全局快门图像传感器像素结构及其信号采样读取方法技术

本发明专利技术公开了一种全局快门图像传感器像素结构及其信号采样读取方法，所述像素结构包括感光单元、存储单元以及输出单元，所述感光单元与所述存储单元连接，所述存储单元与所述输出单元连接，所述存储单元包括第一放大器，所述第一放大器与所述感光单元连接，所述输出单元包括第二放大器，所述第二放大器与所述存储单元连接；所述感光单元用于产生复位信号和采集图像信号，所述存储单元用于放大，采样，存储全局曝光产生的复位信号和图像信号所述输出单元用于放大输出所述复位信号和图像信号，以获得有效的实现相关双采样的图像信息。本全局快门像素电路结构改善了现有全局曝光图像传感器技术中信号输出幅度减半的问题。

【技术实现步骤摘要】
全局快门图像传感器像素结构及其信号采样读取方法
本专利技术涉及半导体图像传感器领域，尤其涉及一种全局快门图像传感器像素结构及其信号采样读取方法。
技术介绍
CMOS图像传感器是目前广泛使用的将光信号转换为电信号的成像装置，它主要有两种快门实现方式，卷帘快门(rollingshutter)和全局快门(globalshutter)。卷帘快门是通过像素阵列逐行曝光的方式实现的，每个独立的行在完成前一帧当前像素行的读出后即可以开始下一帧的曝光。每行开始曝光的最短时间延迟为每行的读取时间。这样周期性的读取图像，使得每一行的曝光时间相同，但在曝光的起止点不同。如果成像区域有运动物体，则扫描得到的图像将会出现失真。为了解决这种失真就需要全局快门的帮助。全局快门图像传感器所有像素点同时开始曝光，同时结束曝光。光电转换结束后整个阵列再按顺序读出得到一幅完整的图片。全局快门图像传感器像素结构与卷帘快门像素结构最主要的区别是在每个像素中增加了信号存储单元，以实现全局曝光的信号存储。全局快门像素在曝光结束后同时将感光元件光电转换所得的信号存入存储单元。这样感光元件在电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全局快门图像传感器像素结构，其特征在于，所述全局快门图像传感器像素结构包括感光单元、存储单元以及输出单元，所述感光单元与所述存储单元连接，所述存储单元与所述输出单元连接，所述存储单元包括第一放大器，所述第一放大器与所述感光单元连接，所述输出单元包括第二放大器，所述第二放大器与所述存储单元连接；所述感光单元用于产生复位信号和采集图像信号，所述存储单元用于放大和采样存储全局曝光的复位信号和图像信号，所述输出单元用于放大输出所存储的复位信号和图像信号，以获得有效的全局曝光图像信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种全局快门图像传感器像素结构，其特征在于，所述全局快门图像传感器像素结构包括感光单元、存储单元以及输出单元，所述感光单元与所述存储单元连接，所述存储单元与所述输出单元连接，所述存储单元包括第一放大器，所述第一放大器与所述感光单元连接，所述输出单元包括第二放大器，所述第二放大器与所述存储单元连接；所述感光单元用于产生复位信号和采集图像信号，所述存储单元用于放大和采样存储全局曝光的复位信号和图像信号，所述输出单元用于放大输出所存储的复位信号和图像信号，以获得有效的全局曝光图像信息。


2.根据权利要求1所述的全局快门图像传感器像素结构，其特征在于，所述感光单元包括感光元件、第一开关元件、第二开关元件、以及悬浮节点，所述感光元件与所述第一开关元件的一端连接，所述第一开关元件的另一端接入所述悬浮节点，所述第一开关元件控制所述感光元件经光电转换积累的电荷的传输，所述第二开关元件的一端接入所述悬浮节点，所述第二开关元件的另一端接入电源电压。


3.根据权利要求2所述的全局快门图像传感器像素结构，其特征在于，所述存储单元还包括第三开关元件、第四开关元件、第一存储电容以及第二存储电容，所述第三开关元件的一端与所述第一放大器连接，所述第三开关元件的另一端与所述第四开关元件连接；所述第三开关元件与所述第四开关元件之间设置有第一存储节点，所述第一存储电容的一端接入所述第一存储节点，以存储采样获得的图像信号；所述第二存储电容与所述第四开关元件连接，以存储采样获得的复位信号；所述第四开关元件和第二存储电容之间设置有第二存储节点。


4.根据权利要求3所述的全局快门图像传感器像素结构，其特征在于，所述输出单元包括还包括第五开关元件和第六开关元件，所述第五开关元件的第一端接入电源电压，所述第五开关元件的第二端与所述第二放大器连接，所述第六开关元件与所述第二放大器连接，用于使能像素的输出。


5.根据权利要求4所述的全局快门图像传感器像素结构，其特征在于，所述第二放大器包括第二源极跟随器，所述第二源极跟随器的第一端接入所述第五开关元件，所述第二源极跟随器的第二端接入所述第六开关元件连接，所述第二源极跟随器的第三端接入电源电压。


6.根据权利要求3所述的全局快门图像传感器像素结构，其特征在于，所述第一放大器包括第一源极跟随器，所述第一源极跟随器的一端接入所述感光单元，以接收所述感光单元的复位信号或图像信号，并将所述复位信号或图像信号进行放大。


7.根据权利要求6所述的全局快门图像传感器像素结构，其特征在于，所述第一源极跟随器包括第一放大元件以及第二放大元件，所述第一放大元件的第一端接入所述悬浮节点，所述第一放大元件的第二端接入电源电压，所述第一放大元件的第三端接入第二放大元件；所述第三开关元件接入所述第一放大元件与所述第二放大元件之间，以接收经过所述第一放大元件和第二放大元件放大的复位信号或图像信号。


8.根据权利要求6所述的全局快门图像传感器像素结构，其特征在于，所述第一源极跟随器包括第三放大元件，所述第三放大元件的第一端接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志升，郭佳，许阳，
申请(专利权)人：深圳市南北微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44