全局快門像素單元及其信號(hào)采集方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全局快門像素單元，包括：用于將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的感光二極管；信號(hào)讀取電路，用于先后讀取一復(fù)位信號(hào)以及經(jīng)所述感光二極管光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)；信號(hào)保持電路，其包括并聯(lián)的兩個(gè)電容用以分別保持所述信號(hào)讀取電路所讀取的信號(hào)；每一所述電容的一端接地，另一端連接兩個(gè)開關(guān)管以控制該電容的充放電狀態(tài)；以及信號(hào)輸出電路，用于輸出所述兩個(gè)電容所保持的信號(hào)，其中所述兩個(gè)電容所保持的信號(hào)之差為所述全局快門像素單元的信號(hào)。本發(fā)明不僅可實(shí)現(xiàn)全局曝光，且具有高動(dòng)態(tài)范圍。
【專利說(shuō)明】全局快門像素單元及其信號(hào)采集方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像傳感器領(lǐng)域，特別涉及一種全局快門像素單元及其信號(hào)采集方法。

【背景技術(shù)】
[0002]如今，0103傳感器獲得因其所擁有的較高靈敏度、較短曝光時(shí)間和日漸縮小的像素單元尺寸被廣泛用作成像設(shè)備。0^03圖像傳感器通常采用兩種曝光方式:滾動(dòng)曝光(尺0111118 311111:1:610和全局曝光￠1013211 311111:1:610。傳統(tǒng)的41'像素單元像元通常屬于滾動(dòng)曝光像元(00111118 811111:1:61- 91161)，對(duì)于其組成的(1103圖像傳感器的像素單元陣列來(lái)說(shuō)，不同行(列)的像素單元的曝光時(shí)間并不同時(shí)開始或終止，這一非同時(shí)性對(duì)于普通成像設(shè)備應(yīng)用來(lái)說(shuō)沒(méi)有問(wèn)題，但是對(duì)于高幀率拍攝圖像時(shí)，則會(huì)引起明顯的圖像失真與變形。因此，當(dāng)進(jìn)行高速運(yùn)動(dòng)物體的成像時(shí)，需要通過(guò)全局快門的像素單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0003]圖1顯示了現(xiàn)有技術(shù)的81全局快門像素單元的電路圖。如圖所示，整個(gè)像素單元包括8個(gè)匪03晶體管，分別為傳輸晶體管11、復(fù)位晶體管12、第一源跟隨器13、預(yù)充電晶體管14、開關(guān)晶體管15、開關(guān)晶體管16、第二源跟隨器17以及行選通管18。像素單元還包括兩個(gè)103電容和02?？刂菩盘?hào)IX、831、31、32、分別控制傳輸晶體管11、復(fù)位管12、預(yù)充電管14、開關(guān)晶體管15、16和行選通管18的打開和關(guān)閉。81全局快門像素單元的工作原理如下:
[0004]首先將控制信號(hào)同時(shí)置高，使得傳輸晶體管11、復(fù)位晶體管12同時(shí)打開，此時(shí)，電源電壓700對(duì)感光二極管進(jìn)行充電復(fù)位，同時(shí)懸浮節(jié)點(diǎn)[0(即第一晶體管13的柵極)進(jìn)行復(fù)位。之后，將IX信號(hào)置低使第一晶體管11關(guān)閉，感光二極管開始處于曝光狀態(tài)。將控制信號(hào)9(:,31,32置高，晶體管14、15、16打開，電容和02均存儲(chǔ)復(fù)位信號(hào)。接著將開關(guān)晶體管16關(guān)閉，復(fù)位信號(hào)存儲(chǔ)于電容02中。將傳輸晶體管11打開，完成曝光過(guò)程。再將開關(guān)晶體管15打開，將感光二極管的信號(hào)存儲(chǔ)到電容中后再次關(guān)閉開關(guān)晶體管15。之后進(jìn)行信號(hào)的輸出，首先開關(guān)晶體管16保持關(guān)閉，電容02存儲(chǔ)的復(fù)位信號(hào)#68的輸出；然后將開關(guān)晶體管16打開，此時(shí)電容中存儲(chǔ)的感光二極管信號(hào)7818的1與電容02電容中存儲(chǔ)的復(fù)位信號(hào)#68的進(jìn)行混合，使得電容02中存儲(chǔ)的信號(hào)變?yōu)?1/2^686^81^1)并再次輸出。而這兩次輸出信號(hào)之差乂0此=1/2 (#68的-即為像素單元的像素信號(hào)。然而，這種81全局快門像素單元雖然能夠同時(shí)進(jìn)行像素曝光，但動(dòng)態(tài)范圍只有一般像素單元?jiǎng)討B(tài)范圍的一半。
