[發明專利]一種圖像信號采樣電路及其方法

有效

• 申請號: 200610157429.7
• 申請日: 2006-12-07
• 公開（公告）號: CN101197921A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發明（設計）人: 馮衛;胡文閣;付璟軍;趙輝;劉芳
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H04N3/15
• 分類號: H04N3/15;H04N5/335
• 代理公司: 深圳創友專利商標代理有限公司
• 代理人: 江耀純

技術領域

本發明涉及一種圖像傳感器中采樣控制電路，尤其涉及一種可提高圖像信號增益的子采樣電路及其方法。

背景技術

在CMOS圖像傳感器迅猛發展的今天，圖像信號的處理速度嚴重制約著高像素圖像傳感器的發展，而圖像信號的處理速度和圖像信號的增益又是相互制約的，要想提高速度，增益就不能太高，但增益不足又會造成圖像傳感器對低光圖像采集困難。因此，在不影響速度的前提下，盡可能提高增益，成為CMOS圖像傳感器設計廠商競爭的焦點。

現有技術中的CMOS圖像傳感器在實現圖像信號采樣工作時，一般不做處理，即圖像信號直接采樣到電容上，然后直接讀出信號，信號幅度只會減小不會增加。為了解決圖像傳感器對低光圖像采樣困難的問題，采用對緩沖器輸出的圖像信號進行后段處理，即將采樣信號放大，但是這在技術方面要求較高。所以現有采樣控制電路結構單一，沒有增益增加功能，導致輸出信號增益不足，從而使得圖像傳感器低光效果不理想。

發明內容

本發明解決的技術問題是提出一種在子采樣時可以提高圖像信號增益的圖像信號采樣電路及其方法，克服了圖像傳感器對低光圖像采集困難的技術難題。

本發明提出的圖像信號采樣電路，包括：信號采集單元和列讀出單元，還包括工作模式控制電路，該控制電路包括：控制單元、源端列開關組、地端列開關組和列間開關組；在每個采樣列電路上分別設置一個源端列開關和一個地端列開關，源端列開關連接在信號源和信號采集單元的輸入端之間，地端列開關連接在地和信號采集單元的底端之間；列讀出單元的輸入端與信號采集單元的輸入端相連，輸出端用于輸出采樣信號；前一列信號采集單元的輸入端與后一列的信號采集單元底端之間設有列間開關；控制單元用于根據采樣工作模式控制各開關組中的開關斷開或閉合操作。

優選的，信號采集單元包括多個采樣電容，每個采樣列電路上設置一個采樣電容，用于對該采樣列的像素進行采樣。

優選的，列讀出單元包括多個緩沖器，每個采樣列電路上設置一個緩沖器，用于緩存和讀出該采樣列的采樣信號。

優選的，所述源端列開關組、地端列開關組和列間開關組采用MOS管開關器件。

本發明提出的圖像信號采樣方法，包括以下情況：

1)正常工作模式：采樣時，控制單元控制源端列開關組和地端列開關組中的各開關均處在閉合狀態，列間開關組中的各開關均處在斷開狀態；采樣完成后，從各采樣列的讀出單元讀出采樣信號；

2)1/X子采樣模式，X為大于1的正整數：采樣時，控制單元控制源端列開關組和地端列開關組中的各開關均處在閉合狀態，列間開關組中的各開關均處在斷開狀態；采樣完成后，控制第N×X-1列采樣列電路與第N×X列采樣列電路之間的列間開關處于斷開狀態，列間開關組中的其余各開關處在閉合狀態；第(N-1)×X列采樣列電路的源端列開關處在斷開狀態，地端列開關處在閉合狀態，其余各列的源端列開關和地端列開關處在斷開狀態；N取1、2、3......；從第N×X-1列采樣列電路的列讀出單元讀出1/X子采樣的采樣信號。

優選的，列讀出單元包括多個緩沖器，每個采樣列電路上設置一個緩沖器，用于緩存和讀出該采樣列的采樣信號。

優選的，所述源端列開關組、地端列開關組和列間開關組采用MOS管開關器件。

優選的，所述1/X子采樣模式為1/2子采樣模式。

采用本發明技術方案產生的技術效果是：

1.本發明的采樣電路和方法通過工作模式控制電路可以靈活的控制采樣電路工作在正常模式和1/X子采樣模式下，完成多種不同的采樣方式。

2.本發明在1/X子采樣模式下，由于通過改變控制電路的連接方式，使得圖像信號采集單元形成串聯連接，采樣信號增加為原采樣信號的X倍，解決了圖像傳感器對低光圖像采集困難的技術難題。

3.本發明的控制電路通過對各開關器件的控制就完成了圖像傳感器信號增益，并使電路結構更加優化，在增加芯片面積很小的情況下就實現功能，節約了成本。

附圖說明

圖1是本發明1/X子采樣電路原理圖；

圖2是本發明優選實施例1/2子采樣開關組控制時序圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。