[发明专利]一种图像传感器像素电路以及图像传感阵列

说明书

本发明涉及光电成像技术领域，具体涉及一种图像传感像素电路、图像传感阵列以及图像传感器。其中，像素电路包括光敏单元、存储单元和读出单元；光敏单元用于接受入射光曝光以产生光电信号，并且该光敏单元在光照撤去之后其产生的光电信号仍能保持第一预设时间；存储单元与光敏单元耦合，该存储单元用于在积分阶段将光电信号进行存储得到第一电信号，积分阶段至少包括曝光结束后的第一预设时间；读出单元用于将存储单元存储的第一电信号输出。本申请的光敏单元的曝光以及积分方法使得光敏单元具有的良好的光电转化能力，从而在较高的帧率情况下，以较快的速度读出图像信号，并且图像传感像素电路的结构简单、可实现较高的空间分辨率。

技术领域

本发明涉及显示技术光电成像领域，具体涉及一种图像传感器像素电路以及图像传感阵列。

背景技术

近年来，薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)技术取得了巨大进步。由于适合大面积量产、阵列化处理等特点，TFT十分适合制作高性能、低功耗、低成本的有源矩阵平板成像仪。目前，主流的X射线数字成像(X-ray Digital Radiography，X-ray DR)系统主要分为直接型X射线数字成像和间接型X射线数字成像这两种。典型的直接型X射线数字成像方案中，以非晶硒(Amorphous Selemium，a-Se)作为光敏单元，采用非晶硅(AmorphousSilicon，a-Si)TFT制作开关阵列读出光电信号(以下简称该探测器为直接型a-Se平板探测器)。其工作原理为入射X-ray使硒层产生电子空穴对，在外加偏压电场作用下，电子和空穴对向相反的方向移动形成电流，并在像素电路内部节点电容上形成储存电荷。对应于入射X光的剂量，每一个探测像素具有相应的储存电荷量，通过读出电路可以知道每个像素点的电荷量，进而探知每个像素点对应的X射线剂量。对于间接型X光探测系统，PIN光电二极管(PIN diode)作为光敏单元，同时采用a-Si TFT制作开关阵列读出光电信号。间接型X射线成像仪的结构包括了闪烁晶体层，以及PIN二极管和a-Si TFT组成的阵列层。其工作过程分为两步，首先X-ray要先经过闪烁晶体层转化为可见光，可见光再经过PIN diode转换为电信号经过a-Si TFT阵列进行读出(以下简称该探测器为间接型a-Si平板探测器)。以上两种方案中，由于直接型a-Se平板探测器是直接探测X-ray剂量的，a-Se层与a-Si TFT层是立体堆叠结构，a-Se层正常工作时需要施加上千伏的高压，条件比较苛刻，所以直接型a-Se平板探测器对工作环境要求高、寿命短、故障率高，维护成本远大于间接型a-Si平板探测器。相比之下，间接型a-Si平板探测器应用范围更广泛。