供补偿电压端的电压，所述补偿电压端的电压包括参考电压和补偿电压，所述补偿电压等于复位电压与所述感测子电路感测到的所述第二节点的电压之差；

所述感测子电路，用于当所述第一节点的电压为参考电压时，感测所述第二节点的电压；

所述感测子电路将感测到的第二节点的电压反馈至补偿电压端，所述复位子电路根据感测到的第二节点的电压向第一节点提供所述补偿电压。

2.根据权利要求1所述的光强检测电路，其特征在于，所述读取子电路包括：位于像素单元内的第一晶体管和位于所述像素单元外的外部读取集成电路，其中：

所述第一晶体管的控制极与读取控制端连接，所述第一晶体管的第一极与所述第二节点连接，所述第一晶体管的第二极与所述外部读取集成电路连接。

3.根据权利要求1所述的光强检测电路，其特征在于，所述光电转换子电路包括光敏二极管，所述源跟随子电路包括：第二晶体管，其中：

所述光敏二极管的阳极端与偏置电压端连接，所述光敏二极管的阴极端与所述第一节点连接；

所述第二晶体管的控制极和所述第一节点连接，所述第二晶体管的第一极与第一电压端连接，所述第二晶体管的第二极与所述第二节点连接。

4.根据权利要求1所述的光强检测电路，其特征在于，所述复位子电路包括：第三晶体管，其中：

所述第三晶体管的控制极与复位控制端连接，所述第三晶体管的第一极与所述补偿电压端连接，所述第三晶体管的第二极与所述第一节点连接。

5.根据权利要求1所述的光强检测电路，其特征在于，所述感测子电路包括：位于像素单元内的第四晶体管和位于所述像素单元外的外部感测电路，所述外部感测电路包括电容和差分放大器，其中：

所述第四晶体管的控制极与感测控制端连接，所述第四晶体管的第一极与所述第二节点连接，所述第四晶体管的第二极与所述电容的一端连接；

所述电容的一端还与所述差分放大器的负输入端连接，所述电容的另一端接地；所述差分放大器的正输入端与基准电压端连接，所述差分放大器的输出端与感测端连接。

6.根据权利要求1所述的光强检测电路，其特征在于，所述读取子电路包括：位于像素单元内的第一晶体管和位于所述像素单元外的外部读取集成电路，所述光电转换子电路包括光敏二极管，所述源跟随子电路包括：第二晶体管，所述复位子电路包括：第三晶体管，所述感测子电路包括：位于所述像素单元内的第四晶体管和位于所述像素单元外的外部感测电路，所述外部感测电路包括电容和差分放大器，其中：

所述第一晶体管的控制极与读取控制端连接，所述第一晶体管的第一极与所述第二节点连接，所述第一晶体管的第二极与所述外部读取集成电路连接；

所述光敏二极管的阳极端与偏置电压端连接，所述光敏二极管的阴极端与所述第一节点连接；

所述第二晶体管的控制极与所述第一节点连接，所述第二晶体管的第一极与第一电压端连接，所述第二晶体管的第二极与所述第二节点连接；

所述第三晶体管的控制极与复位控制端连接，所述第三晶体管的第一极与所述补偿电压端连接，所述第三晶体管的第二极与所述第一节点连接；

所述第四晶体管的控制极与感测控制端连接，所述第四晶体管的第一极与所述第二节点连接，所述第四晶体管的第二极与所述电容的一端连接；

所述电容的一端还与所述差分放大器的负输入端连接，所述电容的另一端接地；所述差分放大器的正输入端与基准电压端连接，所述差分放大器的输出端与感测端连接。

7.根据权利要求1所述的光强检测电路，其特征在于，所述光强检测电路还包括复用子电路，所述复用子电路包括：位于像素单元内的第一晶体管和位于所述像素单元外的复用器，所述感测子电路为位于所述像素单元外的外部感测电路，所述读取子电路为位于所述像素单元外的外部读取集成电路，其中：

所述第一晶体管的控制极与读取控制端连接，所述第一晶体管的第一极与所述第二节点连接，所述第一晶体管的第二极与所述复用器的输入通道连接；

所述复用器的一路输出通道与所述读取子电路连接，所述复用器的另一路输出通道与所述感测子电路连接。

8.根据权利要求1所述的光强检测电路，其特征在于，所述光电转换子电路包括光敏二极管，所述源跟随子电路包括：第二晶体管，所述复位子电路包括：第三晶体管，所述光强检测电路还包括复用子电路，所述复用子电路包括：位于像素单元内的第一晶体管和位于所述像素单元外的复用器，所述感测子电路为位于所述像素单元外的外部感测电路，所述读取子电路为位于所述像素单元外的外部读取集成电路，其中：

所述光敏二极管的阳极端与偏置电压端连接，所述光敏二极管的阴极端与所述第一节点连接；

所述第二晶体管的控制极和所述第一节点连接，所述第二晶体管的第一极和第一电压端连接，所述第二晶体管的第二极与所述第二节点连接；

所述第三晶体管的控制极与复位控制端连接，所述第三晶体管的第一极与所述补偿电压端连接，所述第三晶体管的第二极与所述第一节点连接；

所述第一晶体管的控制极与读取控制端连接，所述第一晶体管的第一极与所述第二节点连接，所述第一晶体管的第二极与所述复用器的输入通道连接；

所述复用器的一路输出通道与所述读取子电路连接，所述复用器的另一路输出通道与所述感测子电路连接。

9.一种光强检测装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一所述的光强检测电路。

10.一种光强检测方法，其特征在于，包括：

复位子电路向第一节点提供补偿电压端提供的参考电压，感测子电路感测第二节点的电压；

所述感测子电路将感测到的第二节点的电压反馈至补偿电压端；

复位子电路根据所述感测子电路感测到的第二节点的电压向所述第一节点提供所述补偿电压端提供的补偿电压，所述补偿电压等于复位电压与所述感测子电路感测到的所述第二节点的电压之差；

光电转换子电路根据入射光信号生成对应的电信号，输出至所述第一节点；

源跟随子电路根据所述第一节点的电信号，生成对应的电压信号或电流信号并输出至所述第二节点；

读取子电路读取所述第二节点的电压信号或电流信号，以确定入射光强度。

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