[发明专利]有源像素口内放射图像传感器及相关的图像捕获方法

权利要求书

1.一种使用MOS技术的口内放射图像传感器，包括：

-以行和列排列的光敏像素的矩阵(M-PIX)，每个像素(P_ij)包括光电二极管(PH)和晶体管，其中包括连接在所述像素的光电二极管节点(KN_i)与所述像素共有的第一连接节点(NC)之间的光电二极管初始化晶体管(M1)；

-排序电路(DM)，其提供信号以命令所述像素的所述晶体管在暴露于X射线闪光(FX)期间控制图像捕获序列(300)，其中包括所述像素的所述光电二极管的整体初始化阶段(301)、积分时间段期间的电荷积分阶段(302)以及读取所述像素阶段(303)；

所述传感器的特征在于，包括由第一逻辑信号(PROB1)控制的第一耦合开关(MUX1)，用于将所述第一连接节点(NC)连接到第一电流检测电路(DTX1)的信号输入(IN-DTX1)或连接到光电二极管初始化电压源(VRS)，从而所述第一逻辑信号分别处于第一逻辑状态或第二逻辑状态；以及

-所述传感器的排序电路(DM)，其被配置为控制由所述第一检测电路(DTX1)检测暴露于X射线闪光的开始以触发所述图像捕获序列(300)的阶段(200)，包括以下操作：

-a)命令所述光电二极管初始化晶体管(M1)同时在所有像素中切换到导通状态；以及

-b)确认所述第一逻辑信号(PROB1)处于所述第一逻辑状态，其作用是在所述第一检测电路的所述信号输入(IN-DTX1)处注入在所述第一连接节点(NC)上收集的源自所述像素的所述光电二极管的电流(I)；然后

-c)当所述第一检测电路的输出逻辑信号(OUT-DTX1)从第一逻辑状态切换到第二逻辑状态时，对应于检测到输入电流电平高于预定阈值，确认所述第一逻辑信号(PROB1)处于所述第二逻辑状态，其作用是将始终处于导通状态的所述初始化晶体管(M1)耦合到所述初始化电压源(VRS)，从而激活所述图像捕获序列的所述整体初始化阶段(301)，以在所述积分阶段之前初始化所述光电二极管。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一检测电路(DTX1)包括电容跨阻放大器(CTIA1)，所述电容跨阻放大器包括连接到共模电压(Vcm1)的同相输入和形成所述信号输入(IN-DTX1)的反相输入，所述信号输入(IN-DTX1)耦合到所述第一连接节点(NC)，所述放大器由时钟信号(Φ_ctia)控制，以在所述信号输出(V_out-ctia1)处周期性地产生电压斜升，所述电压斜升取决于在所述信号输入处注入的所述电流的电平，所述斜升被施加到比较器(COMP1)以便与电压阈值(V_th1)进行比较。

3.根据权利要求1或2所述的图像传感器，其中每个所述像素包括所述光电二极管初始化晶体管(M1)；电压跟随器晶体管(M2)，其栅极连接到所述光电二极管连接节点(KN_i)；以及读取选择晶体管(M3)，其串联地连接在所述电压跟随器晶体管(M2)与连接到像素读取电路(RD)的各个列导体(Col_j)之间。

4.根据权利要求1至2所述的图像传感器，其中每个所述像素包括所述初始化晶体管(M1)；电荷转移晶体管(M4)，其串联地连接在所述光电二极管连接节点(KN_i)与像素读取节点(SN_i)之间；所述读取节点的初始化晶体管(M5)；晶体管(M2)，其作为电压跟随器安装，并且其栅极连接到所述读取节点(SN_i)，以及读取选择晶体管(M3)，其串联地连接在所述电压跟随器晶体管(M2)与连接到像素读取电路(RD)的各个列导体(Col_j)之间。