[發(fā)明專利]高速全局快門圖像傳感器像素及其像素信號采集方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410132603.7
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN103945148B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王欣洋;馬成
• 申請（專利權(quán)）人: 長春長光辰芯光電技術(shù)有限公司
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/378;H04N5/363
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司22201
• 代理人: 王淑秋

1.一種高速全局快門圖像傳感器像素，包括復(fù)位開關(guān)（M1），光電二極管（D），第一、第二采樣電容（C1、C2），第一、第二、第三緩沖放大器（AMP1、AMP2、AMP3），第一、第二采樣開關(guān)（S1、S2），行選開關(guān)（READ）；所述復(fù)位開關(guān)（M1）的輸入端接復(fù)位電壓Vreset，輸出端連接到光電二極管（D）的負極和第一緩沖放大器（AMP1）的輸入端，光電二極管（D）的正極接地；其特征在于所述第一緩沖放大器（AMP1）的輸出端通過第一采樣開關(guān)（S1）連接到第一采樣電容（C1）和第二緩沖放大器（AMP2）的輸入；第二緩沖放大器（AMP2）的輸出端通過第二采樣開關(guān)（S2）連接到第二采樣電容（C2）和第三緩沖放大器（AMP3）的輸入端；第二采樣電容（C2）的另一端接地，第三緩沖放大器（AMP3）的輸出端通過行選開關(guān)（READ）連接到總線（BUS）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速全局快門圖像傳感器像素，其特征在于所述第一緩沖放大器（AMP1）由第一源級跟隨器（M12）及其電流源負載（M13）構(gòu)成，第二緩沖放大器（AMP2）由第二源級跟隨器（M15）及其電流源負載（M16）構(gòu)成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速全局快門圖像傳感器像素，其特征在于所述第一緩沖放大器（AMP1）由第一源級跟隨器（M12）構(gòu)成，第二緩沖放大器（AMP2）由第二源級跟隨器（M15）構(gòu)成。

4.一種如權(quán)利要求1所述的高速全局快門圖像傳感器像素的像素信號采集方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟一：將復(fù)位開關(guān)（M1）閉合，使光電二極管（D）復(fù)位；

步驟二：將復(fù)位開關(guān)（M1）斷開，第一幀曝光開始，光電二極管（D）的負極電壓隨著曝光時間的增加開始逐漸降低；

步驟三：在幀轉(zhuǎn)移時間內(nèi)，將第一、第二采樣開關(guān)（S1、S2）閉合，光電二極管（D）的像素信號電壓Vsignal通過第一、第二采樣開關(guān)（S1、S2）被采集到第二采樣電容（C2）上面供隨后讀出；

步驟四：在第二幀開始時先將復(fù)位開關(guān)（M1）閉合使光電二極管（D）復(fù)位，然后將復(fù)位開關(guān)（M1）斷開，將第一采樣開關(guān)（S1）閉合使第二幀的復(fù)位電壓Vreset被采集到第一采樣電容（C1）上供隨后讀出；

重復(fù)步驟三、四得到第二幀像素信號電壓Vsignal和第三幀復(fù)位電壓Vreset；以此類推，獲取各幀圖像像素光信號。

5.一種如權(quán)利要求1所述的高速全局快門圖像傳感器像素的像素信號采集方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟一：將復(fù)位開關(guān)（M1）閉合，使光電二極管（D）復(fù)位；

步驟二：將復(fù)位開關(guān)（M1）斷開，第一幀曝光開始，光電二極管（D）的負極電壓隨著曝光時間的增加開始逐漸降低；

步驟三：在幀轉(zhuǎn)移時間內(nèi)，第一、第二采樣開關(guān)（S1、S2）閉合，光電二極管（D）的像素信號電壓Vsignal通過第一、第二采樣開關(guān)（S1、S2）被采集到第二采樣電容（C2）上面供隨后讀出；

步驟四：在第二幀開始時首先將復(fù)位開關(guān)（M1）閉合使光電二極管（D）復(fù)位，然后將復(fù)位開關(guān)（M1）斷開，第二幀曝光開始；

步驟五：在第二幀幀轉(zhuǎn)移時間內(nèi)將第一采樣開關(guān)（S1）閉合使第二幀的像素信號電壓Vsignal被采集到第一采樣電容（C1）上供隨后讀出；

重復(fù)上述步驟得到第三、四像素信號電壓Vsignal；以此類推，獲取各幀圖像像素光信號。