专利名称：有源像素传感器的制作方法
技术领域：
本发明总的来说涉及具有有源传感器元件的图像传感器，特别涉及CMOS图象传感器。
图像传感器一般是公知的。例如，可以参照出版在“IEEE国际电子设备会议1995年论文集的17-25页”、由Erik R.Fossum发表的“CMOS图像传感器单芯片电子照相机”。
通常，图像拾取装置或图像传感器包括多个传感器元件，这些传感器元件一个接一个以规则的排列放置。每个传感器元件是感光的并提供与传感器元件接收到的光对应的电信号。当图像投射到图象传感器的传感器元件的阵列上时，每个传感器元件提供一个电信号，该电信号是代表被投射图形的一个像元或象素。
每个有源传感器元件包括光敏部件比如用于把光信号转换为电信号的光敏二极管、和用于放大由光敏部件产生的电信号的放大部件。电源电压和控制信号提供给传感器部件以使传感器元件起作用。而且，传感器元件的输出信号要被提供给信号处理装置。为此目的，导电的线路延伸象素矩阵的表面，这些线路分别被连接到传感器元件的输入端和输出端。所述的线路由金属制成并因此是不透光的，从而这些线路会减小传感器元件的有效光接收的表面积。
本发明的主要目的是提供一种有源图象传感器，其中延伸传感器矩阵的连接线路的数量被减少而功能保持不变。因此提供的主要的好处是在每个传感器元件的有效光接收表面积方面的改进。
为了达到该目的，依赖于环境和设计者想要的附加的优势，本发明可以提供按设想使用的多种变形，这些变形将在随后参照附图作更详细的说明，在附图中同样的或类似的部分被给予了相同的附图标记，其中
图1用图解法表示图象传感器的传感器元件的主要部分；图2A是本发明的第一实施例中的传感器元件的装置的、与图1类似的图解的示例；图2B是本发明的第二实施例中的传感器元件的装置的、与图2A类似的图解的示例；图2C和2D表示图2A中示出的第一实施例的芯片实现方式；图2E和2F表示图2B中示出的第二实施例的芯片实现方式；图3A是本发明的第三实施例中的传感器元件的装置的、与图2A类似的图解的示例；图3B表示图3A中示出的第三实施例的芯片实现方式；图4A是本发明的第四实施例中的传感器元件的装置的、与图2A类似的图解的示例；图4B表示图4A中示出的第四实施例的芯片实现方式。
图1是已经给出总的附图标记10的有源传感器元件的电路图。传感器元件10包括光传感器20，即在输出端22提供对应于由光传感器20接收的光L的电信号的感光元件。光传感器20的电输出端22连接到放大器电路30的输入端31，该放大器电路30有用来提供基于在输入端31接收的光传感器20的电输出信号的放大的电信号的输出端32。
当图像传感器被断开时，传感器元件不接收电源电压并处在将被称为“关闭状态”或“无效状态”的第一状态。在图像传感器运行期间，当提供电源电压时，各个传感器元件将被周期性地选择从而被读出，即它们将提供用于进一步处理的输出信号。该传感器的操作状态将被称作“被选状态”。在连续的被选状态之间，光传感器在累积对应于接收的光的数量总和时是有源的，在此期间传感器元件在它的输出端45不提供输出信号。该传感器元件的操作状态将被称作“积分状态”。光传感器20在积分之前被复位，从而确保在读出期间提供的输出信号唯一地对应在积分阶段之前期间接收的光的量；该操作状态将被称为“复位状态”。
控制信号对使传感器元件进入上述操作状态中的一种是必要的。而且，为了传感器元件的良好操作至少两个电源电压是必要的。
如图1所示，传统的传感器元件有四个用于接收所述的电源电压和控制信号的输入端第一电源输入端41、第二电源输入端42、选择信号输入端43和复位信号输入端44。传感器元件10也有一个信号输出端45。两个电源输入端41和42用来以适当的电源电压给光传感器20和放大器30提供电源。选择信号输入端43和复位信号输入端44用来分别接收选择信号和复位信号以便设置所述的三种操作状态。
