[实用新型]像素电路及成像装置

说明书

本实用新型涉及一种像素电路。该像素电路包括至少一个光电二极管；以及至少一个转移晶体管，每一转移晶体管将其连接的光电二极管光电效应累积的电荷转移到浮动扩散区域；复位晶体管，连接到第一电压源，根据复位控制信号重置浮动扩散区域电压；增益控制晶体管，连接在复位晶体管和浮动扩散区域之间；电容，连接在复位晶体管和增益控制晶体管之间；放大晶体管，其漏极连接到第二电压源，其栅极连接到浮动扩散区域，对浮动扩散区域的信号进行放大输出。本实用新型还涉及一种成像装置。

技术领域

本实用新型涉及图像传感器领域，特别地涉及一种具有转换增益的图像传感器像素电路及成像装置。

背景技术

对于图像质量的要求一直以来不断地提高。特别是不借助结构复杂的硬件而获取高质量的图像更是成为目前成像领域研发工作的努力方向。例如，在如卡片式相机的便携式成像装置上获取高分辨率高质量的照片。

成像装置一般具有像素阵列。像素阵列中的每一个像素包括感光器件，例如光电二极管、光开关等。每个感光器件接收光的能力不同。这种能力的不同反映到成像装置上使成像装置具有不同的光动态范围，即成像装置可接收光的范围。当成像装置的光动态范围小于外界光强度的变化时，外界的景象就无法完全反映到所获取的图像中。本领域中一直希望能够有一种简便的方式能够解决这一问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种像素电路和成像装置。该像素电路能够获取大的高转换增益/低转换增益比例；该成像装置具有较大的光动态范围。

为了实现前述目的，本实用新型提供一种像素电路，其包括：

至少一个光电二极管；

至少一个转移晶体管，所述转移晶体管耦合至浮动扩散区域，且经控制信号，每个转移晶体管将将其连接的一个光电二极管光效效应累积的电荷转移到所述浮动扩散区域；

复位晶体管，连接到第一电压源，根据复位控制信号重置所述浮动扩散区域电压；

增益控制晶体管，其连接在所述复位晶体管和所述浮动扩散区域之间；

电容，连接到所述复位晶体管和所述增益控制晶体管的连接点；

放大晶体管，其漏极连接到第二电压源，栅极连接到所述浮动扩散区域，放大输出所述像素电路的信号；

其中，所述电容可为器件电容，或者复位晶体管和所述增益控制晶体管的连接点对地产生的寄生电容；

可选地，所述放大晶体管为源极跟随晶体管；

可选地，所述电容为器件电容时，电容的一端连接所述复位晶体管和所述增益控制晶体管的连接点，另一端连接到指定电压，该指定电压可以为指定电压值或者地端；

可选地，所述第一电压源为可变电压或固定电压；所述第二电压源为固定电压；

可选地，第一电压源为固定电压时，所述像素电路包括一行选择晶体管，所述行选择晶体管连接到所述放大晶体管的源极输出端，根据行选择控制信号输出所述像素电路信号；

可选地，第一电压源和第二电压源为固定电压时，所述第一电压源和所述第二电压源可为同一电压源。

本实用新型还提供一种成像装置，包括：

像素阵列，其包括排列成行和列的多个前述的所述像素电路，以及

外围电路，其控制所述像素阵列，并对所述像素阵列输出的像素信号进行量化和处理。

可选地，所述外围电路包括A/D转换单元、图像处理单元，所述像素阵列输出的像素信号耦合至所述A/D转换单元，所述图像处理单元对所述A/D转换单元输出的像素信息进行信号处理，输出图像信息。所述A/D转换单元可以为列A/D转换单元或行A/D转换单元。