專利名稱：Cmos圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理方法及電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像傳感器，尤其涉及一種CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理方法及電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器(complementarymetal-oxide-semiconductor transistor image sensor,簡(jiǎn)禾爾CMOS圖像傳感器)的信號(hào)處理電路包括前端的模擬圖像信號(hào)處理電路和后端的數(shù)字圖像信號(hào)處理電路。前端的模擬圖像信號(hào)處理電路包括像素單元電路、列讀出電路、模擬放大處理電路，后端的數(shù)字圖像信號(hào)處理電路包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字圖像信號(hào)處理器。 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中模擬圖像信號(hào)處理電路。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中圖1所示模擬圖像信號(hào)處理電路的控制時(shí)序圖。所述控制時(shí)序圖是由CMOS圖像傳感器中的控制處理單元產(chǎn)生的，控制CM0S圖像傳感器信號(hào)處理電路工作。如圖1、圖2所示，像素單元電路采集復(fù)位電壓信號(hào)和光電轉(zhuǎn)換信號(hào)。像素單元電路1與列讀出電路2相連接，列讀出電路2與模擬放大處理電路3連接。列讀出電路2包括第一開關(guān)、第二開關(guān)，分別受時(shí)序SHR、SHS控制。第
一開關(guān)與第一電容連接，第一電容與第一緩沖器連接，第一緩沖器的輸出端連接第三開關(guān)，所述第三開關(guān)受時(shí)序EN1控制；第二開關(guān)與第二電容連接，第二電容與第二緩沖器連接，第二緩沖器的輸出端連接第四開關(guān)，所述第四開關(guān)受時(shí)序EN1控制。在時(shí)序EN1的控制下，列讀出電路2將表征復(fù)位電壓的Vr和表征光電轉(zhuǎn)換信號(hào)的Vs輸入模擬放大處理電路3。在時(shí)序CK的控制下，差分放大處理電路3進(jìn)行采樣放大處理，并將處理結(jié)果輸出到后端的數(shù)字圖像信號(hào)處理電路，進(jìn)而可以得到被拍攝物體的圖片。差分放大電路處理后得到表征有效光電轉(zhuǎn)換信號(hào)電壓(Vr-Vs)*N(N為模擬放大處理電路的放大倍數(shù))。
盡管人們對(duì)CMOS圖像傳感器的很多性能作了很好的提升，但是由于傳統(tǒng)CMOS圖像傳感器中像素單元工藝和結(jié)構(gòu)原因，CMOS圖像傳感器在強(qiáng)光照射下使用，像素單元電路采集的復(fù)位電壓會(huì)有一定的下降，并且下降的程度會(huì)隨著光強(qiáng)的增加而更大。即當(dāng)光強(qiáng)大于一定的程度時(shí)，(Vr-VshN值會(huì)隨著光強(qiáng)的增加而減小。晴朗天氣，北京時(shí)間下午4點(diǎn)鐘左右，在深圳使用具有CMOS圖像傳感器的照相機(jī)對(duì)著太陽拍照時(shí)，圖片中的太陽中心處就會(huì)出現(xiàn)黑點(diǎn)。在強(qiáng)光的照射下，當(dāng)光強(qiáng)大于一定程度時(shí)，容易發(fā)生所謂的"黑太陽"效應(yīng)，或稱之為"像素倒置"效應(yīng)，即圖像強(qiáng)光中心會(huì)產(chǎn)生黑色的斑點(diǎn)，造成了圖像的失真。圖3是用具有CMOS傳感器的照相機(jī)直接拍攝強(qiáng)光源得到的圖像。如圖3所示，拍攝得到的實(shí)際圖像中強(qiáng)光源的中心變成了黑色！

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中CMOS圖像傳感器在強(qiáng)光照射下產(chǎn)生"黑太陽"效應(yīng)的問
題而提出一種CMOS圖像傳感器的模擬圖像處理方法及電路。具體技術(shù)方案如下 —種CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理電路，包括像素單元電路，輸出表征復(fù)位電壓的第一電壓和表征光電轉(zhuǎn)換信號(hào)的第二電壓的列讀出電路，對(duì)所述第一電壓和第二電壓同時(shí)進(jìn)行差分放大的差分放大電路，所述差分放大電路包括接收第一電壓的第一輸入端和接收第二電壓的第二輸入端；其中，還包括對(duì)第一電壓值進(jìn)行檢測(cè)比較輸出大于第一電壓值作為第一電壓的檢測(cè)校正電路，所述檢測(cè)校正電路與差分放大電路的第一輸入端相連接。 A、將采集的復(fù)位電壓和光電轉(zhuǎn)換信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為用以表征復(fù)位電壓的第一電壓
