【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像传感，特别涉及一种高速图像传感器及其工作方法。
技术介绍
1、高速图像传感器及其工作方法应用于快速变化的场景画面捕捉，因此高速图像传感器及其工作方法具有较短的曝光时间。事先设置好曝光时间，当一些场景曝光变化巨大，如爆炸、电火花、雷击等，在高亮发生前，曝光量发生巨大的变化，就容易产生过曝现象。
2、而高速图像传感器及其工作方法的曝光时间较短，自适应的调节过慢，调节时间太长，难以在曝光时间内完成对曝光量的调节，因此可能捕捉不到希望拍摄到的图像信息。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高速图像传感器及其工作方法，以支持极限曝光时间的调节。
2、为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术提供了一种高速图像传感器，包括：
4、像素阵列，所述像素阵列包括多个像素列，所述像素列包括多个成像像素单元；
5、多个过曝检测像素单元，设置在所述像素阵列中，且所述过曝检测像素单元与所述成像像素单元相邻，其中所述过曝检测像素单元沿所述像素阵列的对角线分布；
6、电压检测单元，与所述像素阵列相邻，所述电压检测单元电性连接于所述过曝检测像素单元的输出端，以接收所述过曝检测像素单元的输出电压，且所述电压检测单元的输入端接收参考电压，以比较所述输出电压和所述参考电压，并输出电平数据；以及
7、处理模块，电性连接于所述电压检测单元，以接收所述电平数据。
8、在本专
9、在本专利技术一实施例中，分布在所述像素阵列同一对角线上的所述过曝检测像素单元，与同一所述检测行的所述电压检测单元电性连接。
10、在本专利技术一实施例中，所述电压检测单元包括电压检测电路，所述电压检测电路的输出端与所述处理模块电性连接，其中所述电压检测电路的输出电平与所述电压检测电路的输入电平反相。
11、在本专利技术一实施例中，所述电压检测单元包括采样电容，所述采样电容的上极板与所述电压检测电路的输入端电性连接，所述采样电容的下极板通过第一采样开关与所述过曝检测像素单元的输出端电性连接，或所述采样电容的下极板通过第二采样开关与所述参考电压的输出端电性连接。
12、在本专利技术一实施例中，所述电压检测电路包括至少2个受控反相器，其中多个所述受控反相器串联连接后形成受控反相链，所述受控反相链的输入端电性连接于所述采样电容的上极板，其中所述受控反相器的数量为偶数个。
13、在本专利技术一实施例中，所述电压检测电路包括数字电源域下的单级反相器，所述单级反相器的输入端电性连接于所述受控反相链的输出端，且所述单级反相器的输出端电性连接于所述处理模块。
14、在本专利技术一实施例中，所述电压检测电路包括中间电容，所述中间电容设置在相邻的所述受控反相器之间，其中所述中间电容的下极板电性连接于所述受控反相器的输出端，且所述中间电容的上极板电性连接于另一所述受控反相器的输入端。
15、在本专利技术一实施例中，所述电压检测电路包括复位开关，所述复位开关的一端电性连接于所述受控反相器的输入端，所述复位开关的另一端电性连接于所述受控反相器的输出端。
16、在本专利技术一实施例中，所述过曝检测像素单元的光电反应区满阱容量大于所述成像像素单元的光电反应区满阱容量。
17、本专利技术提供了一种高速图像传感器的工作方法，基于如上任一所述的一种高速图像传感器，其特征在于，包括以下步骤：
18、在所述高速图像传感器的曝光时间内，过曝检测像素单元中和成像像素单元中的光电反应区同步积累电荷；
19、在所述高速图像传感器曝光结束后，获取所述过曝检测像素单元的输出电压；
20、在电压检测单元中，对比参考电压和所述输出电压，并在所述输出电压小于所述参考电压时，翻转输出高电平的电平数据；
21、处理模块获取所述电压检测单元的电平数据，并获取像素阵列的对角线上高电平数据个数在所述过曝检测像素单元中的占比，作为过曝检测比例；
22、当所述过曝检测比例大于过曝阈值，进行二次曝光。
23、如上所述，本专利技术提供了一种高速图像传感器及其工作方法，能够快速检测图像传感器是否过曝，并支持用户快速切换曝光时间，从而在整幅图读出前完成过曝检查，大大缩短了二次曝光的切换时间，实现了极限曝光时间的调节，在图像高速变化的场景中能够提升图像的清晰度。并且，根据本专利技术提供的高速图像传感器及其工作方法，有效减少了反相器输入端的失调电压，从而减小了失调电压对于电压检测电路输出的影响，进而减小了检测出错的概率，以保障图像能被清晰输出。