图像传感器必须提供用于向所有的传感器元件输入或从所有的传感器元件输出信号的相应数量的导电的线路，这些线路具有以上论述的缺点。
两个二进制的控制信号被用于在通常的情况下设置所述的三种操作状态，即在通常的情况下选择信号和复位信号都能被假定为两个信号值，这两个值分别被称为“有效信号值”和“无效信号值”。
在复位信号为有效信号值时获得复位状态；选择信号的信号值对它则没有影响。
在复位信号为无效信号值并且选择信号为有效的信号值时获得被选状态。
当选择信号和复位信号都为无效信号值时传感器元件10是积分状态。
本发明是基于这样的认识，在上述三种操作状态中的任一种中选择和复位信号不同时为有效信号值。按照本发明最重要的一个方面，借助于将通过一个控制输入端提供的控制信号获得想要的操作状态是有可能的，提供的控制信号的含义由可能的不同信号值确定。这一控制输入将被称为“通用的复位/选择信号输入”。
图2A表示按照本发明的第一传感器元件11。第一电源输入端41经第一开关S1连接到光传感器20的复位输入端21。第二电源输入端42直接连接到光传感器20并经第二开关S2连接到放大器30。两个开关S1和S2有连接到传感器元件11的公用控制输入端51的控制输入端。
有三个可能信号值的信号提供给公用的控制输入端51，确定传感器元件11的操作状态。
在第一信号值，开关S1和S2都被关闭。因为在那种情况下放大器30不接收必需的电源电压，所以传感器元件将不提供输出信号，但光传感器是有源的；因此传感器元件11在积分状态。
选择第二信号值以至于第一开关S1是导通的而第二开关S2不是。光传感器20从而被更新；这正是为什么第一开关S1也表示复位开关及所述的第二信号值也被称为复位信号。
在第三信号值，第二开关S2进入导通状态，但第一开关S1没有进入导通状态。结果，放大器30被恰当地连接到电源，并从而对放大由光传感器20提供的信号并把它传递到输出端45是有效的。换句话说，传感器元件处在被选状态。因此，第二开关S2也被称为选择开关，并且所述的第三信号值被称为选择信号。
在图2A的第一实施例中，传感器元件11的选择通过控制在通向放大器30的电源线上的可控制的选择开关S2获得。图2B表示按照本发明的传感器12的第二实施例，它在放大器30的输出端32和传感器元件12的输出端45之间包括有可控制的选择开关S3方面与图2A示出的第一实施例11不同。然而该变形的操作与参照图2A论述的操作相同。
图2C和2D显示了参照图2A论述的第一实施例11的两种可能的实现方式，图2E和2F表示参照图2B论述的第二实施例12的两种可能的实现方式。
在示出的四种实现方式中放大器30被构造为共源结构的单个MOS晶体管，基极连接到光传感器20的输出端，所有示出的四种实现方式中用光敏二极管表示。因此传感器元件11、12的输出将是电流强度与光传感器20的输出电压成正比的电流。而且，事实上，可控制的复位开关S1和可控制的选择开关S2或S3在所有四种实现方式中均用单个MOS晶体管构成，从而总共只需要不多于三个MOS晶体管。
在图2C所示的第一实施例11的实现方式中，放大晶体管30的漏极连接到输出端45，并且放大晶体管30的基极连接到光敏二极管20的正极。放大晶体管30的源极连接到选择晶体管S2的漏极，S2的源极连接到第二电源输入端VDD。光敏二极管20的正极还连接到复位晶体管S1的漏极，S1的源极连接到第一电源输入端VSS。复位晶体管S1和选择二极管S2的栅极都连接到控制输入端51。光敏二极管的负极耦合到第二电源输入端VDD。
图2C的实现方式用三个N沟道MOS场效应晶体管(MOSFET)实现。图2D的实现方式与图2C相同，只是这里使用P沟道MOSFET。