和用以表征光電轉(zhuǎn)換信號(hào)的第二電壓； B、將第一電壓值與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓Vref值比較； C、若基準(zhǔn)電壓Vref值大于第一電壓值，則第一電壓取大于第一電壓值的第三電
壓Vm值輸出；反之，執(zhí)行步驟D ; D、第一電壓保持第一電壓值不變輸出。 E、將所述第一電壓和第二電壓進(jìn)行差分放大處理； 本發(fā)明的另一 目的在于提供一種包含上述CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理方法的CMOS圖像傳感器的處理方法。 本發(fā)明的另一 目的在于提供一種包含上述CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理電路的CMOS圖像傳感器。 本發(fā)明通過在現(xiàn)有的CMOS圖像傳感器中模擬圖像處理方法中增加將采集的表征復(fù)位電壓的第一電壓值與基準(zhǔn)電壓Vref值進(jìn)行，得到第一電壓的輸出。若第一電壓值不小于基準(zhǔn)電壓Vref值，則輸出第一電壓值；若第一電壓值小于基準(zhǔn)電壓Vref值，則輸出大于第一電壓值的第三電壓Vm值，解決了因?yàn)閺?qiáng)光照射下CMOS像素單元電路得到的復(fù)位電壓下降導(dǎo)致"黑太陽"效應(yīng)的問題。


圖1現(xiàn)有技術(shù)中模擬圖像信號(hào)處理電路； 圖2現(xiàn)有技術(shù)中圖1所示模擬圖像信號(hào)處理電路的控制時(shí)序圖； 圖3用具有CMOS傳感器的照相機(jī)直接拍攝強(qiáng)光源得到的圖像； 圖4用具有經(jīng)過本發(fā)明改善的CMOS傳感器的照相機(jī)對(duì)圖3所拍攝的對(duì)象進(jìn)行拍
攝得到的圖像； 圖5本發(fā)明一實(shí)施例的CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理方法的流程 圖6本發(fā)明一實(shí)施例的CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理電路結(jié)構(gòu)框 圖7本發(fā)明一實(shí)施例的檢測(cè)校正電路的結(jié)構(gòu) 圖8本發(fā)明一實(shí)施例的檢測(cè)校正電路的原理圖； 圖9本發(fā)明一實(shí)施例的CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理電路 圖10本發(fā)明一實(shí)施例中圖10所示處理電路的控制時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖并結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理方法的流程圖。參
照?qǐng)D5，本實(shí)施例處理方法如下
S100:將采集的復(fù)位電壓和光電轉(zhuǎn)換信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為用以表征復(fù)位電壓的第一電壓和用以表征光電轉(zhuǎn)換信號(hào)的第二電壓； S101 :將第一電壓Vr值與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓Vref值比較； S102 :若基準(zhǔn)電壓Vref值大于第一 電壓值，則第一 電壓取大于基準(zhǔn)電壓Vref值的
第三電壓Vm值輸出；反之，執(zhí)行步驟S103 ; S103 :第一電壓保持第一電壓值不變輸出； S104將采集的表征復(fù)位電壓的第一電壓Vr和表征光電轉(zhuǎn)換信號(hào)的第二電壓Vs同時(shí)進(jìn)行差分放大處理； 由于傳統(tǒng)的CMOS圖像傳感器中像素單元工藝和結(jié)構(gòu)，在強(qiáng)光照射下會(huì)產(chǎn)生復(fù)位電壓的降低，導(dǎo)致了 (Vr-VshN降低。并且在復(fù)位電壓的下降程度隨著光強(qiáng)的增加而加強(qiáng)。所以導(dǎo)致了"黑太陽"效應(yīng)。 