读出电路及方法与流程

本公开大体上涉及mems传感器。更具体地说，本公开涉及传感器读出电路、校准电路及对应于所述电路的方法。

背景技术：

1、mems传感器阵列可将传感器图像转换成多个个别像素信号。举例来说，在辐射热计中，辐射热计像素阵列暴露于热图像(例如，长波长红外范围(下文中“lwir”)中的波谱)。响应于暴露，阻抗在各辐射热计像素中的两个端子之间变化且接着将所述变化捕获为表示热图像的信号。

技术实现思路

1、mems传感器必须应对干扰。在辐射热计实例中，干扰可为压倒性的。辐射热计干扰可表现为阵列中的全部像素共有的大环境干扰，其由环境条件的变化且由电阻元件(例如，电路中的电阻器、辐射热计像素本身)的自加热引起。与给定像素上的最小可检测热图像信号(例如，约0.5mk)相比，这些共模变化通常是大的(例如，高达+/-50k)。换句话说，辐射热计噪声比预期信号大多个数量级。

2、传感器噪声可影响传感器图像的清晰度。辐射热计阵列中的噪声可包含时间及空间图案化噪声两者。噪声的实例包含1/f噪声、热噪声、及程序相依变动。当通过根据列及行布置的电路读出阵列中的信号时，读出的变动可导致可见行间及列间条带。

3、在传统配置下，非所要地输出共模变化以供测量，从而减小随后测量或采样级的动态范围。一些已知解决方案添加电路以减少测量时的非所要共模效应，但这些解决方案具有小的环境适用范围及不良可重复性，需要手动修整或校准，增加复杂性、大小及成本，引入更多寄生效应及未知数，且消耗更多功率，仅举几个缺点。

4、本公开的实例涉及克服本文中识别的缺点的mems传感器读出电路及方法。在一些实施例中，传感器读出电路包含参考传感器、有源传感器、电流源、电压驱动器，及读出元件。在一些实施例中，方法包含：提供电流到参考传感器；产生电耦合到有源传感器的共模跟踪偏置电压；及测量读出元件处的电流变化。

5、作为例示性优势，所公开的电路及方法在无额外电路的成本及复杂性的情况下减少共模效应。本文中呈现的电路可有效且紧密地跟踪传感器阵列中的共模变化。因此，可改进经测量热图像信号的精确度，且可在无额外补偿组件的情况下减少随后模数转换器(adc)的输入范围要求。通过跟踪共模变化，可改进偏置电压、速度及精确度，这是因为列电压标称上可处于固定电压且不受列寄生元件影响。

6、在一些实施例中，传感器读出电路包含读出元件、第一电流源、第二电流源、电压驱动器、参考传感器，及有源传感器。读出元件包含输入。电压驱动器包含输出。参考传感器包含第一端子及第二端子；所述第一端子电耦合到第一电流源且所述第二端子电耦合到电压驱动器的输出。有源传感器包含第一端子及第二端子；所述第一端子电耦合到第二电流源及读出元件的输入且所述第二端子电耦合到电压驱动器的输出。有源传感器被配置成暴露于传感器图像。

7、在一些实施例中，第一电流源及第二电流源是恒定源。

8、在一些实施例中，电压驱动器产生有源传感器的偏置电压。

9、在一些实施例中，有源传感器进一步被配置成在有源传感器暴露于传感器图像时改变从有源传感器的第一端子到读出元件的输入的电流。

10、在一些实施例中，有源传感器进一步被配置成在有源传感器暴露于传感器图像时改变有源传感器的阻抗。

11、在一些实施例中，参考传感器是参考辐射热计像素且有源传感器是有源辐射热计像素。

12、在一些实施例中，电路进一步包含第二参考传感器、第二有源传感器、第一开关、第二开关、第三开关，及第四开关。第二参考传感器包含第一端子及第二端子；所述第一端子电耦合到第一电流源且所述第二端子电耦合到电压驱动器。第二有源传感器包含第一端子及第二端子；所述第一端子电耦合到输出第二电流的第二电流源且所述第二端子电耦合到电压驱动器的输出。第二有源传感器被配置成改变从第一端子到读出元件的输入的电流。第一开关被配置成选择性地将参考传感器电耦合到第一电流源。第二开关被配置成选择性地将有源传感器电耦合到第二源。第三开关被配置成选择性地将第二参考传感器电耦合到第一电流源。第四开关被配置成选择性地将第二有源传感器电耦合到第二电流源。

