[发明专利]具有无开关有源像素的电流/电压模式图像传感器

权利要求书

1.一种图像传感器，包括：

偏置电路；以及

像素阵列，在所述像素阵列中的每个像素包括光电二极管、重置晶体管和读出晶体管，

其中，所述重置晶体管控制所述光电二极管的操作以及所述读出晶体管的栅极电压，并且

其中，所述读出晶体管被构造成提供与所述光电二极管的电压或电流输出成比例的输出，其中，在相同行或列中的每个像素的读出晶体管的漏极被直接连接在一起并且被连接至所述偏置电路，和/或在相同行或列中的每个像素的读出晶体管的源极被直接连接在一起并且被连接至所述偏置电路，所述读出晶体管的所述栅极通过所述重置晶体管连接至所述偏置电路，其中，来自所述偏置电路的电压或电流被施加到所述读出晶体管，使得当所述光电二极管的输出要被读出时接通所述读出晶体管，并且当所述光电二极管的输出不被读出时断开所述读出晶体管。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述光电二极管被连接在接地或预定电压与所述重置晶体管的源极之间，并且所述重置晶体管的漏极被连接至重置电压，或者所述光电二极管被连接在电压参考与所述重置晶体管的漏极之间，并且所述重置晶体管的源极被连接至所述重置电压。

3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述读出晶体管的栅极被连接至所述重置晶体管的所述源极。

4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，在行中的每个读出晶体管的所述漏极沿平行于所述行的方向彼此直接连接，并且在列中的每个读出晶体管的源极沿垂直于所述行的方向彼此直接连接。

5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述偏置电路包括用于所述像素阵列的每行或列的电流输送器电路，所述电流输送器电路把其输入线路销连接至参考电压。

6.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，每个电流输送器电路包括操作放大器，所述操作放大器连接至在第一输入处的所述参考电压，并且被连接至用于所述像素阵列的行或列中的每个像素的读出晶体管的被连接的漏极或源极的所述行或列。

7.根据权利要求5所述的图像传感器，进一步包括行或列寻址开关，所述行或列寻址开关被连接至每个电流输送器电路的输出，用于选择用于读出的相应行或列。

8.根据权利要求7所述的图像传感器，进一步包括相关双采样单元，所述相关双采样单元被连接至每个所述寻址开关，用于采样和存储来自一个或多个所述像素的输入光电流。

9.根据权利要求7所述的图像传感器，进一步包括列或行寻址开关，所述列或行寻址开关被连接至用于所述像素阵列的每个列或行中每个像素的读出晶体管的被连接的源极或漏极的每列或行。

10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述偏置电路包括用于所述像素阵列的全局电流输送器电路，所述电流输送器电路把其输入线路销连接至参考电压。

11.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述光电二极管被连接在接地或预定电压与转换开关晶体管之间，被连接至所述重置晶体管的源极或漏极，其中，所述重置晶体管的漏极或源极被连接至重置电压，并且所述重置晶体管由在所述像素阵列中的多个像素共享。

12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述读出晶体管的栅极被连接至所述重置晶体管的所述源极或者漏极，并且所述读出晶体管由所述像素阵列中的所述多个像素共享，其中，适当地偏置用于像素的所述转换开关晶体管的所述栅极把用于所述像素的所述光电二极管连接至所述读出晶体管的栅极。

13.根据权利要求12所述的图像传感器，其中，所述多个像素是4，由此每个像素使用等同的1.5个晶体管。

14.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，在行或列中的每个像素的所述转换开关晶体管的栅极由所述像素阵列外部的寻址开关1来控制，所述寻址开关选择性地把所述行或列的所述转换开关晶体管连接至所述偏置电路，以便选择包含每个所述转换开关晶体管的像素。

15.根据权利要求14所述的图像传感器，其中，所述多个像素的重置晶体管的漏极或源极被连接至所述像素阵列的共同行或列中的其他多个像素的重置晶体管，所述被连接的重置晶体管的所述漏极或源极进一步选择性地被连接至所述偏置电路。