[發明專利]CMOS圖像傳感器

有效

• 申請號: 201210042867.4
• 申請日: 2012-02-23
• 公開（公告）號: CN102595064A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 田犁;汪輝;陳杰;方娜;苗田樂
• 申請（專利權）人: 上海中科高等研究院
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/341
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本發明屬于半導體領域，特別是涉及一種CMOS圖像傳感器。

背景技術

現有CMOS圖像傳感器包括CMOS數模電路和像素單元電路陣列構成，根據一個所述像素單元電路所包括的晶體管的數目，現有CMOS圖像傳感器分為3T型結構和4T型結構、還可以有5T型結構。

如圖1所示，為一種現有3T型結構的CMOS圖像傳感器的像素單元電路的等效電路結構圖，包括：

一個光電二極管10(Photo?Diode，PD)，用于在曝光時進行光電轉換，將接收到的光信號轉換成電信號，所述光電二極管10包括P型區和N型區，所述P型區接地。

一個復位晶體管M1，用于在曝光前對所述光電二極管10進行復位，復位由復位信號Reset信號進行控制。在圖1中，所述復位晶體管M1選用一個NMOS管，所述復位晶體管M1的源極和所述光電二極管10的N型區相連，所述復位晶體管M1的源極同時也為一感應節點N1又稱為浮空擴散區(Floating?Diffusion，FD)；所述復位晶體管M1的漏極接電源Vdd，所述電源Vdd為一正電源。當所述復位信號Reset為高電平時，所述復位晶體管M1導通并將所述光電二極管10的N型區連接到電源Vdd，在所述電源Vdd的作用下，使所述光電二極管10反偏并會清除所述光電二極管10的全部累積的電荷，實現復位。所述復位晶體管M1也可以由多個NMOS管串聯形成、或由多個NMOS管并聯形成，也可以用PMOS管代替所述NMOS管。

一個放大晶體管M2，也為一源極跟隨器，用于將所述光電二極管10產生的電信號進行放大。在圖1中，所述放大晶體管M2選用一NMOS管，所述放大晶體管M2的柵極接所述光電二極管10的N型區，所述放大晶體管M2的漏極接所述電源Vdd，所述放大晶體管M2的源極為放大信號的輸出端。所述放大晶體管M2也可以由多個NMOS管串聯形成、或由多個NMOS管并聯形成。

一個行選擇晶體管M3，用于將所述放大晶體管M2的源極輸出的放大信號輸出。在圖1中，所述行選擇晶體管M3選用一NMOS管，所述行選擇晶體管M3的柵極接行選擇信號Rs，所述行選擇晶體管M3的源極接所述放大晶體管M2的源極，所述行選擇晶體管M3的漏極為輸出端。

如圖2所示，為一種現有4T型結構的CMOS圖像傳感器的像素單元電路的等效電路結構圖。相比于3T型結構，現有4T型結構的CMOS圖像傳感器的像素單元電路結構圖增加了一個轉移晶體管M4，所述轉移晶體管M4用于將所述光電二極管10產生的電信號輸入到所述感應節點N1。在圖2中，所述轉移晶體管M4選用一NMOS管，所述轉移晶體管M4的柵極接轉移信號TX，所述轉移晶體管M4的源極接所述光電二極管10的N型區，所述轉移晶體管M4的漏極接所述復位晶體管M1的源極即所述感應節點N1。

目前每種CMOS圖像傳感器大多采用同一種相同的像素結構，但是，當應用于特殊的領域中時，例如無人區監控或可能對紅外部分的信息更加感興趣的監控等，往往需要考慮功耗的問題，同時因為硅材料對于紅外光的感知能力較弱，無法做到及時反映紅外光信息。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種CMOS圖像傳感器，用于提供一種適用于監控領域，并且對紅外光感知能力較強、功耗較低的CMOS傳感器。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種CMOS圖像傳感器，至少包括：感光陣列，包括多個由一紅外光像素單元及至少一可見光像素單元組成的感光模塊，各該感光模塊中的紅外光像素單元藉由一第一總線連接，所述紅外光像素單元用于在接收到第一掃描信號時將紅外光信號轉換成電信號輸出，各該感光模塊中的可見光像素單元藉由一第二總線連接，可見光像素單元用于在接收到第二掃描信號時將可見光信號轉換成電信號輸出；比較模塊，連接所述第一總線，用于在檢測到任一感光模塊中的紅外光像素單元所輸出的電信號大于一預設閥值時，輸出控制信號；掃描模塊，連接所述第一總線、第二總線及比較模塊，所述掃描模塊通過第一總線向所述各該感光模塊中的紅外光像素單元發送第一掃描信號使其將紅外光信號轉換成電信號輸出，并在接收到所述比較模塊輸入的控制信號時，通過第二總線輸出第二掃描信號給所述感光模塊中的各該可見光像素單元使其選通，以將可見光信號轉換成電信號輸出。

在本發明的CMOS圖像傳感器中，所述第二總線的輸出端連接一積分電路，用于將所述可見光像素單元輸入的電信號放大并輸出。