在图2E的实现方式中，光敏二极管20的正极连接到放大晶体管30的栅极并连接到复位晶体管S1的源极。复位晶体管S1的漏极连接到第一电源电压VSS。放大晶体管30的源极连接到第二电源电压VDD，而放大晶体管30的漏极连接到选择晶体管S3的源极，S3的漏极连接到传感器元件10的输出端45。选择晶体管S3和复位晶体管S1的栅极都连接到复位/选择信号输入端51。
在图2E中示出的实现方式使用N沟道晶体管。图2F的实现方式与图2E的相同，但是这里使用P沟道晶体管。
图2C中示出的传感器元件11的变形的操作现在将被简要地说明。提供给第一电源输入端41的第一电源电压VSS的电平低于提供给第二电源输入端42的第二电源电压VDD的电平。
通常，提供给控制输入端51的控制信号的电平基本上等于第二电源电压VDD，从而复位晶体管S1和选择晶体管S2两者都不导通(积分状态)。
当传感元件11被读出时(被选状态)，其电平低于第二电源电压VDD的控制信号被提供到控制输入端51上，从而选择晶体管S2将导通，但所述电平将比第一电源电压Vss高，从而复位晶体管S1将仍然不导通。在输出端45的输出信号则完全由光敏二极管20的正极电压确定。
为了复位传感器20，具有低于第一电源电压VSS的电平的控制信号提供给控制输入端51，从而复位晶体管S1和选择晶体管S2将都导通。
通常，传感器元件的复位与在矩阵中同一行的所有其它传感器元件同时发生。这是因为它提供了这种优点，即在该行的传感器元件的所有复位输入端能够用一个公共的导电线路控制。然而，对矩阵结构有一个要求，就是矩阵的像素能够被单独地复位。这使得有可能调整每个像素的积分时间，这再次使得能够在像素的动态区域中有相当大的增加。也有可能用与通常的一行一行的次序不同的次序访问像素，因为每个像素的积分时间能够仍保持不变。
已经知道CMOS图像传感器中传感器元件或像素能够被分别复位。这样的例子在由Orley Yadid-Pecht等在IEEE固态电路杂志32卷1979年第2期285-288页的文章“带有区域的电子快门的CMOS有源像素传感器星型跟踪器”中有说明。然而，在提到的出版物描述的装置中，附加的选择线(即复位-选择线)是必要的。从而该公知的装置一共要求两个电源线和四个信号线，即输出线、读出/选择线、复位信号线和复位/选择线。本发明提出一种传感器元件，其中这样的附加的复位-选择线是不必要的，从而本发明也在这方面提供减少延伸在传感器矩阵的连接线路的数量而功能保持不变。
本发明也基于这样的认识可以保持想要的功能，同时由于两条线路中的信息在每个传感器元件中被加以合并而使得延伸在传感器矩阵表面的电子线路的数量被减少。
按照本发明的第一方面，只有在传感器元件同时由在读出/选择线上的选择信号选择时，传感器元件才响应于复位信号而被复位。为此目的按照本发明的传感器元件包括一种用于在复位信号和选择信号上实施“与”(AND)功能的装置。为此目的可以提供独立的与部件，但是对传感器元件本身的逻辑结构来说包含与功能也是另一种可能。
图3A表示按照本发明的传感器元件13的第三实施例，它提供所述的功能，并且与上面所提到的公开文本相比减少了连接的数量。图像传感器20直接连接到第二电源输入端42。第一可控制选择开关S2连接在放大器30和第一电源输入端41之间。可控制复位开关S1和第二可控制选择开关S2′的串联安排被包括在图像传感器20和第一电源输入端41之间。两个选择开关S2和S2′的控制输入都连接到用于接收选择信号的选择输入端61。复位开关S1的控制输入连接到用于接收复位信号的复位输入端62。
在图3A中示出的实施例的操作如下所述。如果在选择输入端61接收的选择信号为无效值，则开关S2和S2′不导通，并且传感器元件13处在积分状态。在复位输入端62接收的复位信号的值则不相关。
