【技術實現步驟摘要】
本申請涉及圖像傳感器，特別涉及一種全局快門像元與圖像傳感器。
技術介紹
1、通常使用全局快門曝光相機進行高速高幀率成像。全局快門相機將整個像元陣列同時進行曝光并同時結束曝光，并存儲復位電壓與信號電壓，然后再逐行或逐列將復位電壓與信號電壓傳輸至外圍電路，外圍電路中使用模數轉換器將模擬信號轉換為數字信號輸出，最后進行計算得到實際信號值。目前圖像傳感器多采用ssadc?（single-slope?analog-to-digital?converter，單斜率模數轉換器)量化。然而，目前主流方案采用列adc量化模式，即每一列像元共用一個adc量化。為了進一步提升幀率，目前會多做幾套adc，多行同時量化，但該方案提升幀率有限，且伴隨著功耗、芯片面積和成本的指數增加。因此，如何降低圖像傳感器的功耗，提升圖像傳感器的幀率已成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。
技術實現思路
1、本申請的目的是提供一種全局快門像元與圖像傳感器，能夠降低圖像傳感器的功耗，提升圖像傳感器的幀率。
2、為解決上述技術問題，本申請提供了一種全局快門像元，包括：
3、感光單元、傳輸單元、復位單元、存儲單元、差動單元；
4、所述感光單元，用于感光生成電荷；
5、所述傳輸單元，用于當所述傳輸單元導通時將所述電荷傳輸至浮動擴散節點；
6、所述復位單元，用于當所述復位單元導通時復位全局快門像元；
7、所述存儲單元，用于存儲所述浮動擴散節點處的電壓，所述浮動擴散
8、所述差動單元，用于輸出所述復位電壓與所述信號電壓的差值。
9、在一些實施例中，所述存儲單元包括：
10、第一存儲單元與第二存儲單元；所述第一存儲單元與所述第二存儲單元用于存儲復位電壓與信號電壓中的一種，且所述第一存儲單元與所述第二存儲單元存儲的電壓的類型不同。
11、在一些實施例中，所述第一存儲單元與所述第二存儲單元的輸入端相連并作為所述存儲單元的輸入端，所述第一存儲單元的輸出端連接所述差動單元的一個輸入端，所述第二存儲單元的輸出端連接所述差動單元的另一個輸入端。
12、在一些實施例中，所述第一存儲單元的輸入端作為所述存儲單元的輸入端，所述第一存儲單元的輸出端連接所述第二存儲單元的輸入端與所述差動單元的一個輸入端，所述第二存儲單元的輸出端連接所述差動單元的另一個輸入端。
13、在一些實施例中，所述差動單元由第一控制信號控制，當所述第一控制信號為第一電平信號時，所述差動單元輸出所述復位電壓與所述信號電壓的差值；所述傳輸單元由第二控制信號控制，當所述第二控制信號為第一電平信號時，所述傳輸單元導通；所述復位單元由第三控制信號控制，當所述第三控制信號為第一電平信號時，所述復位單元導通，將所述浮動擴散節點與所述復位單元連接的電源接通；所述第一存儲單元由第四控制信號控制，當所述第四控制信號為第一電平信號時，所述第一存儲單元的第一電容與所述第一存儲單元的輸入端接通。
14、在一些實施例中，在復位階段，所述第一控制信號為第二電平信號，所述第二控制信號、所述第三控制信號以及所述第四控制信號為第一電平信號；在曝光階段，所述第一控制信號、所述第二控制信號為第二電平信號，所述第三控制信號、所述第四控制信號為第一電平信號；在存復位電壓階段，所述第一控制信號、所述第二控制信號、所述第三控制信號為第二電平信號，所述第四控制信號為第一電平信號；在存信號電壓階段，所述第一控制信號、所述第三控制信號以及所述第四控制信號為第二電平信號，所述第二控制信號為第一電平信號；在輸出階段，所述第一控制信號為第一電平信號，所述第二控制信號、所述第三控制信號以及所述第四控制信號為第二電平信號。
15、在一些實施例中，還包括：
16、放大單元，用于對所述浮動擴散節點處的電壓進行放大處理并輸出至所述存儲單元的輸入端。
