[發明專利]一種超大陣列圖像傳感器的校準型面陣驅動電路及方法

有效

• 申請號: 202010858423.2
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN112019779B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 張先嬈;李婷;李海松;徐晚成;張曼;王雯
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陳翠蘭

本發明為一種超大陣列圖像傳感器的校準型面陣驅動電路及方法，包括行驅動電路A、行驅動電路B和驅動校準電路；所述行驅動電路A和行驅動電路B的版圖結構相同，分別連接像元面陣，對像元面陣產生驅動信號；所述驅動校準電路的輸入端連接產生圖像傳感器控制信號的狀態機的輸出端，驅動校準電路的輸出端分別連接行驅動電路A和行驅動電路B的輸入端；所述驅動校準電路將狀態機輸入的控制信號分為兩路，一路控制信號通過延時校準后輸出至行驅動電路A，另一路控制信號直接輸出至行驅動電路B。本發明實現了對像元陣列的可靠控制，支持芯片的拼接復用，具有設計結構簡單、可移植性強，可靠性高的優點。

技術領域

本發明涉及CMOS圖像傳感器技術領域，具體為一種超大陣列圖像傳感器的校準型面陣驅動電路及方法。

背景技術

近幾年來，隨著核心電子器件的國產化進程，超大規模圖像傳感器作為重要的圖像采集核心元件，在航天、天文觀測、軍事偵察等領域受到廣泛關注。超大規模像元面陣帶來了更大的觀測范圍、高分辨率及出色的色彩表現力，但超大規模像元面陣也面臨著眾多設計瓶頸。其中一個就是面陣行控制信號線走線較長，且因面陣特殊性中間無法增加驅動器，由此帶來了面陣驅動力不足，像元陣列一致性差的問題。

傳統的面陣驅動方式采用單側譯碼電路直接控制行線，該方式僅適用于小規模圖像傳感器。早期的大規模圖像傳感器采用相同的方案，僅僅在輸出端通過增加多個大驅動管來增強信號驅動強度，以滿足行線驅動需求。隨著圖像傳感器規模進一步增大，行線負載大大增加，寄生效應增大，單側行驅動信號的瞬態響應速度進一步減慢，嚴重的影響了遠端像元的成像。為了解決該問題，開始出現雙側驅動的設計方案，但該方案引入了新的問題：工藝條件或應用環境的改變極易導致芯片雙側驅動不匹配，造成像元功耗大、像元驅動信號幅值衰減、像元電荷轉移特性差等問題。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種超大陣列圖像傳感器的校準型面陣驅動電路及方法，結構簡單，可測試延時信號，可調節延時配置值，提高了行驅動信號的匹配度，降低了行驅動電路的功耗。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種超大陣列圖像傳感器的校準型面陣驅動電路，包括行驅動電路A、行驅動電路B和驅動校準電路；

所述行驅動電路A和行驅動電路B的版圖結構相同，分別連接像元面陣，對像元面陣產生驅動信號；

所述驅動校準電路的輸入端連接產生圖像傳感器控制信號的狀態機的輸出端，驅動校準電路的輸出端分別連接行驅動電路A和行驅動電路B的輸入端；所述驅動校準電路將狀態機輸入的控制信號分為兩路，一路控制信號通過延時校準后輸出至行驅動電路A，另一路控制信號直接輸出至行驅動電路B。

優選的，所述行驅動電路包括依次連接的數字邏輯區和電平轉換區；所述數字邏輯區的輸入端連接驅動校準電路；電平轉換區的輸出端連接像元面陣的行輸入端；

所述數字邏輯區工作于低電源域下，對狀態機產生的控制信號進行邏輯運算，生成行控制信號；

所述電平轉換區對數字邏輯區生成的行控制信號進行電平轉換，以驅動高電源域下的像元面陣。

優選的，所述驅動校準電路包括SPI接口、延時寄存器、延時陣列和緩沖分流單元；

所述SPI接口輸出端連接延時寄存器輸入端，所述延時寄存器輸出端連接延時陣列輸入端；所述緩沖分流單元輸入端連接狀態機輸出端，緩沖分流單元輸出端分別連接延時陣列輸入端和行驅動電路B，延時陣列輸出端連接行驅動電路A，緩沖分流單元接收狀態機控制信號，將狀態機控制信號分為兩路進行分流輸出。

進一步的，所述延時陣列包括多個子電路單元UNIT，所述子電路單元UNIT包括第一邏輯模塊F1、第二邏輯模塊F2和多個延時步長單元STEP電路；