CN221151493U - 脉冲序列式传感器像素单元、脉冲序列式传感器及设备 - Google Patents

Abstract

本公开实施例公开了一种脉冲序列式传感器像素单元、脉冲序列式传感器及设备，其中，脉冲序列式传感器像素单元包括：脉冲产生电路、连接电路、计数器和读出电路；所述脉冲产生电路通过所述连接电路与所述计数器连接；所述计数器的输入端通过所述连接电路与所述脉冲产生电路连接，输出端与所述读出电路连接；所述读出电路与所述计数器连接；本实施例通过计数器对输入的信号的数量进行累计，并通过读出电路输出累计的计数结果，而不输出原始的脉冲序列，实现无损压缩输出数据，在同等帧率下能够减少像素单元输出的数据量，在同等数据带宽下能够实现更高的帧率。

Description

脉冲序列式传感器像素单元、脉冲序列式传感器及设备

技术领域

本公开涉及传感器技术，尤其是一种脉冲序列式传感器像素单元、脉冲序列式传感器及设备。

背景技术

图像传感器已经被广泛地应用在数码相机、移动手机、医疗、汽车、无人机和机器识别等领域，特别是制造互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS)图像传感器技术的快速发展，使人们对图像传感器的输出图像品质有了更高的要求。CMOS图像传感器依据信号采集方式，可分为两种类别：一种方式是，对像素设定曝光时长进而测量电压信号变化量的方式；第二种方式是，对像素设定电压变化量进而测量曝光时长的方式，这种图像传感器称为脉冲序列式图像传感器。

实用新型内容

根据本公开实施例的一个方面，提供了一种脉冲序列式传感器像素单元，包括：脉冲产生电路、连接电路、计数器和读出电路；

所述脉冲产生电路通过所述连接电路与所述计数器连接；

所述计数器的输入端通过所述连接电路与所述脉冲产生电路连接，输出端与所述读出电路连接；

所述读出电路与所述计数器连接。

可选地，所述计数器包括第一输入端和第二输入端；

所述第一输入端通过所述连接电路与时钟信号或所述脉冲产生电路连接；

所述第二输入端通过所述连接电路与外部复位信号或所述脉冲产生电路连接。

可选地，所述连接电路包括：互相并联的第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；所述第一开关和所述第二开关不同时导通，所述第三开关和所述第四开关不同时导通；

所述第一开关的两端分别与所述外部复位信号和所述计数器的第二输入端；

所述第二开关的两端分别与所述脉冲产生电路和所述计数器的第二输入端连接；

所述第三开关的两端分别与所述脉冲产生电路和所述计数器的第一输入端连接；

所述第四开关的两端分别与所述时钟信号和所述计数器的第一输入端连接。

可选地，所述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；

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；

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；

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；

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脉冲产生电路的输出端。

根据本公开实施例的另一方面，提供了一种脉冲序列式传感器，包括：多个上述任一实施例所述的脉冲序列式传感器像素单元。

根据本公开实施例的又一方面，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脉冲序列式传感器像素单元或上述实施例所述的脉冲序列式传感器；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以控制所述脉冲序列式传感器像素单元或脉冲序列式传感器工作。

可选地，所述电子设备被纳入为以下任意一项：脉冲相机、高速相机、音/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、机动交通工具中的设备、摄像头、运动或可穿戴式相机、检测设备、飞行设备、医疗设备、安防设备。

基于本公开上述实施例提供的脉冲序列式传感器像素单元、脉冲序列式传感器及设备，其中，脉冲序列式传感器像素单元包括：脉冲产生电路、连接电路、计数器和读出电路；所述脉冲产生电路通过所述连接电路与所述计数器连接；所述计数器的输入端通过所述连接电路与所述脉冲产生电路连接，输出端与所述读出电路连接；所述读出电路与所述计数器连接；本实施例通过计数器对输入的信号的数量进行累计，并通过读出电路输出累计的计数结果，而不输出原始的脉冲序列，实现无损压缩输出数据，在同等帧率下能够减少像素单元输出的数据量，在同等数据带宽下能够实现更高的帧率。

