CN104427270A - 超高清cmos图像传感器像素电路及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高清CMOS图像传感器像素电路及其控制方法，该电路包括：感光元件、传输管、单通道电子倍增器、浮置扩散放大器、相关双采样电路、行选择管、复位电路、模数转换电路；感光元件产生电子，传输管关闭，相关双采样电路采样单通道电子倍增器和浮置扩散放大器产生的噪音信号，得到第一采样信号，行选择管将第一采样信号传输到模数转换电路；传输管开启，浮置扩散放大器将单通道电子倍增器倍增后的电子转换为电压信号，相关双采样电路对电压信号进行采样得到第二采样信号；模数转换电路根据第一、二采样信号进行相关双采样处理，得到图像信号。本发明以低固态噪声实现了对超低照度可见光的识别。

Description

超高清CMOS图像传感器像素电路及其控制方法

技术领域

本发明涉及图像传感领域，具体涉及针对超高清需求的关于CMOS图像传感器识别超低照度可见光的像素结构和电路的改进及电路的控制方法。

背景技术

近几年来，随着监控应用范围及内涵的扩展，特别是全高清和超高清摄像机的广泛应用，多媒体的数据量越来越大，对视频采集终端提出了更多、更高的要求，特别是面临如道路、小区夜间监控等低照度情况下，甚至是井下巷道、隧道等超低照度环境下的监控困难的问题。超低照度摄像机的产生，就是在解决这种超低照度特殊环境应用而产生的一种产品，它的主要优势就是在光照很低的环境中，能做到尽量强化照度而摄到被监控对象。

目前，改善低照度成像效果的手段主要从以下几个方面考虑：

1）增大图像传感器的靶面：增大图像传感器的靶面等于增大感光面积，在一定程度上提升了低照效果。缺点：增大了摄像机体积、增加了成本造价。

2）彩色转黑白：目前低照度的摄像机都采用这一技术来提升照度，以及配合红外灯的使用。其常见的转换技术也有两种：一种是采用红外滤光片开合及电路配合的方式，来进行彩色/黑白影像的切换；另一种只是利用数字电路将彩色信号消除掉，成为黑白影像，没有红外滤光片这一元器件。目前高端的彩色转黑白摄像机多采用前一种切换技术，以保证颜色还原和清晰度，而一些低端的彩色转黑白摄像机则采用后一技术，但极易造成白天彩色模式下影像模糊，色彩不自然的问题。

3）慢快门技术：慢快门的启动使得实时性急剧减弱，造成严重的拖尾和动画，所以只是适用于禁止红、紫外线破坏的博物馆，夜间生物活动观察，夜间军事海岸线监视等，属性较静态场所的监视，其他实时性要求高的环境中则不太适用，如夜间小区监控可以使用这种技术，因为监控的人流移动速度较慢，而夜间道路监控由于车流移动速度较快就不提倡使用这种技术。

4）自动增益功能（AGC）：从了解的情况来看，各个厂家增益灵敏度（DB值）的设计都不一样，有的DB值做的较高，有的DB值做的较低。当然自动增益功能（AGC）放大信号的同时也放大了噪声，但照度方面的改善还是非常明显的。

5）数字降噪技术：从目前一些高档低照摄像机的数字降噪的表现来看，数字降噪可以在噪点较多的情况下（特别是AGC启动时），较好的改善图像的洁净度和清晰度，从而提升了低照成像效果。

以上技术只能在一定的光照基础上达到低照度可见，本发明通过改变图像传感器像素结构和电路实现了从10⁴至10⁵的亮度增益，达到10^-3lx超低照度下可见光的目的。本发明还采用了相关双采样的方法降低了由于电子倍增所带来的固态噪音。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的超高清CMOS图像传感器像素电路及其控制方法，用于以低固态噪声实现超高清CMOS图像传感器对超低照度可见光的识别。

为了实现上述目的，本发明提供一种超高清CMOS图像传感器像素电路，其特征在于，包括：感光元件、传输管、单通道电子倍增器、浮置扩散放大器、相关双采样电路、行选择管、复位电路、模数转换电路；

光电二极管与传输管的一端相连，传输管的另一端与单通道电子倍增器相连，浮置扩散放大器的一端连接单通道电子倍增器，另一端连接相关双采样电路、复位电路；相关双采样电路连接行选择管、复位电路，行选择管连接模数转换电路；

