[发明专利]图像传感器读出电路

说明书

本发明提供了一种图像传感器读出电路，包括基准电压输入单元，用于输入斜波信号和不同的基准电压；比较单元，其中一个输入端输入像素数据，另外一个输入端与基准电压输入单元电连接以输入斜波信号和基准电压，并根据两个输入端的信号比较输出高位读出数据；计数单元，与比较单元的输出端电连接以输出低位读出数据；控制逻辑单元，控制逻辑单元的输入端与比较单元的输出端电连接以获取高位读出数据并输出，控制逻辑单元的输出端与基准电压输入单元电连接，以控制基准电压输入单元输入不同的信号。本发明大幅度缩减了读出所需时间，有利于提高数据输出帧率，缩短数据读出周期。

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，尤其涉及一种图像传感器读出电路。

背景技术

CMOS图像传感器(Image Sensor，CIS)已广泛应用于视频、监控、工业制造、汽车、家电等成像领域。主流CIS读出电路结构是以列级单斜模数转换器(SS-ADC)为主的读出电路，以保证CIS在合理的功耗下具有足够的转换精度和速度。而该结构最主要的缺点是转换所需计数周期较长，其计数周期随ADC分辨率呈指数增长。例如一个12位的SS-ADC，需要4095个计数周期。在CIS的分辨率和帧率较高的应用中，基于传统SS-ADC的读出电路结构已无法满足此类要求。

因此，有必要提供一种新型的图像传感器读出电路以解决现有技术中存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图像传感器读出电路，大幅度缩减了读出所需时间，有利于提高数据输出帧率，缩短数据读出周期。

为实现上述目的，本发明的所述一种图像传感器读出电路，包括：

基准电压输入单元，用于输入斜波信号和不同的基准电压；

比较单元，其中一个输入端以输入像素数据，另外一个输入端与所述基准电压输入单元电连接以输入所述斜波信号和所述基准电压，并根据两个输入端的信号比较输出高位读出数据；

计数单元，与所述比较单元的输出端电连接以输出低位读出数据；

控制逻辑单元，所述控制逻辑单元的输入端与所述比较单元的输出端电连接以获取所述高位读出数据并输出，所述控制逻辑单元的输出端与所述基准电压输入单元电连接，以控制所述基准电压输入单元输入不同的信号。

本发明所述图像传感器读出电路的有益效果在于：在采集到像素数据之后，通过控制逻辑单元控制基准电压输入单元输入斜波信号和不同的基准电压，以便于比较单元基于斜波信号和基准电压对像素数据进行逐次逼近的高位转换以输出高位读出数据，而计数单元则对其余的低位数据进行列级单斜转换以输出低位读出数据，针对像素数据中的高位数据和低位数据分别采用不同的转换方式读出，同传统列单斜ADC相比，能有效缩短像素数据读出时间，有利于提高帧率，也有利于提高CIS的数据输出帧率。

可选的，所述比较单元包括第一电容、第二电容和比较器，所述第一电容的一端与所述像素数据的输入端连接，所述第一电容的另一端与所述比较器的第一输入端连接，所述第二电容的一端与所述基准电压输入单元的输出端连接，所述第二电容的另一端与所述比较器的第二输入端连接，所述比较器的输出端分别与所述计数单元和所述控制逻辑单元连接。

可选的，所述比较单元还包括第一复位开关和第二复位开关，所述第一复位开关一端与所述第一输入端连接，另一端与所述比较器的一个复位端连接；所述第二复位开关一端与所述第二输入端连接，另一端与所述比较器的另一个所述复位端连接。

可选的，所述基准电压输入单元包括基准电压生成电路和组合开关，所述基准电压生成电路一端输入基准电流，另一端接地，所述控制逻辑模块与所述组合开关连接以控制所述组合开关的状态，且所述基准电压生成电路包括若干个电阻，相邻的所述电阻之间均连接有电压节点，所述组合开关包括若干个开关，每一个所述电压节点通过所述开关与所述第二电容连接，以输入不同的基准电压。