[发明专利]可变换工作模式的CMOS图像传感器有源像素及其图像传感器

权利要求书

1.一种可变换工作模式的CMOS图像传感器，其特征在于，包括有4T/5T模式切换单元、曝光控制模块、多路选择器、行解码器和多个可变换工作模式的CMOS图像传感器有源像素，其中，所述的曝光控制模块分别连接每个CMOS图像传感器有源像素的T4选通信号、T5选通信号和复位信号(RST)；所述的行解码器分别连接每个CMOS图像传感器有源像素的行选通控制线(Row)；所述的多路选择器分别连接每个CMOS图像传感器有源像素的输出电压信号(Col)；所述的4T/5T模式切换单元分别通过4T总线和5T总线与曝光控制模块相连；所述的4T/5T模式切换单元还通过图像传感器输出数据与多路选择器相连接；所述的有源像素的构成是：用于独立全局曝光的第五MOS管(M5)、用于4T/5T传输门的第一MOS管(M1)、用于复位的第二MOS管(M2)、用于缓冲输出的第三MOS管(M3)和用于行选通的第四MOS管(M4)组成，其中，第一MOS管(M1)的源极、第二MOS管(M2)的源极以及第三MOS管(M3)的栅极三者的连接点为存储节点(SN)；所述的第五MOS管(M5)的漏极、第二MOS管(M2)的漏极和第三MOS管(M3)的漏极均连接电源的正极；所述的第三MOS管(M3)的源极连接第四MOS管(M4)的漏极，第四MOS管(M4)的源极为输出电压信号(Col)，第四MOS管(M4)的栅极为行选通控制线(Row)；第二MOS管(M2)的栅极为复位信号(RST)；所述的第五MOS管(M5)的栅极为T5选通信号，所述的第一MOS管(M1)的栅极为T4选通信号。

2.根据权利要求1所述的可变换工作模式的CMOS图像传感器，其特征在于，所述的CMOS图像传感器有源像素在CMOS图像传感器中设置的列有2列以上，设置的行有2行以上。

3.根据权利要求1所述的可变换工作模式的CMOS图像传感器，其特征在于，所述的每个CMOS图像传感器有源像素的T5选通信号为全帧共用，T4选通信号为单行共用。

4.根据权利要求1所述的可变换工作模式的CMOS图像传感器，其特征在于，所述的4T/5T模式切换单元的切换方法包括如下步骤：

(1)读出的像素信号通过比较器与已设定好的阈值进行比较，并将其比较结果通过计数器进行计数；对计数结果进行判决，输出选通4T时序或5T时序的指令信号；

(2)若选通4T时序，则4T时序输出T5信号复位信号，使得曝光控制模块始终将T5信号维持在0；同时输出T4和RST滚筒式曝光有效信号，使得曝光控制模块输出相应的T4和RST信号，控制图像传感器像素工作在滚筒式曝光模式；

(3)若选通5T时序，则5T时序输出T5、T4和RST全局曝光有效信号，使得曝光控制模块输出相应的T5，T4和RST信号，控制图像传感器像素工作在全局曝光模式。

5.根据权利要求4所述的可变换工作模式的CMOS图像传感器，其特征在于，所述的对计数结果进行判决，是当光强大于阈值时，4T/5T模式切换单元选通5T模式；当光强小于阈值时，4T/5T模式切换单元选通4T模式。