[0005]因此，需要提出一種具有高動(dòng)態(tài)范圍的全局快門像素單元。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種高動(dòng)態(tài)范圍的全局快門像素單元。
[0007]為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種全局快門像素單元，包括感光二極管，用于將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；信號(hào)讀取電路，與所述感光二極管相連，用于先后讀取一復(fù)位信號(hào)以及經(jīng)所述感光二極管光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)；信號(hào)保持電路，與所述信號(hào)讀取電路相連，其包括并聯(lián)的兩個(gè)電容用以分別保持所述信號(hào)讀取電路所讀取的信號(hào)；每一所述電容的一端接地，另一端連接兩個(gè)開關(guān)管以控制該電容的充放電狀態(tài)；以及信號(hào)輸出電路，用于輸出所述兩個(gè)電容所保持的信號(hào)，其中所述兩個(gè)電容所保持的信號(hào)之差為所述全局快門像素單兀的信號(hào)。
[0008]優(yōu)選的，所述信號(hào)讀取電路包括傳輸管、懸浮節(jié)點(diǎn)、復(fù)位管、第一源跟隨器和預(yù)充電管，所述傳輸管的漏極、所述第一源跟隨器的柵極、所述復(fù)位管的源極連接于所述懸浮節(jié)點(diǎn)；所述預(yù)充電管的漏極與所述第一源跟隨器的源極及所述信號(hào)保持電路的輸入端相連、所述預(yù)充電管的源極接地；所述復(fù)位管的漏極接復(fù)位電壓，所述第一源跟隨器的漏極接電源電壓。
[0009]優(yōu)選的，所述信號(hào)保持電路包括第一電容、第二電容、串聯(lián)的第一開關(guān)管和第二開關(guān)管、串聯(lián)的第三開關(guān)管和第四開關(guān)管；所述第一電容一端接地，另一端連接于所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管之間；所述第二電容一端接地，另一端連接于所述第三開關(guān)管和第四開關(guān)管之間；所述第一開關(guān)管和第三開關(guān)管與所述信號(hào)讀取電路的輸出端相連，所述第二開關(guān)管和所述第四開關(guān)管與所述信號(hào)輸出電路的輸入端相連；通過(guò)各開關(guān)管的開閉控制使得所述第一電容存儲(chǔ)當(dāng)所述復(fù)位管導(dǎo)通對(duì)所述懸浮節(jié)點(diǎn)復(fù)位時(shí)所述預(yù)充電管的輸出信號(hào)，所述第二電容存儲(chǔ)當(dāng)所述復(fù)位管截止所述傳輸管開啟時(shí)所述預(yù)充電管的輸出信號(hào)。
[0010]優(yōu)選的，所述信號(hào)輸出電路包括第二源跟隨器及行選通管，所述第二源跟隨器的柵極連接所述信號(hào)保持電路的輸出端、漏極連接電源電壓、源極連接所述行選通管的源極；所述行選通管的柵極連接行選通信號(hào)，漏極作為所述全局快門像素單元的輸出端；所述行選通管在所述行選通信號(hào)的控制下依次采樣并輸出所述第一電容和第二電容所保持的信號(hào)。
[0011]優(yōu)選的，所述行選通管的源極連接第一尾電流，同時(shí)通過(guò)一控制開關(guān)連接第二尾電流。
[0012]本發(fā)明還提供了一種上述全局快門像素單元的信號(hào)采集方法，包括:
