[发明专利]一种高帧频CMOS图像传感器及其实现方法

权利要求书

1.一种高帧频CMOS图像传感器的实现方法，其特征在于：

光信号经像元(101)转换为电信号后并放大输出，电信号经比较器(102)与斜坡信号相比较并产生翻转信号，所述翻转信号作为n个上升沿计数器和n个下降沿计数器的使能信号；

时钟发生器(110)产生时钟信号，所述时钟信号通过(n-1)个时钟延迟单元后产生n个异步时钟信号，所述异步时钟信号具有均匀的相位差；

所述n个异步时钟信号相对应的输出到n个上升沿计数器和n个下降沿计数器中，所述n个上升沿计数器和n个下降沿计数器根据异步时钟信号进行触发计数，计数结果经加法器(113)相加后输出模拟数字的转换结果。

2.根据权利要求1所述的高帧频CMOS图像传感器的实现方法，其特征在于，转换阶段内，所述n个上升沿计数器在两次比较器翻转信号之间进行计数操作；

所述n个下降沿计数器在转换阶段内的其他时段进行计数操作。

3.根据权利要求2所述的高帧频CMOS图像传感器的实现方法，其特征在于，若相关双采样第一次的时钟周期数为X，相关双采样第二次的时钟周期数为Y；

则所述n个上升沿计数器的计数初值均为-X，在其使能工作范围内计数逐渐增加；所述n个下降沿计数器的计数初值为X+Y，在其使能工作范围内计数逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的高帧频CMOS图像传感器的实现方法，其特征在于，若时钟的半周期长度为A，则n个异步时钟信号的相位差的取值为：A/n、2×A/n、...、(n-1)×A/n。

5.一种高帧频CMOS图像传感器，其特征在于，包括像元(101)、比较器(102)、时钟发生器(110)、加法器(113)、n个上升沿计数器、n个下降沿计数器和(n-1)个时钟延迟单元；

所述像元(101)用于将光信号转换为电信号并放大输出；

所述比较器(102)用于比较斜坡信号和像元(101)输出的电信号并产生翻转信号，所述翻转信号作为上升沿计数器和下降沿计数器的使能信号；

所述时钟发生器(110)用于产生时钟信号，所述时钟信号通过(n-1)个时钟延迟单元后产生n个异步时钟信号，所述异步时钟信号具有均匀的相位差；

所述n个上升沿计数器和n个下降沿计数器根据相应的异步时钟信号进行触发计数；

所述加法器(113)用于将所述n个上升沿计数器和n个下降沿计数器的结果相加，输出模拟数字的转换结果。

6.根据权利要求5所述的高帧频CMOS图像传感器，其特征在于，在转换阶段内，所述n个上升沿计数器在两次比较器翻转信号之间进行计数操作；

所述n个下降沿计数器在转换阶段内的其余时段进行计数操作。

7.根据权利要求6所述的高帧频CMOS图像传感器，其特征在于，若相关双采样第一次的时钟周期数为X，相关双采样第二次的时钟周期数为Y；

所述n个上升沿计数器的计数初值均为-X，在其使能工作范围内计数逐渐增加；

所述n个下降沿计数器的计数初值为X+Y，在其使能工作范围内计数逐渐减小。

8.根据权利要求5所述的高帧频CMOS图像传感器，其特征在于，若时钟的半周期长度为A，则n个异步时钟信号的相位差的取值为：A/n、2×A/n、...、(n-1)×A/n。