图像传感器芯片和图像传感器装置的制作方法

文档序号:16777701发布日期:2019-02-01 18:51阅读:140来源:国知局
图像传感器芯片和图像传感器装置的制作方法

本申请涉及检测领域,具体而言,涉及一种图像传感器芯片和图像传感器装置。



背景技术:

作为图像读取装置中使用的接触式图像传感器装置一般具有多个线性图像传感器芯片,所述线性图像传感器芯片包括一行多个沿主扫描方向(芯片长度方向)排列的光敏二极管,光敏二极管用于接收外界光进行光电转换,并将光信号转换为电信号。各光敏二极管具有光敏接收区,根据分辨率大小的要求可以将光敏接收区设置成相应的大小。

当分辨率提高时,长度相同的线性图像传感器芯片主扫描方向上的光敏二极管数量需要增加,不可避免的要减小光敏二极管光敏接收区的尺寸,在外部光强和光照时间一定的条件下,光敏接收区的减小意味着接收光量减小,产生的电荷减少,即输出电压(感度)也随之减小,难以准确识别图像。

目前,解决因分辨率提高而导致的感度降低的方法通常有两种,一种是将存储电容容量减小,但是存储电容容量减小后,相同的开关噪音加在容量小的电容上会产生较大的电压变化,导致芯片的抗噪能力减弱;另一种是增加后续放大电路倍数,但是增加后续放大电路倍数后,信号和噪声同时被放大,特别是不接收光时的暗输出偏差会增加,使得芯片暗输出特性变差。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解,因此,背景技术中可能包含某些信息,这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。



技术实现要素:

本申请的主要目的在于提供一种图像传感器芯片和图像传感器装置,以解决现有技术中的图像传感器芯片的分辨率提高时导致的感度下降的问题。

为了实现上述目的,根据本申请的一个方面,提供了一种图像传感器芯片,该图像传感器芯片包括多个光敏单元,多个上述光敏单元沿第一方向依次排列,且各上述光敏单元包括多个沿着第二方向依次排列的光敏器件,上述第一方向与上述第二方向垂直,上述第二方向为上述图像传感器芯片的主扫描方向,各上述光敏器件具有光敏接收区,任意两个上述光敏接收区的面积均相同且具有宽度相同的间隔,任意两个上述光敏单元中的任意两个上述光敏器件的上述光敏接收区的中心的连线与第一方向之间具有夹角θ,且0°<θ<180°。

进一步地,任意两个上述光敏接收区在第一平面上的投影形状均相同,上述第一平面与上述第一方向和上述第二方向分别平行。

进一步地,上述光敏接收区在上述第一平面上的投影形状选自圆、正方形、长方形、椭圆与三角形中的任意一种。

进一步地,各上述光敏接收区在第二方向上的最大长度为l,任意相邻两个上述光敏单元中的上述光敏器件是一一对应的,且一一对应的两个上述光敏器件的上述光敏接收区的中心之间的间距在上述第二方向上的宽度为1/3l~2/3l,优选为1/2l。

进一步地,各上述光敏单元中,任意相邻两个上述光敏接收区之间的间隔相同。

进一步地,上述光敏单元有两个。

进一步地,上述图像传感器芯片还包括:控制单元,用于接收外部时钟信号和起始信号,且用于控制上述图像传感器芯片的工作;存储单元,包括多个存储器,各上述存储器与上述控制单元电连接,且上述存储器和上述光敏器件一一对应电连接,上述存储器用于存储对应的上述光敏器件得到的电压信号;移位单元,与各上述存储器和上述控制单元分别电连接,上述移位单元用于将上述存储器储存的上述电压信号依次输出;放大单元,与上述移位单元和上述控制单元分别电连接,上述放大单元用于将上述移位单元依次输出的上述电压信号进行放大。

进一步地,各上述光敏单元还包括:多个第一复位开关,与上述光敏器件一一对应的电连接,用于对对应的上述光敏器件的输出电压进行复位;第一放大器,与上述光敏器件一一对应的电连接,且上述光敏器件的输出端分别与上述第一复位开关以及上述第一放大器电连接,上述第一放大器用于对对应的上述光敏器件的输出电压进行放大。

