一種nm0s線陣圖像傳感器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種NM0S線陣圖像傳感器，包括：根據(jù)積分時(shí)間進(jìn)行分組的傳感器像元；用于圖像傳感器的初始化復(fù)位和用于圖像傳感器的正常數(shù)據(jù)讀出的驅(qū)動(dòng)脈沖序列1;作為圖像傳感器中相同積分時(shí)間的一組像元數(shù)據(jù)的讀出脈沖的驅(qū)動(dòng)脈沖序列2。本發(fā)明的NM0S線陣圖像傳感器，性能好，能夠提高圖像傳感器輸出信號(hào)的信噪比。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種NMOS線陣圖像傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于光信號(hào)能量測(cè)量的傳感器，特別涉及一種NM0S線陣圖像傳 感器。

【背景技術(shù)】
[0002] 常用NM0S線陣圖像傳感器的驅(qū)動(dòng)脈沖序列如圖1所示。傳感器在使用時(shí)，需要給 傳感器提供三路驅(qū)動(dòng)脈沖序列，對(duì)應(yīng)引腳為〇 st、Φρ Φ2。其中，Φρ 〇2是完全同步的兩 個(gè)信號(hào)，但相位正好相反。〇st為傳感器像元信號(hào)讀出的啟動(dòng)脈沖，即〇 st給出一個(gè)正脈沖 后，視頻信號(hào)Video會(huì)與Φρ Φ2同步輸出。在所有像元的信號(hào)都讀出后，End of Scan引 腳與Φ2同步輸出一個(gè)負(fù)脈沖（圖3中，End信號(hào)）。第一個(gè)像元的視頻信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，Φρ Φ 2對(duì)應(yīng)的脈沖周期定義為像元讀出周期1，像元讀出周期2與第一個(gè)像元的視頻信號(hào)相對(duì) 應(yīng)。周期Ν后，幀結(jié)束信號(hào)End對(duì)應(yīng)的Φρ 〇2對(duì)應(yīng)的脈沖周期為結(jié)束周期，End脈沖輸出 后，傳感器結(jié)束了一巾貞的輸出。
[0003] 在上述的操作過(guò)程中，可以看出，一次讀取的過(guò)程中，傳感器所有像元的信號(hào)都被 讀出，這也決定了所有像元的積分時(shí)間長(zhǎng)短是相同的。在相同的積分時(shí)間下，可能使得入射 光信號(hào)強(qiáng)的像元的輸出接近飽和；而入射光信號(hào)弱的像元的輸出接近于零，使得信號(hào)被噪 聲淹沒(méi)。由于外部讀出電路不能夠控制像元中信號(hào)在Active Video上的輸出，無(wú)法實(shí)現(xiàn)分 段積分的功能。
[0004] 對(duì)于NM0S線陣圖像傳感器的通用產(chǎn)品，通過(guò)驅(qū)動(dòng)時(shí)序的特殊設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)分段 積分的功能。除了圖1所示的驅(qū)動(dòng)時(shí)序用于圖像傳感器的復(fù)位外，圖1、圖2所示的驅(qū)動(dòng)序 列交替輸入到圖像傳感器上，能夠?qū)崿F(xiàn)分段積分的功能。用改變驅(qū)動(dòng)時(shí)序的方法實(shí)現(xiàn)分段 積分功能，驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)序的實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜；而且，一幀圖像數(shù)據(jù)中，不同像元的積分時(shí)間只 能單調(diào)增加或單調(diào)減少；有效數(shù)據(jù)讀出后需要單獨(dú)的復(fù)位驅(qū)動(dòng)脈沖序列；所有像元的圖像 數(shù)據(jù)讀出頻率取決于所有像元的最大積分時(shí)間，不能在長(zhǎng)積分時(shí)間像元的一個(gè)積分周期內(nèi) 多次讀出短積分時(shí)間像元的圖像數(shù)據(jù)，積分時(shí)間短的像元利用率低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題，提供一種NM0S線陣圖像傳感器。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下：
