[发明专利]一种CMOS图像传感器低噪声读出电路及其读出方法

说明书

本发明公开了一种CMOS图像传感器低噪声读出电路及其读出方法，该读出电路包括信号多次采样模块、信号积分模块和信号平均模块，所述信号积分模块两端分别连接所述信号多次采样模块和信号平均模块，所述信号积分模块的另一端为信号输入端，所述信号平均模块的另一端为信号输出端，所述信号多次采样模块对待处理信号进行多次采样处理并将其传输至所述信号积分模块进行积分求和，再将积分求和信号传输至所述信号平均模块求平均值，最后将平均值信号通过信号输出端输出。本发明提供的一种CMOS图像传感器低噪声读出电路，可以有效减小PIXEL等效输入噪声，特别适用于低光照环境，能有效提高图像质量，适于推广使用。

技术领域

本发明涉及图像传感器领域，具体涉及一种CMOS图像传感器低噪声读出电路及其读出方法。

背景技术

在图像传感器领域，提高图像质量是一个永恒的主题。图像传感器的感光信号在传输中会受到各式各样的噪声源影响，使得信噪比很难提高。噪声会导致图像出现各种FPN(固态噪声)及各种随机亮点或暗点。特别在低光照情况下，由于光生电流比较小，信号很容易被淹没在噪声中，出现低光照环境下图像质量特别差的问题。

现有技术中对噪声处理采用的方法为CDS技术，即相关双采样技术，该方法在CMOS图像传感器领域应用广泛，该技术可以降低像素单元的FPN及源跟随器噪声，但该方法在低光照环境下效果有限，不能改善低光环境下的图像质量问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种CMOS图像传感器低噪声读出电路及其读出方法，该低噪声读出电路可以有效减小PIXEL等效输入噪声，特别适用于低光照环境，能有效提高图像质量，适于推广使用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种CMOS图像传感器低噪声读出电路，其中，包括信号多次采样模块、信号积分模块和信号平均模块，所述信号积分模块两端分别连接所述信号多次采样模块和信号平均模块，所述信号多次采样模块的另一端为信号输入端，所述信号平均模块的另一端为信号输出端，所述信号多次采样模块对待处理信号进行M次采样处理，M为大于1的整数。

进一步地，所述信号积分模块对M次采样后的信号进行积分求和，并输出积分求和信号。

进一步地，所述信号平均模块对所述积分求和信号求平均值，并输出平均值信号。

进一步地，所述信号多次采样模块包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第一电容，其中，信号输入端与所述第一开关的一端相连，所述第一开关的另外一端与所述第一电容的一端及所述第二开关的一端相互连接，所述第二开关的另外一端与参考电压相连，所述第一电容的另外一端与所述第三、第四开关的一端相互连接，所述第三开关的另外一端与所述信号积分模块相连，所述第四开关的另外一端与地电平相连。

进一步地，所述信号积分模块包括运算放大器，第五开关和第二电容构成；其中，所述运算放大器的负向输入端与所述第三开关的另外一端、所述第五开关的一端及所述第二电容的一端相互连接；所述运算放大器的正向输入端与地电平相连，其输出端与所述第五开关的另外一端及所述第二电容的另外一端相互连接。

进一步地，所述信号平均模块包括第六开关、第七开关、第八开关、第三电容和第四电容；其中，所述第六开关的一端与所述运算放大器的输出端相连，其另外一端与所述第三电容的一端及所述第七开关的一端相互连接，所述第三电容的另外一端与地电平相连，所述第七开关的另外一端与所述第八开关的一端及所述第四电容的一端相互连接，所述第八开关的另外一端及所述第四电容的另外一端均与地电平相连接。

进一步地，所述第四电容的电容值是所述第三电容的电容值的M-1倍。

一种CMOS图像传感器低噪声读出电路的读出方法，步骤如下：

S01：通过信号输入端输入待处理信号，信号多次采样模块对所述待处理信号进行M次采样处理并将采样后的信号传输至信号积分模块，M为大于1的整数；