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像素信息采集相关双采样读取电路   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2019-01-09
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2019-07-02
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2021-05-28
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2039-01-09
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201910020627.6 申请日 2019-01-09
公开/公告号 CN109862289B 公开/公告日 2021-05-28
授权日 2021-05-28 预估到期日 2039-01-09
申请年 2019年 公开/公告年 2021年
缴费截止日
分类号 H04N5/357H04N5/374H04N5/378 主分类号 H04N5/357
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 0
权利要求数量 1 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 4 专利申请国编码 CN
专利事件 许可 事务标签 公开、实质审查、授权、实施许可
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 宁波大学 当前专利权人 宁波大学
发明人 李翔宇、王珊珊、胡建平 第一发明人 李翔宇
地址 浙江省宁波市江北区风华路818号 邮编 315211
申请人数量 1 发明人数量 3
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省宁波市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
哈尔滨龙科专利代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
高媛
摘要
本发明公开了一种像素信息采集相关双采样读取电路,所述电路包括像素单元、行读取单元和列读取单元,其中:所述像素单元的输出端与行读取单元的输入端相连;所述行读取单元的输出端与列读取单元的输入端相连。本发明的像素信息采集相关双采样读取电路能够有效的降低像素单元噪声,提高图像传感器的精度。相对于传统的像素信息采集相关双采样读取电路,本发明能够简化时序,减小芯片面积,提高集成度,更好的采集像素信息。
  • 摘要附图
    像素信息采集相关双采样读取电路
  • 说明书附图:图1
    像素信息采集相关双采样读取电路
  • 说明书附图:图2
    像素信息采集相关双采样读取电路
  • 说明书附图:图3
    像素信息采集相关双采样读取电路
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-12-13 专利实施许可合同备案的生效 IPC(主分类): H04N 5/357 合同备案号: X2022980023206 专利申请号: 201910020627.6 申请日: 2019.01.09 让与人: 宁波大学 受让人: 汉普苏(宁波)科技服务有限公司 发明名称: 像素信息采集相关双采样读取电路 申请公布日: 2019.06.07 授权公告日: 2021.05.28 许可种类: 普通许可 备案日期: 2022.11.25
2 2021-05-28 授权
3 2019-07-02 实质审查的生效 IPC(主分类): H04N 5/357 专利申请号: 201910020627.6 申请日: 2019.01.09
4 2019-06-07 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种像素信息采集相关双采样读取电路,其特征在于所述电路包括像素单元、行读取单元和列读取单元,其中:
所述像素单元的输出端与行读取单元的输入端相连;
所述行读取单元的输出端与列读取单元的输入端相连;
所述像素单元由APS、开关EX、开关Rst、开关row、电容C和MOS管组成,其中:所述APS的一端接地,另一端与开关EX的一端相连;所述开关EX的另一端分别与电容C、开关Rst的一端、MOS管的栅极相连;所述电容C的另一端接地;所述开关Rst的另一端接地;所述MOS管的一端与电源VDD相连,另一端与开关row的一端相连;所述开关row的另一端作为像素单元的输出端;
所述行读取单元由电容C1、跟随器A1、开关S1和开关Col组成,其中:所述电容C1的一端与像素单元的输出端相连,另一端分别与开关S1的一端、跟随器A1的输入端相连;所述开关S1的另一端接地;所述跟随器A1的输出端与开关Col的一端相连;所述开关Col的另一端作为行读取单元的输出端;
所述列读取单元由电容C2、电容C3、开关S2和运放A2组成,其中:所述电容C2的一端与行读取单元的输出端相连,另一端分别与运放A2的负向输入端、开关S2的一端、电容C3的一端相连;所述运放A2的正向输入端与参考电压Vref相连;所述运放A2的输出端分别与开关S2的另一端、电容C3的另一端、列读取单元的输出端Vout相连;
复位阶段Rst信号有效,积分电容C信号复位,关闭复位信号的同时行选信号Row有效,行读取电路开始采样像素单元输出信号,开关S1开启,此时电容C1上采样信号电压为Vp1,然后Row和开关S1关闭;
曝光阶段开关EX开启,积分电容C采集CMOS图像传感器信息,然后开关EX关闭;
行读出阶段开关Row再次开启,行读出电路采样像素单元曝光后的信号,此时电压为Vp2,开关S1关断,跟随器A1的输出为Vp2‑Vp1;
列读出阶段开关Col开启,开关S2开启,电容C2上的电压为Vrow1‑Vref,电容C3的电压为0,然后开关S2关闭,S1开启,运放A2的输出电压为:
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及一种高精度低噪声信号处理电路,具体涉及一种像素信息采集相关双采样读取电路。

