專利名稱：圖像傳感器及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
示例實(shí)施例涉及圖像傳感器，更具體地，涉及包括光傳感器的圖像傳感器及其操 作方法，所述光傳感器的電壓-電流特性根據(jù)入射光的波長(zhǎng)和/或數(shù)量而改變。
背景技術(shù)：
圖像傳感器是可以感測(cè)物體的信息并且將該信息變換為電圖像信號(hào)的器件和/ 或電子組件。圖像傳感器可以被分類為電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器或互補(bǔ)金屬氧化物 半導(dǎo)體(CM0Q圖像傳感器。CXD圖像傳感器可以使用包含感光區(qū)域的多個(gè)MOS電容器。如 果合適的電壓被順序施加到MOS電容器的柵極，則各個(gè)像素的信號(hào)電荷可以被順序傳送到 相鄰的MOS電容器。光生電荷可以經(jīng)過(guò)所述電容器傳送到電荷放大器并且被轉(zhuǎn)換為電壓。 CMOS圖像傳感器可以使用多個(gè)晶體管用于多個(gè)像素?？梢栽诠庹丈涞墓舛?jí)管中產(chǎn)生電荷 載體。可以將電荷載體轉(zhuǎn)換為電壓并且可以輸出該電壓。

發(fā)明內(nèi)容
示例實(shí)施例可以提供包括至少一個(gè)光傳感器的圖像傳感器，所述光傳感器的輸出 的電壓-電流特性根據(jù)入射光的能量而改變。光傳感器的輸出的感測(cè)可以容易和/或被改 進(jìn)，可以從輸出中消除噪聲并且可以增強(qiáng)感測(cè)的圖像的分辨率。示例實(shí)施例可以提供操作 所述圖像傳感器的方法。根據(jù)示例實(shí)施例，一種圖像傳感器可以包括具有多個(gè)像素的像素陣列，所述多個(gè) 像素中的每一個(gè)包括光傳感器，其電壓-電流特性根據(jù)入射光的能量改變，用于產(chǎn)生由入 射光的能量確定的感測(cè)電流；復(fù)位單元，其根據(jù)用于復(fù)位所述多個(gè)像素中的至少一個(gè)的復(fù) 位信號(hào)而激活以產(chǎn)生基準(zhǔn)電流；以及轉(zhuǎn)換單元，其將感測(cè)電流和基準(zhǔn)電流分別轉(zhuǎn)換為感測(cè) 電壓和基準(zhǔn)電壓。所述多個(gè)像素中的每一個(gè)可以進(jìn)一步包括傳輸單元，其根據(jù)用于選擇包 括在所述多個(gè)像素中的至少一個(gè)中的光傳感器的輸出的置位信號(hào)而激活以將感測(cè)電流提 供到所述轉(zhuǎn)換單元。根據(jù)示例實(shí)施例，一種圖像傳感器可以包括像素，該像素包括光傳感器，該光傳 感器的電壓-電流特性基于入射光的能量改變，該光傳感器被配置為基于電壓-電流特性 產(chǎn)生感測(cè)電流；復(fù)位單元，其被配置為基于復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生基準(zhǔn)電流；以及轉(zhuǎn)換單元，其被配 置為將感測(cè)電流轉(zhuǎn)換為感測(cè)電壓以及將基準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)電壓。所述多個(gè)像素中的每一個(gè)可以進(jìn)一步包括放大單元，用于分別通過(guò)放大感測(cè)電 壓和基準(zhǔn)電壓來(lái)產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)；以及選擇單元，其根據(jù)用于選擇所述多個(gè)像素 中的至少一個(gè)的選擇信號(hào)而激活以向外部提供感測(cè)信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)。所述圖像傳感器可以 進(jìn)一步包括行驅(qū)動(dòng)器，其向所述多個(gè)像素中的每一個(gè)提供置位信號(hào)、復(fù)位信號(hào)、和選擇信 號(hào)；光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，其用于基于從所述多個(gè)像素中的每一個(gè)接收的感測(cè)信號(hào)與基準(zhǔn)信 號(hào)之間的差產(chǎn)生光檢測(cè)信號(hào)；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，用于將作為模擬信號(hào)的光檢測(cè)信號(hào) 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
所述光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器可以包括轉(zhuǎn)換晶體管，用于將感測(cè)信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)分別 轉(zhuǎn)換為感測(cè)電壓信號(hào)和基準(zhǔn)電壓信號(hào)；采樣電路，用于在復(fù)位采樣信號(hào)被激活時(shí)通過(guò)采樣 基準(zhǔn)電壓信號(hào)來(lái)產(chǎn)生基準(zhǔn)輸出信號(hào)，以及用于在置位采樣信號(hào)被激活時(shí)通過(guò)采樣感測(cè)電壓 信號(hào)來(lái)產(chǎn)生感測(cè)輸出信號(hào)；以及放大器，用于通過(guò)放大向其輸入的基準(zhǔn)輸出信號(hào)與感測(cè)輸 出信號(hào)之間的差來(lái)產(chǎn)生光檢測(cè)信號(hào)。所述光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器可以進(jìn)一步包括鎖存器，用于 鎖存由所述放大器產(chǎn)生的光檢測(cè)信號(hào)。所述多個(gè)像素中的至少兩個(gè)像素可以共享從復(fù)位單 元、轉(zhuǎn)換單元、放大單元、和選擇單元中選擇的至少一個(gè)。所述多個(gè)像素中的每一個(gè)可以進(jìn)一步包括選擇單元，其根據(jù)用于選擇所述多個(gè) 像素中的至少一個(gè)的選擇信號(hào)而激活以向外部分別施加感測(cè)電壓和基準(zhǔn)電壓作為感測(cè)信 號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)。所述圖像傳感器可以進(jìn)一步包括行驅(qū)動(dòng)器，用于向所述多個(gè)像素中的每 一個(gè)提供置位信號(hào)、復(fù)位信號(hào)、和選擇信號(hào)；光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，用于基于從所述多個(gè)像 素中的每一個(gè)接收的感測(cè)信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)之間的差來(lái)產(chǎn)生光檢測(cè)信號(hào)；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)，用于將作為模擬信號(hào)的光檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。所述光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器可以包 括采樣電路，用于在復(fù)位采樣信號(hào)被激活時(shí)通過(guò)采樣基準(zhǔn)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生基準(zhǔn)輸出信號(hào)，以及 用于在置位采樣信號(hào)被激活時(shí)通過(guò)采樣感測(cè)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生感測(cè)輸出信號(hào)，以及放大器，用于 通過(guò)放大向其輸入的基準(zhǔn)輸出信號(hào)與感測(cè)輸出信號(hào)之間的差來(lái)產(chǎn)生光檢測(cè)信號(hào)。所述多個(gè)像素中的至少兩個(gè)像素可以共享從復(fù)位單元、和轉(zhuǎn)換單元中選擇的至少 一個(gè)。所述轉(zhuǎn)換單元可以包括根據(jù)所述傳輸單元或復(fù)位單元的輸出而接通的開(kāi)關(guān)。所述轉(zhuǎn) 換單元可以包括由外部施加的偏置電壓接通的開(kāi)關(guān)。所述光傳感器可以包括氧化物晶體管 或氧化物二極管，其電壓-電流特性根據(jù)入射光的數(shù)量或波長(zhǎng)改變。所述氧化物晶體管或 氧化物二極管可以包括從由ZnO和Ti02組成的組中選擇的金屬氧化物。根據(jù)示例實(shí)施例，一種圖像傳感器可以包括具有多個(gè)像素的像素陣列，其中所述 多個(gè)像素中的每一個(gè)包括光傳感器，其電壓-電流特性根據(jù)入射光的能量改變，用于產(chǎn)生 由入射光的能量確定的感測(cè)電流；以及選擇單元，其根據(jù)用于選擇所述多個(gè)像素中的至少 一個(gè)的選擇信號(hào)而激活以向外部提供感測(cè)電流作為感測(cè)信號(hào)。根據(jù)示例實(shí)施例，一種圖像傳感器可以包括像素，該像素包括光傳感器，該光傳 感器的電壓-電流特性根據(jù)入射光的能量改變，該光傳感器被配置為基于電壓-電流特性 產(chǎn)生感測(cè)電流；以及選擇單元，其被配置為基于選擇信號(hào)而輸出感測(cè)電流作為感測(cè)信號(hào)。所述多個(gè)像素中的每一個(gè)可以進(jìn)一步包括復(fù)位單元，其根據(jù)用于復(fù)位所述多個(gè) 像素中的至少一個(gè)的復(fù)位信號(hào)而激活以產(chǎn)生基準(zhǔn)電流；以及選擇單元，其向外部提供感測(cè) 電流或基準(zhǔn)電流作為感測(cè)信號(hào)或基準(zhǔn)信號(hào)。所述多個(gè)像素中的每一個(gè)可以進(jìn)一步包括傳 輸單元，其根據(jù)用于選擇包括在所述多個(gè)像素中的至少一個(gè)中的光傳感器的輸出的置位信 號(hào)而激活以將感測(cè)電流提供到所述選擇單元。根據(jù)示例實(shí)施例，在一種操作圖像傳感器的方法中，該圖像傳感器包括具有多個(gè) 像素的像素陣列，所述多個(gè)像素中的每一個(gè)包括其電壓-電流特性根據(jù)入射光的能量而改 變的光傳感器，該方法可以包括根據(jù)用于復(fù)位所述多個(gè)像素中的至少一個(gè)的復(fù)位信號(hào)，在 所述多個(gè)像素中的每一個(gè)中產(chǎn)生由入射光的能量確定的感測(cè)電流；以及在所述多個(gè)像素中 的每一個(gè)中產(chǎn)生基準(zhǔn)電流。根據(jù)示例實(shí)施例，一種操作圖像傳感器的方法可以包括基于入射到光傳感器的光的能量在像素的光傳感器中產(chǎn)生感測(cè)電流，該光傳感器的電壓-電流特性能夠基于入射 光的能量而改變；以及基于復(fù)位信號(hào)在該像素中產(chǎn)生基準(zhǔn)電流。