17、在一些實施例中，所述差動單元由第一控制信號控制，當所述第一控制信號為第一電平信號時，所述差動單元輸出所述復位電壓與所述信號電壓的差值；所述傳輸單元由第二控制信號控制，當所述第二控制信號為第一電平信號時，所述傳輸單元導通；所述復位單元由第三控制信號控制，當所述第三控制信號為第一電平信號時，所述復位單元導通，將所述浮動擴散節點與所述復位單元連接的電源接通；所述第一存儲單元由第四控制信號控制，當所述第四控制信號為第一電平信號時，所述第一存儲單元的第一電容與所述浮動擴散節點接通；所述第二存儲單元由第五控制信號控制，當所述第五控制信號為第一電平信號時，所述第二存儲單元的第二電容與所述第二存儲單元的輸入端接通；所述放大單元由第六控制信號控制，當所述第六控制信號為第一電平信號時，所述放大單元對所述浮動擴散節點處的電壓進行放大處理并輸出至所述存儲單元的輸入端。
18、在一些實施例中，在復位階段，所述第一控制信號為第二電平信號，所述第二控制信號、所述第三控制信號、所述第四控制信號、所述第五控制信號以及所述第六控制信號為第一電平信號；在曝光階段，所述第一控制信號、所述第二控制信號為第二電平信號，所述第三控制信號、所述第四控制信號、所述第五控制信號以及所述第六控制信號為第一電平信號；在存復位電壓階段，所述第一控制信號、所述第二控制信號、所述第三控制信號為第二電平信號，所述第四控制信號、所述第五控制信號以及所述第六控制信號為第一電平信號；在存信號電壓階段，所述第一控制信號、所述第三控制信號以及所述第四控制信號為第二電平信號，所述第二控制信號、所述第五控制信號以及所述第六控制信號為第一電平信號；在輸出階段，所述第一控制信號為第一電平信號，所述第二控制信號、所述第三控制信號、所述第四控制信號、所述第五控制信號以及所述第六控制信號為第二電平信號。
19、在一些實施例中，在復位階段，所述第一控制信號為第二電平信號，所述第二控制信號、所述第三控制信號、所述第四控制信號、所述第五控制信號以及所述第六控制信號為第一電平信號；在曝光階段，所述第一控制信號、所述第二控制信號為第二電平信號，所述第三控制信號、所述第四控制信號、所述第五控制信號以及所述第六控制信號為第一電平信號；在存復位電壓階段，所述第一控制信號、所述第二控制信號、所述第三控制信號為第二電平信號，所述第四控制信號、所述第五控制信號以及所述第六控制信號為第一電平信號；在存信號電壓階段，所述第一控制信號、所述第三控制信號以及所述第五控制信號為第二電平信號，所述第二控制信號、所述第四控制信號以及所述第六控制信號為第一電平信號；在輸出階段，所述第一控制信號為第一電平信號，所述第二控制信號、所述第三控制信號、所述第四控制信號、所述第五控制信號以及所述第六控制信號為第二電平信號。
20、在一些實施例中，所述差動單元包括：
21、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管以及第五晶體管；
22、所述第一晶體管的第一端作為所述差動單元的一個本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種全局快門像元，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的全局快門像元，其特征在于，所述存儲單元包括：
3.根據權利要求2所述的全局快門像元，其特征在于，所述第一存儲單元與所述第二存儲單元的輸入端相連并作為所述存儲單元的輸入端，所述第一存儲單元的輸出端連接所述差動單元的一個輸入端，所述第二存儲單元的輸出端連接所述差動單元的另一個輸入端。
4.根據權利要求2所述的全局快門像元，其特征在于，所述第一存儲單元的輸入端作為所述存儲單元的輸入端，所述第一存儲單元的輸出端連接所述第二存儲單元的輸入端與所述差動單元的一個輸入端，所述第二存儲單元的輸出端連接所述差動單元的另一個輸入端。
