[發明專利]高速圖像傳感器讀出電路的實現方法

有效

• 申請號: 201811267948.8
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN111193840B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 趙立新
• 申請（專利權）人: 格科微電子（上海）有限公司
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/235;H04N5/335;H04N5/378
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明高速圖像傳感器讀出電路的實現方法中，放大、采樣保持放大后讀出行的參考信號；放大模塊與采樣模塊分離，采樣模塊與模擬數字轉換模塊對讀出行放大后參考信號實現模擬數字轉換；讀出行放大后參考信號實現模擬數字轉換的時間與讀出行輸出圖像信號，放大模塊放大讀出行的圖像信號的時間，至少有部分重疊；采樣、保持放大后讀出行的圖像信號；放大模塊與采樣模塊分離，采樣模塊與模擬數字轉換模塊對讀出行放大后圖像信號實現模擬數字轉換；放大后圖像信號實現模擬數字轉換的時間，與圖像傳感器像素陣列進行曝光行操作、讀出行地址改變，新的讀出行輸出新的參考信號，放大模塊放大新的參考信號的時間至少有部分重疊；提高圖像傳感器讀出速度。

技術領域

本發明涉及圖像傳感器技術領域，尤其涉及一種高速圖像傳感器讀出電路的實現方法。

背景技術

圖像傳感器是數字攝像頭的重要組成部分，是一種將光學圖像轉換成電學信號的設備，它被廣泛地應用在數碼相機、移動終端、便攜式電子裝置和其他電子光學設備中。圖像傳感器按照元件的不同，可分為CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合元件)和CMOS(Complementary Metal oxide Semiconductor，互補型金屬氧化物半導體元件)圖像傳感器兩大類。CCD圖像傳感器除了大規模應用于數碼相機外，還廣泛應用于攝像機、掃描儀、以及工業領域等。而CMOS圖像傳感器由于其高度集成化、低功率損耗和局部像素可編程隨即讀取、速度快、成本低等優點，可適用于數碼相機、PC攝像機、移動通信產品等領域。

通常CMOS圖像傳感器都是采用滾筒式讀出方式，這種方法時序簡單，易于實現，廣泛應用于各種CMOS圖像傳感器中。滾筒式讀出的時序示意圖如圖1所示，首先對像素陣列的第i行像素單元的光生電荷進行清零操作，然后第i行像素單元開始曝光收集光生電荷，此時光信號轉化為了電壓信號。第i行像素單元清零操作結束之后，對像素陣列的第j行進行讀出，分別包括對參考信號的采樣、CDS操作、ADC量化和行數據掃描讀出的時間，圖像信號的采樣、CDS操作、ADC量化和行數據掃描讀出的時間。在第j行像素讀出操作結束之后，對第i+1行像素單元的光生電荷進行清零操作，然后第i+1行像素單元開始曝光收集光生電荷。圖1中所示的讀出方式中，像素單元清零、參考信號讀出、圖像信號讀出串行進行，使得像素陣列的整體讀出耗時長、速度慢。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高速圖像傳感器讀出電路的實現方法，提高圖像傳感器讀出速度。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種高速圖像傳感器讀出電路的實現方法，所述讀出電路包括：放大模塊、采樣模塊、模擬數字轉換模塊；感光單元信號輸入至所述放大模塊、放大后的感光單元信號輸入至所述采樣模塊、采樣后的信號輸入至所述模擬數字轉換模塊；

S100：讀出行輸出參考信號，放大、采樣保持放大后的所述讀出行的參考信號；

S200：所述放大模塊與采樣模塊分離，采樣模塊與模擬數字轉換模塊對所述讀出行放大后的參考信號實現模擬數字轉換；所述讀出行放大后的參考信號實現模擬數字轉換的時間與所述讀出行輸出圖像信號，放大模塊放大所述讀出行的圖像信號的時間，至少有部分重疊；

S300：采樣、保持放大后的所述讀出行的圖像信號；

S400：所述放大模塊與采樣模塊分離，采樣模塊與模擬數字轉換模塊對所述讀出行放大后的圖像信號實現模擬數字轉換；所述放大后的圖像信號實現模擬數字轉換的時間，與所述圖像傳感器像素陣列進行曝光行操作、讀出行地址改變，新的讀出行輸出新的參考信號，放大模塊放大新的參考信號的時間至少有部分重疊；

通過所述時間的重疊，提高圖像傳感器讀出速度。

可選的，在S200步驟采樣模塊與模擬數字轉換模塊對放大后的參考信號實現模擬數字轉換過程中，減少或避免模擬數字轉換過程對讀出行放大后的參考信號大小的改變；使得在后續采樣放大后的該讀出行圖像信號時，該讀出行的放大后的圖像信號與該讀出行放大后的參考信號具有相關性，從而提高精度。