[0007] 一種NM0S線陣圖像傳感器，包括：
[0008] 根據(jù)積分時(shí)間進(jìn)行分組的傳感器像元；
[0009] 用于圖像傳感器的初始化復(fù)位和用于圖像傳感器的正常數(shù)據(jù)讀出的驅(qū)動(dòng)脈沖序 列1 ;
[0010] 作為圖像傳感器中相同積分時(shí)間的一組像元數(shù)據(jù)的讀出脈沖的驅(qū)動(dòng)脈沖序列2。
[0011] 在上述技術(shù)方案中，傳感器的像元根據(jù)積分時(shí)間進(jìn)行分組時(shí)：
[0012] 設(shè)傳感器像元的數(shù)量為N，圖像傳感器上像元的位置序號(hào)記為1、2、…，N ;
[0013] 根據(jù)積分時(shí)間的不同，將傳感器所有像元分為m組，對(duì)應(yīng)的像元數(shù)分別為隊(duì)、 m n2、…，= ^對(duì)應(yīng)的積分時(shí)間分別Si\、T2、…、Tm;
[0014] 積分時(shí)間為T(mén)il彡i彡m的一組像元中，像元在圖像傳感器中的位置序號(hào)記為：
[0015] Pi.nP^.Pi.jd ^ j ^ Ni), Ρ，Λ C
[0016] 在上述技術(shù)方案中，所述驅(qū)動(dòng)脈沖序列1滿(mǎn)足：
[0017] 〇st是幀開(kāi)始的信號(hào)，〇st正脈沖輸出后，Φρ φ2按照相互反相的形式給出，視頻 信號(hào)線上就會(huì)與φρ φ2輸出到視頻信號(hào)線上；
[0018] 〇seleet在變?yōu)楦唠娖降耐瑫r(shí)變?yōu)楦唠娖?，在幀讀出周期結(jié)束時(shí)，End由低電平 變?yōu)楦唠娖綍r(shí)變?yōu)榈碗娖剑?br> [0019] 由低電平變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)亥IJ，需要在第一個(gè)像元讀出周期開(kāi)始之前； 由低電平變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)刻，需要在最后一個(gè)像元讀出周期結(jié)束之后。
[0020] 在上述技術(shù)方案中，所述驅(qū)動(dòng)脈沖序列2滿(mǎn)足：
[0021] 第1?k-Ι組像元的像元讀出周期內(nèi)，選通開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)選通脈沖（tselec;t保持 低電平，選通開(kāi)關(guān)關(guān)斷，信號(hào)輸出端無(wú)信號(hào)輸出；
[0022] 第k組像元的像元讀出周期內(nèi)選通開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)（tselec;t，變?yōu)楦唠娖?，選通開(kāi)關(guān) 導(dǎo)通，信號(hào)輸出端有信號(hào)輸出；
[0023] 第k+Ι?m組像元的像元讀出周期內(nèi)選通開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)選通脈沖（tselec;t，為低 電平，選通開(kāi)關(guān)關(guān)斷，信號(hào)輸出端無(wú)信號(hào)輸出。
[0024] 在上述技術(shù)方案中，像元的讀出在時(shí)間上是向前對(duì)齊的驅(qū)動(dòng)時(shí)序?yàn)椋?br> [0025] a) t = 0時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列1，使圖像傳感器復(fù)位；
[0026] b) t = 時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列2,讀出j_l組像元的數(shù)據(jù)，該組像元的積分時(shí)間 為L(zhǎng)」；
[0027] c)按照積分時(shí)間從小到大的順序，對(duì)于不同積分時(shí)間t = Τ'」」的每組像元，都對(duì)圖 像傳感器施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列2,讀出j_i組像元的數(shù)據(jù)，該組像元的積分時(shí)間為T(mén)j」；
