图像传感器读出电路制造技术

本发明专利技术提供了一种图像传感器读出电路，包括基准电压输入单元，用于输入斜波信号和不同的基准电压；比较单元，其中一个输入端输入像素数据，另外一个输入端与基准电压输入单元电连接以输入斜波信号和基准电压，并根据两个输入端的信号比较输出高位读出数据；计数单元，与比较单元的输出端电连接以输出低位读出数据；控制逻辑单元，控制逻辑单元的输入端与比较单元的输出端电连接以获取高位读出数据并输出，控制逻辑单元的输出端与基准电压输入单元电连接，以控制基准电压输入单元输入不同的信号。本发明专利技术大幅度缩减了读出所需时间，有利于提高数据输出帧率，缩短数据读出周期。缩短数据读出周期。缩短数据读出周期。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器读出电路


[0001]本专利技术涉及集成电路设计
，尤其涉及一种图像传感器读出电路。

技术介绍

[0002]CMOS图像传感器(Image Sensor，CIS)已广泛应用于视频、监控、工业制造、汽车、家电等成像领域。主流CIS读出电路结构是以列级单斜模数转换器(SS
‑
ADC)为主的读出电路，以保证CIS在合理的功耗下具有足够的转换精度和速度。而该结构最主要的缺点是转换所需计数周期较长，其计数周期随ADC分辨率呈指数增长。例如一个12位的SS
‑
ADC，需要4095个计数周期。在CIS的分辨率和帧率较高的应用中，基于传统SS
‑
ADC的读出电路结构已无法满足此类要求。
[0003]因此，有必要提供一种新型的图像传感器读出电路以解决现有技术中存在的上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种图像传感器读出电路，大幅度缩减了读出所需时间，有利于提高数据输出帧率，缩短数据读出周期。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的所述一种图像传感器读出电路，包括：
[0006]基准电压输入单元，用于输入斜波信号和不同的基准电压；
[0007]比较单元，其中一个输入端以输入像素数据，另外一个输入端与所述基准电压输入单元电连接以输入所述斜波信号和所述基准电压，并根据两个输入端的信号比较输出高位读出数据；
[0008]计数单元，与所述比较单元的输出端电连接以输出低位读出数据；
[0009]控制逻辑单元，所述控制逻辑单元的输入端与所述比较单元的输出端电连接以获取所述高位读出数据并输出，所述控制逻辑单元的输出端与所述基准电压输入单元电连接，以控制所述基准电压输入单元输入不同的信号。
[0010]本专利技术所述图像传感器读出电路的有益效果在于：在采集到像素数据之后，通过控制逻辑单元控制基准电压输入单元输入斜波信号和不同的基准电压，以便于比较单元基于斜波信号和基准电压对像素数据进行逐次逼近的高位转换以输出高位读出数据，而计数单元则对其余的低位数据进行列级单斜转换以输出低位读出数据，针对像素数据中的高位数据和低位数据分别采用不同的转换方式读出，同传统列单斜ADC相比，能有效缩短像素数据读出时间，有利于提高帧率，也有利于提高CIS的数据输出帧率。
[0011]可选的，所述比较单元包括第一电容、第二电容和比较器，所述第一电容的一端与所述像素数据的输入端连接，所述第一电容的另一端与所述比较器的第一输入端连接，所述第二电容的一端与所述基准电压输入单元的输出端连接，所述第二电容的另一端与所述比较器的第二输入端连接，所述比较器的输出端分别与所述计数单元和所述控制逻辑单元连接。
[0012]可选的，所述比较单元还包括第一复位开关和第二复位开关，所述第一复位开关一端与所述第一输入端连接，另一端与所述比较器的一个复位端连接；所述第二复位开关一端与所述第二输入端连接，另一端与所述比较器的另一个所述复位端连接。
[0013]可选的，所述基准电压输入单元包括基准电压生成电路和组合开关，所述基准电压生成电路一端输入基准电流，另一端接地，所述控制逻辑模块与所述组合开关连接以控制所述组合开关的状态，且所述基准电压生成电路包括若干个电阻，相邻的所述电阻之间均连接有电压节点，所述组合开关包括若干个开关，每一个所述电压节点通过所述开关与所述第二电容连接，以输入不同的基准电压。
[0014]可选的，所述开关的数量与所述电压节点的数量相同。
[0015]可选的，所述基准电压生成电路包括依次连接的第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述电压节点包括第一节点、第二节点、第三节点、第四节点和第五节点，所述第一电阻一端输入所述基准电流，另一端与所述第五节点和所述第二电阻另一端连接，所述第二电阻另一端与所述第四节点和所述第三电阻一端连接，所述第三电阻另一端与所述第三节点和所述第四电阻一端连接，所述第四电阻另一端与所述第二节点和所述第五电阻一端连接，所述第五电阻另一端与所述第一节点和所述第六电阻一端连接，所述第六电阻另一端接地。