13、在一些实施例中，电路进一步包含被配置成移除偏移的相关双采样(cds)电路。

14、在一些实施例中，读出元件的电压与参考传感器与有源传感器之间的阻抗差成比例。

15、在一些实施例中，电路进一步包含电耦合到参考传感器的第二端子的运算放大器的输出。

16、在一些实施例中，电路进一步包含电耦合到参考传感器的第一端子及第二端子的反馈元件。

17、在一些实施例中，电路进一步包含第三参考传感器及第三电流源。第三参考传感器包含第一端子及电耦合到电压驱动器的输出的第二端子。第三电流源电耦合到第三参考传感器的第一端子，且被配置成输出反映由第三参考传感器产生的自加热的第七电流。第二电流的值根据第七电流调整。

18、在一些实施例中，电路进一步包含adc，所述adc被配置成对从第一端子到读出元件的输入的电流的变化进行采样。

19、在一些实施例中，第一电流源及第二电流源被配置成在相对于相应第一端子的相同方向上输出相等幅值的电流。

20、在一些实施例中，读出元件包含电容式转阻放大器(ctia)。

21、在一些实施例中，从无热电压源和电阻器、高阻抗无热晶体管电流源及威尔森电流镜的群组选择第一电流源及第二电流源。

22、在一些实施例中，读出电路的非传感器元件经设计为基本上无热及/或最小化自加热的效应。

23、在一些实施例中，电路进一步包含输出到参考传感器的第二端子的放大器。参考传感器的第一端子电耦合到放大器的负输入。第一电流源被配置成跨负输入及输出产生电压降。

24、在一些实施例中，参考传感器是参考辐射热计像素，且有源传感器是被配置成检测lwir辐射的辐射热计像素。

25、在一些实施例中，读出元件包含σ-δ型adc。

26、在一些实施例中，σ-δ型adc的第一级包含ctia。

27、在一些实施例中，参考传感器对传感器图像屏蔽。

28、在一些实施例中，电路进一步包含电耦合在电压驱动器的输出与有源传感器的第二端子之间的电压跟随器。

29、在一些实施例中，电路进一步包含两个或更多个电流缓冲器，所述两个或更多个电流缓冲器包含电耦合在第一电流源与参考传感器之间的第一电流缓冲器及电耦合在第二电流源与有源传感器之间的第二电流缓冲器。

30、在一些实施例中，电路进一步包含被配置成选择性地将有源传感器电耦合到电压驱动器的第五开关。

31、在一些实施例中，一种传感器读出的方法包含：提供第一电流到参考传感器的第一端子；从所述第一电流产生所述参考传感器的第二端子处的电压；提供第二电流到有源传感器的第一端子；在所述电压下驱动所述有源传感器的第二端子；将所述有源传感器暴露于传感器图像；以及测量从所述有源传感器的所述第一端子到读出元件的输入的第三电流。

32、在一些实施例中，第一电流及第二电流是恒定的。

33、在一些实施例中，电压是有源传感器的偏置电压。

34、在一些实施例中，将有源传感器暴露于传感器图像进一步包含改变第三电流。

35、在一些实施例中，将有源传感器暴露于传感器图像进一步包含改变有源传感器的阻抗。

36、在一些实施例中，方法进一步包含：提供第四电流到第二参考传感器的第一端子；从所述第四电流产生所述第二参考传感器的第二端子处的第二电压；提供第五电流到第二有源传感器的第一端子；在所述第二电压下驱动所述第二有源传感器的第二端子；将所述第二有源传感器暴露于传感器图像；以及测量从所述第二有源传感器的所述第一端子到读出元件的输入的第六电流。

37、在一些实施例中，方法进一步包含：将提供第一电流的第一电流源与参考传感器电解耦；将提供第四电流的所述第一电流源耦合到第二参考传感器；将提供第二电流的第二电流源与有源传感器电解耦；以及将提供第五电流的所述第二电流源耦合到第二有源传感器。

38、在一些实施例中，方法进一步包含：确定由读出元件的输入产生的偏移；及在测量到读出元件的输入的电流之前取消偏移。

39、在一些实施例中，读出元件的输出处的电压与参考传感器与有源传感器之间的阻抗差成比例。

40、在一些实施例中，通过运算放大器驱动电压，且参考传感器的第一端子电耦合到运算放大器的负输入。

41、在一些实施例中，方法进一步包含从参考传感器的第二端子反馈到参考传感器的第一端子。

42、在一些实施例中，方法进一步包含：提供第七电流到第三参考传感器的第一端子，所述第七电流反映由所述第三参考传感器产生的自加热；及根据所述第七电流调整第二电流的值。

