[發明專利]一種大面陣圖像傳感器列線數據輸出系統及輸出方法

有效

• 申請號: 201810652544.4
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108881753B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 郭仲杰;余寧梅
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/351
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 車曉軍

本發明公開大面陣圖像傳感器列線數據輸出系統，包括若干個感光單元組成的感光陣列，每列所有奇數行的感光單元的輸出端均共同連接有一條奇列線，每列所有偶數行的感光單元的輸出端均共同連接有一條偶列線，每條奇列線一端均連接有奇采樣開關，每條所述偶列線一端均連接有偶采樣開關，每列的所述奇采樣開關和偶采樣開關的一端均共同連接有采樣電路，在不影響速度的情況下，極大地提升了列線信號的建立精度，本發明的輸出方法通過奇偶行列線分時提前建立的方法，提升列線實際采樣階段信號的建立精度，采用奇偶行交織并行的工作方式，確保相鄰行進行不間斷的建立與采樣過程，實現了高速高精度的建立與采樣過程。

技術領域

本發明屬于圖像傳感器采集系統技術領域，具體涉及一種大面陣圖像傳感器列線數據輸出系統，本發明還涉及采用該輸出系統對大面陣圖像傳感器列線數據進行輸出的方法。

背景技術

隨著各種應用領域對高清圖像信息的需求不斷提高，圖像傳感器的面陣規模不斷增大，感光單元數目也相應急劇增大，這將導致感光面陣光電信號輸出的列線數據變得更大，嚴重制約了列線數據讀出過程中的精度與速度。與通常的信號傳輸所不同的是，由于感光面陣對填充因子和量子效率的要求，列線無法增加額外的緩沖模塊來提升列線的建立時間和精度，因此，通常很難兼顧列線建立過程中的速度與精度。

現有的列線建立過程無法滿足高效的讀出機制，長距離信號走線會對信號建立速度產生很大影響，尤其是對于拍攝運動物體的全局曝光型CMOS圖像傳感器，對數據處理速度要求更高，該問題也變得更為突出。因此，傳統的解決思路是分析超大面陣CMOS圖像傳感器列線模擬信號建立的特性，在充分利用有限列寬下的布局布線優化下，從外圍讀出電路的角度，研究提升列線的信號完整性系統解決方案。目前關于列線模擬信號建立加速技術的相關研究主要是采用預加重技術，該技術也是目前在實際產品中廣泛采用的技術，主要是采用列線尾電流源的預充電技術，在列線建立起始階段，通過增加預充電支路電流，加速列線的建立過程。預充電技術在一定程度上起到了加速的作用，但存在的問題主要有：第一、沒有考慮面向相關雙采樣技術的復位與圖像模擬信號個性化加速方法；第二、傳感器拍攝明場圖像時，會存在加速不足的問題，傳感器拍攝暗場圖像時，會存在加速過剩的問題，該技術沒有很好地平衡不同環境下的綜合能力；第三、沒有考慮列線初始狀態不確定引起的行固定噪聲問題。

綜上所述，立足于電路與系統角度分析，需提出一種面向大面陣CMOS圖像傳感器的列線高精度輸出機制。

發明內容

本發明的目的是提供一種大面陣圖像傳感器列線數據輸出系統，在不影響速度的情況下，極大地提升了列線信號的建立精度。

本發明的另一個目的是提供一種大面陣圖像傳感器列線數據輸出方法。

本發明所采用的技術方案是，一種大面陣圖像傳感器列線數據輸出系統，包括若干個感光單元組成的感光陣列，每列所有奇數行的感光單元的輸出端均共同連接有一條奇列線，每列所有偶數行的感光單元的輸出端均共同連接有一條偶列線，每條奇列線一端均連接有奇采樣開關，每條所述偶列線一端均連接有偶采樣開關，每列的所述奇采樣開關和偶采樣開關的一端均共同連接有采樣電路。

本發明的特點還在于：

每條奇列線的尾端均連接有奇列線尾電流源，每條偶列線的尾端均連接有偶列線尾電流源。

每個感光單元的輸出端均設置有行選通開關。

本發明所采用的另一個技術方案是：一種大面陣圖像傳感器列線數據輸出方法，該輸出方法采用一種大面陣圖像傳感器列線數據輸出系統，包括若干個感光單元組成的感光陣列，每列所有奇數行的感光單元的輸出端均共同連接有一條奇列線，每列所有偶數行的感光單元的輸出端均共同連接有一條偶列線，每條奇列線一端均連接有奇采樣開關，每條所述偶列線一端均連接有偶采樣開關，每列的所述奇采樣開關和偶采樣開關的一端均共同連接有采樣電路；每條所述奇列線的尾端均連接有奇列線尾電流源，每條所述偶列線的尾端均連接有偶列線尾電流源；每個所述感光單元的輸出端均設置有行選通開關；