本實(shí)施例將表征復(fù)位電壓的第一電壓與基準(zhǔn)電壓Vref比較，當(dāng)復(fù)位電壓降低到使第一電壓Vr值小于基準(zhǔn)電壓Vref值時(shí)，第一電壓的輸出值就會(huì)變成第三電壓Vm值。第三電壓Vm值大于第一電壓Vr值，就保證了有效光電轉(zhuǎn)換信號(hào)電壓為(Vm-Vs) *N，不會(huì)隨著Vr改變。反之，第一電壓保持比較前的電壓值不變輸出。當(dāng)采集的光強(qiáng)度小于一定值時(shí)，本實(shí)施例的模擬圖像信號(hào)處理方法與傳統(tǒng)的CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理方法處理得到的結(jié)果是一樣；當(dāng)采集的光強(qiáng)度大于一定值時(shí)，本實(shí)施例的模擬圖像信號(hào)處理方法，輸出的有效光電轉(zhuǎn)換信號(hào)電壓為(Vm-Vs) AN，而不是輸出(Vr-Vs)*N。由于Vm是定值，不會(huì)隨著光強(qiáng)而變化，因此圖像強(qiáng)光中心不會(huì)出現(xiàn)黑斑，如圖4所示，圖3中太陽中心處的黑斑不見了 。圖4為用具有經(jīng)過本發(fā)明改善的CMOS傳感器的照相機(jī)對(duì)圖3所拍攝的對(duì)象進(jìn)行拍攝得到的圖像。 進(jìn)一步，在步驟S100之前還有步驟
S001 Al、采集復(fù)位電壓和光電轉(zhuǎn)換信號(hào)。 進(jìn)一步，所述基準(zhǔn)電壓Vref值取決于CMOS圖像傳感器中像素單元工藝和結(jié)構(gòu)。對(duì)不同的CMOS圖像傳感器中像素單元工藝和結(jié)構(gòu)，可以選擇不同的基準(zhǔn)電壓Vref值。所以，在步驟SOOl之前還有步驟 步驟S000調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓Vref值以適應(yīng)CMOS圖像傳感器中像素單元工藝偏差。
CMOS圖像傳感處理方法包括CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理方法和CMOS圖像傳感器的數(shù)字圖像信號(hào)處理方法。其中，CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理方法可采用本發(fā)明提供的CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理方法。本發(fā)明提供的CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理方法是針對(duì)輸入到差分放大電路中表征復(fù)位電壓的第一電壓進(jìn)行判斷選擇，選擇適當(dāng)?shù)碾妷褐递斎氲讲罘址糯箅娐?。在光?qiáng)大于一定程度時(shí)，保證了輸入到差分放大電路的第一電壓值不會(huì)隨著光強(qiáng)度增加而減少，所以在強(qiáng)光中心處不會(huì)產(chǎn)生黑斑。因此應(yīng)用本CMOS圖像傳感處理方法的CMOS圖像傳感器在照強(qiáng)光時(shí)不會(huì)出現(xiàn)黑斑現(xiàn)象。
圖6為本發(fā)明一實(shí)施例CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理電路圖。參照?qǐng)D6，本發(fā)明的CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理電路如下 CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理電路，包括采集復(fù)位電壓、光電轉(zhuǎn)換信號(hào)的像素單元電路IOO，與像素單元電路100連接將復(fù)位電壓轉(zhuǎn)換成表征復(fù)位電壓的第一電壓、將光電轉(zhuǎn)換信號(hào)轉(zhuǎn)換成表征光電轉(zhuǎn)換信號(hào)的第二電壓的列讀出電路200，對(duì)表征復(fù)位電壓的第一電壓和表征光電轉(zhuǎn)換信號(hào)的第二電壓同時(shí)進(jìn)行差分放大處理的差分放大電路300， 所述列讀出電路200輸出第一電壓到差分放大電路300的第一輸入端，所述列讀出電路200 輸出第二電壓到差分放大電路300的第二輸入端相連接，其中，還包括對(duì)第一電壓進(jìn)行檢 測(cè)比較、輸出大于第一電壓Vr的校正電壓的檢測(cè)校正電路500，所述檢測(cè)校正電路500連接 在差分放大電路300的接收第一電壓的第一輸入端。 所述檢測(cè)校正電路500實(shí)現(xiàn)上述CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理方法中步 驟S101、步驟S102、步驟S103的功能，在強(qiáng)光照射下，通過檢測(cè)校正電路500輸出的電壓大 于第一電壓Vr。