进一步地,上述存储单元还包括多个采样保持开关,上述采样保持开关一一对应电连接在上述第一放大器和上述存储器之间,且上述存储器通过上述采样保持开关与上述控制单元电连接。

进一步地,上述移位单元包括:多个信号接通开关,上述信号接通开关与上述存储器一一对应地电连接;移位寄存器,与上述控制单元以及各上述信号接通开关分别电连接,上述移位寄存器用于控制多个上述信号接通开关依次闭合;公共信号部,与各上述信号接通开关分别电连接,上述移位寄存器用于将上述存储器存储的上述电压信号依次输入到上述公共信号部上。

进一步地,上述放大单元包括第二放大器,上述第二放大器与上述公共信号部电连接,上述第二放大器用于将公共信号部依次传输过来的上述电压信号依次放大。

进一步地,上述公共信号部由一个公共信号线或者多个公共信号线组成,当上述公共信号部由多个上述公共信号线组成时,上述放大单元包括多个上述第二放大器,且上述第二放大器与上述公共信号线一一对应电连接,上述公共信号线的数量与上述光敏单元的数量相同,且上述公共信号线对应与一个上述光敏单元连接的多个信号接通开关分别电连接。

进一步地,上述图像传感器芯片还包括第二复位开关,上述第二复位开关与上述公共信号部、上述第二放大器以及控制单元分别电连接,上述第二复位开关用于对上述公共信号部和上述第二放大器分别进行复位。

进一步地,上述光敏器件为光敏二极管,上述光敏二极管包括n型区、p型区、输入电极和输出电极,上述p型区与输入电极接触设置,且上述输入电极接地,上述n型区与输出电极接触设置,且上述输出电极与上述存储单元电连接。

进一步地,上述图像传感器芯片还包括基板,至少上述光敏单元位于上述基板的表面上。

根据本申请的另一方面,提供了一种图像传感器装置,包括图像传感芯片,上述图像传感芯片包括图像传感芯片为任一种的上述图像传感芯片。

应用本申请的技术方案,该图像传感器芯片相对现有技术来说,在第一方向上增加了光敏单元,且任意两个上述光敏单元中的任意两个上述光敏器件的上述光敏接收区的中心的连线与第一方向不平行,使得第二方向上检测点增加,从而提高了图像传感器芯片的分辨率,且该图像传感器芯片中的各光敏器件的光敏接收区的面积没有减小,进一步保证了感度的不下降。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1示出了根据本申请的图像传感器装置的实施例的结构示意图;

图2示出了本申请的实施例1中的图像传感器装置的结构示意图;

图3示出了图2中的图像传感器装置的电路结构示意图;

图4示出了图3中的图像传感器装置的局部结构示意图;

图5示出了本申请的实施例2中的图像传感器装置的结构示意图;

图6示出了图5中的图像传感器装置的电路结构示意图;

图7示出了实施例1中的图像传感器装置的检测结果示意图;

图8示出了实施例2的图像传感器装置的检测结果示意图。

其中,上述附图包括以下附图标记:

01、基板;10、光敏单元;100、光敏接收区;20、控制单元;30、存储单元;40、移位单元;50、第二复位开关;60、放大单元;70、工作单元;11、第一复位开关;12、光敏器件;13、第一放大器;31、采样保持开关;32、存储器;41、信号接通开关;42、移位寄存器;43、公共信号部;430、公共信号线;431、第一公共信号线;432、第二公共信号线;600、第二放大器。

具体实施方式

应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

应该理解的是,当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时,该元件可直接在该另一元件上,或者也可存在中间元件。而且,在说明书以及权利要求书中,当描述有元件“连接”至另一元件时,该元件可“直接连接”至该另一元件,或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术所介绍的,现有技术中的图像传感器芯片的分辨率的要求提高时,需要的光敏器件的数量变多,导致各光敏器件的光敏接收区的面积变小,从而使得光敏器件的感度下降,为了解决如上的技术问题,本申请提出了一种图像传感器芯片和图像传感器装置。

