圖像檢測電路及圖像檢測方法技術

本發(fā)明專利技術涉及一種圖像檢測電路及圖像檢測方法，該圖像檢測電路包含：一光檢測電路，包括一感光元件，用以檢測一光信號而于一光檢測輸出節(jié)點產生一光檢測信號；一電荷儲存元件，耦接于一積分節(jié)點；一積分開關，耦接于光檢測輸出節(jié)點與積分節(jié)點之間，根據(jù)一積分控制信號而操作；以及一重設電路，耦接于一電壓源與積分節(jié)點之間，根據(jù)一重設控制信號與一讀取控制信號而操作，其中積分節(jié)點包括一積分電壓；于一重設時段中，積分開關導通，且重設電路于積分節(jié)點產生一重設信號以將該電荷儲存元件充電，且經由積分開關將感光元件偏壓于一主動工作狀態(tài)，使得積分電壓設定于一重設電平。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
圖像檢測電路及圖像檢測方法
本專利技術涉及一種圖像檢測電路，特別涉及一種具有高填充率(fillfactor)的雙極結型晶體管(BJT)圖像檢測電路。本專利技術還涉及用于圖像檢測電路中的圖像檢測方法。
技術介紹
圖1顯示一種現(xiàn)有技術的圖像檢測電路(圖像檢測電路1)，圖像檢測電路1以光檢測元件Q1檢測光信號而于節(jié)點OUT1與OUT2之間產生一差動輸出信號，圖像檢測電路1包含積分開關M1，偏壓開關M2，重設開關M30，與非門11，差動讀取電路12，以及電容器CI。請參閱圖2，與非門11根據(jù)重設控制信號RST以及讀取控制信號RD而產生一控制信號，用以控制重設開關M30，積分控制反向信號INTN則用以控制積分開關M1與偏壓開關M2。請同時參閱圖1與2，在例如圖2中T1-T2的閑置時段(idletimeperiod)中，通過導通偏壓開關M2而偏壓光檢測元件Q1于主動工作區(qū)，且通過導通重設開關M30而將電容器CI重設至一重設電平，此時積分開關M1為不導通。接著在例如圖2中T2-T3的快門積分時段中，積分開關M1為OFF，而偏壓開關M2與重設開關M30都為OFF，由此，儲存于電容器CI中的電荷可經由光檢測元件Q1根據(jù)光信號的強度而放電，其中光檢測元件Q1的發(fā)射極電流正比于光信號的強度。接著在圖2中T4-T5的第一讀取時段中，讀取電路12中，包含M5-M8的差動對(differentialpair)檢測積分節(jié)點INT上的電壓(即圖2中的VINT)于產生第一輸出電平的差動輸出信號，而在圖2T5-T6的第二讀取時段中，差動對檢測積分節(jié)點INT上的電壓以產生第二輸出電平的差動輸出信號，通過轉換電路(未示出)將第一輸出電平與第二輸出電平相減，即可獲得完整的光檢測輸出信號(未示出)。圖1中所示的現(xiàn)有技術，其缺點在于其需14個晶體管以組成圖像檢測電路中的一個像素單元，因此其填充率與對應的感度都很低，而由于低靈敏度，此現(xiàn)有技術需要較高的光照能量(例如由一紅外線光二極管發(fā)出)方得以進行圖像檢測。其中，填充率(fillfactor)是指感光元件有效的光感面積與整體圖像檢測電路的比例關系，一般而言，所需的非感光元件(例如各種控制開關或偏壓電路等)愈少，填充率愈高。本專利技術相比于圖1的現(xiàn)有技術，僅需較少數(shù)量的晶體管，因此可具有較高的填充率與感度，因而本專利技術在進行圖像檢測時，可以節(jié)省光照能量(例如由一紅外線光二極管發(fā)出)且可延長電池使用時間。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足與缺陷，提出一種圖像檢測電路及圖像檢測方法，其僅需較少數(shù)量的晶體管，因此可具有較高的填充率與感度，因而本專利技術在進行圖像檢測時，可以節(jié)省光照能量且可延長電池使用時間。