解決了在強(qiáng)光照射下，隨著光強(qiáng)在一定強(qiáng)度的基礎(chǔ)上繼續(xù)增強(qiáng)第一電壓Vr 不斷減少的問題，即(Vr-Vs^N在一定強(qiáng)度的基礎(chǔ)上繼續(xù)增強(qiáng)時(shí)不會(huì)減少，強(qiáng)光中心會(huì)出 現(xiàn)黑斑。 CMOS圖像傳感器包括CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理電路和CMOS圖像傳感 器的數(shù)字圖像信號(hào)處理電路。CMOS圖像傳感器還包括控制處理單元，所述控制處理單元控 制CMOS圖像傳感器信號(hào)處理電路工作。其中，CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理電路 可采用本發(fā)明提供的CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理電路。本發(fā)明提供的CMOS圖像 傳感器的模擬圖像信號(hào)處理電路是在列讀出電路200輸出第一電壓的第一端與差分放大 電路300的第一輸入端相連接處增加了檢測(cè)校正電路500，通過檢測(cè)校正電路500輸出的電 壓大于基準(zhǔn)電壓Vref，解決了在強(qiáng)光照射下，隨著光強(qiáng)在一定強(qiáng)度的基礎(chǔ)上繼續(xù)增強(qiáng)第一 電壓Vr不斷減少的問題，S卩(Vr-VshN在一定強(qiáng)度的基礎(chǔ)上繼續(xù)增強(qiáng)時(shí)不會(huì)減少，強(qiáng)光中 心會(huì)出現(xiàn)黑斑。所以本發(fā)明提供的CMOS圖像傳感器，在強(qiáng)光條件下使用時(shí)所拍攝的圖片不 會(huì)出現(xiàn)黑斑現(xiàn)象。 圖7是本發(fā)明一實(shí)施例的檢測(cè)校正電路的結(jié)構(gòu)圖。 參照?qǐng)D7，本實(shí)施例的檢測(cè)校正電路500包括比較器508、校正處理電路520，所述 比較器508的第一輸入端與差分放大電路300的第一輸入端相連接，基準(zhǔn)電壓Vref輸入到 比較器508的第二輸入端，所述比較器508的輸出端與校正處理電路520輸入端連接控制 校正處理電路520的電壓輸出，所述校正處理電路520的輸出端與差分放大電路300的第 一輸入端相連接。 進(jìn)一步，本實(shí)施例中還包括基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生單元510，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生單元510產(chǎn)生基 準(zhǔn)電壓。 圖8是本發(fā)明一實(shí)施例的檢測(cè)校正電路的原理圖。
進(jìn)一步，參照?qǐng)D8，本實(shí)施例的檢測(cè)校正電路包括 基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生單元510，包括數(shù)模轉(zhuǎn)換電路511，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路511與所述比 較器508的第二輸入端相連接。數(shù)模轉(zhuǎn)換電路511接收表征不同的CMOS圖像傳感器中像 素單元工藝和結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)電壓的數(shù)字電壓信號(hào)。數(shù)模轉(zhuǎn)換電路511將接收的數(shù)字電壓信號(hào) 轉(zhuǎn)化為模擬電壓信號(hào)，該模擬電壓信號(hào)為基準(zhǔn)電壓Vref。本實(shí)施例中選用數(shù)模轉(zhuǎn)換電路便 于集成。 進(jìn)一步，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生單元510，包括數(shù)模轉(zhuǎn)換電路511、緩沖器512，所述緩沖器 512的第一輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路511的輸出端連接，緩沖器512輸出端與比較器508的第 二輸入端相連接，緩沖器512的第二輸入端與緩沖器512輸出端連接。本實(shí)施例中，緩沖器 512使輸出的基準(zhǔn)電壓Vref更加穩(wěn)定，同時(shí)防止比較器對(duì)該基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生影響而產(chǎn)生比較偏差。 