一種減少圖像傳感器中模擬電路符號(hào)位的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于圖像傳感器電路的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是涉及一種減少圖像傳感器中模擬電路符號(hào)位的方法，該方法包括如下步驟：步驟S1：設(shè)定初始值，保證初始值大于復(fù)位信號(hào)閾值與噪聲最大值之和；步驟S2：讀出非理想復(fù)位值，包括初始值，理想復(fù)位值，復(fù)位信號(hào)閾值與噪聲；步驟S3：用AD電路進(jìn)行量化；步驟S4：對(duì)量化值取反并進(jìn)行存儲(chǔ)；步驟5：讀出信號(hào)值，包括信號(hào)值，理想復(fù)位值，噪聲的非理想值；步驟S6：用AD電路進(jìn)行量化，并在取反后的復(fù)位值上進(jìn)行累加；步驟S7：輸出結(jié)果到數(shù)字電路；步驟8：在數(shù)字電路中對(duì)該信號(hào)值進(jìn)行補(bǔ)償，即減去初始值，恢復(fù)為有符號(hào)數(shù)。該發(fā)明能夠大大減少芯片面積，降低研發(fā)成本、制造成本和人力成本。
【專利說(shuō)明】
一種減少圖像傳感器中模擬電路符號(hào)位的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于圖像傳感器電路的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是涉及一種減少圖像傳感器中模擬電路符號(hào)位的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]圖像傳感器的感光部分是由像素的陣列構(gòu)成，如圖1所示的4T像素結(jié)構(gòu)。理想的圖像傳感器像素(二極管)在曝光的情況下積累電荷形成圖像。由于實(shí)際電路中在復(fù)位狀態(tài)下不是完全接近O值，因此在實(shí)際輸出圖像前，需要先讀出復(fù)位信號(hào)，而后將積累的圖像信號(hào)與復(fù)位信號(hào)做差值。
[0003]目前廣泛采用的讀出邏輯為圖2所示。首先根據(jù)復(fù)位電壓進(jìn)行量化出復(fù)位值，而后對(duì)復(fù)位值進(jìn)行取反操作，最后將信號(hào)電壓量化的信號(hào)值與復(fù)位值做差得到圖像。如圖2中的邏輯所示，復(fù)位值包括理想復(fù)位值Vrst，閾值Vth以及噪聲等非理想因素Vdelta，而信號(hào)值讀出是包括理想信號(hào)值Vs ig以及理想復(fù)位值Vrst。
[0004]可以得到關(guān)于輸出Vout的公式為:
[0005]Vout = (Vs ig+Vrst)-( Vrs t+Vth+Vde lta)
[0006]因此當(dāng)Vsig小于(Vth+Vdelta)值時(shí)Vout會(huì)出現(xiàn)負(fù)值，這樣讀出電路的輸出需要額外增加一位用作符號(hào)位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述【背景技術(shù)】中提出的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種減少圖像傳感器中模擬電路符號(hào)位的方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為一種減少圖像傳感器中模擬電路符號(hào)位的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟:
[0009]步驟1:設(shè)定初始值，保證初始值大于復(fù)位信號(hào)閾值與噪聲最大值之和；
[0010]步驟2:讀出非理想復(fù)位值，包括初始值，理想復(fù)位值，復(fù)位信號(hào)閾值與噪聲；
[0011]步驟3:用AD電路進(jìn)行量化；
[0012]步驟4:對(duì)量化值取反并進(jìn)行存儲(chǔ)；
[0013 ]步驟5:讀出信號(hào)值，包括信號(hào)值，理想復(fù)位值，噪聲的非理想值；
[0014]步驟6:用AD電路進(jìn)行量化，并在取反后的復(fù)位值上進(jìn)行累加；
[0015]步驟7:輸出結(jié)果到數(shù)字電路；
[0016]步驟8:在數(shù)字電路中對(duì)該信號(hào)值進(jìn)行補(bǔ)償，即減去初始值，恢復(fù)為有符號(hào)數(shù)。
[0017]本發(fā)明將采用降低初始值的辦法將模擬電路輸出值保留在正值范圍內(nèi)，而后在后續(xù)數(shù)字電路將輸出值減去引入的閾值，基本原理分為兩步:
[0018]第一步:降低初始值，使初始值由O變?yōu)閂init，上述公式:
[0019]Vout = (Vs ig+Vrst)-( Vrs t+Vth+Vde Ita)
[0020]更改為:[0021 ] Vout = (Vsig+Vrst)-(Vrst+Vth+VdeIta-Vinit)
[0022]其中:Vinit為大于(Vth+Vdelat)的電路初始值，采用此種方法后，該公式可以化簡(jiǎn)為:
[0023]Vout=Vsig-Vth-VdeIta+Vinit