[0013]步驟51:通過(guò)所述信號(hào)讀取電路讀取復(fù)位信號(hào)；
[0014]步驟32:將所述復(fù)位信號(hào)保持于所述兩個(gè)電容的其中一個(gè)；
[0015]步驟33:通過(guò)所述信號(hào)讀取電路讀取經(jīng)所述感光二極管光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)；
[0016]步驟34:將所述光電轉(zhuǎn)換的電信號(hào)保持于所述兩個(gè)電容中的另一個(gè)；
[0017]步驟35:通過(guò)所述信號(hào)輸出電路依次輸出所述兩個(gè)電容中所保持的信號(hào)。
[0018]優(yōu)選的，所述信號(hào)讀取電路包括傳輸管、懸浮節(jié)點(diǎn)、復(fù)位管、第一源跟隨器和預(yù)充電管；所述傳輸管的漏極、所述第一源跟隨器的柵極、所述復(fù)位管的源極連接于所述懸浮節(jié)點(diǎn)；所述預(yù)充電管的漏極與所述第一源跟隨器的源極、所述信號(hào)保持電路的輸入端相連、源極接地；所述復(fù)位管的漏極接復(fù)位電壓，所述第一源跟隨器的漏極接電源電壓；其中，步驟81包括:
[0019]步驟311:開啟所述復(fù)位管及所述傳輸管，對(duì)所述懸浮節(jié)點(diǎn)進(jìn)行電荷清空和復(fù)位；
[0020]步驟312:關(guān)斷所述傳輸管，使所述全局快門像素單元開始曝光；
[0021]步驟313:開啟所述預(yù)充電管；
[0022]步驟33包括:
[0023]步驟331:開啟所述傳輸管，使所述全局快門像素單元完成曝光。。
[0024]優(yōu)選的，所述信號(hào)保持電路包括第一電容、第二電容、串聯(lián)的第一開關(guān)管和第二開關(guān)管、串聯(lián)的第三開關(guān)管和第四開關(guān)管；所述第一電容一端接地，另一端連接于所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管之間；所述第二電容一端接地，另一端連接于所述第三開關(guān)管和第四開關(guān)管之間；所述第二開關(guān)管和所述第四開關(guān)管與所述信號(hào)輸出電路的輸入端相連；
[0025]其中，步驟32包括:
[0026]步驟521:開啟所述第一開關(guān)管和第三開關(guān)管，關(guān)斷所述第二開關(guān)管和第四開關(guān)管，使所述第一電容和第二電容采樣所述預(yù)充電管所輸出的復(fù)位信號(hào)；
[0027]步驟322:關(guān)斷所述復(fù)位管；關(guān)斷所述第一開關(guān)管將所述復(fù)位信號(hào)存儲(chǔ)于所述第一電容中；
[0028]步驟34包括:
[0029]步驟341:通過(guò)所述第二電容采樣所述預(yù)充電電容輸出的經(jīng)所述感光二極管光電轉(zhuǎn)換的電信號(hào)；
[0030]步驟342:關(guān)斷所述傳輸管，關(guān)斷所述第三開關(guān)管，將所述電信號(hào)存儲(chǔ)于所述第二電容中。
[0031]優(yōu)選的，所述信號(hào)輸出電路包括第二源跟隨器及行選通管，所述第二源跟隨器的柵極連接所述信號(hào)保持電路的輸出端、漏極連接電源電壓、源極連接所述行選通管的漏極；所述行選通管的柵極連接行選通信號(hào)，源極作為所述全局快門像素單元的輸出端；步驟35包括:
[0032]步驟351:開啟所述行選通管及所述第二開關(guān)管，輸出所述第一電容上保持的信號(hào)；
[0033]步驟352:關(guān)斷所述第二開關(guān)管，開啟所述第四開關(guān)管，輸出所述第二電容上保持的信號(hào)。
[0034]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)在信號(hào)保持電路中采用并聯(lián)設(shè)置的兩個(gè)接地電容以分別保持復(fù)位信號(hào)和感光二極管光電轉(zhuǎn)換信號(hào)，不僅實(shí)現(xiàn)像素單元的全局曝光，并且輸出的像素信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍也較高，使得全局曝光0103圖像傳感器應(yīng)用范圍更廣。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)的全局快門像素單元的電路圖；
