[發明專利]計數方法、計數裝置以及應用其的計數系統和像素陣列

有效

• 申請號: 201980050603.3
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN112955955B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 雷述宇
• 申請（專利權）人: 寧波飛芯電子科技有限公司
• 主分類號: G11C8/04
• 分類號: G11C8/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明的實施方式提供一種計數方法、計數裝置以及應用其的計數系統和像素陣列，該計數裝置包括：存儲模塊包括級聯的多個存儲單元，其中多個存儲單元存儲有多個累積計數中間值，多個存儲單元被配置為至少一組存儲單元；運算模塊與多個存儲單元中的首末組存儲單元相連，用于根據接收的計數值和通過末組存儲單元輸入的累加計數中間值進行運算，獲得對應計數對象的當前累加計數中間值，并輸出至級聯的多個存儲單元中的首組存儲單元中。其中，多個累積計數中間值循環位移至運算模塊與相應的計數值進行運算，直至計數結束則以存儲模塊中存儲的多個當前累加計數中間值作為計數對象對應的多個累積計數結果。

本申請要求在2018年10月24日提交中國專利局、申請號為201811246784.0、發明名稱為一種計數系統、方法、裝置及計數器的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本申請中；本申請要求在2018年10月24日提交中國專利局、申請號為201811246783.6、發明名稱為一種計數系統、方法、裝置及計數器的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本申請中。

技術領域

本發明涉及微電子領域，尤其涉及一種計數方法、計數裝置以及應用其的計數系統和像素陣列。

背景技術

動態范圍是傳感器像素陣列的重要指標之一，高動態范圍的傳感器有利于滿足高精度的要求，有助于提升傳感器的響應范圍，尤其是針對圖像傳感器。為了提高圖像傳感器的動態范圍，通常可以采用在像素中增設計數電路，在積分的過程中同時進行計數以實現部分數字化，但是像素中的面積有限，采用以下方法：改變積分電容值，改變積分時間，改變列級增益，多次曝光；但這些方法均無法同時滿足高動態范圍、強抗干擾等要求，難以在大背景光、高幀頻、大陣列等測距場景下實現高精度測量的要求。

傳感器進行電路積分時所采用的計數方式會直接影響到傳感器的動態范圍，進而影響傳感器的整體性能。目前，現有的傳感器進行電路積分時所采用的計數裝置通常為由D觸發器構成的異步計數器或同步計數器。D觸發器通常具有兩個狀態，例如0和1，這使得D觸發器能夠從一個狀態翻轉為另一個狀態以觸發相應設置。現有計數裝置中還設置有兩個鎖存器，用以配合D觸發器的兩個狀態之間的翻轉操作，比如圖1示出的由D觸發器級聯組成的4位異步計數器。這種結構的計數裝置占用面積較大，若設于像素內部則會占用較多像素面積，造成像素面積優化存在一定困難；若設于像素外部則無法實現提高動態范圍的目的，導致傳感器的動態范圍小、傳感性能差。

綜上，目前傳感器進行電路積分時所采用的計數方式存在D觸發器占用傳感器內部面積大，動態范圍小等問題，大大降低了傳感器性能。因此亟待設計一個計數方案用以解決上述技術問題。

發明內容

本申請實施例提供一種計數方法、計數裝置以及應用其的計數系統和像素陣列，用以降低計數電路占用的傳感器內部面積，提高傳感器的動態范圍和傳感器性能。

為了克服現有技術存在的問題，本發明中提出了一種計數方法、計數裝置以及應用其的計數系統和像素陣列。

本發明實施方式的第一方面中，提供了一種計數裝置，該計數裝置至少包括存儲模塊和運算模塊。存儲模塊包括級聯的多個存儲單元，其中多個存儲單元存儲有多個累積計數中間值，這多個存儲單元被配置為至少一組存儲單元，每組存儲單元中存儲單元的數量大于對應于該組存儲單元的累積計數中間值的數量；運算模塊，與這多個存儲單元中的首末組存儲單元相連，用于根據接收的計數值和通過該末組存儲單元輸入的累加計數中間值進行運算，獲得對應計數對象的當前累加計數中間值，并輸出至級聯的這多個存儲單元中的首組存儲單元中。其中，多個累積計數中間值循環位移至運算模塊與相應的計數值進行運算，直至計數結束則以存儲模塊中存儲的多個當前累加計數中間值作為該計數對象對應的多個累積計數結果。