具有快速重组的像素矩阵制造技术

本发明专利技术涉及一种矩阵检测器，其包括：一组像素(P)，其对物理现象敏感并且按照沿着至少一个行和多个列的矩阵组织，各个像素(P)生成根据该物理现象的信号；Q个列导体(Col)，各个列导体连接同一列的一个或更多个像素并旨在传输由像素(P)生成的信号。根据本发明专利技术，检测器还包括被配置成同时工作的N个多路复用器(A、B、C、D)，各个多路复用器接收K个列导体的信号，K大于或等于2，Q至少等于K

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有快速重组的像素矩阵本专利技术涉及矩阵阵列检测器。本专利技术可以用于检测器中的图像捕获。这种类型的设备包括通常按照矩阵阵列或按照线性阵列布置的称为像素的大量敏感点。本专利技术可以用于产生可见图像，但是不限于该领域。例如可以产生压力图或温度图或者化学或电势的二维表示。这些图或表示形式形成物理量的图像。在检测器中，像素表示检测器的基本敏感元件。各个像素将其经受的物理效应转换成电信号。来自各个像素的电信号在矩阵阵列读阶段被收集，然后被数字化，以便能够被处理和存储以形成图像。例如，像素由对物理效应敏感的区域形成，并且传递电荷电流。物理效应可能是传递光子流的电磁辐射，因此，将借助于这种类型的辐射来说明本专利技术，并且电荷电流取决于敏感区域接收到的光子流。推广到任何矩阵阵列检测器是简单的。在图像检测器中，各个像素通常包括光敏元件或光电检测器，其例如可以是光电二极管、光敏电阻器或光电晶体管。存在大尺寸的光敏矩阵，该光敏矩阵可以具有按照行和列布置的数百万个像素。各个像素还包括例如由开关、电容器和电阻器组成的电子电路，在该电子电路下游存在致动器。由光敏元件和电子电路组成的组件允许生成和收集电荷。电子电路通常允许在电荷传输之后重置在各个像素中收集的电荷。致动器的作用是将电路收集的电荷传输或复制到列导体。当致动器从行导体接收到这样做的指令时执行该传输。致动器的输出对应于像素的输出。术语“行导体”和“列导体”完全是任意的。当然可以交换这些术语。在这种类型的检测器中，像素按照两个阶段操作：图像捕获阶段，在该图像捕获阶段中，像素的电子电路积聚由光敏元件生成的电荷；以及读阶段，在该读阶段中，通过致动器将所收集的电荷传输或复制到列导体。矩阵阵列图像检测器包括行导体和列导体，各个行导体连接同一个行中的像素，各个列导体连接同一个列中的像素。列导体连接到通常布置在矩阵阵列的边缘处的转换器电路，该边缘可以称为“列的底部(footofthecolumn)”。线性阵列检测器可以被认为是仅包括单行像素并因此包括与像素一样多的列的矩阵阵列检测器。在读阶段，将读指令传输到矩阵阵列的同一个行的所有致动器，并通过将该行中的像素中的各个像素的电信息、电荷、电压、电流、频率等传输到与其关联的列导体来读该像素。在下文中，将描述如下情况，在该情况中，电信息以像素中的模拟形式、以相同值的电容器上存储的电荷量的形式可用。当然，本专利技术可以用于在像素中的各个像素中生成的任何形式的电信息，例如如数字信息。可能希望重组多个像素以便共同地读所述多个像素。在英语文献中称为“像素组合(binning)”的这种重组允许提高所读的各个要素的信噪比。重组像素的另一原因是提高检测器的灵敏度。在读像素时重组该像素还允许提高检测器的读速度，并因此允许提高检测器产生的图像的频率。然而，执行重组会损害空间分辨率。如果来自各个像素的信息是电荷，则可以通过在共用电容器上重新分布要重组的像素的电荷来重组像素，该共用电容器例如布置在位于列的底部的转换器电路中。此外，通过将多个列连接到同一个转换器电路，可以减少位于列的底部的转换器电路的数量。为了将多个列导体连接到同一个转换器电路，可以采用多路复用器。多个相邻的列导体各自连接到同一个多路复用器的各个输入端。多路复用器的输出端连接到转换器电路，因此该转换器电路对于多个相邻列的像素是共用的。转换器电路连续地读连接到同一个多路复用器的各列像素。多路复用器的采用允许将转换器电路的数量除以等于多路复用器的输入端数量的因子K，但是由于读操作是串行执行的，因此读速度降低了相同的因子K。来自同一个行中的属于不同列的相邻像素的信息在转换器电路的输出端处被重组。当转换器电路对于多个列的像素是共用的时，执行信息的重组是棘手的，因为来自要从同一个行分组的像素的信息不会同时到达。在不损失时间或表面面积的情况下，将该信息重新分布到位于列的底部的共用电容器上变得非常复杂。本专利技术属于使用多路复用器的框架，该多路复用器允许减少转换器电路的数量。本专利技术旨在提高像素矩阵的读速度，其中来自属于不同列的紧邻像素的信息被重组。为此，本专利技术的主题是一种矩阵阵列检测器，所述矩阵阵列检测器包括：·一组像素，所述一组像素对物理效应敏感并且按照采用至少一个行和多个列的矩阵阵列布置，各个像素生成取决于所述物理效应的信号，·Q个列导体，各个列导体同一个列的一个或更多个像素并旨在传输由所述像素生成的所述信号，所述列导体和相关联的导体是根据其物理分布排序的，q表示当前列，·N个多路复用器，各个多路复用器包括从1至K排序的K个输入端，k表示当前输入端的次序，各个输入端从所述列导体中的一个列导体接收信号，K大于或等于2，Q至少等于K2，所述多路复用器是从1至Q/K排序的，n表示当前多路复用器的次序，各个多路复用器包括输出端，所述N个多路复用器将按其输入端的顺序接收的所述信号顺序地传递到其输出端，所述N个多路复用器被配置成同时传递从相同次序k的输入端接收的所述信号，·开关网络，所述开关网络允许对存在于所述多路复用器的所述输出端处的信号进行混合，以便对来自属于不同列的紧邻像素的所述信号进行混合，其中：·次序q的列连接到次序n的多路复用器，其中，q在1至K2之间，n＝q对K取模，·次序q的列连接到次序k的输入端，其中，q在1至K2之间，有利地，Q大于K2，并且前K2(thefirstK2)个列导体到K个多路复用器以及到对应的开关网络的连接被K2个列导体和K个多路复用器的子集复制。有利地，所述开关网络被配置成产生K的约数个分组或K个分组。有利地，所述检测器还包括N个转换器电路，各个转换器电路与所述多路复用器中的一个多路复用器相关联，各个多路复用器将多路复用信号传递到所关联的转换器电路。有利地，所述开关网络是布置在所述转换器电路的下游的。在阅读通过示例的方式提供的一个实施方式的详细描述后将更好地理解本专利技术，并且另外的优点将变得显而易见，该描述通过附图例示，在附图中：·图1示出了可以采用本专利技术的像素矩阵的示例；·图2示出了可以采用本专利技术的像素矩阵的另一示例；·图3示出了与图1的矩阵相关联的读电路的示例；·图4示出了可以在图3的读电路中采用的转换器电路的示例；·图5示出了可以在图3的读电路中采用的开关网络的示例。为了清楚起见，在各个附图中，相同的元件将具有相同的附图标记。下面的描述是参考由称为像素的多个基本电子电路形成的矩阵阵列检测器提供的，各个基本电子电路包括对物理量敏感的元件。在所描述的示例中，基本电子电路是对光辐射敏感的像素。当然，本专利技术可以用于对任何形式的物理量敏感的其它检测器，从而允许产生例如压力图或温度图。为了简化理解，图1示意性地示出了包括两个行和两个列的矩阵。形成四个像素P，各个像素P在行和列的交点处。当然，实际的矩阵阵列通常要大得多并具有大量的行和列。矩阵阵列是允许产生数字化图像的矩阵阵列检测器10的一部分。各个像素P包括光敏区域(在此由光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矩阵阵列检测器，所述矩阵阵列检测器包括：/n·一组像素(P)，所述一组像素(P)对物理效应敏感并且按照采用至少一个行和多个列的矩阵阵列布置，各个像素(P)生成取决于所述物理效应的信号，/n·Q个列导体(Col)，各个列导体连接同一个列的一个或更多个像素并旨在传输由所述像素(P)生成的所述信号，所述列导体(Col)和相关联的导体是根据其物理分布排序的，q表示当前列，/n·N个多路复用器(A、B、C、D)，各个多路复用器包括从1至K排序的K个输入端，k表示当前输入端的次序，各个输入端从所述列导体(Col)中的一个列导体接收信号，K大于或等于2，Q至少等于K

