CN111918008B - 一种图像传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像传感器，通过随机选择电路将像素单元与模数转换单元(ADC)相连，以对像素单元中的图像数据进行模数转换处理。随机选择电路连接至少两列相互间隔的S列像素单元和一模数转换单元，使得在一个行读周期内所有像素单元均与所有模数转换单元一一对应连接，且在不同的行读周期内每一列像素单元所连接的模数转换单元不完全相同。通过随机选择电路不仅能够将不同列ADC之间的差异平均化，还由于随机选择电路是针对间隔的列像素单元之间的随机选择，使得误差平均化的范围扩大，进而使得列ADC之间的差异平均化的效果更加明显，提高了图像列条纹的弱化效果，解决了现有技术中对由列ADC之间的差异导致的图像列条纹的弱化效果不佳的问题。

Description

一种图像传感器

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，特别涉及一种图像传感器。

背景技术

CMOS图像传感器，又名CIS，已广泛应用于视频、监控、工业制造、汽车、家电等成像领域。现有主流的CIS读出电路结构是以列级模数转换器(ADC)为主的读出电路。列级ADC可以保证CIS在合理的功耗下具有足够的转换精度和速度。然而不同列的ADC由于加工工艺等因素会导致列与列之间的ADC存在差异，这一差异是固定存在的，当系统增益较大时，该差异被放大，就会导致图像上明显看到固定的呈列状分布的条纹，极大的影响了图像的质量。

目前常用的图像传感器，其结构如图1所示，包括像素阵列、ADC和输出信号处理器。以行曝光方式的CIS为例，像素阵列由若干个图1所示的像素单元“P”组成。像素阵列按逐行的方式读出，具体顺序为ROW[0]、ROW[1]、……ROW[n-2]、ROW[n-1]，像素阵列的每一列有一个输出总线，分别为PIX_OUT[0]、PIX_OUT[1]、…PIX_OUT[N-2]、PIX_OUT[N-1]。PIX_OUT输出通过ADC单元进行模数转化，量化为数字信号后，再经输出信号处理器进行最终数据处理，进而完成对图像的处理。

如图1所示，每一列的“P”都经过同一个ADC单元，例如，PIX_OUT[0]总线连接的所有“P”的输出均由ADC[0]进行模数转换。由于加工工艺等因素导致的ADC单元之间存在特性差异，使得在输入同一个模拟量时，不同ADC的输出会出现一定的差异，这种差异会导致最终输出图像上呈现异常的列条纹，也就是固定的列噪声。

为了消除由ADC之间的差异导致的图像条纹，传统的做法是将图像存储多帧取平均差异，再将现有图像减去这一差异，以消除图像条纹。这种方式需要系统为CIS提供一个存储器，专门存储CIS的多帧图像数据，而这就使得系统的成本较高，且这种方式也无法满足输出帧率较高的应用。

发明内容

发明人发现，在图像像素输出与列ADC输入之间加入随机选择电路，可以在一定程度上减小图像条纹。由于随机选择电路可以随机的选择每列像素输出所经过的列ADC，即对每列像素输出所经过的列ADC起到随机打散的效果，因此能够将不同列ADC之间的差异平均化，以此减小图像条纹。但随机选择电路是针对相邻的数个列ADC和列像素之间的随机选择，误差平均化的效果仅局限于相邻列之内，因此，对图像列条纹弱化的效果有限。为了提高图像条纹弱化的效果，参与打散的相邻列的范围则需要扩大，比如由之前的4列随机选择扩展到8列，但是参与随机选择的邻近列数受限于每列像素单元宽度(Pitch Size，PZ)，当像素较小时，PZ较小，允许并列排布的信号线个数会较少，因此参与随机选择的相邻列数会较少，导致图像条纹弱化效果就不佳。

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种图像传感器，以解决现有技术中对由列模数转换器之间的差异导致的图像列条纹的弱化效果不佳的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种图像传感器，所述图像传感器包括依次电性连接的像素阵列、随机选择电路和模数转换器；所述像素阵列产生的图像信号经所述随机选择电路进入所述模数转换器内进行模数转换，以得到与所述图像信号相对应的图像数据；

