CN115278123B - 光敏器件的采样方法以及图像传感器、电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种光敏器件的采样方法以及图像传感器、电子设备，涉及显示技术领域，用于减小电信号放大采样过程中的噪声。光敏器件包括光电转换元件、信号传输电路和双采样电路；光电转换元件用于将光信号转换成电信号，光敏器件的采样方法包括：在第一信号端以及第二信号端的控制下，信号传输电路将光电转换元件输出的电信号放大，并将放大后的电信号作为采样信号输出至双采样电路；双采样电路分时开启，将两次开启时接收到的采样信号分别作为第一采样信号和第二采样信号存储，并将存储在双采样电路中的第一采样信号从第一输出端输出，将第二采样信号从第二输出端输出；第一采样信号与第二采样信号的差值用于表征光信号的强度。

Description

光敏器件的采样方法以及图像传感器、电子设备

技术领域

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种光敏器件的采样方法以及图像传感器、电子设备。

背景技术

图像传感器是利用光电器件的光电转换功能将感光面上的光信号转换为与光信号成相应比例关系的电信号。

图像传感器包括由多个光敏器件组成的光敏单元。每个光敏器件将光敏器件采集的光信号转换成电信号，并将电信号通过源跟随子电路放大后输出。然而，源跟随子电路对电信号进行放大的过程中存在电路自身带来的噪声，影响电信号的准确度，最终影响图像传感器的成像质量。

发明内容

本申请实施例提供一种光敏器件的采样方法以及图像传感器、电子设备，用于减小电信号放大采样过程中的噪声。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

本申请实施例的第一方面，提供一种光敏器件的采样方法，光敏器件包括光电转换元件、信号传输电路和双采样电路；光电转换元件用于将光信号转换成电信号，信号传输电路与光电转换元件、第一信号端、第二信号端以及双采样电路耦接，双采样电路与第一输出端和第二输出端耦接。光敏器件的采样方法包括：在第一信号端以及第二信号端的控制下，信号传输电路接收来自光电转换元件的电信号，并将电信号放大输出至双采样电路；双采样电路分时开启，将两次开启时接收到的来自信号传输电路放大后的电信号分别作为第一采样信号和第二采样信号存储，并将存储在双采样电路中的第一采样信号从第一输出端输出，将第二采样信号从第二输出端输出；第一采样信号与第二采样信号的差值用于表征光信号的强度。

本申请实施例提供的光敏器件的采样方法，在第一信号端以及第二信号端的控制下，信号传输电路将光电转换元件输出的电信号放大，并将放大后的信号作为采样信号输出至双采样电路。通过双采样电路对放大后的信号进行两次采样，两次采样期间内第一开关管和第二开关管开启的时间相同，用第一采样信号和第二采样信号的差值大小来表征不同强度的光信号。本申请实施例提供的采样方法，双采样电路对第一采样信号和第二采样信号的采样阶段是在信号传输电路持续开启时进行采样的，均是采集光电转换元件输出的电信号，避免了由于信号传输电路的开启和截止导致电荷注入效应和时钟馈通效应带来的噪声。

在一些实施例中，信号传输电路包括传输子电路、源跟随子电路以及选通子电路；传输子电路与第一信号端、光电转换元件以及存储节点耦接；源跟随子电路与第一电压端、存储节点以及选通子电路耦接；选通子电路还与第二信号端以及双采样电路耦接；在第一信号端以及第二信号端的控制下，信号传输电路接收来自光电转换元件的电信号，并将电信号放大输出至双采样电路，包括：在第一信号端的控制下，传输子电路开启，将电信号传输至存储节点；电信号控制源跟随子电路开启，第一电压端的信号经源跟随子电路后生成信号传输电路放大后的电信号，传输至选通子电路；在第二信号端的控制下，选通子电路将源跟随子电路输出的信号传输电路放大后的电信号传输至双采样电路。

在一些实施例中，信号传输电路还包括复位子电路；复位子电路与复位信号端、第一电压端以及存储节点耦接；光敏器件的采样方法还包括：在复位信号端的控制下，复位子电路开启，将第一电压端的信号传输至存储节点。

