信号处理电路和电子设备的制作方法

专利2025-03-25  9


本公开涉及图像传感器,尤其是一种信号处理电路和电子设备。


背景技术:

1、图像传感器已经被广泛地应用在数码相机、移动手机、医疗、汽车、无人机和机器识别等领域,特别是制造互补型金属氧化物半导体(complementary metal oxidesemiconductor,cmos)图像传感器技术的快速发展,使人们对图像传感器的输出图像品质有了更高的要求。cmos图像传感器依据信号采集方式,可分为两种类别:一种方式是,对像素设定曝光时长进而测量电压信号变化量的方式;第二种方式是,对像素设定电压变化量进而测量曝光时长的方式,此种图像传感器称为脉冲序列式图像传感器。


技术实现思路

1、根据本公开实施例的一个方面,提供了一种信号处理电路,包括:由m行*n列的第一像素单元组成的第一像素阵列,由p行*n列的第二像素单元组成的第二像素阵列,以及n个列处理器;其中,每个所述列处理器对应一列中的m个所述第一像素单元和p个所述第二像素单元;所述m、n、p分别为大于等于1的整数;

2、所述第一像素阵列中每列包括的m个所述第一像素单元分别与对应的所述列处理器连接;

3、所述第二像素阵列中每列包括的p个所述第二像素单元分别与对应的所述列处理器连接。

4、可选地,所述列处理器包括信号存储单元和一个比较器;

5、所述信号存储单元的一端与所述比较器的第一输入端连接,以及通过开关与外部信号输入端连接;所述信号存储单元的另一端通过一个开关与比较信号连接,通过另一个开关接地;

6、所述比较器的第一输入端与所述信号存储单元的一端连接,并通过开关与所述外部信号输入端连接;所述比较器的第二输入端通过一个开关与所述外部信号输入端连接,通过另一个开关接地;所述比较器的输出端作为所述列处理器的输出端。

7、可选地,所述信号存储单元包括m个电容和m个开关;每个所述电容与一个开关串联后互相并联;

8、所述m个电容不与所述m个开关连接的一端作为所述信号存储单元的一端;所述m个开关不与所述m个电容连接的一端作为所述信号存储单元的另一端。

9、可选地,所述列处理器中还包括一个d触发器;

10、所述d触发器的输入端与所述比较器的输出端连接,输出端与所述列处理器对应的每个所述第一像素单元以及所述列处理器对应的每个所述第二像素单元连接。

11、可选地,所述第一像素单元和所述第二像素单元分别为图像传感器像素单元。

12、可选地,所述图像传感器像素单元包括:光电二极管、复位控制电路和辅助电路;

13、所述光电二极管正极接地,负极与所述复位控制电路连接;

14、所述复位控制电路的第一输入端与所述列处理器连接,第二输入端与电源模块连接,第三输入端接地,输出端与所述光电二极管的负极连接;

15、所述辅助电路的输入端与所述光电二极管的负极连接,输出端作为所述图像传感器像素单元的输出端。

16、可选地,所述复位控制电路包括复位晶体管和至少一个辅助晶体管;

17、所述复位晶体管的源极与所述光电二极管的负极连接,漏极与供电电源连接,栅极与所述至少一个辅助晶体管连接。

18、可选地,所述至少一个辅助晶体管包括第一辅助晶体管和第二辅助晶体管;

19、所述第一辅助晶体管的源极与列处理器连接,漏极与所述复位晶体管的栅极连接,栅极连接第一时序信号,根据所述第一时序信号连通或断开所述复位晶体管的栅极与所述列处理器之间的连接;

20、所述第二辅助晶体管的源极接地,漏极与所述复位晶体管的栅极连接,栅极连接第二时序信号,根据所述第二时序信号连通或断开所述复位晶体管的栅极与地之间的连接。

21、可选地,所述辅助电路包括源跟随晶体管和像素选择晶体管;

22、所述源跟随晶体管的栅极与所述光电二极管的负极连接,源极与所述像素选择晶体管连接,漏极与供电电源连接;

23、所述像素选择晶体管的漏极与所述源跟随晶体管的源极连接,源极为图像传感器像素的信号输出端,栅极与外部控制信号连接。

24、根据本公开实施例的另一方面,提供了一种电子设备,包括:处理器,以及与所述处理器通信连接的存储器,还包括上述任一实施例所述的图像传感器;