43、在一些实施例中，方法进一步包含对由到读出元件的输入的电流产生的电压进行采样。

44、在一些实施例中，第一电流及第二电流在幅值上相等且在相对于参考传感器及有源传感器的相应第一端子的相同方向上。

45、在一些实施例中，方法进一步包含将第三电流转换成读出元件的读出电压。

46、在一些实施例中，提供第一电流及提供第二电流各包含提供选自无热电压源和电阻器、高阻抗无热晶体管电流源及威尔森电流镜的群组中的至少一个。

47、在一些实施例中，在电压下驱动有源传感器的第二端子进一步包含从电压驱动器的输出驱动参考传感器的第二端子及有源传感器的第二端子。

48、在一些实施例中，方法进一步包含：从第一电流引起跨参考传感器的电压降；使用输出到参考传感器的第二端子的放大器来产生电压；以及将参考传感器的第一端子电耦合到放大器的负端子。

49、在一些实施例中，参考传感器是参考辐射热计像素且有源传感器是有源辐射热计像素。

50、在一些实施例中，将有源传感器暴露于传感器图像进一步包含将有源传感器暴露于lwir辐射。

51、在一些实施例中，读出元件包含σ-δ型adc。

52、在一些实施例中，σ-δ型adc的第一级包含ctia。

53、在一些实施例中，方法进一步包含：将参考传感器暴露于参考传感器及有源传感器共有的环境条件；及使参考传感器对传感器图像屏蔽。

54、在一些实施例中，在电压下驱动有源传感器的第二端子进一步包含在有源传感器的第二端子与提供所述电压的电压源之间进行缓冲。

55、在一些实施例中，方法进一步包含：缓冲第一电流；及缓冲第二电流。

56、在一些实施例中，一种制造传感器读出电路的方法包含：提供包含输入的读出元件；提供第一电流源；提供第二电流源；提供包含输出的电压驱动器；提供包含第一端子及第二端子的参考传感器；将所述参考传感器的所述第一端子电耦合到所述第一电流源；将所述参考传感器的所述第二端子电耦合到所述电压驱动器的所述输出；提供包含第一端子及第二端子的有源传感器，所述有源传感器被配置成暴露于传感器图像；将所述有源传感器的所述第一端子电耦合到所述第二电流源及所述读出元件的所述输入；以及将所述有源传感器的所述第二端子电耦合到所述电压驱动器的所述输出。

57、在一些实施例中，第一电流源及第二电流源是恒定电流源。

58、在一些实施例中，电压驱动器被配置成产生有源传感器的偏置电压。

59、在一些实施例中，有源传感器进一步被配置成在有源传感器暴露于传感器图像时改变从有源传感器的第一端子到读出元件的输入的电流。

60、在一些实施例中，有源传感器进一步被配置成在有源传感器暴露于传感器图像时改变有源传感器的阻抗。

61、在一些实施例中，参考传感器是参考辐射热计像素且有源传感器是有源辐射热计像素。

62、在一些实施例中，制造方法进一步包含：提供包含第一端子及第二端子的第二参考传感器；将所述第二参考传感器的所述第一端子电耦合到第一电流源；将所述第二参考传感器的所述第二端子电耦合到电压驱动器；提供包含第一端子及第二端子的第二有源传感器，所述第二有源传感器被配置成暴露于传感器图像；将所述有源传感器的所述第一端子电耦合到第二电流源；将所述有源传感器的所述第二端子电耦合到所述电压驱动器的输出，且所述第二有源传感器被配置成改变从所述有源传感器的所述第一端子到读出元件的输入的电流；以及提供被配置成选择性地将所述参考传感器电耦合到所述第一电流源的第一开关；提供被配置成选择性地将所述有源传感器电耦合到所述第二电流源的第二开关；提供被配置成选择性地将所述第二参考传感器电耦合到所述第一电流源的第三开关；以及提供被配置成选择性地将所述第二有源传感器电耦合到所述第二电流源的第四开关。