所述像素阵列包括N列像素单元，所述像素阵列分为J个像素模块，每个所述像素模块包括S列像素单元，至少一个所述像素模块中的S列所述像素单元中至少两列相互间隔分布；所述随机选择电路包括N个随机选择单元，所述模数转换器包括N个模数转换单元，每一所述随机选择单元均用于连接所述像素阵列中S列所述像素单元和一个所述模数转换单元，每S个所述随机选择单元连接的所述像素单元的组合次序不同，且均为同一个所述像素模块中的S列所述像素单元；

所述随机选择电路用于通过电路配置使得在一个行读周期内，所有所述像素单元均与所有所述模数转换单元一一对应连接，且在不同的行读周期内，同一所述像素单元连接的所述模数转换单元不完全相同；

其中，N为大于1的整数，J为大于1的整数，S为大于1的整数，且N＝J×S。

可选的，在所述的图像传感器中，相互间隔分布的S列所述像素单元为等间隔分布。

可选的，在所述的图像传感器中，所述随机选择单元包括S个并联的开关，S个并联的所述开关连接一所述模数转换单元，以及与位序不同的S列所述像素单元一一对应连接。

可选的，在所述的图像传感器中，每一列所述像素单元分别与S个所述随机选择单元相连，且在S个所述随机选择单元中所连接的所述开关的位序均不同。

可选的，在所述的图像传感器中，在一个行读周期内，每一所述随机选择单元中仅其中一个所述开关保持闭合，其余S-1个所述开关均断开。

可选的，在所述的图像传感器中，在不同的行读周期内，每一所述随机选择单元中保持闭合的所述开关不完全相同。

可选的，在所述的图像传感器中，在一个行读周期内，所有所述随机选择单元中保持闭合的所述开关的位序相同。

可选的，在所述的图像传感器中，所述随机选择电路还包括控制器，所述控制器用于产生控制码，以控制所述随机选择单元中各开关的断开或闭合。

可选的，在所述的图像传感器中，在一个行读周期内，所有所述随机选择单元均受同一个控制码控制。

可选的，在所述的图像传感器中，所述开关为CMOS开关，所述CMOS开关由PMOS和NMOS构成；其中，所述PMOS的源极和所述NMOS的漏极相连，并与一列所述像素单元相连；所述PMOS的漏极和所述NMOS的源极相连，并与一所述模数转换单元相连；所述PMOS和所述NMOS的栅极分别与所述控制器的输出端相连，以接收所述控制码。

在本发明提供的图像传感器中，所述图像传感器包括依次电性连接的像素阵列、随机选择电路和模数转换器；所述像素阵列产生的图像信号经所述随机选择电路进入所述模数转换器内进行模数转换，以得到与所述图像信号相对应的图像数据；其中，像素阵列包括N列像素单元，随机选择电路包括N个随机选择单元，模数转换器包括N个模数转换单元。通过每一随机选择单元均连接像素阵列中至少两列相互间隔分布的S列像素单元和一个模数转换单元，且各随机选择单元连接的S列像素单元的组合次序不同，使得在一个行读周期内，所有像素单元均与所有模数转换单元一一对应连接，且在不同的行读周期内，同一像素单元连接的模数转换单元不完全相同。如此一来，通过随机选择电路不仅能够将不同列模数转换单元之间的差异平均化，还由于随机选择电路是针对间隔的列像素单元与列模数转换单元之间的随机选择，使得误差平均化的范围扩大，进而使得列模数转换单元之间的差异平均化的效果更佳明显，即提高了图像列条纹的弱化效果，解决了现有技术中对由列模数转换器之间的差异导致的图像列条纹的弱化效果不佳的问题。

附图说明

图1为现有技术中图像传感器的结构示意图；

图2为具有邻近4列随机选择电路的图像传感器的结构示意图；

图3为具有邻近4列随机选择电路的图像传感器的电路连接示意图；

图4为本实施例提供的图像传感器的结构示意图；

图5为本实施例提供的图像传感器的电路连接示意图；

图6为本实施例提供的随机选择单元的结构示意图；

图7为本实施例提供的CMOS开关的结构示意图；

图8为采用现有技术中图像传感器进行图像处理后的图像；

图9为采用具有邻近4列随机选择电路的图像传感器进行图像处理后的图像；

图10为采用具有间隔1列的非邻近4列随机选择电路的图像传感器进行图像处理后的图像；

图11为采用具有间隔3列的非邻近4列随机选择电路的图像传感器进行图像处理后的图像。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的图像传感器作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