[0036]圖2所示為本發(fā)明一實(shí)施例的全局快門像素單元的方塊圖；
[0037]圖3所示為本發(fā)明一實(shí)施例的全局快門像素單元的電路示意圖；
[0038]圖4所示為本發(fā)明一實(shí)施例的全局快門像素單元信號(hào)采集的時(shí)序圖。

【具體實(shí)施方式】
[0039]為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說(shuō)明書附圖，對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說(shuō)明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0040]圖2是本發(fā)明的全局快門像素單元的方塊圖，圖3是本發(fā)明全局快門像素單元的電路不意圖。
[0041]如圖2所示，全局快門像素單元包括依次相連的感光二極管10，信號(hào)讀取電路20，信號(hào)保持電路30和信號(hào)輸出電路40。其中，感光二極管10用于將其接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。信號(hào)讀取電路用于先后讀取復(fù)位信號(hào)以及經(jīng)感光二極管10光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)。信號(hào)保持電路30具有并聯(lián)的兩個(gè)電容，這兩個(gè)電容用于分別保持信號(hào)讀取電路20所讀出的兩個(gè)信號(hào)。信號(hào)輸出電路40則將兩個(gè)并聯(lián)電容所保持的信號(hào)依次輸出，而這兩個(gè)電容所保持的信號(hào)之差即為全局快門像素單元的信號(hào)。具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例的全局快門像素單元采用10個(gè)103晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)讀取電路20、信號(hào)保持電路30和信號(hào)輸出電路40的功倉(cāng)泛。
[0042]請(qǐng)參照?qǐng)D3，本實(shí)施例中信號(hào)讀取電路20包括傳輸管11、懸浮節(jié)點(diǎn)、復(fù)位管12、第一源跟隨器13和預(yù)充電管14。各晶體管的連接關(guān)系如下:
[0043]傳輸管11的漏極、第一源跟隨器13的柵極和復(fù)位管12的源極共同連接于懸浮節(jié)點(diǎn)；
[0044]預(yù)充電管14的漏極與第一源跟隨器13的源極相連而作為信號(hào)讀取電路的輸出端、源極接地；
[0045]復(fù)位管12的漏極接復(fù)位電壓#686。第一源跟隨器13的漏極接電源電壓700 ；
[0046]傳輸管11的柵極、復(fù)位管12的柵極以及預(yù)充電管14的柵極分別由控制信號(hào)IX、 和控制。在控制信號(hào)831置高時(shí)將懸浮節(jié)點(diǎn)的電壓拉高至#68的，從而對(duì)懸浮節(jié)點(diǎn)的電荷進(jìn)行清空和復(fù)位，復(fù)位電壓的經(jīng)第一源跟隨器13輸出。當(dāng)控制信號(hào)尺3丁置低而信號(hào)IX置高時(shí)，傳輸管11打開，感光二極管？0轉(zhuǎn)換的模擬電信號(hào)傳輸至懸浮節(jié)點(diǎn)？0，再經(jīng)第一源跟隨器13輸出。
[0047]請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D3，信號(hào)保持電路包括四個(gè)開關(guān)管15?18和兩個(gè)電容01X2。電容和02為并聯(lián)設(shè)置，具體地開關(guān)管15和16為串聯(lián)連接，開關(guān)管17和18為串聯(lián)連接，電容