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。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同描述一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是本公开一示例性实施例提供的脉冲序列式传感器像素单元的结构示意图；

图2是本公开另一示例性实施例提供的脉冲序列式传感器像素单元的结构示意图；

图3是本公开一示例性实施例提供的脉冲序列式传感器像素单元在一种工作模式下的电路示意图；

图4是本公开一示例性实施例提供的脉冲序列式传感器像素单元在一种工作模式下对应的信号时序示意图；

图5是本公开一示例性实施例提供的脉冲序列式传感器像素单元在另一种工作模式下的电路示意图；

图6是本公开另一示例性实施例提供的脉冲序列式传感器像素单元在另一种工作模式下对应的信号时序示意图；

图7是本公开一示例性实施例提供的脉冲序列式传感器像素单元中脉冲产生电路的电路示意图；

图8图示了根据本公开实施例的电子设备的框图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细地描述根据本公开的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例，而不是本公开的全部实施例，应理解，本公开不受这里描述的示例实施例的限制。

应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

本领域技术人员可以理解，本公开实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。

还应理解，在本公开实施例中，“多个”可以指两个或两个以上，“至少一个”可以指一个、两个或两个以上。

还应理解，对于本公开实施例中提及的任一部件、数据或结构，在没有明确限定或者在前后文给出相反启示的情况下，一般可以理解为一个或多个。

另外，本公开中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本公开中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本公开中所指数据可以包括文本、图像、视频等非结构化数据，也可以是结构化数据。

还应理解，本公开对各个实施例的描述着重强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，不再一一赘述。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在实现本公开的过程中，发明人发现，现有技术中的脉冲序列式图像传感器直接向外输出脉冲序列，由片外处理器对脉冲序列进行编码，从而体现像素信号的色彩灰度值。像素单元产生的脉冲序列由0和1组成，通过每两个1之间的间隔的0的数量来反映光强，光强越弱时，脉冲序列中两个1之间的0的个数越多，信息较为稀疏，占用过多带宽；另一方面，全行扫描的速度上限限制了帧率的上限。

图1是本公开一示例性实施例提供的脉冲序列式传感器像素单元的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的脉冲序列式传感器像素单元(以下可简称像素单元)包括：脉冲产生电路11、连接电路12、计数器13和读出电路14；

脉冲产生电路11通过连接电路12与计数器13连接；脉冲产生电路11用于将接收的光信号转换为脉冲信号，并将脉冲信号发送给计数器13。

可选地，脉冲产生电路11中的主要元器件可以为光电转换元件(例如，光电二极管等可实现光能转换为电能的元件)，通过光电转换元件实现光电转换，基于转换得到电荷；并且，脉冲产生电路11中还可以设置对光电转换元件执行复位的元件，通过该复位元件使光电转换元件执行复位。

计数器13的输入端通过连接电路12与脉冲产生电路11连接，输出端与读出电路14连接。

本实施例中计数器12可以为现有技术中任意可实现计数功能的计数器或计数器实现，例如，计数器可以是计数器、分频器、数字存储器、寄存器、锁存器等数字电路模块中的任意一种，本公开不限制计数器12的具体电路结构。

读出电路14与计数器13连接；读出电路14，用于根据读出控制信号的控制，读取计数器13中的计数结果并输出。

可选地，计数结果为预设位数的二进制数据，或预设位数的其他计数方法记录的数据；其中，预设位数可以根据实际应用场景设置，通过二进制计数据等方法进行计数，仅输出输入到计数器13第一输入端的信号的数量，而不输出原始的脉冲序列，实现无损压缩输出数据，在同等帧率下能够减少像素单元输出的数据量，在同等数据带宽下能够实现更高的帧率。