63、在一些实施例中，制造方法进一步包含提供被配置成移除偏移的cds电路。

64、在一些实施例中，读出元件被配置成产生与参考传感器与有源传感器之间的阻抗差成比例的电压。

65、在一些实施例中，制造方法进一步包含：提供运算放大器；及将运算放大器的输出电耦合到参考传感器的第二端子。

66、在一些实施例中，制造方法进一步包含：提供反馈元件；及将所述反馈元件电耦合到参考传感器的第一端子及第二端子。

67、在一些实施例中，制造方法进一步包含：提供包含第一端子及第二端子的第三参考传感器；将所述第三参考传感器的所述第二端子电耦合到电压驱动器的输出；提供被配置成输出反映由所述第三参考传感器产生的自加热的第七电流的第三电流源，且第二电流的值根据所述第七电流调整；以及将所述第三电流源电耦合到所述第三参考传感器的所述第一端子。

68、在一些实施例中，制造方法进一步包含提供adc，所述adc被配置成对从第一端子到读出元件的输入的电流的变化进行采样。

69、在一些实施例中，第一电流源及第二电流源被配置成在相对于相应第一端子的相同方向上输出相等幅值的电流。

70、在一些实施例中，读出元件包含ctia。

71、在一些实施例中，从无热电压源和电阻器、高阻抗无热晶体管电流源及威尔森电流镜的群组选择第一电流源及第二电流源。

72、在一些实施例中，制造方法进一步包含：提供输出到参考传感器的第二端子的放大器；及将参考传感器的第一端子电耦合到所述放大器的负输入，第一电流源被配置成跨所述负输入及输出产生电压降。

73、在一些实施例中，参考传感器是参考辐射热计像素且有源传感器是被配置成检测lwir辐射的辐射热计像素。

74、在一些实施例中，读出元件包含σ-δ型adc。

75、在一些实施例中，σ-δ型adc的第一级包含ctia。

76、在一些实施例中，参考传感器对传感器图像屏蔽。

77、在一些实施例中，制造方法进一步包含：提供电压跟随器；及将所述电压跟随器电耦合在电压驱动器的输出与有源传感器的第二端子之间。

78、在一些实施例中，制造方法进一步包含：提供包含第一电流缓冲器及第二电流缓冲器的两个或更多个电流缓冲器；将所述第一电流缓冲器电耦合在第一电流源与参考传感器之间；及将所述第二电流缓冲器电耦合在第二电流源与有源传感器之间。

79、在一些实施例中，方法包含测量校准传感器的电压及基于经测量校准传感器电压来计算经校准读出电压。在一些实施例中，方法包含测量电耦合到校准电流源的读出元件的读出电压及基于由校准电流引起的读出电压来计算输出。在一些实施例中，方法包含在快门闭合时及在快门敞开时测量读出电压及计算读出电压之间的差。

80、在一些例项中，行间图案噪声可由偏置电压中的噪声导致，其对于一行传感器来说可为常见的。因此，针对一整行传感器观察偏置电压的噪声。在一些例项中，列间图案噪声可由与特定传感器列相关联的撇取(skimming)电流及adc的失配及1/f噪声导致。

81、本公开的实例涉及克服本文中识别的缺点(例如，图案噪声)的mems传感器校准电路及方法。在一些实施例中，传感器校准电路包含校准传感器及校准读出元件。在一些实施例中，传感器校准电路包含校准电流源。在一些实施例中，快门包含在传感器校准电路内。

82、作为例示性优势，所公开的电路及方法以减少成本移除噪声。本文中呈现的电路有效且紧密地移除传感器阵列中的噪声。因此，可改进经测量传感器图像的清晰度。

83、在一些实施例中，一种传感器电路包含：多个有源传感器，其暴露于传感器图像且共享偏置电压节点；校准读出元件；及校准传感器，其对传感器图像屏蔽且包含电耦合到所述偏置电压节点的第一端子及电耦合到所述校准读出元件的第二端子。

84、在一些实施例中，校准传感器的阻抗与多个有源传感器的有源传感器的阻抗相同，且校准传感器的电载流子计数大于有源传感器的电载流子计数。

85、在一些实施例中，传感器电路进一步包含：读出元件，其对应于多个有源传感器中的有源传感器且被配置成测量所述有源传感器的读出电压，校准读出元件被配置成测量校准传感器的读出电压，且传感器电路电耦合到：处理器；及存储器，其包含指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行方法，所述方法包含：接收有源传感器的读出电压；接收校准传感器的读出电压；以及计算(1)有源传感器的读出电压与(2)校准传感器的读出电压之间的差，所述差由校准传感器的阻抗与有源传感器的阻抗之间的比率加权。