01 一端接地、另一端連接于開關(guān)管15，16之間，電容02 —端接地、另一端連接于開關(guān)管17和18之間。開關(guān)管15和17的另一端相連作為信號(hào)保持電路的輸入端，與第一源跟隨器13的源極連接，開光管16和18的另一端相連作為信號(hào)保持電路的輸出端。開關(guān)管15?18的柵極分別由控制信號(hào)51?34控制，從而根據(jù)這些開關(guān)管的導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)的切換也就能夠控制電容和02的充放電狀態(tài)，進(jìn)而控制電容和02分別采樣、保持、輸出經(jīng)信號(hào)讀取電路所輸出的復(fù)位信號(hào)以及感光二極管信號(hào)。
[0048]信號(hào)輸出電路40包括第二源跟隨器19及行選通管肌0，第二源跟隨器19的柵極連接信號(hào)保持電路的輸出端、漏極連接電源電壓％0、源極連接行選通管110的源極，行選通管110的漏極為信號(hào)輸出電路的輸出端0口I？口I。行選通管110的柵極由控制信號(hào)…控制，源極作為全局快門像素單元的輸出端。行選通管110可以在控制信號(hào)…的控制下依次采樣并輸出電容和02所保持的信號(hào)。此外，行選通管110的漏極連接第一尾電流II的輸入端，第一尾電流源II為像素單元提供激勵(lì)，其輸出端接地。行選通管110的漏極還可通過(guò)一控制開關(guān)連接第二尾電流源12的輸入端，尾電流源12的輸出端接地。當(dāng)控制開關(guān)導(dǎo)通時(shí)第二尾電流源12對(duì)行選通管110的漏極放電，使該漏極電壓短暫拉低至(^冊(cè)。這樣做的目的是為了使得每次全局像素單元開始輸出信號(hào)時(shí)，行選通管110的漏極均處于一個(gè)參考電位水平(即(^0)，可以避免由于第II次輸出的全局像素單元信號(hào)大小對(duì)第=+1次輸出的全局像素單元信號(hào)產(chǎn)生的寄生影響，即所謂的“III！叫6匕8”效應(yīng)。
[0049]首先，將控制信號(hào)IX和831上升至高電平，復(fù)位管12導(dǎo)通，使得懸浮節(jié)點(diǎn)與復(fù)位電壓^1*6861:相連，對(duì)懸浮節(jié)點(diǎn)電荷進(jìn)行清空和復(fù)位，懸浮節(jié)點(diǎn)的電壓為71*6861:。
[0050]然后將IX信號(hào)置為低電平，像素單元根據(jù)積分時(shí)間開始曝光。在積分時(shí)間結(jié)束前的末段，控制信號(hào)？0、31、33置為高電平，控制信號(hào)32和34保持低電平，信號(hào)保持電路的電容和02均充電至復(fù)位電壓#6861接著，控制信號(hào)831，31相繼置低，使得開關(guān)管15關(guān)斷，復(fù)位電壓#686丨被存儲(chǔ)在電容中。
[0051〕 接下來(lái)，控制信號(hào)IX上升至高電平，傳輸管11打開，完成像素單元的曝光過(guò)程，感光二極管轉(zhuǎn)換的電信號(hào)…丨即“傳遞至懸浮節(jié)點(diǎn)？0，由于控制信號(hào)33為高電平，電容02被充電至電信號(hào)控制信號(hào)33在IX脈沖信號(hào)結(jié)束后置低，由此電信號(hào)被存儲(chǔ)在電容02中。
[0052]當(dāng)需要將電容和02中保持的電壓信號(hào)輸出時(shí)，首先將控制信號(hào)…和54置高，輸出存儲(chǔ)在電容上的復(fù)位信號(hào)#68的，然后將控制信號(hào)34置地、將控制信號(hào)33置高，輸出存儲(chǔ)在電容02上的電信號(hào)7818的1，復(fù)位信號(hào)#68的與電信號(hào)7818的1之差即為該像素單元的信號(hào)，相較于傳統(tǒng)的81全局像素單元，本發(fā)明的像素信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍增加了一倍。當(dāng)(:103圖像傳感器工作時(shí)，各全局快門像素單元可同時(shí)進(jìn)行曝光，將相應(yīng)信號(hào)存儲(chǔ)在每個(gè)像素單元的電容和02中，再根據(jù)需要對(duì)各行像素的信號(hào)依次輸出。
[0053]綜上所述，本發(fā)明的全局快門像素單元不僅能夠?qū)崿F(xiàn)全局曝光功能，還具有更高的動(dòng)態(tài)范圍。
