[发明专利]成像装置

说明书

本发明涉及成像装置。该成像装置通过第一线和第二线将第一恒定电位和第二恒定电位提供给光电二极管，以使光电二极管置于反向偏置状态。成像装置读取与光电二极管的另一端上的电位相对应的信号，该电位由于在反向偏置状态的光电二极管上的光入射而变化。成像装置在读取信号之后，通过控制线向电容元件提供随时间变化的电位，以使正向电流流过设置在电容元件与第一线之间的光电二极管。

技术领域

本发明涉及成像装置。

背景技术

图像传感器使用光电二极管(PD)作为光电转换元件是众所周知的。这种类型的图像传感器包括多个像素电路。这些像素电路中的每一者包括光电二极管以及用于选择像素电路以读取光电二极管的信号的开关晶体管。

图像传感器通过如下描述的驱动方法来检测光信号。图像传感器使开关晶体管置于导通状态，并在从时间T1到时间T2的时间段在光电二极管的两端上施加反向偏置电压。在从时间T2到时间T3的时间段内，图像传感器使开关晶体管置于断开状态。如果光电二极管在该时间段中接收光，则存储在光电二极管中的电荷减少，使得光电二极管的阴极电位下降。

在从时间T3到时间T4的时间段内，图像传感器再次使开关晶体管置于导通状态。然后，补偿根据入射光量减少的电荷的电流量在信号线中流动。图像传感器对该电流进行积分以检测入射光的量。

众所周知，图像滞后发生在包括光电二极管的现有图像传感器中，特别是在包括非晶硅(a-Si)光电二极管的图像传感器中。US 7688947B公开了一种消除该图像滞后的方法。此方法在每个像素中设置两个薄膜晶体管(TFT)，接通其中一个以读取光电二极管的信号电荷，然后接通另一个TFT以向光电二极管施加正向偏置电压一段时间。

US 7688947B的技术可以减少图像传感器中的图像滞后。然而，考虑到光电二极管之间的阈值电压的变化，该技术需要施加相当高的正向偏置电压。因此，在施加正向偏置电压的时间段中流过大电流，从而电磁场噪声和功耗增加。此外，由加热引起的热噪声也增加。因此，来自图像传感器的输出信号的质量降低。

发明内容

本发明的一方面是一种成像装置，其包括像素和控制电路。每个像素的电路结构包括：光电二极管；第一线，所述第一线用于向光电二极管的一端提供第一恒定电位；第二线，所述第二线用于向光电二极管的另一端提供第二恒定电位；电容元件，所述电容元件的一端与光电二极管的所述另一端连接；以及控制线，所述控制线用于向电容元件的所述另一端提供控制信号。控制电路被配置为：通过第一线和第二线将第一恒定电位和第二恒定电位提供给光电二极管，以使光电二极管处于反向偏置状态；读取与光电二极管的所述另一端的电位相对应的信号，该电位由于在处于反向偏置状态的光电二极管上的光入射而变化；在读取所述信号之后，通过控制线向电容元件提供随时间变化的电位，使得正向电流流过设置在电容元件与第一线之间的光电二极管，并在通过控制线向电容元件提供随时间变化的电位使得正向电流流过光电二极管之后，通过第一线和第二线将第一恒定电位和第二恒定电位提供给光电二极管，以使光电二极管处于反向偏置状态。

本发明的方面减少了成像装置中输出信号的质量的下降。

应当理解的是，前面的概述和下面的详细描述都是示例性和说明性的，并不限制本发明。

附图说明

图1是示出了作为成像装置的示例的实施方式1中的图像传感器的结构示例的框图；

图2是示出了实施方式1的像素的等效电路(像素的电路结构)的结构示例的电路图；

图3是示出了实施方式1中的向像素提供的信号；

图4是实施方式1中的提供给像素的扫描信号和控制信号以及节点电位(光电二极管的阴极电位)的时序图；

图5示出了实施方式1中的由于正向偏置电压而使正向电流从偏置线经由光电二极管流向电容元件的状态；