如果在选择输入端61接收的信号的值是有效的，然而在复位输入端62接收的信号为无效值，放大器30通过第一选择开关S2连接到电源输入端41的电源电压，并且传感器20和电源输入端41之间的连接被不导通复位开关S1断开。在图像传感器20的输出端22产生的电信号则被放大器30以放大的形式提供给传感元件13的输出端45，即传感器元件处在被选状态。
如果在选择输入端61接收到的信号的值是有效的而在复位输入端62接收的信号也具有有效的值，则图像传感器20经开关S1和S2′被连接到电源输入端41，并且图象传感器被复位。
所述的与功能从而借助于串联连接在光传感器20和第一电源连接41的之间存在的两个开关S1和S2′而被提供，一个开关S1由复位信号操纵并且另一个开关S2′由选择信号操纵。
在图3A所示的实施例中，复位开关S1连接到图象传感器20并且第二选择开关S2′连接到第一电源输入端41。在另一个实施例中这两个开关的次序可以被颠倒，从而复位开关S1连接到电源输入端41并且第二选择开关S2′连接到图象传感器20。
在图3A中示出的实施例中两个选择开关S2和S2′都被连接到第一电源输入端41。在另一实施例中，这两个选择开关可以被合并为单个选择开关，它的控制输入连接到选择输入端61，一个开关端子被连接到电源输入端41并且另一个开关端子连接到放大器30和复位开关S1。
图3A中示出的实施例中的传感器元件13被选择用来读出，其中放大器30被连接到电源输入端41。选择开关S2为此目的被耦合在电源输入端41和放大器30的电源连接端之间。另外，放大器30可以直接连接到电源输入端41，而选择开关S2由连接在放大器30的输出端32和传感器元件13的输出端45之间的选择开关S3代替，与参照图2B描述的图2A的另一个图3B表示图3A的实施例的实现方式。这里放大器30以源极跟随器结构中的单个MOS晶体管的形式被实现，从而输出信号将是与通过到感光结构20的电压成正比。放大晶体管30的源极连接到传感器元件13的输出端45。放大晶体管30的漏极连接到选择开关晶体管S2的源极，S2的漏极连接到第一电源输入端41。光传感器20再次用光敏二极管表示，它的正极连接到放大晶体管30的栅极和复位晶体管S1的源极。复位晶体管S1的漏极连接到第二选择晶体管S2′的源极，S2′的漏极连接到第一电源输入端41。复位晶体管S1的栅极连接到复位输入端62。选择晶体管S2和S2A′的栅极连接到选择输入端61。
在该实施例中选择信号和复位信号的有效值对应于“低”，而选择信号和复位信号的无效值对应于“高”。
图3B的实现方式利用N沟道晶体管；然而，很显然在现有技术中基于P沟道晶体管的实现方式也是有可能的。
按照本发明的的第二方面，只有当传感器元件通过在选择的线路上的选择信号同时被选择时传感器元件才提供电源电压。本发明部分地基于这样的认识，如果没有被选择，传感器元件不需要任何电压。为此目的按照本发明的传感器元件有这样的逻辑结构，即在选择线路上的选择信号的有效值同时被用作电源信号。
图4A表示按照本发明的传感器元件14的第四实施例，它提供上述的功能，并且与上面提到的出版物相比减少了的连接的数量。该传感器元件14只具有选择输入端71、复位输入端72和单个电源输入端73。图像传感器20直接连接到电源输入端73。放大器30连接到用于接收电源电压的选择输入端71。可控制复位开关S1连接在图像传感器20和选择输入端71之间，所述开关的控制输入连接到用于接收复位信号的复位输入端72。放大器30的输出端32和传感器元件14的输出端45之间具有可控制的选择开关S3，S3的控制输入端连接到用于接收选择信号的选择输入端71。