[0054]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然所述諸多實(shí)施例僅為了便于說(shuō)明而舉例而已，并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下可作若干的更動(dòng)與潤(rùn)飾，本發(fā)明所主張的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所述為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種全局快門像素單元，其特征在于，包括: 感光二極管，用于將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)； 信號(hào)讀取電路，與所述感光二極管相連，用于先后讀取一復(fù)位信號(hào)以及經(jīng)所述感光二極管光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)； 信號(hào)保持電路，與所述信號(hào)讀取電路相連，其包括并聯(lián)的兩個(gè)電容用以分別保持所述信號(hào)讀取電路所讀取的信號(hào)；每一所述電容的一端接地，另一端連接兩個(gè)開關(guān)管以控制該電容的充放電狀態(tài)；以及 信號(hào)輸出電路，用于輸出所述兩個(gè)電容所保持的信號(hào)，其中所述兩個(gè)電容所保持的信號(hào)之差為所述全局快門像素單元的信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全局快門像素單元，其特征在于，所述信號(hào)讀取電路包括傳輸管、懸浮節(jié)點(diǎn)、復(fù)位管、第一源跟隨器和預(yù)充電管，所述傳輸管的漏極、所述第一源跟隨器的柵極、所述復(fù)位管的源極連接于所述懸浮節(jié)點(diǎn)；所述預(yù)充電管的漏極與所述第一源跟隨器的源極以及所述信號(hào)保持電路的輸入端相連、所述預(yù)充電管的源極接地；所述復(fù)位管的漏極接復(fù)位電壓，所述第一源跟隨器的漏極接電源電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全局快門像素單元，其特征在于，所述信號(hào)保持電路包括第一電容、第二電容、串聯(lián)的第一開關(guān)管和第二開關(guān)管、串聯(lián)的第三開關(guān)管和第四開關(guān)管；所述第一電容一端接地，另一端連接于所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管之間；所述第二電容一端接地，另一端連接于所述第三開關(guān)管和第四開關(guān)管之間；所述第一開關(guān)管和第三開關(guān)管與所述信號(hào)讀取電路的輸出端相連，所述第二開關(guān)管和所述第四開關(guān)管與所述信號(hào)輸出電路的輸入端相連；通過(guò)各開關(guān)管的開閉控制使得所述第一電容存儲(chǔ)當(dāng)所述復(fù)位管導(dǎo)通對(duì)所述懸浮節(jié)點(diǎn)復(fù)位時(shí)所述預(yù)充電管的輸出信號(hào)，所述第二電容存儲(chǔ)當(dāng)所述復(fù)位管截止所述傳輸管開啟時(shí)所述預(yù)充電管的輸出信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全局快門像素單元，其特征在于，所述信號(hào)輸出電路包括第二源跟隨器及行選通管，所述第二源跟隨器的柵極連接所述信號(hào)保持電路的輸出端、漏極連接電源電壓、源極連接所述行選通管的源極；所述行選通管的柵極連接行選通信號(hào)，漏極作為所述全局快門像素單元的輸出端；所述行選通管在所述行選通信號(hào)的控制下依次采樣并輸出所述第一電容和第二電容所保持的信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全局快門像素單元，其特征在于，所述行選通管的源極連接第一尾電流，同時(shí)通過(guò)一控制開關(guān)連接第二尾電流。
