[發(fā)明專利]一種紅外圖像傳感器讀出電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710376712.7
• 申請(qǐng)日: 2017-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN107256061B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段杰斌;溫建新;張小亮;嚴(yán)慧婕;蔣宇;曾夕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海集成電路研發(fā)中心有限公司;成都微光集電科技有限公司
• 主分類號(hào): G05F3/26
• 分類號(hào): G05F3/26
• 代理公司: 上海天辰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陳慧弘

一種紅外圖像傳感器讀出電路，其包括暗電流產(chǎn)生模塊、光生電流產(chǎn)生模塊、復(fù)位電流產(chǎn)生模塊、時(shí)序控制模塊和用于實(shí)現(xiàn)光生電流?輸出電壓轉(zhuǎn)換的積分器模塊；光生電流產(chǎn)生模塊和復(fù)位電流產(chǎn)生模塊并接后的一端在節(jié)點(diǎn)N1處與暗電流產(chǎn)生模塊的另一端相連，另一端與電源負(fù)極V_SS相連；積分器模塊的輸入端連接于光生電流產(chǎn)生模塊和光生電流產(chǎn)生模塊的并接點(diǎn)N1，積分器模塊的輸出端為紅外圖像傳感器讀出電路的輸出端；其中，當(dāng)紅外圖像傳感器讀出電路開始工作時(shí)，時(shí)序控制模塊控制光生電流產(chǎn)生模塊和復(fù)位電流產(chǎn)生模塊交替工作；通過將光生電流和復(fù)位電流分別積分后的電壓相減后，得到積分器模塊最終的輸出信號(hào)。因此，本發(fā)明有效降低輸出信號(hào)噪聲且提高了圖像質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體地，涉及一種紅外圖像傳感器讀出電路。

背景技術(shù)

目前，在軍事領(lǐng)域、工業(yè)生產(chǎn)、交通監(jiān)控、汽車工業(yè)、防災(zāi)抗災(zāi)等諸多領(lǐng)域，紅外圖像傳感器均有廣泛的應(yīng)用。紅外圖像傳感器簡(jiǎn)單可分為致冷型和非致冷型，致冷型紅外圖像傳感器造價(jià)昂貴，性能優(yōu)良，一般應(yīng)用在軍事領(lǐng)域。相比之下，非致冷型造價(jià)低廉，在民用紅外探測(cè)產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛。

紅外圖像傳感器利用紅外感光陣列接收紅外線，將紅外線強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)換為電壓變化，后續(xù)通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Analog-to-digital converter，簡(jiǎn)稱ADC)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，片外通過現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field-Programmable Gate Array簡(jiǎn)稱FPGA)將數(shù)字信號(hào)處理成紅外圖像輸出。

傳統(tǒng)的紅外圖像傳感器的讀出電路由自積分、直接注入和電容反饋跨阻放大器等模塊架構(gòu)。這些讀出電路架構(gòu)普遍存在較大輸出噪聲的問題，最終將影響紅外圖像傳感器輸出的紅外圖像質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，本專利提供一種紅外圖像傳感器讀出電路。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種紅外圖像傳感器讀出電路，其包括：

暗電流產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生暗像素電流，其一端與電源正極V_DD相連；

光生電流產(chǎn)生模塊，用于實(shí)現(xiàn)紅外感光單元等效電阻-光生電流的轉(zhuǎn)換；

復(fù)位電流產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生復(fù)位電流，與光生電流產(chǎn)生模塊相并接，所述光生電流產(chǎn)生模塊和復(fù)位電流產(chǎn)生模塊并接后的一端在節(jié)點(diǎn)N1處與暗電流產(chǎn)生模塊的另一端相連，另一端電源負(fù)極V_SS相連；

積分器模塊，用于實(shí)現(xiàn)光生電流-輸出電壓的轉(zhuǎn)換，所述積分器模塊的輸入端連接于所述光生電流產(chǎn)生模塊和所述光生電流產(chǎn)生模塊的并接點(diǎn)N1，所述積分器模塊的輸出端為所述紅外圖像傳感器讀出電路的輸出端；

時(shí)序控制模塊，用于控制所述光生電流產(chǎn)生模塊和復(fù)位電流產(chǎn)生模塊交替工作；其中，當(dāng)紅外圖像傳感器讀出電路開始工作時(shí)，所述復(fù)位電流產(chǎn)生模塊工作，所述光生電流產(chǎn)生模塊不工作，在經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間t₁后，所述積分器模塊輸出第一電壓；然后所述光生電流產(chǎn)生模塊工作，所述復(fù)位電流產(chǎn)生模塊不工作，在經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間t₂后，所述積分器模塊輸出第二電壓；通過將所述光生電流和復(fù)位電流分別積分后的第一電壓與第二電壓相減后，得到所述積分器模塊最終的輸出信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述預(yù)定的時(shí)間t₁和所述預(yù)定的時(shí)間t₂為微秒級(jí)時(shí)間。

進(jìn)一步地，所述預(yù)定的時(shí)間t₁小于等于所述預(yù)定的時(shí)間t₂。