本申请的一种典型的实施方式中,提供了一种图像传感器芯片,如图1所示,该图像传感器芯片包括多个光敏单元10,多个上述光敏单元10沿第一方向依次排列,即所有的光敏单元沿第一方向依次排列,且各上述光敏单元10包括多个沿着第二方向依次排列的光敏器件12,上述第一方向与上述第二方向垂直,上述第二方向为上述图像传感器芯片的主扫描方向,第一方向就是待测物的移动方向,第二方向也是图像传感器芯片的长度方向,各上述光敏器件12具有光敏接收区100,用来接收外界光,接收到外界光的光敏器件进行光电转换,将光信号转换为电压信号。并且,任意两个上述光敏接收区100的面积均相同且具有宽度相同的间隔,即图像传感器芯片中的所有的光敏接收区的面积均相同,间隔在第二方向上的宽度均相同,这样就可以保证所有的光敏接收区接收到的光量是相同的,进一步保证了后续图像传感器装置可以得到准确的检测图像。任意两个上述光敏单元10中的任意两个上述光敏器件12的上述光敏接收区100的中心的连线与第一方向之间具有夹角θ,且0°<θ<180°,即连线不与第一方向平行,这样就使得第二方向上检测点的增多,从而提高了分辨率。

上述的图像传感器芯片相对现有技术来说,在第一方向上增加了光敏单元,且任意两个上述光敏单元10中的任意两个上述光敏器件12的上述光敏接收区100的中心的连线与第一方向不平行,使得第二方向上检测点增加,从而提高了图像传感器芯片的分辨率,且该图像传感器芯片中的各光敏器件的光敏接收区的面积没有减小,进一步保证了感度的不下降。

需要说明的是,本申请对多个光敏单元在第一方向上的间隔并不作出限定,二者之间的间隔越小,检测精度越高,但是由于光刻工艺的限制,二者之间的间隔现在还不可能做到很小。

本申请的任意两个光敏接收区的形状可以相同,也可以不同(这里的不同包括部分不同与全部不同),只要面积相同就可以,本领域技术人员可以根据实际情况将任意光敏接收区设置为相同或者不同形状。

为了简化图像传感器芯片的结构和工艺,本申请的一种实施例中,如图1所示,任意两个上述光敏接收区100在第一平面上的投影形状均相同,上述第一平面与上述第一方向和上述第二方向分别平行。

本申请的光敏接收区在第一平面上的投影的形状可以选择现有技术中的任何形状,包括任何规则或者不规则的形状,本领域技术人员并可以根据实际情况将光敏接收区设置为合适的形状。

本申请的一种具体的实施例中,上述光敏接收区100在上述第一平面上的投影形状选自圆、正方形、长方形、椭圆与三角形中的任意一种。如图1所示的图像传感器芯片中,上述光敏接收区100在上述第一平面上的投影形状为正方形。

本申请的一种实施例中,各上述光敏接收区100在第二方向上的最大长度为l,任意相邻两个上述光敏单元10中的上述光敏器件12是一一对应的,且一一对应的两个上述光敏器件12的上述光敏接收区100的中心之间的间距在第二方向上的宽度为1/3l~2/3l之间,即相邻的两个光敏单元中的对应的两个光敏接收区错位设置,且错位1/3l~2/3l。这样可以进一步保证检测精度的提高。

本申请的一种具体的实施例中,如图2所示,一一对应的两个上述光敏器件12的上述光敏接收区100的中心之间的间距在第二方向上的宽度为1/2l。这样可以进一步提高检测精度。

