[发明专利]一种用于环境监控的自供电图像传感器

摘要

本发明公开了一种用于环境监控的自供电图像传感器，包括一种既可采集并利用光能又可图像传感的双模式像素单元电路和对应的电源管理电路,这种CMOS图像传感器芯片能够在光能收集模式和图像传感成像模式之间切换,电源管理电路能够高效率控制传感器的电源电压和辅助切换传感器的工作模式，根据收集到的电能多少选择片内或片外电源，实现了图像传感器的自供电。这种可采集并利用光能的低功耗图像传感器可以显著提高器件的工作寿命，并且与CMOS工艺兼容，成本低。

主权项

一种用于环境监控的自供电图像传感器，其特征在于，包括双模式像素单元电路和电源管理电路(100),电源管理电路(100)的输入端通过第一能量采集使能开关晶体管(107)与所有双模式像素单元电路中的采能光电二极管(102)的正极相连，其中双模式像素单元电路包括：(1)在用于图像传感的复位晶体管(103)、源极跟随晶体管(104)、第一开关晶体管(105)，和第一光电二极管(101)所组成的像素读出单元电路基础上，增加采能光电二极管(102)和第二开关晶体管(106),第一开关晶体管(105)的栅极与行选择控制信号SEL相连，其源极与列位线COL相连,复位晶体管(103)的栅极与复位信号RST相连，其漏极与电源信号VAA相连。第一开关晶体管(105)的源极节点即为图像传感的信号输出端。(2)电路工作状态由双模式像素单元电路内的第二开关晶体管(106)和传感器第一能量采集使能开关晶体管(107)和第二能量采集使能开关晶体管(108)的状态来决定，通过使能控制信号EH可实现传感器光能采集模式和图像传感模式的切换；(3)采能光电二极管(102)的正极分别通过第一能量采集使能开关晶体管(107)和第二能量采集使能开关晶体管(108)与电源管理电路(100)的输入端和地电位相连；采能光电二极管(102)和第一光电二极管(101)的负极节点相互连接，并与源极跟随晶体管(104)的栅极、第二开关晶体管(106)的漏极相连；在第二能量采集使能开关(108)导通时，采能光电二极管(102)和第一光电二极管(101)共同进行图像传感；(4)第二开关晶体管(106)和第一能量采集使能开关晶体管(107)的栅极由同一使能信号EH控制，第二能量采集使能开关(108)由使能信号EH的互补信号控制；第二开关晶体管(106)和第一能量采集使能开关晶体管(107)导通时，采能光电二极管(102)产生的光电流进入电源管理电路(100)的输入端进行光能收集。