為實現(xiàn)上述專利技術目的，就其中一個觀點言，本專利技術提供了一種圖像檢測電路，包含：一光檢測電路，包括一感光元件，用以檢測一光信號而于一光檢測輸出節(jié)點產生一光檢測信號；一電荷儲存元件，耦接于一積分節(jié)點；一積分開關，耦接于該光檢測輸出節(jié)點與該積分節(jié)點之間，根據(jù)一積分控制信號而操作；以及一重設電路，耦接于一電壓源與該積分節(jié)點之間，根據(jù)一重設控制信號與一讀取控制信號而操作，其中該積分節(jié)點包括一積分電壓；其中于一重設時段中，該積分開關導通，且該重設電路于該積分節(jié)點產生一重設信號以將該電荷儲存元件充電，且該重設信號經由該積分開關將該感光元件偏壓于一主動工作狀態(tài)，使得該積分電壓設定于一重設電平；其中于一快門積分時段中，該積分開關導通，且該重設電路停止于該積分節(jié)點產生該重設信號，由此，經由該積分開關，該電荷儲存元件的一累積電荷根據(jù)該光檢測信號而改變，使得在一快門關閉時點，該積分電壓設定于一積分電平，其中該積分開關于該快門關閉時點轉為不導通；其中該重設時段早于該快門積分時段；其中該圖像檢測電路不包括專用以于該重設時段中控制該感光元件的偏壓的一偏壓開關。在一較佳實施例中，該圖像檢測電路還包括一第一電平檢測電路，用以根據(jù)該積分電壓而于一第一輸出節(jié)點產生一第一輸出信號，其中于一第一讀取時段中，該重設電路停止產生該重設信號且該積分開關不導通，使得該第一輸出信號設定于一第一輸出電平，其中該第一讀取時段靠近且晚于該快門積分時段。在一較佳實施例中，于一第二讀取時段中，該重設電路于該積分節(jié)點產生一參考檢測信號，使得該第一輸出信號設定于一第二輸出電平，其中該第二讀取時段靠近且晚于該第一讀取時段。在一較佳實施例中，該圖像檢測電路還包括一第二電平檢測電路，用以在該第一讀取時段或一第二讀取時段中，于一第二輸出節(jié)點產生一第二輸出信號，其中該第二讀取時段靠近且晚于該第一讀取時段。在一較佳實施例中，該重設電路包括串聯(lián)于該電壓源與該積分節(jié)點之間的一對開關，該對開關包括一重設開關，根據(jù)該重設控制信號而操作，以及一非讀取開關，根據(jù)該讀取控制信號而操作；其中于該重設時段中，該對開關導通，以將該電壓源導通至該積分節(jié)點，以將該電荷儲存元件充電，且經由該積分開關使該感光元件偏壓于該主動工作狀態(tài)，使得該積分電壓設定于該重設電平；其中于該快門積分時段中，該對開關的至少之一為不導通，且經由該積分開關，使該電荷儲存元件的該累積電荷根據(jù)該光檢測信號而改變，使得在該快門關閉時點，該積分電壓具有于該積分電平，其中該積分開關于該快門關閉時點轉為不導通；其中于該第一讀取時段中，該對開關的至少之一為不導通，使得該第一輸出信號設定于該第一輸出電平其中于該第二讀取時段中，該對開關為導通，以將該電壓源導通至該積分節(jié)點而產生該參考檢測信號，使得該第一輸出信號設定于該第二輸出電平。在一較佳實施例中，該第一電平檢測電路包括互相串聯(lián)并耦接于該第一輸出節(jié)點的一第一電平檢測元件以及一第一讀取開關，其中該第一電平檢測元件的一檢測端連接于該積分節(jié)點，用以檢測該積分電壓而產生該第一輸出信號，且該第一讀取開關根據(jù)該讀取控制信號而操作。在一較佳實施例中，該第一電平檢測電路包括互相串聯(lián)并耦接于該第一輸出節(jié)點的一第一電平檢測元件以及一第一讀取開關，其中該第一電平檢測元件的一檢測端連接于該積分節(jié)點，用以檢測該積分電壓而產生該第一輸出信號，且該第一讀取開關根據(jù)該讀取控制信號而操作。在一較佳實施例中，該第二電平檢測電路包括互相串聯(lián)并耦接于該第二輸出節(jié)點的一第二電平檢測元件以及一第二讀取開關，其中該第二電平檢測元件的一檢測端耦接于該電壓源號，且該第二讀取開關根據(jù)該讀取控制信號而操作。在一較佳實施例中，該光檢測電路包括一偏壓電路，耦接于該感光元件以及該積分開關，用以根據(jù)一電流源與該重設信號而將該感光元件偏壓于該主動工作狀態(tài)。就另一個觀點言，本專利技術也提供了一種圖像檢測方法，包含以下步驟：于一重設時段中，經由一重設開關與一積分開關將一感光元件偏壓于一主動工作狀態(tài)，且經由該重設開關將一電荷儲存元件充電，使得一積分電壓設定于一重設電平，其中該電荷儲存元件，該積分開關與該重設開關耦接于一積分節(jié)點，該積分節(jié)點包括該積分電壓；以及于一快門積分時段中，通過該感光元件且經由該積分開關而改變該電荷儲存元件的一累積電荷，使得在一快門關閉時點，該積分節(jié)點設定于一積分電平，其中該積分開關于該快門關閉時點轉為不導通；其中該重設時段早于該快門積分時段；其中該圖像檢測方法不包括以專用的一偏壓開關，于該重設時段中控制該感光元件的偏壓；其中該重設開關與該積分開本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種圖像檢測電路，其