【技术实现步骤摘要】
高分辨率CMOS图像传感器
本专利技术涉及图像传感器领域,特别涉及一种高分辨率的多通道CMOS图像传感器。
技术介绍
图像传感器是组成数字摄像头的重要组成部分。根据元件的不同,可分为CXD和CMOS两大类。CMOS传感器获得广泛应用的一个前提是其所拥有的较高灵敏度、较短曝光时间和日渐缩小的像素尺寸。 通常来说,CMOS图像传感器的数据输出帧率是与像素大小成反比的,也就是说,对于超大分辨率的CMOS图像传感器来说(如超过5000万像素),通常帧率也非常低,一般小于I秒钟一帧。 但是对于某些特殊应用来说,超大分辨率的CMOS图像传感器却需要具备足够高的帧率,例如,在某些航拍CIS拍摄的应用中,由于需要捕捉高精度的地面分辨率,通常需要具备非常高的CMOS图像传感器分辨率。而由于航拍应用中飞行器通常在高速运动中,因此,需要CMOS图像传感器的帧率也较高,至少达到每秒钟5?10帧,这样才能在高速运动情况下,高效记录地面航拍效果。 由于CMOS工艺具备高度集成的特点,可以在一颗芯片上集成像素部分和数字处理电路部分,因此非常适用于有效提高图像传感器的帧率。所以,超高帧率的超大像素CMOS图像传感器是目前超大像素传感器
研究的重点。 现有的超高帧率的CMOS图像传感器通常是采用单通道数据输出架构,如果要实现6400万超高像素下每秒钟10帧以上的数据流能力,意味着每秒钟需要传输64M*10 =640M个像素,每秒钟6.4亿个像素的吞吐量显然是非常巨大的,将会对后端数字信号处理器带来极大的压力。
技术实现思路
本专利技术的主要 ...
【技术保护点】
一种CMOS图像传感器,其特征在于,包括多个独立且并行工作的图像传感器单元,每个所述图像传感器单元包括一个像素单元和一个数据处理及输出单元,各所述图像传感器单元的像素单元两两相邻设置且各所述数据处理及输出单元设置于各所述像素单元的外围;其中,每一所述像素单元包括一个由多个像素组成的像素阵列;每一所述数据处理及输出单元包括:第一控制模块,用于选中所述像素阵列的像素、控制所述像素阵列中同一列的像素的信号并行输出且控制同一行的像素的信号以预定顺序输出;多个双采样模块,对应所述像素阵列的各行配置,用于分别读取所述像素阵列各行的像素的信号并输出;数模转换模块,产生一表征数字信号与模拟信号转换关系的斜率信号;多个列级比较器模块,与各所述双采样模块相连,每一所述列级比较器模块根据该斜率信号将相连的双采样模块输出的模拟信号转换为数字信号;第二控制模块,用于控制各所述双采样模块并行读取所述像素阵列中同一列的像素的信号且控制每一所述双采样模块依所述预定顺序读取其对应行的各像素的信号;并控制各所述双采样模块将其读取的同一列的各像素的信号并行输出至各所述列级比较器模块;多个移位寄存器模块,与各所述列级比较器模 ...
【技术特征摘要】
1.一种CMOS图像传感器,其特征在于,包括多个独立且并行工作的图像传感器单元,每个所述图像传感器单元包括一个像素单元和一个数据处理及输出单元,各所述图像传感器单元的像素单元两两相邻设置且各所述数据处理及输出单元设置于各所述像素单元的外围;其中, 每一所述像素单元包括一个由多个像素组成的像素阵列; 每一所述数据处理及输出单元包括: 第一控制模块,用于选中所述像素阵列的像素、控制所述像素阵列中同一列的像素的信号并行输出且控制同一行的像素的信号以预定顺序输出; 多个双采样模块,对应所述像素阵列的各行配置,用于分别读取所述像素阵列各行的像素的信号并输出; 数模转换模块,产生一表征数字信号与模拟信号转换关系的斜率信号; 多个列级比较器模块,与各所述双采样模块相连,每一所述列级比较器模块根据该斜率信号将相连的双采样模块输出的模拟信号转换为数字信号; 第二控制模块,用于控制各所述双采样模块并行读取所述像素阵列中同一列的像素的信号且控制每一所述双采样模块依所述预定顺序读取其对应行的各像素的信号;并控制各所述双采样模块将其读取的同一列的各像素的信号并行输出至各所述列级比较器模块;多个移位寄存器模块,与各所述列级比较器模块相连,用于将所述多个列级比较器转换的数字信号串行输出;以及 高速数据接口模块,与所述多个移位寄存器模块的输出端相连,将其串行输出的数字信号依次输出。2.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器,其特征在于,每一所述像素包括感光二极管、传输管、悬浮节点、复位管、源跟随器和行选通管,所述传输管与所述感光二极管相连;所述传输管的漏极、所述源跟随器的栅极、所述复位管的源极连接于所述悬浮节点;所述行选通管的漏极与所述源跟随器的源极相连、源极与该像素对应的所述双采样模块的输入端相连; 对于每一个所述像素,所述第一控制模块控制所述悬浮节点进行电荷清空和复位以输出第一信号,控制所述传输管在所述悬浮节点进行电荷清空和复位后开启以输出第二信号,所述第一信号和第二信号的差值为该像素的信号。3.根据权利要求2所述的CMOS图像传感器,其特征在于,所述双采样模块包括第一通路和第二通...
【专利技术属性】
技术研发人员:李琛,
申请(专利权)人:上海集成电路研发中心有限公司,成都微光集电科技有限公司,
类型:发明
国别省市:上海;31
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