【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像传感器，具体涉及一种cmos图像传感器及其读出电路、读出方法。
技术介绍
1、互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，cmos)图像传感器，广泛应用于视频、监控、工业制造、汽车、家电等成像领域。
2、cmos图像传感器通常采用单斜模数转换器(ss-adc)作为读出电路。ss-adc的功能是将待量化信号与一个斜坡基准信号进行比较，比较结果通过计数器进行最终量化，得到二进制的数字量化结果。该结构下，ss-adc的模拟增益是通过改变斜坡基准信号的斜率来实现的，斜坡基准信号的斜率越小，模拟增益越大。
3、然而，现有cmos图像传感器中读出电路，模拟增益是固定的，无法根据信号光强进行自适应调整，从而导致cmos图像传感器的动态范围受到影响。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的问题是：如何提高cmos图像传感器的动态范围。
2、为解决上述问题，本专利技术实施例提供了一种cmos图像传感器的读出电路，所述读出电路包括：
3、量化子电路，与所述cmos图像传感器的一列像素电路连接，适于利用第一斜坡基准信号对第一复位电平及第一信号电平进行量化，得到第一量化结果；
4、增益判断子电路，与所述量化子电路连接，适于基于所述第一量化结果，确定当前信号光强及与当前信号光强相匹配的模拟增益，并输出增益确定结果；
5、输出子电路，与所述量化子电路连接，适于基于所
6、其中，所述增益判断子电路适于在当前信号光强较弱时，选择较大增益作为与当前信号光强相匹配的模拟增益，而在当前信号光强较强时，选择较小增益作为与当前信号光强相匹配的模拟增益。
7、在一种可能的实施例中，所述增益判断子电路，适于将所述第一量化结果与预设阈值码值进行比较，来确定当前信号光强及与当前信号光强相匹配的模拟增益。
8、在一种可能的实施例中，所述增益判断子电路，适于在所述第一量化结果小于所述预设阈值码值时，判定当前信号光强较弱时，选择较大增益作为与当前信号光强相匹配的模拟增益，在所述第一量化结果大于或等于所述预设阈值码值时，判定当前信号光强较强时，选择较小增益作为与当前信号光强相匹配的模拟增益。
9、在一种可能的实施例中，所述量化子电路，还适于在所述第一量化结果大于或等于所述预设阈值码值时，利用第二斜坡基准信号对第二复位电平及第二信号电平进行量化，得到第二量化结果；所述第一斜坡基准信号与第二斜坡基准信号的斜率不同。
10、在一种可能的实施例中，所述输出子电路，适于选择所述第二量化结果进行输出。
11、在一种可能的实施例中，还包括：
12、锁存器，与所述量化子电路连接，适于存储所述第一量化结果及第二量化结果。
13、在一种可能的实施例中，所述第一斜坡基准信号的斜率大于所述第二斜坡基准信号的斜率。
14、在一种可能的实施例中，所述增益判断子电路，适于在接收到增益判断使能信号时，基于所述第一量化结果，确定当前信号光强及与当前信号光强相匹配的模拟增益。
15、在一种可能的实施例中，所述量化子电路包括：偏置电流管、比较器、计数器、电容以及开关；其中，所述偏置电流管与所述cmos图像传感器的一列像素电路连接；所述比较器的负端通过所述电容与所述cmos图像传感器的一列像素电路连接，正端接入所述斜坡基准信号；开关跨接于所述比较器的输入端及输出端；所述比较器的输出端与计数器连接。
16、本专利技术实施例还提供了一种所述的cmos图像传感器的读出方法，所述方法包括：
17、利用第一斜坡基准信号对第一复位电平及第一信号电平进行量化，得到第一量化结果；
18、基于所述第一量化结果，确定当前信号光强及与当前信号光强相匹配的模拟增益，并输出增益确定结果；
19、基于所述增益确定结果，输出所述读出电路的最终量化结果；