[0028] d) t = Tj m時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列2,讀出j_m組像元的數(shù)據(jù)，該組像元的積分時(shí)間 為T(mén)j m ;-幀圖像數(shù)據(jù)讀出完畢，步驟b、c、d中讀出的所有數(shù)據(jù)合并后，即為一幀圖像數(shù)據(jù)； 然后重新回到步驟a。
[0029] 在上述技術(shù)方案中，積分時(shí)間向后對(duì)齊的驅(qū)動(dòng)時(shí)序?yàn)椋?br> [0030] a) t = 0時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列1，使圖像傳感器初始化、復(fù)位；
[0031] b) t = Hk時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列2,讀出組像元的數(shù)據(jù)，但讀出的 像元數(shù)據(jù)為無(wú)效數(shù)據(jù)，脈沖序列的作用是對(duì)組像元進(jìn)行復(fù)位；
[0032] c)按照積分時(shí)間從大到小的順序，對(duì)于不同積分時(shí)間t = Τ'」」的每組像元，在對(duì)應(yīng) 的時(shí)間t = Tjjj-Tj」，對(duì)圖像傳感器施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列2,對(duì)j_i組像元進(jìn)行復(fù)位；
[0033] d)t = Tj m時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列1，讀出所有像元的數(shù)據(jù)，該幀讀出的數(shù)據(jù)即為分 段積分下的一幀圖像數(shù)據(jù)；重新計(jì)時(shí)t = 0,然后重新回到步驟b。
[0034] 本發(fā)明具有以下的有益效果：
[0035] 本發(fā)明的NM0S線陣圖像傳感器：
[0036] 1)性能好，能夠提高圖像傳感器輸出信號(hào)的信噪比；
[0037] 2)實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低，不需要改變傳感器的硬件結(jié)構(gòu)，只需要對(duì)圖 像傳感器的讀出電路的通用設(shè)計(jì)做簡(jiǎn)單的改動(dòng)，就能夠使圖像傳感器具有分段積分的功 能；
[0038] 4)實(shí)現(xiàn)方法靈活，圖像傳感器一幀數(shù)據(jù)內(nèi)不同像元的積分時(shí)間可以自由設(shè)置，不 同像元積分時(shí)間的大小與像元在圖像傳感器上的位置無(wú)關(guān)；
[0039] 5)適用范圍廣，本發(fā)明不但適用于NM0S線陣圖像傳感器，也適用于其他使用相似 驅(qū)動(dòng)方法的線陣圖像傳感器。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0040] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0041] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的NM0S線陣圖像傳感器驅(qū)動(dòng)脈沖序列示意圖。
[0042] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的NM0S線陣圖像傳感器分段積分的驅(qū)動(dòng)時(shí)序示意圖。
[0043] 圖3為本發(fā)明的分段積分時(shí)像元的分組示意圖。
[0044] 圖4為本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)脈沖序列1示意圖。
[0045] 圖5為本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)脈沖序列2示意圖。
[0046] 圖6為本發(fā)明的向前對(duì)齊整幀圖像的讀出脈沖序列示意圖。
[0047] 圖7為本發(fā)明的向后對(duì)齊整幀圖像的讀出脈沖序列示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0048] 本發(fā)明的發(fā)明思想為：
[0049] NM0S線陣圖像傳感器的讀取過(guò)程也是對(duì)像元的復(fù)位過(guò)程，為了實(shí)現(xiàn)傳感器的分段 積分功能，本發(fā)明提出了 2種脈沖序列（驅(qū)動(dòng)脈沖序列1，驅(qū)動(dòng)脈沖序列2)，分別用作是復(fù) 位脈沖序列和數(shù)據(jù)讀出脈沖序列。
