[发明专利]高帧率全局像元CMOS图像传感器及其信号传输方法

摘要

本发明公开了一种全局像元CMOS图像传感器，包括由多个全局像元组成的像素阵列；第一尾电流模块，包括分别对应所述像素阵列的每一列配置的多个第一尾电流源；第一译码模块，其控制各所述全局像元同时进行曝光、信号采样，依次选中所述像素阵列的各行，以及同时读取选中行的各所述全局像元的信号；第二译码模块，其将所述第一译码模块所选中行的各所述全局像元的信号依次输出；输出驱动模块，将所述第二译码模块依次输出的信号串行输出。本发明不仅可实现全局曝光，且具有高帧率。

主权项

一种全局像元CMOS图像传感器，其特征在于，包括：由多个全局像元组成的像素阵列；第一尾电流模块，包括分别对应所述像素阵列的每一列配置的多个第一尾电流源；第一译码模块，其控制各所述全局像元同时进行曝光、信号采样，依次选中所述像素阵列的各行，以及同时读取选中行的各所述全局像元的信号；第二译码模块，其将所述第一译码模块所选中行的各所述全局像元的信号依次输出；输出驱动模块，将所述第二译码模块依次输出的信号串行输出；其中每一所述全局像元包括感光二极管、传输管、悬浮节点、复位管、第一源跟随器、预充电管、第一采样保持电容、第二采样保持电容、第一开关管、第二开关管、第二源跟随器及行选通管；所述传输管的源极连接所述感光二极管，漏极连接所述第一源跟随器的栅极和所述复位管的源极于所述悬浮节点；所述预充电管的漏极与所述第一源跟随器的源极相连于所述第一开关管的源极，源极接地；所述复位管的漏极接电源电压，所述第一源跟随器的漏极接电源电压；所述第一开关管的漏极与所述第二开关管的源极连接于所述第一采样保持电容的一端，所述第一采样保持电容的另一端接地；所述第二开关管的漏极与所述第二源跟随器的栅极连接于所述第二采样保持电容的一端，所述第二采样保持电容的另一端接地；所述第二源跟随器的漏极连接电源电压、源极连接所述行选通管的源极；所述行选通管的漏极作为所述像元的输出端；所述像素阵列中同一列全局像元的行选通管的漏极共同连接对应的所述第一尾电流源；每一所述全局像元的传输管、复位管、预充电管、第一开关管、第二开关管及行选通管的栅极信号均由所述第一译码模块发出，以使选中行的每一所述全局像元的第二采样保持电容先后输出该全局像元的复位信号和该复位信号与该全局像元的感光二极管信号的混合信号，其中所述复位信号与所述混合信号之差表征所述全局像元的信号；其中所述第一译码模块发出第二开关信号至所述像素阵列中各所述全局像元的第二开关管，所述第二开关信号具有标志位，当所述第一译码模块发出所述第二开关信号以控制全部所述第二开关管时设置所述标志位为1或0，当所述第一译码模块发出所述第二开关信号以控制所述像素阵列中仅选中行的全局像元的第二开关管时对应设置所述标志位为0或1。