本發(fā)明涉及圖像傳感器，尤其涉及一種脈沖序列式圖像傳感器以及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在圖像傳感器的工作過程中，每次對像素進行復(fù)位會帶來隨機的復(fù)位噪聲，從像素中將像素信號(即經(jīng)光電轉(zhuǎn)換所形成的電信號)讀出至列級電路的傳輸路徑中也會引入一定噪聲。這些噪聲的存在直接影響到圖像傳感器的圖像質(zhì)量。

2、為了抑制這些噪聲，傳統(tǒng)4t像素(即四晶體管像素)會在光電二極管曝光完成后，首先將光電二極管曝光所產(chǎn)生的光生電荷保留在光電二極管中，并對浮置擴散區(qū)進行復(fù)位以及將浮置擴散區(qū)上的復(fù)位信號采樣讀出至列級電路；然后通過控制轉(zhuǎn)移晶體管的導(dǎo)通將光電二極管上的光生電荷轉(zhuǎn)移至浮置擴散區(qū)、并將浮置擴散區(qū)上的感光信號采樣至列級電路；最后將采樣至列級電路的兩個信號進行差分。對上述兩個信號進行差分可以有效消除像素復(fù)位過程中以及像素信號傳輸路徑中所引入的噪聲，如此一來，后續(xù)對差分得到的信號進行處理可以形成質(zhì)量良好的圖像。

3、相較于傳統(tǒng)4t像素來說，傳統(tǒng)脈沖序列式像素由于缺少浮置擴散區(qū)以及轉(zhuǎn)移晶體管，所以無法很好地對像素復(fù)位過程以及像素信號傳輸路徑中所引入的噪聲進行抑制，從而導(dǎo)致基于傳統(tǒng)脈沖序列式像素所形成的脈沖序列式圖像傳感器的圖形質(zhì)量不佳。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種脈沖序列式圖像傳感器，該脈沖序列式圖像傳感器包括：

2、像素模塊以及與該像素模塊連接的讀出模塊；

3、所述像素模塊包括兩個以上的像素，所述兩個以上的像素被分為第一組和第二組，所述像素用于將光信號轉(zhuǎn)換為電信號并進行輸出；

4、所述讀出模塊包括第一比較器、第二比較器以及模式切換子模塊，其中，所述第一比較器、所述第二比較器以及所述模式切換子模塊被配置為：

5、當(dāng)所述模式切換子模塊工作在第一狀態(tài)時，所述像素模塊中的每一像素分別與所述第一比較器和所述第二比較器連接，且所述第一比較器的第一參考信號大于所述第二比較器的第二參考信號、所述第二比較器的第二參考信號等于所述電信號的閾值；

6、當(dāng)所述模式切換子模塊工作在第二狀態(tài)時，所述第一組中的每一像素與所述第一比較器連接，所述第二組中的每一像素與所述第二比較器連接，且所述第一比較器的第一參考信號和所述第二比較器的第二參考信號均等于所述電信號的閾值。

7、根據(jù)本發(fā)明的一個方面，該脈沖序列式圖像傳感器中，所述脈沖序列式圖像傳感器包括像素陣列以及讀出電路；所述像素陣列中的每一列像素構(gòu)成一個所述像素模塊；所述讀出電路包括與所述像素模塊數(shù)量相同且一一對應(yīng)的所述讀出模塊，每一所述讀出模塊與其相對應(yīng)的所述像素模塊連接。

8、根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，該脈沖序列式圖像傳感器中，每一列所述像素中位于奇數(shù)行位置的所述像素被分為所述第一組和所述第二組中的一組、位于偶數(shù)行位置的所述像素被分為所述第一組和所述第二組中的另一組。