为解决由列ADC之间的差异导致的图像条纹的问题，发明人发现，在图像像素输出与列ADC输入之间加入随机选择电路，可以在一定程度上减小图像条纹。加入随机选择电路的图像传感器的结构如图2所示，由于随机选择电路可以随机的选择每列像素输出所经过的列ADC，即对每列像素输出所经过的列ADC起到随机打散的效果，因此能够将不同列ADC之间的差异平均化，以此减小图像条纹。但，如图3所示，随机选择电路是针对相邻的数个列ADC和列像素之间的随机选择，误差平均化的效果仅局限于相邻列之内，因此，对图像列条纹弱化的效果有限。为了提高图像条纹弱化的效果，参与打散的相邻列的范围则需要扩大，比如由之前的4列随机选择扩展到8列，但是参与随机选择的邻近列数受限于每列像素单元宽度(Pitch Size，PZ)，当像素较小时，PZ较小，允许并列排布的信号线个数会较少，因此参与随机选择的相邻列数会较少，导致图像条纹弱化效果就不佳。

为进一步提高图像条纹的弱化效果，本实施例提供了一种图像传感器，如图4所示，包括依次电性连接的像素阵列、随机选择电路和模数转换器；所述像素阵列产生的图像信号经所述随机选择电路进入所述模数转换器内进行模数转换，以得到与所述图像信号相对应的图像数据。

在本实施例提供的图像传感器中，所述像素阵列包括N列像素单元，所述像素阵列分为J个像素模块，每个所述像素模块包括S列像素单元，至少一个所述像素模块中的S列所述像素单元中至少两列相互间隔分布；所述随机选择电路包括N个随机选择单元，所述模数转换器包括N个模数转换单元(列ADC)。每一所述随机选择单元均用于连接所述像素阵列中S列所述像素单元和一个所述模数转换单元，每S个所述随机选择单元连接的所述像素单元的组合次序不同，且均为同一个所述像素模块中的S列所述像素单元。所述随机选择电路用于通过电路配置使得在一个行读周期内，所有所述像素单元均与所有所述模数转换单元一一对应连接，且在不同的行读周期内，同一所述像素单元连接的所述模数转换单元不完全相同。

其中，N为大于1的整数，J为大于1的整数，S为大于1的整数，且N＝J×S。

当所述像素阵列的规模较大时，可以将所述像素阵列划分为多个像素子阵列，以使得连接电路简化，进而在后续出现异常状况时便于排查异常点。其中，每个所述像素子阵列与随机选择电路的连接方式与本实施例提供的方式相同。除此之外，在一个行读周期内，只要保证至少有2列像素单元以间隔排布的方式与随机电路进行连接，即属于本发明的保护范围，具体的设置方式可以多样。

与上述邻近列随机选择电路不同的是，在本实施例提供的图像传感器中，所述随机选择电路用于将N列像素单元中至少2列间隔的S列所述像素单元进行排序组合，以生成N个具有不同列像素单元次序的组合输出，并将N个所述组合输出对应于N个所述模数转换单元。例如将8列像素单元中间隔的4列像素单元进行排序组合，可以得到8组排序不同的像素单元排列次序，每一模数转换单元对应一组像素单元。

本实施例提供的图像传感器，通过每一随机选择单元均连接像素阵列中至少两列相互间隔分布的S列像素单元和一个模数转换单元，且各随机选择单元连接的S列像素单元的组合次序不同，使得在一个行读周期内，所有像素单元均与所有模数转换单元一一对应连接，且在不同的行读周期内，同一像素单元连接的模数转换单元不完全相同。如此一来，通过随机选择电路不仅能够将不同列模数转换单元之间的差异平均化，还由于随机选择电路是针对至少两列间隔的列像素单元与列模数转换单元之间的随机选择，使得误差平均化的范围扩大，进而使得列模数转换单元之间的差异平均化的效果更佳明显，即提高了图像列条纹的弱化效果，解决了现有技术中对由列模数转换器之间的差异导致的图像列条纹的弱化效果不佳的问题。

