一种高速CMOS图像传感器电路制造技术

本发明专利技术公开了一种高速CMOS图像传感器电路，在像素积分电路中加入比较器电路，用于在电荷累计达到指定阈值时，自动停止积分；同一列像素的比较器电路输出信号经过开关接到一起，当有一个像素达到阈值时，同一列所有像素的积分都会立即停止；通过行选通信号逐行读出各列像素的状态。该电路能够获得更大的动态范围、更短的采集周期，从而获得更高的采集频率。

A high speed CMOS image sensor circuit

【技术实现步骤摘要】
一种高速CMOS图像传感器电路
本专利技术涉及CMOS图像传感器
，尤其涉及一种高速CMOS图像传感器电路。
技术介绍
3D轮廓测量仪是利用线激光器产生激光平面，投射到被测目标表面形成投影线，激光平面沿着被测目标表面起伏，投影线也有相应的起伏；测量仪上的相机拍摄投影线的形状，然后应用图像处理算法依据投影线在图像上的位置得到投影线的空间位置，从而得到被测目标表面的一条轮廓线的空间坐标。现有技术一般使用CMOS图像传感器采集投影线的图像，而常见的图像处理算法通常会在图像传感器的每一列只保留一个点作为投影线在该列的位置，使得采集效率不高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高速CMOS图像传感器电路，该电路能够获得更大的动态范围、更短的采集周期，从而获得更高的采集频率。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种高速CMOS图像传感器电路，所述传感器电路包括像素阵列模块、控制模块、输出模块以及电源模块，其中：所述像素阵列模块由像素单元电路排列而成，所述像素单元电路包括光电积分电路、比较器电路以及若干开关；所述比较器电路用于在判断电荷累计达到指定阈值时，自动停止积分；同一列像素的比较器电路输出经过开关接到一起，当有一个像素达到阈值时，同一列所有像素的积分都会立即停止；然后通过行选通信号逐行读出各列像素的状态；所述控制模块用于产生RST、PD、TX、TX2、Rsel[1…N]信号，并接受外部的指令产生对应的阈值，提供给所述比较器电路；输出模块把各列输出的信号组合输出,每列对应1位,每8列组合成一个字节。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，上述电路能够获得更大的动态范围、更短的采集周期，从而获得更高的采集频率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例提供的高速CMOS图像传感器电路的结构示意图；图2为本专利技术实施例所述电路的工作过程示意图；图3为本专利技术实施例所述电路的像素阵列连线图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。下面将结合附图对本专利技术实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本专利技术实施例提供的高速CMOS图像传感器电路的结构示意图，本实施例以分辨率为MxN(N行M列)的传感器为例，该传感器电路包括：像素阵列模块、控制模块、输出模块以及电源模块，其中：所述像素阵列模块由像素单元电路排列而成，所述像素单元电路包括光电积分电路、比较器电路以及若干开关；所述比较器电路用于在判断电荷累计达到指定阈值时，自动停止积分；具体实现中，如图2所示为本专利技术实施例所述电路的工作过程示意图，如图3所示为本专利技术实施例所述电路的像素阵列连线图，参考图2、图3：同一列像素的比较器电路输出经过开关SW3接到一起，如图2中的Cut信号，当有一个像素达到阈值时，同一列所有像素的积分都会立即停止；然后通过行选通信号Rsel逐行读出各列像素的状态；所述控制模块用于产生RST、PD、TX、TX2、Rsel[1…N]等信号，并接受外部的指令产生对应的阈值，提供给所述比较器电路；输出模块把各列输出的信号组合输出,每列对应1位,每8列组合成一个字节。基于上述的电路结构可以获得更大的动态范围，每一列像素的实际积分时间是根据像素接收到的光线强度自动调节的，不会出现过饱和。同时，数据量更小，在输出图像时每行每列像素只输出1位,因此一个MxN(N行M列)分辨率图像只需要1M字节即可完全表示。例如每行每列像素只输出1位一个4096x2048分辨率的CMOS图像，且每帧图像只需要1M字节。另外，在CMOS输出的图像中，每列只有一个点是1，其他都是0，后端可以直接读出光点的位置，而不需要进行复杂的图像处理。下面对上述高速CMOS传感器电路的工作过程进行举例描述：1、在积分阶段(1)控制模块首先根据外部输入设定参考电压Vref；(2)控制模块设置RST信号输出低电平，使开关SW1、SW5断开；设置PD信号为高电平，使SW2闭合；设置TX2信号为高电平，使SW3闭合；设置Rsel[1…N]信号为低电平，SW4断开；所有像素开始积分；(3)当某个像素的电容C1电压低于设定的参考电压Vref时，比较器电路输出低电平；该低电平信号使SW2断开，电容C1与光电二极管D1的连接被断开，从而停止积分；(4)比较器电路输出的低电平还经过SW3和Cut线路传递，使同一列的其他像素的SW2断开，从而使同一列的其他像素都停止积分。2、读出阶段(1)经过预定的时间间隔(最长积分时间)后，控制模块设置PD信号为低电平，使所有像素的开关SW2断开；(2)逐行输出选通信号Rsel[1…N]，使每列像素中指定行的SW4闭合，比较器电路的输出经过Out[1…N]端口输入到输出模块。3、复位阶段控制模块设置RST信号输出高电平，使开关SW1、SW5闭合，实现D1和C1的复位。值得注意的是，本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速CMOS图像传感器电路，其特征在于，所述传感器电路包括像素阵列模块、控制模块、输出模块以及电源模块，其中：/n所述像素阵列模块由像素单元电路排列而成，所述像素单元电路包括光电积分电路、比较器电路以及若干开关；/n所述比较器电路用于在判断电荷累计达到指定阈值时，自动停止积分；/n同一列像素的比较器电路输出经过开关接到一起，当有一个像素达到阈值时，同一列所有像素的积分都会立即停止；然后通过行选通信号逐行读出各列像素的状态；/n所述控制模块用于产生RST、PD、TX、TX2、Rsel[1…N]信号，并接受外部的指令产生对应的阈值，提供给所述比较器电路；/n输出模块把各列输出的信号组合输出,每列对应1位,每8列组合成一个字节。/n

【技术特征摘要】
1.一种高速CMOS图像传感器电路，其特征在于，所述传感器电路包括像素阵列模块、控制模块、输出模块以及电源模块，其中：
所述像素阵列模块由像素单元电路排列而成，所述像素单元电路包括光电积分电路、比较器电路以及若干开关；
所述比较器电路用于在判断电荷累计达到指定阈值时，自动停止积分；
同一列像素的比较器电路输出经过开关接到一起，当有一个像素达到阈值时，同一列所有像素的积分都会立即停止；然后通过行选通信号逐行读出各列像素的状态；
所述控制模块用于产生RST、PD、TX、TX2、Rsel[1…N]信号，并接受外部的指令产生对应的阈值，提供给所述比较器电路；
输出模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕盼稂，刘正，卢小银，
申请(专利权)人：合肥富煌君达高科信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34