[發明專利]讀出電路、圖像傳感器及控制方法

有效

• 申請號: 202111295610.5
• 申請日: 2021-11-03
• 公開（公告）號: CN114025114B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 蔡化;陳正;夏天;芮松鵬
• 申請（專利權）人: 成都微光集電科技有限公司
• 主分類號: H04N25/78
• 分類號: H04N25/78;H04N25/76;H03K5/24;H03K21/02
• 代理公司: 上海恒銳佳知識產權代理事務所(普通合伙) 31286
• 代理人: 黃海霞

1.一種讀出電路，應用于CMOS圖像傳感器，其特征在于，包括：

至少兩個開關單元，不同所述開關單元的一端用于接收不同的像素信號；

比較器，所述比較器的一端與所有所述開關單元的另一端連接，所述比較器的另一端用于接收斜波信號，所述比較器用于將所述像素信號與斜波信號進行比較，以輸出比較信號；以及

計數器，與所述比較器的輸出端連接，用于根據所述斜波信號開始計數，根據所述比較信號停止計數，以得到計數值，然后對所述計數值進行減運算，以輸出數字信號。

2.根據權利要求1所述的讀出電路，其特征在于，所述斜波信號包括與所述開關單元數量相同的第一階段斜波信號和與所述開關單元數量相同的第二階段斜波信號，所述像素信號包括第一斜波階段的像素信號和第二斜波階段的像素信號，所述第一斜波階段的像素信號均處于高電平，所述第二斜波階段的像素信號均處于低電平，所述第一斜波階段的像素信號與所述第一階段斜波信號一一對應，所述第二斜波階段的像素信號與所述第二階段斜波信號一一對應。

3.根據權利要求2所述的讀出電路，其特征在于，所述比較器用于將所述第一斜波階段的像素信號與相對應的所述第一階段斜波信號進行對比，以輸出第一比較信號，所述比較器還用于將所述第二斜波階段的像素信號與相對應的所述第二階段斜波信號進行對比，以輸出第二比較信號。

4.根據權利要求3所述的讀出電路，其特征在于，所述計數器用于根據所述第一階段斜波信號開始計數，然后根據所述第一比較信號停止計數，以得到第一計數值，所述計數器還用于根據所述第二階段斜波信號開始計數，然后根據所述第二比較信號停止計數，以得到第二計數值，所述計數器還用于將所述第二計數值和相對應的所述第一計數值相減，以輸出數字信號。

5.一種圖像傳感器，其特征在于，包括：

像素陣列單元，用于感光后輸出像素信號；

行選譯碼驅動單元，與所述像素陣列單元連接，用于驅動所述像素陣列單元；

斜波發生單元，用于產生斜波信號；

至少一個如權利要求1～4任意一項所述的讀出電路，均與所述像素陣列單元和所述斜波發生單元連接；

輸出信號處理單元，與所述讀出電路連接，以將所述數字信號轉化為圖像并輸出；

時序控制單元，與所述行選譯碼驅動單元、所述斜波發生單元、所述讀出電路以及所述輸出信號處理單元連接，用于向所述行選譯碼驅動單元、所述斜波發生單元、所述讀出電路以及所述輸出信號處理單元發送時鐘信號。

6.根據權利要求5所述的圖像傳感器，其特征在于，所述像素陣列單元包括至少一個像素單元，所述像素單元包括第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管以及光電二極管，所述第一NMOS管的漏極連接工作電壓，所述第一NMOS管的源極連接所述第二NMOS管的柵極和所述第三NMOS管的漏極，所述第一NMOS管的柵極用于接收第六控制信號，所述第三NMOS管源極與所述光電二極管的負極連接，所述第三NMOS管的柵極用于接收第七控制信號，所述光電二極管的正極接地，所述第二NMOS管的漏極連接工作電壓，所述第二NMOS管的源極與所述第四NMOS管的漏極連接，所述第四NMOS管的柵極用于接收第一控制信號，所述第四NMOS管的源極用于輸出所述像素信號。

7.根據權利要求6所述的圖像傳感器，其特征在于，所述像素陣列單元還包括至少一條列輸出線，所述列輸出線與所述開關單元的一端一一對應連接，一條所述列輸出線與至少一個所述像素單元連接，以從所述像素單元接收所述像素信號。

8.一種如權利要求1所述的讀出電路的控制方法，其特征在于，包括：

依次開啟開關單元，以使比較器的一端接收不同的像素信號，所述比較器的另一端接收斜波信號，所述比較器依次將所述像素信號和所述斜波信號進行比較，以輸出比較信號；

計數器根據所述斜波信號開始計數，根據所述比較信號停止計數，以得到計數值；

所述計數器對所述計數值進行減運算，以輸出數字信號。