20、其中，所述基于所述第一量化结果，确定当前信号光强及与当前信号光强相匹配的模拟增益，包括：在当前信号光强较弱时，选择较大增益作为与当前信号光强相匹配的模拟增益，而在当前信号光强较强时，选择较小增益作为与当前信号光强相匹配的模拟增益。
21、在一种可能的实施例中，所述基于所述第一量化结果，确定当前信号光强及与当前信号光强相匹配的模拟增益，包括：
22、将所述第一量化结果与预设阈值码值进行比较，来确定当前信号光强及与当前信号光强相匹配的模拟增益。
23、在一种可能的实施例中，所述将所述第一量化结果与预设阈值码值进行比较，来确定当前信号光强及与当前信号光强相匹配的模拟增益，包括：
24、在所述第一量化结果小于所述预设阈值码值时，判定当前信号光强较弱时，选择较大增益作为与当前信号光强相匹配的模拟增益；
25、在所述第一量化结果大于或等于所述预设阈值码值时，判定当前信号光强较强时，选择较小增益作为与当前信号光强相匹配的模拟增益。
26、在一种可能的实施例中，所述方法还包括：
27、在所述第一量化结果大于或等于所述预设阈值码值时，利用第二斜坡基准信号对第二复位电平及第二信号电平进行量化，得到第二量化结果；所述第一斜坡基准信号与第二斜坡基准信号的斜率不同。
28、在一种可能的实施例中，所述利用第一斜坡基准信号对第一复位电平及第一信号电平进行量化，得到第一量化结果，以及所述利用第二斜坡基准信号对第二复位电平及第二信号电平进行量化，得到第二量化结果，包括：
29、在复位量化阶段，先对第二复位电平进行量化，再对第一复位电平进行量化；在信号量化阶段，先对第一信号电平进行量化，再对第二信号电平进行量化。
30、本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行，以实现上述任一种所述方法的步骤。
31、本专利技术实施例还提供了一种图像传感器，包括上述任一种所述的读出电路。
32、与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下优点：
33、应用本专利技术的方案，通过设置增益判断子电路，该增益判断子电路可以基于所述第一量化结果，确定当前信号光强及与当前信号光强相匹配的模拟增益，并输出增益确定结果，后续可以基于增益确定结果输出读出电路的最终量化结果。具体地，增益判断子电路可以选择较大增益作为与当前信号光强相匹配的模拟增益，而在当前信号光强较强时，选择较小增益作为与当前信号光强相匹配的模拟增益。由于信号光强较弱时，输出受电路噪声影响较大，而增益越大，电路噪声越小，选择较大增益进行，可以提升暗场下的信噪比，使得图像传感器能够探测到更小光强信号。由于信号光强较强时，输出受电路噪声影响较小，所以选择较小增益进行量化对信号本身影响不大，并能够使得传感器能够准确量化更大的光强信号而避免饱本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种CMOS图像传感器的读出电路，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的CMOS图像传感器的读出电路，其特征在于，所述增益判断子电路，适于将所述第一量化结果与预设阈值码值进行比较，来确定当前信号光强及与当前信号光强相匹配的模拟增益。
3.如权利要求2所述的CMOS图像传感器的读出电路，其特征在于，所述增益判断子电路，适于在所述第一量化结果小于所述预设阈值码值时，判定当前信号光强较弱时，选择较大增益作为与当前信号光强相匹配的模拟增益，在所述第一量化结果大于或等于所述预设阈值码值时，判定当前信号光强较强时，选择较小增益作为与当前信号光强相匹配的模拟增益。
4.如权利要求2所述的CMOS图像传感器的读出电路，其特征在于，所述量化子电路，还适于在所述第一量化结果大于或等于所述预设阈值码值时，利用第二斜坡基准信号对第二复位电平及第二信号电平进行量化，得到第二量化结果；所述第一斜坡基准信号与第二斜坡基准信号的斜率不同。
5.如权利要求4所述的CMOS图像传感器的读出电路，其特征在于，所述输出子电路，适于选择所述第二量化结果进行输出。p>