通過(guò)下面結(jié)合附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明，將更清楚地理解示例實(shí)施例。圖1-16表示非限制 的、這里描述的示例實(shí)施例。圖1是根據(jù)示例實(shí)施例的圖像傳感器的框圖；圖2是說(shuō)明根據(jù)示例實(shí)施例的圖像傳感器的像素中包含的光傳感器的截面圖；圖3是說(shuō)明根據(jù)示例實(shí)施例的關(guān)于三種入射光數(shù)量的圖2的光傳感器的電壓-電 流特性的作為電壓Vgs (V)的函數(shù)的電流IDS(A)的曲線圖；圖4是說(shuō)明根據(jù)示例實(shí)施例的關(guān)于三種入射光光譜的圖2的光傳感器的電壓-電 流特性的作為電壓Vgs (V)的函數(shù)的電流IDS(A)的曲線圖；圖5A-5C是根據(jù)示例實(shí)施例的可以包括在圖1的圖像傳感器中的像素的電路圖；圖6是根據(jù)示例實(shí)施例的包括如圖5A中所示的像素的圖像傳感器的電路圖；圖7是說(shuō)明根據(jù)示例實(shí)施例的圖6的圖像傳感器中包含的像素、光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生 器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的電路圖；圖8是說(shuō)明根據(jù)示例實(shí)施例的圖7的像素、光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器和ADC的操作的時(shí) 序圖；圖9是根據(jù)示例實(shí)施例的圖像傳感器的電路圖；圖10A-10C是根據(jù)示例實(shí)施例的可以包括在圖1的圖像傳感器中的像素的電路 圖；圖11是說(shuō)明根據(jù)示例實(shí)施例的圖像傳感器的圖IOA的像素、光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器和 ADC的電路圖；圖12A和12B是根據(jù)示例實(shí)施例的可以包括在圖1的圖像傳感器中的像素的電路 圖；圖13是說(shuō)明根據(jù)示例實(shí)施例的圖像傳感器的圖12A的像素、光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器和 ADC的電路圖；圖14A和14B是根據(jù)示例實(shí)施例的可以包括在圖1的圖像傳感器中的像素的電路 圖；圖15是說(shuō)明根據(jù)示例實(shí)施例的圖像傳感器的圖14A的像素、光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器和 ADC的電路圖；以及圖16是說(shuō)明根據(jù)示例實(shí)施例的包括圖像傳感器的基于處理器的系統(tǒng)的框圖。應(yīng)該注意這些圖意在說(shuō)明特定示例實(shí)施例中使用的方法、結(jié)構(gòu)和/或材料的一般 特性并且補(bǔ)充以下提供的書面描述。然而，這些附圖并非按比例的而是可以不精確地反映 任何給定實(shí)施例的精確結(jié)構(gòu)或性能特性，并且不應(yīng)當(dāng)被解讀為定義或限制由示例實(shí)施例涵 蓋的值或?qū)傩缘姆秶?。例如，出于清楚之故，分子、層、區(qū)域和/或結(jié)構(gòu)元件的相對(duì)厚度和配 置可以被減小或夸大。不同附圖中相似或相同的參考數(shù)字的使用意在指示相似或相同元件 或特征的存在。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖更充分地描述示例實(shí)施例，在附圖中示出示例實(shí)施例。然而，示例 實(shí)施例可以按多種不同的形式實(shí)現(xiàn)而不應(yīng)當(dāng)被解讀為限于這里闡述的實(shí)施例；相反，提供 這些實(shí)施例以使得本公開(kāi)將是徹底和完整的，并且向本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員充分傳達(dá)示例 實(shí)施例的構(gòu)思。附圖中，出于清楚之故，層和區(qū)域的厚度被夸大。附圖中類似的參考數(shù)字指 示類似元件，因此它們的描述將被省去。不難理解，當(dāng)元件被稱為“連接”或“耦接”到另一元件時(shí)，其可以直接連接或耦接 到另一元件或者可以有中間元件。相反，當(dāng)元件被稱為“直接連接”或“直接耦接”到另一元 件時(shí)，則沒(méi)有中間元件存在。類似的數(shù)字通篇指示類似的元件。這里使用的術(shù)語(yǔ)“和/或” 包括一個(gè)或多個(gè)關(guān)聯(lián)的列舉的項(xiàng)目的任意的和全部的組合。應(yīng)當(dāng)以類似的方式解釋用于描 述元件或?qū)又g的關(guān)系的其他詞(如，“在...之間”比對(duì)“直接在...之間”，“相鄰”比對(duì) “直接相鄰”，“在...之上”比對(duì)“直接在...之上”)?？梢岳斫?，雖然這里可以使用術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等來(lái)描述不同的元件、組件、區(qū) 域、層和/或部分，這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)限于這些術(shù)語(yǔ)。這些術(shù)語(yǔ)僅 僅用于將一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開(kāi)。因 此，可以將下面討論的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分記作第二元件、組件、區(qū)域、層或部分 而不背離示例實(shí)施例的教示。這里可以使用例如“在...之下”、“下面”、“下面的”、“上面”、“上面的”等空間相
對(duì)術(shù)語(yǔ)以便容易地描述附圖中示出的一個(gè)元件或特征與(多個(gè))其他元件或特征的關(guān)系。 可以理解，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在涵蓋被使用或操作的設(shè)備的除了圖中描述的方向以外的不同 方向。例如，如果圖中的設(shè)備被翻過(guò)來(lái)，則被描述為在其他元件或特征“下面”或“之下”的 元件將位于其他元件或特征的“上面”。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“下面”可以包含上面和下面兩個(gè) 方向。設(shè)備還可以被另外定向(旋轉(zhuǎn)90度或處于其它方向)，且這里使用的空間相對(duì)描述 符可以被相應(yīng)地解釋。這里使用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述特定實(shí)施例的目的，并非意在限制示例實(shí)施例。如這 里使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”意在同樣包含復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地另外 指明。還可以理解，術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包含”在這里使用時(shí)，規(guī)定所述特征、整體、步驟、 操作、元件和/或組件的存在，但并不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操 作、元件、組件和/或其群組這里將參考作為示例性實(shí)施例的理想化實(shí)施例(及中間結(jié)構(gòu))的示意圖的截面圖 來(lái)描述示例性實(shí)施例。這樣，可以期望由于例如制造技術(shù)和/或公差而產(chǎn)生的圖示形狀上 的變化。因此，示例性實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)被解讀為限于這里描述的區(qū)域的特定形狀，而是包含例 如制造所引起的形狀的偏差。例如，被描述為矩形的植入?yún)^(qū)域可以典型地具有圓形或弧形 的特征，和/或在其邊緣處具有植入濃度(implant concentration)的梯度，而不是從植入 到非植入?yún)^(qū)域的二元改變。類似地，由植入形成的埋藏(bury)區(qū)域可以引起在埋藏區(qū)域與 植入所穿過(guò)的表面之間的區(qū)域中的某個(gè)植入。因此，圖中描述的區(qū)域本質(zhì)上是示例性的，并 且其形狀并非意在描述設(shè)備的區(qū)域的真實(shí)形狀，而且并非意在限制示例實(shí)施例的范圍。除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有示例實(shí)施例所 屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常所理解的相同含義。