在一些实施例中，双采样电路包括第一开关管、第二开关管、第一电容以及第二电容；第一开关管与信号传输电路和第一电容的第一极分别耦接，第二开关管与信号传输电路和第二电容的第一极分别耦接；第一电容的第一极还与第一输出端耦接，第一电容的第二极与第二电压端耦接，第二电容的第一极还与第二输出端耦接，第二电容的第二极与第二电压端耦接；双采样电路分时开启，将两次开启时接收到的信号传输电路放大后的电信号分别作为第一采样信号和第二采样信号存储，包括：控制第一开关管开启，将信号传输电路放大后的电信号作为第一采样信号存储至第一电容；控制第二开关管开启，将信号传输电路放大后的电信号作为第二采样信号存储至第二电容。

在一些实施例中，信号传输电路持续接收来自光电转换元件的电信号。

本申请实施例第二方面，提供一种图像传感器，包括：控制器和光敏器件；控制器与光敏器件耦接，用于向光敏器件传输控制信号，以控制光敏器件执行第一方面任一项的采样方法进行采样。

本申请实施例第二方面提供的图像传感器，包括执行第一方面任一项的采样方法进行采样的光敏器件，其有益效果与光敏器件的采样方法的有益效果相同，此处不再赘述。

在一些实施例中，光敏器件包括信号传输电路和双采样电路，控制器用于在双采样电路两次开启期间，持续向信号传输电路的第一信号端输出开启信号。

在一些实施例中，图像传感器包括多个光敏器件，多个光敏器件阵列排布；位于同一排的光敏器件共用同一双采样电路。

本申请实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括电源和第二方面任一项的图像传感器；电源用于为图像传感器供电。

本申请实施例第三方面提供的电子设备，包括第二方面任一项的图像传感器，其有益效果与图像传感器的有益效果相同，此处不再赘述。

在一些实施例中，电子设备还包括处理器和模数转换器；处理器与图像传感器中的光敏器件耦接，用于接收光敏器件输出的第一采样信号和第二采样信号，并将第一采样信号和第二采样信号的差值输出至模数转换器；模数转换器与处理器耦接，用于接收处理器输出的差值，并将差值转换为数字信号。

在一些实施例中，图像传感器中的控制器集成在处理器中。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种图像传感器的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种光敏器件的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的又一种光敏器件的结构示意图；

图5A为本申请实施例提供的一种光敏器件的采样方法的流程图；

图5B为用于驱动图4所示的光敏器件的时序图；

图6为本申请实施例提供的又一种光敏器件的结构示意图；

图7A为本申请实施例提供的又一种光敏器件的采样方法的流程图；

图7B为用于采样图6所示的光敏器件的时序图；

图8A-图8C为图6所示的光敏器件的采样过程示意图。

1-电子设备；2-图像传感器；3-处理器；4-模数转换器；5-电源；10-光敏单元；20-控制器； 100-光敏器件；110-光电转换元件；120-信号传输电路；130-双采样电路；130＇-采样电路； 121-复位子电路；122-传输子电路；123-源跟随子电路；124-选通子电路；131-第一采样电路； 132-第二采样电路；M1-第一晶体管；M2-第二晶体管；M3-第三晶体管；M4-第四晶体管；C1- 第一电容；C2-第二电容；S1-第一开关管；S2-第二开关管；TG-第一信号端；SEL-第二信号端；RST-复位信号端；V1-第一电压端；V2-第二电压端；FD-存储节点；T＇-输出端；T1-第一输出端；T2-第二输出端；CS-电流源。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

以下，术语“第二”、“第一”等仅用于描述方便，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第二”、“第一”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，本申请实施例中，“上”、“下”、“左”、“右”等方位术语可以包括但不限于相对附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语可以是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件附图所放置的方位的变化而相应地发生变化。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。此外，术语“相耦接”可以是直接的电性连接，也可以通过中间媒介间接的电性连接。术语“接触”可以是直接接触，也可以是通过中间媒介间接的接触。

本申请实施例中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如， A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请实施例提供一种的电子设备，该电子设备可以是手机、计算机、平板电脑、行车记录仪、相机或者摄像机等具有捕获图像功能的终端设备，或者为视频监控系统、机动车成像系统、具有成像能力的视频游戏系统或者捕获数字图像数据的任何其他所需捕获图像功能的系统或设备。本申请实施例对上述电子设备的具体形式不做特殊限制。

