一种图像传感器的驱动方法、驱动装置及图像传感器制造方法及图纸

本发明专利技术描述了一种图像传感器的驱动方法，包括：获取预曝光行地址数字信号、采样行地址数字信号、预曝光行传输数字信号和采样行传输数字信号，通过电压电平转换器输出预曝光行地址模拟信号、采样行地址模拟信号、预曝光行传输模拟信号和采样行传输模拟信号，并基于上述模拟信号输出锁存地址模拟信号；基于预曝光行地址模拟信号、采样行地址模拟信号、预曝光行传输模拟信号、采样行传输模拟信号以及锁存地址模拟信号输出栅极传输控制信号。本发明专利技术还提供了一种图像传感器的驱动装置以及包含该驱动装置的图像传感器。本发明专利技术能够实现更小的设计面积和功耗，节省电压电平转换器的数量，减少硬件开销。少硬件开销。少硬件开销。

【技术实现步骤摘要】
一种图像传感器的驱动方法、驱动装置及图像传感器


[0001]本专利技术涉及图像传感器领域，特别是涉及一种图像传感器的驱动方法、驱动装置以及包含该驱动装置的图像传感器。

技术介绍

[0002]随着智能化时代的日新月异，摄像头对于消费者来说已经是耳熟能详的名词，而拍照性能的高低与CMOS图像传感器(CIS)芯片具有直接的关系。
[0003]目前，图像传感器的曝光方式可以分为滚动曝光方式(rolling shutter)和全局曝光方式(global shutter)。
[0004]对于滚动曝光方式，像素阵列各行的曝光时间或时间段不一样，同一时间只有一行处于读取状态，为了保证时序正确，存在部分行像素处于不进行曝光也不进行读取的状态，对于全局曝光方式，像素阵列各行同时曝光，在不同时间段读取，因此在某一像素行在读取状态下，其他像素行相当于处于闲置状态。
[0005]因此，控制每行像素行需要多个控制信号，控制信号由外部控制单元输入，这意味着每行像素行需要多个电压电平转换器，对于多行多列构成的像素阵列来说，这将进一步增加硬件开销。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供一种图像传感器的驱动方法、包含该图像传感器的驱动方法的图像传感器。
[0007]本专利技术提供了一种图像传感器的驱动方法，包括：获取预曝光行地址数字信号(d_sp_add)、采样行地址数字信号(d_rp_add)、预曝光行传输数字信号(d_sp_tx)和采样行传输数字信号(d_rp_tx)，并通过电压电平转换器(level shift)输出预曝光行地址模拟信号(a_sp_add)、采样行地址模拟信号(a_rp_add)、预曝光行传输模拟信号(a_sp_tx)和采样行传输模拟信号(a_rp_tx)；
[0008]基于预曝光行地址模拟信号(a_sp_add)、采样行地址模拟信号(a_rp_add)、预曝光行传输模拟信号(a_sp_tx)和采样行传输模拟信号(a_rp_tx)输出锁存地址模拟信号(a_lat_addb)；
[0009]并基于预曝光行地址模拟信号、采样行地址模拟信号、预曝光行传输模拟信号、采样行传输模拟信号以及锁存地址模拟信号输出栅极传输控制信号；
[0010]栅极传输控制信号用于控制图像传感器的像素电路中传输晶体管的开启与关闭。
[0011]本专利技术还提供一种图像传感器的驱动装置，包括：控制模块、驱动模块，控制模块与驱动模块耦接，其中，控制模块至少包括反相调节模块，驱动模块至少包括栅极驱动模块；
[0012]驱动装置还包括电压电平转换器，电压电平转换器用于根据预曝光行地址数字信号、采样行地址数字信号、预曝光行传输数字信号和采样行传输数字信号，输出预曝光行地
址模拟信号、采样行地址模拟信号、预曝光行传输模拟信号和采样行传输模拟信号；
[0013]反相调节模块用于根据曝光行地址模拟信号、采样行地址模拟信号、曝光行传输模拟信号和采样行传输模拟信号，输出锁存地址模拟信号；
[0014]栅极驱动模块用于根据曝光行地址模拟信号、采样行地址模拟信号、曝光行传输模拟信号、采样行传输模拟信号以及锁存地址模拟信号输出栅极传输控制信号；其中，栅极传输控制信号用于控制像素单元的传输晶体管的开启与关闭。
[0015]本专利技术还提供了一种包含该图像传感器的驱动方法的图像传感器，包括：像素阵列以及上述的驱动装置，像素阵列包括以行和列排列的多个像素单元，且每个像素单元包括：光电二极管和传输晶体管，光电二极管用于响应入射光以积累图像电荷，传输晶体管耦合于光电二极管和浮动扩散节点之间，以将光电二极管中所积累的图像电荷选择性地转移至浮动扩散节点；控制模块，用于确定像素阵列的像素行的所处状态。
