[發(fā)明專利]一種圖像傳感電路及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310400274.5
• 申請(qǐng)日: 2013-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN103491320B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王晶;榮磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京立博信榮科技有限公司
• 主分類號(hào): H04N5/369
• 分類號(hào): H04N5/369
• 代理公司: 北京潤澤恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11319
• 代理人: 趙娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種圖像傳感電路及方法。

背景技術(shù)

隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，圖像傳感技術(shù)日益成熟，其中與傳感器相連的單元電路，是影響整個(gè)圖像傳感系統(tǒng)性能的重要因素，因此對(duì)于單元電路的設(shè)計(jì)要求越來越嚴(yán)格。首先，電路結(jié)構(gòu)需要盡可能簡單，便于在最大曝光區(qū)的范圍內(nèi)，集成更大規(guī)模的圖像陣列；其次，電路的功耗盡可能低，因?yàn)樵诖笠?guī)模圖像芯片中，單元電路的數(shù)量非常大，如果單元電路功耗大，將不利于圖像芯片的大規(guī)模集成；再次，電路的噪聲盡可能小，單元電路的噪聲會(huì)降低信噪比，而且后續(xù)電路也很難消除此噪聲；最后，對(duì)于微弱的光信號(hào)，通常會(huì)采用光信號(hào)轉(zhuǎn)換與信號(hào)輸出同時(shí)進(jìn)行的方式，能夠充分利用時(shí)間，效率高，但是單元電路往往設(shè)計(jì)的比較復(fù)雜，造成單元電路面積大，功耗大，成本高。參照?qǐng)D1所示的一種現(xiàn)有技術(shù)的圖像傳感電路，包括直接注入結(jié)構(gòu)(DI)、源極跟隨器（SF）和采樣保持電路（SH），該電路可以實(shí)現(xiàn)單元內(nèi)采樣保持，從而可以支持信號(hào)轉(zhuǎn)換與信號(hào)輸出同時(shí)進(jìn)行的模式（IWR模式）。由于該電路結(jié)構(gòu)引入了源極跟隨器SF，所以單元電路的功耗和面積都會(huì)增大，或者必須在有限的面積內(nèi)，壓縮積分電容Cint的大小，不僅降低了單元電路的電荷處理能力，還會(huì)降低信噪比，同時(shí)由于源極跟隨器SF的引入，增加了電路的噪聲。

因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要解決的問題之一在于，提供一種低功耗的圖像傳感單元電路及方法，用以支持信號(hào)轉(zhuǎn)換與信號(hào)輸出同時(shí)進(jìn)行，簡化電路結(jié)構(gòu)，降低電路的功耗，降低制造成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種圖像傳感電路及方法，用以支持信號(hào)的積分與信號(hào)的輸出同時(shí)進(jìn)行，簡化電路結(jié)構(gòu)，降低電路的功耗，降低制造成本。

為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種圖像傳感電路，包括：

傳感器，用于采集入射光線的光信號(hào)，并將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；

光信號(hào)放大單元，對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行積分，生成積分信號(hào)；

采樣保持單元，包括至少兩個(gè)并聯(lián)的信號(hào)采樣組件，用于通過所述至少一個(gè)信號(hào)采樣組件對(duì)所述積分信號(hào)進(jìn)行采樣生成采樣信號(hào)，以及，通過至少一個(gè)其它信號(hào)采樣組件，輸出已生成的采樣信號(hào)。

優(yōu)選地，所述傳感器的輸入端連接固定電壓，輸出端連接所述光信號(hào)放大單元。

優(yōu)選地，所述光信號(hào)放大單元包括第一晶體管M1，第二晶體管M2，以及，積分電容Cint；所述第一晶體管M1的柵極連接控制電壓VR1，源極連接所述傳感器的輸出端，漏極連接所述積分電容Cint及所述第二晶體管M2的漏極，所述第二晶體管M2的源極連接復(fù)位電壓VR2，柵極連接復(fù)位信號(hào)RST，所述積分電容Cint接地；

當(dāng)所述復(fù)位信號(hào)RST為低電平時(shí)，所述第二晶體管M2截止，所述積分電容Cint對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行積分生成積分信號(hào)；

當(dāng)所述復(fù)位信號(hào)RST為高電平時(shí)，所述第二晶體管M2導(dǎo)通，所述積分電容Cint進(jìn)行復(fù)位清除所述積分信號(hào)。

優(yōu)選地，所述光信號(hào)放大單元還包括運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器的輸入端的正極連接所述控制電壓VR1，輸入端的負(fù)極連接所述傳感器的輸出端及所述第一晶體管M1的源極，輸出端連接所述第一晶體管M1的柵極，所述第一晶體管M1的漏極連接所述積分電容Cint及所述第二晶體管M2的漏極，所述第二晶體管M2的源極連接復(fù)位電壓VR2，柵極連接復(fù)位信號(hào)RST，所述積分電容Cint接地。

優(yōu)選地，所述采樣組件包括第一采樣組件及第二采樣組件，所述第一采樣組件包括第三晶體管M3，第四晶體管M4，以及，第一采樣電容Cs1；所述第二采樣組件包括第五晶體管M5，第六晶體管M6，以及，第二采樣電容Cs2；所述第三晶體管M3的柵極連接第一控制信號(hào)S1，所述第四晶體管M4的柵極連接第二控制信號(hào)S2，所述第五晶體管M5的柵極連接第三控制信號(hào)S3，所述第六晶體管M6的柵極連接第四控制信號(hào)S4；所述第三晶體管M3的漏極與所述第四晶體管M4的源極相連，并且與所述第一采樣電容Cs1相連；所述第五晶體管M5的漏極與第六晶體管M6的源極相連，并且與所述第二采樣電容Cs2相連，所述第四晶體管M4的漏極與所述第六晶體管M6的漏極相連；所述第一采樣電容Cs1與第二采樣電容Cs2接地；

當(dāng)所述復(fù)位信號(hào)RST第一次從高電平轉(zhuǎn)為低電平之前，所述第一控制信號(hào)S1轉(zhuǎn)為高電平，所述第三晶體管M3導(dǎo)通，所述第一采樣電容Cs1對(duì)所述積分信號(hào)進(jìn)行采樣生成第一采樣信號(hào)；

當(dāng)所述復(fù)位信號(hào)RST第一次從低電平轉(zhuǎn)為高電平之前，所述第一控制信號(hào)S1轉(zhuǎn)為低電平，所述第三晶體管M3截止；