[發明專利]帶有電壓輸出型分段積分讀出電路的NMOS線陣圖像傳感器

在審

• 申請號: 201410440591.4
• 申請日: 2014-08-30
• 公開（公告）號: CN104219462A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 張佩杰;宋克非
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 張偉

技術領域

本發明涉及一種NMOS線陣圖像傳感器，特別涉及一種帶有電壓輸出型分段積分讀出電路的NMOS線陣圖像傳感器。

背景技術

圖1所示的電壓輸出型外部讀出電路的結構，其直接對Active?Video上像元輸出的負脈沖進行放大，同時，采用差分電路的結構形式，對Active?Video和Dummy?Video的輸出信號做差分運算，消除開關噪聲，最后信號輸出為一個正脈沖，脈沖的幅值即為像元的有效數據，與像元中信號電荷的電荷量成正比。

圖1所示的讀出電路，一次讀取的過程中，傳感器所有像元的信號都被讀出，這也決定了所有像元的積分時間長短是相同的。在相同的積分時間下，可能使得入射光信號強的像元的輸出接近飽和；而入射光信號弱的像元的輸出接近于零，使得信號被噪聲淹沒。由于外部讀出電路不能夠對Active?Video上的輸出信號進行選擇性讀出，無法實現分段積分的功能。

通過軟件改變傳感器的驅動脈沖時序也可以實現分段積分的功能。但是，使用該方法實現分段積分，驅動脈沖時序的實現比較復雜；而且，一幀圖像數據中，不同像元的積分時間只能單調增加或單調減少；所有像元的有效圖像數據讀出頻率取決于所有像元的最大積分時間，像元利用率低。

發明內容

本發明要解決現有技術中的技術問題，提供一種帶有電壓輸出型分段積分讀出電路的NMOS線陣圖像傳感器。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案具體如下：

一種帶有電壓輸出型分段積分讀出電路的NMOS線陣圖像傳感器，該電壓輸出型分段積分讀出電路包括3個放大器和2個選通開關；其中，

放大器1的正端與引腳Vscd連接，同時連接+V的偏置電壓；負端與選通開關1連接；放大器1用于讀出光電二極管中電荷信號；

放大器2的正端與引腳Vscd連接，同時連接+V的偏置電壓；負端與選通開關2連接；放大器2用于讀出補償光電二極管中電荷信號；

放大器3對放大器1與放大器2的輸出信號進行差分運算，得到圖像數據的輸出信號；

選通開關1的控制端由選通脈沖1φ_select-1控制；選通開關1串聯在電路中，另外一端與圖像傳感器的Active?Video引腳連接；選通開關1用于控制光電二極管信號輸出端Active?Video的導通與關斷；

選通開關2的控制端由選通脈沖2φ_select-2控制；選通開關2串聯在電路中，另外一端與圖像傳感器的Dummy?Video引腳連接；選通開關2用于控制補償光電二極管信號輸出端Dummy?Video的導通與關斷。

在上述技術方案中，所述選通脈沖1φ_select-1與所述選通脈沖2φ_select-2的驅動脈沖序列完全相同。

本發明具有以下的有益效果：

本發明的帶有電壓輸出型分段積分讀出電路的NMOS線陣圖像傳感器：

1)性能好，能夠方便靈活的實現NMOS線陣圖像傳感器的分段積分功能，提高圖像傳感器輸出信號的信噪比，提高了傳感器對入射光強度的適應性；

2)簡單，易于實現，成本低，不需要改變傳感器的硬件結構，只需要對圖像傳感器的讀出電路的通用設計做簡單的改動，就能夠使圖像傳感器具有分段積分的功能；

4)方法靈活，圖像傳感器一幀數據內不同像元的積分時間可以隨意設置，不同像元積分時間的大小與像元在圖像傳感器上的位置無關；

5)適用范圍廣，本發明的NMOS線陣圖像傳感器中的電壓輸出型分段積分讀出電路，也適用于其他使用相似驅動方法的線陣圖像傳感器。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

圖1為現有技術的電壓輸出型外部讀出電路的結構示意圖。

圖2為本發明的NMOS線陣圖像傳感器中的具有選通開關的電壓輸出型讀出電路結構示意圖。

圖3為圖2所示的NMOS線陣圖像傳感器的第k組像元的讀出脈沖示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做以詳細說明。

本發明的帶有電壓輸出型分段積分讀出電路的NMOS線陣圖像傳感器，其中具有分段積分功能的硬件結構的電壓輸出型讀出電路如圖2所示。