为了进一步简化结构,简化工艺,本申请的一种实施例中,如图2所示,各上述光敏单元10中,任意相邻两个上述光敏接收区100之间的间隔相同。

当然,本申请的上述任意两个光敏接收区之间的间隔可以不相同,本领域技术人员可以根据实际情况将任意两个光敏接收区之间的间隔设置为全部不相同,部分不相同或者全部相同。

一种具体的实施例中,如图2所示,上述光敏单元10仅有两个。这样的图像传感器芯片的结构更加简单,且能够保证该图像传感器芯片的分辨率为只有一个光敏单元的图像传感器芯片的两倍。例如采用仅有一个光敏单元的图像传感器芯片的分辨率为1200dpi,而该具有两个光敏单元的图像传感器芯片的分辨率为2400dpi。

并且,通过将两个光敏单元中对应的光敏器件设置为合适的错位位置上,还能进一步保证更准确的实现高精度的检测。

本申请的另一种具体的实施例中,如图1上述图像传感器芯片还包括控制单元20、存储单元30、移位单元40和放大单元60。其中,控制单元20、用于接收外部时钟信号和起始信号,且用于控制上述图像传感器芯片的工作;存储单元30包括多个存储器32,各上述存储器32与上述控制单元20电连接,控制单元控制存储器的存储过程,上述存储器32用于存储对应的上述光敏器件12得到的电压信号;移位单元40与各上述存储器32和上述控制单元20分别电连接,上述移位单元40用于将上述存储器32储存的上述电压信号依次输出;放大单元60与上述移位单元40和上述控制单元20分别电连接,上述放大单元60用于将上述移位单元40依次输出的上述电压信号进行放大。该实施例中,通过设置控制单元、存储单元、移位单元和放大单元来对光敏器件产生的电信号依次进行处理,使得处理后的电信号能够得到准确的检测图像。

为了使得光敏单元得到准确的电压信号,且同时为了使得光敏单元输出的电压信号不是太小,如图3、图4和图6所示,本申请的一种实施例中,各上述光敏单元10还包括多个第一复位开关11和第一放大器13,第一复位开关11与上述光敏器件12一一对应的电连接,在光敏器件测试前,控制该第一复位开关闭合,该第一复位开关对对应的上述光敏器件12的输出电压进行复位,初始化光敏器件的输出电压,使得各光敏器件的输出电压均一致,避免了其他的外界因素对测试结果的影响,使得光敏器件的测试结果更加准确;第一放大器13与上述光敏器件12一一对应的电连接,且上述光敏器件12的输出端分别与上述第一复位开关11以及上述第一放大器电连接,上述第一放大器用于对对应的上述光敏器件12的输出电压进行放大。

本申请的再一种实施例中,如图3、图4和图6所示,上述存储单元30还包括多个采样保持开关31,上述采样保持开关31一一对应电连接在上述第一放大器13和上述存储器32之间,且上述存储器32通过上述采样保持开关31与上述控制单元20电连接。具体地,以图3、图4和图6所示的图像传感器芯片为例,来说明采样保持开关的工作过程,在控制单元控制各第一复位开关11对光敏器件12的输出电压进行初始化后,控制单元控制各第一复位开关11断开,并同时控制各采样保持开关31闭合,此时,光敏器件接收外界光,蓄积电荷,产生的电压信号,经过第一放大器13放大后,存储在存储器32中,然后控制单元控制采样保持开关31断开,这样所有存储器保存着采样保持开关31断开瞬间的存储电压。

如图3、图4和图6所示,本申请的一种具体的实施例中,上述存储器为存储电容。当然,本申请的存储器并不限于上述的存储电容,还可以是其他可以存储电压信号的存储器。

为了使得移位单元可以更好地控制上述存储器32储存的上述电压信号依次输出,本申请的一种实施例中,如图3、图4和图6所示,上述移位单元40包括多个信号接通开关41、移位寄存器42和公共信号部43。其中,上述信号接通开关41与上述存储器32一一对应地电连接;移位寄存器42与上述控制单元20以及各上述信号接通开关41分别电连接,上述移位寄存器42用于控制多个上述信号接通开关41依次闭合;公共信号部43与各上述信号接通开关41分别电连接,上述移位寄存器42用于将上述存储器32存储的上述电压信号依次输入到上述公共信号部43上。