本公开上述实施例提供的脉冲序列式传感器像素单元，包括：脉冲产生电路、连接电路、计数器和读出电路；所述脉冲产生电路通过所述连接电路与所述计数器连接；所述计数器的输入端通过所述连接电路与所述脉冲产生电路连接，输出端与所述读出电路连接；所述读出电路与所述计数器连接；本实施例通过计数器对输入的信号的数量进行累计，并通过读出电路输出累计的计数结果，而不输出原始的脉冲序列，实现无损压缩输出数据，在同等帧率下能够减少像素单元输出的数据量，在同等数据带宽下能够实现更高的帧率。

图2是本公开另一示例性实施例提供的脉冲序列式传感器像素单元的结构示意图。如图2所示，本公开实施例提供的脉冲序列式传感器像素单元中，计数器13包括第一输入端131和第二输入端132；

第一输入端131通过连接电路12与时钟信号或脉冲产生电路11连接；

第二输入端132通过连接电路12与外部复位信号或脉冲产生电路11连接。

本实施例中第一输入端131为计数输入端(input)，计数器13对第一输入端131输入的信号进行计数；而第二输入端132为复位端(reset)，计数器13根据第二输入端132输入的信号执行复位。

连接模块12包括：互相并联的第一开关121、第二开关122、第三开关123和第四开关124。其中，第一开关121、第二开关122、第三开关123和第四开关124并联构成开关阵列；第一开关121和第二开关122不同时导通，第三开关123和第四开关124不同时导通。

第一开关121和第三开关123控制计数器12的第一输入端的导通情况，第二开关122和第四开关124控制计数器12的第二输入端的导通情况。

第一开关121的两端分别与外部复位信号Read_DN和计数器的第二输入端132；

第二开关122的两端分别与脉冲产生电路11和计数器的第二输入端132连接；

第三开关123的两端分别与脉冲产生电路11和计数器的第一输入端131连接；

第四开关124的两端分别与时钟信号clk和计数器的第一输入端131连接。

连接电路12用于根据读出电路上一次输出的计数结果确定第一连通模式或第二连通模式。其中，第一连通模式中脉冲产生电路11与计数器的第一输入端131连通，第二连通模式中脉冲产生电路11与计数器的第二输入端132连通。

本实施例中，由于计数器13对输入到第一输入端中的信号进行计数，因此，本实施例通过连接模块的控制实现计数器13直接对脉冲产生电路11产生的脉冲信号的数量进行计数(第一连通模式)，第一连通模式更适合对光强较强的光信号进行计数，通过直接对脉冲信号进行计数，相同时间内，光强较强时，计数结果较大，光强较弱时，计数结果较小，因此，通过第一连通模式更适合对光强较强的光信号对应的脉冲信号进行计数。或者通过脉冲信号作为复位信号(第二连通模式)，实现在一个脉冲信号内对已知频率的现有信号进行计数，在第二连通模式下，可通过计数器中每次输出的计数结果对每个脉冲信号进行表达，可实现对光强较弱的光信号进行表达(像素单元产生的脉冲序列由0和1组成，通过每两个1之间的间隔的0的数量来反映光强，光强越弱时，脉冲序列中两个1之间的0的个数越多)，通过统计每个脉冲信号对应的已知信号的数量可知该脉冲信号对应的光信号的强弱，脉冲信号对应的计数结果越大，说明该脉冲信号对应的光强越弱，脉冲信号对应的计数结果越小，说明该脉冲信号对应的光强越强。

如图3所示，连接电路12在第一连通模式下，第一开关121和第三开关123闭合时，第二开关122和第四开关124断开，通过第一开关121将外部复位信号输入计数器13的第二输入端，通过第三开关123将脉冲信号输入计数器13的第一输入端。

本实施例通过第一开关121将外部复位信号接入计数器13的第二输入端，外部复位信号具有预设周期，每间隔预设时长输出一个高电平，控制计数器13执行复位；通过第三开关123将脉冲信号接入计数器13的第一输入端，计数器13每次复位后重新开始对第一输入端输入的脉冲信号的数量进行计数，确定预设周期内包括的脉冲信号的数量作为计数结果。

可选地，响应于连通电路12处于第一连通模式，计数器13通过第一输入端接收脉冲信号，每间隔预设周期时长，根据读出电路14的读出控制信号的控制，基于预设周期内记录的脉冲信号的翻转次数确定计数结果输出到读出电路。