所述感光元件产生电子，在电子快门开启时，传输管关闭，相关双采样电路采样单通道电子倍增器和浮置扩散放大器产生的噪音信号，得到第一采样信号，行选择管将第一采样信号传输到模数转换电路；在电子快门复位后，传输管开启，电子进入单通道电子倍增器，单通道电子倍增器对电子进行倍增，浮置扩散放大器将倍增后的电子转换为电压信号，相关双采样电路对电压信号进行采样得到第二采样信号，并输出到模数转换电路；模数转换电路根据第一采样信号、第二采样信号进行相关双采样处理，得到图像信号。

所述的超高清CMOS图像传感器像素电路，其中，所述感光元件为N⁺P结的光电二极管，并采用浅的N⁺P结与深的N阱P结复合的结构。

所述的超高清CMOS图像传感器像素电路，其中，所述光电二极管表面的微透镜表面覆盖有Si₃N₄减反射膜。

所述的超高清CMOS图像传感器像素电路，其中，所述相关双采样电路包括：第一开关管、第二开关管、第一采样电容、第二采样电容；第一开关管与第二开关管、第一采样电容进行连接，第二开关管与第二采样电容进行连接，第一开关管连接浮置扩散放大器的另一端；第二采样电容与行选择管相连；

复位电路通过浮置扩散放大器发送复位信号到第一采样电容和第二采样电容上，以将第一采样电容和第二采样电容的信号复位。

所述的超高清CMOS图像传感器像素电路，其中，所述第一采样电容、所述第二采样电容的电容大小相等。

所述的超高清CMOS图像传感器像素电路，其中，所述单通道电子倍增器由硅导电层和SiO₂二次电子发射倍增层组成。

所述的超高清CMOS图像传感器像素电路，其中，所述单通道电子倍增器的孔径为6～45m，端面上的开口面积比为55%～80%；微通道与端面具有7～15的偏置角，长径比为40～50。

所述的超高清CMOS图像传感器像素电路，其中，所述模数转换电路以如下方式进行相关双采样处理：

(V_RST-(2V_RST-V_signal)/2)*2＝V_signal

其中：

V_RST，第一采样信号；

(2V_RST-V_signal)/2，第二采样信号；

V_signal，图像信号。

为了实现上述目的，本发明还提供一种超高清CMOS图像传感器像素电路的控制方法，其特征在于，包括：

步骤一，感光元件产生电子，电子快门开启，传输管关闭，相关双采样电路采样单通道电子倍增器和浮置扩散放大器产生的噪音信号，得到第一采样信号；

步骤二，行选择管开启，将第一采样信号传输到模数转换电路；

步骤三，电子快门复位，传输管开启，电子进入单通道电子倍增器，单通道电子倍增器对电子进行倍增，浮置扩散放大器将倍增后的电子转换为电压信号，相关双采样电路对电压信号进行采样得到第二采样信号，并输出到模数转换电路；

步骤四，模数转换电路根据第一采样信号、第二采样信号进行相关双采样处理，得到图像信号。

所述的超高清CMOS图像传感器像素电路的控制方法，其中，所述步骤四中，包括：模数转换电路以如下方式进行相关双采样处理：

(V_RST-(2V_RST-V_signal)/2)*2＝V_signal

其中：

V_RST，第一采样信号；

(2V_RST-V_signal)/2，第二采样信号；

V_signal，图像信号。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：

(1)本发明采用N⁺P结光电二极管作为感光元件，并为所述像素结构采用将浅沟道的N⁺P结与深的N阱P结结合的复合结构，使得感光元件的带宽和灵敏度得到提升。

(2)本发明采用了折射率较高的Si₃N₄作为材料的减反射膜，使得光的吸收率变高。

(3)本发明采用了电子增倍技术，可以通过倍增电子实现10^-3lx超低照度下的图像显示。

(4)本发明采用相关双采样技术，减少了电子倍增器和浮置扩散放大器产生的固定图像噪声，使得图像传感器可以完成相关双采样，使得图像传感器能够在低固定噪声的前提下完成超低照度下的显示。