86、在一些实施例中，比率是1。

87、在一些实施例中，比率与温度无关。

88、在一些实施例中，传感器电路进一步包含：读出元件，其对应于多个有源传感器中的有源传感器且被配置成测量所述有源传感器的读出电压，传感器电路电耦合到处理器及包含指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时使一个或多个处理器执行方法，所述方法包含：接收对应于闭合快门的第一读出电压；接收对应于敞开快门的第二读出电压；以及计算在(1)第一读出电压与(2)第二读出电压之间的与由传感器图像引起的有源传感器的阻抗差成比例的差。

89、在一些实施例中，多个读出元件包含多个adc。

90、在一些实施例中，校准传感器及多个有源传感器由具有相同热阻抗系数(tcr)的材料制成。

91、在一些实施例中，多个有源传感器包含多列有源传感器，电路进一步包含：多个电流源，所述多个电流源中的电流源电耦合到校准传感器的第二端子及校准读出元件；及多个读出元件，所述多列有源传感器中的每一个电耦合到：对应读出节点处的所述多个电流源中的对应电流源；及所述对应读出节点处的所述多个读出元件中的对应读出元件。

92、在一些实施例中，校准读出元件包含模数转换器(adc)。

93、在一些实施例中，多个有源传感器及校准传感器是辐射热计，且传感器图像是热图像。

94、在一些实施例中，一种传感器电路包含：校准电流源，其提供校准电流；有源传感器；读出元件；第一开关，其被配置成选择性地将所述有源传感器电耦合到所述读出元件；以及第二开关，其被配置成选择性地将所述校准电流源电耦合到所述读出元件。

95、在一些实施例中，第二开关被配置成在第一开关将有源传感器电耦合到读出元件时将校准电流源与第一读出元件电解耦，且第一开关被配置成在第二开关将校准电流电耦合到读出元件时将有源传感器与第一读出元件电解耦，且传感器电流电耦合到：处理器；及存储器，其包含指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行方法，所述方法包含：接收有源传感器的第一读出电压；接收由校准电流引起的第二读出电压；以及基于(1)第一读出电压及(2)第二读出电压来计算与有源传感器的读出电流成比例的输出。

96、在一些实施例中，传感器电路进一步包含：多个有源传感器，其包含有源传感器；及多个读出元件，其包含第一读出元件及第二读出元件，所述多个读出元件中的每一个电耦合到所述多个有源传感器中的相应有源传感器，方法进一步包含：从所述多个读出元件中的读出元件接收所述相应有源传感器的第一读出电压；接收由相应读出元件上的校准电流引起的第二读出电压；以及基于(1)所述相应传感器的所述读出电压及(2)由所述相应读出元件上的所述校准电流引起的所述第二读出电压来计算与所述相应有源传感器的读出电流成比例的相应输出。

97、在一些实施例中，传感器电路进一步包含属于与第一有源传感器相同的一列的第二有源传感器，方法进一步包含，在计算第一输出之后：接收所述第二有源传感器的第三读出电压；及基于(1)所述第三读出电压及(2)由校准电流引起的第二读出电压来计算与第四有源传感器的读出电流成比例的第二输出。

98、在一些实施例中，由校准电流引起的相同列上的第二读出电压的连续接收之间的时间是校准周期。

99、在一些实施例中，校准周期是1秒。

100、在一些实施例中，校准周期基于读出元件的漂移。

101、在一些实施例中，在第二读出电压的连续接收期间读出不同行。

102、在一些实施例中，传感器电路进一步包含：第二校准电流源；第三开关，其被配置成选择性地将第一校准电流源电耦合到读出元件；及第四开关，其被配置成选择性地将所述第二校准电流源电耦合到所述读出元件，且在所述第三开关将所述读出元件与所述第一校准电流源电解耦时：所述第四开关被配置成将所述读出元件电耦合到所述第二校准电流源，且方法进一步包含接收由第二校准电流引起的第三读出电压；且输出进一步基于由所述第二校准电流引起的所述第三读出电压。

103、在一些实施例中，读出元件包含adc。

104、在一些实施例中，传感器电路电耦合到：处理器；及存储器，其包含指令，所述指令在由所述处理器执行时使一个或多个处理器执行方法，所述方法包含：接收对应于闭合快门的第一读出电压；接收对应于敞开快门的第二读出电压；以及计算在(1)所述第一读出电压与(2)所述第二读出电压之间的与由传感器图像引起的第一有源传感器的阻抗差成比例的差。

