[发明专利]一种CMOS图像传感器的高速列线读出电路及读出方法

权利要求书

1.一种CMOS图像传感器的高速列线读出电路，其特征在于，包括像素单元，所述像素单元输出端连接像素面阵的列线，所述像素面阵的列线还连接电流源I_bias、采样电容C_S的正极板、输出跨导放大器OTA的输出端，所述采样电容C_S负极板分别连接采样电阻R_S一端和输出跨导放大器OTA的输入正相端，所述电流源I_bias、采样电阻R_S另一端和输出跨导放大器OTA的输入负相端均接地，还包括连接在像素面阵的列线上的寄生电容C_P。

2.根据权利要求1所述一种CMOS图像传感器的高速列线读出电路，其特征在于，所述寄生电容C_P的电容值不小于采样电容C_S的电容值的10倍。

3.根据权利要求1所述一种CMOS图像传感器的高速列线读出电路，其特征在于，所述像素单元包括转移开关M1、复位开关M2、源跟随器M3、行选开关M4，所述转移开关M1、复位开关M2、源跟随器M3、行选开关M4均为绝缘栅双极晶体管，所述转移开关M1源极连接光电二极管PD负极，所述转移开关M1漏极分别连接复位开关M2源极、源跟随器M3栅极、寄生电容C_fd一个极板，所述光电二极管PD正极和寄生电容C_fd另一个极板均接地，所述源跟随器M3源极连接行选开关M4漏极，所述行选开关M4源极连接像素面阵的列线，所述源跟随器M3漏极、复位开关M2漏极均连接电源电压。

4.一种大面阵CMOS图像传感器的高速列线读出方法，其特征在于，使用权利要求1或2所述的一种CMOS图像传感器的高速列线读出电路，具体按照以下步骤实施：

当像素单元输出高于积分信号的复位电压时，列线上电压信号由低到高变化，采样电容C_S与采样电阻R_S形成采样电路，采集列线上的电流信号，并将该电流信号输入至输出跨导放大器OTA的输入正相端，由于输出跨导放大器OTA的输入负相端接地，所以输出跨导放大器OTA输出由高到0的电流信号，该电流信号反馈到列线，加快对寄生电容C_P的充电速度；充电越快，输出跨导放大器OTA的输入正相端的电流信号下降的也越快，当输出跨导放大器OTA的输入正相端的信号下将到0时，输出跨导放大器OTA输出的电流也为0，列线上的复位电压信号建立完成并输出至后级读出；

当像素单元输出低于复位电压的积分信号时，从列线上由采样电路采得的电压信号由负逐渐升高到0，并将该电压信号输入至输出跨导放大器OTA的输入正相端，输出跨导放大器OTA输出由负到0的电流信号，该电流信号反馈到列线，加快寄生电容C_P放电，放电完成时，采样电路输出电压为0，输出跨导放大器OTA的输出电流也为0，列线上的积分电压信号建立完成并输出至后级读出。