附图说明

图1是本发明的像素电路图；

图2是本发明的N⁺P衬底光电二极管结构图；

图3是本发明的P⁺N衬底光电二极管结构图；

图4是本发明的N阱P衬底光电二极管结构图；

图5是本发明的带有减反射膜和微透镜的光电二极管表面；

图6是本发明的光电倍增管结构图；

图7是本发明的像素电路的控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

如图1所示，是本发明的可识别超低照度可见光的超高清CMOS图像传感器像素电路图。

在图1中，像素电路由光电二极管10、传输管11、单通道电子倍增器12、浮置扩散放大器13、第一开关管14、第二开关管15、第一采样电容16、第二采样电容17、行选择管18、复位电路19、模数转换电路20组成。第一开关管14、第二开关管15、第一采样电容16、第二采样电容17共同构成了相关双采样电路。

光电二极管10与传输管11的一端相连，传输管11的另一端与单通道电子倍增器12相连，浮置扩散放大器13的一端连接单通道电子倍增器12，另一端与第一开关管14连接，第一开关管14与第二开关管15和第一采样电容16进行连接，同时第二开关管15和第二采样电容17进行连接，用于进行信号的存储和传输。第二采样电容17与行选择管18相连，行选择管18与后端的模数转换电路进行连接，模数转换电路完成对输出信号的检测、采集和处理，并对信号进行输出。第一开关管14与浮置扩散放大器13的输出端连接，第二开关管15与行选择管18的输入端连接。

像素电路通过一个外加电场，对感光元件10中通过光电转换产生的电子进行加速，使其高速进入单通道电子倍增器12。

作为感光元件的光电二极管10根据接收到的微光产生电子，在电子快门开启时，相关双采样电路采样单通道电子倍增器12和浮置扩散放大器13产生的噪音信号，完成第一次采样，在电子快门复位后，电子通过电场加速进入单通道电子倍增器12，单通道电子倍增器12接收电场加速后的电子，并对其进行倍增，倍增之后的电子通过浮置扩散放大器13转换为电压信号，并传输到相关双采样电路，在相关双采样电路中完成信号的第二次采样，并将得到的第二采样信号输出到模数转换电路20。

由于标准的CMOS工艺中，P型衬底掺杂浓度较N型衬底低，而相应的N⁺掺杂浓度较P⁺高。因此N⁺P结耗尽区宽度较P⁺N结大，PN结电容则前者小后者大。耗尽区宽光量小效率高，亦即灵敏度高。又因结电容是主要的积分电容，积分电容小灵敏度较高。由此可知，N⁺P结的光电二极管灵敏度较P⁺N结高。超低照度条件要求感光元件的灵敏度很高，所以本发明采用N⁺P结光电二极管10作为感光元件。

如图2、图3、图4所示，光电二极管10按照结构通常分为N⁺P衬底光电二极管、P⁺N衬底光电二极管、N阱P衬底光电二极管三种结构。对标准的CMOS工艺，由于器件尺寸的减少，相应的PN结结深将减小，对可见光区波长短的响应较高，波长长的响应较低。为提高可见光范围，本发明的感光元件采用浅沟道的N⁺P结与深的N阱P结结合的复合结构的光电二极管。这种结构中浅结对短波长响应高，深结可提高长波长响应，有利于提高感光元件的灵敏度和带宽。

如图5所示，本发明在光电二极管10表面的微透镜上覆盖减反射膜，可充分利用入射光能量，提高探测器灵敏度，Si-SiO₂表面（即感光部分的表面）对可见光的反射率达到20％～30％，本发明采用了折射率较高的Si₃N₄作为减反射膜。因为反射而不能吸收的可见光照射到减反射膜上时会再次反射而回到光电二极管10的感光部分表面。采用Si₃N₄作为减反射膜可将可见光的反射率降低到10％以下，从而保证超低照度下光子的吸收率。

本发明在光电二极管10后端设置了如图6所示的单通道电子倍增器12。单通道电子倍增器12由硅导电层和SiO₂二次电子发射倍增层组成，电子在通过电场加速后撞击到二次电子发射倍增层上使得电子数量倍增，从而进行电子的增强。