如图3所示，在具有邻近4列随机选择电路的图像传感器中，像素列PX[0]、PX[1]、PX[2]、PX[3]为一组，通过横向走线与模数转换单元(列ADC)进行连接。横向走线通道宽度为“RZ”。横向信号走线通过通孔与纵向信号线连接，并接到相应的PMOS、NMOS开关上。每列ADC对应的纵向信号线数量与参与随机选择的像素列个数相同，例如在本实施例中，每列ADC对应的纵向走线个数为4。一些应用中，4列的随机选择不足以消除列条纹的影响，所以需要进行随机选择的列数更多，比如8列、16列、…，但是每列ADC的通道宽度(PZ)是有限的，尤其是像素单元较小的CIS，对应的列ADC的PZ很小，即使纵向走线取最小宽度，由于设计规则限制，线与线之间还得有一定的间隔，上述并行纵向信号线个数不可能太多。比如PZ为2μm的CIS，纵向信号数一般不能超过8个。因此，限制了邻近随机选择电路对图像列条纹的弱化效果。

而在本实施例提供的图像传感器中，所述随机选择电路为非邻近列随机选择电路，与邻近列随机选择电路不同之处在于，参与随机选择的像素列不是邻近的，而是间隔一定列数的。在不同的随机选择电路中，相互间隔分布的S列所述像素单元可以为等间隔分布或非等间隔分布。本实施例优选为等间隔分布，这样有利于电路的排版和布局。

如图5所示，为间隔1列的非邻近随机选择电路。具体的，参与随机选择的像素列PX[0]、PX[2]、PX[4]、……PX[2n]为第一组，第二组参与随机选择的像素列为PX[1]、PX[3]、PX[5]、……PX[2n+1]。通过横向走线将像素列与模数转换单元(ADC)进行连接。

在本实施例的间隔1列的非邻近4列随机选择电路中，将每一组参与随机选择的像素列由邻近4列随机选择电路中的4列扩展为8列，这样一来，横向走线的布线通道宽度RZ会增大，增大的宽度取决于信号线个数以及该工艺下允许实现的最小走线宽度。这种非邻近随机选择电路结构，虽然RZ宽度有所增加，但是能实现更大范围内像素列和列ADC的随机选择。例如图5所示的这种间隔1列的非邻近4列随机选择电路对列与列之间误差平均效果相当于邻近8列随机选择电路的误差平均效果。若某CIS的PZ较小，每列ADC只能支持最多4个纵向并行信号线，那么采用间隔1列的非邻近4列随机选择方式会比采用邻近4列随机选择方式的列与列误差水平小1.4倍。所以同采用邻近随机选择结构相比，采用非邻近随机选择结构可以使列与列之间存在的竖条纹进一步弱化。

在本实施例中，所述随机选择电路用于将N列像素单元中等间隔的S列所述像素单元进行排序组合，以生成N个具有不同列像素单元次序的组合输出。以8列像素列PX[0]、PX[1]、PX[2]、……PX[7]为例，在间隔1列的非邻近4列随机选择电路中，PX[0]、PX[2]、PX[4]、PX[6]为第一组，其排序方式可以为：PX[0]、PX[2]、PX[4]、PX[6]；PX[2]、PX[4]、PX[6]、PX[0]；PX[4]、PX[6]、PX[0]、PX[2]；PX[6]、PX[0]、PX[2]、PX[4]共四种；PX[1]、PX[3]、PX[5]、PX[7]为第二组，同样有四种排序方式。如此，8列像素列共有8中不同的排序。每种排序的像素单元组合分别顺次连接入8个所述随机选择单元中，并通过随机选择单元与一模数转换单元相连。

在本实施例中，如图6所示，所述随机选择单元包括S个并联的开关K，S个并联的所述开关K连接一所述模数转换单元ADC，以及与位序不同的S列所述像素单元PX一一对应连接。