[0024]由此，Vout將由一個(gè)有符號(hào)數(shù)變?yōu)橐粋€(gè)無(wú)符號(hào)數(shù)，因此將不用引入由于可能出現(xiàn)負(fù)值帶來(lái)的額外符號(hào)位；
[0025]第二步:由于輸出值由原來(lái)的Vout增加了Vinit，因此在后續(xù)數(shù)字電路中對(duì)輸出值進(jìn)行反向補(bǔ)償，將Vout恢復(fù)為有符號(hào)數(shù):
[0026]Vdig = Vout-Vinit
[0027]采用該方法，將減少讀出電路中的位寬，進(jìn)而減少整個(gè)芯片的面積。
[0028]有益效果:
[0029]1、該發(fā)明由于負(fù)值在圖像傳感器中模擬電路中引入的符號(hào)位，將減少讀出電路中的位寬，大大減少芯片面積，降低研發(fā)成本。
[0030]2、該發(fā)明采用改變初始值的方法改變了傳統(tǒng)操作邏輯中由于符號(hào)位的引入，進(jìn)而減小了芯片面積，降低了芯片成本、制造成本及人力成本。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為4T像素結(jié)構(gòu)電路圖；
[0032]圖2為圖像傳感器傳統(tǒng)邏輯；
[0033]圖3為修正后的圖像傳感器讀出邏輯。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖1-3和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0035]實(shí)施例:本發(fā)明的技術(shù)方案為一種減少圖像傳感器中模擬電路符號(hào)位的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟:
[0036]步驟1:設(shè)定初始值，保證初始值大于復(fù)位信號(hào)閾值與噪聲最大值之和；
[0037]步驟2:讀出非理想復(fù)位值，包括初始值，理想復(fù)位值，復(fù)位信號(hào)閾值與噪聲；
[0038]步驟3:用AD電路進(jìn)行量化；
[0039]步驟4:對(duì)量化值取反并進(jìn)行存儲(chǔ)；
[0040]步驟5:讀出信號(hào)值，包括信號(hào)值，理想復(fù)位值，噪聲的非理想值；
[0041]步驟6:用AD電路進(jìn)行量化，并在取反后的復(fù)位值上進(jìn)行累加；
[0042]步驟7:輸出結(jié)果到數(shù)字電路；
[0043]步驟8:在數(shù)字電路中對(duì)該信號(hào)值進(jìn)行補(bǔ)償，即減去初始值，恢復(fù)為有符號(hào)數(shù)。
[0044]本發(fā)明將采用降低初始值的辦法將模擬電路輸出值保留在正值范圍內(nèi)，而后在后續(xù)數(shù)字電路將輸出值減去引入的閾值，基本原理分為兩步:
[0045]第一步:降低初始值，使初始值由O變?yōu)閂init，上述公式:
[0046]Vout = (Vs ig+Vrst)-(Vrs t+Vth+Vde Ita)
[0047]更改為:
[0048]Vout=(Vsig+Vrst)-(Vrst+Vth+VdeIta-Vinit)
[0049]其中:Vinit為大于(Vth+Vdelat)的電路初始值，采用此種方法后，該公式可以化簡(jiǎn)為:
[0050]Vout = Vsig-Vth-Vde I ta+Vinit
[0051]由此，Vout將由一個(gè)有符號(hào)數(shù)變?yōu)橐粋€(gè)無(wú)符號(hào)數(shù)，因此將不用引入由于可能出現(xiàn)負(fù)值帶來(lái)的額外符號(hào)位；
[0052]第二步:由于輸出值由原來(lái)的Vout增加了Vinit，因此在后續(xù)數(shù)字電路中對(duì)輸出值進(jìn)行反向補(bǔ)償，將Vout恢復(fù)為有符號(hào)數(shù):
[0053]Vdig = Vout-Vinit
[0054]采用該方法，將減少讀出電路中的位寬，進(jìn)而減少整個(gè)芯片的面積。
[0055]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種減少圖像傳感器中模擬電路符號(hào)位的方法，其特征在于，該方法具體包括如下:步驟SI:設(shè)定初始值，保證初始值大于復(fù)位信號(hào)閾值與噪聲最大值之和；步驟S2:讀出非理想復(fù)位值，包括初始值，理想復(fù)位值，復(fù)位信號(hào)閾值與噪聲；步驟S3:用AD電路進(jìn)彳丁量化；步驟S4:對(duì)量化值取反并進(jìn)行存儲(chǔ)；步驟S5:讀出信號(hào)值，包括信號(hào)值，理想復(fù)位值，噪聲的非理想值；步驟S6:用AD電路進(jìn)行量化，并在取反后的復(fù)位值上進(jìn)行累加；步驟S7:輸出結(jié)果到數(shù)字電路；步驟S8:在數(shù)字電路中對(duì)該信號(hào)值進(jìn)行補(bǔ)償，即減去初始值，恢復(fù)為有符號(hào)數(shù)。
【文檔編號(hào)】H04N5/357GK105979175SQ201610446129
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日
【發(fā)明人】鐘晨峰
【申請(qǐng)人】天津安泰微電子技術(shù)有限公司