[发明专利]一种图像传感电路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种图像传感电路及方法。

背景技术

随着科技的进步与发展，图像传感技术日益成熟，其中与传感器相连的单元电路，是影响整个图像传感系统性能的重要因素，因此对于单元电路的设计要求越来越严格。首先，电路结构需要尽可能简单，便于在最大曝光区的范围内，集成更大规模的图像阵列；其次，电路的功耗尽可能低，因为在大规模图像芯片中，单元电路的数量非常大，如果单元电路功耗大，将不利于图像芯片的大规模集成；再次，电路的噪声尽可能小，单元电路的噪声会降低信噪比，而且后续电路也很难消除此噪声；最后，对于微弱的光信号，通常会采用光信号转换与信号输出同时进行的方式，能够充分利用时间，效率高，但是单元电路往往设计的比较复杂，造成单元电路面积大，功耗大，成本高。参照图1所示的一种现有技术的图像传感电路，包括直接注入结构(DI)、源极跟随器（SF）和采样保持电路（SH），该电路可以实现单元内采样保持，从而可以支持信号转换与信号输出同时进行的模式（IWR模式）。由于该电路结构引入了源极跟随器SF，所以单元电路的功耗和面积都会增大，或者必须在有限的面积内，压缩积分电容Cint的大小，不仅降低了单元电路的电荷处理能力，还会降低信噪比，同时由于源极跟随器SF的引入，增加了电路的噪声。

因此，本领域技术人员迫切需要解决的问题之一在于，提供一种低功耗的图像传感单元电路及方法，用以支持信号转换与信号输出同时进行，简化电路结构，降低电路的功耗，降低制造成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种图像传感电路及方法，用以支持信号的积分与信号的输出同时进行，简化电路结构，降低电路的功耗，降低制造成本。

为了解决上述问题，本发明公开了一种图像传感电路，包括：

传感器，用于采集入射光线的光信号，并将所述光信号转换成电信号；

光信号放大单元，对所述电信号进行积分，生成积分信号；

采样保持单元，包括至少两个并联的信号采样组件，用于通过所述至少一个信号采样组件对所述积分信号进行采样生成采样信号，以及，通过至少一个其它信号采样组件，输出已生成的采样信号。

优选地，所述传感器的输入端连接固定电压，输出端连接所述光信号放大单元。

优选地，所述光信号放大单元包括第一晶体管M1，第二晶体管M2，以及，积分电容Cint；所述第一晶体管M1的栅极连接控制电压VR1，源极连接所述传感器的输出端，漏极连接所述积分电容Cint及所述第二晶体管M2的漏极，所述第二晶体管M2的源极连接复位电压VR2，栅极连接复位信号RST，所述积分电容Cint接地；

当所述复位信号RST为低电平时，所述第二晶体管M2截止，所述积分电容Cint对所述电信号进行积分生成积分信号；

当所述复位信号RST为高电平时，所述第二晶体管M2导通，所述积分电容Cint进行复位清除所述积分信号。

优选地，所述光信号放大单元还包括运算放大器，所述运算放大器的输入端的正极连接所述控制电压VR1，输入端的负极连接所述传感器的输出端及所述第一晶体管M1的源极，输出端连接所述第一晶体管M1的栅极，所述第一晶体管M1的漏极连接所述积分电容Cint及所述第二晶体管M2的漏极，所述第二晶体管M2的源极连接复位电压VR2，栅极连接复位信号RST，所述积分电容Cint接地。

优选地，所述采样组件包括第一采样组件及第二采样组件，所述第一采样组件包括第三晶体管M3，第四晶体管M4，以及，第一采样电容Cs1；所述第二采样组件包括第五晶体管M5，第六晶体管M6，以及，第二采样电容Cs2；所述第三晶体管M3的栅极连接第一控制信号S1，所述第四晶体管M4的栅极连接第二控制信号S2，所述第五晶体管M5的栅极连接第三控制信号S3，所述第六晶体管M6的栅极连接第四控制信号S4；所述第三晶体管M3的漏极与所述第四晶体管M4的源极相连，并且与所述第一采样电容Cs1相连；所述第五晶体管M5的漏极与第六晶体管M6的源极相连，并且与所述第二采样电容Cs2相连，所述第四晶体管M4的漏极与所述第六晶体管M6的漏极相连；所述第一采样电容Cs1与第二采样电容Cs2接地；

当所述复位信号RST第一次从高电平转为低电平之前，所述第一控制信号S1转为高电平，所述第三晶体管M3导通，所述第一采样电容Cs1对所述积分信号进行采样生成第一采样信号；

当所述复位信号RST第一次从低电平转为高电平之前，所述第一控制信号S1转为低电平，所述第三晶体管M3截止；