单通道电子倍增器12的孔径为6～45m，孔间距尽可能小，以求尽量减少非通孔的端面，端面上的开口面积比为55%～80%。通常单通道电子倍增器12的微通道不垂直于端面，而具有7～15的偏置角。通道的长度与孔径之比称为长径比，典型值为40～50。在微通道的两端面镀有镍铬层，形成输入和输出电极。通常微通道由含有Pb、Bi等氧化物的硅酸盐玻璃制成，其制造工艺有实芯法和空芯法。为了在微通道内壁形成二次电子发射层，需要进行烧氢处理。在烧氢过程中，被氢还原的铅原子分散在铅玻璃的表面层中。因此电子倍增管可以很好地应用到微光显示中。

由于真空工艺的限制和气体分子的吸附作用，在实际像管中不可避免留有残余气体分子。在电子倍增过程中，微通道内的二次电子经过多次倍增后，在微通道末端形成高密度电子云，由于后近贴区电场强度很高，使像管内的残余气体分子电离，产生正离子。其中大部分在微通道的末端，在电场的作用下这些正离子沿通道反向加速。在反向加速过程中，它们与通道壁碰撞，产生二次电子；或使吸附在通道壁上的气体分子电离；或正离子直接轰击光电阴极，又产生新的电子发射和倍增过程，在荧光屏上产生闪烁亮点，称为“离子斑”，使暗背景增大，图像质量恶化。另外，打到光阴极上的离子还会严重损害阴极表面，使其灵敏度下降，缩短像管的寿命。为了有效地阻挡正离子反馈，在微通道板输入面上制作了一层覆盖通道口的连续超薄介质膜，即防离子反馈膜。防离子反馈膜采用一层厚度约为3～4nm的A1₂O₃薄膜制作而成，以阻挡正离子反馈，保护像管的光阴极免受离子轰击，同时使具有一定能量的电子透过。

单通道电子倍增器12将产生相当的噪声信号，如果不进行相应的降噪措施将影响本发明的实用性。本发明采用了相关双采样的方法来降低像素电路产生的噪音。

浮置扩散放大器13将倍增后的电子转换为电压信号，传输到相关双采样电路中。

如图7所示，是本发明像素电路的控制方法流程图。结合图1-6，该方法流程的步骤包括：

步骤701，在微光条件下，电子快门开启后，光电二极管10发生光电效应并积蓄电子。

步骤702，在电子快门开启时，相关双采样电路采样单通道电子倍增器12和浮置扩散放大器13产生的固态噪音信号，并传输到模数转换电路20。

步骤703，在电子快门复位后，电子在外界电场下加速运动，进入单通道电子倍增器12中。

步骤704，电子在单通道电子倍增器12中多次与二次电子倍增层发生碰撞，使得电子数量大幅度提高。

步骤705，电子在单通道电子倍增器12中完成倍增后传输到浮置扩散放大器13当中转换为电压信号。

步骤706，相关双采样电路采样浮置扩散放大器13传输的电压信号，并传输到模数转换电路20。

像素电路通过如上电路完成的具体电路控制过程如下：

在一次曝光过程中，首先电子快门打开，传输管11关闭，光电二极管10感应到微光的照射产生光电效应生成电子，产生的电子存储在光电二极管10的势阱中。同时第一开关管14和第二开关管15打开，复位电路会通过浮置扩散放大器13发送复位信号到第一采样电容16和第二采样电容17上，以将第一采样电容16和第二采样电容17的信号复位。由于此时光电二极管10的电子还未开始传输，第一采样电容16和第二采样电容17中的信号V_RST包含了浮置扩散放大器13以及单通道电子倍增器12的固态噪声。然后行选择管18打开，将信号V_RST传输到后端的模数转换电路20，完成第一次信号采样。

在曝光完成之后，电子快门关闭，传输管11打开，同时在光电二极管10后端附加电场，使得微光激活的少量电子进入单通道电子倍增器12。电子在电场的作用下与单通道电子倍增器12的微通道壁多次碰撞，产生二次电子，实现电子数量的倍增。倍增的电子经过浮置扩散放大器13转换为电压信号V_signal。此时关闭第二开关管15，打开第一开关管14，这时第一采样电容16和第二采样电容17上的电压分别为V_RST-V_signal和V_RST。

然后，关闭传输管11和第一开关管14，打开第二开关管15，此时第一采样电容16和第二采样电容17上的信号发生中和，第一采样电容16和第二采样电容17上的信号大小相等。由于设计时使第一采样电容16和第二采样电容17的电容大小相等，此时第一采样电容16和第二采样电容17上的信号值将变成(2V_RST-V_signal)/2。然后再打开行选择管18，将第一采样电容16和第二采样电容17上的信号传输到后端的模数转换电路20，完成第二次信号采样。

