[发明专利]提高图像传感器模拟域累加器累加效果的装置和方法

摘要

本发明涉及模拟集成电路设计领域。为大幅度增加高级数模拟域CMOS‑TDI图像传感器的等效累加级数及信噪比提升幅度。为此，本发明采用的技术方案是，提高图像传感器模拟域累加器累加效果的方法，利用n行×m列的像素阵列、两步式模拟域累加器、列并行ADC、水平移位寄存器实现，采用欠采样率为(n‑1)/n的逆序滚筒式曝光，具体实现为在一个渡越时间内从第n行像素到第2行像素逐次开始曝光，在下一个渡越时间开始时，第1行像素接着曝光，然后，再从第n行像素开始曝光，这样在一个渡越时间内n行像素会输出(n‑1)个数据。本发明主要应用于模拟集成电路设计、图像传感器设计。

主权项

一种提高图像传感器模拟域累加器累加效果的方法，其特征是，利用n行×m列的像素阵列、两步式模拟域累加器、列并行ADC、水平移位寄存器实现，采用欠采样率为(n‑1)/n的逆序滚筒式曝光，具体实现为在一个渡越时间内从第n行像素到第2行像素逐次开始曝光，在下一个渡越时间开始时，第1行像素接着曝光，然后，再从第n行像素开始曝光，这样在一个渡越时间内n行像素会输出(n‑1)个数据；其中，具体实现过程如下所述：首先，采用欠采样率为(n‑1)/n的逆序滚筒式曝光：在一个渡越时间内从第n行像素到第2行像素逐次开始曝光，在下一个渡越时间开始时，第1行像素接着曝光，然后，再从第n行像素开始曝光，这样在一个渡越时间内n行像素会输出(n‑1)个数据；然后，对于每列n行像素信号进行分组：将其分成b组，每组a行；每组像素的输出信号在对应列的第一步模拟域累加器中累加a次后即读出，该模拟域累加器被清空并可以读入新的数据；第一步累加所需要的积分器个数为n‑b＝n‑(n/a)＝(1‑1/a)n；第一步模拟域累加器输出的信号在第二步模拟域累加器中累加b次后输出至ADC；第二步累加所需要的积分器个数为n‑a；接着，每列像素曝光产生像素曝光信号输送到对应的列级模拟累加电路中：第一组第一个像素对于物体A的曝光信号在输送到第一步模拟域累加器中的经过复位清空其中原有电荷的积分器后，进行采样保持，等到第一组第二个像素对于A的曝光信号产生，并输入至相同的积分器进行累加；当第一组最后一个像素对于A的曝光信号产生并输入至该积分器，即，第一步模拟域累加器中的此积分器累加完成a次后，将累加信号a(A)输出至第二步模拟域累加器中的经过复位清空其中原有电荷的积分器；接着，第二组第一个像素开始曝光，重复上述过程，而当第二步模拟域累加器累加b个a(A)信号后，则b[a(A)]作为最终累加结果输出至列并行ADC量化，最后所有列的量化结果经水平移位寄存器串行输出。