6.如权利要求4所述的CMOS图像传感器的读出电路，其特征在于，还包括：
7.如权利要求4所述的CMOS图像传感器的读出电路，其特征在于，所述第一斜坡基准信号的斜率大于所述第二斜坡基准信号的斜率。
8.如权利要求1至7任一项所述的CMOS图像传感器的读出电路，其特征在于，所述增益判断子电路，适于在接收到增益判断使能信号时，基于所述第一量化结果，确定当前信号光强及与当前信号光强相匹配的模拟增益。
9.如权利要求1至7任一项所述的CMOS图像传感器的读出电路，其特征在于，所述量化子电路包括：偏置电流管、比较器、计数器、电容以及开关；其中，所述偏置电流管与所述CMOS图像传感器的一列像素电路连接；所述比较器的负端通过所述电容与所述CMOS图像传感器的一列像素电路连接，正端接入所述斜坡基准信号；开关跨接于所述比较器的输入端及输出端；所述比较器的输出端与计数器连接。
10.一种CMOS图像传感器的读出方法，其特征在于，包括：
11.如权利要求10所述的CMOS图像传感器的读出方法，其特征在于，所述基于所述第一量化结果，确定当前信号光强及与当前信号光强相匹配的模拟增益，包括：
12.如权利要求11所述的CMOS图像传感器的读出方法，其特征在于，所述将所述第一量化结果与预设阈值码值进行比较，来确定当前信号光强及与当前信号光强相匹配的模拟增益，包括：
13.如权利要求12所述的CMOS图像传感器的读出方法，其特征在于，还包括：
14.如权利要求10所述的CMOS图像传感器的读出方法，其特征在于，所述利用第一斜坡基准信号对第一复位电平及第一信号电平进行量化，得到第一量化结果，以及所述利用第二斜坡基准信号对第二复位电平及第二信号电平进行量化，得到第二量化结果，包括：
15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行，以实现权利要求10至14任一项所述方法的步骤。
16.一种图像传感器，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的读出电路。
...【技术特征摘要】
1.一种cmos图像传感器的读出电路，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的cmos图像传感器的读出电路，其特征在于，所述增益判断子电路，适于将所述第一量化结果与预设阈值码值进行比较，来确定当前信号光强及与当前信号光强相匹配的模拟增益。
3.如权利要求2所述的cmos图像传感器的读出电路，其特征在于，所述增益判断子电路，适于在所述第一量化结果小于所述预设阈值码值时，判定当前信号光强较弱时，选择较大增益作为与当前信号光强相匹配的模拟增益，在所述第一量化结果大于或等于所述预设阈值码值时，判定当前信号光强较强时，选择较小增益作为与当前信号光强相匹配的模拟增益。
4.如权利要求2所述的cmos图像传感器的读出电路，其特征在于，所述量化子电路，还适于在所述第一量化结果大于或等于所述预设阈值码值时，利用第二斜坡基准信号对第二复位电平及第二信号电平进行量化，得到第二量化结果；所述第一斜坡基准信号与第二斜坡基准信号的斜率不同。
5.如权利要求4所述的cmos图像传感器的读出电路，其特征在于，所述输出子电路，适于选择所述第二量化结果进行输出。
6.如权利要求4所述的cmos图像传感器的读出电路，其特征在于，还包括：
7.如权利要求4所述的cmos图像传感器的读出电路，其特征在于，所述第一斜坡基准信号的斜率大于所述第二斜坡基准信号的斜率。
8.如权利要求1至7任一项所述的cmos图像传感器的读出电路，其特征在于，所述增益判断子电路，适于在接收到增益判断使能信号时，基于所述第一量化结果，确定当前信号光强及与当前信号光强...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩磊，
申请(专利权)人：锐芯微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。