[发明专利]能够模拟和数字求和的刷卡机线性图像传感器及对应方法

权利要求书

1.一种能够求和的扫描图像传感器，其允许由多行感光像素相继对同一图像行的同步读取以及对由不同行读取的信号的逐像素求和，其特征在于，所述传感器包括：

-M组的阵列，每组具有N行像素，每行具有P个像素，所述阵列产生与照度成比例的电荷，这些像素布置在第j列中的P个电荷转移寄存器中，其中j在1至P之间变化，允许将第m组的第j列的N个像素中所收集的电荷逐步累加在所述组的第N行像素的第j个像素中，其中m在1至M之间变化，

-在像素阵列内，用于读取一组像素的第N行的P个像素中所收集的电荷的M行读取电路（READ_m，j），每行具有P个读取电路，第m行的读取电路以行布置，且所述行的每一第j个读取电路连接至相应的第j个列导线（Ccj），所述列导线（Ccj）为不同行的所有的第j个读取电路所共用，以便在所述导线上提供模拟电信号，所述模拟电信号基于在像素行的任一组的第N行的第j个像素中所累加的电荷，

-在所述像素阵列外部，M行数字化电路（ADC_m，j），每行具有P个数字化电路，所述行的第j个数字化电路包括用于采样出现在第j个列导线上的模拟信号的采样器以及用于提供所述模拟信号的数字值的模数转换器，以及

-数字值的求和装置，所述求和装置能够将从所述转换器获得的且对应于多个模拟信号的采样的数字值加在一起，所述多个模拟信号全部对应于对所观察的图像行中的第j个同一图像点的观察。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于：所述读取电路是电荷-电压转换电路，借助于所述读取电路能够将表示由同一列中的N个像素所累加的电荷的电位转移至所述列导线。

3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于：所述读取电路包括电荷存储节点（ND）、用于将第N行像素的电荷转储至所述存储节点的转移晶体管（T1）、用于重新初始化所述存储节点的电位的晶体管（T2）、用于产生表示所述存储节点中的电荷量的电位的跟随器晶体管（T3）、以及行选择晶体管（T4），其用于在M行之中选择一行读取电路并且将所述行的所述读取电路的所述跟随器晶体管连接至相应列导线。

4.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于：形成基本数字化电路的一部分的采样器包括用于首先存储在被施加至读取电路的重新初始化晶体管的重新初始化脉冲之后的电压基准电平、并然后存储在被施加至所述转移晶体管的转移脉冲之后的信号电平的装置。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的图像传感器，其特征在于：所述求和装置分布在所述数字化电路中。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的图像传感器，其特征在于：存在于每一数字化电路中的所述模数转换器是斜坡转换器，所述斜坡转换器包括比较器和计数器，当将电压斜坡施加至所述比较器的输入端时，所述计数器以固定速率进行计数直到所述比较器被触发为止。

7.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于：第m行第j列的数字化电路的所述计数器的输出端连接至第m+1行同一第j列的数字化电路的所述计数器的初始化输入端，使得所述斜坡的末端处的第m+1个电路的所述计数器的内容对应于由一组的N个像素所接收的光量与对应于已经看见同一图像点的另一组N个像素的第m个所述计数器的先前内容的相加。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的图像传感器，其特征在于：读取电路行并入感光的或者不感光的像素行中，这样构造以便以选择性的方式允许在N行的组的最后一行像素与下一组的第一行像素之间的电荷转移、或者从一组的最后一行像素至存储节点的电荷转储，以便对所转储的电荷进行读取和数字化。

9.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于：所述图像传感器在每一行读取电路中包括用于检测存在于第m组像素的第N行像素的第j个像素中的电荷量的装置、以及用于在所述电荷量超出阈值时读取第m行第j列的读取电路中的这些电荷或者在所述电荷量低于所述阈值时将这些电荷转移至第m+1组像素的第一行像素而不读取这些电荷的装置。

10.一种用于操作能够求和的扫描图像传感器的方法，所述扫描图像传感器允许由多行感光像素的行相继对同一图像行的同步读取以及对由不同行读取且对应于所述同一像素行的信号的逐像素求和，其特征在于：

将所述传感器划分成多个组，每组具有N行，每行具有P个电荷转移像素，通过在列中从像素至像素地逐步累加对应于同一图像点的电荷的电荷转移，在行的每一组中以模拟的方式执行所述求和，

读取电路读取每一组的最后一行像素的电荷，其中所述读取电路与所述最后一行关联并且对每一像素执行电荷-电压转换，

由列导线向相应的数字化电路发送所述转换所产生的模拟信号，所述数字化电路针对每一列建立对应于每一模拟信号的数字值，并且

在每一列中将对应于行的各个组的多个数字值加在一起，所述行的各个组在所述扫描期间已经看见所述同一图像行。