示例一种电子设备，如图1所示，电子设备1主要包括图像传感器2、处理器3、模数转换器(analog to digital converter，ADC)4和电源5。

电源5用于为图像传感器2、处理器3、模数转换器4供电。

其中，如图2所示，图像传感器2包括控制器20和光敏单元10。光敏单元10包括多个光敏器件100，多个光敏器件100呈阵列排布。

控制器20与光敏单元10中的多个光敏器件100耦接，用于向光敏单元10中的每个光敏器件100传输控制信号，例如，开启信号或截止信号，以控制光敏器件100进行采样。

图像传感器2通过光敏单元10将光信号转换成电信号，然后进行采样，然后再利用处理器3和模数转换器4将电信号进行处理，并将处理后的电信号转换成数字信号。

在一些实施例中，图像传感器2中的控制器20还可以集成在处理器3中。本申请实施例对此不做限定，根据实际需要合理设计即可。

关于光敏器件100的结构，如图3所示，光敏器件100主要包括光电转换元件110、信号传输电路120和采样电路130＇。

其中，光电转换元件110用于将光信号转换成电信号。

在一些实施例中，光电转换元件110包括光电二极管。利用光电转换元件110可以将光信号转换成电信号，并传输至信号传输电路120。

如图3所示，信号传输电路120与光电转换元件110、第一信号端TG、第二信号端SEL、第一电压端V1以及采样电路130＇耦接，用于在第一信号端TG以及第二信号端SEL的控制下，将光电转换元件110输出的电信号放大，并将放大后的电信号作为采样信号输出至采样电路130＇。

采样电路130＇与第二电压端V2、输出端T＇耦接，用于将放大后的电信号传输至采样电路130＇并存储。

需要强调的是，每个光敏器件100与一个采样电路130＇耦接，但并不意味着每个光敏器件100需要包括一个采样电路130＇。

在一些实施例中，每排光敏器件100与同一个采样电路130＇耦接。

示例性的，如图2所示，每一列的光敏器件100共用一个采样电路130＇。

或者，示例性的，每一行的光敏器件100共用一个采样电路130＇。

在另一些实施例中，整个光敏单元10包括一个采样电路130＇。

示例性的，光敏单元10中的所有光敏器件100共用一个采样电路130＇。

在又一些实施例中，每个光敏器件100包括一个采样电路130＇。

示例性的，每个光敏器件100都单独与一个采样电路130＇耦接。

本申请实施例对此不做限定，根据实际需要合理设计即可。

关于信号传输电路120，在一些实施例中，信号传输电路120包括存储节点和源跟随子电路(图3未示出存储节点和源跟随子电路)。

该光敏器件100的采样方法包括：光电转换元件110将光信号转换成电信号，并将电信号存储至存储节点，然后通过源跟随子电路将该电信号放大后传输至采样电路130＇。

然而，由于源跟随子电路对电信号进行放大并传输，在对电信号放大和传输的过程中存在电路自身对电信号带来的噪声，影响电信号的准确度，最终影响图像传感器的成像质量。

基于此，为了减小源跟随子电路带来的噪声，本申请实施例还提供一种光敏器件，如图 4所示，光敏器件100包括光电转换元件110、信号传输电路120以及双采样电路130。

关于光电转换元件110和信号传输电路120的具体结构件和连接关系与上述相同部分参考上述描述，在此不再赘述。

关于信号传输电路120，在一些实施例中，如图4所示，信号传输电路120包括复位子电路121、传输子电路122、源跟随子电路123以及选通子电路124。

其中，复位子电路121与复位信号端RST、第一电压端V1以及存储节点FD耦接。传输子电路122与第一信号端TG、光电转换元件110以及存储节点FD耦接。源跟随子电路123 与第一电压端V1、存储节点FD以及选通子电路124耦接。选通子电路124与第二信号端 SEL和双采样电路130。

其中，复位子电路121与复位信号端RST、第一电压端V1以及存储节点FD耦接，用于在复位信号端RST的控制下，对存储节点FD进行复位。

此处，复位子电路121将第一电压端V1的信号传输至存储节点FD。

传输子电路122与第一信号端TG、光电转换元件110以及存储节点FD耦接，用于在第一信号端TG的控制下，将经光电转换元件110输出的电信号存储至存储节点FD。

源跟随子电路123与第一电压端V1、存储节点FD以及选通子电路124耦接，存储至存储节点FD的电信号控制源跟随子电路123开启，用于将第一电压端V1的信号经源跟随子电路123放大后生成采样信号，传输至选通子电路124。

