[發明專利]CMOS像素陣列校正系統

有效

• 申請號: 201210544339.9
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN103067675B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 溫建新;張遠;方澤姣
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/3745
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙)31275
• 代理人: 吳世華,林彥之

技術領域

本發明涉及集成電路設計領域，更具體地說，涉及一種CMOS像素陣列校正系統。

背景技術

CMOS圖像傳感器與CCD圖像傳感器都是將光信號轉換成電信號的半導體裝置，CMOS圖像傳感器造價更低、功耗也更低，在現代生活中，CMOS圖像傳感器得到了大量的應用，如工業相機、民用相機、手機、監控攝像頭等設備。

然而，通常CMOS像素陣列各區域成像不均一，或者說對光的敏感度有差異，這是不可忽略的問題。一方面，在相同的工藝條件下，因元器件所處的批次、位置不同，CMOS像素陣列各區域的成像情況會有差異；另一方面，各像素在光信號的激勵下經由不同的電路路徑輸出圖像信號，而經由不同的電路路徑也會帶來不同的信號量損失，即使每一像素都得到了相同量的光信號，不同的電路路徑也會使各像素輸出的電信號之間具有明顯差異。

因此，業界期望獲得一種CMOS像素陣列校正系統，其能一定程度上克服元器件差異及各像素經由不同的電路路徑輸出數字信號而帶來的差異，使CMOS像素陣列各區域對光的敏感度接近、成像的均一性良好。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種CMOS像素陣列校正系統，其使CMOS像素陣列各區域對光的敏感度接近、成像的均一性良好。

為實現上述目的，本發明技術方案如下：

一種CMOS像素陣列校正系統，包括：像素陣列，其包括至少一行校準像素和多行待校正像素，校準像素和待校正像素以矩陣形式設置；校準像素根據一基準電壓信號生成第一電壓信號；待校正像素基于光電轉換生成第二電壓信號；至少一個模數轉換單元，用于將校準像素輸出的第一電壓信號、待校正像素輸出的第二電壓信號分別轉化為第一數字信號和第二數字信號；電壓生成單元，用于向校準像素提供基準電壓信號；行控制和驅動電路，用于生成一組時序信號，時序信號分別選通一行校準像素或一行待校正像素；數字校準單元，用于比較第一數字信號與基準數字信號的差值，以及根據差值對第二數字信號進行校正并輸出。

優選地，模數轉換單元為一斜坡電壓式模數轉換單元，其包括一斜坡電壓輸入端；電壓生成單元還生成一斜坡電壓以輸入模數轉換單元的斜坡電壓輸入端，以將校準像素輸出的第一電壓信號、待校正像素輸出的第二電壓信號分別轉化為第一數字信號和第二數字信號。

優選地，行控制和驅動電路生成的時序信號在任一時序周期內僅選通一行校準像素或一行待校正像素。

優選地，模數轉換單元為多個，并與校準像素一一對應，以并行地將多個第一電壓信號轉換為第一數字信號、或并行地將多個第二電壓信號轉換為第二數字信號。

優選地，數字校準單元包括多個加法器、多個減法器以及多個存儲單元，加法器、減法器以及存儲單元分別與模數轉換單元一一對應，每個減法器計算與其對應的模數轉換單元輸出的第一數字信號與基準數字信號的差值，并將差值存入與該模數轉換單元對應的存儲單元中，與該模數轉換單元對應的加法器從該存儲單元讀出差值，求取該模數轉換單元輸出的第二數字信號與差值之和并輸出。

優選地，數字校準單元包括多個輸出端，輸出端并與模數轉換單元一一對應，以并行輸出多個經校正后的第二數字信號。

本發明提供的CMOS像素陣列校正系統，基于像素陣列中的校準像素給基準電壓信號帶來的損失，對像素陣列中的待校正像素輸出的圖像信號進行了校正，使CMOS像素陣列各區域對光的敏感度接近、成像的均一性良好。

本發明的另一目的在于提供一種對CMOS像素陣列的輸出進行校正的方法，經校正后輸出的圖像更接近于成像時場景的原貌。

為實現上述目的，本發明又一技術方案如下：

一種對CMOS像素陣列的輸出進行校正的方法，包括如下步驟：a)、選定像素陣列的一行像素為校準像素；b)、提供一基準數字信號并經DA轉換為一基準電壓信號，并向各校準像素施加基準電壓信號；c)、測量各校準像素輸出的第一電壓信號，并將第一電壓信號經AD轉換為第一數字信號；d)、計算第一數字信號與基準數字信號的差值；e)、根據步驟d)中得到的差值，對第二數字信號進行校正，第二數字信號由像素陣列中的各待校正像素接受光信號而輸出的第二電壓信號經AD轉換而得到。

附圖說明

圖1示出本發明第一實施例的CMOS像素陣列校正系統結構示意圖；

圖2示出本發明第二實施例的CMOS像素陣列校正系統結構示意圖；

圖3示出本發明第三實施例的對CMOS像素陣列的輸出進行校正的方法的流程示意圖。

具體實施方式