24、当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
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1.一种高速图像传感器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种高速图像传感器，其特征在于，所述电压检测单元设置在所述像素列的两端，其中在所述像素列的一端，多个所述电压检测单元沿像素行的方向排列，并形成检测行。
3.根据权利要求2所述的一种高速图像传感器，其特征在于，分布在所述像素阵列同一对角线上的所述过曝检测像素单元，与同一所述检测行的所述电压检测单元电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种高速图像传感器，其特征在于，所述电压检测单元包括电压检测电路，所述电压检测电路的输出端与所述处理模块电性连接，其中所述电压检测电路的输出电平与所述电压检测电路的输入电平反相。
5.根据权利要求4所述的一种高速图像传感器，其特征在于，所述电压检测单元包括采样电容，所述采样电容的上极板与所述电压检测电路的输入端电性连接，所述采样电容的下极板通过第一采样开关与所述过曝检测像素单元的输出端电性连接，或所述采样电容的下极板通过第二采样开关与所述参考电压的输出端电性连接。
6.根据权利要求5所述的一种高速图像传感器，其特征在于，所述电压
7.根据权利要求6所述的一种高速图像传感器，其特征在于，所述电压检测电路包括数字电源域下的单级反相器，所述单级反相器的输入端电性连接于所述受控反相链的输出端，且所述单级反相器的输出端电性连接于所述处理模块。
8.根据权利要求6所述的一种高速图像传感器，其特征在于，所述电压检测电路包括中间电容，所述中间电容设置在相邻的所述受控反相器之间，其中所述中间电容的下极板电性连接于所述受控反相器的输出端，且所述中间电容的上极板电性连接于另一所述受控反相器的输入端。
9.根据权利要求6所述的一种高速图像传感器，其特征在于，所述电压检测电路包括复位开关，所述复位开关的一端电性连接于所述受控反相器的输入端，所述复位开关的另一端电性连接于所述受控反相器的输出端。
10.根据权利要求1所述的一种高速图像传感器，其特征在于，所述过曝检测像素单元的光电反应区满阱容量大于所述成像像素单元的光电反应区满阱容量。
11.一种高速图像传感器的工作方法，基于如权利要求1～10任一所述的一种高速图像传感器，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种高速图像传感器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种高速图像传感器，其特征在于，所述电压检测单元设置在所述像素列的两端，其中在所述像素列的一端，多个所述电压检测单元沿像素行的方向排列，并形成检测行。
3.根据权利要求2所述的一种高速图像传感器，其特征在于，分布在所述像素阵列同一对角线上的所述过曝检测像素单元，与同一所述检测行的所述电压检测单元电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种高速图像传感器，其特征在于，所述电压检测单元包括电压检测电路，所述电压检测电路的输出端与所述处理模块电性连接，其中所述电压检测电路的输出电平与所述电压检测电路的输入电平反相。
5.根据权利要求4所述的一种高速图像传感器，其特征在于，所述电压检测单元包括采样电容，所述采样电容的上极板与所述电压检测电路的输入端电性连接，所述采样电容的下极板通过第一采样开关与所述过曝检测像素单元的输出端电性连接，或所述采样电容的下极板通过第二采样开关与所述参考电压的输出端电性连接。
6.根据权利要求5所述的一种高速图像传感器，其特征在于，所述电压检测电路包括至少2个受控反相器，其中多个所述受控反相器串联连接后形成受控...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志存，范春晖，刘正，
申请(专利权)人：合肥海图微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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