本实施例实现了通过计数器13在每个预设周期内记录接收的脉冲信号的数量，该数量可以通过脉冲信号的翻转次数确定，例如，脉冲信号每翻转两次(通常记录从低电平到高电平，再从高电平到低电平的两次翻转)计数器13中的数据加一。在第一连通模式下，计数器13工作时，如图3所示，input端(第一输入端131)与脉冲产生电路连接，reset端(第二输入端132)与外部复位(Read_DN)信号连接，Read_DN信号用于表示计数器读出完成，在读出控制(Read_EN)信号下降沿上升，信号宽度与Read_EN信号相等。脉冲产生电路在接收光照的过程中，计数器对脉冲信号的翻转次数进行计数，每翻转两次，计数器的计数加一，并对脉冲产生电路11中的光电采集元器件(例如，光电二极管)进行复位(复位后进行下一个脉冲信号的采集)。

可选地，计数器13通过第二输入端132接收外部复位信号Read_DN，在输出计数结果后，根据外部复位信号的控制执行复位。

在对脉冲式阵列传感器中的像素阵列(包括多行多列的像素单元)进行像素脉冲频率编码时，像素阵列的读出方式为同步读出，即以固定的频率对整个像素阵列进行行扫描读出；当行扫描信号到达像素阵列中的一行像素单元时，将Read_EN信号置为高电平，计数器停止计数，像素单元通过读出电路输出计数结果；读出完成后，将Read_EN信号置为低电平，计数器复位，如此循环。

图4是本公开一示例性实施例提供的脉冲序列式传感器像素单元在一种工作模式下对应的信号时序示意图。如图4所示，在该示例中为了便于理解，仅示出了一种示例情况下读出控制信号Read_EN、外部复位信号Read_DN、比较信号S1和脉冲信号DC的部分时序图，以及计数器输出的计数结果，仅用于理解信号之间的关系，不用于限制本***号的具体时序情况；基于图4所示的时序图可知，外部复位信号在读出控制信号之后触发，脉冲信号相对比较信号具有一定延时。

现有技术中提供的原始脉冲序列是通过脉冲间隔反应光强，脉冲间隔的最小时间为阵列完整一轮扫描读出的时间，对于足以使像素单元在一轮扫描时间内产生多个脉冲信号的强光，则超出了原始脉冲序列能够描述的范围，现有技术无法对这种强光进行处理。本公开实施例通过在像素单元内通过计数器对脉冲频率进行编码，能够记录一轮扫描时间内像素单元产生的脉冲信号的数量，从而达到描述光强更强的光信号的技术效果。

如图5所示，连接电路12在第二连通模式下，第二开关122和第四开关124闭合时，第一开关121和第三开关123断开，通过第二开关122将脉冲信号输入计数器13的第二输入端，通过第四开关124将外部时钟信号输入计数器13的第一输入端。

本实施例通过第二开关122将脉冲信号接入计数器13的第二输入端，此时，由脉冲信号作为计数器13的复位信号，每当脉冲信号输出高电平(输出为1)时，计数器13执行复位；通过第四开关将外部时钟信号接入计数器13的第一输入端，计数器13每次复位后重新开始对第一输入端输入的时钟信号的数量进行计数，确定脉冲信号对应的外部时钟信号的数量作为计数结果，该计数结果可确定该脉冲信号产生的时间间隔。

本实施例中可以在传感器片内或片外使用编码模式自动控制模块，对读出电路的输出的计数结果进行检测，并根据检测结果自动控制第一连通模式和第二连通模式之间的切换。

可选地，响应于连通电路12处于第二连通模式，通过第一输入端131接收外部时钟信号，根据读出电路14的读出控制信号的控制，将计数器13中累计的外部时钟信号的翻转次数对应的计数结果输出到读出电路。