[0016]可选的，所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻、所述第五电阻和所述第六电阻的大小均相同。
[0017]可选的，所述开关的数量为六个，分别为斜坡开关、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第五开关，所述斜波开关一端与所述第二电容连接，另一端与斜波发生器连接以输入所述斜波信号，所述第一节点通过所述第一开关与所述第二电容连接，所述第二节点通过所述第二开关与所述第二电容连接，所述第三节点通过所述第三开关与所述第二电容连接，所述第四节点通过所述第四开关与所述第二电容连接，所述第五节点通过所述第五开关与所述第二电容连接。
[0018]可选的，所述基准电压生成电路还包括若干个依次串联连接在所述第六电阻另一端的第七电阻，最末端的所述第七电阻一端接地，每一个所述第七电阻用于提供不同的基准电压。
[0019]可选的，所述图像传感器读出电路还包括行选译码驱动单元、斜波发生器和时序控制单元，所述斜波发生器的输出端与所述第二电容连接以输入所述斜波信号，所述时序控制单元的输出端与所述斜波发生器的输入端连接，且所述时序控制单元与所述行选译码驱动单元的输入端连接，所述行选译码驱动单元的输出端与所述像素单元连接。
附图说明
[0020]图1为现有技术中的读出电路的的电路图；
[0021]图2为现有技术中的读出电路的时序图；
[0022]图3为本专利技术实施例所述图像传感器读出电路的电路图；
[0023]图4为本专利技术实施例所述图像传感器读出电路中基准电压生成电路的电路图；
[0024]图5为本专利技术实施例所述图像传感器读出电路的时序图；
[0025]图6为本专利技术实施例所述像素单元中像素电路的电路图；
[0026]图7为本专利技术实施例的图6中所述像素电路的时序图；
[0027]图8为本专利技术实施例所述图像传感器读出电路的整体电路图。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的附图，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，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
[0029]在现有技术中，现有的读出电路一般包括像素阵列101、比较器102、计数器103、斜波发生器104、时序控制105、行选译码驱动106和输出信号处理107，像素阵列101由若干个阵列排布的像素电路P组成，比较器10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器读出电路，其特征在于，包括：基准电压输入单元，用于输入斜波信号和不同的基准电压；比较单元，其中一个输入端输入像素数据，另外一个输入端与所述基准电压输入单元电连接以输入所述斜波信号和所述基准电压，并根据两个输入端的信号比较输出高位读出数据；计数单元，与所述比较单元的输出端电连接以输出低位读出数据；控制逻辑单元，所述控制逻辑单元的输入端与所述比较单元的输出端电连接以获取所述高位读出数据并输出，所述控制逻辑单元的输出端与所述基准电压输入单元电连接，以控制所述基准电压输入单元输入不同的信号。2.根据权利要求1所述的图像传感器读出电路，其特征在于，所述比较单元包括第一电容、第二电容和比较器，所述第一电容的一端与所述像素数据的输入端连接，所述第一电容的另一端与所述比较器的第一输入端连接，所述第二电容的一端与所述基准电压输入单元的输出端连接，所述第二电容的另一端与所述比较器的第二输入端连接，所述比较器的输出端分别与所述计数单元和所述控制逻辑单元连接。3.根据权利要求2所述的图像传感器读出电路，其特征在于，所述比较单元还包括第一复位开关和第二复位开关，所述第一复位开关一端与所述第一输入端连接，另一端与所述比较器的一个复位端连接；所述第二复位开关一端与所述第二输入端连接，另一端与所述比较器的另一个所述复位端连接。4.根据权利要求2所述的图像传感器读出电路，其特征在于，所述基准电压输入单元包括基准电压生成电路和组合开关，所述基准电压生成电路一端输入基准电流，另一端接地，所述控制逻辑模块与所述组合开关连接以控制所述组合开关的状态，且所述基准电压生成电路包括若干个电阻，相邻的所述电阻之间均连接有电压节点，所述组合开关包括若干个开关，每一个所述电压节点通过所述开关与所述第二电容连接，以输入不同的基准电压。5.根据权利要求4所述的图像传感器读出电路，其特征在于，所述开关的数量与所述电压节点的数量相同。6.根据权利要求4所述的图像传感器读出电路，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡化，
申请(专利权)人：成都微光集电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：