105、在一些实施例中，有源传感器是暴露于热场景的辐射热计。

106、在一些实施例中，有源传感器暴露于传感器图像且与多个有源传感器共享偏置电压节点，且传感器电路进一步包含：第二读出元件；及校准传感器，其对所述传感器图像屏蔽且包含电耦合到所述偏置电压节点的第一端子及电耦合到所述第二读出元件的第二端子。

107、一些实施例包含一种制造上文电路的方法。

108、在一些实施例中，一种计算传感器电路中的经校准电压的方法包含：将校准传感器的第一端子电耦合到由多个有源传感器共享的偏置电压节点；将所述校准传感器的第二端子电耦合到校准读出元件；将所述多个有源传感器暴露于传感器图像；使所述校准传感器对所述传感器图像屏蔽；运用读出元件测量所述多个有源传感器中的有源传感器的读出电压；运用所述校准读出元件测量所述校准传感器的读出电压；以及将所述经校准电压计算为(1)所述有源传感器的所述读出电压与(2)所述校准传感器的所述读出电压之间的差，所述差由所述校准传感器的阻抗与所述有源传感器的阻抗之间的比率加权。

109、在一些实施例中，校准传感器的阻抗与有源传感器的阻抗相同，且校准传感器的电载流子计数大于有源传感器的电载流子计数。

110、在一些实施例中，比率是1。

111、在一些实施例中，比率与温度无关。

112、在一些实施例中，校准传感器及有源传感器由具有相同tcr的材料制成。

113、在一些实施例中，方法进一步包含：将多个电流源中的电流源电耦合到校准传感器的第二端子及校准读出元件；将多列有源传感器中的一列电耦合到读出元件，所述一列有源传感器包含有源传感器；及将所述多个电流源中的第二电流源电耦合到所述读出元件。

114、在一些实施例中，方法进一步包含：闭合快门；运用读出元件测量对应于闭合快门的第一读出电压；以及运用校准读出元件测量对应于闭合快门的第二读出电压；以及在计算经校准电压之后，计算(1)所述经校准电压与(2a)第一读出电压与(2b)第二读出电压之间由所述比率加权的差之间的第二差，所述第二差是快门校准电压。

115、在一些实施例中，校准读出元件包含adc。

116、在一些实施例中，读出元件包含adc。

117、在一些实施例中，多个有源传感器及校准传感器是辐射热计，且传感器图像是热图像。

118、在一些实施例中，一种计算传感器电路中的输出的方法包含：将读出元件电耦合到有源传感器；运用所述读出元件测量所述有源传感器的第一读出电压；将所述读出元件与所述有源传感器电解耦；将校准电流电耦合到所述读出元件；运用所述读出元件测量由所述校准电流引起的第二读出电压；以及基于(1)所述第一读出电压及(2)所述第二读出电压来计算输出，所述输出与所述有源传感器的读出电流成比例。

119、在一些实施例中，方法进一步包含：将多个有源传感器中的相应有源传感器电耦合到多个读出元件中的读出元件；运用所述相应读出元件测量所述相应有源传感器的第一读出电压；将所述相应读出元件与所述相应有源传感器电解耦；将校准电流电耦合到所述相应读出元件；运用所述相应读出元件测量由所述相应读出元件上的所述校准电流引起的第二读出电压；以及基于(1)所述相应有源传感器的所述第一读出电压及(2)由所述校准电流引起的所述第二读出电压来计算与所述相应有源传感器的读出电流成比例的输出。

120、在一些实施例中，方法进一步包含，在计算第一输出之后：将校准电流源与读出元件电解耦；将读出元件电耦合到第二有源传感器，所述第二有源传感器属于与第一有源传感器相同的一列；运用所述读出元件测量所述第二有源传感器的第三读出电压；以及基于(1)所述第三读出电压及(2)由所述校准电流引起的第二读出电压来计算与所述第二有源传感器的读出电流成比例的第二输出。

121、在一些实施例中，由校准电流引起的相同列上的第二读出电压的连续测量之间的时间是校准周期。

122、在一些实施例中，校准周期是1秒。

123、在一些实施例中，校准周期基于读出元件的漂移。

124、在一些实施例中，在第二读出电压的连续测量期间读出不同行。

125、在一些实施例中，方法进一步包含：将读出元件与第一校准电流源电解耦；将所述读出元件电耦合到第二校准电流源；以及用所述读出元件测量由所述读出元件上的所述第二校准电流引起的第三读出电压，输出进一步基于由所述第二校准电流引起的所述第三读出电压。

