一种用于图像传感器的像素信号读出方法
【技术领域】
[0001]本发明属于半导体图像感测技术领域，具体涉及一种图像传感器像素信号的读出方法。
【背景技术】
[0002]图像传感器的速度即帧速，是表征图像传感器性能的一个重要指标。对于采用列模数转换的图像传感器而言，通常会在像素阵列的每一列下面放置一个模数转换器。其结构如图1所示，在一个行时间内，每一列的像素信号都通过位于像素下方的数模转换器进行转换并由数据输出模块输出。
[0003]在很多应用中，用户仅对像素面阵中的一部分列感兴趣，这时可以进行开窗操作，如图2所示，仅输出感兴趣列的像元信号。在这种情况下现有技术的图像传感器每个模数转换器仅用于转换对应的一列像素信号，当进行列方向的开窗操作时，仅有位于感兴趣列下方的模数转换单元工作。由于行时间受到模数转换时间的限制，其帧频并不会提升。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种在进行开窗操作的情况下能够提升帧频的用于图像传感器的像素信号读出方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的用于图像传感器的像素信号读出方法如下:
[0006]在像素阵列与列模数转换器阵列之间添加总线传输模块；将一次模数转换所需时间T分成M个时间段，在每个时间段内通过总线传输模块将所开窗口内的多个像元信号采样到列模数转换器之中，并且在M个时间段内采集的所有像元信号每个像元信号对应于一个列模数转换器；经过M个时间段的像元信号采集后，存储有像元信号的所有列模数转换器同时工作进行模数转换，数据转换的结果由数据输出模块进行输出；按照上述方法将所开窗口的其余像元信号通过总线传输模块采样到列模数转换器进行模数转换，并通过数据输出模块输出数据转换结果。
[0007]本发明的用于图像传感器的像素信号读出方法具体步骤如下:
[0008]设图像传感器共有N列像元，所开窗口数量为1，窗口的列数为n，一次模数转换所需时间为T ;将N/2n的值取整数，令该整数为M，则将一次模数转换所需时间T分成M个时间段；所开窗口像素读出方法包括下述步骤:
[0009]步骤一、在第一个时间段内，将窗口第一、二行的2n个像元信号通过总线传输模块采样到任意2n路列模数转换器之中；
[0010]步骤二、在后面任一时间段i内，i = 2，…M ;将窗口第2 (i_l)+1、2 (i_l)+2彳丁的2n个像元信号通过总线传输模块采样到其他任意未存储像元信号的2n路列模数转换器之中，以此类推，在一次模数转换时间T内，将窗口的2M行像元信号通过总线传输模块采样到2nM路列模数转换器之中；
[0011]步骤三、2nM路列模数转换器同时工作进行模数转换，数据转换的结果由数据输出模块进行输出；
[0012]按照上述方法依次将窗口的所有行像元信号通过总线传输模块采样到列模数转换器进行模数转换，并通过数据输出模块输出数据转换结果。
[0013]本发明的用于图像传感器的像素信号读出方法还可以采用如下具体步骤:
[0014]设图像传感器共有N列像元，所开窗口数量为1，窗口的列数为n，总线传输模块每个采样周期将η’个像元信号采样到η’路列模数转换器，η’ < η或者η’ > η，一次模数转换所需时间为T ;将Ν/η’的值取整数，令该整数为Μ，则将一次模数转换所需时间T分成M个时间段；所开窗口像素读出方法包括下述步骤:
[0015]步骤一、在第一个时间段内，按照逐行逐列的顺序将窗口的第I?η’个像元信号通过总线传输模块采样到任意η’路列模数转换器之中；
[0016]步骤二、在第二个时间段，按照逐行逐列的顺序将第η’ +1?2η’个像元信号通过总线传输模块采样到其他任意未存储像元信号的η’路列模数转换器之中，以此类推，在一次模数转换时间T内，将窗口内Mn’个像元信号通过总线传输模块采样到Mn’路列模数转换器之中；
[0017]步骤三、Mn’路列模数转换器同时工作进行模数转换，数据转换的结果由数据输出模块进行输出；
[0018]按照上述方法依次将窗口的所有行像元信号通过总线传输模块采样到列模数转换器进行模数转换，并通过数据输出模块输出数据转换结果。
[0019]本发明的用于图像传感器的像素信号读出方法还可以采用如下具体步骤:
[0020]设图像传感器共有N列像元，所开窗口数量为1，窗口的列数为η，一次模数转换所需时间为T ;将2Ν/η的值取整数，令该整数为Μ，则将一次模数转换所需时间T分成M个时间段；所开窗口像素读出方法包括下述步骤:
