本公開涉及傳感器，尤其是一種傳感器像素單元、信號(hào)處理裝置和電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、圖像傳感器已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)手機(jī)、醫(yī)療、汽車、無人機(jī)和機(jī)器識(shí)別等領(lǐng)域，特別是制造互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(complementary?metal?oxidesemiconductor，cmos)圖像傳感器技術(shù)的快速發(fā)展，使人們對(duì)圖像傳感器的輸出圖像品質(zhì)有了更高的要求。cmos圖像傳感器依據(jù)信號(hào)采集方式，可分為兩種類別：一種方式是，對(duì)像素設(shè)定曝光時(shí)長進(jìn)而測(cè)量電壓信號(hào)變化量的方式；第二種方式是，對(duì)像素設(shè)定電壓變化量進(jìn)而測(cè)量曝光時(shí)長的方式，這種圖像傳感器稱為脈沖序列式圖像傳感器。在像素的工作過程中，每次對(duì)像素進(jìn)行復(fù)位會(huì)帶來隨機(jī)的復(fù)位噪聲，像素信號(hào)從像素讀出至列級(jí)電路的傳輸路徑中也會(huì)引入噪聲和誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開實(shí)施例提供一種傳感器像素單元、信號(hào)處理裝置和電子設(shè)備。

2、本公開實(shí)施例的一個(gè)方面，提供一種傳感器像素單元，包括：k個(gè)并聯(lián)的感光單元和一個(gè)輸出控制單元；每個(gè)所述感光單元分別與所述輸出控制單元連接；其中，k為大于1的整數(shù)；

3、在第一曝光階段，所述k個(gè)感光單元中的每個(gè)所述感光單元將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為光生電荷并存儲(chǔ)；

4、在第一讀出階段，所述輸出控制單元逐個(gè)讀出所述k個(gè)感光單元中每個(gè)感光單元中存儲(chǔ)的光生電荷，輸出k個(gè)第一信號(hào)并執(zhí)行復(fù)位操作；

5、在第二曝光階段，所述k個(gè)感光單元中的每個(gè)所述感光單元將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為光生電荷并存儲(chǔ)；

6、在第二讀出階段，所述輸出控制單元一次讀出所述k個(gè)感光單元中存儲(chǔ)的所有光生電荷，輸出第二信號(hào)。

7、可選地，所述感光單元包括光電二極管、第一開關(guān)晶體管、緩存電容和第二開關(guān)晶體管；

8、所述光電二極管，用于在所述第一曝光階段和所述第二曝光階段接收光信號(hào)以產(chǎn)生光生電荷；

9、所述第一開關(guān)晶體管連通所述光電二極管和所述緩存電容，響應(yīng)于所述第一開關(guān)晶體管導(dǎo)通時(shí)，將所述光電二極管中累計(jì)的光生電荷轉(zhuǎn)移到所述緩存電容中進(jìn)行存儲(chǔ)；

10、所述第二開關(guān)晶體管連通所述緩存電容和所述輸出控制單元，響應(yīng)于所述第二開關(guān)晶體管導(dǎo)通時(shí)，將所述緩存電容中存儲(chǔ)的光生電荷傳輸?shù)剿鲚敵隹刂茊卧?/p>

11、可選地，所述輸出控制單元包括：復(fù)位晶體管、浮置擴(kuò)散電容、源跟隨晶體管和讀出晶體管；

12、所述復(fù)位晶體管，用于根據(jù)復(fù)位信號(hào)的控制導(dǎo)通或斷開，所述復(fù)位晶體管導(dǎo)通時(shí)對(duì)k個(gè)所述光電二極管或所述浮置擴(kuò)散電容執(zhí)行復(fù)位操作；

13、所述浮置擴(kuò)散電容，用于在所述k個(gè)感光單元導(dǎo)通與所述輸出控制單元的通路時(shí)接收至少一個(gè)所述感光單元中存儲(chǔ)的光生電荷并存儲(chǔ)；

14、所述源跟隨晶體管，用于根據(jù)所述浮置擴(kuò)散電容中存儲(chǔ)的光生電荷變化量產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的所述第一信號(hào)或所述第二信號(hào)；

