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申请/专利权人：西安微电子技术研究所

摘要：本发明公开了一种自适应像素级高动态CMOS图像传感器及其实现方法，由像素阵列输出光电信号，将光电信号分别输入至列级ADC读出电路和像素级ADC电路；列级ADC读出电路中的比较器分别接收光电信号和斜坡信号，比较结果通过计数器传输至数据合成器；像素级ADC电路中的比较单元分别接收光电信号和参考信号，比较结果通过寄存器单元处理后，分别输送至控制单元和数据合成器，控制单元生成控制时长数据并将其反馈至像素阵列，数据合成器中产生最终结果输出。将像素级ADC电路的高实时性特点和列级ADC读出电路的高精度特点有机结合，由数据合成器输出最终结果，在光线快速变化时，实现高动态成像需求。

主权项：1.一种自适应像素级高动态CMOS图像传感器，其特征在于，包括像素阵列101、列级ADC读出电路102和像素级ADC电路103；所述像素阵列101和列级ADC读出电路102设于上层芯片上，像素级ADC电路103设于下层芯片上，上层芯片与下层芯片之间采用3D堆叠结构设置；所述像素阵列101输出光电信号，将光电信号分别输入至列级ADC读出电路102和像素级ADC电路103；所述列级ADC读出电路102包括比较器20、计数器21和数据合成器22，比较器20的负端接收光电信号，正端输入斜坡信号，比较结果通过计数器21传输至数据合成器22；所述像素级ADC电路103包括比较单元、控制单元和寄存器单元，比较单元的正端接收光电信号，负端接收参考信号，比较结果通过寄存器单元处理后，分别输送至控制单元和数据合成器22，控制单元生成控制时长数据并将其反馈至像素阵列101，数据合成器22中产生最终结果输出；所述像素阵列101包括全局曝光控制管10、传输管11、高动态复位管12、源跟随管13、读出控制管14、二极管和电容，全局曝光控制管10、高动态复位管12和源跟随管13的漏极均连接VDD，全局曝光控制管10的源极与传输管11的源极连接后通过二极管接地，传输管11的漏极与高动态复位管12的源极连接至FD点，FD点连接源跟随管13的栅极以及通过电容接地，源跟随管13的源极连接读出控制管14的漏极，读出控制管14的源极输出光电信号；所述比较单元包括第一比较器15、第二比较器16和第三比较器17，第一比较器15、第二比较器16和第三比较器17的正输入端均为光电信号，负输入端分别为参考电平高VREFH、参考电平VREF和参考电平低VREFL。

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