CMOS图像传感器——pipeline像素控制

一、传统像素操作

        传统CMOS图像传感器的芯片架构中，像素的控制信号从水平方向驱动，像素的源极跟随器输出电压垂直地输出到位于顶部和底部的模拟前端读出电路，其具体实现方式如下图所示，其中RST,  TX和SEL是像素水平控制信号，像素输出电压PIX OUT垂直地传输到读出电路。

         传统的4T像素的控制时序如下图所示。行时间(line-time）的定义是传感器控制和读出一个像素行的单位时间。在一个行时间内，传感器对4T像素需要进行三种操作:

1. 复位FD，读出电路采样像素FD复位后的电压。
2. 电荷转移，转移后读出电路采样曝光信号电压。
3. 开始下一行的曝光。

         对于行时间的第一部分，行译码器指向地址<N>，像素控制操作完成对第N行的FD复位和电荷转移，并使像素输出(PIX_ OUT)通过列总线输出到读出电路。读出电路对第N行的PIX_ OUT输出进行FD复位电压和曝光信号电压的采样并使两次采样结果相减。读出完成标志着第N行的曝光结束。在行时间的第二部分，行译码器指向地址<M>，第M行的RST和TX控制信号同时拉高后再拉低。第M行的光电二极管中的电子被清空后光电二极管阴极电压悬空，第M行开始曝光。