基于标准CMOS工艺的彩色图像传感器

摘要

一种基于标准CMOS工艺的彩色图像传感器，包括：一彩色像素单元阵列；一噪声去除模块的模拟输入端与该彩色像素单元阵列的输出端连接；一缓存器的输入端与噪声去除模块的输出端连接，用于噪声去除模块的输出信号缓存及并串转换；一数字控制器和一数字处理器的第一输出端与彩色像素单元阵列的输入端连接，该数字控制器的第二输出端与噪声去除模块数字输入端连接，该数字处理器的数字控制端与数字控制器的第四输出端连接，用于处理模数转换器输出的数字图像信号，并将该信号转换为图像信息输出；一模数转换器的模拟输入端与缓存器的输出端连接，其数字输入端与数字控制器的第三输出端连接，模数转换器的输出端与数字处理器的模拟输入端连接，用于缓存器输出的模拟信号转换为数字信号。

主权项

一种基于标准CMOS工艺的彩色图像传感器，包括：一彩色像素单元阵列，用于采集入射光线的原始信息，并且把采集的彩色图像光信号转换为电信号，该彩色像素单元阵列采用Bayer mosaic模式排列构成，每个彩色像素单元包括4个金属光栅光电二极管单元，分别是一个红色，两个绿色，一个蓝色金属光栅滤波单元，该金属光栅光电二极管单元由CMOS工艺光电二极管层和二维金属光栅层构成，该金属光栅光电二极管单元由二维金属光栅层直接生成在光电二极管层上面，二维金属光栅层由所用标准工艺的第一层金属层构成，金属光栅周期值由光栅间隔值和金属层宽度值构成，不同周期值的二维金属光栅周期实现不同颜色波长的滤波，三种不同颜色的红色、绿色和蓝色周期值的二维金属光栅层分别作为彩色图像传感器的红色、绿色和蓝色金属光栅结构；一噪声去除模块，该噪声去除模块的模拟输入端与该彩色像素单元阵列的输出端连接，用于消除彩色像素单元阵列采集彩色图像时产生的固定模式噪声；一缓存器，该缓存器的输入端与噪声去除模块的输出端连接，用于噪声去除模块的输出信号缓存及并串转换；一数字控制器和一数字处理器，该数字控制器的第一输出端与彩色像素单元阵列的输入端连接，该数字控制器的第二输出端与噪声去除模块数字输入端连接，该数字处理器的数字控制端与数字控制器的第四输出端连接，该数字处理器的输出端输出处理后的图像信息，用于处理模数转换器输出的数字图像信号，并将该信号转换为图像信息输出，该数字处理器由算术逻辑单元、行处理器和存储器构成，数字处理器完成彩色图像算法处理，并且适合扩展视觉芯片彩色图像处理的要求；一模数转换器，该模数转换器的模拟输入端与缓存器的输出端连接，该模数转换器的数字输入端与数字控制器的第三输出端连接，该模数转换器的输出端与数字处理器的模拟输入端连接，用于缓存器输出的模拟信号 转换为数字信号，该模数转换器由采样保持器、采样放大器、纠错编码、门控时钟和电源关断部分组成，采用了冗余和纠错编码技术，提高了对模数转换器的精度要求，数字控制器输出的数字信号分别控制门控时钟和电源关断，实现模数转换器正常工作时的各个模块时钟分配和非工作时的电源切断，从而降低模数转换器的功耗。