[0050] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做以詳細(xì)說(shuō)明。
[0051] 本發(fā)明的NM0S線陣圖像傳感器為了實(shí)現(xiàn)分段積分功能的實(shí)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)脈沖 序列時(shí)，需要首先根據(jù)積分時(shí)間的不同對(duì)傳感器的像元進(jìn)行分組：
[0052] 如圖3所示，設(shè)傳感器像元的數(shù)量為N，圖像傳感器上像元的位置序號(hào)記為1、 2、一,Ν。根據(jù)積分時(shí)間的不同，將傳感器所有像元分為m組（一幀圖像內(nèi)有m個(gè)不同的積 m 分時(shí)間，積分時(shí)間相同的像元作為一組），對(duì)應(yīng)的像元數(shù)分別為K、N2、…，Nm，ΣΜ=]ν對(duì) i-=l , 應(yīng)的積分時(shí)間分別為?\、τ2、…、Tm。積分時(shí)間為T(mén)il彡i彡m的一組像元中，像元在圖像傳 感器中的位置序號(hào)記為：
[0053] ΡΜ,Ρ?；2,Ρ^·(1 ^ j ^ Ni), Pi,Nt
[0054] 如，以圖像傳感器中的位置序號(hào)為標(biāo)記（圖3)，第1組像元包括序號(hào)為Pi,i? Ρ1>Ν1 (共K個(gè)）的像元，積分時(shí)間記為?\ ;第2組像元包括序號(hào)為P2, i?P2，N2 (共N2個(gè)）的 像元，積分時(shí)間記為T(mén)2。對(duì)于積分時(shí)間為積分時(shí)間為T(mén)k的一組像元，在圖像傳感器中的位 置序號(hào)及可以是連續(xù)的，也可以是不連續(xù)的，即圖像傳感器中位置不相鄰的幾段像 元，也可以使用相同的積分時(shí)間。例如，圖3中，第1組像元P1:1?Ρ1:Ν1在圖像傳感器中的 位置是連續(xù)的，第2組像元Ρ2Λ?Ρ2,Ν2 (共Ν2個(gè)）在圖像傳感器中的位置是不連續(xù)的，分成 Ρ2;1?P2，j、P2.川?盡*兩個(gè)連續(xù)的部分。
[0055] 不同積分時(shí)間之間滿(mǎn)足關(guān)系：
[0056] | Τ「Τ』| > Tmin 1 彡 i 彡 m，1 彡 j 彡 m，i 關(guān) j
[0057] Tmin = min(Tz)，是圖像傳感器的最短巾貞讀出周期，讀出一巾貞圖像所能用的最短時(shí) 間，該參數(shù)驅(qū)動(dòng)與圖像傳感器自身參數(shù)與外部讀出電路的能力相關(guān)
[0058] 圖3所示分組方法，作為一個(gè)不同點(diǎn)或改進(jìn)之處，在于，所有像元依據(jù)積分時(shí)間的 不同進(jìn)行了分組，具有相同積分時(shí)間的像元作為一組，但是，同一組像元可以是連續(xù)分布 的，也可以是不連續(xù)的（分布在整個(gè)傳感器線陣的不同位置區(qū)域）。
[0059] 驅(qū)動(dòng)脈沖序列1 (圖4)是常用的驅(qū)動(dòng)脈沖序列；在實(shí)現(xiàn)分段積分功能時(shí)，驅(qū)動(dòng)脈 沖序列1可以用于圖像傳感器的初始化復(fù)位，也可以用于圖像傳感器的正常數(shù)據(jù)讀出。〇 st 是幀開(kāi)始的信號(hào)，〇st正脈沖輸出后，ΦρΦ2按照相互反相的形式給出，視頻信號(hào)線上就會(huì) 與％、Φ 2輸出到視頻信號(hào)線上。〇st、Φρ Φ2的具體要求，如上升沿時(shí)間、下降沿時(shí)間、脈 沖寬度、相位關(guān)系（〇st超前ΦρΦ 2的時(shí)間）以及視頻輸出與ΦρΦ2的相互關(guān)系，如相位 關(guān)系（視頻信號(hào)在Φ:、Φ2的上升沿或下降沿輸出、〇 st輸出后，第一個(gè)像元的視頻信號(hào)輸 出出現(xiàn)在Φρ Φ2的第幾個(gè)周期中），這些參數(shù)與傳感器的具體型號(hào)有關(guān)，需要根據(jù)傳感器 的使用手冊(cè)確定，但是，這些具體參數(shù)的不同并不影響本發(fā)明所述方法的適應(yīng)性。如圖4所 示，〇 st輸出后，第一個(gè)像元的視頻信號(hào)就出現(xiàn)在Φ:、Φ2的第一個(gè)周期的下降沿。