图4A中示出的实施例的操作如下。如果在选择输入端71接收到的选择信号为无效值，则开关S3不导通，从而放大器30与输出端45断开并因此接收不到电源。传感器元件13则处在积分状态。在复位输入端71接收到的复位信号的值则并不重要。
如果在选择输入端71接收到的信号具有有效信号，而在复位输入端72接收到的信号具有无效信号，则放大器30接收选择信号的有效值作为它的电源电压，开关S3导通，用来提供输出信号给在传感器元件14的输出端45的放大器30，并且传感器20和选择输入端71之间的连接被不导通的复位开关S1中断。在图像传感器20的输出端22产生的电信号则以放大的形式由放大器20在传感器元件14的输出端45提供，即传感器元件14处在选择状态。
如果在选择输入端71接收到的信号的值是有效的，而在复位输入端72接收到的信号的值也是有效的，则图象传感器20经复位开关S1连接到选择输入端71的选择信号有效值，图象传感器20被复位。
图4B表示图4A的实施例基于P沟道晶体管的实现方式；然而，本领域技术人员很显然地可以基于N沟道晶体管作出相同的设计。
光传感器20再次以光敏二极管示出，它的正极连接到电源连接端子73(GND)，它的负极连接到放大晶体管30的栅极和复位晶体管S1的源极。复位晶体管S1的漏极连接到选择输入端71，以及复位晶体管S1的栅极被连接到复位输入端72。放大晶体管30的源极连接到选择晶体管S3的漏极，而选择晶体管S3的源极连接到输出端45。选择晶体管S3的栅极连接到选择输入端71。放大晶体管S3的漏极连接到选择输入端71。
当选择输入端71的信号电平低时传感器元件14处在积分状态。
如果选择输入端71的信号电平高而复位输入端72的信号电平低，则传感器元件14处在被选状态。
如果选择输入端71的信号电平高而复位输入端72信号电平也高，则传感器20被复位。
原则上，放大晶体管30的漏极可以被直接连接到选择输入端71。在图1B示出的实施例中，第二选择晶体管S3′包括在放大晶体管30的漏极和选择输入端71之间，所述的晶体管S3′栅极连接到选择输入端71，从而该第二选择晶体管S3′的工作与第一选择晶体管S3的工作相同。第二选择晶体管S3′提供附加的优点在与光敏二极管20连接的选择输入端的信号的串扰被减少。
本发明从而提供了一种图象传感器，它包括多个放置成阵列的有源传感器元件11；12；13；14以及用来传送电源电压和信号的多个延伸在阵列的表面的导电线路。每个传感器元件包括光传感器和放大器30。
按照本发明，实现导电线路的减少而同时保持了性能。
在第一和第二实施例中，用于此目的传感器元件11；12包括与传感器相关联的第一开关S1和与放大器相关联的第二开关S2；S3，这两个开关都由共同的控制信号控制。
在第三实施例中，用于此目的传感器13包括第一开关S1和连接在传感器和电源线之间的第二开关S2′的串联安排。在第四实施例中，选择信号同时被用作放大器的电源。
显然，本发明的范围不限于以上论述的实施例，并且可以作出各种改变和修改而不脱离权利要求限定的本发明的范围。例如，在参照图2A论述的实施例中复位开关可被提供在传感器和一个电源连接端之间，并且选择开关可被提供在放大器同一个电源连接端子之间。
权利要求
1.一种传感器元件，包括用于把光信号转换为电信号的光敏部件(20)；用于放大由光敏部件(20)提供的电信号的放大器部件(30)；输出端(45)，与放大器部件(30)的输出(32)耦合，用于把由放大器部件(30)提供的放大的信号传递到外部；用于接收第一电源电压的第一电源连接端(41)；用于接收第二电源电压的第二电源连接端(42)；用于接收组合的选择/复位信号的控制连接端(51)；和与控制连接端(51)连接的装置，该装置被设计用来响应于具有第一信号值的组合的选择/复位信号的接收，使传感器元件达到积分状态；响应于具有第二信号值的组合的选择/复位信号的接收，复位光敏部件(20)；并响应于具有第三信号值的组合的选择/复位信号的接收，使传感器元件达到被选状态。
