[發明專利]黑電平補償電路

有效

• 申請號: 200910149440.2
• 申請日: 2009-06-22
• 公開（公告）號: CN101931737A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 劉智民;邱伯舜;印秉宏
• 申請（專利權）人: 英屬開曼群島商恒景科技股份有限公司
• 主分類號: H04N5/14
• 分類號: H04N5/14;H04N5/68;H03F3/45
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 鄔少俊;王英

技術領域

本發明涉及影像傳感器的黑電平補償(black?level?compensation，BLC)，特別涉及一種影像傳感器的模擬黑電平補償電路。

背景技術

半導體影像傳感器(例如電荷耦合元件(CCD)或互補金屬氧化半導體(CMOS)傳感器)普遍使用于照相機或攝影機中，用以將可見光的影像轉換為電子信號，便于后續的儲存、傳輸或示出。

由于電子電路的非完美性質，使得影像傳感器在未接收任何光線的情形下仍然會具有漏電流。為了克服此問題，通常會讀取多列的光學黑(optical?black)像素(或光遮(light-shielded)像素)，經平均后作為黑色的參考基準。然而，由于可編程增益放大器(programmable?gain?amplifier，PGA)的不同增益設定，將使得參考基準產生改變。

圖1示出了傳統黑電平補償(BLC)系統，其數字回路由模數轉換器(ADC)1、數字電路2及數模轉換器(DAC)3組成。其中，模數轉換器(ADC)1自可編程增益放大器(PGA)4接收光學黑信號，以輸出相應的數字信號。光學黑信號接著經數字電路2進行比較及平均。平均信號再轉換回相應模擬信號后，用以補償可編程增益放大器(PGA)4。然而，模數轉換器(ADC)1及數字電路2會產生時間延遲，且數模轉換器(DAC)3則產生量化誤差，因此，傳統的黑電平補償(BLC)系統的速度及準確度都無法提高。

鑒于傳統黑電平補償(BLC)系統，特別是具有數字回路的黑電平補償(BLC)系統，無法快速及準確地進行影像傳感器的黑電平補償，因此亟需提出一種新穎機制，用以快速且準確地執行黑電平補償。

發明內容

鑒于上述，本發明的目的之一在于提出一種模擬黑電平補償(BLC)電路，用以快速且準確地執行黑電平補償。本發明的另一目的在于實質地節省芯片面積及功率消耗。

根據本發明實施例，黑電平補償(BLC)電路包含開關電容式(SC)積分器，其包含放大器(例如差分放大器)、回授電容器、輸入電容器及一些第一/第二相位開關。其中，放大器的輸入連接至讀出放大器的輸出。回授電容器連接在放大器的輸入與輸出之間，且輸入電容器經控制而連接在黑電平補償電路的輸入及放大器的輸入之間。第一/第二相位開關經配置而使得來自參考電壓及讀出放大器的輸出所儲存的電荷差得以被積分。放大器的另一輸出提供補償電壓，用以補償讀出放大器。因此，讀出放大器的輸出被箝制于參考電壓，其定義為影像傳感器的黑電平。根據本發明特征之一，還使用壞像素檢測器以檢測光學黑像素當中的壞像素。被檢測到的壞像素則與黑電平補償回路的積分器阻隔開來。

附圖說明

圖1示出了傳統黑電平補償(BLC)系統。

圖2示出了本發明第一實施例的黑電平補償(BLC)電路。

圖3示出了非重迭的相位信號P1和P2及圖2信號的時序圖。

圖4示出了本發明第二實施例的黑電平補償(BLC)電路。

圖5示出了第二實施例(圖4)的變型實施例。

圖6示出了第二實施例(圖4)的另一變型實施例。

圖7示出了本發明特征之一的壞像素檢測器。

具體實施方式

圖2示出了本發明第一實施例的黑電平補償(BLC)電路10。黑電平補償電路10用以補償讀出放大器12，例如可編程增益放大器(PGA)，其可放大影像傳感器(圖中未示出)的信號。(開回路)模數轉換器(ADC)14則接收可編程增益放大器(PGA)12的輸出。在本實施例中，可編程增益放大器(PGA)12的輸出OUTP連接至黑電平補償電路10的輸入，且黑電平補償電路10的(正)輸出DACN經控制而連接至可編程增益放大器(PGA)12并向其回授電容器CF1或輸入電容器CS1充電，因而形成黑電平補償回路。此回路為一種模擬回路，而非傳統黑電平補償系統(圖1)的數字回路。

在本實施例中，黑電平補償電路10為開關電容式(switched-capacitor，SC)積分器，其包含差分放大器A2、回授電容器CF2、輸入電容器CS2及一些(相位1/相位2)開關P1/P2。回授電容器CF2連接在差分放大器A2的正輸入及負輸出之間。輸入電容器CS2經由開關P1/P2而連接在黑電平補償電路10的輸入及差分放大器A2的正輸入之間。差分放大器A2的正輸出提供補償電壓DACN給可編程增益放大器(PGA)12。