[0060] 〇^^在〇4變?yōu)楦唠娖降耐瑫r(shí)變?yōu)楦唠娖剑ㄟx通開(kāi)關(guān)導(dǎo)通），在幀讀出周期結(jié) 束時(shí)，End由低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)變?yōu)榈碗娖剑ㄟx通開(kāi)關(guān)關(guān)斷）。由低電平 變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)刻，需要在第一個(gè)像元讀出周期開(kāi)始之前由低電平變?yōu)楦唠娖降?時(shí)刻，需要在最后一個(gè)像元讀出周期結(jié)束之后；兩者都不做嚴(yán)格限制，可以在較大范圍內(nèi)取 值。在不使用圖像傳感器的分段積分功能時(shí)，即所有像元的積分時(shí)間相同，〇%^可以一直 為1?電平。
[0061] 圖4作為一個(gè)不同點(diǎn)或改進(jìn)之處，在于，給出了一個(gè)幀讀出周期中，所有像元都讀 出時(shí)，讀出電路選通開(kāi)關(guān)的控制方法。
[0062] 驅(qū)動(dòng)脈沖序列2為圖像傳感器中相同積分時(shí)間的一組像元數(shù)據(jù)的讀出脈沖，如圖 5所示，是一組驅(qū)動(dòng)脈沖序列的統(tǒng)稱(chēng)。設(shè)當(dāng)前幀讀出周期中，需要讀出第k組像元的圖像數(shù) 據(jù)，對(duì)應(yīng)的積分時(shí)間為T(mén)k，該組像元的序號(hào)為及(共Nk個(gè)）。在該幀圖像的讀出驅(qū)動(dòng) 時(shí)序中，(J)st、φρ φ2不改變，同驅(qū)動(dòng)脈沖序列1。第1?k-i組像元不需要讀出，因此，這些 像元讀出周期內(nèi)選通開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)選通脈沖Φ ，一直保持低電平，選通開(kāi)關(guān)關(guān)斷，信 號(hào)輸出端無(wú)信號(hào)輸出（低電平表示選通開(kāi)關(guān)關(guān)斷）。第k組像元，像元位置序號(hào)及， 需要讀出，因此，這些像元讀出周期內(nèi)選通開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)，變?yōu)楦唠娖剑x通開(kāi)關(guān) 導(dǎo)通，信號(hào)輸出端有信號(hào)輸出。第k+Ι?m組像元不需要讀出，因此，這些像元讀出周期內(nèi) 選通開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)選通脈沖Φ，為低電平，選通開(kāi)關(guān)關(guān)斷，信號(hào)輸出端無(wú)信號(hào)輸出。
[0063] 圖5作為一個(gè)不同點(diǎn)或改進(jìn)之處，在于，給出了一個(gè)幀讀出周期中，只有某一組像 元讀出時(shí)，讀出電路選通開(kāi)關(guān)的控制方法。
[0064] 實(shí)現(xiàn)傳感器在實(shí)現(xiàn)分段積分功能時(shí)，讀出一幀圖像，需要多個(gè)幀讀出周期及相應(yīng) 的幀讀出驅(qū)動(dòng)脈沖序列，每個(gè)幀讀出序列用于讀出某個(gè)積分時(shí)間的像元，要求分段積分時(shí)， 不同積分時(shí)間的個(gè)數(shù)就是所需要的幀讀出周期及相應(yīng)的幀讀出驅(qū)動(dòng)脈沖序列的個(gè)數(shù)。
[0065] 在實(shí)現(xiàn)分段積分的驅(qū)動(dòng)脈沖序列時(shí)，積分時(shí)間?\，1 < i 在積分時(shí)間的允許 范圍內(nèi)任意取值，要讀出所有像元的圖像數(shù)據(jù)，首先根據(jù)分段積分時(shí)間的不同，對(duì)所有m組 像元的積分時(shí)間按照從小到大的進(jìn)行排序，設(shè)排序后分段積分的積分時(shí)間重新記為T(mén)j i， 1 < j_i < m，m為分段積分中不同積分時(shí)間的總個(gè)數(shù)，且：
[0066]
[0067] 驅(qū)動(dòng)時(shí)序（圖6)如下：
[0068] a) t = 0時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列1，使圖像傳感器復(fù)位；