背景技术

[0002] 高精度CMOS图像传感器广泛应用于摄影、安防等领域,且应用范围不断扩展。在CMOS图像传感器读取电路中应用相关双采样技术(CDS),利用噪声信号在时域上的相关性,通过CMOS图像传感器的像素单元曝光前后的两次采样信号作差来实现低频噪声的消除,实现高精度的信号输出。CMOS图像传感器读取电路中传统的相关双采样电路控制时序复杂,芯片面积大,读取时间长,不利于大规模集成。

发明内容

[0003] 本发明为了解决上述问题,提供了一种控制时序简单的像素信息采集相关双采样读取电路。该电路减少了采样电容个数,简化了控制时序,电路结构简单,适合大规模集成,能够满足不同的应用需求。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0005] 一种像素信息采集相关双采样读取电路,包括像素单元、行读取单元和列读取单元,其中:
[0006] 所述像素单元的输出端与行读取单元的输入端相连;
[0007] 所述行读取单元的输出端与列读取单元的输入端相连。
[0008] 相比于现有技术,本发明具有如下优点:
[0009] 1、本发明的像素信息采集相关双采样读取电路能够有效的降低像素单元噪声,提高图像传感器的精度。
[0010] 2、相对于传统的像素信息采集相关双采样读取电路,本发明能够简化时序,减小芯片面积,提高芯片集成度,更好的采集像素信息。

实施方案

[0014] 下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明,但并不局限于此,凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的保护范围中。
[0015] 如图1所示,本发明提供的像素信息采集相关双采样读取电路包括像素单元100、行读取单元101和列读取单元102,其中:
[0016] 所述像素单元100的输出端与行读取单元101的输入端相连;
[0017] 所述行读取单元101的输出端与列读取单元102的输入端相连。
[0018] 本发明中,所述像素单元100由APS、开关EX、开关Rst、开关row、电容C和MOS管组成,其中:
[0019] 所述APS的一端接地,另一端与开关EX的一端相连;
[0020] 所述开关EX的另一端分别与电容C、开关Rst的一端、MOS管的栅极相连;
[0021] 所述电容C的另一端接地;
[0022] 所述开关Rst的另一端接地;
[0023] 所述MOS管的一端与电源VDD相连,另一端与开关row的一端相连;
[0024] 所述开关row的另一端作为像素单元100的输出端。
[0025] 本发明中,所述行读取单元101由电容C1、跟随器A1、开关S1和开关Col组成,其中:
[0026] 所述电容C1的一端与像素单元100的输出端相连,另一端分别与开关S1的一端、跟随器A1的输入端相连;
[0027] 所述开关S1的另一端接地;所述跟随器A1的输出端与开关Col的一端相连;
[0028] 所述开关Col的另一端作为行读取单元101的输出端。
[0029] 本发明中,所述列读取单元102由电容C2、电容C3、开关S2和运放A2组成,其中:
[0030] 所述电容C2的一端与行读取单元101的输出端相连,另一端分别与运放A2的负向输入端、开关S2的一端、电容C3的一端相连;
[0031] 所述运放A2的正向输入端与参考电压Vref相连;
[0032] 所述运放A2的输出端分别与开关S2的另一端、电容C3的另一端、列读取单元102的输出端Vout相连。
[0033] 如图2所示,复位阶段Rst信号有效,积分电容C信号复位。关闭复位信号的同时行选信号Row有效,行读取电路开始采样像素单元输出信号。开关S1开启,此时电容C1上采样信号电压为Vp1,然后Row和开关S1关闭。
[0034] 曝光阶段开关EX开启,积分电容C采集CMOS图像传感器信息,然后开关EX关闭。
[0035] 行读出阶段开关Row再次开启,行读出电路采样像素单元曝光后的信号,此时电压为Vp2,开关S1关断,跟随器A1的输出为Vp2‑Vp1。
[0036] 列读出阶段开关Col开启,开关S2开启,电容C2上的电压为Vrow1‑Vref,电容C3的电压为0。然后开关S2关闭,S1开启。由于电荷守恒原理,运放A2的输出电压为:
[0037]
[0038] 由上述描述完成两次采样信号的相关双采样过程,改变参考电压Vref的值可以控制读取电路在不同光照条件下的工作状态,同时输出电压值可以通过改变采样电容C2、电容C3的大小来进行调整,满足微弱信号采样条件。
[0039] 本发明提供的像素信息采集相关双采样读取电路实际应用实例阵列框图如图3所示。图3中的像素阵列的每一行读取电路中,连接第一级行读取相关双采样电路来抑制像素单元的噪声,第二级通过列读取相关双采样电路连接,实现整个像素单元读取电路的降噪效果,最终得到准确的高质量成像信息。

附图说明

[0011] 图1为本发明像素信息采集相关双采样读取电路的结构框图;
[0012] 图2为控制时序图;
[0013] 图3为本发明像素信息采集相关双采样读取电路实际应用实例阵列框图。
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