[發明專利]檢測光電傳感器中的高強度光

有效

• 申請號: 201880056211.3
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN111033193B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 劉新橋
• 申請（專利權）人: 臉譜科技有限責任公司
• 主分類號: G01J1/44
• 分類號: G01J1/44;G01J1/10
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 周靖;楊明釗

1.一種在光電傳感器中的像素，包括：在第一襯底的一部分中的

光電二極管，

浮置擴散點，以及

在所述光電二極管和所述浮置擴散點之間的晶體管，所述晶體管的柵極被施加有在所述晶體管的關斷電壓和所述晶體管的導通電壓之間的中間電壓，以響應于在曝光階段期間入射在所述光電二極管上的光的強度超過閾值強度而將電荷從所述光電二極管轉移到所述浮置擴散點，在所述曝光階段之后的感測階段，所述晶體管的所述柵極被施加有所述導通電壓，以將所述電荷從所述光電二極管轉移到所述浮置擴散點；

放大器，其具有連接到所述浮置擴散點的輸入端和連接到像素級互連部以輸出信號電壓的輸出端；以及

在第二襯底中的模數轉換器，其具有連接到所述像素級互連部的輸入端，

在所述曝光階段期間，當所述中間電壓被施加到所述晶體管的所述柵極時，所述模數轉換器確定所述像素級互連部處的所述信號電壓的增加或減少的速率，在所述感測階段期間，當所述導通電壓被施加到所述晶體管的所述柵極時，所述模數轉換器確定所述像素級互連部處的所述信號電壓。

2.根據權利要求1所述的像素，還包括：

第二襯底的一部分，其包括耦合到導線的電路，所述電路被配置成：

檢測在當信號電壓達到第一閾值時的第一時間和當所述信號電壓達到不同于所述第一閾值的第二閾值時的第二時間之間的時間差，所述信號電壓表示在所述浮置擴散點處的電壓的放大版本，以及

在所述感測階段期間，檢測隨時間增加的參考電壓達到所述信號電壓時的時間，其中，所述參考電壓是從最小預期信號電壓值掃描到最大信號電壓值的斜波信號；以及

像素級互連部，其在所述浮置擴散點和所述導線之間以傳輸所述信號電壓。

3.根據權利要求2所述的像素，其中，所述第一襯底還包括：

第一復位晶體管，其被配置為響應于在所述曝光階段之后導通所述第一復位晶體管來使所述浮置擴散點處的電壓復位。

4.根據權利要求3所述的像素，其中，所述放大器是源極跟隨器晶體管。

5.根據權利要求1所述的像素，其中，所述第二襯底還包括：

電流源，其耦合到所述像素級互連部。

6.根據權利要求5所述的像素，其中，所述模數轉換器包括：

比較器，其被配置為在所述信號電壓對應于第一參考電壓時的第一時間生成第一輸出，并且在所述信號電壓對應于低于所述第一參考電壓的第二參考電壓時的第二時間生成第二輸出；以及

計數器，其耦合到所述比較器以接收所述第一輸出和所述第二輸出，所述計數器被配置為對在所述第一時間和所述第二時間之間的時鐘脈沖的數量進行計數。

7.根據權利要求5所述的像素，其中，所述電流源包括另一晶體管，所述另一晶體管具有在所述感測階段的一部分期間被施加有偏置電壓的柵極。

8.根據權利要求1所述的像素，其中，所述浮置擴散點被配置成在所述感測階段之后復位到復位電壓。