[发明专利]CMOS图像传感器像元合并读出电路结构及信号处理读出方法

权利要求书

1.一种CMOS图像传感器像元合并读出电路结构，包括列总线，列放大器，列读出复位开关，列选通开关，列合并电容，列合并控制开关，列合并总线，列合并输出开关，行合并电容，合并复位开关，行合并控制开关，行合并总线及输出放大器，其特征在于：

所述的列总线连接到列读出复位开关与列放大器并联结构的输入端，列选通开关连接到列读出复位开关与列放大器并联结构的输出端后，通过列选通开关连接到列合并电容上；列合并总线跨接在各列的列合并电容上，每两个跨接结点之间设有一个列合并控制开关用于列合并操作；合并复位开关与行合并电容并联，其并联结构的输入端连接在列合并控制开关的输出端，行合并总线跨接在各列的行合并电容上，每两个跨接结点之间设有一个行合并控制开关用于行合并操作，行合并控制开关的输出端连接到输出放大器的输入端；

所述CMOS图像传感器像元合并读出电路结构工作时，由列总线依次选取待合并像元所在行，通过列合并控制开关和行合并控制开关完成行列像元合并操作，最终经输出放大器输出像元合并后的信号。

2.一种基于权利要求1所述的CMOS图像传感器像元合并读出电路结构的信号处理读出方法，其特征在于：

对于一个M行，N列的CMOS探测器，进行p×q像元合并，最终输出m×n规模的图像，p、q、m、n为任意正整数并满足p×m＝M，q×n＝N，p>1,q>1,p≤q；在CMOS探测器产生的信号进入列总线后，该读出电路结构的合并方法步骤如下：

(1)闭合所有列读出复位开关、合并复位开关，将列合并电容与行合并电容上电压复位，复位后将以上开关断开；

(2)将第1至q列的列总线连接到第1行像素，同时闭合第1至q列的列选通开关，此时第1行1至q列像素的信号储存在对应的列合并电容上；

(3)闭合第1至q列的列合并控制开关，此时第1至q列列合并电容上的信号相通，且信号值都等同于该行1至q列像素的信号均值；

(4)断开1至q列的列合并控制开关，闭合第1列的列合并输出开关，将列合并电容上的信号转移到该列的行合并电容上；

(5)断开第1列的列合并输出开关；

(6)重复步骤(2)至步骤(5)，每次重复时，在步骤(2)中分别将第1-q列的列总线连接到第2行、第3行……直至第p行像素，在步骤(4)中分别闭合第1列，第2列……直至第p列的列合并输出开关，步骤(1)至步骤(5)共计进行p次，步骤结束后第1至p列的行合并电容上分别存储了探测器第1至p行，每行q个像素的信号均值；

(7)闭合第1至p-1列的行合并控制开关，保持第p列的行合并控制开关断开，此时第1至p列的行合并电容上的信号相通，且信号值都等同于p×q个像素的信号均值；

(8)断开所有行合并控制开关，在第1至p列的输出放大器中任选一列读出，读出结果为p×q个像素的信号均值，该p×q个像元合并读出完成；

以上步骤完成单个规模为p×q的合并模块的像元合并操作，全帧读出时，同一合并行中n个合并模块的步骤(1)至步骤(7)同时完成，步骤(8)按第1至第n个合并模块依次进行，完成一个合并行后，再进行下一个合并行的操作，直至全帧数据读出，获取m×n规模的图像。