2.如权利要求1所述的传感器元件，其特征在于包括第一可控制的开关(S1)，连接在光敏部件(20)的复位端(21)和第一电源连接端(41)之间；第二可控制的开关(S2；S3)，与放大器部件(30)连接，所述的第一可控制开关(S1)的控制输入和所述的第二可控制开关(S2；S3)的控制输入连接到所述的控制连接端(51)。
3.如权利要求2所述的传感器元件，其特征在于第二可控制开关(S2)连接在放大器部件(30)和电源连接端之间，所述的电源连接端优选地是第二电源连接端(42)。
4.如权利要求3所述的传感器元件，其特征在于放大器部件(30)是MOSFET，它的漏极耦合到输出端(45)；第二可控制开关(S2)是MOSFET，它的漏极耦合到放大器部件(30)的源极，它的源极与第二电源连接端(42)耦合，并且它的栅极与所述的控制连接端(51)耦合；第一可控制开关(S1)是MOSFET，它的源极与第一电源连接端(41)耦合并且它的栅极与所述的控制连接端(51)耦合。
5.如权利要求4所述的传感器元件，其特征在于光敏部件(20)是光敏二极管，它与放大晶体管(30)的栅极耦合并与第一可控制的开关晶体管(S1)的漏极耦合。
6.如权利要求2所述的传感器元件，其特征在于第二可控制开关(S3)连接在放大器部件(30)的输出(32)和输出端(45)之间。
7.如权利要求6所述的传感器元件，其特征在于放大器部件(30)是MOSFET，它的源极耦合到第二电源连接端(42)；第二可控制开关(S)是MOSFET，它的源极耦合到放大器部件(30)的漏极，它的漏极与输出端(45)耦合，并且它的栅极与所述的控制连接端(51)耦合；第一可控制开关(S1)是MOSFET，它的漏极与第一电源连接端(41)耦合并且它的栅极与所述的控制连接端(51)耦合。
8.如权利要求7所述的传感器元件，其特征在于光敏部件(20)是光敏二极管，它与放大晶体管(30)的栅极耦合并与第一可控制的开关晶体管(S1)的源极耦合。
9.包括多个被设置成阵列的如权利要求1至8中的任一项所述的传感器元件(11；12)的图像传感器，而如下的部件延伸在传感器元件的阵列的表面与在一条线上的传感器元件(11；12)的输出端(45)耦合的输出线；与在一条线上的传感器元件(11；12)的第一电源连接端(41)耦合的第一电源线；与在一条线上的传感器元件(11；12)的第二电源连接端(42)耦合的第二电源线；与在一条线上的传感器元件(11；12)的控制连接端(51)耦合的公用的选择/复位线。
10.一种传感器元件，包括用于把光信号转换为电信号的光敏部件(20)；用于放大由光敏部件(20)提供的电信号的放大器部件(30)；输出端(45)，与放大器部件(30)的输出(32)耦合，用于把由放大器部件(30)提供的放大的信号传递到外部；用于接收第一电源电压的第一电源连接端(41)；用于接收第二电源电压的第二电源连接端(42)；用于接收选择信号的第一控制连接端(61)；用于接收复位信号的第二控制连接端(62)；和与两个控制连接端(61，62)连接的装置，该装置被设计用来响应于具有第一信号值的选择信号的接收，使传感器元件达到积分状态；响应于具有第二信号值的选择信号和具有第一信号值的复位信号的接收，使传感器元件达到被选状态；和响应于具有第二信号值的选择信号和具有第二信号值的复位信号的接收，使传感器元件(20)复位。