9、根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，該脈沖序列式圖像傳感器中，每一所述像素均包括用于接收復(fù)位信號的輸入端、以及用于輸出所述電信號的輸出端；所述像素模塊中的每一像素分別與所述第一比較器和所述第二比較器連接包括：所述像素模塊中的每一所述像素的輸出端分別與所述第一比較器的負(fù)輸入端以及所述第二比較器的負(fù)輸入端連接，所述像素模塊中的每一所述像素的輸入端與所述第二比較器的輸出端連接；所述第一組中的每一像素與所述第一比較器連接、所述第二組中的每一像素與所述第二比較器連接包括：所述第一組中的每一所述像素的輸出端與所述第一比較器的負(fù)輸入端連接，所述第一組中的每一所述像素的輸入端與所述第一比較器的輸出端連接，所述第二組中的每一所述像素的輸出端與所述第二比較器的負(fù)輸入端連接，所述第二組中的每一所述像素的輸入端與所述第二比較器的輸出端連接。

10、根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，該脈沖序列式圖像傳感器中，每一所述像素均包括光電轉(zhuǎn)換部、信號輸出部以及復(fù)位部；所述光電轉(zhuǎn)換部用于將光信號轉(zhuǎn)換為電信號；所述信號輸出部用于對所述電信號進行輸出，其中，所述信號輸出部的第一端與所述光電轉(zhuǎn)換部連接，所述信號輸出部的第二端作為所述像素的輸出端；所述復(fù)位部用于根據(jù)所述復(fù)位信號對所述光電轉(zhuǎn)換部進行復(fù)位，其中，所述復(fù)位部的第一端與所述光電轉(zhuǎn)換部連接，所述復(fù)位部的第二端作為所述像素的輸入端。

11、根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，該脈沖序列式圖像傳感器中，所述光電轉(zhuǎn)換部包括光電二極管，其中，所述光電二極管的正極接地，所述光電二極管的負(fù)極與所述信號輸出部的第一端以及所述復(fù)位部的第一端連接；所述電信號是所述光電二極管的負(fù)極電壓信號。

12、根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，該脈沖序列式圖像傳感器中，所述信號輸出部包括源極跟隨晶體管以及像素選擇晶體管；所述源極跟隨晶體管的第一端與電源連接，所述源極跟隨晶體管的第二端與所述像素選擇晶體管的第一端連接，所述源極跟隨晶體管的第三端作為所述信號輸出部的第一端與所述光電二極管的負(fù)極連接；所述像素選擇晶體管的第二端作為所述信號輸出部的第二端與相對應(yīng)的所述讀出模塊連接，所述像素選擇晶體管的第三端用于接收控制其導(dǎo)通或斷開的第一控制信號；其中，當(dāng)所述像素選擇晶體管導(dǎo)通時，所述源極跟隨晶體管將其讀取的所述光電二極管的負(fù)極電壓信號通過所述像素選擇晶體管輸出至相對應(yīng)的所述讀出模塊。

13、根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，該脈沖序列式圖像傳感器中，所述復(fù)位部包括復(fù)位晶體管以及復(fù)位選擇晶體管；所述復(fù)位晶體管的第一端與電源連接，所述復(fù)位晶體管的第二端作為所述復(fù)位部的第一端與所述光電二極管的負(fù)極連接，所述復(fù)位晶體管的第三端與所述復(fù)位選擇晶體管的第二端連接；所述復(fù)位選擇晶體管的第一端作為所述復(fù)位部的第二端與相對應(yīng)的所述讀出模塊連接，所述復(fù)位選擇晶體管的第三端用于接收控制其導(dǎo)通或斷開的第二控制信號；其中，當(dāng)所述復(fù)位選擇晶體管的第一端接收到所述復(fù)位信號且所述復(fù)位晶體管導(dǎo)通時，所述復(fù)位晶體管根據(jù)所述復(fù)位信號對所述光電二極管進行復(fù)位。