[0069] b) t = 時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列2,讀出j_l組像元的數(shù)據(jù)，該組像元的積分時(shí)間 為h ;
[0070] c)按照積分時(shí)間從小到大的順序，對(duì)于積分時(shí)間不同的每組像元，都對(duì)圖像傳感 器施加一個(gè)整幀讀出脈沖序列，即脈沖序列2 ;具體描述為：t = 時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列 2,讀出j_i組像元的數(shù)據(jù)，該組像元的積分時(shí)間為T(mén)j」；
[0071] d)t = Tj m時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列2,讀出j_m組像元的數(shù)據(jù)，該組像元的積分時(shí)間 為T(mén)j m ;-幀圖像數(shù)據(jù)讀出完畢，步驟b、c、d中讀出的所有數(shù)據(jù)合并后，即為一幀圖像數(shù)據(jù)。 重新回到步驟a)。
[0072] 圖6所示驅(qū)動(dòng)脈沖序列中，所有像元的積分時(shí)間都是從時(shí)刻t = 0開(kāi)始，不同像元 的讀出在時(shí)間上是向前對(duì)齊的。
[0073] 圖6所示驅(qū)動(dòng)脈沖序列作為一個(gè)改進(jìn)之處，其創(chuàng)新點(diǎn)在于，給出了實(shí)現(xiàn)分段積分 的一種驅(qū)動(dòng)脈沖序列的設(shè)計(jì)方法，使用復(fù)位脈沖序列和讀出脈沖序列配合實(shí)現(xiàn)分段積分功 能。在積分周期的開(kāi)始時(shí)刻，施加復(fù)位脈沖序列，所有像元復(fù)位；在某一組像元的積分時(shí)間 到達(dá)時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列2,讀出該組脈沖。所有組的像元都讀出后，開(kāi)始一個(gè)新的讀出周 期。
[0074] 圖6所示實(shí)現(xiàn)分段積分的一種驅(qū)動(dòng)脈沖序列的設(shè)計(jì)方法，使用復(fù)位脈沖序列和讀 出脈沖序列配合實(shí)現(xiàn)分段積分功能。在積分周期的開(kāi)始時(shí)刻，施加復(fù)位脈沖序列，所有像元 復(fù)位；在某一組像元的積分時(shí)間到達(dá)時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列2,讀出該組脈沖。所有組的像 元都讀出后，開(kāi)始一個(gè)新的讀出周期。
[0075] 積分時(shí)間向后對(duì)齊的驅(qū)動(dòng)時(shí)序（圖7)如下：
[0076] a) t = 0時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列1，使圖像傳感器初始化、復(fù)位；
[0077] b) t = 時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列2,讀出組像元的數(shù)據(jù)，但讀出的 像元數(shù)據(jù)為無(wú)效數(shù)據(jù)，脈沖序列的作用是對(duì)組像元進(jìn)行復(fù)位；
[0078] c)按照積分時(shí)間從大到小的順序，對(duì)于積分時(shí)間不同的每組像元，都對(duì)圖像傳感 器施加一個(gè)幀讀出脈沖序列，即脈沖序列2 ;具體描述為：t = Tu-Tu時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序 列2,讀出j_i組像元的數(shù)據(jù)，讀出的像元數(shù)據(jù)為無(wú)效數(shù)據(jù)，脈沖序列的作用是對(duì)j_i組像元 進(jìn)行復(fù)位；
[0079] d)t = Tj m時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列1，讀出所有像元的數(shù)據(jù)，該幀讀出的數(shù)據(jù)即為分 段積分下的一幀圖像數(shù)據(jù)。重新開(kāi)始計(jì)時(shí)，t = 0,重新回到步驟b)。
