[發(fā)明專利]成像裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010552922.9
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN112104821B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 關(guān)根裕之
• 申請（專利權(quán)）人: 天馬日本株式會社
• 主分類號: H04N25/70
• 分類號: H04N25/70
• 代理公司: 北京同達信恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華;何月華

本發(fā)明涉及成像裝置。該成像裝置通過第一線和第二線將第一恒定電位和第二恒定電位提供給光電二極管，以使光電二極管置于反向偏置狀態(tài)。成像裝置讀取與光電二極管的另一端上的電位相對應(yīng)的信號，該電位由于在反向偏置狀態(tài)的光電二極管上的光入射而變化。成像裝置在讀取信號之后，通過控制線向電容元件提供隨時間變化的電位，以使正向電流流過設(shè)置在電容元件與第一線之間的光電二極管。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及成像裝置。

背景技術(shù)

圖像傳感器使用光電二極管(PD)作為光電轉(zhuǎn)換元件是眾所周知的。這種類型的圖像傳感器包括多個像素電路。這些像素電路中的每一者包括光電二極管以及用于選擇像素電路以讀取光電二極管的信號的開關(guān)晶體管。

圖像傳感器通過如下描述的驅(qū)動方法來檢測光信號。圖像傳感器使開關(guān)晶體管置于導(dǎo)通狀態(tài)，并在從時間T1到時間T2的時間段在光電二極管的兩端上施加反向偏置電壓。在從時間T2到時間T3的時間段內(nèi)，圖像傳感器使開關(guān)晶體管置于斷開狀態(tài)。如果光電二極管在該時間段中接收光，則存儲在光電二極管中的電荷減少，使得光電二極管的陰極電位下降。

在從時間T3到時間T4的時間段內(nèi)，圖像傳感器再次使開關(guān)晶體管置于導(dǎo)通狀態(tài)。然后，補償根據(jù)入射光量減少的電荷的電流量在信號線中流動。圖像傳感器對該電流進行積分以檢測入射光的量。

眾所周知，圖像滯后發(fā)生在包括光電二極管的現(xiàn)有圖像傳感器中，特別是在包括非晶硅(a-Si)光電二極管的圖像傳感器中。US?7688947B公開了一種消除該圖像滯后的方法。此方法在每個像素中設(shè)置兩個薄膜晶體管(TFT)，接通其中一個以讀取光電二極管的信號電荷，然后接通另一個TFT以向光電二極管施加正向偏置電壓一段時間。

US?7688947B的技術(shù)可以減少圖像傳感器中的圖像滯后。然而，考慮到光電二極管之間的閾值電壓的變化，該技術(shù)需要施加相當(dāng)高的正向偏置電壓。因此，在施加正向偏置電壓的時間段中流過大電流，從而電磁場噪聲和功耗增加。此外，由加熱引起的熱噪聲也增加。因此，來自圖像傳感器的輸出信號的質(zhì)量降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一方面是一種成像裝置，其包括像素和控制電路。每個像素的電路結(jié)構(gòu)包括：光電二極管；第一線，所述第一線用于向光電二極管的一端提供第一恒定電位；第二線，所述第二線用于向光電二極管的另一端提供第二恒定電位；電容元件，所述電容元件的一端與光電二極管的所述另一端連接；以及控制線，所述控制線用于向電容元件的所述另一端提供控制信號?？刂齐娐繁慌渲脼椋和ㄟ^第一線和第二線將第一恒定電位和第二恒定電位提供給光電二極管，以使光電二極管處于反向偏置狀態(tài)；讀取與光電二極管的所述另一端的電位相對應(yīng)的信號，該電位由于在處于反向偏置狀態(tài)的光電二極管上的光入射而變化；在讀取所述信號之后，通過控制線向電容元件提供隨時間變化的電位，使得正向電流流過設(shè)置在電容元件與第一線之間的光電二極管，并在通過控制線向電容元件提供隨時間變化的電位使得正向電流流過光電二極管之后，通過第一線和第二線將第一恒定電位和第二恒定電位提供給光電二極管，以使光電二極管處于反向偏置狀態(tài)。

本發(fā)明的方面減少了成像裝置中輸出信號的質(zhì)量的下降。

應(yīng)當(dāng)理解的是，前面的概述和下面的詳細(xì)描述都是示例性和說明性的，并不限制本發(fā)明。

附圖說明

圖1是示出了作為成像裝置的示例的實施方式1中的圖像傳感器的結(jié)構(gòu)示例的框圖；

圖2是示出了實施方式1的像素的等效電路(像素的電路結(jié)構(gòu))的結(jié)構(gòu)示例的電路圖；

圖3是示出了實施方式1中的向像素提供的信號；

圖4是實施方式1中的提供給像素的掃描信號和控制信號以及節(jié)點電位(光電二極管的陰極電位)的時序圖；

圖5示出了實施方式1中的由于正向偏置電壓而使正向電流從偏置線經(jīng)由光電二極管流向電容元件的狀態(tài)；