6.一種如權(quán)利要求1所述的全局快門像素單元的信號(hào)采集方法，其特征在于，包括: 步驟S1:通過(guò)所述信號(hào)讀取電路讀取復(fù)位信號(hào)； 步驟S2:將所述復(fù)位信號(hào)保持于所述兩個(gè)電容的其中一個(gè)； 步驟S3:通過(guò)所述信號(hào)讀取電路讀取經(jīng)所述感光二極管光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)； 步驟S4:將所述光電轉(zhuǎn)換的電信號(hào)保持于所述兩個(gè)電容中的另一個(gè)； 步驟S5:通過(guò)所述信號(hào)輸出電路依次輸出所述兩個(gè)電容中所保持的信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的信號(hào)采集方法，其特征在于，所述信號(hào)讀取電路包括傳輸管、懸浮節(jié)點(diǎn)、復(fù)位管、第一源跟隨器和預(yù)充電管；所述傳輸管的漏極、所述第一源跟隨器的柵極、所述復(fù)位管的源極連接于所述懸浮節(jié)點(diǎn)；所述預(yù)充電管的漏極與所述第一源跟隨器的源極、所述信號(hào)保持電路的輸入端相連、源極接地；所述復(fù)位管的漏極接復(fù)位電壓，所述第一源跟隨器的漏極接電源電壓；其中，步驟Si包括: 步驟Sll:開啟所述復(fù)位管及所述傳輸管，對(duì)所述懸浮節(jié)點(diǎn)進(jìn)行電荷清空和復(fù)位； 步驟S12:關(guān)斷所述傳輸管，使所述全局快門像素單元開始曝光； 步驟S13:開啟所述預(yù)充電管； 步驟S3包括: 步驟S31:開啟所述傳輸管，使所述全局快門像素單元完成曝光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的信號(hào)采集方法，其特征在于，所述信號(hào)保持電路包括第一電容、第二電容、串聯(lián)的第一開關(guān)管和第二開關(guān)管、串聯(lián)的第三開關(guān)管和第四開關(guān)管；所述第一電容一端接地，另一端連接于所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管之間；所述第二電容一端接地，另一端連接于所述第三開關(guān)管和第四開關(guān)管之間；所述第二開關(guān)管和所述第四開關(guān)管與所述信號(hào)輸出電路的輸入端相連； 其中，步驟S2包括: 步驟S21:開啟所述第一開關(guān)管和第三開關(guān)管，關(guān)斷所述第二開關(guān)管和第四開關(guān)管，使所述第一電容和第二電容采樣所述預(yù)充電管所輸出的復(fù)位信號(hào)； 步驟S22:關(guān)斷所述復(fù)位管；關(guān)斷所述第一開關(guān)管將所述復(fù)位信號(hào)存儲(chǔ)于所述第一電容中； 步驟S4包括: 步驟S41:通過(guò)所述第二電容采樣所述預(yù)充電電容輸出的經(jīng)所述感光二極管光電轉(zhuǎn)換的電信號(hào)； 步驟S42:關(guān)斷所述傳輸管，關(guān)斷所述第三開關(guān)管，將所述電信號(hào)存儲(chǔ)于所述第二電容中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的信號(hào)采集方法，其特征在于，所述信號(hào)輸出電路包括第二源跟隨器及行選通管，所述第二源跟隨器的柵極連接所述信號(hào)保持電路的輸出端、漏極連接電源電壓、源極連接所述行選通管的漏極；所述行選通管的柵極連接行選通信號(hào)，源極作為所述全局快門像素單元的輸出端；步驟S5包括: 步驟S51:開啟所述行選通管及所述第二開關(guān)管，輸出所述第一電容上保持的信號(hào)； 步驟S52:關(guān)斷所述第二開關(guān)管，開啟所述第四開關(guān)管，輸出所述第二電容上保持的信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H04N5/355GK104378561SQ201410635692
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】任錚, 趙宇航 申請(qǐng)人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司, 成都微光集電科技有限公司