具体的，在本实施例中，以所述随机选择单元包括4个并联的开关为例进行说明。继续参见图6，每个随机选择单元中的4个并联的开关K分别与具有不同排序组合的列像素单元进行连接，例如，在第一个随机选择单元中，K[0]一端连接PX[0]、K[1]一端连接PX[2]、K[2]一端连接PX[4]以及K[3]一端连接PX[6]，同时，K[0]、K[1]、K[2]和K[3]的另一端连接同一个模数转换单元ADC[0]；在第二个随机选择单元中，K[0]一端连接PX[2]、K[1]一端连接PX[4]、K[2]一端连接PX[6]以及K[3]一端连接PX[0]，同时，K[0]、K[1]、K[2]和K[3]的另一端连接同一个模数转换单元ADC[1]；在第三个随机选择单元中，K[0]一端连接PX[4]、K[1]一端连接PX[6]、K[2]一端连接PX[0]以及K[3]一端连接PX[2]，同时，K[0]、K[1]、K[2]和K[3]的另一端连接同一个模数转换单元ADC[2]；在第四个随机选择单元中，K[0]一端连接PX[6]、K[1]一端连接PX[0]、K[2]一端连接PX[2]以及K[3]一端连接PX[4]，同时，K[0]、K[1]、K[2]和K[3]的另一端连接同一个模数转换单元ADC[3]；同理，在第五个随机选择单元中，K[0]一端连接PX[1]、K[1]一端连接PX[3]、K[2]一端连接PX[5]以及K[3]一端连接PX[7]，同时，K[0]、K[1]、K[2]和K[3]的另一端连接同一个模数转换单元ADC[4]；……直至八个随机选择单元中的每一开关K按照排序组合分别连接了不同的列像素单元，并在同一随机选择单元中，并联连接的开关K共同连接至一个模数转换单元，且不同随机选择单元连接的模数转换单元不同。

可以简单理解为，每一随机选择单元与模数转换单元是一一对应连接的，每一随机选择单元用于以不同的排序方式将S列间隔排列的像素单元与模数转换单元相连接。如此，便可以通过随机选择单元使得间隔的S列像素单元能够被随机选择后连接入模数转换单元。

通过上述举例描述内容可知，第一个随机选择单元、第二个随机选择单元、第三个随机选择单元以及第四个随机选择单元中均分别连接有第一列像素单元PX[0]、第三列像素单元PX[2]、第五列像素单元PX[4]和第七列像素单元PX[6]，且PX[0]、PX[2]、PX[4]和PX[6]在不同的随机选择单元中连接的开关K不同。也就是说，每一列所述像素单元分别与S个所述随机选择单元相连，且在S个所述随机选择单元中所连接的所述开关的位序均不同。

在具体应用中，在一个行读周期内，每一所述随机选择单元中仅其中一个所述开关保持闭合，其余S-1个所述开关均断开。这样便可以保证每一模数转换单元仅连接了一个像素单元，避免了信号的串扰冲突。

以及，在不同的行读周期内，每一所述随机选择单元中保持闭合的所述开关不完全相同。如此便使得在不同的行读周期内，同一模数转换单元能够连接不同列的像素单元。继续以上述的实施例来进行说明，以第一个随机选择单元为例，该随机选择单元连接了模数转换单元ADC[0]，并通过开关K[0]、K[1]、K[2]和K[3]分别连接了列像素单元PX[0]、PX[2]、PX[4]和PX[6]。在不同的行读周期内，通过控制开关的关断，使得模数转换单元ADC[0]在上一个行读周期内可以随机接通列像素单元PX[0]、PX[2]、PX[4]和PX[6]中的任一个，并在下一个行读周期内依旧可以随机接通列像素单元PX[0]、PX[2]、PX[4]和PX[6]中的任一个，如此便实现了间隔列像素单元的随机选择，并能够在不同的行读周期内平均化列ADC之间的差异。

此外，在一个行读周期内，所有所述随机选择单元中保持闭合的所述开关的位序相同。由于在对与随机选择单元连接的S列像素单元排序后，每一随机选择单元中连接的列像素单元的次序是不同的，因此，使同一行读周期内每个随机选择单元中保持闭合的开关的位序相同，便可以保证在同一行读周期内，每一模数转换单元连接的列像素单元不同。