[0016]与现有技术相比，本专利技术至少具有如下突出的优点之一：
[0017]本专利技术的该像素电路驱动方法避免采用锁存的方式控制产生锁存地址模拟信号，直接通过模拟电平逻辑实现传输晶体管驱动电路，进而产生实现具有锁存功能的传输晶体管控制信号，来优化像素blooming，相比锁存加驱动的控制方法，该方法能够实现更小的设计面积和功耗，节省电压电平转换器的数量，减少硬件开销。
附图说明
[0018]图1为现有技术中一种图像传感器的像素电路示意图；
[0019]图2为现有技术中一种图像传感器的驱动方法；
[0020]图3为本专利技术提供的一种图像传感器的驱动方法流程图；
[0021]图4为本专利技术提供的一种图像传感器的部分结构框图；
[0022]图5为本专利技术提供的另一种图像传感器的部分结构框图；
[0023]图6为本专利技术提供的一种图像传感器的局部结构示意图；
[0024]图7为本专利技术提供的一种图像传感器驱动方法的时序控制图；
[0025]图8为本专利技术提供的一种图像传感器驱动方法运用实例的时序控制图；
[0026]图9为本专利技术提供的一种图像传感器的像素电路示意图；
[0027]图10为本专利技术提供的另一种图像传感器的驱动方法流程图。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明。
[0029]需要说明的是，在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广。因此本专利技术不受下面公开的具体实施方式的限制。
[0030]如图1所示，图1为现有技术中一种图像传感器的结构示意图。图像传感器包括像素阵列10、控制模块20、驱动模块30，其中，控制模块20与驱动模块30耦接，用于确定像素阵列10的像素行的所处状态，像素阵列10包括以行和列排列的多个像素单元，在该像素阵列中，每一列的所有像素(像素单元)通过一列选择线同时选通，并且每一行的所有像素分别
通过一行选择线选择性地输出。每个像素都有一个行地址和一个列地址。像素的列地址对应于由列驱动单元驱动的列选择信号线，像素的行地址对应于由行驱动单元驱动的行选择信号线。控制模块控制行驱动单元和列驱动单元选择性地读取像素阵列中合适的行和列对应的像素以输出图像信号。
[0031]图2为现有技术中一种图像传感器的驱动方法，结合参考图1
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2，通过控制模块20获取预曝光行地址数字信号(d_sp_add)、采样行地址数字信号(d_rp_add)、预曝光行传输数字信号(d_sp_tx)和采样行传输数字信号(d_rp_tx)，并通过锁存单元40和锁存使能信号(lat_en)获取锁存地址数字信号(d_lat_addb)，锁存地址数字信号(d_lat_addb)通过电压电平转换器level shifter转换为相应的锁存地址模拟信号(a_lat_addb)，并将预曝光行地址数字信号(d_sp_add)、采样行地址数字信号(d_rp_add)、预曝光行传输数字信号(d_sp_tx)和采样行传输数字信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器的驱动方法，其特征在于，包括：获取预曝光行地址数字信号、采样行地址数字信号、预曝光行传输数字信号和采样行传输数字信号，并通过电压电平转换器输出预曝光行地址模拟信号、采样行地址模拟信号、预曝光行传输模拟信号和采样行传输模拟信号；基于所述预曝光行地址模拟信号、所述采样行地址模拟信号、所述预曝光行传输模拟信号和所述采样行传输模拟信号输出锁存地址模拟信号；并基于所述预曝光行地址模拟信号、所述采样行地址模拟信号、所述预曝光行传输模拟信号、所述采样行传输模拟信号以及所述锁存地址模拟信号输出栅极传输控制信号；所述栅极传输控制信号用于控制所述图像传感器的像素电路中传输晶体管的开启与关闭。2.如权利要求1所述的图像传感器的驱动方法，其特征在于，输出所述栅极传输控制信号的方法，包括：所述预曝光行地址模拟信号包括预曝光行地址正向信号和预曝光行地址反向信号，所述采样行地址模拟信号包括采样行地址正向信号和采样行地址反向信号，所述预曝光行传输模拟信号包括预曝光行传输正向信号和预曝光行传输反向信号，所述采样行传输模拟信号包括采样行传输正向信号和采样行传输反向信号；基于所述预曝光行地址正向信号、所述预曝光行地址反向信号、所述采样行地址正向信号、所述采样行地址反向信号、所述预曝光行传输正向信号、所述预曝光行传输反向信号、所述采样行传输正向信号、所述采样行传输反向信号以及所述锁存地址模拟信号输出栅极传输控制信号。