[发明专利]一种自适应调节尾电流的图像传感器

说明书

本发明公开了一种自适应调节尾电流的图像传感器，包括像素阵列，用于探测并采集光电信号；列总线，与所述像素阵列的像素列一一对应设置，用于传输光电信号；像素尾电流模块，一一对应电连接于所述列总线上，用于根据寄存器控制信号及工作尾电流控制信号自适应调节尾电流，使总的尾电流大小随图像传感器的工作主频同步变化；以及列级电路，一一对应电连接于所述列总线的输出端，用于根据所述尾电流对输出总线输出的光电信号进行处理后读出；与现有技术相比，本发明具有较高的自适应调节精度，综合提升了图像传感器的工作速度性能、功耗性能和噪声性能等。

技术领域

本发明涉及图像传感器技术领域，特别是涉及一种自适应调节尾电流的图像传感器。

背景技术

随着现代信息化社会的发展，图像传感器在生活中的应用愈加广泛，性能愈加强悍，固态图像传感器的感光单元集成在半导体衬底上，形成像素阵列，用以获取图像信息，根据光电转换效应，外界物体的反射光照射在像素阵列，像素阵列上对应位置的像素单元将光电信号转化成电信号，按位置关系处理与存储，输出以得到图像。

典型的图像传感器，通常以行列的二维阵列形式进行像素布局，在阵列的列方向上，像素输出级通常为源极跟随器，同一列的列总线上的源极跟随器通常共用一个负载电流源，由于列总线上寄生电阻和寄生电容的存在，会影响源极跟随器的噪声特性和响应速度特性，从而影响图像的成像质量和图像传感器的帧速率；尤其在同时工作的像素阵列规模较大的情况下(如全局快门图像传感器、超大规模的图像传感器等)或者是在工作频率较高的情况下(如高帧频图像传感器等)的影响特别明显。

目前，为提高列总线的响应速度，通常采用增加源极跟随器负载电流源尾电流的方法，但这样会造成增加芯片的功耗，尤其是大面阵图像传感器特别显著；同时也会降低像素原始输出信号的输出摆幅，从而减小像素动态范围。另一常用方法是采用两路负载电流源，根据应用测试情况采用外部寄存器控制选择不同的负载电流通路，这种方法虽可以得到较好的成像效果，但是调试复杂且不够灵活，若应用场景变换(如工作时钟变换、开窗规模变换等)，用户就需重新进行测试分析，手动调节像素负载管尾电流，以取得最佳成像效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自适应调节尾电流的图像传感器，以解决现有技术中因增加尾电流导致的图像传感器工号增加、动态范围减小以及采用外部寄存器控制增加问题。

为达到上述目的，本发明提供一种自适应调节尾电流的图像传感器，包括：

像素阵列，用于探测并采集光电信号；

列总线，与所述像素阵列的像素列一一对应设置，用于传输光电信号；

像素尾电流模块，一一对应电连接于所述列总线上，用于根据寄存器控制信号及工作尾电流控制信号自适应调节尾电流，使总的尾电流大小随图像传感器的工作主频同步变化；以及

列级电路，一一对应电连接于所述列总线的输出端，用于根据所述尾电流对输出总线输出的光电信号进行处理后读出。

进一步的，所述像素尾电流模块包括电连接于所述列总线上且对应于距离列总线的输出端较远的第一端的预备尾电流电路以及电连接于所述列总线上且对应于距离列总线的输出端较近的第二端的工作尾电流电路；所述预备尾电流电路用于根据寄存器控制信号控制选通的像素行，使第一总尾电流大小随图像传感器的列总线负载变化同步变化，所述工作尾电流电路用于根据工作尾电流控制信号对小尾电流部分进行相关时序控制，使第二总尾电流大小随图像传感器的帧频及开窗大小同步变化。

进一步的，所述预备尾电流电路包括电连接于列总线的第一端的预备尾电流阵列以及与所述预备尾电流阵列电连接的寄存器控制子电路，所述寄存器控制子电路用于根据图像传感器的开窗大小产生寄存器控制信号，所述预备尾电流阵列用于根据所述寄存器控制信号控制选通的预备尾电流阵列，自适应调节预备尾电流阵列输出的第一总尾电流，使第一总尾电流的大小随列总线负载同步变化。