脉冲宽度调制像素曝光方法及像素结构技术

本发明专利技术提供一种脉冲宽度调制像素曝光方法及像素结构。该曝光方法，进行曝光操作时，先将光电二极管进行初始复位；在光照下将所述光电二极管的节点电压与比较器的参考电压进行比较，当所述光电二极管的节点电压达到或小于所述参考电压时，使所述比较器的输出信号开始发生反转；将所述比较器的输出信号整形为脉冲序列信号；将所述脉冲序列信号延时反馈为复位信号，使所述光电二极管在曝光时间内不断复位；获取所述光电二极管复位到所述比较器输出跳变的时间以及曝光时间内所述光电二极管的复位次数，作为表示光强的信号输出。本发明专利技术采用简单的电路结构实现了适用于PWM脉冲宽度调制像素的条件重置方式，达到了动态范围提升的效果。

Pulse width modulation pixel exposure method and pixel structure

The invention provides a pulse width modulation pixel exposure method and a pixel structure. The photodiode is initially reset when the exposure operation is performed, and the node voltage of the photodiode is compared with the reference voltage of the comparator under the light. When the node voltage of the photodiode reaches or is less than the reference voltage, the output signal of the comparator is started. The output signal of the comparator is reshaped as a pulse sequence signal; the pulse sequence signal is delayed to a reset signal so that the photodiode is reset continuously within the exposure time, obtaining the time for the photodiode to reset to the comparator output jump and the photoelectric two within the exposure time. The reset time of the pole tube is used as the signal output to indicate the intensity of light. The present invention uses a simple circuit structure to realize a conditional reset method suitable for PWM pulse width modulation pixels, and achieves the effect of dynamic range enhancement.

【技术实现步骤摘要】
脉冲宽度调制像素曝光方法及像素结构
本专利技术涉及图像传感器
，特别是涉及一种脉冲宽度调制像素曝光方法及像素结构。
技术介绍
目前市场上常用的图像传感器主要分为CMOS图像传感器和CCD图像传感器两种。而CMOS图像传感器由于其高度集成化，低功耗等优点，使其拥有更广泛的应用。并且在如今传感器智能化，便携化的流行趋势下，如何保持并优化CMOS图像传感器的低功耗的特点，就更加具有研究的意义。但由于CMOS工艺的不断提高，MOS管尺寸越来越小，电源电压相应降低，集成程度也越来越高。从而更多的功能模块将会被集成到芯片内部，使芯片具有更复杂的功能。相对的，在这个复杂的系统中，功耗的控制和优化的难度也会越来越高。所以超低功耗成为了如今CMOS图像传感器的迫切要求和主要挑战。常见的一种超低功耗的CMOS图像传感器的实现方式是采用脉冲宽度调制(PulseWidthModulation，PWM)像素。不同于传统的像素结构，PWM像素是将复位后的电压信号，利用比较器，与其参考电压进行比较，从而实现模拟信号向数字信号的转变。将与光强成反比的电压信号转化为与时间成正比的时间信号。此种像素的最大优点是可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲宽度调制像素曝光方法，所述脉冲宽度调制像素包括光电二极管和比较器，其特征在于，所述方法包括如下步骤：进行曝光操作时，先将光电二极管进行初始复位；在光照下将所述光电二极管的节点电压与比较器的参考电压进行比较，当所述光电二极管的节点电压达到或小于所述参考电压时，使所述比较器的输出信号开始发生反转；将所述比较器的输出信号整形为脉冲序列信号；将所述脉冲序列信号延时反馈为复位信号，使所述光电二极管在曝光时间内不断复位；获取所述光电二极管复位到所述比较器输出对应跳变的时间长度以及曝光时间内所述光电二极管的复位次数，作为表示光强的信号输出。

【技术特征摘要】
1.一种脉冲宽度调制像素曝光方法，所述脉冲宽度调制像素包括光电二极管和比较器，其特征在于，所述方法包括如下步骤：进行曝光操作时，先将光电二极管进行初始复位；在光照下将所述光电二极管的节点电压与比较器的参考电压进行比较，当所述光电二极管的节点电压达到或小于所述参考电压时，使所述比较器的输出信号开始发生反转；将所述比较器的输出信号整形为脉冲序列信号；将所述脉冲序列信号延时反馈为复位信号，使所述光电二极管在曝光时间内不断复位；获取所述光电二极管复位到所述比较器输出对应跳变的时间长度以及曝光时间内所述光电二极管的复位次数，作为表示光强的信号输出。2.根据权利要求1所述的脉冲宽度调制像素曝光方法，其特征在于：获取所述光电二极管初始复位到所述比较器第一次输出跳变的时间长度以及曝光时间内所述光电二极管的复位次数，作为表示光强的输出。3.根据权利要求1所述的脉冲宽度调制像素曝光方法，其特征在于：将所述比较器的输出信号通过多个反相器整形为脉冲序列信号。4.一种脉冲宽度调制像素结构，其特征在于，包括：光电二极管、初始复位晶体管、反馈复位晶体管、比较器、选行开关、信号整形电路、延时反馈电路、列级计数器、开关模块以及全局计数器；其中，所述初始复位晶体管的一端连接电源，另一端连接所述光电二极管的反向输入端，栅极接入初始复位信号；所述反馈复位晶体管的一端连接电源，另一端连接所述光电二极管的反向输入端，栅极连接所述延时反馈电路接入反馈复位信号；所述光电二极管的正向输入端接地；所述比较器的输入端分别接入所述光电二极管的节点电压和参考电压，所述比较器的输出端经由所述选...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪辉，霍书瑶，章琦，汪宁，田犁，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：上海,31