126、在一些实施例中，读出元件包含adc。

127、在一些实施例中，方法进一步包含：闭合快门；计算对应于闭合快门的输出；以及计算在(1)对应于敞开快门的输出与(2)对应于闭合快门的输出之间的与由传感器图像引起的有源传感器的阻抗差成比例的差。

128、在一些实施例中，有源传感器是暴露于热场景的辐射热计。

129、在一些实施例中，方法进一步包含：将读出元件与校准电流源电解耦；将第二读出元件电耦合到所述校准电流源；用所述第二读出元件测量由校准电流引起的第三读出电压；将所述第二读出元件与所述校准电流源电解耦；将校准传感器的第一端子电耦合到由多个有源传感器及所述有源传感器共享的偏置电压节点；将所述校准传感器的第二端子电耦合到所述第二读出元件；将所述多个有源传感器及所述有源传感器暴露于传感器图像；使所述校准传感器对传感器图像屏蔽；用所述第二读出元件测量所述校准传感器的第四读出电压；基于所述第三读出电压及所述第四读出电压来计算第二输出；以及计算(1)第一输出与(2)第二输出之间的差，所述差由所述校准传感器的阻抗与所述有源传感器的阻抗之间的比率加权。

130、本公开的实例涉及克服本文中识别的缺点(例如，功率挑战、面积挑战)的传感器电路及方法。在一些实施例中，传感器电路包含多个传感器像素、σ-δ型adc，及多个开关。在一些实施例中，传感器电路包含传感器列，且同时读出传感器列的不同部分。

131、在一些实施例中，一种传感器电路包含：多个传感器像素，其各自被配置成存储电荷；σ-δ型adc，其被配置成接收各传感器的电荷；及多个开关，其被配置成将所述多个传感器像素中的每一个循序地耦合到所述σ-δ型adc，各开关对应于所述多个传感器像素中的相应传感器像素。

132、在一些实施例中，传感器电路不包含电定位在多个传感器像素与σ-δ型adc之间的ctia。

133、在一些实施例中，传感器电路进一步包含电定位在多个传感器与σ-δ型adc之间的可变电阻器，其中多个开关被配置成将多个传感器像素中的每一个循序地耦合到所述可变电阻器。

134、在一些实施例中，可变电阻器在放电时间窗期间具有线性减小电阻；可变电阻器在放电时间窗结束时处于最低电阻；且可变电阻器在放电时间窗开始与结束之间具有比最低电阻高的电阻。

135、在一些实施例中，可变电阻器是mos晶体管；且用电耦合到mos晶体管的控制电压来控制mos晶体管的初始电阻、线性减小电阻及最低电阻。

136、在一些实施例中，放电时间窗在10微秒与1毫秒之间。

137、在一些实施例中，在第一放电时间窗期间，第一开关电耦合第一传感器像素及σ-δ型adc；在第二放电时间窗期间，第二开关电耦合第二传感器像素及σ-δ型adc；且第一放电时间窗及第二放电时间窗对应于第一传感器像素及第二传感器像素的读出时间。

138、在一些实施例中，在放电时间窗期间，可变电阻器的恒定电流是可变电阻器的初始电压除以初始电阻。

139、在一些实施例中，开关在相应放电时间窗期间电耦合相应传感器像素及可变电阻器，放电时间窗等于传感器像素的电容乘以可变电阻器的初始电阻。

140、在一些实施例中，可变电阻器包含加权电阻器库；所述加权电阻器库包含选择性地并联或串联电耦合的多个电阻器；且选择性电耦合电阻器的组合的电阻包含放电时间窗开始时的初始电阻、线性减小电阻，及最低电阻。

141、在一些实施例中，传感器像素包含x射线传感器光电二极管且电荷指示x射线传感器光电二极管暴露于x射线。

142、在一些实施例中，传感器像素包含存储电荷的存储电容器且传感器像素暴露于x射线产生存储于存储电容器中的电荷。

143、在一些实施例中，传感器电路进一步包含第二多个传感器像素及第二σ-δ型adc，其中所述第二多个传感器像素被配置成循序地耦合到所述第二σ-δ型adc且第一多个传感器像素及所述第二多个传感器像素属于相同列。