還應(yīng)該理解，諸如常用辭典中定義的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)被理解為具有與其在相關(guān)領(lǐng)域的上下文中的含義一致的含義，且不應(yīng)以理想化或過(guò) 于形式化的意義來(lái)理解，除非這里明確這樣定義。圖1是根據(jù)示例實(shí)施例的圖像傳感器的框圖。參考圖1，圖像傳感器1可以包括 像素陣列10、行驅(qū)動(dòng)器20、光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器30和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)40。雖然為了便于解 釋，圖1示出包括四個(gè)塊的圖像傳感器1，但是圖像傳感器1可以進(jìn)一步包括其他塊(如，行 譯碼器、列譯碼器、列驅(qū)動(dòng)器、和/或圖像處理器)。像素陣列10可以包括多個(gè)像素(未示 出)。每個(gè)像素可以接收光，從光產(chǎn)生信號(hào)并接著輸出該信號(hào)。每個(gè)像素可以包括光傳感器 (未示出)。光傳感器的電壓-電流特性可以根據(jù)入射光的能量改變。行驅(qū)動(dòng)器20可以向像素陣列10提供多個(gè)信號(hào)以便驅(qū)動(dòng)像素陣列10的像素。光 檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器30可以基于從像素接收的信號(hào)產(chǎn)生光檢測(cè)信號(hào)。ADC40可以將光檢測(cè)信號(hào) 產(chǎn)生器30產(chǎn)生的光檢測(cè)信號(hào)(模擬信號(hào))轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)?？梢詫腁DC 40輸出的數(shù)字 信號(hào)提供給圖像處理器(未示出)，而圖像處理器可以通過(guò)處理該數(shù)字信號(hào)來(lái)產(chǎn)生數(shù)字圖 像。圖2是說(shuō)明根據(jù)示例實(shí)施例的包括在例如圖1的圖像傳感器1的像素陣列10的 像素的像素中的光傳感器PS的截面圖。參考圖2，光傳感器PS可以通過(guò)根據(jù)入射光產(chǎn)生電 流來(lái)感測(cè)入射光?？梢詫⒐鈧鞲衅鱌S實(shí)現(xiàn)為例如薄膜晶體管(TFT)。雖然圖2中將光傳感 器PS實(shí)現(xiàn)為TFT，但示例實(shí)施例不局限于此，而且可以將光傳感器PS實(shí)現(xiàn)為例如二極管。光傳感器PS可以包括基底S、柵極G、柵絕緣層GI、有源層AL、源極S、和漏極D。基 底S可以是例如玻璃基底。柵極G可以包括例如導(dǎo)電材料，并且可以布置在基底S上。柵 絕緣層GI可以包括例如絕緣材料。柵絕緣層GI可以在基底S上，并且可以覆蓋柵極G的 至少一部分。有源層AL可以在柵絕緣層GI上。源極S和漏極D可以在有源層AL上，并且 可以彼此分離。當(dāng)大約一閾電壓被施加到柵極G時(shí)，可以在源極S與漏極D之間的有源層 AL中形成溝道。電流可以在源極S與漏極D之間流動(dòng)。光傳感器PS的電壓-電流特性可以根據(jù)入射光的能量改變。例如，有源層AL可 以包括具有可變電壓-電流特性的材料。電壓-電流特性可以根據(jù)入射光的能量改變。有 源層AL的材料可以是例如金屬氧化物(如，ZnO和/或TiO2)。光傳感器PS可以是氧化物 半導(dǎo)體晶體管。雖然將包括有源層AL的示例實(shí)施例描述為包括ZnO作為材料，但示例實(shí)施 例不限于此，并且光傳感器PS可以包括除了 SiO以外的任何有源層材料，其中該材料的電 壓-電流特性根據(jù)入射光的能量改變。圖3是說(shuō)明根據(jù)示例實(shí)施例的關(guān)于三種入射光數(shù)量的圖2的光傳感器PS的電 壓-電流特性的作為電壓Vgs (V)的函數(shù)的電流IdsOV)的曲線圖。圖3中，χ軸可以表示柵 極G與源極S之間的以伏特為單位的電壓Ves。y軸可以表示漏極D與源極S之間流過(guò)的以 安培為單位的電流IDS。參考圖3，如果施加到漏極D的漏電壓Vd是10V，則說(shuō)明光傳感器PS 的電壓-電流特性的曲線可以根據(jù)入射光的數(shù)量而不同。例如，圖3說(shuō)明與三種入射光數(shù) 量LO、Ll和L2對(duì)應(yīng)的電壓-電流特性，其中LO < Ll < L2。圖3可以說(shuō)明對(duì)于相同的施 加電壓Ves，入射光的數(shù)量越大，光傳感器PS上漏極D與源極S之間流過(guò)的電流Ids的數(shù)量 就越大O圖4是說(shuō)明根據(jù)示例實(shí)施例的關(guān)于三種入射光光譜的圖2的光傳感器PS的電 壓-電流特性的作為電壓Vgs (V)的函數(shù)的電流IdsOV)的曲線圖。圖4中，χ軸可以表示柵極G與源極S之間的以伏特為單位的電壓Ves。y軸可以表示漏極D與源極S之間流過(guò)的以 安培為單位的電流IDS。參考圖4，如果施加到漏極D的漏電壓Vd是5V，則說(shuō)明光傳感器PS 的電壓-電流特性的曲線可以根據(jù)入射光的波長(zhǎng)而不同。圖4可以說(shuō)明對(duì)于與紅、藍(lán)和綠 光對(duì)應(yīng)的入射光的波長(zhǎng)的電壓-電流特性。圖4可以說(shuō)明對(duì)于相同的施加電壓Ves，入射光 的波長(zhǎng)越短(如，能量越大)，光傳感器PS的漏極D與源極S之間流過(guò)的電流Ids的數(shù)量就 越大。當(dāng)光傳感器PS的電壓-電流特性根據(jù)入射光的波長(zhǎng)改變時(shí)，圖像傳感器可以通過(guò)分 析光傳感器PS的電壓-電流特性來(lái)檢測(cè)入射光的波長(zhǎng)，并且可以利用單個(gè)像素感測(cè)紅、綠 和藍(lán)光(RGB)，而不需包括濾色鏡。傳統(tǒng)CMOS圖像傳感器可以使用MOS晶體管以便感測(cè)入射光。在MOS晶體管中，可 以將柵絕緣層和柵極順序布置在非晶硅或多晶硅基底上。可以將源區(qū)域和漏區(qū)域布置在硅 基底上柵極的不同端處。如果向柵極施加閾電壓或更高電壓，則可以在源區(qū)域與漏區(qū)域之 間的硅基底中形成溝道。硅基底的電壓-電流特性不根據(jù)入射光改變。傳統(tǒng)CMOS圖像傳 感器可以接收入射光，將由流經(jīng)MOS晶體管的電流產(chǎn)生的電子存儲(chǔ)在電容器中，然后根據(jù) 電容器的電壓測(cè)量入射光的強(qiáng)度。根據(jù)示例實(shí)施例，光傳感器PS的電壓-電流特性可以根據(jù)由光傳感器PS從入射 光接收的能量改變。例如，接收的入射光的數(shù)量和/或接收的入射光的波長(zhǎng)如圖3和4所 示。根據(jù)示例實(shí)施例，可能難以通過(guò)測(cè)量其中存儲(chǔ)電子的電容器的電壓來(lái)測(cè)量入射光的強(qiáng) 度。因此，將需要一種容易地檢測(cè)由光傳感器PS產(chǎn)生的電流的像素方案?，F(xiàn)在將描述根據(jù) 示例實(shí)施例的包括光傳感器PS的圖像傳感器的像素的結(jié)構(gòu)，以便檢測(cè)根據(jù)入射光的能量 確定的電流。圖5A-5C分別是像素100、100'、和100〃的電路圖。可以將像素100、100'、和/ 或100"包括在例如根據(jù)示例實(shí)施例的圖1的圖像傳感器1的像素陣列10中。參考圖5A， 像素100可以包括光傳感器PS、傳輸單元101、復(fù)位單元102、轉(zhuǎn)換單元103、放大單元104 和選擇單元105。例如，傳輸單元101、復(fù)位單元102、轉(zhuǎn)換單元103、放大單元104和選擇單 元105可以處于相同層，而光傳感器PS可以處于該層上?？梢詼p少像素100在圖像傳感器 1中占據(jù)的區(qū)域。光傳感器PS的電壓-電流特性可以根據(jù)入射到光傳感器PS上的光的能量改變。 光傳感器PS可以產(chǎn)生由入射光的能量確定的感測(cè)電流。例如，光傳感器PS可以包括光傳 感器晶體管。以下，參考實(shí)現(xiàn)為光傳感器晶體管PS的光傳感器PS來(lái)描述示例實(shí)施例，但示 例實(shí)施例不限于此。光傳感器晶體管PS的漏極可以連接到電源電壓。當(dāng)將大約為閾電壓 施加到光傳感器晶體管PS的柵極時(shí)，可以在光傳感器晶體管PS的漏極與源極之間產(chǎn)生溝 道。感測(cè)電流可以流經(jīng)該溝道?？梢酝ㄟ^(guò)入射光的波長(zhǎng)或數(shù)量來(lái)確定流經(jīng)漏極與源極之間 的溝道的感測(cè)電流的數(shù)量。傳輸單元101可以響應(yīng)于例如從圖1的行驅(qū)動(dòng)器20接收的置位信號(hào)SET而激活 以輸出由光傳感器PS產(chǎn)生的感測(cè)電流。置位信號(hào)SET可以用于選擇像素陣列10的至少一 個(gè)像素中包含的光傳感器PS的輸出。如果光傳感器PS的閾電壓例如小于大約0V，則可以 通過(guò)控制將置位信號(hào)SET提供到傳輸單元101來(lái)選擇性地輸出由光傳感器PS產(chǎn)生的感測(cè) 電流。雖然相對(duì)于地電壓(例如，0V)來(lái)描述示例實(shí)施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員不難理 解，閾電壓與電源電壓(例如，地)之間的關(guān)系可以確定例如漏電流和用于選擇性輸出感測(cè)電流的需求。傳輸單元101可以包括與光傳感器晶體管PS串聯(lián)連接的傳輸晶體管。傳輸單元 101可以實(shí)現(xiàn)為例如傳輸晶體管101，雖然示例實(shí)施例不限于此?？梢詫⒅梦恍盘?hào)SET提供 給傳輸單元101的柵極，而且當(dāng)置位信號(hào)SET是“0N(開(kāi)啟)”時(shí)，傳輸單元101可以被導(dǎo)通 以輸出由光傳感器PS產(chǎn)生的感測(cè)電流作為傳輸電流。