本申请的又一种实施例中,如图3、图4和图6所示,上述放大单元60包括第二放大器600,上述第二放大器600与上述公共信号部43电连接,上述第二放大器600用于将公共信号部43依次传输过来的上述电压信号依次放大。

需要说明的是,本申请的第一放大器和第二放大器可以独立地选自现有技术中的任何一种放大器。本申请的一种具体的实施例中,上述第一放大器和第二放大器均为差分放大器,差分放大器具有两个输入端,分别为正输入端和负输入端,正输入端输入需要放大的电压信号,负输入端输入参考电压。

本申请的上述公共信号部43可以由一个公共信号线430组成,即仅具有一个公共信号线,如图3所示的实施例中,这样所有的存储器存储的电压信号依次传输到该公共信号线上。当然,上述公共信号部43可以由多个公共信号线430组成,如图6所示,上述放大单元60包括多个上述第二放大器600,且上述第二放大器600与上述公共信号线430一一对应电连接,上述公共信号线430的数量与上述光敏单元10的数量相同,且上述公共信号线430对应与一个上述光敏单元10连接的多个信号接通开关41分别电连接,即每个公共信号线仅与一个光敏单元连接的多个信号接通开关41分别电连接,这样一个公共信号线上的电压信号为该光敏单元对应的多个电压信号,每个第二放大器对应放大该光敏单元对应的电压信号。

当然,当上述公共信号部43可以由多个公共信号线430组成时,具体公共信号线与光敏单元的对应关系并不限于上述的描述,还可以是将多个光敏单元分为几组,一组对应一个公共信号线,即某个或者每个公共信号线上的电压信号为多个光敏单元对应的多个电压信号,当然,不同公共信号线上不能对应同一个光敏单元的多个电压信号。本领域技术人员可以根据实际情况设置数量的公共信号线,并对应将合适数量的光敏单元的多个电压信号依次输入到该公共信号线上。

为了进一步保证检测结果的准确性,本申请的一种实施例中,如图3、图4和图6所示,上述图像传感器芯片还包括第二复位开关50,上述第二复位开关50与上述公共信号部43、上述第二放大器600以及控制单元20分别电连接,上述第二复位开关50用于对上述公共信号部43和上述第二放大器600分别进行复位。具体地,控制单元在控制采样保持开关断开后,就控制第二复位开关闭合,对第二放大器和公共信号线进行复位,之后控制第二复位开关断开。

本申请的光敏器件可以为现有技术中的任何光敏器件,比如光敏二极管和光敏三极管,本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的光敏器件。

本申请的一种实施例中,如图4所示,上述光敏器件12为光敏二极管,上述光敏二极管包括n型区、p型区、输入电极和输出电极,上述p型区与输入电极接触设置,且上述输入电极接地,上述n型区与输出电极接触设置,且上述输出电极与上述存储单元电连接。光敏二极管结构简单,成本较低。

一种具体的实施例中,如图1、图2和图5所示,上述图像传感器芯片还包括基板01,至少上述光敏单元10位于上述基板01的表面上。

当然,当图像传感器芯片包括控制单元、存储单元、移位单元和放大单元时,这些单元也设置在基板上,如图1、图2和图5所示。

本申请的另一种典型的实施方式中,提供了一种图像传感器装置,该图像传感器装置包括上述的任一种图像传感器芯片。

上述的图像传感器装置由于包括上述的图像传感器芯片,使得其的分辨率较高,且图像更加准确。

需要说明的是,本申请中为了方便示图,将一个第一复位开关11、光敏器件12、一个第一放大器13、一个采样保持开关31、一个存储器32和一个信号接通开关41作为一个整体在图3和图6中示出,并称作工作单元70,该工作单元的具体电路结构示意图为图4。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案,以下将结合具体的实施例来说明本申请的技术方案。

实施例1

如图2所示,该实施例以普通600dpi所用光敏二极管光敏接收区大小和间隔实现主扫描方向1200dpi的功能。

如图2所示,该图像传感器芯片包括基板01、两个光敏单元10、控制单元20、存储单元30,移位单元40、第二复位开关50和放大单元60。两个光敏单元10、控制单元20、存储单元30,移位单元40、第二复位开关50和放大单元60均设置在基板01上,且两个光敏单元10沿着第一方向排列。