[0080] 圖7所示驅(qū)動(dòng)脈沖序列中，所有像元的積分時(shí)間都是在時(shí)刻t = Tj m時(shí)結(jié)束，不同 像元的讀出在時(shí)間上是向后對(duì)齊的。該驅(qū)動(dòng)脈沖序列不需要單獨(dú)的幀讀出驅(qū)動(dòng)脈沖序列對(duì) 圖像傳感器進(jìn)行復(fù)位。
[0081] 圖7所示驅(qū)動(dòng)脈沖序列作為一個(gè)改進(jìn)之處，其創(chuàng)新點(diǎn)在于，給出了實(shí)現(xiàn)分段積分 的一種驅(qū)動(dòng)脈沖序列的設(shè)計(jì)方法，使用復(fù)位脈沖序列和讀出脈沖序列配合實(shí)現(xiàn)分段積分功 能。在積分周期的不同時(shí)刻，分別對(duì)不同積分時(shí)間的像元進(jìn)行復(fù)位，使得所有像元的積分在 同一個(gè)時(shí)刻結(jié)束。在該結(jié)束時(shí)刻，施加復(fù)位脈沖序列，讀出所有組像元的數(shù)據(jù)。然后，開(kāi)始 一個(gè)新的讀出周期。
[0082] 圖7所示實(shí)現(xiàn)分段積分的一種驅(qū)動(dòng)脈沖序列的設(shè)計(jì)方法，使用復(fù)位脈沖序列和讀 出脈沖序列配合實(shí)現(xiàn)分段積分功能。在積分周期的不同時(shí)刻，分別對(duì)不同積分時(shí)間的像元 進(jìn)行復(fù)位，使得所有像元的積分在同一個(gè)時(shí)刻結(jié)束。在該結(jié)束時(shí)刻，施加復(fù)位脈沖序列，讀 出所有組像元的數(shù)據(jù)。然后，開(kāi)始一個(gè)新的讀出周期。
[0083] 顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì) 于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或 變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或 變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1. 一種NMOS線陣圖像傳感器，其特征在于，包括： 根據(jù)積分時(shí)間進(jìn)行分組的傳感器像元； 用于圖像傳感器的初始化復(fù)位和用于圖像傳感器的正常數(shù)據(jù)讀出的驅(qū)動(dòng)脈沖序列1 ; 作為圖像傳感器中相同積分時(shí)間的一組像元數(shù)據(jù)的讀出脈沖的驅(qū)動(dòng)脈沖序列2。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的NM0S線陣圖像傳感器，其特征在于，傳感器的像元根據(jù)積分 時(shí)間進(jìn)行分組時(shí)： 設(shè)傳感器像元的數(shù)量為N，圖像傳感器上像元的位置序號(hào)記為1、2、…，N ; 根據(jù)積分時(shí)間的不同，將傳感器所有像元分為m組，對(duì)應(yīng)的像元數(shù)分別為K、N2、…，Nm， m ΣΜ=ΛΓ對(duì)應(yīng)的積分時(shí)間分別SI\、T2、…、Tm; ,=ι , 積分時(shí)間為V < i < m的一組像元中，像元在圖像傳感器中的位置序號(hào)記為：
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的NMOS線陣圖像傳感器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)脈沖序列1滿(mǎn) 足： 〇st是幀開(kāi)始的信號(hào)，〇st正脈沖輸出后，Φρ Φ2按照相互反相的形式給出，視頻信號(hào) 線上就會(huì)與Φρ Φ2輸出到視頻信號(hào)線上； 在Φμ變?yōu)楦唠娖降耐瑫r(shí)變?yōu)楦唠娖剑趲x出周期結(jié)束時(shí)，End由低電平變?yōu)?高電平時(shí)Φ select 變?yōu)榈碗娖剑? 由低電平變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)刻，需要在第一個(gè)像元讀出周期開(kāi)始之前由 低電平變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)刻，需要在最后一個(gè)像元讀出周期結(jié)束之后。