[发明专利]带有电压输出型分段积分读出电路的NMOS线阵图像传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种NMOS线阵图像传感器，特别涉及一种带有电压输出型分段积分读出电路的NMOS线阵图像传感器。

背景技术

图1所示的电压输出型外部读出电路的结构，其直接对Active Video上像元输出的负脉冲进行放大，同时，采用差分电路的结构形式，对Active Video和Dummy Video的输出信号做差分运算，消除开关噪声，最后信号输出为一个正脉冲，脉冲的幅值即为像元的有效数据，与像元中信号电荷的电荷量成正比。

图1所示的读出电路，一次读取的过程中，传感器所有像元的信号都被读出，这也决定了所有像元的积分时间长短是相同的。在相同的积分时间下，可能使得入射光信号强的像元的输出接近饱和；而入射光信号弱的像元的输出接近于零，使得信号被噪声淹没。由于外部读出电路不能够对Active Video上的输出信号进行选择性读出，无法实现分段积分的功能。

通过软件改变传感器的驱动脉冲时序也可以实现分段积分的功能。但是，使用该方法实现分段积分，驱动脉冲时序的实现比较复杂；而且，一帧图像数据中，不同像元的积分时间只能单调增加或单调减少；所有像元的有效图像数据读出频率取决于所有像元的最大积分时间，像元利用率低。

发明内容

本发明要解决现有技术中的技术问题，提供一种带有电压输出型分段积分读出电路的NMOS线阵图像传感器。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种带有电压输出型分段积分读出电路的NMOS线阵图像传感器，该电压输出型分段积分读出电路包括3个放大器和2个选通开关；其中，

放大器1的正端与引脚Vscd连接，同时连接+V的偏置电压；负端与选通开关1连接；放大器1用于读出光电二极管中电荷信号；

放大器2的正端与引脚Vscd连接，同时连接+V的偏置电压；负端与选通开关2连接；放大器2用于读出补偿光电二极管中电荷信号；

放大器3对放大器1与放大器2的输出信号进行差分运算，得到图像数据的输出信号；

选通开关1的控制端由选通脉冲1φ_select-1控制；选通开关1串联在电路中，另外一端与图像传感器的Active Video引脚连接；选通开关1用于控制光电二极管信号输出端Active Video的导通与关断；

选通开关2的控制端由选通脉冲2φ_select-2控制；选通开关2串联在电路中，另外一端与图像传感器的Dummy Video引脚连接；选通开关2用于控制补偿光电二极管信号输出端Dummy Video的导通与关断。

在上述技术方案中，所述选通脉冲1φ_select-1与所述选通脉冲2φ_select-2的驱动脉冲序列完全相同。

本发明具有以下的有益效果：

本发明的带有电压输出型分段积分读出电路的NMOS线阵图像传感器：

1)性能好，能够方便灵活的实现NMOS线阵图像传感器的分段积分功能，提高图像传感器输出信号的信噪比，提高了传感器对入射光强度的适应性；

2)简单，易于实现，成本低，不需要改变传感器的硬件结构，只需要对图像传感器的读出电路的通用设计做简单的改动，就能够使图像传感器具有分段积分的功能；

4)方法灵活，图像传感器一帧数据内不同像元的积分时间可以随意设置，不同像元积分时间的大小与像元在图像传感器上的位置无关；

5)适用范围广，本发明的NMOS线阵图像传感器中的电压输出型分段积分读出电路，也适用于其他使用相似驱动方法的线阵图像传感器。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为现有技术的电压输出型外部读出电路的结构示意图。

图2为本发明的NMOS线阵图像传感器中的具有选通开关的电压输出型读出电路结构示意图。

图3为图2所示的NMOS线阵图像传感器的第k组像元的读出脉冲示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做以详细说明。

本发明的带有电压输出型分段积分读出电路的NMOS线阵图像传感器，其中具有分段积分功能的硬件结构的电压输出型读出电路如图2所示。