[实用新型]像素电路和图像传感器

权利要求书

1.一种像素电路，其特征在于，包括光电检测模块、模式切换模块和模拟输出模块；

所述光电检测模块接收入射光，输出端耦合连接至浮动扩散点；用于形成与所述入射光对应的电荷信号，并将所述电荷信号传输至所述浮动扩散点形成图像信号；

所述模式切换模块耦合连接至所述浮动扩散点，用于控制所述图像信号的量化模式，所述量化模式包括低转换增益模式和高转换增益模式；其中，所述模式切换模块接收增益控制指令，以实现所述量化模式的选择，所述增益控制指令基于所述图像信号产生；

所述模拟输出模块输入端耦合连接所述浮动扩散点；用于在所述像素电路被选择进行读出时产生所述图像信号在所述量化模式下的模拟输出电压。

2.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述像素电路还包括复位模块，所述复位模块通过所述模式切换模块耦合连接至所述浮动扩散点；和/或，所述光电检测模块包括光电转换元件和传输电路，所述光电转换元件用于将所述入射光转换成所述电荷信号，所述传输电路耦合连接在所述光电转换元件与所述浮动扩散点之间，用来传输所述电荷信号至所述浮动扩散点；和/或，所述模拟输出模块包括源极跟随晶体管和选择电路，所述源极跟随晶体管用于将图像信号从所述源极跟随晶体管的栅极传送至所述选择电路，所述选择电路的输入端耦合连接所述源极跟随晶体管，所述选择电路的输出端在所述像素电路被选择读出时产生所述模拟输出电压。

3.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述复位模块包括复位晶体管；和/或，所述光电转换元件包括光电二极管，所述传输电路包括传输晶体管；和/或，所述选择电路包括至少一个选择晶体管，所述源极跟随晶体管将图像信号从所述源极跟随晶体管的栅极传送至所述源极跟随晶体管的源极，所述选择晶体管的输入端耦合连接所述源极跟随晶体管的源极，所述选择晶体管的输出端在所述像素电路被选择读出时产生所述图像信号在所述量化模式下的所述模拟输出电压。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的像素电路，其特征在于，所述模式切换模块包括增益控制晶体管，所述增益控制晶体管的一端耦合连接至控制电源，所述增益控制晶体管的另一端耦合连接至所述浮动扩散点，所述增益控制晶体管的栅极接收所述增益控制指令。

5.一种自适应转换增益的图像传感器，其特征在于，包括多个像素、控制模块和数字输出模块；

每个所述像素包括如权利要求1-4任一项所述的像素电路；

所述控制模块的输入端电连接所述像素电路的模拟输出模块的输出端和所述模式切换模块的输出端；

所述数字输出模块的输入端连接所述像素电路的输出端，用于接收所述像素电路产生的所述模拟输出电压，并根据所述模拟输出电压产生所述模拟输出电压的数字量化结果。

6.根据权利要求5所述的自适应转换增益的图像传感器，其特征在于，所述控制模块包括模式切换比较器和逻辑电路；

所述模式切换比较器接入初始输出电压和参考电压；用于对所述初始输出电压和所述参考电压进行比较得到模式比较结果；

所述逻辑电路的第一信号输入端连接所述模式切换比较器的输出端，所述逻辑电路的第二信号输入端接收图像增益控制信号；用于根据所述模式比较结果和所述图像增益控制信号产生所述增益控制指令。

7.根据权利要求6所述的自适应转换增益的图像传感器，其特征在于，所述逻辑电路包括或非门及反相器，所述或非门的第一输入端接收所述模式比较结果，所述或非门的第二输入端接收所述图像增益控制信号，所述或非门的输出端连接所述反相器的输入端。

8.根据权利要求5所述的自适应转换增益的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括：

第一开关元件，设置在所述像素电路输出端与所述控制模块输入端之间；

和/或，第二开关元件，设置在所述模式切换模块的输入端与所述增益控制信号的控制线之间。