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专利号: 2019110767629
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种提高CMOS图像传感器对比度的非线性列级ADC,其特征在于,包括非线性斜坡发生器和计数器连接作为同一时钟输入,斜坡发生器的输出端连接比较器正输入端,比较器的负输入端连接像素电压采样,比较器的输出端依次连接锁存器和寄存器,寄存器还连接计数器,所述寄存器用于保存计数器的值并且输出结果。

2.一种提高CMOS图像传感器对比度的方法,采用权利要求1所述的一种提高CMOS图像传感器对比度的非线性列级ADC,其特征在于,具体按以下步骤实施:步骤1,比较器对输入像素电压进行采样;

步骤2,经步骤1采样结束后,在时钟信号的控制下,斜坡发生器产生非线性斜坡,同时计数器开始计数;

步骤3,比较器根据正负输入端的电压差值的变化,输出翻转,寄存器将此时计数器的值输出。

3.根据权利要求2所述的一种提高CMOS图像传感器对比度的方法,其特征在于,所述步骤1具体为:采样开关SS闭合时,像素电压Vpixel被采样到比较器的负输入端,然后采样开关断开,比较器的负输入端为采样到的像素电压。

4.根据权利要求2所述的一种提高CMOS图像传感器对比度的方法,其特征在于,所述步骤2具体为:步骤2.1,在时钟信号的控制下,斜坡发生器开始产生斜坡,根据细胞灰度值的分布情况,将斜坡划分为五个区域:细胞核、细胞核质边缘、细胞质、细胞膜和鞘液,五个区域所对应的数字码分别为:0-255,256-345,346-652,653-742,743-1023;

步骤2.2,实现非线性斜坡,结合步骤2.1划分的五个区域,设计了5个电流舵DAC,每个电流舵DAC的输出电流,流过同一参考电阻,在每个电流舵DAC处设计对应的参考电流,即可在斜坡发生器输出端实现非线性斜坡;

步骤2.3,根据步骤2.2设计的5个电流舵DAC,对应设计5个计数器,每个计数器都是从0开始计数,每个计数器都只计该区域的数字码值,最后通过计数器输出产生非线性斜坡的电压值为:Vout=(D1×I1+D2×I2+…+D5×I5)·R          (1)式中,D1,···,D5为计数器1-5的码值。

5.根据权利要求4所述的一种提高CMOS图像传感器对比度的方法,其特征在于,所述步骤2.3中5个计数器的工作过程具体为:首先计数器1开始计数,与计数器1对应的电流舵DAC开始输出电流,产生第一阶段的斜坡,计数器1计完后输出进位信号CO1,CO1变为1,锁存器锁存计数器1的值,同时计数器2开始计数,与计数器2对应的电流舵DAC开始输出第二阶段的电流,产生第二阶段的斜坡,以此类推直至计数器5计完。

6.根据权利要求4所述的一种提高CMOS图像传感器对比度的方法,其特征在于,所述步骤3具体为:比较器将采样到的像素电压和斜坡电压相比较,开始比较时,比较器输出0,斜坡电压不断增加,当斜坡电压等于像素电压时,比较器输出开始翻转,从0跳变到1,锁存器检测输入信号上升沿的变化后,将该上升沿输出至寄存器,寄存器将上升沿此刻计数器的值保存然后输出,输出的码值即为比较器量化的数字量。