特征在于，包含：一光檢測電路，包括一感光元件，用以檢測一光信號而于一光檢測輸出節(jié)點產生一光檢測信號；一電荷儲存元件，耦接于一積分節(jié)點；一積分開關，耦接于該光檢測輸出節(jié)點與該積分節(jié)點之間，根據(jù)一積分控制信號而操作；以及一重設電路，耦接于一電壓源與該積分節(jié)點之間，根據(jù)一重設控制信號與一讀取控制信號而操作，其中該積分節(jié)點包括一積分電壓；其中于一重設時段中，該積分開關導通，且該重設電路于該積分節(jié)點產生一重設信號以將該電荷儲存元件充電，且該重設信號經由該積分開關將該感光元件偏壓于一主動工作狀態(tài)，使得該積分電壓設定于一重設電平；其中于一快門積分時段中，該積分開關導通，且該重設電路停止于該積分節(jié)點產生該重設信號，由此，經由該積分開關，該電荷儲存元件的一累積電荷根據(jù)該光檢測信號而改變，使得在一快門關閉時點，該積分電壓設定于一積分電平，其中該積分開關于該快門關閉時點轉為不導通；其中該重設時段早于該快門積分時段；其中該圖像檢測電路不包括專用以于該重設時段中控制該感光元件的偏壓的一偏壓開關。

【技術特征摘要】
2017.04.04 US 15/478,9641.一種圖像檢測電路，其特征在于，包含：一光檢測電路，包括一感光元件，用以檢測一光信號而于一光檢測輸出節(jié)點產生一光檢測信號；一電荷儲存元件，耦接于一積分節(jié)點；一積分開關，耦接于該光檢測輸出節(jié)點與該積分節(jié)點之間，根據(jù)一積分控制信號而操作；以及一重設電路，耦接于一電壓源與該積分節(jié)點之間，根據(jù)一重設控制信號與一讀取控制信號而操作，其中該積分節(jié)點包括一積分電壓；其中于一重設時段中，該積分開關導通，且該重設電路于該積分節(jié)點產生一重設信號以將該電荷儲存元件充電，且該重設信號經由該積分開關將該感光元件偏壓于一主動工作狀態(tài)，使得該積分電壓設定于一重設電平；其中于一快門積分時段中，該積分開關導通，且該重設電路停止于該積分節(jié)點產生該重設信號，由此，經由該積分開關，該電荷儲存元件的一累積電荷根據(jù)該光檢測信號而改變，使得在一快門關閉時點，該積分電壓設定于一積分電平，其中該積分開關于該快門關閉時點轉為不導通；其中該重設時段早于該快門積分時段；其中該圖像檢測電路不包括專用以于該重設時段中控制該感光元件的偏壓的一偏壓開關。2.如權利要求1所述的圖像檢測電路，其中，還包括一第一電平檢測電路，用以根據(jù)該積分電壓而于一第一輸出節(jié)點產生一第一輸出信號，其中于一第一讀取時段中，該重設電路停止產生該重設信號且該積分開關不導通，使得該第一輸出信號設定于一第一輸出電平，其中該第一讀取時段靠近且晚于該快門積分時段。3.如權利要求2所述的圖像檢測電路，其中，于一第二讀取時段中，該重設電路于該積分節(jié)點產生一參考檢測信號，使得該第一輸出信號設定于一第二輸出電平，其中該第二讀取時段靠近且晚于該第一讀取時段。4.如權利要求2所述的圖像檢測電路，其中，還包括一第二電平檢測電路，用以在該第一讀取時段或一第二讀取時段中，于一第二輸出節(jié)點產生一第二輸出信號，其中該第二讀取時段靠近且晚于該第一讀取時段。5.如權利要求3所述的圖像檢測電路，其中，該重設電路包括串聯(lián)于該電壓源與該積分節(jié)點之間的一對開關，該對開關包括一重設開關，根據(jù)該重設控制信號而操作，以及一非讀取開關，根據(jù)該讀取控制信號而操作；其中于該重設時段中，該對開關導通，以將該電壓源導通至該積分節(jié)點，以將該電荷儲存元件充電，且經由該積分開關使該感光元件偏壓于該主動工作狀態(tài)，使得該積分電壓設定于該重設電平；其中于該快門積分時段中，該對開關的至少之一為不導通，且經由該積分開關，使該電荷儲存元件的該累積電荷根據(jù)該光檢測信號而改變，使得在該快門關閉時點，該積分電壓具有于該積分電平，其中該積分開關于該快門關閉時點轉為不導通；其中于該第一讀取時段中，該對開關的至少之一為不導通，使得該第一輸出信號設定于該第一輸出電平...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：林煒績，
申請(專利權)人：原相科技檳城有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：馬來西亞,MY