校正處理電路520，包括開關(guān)器件521和恒壓源522，所述開關(guān)器件521的控制端 與比較器508的輸出端連接，開關(guān)器件521的另外兩端分別與列讀出電路輸出第一電壓的 第一端和恒壓源522相連接。所述開關(guān)器件521是MOS管、繼電器、CMOS傳輸門中的一種。 開關(guān)器件521接收比較器508輸出的信號(hào)控制電壓的輸出。當(dāng)開關(guān)器件521導(dǎo)通時(shí)，列讀 出電路輸出第一電壓的第一端處的電壓值為恒壓源522電壓值。當(dāng)開關(guān)器件521關(guān)閉時(shí)， 列讀出電路輸出第一電壓的第一端處的電壓值不變。 圖9本發(fā)明一實(shí)施例的CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理電路圖。
圖10本發(fā)明一實(shí)施例中圖9所示處理電路的控制時(shí)序圖。所述控制時(shí)序圖是由 CMOS圖像傳感器中的控制處理單元產(chǎn)生的，控制CMOS圖像傳感器信號(hào)處理電路工作。
參照?qǐng)D9、圖10，提出發(fā)明的又一實(shí)施例。本實(shí)施例中，CM0S圖像傳感器的模擬圖 像信號(hào)處理電路，包括像素單元電路100，與像素單元電路連接的列讀出電路200，與列讀 出電路連接的差分放大電路300，檢測(cè)校正電路500。詳細(xì)電路連接及工作原理如下
列讀出電路200包括第一開關(guān)210、第二開關(guān)211，分別受時(shí)序SHR、 SHS控制。第 一開關(guān)210與第一電容212連接，第一電容212還與第一緩沖器215連接，第一緩沖器215 的輸出端連接第三開關(guān)217的一端，所述第三開關(guān)217受時(shí)序EN1控制；第二開關(guān)211與第 二電容213連接，第二電容213還與第二緩沖器216連接，第二緩沖器216的輸出端連接第 四開關(guān)218的一端，所述第四開關(guān)受時(shí)序EN1控制。將SHR電平置高，開關(guān)210打開，將復(fù) 位信號(hào)電平采樣到電容212與開關(guān)210連接的一端，隨后關(guān)斷開關(guān)210，停止信號(hào)讀出。隨 后將SHS電平置高，使得光電二極管轉(zhuǎn)換的光電信號(hào)得以進(jìn)入列讀出電路200，開關(guān)211打 開，將信號(hào)電平采樣到電容213與開關(guān)211連接的一端，隨后關(guān)斷開關(guān)211，停止信號(hào)讀出。 兩路信號(hào)分別經(jīng)過第一、第二緩沖器到達(dá)第三開關(guān)217、第四開關(guān)218。通過時(shí)序EN1的控 制第三開關(guān)217、第四開關(guān)218，列讀出電路200將表征復(fù)位電壓的第一電壓Vr和表征光電 轉(zhuǎn)換信號(hào)的Vs輸入差分放大處理電路300。
檢測(cè)校正電路500包括 基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生單元510，包括數(shù)模轉(zhuǎn)換電路511、第三緩沖器512，所述第三緩沖器 512的第一輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路511的輸出端連接，第三緩沖器512輸出端與比較器508 的第二輸入端相連接，第三緩沖器512的第二輸入端與緩第三沖器512輸出端連接。數(shù)模轉(zhuǎn) 換電路511將接收表征不同的CMOS圖像傳感器中像素單元工藝和結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)電壓的數(shù)字 電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬電壓信號(hào)，該模擬電壓信號(hào)經(jīng)第三緩沖器512輸出為基準(zhǔn)電壓Vref 。 本實(shí)施例中，第三緩沖器512使輸出穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓Vref 。基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生單元510提供的 電壓在O. IV到1V之間。 校正處理電路520，包括M0S管521和恒壓源522，所述M0S管521的柵極與比較 器508的輸出端連接，M0S管521的源極、漏極分別與第三開關(guān)217的另一端和恒壓源522 相連接。列讀出電路200將表征復(fù)位電壓的第一電壓Vr通過第三開關(guān)217的另一端輸出， 第一電壓Vr與基準(zhǔn)電壓Vref通過比較器508，比較器在時(shí)序CCK的控制下進(jìn)行工作，時(shí)序 CCK和時(shí)序CK是一樣的。在時(shí)序EN1和CCK同時(shí)為高電平時(shí)，比較器508比較第一電壓Vr 與基準(zhǔn)電壓Vref大小。當(dāng)?shù)谝浑妷篤r大于基準(zhǔn)電壓Vref時(shí)，比較器輸出低電平，M0S管 521關(guān)閉，M0S管521的源極與第三開關(guān)217連接處的電壓不變，所以列讀出電路輸出第一