復(fù)位單元102可以根據(jù)從行驅(qū)動(dòng)器20接收的復(fù)位信號(hào)RST而激活以輸出基準(zhǔn)電 流。復(fù)位信號(hào)RST可以用來(lái)復(fù)位包括在像素陣列10中的至少一個(gè)像素。由光傳感器PS產(chǎn) 生的感測(cè)電流可以根據(jù)PVT(過(guò)程、電壓、溫度)變量改變。從復(fù)位單元102輸出的基準(zhǔn)電 壓也可以根據(jù)PVT變量改變。當(dāng)前實(shí)施例中，像素100可以包括復(fù)位單元102，并且可以使 用復(fù)位單元102補(bǔ)償由PVT變量造成的感測(cè)電流的改變。可以減少像素100的輸出Out中 的噪聲。例如，復(fù)位單元102可以包括復(fù)位晶體管。復(fù)位單元102可以實(shí)現(xiàn)為例如復(fù)位晶 體管102，雖然示例實(shí)施例不限于此。復(fù)位晶體管102的漏極可以連接到電源電壓，而且可 以將復(fù)位信號(hào)RST提供到復(fù)位晶體管102的柵極。當(dāng)復(fù)位信號(hào)RST是“ON”時(shí)，復(fù)位晶體管 102可以被導(dǎo)通以輸出基準(zhǔn)電流。轉(zhuǎn)換單元103可以將從傳輸單元101接收的感測(cè)電流和/或從復(fù)位晶體管102接 收的基準(zhǔn)電流分別轉(zhuǎn)換為感測(cè)電壓和/或基準(zhǔn)電壓。例如，轉(zhuǎn)換單元103可以包括轉(zhuǎn)換晶 體管。轉(zhuǎn)換單元103可以實(shí)現(xiàn)為例如轉(zhuǎn)換晶體管103，雖然示例實(shí)施例不限于此。轉(zhuǎn)換單 元103的源極可以連接到例如地電壓源。轉(zhuǎn)換單元103的漏極和柵極可以連接到傳輸晶體 管101和復(fù)位晶體管102的源極。轉(zhuǎn)換單元103可以具有二極管連接結(jié)構(gòu)，其中將它的漏 極和柵極彼此連接。可以不提供額外的控制信號(hào)以導(dǎo)通轉(zhuǎn)換晶體管103。放大單元104可以基于由轉(zhuǎn)換單元103產(chǎn)生的感測(cè)電壓和/或基準(zhǔn)電壓分別產(chǎn)生 感測(cè)信號(hào)和/或基準(zhǔn)信號(hào)。例如，放大單元104可以包括放大晶體管。放大單元104可以 實(shí)現(xiàn)為例如放大晶體管104，雖然示例實(shí)施例不限于此。放大晶體管104的漏極可以連接到 電源電壓?？梢詫⒂赊D(zhuǎn)換單元103產(chǎn)生的感測(cè)電壓和/或基準(zhǔn)電壓提供到放大晶體管104 的柵極。如果由轉(zhuǎn)換單元103產(chǎn)生的感測(cè)電壓和/或基準(zhǔn)電壓大約是放大晶體管104的柵 極的閾電壓，則放大晶體管104可以被導(dǎo)通，并且電流可以在放大晶體管104的漏極與源極 之間流過(guò)。在放大晶體管104的漏極與源極之間流過(guò)的電流可以分別輸出為感測(cè)信號(hào)和/ 或基準(zhǔn)信號(hào)。選擇單元105可以根據(jù)從行驅(qū)動(dòng)器20接收的選擇信號(hào)SEL而激活以向圖1的光檢 測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器30提供由放大單元104產(chǎn)生的感測(cè)信號(hào)和/或基準(zhǔn)信號(hào)。選擇信號(hào)SEL可 以用于選擇包括在像素陣列10中的至少一個(gè)像素。例如，選擇單元105可以包括選擇晶體 管。選擇單元105可以實(shí)現(xiàn)為例如選擇晶體管105，雖然示例實(shí)施例不限于此。選擇晶體管 105可以串聯(lián)連接到放大晶體管104，并且可以將選擇信號(hào)SEL提供到選擇晶體管105的柵 極。當(dāng)選擇信號(hào)SEL是“ON”時(shí)，選擇晶體管105可以被導(dǎo)通以向光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器30提 供感測(cè)信號(hào)和/或基準(zhǔn)信號(hào)。根據(jù)示例實(shí)施例，像素100可以包括光傳感器PS、傳輸單元101、復(fù)位單元102、轉(zhuǎn) 換單元103、放大單元104和選擇單元105，并且可以通過(guò)根據(jù)例如兩次操作感測(cè)入射光來(lái) 產(chǎn)生輸出信號(hào)。像素100可以包括第一感測(cè)單元Sl和第二感測(cè)單元S2。第一感測(cè)單元Sl可以包括光傳感器PS、傳輸單元101、復(fù)位單元102和轉(zhuǎn)換單元103。第二感測(cè)單元S2可以 包括放大單元104和選擇單元105。第一感測(cè)單元Sl可以感測(cè)入射光并且從入射光產(chǎn)生 第一輸出信號(hào)。第二感測(cè)單元S2可以通過(guò)放大第一輸出信號(hào)產(chǎn)生第二輸出信號(hào)?？梢宰?止和/或減少將第一感測(cè)單元Sl中產(chǎn)生的噪聲提供給第二感測(cè)單元S2?？梢蕴岣咝旁氡?(SNR)并且可以確保更寬的操作范圍。參考圖5B，像素100'可以包括光傳感器PS、傳輸單元101、復(fù)位單元102、轉(zhuǎn)換單 元103'、放大單元104和選擇單元105。根據(jù)示例實(shí)施例的像素100'可以是圖5A的像素 100的修改。將不再說(shuō)明與像素100的元件相同的像素100'的元件。根據(jù)示例實(shí)施例，轉(zhuǎn)換單元103'可以將從傳輸單元101接收的感測(cè)電流和/或 從復(fù)位單元102接收的基準(zhǔn)電流分別轉(zhuǎn)換為感測(cè)電壓和/或基準(zhǔn)電壓。例如，轉(zhuǎn)換單元 103'可以包括轉(zhuǎn)換晶體管。轉(zhuǎn)換單元103’可以實(shí)現(xiàn)為例如轉(zhuǎn)換晶體管103'。轉(zhuǎn)換晶體 管103'的源極可以連接到地電壓源，并且轉(zhuǎn)換晶體管103'的漏極可以連接到傳輸單元 101和復(fù)位單元102的輸出端。可以將偏置電壓Vbias施加到轉(zhuǎn)換晶體管103'的柵極。轉(zhuǎn) 換單元103'可以由向其施加的偏置電壓Vbias激活，并且可以通過(guò)調(diào)整偏置電壓Vbias來(lái)補(bǔ) 償感測(cè)電壓和/或基準(zhǔn)電壓中的偏移量?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整偏置電壓Vbias來(lái)控制施加到放大單 元104的電壓。參考圖5C，像素100〃可以包括光傳感器PS、復(fù)位單元102、轉(zhuǎn)換單元103'、放大 單元104和選擇單元105。根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的像素100"可以是圖5A的像素100和/或 圖5B的像素100'的修改。將不再說(shuō)明與像素100的元件或像素100'的元件相同的像素 100"的元件。根據(jù)示例實(shí)施例，像素100"可以不包括傳輸單元。例如如果包括在光傳感器PS 中的光傳感器晶體管的閾電壓大于例如大約0V，則像素100"可以不包括傳輸單元。轉(zhuǎn)換 單元103 ‘可以將從光傳感器PS接收的感測(cè)電流和/或從復(fù)位單元102接收的基準(zhǔn)電流分 別轉(zhuǎn)換為感測(cè)電壓和/或基準(zhǔn)電壓。根據(jù)示例實(shí)施例，可以不在像素100"中包括傳輸單 元，而且像素100〃的尺寸可以減小。像素100〃可以包括圖5A的轉(zhuǎn)換單元103代替轉(zhuǎn)換 單元103'。圖6是根據(jù)示例實(shí)施例的包括多個(gè)如圖5A所示的像素100的圖像傳感器1的電 路圖。參考圖6，圖像傳感器1可以包括像素陣列10、行驅(qū)動(dòng)器20、光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器30和 ADC 40。像素陣列10可以包括多個(gè)像素100。像素陣列10可以包括連接到行驅(qū)動(dòng)器20的 多條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線和連接到光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器30的多條輸出信號(hào)線。像素陣列10中，多個(gè) 像素100可以分別處于多條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線與多條輸出信號(hào)線的交叉處。多條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線可以 包括沿多個(gè)行的置位信號(hào)線、復(fù)位信號(hào)線、和選擇信號(hào)線。多條輸出信號(hào)線可以包括沿多個(gè) 列的輸出信號(hào)線。行驅(qū)動(dòng)器20可以分別經(jīng)由置位信號(hào)線之一、復(fù)位信號(hào)線之一、和選擇信號(hào)線之一 向多個(gè)像素100中的每一個(gè)提供置位信號(hào)SET、復(fù)位信號(hào)RST和選擇信號(hào)SEL?？梢苑謩e根 據(jù)從行驅(qū)動(dòng)器20接收的置位信號(hào)SET、復(fù)位信號(hào)RST和選擇信號(hào)SEL來(lái)激活包含在每個(gè)像 素100中的傳輸單元101、復(fù)位單元102、和選擇單元105?？梢酝瑫r(shí)激活沿相同行的多個(gè)像 素100?？梢越?jīng)由輸出信號(hào)線之一將每個(gè)像素100的選擇單元105的輸出信號(hào)提供給光檢 測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器30。