本实施例实现了通过计数器对每个脉冲信号对应的脉宽时间进行计数，计数结果表示每个脉冲信号中具有固定频率的外部时钟信号的翻转次数；例如，外部时钟信号每翻转两次(通常记录从低电平到高电平，再从高电平到低电平的两次翻转)计数器中的数据加一。在第二连通模式下，计数器工作时，如图5所示，reset端(第二输入端)与脉冲产生电路输出的脉冲信号连接，计数器12的input端(第一输入端)连接至外部提供的一个固定频率的外部时钟信号clk，脉冲产生电路在接收光照的过程中，计数器12对外部时钟信号的翻转次数进行计数，当脉冲信号产生时，计数器12根据脉冲信号的控制停止计数，像素单元向***电路发出读出请求，请求完成后***电路将读出控制信号Read_EN置为高电平，读出其计数结果与像素坐标，此时计数器12的计数结果为从上次复位到当前脉冲信号产生的时间间隔。

可选地，计数器13通过第二输入端132接收脉冲信号，在输出计数结果后，根据脉冲信号的控制执行复位。

在计数器13输出计数结果后，读出控制信号Read_EN信号置为低电平，脉冲产生电路11和计数器13均复位，继续对下一个脉冲信号进行计数，如此循环。

可选地，读出电路14，用于基于脉冲信号确定读出控制信号的状态，响应于读出控制信号的状态为读出状态，控制读出电路14读取计数器13的计数结果。

本实施例中，脉冲式阵列传感器中的像素阵列(包括多行多列的像素单元)的读出方式为异步读出，即，像素单元在产生脉冲信号时才输出其计数结果与像素坐标。现有技术中提供的原始脉冲序列是通过零电平的个数来表示脉冲间隔，间隔越宽输出的数据位宽越宽，而本实施例提供的像素单元对脉冲信号进行编码后的计数结果是一个固定位数的二进制数，数据位宽固定，压缩了数据量。例如，原始脉冲序列需要用100个0来表示的脉冲间隔，经过8比特计数器进行二进制编码后只需要输出01100100即可，大幅压缩了输出数据量。

图6是本公开另一示例性实施例提供的脉冲序列式传感器像素单元在另一种工作模式下对应的信号时序示意图。如图6所示，在该示例中为了便于理解，仅示出了一种示例情况下读出控制信号Read_EN、外部时钟信号clk、比较信号S1和脉冲信号DC的部分时序图，以及计数器输出的计数结果，仅用于理解信号之间的关系，不用于限制本***号的具体时序情况；基于图6所示的时序图可知，读出控制信号Read_EN与比较信号S1同步，脉冲信号DC相对比较信号S1具有一定延时，计数结果在脉冲信号DC输出的两个高电平之间累计外部时钟信号clk的翻转次数。

可选地，一个可选示例中，连接模块12还可以包括：状态识别模块(图中未示出)；

状态识别模块，用于响应于读出电路14上一次输出的计数结果达到第一预设条件，从第一连通模式切换到第二连通模式；响应于读出电路上一次输出的计数结果达到第二预设条件，从第二连通模式切换到第一连通模式。

可选地，第一预设条件可以为多组计数结果中超过第一比例的计数结果小于等于1；第二预设条件可以为多组计数结果中超过第二比例的计数结果小于等于1；可选地，第一比例和第二比例可以相同或不同。

可选地，在一些可选示例中，第一开关121和第三开关123可以为N型晶体管，对应的第二开关122和第四开关124为P型晶体管(或者，第一开关121和第三开关123可以为P型晶体管，对应的第二开关122和第四开关124为N型晶体管)；对应的状态识别模块根据条件识别输出对应的高电平或低电平，以实现对各个开关的开启和闭合的控制，例如，当状态识别模块识别到计数结果达到第一预设条件，向第一开关121、第二开关122、第三开关123和第四开关124输出低电平；控制P型晶体管导通，N型晶体管断开，实现从第一连通模式切换到第二连通模式；又例如，当状态识别模块识别到计数结果达到第二预设条件，向第一开关121、第二开关122、第三开关123和第四开关124输出高电平；控制P型晶体管断开，N型晶体管导通，实现从第二连通模式切换到第一连通模式。