7電壓的第一端處的電壓值不變。當(dāng)?shù)谝浑妷篤r大于基準(zhǔn)電壓Vref時(shí)，M0S管521導(dǎo)通，M0S 管521的源極與第三開關(guān)217連接處的電壓為恒壓源522電壓值，此電壓值為列讀出電路 輸出第一電壓的第一端處的電壓值。本實(shí)施例中恒壓源的電壓值不小于基準(zhǔn)電壓Vref的 值。 所以輸入到差分放大電路300的第一電壓值是經(jīng)過檢測(cè)校正電路500，輸出大于 Vref的電壓值。所述基準(zhǔn)電壓Vref值取決于CMOS圖像傳感器中像素單元工藝和結(jié)構(gòu)。對(duì) 不同的CMOS圖像傳感器中像素單元工藝和結(jié)構(gòu)，可以選擇不同的基準(zhǔn)電壓Vref值。
差分放大電路300包括運(yùn)算放大器325、第五開關(guān)314，第三電容319、第四電容 323、第六開關(guān)321。所述第五開關(guān)314受時(shí)序CCK控制。所述第五開關(guān)314與第三電容319 的一端連接、第三電容319的另一端與運(yùn)算放大器325第一輸入端相連接，第四電容323與 第六開關(guān)321并聯(lián)連接，所述并聯(lián)電路的兩端分別連接在運(yùn)算放大器325的第一輸入端和 第一輸出端； 差分放大電路300還包括第五電容320、第六電容324、第七開關(guān)322。所述第五開 關(guān)314與第五電容320的一端連接、第五電容320的另一端與運(yùn)算放大器325第二輸入端 相連接，第六電容324與第七開關(guān)322并聯(lián)連接，所述并聯(lián)電路的兩端分別連接在運(yùn)算放大 器325的第二輸入端和第二輸出端；所述第六開關(guān)、第七開關(guān)受時(shí)序CK控制。
通過時(shí)序EN1和CK比較可知，在EN1為高電平，CK電平同時(shí)置高時(shí)，差分放大處 理電路3中的開關(guān)321和開關(guān)322同時(shí)打開，這樣，表征復(fù)位電壓的第一電壓Vr和表征光 電轉(zhuǎn)換信號(hào)的Vs電平分別采樣到電容19和電容20上，運(yùn)算放大器25處于放大階段，由 于運(yùn)算放大器25為雙端輸入雙端輸出的全差分結(jié)構(gòu)，通過改變模擬放大處理電路3中的 電容19、電容20、電容23、電容24可以調(diào)整放大倍數(shù)，假如設(shè)定的放大倍數(shù)為N倍，在運(yùn)算 放大器25輸出連接到后端的數(shù)字圖像處理電路的兩個(gè)輸入端口所得到的信號(hào)電壓差值為 (Vr-Vs)*N。此時(shí)在接收正常光照強(qiáng)度處的信息，Vr為采集到的復(fù)位電壓經(jīng)過列讀出電路 200輸出的值；在接收強(qiáng)光處的信息，Vr為值為恒壓源Vm的值。Vm的值大于基準(zhǔn)電壓Vref 的值。該信號(hào)電壓差值正反映了有效的光電轉(zhuǎn)換信號(hào)電壓大小。由于此時(shí)的Vr值是校正 過電壓值，解決了因強(qiáng)光照射使表征復(fù)位電壓的第一電壓值的下降而導(dǎo)致圖片強(qiáng)光處有黑 斑的問題。對(duì)比圖3、圖4可以更加直觀的看出本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理方法，包括如下步驟A、將采集的復(fù)位電壓和光電轉(zhuǎn)換信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為用以表征復(fù)位電壓的第一電壓和用以表征光電轉(zhuǎn)換信號(hào)的第二電壓；B、將第一電壓值與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓Vref值比較；C、若基準(zhǔn)電壓Vref值大于第一電壓值，則第一電壓取大于第一電壓值的第三電壓Vm值輸出；反之，執(zhí)行步驟D；D、第一電壓保持第一電壓值不變輸出。E、將所述第一電壓和第二電壓進(jìn)行差分放大處理。
2. 如權(quán)利要求1所述一種CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理方法，其特征在于，在所述步驟A之前還包括步驟Al 、采集復(fù)位電壓和光電轉(zhuǎn)換信號(hào)。