圖6的圖像傳感器1可以包括像素陣列10，其包括多個(gè)像素100(如，圖5A所示的 像素100)、多個(gè)像素100'(如，圖5B所示的像素100')和/或多個(gè)像素100〃(如，圖 5C所示的像素100")和/或可以包括其他像素。圖7是說(shuō)明根據(jù)示例實(shí)施例的包括在圖6中的圖像傳感器1中的像素100、光檢測(cè) 信號(hào)產(chǎn)生器30和ADC 40的電路圖。光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器30可以包括轉(zhuǎn)換晶體管31、采樣電 路32、放大器33和鎖存器34。根據(jù)示例實(shí)施例，光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器30可以實(shí)現(xiàn)為例如相 關(guān)雙采樣(CDS)電路，并且可以消除低頻噪聲。轉(zhuǎn)換晶體管31可以將從像素100的選擇單元105接收的感測(cè)信號(hào)和/或基準(zhǔn)信 號(hào)分別轉(zhuǎn)換為感測(cè)電壓信號(hào)或基準(zhǔn)電壓信號(hào)?？梢詫⑵秒妷篤bias‘施加到轉(zhuǎn)換晶體管31 的柵極?？梢酝ㄟ^(guò)控制偏置電壓Vbias‘來(lái)補(bǔ)償感測(cè)電壓信號(hào)和/或基準(zhǔn)電壓信號(hào)中的偏移 量。采樣電路32可以包括第一和第二開(kāi)關(guān)Ml和M2以及第一和第二電容器Cl和C2。第一開(kāi)關(guān)Ml可以根據(jù)復(fù)位采樣信號(hào)RS而激活，并且可以根據(jù)基準(zhǔn)電壓信號(hào)將第 一電容器Cl充電。第二開(kāi)關(guān)M2可以根據(jù)置位采樣信號(hào)SS而激活，并且可以根據(jù)感測(cè)電壓 信號(hào)將第二電容器C2充電。放大器33可以根據(jù)使能信號(hào)EN而使能，并且可以通過(guò)放大向 其輸入的第一和第二電容器Cl和C2的電壓之間的差來(lái)輸出光檢測(cè)信號(hào)。鎖存器34可以 將從放大器33接收的光檢測(cè)信號(hào)鎖存。圖8是說(shuō)明根據(jù)示例實(shí)施例的圖7的像素100、光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器30和ADC 40的 操作的時(shí)序圖。參考圖7和8，當(dāng)復(fù)位信號(hào)RST是“ON”(如，復(fù)位信號(hào)RST是邏輯高)時(shí)可 以激活復(fù)位單元102以輸出基準(zhǔn)電流，而且轉(zhuǎn)換單元103可以將從復(fù)位單元102接收的基 準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換為等于基準(zhǔn)電壓的電壓VT。放大單元104可以基于從轉(zhuǎn)換單元103接收的電壓 Vt產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)。當(dāng)選擇信號(hào)SEL是“ON”時(shí)，選擇單元105可以將放大單元104產(chǎn)生的基 準(zhǔn)信號(hào)提供給轉(zhuǎn)換晶體管31，而且轉(zhuǎn)換晶體管31可以將基準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)電壓信號(hào)。當(dāng) 復(fù)位采樣信號(hào)RS是“ON”時(shí)，可以將基準(zhǔn)電壓信號(hào)提供到第一電容器Cl。當(dāng)置位信號(hào)SET是“ON”時(shí)，可以激活傳輸單元101以輸出感測(cè)電流，而且轉(zhuǎn)換單 元103可以將從傳輸單元101接收的感測(cè)電流轉(zhuǎn)換為等于感測(cè)電壓的電壓VT。放大單元 104可以基于從轉(zhuǎn)換單元103接收的電壓Vt產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)。當(dāng)選擇信號(hào)SEL是“ON”時(shí)，選 擇單元105可以將放大單元104產(chǎn)生的感測(cè)信號(hào)提供給轉(zhuǎn)換晶體管31，而且轉(zhuǎn)換晶體管31 可以將感測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為感測(cè)電壓信號(hào)。當(dāng)置位采樣信號(hào)SS是“0N”時(shí)，可以將感測(cè)電壓信 號(hào)提供到第二電容器C2。當(dāng)使能信號(hào)EN是“0N”時(shí)，可以激活放大器33，并且可以通過(guò)放 大第一電容器Cl和第二電容器C2的電壓之間的差來(lái)產(chǎn)生光檢測(cè)信號(hào)。圖9是根據(jù)示例實(shí)施例的圖像傳感器1'的電路圖。參考圖9，圖像傳感器1'可 以包括像素陣列10'、行驅(qū)動(dòng)器20、光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器30和ADC 40。根據(jù)示例實(shí)施例的圖 像傳感器1'可以是圖6的圖像傳感器1的修改，而且將不再描述與圖像傳感器1的元件相 同的圖像傳感器1'的元件。包括在像素陣列10'中的多個(gè)像素可以共享復(fù)位單元102、轉(zhuǎn) 換單元103、放大單元104和選擇單元105中的至少一個(gè)。多個(gè)像素中的每一個(gè)可以感測(cè)入 射光，并且每個(gè)可以包括例如光傳感器和傳輸單元?？梢詼p小圖像傳感器1'的尺寸。圖10A-10C分別是像素200、200'、和200〃的電路圖?？梢詫⑾袼?00、200‘、 和/或200"包括在例如根據(jù)示例實(shí)施例的圖1的圖像傳感器1的像素陣列10中。參考 圖10A，像素200可以包括光傳感器PS、傳輸單元201、復(fù)位單元202、轉(zhuǎn)換單元203和選擇單元204。根據(jù)示例實(shí)施例的像素200可以是圖5A的像素100的修改，而且將不再描述與 像素100的元件相同的像素200的元件不再描述。光傳感器PS可以具有根據(jù)入射光的能 量改變的電壓-電流特性，并且可以產(chǎn)生由入射光的能量確定的感測(cè)電流。傳輸單元201可以根據(jù)置位信號(hào)SET而激活以輸出由光傳感器PS產(chǎn)生的感測(cè)電 流。復(fù)位單元202可以根據(jù)復(fù)位信號(hào)RST而激活以輸出基準(zhǔn)電流。轉(zhuǎn)換單元203可以將從 傳輸單元201接收的感測(cè)電流和/或從復(fù)位單元202接收的基準(zhǔn)電流分別轉(zhuǎn)換為感測(cè)電壓 和/或基準(zhǔn)電壓。選擇單元204可以根據(jù)選擇信號(hào)SEL而激活以向光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器30 提供由轉(zhuǎn)換單元203產(chǎn)生的感測(cè)電壓和/或基準(zhǔn)電壓。根據(jù)示例實(shí)施例，像素200可以不 包括放大單元。選擇單元204可以直接輸出從轉(zhuǎn)換單元203接收的感測(cè)電壓和/或基準(zhǔn)電 壓。參考圖10B，像素200'可以包括光傳感器PS、傳輸單元201、復(fù)位單元202、轉(zhuǎn)換 單元203'和選擇單元204。根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的像素200'可以是圖IOA的像素200的修 改，而且將不再描述與像素200的元件相同的像素200'的元件。根據(jù)示例實(shí)施例，轉(zhuǎn)換單 元203'可以將從傳輸單元201接收的感測(cè)電流和/或從復(fù)位單元202接收的基準(zhǔn)電流分 別轉(zhuǎn)換為感測(cè)電壓和/或基準(zhǔn)電壓。例如，轉(zhuǎn)換單元203'可以包括轉(zhuǎn)換晶體管。轉(zhuǎn)換單元 203'可以實(shí)現(xiàn)為例如轉(zhuǎn)換晶體管203'，雖然示例實(shí)施例不限于此。轉(zhuǎn)換晶體管203'的源極可以連接到地電壓源，而且轉(zhuǎn)換晶體管203'的漏極可 以連接到傳輸單元201和復(fù)位單元202的輸出端?？梢詫⑵秒妷篤bias施加到轉(zhuǎn)換晶體管 203'的柵極。轉(zhuǎn)換單元203'可以由偏置電壓Vbias激活。可以通過(guò)控制偏置電壓Vbias來(lái) 補(bǔ)償感測(cè)電壓和/或基準(zhǔn)電壓中的偏移量。可以通過(guò)控制偏置電壓Vbias來(lái)控制施加到選擇 單元204的電壓。參考圖10C，像素200"可以包括光傳感器PS、復(fù)位單元202、轉(zhuǎn)換單元203和選擇 單元204。根據(jù)示例實(shí)施例的像素200〃可以是圖IOA的像素200的修改，而且將不再描述 與像素200的元件相同的像素200"的元件。根據(jù)示例實(shí)施例，像素200"可以不包括傳 輸單元。如果包括在光傳感器PS中的光傳感器晶體管的閾電壓大于例如大約0V，則像素 200"可以不包括傳輸單元201。轉(zhuǎn)換單元203可以將從光傳感器PS接收的感測(cè)電流和/ 或從復(fù)位單元202接收的基準(zhǔn)電流分別轉(zhuǎn)換為感測(cè)電壓和/或基準(zhǔn)電壓。根據(jù)示例實(shí)施例， 可以不在像素200"中包括傳輸單元201，而且可以減小像素200"的尺寸。圖11是說(shuō)明根據(jù)示例實(shí)施例的圖像傳感器的圖IOA的像素200、光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生 器30'和ADC 40的電路圖。參考圖11，光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器30'可以包括采樣電路32、放 大器33和鎖存器34。根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的圖像傳感器可以是圖7的圖像傳感器1的修改，而 且將不再描述與圖7的圖像傳感器1的元件相同的圖11的圖像傳感器的元件。