像素单元的读出单元以及像素阵列的读出电路制造技术

本发明专利技术提供了一种像素单元的读出单元以及像素阵列的读出电路，所述像素单元的读出单元，包括：采样模块对像素单元的输出进行采样；导通控制单元连接第一电流源单元，第一电流源单元用于提供第一偏置电流；第一控制信号用于控制导通控制单元在采样模块进行采样的过程中导通、以及在采样完成时断开；第二控制信号用于控制采样模块在采样模块进行采样的过程中导通、以及在采样完成时断开。本发明专利技术可以实现在进行采样的过程中第一电流源单元给像素单元提供第一偏置电流，并在导通控制单元断开时，停止供应第一偏置电流，可以节省功耗，又因为停止供应第一偏置电流时，像素单元的输出会不稳定，所以采样模块也需断开，以避免信号采集混乱。集混乱。集混乱。

【技术实现步骤摘要】
像素单元的读出单元以及像素阵列的读出电路


[0001]本专利技术涉及集成电路设计
，尤其涉及一种像素单元的读出单元以及像素阵列的读出电路。

技术介绍

[0002]CMOS图像传感器(The CMOS 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。随着各类应用要求的不断提高，CIS分辨率、帧率也不断提高，CIS功耗也随之不断升高，温度的升高会带来很多问题，包括CIS像素暗电流噪声的升高、封装散热问题等，都会直接影响到最终的成像质量。在保证性能的情况下，尽可能降低CIS功耗已成为一个技术难点。当前主流的CIS读出电路是以列并行模数转换器(analog
‑
to
‑
digital converter，ADC)为主的架构，要降低CIS整体功耗，最重要的是降低列ADC的功耗。
[0003]因此，本专利技术提出了一种像素单元的读出单元以及像素阵列的读出电路，以降低功耗。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种像素单元的读出单元以及像素阵列的读出电路，以解决现有的图像传感器的读出电路功耗较大的问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种像素单元的读出单元，包括：导通控制单元、采样模块、读取模块、第一电流源单元和第二电流源单元；所述导通控制单元的第一端、所述采样模块的第一端均与像素单元的输出端连接，所述采样模块用于对所述像素单元的输出进行采样；所述导通控制单元的第二端连接所述第一电流源单元的第一端，所述第一电流源单元的第二端接地，所述第一电流源单元的第三端用于接收第一偏置电压，所述第一偏置电压用于提供第一偏置电流；所述采样模块的第二端连接读取模块，所述读取模块用于对采样后的信号进行模数转换处理；所述导通控制单元的第三端用于接收第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述导通控制单元在所述采样模块进行采样的过程中导通、以及在所述采样完成时断开；所述采样模块的第三端用于接收第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述采样模块在所述采样模块进行采样的过程中导通、以及在所述采样完成时断开；所述第二电流源单元用于给所述读取模块提供稳定的电流，以保证读取模块在所述导通控制单元断开时的输出稳定。
[0006]其有益效果在于：本专利技术所提供的导通控制单元仅需在所述采样模块进行采样的过程中导通、以及在所述采样完成时断开，可以实现所述采样模块进行采样的过程中所述第一电流源单元给所述像素单元提供第一偏置电流，并在所述导通控制单元断开时，停止供应所述第一偏置电流，相比现有技术，可以节省功耗。又因为停止供应所述第一偏置电流时，像素单元的输出会不稳定，所以采样模块也需断开，以避免信号采集混乱。
[0007]可选地，所述读取模块包括比较器、计数器和逻辑控制单元；所述比较器的第一输入端连接所述采样模块的第二端，用于获取所述采样模块的采样结果；所述比较器的第二
输入端用于获取斜坡信号；所述比较器用于将所述斜坡信号和所述采样结果进行比较；所述逻辑控制单元的输出端、所述第二电流源单元的第一端均与所述比较器的第三输入端连接，所述第二电流源单元的第二端接地，所述第二电流源单元的第三端用于接收第二偏置电压，所述第二偏置电压用于提供第二偏置电流；所述计数器的输入端、所述逻辑控制单元的第一输入端均与所述比较器的输出端连接，所述逻辑控制单元的第二输入端用于获取斜坡发生器的使能信号，所述逻辑控制单元的第一输入端用于获取所述比较器的比较结果，所述逻辑控制单元用于通过获取所述比较结果与所述使能信号实现对所述比较器与所述第二电流源单元的导通或断开。
[0008]其有益效果在于：本专利技术通过所述逻辑控制单元用于通过获取所述比较结果与所述使能信号实现对所述比较器与所述第二电流源单元的导通或断开，能够进一步节省功耗。
[0009]可选地，所述导通控制单元包括第一开关电路，所述第一开关电路的第一端连接所述像素单元的输出端，所述第一开关电路的第二端连接所述第一电流源单元的第一端，所述第一开关电路的第三端用于接收所述第一控制信号。
