图像传感器中的像素单元、图像传感器和电子设备的制作方法

本公开涉及图像传感器技术，尤其是一种图像传感器中的像素单元、图像传感器和电子设备。

背景技术：

1、脉冲序列式图像传感器是一种新型的图像传感器，通过仿灵长类生物中视网膜的成像方式，以高密度单比特脉冲序列的发放记录场景中连续的光强信息，可以实现对高速运动的捕捉和记录，又可重构出场景中纹理细节，因此在机器视觉和动态场景捕获等方向有较大的应用价值。

技术实现思路

1、根据本公开实施例的一个方面，提供了一种图像传感器中的像素单元，包括：光脉冲产生电路、计数器控制电路、第一计数器、第二计数器、变化确定电路和读出复位电路；

2、所述光脉冲产生电路与所述计数器控制电路连接；

3、所述计数器控制电路一端与所述光脉冲产生电路连接，另一端分别与所述第一计数器和所述第二计数器连接；

4、所述第一计数器分别与所述变化确定电路和所述读出复位电路连接，所述第二计数器分别与所述变化确定电路和所述读出复位电路连接；

5、所述变化确定电路一端与所述第一计数器和所述第二计数器连接，另一端与所述读出复位电路连接；

6、所述读出复位电路一端与所述变化确定电路连接，另一端与所述第一计数器以及所述第二计数器连接。

7、可选地，所述光脉冲产生电路包括光电二极管、复位晶体管、比较器和反向延时电路；

8、所述光电二极管的一端接地，另一端与所述复位晶体管的漏极以及所述比较器的负输入端连接；

9、所述复位晶体管的源极与电源模块连接，漏极与所述光电二极管以及所述比较器的负输入端连接，栅极与所述反向延时电路连接；

10、所述比较器的负输入端与所述光电二极管的另一端以及复位晶体管的漏极连接，所述比较器的正输入端接外部参考信号，所述比较器的输出端与所述反向延时电路的输入端连接；

11、所述反向延时电路的输入端与所述比较器的输出端连接，输出端与所述复位晶体管的栅极连接，并且，所述反向延时电路的输出端作为所述光脉冲产生电路的输出端。

12、可选地，所述反向延时电路包括：第一n型晶体管、第二n型晶体管、第一p型晶体管、第二p型晶体管、第一反相器和第二反相器；

13、所述第一p型晶体管的漏极与所述比较器的输出端连接，源极与所述第一反相器的输入端连接，栅极与时钟信号连接；

14、所述第一n型晶体管的源极与所述第一反相器的输出端连接，漏极与所述第二反相器的输入端连接，栅极与所述时钟信号连接；

15、所述第二p型晶体管的漏极与所述第二n型晶体管的漏极连接后与所述第二反相器的输出端连接，所述第二p型晶体管的源极与所述第二n型晶体管的源极连接后与所述复位晶体管的栅极连接；所述第二p型晶体管的栅极与时钟信号连接，所述第二n型晶体管的栅极与时钟信号的反向连接。

16、可选地，所述计数器控制电路包括第一分频器和第三反相器；

17、所述第一分频器的输入端与所述光脉冲产生电路的输出端连接，输出端与所述第一计数器连接，并且所述输出端与所述第三反相器的输入端连接；

18、所述第三反相器的输入端与所述第一分频器的输出端连接，输出端与所述第二计数器连接。

19、可选地，所述第一计数器和所述第二计数器结构相同，分别包括多个串联的第二分频器；

20、所述第二分频器包括第一输入端和第二输入端，每个所述第二分频器的第一输入端分别独立与复位信号相连接；多个串联的所述第二分频器中首个第二分频器的第二输入端根据所述计数器控制电路控制与时钟信号连接或断开，其他第二分频器的第二输入端与所述其他第二分频器直接连接的前一个第二分频器的输出端连接；其中，所述首个第二分频器为多个串联的所述第二分频器中的第一个所述第二分频器，所述其他第二分频器为不是首个第二分频器的第二分频器。

21、可选地，所述第二分频器包括第四反相器、第五反相器、第六反相器、第一控制晶体管、第二控制晶体管、第三控制晶体管、第四控制晶体管和第五控制晶体管；

22、所述第一控制晶体管、所述第二控制晶体管和所述第五控制晶体管的栅极作为所述第二分频器的第一输入端，分别与复位信号连接；所述第三控制晶体管和所述第四控制晶体的栅极作为所述第二分频器的第二输入端，分别与时钟信号或前一个所述第二分频器的输出连接；

23、所述第一控制晶体管的漏极与电源模块连接，源极与第二控制晶体管的源极连接；

24、所述第二控制晶体管的源极与所述第一控制晶体管的源极连接，漏极与所述第四反相器的输入端连接；

25、所述第三控制晶体管的源极与所述第四反相器的输出端连接，漏极与所述第五反相器的输入端连接；

26、所述第四控制晶体管的漏极与所述第五反相器的输出端连接，源极与所述第六反相器的输入端以及所述第五控制晶体管的源极连接；

27、所述第五控制晶体管的漏极接地，源极与所述第四控制晶体管的源极以及所述第六反相器的输入端连接；

28、所述第六反相器的输出端为所述第二分频器的输出端，并且，所述第六反相器的输出端与所述第一控制晶体管的源极和所述第二控制晶体管的源极之间连接。

29、可选地，所述变化确定电路包括同或逻辑电路和与非逻辑电路；

30、所述同或逻辑电路的两个输入端分别与所述第一计数器和所述第二计数器连接，输出端与所述与非逻辑电路连接；

31、所述与非逻辑电路的输入端与所述同或逻辑电路连接，输出端与所述读出复位电路连接。

32、根据本公开实施例的另一方面，提供了一种图像传感器，包括：多个上述任一实施例所述的图像传感器中的像素单元。

33、根据本公开实施例的另一方面，提供了一种电子设备，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，还包括上述任一实施例所述的图像传感器中的像素单元；

34、所述存储器存储计算机执行指令；

35、所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以控制所述图像传感器中的像素单元。

36、可选地，所述电子设备包括以下任意一项：脉冲相机、高速相机、视觉相机、音频播放器、视频播放器、导航设备、固定位置终端、娱乐单元、智能手机、通信设备、移动设备、机动交通工具中的设备、车载摄像头、手机摄像头、运动或可穿戴式相机、交通摄像头、工业检测相机、安装在可飞行物体上的摄像头、医疗摄像头、安防摄像头、或家用电器摄像头。

37、基于本公开上述实施例提供的一种图像传感器中的像素单元、图像传感器和电子设备，包括：光脉冲产生电路、计数器控制电路、第一计数器、第二计数器、变化确定电路和读出复位电路；所述光脉冲产生电路与所述计数器控制电路连接；所述计数器控制电路一端与所述光脉冲产生电路连接，另一端分别与所述第一计数器和所述第二计数器连接；所述第一计数器分别与所述变化确定电路和所述读出复位电路连接，所述第二计数器分别与所述变化确定电路和所述读出复位电路连接；所述变化确定电路一端与所述第一计数器和所述第二计数器连接，另一端与所述读出复位电路连接；所述读出复位电路一端与所述变化确定电路连接，另一端与所述第一计数器以及所述第二计数器连接；本实施例通过两个计数器对连续两帧脉冲信号进行脉冲计数，实现对光强变化进行识别，在光强不变时不输出信号，只有在光强有变化时输出变化后的脉冲宽度，能够在保证对信息的完整记录的前提下，压缩数据的输出量。

38、下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。