在本实施例中，所述随机选择电路还包括控制器，所述控制器用于产生控制码，以控制所述随机选择单元中各开关的断开或闭合。

具体的，可以通过控制码使得在一个行读周期内，每一所述随机选择单元中仅其中一个所述开关保持闭合，其余S-1个所述开关均断开。本实施例以间隔1列的非邻近4列随机选择单元为例进行说明。继续参见图6，列像素输出PX[0]、PX[2]、…PX[2n]通过开关K[0]、K[1]、…K[n]与某列ADC[X]连接，其中X可以是0、1、…n。当控制码S[X]为高时，其中X＝0、1、…n，对应的开关K[X]导通。当某一个开关K[X]导通时，其它开关K[0]、K[1]、…K[X-1]、K[X+1]、…K[n]均断开，也即每行像素进行读取时，随机选择电路中只有一个开关导通，也就是0至N列像素中只有一个像素列与当前ADC[X]相连通。

还可以通过控制码使得在不同的行读周期内，每一所述随机选择单元中保持闭合的所述开关不完全相同。在每一行读周期内，控制码产生的控制信号是随机的，即可能与上一行读周期产生的控制码相同或不同，由此便可以使得列ADC之间的差异是随机打散的。

此外，还可以通过控制码使得在一个行读周期内，所有所述随机选择单元中保持闭合的所述开关的位序相同。实现这一功能的一种方案为在一个行读周期内，所有所述随机选择单元均受同一个控制码控制，也就是说，在同一个行读周期内，在同一个控制码的控制下，每个随机选择单元中均闭合了同一位序上的开关K。在具体应用中，可以将所有随机选择单元接入同一个控制器来实现所有随机选择单元接收同一个控制码。当然，也可以针对一个或多个随机选择单元接入同一个控制器，并使得每一个控制器发出相同的控制码来实现。

控制码可以为固定模式的控制码，也可以为随机控制码。在本实施例中，所述控制码为随机控制码。随机控制码可以为S bit的二进制码，其中0表示低，1表示高，每一个随机控制码中随机选择一位为1，其余为0，随机控制码为随机产生的，正是因为这种随机性，才可以在若干个行读周期内使每一模数转换器接通的列像素单元是随机的，如此便可以将不同列模数转换单元之间的差异平均化，且使得列模数转换单元之间的差异平均化的效果更佳明显，即提高了图像列条纹的弱化效果。

在本实施例提供的图像传感器中，所述开关为CMOS开关，如图7所示，所述CMOS开关由PMOS和NMOS构成；其中，所述PMOS的源极和所述NMOS的漏极相连，并与一列所述像素单元相连；所述PMOS的漏极和所述NMOS的源极相连，并与一所述模数转换单元相连；所述PMOS和所述NMOS的栅极分别与所述控制器的输出端相连，以接收所述控制码。当控制码S[X]为高时，EN为高，ENB为低，K[X]导通，信号端A与B连通；反之K[X]断开，A与B不连通。

需要说明的是，本实施例以间隔1列的非邻近4列随机选择电路为例，对本发明提出的图像传感器进行说明。在其他实施例中，列像素单元两两之间的间隔、以及随机选择单元连接的像素单元的列数可以是任意的，可以依据实际需求设计进行变更。较佳的，可以选择间隔1列、间隔4列或间隔8列。在不脱离不发明构思的情况下，其他实施例也应当属于本发明保护的范围。

以下，以具有同一模拟量的图像输入为例，说明本实施例提供的图像传感器弱化图像列条纹的效果。

将具有同一模拟量的图像输入至如图1所示的现有技术的图像传感器中进行处理，其处理结果如图8所示，可以明显看到图像中存在列条纹。

将同样的具有同一模拟量的图像输入至如图2所示的具有邻近4列随机选择电路的图像传感器中进行处理，其处理结果如图9所示。相较于传统现有技术，采用邻近4列随机选择电路后，有效弱化了图像的列条纹。

再将同样的具有同一模拟量的图像输入至如图4所示的具有间隔1列的非邻近4列随机选择电路的图像传感器中进行处理，其处理结果如图10所示。相较于邻近4列的随机选择电路的图像处理结果，图像的列条纹得到了进一步的弱化。

