[实用新型]一种CMOS图像传感器像素电路及像素矩阵

说明书

本实用新型提出一种CMOS图像传感器像素电路及像素矩阵。该CMOS图像传感器像素电路，包含侦测单元，包含至少包含一个开关，所述开关具有第一端、第二端、第三端，第一端电性连接节点FD，第二端电性MOS开关M14的漏极端，第三端电性连接控制端，该侦测单元用以检测节点FD上的电荷量是否到阈值，若检测出FD上的电荷量达到设定的阈值时，该第三端基于接收的信号电性断开第一端与第二端间的连接，该节点FD上始终保持原有的电荷量，直到下一次恢复信号触发时恢复第一端与第二端间的连接即与节点FD的电性连接。通过这样的设计降低CMOS图像传感器像素电路过曝的风险。

技术领域

本实用新型涉及图像传感器领域，具体的涉及一种CMOS图像传感器像素电路及像素矩阵。

背景技术

近年来，图像传感器的应用范围变得越来越广。除了望远镜或数码相机等常规应用外，安防监控，人脸识别，三维立体图像建模等很多领域里，也都开始使用图像传感器。相较于传统的CCD图像传感器，由于半导体工艺技术发展越来越成熟，CMOS图像传感器(CIS)低功耗高集成度的优势变得越来越明显。

CMOS图像传感器本质上是由大量单点像素组成的矩阵。单点像素的结构如图1所示。每个像素点的感光元器件(photosensitive element)把该点感知的光信号转换成电信号，然后由读取电路采集和放大后，通过模数转换器(ADC)转换成数字信号。为了提高ADC的输出信噪比，通常会选择较大的信号放大倍数或增加感光元件的曝光时间，从而达到提高ADC输入信号幅度的目的。

因CMOS图像传感器是由大量单点像素组成，不同位置的像素点感知到光信号的幅度不同。即使对于同一个像素点，其感知光信号幅度也会随着周围环境光强的变化而改变。若所有像素点都选用统一并且固定的放大倍数和曝光时间时，很难保证像素矩阵中每一个像素点在每一个时刻都不会因放大倍数过小造成信号被ADC噪声淹没，也不会因曝光时间过长造成感光元件过曝。而随着像素矩阵的规模变大，若每个像素点的放大倍数或曝光时间都不统一，那么存储(存贮)这些信息并实现单点控制所需要的硬件配置往往大到系统不可接受的程度，同时矩阵连线的复杂程度也将呈几何级的增长。

因此，业内亟需一种可以更加高效的CMOS传感器的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于：提供一种CMOS图像传感器像素电路及搭载该像素电路的像素矩阵，其具有防过曝功能，该像素电路可以灵活控制每个像素点在不发生过曝的前提下累积尽可能多的电荷，从而有效的提高CMOS图像传感器的输出信噪比。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，

一种CMOS图像传感器像素电路，其特征在于，包含侦测单元，其电性连接节点FD，用以检测节点FD上的电荷量是否达到预设的阈值，若检测出FD上的电荷量达到设定的阈值时，则电性断开与FD的连接，所述FD上始终保持原有的电荷量，直到下一次恢复信号触发时恢复至与FD电性连接。

一种CMOS图像传感器像素电路，其特征在于，包含侦测单元，所述侦测单元至少包含一个开关，所述开关具有第一端、第二端、第三端，所述第一端电性连接节点FD，所述第二端电性MOS开关M14的漏极端，所述第三端电性连接控制端，

其中，若侦测单元检测出节点FD上的电荷量达到设定的阈值时，

所述第三端基于接收的信号电性断开所述第一端与所述第二端间的连接。

优选的，该所述第三端直至基于接收的恢复信号所述第一端与所述第二端电性连接。

优选的，该侦测单元，包含，MOS开关M15、电容C2，其中，

MOS开关M15的栅极端电性连接节点pdb，所述节点pdb电性连接电容C2 的一端，