15、所述讀出晶體管，用于根據(jù)讀出控制信號(hào)的控制導(dǎo)通或斷開，響應(yīng)于所述讀出晶體管導(dǎo)通時(shí)輸出所述第一信號(hào)或所述第二信號(hào)。

16、可選地，所述復(fù)位晶體管，用于根據(jù)復(fù)位信號(hào)的控制導(dǎo)通或斷開，響應(yīng)于所述復(fù)位晶體管、所述k個(gè)第一開關(guān)晶體管和所述k個(gè)第二開關(guān)晶體管同時(shí)導(dǎo)通，對(duì)k個(gè)所述光電二極管執(zhí)行復(fù)位操作；

17、響應(yīng)于所述復(fù)位晶體管導(dǎo)通，所述k個(gè)第一開關(guān)晶體管和所述k個(gè)第二開關(guān)晶體管不導(dǎo)通，對(duì)所述浮置擴(kuò)散電容執(zhí)行復(fù)位操作。

18、可選地，所述復(fù)位晶體管的漏極端與電源信號(hào)連接，源極端與所述浮置擴(kuò)散電容以及所述k個(gè)感光單元連接，柵極端接收所述復(fù)位信號(hào)；

19、所述浮置擴(kuò)散電容的一端接地，另一端與所述復(fù)位晶體管的源極端、所述k個(gè)感光單元以及所述源跟隨晶體管的柵極端連接。

20、本公開實(shí)施例的另一個(gè)方面，提供一種信號(hào)處理裝置，包括：由n列m行上述任一項(xiàng)實(shí)施例所述的傳感器像素單元組成的像素陣列、行驅(qū)動(dòng)控制模塊和列讀出模塊；

21、所述像素陣列，用于根據(jù)所述行驅(qū)動(dòng)控制模塊的控制在第一讀出階段輸出k×n×m個(gè)第一信號(hào)到所述列讀出模塊，并根據(jù)所述行驅(qū)動(dòng)控制模塊的控制在第二讀出階段輸出n×m個(gè)第二信號(hào)到所述列讀出模塊；每個(gè)所述傳感器像素單元中包括k個(gè)光電二極管；k、n、m分別為大于1的整數(shù)；

22、所述行驅(qū)動(dòng)控制模塊，用于為所述像素陣列中的傳感器像素單元逐行提供多種信號(hào)，以控制所述傳感器像素單元的復(fù)位、曝光以及信號(hào)輸出；

23、所述列讀出模塊，用于接收所述k×n×m個(gè)第一信號(hào)和所述n×m個(gè)第二信號(hào)，并基于所述k×n×m個(gè)第一信號(hào)和所述n×m個(gè)第二信號(hào)確定圖像信息。

24、可選地，所述行驅(qū)動(dòng)控制模塊為所述像素陣列提供第一開關(guān)信號(hào)、第二開關(guān)信號(hào)、復(fù)位信號(hào)和讀出控制信號(hào)；

25、通過所述第一開關(guān)信號(hào)控制所述像素陣列包括的所有傳感器像素單元中的第一開關(guān)晶體管是否導(dǎo)通；通過所述第二開關(guān)信號(hào)逐行控制所述傳感器像素單元中的第二開關(guān)晶體管是否導(dǎo)通；通過所述復(fù)位信號(hào)控制逐行控制所述傳感器像素單元中的復(fù)位晶體管是否導(dǎo)通；通過所述讀出控制信號(hào)控制逐行控制所述傳感器像素單元輸出所述第一信號(hào)或所述第二信號(hào)。

26、可選地，所述行驅(qū)動(dòng)控制模塊通過所述第二開關(guān)信號(hào)在第一讀出階段，逐行控制所述像素陣列中每行所述傳感器像素單元通過k次讀出k×n個(gè)所述第一信號(hào)；其中，每次每行所述傳感器像素單元輸出n個(gè)所述第一信號(hào)，每個(gè)所述第一信號(hào)對(duì)應(yīng)一個(gè)所述傳感器像素單元中的感光單元；