25、所述存储器存储计算机执行指令;

26、所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令,以控制所述图像传感器。

27、可选地,所述电子设备被纳入为以下任意一项:脉冲相机、高速相机、音/视频播放器、导航设备、固定位置终端、娱乐单元、智能手机、通信设备、机动交通工具中的设备、摄像头、运动或可穿戴式相机、检测设备、飞行设备、医疗设备、安防设备。

28、基于本公开上述实施例提供的信号处理电路和电子设备,包括:由m行*n列的第一像素单元组成的第一像素阵列,由p行*n列的第二像素单元组成的第二像素阵列,以及n个列处理器;其中,每个所述列处理器对应一列中的m个第一像素单元和p个所述第二像素单元;所述m、n、p分别为大于等于1的整数;所述第一像素阵列中每列包括的m个所述第一像素单元分别与对应的所述列处理器连接;所述第二像素阵列中每列包括的p个所述第二像素单元分别与对应的所述列处理器连接;本实施例以第一像素阵列的复位信号作为列处理器的信号量化基准,实现了第二像素单元的自校准,由于复位信号来源于信号处理电路中的第一像素阵列,避免了因生产工艺波引起的列处理器电路量化比特(bit)数据流噪声,提升图像传感器输出图像的品质,尤其是暗光环境下图像的质量,有效提升了图像的信噪比。

29、下面通过附图和实施例,对本公开的技术方案做进一步的详细描述。



技术特征:

1.一种信号处理电路,其特征在于,包括:由m行*n列的第一像素单元组成的第一像素阵列,由p行*n列的第二像素单元组成的第二像素阵列,以及n个列处理器;其中,每个所述列处理器对应一列中的m个所述第一像素单元和p个所述第二像素单元;所述m、n、p分别为大于等于1的整数;

2.根据权利要求1所述的信号处理电路,其特征在于,所述列处理器包括信号存储单元和一个比较器;

3.根据权利要求2所述的信号处理电路,其特征在于,所述信号存储单元包括m个电容和m个开关;每个所述电容与一个开关串联后互相并联;

4.根据权利要求2所述的信号处理电路,其特征在于,所述列处理器中还包括一个d触发器;

5.根据权利要求1-4任一所述的信号处理电路,其特征在于,所述第一像素单元和所述第二像素单元分别为图像传感器像素单元。

6.根据权利要求5所述的信号处理电路,其特征在于,所述图像传感器像素单元包括:光电二极管、复位控制电路和辅助电路;

7.根据权利要求6所述的信号处理电路,其特征在于,所述复位控制电路包括复位晶体管和至少一个辅助晶体管;

8.根据权利要求7所述的信号处理电路,其特征在于,所述至少一个辅助晶体管包括第一辅助晶体管和第二辅助晶体管;

9.根据权利要求6所述的信号处理电路,其特征在于,所述辅助电路包括源跟随晶体管和像素选择晶体管;

10.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器,以及与所述处理器通信连接的存储器,还包括权利要求1-9任一所述的信号处理电路;

11.根据权利要求10所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备被纳入为以下任意一项:脉冲相机、高速相机、音/视频播放器、导航设备、固定位置终端、娱乐单元、智能手机、通信设备、机动交通工具中的设备、摄像头、运动或可穿戴式相机、检测设备、飞行设备、医疗设备、安防设备。


技术总结
本公开实施例公开了一种信号处理电路和电子设备,其中,信号处理电路包括:由m行*n列的第一像素单元组成的第一像素阵列,由p行*n列的第二像素单元组成的第二像素阵列,以及n个列处理器;其中,每个所述列处理器对应一列中的m个所述第一像素单元和p个所述第二像素单元;所述m、n、p分别为大于等于1的整数;所述第一像素阵列中每列包括的m个所述第一像素单元分别与对应的所述列处理器连接;所述第二像素阵列中每列包括的p个所述第二像素单元分别与对应的所述列处理器连接。

技术研发人员:郭同辉
受保护的技术使用者:脉冲视觉(北京)科技有限公司
技术研发日:20230801
技术公布日:2024/6/26
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