像素200的選擇單元204可以輸出感測(cè)電壓和/或基準(zhǔn)電壓。光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器 30'可以不包括用于將像素200的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓的轉(zhuǎn)換晶體管。采樣電路32可以 包括第一和第二開(kāi)關(guān)Ml和M2以及第一和第二電容器Cl和C2。第一開(kāi)關(guān)Ml可以根據(jù)復(fù)位 采樣信號(hào)RS而激活，并且可以根據(jù)從像素200的選擇單元204接收的基準(zhǔn)電壓將第一電容 器Cl充電。第二開(kāi)關(guān)M2可以根據(jù)置位采樣信號(hào)SS而激活，并且可以根據(jù)從像素200的選 擇單元204接收的感測(cè)電壓將第二電容器C2充電。放大器33可以根據(jù)使能信號(hào)EN而使 能，并且可以通過(guò)放大第一和第二電容器Cl和C2的電壓之間的差來(lái)輸出光檢測(cè)信號(hào)。鎖存器34可以將從放大器33接收的光檢測(cè)信號(hào)鎖存?，F(xiàn)在將描述根據(jù)示例實(shí)施例的圖像傳感器的操作。當(dāng)復(fù)位信號(hào)RST是“ON”時(shí)，可 以激活復(fù)位單元202以輸出基準(zhǔn)電流，并且轉(zhuǎn)換單元203可以將從復(fù)位單元202接收的基 準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換為等于基準(zhǔn)電壓的電壓VT。當(dāng)選擇信號(hào)SEL是“ON”時(shí)，選擇單元204可以輸出 從轉(zhuǎn)換單元203接收的等于基準(zhǔn)電壓的電壓VT。當(dāng)復(fù)位采樣信號(hào)是“ON”時(shí)，可以將等于基 準(zhǔn)電壓的電壓Vt提供給第一電容器Cl。當(dāng)置位信號(hào)SET是“ON”時(shí)，可以激活傳輸單元201以輸出感測(cè)電流，并且轉(zhuǎn)換單 元203可以將從傳輸單元201接收的感測(cè)電流轉(zhuǎn)換為等于感測(cè)電壓的電壓VT。當(dāng)選擇信號(hào) SEL是“ON”時(shí)，選擇單元204可以輸出從轉(zhuǎn)換單元203接收的等于感測(cè)電壓的電壓VT。當(dāng) 置位采樣信號(hào)SS是“0N”時(shí)，可以將等于感測(cè)電壓的電壓Vt提供給第二電容器C2。當(dāng)使能 信號(hào)EN是“0N”時(shí)，可以激活放大器33以便通過(guò)放大第一電容器Cl和第二電容器C2的電 壓之間的差來(lái)產(chǎn)生光檢測(cè)信號(hào)。圖12A和12B是根據(jù)示例實(shí)施例的可以包括在圖1的圖像傳感器的像素陣列10中 的像素300和300'的電路圖。參考圖12A，像素300可以包括光傳感器PS、傳輸單元301、 復(fù)位單元302和選擇單元303。根據(jù)示例實(shí)施例的像素300可以是圖5A的像素100的修 改，而且將不再描述與像素100的元件相同的像素300的元件。光傳感器PS可以具有根據(jù) 入射光的能量改變的電壓-電流特性，并且可以產(chǎn)生由入射光的能量確定的感測(cè)電流。傳輸單元301可以根據(jù)置位信號(hào)SET而激活以輸出由光傳感器PS產(chǎn)生的感測(cè)電 流。復(fù)位單元302可以根據(jù)復(fù)位信號(hào)RST而激活以輸出基準(zhǔn)電流。選擇單元303可以根據(jù) 選擇信號(hào)SEL向光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器30提供從傳輸單元301接收的感測(cè)電流和/或從復(fù)位 單元302接收的基準(zhǔn)電流。根據(jù)示例實(shí)施例，像素300可以不包括轉(zhuǎn)換單元和/或放大單 元。選擇單元303可以直接輸出感測(cè)電流和/或基準(zhǔn)電流。參考圖12B，像素300'可以包括光傳感器PS、復(fù)位單元302和選擇單元303。根 據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的像素300'可以是圖12A的像素300的修改，而且將不再描述與像素300的 元件相同的像素300'的元件。根據(jù)示例實(shí)施例的像素300'可以不包括傳輸單元。如果 包括在光傳感器PS中的光傳感器晶體管的閾電壓大于例如大約0V，則像素300'可以不包 括傳輸單元。根據(jù)示例實(shí)施例，像素300'的尺寸與像素300相比可以減小。圖13是說(shuō)明根據(jù)示例實(shí)施例的圖像傳感器的圖12A的像素300、光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生 器30和ADC 40的電路圖。光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器30可以包括轉(zhuǎn)換晶體管31、采樣電路32、放 大器33和鎖存器34。根據(jù)示例實(shí)施例的圖像傳感器可以是圖7的圖像傳感器1的修改，而 且將不再描述與圖像傳感器1的元件相同的圖13的圖像傳感器的元件。轉(zhuǎn)換晶體管31可 以將從像素300的選擇單元303接收的感測(cè)電流和/或基準(zhǔn)電流分別轉(zhuǎn)換為感測(cè)電壓信號(hào) 或基準(zhǔn)電壓信號(hào)。采樣電路32可以包括第一和第二開(kāi)關(guān)Ml和M2以及第一和第二電容器Cl和C2。 第一開(kāi)關(guān)Ml可以根據(jù)復(fù)位采樣信號(hào)RS而激活，并且可以根據(jù)基準(zhǔn)電壓信號(hào)將第一電容器 Cl充電。第二開(kāi)關(guān)M2可以根據(jù)置位采樣信號(hào)SS而激活，并且可以根據(jù)感測(cè)電壓信號(hào)將第 二電容器C2充電。放大器33可以根據(jù)使能信號(hào)EN而使能，并且通過(guò)放大第一和第二電容 器Cl和C2的電壓之間的差來(lái)輸出光檢測(cè)信號(hào)。鎖存器34可以將從放大器33接收的光檢 測(cè)信號(hào)鎖存。
現(xiàn)在將描述根據(jù)示例實(shí)施例的圖像傳感器的操作。當(dāng)復(fù)位信號(hào)RST是“ON”時(shí)，可 以激活復(fù)位單元302以輸出基準(zhǔn)電流。當(dāng)選擇信號(hào)SEL是“ON”時(shí)，選擇單元303可以輸出 從復(fù)位單元302接收的基準(zhǔn)電流。轉(zhuǎn)換晶體管31可以將基準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)電壓信號(hào)。當(dāng) 復(fù)位采樣信號(hào)RS是“ON”時(shí)，可以將基準(zhǔn)電壓信號(hào)提供給第一電容器Cl。當(dāng)置位信號(hào)SET是“ON”時(shí)，可以激活傳輸單元301以輸出感測(cè)電流。當(dāng)選擇信號(hào) SEL是“ON”時(shí)，選擇單元303可以輸出從傳輸單元301接收的感測(cè)電流。轉(zhuǎn)換晶體管31可 以將感測(cè)電流轉(zhuǎn)換為感測(cè)電壓信號(hào)。當(dāng)置位采樣信號(hào)SS是“0N”時(shí)，可以將感測(cè)電壓信號(hào) 提供給第二電容器C2。當(dāng)使能信號(hào)EN是“0N”時(shí)，可以激活放大器33，并且可以通過(guò)放大 向其輸入的第一電容器Cl和第二電容器C2的電壓之間的差來(lái)產(chǎn)生光檢測(cè)信號(hào)。圖14A和14B是根據(jù)示例實(shí)施例的可以包括在圖1的圖像傳感器1的像素陣列10 中的像素400和400'的電路圖。參考圖14A，像素400可以包括具有根據(jù)入射光的能量改 變的電壓-電流特性的光傳感器PS。光傳感器PS可以產(chǎn)生由入射光的能量確定的感測(cè)電 流。光傳感器PS可以與圖5A的像素100的光傳感器PS基本相同，并且可以依據(jù)它們之間 的不同來(lái)描述。參考圖14A，如果第一電壓Vl被施加到光傳感器PS的柵極，則光傳感器PS可以 產(chǎn)生第一感測(cè)電流。如果第二電壓V2被施加到光傳感器PS的柵極，則光傳感器PS可以產(chǎn) 生第二感測(cè)電流。根據(jù)示例實(shí)施例，因?yàn)橄袼?00不包括復(fù)位單元，所以可以通過(guò)將第一和 第二電壓Vl和V2順序施加到光傳感器PS的柵極以便產(chǎn)生第一和第二感測(cè)電流、并且使用 第一和第二感測(cè)電流之間的差來(lái)檢測(cè)入射光。當(dāng)前實(shí)施例的像素400可以僅包括光傳感器 PS從而可以減小像素400的尺寸?？梢詫⑾袼?00應(yīng)用于例如移動(dòng)電話機(jī)的小尺寸設(shè)備。參考圖14B，像素400'可以包括光傳感器PS和選擇單元401。根據(jù)示例實(shí)施例的 像素400'可以是圖14A的像素400的修改，并且可以依據(jù)它們之間的不同來(lái)描述。像素 400'可以包括選擇單元401。圖15是說(shuō)明根據(jù)示例實(shí)施例的圖像傳感器的圖14A的像素400、光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生 器30和ADC 40的電路圖。光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器30可以包括轉(zhuǎn)換晶體管31、采樣電路32、放 大器33和鎖存器34。根據(jù)示例實(shí)施例的圖像傳感器可以是圖7的圖像傳感器1的修改，并 且可以依據(jù)它們之間的不同來(lái)描述。轉(zhuǎn)換晶體管31可以將從像素400的光傳感器PS接收的第一和/或第二感測(cè)電流 分別轉(zhuǎn)換為第一和/或第二感測(cè)電壓。