11.如权利要求10所述的传感器元件，其特征在于包括连接在光敏部件(20)的复位终端(21)和第一电源连接端(41)之间的第一可控制开关(S1)和第二可控制开关(S2′)的串联安排；其中第一可控制开关(S1)的控制输入端连接到所述的第二控制连接端(62)；并且其中第二可控制开关(S2′)的控制输入端连接到所述的第一控制连接端(61)。
12.如权利要求11所述的传感器元件，其特征在于放大器部件(30)是一个其源级耦合到输出端(45)和漏极耦合到第一电源连接端(41)的MOSFET；其中第一可控制开关(S1)是一个其栅极连接到所述的第二控制连接端(62)的MOSFET；并且第二可控制开关(S2′)是一个其源极耦合到第一可控制开关(S1)的漏极、漏极耦合到第一电源连接端(41)和栅极耦合到所述的第一控制连接端(61)的MOSFET。
13.如权利要求12所述的传感器元件，其特征在于光敏部件(20)是一个其耦合到放大晶体管(30)的栅极和第一可控制开关晶体管(S1)的源极的光敏二极管。
14.如权利要求11所述的传感器元件，其特征在于放大器部分(30)是一个其源极耦合到输出端(45)和漏极耦合到第一电源连接端(41)的MOSFET；其中第二可控制开关(S2′)是一个其栅极耦合到所述的第一控制连接端(61)的MOSFET；并且第一可控制开关(S1)是一个其源极耦合到第二可控制开关(S2′)的漏极、漏极耦合到第一电源连接端(41)和栅极耦合到所述的第二控制连接端(62)的MOSFET。
15.如权利要求14所述的传感器元件，其特征在于光敏部件(20)是一个其耦合到放大晶体管(30)的栅极和第二可控制开关晶体管(S2′)的源极的光敏二极管。
16.如权利要求11所述的传感器元件，其特征在于放大器部分(30)是一个其源极耦合到输出端(45)的MOSFET；其中第一可控制开关(S1)是一个其栅极耦合到所述的第二控制连接端(62)的MOSFET；并且第二可控制开关(S2′)是一个其源极耦合到第一可控制开关(S1)和放大晶体管(30)的漏极、漏极耦合到第一电源连接端(41)、和栅极耦合到所述的第一控制连接端(61)的MOSFET。
17.如权利要求16所述的传感器元件，其特征在于光敏部件(20)是一个其耦合到放大晶体管(30)的栅极和第一可控制开关晶体管(S2′)的源极的光敏二极管。
18.如权利要求11到15中任何一个的传感器元件，其特征在于进一步包括连接在放大器部件(30)和第一电源连接端(41)之间的第三可控制开关(S2)。
19.如权利要求18所述的传感器元件，其特征在于第三可控制开关(S2)是一个其源极耦合到放大晶体管(30)的漏极、漏极耦合到第一电源连接端(41)和栅极耦合到所述的第一控制连接端(61)的MOSFET。
20.如权利要求11到15中任何一个的传感器元件，其特征在于进一步包括连接在放大器部件(30)和输出端(45)之间的第三可控制开关(S3)。
21.如权利要求20所述的传感器元件，其特征在于第三可控制开关(S3)是一个其漏极耦合到放大晶体管(30)的源极、栅极耦合到第一电源连接端(41)和栅极耦合到所述的第一控制连接端(61)的MOSFET。
22.包括多个被设置成阵列的如权利要求10至21中的任一项所述的传感器元件(13)的图像传感器，如下的部件延伸在传感器元件的阵列的表面与在一条线上的传感器元件(13)的输出端(45)连接的输出线；与在一条线上的传感器元件(13)的第一电源连接端(41)连接的第一电源线；与在一条线上的传感器元件(13)的第二电源连接端(42)连接的第二电源线；与在一条线上的传感器元件(13)的第一控制连接端(61)连接的选择线；和与在一条线上的传感器元件(13)的第二控制连接端(62)连接的复位线。
