[发明专利]一种带有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NMOS线阵图像传感器，特别涉及一种带有分段积分读出电路的NMOS线阵图像传感器。

背景技术

NMOS线阵图像传感器的通用产品在工作时(使用现有的常用驱动方法)，一次读取操作中，只能一次性读出所有像元的信号，所有像元的积分时间相同。图1、图2显示了一个像元中信号电荷的读出原理。NMOS线阵图像传感器的一帧图像数据的读出过程中，所有的像元在外部驱动脉冲及内部逻辑电路的控制下，每个像元的对应读出开关依次导通，像元中的图像数据也是依次读出的，所有像元的信号依次出现在输出信号端。在读出的过程中，外部偏置电压也对光电二极管重新充电，光电二极管复位。NMOS线阵图像传感器的通用产品中，外部驱动信号不能直接控制读出开关的开通或关断，即外部驱动信号不能直接对单个像元进行操作，只能一次性读出所有像元的图像数据。因此，不能实现分段积分的功能。

为了实现NMOS线阵图像传感器的分段积分功能，需要改变传感器的硬件结构，使得外部电路能够对每个像元进行单独操作，如复位、信号读出等。改变传感器的硬件结构，需要在传感器的控制电路中增加额外的地址电路，并在传感器的封装中引出地址线引脚，地址线引脚的数量至少是log₂N，其中N是传感器像元的数量。例如，在欧空局环境卫星ENVISAT上搭载的大气层制图扫描成像吸收频谱仪(SCIAMACHY，Scanning Imaging Absorption spectroMeter for Atmospheric CartograpHY)中使用的加拿大EG&G Reticon公司生产的RL 1204SR，通过传感器像元的地址电路，可以实现对像元的随机读取，能够根据同一传感器上不同像元入射光的强弱(有数个数量级的区别)，使不同像元在不同的积分时间下工作。

但是，NMOS线阵图像传感器的定制，成本高，产品周期长，由于不是通用产品，产品的可靠性也需要进行额外的考核与验证。

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：

一种带有分段积分读出电路的NMOS线阵图像传感器，输出信号通过一个选通开关与视频信号线连接；偏置电压通过串联电阻与输出信号端连接；

某个像元的读出开关导通时，如果对应的选通开关关断，电路处于开路状态，像元中的信号不能输出至信号输出端，偏置电压不能对图像传感器内部电路进行充电复位；如果选通开关导通，像元中的信号能够输出至信号输出端，偏置电压能够对图像传感器进行充电复位。

在上述技术方案中，所述选通开关的导通与关断状态通过选通脉冲Φ_select来控制。

在上述技术方案中，所述选通开关的为电压控制型开关器件。

本发明具有以下的有益效果：

本发明的带有分段积分读出电路的NMOS线阵图像传感器：

1)易于实现，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；

2)方便灵活，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；

3)成本低，可靠性高，在常用NMOS线阵图像传感器的基础上，不需要改变传感器本身的硬件；

4)功能强，不同积分时间像元的光积分与读出不会相互影响，相同积分时间的多组像元可以同时读出；

5)适用范围广，本方法不但适用于NMOS线阵图像传感器，也适用于其他使用相似驱动方法的线阵图像传感器。

本发明的带有分段积分读出电路的NMOS线阵图像传感器在通用型产品的基础上，通过对线阵图像传感器的外部读出电路的特殊设计，使得在一次帧读出周期中，每个像元是否读出与复位都可以通过外部驱动信号进行控制，与驱动序列配合，可以实现不同像元以不同的积分时间对输入光信号进行积分，也就是分段积分功能。本发明的NMOS线阵图像传感器不需要改变图像传感器自身的内部结构，成本低，易于实现，功能强。

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NMOS线阵图像传感器读出电路原理示意图。

图2为NMOS线阵图像传感器电荷信号读出原理示意图。

图3为本发明的NMOS线阵图像传感器中的具有分段积分功能的读出电路的示意图。