采樣電路32可以包括第一和第二開(kāi)關(guān)Ml和M2以 及第一和第二電容器Cl和C2。第一開(kāi)關(guān)Ml可以根據(jù)復(fù)位采樣信號(hào)RS而激活，并且可以根 據(jù)第一感測(cè)電壓將第一電容器Cl充電。第二開(kāi)關(guān)M2可以根據(jù)置位采樣信號(hào)SS而激活，并 且可以根據(jù)第二感測(cè)電壓將第二電容器C2充電。放大器33可以根據(jù)使能信號(hào)EN而使能， 并且可以通過(guò)放大向其輸入的第一和第二電容器Cl和C2的電壓之間的差來(lái)輸出光檢測(cè)信 號(hào)。鎖存器34可以將從放大器33接收的光檢測(cè)信號(hào)鎖存?，F(xiàn)在將描述根據(jù)示例實(shí)施例的圖像傳感器的操作。當(dāng)?shù)谝浑妷篤l被施加到光傳 感器PS的柵極時(shí)，光傳感器PS可以輸出第一感測(cè)電流。轉(zhuǎn)換晶體管31可以將第一感測(cè)電 流轉(zhuǎn)換為第一感測(cè)電壓。當(dāng)復(fù)位采樣信號(hào)RS是“0N”時(shí)，可以將第一感測(cè)電壓提供給第一 電容器Cl。當(dāng)?shù)诙妷篤2被施加到光傳感器PS的柵極時(shí)，光傳感器PS可以輸出第二感 測(cè)電流。轉(zhuǎn)換晶體管31可以將第二感測(cè)電流轉(zhuǎn)換為第二感測(cè)電壓。當(dāng)置位采樣信號(hào)SS是“ON”時(shí)，可以將第二感測(cè)電壓提供給第二電容器C2。當(dāng)使能信號(hào)EN是“ON”時(shí)，可以激活 放大器33，并且可以通過(guò)放大向其輸入的第一電容器Cl和第二電容器C2的電壓之間的差 來(lái)產(chǎn)生光檢測(cè)信號(hào)。圖16是示意性地說(shuō)明包括圖像傳感器1640的基于處理器的系統(tǒng)1600的框圖。參 考圖16，基于處理器的系統(tǒng)1600可以包括處理器(CPU) 1610、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 1620、 硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD) 1630、圖像傳感器1640和輸入/輸出(I/O)設(shè)備1650，它們可以經(jīng)由總 線1660相互通信。圖像傳感器1640可以是以上參考圖1-15所述的圖像傳感器之一。圖 像傳感器1640可以從基于處理器的系統(tǒng)1600的處理器1610和/或其他元件接收控制信 號(hào)和/或數(shù)據(jù)。圖像傳感器1640可以基于該控制信號(hào)和/或數(shù)據(jù)向處理器1610提供定義 圖像的信號(hào)。處理器1610可以處理從圖像傳感器1640接收的信號(hào)。基于處理器的系統(tǒng)1600的示例可以包括例如數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、照相機(jī)系 統(tǒng)、掃描儀、視頻電話機(jī)、電子監(jiān)視系統(tǒng)、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)、自動(dòng)聚焦系統(tǒng)、星象跟蹤儀系統(tǒng)、運(yùn) 動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、圖像穩(wěn)定系統(tǒng)、數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)、和/或可以包括根據(jù)示例實(shí)施例的圖像傳感器 的其他各種系統(tǒng)。根據(jù)示例實(shí)施例，包括在圖像傳感器的像素陣列中的像素可以包括光傳感器，該 光傳感器的電壓-電流特性根據(jù)入射光的數(shù)量和/或波長(zhǎng)改變。根據(jù)示例實(shí)施例的圖像傳 感器可以具有比傳統(tǒng)CMOS圖像傳感器和/或CCD圖像傳感器的分辨率高的分辨率，并且可 以不需要濾色鏡。根據(jù)示例實(shí)施例的圖像傳感器的像素可以包括用于輸出基準(zhǔn)電流的復(fù)位單元，并 且能夠使用基準(zhǔn)電流增強(qiáng)該像素的輸出信號(hào)的信噪比(SNI )?；鶞?zhǔn)電流可以用于補(bǔ)償由例 如PVT變量造成的感測(cè)電流的改變。像素可以包括用于將感測(cè)電流和基準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換為電壓 的轉(zhuǎn)換單元、和用于放大轉(zhuǎn)換單元的輸出的放大單元。根據(jù)示例實(shí)施例的像素可以輸出各 個(gè)感測(cè)電流和基準(zhǔn)電流的放大信號(hào)。因此，可以提高像素的輸出信號(hào)的分辨率，并且最小化 和/或減少光傳感器、復(fù)位單元和/或轉(zhuǎn)換單元中產(chǎn)生的噪聲。可以通過(guò)向轉(zhuǎn)換單元施加偏置電壓來(lái)控制包括在根據(jù)示例實(shí)施例的像素中的轉(zhuǎn) 換單元的輸出電壓，并且可以減少偏移量噪聲。包括在像素陣列中的多個(gè)像素可以共享復(fù) 位單元、轉(zhuǎn)換單元、放大單元、和選擇單元中的至少一個(gè)?？梢詼p小像素陣列的尺寸。雖然已經(jīng)具體示出和描述示例實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員不難理解，這 里可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行改變而不背離權(quán)利要求的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種圖像傳感器，包括 像素，該像素包括光傳感器，該光傳感器的電壓-電流特性能夠基于入射光的能量改變，該光傳感器被 配置為基于該電壓-電流特性產(chǎn)生感測(cè)電流，復(fù)位單元，其被配置為基于復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生基準(zhǔn)電流，以及轉(zhuǎn)換單元，其被配置為將感測(cè)電流轉(zhuǎn)換為感測(cè)電壓以及將基準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其中所述像素進(jìn)一步包括傳輸單元，其被配置為基于置位信號(hào)將感測(cè)電流傳遞到所述轉(zhuǎn)換單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像傳感器，其中所述像素進(jìn)一步包括放大單元，其被配置為通過(guò)放大感測(cè)電壓來(lái)產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)以及通過(guò)放大基準(zhǔn)電壓來(lái)產(chǎn) 生基準(zhǔn)信號(hào)，以及選擇單元，其被配置為基于選擇信號(hào)來(lái)輸出感測(cè)信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像傳感器，進(jìn)一步包括行驅(qū)動(dòng)器，其被配置為向所述像素提供置位信號(hào)、復(fù)位信號(hào)、和選擇信號(hào)； 光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，其被配置為基于感測(cè)信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生光檢測(cè)信號(hào)；以及 模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，其被配置為將光檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像傳感器，其中所述光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器包括第二轉(zhuǎn)換單元，其被配置為將感測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為感測(cè)電壓信號(hào)以及將基準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為基 準(zhǔn)電壓信號(hào)，采樣電路，其被配置為通過(guò)基于復(fù)位采樣信號(hào)采樣基準(zhǔn)電壓信號(hào)來(lái)產(chǎn)生基準(zhǔn)輸出信號(hào) 以及通過(guò)基于置位采樣信號(hào)采樣感測(cè)電壓信號(hào)來(lái)產(chǎn)生感測(cè)輸出信號(hào)，以及放大器，其被配置為通過(guò)放大基準(zhǔn)輸出信號(hào)與感測(cè)輸出信號(hào)之間的差來(lái)產(chǎn)生光檢測(cè)信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像傳感器，其中所述光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器進(jìn)一步包括 鎖存器，其被配置為鎖存光檢測(cè)信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像傳感器，其中所述像素是多個(gè)像素，而且所述多個(gè)像素中的至少兩個(gè)像素共享所述復(fù)位單元、轉(zhuǎn)換單元、放大單元、和選擇單元 中的至少一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像傳感器，其中所述像素進(jìn)一步包括選擇單元，其被配置為基于選擇信號(hào)輸出感測(cè)電壓作為感測(cè)信號(hào)以及輸出基準(zhǔn)電壓作 