在模数转换电路20中将第二次采样得到的电压信号与第一次采样得到的复位信号进行相关双采样处理，具体是：

采用第一次采样得到的电压信号减去第二次采样得到的电压信号，再将差值增倍的方式，可以准确得到光电二极管10经过光电感应产生的电子在经过电子倍增后的图像信号V_signal的大小。即：

V_signal＝(V_RST-(2V_RST-V_signal)/2)*2

其中：

V_RST，第一采样信号，即带有单通道电子倍增器12和浮置扩散放大器13产生的固态噪音的复位信号；

(2V_RST-V_signal)/2，第二采样信号；

V_signal，图像信号。

在像素电路中，图像传感器像素设计能够使得杂光散光和电子泄露的影响更少。因为在一次曝光期间辐射感光元件上产生的所有信号都存放在第一开关管14，打开第二开关管15之后的第一采样电容16和第二采样电容17中，使得信号稳定噪音小，方便进行传输和处理。

在像素电路中，可进行相关双采样消除固态噪声和单通道电子倍增器12产生的噪声。传统的像素电路是先依靠全局复位晶体管复位，然后通过全局传输管传输到浮置扩散放大器后，先读取信号电平，然后读取复位电平，两次的复位噪声不相关，不能完全消除复位噪声，尤其是单通道电子倍增器产生的噪声较大，将极大的影响图像效果。本发明由于采用了相关双采样技术，在不破坏感光元件所获得信号的前提下，能够在一次曝光期间复位传感节点，并在曝光期间读取包含静态情况下单通道电子倍增器12的信号电平。这样就使得即便是采用单通道电子倍增器12，也能够使得像素阵列在较低的固定图像噪声下工作。

在像素电路中，可在相同的CMOS工艺下达到更高的灵敏度。像素电路中电子转化为电压的能力主要是由浮置扩散节点的电容值来决定，浮置扩散电容越大，转换增益越小，灵敏度就越小。所以为了得到高灵敏度，将会把浮置扩散放大器13做得最小。但其他传感器还需要考虑浮置扩散电容小会导致不能完全容纳光电二极管10传输过来的电子。而在本发明中，电子是由第一采样电容16和第二采样电容17两个采样电容进行储存的，浮置扩散放大器13与第一采样电容16和第二采样电容17完全隔开，在设计时，可以把浮置扩散放大器13做得最小，从而提高灵敏度并减小噪声。

在像素电路中，寄生光感度小。传统像素电路中浮置扩散节点是一个PN结，虽然表层可以覆盖金属遮光，但是仍然容易感光，从而造成寄生漏电较大。而在本发明中，浮置扩散放大器13与第一采样电容16和第二采样电容17完全隔离，第一采样电容16和第二采样电容17采用MOS电容，它们的大小是浮置扩散放大器13电容值的好几倍，稳定性较传统的像素电路有了较大提升。而且具有很低的感光度，漏电也非常小。另外，由于采用了相关双采样的操作方式，所以本发明的像素电路的寄生光感度非常小。

在像素电路中，通过设置一个传输管11提供了一个抗干扰的保护机制。当感光元件曝光过度的时候，过多的电子能够通过传输管11释放出去。这个位于光电二极管10上的传输管11具有电压高时不导电，只有电压低到一定的水平，通常是-0.4V左右时才能导电的特性。传统类型的像素往往要求有一个连接到光电二极管的独立的二级抗干扰传输晶体管，而且抗干扰传输晶体管上的电子泄漏有可能干扰光电二极管上信号的捕捉。

本发明提供了一种可识别超低照度可见光的超高清CMOS图像传感器像素电路及其控制方法，该像素电路包括光电二极管、传输管、单通道电子倍增器、浮置扩散放大器、第一开关管、第二开关管、第一采样电容、第二采样电容、行选择管、复位电路、模数转换电路。光电二极管接受光照产生电子，电子通过单通道电子倍增器实现电量的增倍，相关双采样电路分别进行两次采样，得到第一采样信号、第二采样信号，由模数转换电路对第一采样信号、第二采样信号进行相关双采样处理，得到图像信号。本发明实现了低噪声条件下识别超低照度可见光的超高清CMOS图像传感器像素。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种超高清CMOS图像传感器像素电路，其特征在于，包括：感光元件、传输管、单通道电子倍增器、浮置扩散放大器、相关双采样电路、行选择管、复位电路、模数转换电路；