3. 如權(quán)利要求2所述CMOS圖像傳感器的模擬圖像處理方法，其特征在于，在所述步驟Al之前包括步驟A2、調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓Vref值。
4. 一種采用如權(quán)利要求1至3任意項(xiàng)所述的CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理方法的CMOS圖像傳感處理方法。
5. —種CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理電路，包括像素單元電路，輸出表征復(fù)位電壓的第一電壓和表征光電轉(zhuǎn)換信號(hào)的第二電壓的列讀出電路，對(duì)所述第一 電壓和第二電壓進(jìn)行差分放大的差分放大電路，所述差分放大電路包括接收第一 電壓的第一輸入端接收第二電壓的第二輸入端；其特征在于，還包括對(duì)第一電壓值進(jìn)行檢測(cè)比較輸出大于第一電壓值作為第一 電壓的檢測(cè)校正電路，所述檢測(cè)校正電路與差分放大電路的第一輸入端相連接。
6. 如權(quán)利要求5所述的CM0S圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理電路，其特征在于，所述檢測(cè)校正電路包括將第一電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較的比較器，根據(jù)比較器輸出的信號(hào)輸出校正電壓的校正處理電路，所述校正處理電路輸出端與差分放大電路的第一輸入端相連接。
7. 如權(quán)利要求6所述的CM0S圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理電路，其特征在于所述校正處理電路包括開關(guān)器件和恒壓源，所述開關(guān)器件的控制端與比較器連接，開關(guān)器件的另外兩端分別與差分放大電路的第一輸入端和恒壓源相連接。
8. 如權(quán)利要求6所述的CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理電路，其特征在于，所述基準(zhǔn)電壓是由基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生單元產(chǎn)生；所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生單元包括數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路將基準(zhǔn)電壓輸入到比較器。
9. 如權(quán)利要求8所述的所述的CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理電路，其特征在于，所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生單元還包括緩沖器，所述緩沖器的第一輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路連接，緩沖器的第二輸入端與緩沖器輸出端連接，緩沖器的輸出端與所述比較器相連接。
10. —種采用如權(quán)利要求5-9任意項(xiàng)所述的CMOS圖像傳感器的模擬圖像信號(hào)處理電路的CMOS圖像傳感器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種CMOS圖像傳感器模擬圖像信號(hào)處理方法及電路，包括像素單元電路，輸出表征復(fù)位電壓的第一電壓和表征光電轉(zhuǎn)換信號(hào)的第二電壓的列讀出電路，對(duì)所述第一電壓和第二電壓同時(shí)進(jìn)行差分放大的差分放大電路，所述差分放大電路包括接收第一電壓的第一輸入端，其中，還包括對(duì)第一電壓值進(jìn)行檢測(cè)比較輸出大于第一電壓值作為第一電壓的檢測(cè)校正電路，所述檢測(cè)校正電路與差分放大電路的第一輸入端相連接。解決了隨著光強(qiáng)在一定強(qiáng)度的基礎(chǔ)上繼續(xù)增強(qiáng)第一電壓值不斷減少的問題，從而避免了在強(qiáng)光下的圖像出現(xiàn)黑斑的現(xiàn)象。
文檔編號(hào)H04N5/217GK101753800SQ200810217919
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月29日
發(fā)明者付璟軍, 徐峰, 趙輝 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司