為基準(zhǔn)信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像傳感器，進(jìn)一步包括行驅(qū)動(dòng)器，其被配置為向所述像素提供置位信號(hào)、復(fù)位信號(hào)、和選擇信號(hào)； 光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，其被配置為基于感測(cè)信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生光檢測(cè)信號(hào)；以及 模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，其被配置為將光檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像傳感器，其中所述光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器包括采樣電路，其被配置為通過(guò)基于復(fù)位采樣信號(hào)采樣基準(zhǔn)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生基準(zhǔn)輸出信號(hào)以及 通過(guò)基于置位采樣信號(hào)采樣感測(cè)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生感測(cè)輸出信號(hào)，以及放大器，其被配置為通過(guò)放大基準(zhǔn)輸出信號(hào)與感測(cè)輸出信號(hào)之間的差來(lái)產(chǎn)生光檢測(cè)信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像傳感器，其中所述像素是多個(gè)像素，而且所述多個(gè)像素中的至少兩個(gè)像素共享所述復(fù)位單元和轉(zhuǎn)換單元中的至少一個(gè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像傳感器，其中所述轉(zhuǎn)換單元包括被配置為基于所述傳 輸單元和復(fù)位單元中的至少一個(gè)的輸出來(lái)切換的開(kāi)關(guān)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其中所述轉(zhuǎn)換單元包括被配置為基于偏置電 壓來(lái)切換的開(kāi)關(guān)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其中所述光傳感器包括氧化物晶體管和氧化 物二極管中的至少一個(gè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的圖像傳感器，其中所述氧化物晶體管和氧化物二極管中的 至少一個(gè)包括ZnO和TW2中的至少一個(gè)。
16.一種圖像傳感器，包括 像素，該像素包括光傳感器，該光傳感器的電壓-電流特性能夠基于入射光的能量改變，該光傳感器被 配置為基于該電壓-電流特性產(chǎn)生感測(cè)電流，以及選擇單元，其被配置為基于選擇信號(hào)來(lái)輸出感測(cè)電流作為感測(cè)信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像傳感器，其中所述像素進(jìn)一步包括復(fù)位單元，其被配 置為基于復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生基準(zhǔn)電流，而且所述選擇單元被配置為輸出感測(cè)電流作為感測(cè)信號(hào)以及輸出基準(zhǔn)電流作為基準(zhǔn)信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的圖像傳感器，其中所述像素進(jìn)一步包括 傳輸單元，其被配置為基于置位信號(hào)將感測(cè)電流傳遞到所述選擇單元。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的圖像傳感器，進(jìn)一步包括行驅(qū)動(dòng)器，其被配置為向所述像素提供置位信號(hào)、復(fù)位信號(hào)、和選擇信號(hào)； 光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器，其被配置為基于感測(cè)信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生光檢測(cè)信號(hào)；以及 模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，其被配置為將光檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的圖像傳感器，其中所述光檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生器包括轉(zhuǎn)換單元，其被配置為將感測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為感測(cè)電壓信號(hào)以及將基準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)電 壓信號(hào)，采樣電路，其被配置為通過(guò)基于復(fù)位采樣信號(hào)采樣基準(zhǔn)電壓信號(hào)來(lái)產(chǎn)生基準(zhǔn)輸出信號(hào) 以及通過(guò)基于置位采樣信號(hào)采樣感測(cè)電壓信號(hào)來(lái)產(chǎn)生感測(cè)輸出信號(hào)，以及放大器，其被配置為通過(guò)放大基準(zhǔn)輸出信號(hào)與感測(cè)輸出信號(hào)之間的差來(lái)產(chǎn)生光檢測(cè)信號(hào)。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的圖像傳感器，其中所述像素是多個(gè)像素，而且所述多個(gè)像素中的至少兩個(gè)像素共享所述復(fù)位單元和選擇單元中的至少一個(gè)。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像傳感器，其中所述光傳感器包括氧化物晶體管和氧化 物二極管中的至少一個(gè)。
23.一種操作圖像傳感器的方法，包括基于入射到光傳感器的光的能量在像素的光傳感器中產(chǎn)生感測(cè)電流，該光傳感器的電 壓-電流特性能夠基于入射光的能量改變；以及基于復(fù)位信號(hào)在該像素中產(chǎn)生基準(zhǔn)電流。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括 基于選擇信號(hào)從所述像素輸出感測(cè)電流和基準(zhǔn)電流。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，還包括 基于感測(cè)電流和基準(zhǔn)電流產(chǎn)生光檢測(cè)信號(hào)；以及 將光檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括將感測(cè)電流轉(zhuǎn)換為感測(cè)電壓，并將基準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)電壓；以及 基于選擇信號(hào)從所述像素輸出感測(cè)電壓和基準(zhǔn)電壓。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，進(jìn)一步包括 基于感測(cè)電壓和基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生光檢測(cè)信號(hào)；以及 將光檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括將感測(cè)電流轉(zhuǎn)換為感測(cè)電壓，并將基準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)電壓；通過(guò)放大感測(cè)電壓來(lái)產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)，并通過(guò)放大基準(zhǔn)電壓來(lái)產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)；以及基于選擇信號(hào)從所述像素輸出感測(cè)信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的方法，進(jìn)一步包括 基于感測(cè)信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生光檢測(cè)信號(hào)；以及 將光檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
全文摘要
一種圖像傳感器及其操作方法。一種圖像傳感器包括包括多個(gè)像素的像素陣列。所述多個(gè)像素中的每一個(gè)包括光傳感器，其電壓-電流特性根據(jù)入射光的能量而改變，并且該光傳感器產(chǎn)生由入射光的能量確定的感測(cè)電流；復(fù)位單元，其根據(jù)用于復(fù)位所述多個(gè)像素中的至少一個(gè)的復(fù)位信號(hào)而激活以產(chǎn)生基準(zhǔn)電流；以及轉(zhuǎn)換單元，其將感測(cè)電流和基準(zhǔn)電流分別轉(zhuǎn)換為感測(cè)電壓和基準(zhǔn)電壓。
文檔編號(hào)H01L27/146GK102065247SQ20101052597
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者宋利憲, 田尚勛, 申在光, 鄭佑仁, 金善日, 金昌楨, 金鎬正 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社