[发明专利]CMOS图像传感器的模拟图像信号处理方法及电路

说明书

技术领域

本发明涉及图像传感器，尤其涉及一种CMOS图像传感器的模拟图像信号处理方法及电路。

背景技术

现有互补型金属氧化物半导体图像传感器(complementary metal-oxide-semiconductor transistor image sensor，简称CMOS图像传感器)的信号处理电路包括前端的模拟图像信号处理电路和后端的数字图像信号处理电路。前端的模拟图像信号处理电路包括像素单元电路、列读出电路、模拟放大处理电路，后端的数字图像信号处理电路包括模数转换器和数字图像信号处理器。

图1为现有技术中模拟图像信号处理电路。图2为现有技术中图1所示模拟图像信号处理电路的控制时序图。所述控制时序图是由CMOS图像传感器中的控制处理单元产生的，控制CMOS图像传感器信号处理电路工作。如图1、图2所示，像素单元电路采集复位电压信号和光电转换信号。像素单元电路1与列读出电路2相连接，列读出电路2与模拟放大处理电路3连接。列读出电路2包括第一开关、第二开关，分别受时序SHR、SHS控制。第一开关与第一电容连接，第一电容与第一缓冲器连接，第一缓冲器的输出端连接第三开关，所述第三开关受时序EN1控制；第二开关与第二电容连接，第二电容与第二缓冲器连接，第二缓冲器的输出端连接第四开关，所述第四开关受时序EN1控制。在时序EN1的控制下，列读出电路2将表征复位电压的Vr和表征光电转换信号的Vs输入模拟放大处理电路3。在时序CK的控制下，差分放大处理电路3进行采样放大处理，并将处理结果输出到后端的数字图像信号处理电路，进而可以得到被拍摄物体的图片。差分放大电路处理后得到表征有效光电转换信号电压(Vr-Vs)*N(N为模拟放大处理电路的放大倍数)。

尽管人们对CMOS图像传感器的很多性能作了很好的提升，但是由于传统CMOS图像传感器中像素单元工艺和结构原因，CMOS图像传感器在强光照射下使用，像素单元电路采集的复位电压会有一定的下降，并且下降的程度会随着光强的增加而更大。即当光强大于一定的程度时，(Vr-Vs)*N值会随着光强的增加而减小。晴朗天气，北京时间下午4点钟左右，在深圳使用具有CMOS图像传感器的照相机对着太阳拍照时，图片中的太阳中心处就会出现黑点。在强光的照射下，当光强大于一定程度时，容易发生所谓的“黑太阳”效应，或称之为“像素倒置”效应，即图像强光中心会产生黑色的斑点，造成了图像的失真。图3是用具有CMOS传感器的照相机直接拍摄强光源得到的图像。如图3所示，拍摄得到的实际图像中强光源的中心变成了黑色！

发明内容

本发明为解决现有技术中CMOS图像传感器在强光照射下产生“黑太阳”效应的问题而提出一种CMOS图像传感器的模拟图像处理方法及电路。具体技术方案如下：

一种CMOS图像传感器的模拟图像信号处理电路，包括像素单元电路，输出表征复位电压的第一电压和表征光电转换信号的第二电压的列读出电路，对所述第一电压和第二电压同时进行差分放大的差分放大电路，所述差分放大电路包括接收第一电压的第一输入端和接收第二电压的第二输入端；其中，还包括对第一电压值进行检测比较输出大于第一电压值作为第一电压的检测校正电路，所述检测校正电路与差分放大电路的第一输入端相连接。

A、将采集的复位电压和光电转换信号分别转换为用以表征复位电压的第一电压和用以表征光电转换信号的第二电压；

B、将第一电压值与预设的基准电压Vref值比较；

C、若基准电压Vref值大于第一电压值，则第一电压取大于第一电压值的第三电压Vm值输出；反之，执行步骤D；

D、第一电压保持第一电压值不变输出。

E、将所述第一电压和第二电压进行差分放大处理；

本发明的另一目的在于提供一种包含上述CMOS图像传感器的模拟图像信号处理方法的CMOS图像传感器的处理方法。

本发明的另一目的在于提供一种包含上述CMOS图像传感器的模拟图像信号处理电路的CMOS图像传感器。

本发明通过在现有的CMOS图像传感器中模拟图像处理方法中增加将采集的表征复位电压的第一电压值与基准电压Vref值进行，得到第一电压的输出。若第一电压值不小于基准电压Vref值，则输出第一电压值；若第一电压值小于基准电压Vref值，则输出大于第一电压值的第三电压Vm值，解决了因为强光照射下CMOS像素单元电路得到的复位电压下降导致“黑太阳”效应的问题。

附图说明

图1现有技术中模拟图像信号处理电路；