各光敏单元包括多个沿着第二方向依次排列的光敏器件12、多个第一复位开关11以及多个第一放大器13。第一复位开关11的一端与上述光敏器件12一一对应的电连接,另一端与参考电压vreset相连,vreset为内部生成的基准电压。第一放大器13与上述光敏器件12一一对应的电连接,且光敏器件为光敏二极管,其p型区与输入电极接触设置,且上述输入电极接地,其n型区与输出电极接触设置,且上述输出电极分别与第一复位开关和第一放大器电连接。

各光敏二极管包括光敏区域,且各个光敏区域在第一平面上的投影为正方形,且大小均相等,第一个光敏单元和第二个光敏单元的光敏接收区100的个数均为432个,每个光敏接收区100的长为40微米,宽为40微米,主扫描方向(第二方向)上相邻光敏接收区中心间隔42.3微米,第一个光敏单元的光敏接收区的中心线与第二个光敏单元的光敏接收区100的中心线相距42.3微米,且第二个光敏单元的第一个光敏接收区的中心与第一个光敏单元的第一个光敏接收区的中心在第二方向上错位21.15微米,该图像传感器芯片长18.3毫米,宽500微米。

控制单元20为信号处理电路,主要设置有输入管脚si和clk,用来接收外部时钟信号和起始信号,负责整个图像传感器芯片的工作时序。

存储单元30包括多个存储器32和多个采样保持开关31,上述采样保持开关31一一对应电连接在上述光敏器件12和上述存储器32之间,上述采样保持开关31还与上述控制单元20电连接,上述存储器32用于存储对应的上述光敏器件12得到的电压信号。

上述移位单元40包括多个信号接通开关41、移位寄存器42和公共信号部43。其中,上述信号接通开关41与上述存储器32一一对应地电连接;移位寄存器42与上述控制单元20以及各上述信号接通开关41分别电连接,上述移位寄存器42用于控制多个上述信号接通开关41依次闭合;公共信号部43包括一个公共信号线430,该公共信号线430与各上述信号接通开关41分别电连接,上述移位寄存器42用于将上述存储器32存储的上述电压信号依次输入到上述公共信号部43上。

上述放大单元60包括第二放大器600,上述第二放大器600与上述公共信号部43电连接,上述第二放大器600用于将公共信号部43依次传输过来的上述电压信号依次放大。第二放大器600为差分放大电路,具有两个输入端和输出端,两个输入端分别为正输入端和负输入端,正输入端与公共信号线电连接,负输入端与参考电压vref电连接,用于将公共信号线上电压信号与参考电压vref的差值进行放大。

上述第二复位开关50与上述公共信号线430、上述第二放大器600以及控制单元20分别电连接,上述第二复位开关50用于对上述公共信号部43和上述第二放大器600分别进行复位,复位为参考电压vref,vref为外部提供的基准电压。

图像传感器芯片按如下时序进行工作,信号处理电路侦测到起始脉冲信号si到来后,将所有第一复位开关11闭合,初始化光敏二极管的输出电压为vreset。然后,控制所有第一复位开关11断开,同时控制所有采样保持开关31闭合,此时光敏二极管接收外界光,蓄积电荷,产生的电压被各像素单元的第一放大器13放大后,存储在作为存储器32的存储电容中。

然后,信号处理电路控制所有采样保持开关31断开,这样所有采样保持开关31断开瞬间的第一放大器的电压。之后,信号处理电路控制第二复位开关50接通后断开,对公共信号线430和第二放大器600进行复位;移位寄存器42依次控制各信号接通开关41依次闭合,将存储器32的电压依次输送到公共信号线430上进行放大。