3.如权利要求2所述的图像传感器的驱动方法，其特征在于，输出所述锁存地址模拟信号的方法，包括：基于所述预曝光行地址反向信号、所述预曝光行传输反向信号、所述采样行地址正向信号和所述采样行传输正向信号输出所述锁存地址模拟信号。4.如权利要求2所述的图像传感器的驱动方法，其特征在于，对于图像传感器像素阵列中处于闲置状态的像素行，输出所述栅极传输控制信号为开启电压，以导通所述传输晶体管。5.如权利要求4所述的图像传感器的驱动方法，其特征在于，确定图像传感器像素阵列中处于所述闲置状态的像素行的方法，包括：基于所述预曝光行地址模拟信号和所述采样行地址模拟信号确定图像传感器像素阵列中处于所述闲置状态的像素行；其中，所述预曝光行地址模拟信号用于指明所述像素阵列中处于预充电状态准备开始曝光的一行像素，所述采样行地址模拟信号用于指明所述像素阵列中处于采样状态的一行像素。6.如权利要求5所述的图像传感器的驱动方法，其特征在于，基于所述预曝光行地址模拟信号和所述采样行地址模拟信号确定图像传感器像素阵列中处于所述闲置状态的像素行的方法，包括：所述预曝光行地址模拟信号和所述采样行地址模拟信号之间的行地址确定为处于曝光状态的像素行；
非处于所述预充电状态、所述曝光状态以及所述采样状态的像素行确定为处于所述闲置状态的像素行。7.如权利要求4所述的图像传感器的驱动方法，其特征在于，输出所述栅极传输控制信号为开启电压的方法，包括：所述锁存地址模拟信号为第一锁存电平，所述采样行地址正向信号为第三电平，以在所述闲置状态下输出所述栅极传输控制信号为开启电压。8.如权利要求2所述的图像传感器的驱动方法，其特征在于，图像传感器像素阵列中处于预充电状态的像素行包括第一预充电状态和位于所述第一预充电状态之后的第二预充电状态；在所述第一预充电状态，输出所述栅极传输控制信号为开启电压，以导通所述传输晶体管；在所述第二预充电状态，输出所述栅极传输控制信号为关闭电压(GND)，以关闭所述传输晶体管。9.如权利要求8所述的图像传感器的驱动方法，其特征在于，在所述第一预充电状态，所述预曝光行传输反向信号为第一传输电平，所述预曝光行地址反向信号为第一电平，以在所述第一预充电状态下输出所述栅极传输控制信号为开启电压；在所述第二预充电状态，所述预曝光行传输反向信号为第二传输电平，所述预曝光行地址正向信号为第二电平，所述锁存地址模拟信号为第二锁存电平，以在所述第二预充电状态下输出所述栅极传输控制信号为关闭电压。10.如权利要求2所述的图像传感器的驱动方法，其特征在于，图像传感器像素阵列中处于采样状态的像素行包括第一采样状态和位于所述第一采样状态之后的第二采样状态；在所述第一采样状态，输出所述栅极传输控制信号为开启电压，以导通所述传输晶体管；在所述第二采样状态，输出所述栅极传输控制信号为关闭电压，以关闭所述传输晶体管。11.如权利要求10所述的图像传感器的驱动方法，其特征在于，在所述第一采样状态，所述采样行传输反向信号为第三传输电平，所述采样行地址反向信号为第三电平，以在所述第一采样状态下输出所述栅极传输控制信号为开启电压；在所述第二采样状态，所述采样行传输反向信号为第四传输电平，所述采样行地址正向信号为第四电平，以在所述第一采样状态下输出所述栅极传输控制信号为关闭电压。12.如权利要求1所述的图像传感器的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法还包括：输出复位控制信号至处于闲置状态的像素行中像素单元的复位晶体管，以持续导通所述复位晶体管。13.一种图像传感器的驱动装置，其特征在于，包括：控制模块、驱动模块，所述控制模块与所述驱动模块耦接，其中，所述控制模块至少包括反相调节模块，所述驱动模块至少包括栅极驱动模块；所述驱动装置还包括电压电平转换器，所述电压电平转换器用于根据预曝光行地址数字信号、采样行地址数字信号、预曝光行传输数字信号和采样行传输数字信号，输出预...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，王锋奇，
申请(专利权)人：思特威上海电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：