144、在一些实施例中，第一多个传感器像素及第二多个传感器像素的数目相等。

145、在一些实施例中，在第一行时间，同时读出第一多个传感器像素中的第一传感器像素及第二多个传感器像素中的第二传感器像素。

146、在一些实施例中，σ-δ型adc的输入电流是恒定的。

147、在一些实施例中，传感器电路进一步包含被配置成从σ-δ型adc接收信号的数字滤波器。

148、一些实施例包含一种制造上文电路的方法。

149、在一些实施例中，传感器电路包含多个传感器像素、σ-δ型adc，及多个开关，各开关对应于所述多个传感器像素中的相应传感器像素；所述传感器电路的读出方法包含：将相应电荷存储于所述多个传感器像素中的每一个中；使用所述多个开关将所述多个传感器像素中的每一个循序地电耦合到所述σ-δ型adc；以及在所述σ-δ型adc处循序地接收各传感器像素的相应电荷。

150、在一些实施例中，传感器电路不包含电定位在多个传感器像素与σ-δ型adc之间的ctia且各传感器像素的相应电荷未由ctia接收。

151、在一些实施例中，传感器电路进一步包含电定位在多个传感器像素与σ-δ型adc之间的可变电阻器且方法进一步包含使用多个开关将多个传感器像素中的每一个循序地电耦合到σ-δ型adc进一步包含使用多个开关将多个传感器像素中的每一个循序地电耦合到可变电阻器。

152、在一些实施例中，方法进一步包含在放电时间窗期间线性地减小可变电阻器的电阻，其中：所述可变电阻器在所述放电时间窗结束时处于最低电阻；且所述可变电阻器在所述放电时间窗开始与结束之间具有比所述最低电阻高的电阻。

153、在一些实施例中，可变电阻器是电耦合到控制电压的mos晶体管且线性地减小可变电阻器的电阻进一步包含用控制电压来驱动mos晶体管以产生初始电阻、线性减小电阻及最低电阻。

154、在一些实施例中，放电时间窗在10微秒与1毫秒之间。

155、在一些实施例中，使用多个开关将多个传感器像素中的每一个循序地电耦合到σ-δ型adc进一步包含：在第一放电时间窗期间，将第一开关电耦合到第一传感器像素及σ-δ型adc；在第二放电时间窗期间，将第二开关电耦合到第二传感器像素及所述σ-δ型adc，其中所述第一放电时间窗及所述第二放电时间窗对应于所述第一传感器像素及所述第二传感器像素的读出时间。

156、在一些实施例中，在放电时间窗期间，可变电阻器的恒定电流是可变电阻器的初始电压除以初始电阻。

157、在一些实施例中，使用多个开关将多个传感器像素中的每一个循序地电耦合到σ-δ型adc进一步包含在相应放电时间窗期间将开关电耦合到相应传感器像素及可变电阻器；且放电时间窗等于传感器像素的电容乘以可变电阻器的初始电阻。

158、在一些实施例中，可变电阻器包含加权电阻器库；所述加权电阻器库包含选择性地并联或串联电耦合的多个电阻器；且方法进一步包含通过选择性地电耦合电阻器而将多个电阻器的组合的电阻从放电时间窗开始时的初始电阻线性地减小到所述放电时间窗结束时的最低电阻。

159、在一些实施例中，传感器像素包含x射线传感器光电二极管且电荷指示x射线传感器光电二极管暴露于x射线。

160、在一些实施例中，将相应电荷存储于多个传感器像素中的每一个中进一步包含：将所述多个传感器像素中的每一个暴露于x射线且产生所述相应电荷；及将相应电荷存储于所述多个传感器像素中的每一个的存储电容器中。

161、在一些实施例中，传感器电路进一步包含属于与第一多个传感器像素相同的一列的第二多个传感器像素、第二多个开关，及第二σ-δ型adc，方法进一步包含：使用所述第二多个开关将多个传感器像素中的每一个循序地电耦合到所述第二σ-δ型adc；及在所述第二σ-δ型adc处循序地接收所述第二多个传感器像素中的各传感器像素的相应电荷。

162、在一些实施例中，第一多个传感器像素及第二多个传感器像素的数目相等。

163、在一些实施例中，在第一行时间：第一σ-δ型adc接收第一多个传感器像素中的第一传感器像素的第一相应电荷；且第二σ-δ型adc接收第二多个传感器像素中的第二传感器像素的第二相应电荷。

164、在一些实施例中，σ-δ型adc接收恒定电流。