[发明专利]一种NMOS线阵图像传感器

说明书

本发明涉及一种NMOS线阵图像传感器，包括：根据积分时间进行分组的传感器像元；用于图像传感器的初始化复位和用于图像传感器的正常数据读出的驱动脉冲序列1；作为图像传感器中相同积分时间的一组像元数据的读出脉冲的驱动脉冲序列2。本发明的NMOS线阵图像传感器，性能好，能够提高图像传感器输出信号的信噪比。

技术领域

本发明涉及一种用于光信号能量测量的传感器，特别涉及一种NMOS线阵图像传感器。

背景技术

常用NMOS线阵图像传感器的驱动脉冲序列如图1所示。传感器在使用时，需要给传感器提供三路驱动脉冲序列，对应引脚为Φ_st、Φ₁、Φ₂。其中，Φ₁、Φ₂是完全同步的两个信号，但相位正好相反。Φ_st为传感器像元信号读出的启动脉冲，即Φ_st给出一个正脉冲后，视频信号Video会与Φ₁、Φ₂同步输出。在所有像元的信号都读出后，End of Scan引脚与Φ₂同步输出一个负脉冲(图3中，End信号)。第一个像元的视频信号出现时，Φ₁、Φ₂对应的脉冲周期定义为像元读出周期1，像元读出周期2与第一个像元的视频信号相对应。周期N后，帧结束信号End对应的Φ₁、Φ₂对应的脉冲周期为结束周期，End脉冲输出后，传感器结束了一帧的输出。

在上述的操作过程中，可以看出，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控制像元中信号在Active Video上的输出，无法实现分段积分的功能。

对于NMOS线阵图像传感器的通用产品，通过驱动时序的特殊设计，可以实现分段积分的功能。除了图1所示的驱动时序用于图像传感器的复位外，图1、图2所示的驱动序列交替输入到图像传感器上，能够实现分段积分的功能。用改变驱动时序的方法实现分段积分功能，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；有效数据读出后需要单独的复位驱动脉冲序列；所有像元的图像数据读出频率取决于所有像元的最大积分时间，不能在长积分时间像元的一个积分周期内多次读出短积分时间像元的图像数据，积分时间短的像元利用率低。

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NMOS线阵图像传感器，包括：

根据积分时间进行分组的传感器像元；

用于图像传感器的初始化复位和用于图像传感器的正常数据读出的驱动脉冲序列1；

作为图像传感器中相同积分时间的一组像元数据的读出脉冲的驱动脉冲序列2。

在上述技术方案中，传感器的像元根据积分时间进行分组时：

设传感器像元的数量为N，图像传感器上像元的位置序号记为1、2、…，N；

根据积分时间的不同，将传感器所有像元分为m组，对应的像元数分别为N₁、N₂、…，N_m，对应的积分时间分别为T₁、T₂、…、T_m；

积分时间为T_i1≤i≤m的一组像元中，像元在图像传感器中的位置序号记为：