[0021]步骤一、在第一、第二个时间段内，将窗口第一行的η列像元信号通过总线传输模块采样到任意η路列模数转换器之中；
[0022]步骤二、在第三、第四个时间段内，将窗口第二行的η列像元信号通过总线传输模块采样到其余未存储像元信号的任意η列模数转换器之中；以此类推，在一次模数转换时间T内，将窗口内Μ/2行的像元信号通过总线传输模块采样到ηΜ/2路列模数转换器之中；
[0023]步骤三、ηΜ/2列模数转换器同时工作进行模数转换，数据转换的结果由数据输出模块进行输出；
[0024]按照上述方法依次将窗口的所有行像元信号通过总线传输模块采样到列模数转换器进行模数转换，并通过数据输出模块输出数据转换结果。
[0025]本发明的用于图像传感器的像素信号读出方法还可以采用如下具体步骤:
[0026]设图像传感器共有N列像元，所开窗口数量为m，m > I ;各窗口的列数分别为叫、n2、……、!!?，一次模数转换所需时间为T ;将N/ (ηι+η2+……+nj的值取整数，令该整数为M，则将一次模数转换所需时间T分成M个时间段；所开窗口像素读出方法包括下述步骤:
[0027]步骤一、在第一个时间段内，将第一个窗口第一行的Ii1列像元信号通过总线传输模块采样到任意~路列模数转换器之中，将第二个窗口第一行的n2列像元信号通过总线传输模块采样到其余未存储像元信号的112路列模数转换器之中，以此类推，将第m个窗口第一行的Iini列像元信号通过总线传输模块采样到剩余未存储像元信号的Ilni列模数转换器之中；
[0028]步骤二、在后面任一时间段i内，i = 2，…M ;将第一个窗口第i行的叫列像元信号通过总线传输模块采样到剩余未存储像元信号的Ill列模数转换器之中，将第二个窗口第i行的n2列像元信号通过总线传输模块采样到剩余未存储像元信号的η 2列模数转换器之中，以此类推，将第m个窗口第i行的Ilni列像元信号通过总线传输模块采样到剩余未存储像元信号的Hni列模数转换器之中；
[0029]步骤三、(ηι+η2+……+nj XM路列模数转换器同时工作进行模数转换，数据转换的结果由数据输出模块进行输出；
[0030]按照上述方法依次将各窗口的所有行像元信号通过总线传输模块采样到列模数转换器进行模数转换，并通过数据输出模块输出数据转换结果。
[0031]所述步骤一中，在第一个时间段内，将第一个窗口第一行的叫列像元信号通过总线传输模块采样到第I?&列模数转换器之中，将第二个窗口第一行的n2列像元信号通过总线传输模块采样到第r^XM+Ι?Ii1XI^n2列模数转换器之中，以此类推，将第m个窗口第一行的Iini列像元信号通过总线传输模块采样到第(n Jn2+……+ (Iin1-1)) ΧΜ+1?(n!+n2+......+ (nm-l)) XM+n?^_；i数转换器之中；
[0032]所述步骤二中，在后面任一时间段i内，i = 2，…M;将第一个窗口第i行的叫列像元信号通过总线传输模块采样到第(1-1) Xn1+1?IXn1列模数转换器之中，将第二个窗口第i行的n2列像元信号通过总线传输模块采样到第n iXM+Q-l) Xn2+1?r^XM+iXn；；列模数转换器之中，以此类推，将第m个窗口第i行的Ilni列像元信号通过总线传输模块采样到第(W……+ (Iin1-1)) X M+(1-1) Xnm+1 ?(W……+nm-l) X M+i X Iini列模数转换器之中。
[0033]本发明提出一种新的像素信号读出方法，在像素阵列与列模数转换器阵列之前添加总线传输模块。该总线传输模块不仅能够将像素信号传输到位于该像素列下方的模数转换器进行转换，还能够传输到其他像素列下方的模数转换器进行转换。当进行列开窗操作时，所有的列模数转换器都工作，在一次模数转换时间内，分时将一个或多个区域的多个像素信号置于列模数转换器阵列的存储单元中，之后同时进行模数转化并读出，从而提高了图像传感器的帧频。
【附图说明】
[0034]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0035]图1是采用列模数转换器的图像传感器结构示意图。
[0036]图2是图像传感器进行列开窗操作示意图。
[0037]图3是采用本发明进行列开窗操作示意图。
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