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181221 FR 18738991.一种矩阵阵列检测器，所述矩阵阵列检测器包括：
·一组像素(P)，所述一组像素(P)对物理效应敏感并且按照采用至少一个行和多个列的矩阵阵列布置，各个像素(P)生成取决于所述物理效应的信号，
·Q个列导体(Col)，各个列导体连接同一个列的一个或更多个像素并旨在传输由所述像素(P)生成的所述信号，所述列导体(Col)和相关联的导体是根据其物理分布排序的，q表示当前列，
·N个多路复用器(A、B、C、D)，各个多路复用器包括从1至K排序的K个输入端，k表示当前输入端的次序，各个输入端从所述列导体(Col)中的一个列导体接收信号，K大于或等于2，Q至少等于K2，所述N个多路复用器(A、B、C、D)是从1至Q/K排序的，n表示当前多路复用器的次序，各个多路复用器(A、B、C、D)包括输出端(SA、SB、SC、SD)，所述N个多路复用器(A、B、C、D)将按其输入端的顺序接收的所述信号顺序地传递到其输出端，所述N个多路复用器(A、B、C、D)被配置成同时传递从相同次序k的输入端接收的所述信号，
·开关网络(38)，所述开关网络(38)允许对存在于所述多路复用器(A、B、C、D)的所述输出端(SA...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·博赛特，X·法弗尔，
申请(专利权)人：特里希尔公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR