Brevet FR3134652A1 — publié le 20231020

Matrice de pixels La présente description concerne une matrice de pixels, comprenant un ou plusieurs pixel (PIX1). Chaque pixel comprend un premier transistor ayant son nœud de commande couplé à une photodiode, un premier nœud de conduction principal couplé à un premier rail de tension de sortie (VS), et un deuxième nœud de conduction principal couplé à un deuxième rail de tension (VCS). La matrice comprend une impédance variable (404) couplant le premier rail de tension (VS) à un premier rail d’alimentation (VDD) et une source de courant (402) couplant le deuxième rail de tension (VCS) à un deuxième rail d’alimentation (GND), l’impédance variable (404) étant contrôlée sur la base d'une tension sur le deuxième rail de tension (VCS). La matrice comprend un premier commutateur (4002) couplant le deuxième rail de tension (VCS) à un troisième rail de tension (VINIT1). Figure pour l'abrégé : Fig. 6 Matrice de pixels La présente description concerne de façon générale le domaine des capteurs d’image, et en particulier une matrice de pixels et un procédé de commande d’une matrice de pixels. Dans les capteurs d’image CMOS (de l'anglais "Complementary Metal Oxide Semiconductor" – métal oxyde semiconducteur complémentaire), en général un niveau de tension produit par une photodiode d'un pixel du capteur est lu en utilisant un transistor du pixel monté dans une configuration de suiveur de tension. Ce transistor a par exemple l’un de ses nœuds de conduction couplé à un rail d’alimentation, et son autre nœud de conduction couplé à une ligne de sortie, par exemple par l'intermédiaire d'un transistor de sélection de ligne aussi appelé transistor de lecture. On utilise par exemple une source de courant pour tirer un courant sur la ligne de sortie, et cela permet de lire la tension présente au niveau de la grille du transistor suiveur de tension. Il existe un besoin d'un capteur d'image ou de lumière CMOS et d'un procédé de commande du capteur palliant tout ou partie des inconvénients des capteurs d'image ou de lumière CMOS connus et de leurs procédés de commande connus. Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des capteurs d'image ou de lumière CMOS connus et de leurs procédés de commande connus. Un mode de réalisation prévoit une matrice de pixels, comprenant : - un ou plusieurs pixel comprenant chacun un premier transistor ayant : son nœud de commande couplé à une photodiode ; un premier de ses nœuds de conduction principaux couplé à un premier rail de tension de sortie ; et un deuxième de ses nœuds de conduction principaux couplé à un deuxième rail de tension ; - une impédance variable couplant le premier rail de tension à un premier rail d’alimentation de la matrice de pixels ; - une source de courant couplant le deuxième rail de tension à un deuxième rail d’alimentation de la matrice de pixels, l’impédance variable étant contrôlée sur la base d'une tension sur le deuxième rail de tension ; et - un premier commutateur couplant le deuxième rail de tension à un troisième rail de tension. Selon un mode de réalisation, la matrice de pixels comprend en outre un amplificateur différentiel ayant une première entrée couplée au deuxième rail de tension, une deuxième entrée couplée à une tension de référence, et une sortie couplée à une entrée de commande de l’impédance variable. Selon un mode de réalisation, la matrice de pixels comprend un circuit configuré pour fournir la tension de référence et pour modifier la tension de référence au moins en fonction de la température. Selon un mode de réalisation, une tension du troisième rail de tension est configurée pour qu'une fermeture du premier commutateur rende l'impédance variable équivalente à un circuit ouvert. Selon un mode de réalisation, la matrice de pixels comprend en outre un deuxième commutateur couplant le premier rail de tension à un quatrième rail de tension. Selon un mode de réalisation, la tension du quatrième rail de tension est plus proche d'une tension sur le deuxième rail d'alimentation que d'une tension sur le premier rail d'alimentation. Selon un mode de réalisation, chaque pixel comprend en outre un deuxième transistor couplant le nœud de commande du premier transistor à un rail de tension de réinitialisation, et un troisième transistor couplant le premier nœud de conduction du premier transistor au premier rail de tension. Selon un mode de réalisation, une tension du rail de tension de réinitialisation détermine une valeur de la tension du quatrième rail de tension. Selon un mode de réalisation, chaque pixel comprend en outre une porte de transfert couplant le nœud de commande du premier transistor à la photodiode. Un mode de réalisation prévoit un procédé de commande d’un pixel d’une matrice de pixels, le procédé comprenant, pour chaque opération de lecture du pixel, une fermeture d'un premier commutateur couplant un deuxième rail de tension à un troisième rail de tension, le deuxième rail de tension étant couplé à un deuxième noeud de conduction d'un premier transistor du pixel ayant un premier noeud de conduction couplé à un premier rail de tension de sortie et un noeud de commande couplé à une photodiode du pixel, le premier rail de tension étant couplé à un premier rail d'alimentation par une impédance variable et le deuxième rail de tension étant couplé à un deuxième rail d'alimentation par une source de courant, l'impédance variable étant commandée sur la base d'une tension sur le deuxième rail de tension. Selon un mode de réalisation, une tension du troisième rail de tension est configurée pour qu'une fermeture du premier commutateur rende l'impédance variable équivalente à un circuit ouvert. Selon un mode de réalisation : - chaque pixel comprend en outre un deuxième transistor couplant le nœud de commande du premier transistor à un rail de tension de réinitialisation, et un troisième transistor couplant le premier nœud de conduction du premier transistor au premier rail de tension ; et - la fermeture du premier commutateur est mise en œuvre avant une période où le troisième transistor est maintenu passant. Selon un mode de réalisation, un deuxième commutateur couple un quatrième rail de tension au premier rail de tension et est commuté à l'état passant pendant que le premier commutateur est fermé. Selon un mode de réalisation, une tension du rail de tension de réinitialisation détermine une valeur de la tension du quatrième rail de tension. Selon un mode de réalisation, la tension du quatrième rail de tension est plus proche d'une tension sur le deuxième rail d'alimentation que d'une tension sur le premier rail d'alimentation. Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la illustre un exemple d'un capteur d'image ; la illustre un exemple d'un pixel du capteur d'image de la ; la illustre un exemple de fonctionnement du capteur de la ; la illustre un autre exemple d'un capteur d'image ; la illustre un exemple de pixel du capteur de la ; la illustre un mode de réalisation d'un capteur d'image ; et la illustre un autre mode de réalisation d'un capteur d'image. Matrice de pixels, comprenant : - un ou plusieurs pixel (PIX1) comprenant chacun un premier transistor (204, 104) ayant : son nœud de commande (SN) couplé à une photodiode (102) ; un premier de ses nœuds de conduction principaux couplé à un premier rail de tension de sortie (VS) ; et un deuxième de ses nœuds de conduction principaux couplé à un deuxième rail de tension (VCS) ; - une impédance variable (404, 904) couplant le premier rail de tension (VS) à un premier rail d’alimentation (VDD, GND) de la matrice de pixels ; - une source de courant (402, 902) couplant le deuxième rail de tension (VCS) à un deuxième rail d’alimentation (GND, VDD) de la matrice de pixels, l’impédance variable (404, 904) étant contrôlée sur la base d'une tension sur le deuxième rail de tension (VCS) ; et - un premier commutateur (4002, 9002) couplant le deuxième rail de tension (VCS) à un troisième rail de tension (VINIT1, VINIT3). Matrice de pixels selon la revendication 1, comprenant en outre un amplificateur différentiel (406) ayant une première entrée couplée au deuxième rail de tension (VCS), une deuxième entrée couplée à une tension de référence (VREF), et une sortie couplée à une entrée de commande de l’impédance variable (404, 904). Matrice de pixels selon la revendication 2, comprenant un circuit (408) configuré pour fournir la tension de référence (VREF) et pour modifier la tension de référence (VREF) au moins en fonction de la température. Matrice de pixels selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel une tension (VINIT1, VINIT3) du troisième rail de tension est configurée pour qu'une fermeture du premier commutateur (4002, 9002) rende l'impédance variable (404, 904) équivalente à un circuit ouvert. Matrice de pixels selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre un deuxième commutateur (4004, 9004) couplant le premier rail de tension (VS) à un quatrième rail de tension (VINIT2, VINIT4). Matrice de pixels selon la revendication 5, dans laquelle la tension (VINIT2, VINIT4) du quatrième rail de tension est plus proche d'une tension sur le deuxième rail d'alimentation (GND, VDD) que d'une tension sur le premier rail d'alimentation (VDD, GND). Matrice de pixels selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle chaque pixel (PIX1) comprend en outre un deuxième transistor (502, 1002) couplant le nœud de commande (SN) du premier transistor (204, 104) à un rail de tension de réinitialisation (VRST), et un troisième transistor (504, 1004) couplant le premier nœud de conduction du premier transistor (204, 104) au premier rail de tension (VS). Matrice de pixels selon la revendication 7, dans laquelle une tension du rail de tension de réinitialisation détermine une valeur de la tension (VINIT2, VINIT4) du quatrième rail de tension. Matrice de pixels selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle chaque pixel (PIX1) comprend en outre une porte de transfert (702) couplant le nœud de commande (SN) du premier transistor (204, 104) à la photodiode (102). Procédé de commande d’un pixel (PIX1) d’une matrice de pixels, le procédé comprenant, pour chaque opération de lecture du pixel (PIX1), une fermeture d'un premier commutateur (4002, 9002) couplant un deuxième rail de tension (VCS) à un troisième rail de tension (VINIT1, VINIT3), le deuxième rail de tension (VS) étant couplé à un deuxième noeud de conduction d'un premier transistor (204, 104) du pixel ayant un premier noeud de conduction couplé à un premier rail de tension de sortie (VS) et un noeud de commande (SN) couplé à une photodiode (102) du pixel, le premier rail de tension (VS) étant couplé à un premier rail d'alimentation (VDD, GND) par une impédance variable (404, 904) et le deuxième rail de tension (VCS) étant couplé à un deuxième rail d'alimentation (GND, VDD) par une source de courant (402, 902), l'impédance variable (404, 904) étant commandée sur la base d'une tension sur le deuxième rail de tension (VCS). Procédé selon la revendication 10, dans lequel une tension du troisième rail de tension (VINIT1, VINIT3) est configurée pour qu'une fermeture du premier commutateur (4002, 9002) rende l'impédance variable (404, 904) équivalente à un circuit ouvert. Procédé selon la revendication 10 ou 11, dans lequel : - chaque pixel (PIX1) comprend en outre un deuxième transistor (502, 1002) couplant le nœud de commande (SN) du premier transistor (204, 104) à un rail de tension de réinitialisation (VRST), et un troisième transistor (504, 1004) couplant le premier nœud de conduction du premier transistor (204, 104) au premier rail de tension (VS) ; et - la fermeture du premier commutateur (4002) est mise en œuvre avant une période (806) où le troisième transistor (504, 1004) est maintenu passant. Procédé selon la revendication 12, dans lequel un deuxième commutateur (4004) couple un quatrième rail de tension (VINIT2) au premier rail de tension (VS) et est commuté à l'état passant pendant que le premier commutateur (4002) est fermé. Procédé selon la revendication 13, dans lequel une tension (VRST) du rail de tension de réinitialisation détermine une valeur de la tension (VINIT2, VINIT4) du quatrième rail de tension. Procédé selon la revendication 13, dans lequel une tension (VINIT2, VINIT4) du quatrième rail de tension est plus proche d'une tension sur le deuxième rail d'alimentation (GND, VDD) que d'une tension sur le premier rail d'alimentation (VDD, GND).