选通子电路124与第二信号端SEL和双采样电路130耦接，用于在第二信号端SEL的控制下，将源跟随子电路123输出的采样信号传输至双采样电路130。

关于双采样电路130，在一些实施例中，如图4所示，双采样电路130包括第一采样电路131和第二采样电路132。

第一采样电路131与第一输出端T1、第二电压端V2以及选通子电路124耦接。第二采样电路132与第二输出端T2、第二电压端V2以及选通子电路124耦接。

基于上述对各电路具体子电路的描述，以下结合图4、图5A和图5B对上述光敏器件100 的具体采样过程进行详细的说明。

如图5A所示，光敏器件100的采样过程包括：

S11、在复位信号端RST的控制下，复位子电路121将第一电压端V1的信号传输至存储节点FD。

其中，控制器20控制复位信号端RST，使复位子电路121开启，第一电压端V1输入的复位信号传输至存储节点FD，对存储节点FD进行复位。

此处释明的是，对存储节点FD进行复位，可以在每次采样之前进行复位，也可以在每次采样结束后进行复位。本申请实施例对此不做限定，只需保证在每次采样之前存储FD处于复位状态即可。

S12、在第二信号端SEL的控制下，信号传输电路120将复位信号经源跟随子电路123 放大，并将放大后的电信号作为复位采样信号输出至第一采样电路131。

其中，控制器20控制第二信号端SEL，使选通子电路124开启，同时控制器20控制第一采样电路131开启。

源跟随子电路123将复位信号进行放大，并将放大后的复位采样信号输出，存储至双采样电路130的第一采样电路131。

示例性的，复位信号直接经源跟随子电路123放大，生成复位采样信号，并存储至第一采样电路131。

或者，示例性的，在复位信号的控制下，源跟随子电路123开启，第一电压端V1的信号经过源跟随子电路123生成复位采样信号，并通过选通子电路124存储至第一采样电路131。

S13、在第一信号端TG和第二信号端SEL的控制下，信号传输电路120将光电转换元件110输出的电信号放大，并将放大后的电信号作为对比采样信号输出至第二采样电路132。

示例性的，步骤S13包括：

S131、控制器20控制第一信号端TG和第二信号端SEL，使传输子电路122和选通子电路124开启。

控制器20控制第一信号端TG，使传输子电路122开启，将光电转换元件110输出的对比电信号传输至存储节点FD。

对比电信号控制源跟随子电路123开启，第一电压端V1的信号经源跟随子电路123后生成对比采样信号，传输至选通子电路124。

S132、控制器20控制第一信号端TG和第二信号端SEL，使传输子电路122截止，选通子电路124开启。

控制器20控制第一信号端TG，使传输子电路122截止。

控制器20控制第二信号端SEL，使选通子电路124开启，同时，控制器20控制第二采样电路132开启，将经源跟随子电路123输出的对比采样信号存储至第二采样电路132。

S14、将复位采样信号和对比采样信号的差值转换为数字信号。

其中，处理器3与光敏器件100耦接，用于接收光敏器件100输出的复位采样信号和对比采样信号，并将复位采样信号和对比采样信号的差值输出至模数转换器4。

具体的，存储在双采样电路130的复位采样信号从第一输出端T1输出，对比采样信号从第二输出端T2输出。

模数转换器4与处理器3耦接，用于接收处理器3输出的差值，并将差值转换为数字信号。

示例性的，本申请实施例中每一列的光敏器件100共用一个双采样电路130，因此每一行对应的光敏器件100可以同时进行采样。

这种采样方法称之为相关双采样(correlated double sampling，CDS)。相关双采样的原理为先将存储节点FD进行复位，通过源跟随子电路123输出复位采样信号，并将复位采样信号保存至双采样电路130。然后将光电转换元件110输出的电信号通过传输子电路121存储到存储节点FD，通过源跟随子电路123输出对比采样信号，并将对比采样信号保存至双采样电路130。最后将复位采样信号和光电转换元件110输出的对比采样信号做减法运算，可以将源跟随子电路123带来的噪声滤除。

然而，由于对复位采样信号和复位采样信号基础上的对比采样信号的采样时间不同，在对光电转换元件110输出的电信号进行采样时，控制第一信号端TG信号，使传输子电路122 的开启和截止，会导致源跟随子电路123产生由于电荷注入效应和时钟馈通效应而带来的噪声，影响图像传感器的成像质量。