23.一种传感器元件，包括用于把光信号转换为电信号的光敏部件(20)；用于放大由光敏部件(20)提供的电信号的放大器部件(30)；输出端(45)，与放大器部件(30)的输出端(32)耦合，用于把由放大器部件(30)提供的放大的信号传递到外部；用于接收电源电压的电源连接端(73)；用于接收选择信号的第一控制连接端(71)；用于接收复位信号的第二控制连接端(72)；和与两个控制连接端(71，72)连接的装置，该装置被设计用来响应于具有第一信号值的选择信号的接收，使传感器元件达到积分状态；响应于具有第二信号值的选择信号和具有第一信号值的复位信号的接收，使传感器元件达到被选状态；和响应于具有第二信号值的选择信号和具有第二信号值的复位信号的接收，使传感器元件(20)复位。
24.如权利要求23所述的传感器元件，其特征在于包括耦合在光敏部件(20)的复位端(21)和第一电源连接端(71)之间的第一可控制开关(S1)；其中第一可控制开关(S1)的控制输入端耦合到所述的第二控制连接端(72)；并且其中放大器部件(30)的电源输入端耦合到第一控制连接端(71)。
25.如权利要求24所述的传感器元件，其特征在于放大器部件(30)是一个其源极耦合到输出端(45)和漏极耦合到第一控制连接端(71)的MOSFET；并且第一可控制开关(S1)是一个其栅极耦合到所述的第二控制连接端(72)和漏极耦合到第一控制连接端(71)的MOSFET。
26.如权利要求25所述的传感器元件，其特征在于光敏部件(20)是一个耦合到放大晶体管(30)的栅极和第一可控制开关晶体管(S1)的源极的光敏二极管。
27.如权利要求24到26中任何一个的传感器元件，其特征在于进一步包括连接在放大器部件(30)的输出端(32)和输出端(45)之间的第三可控制开关(S3)。
28.如权利要求27所述的传感器元件，其特征在于第二可控制开关(S3)是一个其源极耦合到输出端(45)、漏极耦合到放大器部件(30)的输出端(源极32)和栅极耦合到所述的第一控制连接端(71)的MOSFET。
29.如权利要求24到28中任何一项的传感器元件，其特征在于进一步包括连接在放大器部件(30)的电源输入端和第一控制连接端(71)之间的第三可控制开关(S3′)。
30.如权利要求29所述的传感器元件，其特征在于第三可控制开关(S3′)是一个其源极耦合到放大器部件(30)的电源输入端(漏极)、漏极耦合到第一控制连接端(71)、栅极耦合到第一控制连接端(71)的MOSFET。
31.包括多个被设置成阵列的如权利要求23至30中的任一项所述的传感器元件(14)的图像传感器，而如下的部件延伸在传感器元件的阵列的表面与在一条线上的传感器元件(14)的输出端(45)耦合的输出线；与在一条线上的传感器元件(14)的电源连接端(73)耦合的电源线；与在一条线上的传感器元件(14)的第一控制连接端(71)连接的共同的选择/电源线；和与在一条线上的传感器元件(14)的第二控制连接端(72)连接的复位线。
全文摘要
一种图象拾取装置,它包括多个排列成阵列的有源传感器元件(11;12;13;14)以及用来传送电源电压和信号的多个延伸在阵列表面的导电线路。每个传感器元件包括光传感器(20)和放大器。按照本发明,可使导电线路减少而同时使性能被保持。在第一和第二实施例(11;12)中传感器元件包括与传感器相关联的第一开关(S1)和与放大器相关联的第二开关(S2;S3),这两个开关都由公共的控制信号控制。在第三实施例(13)中传感器包括第一开关(S1)和连接在传感器和电源线之间的第二开关(S2)的串联安排。在第四实施例(14)中,选择信号也被用作放大器的电源。
文档编号H04N5/374GK1363178SQ01800167
公开日2002年8月7日 申请日期2001年1月10日 优先权日2000年2月4日
发明者M·E·科勒 申请人:皇家菲利浦电子有限公司