[发明专利]图像传感器及其读出电路、像素结构

权利要求书

1.一种CMOS图像传感器的读出电路，所述CMOS图像传感器包括像素阵列，所述像素阵列由若干呈阵列分布的像素电路构成，位于同一列的像素电路与同一读出电路耦接；其特征在于，所述读出电路包括：

模数转换电路，与所述CMOS图像传感器的像素电路耦接，适于对所述像素电路输出信号进行量化，得到对应的数字信号；

转换增益控制电路，与所述像素电路耦接，适于当所述像素电路输出的信号为图像信号时，基于所述像素电路输出信号的摆幅，产生相应的像素电路控制信号，以控制所述像素电路的转换增益；

当所述像素电路输出的信号为图像信号时，所述转换增益控制电路，适于在所述像素电路输出信号的摆幅超出所述读出电路的量化范围时，通过所述像素电路控制信号，减小所述像素电路的转换增益，在所述像素电路输出信号的摆幅位于所述读出电路的量化范围内时，通过所述像素电路控制信号，保持所述像素电路当前的大转换增益。

2.如权利要求1所述的CMOS图像传感器的读出电路，其特征在于，所述像素电路包括：

光电转换电路，适于接收光信号，并将所接收到的光信号转换为电流信号；

电流电压转换电路，与所述光电转换电路耦接，适于将所述光电转换电路输出的电流信号转换为电压信号；

行选通电路，与所述电流电压转换电路及读出电路耦接，适于接收行选通信号，以将所述电流电压转换电路输出的电压信号输入至所述读出电路；

转换增益调整电路，与所述电流电压转换电路及所述读出电路耦接，适于接收像素电路控制信号，并在所述像素电路控制信号的控制下，调整所述像素电路的转换增益，其中，当所述像素电路输出的信号为图像信号时，所述像素电路控制信号与所述像素电路输出信号的摆幅相关。

3.如权利要求2所述的CMOS图像传感器的读出电路，其特征在于，当所述像素电路输出的信号为图像信号时，所述像素电路控制信号，适于在所述像素电路输出信号的摆幅超出与所述像素电路耦接的读出电路的量化范围时，减小所述像素电路的转换增益，在所述像素电路输出信号的摆幅位于所述像素电路耦接的读出电路的量化范围内时，保持所述像素电路当前的大转换增益。

4.如权利要求2或3所述的CMOS图像传感器的读出电路，其特征在于，所述转换增益调整电路，适于在所述像素电路控制信号的控制下，通过调整接入所述电流电压转换电路输出端的电容值，调整所述像素电路的转换增益。

5.如权利要求4所述的CMOS图像传感器的读出电路，其特征在于，所述转换增益调整电路，包括：第一开关及第一电容；其中：

所述第一开关，第一端与所述电流电压转换电路的输出端耦接，第二端经所述第一电容接地，控制端与所述读出电路耦接。

6.如权利要求5所述的CMOS图像传感器的读出电路，其特征在于，所述第一开关为NMOS管，所述NMOS管的第一端为漏极端，第二端为源极端，控制端为栅极端。

7.如权利要求2所述的CMOS图像传感器的读出电路，其特征在于，所述像素电路还包括：

源极跟随电路，耦接于所述电流电压转换电路与所述行选通电路之间，适于跟随所述电流电压转换电路输出的信号并进行放大。

8.如权利要求1所述的CMOS图像传感器的读出电路，其特征在于，所述转换增益控制电路，还适于当所述像素电路输出的信号为复位信号时，将第一开关信号输出端输出的第一开关控制信号作为所述像素电路控制信号。