基于此，为了解决由于第一信号端TG信号的开启和截止导致的电荷注入效应和时钟馈通效应的噪声，本申请实施例还提供一种光敏器件，如图6所示，光敏器件100包括光电转换元件110、信号传输电路120以及双采样电路130。

关于光电转换元件110和信号传输电路120的具体结构件和连接关系与上述相同部分参考上述描述，在此不再赘述。

具体的，如图6所示，复位子电路121包括第一晶体管M1，第一晶体管M1的栅极与复位信号端RST耦接，第一晶体管M1的第一极与第一电压端V1耦接，第一晶体管M1的第二极与存储节点FD耦接。传输子电路122包括第二晶体M2管，第二晶体管M2的栅极与第一信号端TG耦接，第二晶体管M2的第一极与光电转换元件110耦接，第二晶体管M2的第二极与存储节点FD耦接。源跟随子电路123包括第三晶体管M3，第三晶体管M3的栅极与存储节点FD耦接，第三晶体管M3的第一极与第一电压端V1耦接，第三晶体管M3的第二极与选通子电路124耦接。选通子电路124包括第四晶体管M4，第四晶体管M4的栅极与第二信号端SEL耦接，第四晶体管M4的第一极与双采样电路130耦接，第四晶体管M4的第二极与第三晶体管M3的第二极耦接。

关于双采样电路130，在一些实施例中，如图6所示，双采样电路130包括第一开关管 S1、第二开关管S2、第一电容C1以及第二电容C2。其中，第一开关管S1与第四晶体管M4的第一极耦接，第一开关管S1还与第一电容C1的第一极耦接，第一电容C1的第二极与第二电压端V2耦接，第一电容C1的第一极还与第一输出端T1耦接。第二开关管S2与第四晶体管M4的第一极耦接，第二开关管S2还与第二电容C2的第一极耦接，第二电容C2的第二极与第二电压端V2耦接，第二电容C2的第一极还与第二输出端T2耦接。

双采样电路130用于在分时开启时，将两次开启时接收到的采样信号(信号传输电路120 放大后的电信号)分别作为第一采样信号存储至第一电容C1以及作为第二采样信号存储至第二电容C2。

在一些实施例中，每一列的光敏器件100共用一个双采样电路130时，如图6所示，信号传输电路120与列总线(columne bus)耦接。其中，列总线上还包括电流源CS，用于为光敏器件100提供恒定的电流源。

示例性的，第一电压端V1是电源电压端VDD，第二电压端V2是参考地端。

基于上述对各电路具体子电路的描述，以下结合图6、图7A和图7B对上述光敏器件100 的具体采样过程进行详细的说明。

需要说明的是，第一、本发明实施例对各个电路中的晶体管的类型不做限定，即上述第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3以及第四晶体管M4可以是为N型晶体管或者P型晶体管。本发明以下实施例均是以上述晶体管均为N型晶体管为例进行的说明。

其中，上述晶体管的第一极可以是漏极、第二极可以是源极；或者，第一极可以是源极、第二极可以是漏极。本发明实施例对此不作限制。

如图7A所示，本申请实施例还提供的一种光敏器件100的采样方法，包括：

S21、在复位信号端RST的控制下，复位子电路121将第一电压端V1的信号传输至存储节点FD。

步骤S21中与上述步骤S11相同的部分，可参考上述关于S11的相关描述，在此不再赘述。

其中，控制器20控制复位信号端RST输入高电平开启信号。基于此，图6所示的光敏器件100的等效电路图如图8A所示。

第一晶体管M1开启，第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第一开关管 S1以及第二开关管S2均截止(处于截止状态的晶体管以打“×”表示，处于截止状态的开关管以断开连接进行示意)。

控制器20控制复位信号端RST输入高电平开启信号，使第一晶体管M1开启，第一电压端V1输入的复位信号传输至存储节点FD，对存储节点FD进行复位。

此处释明的是，对存储节点FD进行复位，可以在每次采样之前进行复位，也可以在每次采样结束后进行复位。本申请实施例对此不做限定，只需保证在每次采样之前存储节点FD处于复位状态即可。

S22、在第一信号端TG以及第二信号端SEL的控制下，信号传输电路120将光电转换元件110输出的电信号放大，并将放大后的电信号作为采样信号输出至双采样电路130的第一电容C1。

