[發明專利]一種圖像傳感器中像元輸出非線性響應的校正裝置及方法

有效

• 申請號: 201310047478.5
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103118235A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 韓本光;郭仲杰;汪西虎;吳龍勝
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第九研究院第七七一研究所
• 主分類號: H04N5/359
• 分類號: H04N5/359;H04N5/361
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 汪人和

1.一種圖像傳感器中像元輸出非線性響應的校正裝置，其特征在于，包括感光像元陣列（10）、暗像元（21）和線性化電路（22）；

感光像元陣列（10）中的感光像元電路，包括光電二極管（101）、傳輸管（102）、復位開關（103）和源跟隨器輸入管（104）；不同強度的光照在光電二極管（101）中產生不同量的電荷，并通過傳輸管（102）傳輸到FD點（108）將電荷轉換為電壓信號，像元輸出端（105）的電壓跟隨FD點（108）的電壓變化并將電壓信號發出；

暗像元（21）包括感光二極管（201）、暗傳輸管（202）、復位管（203）和暗源跟隨器輸入管（204），其電路連接與感光像元電路相對應，其中，感光二極管（201）遮光覆蓋，暗傳輸管（202）和復位管（203）斷開，暗像元輸出端（205）的電壓跟隨暗像元FD點（208）的電壓變化；

線性化電路（22）包括運算放大器（50），運算放大器（50）的正輸入端與感光像元電路的像元輸出端（105）通過列線相連接，運算放大器（50）的負輸入端連接暗像元輸出端（205），運算放大器（50）的輸出端連暗像元FD點（208）；

列讀出電路（11）的輸入信號由運算放大器（50）的輸出端提供。

2.如權利要求1所述的圖像傳感器中像元輸出非線性響應的校正裝置，其特征在于，感光像元陣列（10）通過復位和曝光控制，將不同強度的光信號轉換為模擬的電信號，該電信號連接至列線；

感光像元電路輸出端接行選開關（106）的漏極，行選開關（106）的柵極由行選及曝光控制譯碼器（12）控制，體電位接地，源極連接感光像元偏置電流源（107）的漏極；感光像元偏置電流源（107）的柵極由偏置電壓控制，源極、體電位均接地。

3.如權利要求1所述的圖像傳感器中像元輸出非線性響應的校正裝置，其特征在于，所述感光像元電路中，感光二極管（101）正極接地，負極接傳輸管（102）的漏極；傳輸管（102）的柵極由TX信號控制，體電位接地，源極接源跟隨器管（104）的柵極；復位管（103）的漏極接電源，柵極由復位信號控制，源極接源跟隨器管（104）的柵極；源跟隨器管（104）的漏極接電源，源極為像元輸出端（105）。

4.如權利要求1所述的圖像傳感器中像元輸出非線性響應的校正裝置，其特征在于，所述的暗像元中，感光二極管（201）由金屬遮光覆蓋，正極接地，負極接暗傳輸管（202）的漏極；暗傳輸管（202）的柵極接地，體電位接地，源極接暗源跟隨器管（204）的柵極；復位管（203）的漏極接電源，柵極接地，源極接暗源跟隨器管（204）的柵極；暗源跟隨器管（204）的漏極電源，源極為暗像元輸出端（205）。

5.如權利要求1所述的圖像傳感器中像元輸出非線性響應的校正裝置，其特征在于，運算放大器（50）強制正輸入端和負輸入端電壓相等，源跟隨器輸入管（104）與暗像元源跟隨器輸入管（204）的過驅動電壓也相同；暗像元FD點（208）的電壓跟隨FD點（108）的電壓變化，抑制襯偏效應引入的非線性。

6.如權利要求1所述的圖像傳感器中像元輸出非線性響應的校正裝置，其特征在于，所述的線性化電路（22）還包括電容（51）、第二開關（52）、第三開關（53）和第四開關（54）；

電容（51）的上極板接運算放大器（50）的正輸入端；

第二開關（52）的柵極由控制信號S1控制，源極接電容（51）的下極板，漏極接暗像元行選開關（206）的源極，體電位接地；

第三開關（53）的柵極由控制信號S2控制，源極接電容（51）的下極板，漏極接行選開關（106）的源極，體電位接地；

第四開關（54）的柵極由控制信號S1控制，源極接電容（51）的上極板，漏極接行選開關（106）的源極，體電位接地；

暗像元行選開關（206）的漏極接暗像元輸出端（205），柵極接電源，處于常通狀態，體電位接地，源極接運算放大器（50）的負輸入端，源極接運算放大器（50）的輸出端接暗像元源極跟隨器管（204）的柵極；

暗像元偏置電流源（207）的柵極由偏置電壓控制，漏極接暗像元行選開關（206）的源極，源極、體電位均接地。