再将同样的具有同一模拟量的图像输入至具有间隔3列的非邻近4列随机选择电路的图像传感器中进行处理，其处理结果如图11所示。相较于间隔1列的随机选择电路的图像处理结果，图像的列条纹又得到了更一步的弱化。

通过上述对比结果可以发现，本实施例提供的具有间隔的非邻近随机选择电路能够有效弱化图像的列条纹，且间隔的数量越大时，弱化效果越明显。

综上所述，本实施例提供的图像传感器，包括依次电性连接的像素阵列、随机选择电路和模数转换器；所述像素阵列产生的图像信号经所述随机选择电路进入所述模数转换器内进行模数转换，以得到与所述图像信号相对应的图像数据；其中，像素阵列包括N列像素单元，所述像素阵列分为J个像素模块，每个所述像素模块包括S列像素单元，至少一个所述像素模块中的S列所述像素单元中至少两列相互间隔分布；随机选择电路包括N个随机选择单元，模数转换器包括N个模数转换单元。通过每一随机选择单元均连接像素阵列中S列像素单元和一个模数转换单元，每S个随机选择单元连接的像素单元的组合次序不同，且均为同一个所述像素模块中的S列所述像素单元，使得在一个行读周期内，所有像素单元均与所有模数转换单元一一对应连接，且在不同的行读周期内，同一像素单元连接的模数转换单元不完全相同。如此一来，通过随机选择电路不仅能够将不同列模数转换单元之间的差异平均化，还由于随机选择电路是针对间隔的列像素单元与列模数转换单元之间的随机选择，使得误差平均化的范围扩大，进而使得列模数转换单元之间的差异平均化的效果更佳明显，即提高了图像列条纹的弱化效果，解决了现有技术中对由列模数转换器之间的差异导致的图像列条纹的弱化效果不佳的问题。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种图像传感器，其特征在于，包括依次电性连接的像素阵列、随机选择电路和模数转换器；所述像素阵列产生的图像信号经所述随机选择电路进入所述模数转换器内进行模数转换，以得到与所述图像信号相对应的图像数据；

所述像素阵列包括N列像素单元，所述像素阵列分为J个像素模块，每个所述像素模块包括S列像素单元，至少一个所述像素模块中的S列所述像素单元中至少两列相互间隔分布；所述随机选择电路包括N个随机选择单元，所述模数转换器包括N个模数转换单元，所述随机选择电路用于将N列像素单元中至少2列间隔的S列所述像素单元进行排序组合，以生成N个具有不同列像素单元次序的组合输出，并将N个所述组合输出对应于N个所述模数转换单元；

所述随机选择电路用于通过电路配置使得在一个行读周期内，所有所述像素单元均与所有所述模数转换单元一一对应连接，且在不同的行读周期内，同一所述像素单元连接的所述模数转换单元不完全相同；

其中，N为大于1的整数，J为大于1的整数，S为大于1的整数，且N＝J×S。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，相互间隔分布的S列所述像素单元为等间隔分布。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述随机选择单元包括S个并联的开关，S个并联的所述开关连接一所述模数转换单元，以及与位序不同的S列所述像素单元一一对应连接。

4.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，每一列所述像素单元分别与S个所述随机选择单元相连，且在S个所述随机选择单元中所连接的所述开关的位序均不同。

5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，在一个行读周期内，每一所述随机选择单元中仅其中一个所述开关保持闭合，其余S-1个所述开关均断开。

6.根据权利要求5所述的图像传感器，其特征在于，在不同的行读周期内，每一所述随机选择单元中保持闭合的所述开关不完全相同。

7.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于，在一个行读周期内，所有所述随机选择单元中保持闭合的所述开关的位序相同。

8.根据权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，所述随机选择电路还包括控制器，所述控制器用于产生控制码，以控制所述随机选择单元中各开关的断开或闭合。

9.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，在一个行读周期内，所有所述随机选择单元均受同一个控制码控制。

10.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，所述开关为CMOS开关，所述CMOS开关由PMOS和NMOS构成；其中，所述PMOS的源极和所述NMOS的漏极相连，并与一列所述像素单元相连；所述PMOS的漏极和所述NMOS的源极相连，并与一所述模数转换单元相连；所述PMOS和所述NMOS的栅极分别与所述控制器的输出端相连，以接收所述控制码。

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