具体的，在第一信号端TG的控制下，传输子电路122开启，将电信号传输至存储节点 FD；电信号控制源跟随子电路123开启，第一电压端V1的信号经源跟随子电路123后生成采样信号，传输至选通子电路124；在第二信号端SEL的控制下，选通子电路124将源跟随子电路123输出的采样信号传输至双采样电路130。

控制器20控制第一信号端TG和第二信号端SEL输入高电平开启信号，同时控制器20 控制第一开关管S1开启。基于此，图6所示的光敏器件100的等效电路图如图8B所示。

第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4以及第一开关管S1均开启，第一晶体管M1和第二开关管S2均截止。

控制器20控制第一信号端TG输入高电平开启信号，使第二晶体管M2开启，将光电转换元件110输出的第一电信号传输至存储节点FD。

第一电信号控制第三晶体管M3开启，第一电压端V1的信号经第三晶体管M3后生成采样信号，传输至第四晶体管M4。

控制器20控制第二信号端SEL输入高电平开启信号，使第四晶体管M4开启，将第三晶体管M3输出的采样信号作为第一采样信号存储至双采样电路130的第一电容C1。采样完成后，控制器20控制第一开关管S1断开，使第一电容C1截止。

S23、在第一信号端TG以及第二信号端SEL的控制下，信号传输电路120将光电转换元件110输出的电信号放大，并将放大后的电信号作为采样信号输出至双采样电路130的第二电容C2。

控制器20控制第一信号端TG和第二信号端SEL输入高电平开启信号，同时控制器20 控制第二开关管S2开启。基于此，图6所示的光敏器件100的等效电路图如图8C所示。

第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4以及第二开关管S2均开启，第一晶体管M1和第一开关管S1均截止。

此处释明的是，控制器20控制第一信号端TG和第二信号端SEL持续输入高电平开启信号。

控制器20控制第一信号端TG输入高电平开启信号，使第二晶体管M2开启，将光电转换元件110输出的第二电信号传输至存储节点FD。

第二电信号控制第三晶体管M3开启，第一电压端V1的信号经第三晶体管M3后生成采样信号，传输至第四晶体管M4。

控制器20控制第二信号端SEL输入高电平开启信号，控制第四晶体管M4开启，将第三晶体管M3输出的采样信号作为第二采样信号存储至双采样电路130的第二电容C2。采样完成后，控制器20控制第二开关管S2断开，使第二电容C2截止。

S24、将第一采样信号和第二采样信号的差值转换为数字信号。

存储在双采样电路130的第一采样信号从第一输出端T1输出，第二采样信号从第二输出端T2输出。

其中，处理器3与图像传感器2中的光敏器件100耦接，用于接收光敏器件100输出的第一采样信号和第二采样信号，并将第一采样信号和第二采样信号的差值输出至模数转换器 4。第一采样信号与第二采样信号的差值可以用于表征光信号的强度。

模数转换器4与处理器3耦接，用于接收处理器3输出的差值，并将差值转换为数字信号。

本申请实施例提供的光敏器件100的采样方法，控制器20用于向第一信号端TG、第二信号端SEL、复位信号端RST、第一开关管S1以及第二开关管S2输出开启或截止信号。

此处释明的是，在双采样电路130两次开启期间，控制器20持续向信号传输电路120的第一信号端TG输出开启信号。

本申请实施例提供的光敏器件100的采样方法，在复位信号端RST的控制下，利用复位子电路121对存储节点FD进行复位。在第一信号端TG和第二信号端SEL的控制下，通过信号传输电路120将光电转换元件110输出的电信号放大，并将放大后的信号作为采样信号输出至双采样电路130。通过双采样电路130对放大后的信号进行两次采样，两次采样期间内第一开关管S1和第二开关管S2开启的时间相同，用第一采样信号和第二采样信号的差值大小来表征不同强度的光信号。本申请实施例提供的采样方法，双采样电路130对第一采样信号和第二采样信号的采样阶段均是在复位子电路121对存储节点FD复位后完成的，并且第一次采样和第二次采样期间，传输子电路122持续开启，双采样电路130采样的信号均是采集光电转换元件110输出的电信号，避免了由于传输子电路122的开启和截止导致第三晶体管M3的栅极产生电荷注入效应和时钟馈通效应带来的噪声。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光敏器件的采样方法，其特征在于，所述光敏器件包括光电转换元件、信号传输电路和双采样电路；所述光电转换元件用于将光信号转换成电信号，所述信号传输电路与所述光电转换元件、第一信号端、第二信号端以及所述双采样电路耦接，所述双采样电路与第一输出端和第二输出端耦接；所述方法包括：