27、所述行驅(qū)動(dòng)控制模塊通過所述第二開關(guān)信號(hào)在第二讀出階段，逐行控制所述像素陣列中每行所述傳感器像素單元讀出n個(gè)所述第二信號(hào)；其中，所述第二信號(hào)對(duì)應(yīng)所述傳感器像素單元中的k個(gè)所述感光單元。

28、可選地，所述行驅(qū)動(dòng)控制模塊在所述第一讀出階段通過k次讀出k×n個(gè)所述第一信號(hào)時(shí)，每次讀出n個(gè)所述第一信號(hào)之前通過所述復(fù)位信號(hào)對(duì)所述傳感器像素單元中的浮置擴(kuò)散電容執(zhí)行復(fù)位；

29、所述行驅(qū)動(dòng)控制模塊在所述第二讀出階段讀出n個(gè)所述第二信號(hào)時(shí)，讀出所述第二信號(hào)之前通過所述復(fù)位信號(hào)對(duì)所述傳感器像素單元中的浮置擴(kuò)散電容執(zhí)行復(fù)位。

30、可選地，所述列讀出模塊包括緩存單元和信號(hào)融合單元；

31、所述緩存單元，用于在第一讀出階段接收所述k×n×m個(gè)第一信號(hào)并存儲(chǔ)，并在第二讀出階段接收所述n×m個(gè)第二信號(hào)并存儲(chǔ)；

32、所述信號(hào)融合單元，用于對(duì)所述緩存單元存儲(chǔ)的所述k×n×m個(gè)第一信號(hào)和所述n×m個(gè)第二信號(hào)執(zhí)行融合處理，得到所述圖像信息。

33、本公開實(shí)施例的又一個(gè)方面，提供一種電子設(shè)備，包括：處理器，以及與所述處理器通信連接的存儲(chǔ)器，還包括上述任一項(xiàng)實(shí)施例所述的傳感器像素單元或上述任一項(xiàng)實(shí)施例所述的信號(hào)處理裝置；

34、所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令；

35、所述處理器執(zhí)行所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令，以控制所述傳感器像素單元或所述信號(hào)處理裝置。

36、可選地，所述電子設(shè)備被納入為以下任意一項(xiàng)：圖像數(shù)據(jù)采集設(shè)備，音/視頻播放器，導(dǎo)航設(shè)備，娛樂設(shè)備，通信設(shè)備，路側(cè)交通設(shè)施，機(jī)動(dòng)交通工具中的設(shè)備，工業(yè)檢測(cè)設(shè)備，飛行設(shè)備，醫(yī)療設(shè)備，安防設(shè)備。

37、基于本公開上述實(shí)施例提供的傳感器像素單元、信號(hào)處理裝置和電子設(shè)備，包括：k個(gè)并聯(lián)的感光單元和一個(gè)輸出控制單元；每個(gè)所述感光單元分別與所述輸出控制單元連接；其中，k為大于1的整數(shù)；在第一曝光階段，所述k個(gè)感光單元中的每個(gè)所述感光單元將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為光生電荷并存儲(chǔ)；在第一讀出階段，所述輸出控制單元逐個(gè)讀出所述k個(gè)感光單元中每個(gè)感光單元中存儲(chǔ)的光生電荷，輸出k個(gè)第一信號(hào)并執(zhí)行復(fù)位操作；在第二曝光階段，所述k個(gè)感光單元中的每個(gè)所述感光單元將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為光生電荷并存儲(chǔ)；在第二讀出階段，所述輸出控制單元一次讀出所述k個(gè)感光單元中存儲(chǔ)的所有光生電荷，輸出第二信號(hào)。本公開實(shí)施例提出了在一個(gè)像素單元內(nèi)集成多個(gè)并聯(lián)的感光單元，并輸出控制單元在不同讀出階段對(duì)k個(gè)并聯(lián)的感光單元執(zhí)行不同方式的電荷讀出，實(shí)現(xiàn)在保證圖像的分辨率的同時(shí)，提高了暗光成像性能。

38、下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本公開的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。