[发明专利]动态、单个光电二极管像素电路及其操作方法

权利要求书

1.一种像素电路，其包括：

- 前端电路（1），其包括单个光电二极管（PD）并且具有输出（4），所述前端电路（1）配置为用于在所述输出上传送从所述单个光电二极管（PD）的曝光强度所获得的感光器信号；

- 瞬态检测器电路（2），其连接至所述前端电路的输出并且配置为用于检测在所述输出（4）上传送的所述感光器信号的变化；

其特征在于，所述像素电路进一步包括：曝光测量电路（3），其连接至所述前端电路的输出并且配置为用于在瞬态检测器电路（2）检测到感光器信号的变化时，测量在所述输出（4）上传送的所述感光器信号的曝光强度，所述曝光测量电路包括：

- 输入（30），其连接至前端电路（1）的输出（4），用于接收感光器信号，

- 电容器（C_s），其通过第一开关（S_s）连接至所述输入（30），所述第一开关（S_s）配置为在瞬态检测器电路（2）检测出感光器信号变化时，将所述电容器（C_s）与所述输入（30）断开连接，

其中，曝光测量电路（3）配置为通过将曝光测量电路（3）的电容器（C_s）与曝光测量电路（3）的输入（30）断开连接，在由瞬态检测器电路（2）检测出从在所述光电二极管（PD）处的入射光强度所获得的感光器信号变化时，开启曝光测量循环。

2.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述曝光测量电路（3）包括：源电流（10），其与第二开关（S₂）串联，与所述电容器（C_s）并联，所述第二开关（S₂）配置为用于控制所述电容器（C_s）的放电。

3.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述曝光测量电路（3）包括电压比较器（11），其具有连接至电容器（C_s）的一个端子的信号输入、和连接至参考电压（V_ref）的参考输入。

4.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述曝光测量电路（3）包括电压比较器（11），所述电压比较器（11）具有：

- 信号输入，其连接至电容器（C_s）的一个端子，以及

- 参考输入，其连接至参考开关（S_ref），所述参考开关（S_ref）配置为用于将所述参考输入选择性地连接至至少两个参考电压（V_ref,h, V_ref,l）。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的像素电路，其中，所述瞬态检测器电路（2）包括：

- 放大器，其具有两个通过跟随器缓冲器分开的电容性反馈的单端反相共源级，其中，电容器（C₂）借助于感光器信号来充电，以及

- 至少一个阈值检测器（7, 8），其布置为检测在另一个电容器（C₄）上的电压是否超过阈值。

6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的像素电路，其中，所述前端电路（1）包括感光器电路（5），其连接至单个二极管（PD），所述感光器电路（5）包括：

- 输出（50），其用于传送从所述单个光电二极管（PD）的曝光所获得的感光器信号，

- 第一感光器晶体管（Mp1），其具有漏极和栅极，所述第一感光器晶体管（Mp1）的栅极连接至输出（50），

- 附加的感光器晶体管（Mp5），其具有漏极、源极和栅极，所述附加的感光器晶体管（Mp5）的漏极连接至所述单个光电二极管（PD），以及

其中，所述第一感光器晶体管和附加的感光器晶体管具有公共源极。

7.根据权利要求6所述的像素电路，其中，所述附加的感光器晶体管（Mp5）的栅极通过偏置电压（V_偏置,d）来进行偏置，或者连接至第一感光器晶体管和附加的感光器晶体管的公共源极。