本实施例中，通过计数结果确定是否需要调整连通模式，处于第一连通模式时，当检测到读出电路输出的多组计数结果中超过第一比例(例如：50％、60％等，具体比例可根据实际场景进行选择)的计数结果小于等于1，由于计数结果表示的是固定时间间隔内产生的脉冲信号的数量，数据小于等于1说明该时间间隔内没有产生脉冲信号或仅产生一个脉冲信号，多组计数结果中超过第一比例的数据小于等于1，即表明光强较弱，此时从第一连通模式切换到第二连通模式。处于第二连通模式时，当检测到读出电路输出的多组计数结果中超过第二比例(例如：50％、60％等，具体比例可根据实际场景进行选择)的计数结果小于等于1，由于计数结果表示的是两次脉冲之间的时间间隔，时间间隔越小，说明光强越强，计数结果小于等于1，说明两次脉冲之间的时间间隔较小，当多组技术结果中超过第二比例的计数结果小于等于1，则说明光强较强，从第二连通模式切换到第一连通模式。

图7是本公开一示例性实施例提供的脉冲序列式传感器像素单元中脉冲产生电路的电路示意图。如图7所示，脉冲产生电路11包括：光电二极管111、复位晶体管112、比较器113和反向延时电路114；

光电二极管111的正极接地Vss，负极与复位晶体管112的漏极以及比较器113的负输入端连接；并且，光电二极管111与复位晶体管112的漏极的连接端用于输出电荷信号；在复位晶体管112断开时，在曝光时长内接收光信号以产生光电电荷；在复位晶体管112闭合时，执行复位。

光电二极管是一种能够将光根据使用方式，转换成电流或者电压信号的光探测器。管芯常使用一个具有光敏特征的PN结，对光的变化非常敏感，具有单向导电性，而且光强不同的时候会改变电学特性，因此，可以利用光照强弱来改变电路中的电压或电流。

复位晶体管112的源极与电源模块Vdd连接，漏极与光电二极管111以及比较器113的负输入端连接，栅极与反向延时电路114连接；用于根据反向延时电路114发送的脉冲信号的控制闭合或断开，并通过复位晶体管112的闭合或断开控制光电二极管111与电源模块Vdd之间是否导通。

可选地，复位晶体管112根据反向延时电路114输出的脉冲信号的控制闭合或断开，例如，脉冲信号为高电平时，复位晶体管112闭合，控制光电二极管111复位(复位信号为电压模块的电压信号)；脉冲信号为低电平时，复位晶体管112断开，控制光电二极管111停止复位，开始采集光信号。

比较器113的负输入端与光电二极管111的另一端以及复位晶体管112的漏极连接，比较器113的正输入端接外部参考信号Vth，比较器113的输出端与反向延时电路114的输入端连接；

可选地，通过比较器113实现对电荷信号和参考信号Vth进行比较，当电荷信号小于参考信号Vth时，输出端输出的比较信号为高电平；当电荷信号大于参考信号Vth时，输出端输出的比较信号为低电平；可选地，参考信号Vth为小于电源模块电压Vdd的电压信号。

反向延时电路114的输入端与比较器113的输出端连接，输出端与复位晶体管112的栅极连接，并且，反向延时电路114的输出端作为脉冲产生电路11的输出端。

反向延时电路114，用于对比较信号进行预设时长的延时，将得到的脉冲信号发送给计数器13以及复位晶体管112。

可选地，反向延时电路114可以为反相延时链等实现预设时长延时的电路，本实施例不限制反向延时电路114的电路结构，只要能实现延时功能即可，具体预设时长可根据实际应用情况进行设置；本实施例中的反向延时电路114仅用于延时，不对比较信号进行其他任何处理，因此，从反向延时电路114输出的脉冲信号与比较器113输出的比较信号仅在时序上存在延时。

本实施例中，光电二极管111停止复位后，开始曝光采集光信号，光电二极管的电压Vpd从复位电压Vdd开始下降，当光电二极管的电压Vpd下降到参考信号Vth时，比较器113输出的比较信号S1变为高电平，产生脉冲，经过反向延时电路114的延时处理后得到高电平的脉冲信号，此时复位晶体管112闭合，对光电二极管111复位，如此循环。