光电二极管与传输管的一端相连，传输管的另一端与单通道电子倍增器相连，浮置扩散放大器的一端连接单通道电子倍增器，另一端连接相关双采样电路、复位电路；相关双采样电路连接行选择管、复位电路，行选择管连接模数转换电路；

所述感光元件产生电子，在电子快门开启时，传输管关闭，相关双采样电路采样单通道电子倍增器和浮置扩散放大器产生的噪音信号，得到第一采样信号，行选择管将第一采样信号传输到模数转换电路；在电子快门复位后，传输管开启，电子进入单通道电子倍增器，单通道电子倍增器对电子进行倍增，浮置扩散放大器将倍增后的电子转换为电压信号，相关双采样电路对电压信号进行采样得到第二采样信号，并输出到模数转换电路；模数转换电路根据第一采样信号、第二采样信号进行相关双采样处理，得到图像信号。

2.根据权利要求1所述的超高清CMOS图像传感器像素电路，其特征在于，所述感光元件为N⁺P结的光电二极管，并采用浅的N⁺P结与深的N阱P结复合的结构。

3.根据权利要求2所述的超高清CMOS图像传感器像素电路，其特征在于，所述光电二极管表面的微透镜表面覆盖有Si₃N₄减反射膜。

4.根据权利要求1、2或3所述的超高清CMOS图像传感器像素电路，其特征在于，所述相关双采样电路包括：第一开关管、第二开关管、第一采样电容、第二采样电容；第一开关管与第二开关管、第一采样电容进行连接，第二开关管与第二采样电容进行连接，第一开关管连接浮置扩散放大器的另一端；第二采样电容与行选择管相连；

复位电路通过浮置扩散放大器发送复位信号到第一采样电容和第二采样电容上，以将第一采样电容和第二采样电容的信号复位。

5.根据权利要求4所述的超高清CMOS图像传感器像素电路，其特征在于，所述第一采样电容、所述第二采样电容的电容大小相等。

6.根据权利要求1、2、3或5所述的超高清CMOS图像传感器像素电路，其特征在于，所述单通道电子倍增器由硅导电层和SiO₂二次电子发射倍增层组成。

7.根据权利要求1、2、3或5所述的超高清CMOS图像传感器像素电路，其特征在于，所述单通道电子倍增器的孔径为6～45m，端面上的开口面积比为55%～80%；微通道与端面具有7～15的偏置角，长径比为40～50。

8.根据权利要求1、2、3或5所述的超高清CMOS图像传感器像素电路，其特征在于，所述模数转换电路以如下方式进行相关双采样处理：

(V_RST-(2V_RST-V_signal)/2)*2＝V_signal

其中：

V_RST，第一采样信号；

(2V_RST-V_signal)/2，第二采样信号；

V_signal，图像信号。

9.一种超高清CMOS图像传感器像素电路的控制方法，其特征在于，包括：

步骤一，感光元件产生电子，电子快门开启，传输管关闭，相关双采样电路采样单通道电子倍增器和浮置扩散放大器产生的噪音信号，得到第一采样信号；

步骤二，行选择管开启，将第一采样信号传输到模数转换电路；

步骤三，电子快门复位，传输管开启，电子进入单通道电子倍增器，单通道电子倍增器对电子进行倍增，浮置扩散放大器将倍增后的电子转换为电压信号，相关双采样电路对电压信号进行采样得到第二采样信号，并输出到模数转换电路；

步骤四，模数转换电路根据第一采样信号、第二采样信号进行相关双采样处理，得到图像信号。

10.根据权利要求9所述的超高清CMOS图像传感器像素电路的控制方法，其特征在于，所述步骤四中，包括：模数转换电路以如下方式进行相关双采样处理：

(V_RST-(2V_RST-V_signal)/2)*2＝V_signal

其中：

V_RST，第一采样信号；

(2V_RST-V_signal)/2，第二采样信号；

V_signal，图像信号。