输出时序如图7所示,sig端口依次输出第一个光敏单元的第一个光敏器件对应放大后的电压信号,第二个光敏单元的第一个光敏器件对应放大后的电压信号,第一个光敏单元的第二个光敏器件对应放大后的电压信号,第二个光敏单元的第二个光敏器件对应放大后的电压信号,直到第864个电压信号输出完毕。这样就以600dpi时的光敏接收区大小,实现了在18.3毫米长度上输出864个像素点电压,将864个像素点的电压作为一行数据,即可达到1200dpi的分辨率。由于每个光敏二极管的光敏接收区大小为600dpi时的大小,所以在实现主扫描方向上1200dpi的同时,对应的感度保持不变。

实施例2

该实施例中的图像传感器芯片的结构与实施例1的基本相同,如图6所示,该实施例与实施例1的不同之处在于:

如图6所示,公共信号部由两个公共信号线430组成,分别为第一公共信号线431和第二公共信号线432,各公共信号线430对应一个光敏单元,移位寄存器42同时控制两个光敏单元的放大后的电信号依次与对应的公共信号线430的连接。放大单元由两个第二放大器600组成,分别放大两个公共信号线430上的电压,由移位寄存器42控制并行地从输出引脚sig1和sig2输出。其电路框图如图6所示,第一个光敏单元的各信号经过第一放大器放大后的432个电压信号依次输入到第一公共信号线431上,且第一公共信号线431与一个第二放大器600的正输入端相连;第二个光敏单元的各信号经过第一放大器放大后的432个电压信号依次输入到第二公共信号线432上,且第二公共信号线432与一个第二放大器600的正输入端相连。两个第二放大器600的负输入端均与参考电压vref相连接,第二复位开关50的一端分别与第一公共信号线431以及第二公共信号线432相连,一端与两个第二放大器600的负输入端分别相连。

该图像传感器芯片的工作流程如下:图像传感器芯片按如下时序进行工作,信号处理电路侦测到起始脉冲信号si到来后,将所有第一复位开关11闭合,初始化光敏二极管的输出电压为vreset。然后,控制所有第一复位开关11断开,同时控制所有采样保持开关31闭合,此时光敏二极管接收外界光,蓄积电荷,产生的电压被各像素单元的第一放大器13放大后,存储在作为存储器32的存储电容中。

然后,信号处理电路控制所有采样保持开关31断开,这样所有采样保持开关31断开瞬间的第一放大器的电压。之后,信号处理电路控制第二复位开关50接通后断开,对两个公共信号线430和两个第二放大器600分别进行复位;移位寄存器42同时控制两个光敏单元的信号接通开关41依次闭合,将第一个光敏单元对应的432个电压信号依次送到第一公共信号线431上,由一个第二放大器600放大输出,将第二个光敏单元对应的432个电压信号依次送到第二公共信号线432上,由另一个第二放大器600放大输出,其输出时序如图8所示,sig1端口依次输出第一个光敏单元的432个电压信号,sig2端口依次输出第二个光敏单元的432个电压信号。这样就以分辨率600dpi时的光敏接收区大小,实现主扫描方向上1200dpi分辨率的效果,对应的感度不变,而且由于是两排并行同时输出,相同的驱动时钟频率条件下,扫描时间也减小,可应用于快速读取的场合。

本申请的上述两个实施例在主扫描方向上的分辨率提高一倍时,仍采用低分辨率时光敏接收区的大小,在不降低感度的同时,又能保证信噪比和暗输出与低分辨率一致。采用两排像素单元同时输出的方案,还可提高扫描速度,适用于高速扫描的场合。

从以上的描述中,可以看出,本申请上述的实施例实现了如下技术效果:

1)、本申请的图像传感器芯片相对现有技术来说,在第一方向上增加了光敏单元,且任意两个上述光敏单元中的任意两个上述光敏器件的上述光敏接收区的中心的连线与第一方向不平行,使得检测点增加,从而提高了图像传感器芯片的分辨率,且该图像传感器芯片中的各光敏器件的光敏接收区的面积没有减小,进一步保证了感度的不下降。

2)、本申请的图像传感器装置由于包括上述的图像传感器芯片,使得其的分辨率较高,且图像更加准确。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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