本公开实施例的另一方面，还提供了一种脉冲序列式传感器，包括：多个上述任一实施例所述的脉冲序列式传感器像素单元。

本公开提供的电子设备可被纳入为以下任意一项：脉冲相机、高速相机、音/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、机动交通工具中的设备、摄像头、运动或可穿戴式相机、检测设备、飞行设备、医疗设备、安防设备等。

本公开提供的电子设备可被应用于以下任意一项：脉冲相机、高速相机、音/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、机动交通工具中的设备、摄像头、运动或可穿戴式相机、检测设备、飞行设备、医疗设备、安防设备等。

下面，参考图8来描述根据本公开实施例的电子设备。该电子设备可以是第一设备和第二设备中的任一个或两者、或与它们独立的单机设备，该单机设备可以与第一设备和第二设备进行通信，以从它们接收所采集到的输入信号。

图8图示了根据本公开实施例的电子设备的框图。

如图8所示，电子设备包括一个或多个处理器和存储器。

处理器可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其他组件以执行期望的功能。

存储器可以存储一个或多个计算机程序产品，所述存储器可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序产品，处理器可以运行所述计算机程序产品，以实现上文所述的本公开的各个实施例的脉冲序列式传感器像素单元的工作流程以及/或者其他期望的功能。

在一个示例中，电子装置还可以包括：输入装置和输出装置，这些组件通过总线***和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。

此外，该输入装置还可以包括例如键盘、鼠标等等。

该输出装置可以向外部输出各种信息，包括确定出的距离信息、方向信息等。该输出装置可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出装置等等。

当然，为了简化，图8中仅示出了该电子设备中与本公开有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备还可以包括任何其他适当的组件。

以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本公开为必须采用上述具体的细节来实现。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于***实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本公开中涉及的器件、装置、设备、***的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、***。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

可能以许多方式来实现本公开的方法和装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。

还需要指出的是，在本公开的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本公开。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本公开的范围。因此，本公开不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本公开的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (7)

1.一种脉冲序列式传感器像素单元，其特征在于，包括：脉冲产生电路、连接电路、计数器和读出电路；

所述脉冲产生电路通过所述连接电路与所述计数器连接；

所述计数器的输入端通过所述连接电路与所述脉冲产生电路连接，输出端与所述读出电路连接；

所述读出电路与所述计数器连接。

2.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述计数器包括第一输入端和第二输入端；

所述第一输入端通过所述连接电路与时钟信号或所述脉冲产生电路连接；

所述第二输入端通过所述连接电路与外部复位信号或所述脉冲产生电路连接。

3.根据权利要求2所述的像素单元，其特征在于，所述连接电路包括：互相并联的第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；所述第一开关和所述第二开关不同时导通，所述第三开关和所述第四开关不同时导通；

所述第一开关的两端分别与所述外部复位信号和所述计数器的第二输入端；

所述第二开关的两端分别与所述脉冲产生电路和所述计数器的第二输入端连接；

所述第三开关的两端分别与所述脉冲产生电路和所述计数器的第一输入端连接；

所述第四开关的两端分别与所述时钟信号和所述计数器的第一输入端连接。

4.根据权利要求1-3任一所述的像素单元，其特征在于，所述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；

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；

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；

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；

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脉冲产生电路的输出端。

5.一种脉冲序列式传感器，其特征在于，包括：多个权利要求1-4任一所述的脉冲序列式传感器像素单元。

6.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，还包括权利要求1-4任一所述的脉冲序列式传感器像素单元或权利要求5所述的脉冲序列式传感器；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以控制所述脉冲序列式传感器像素单元或脉冲序列式传感器工作。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备被纳入为以下任意一项：脉冲相机、高速相机、音/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、机动交通工具中的设备、摄像头、运动或可穿戴式相机、检测设备、飞行设备、医疗设备、安防设备。