5.根據權利要求3所述的全局快門像元，其特征在于，所述差動單元由第一控制信號控制，當所述第一控制信號為第一電平信號時，所述差動單元輸出所述復位電壓與所述信號電壓的差值；所述傳輸單元由第二控制信號控制，當所述第二控制信號為第一電平信號時，所述傳輸單元導通；所述復位單元由第三控制信號控制，當所述第三控制信號為第一電平信號時，所述復位單元導通，將所述浮動擴散節點與
6.根據權利要求5所述的全局快門像元，其特征在于，在復位階段，所述第一控制信號為第二電平信號，所述第二控制信號、所述第三控制信號以及所述第四控制信號為第一電平信號；在曝光階段，所述第一控制信號、所述第二控制信號為第二電平信號，所述第三控制信號、所述第四控制信號為第一電平信號；在存復位電壓階段，所述第一控制信號、所述第二控制信號、所述第三控制信號為第二電平信號，所述第四控制信號為第一電平信號；在存信號電壓階段，所述第一控制信號、所述第三控制信號以及所述第四控制信號為第二電平信號，所述第二控制信號為第一電平信號；在輸出階段，所述第一控制信號為第一電平信號，所述第二控制信號、所述第三控制信號以及所述第四控制信號為第二電平信號。
7.根據權利要求1所述的全局快門像元，其特征在于，還包括：
8.根據權利要求7所述的全局快門像元，其特征在于，所述差動單元由第一控制信號控制，當所述第一控制信號為第一電平信號時，所述差動單元輸出所述復位電壓與所述信號電壓的差值；所述傳輸單元由第二控制信號控制，當所述第二控制信號為第一電平信號時，所述傳輸單元導通；所述復位單元由第三控制信號控制，當所述第三控制信號為第一電平信號時，所述復位單元導通，將所述浮動擴散節點與所述復位單元連接的電源接通；所述第一存儲單元由第四控制信號控制，當所述第四控制信號為第一電平信號時，所述第一存儲單元的第一電容與所述浮動擴散節點接通；所述第二存儲單元由第五控制信號控制，當所述第五控制信號為第一電平信號時，所述第二存儲單元的第二電容與所述第二存儲單元的輸入端接通；所述放大單元由第六控制信號控制，當所述第六控制信號為第一電平信號時，所述放大單元對所述浮動擴散節點處的電壓進行放大處理并輸出至所述存儲單元的輸入端。
9.根據權利要求8所述的全局快門像元，其特征在于，在復位階段，所述第一控制信號為第二電平信號，所述第二控制信號、所述第三控制信號、所述第四控制信號、所述第五控制信號以及所述第六控制信號為第一電平信號；在曝光階段，所述第一控制信號、所述第二控制信號為第二電平信號，所述第三控制信號、所述第四控制信號、所述第五控制信號以及所述第六控制信號為第一電平信號；在存復位電壓階段，所述第一控制信號、所述第二控制信號、所述第三控制信號為第二電平信號，所述第四控制信號、所述第五控制信號以及所述第六控制信號為第一電平信號；在存信號電壓階段，所述第一控制信號、所述第三控制信號以及所述第四控制信號為第二電平信號，所述第二控制信號、所述第五控制信號以及所述第六控制信號為第一電平信號；在輸出階段，所述第一控制信號為第一電平信號，所述第二控制信號、所述第三控制信號、所述第四控制信號、所述第五控制信號以及所述第六控制信號為第二電平信號。
10.根據權利要求8所述的全局快門像元，其特征在于，在復位階段，所述第一控制信號為第二電平信號，所述第二控制信號、所述第三控制信號、所述第四控制信號、所述第五控制信號以及所述第六控制信號為第一電平信號；在曝光階段，所述第一控制信號、所述第二控制信號為第二電平信號，所述第三控制信號、所述第四控制信號、所述第五控制信號以及所述第六控制信號為第一電平信號；在存復位電壓階段，所述第一控制信號、所述第二控制信號、所述第三控制信號為第二電平信號，所述第四控制信號、所述第五控制信號以及所述第六...
