[发明专利]CMOS图像传感器曝光时序控制装置

摘要

本发明提出了一种CMOS图像传感器曝光时序控制装置，包括曝光时间寄存器、曝光时间检测模块、曝光时间计数模块、曝光时序控制模块、FOT时序控制模块、读出时序控制模块、比较模块、曝光起始位置控制模块、控制电路和三个数据选择器；三个数据选择器分别记为数据选择器一、数据选择器二和数据选择器三；本发明的有益技术效果是：提出了一种CMOS图像传感器曝光时序控制装置，该装置可以通过检测当前曝光时间和前一帧周期的读出时间的时间大小，来对曝光操作的起始时间进行自动调节，保证CMOS图像传感器在各种曝光时间条件下均能正常工作，最终就能使CMOS图像传感器的曝光时间可调性得到大幅扩展。

主权项

1.一种CMOS图像传感器曝光时序控制装置，所述CMOS图像传感器包括互相匹配的像素电路、放大量化处理电路和读出电路；其特征在于：所述CMOS图像传感器曝光时序控制装置包括曝光时间寄存器(1)、曝光时间检测模块(2)、曝光时间计数模块(3)、曝光时序控制模块(4)、FOT时序控制模块(5)、读出时序控制模块(6)、比较模块(7)、曝光起始位置控制模块(8)、控制电路(9)和三个数据选择器；三个数据选择器分别记为数据选择器一(10)、数据选择器二(11)和数据选择器三(12)；所述数据选择器有两个输入端、一个输出端和一个控制端，数据选择器的控制端用于接收控制信号，数据选择器能在控制信号的控制下，将两个输入端中的一者选通至输出端；所述控制电路(9)有四个控制信号输出端、一个使能信号输出端和一个数据传输端口；所述曝光时间寄存器(1)与控制电路(9)的第一控制信号输出端连接，同时，曝光时间寄存器(1)与数据选择器一(10)的第一输入端连接；所述曝光时间检测模块(2)与控制电路(9)的第二控制信号输出端连接，同时，曝光时间检测模块(2)与数据选择器一(10)的第二输入端连接；所述数据选择器一(10)的控制端与控制电路(9)的第三控制信号输出端连接；所述曝光时间计数模块(3)与数据选择器一(10)的输出端连接，同时，曝光时间计数模块(3)与数据选择器二(11)的输出端连接；数据选择器二(11)的控制端与控制电路(9)的第四控制信号输出端连接，数据选择器二(11)的第一输入端与控制电路(9)的使能信号输出端连接，数据选择器二(11)的第二输入端与数据选择器三(12)的输出端连接；所述曝光时序控制模块(4)与曝光时间计数模块(3)连接；所述FOT时序控制模块(5)与曝光时序控制模块(4)连接，同时，FOT时序控制模块(5)与数据选择器三(12)的第一输入端连接；所述读出时序控制模块(6)与FOT时序控制模块(5)连接；所述比较模块(7)与控制电路(9)的数据传输端口连接，比较模块(7)的输出端与数据选择器三(12)的控制端连接；所述曝光起始位置控制模块(8)与数据选择器三(12)的第二输入端连接，同时，曝光起始位置控制模块(8)与曝光时间计数模块(3)连接；所述控制电路(9)能通过第一控制信号输出端对曝光时间寄存器(1)的动作进行控制，并且，控制电路(9)能对预存在曝光时间寄存器(1)内的内部曝光时间进行修改；所述控制电路(9)能通过第二控制信号输出端对曝光时间检测模块(2)的动作进行控制，并且，控制电路(9)能向曝光时间检测模块(2)先后输出触发脉冲和结束脉冲；所述控制电路(9)能通过第三控制信号输出端控制数据选择器一(10)的动作；所述控制电路(9)能通过第四控制信号输出端控制数据选择器二(11)的动作；所述控制电路(9)能通过使能信号输出端向数据选择器二(11)输出使能信号；所述控制电路(9)能通过数据传输端口向比较模块(7)输出曝光控制时间和读出时间；所述读出时间即为读出操作的时长；所述曝光时间检测模块(2)能以计数方式检测出触发脉冲和结束脉冲的时间间隔，所述时间间隔记为外部曝光时间；所述数据选择器一(10)能在控制电路(9)的控制下，将内部曝光时间和外部曝光时间中的一者输出至曝光时间计数模块(3)；数据选择器一(10)的输出信号记为曝光时间；数据选择器二(11)输出的信号记为触发信号；所述曝光时间计数模块(3)能对收到的曝光时间进行缓存；得到曝光时间的同时，曝光时间计数模块(3)将曝光时间传输至曝光起始位置控制模块(8)；曝光时间计数模块(3)能在触发信号的触发下，向曝光时序控制模块(4)输出开始命令；输出开始命令的同时，曝光时间计数模块(3)开始计数，当计数时长达到曝光时间的时长时，曝光时间计数模块(3)向曝光时序控制模块(4)和曝光起始位置控制模块(8)同步输出结束命令；收到开始命令时，所述曝光时序控制模块(4)向像素电路输出第一驱动信号，控制像素电路进行曝光操作；收到结束命令时，所述曝光时序控制模块(4)向像素电路输出第二驱动信号，控制像素电路结束曝光操作；输出第二驱动信号的同时，曝光时序控制模块(4)向FOT时序控制模块(5)输出第一触发信号；所述FOT时序控制模块(5)内预存有FOT控制时序；收到第一触发信号时，FOT时序控制模块(5)根据FOT控制时序，控制放大量化处理电路对像素电路输出的光生电荷进行放大、量化处理；放大、量化处理结束时，FOT时序控制模块(5)向数据选择器三(12)和读出时序控制模块(6)同步输出第二触发信号；所述读出时序控制模块(6)内预存有读出控制时序；收到第二触发信号时，读出时序控制模块(6)根据读出控制时序，控制读出电路对放大量化处理电路输出的信号进行读出操作；收到曝光控制时间和读出时间后，比较模块(7)能对曝光控制时间和读出时间的时长大小进行比较：若读出时间大于曝光控制时间，则比较模块(7)向数据选择器三(12)输出命令一；若读出时间小于曝光控制时间，则比较模块(7)向数据选择器三(12)输出命令二；收到命令一时，数据选择器三(12)将所辖的第二输入端与所辖的输出端选通；收到命令二时，数据选择器三(12)将所辖的第一输入端与所辖的输出端选通；所述曝光起始位置控制模块(8)内预存有参考时间，所述参考时间等于信号处理时间和读出时间之和；所述信号处理时间信息的时长即为放大、量化处理的时长；收到曝光时间后，所述曝光起始位置控制模块(8)能计算出曝光时间和参考时间的时间差值；收到结束命令后，曝光起始位置控制模块(8)开始计数，当计数时长达到时间差值的时长后，曝光起始位置控制模块(8)向数据选择器三(12)输出第三触发信号。