在所述第一信号端以及所述第二信号端的控制下，所述信号传输电路持续接收来自所述光电转换元件的电信号，并将所述电信号放大输出至所述双采样电路；

在所述信号传输电路持续开启时，所述双采样电路分时开启，将两次开启时接收到的来自所述信号传输电路放大后的电信号分别作为第一采样信号和第二采样信号存储，并将存储在所述双采样电路中的所述第一采样信号从所述第一输出端输出，将所述第二采样信号从所述第二输出端输出；所述第一采样信号与所述第二采样信号的差值用于表征所述光信号的强度；其中，所述第一采样信号和所述第二采样信号均是所述信号传输电路将所述光电转换元件输出的电信号放大后得到的。

2.根据权利要求1所述的光敏器件的采样方法，其特征在于，所述信号传输电路包括存储节点、传输子电路、源跟随子电路以及选通子电路；所述传输子电路与所述第一信号端、所述光电转换元件以及所述存储节点耦接；所述源跟随子电路与第一电压端、所述存储节点以及所述选通子电路耦接；所述选通子电路还与所述第二信号端以及所述双采样电路耦接；

在所述第一信号端以及所述第二信号端的控制下，所述信号传输电路接收来自所述光电转换元件的电信号，并将所述电信号放大输出至所述双采样电路，包括：在所述第一信号端的控制下，所述传输子电路开启，将所述电信号传输至所述存储节点；所述电信号控制所述源跟随子电路开启，所述第一电压端的信号经所述源跟随子电路后生成所述信号传输电路放大后的电信号，传输至所述选通子电路；在所述第二信号端的控制下，所述选通子电路将所述源跟随子电路输出的所述信号传输电路放大后的电信号传输至所述双采样电路。

3.根据权利要求2所述的光敏器件的采样方法，其特征在于，所述信号传输电路还包括复位子电路；所述复位子电路与复位信号端、所述第一电压端以及所述存储节点耦接；所述光敏器件的采样方法还包括：

在所述复位信号端的控制下，所述复位子电路开启，将所述第一电压端的信号传输至所述存储节点。

4.根据权利要求1所述的光敏器件的采样方法，其特征在于，所述双采样电路包括第一开关管、第二开关管、第一电容以及第二电容；所述第一开关管与所述信号传输电路和所述第一电容的第一极分别耦接，所述第二开关管与所述信号传输电路和所述第二电容的第一极分别耦接；所述第一电容的第一极还与所述第一输出端耦接，所述第一电容的第二极与第二电压端耦接，所述第二电容的第一极还与所述第二输出端耦接，所述第二电容的第二极与所述第二电压端耦接；

所述双采样电路分时开启，将两次开启时接收到的所述信号传输电路放大后的电信号分别作为第一采样信号和第二采样信号存储，包括：

控制所述第一开关管开启，将所述信号传输电路放大后的电信号作为第一采样信号存储至所述第一电容；

控制所述第二开关管开启，将所述信号传输电路放大后的电信号作为第二采样信号存储至所述第二电容。

5.一种图像传感器，其特征在于，包括：控制器和光敏器件；

所述控制器与所述光敏器件耦接，用于向所述光敏器件传输控制信号，以控制所述光敏器件执行权利要求1-4任一项所述的采样方法进行采样。

6.根据权利要求5所述的图像传感器，其特征在于，所述光敏器件包括信号传输电路和双采样电路，所述控制器用于在所述双采样电路两次开启期间，持续向所述信号传输电路的第一信号端输出开启信号。

7.根据权利要求5所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括多个所述光敏器件，多个所述光敏器件阵列排布；位于同一排的所述光敏器件共用同一双采样电路。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：电源和如权利要求5-7任一项所述的图像传感器；所述电源用于为所述图像传感器供电。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括处理器和模数转换器；所述处理器与所述图像传感器中的光敏器件耦接，用于接收所述光敏器件输出的第一采样信号和第二采样信号，并将所述第一采样信号和所述第二采样信号的差值输出至所述模数转换器；

所述模数转换器与所述处理器耦接，用于接收所述处理器输出的所述差值，并将所述差值转换为数字信号。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述图像传感器中的控制器集成在所述处理器中。