【技術特征摘要】
1.一種全局快門像元，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的全局快門像元，其特征在于，所述存儲單元包括：
3.根據權利要求2所述的全局快門像元，其特征在于，所述第一存儲單元與所述第二存儲單元的輸入端相連并作為所述存儲單元的輸入端，所述第一存儲單元的輸出端連接所述差動單元的一個輸入端，所述第二存儲單元的輸出端連接所述差動單元的另一個輸入端。
4.根據權利要求2所述的全局快門像元，其特征在于，所述第一存儲單元的輸入端作為所述存儲單元的輸入端，所述第一存儲單元的輸出端連接所述第二存儲單元的輸入端與所述差動單元的一個輸入端，所述第二存儲單元的輸出端連接所述差動單元的另一個輸入端。
5.根據權利要求3所述的全局快門像元，其特征在于，所述差動單元由第一控制信號控制，當所述第一控制信號為第一電平信號時，所述差動單元輸出所述復位電壓與所述信號電壓的差值；所述傳輸單元由第二控制信號控制，當所述第二控制信號為第一電平信號時，所述傳輸單元導通；所述復位單元由第三控制信號控制，當所述第三控制信號為第一電平信號時，所述復位單元導通，將所述浮動擴散節點與所述復位單元連接的電源接通；所述第一存儲單元由第四控制信號控制，當所述第四控制信號為第一電平信號時，所述第一存儲單元的第一電容與所述第一存儲單元的輸入端接通。
6.根據權利要求5所述的全局快門像元，其特征在于，在復位階段，所述第一控制信號為第二電平信號，所述第二控制信號、所述第三控制信號以及所述第四控制信號為第一電平信號；在曝光階段，所述第一控制信號、所述第二控制信號為第二電平信號，所述第三控制信號、所述第四控制信號為第一電平信號；在存復位電壓階段，所述第一控制信號、所述第二控制信號、所述第三控制信號為第二電平信號，所述第四控制信號為第一電平信號；在存信號電壓階段，所述第一控制信號、所述第三控制信號以及所述第四控制信號為第二電平信號，所述第二控制信號為第一電平信號；在輸出階段，所述第一控制信號為第一電平信號，所述第二控制信號、所述第三控制信號以及所述第四控制信號為第二電平信號。
7.根據權利要求1所述的全局快門像元，其特征在于，還包括：
8.根據權利要求7所述的全局快門像元，其特征在于，所述差動單元由第一控制信號控制，當所述第一控制信號為第一電平信號時，所述差動單元輸出所述復位電壓與所述信號電壓的差值；所述傳輸單元由第二控制信號控制，當所述第二控制信號為第一電平信號時，所述傳輸單元導通；所述復位單元由第三控制信號控制，當所述第三控制信號為第一電平信號時，所述復位單元導通，將所述浮動擴散節點與所述復位單元連接的電源接通；所述第一存儲單元由第四控制信號控制，當所述第四控制信號為第一電平信號時，所述第一存儲單元的第一電容與所述浮動擴散節點接通；所述第二存儲單元由第五控制信號控制，當所述第五控制信號為第一電平信號時，所述第二存儲單元的第二電容與所述第二存儲單元的輸入端接通；所述放大單元由第六控制信號控制，當所述第六控制信號為第一電平信號時，所述放大單元對所述浮動擴散節點處的電壓進行放大處理并輸出至所述存儲單元的輸入端。
9....
【專利技術屬性】
技術研發人員：周陽，蔡化，陳正，陳飛，馮睿，龍施雨，
申請(專利權)人：成都微光集電科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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