14、根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，該脈沖序列式圖像傳感器中，所述模式切換子模塊包括第一電信號輸出線、第二電信號輸出線、第一復(fù)位信號輸入線、第二復(fù)位信號輸入線、第一開關(guān)、第二開關(guān)以及第三開關(guān)；所述第一組中的所述像素的輸出端通過所述第一電信號輸出線連接至所述第一比較器的負(fù)輸入端，所述第二組中的所述像素的輸出端通過所述第二電信號輸出線連接至所述第二比較器的負(fù)輸入端，所述第一開關(guān)跨設(shè)在所述第一電信號輸出線和所述第二電信號輸出線之間；所述第一組中的所述像素的輸入端通過所述第一復(fù)位信號輸入線連接至所述第一比較器的輸出端，所述第二組中的所述像素的輸入端通過所述第二復(fù)位信號輸入線連接至所述第二比較器的輸出端，所述第二開關(guān)跨設(shè)在所述第一復(fù)位信號輸入線和所述第二復(fù)位信號輸入線之間，所述第三開關(guān)設(shè)置在所述第一復(fù)位信號輸入線上且位于所述第二開關(guān)和所述第一比較器之間；其中，當(dāng)所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)均導(dǎo)通、所述第三開關(guān)斷開時，所述模式切換子模塊工作在所述第一狀態(tài)下；當(dāng)所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)均斷開、所述第三開關(guān)導(dǎo)通時，所述模式切換子模塊工作在所述第二狀態(tài)下。

15、本發(fā)明還提供了一種脈沖序列式圖像傳感器，該脈沖序列式圖像傳感器包括：

16、像素模塊以及與該像素模塊連接的讀出模塊；

17、所述像素模塊包括兩個以上的像素，所述像素用于將光信號轉(zhuǎn)換為電信號并進行輸出；

18、所述讀出模塊包括第一比較器、第二比較器以及信號線子模塊，其中，所述像素模塊中的每一像素通過所述信號線子模塊與所述第一比較器和所述第二比較器連接，且所述第一比較器的第一參考信號大于所述第二比較器的第二參考信號、所述第二比較器的第二參考信號等于所述電信號的閾值。

19、本發(fā)明還提供了一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括前述脈沖序列式圖像傳感器。

20、本發(fā)明所提供的脈沖序列式圖像傳感器包括像素模塊以及與該像素模塊連接的讀出模塊，像素模塊包括兩組像素，讀出模塊包括兩個比較器以及模式切換子模塊，其中，讀出模塊被配置為使本發(fā)明所提供的脈沖序列式圖像傳感器可以工作在第一脈沖序列輸出模式和第二脈沖序列輸出模式下。當(dāng)本發(fā)明所提供的脈沖序列式圖像傳感器工作在第一脈沖序列輸出模式時，像素模塊中每一像素的像素信號被分別傳輸至兩個比較器，并將兩個比較器的參考信號設(shè)置為不相等，后續(xù)只需要將兩個比較器輸出的脈沖序列進行差分運算即可消除像素復(fù)位噪聲以及像素信號傳輸路徑中引入的噪聲，從而有效提升圖像傳感器的信噪比性能，進而提升圖像傳感器的圖像質(zhì)量。當(dāng)本發(fā)明所提供的脈沖序列式圖像傳感器工作在第二脈沖序列輸出模式時，像素模塊中第一組像素的像素信號被傳輸至第一比較器、第二組像素的像素信號被傳輸至第二比較器，第一比較器和第二比較器并行工作使得兩組像素的像素信號被并行讀出。相較于像素模塊中各像素的像素信號只能被逐一讀出的現(xiàn)有技術(shù)來說，實施本發(fā)明有利于提高像素信號的讀出效率，從而提高脈沖序列式圖像傳感器的幀速率。也就是說，在對信噪比要求較高的應(yīng)用場景中，可以使本發(fā)明所提供的脈沖序列式圖像傳感器工作在第一脈沖序列輸出模式下，在對幀速率要求較高的應(yīng)用場景中，則可以使本發(fā)明所提供的脈沖序列式圖像傳感器工作在第二脈沖序列輸出模式下。基于本發(fā)明所提供的脈沖序列式圖像傳感器所形成的電子設(shè)備相應(yīng)也具有更優(yōu)的性能。