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的NMOS線陣圖像傳感器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)脈沖序列2滿(mǎn) 足： 第1?k-Ι組像元的像元讀出周期內(nèi)，選通開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)選通脈沖保持低電 平，選通開(kāi)關(guān)關(guān)斷，信號(hào)輸出端無(wú)信號(hào)輸出； 第k組像元的像元讀出周期內(nèi)選通開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)扒^。,，變?yōu)楦唠娖?，選通開(kāi)關(guān)導(dǎo) 通，信號(hào)輸出端有信號(hào)輸出； 第k+Ι?m組像元的像元讀出周期內(nèi)選通開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)選通脈沖Φ selec;t，為低電平， 選通開(kāi)關(guān)關(guān)斷，信號(hào)輸出端無(wú)信號(hào)輸出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的NMOS線陣圖像傳感器，其特征在于，像元的讀出在時(shí)間上是 向iu對(duì)齊的驅(qū)動(dòng)時(shí)序?yàn)椋?a) t = 0時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列1，使圖像傳感器復(fù)位； b) t = Τ」」時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列2,讀出j_l組像元的數(shù)據(jù)，該組像元的積分時(shí)間為 Tjj ； c) 按照積分時(shí)間從小到大的順序，對(duì)于不同積分時(shí)間t = Τ'」」的每組像元，都對(duì)圖像傳 感器施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列2,讀出j_i組像元的數(shù)據(jù)，該組像元的積分時(shí)間為T(mén)j」； d) t = Tj_m時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列2,讀出j_m組像元的數(shù)據(jù)，該組像元的積分時(shí)間為T(mén)j_ m 幀圖像數(shù)據(jù)讀出完畢，步驟b、c、d中讀出的所有數(shù)據(jù)合并后，即為一幀圖像數(shù)據(jù)；然后 重新回到步驟a。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NMOS線陣圖像傳感器，其特征在于，積分時(shí)間向后對(duì)齊的驅(qū) 動(dòng)時(shí)序?yàn)椋?a) t = 0時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列1，使圖像傳感器初始化、復(fù)位； b) t = Hx時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列2,讀出組像元的數(shù)據(jù)，但讀出的像元 數(shù)據(jù)為無(wú)效數(shù)據(jù)，脈沖序列的作用是對(duì)組像元進(jìn)行復(fù)位； c) 按照積分時(shí)間從大到小的順序，對(duì)于不同積分時(shí)間t = Τ'」」的每組像元，在對(duì)應(yīng)的時(shí) 間t = Tjjj-Tj」，對(duì)圖像傳感器施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列2,對(duì)j_i組像元進(jìn)行復(fù)位； d) t = Tj m時(shí)，施加驅(qū)動(dòng)脈沖序列1，讀出所有像元的數(shù)據(jù)，該幀讀出的數(shù)據(jù)即為分段積 分下的一幀圖像數(shù)據(jù)；重新計(jì)時(shí)t = 0,然后重新回到步驟b。
【文檔編號(hào)】H04N5/374GK104219467SQ201410440731
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月30日
【發(fā)明者】張佩杰, 宋克非 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所