[0010]可选地，所述第一电流源单元包括第一N型晶体管，所述第一N型晶体管的漏极连接所述第一开关电路的第二端，所述第一N型晶体管的栅极用于接收所述第一偏置电压，所述第一N型晶体管的源极接地。其有益效果在于：设计简单，能够给像素单元的输出提供稳定的电流。
[0011]可选地，所述采样模块包括第二开关电路和采样电容；所述第二开关电路的第一端连接所述导通控制单元的第一端，所述第二开关电路的第二端连接所述采样电容的第一端，所述第二开关电路的第三端用于接收所述第二控制信号，所述采样电容的第二端接地。
[0012]可选地，所述逻辑控制单元包括第三开关电路和异或门；所述第三开关电路的第一端连接所述比较器的第三输入端，所述第三开关电路的第二端连接所述第二电流源单元的第一端；所述异或门的第一输入端连接所述比较器的输出端，用于获取所述比较结果，所述异或门的第二输入端用于获取所述使能信号；所述异或门的输出端连接所述第三开关电路的第三端，用于给所述第三开关电路提供状态控制信号，所述状态控制信号控制所述第三开关电路导通或断开。其有益效果在于：本专利技术通能够在所述比较器的工作过程中提供所述第二偏置电流，并在所述比较器的非工作阶段停止提供第二偏置电流，能够实现节省功耗的目的。
[0013]可选地，所述读取模块还包括缓冲器；所述缓冲器的输入端连接所述比较器的输出端，所述缓冲器的输出端连接所述异或门的第一输入端，所述缓冲器用于对所述比较结果进行缓冲。
[0014]可选地，所述缓冲器包括偶数个串联的反相器。
[0015]可选地，所述第二电流源单元包括第二N型晶体管，所述第二N型晶体管的漏极连接所述逻辑控制单元的输出端、所述比较器的第三输入端，所述第二N型晶体管的栅极用于接收第二偏置电压，所述第二偏置电压用于提供所述第二偏置电流，所述第二N型晶体管的源极接地。其有益效果在于：设计简单，能够给计数器提供稳定的电流。
[0016]第二方面，本专利技术提供一种像素阵列的读出电路，包括至少一个如第一方面中任一项所述的像素单元的读出单元，每一个所述读出单元分别连接像素阵列中的一列像素单
元。
附图说明
[0017]图1为一种四管像素单元电路结构示意图；
[0018]图2为一种四管像素单元的工作时序示意图；
[0019]图3为一种图像传感器读出电路的结构示意图；
[0020]图4为一种图像传感器读出电路的工作时序示意图；
[0021]图5为本专利技术所提供的一种像素单元的读出单元实施例示意图；
[0022]图6为本专利技术所提供的一种像素单元的读出单元的工作时序实施例示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。其中，在本申请实施例的描述中，以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种像素单元的读出单元，其特征在于，包括：导通控制单元、采样模块、读取模块、第一电流源单元和第二电流源单元；所述导通控制单元的第一端、所述采样模块的第一端均与像素单元的输出端连接，所述采样模块用于对所述像素单元的输出进行采样；所述导通控制单元的第二端连接所述第一电流源单元的第一端，所述第一电流源单元的第二端接地，所述第一电流源单元的第三端用于接收第一偏置电压，所述第一偏置电压用于提供第一偏置电流；所述采样模块的第二端连接读取模块，所述读取模块用于对采样后的信号进行模数转换处理；所述导通控制单元的第三端用于接收第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述导通控制单元在所述采样模块进行采样的过程中导通、以及在所述采样完成时断开；所述采样模块的第三端用于接收第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述采样模块在所述采样模块进行采样的过程中导通、以及在所述采样完成时断开；所述第二电流源单元用于给所述读取模块提供稳定的电流，以保证读取模块在所述导通控制单元断开时的输出稳定。2.根据权利要求1所述的像素单元的读出单元，其特征在于，所述读取模块包括比较器、计数器和逻辑控制单元；所述比较器的第一输入端连接所述采样模块的第二端，用于获取所述采样模块的采样结果；所述比较器的第二输入端用于获取斜坡信号；所述比较器用于将所述斜坡信号和所述采样结果进行比较；所述逻辑控制单元的输出端、所述第二电流源单元的第一端均与所述比较器的第三输入端连接，所述第二电流源单元的第二端接地，所述第二电流源单元的第三端用于接收第二偏置电压，所述第二偏置电压用于提供第二偏置电流；所述计数器的输入端、所述逻辑控制单元的第一输入端均与所述比较器的输出端连接，所述逻辑控制单元的第二输入端用于获取斜坡发生器的使能信号，所述逻辑控制单元的第一输入端用于获取所述比较器的比较结果，所述逻辑控制单元用于通过获取所述比较结果与所述使能信号实现对所述比较器与所述第二电流源单元的导通或断开。3.根据权利要求1所述的像素单元的读出单元，其特征在于，所述导通控制单元包括第一开关电路，所述第一开关电路的第一端连接所述像素单元的输出端，所述第一开关电路的第二端连接所述第一电...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡化，陈飞，王勇，
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：