[发明专利]一种图像传感器中像元输出非线性响应的校正装置及方法

权利要求书

1.一种图像传感器中像元输出非线性响应的校正装置，其特征在于，包括感光像元阵列（10）、暗像元（21）和线性化电路（22）；

感光像元阵列（10）中的感光像元电路，包括光电二极管（101）、传输管（102）、复位开关（103）和源跟随器输入管（104）；不同强度的光照在光电二极管（101）中产生不同量的电荷，并通过传输管（102）传输到FD点（108）将电荷转换为电压信号，像元输出端（105）的电压跟随FD点（108）的电压变化并将电压信号发出；

暗像元（21）包括感光二极管（201）、暗传输管（202）、复位管（203）和暗源跟随器输入管（204），其电路连接与感光像元电路相对应，其中，感光二极管（201）遮光覆盖，暗传输管（202）和复位管（203）断开，暗像元输出端（205）的电压跟随暗像元FD点（208）的电压变化；

线性化电路（22）包括运算放大器（50），运算放大器（50）的正输入端与感光像元电路的像元输出端（105）通过列线相连接，运算放大器（50）的负输入端连接暗像元输出端（205），运算放大器（50）的输出端连暗像元FD点（208）；

列读出电路（11）的输入信号由运算放大器（50）的输出端提供。

2.如权利要求1所述的图像传感器中像元输出非线性响应的校正装置，其特征在于，感光像元阵列（10）通过复位和曝光控制，将不同强度的光信号转换为模拟的电信号，该电信号连接至列线；

感光像元电路输出端接行选开关（106）的漏极，行选开关（106）的栅极由行选及曝光控制译码器（12）控制，体电位接地，源极连接感光像元偏置电流源（107）的漏极；感光像元偏置电流源（107）的栅极由偏置电压控制，源极、体电位均接地。

3.如权利要求1所述的图像传感器中像元输出非线性响应的校正装置，其特征在于，所述感光像元电路中，感光二极管（101）正极接地，负极接传输管（102）的漏极；传输管（102）的栅极由TX信号控制，体电位接地，源极接源跟随器管（104）的栅极；复位管（103）的漏极接电源，栅极由复位信号控制，源极接源跟随器管（104）的栅极；源跟随器管（104）的漏极接电源，源极为像元输出端（105）。

4.如权利要求1所述的图像传感器中像元输出非线性响应的校正装置，其特征在于，所述的暗像元中，感光二极管（201）由金属遮光覆盖，正极接地，负极接暗传输管（202）的漏极；暗传输管（202）的栅极接地，体电位接地，源极接暗源跟随器管（204）的栅极；复位管（203）的漏极接电源，栅极接地，源极接暗源跟随器管（204）的栅极；暗源跟随器管（204）的漏极电源，源极为暗像元输出端（205）。

5.如权利要求1所述的图像传感器中像元输出非线性响应的校正装置，其特征在于，运算放大器（50）强制正输入端和负输入端电压相等，源跟随器输入管（104）与暗像元源跟随器输入管（204）的过驱动电压也相同；暗像元FD点（208）的电压跟随FD点（108）的电压变化，抑制衬偏效应引入的非线性。

6.如权利要求1所述的图像传感器中像元输出非线性响应的校正装置，其特征在于，所述的线性化电路（22）还包括电容（51）、第二开关（52）、第三开关（53）和第四开关（54）；

电容（51）的上极板接运算放大器（50）的正输入端；

第二开关（52）的栅极由控制信号S1控制，源极接电容（51）的下极板，漏极接暗像元行选开关（206）的源极，体电位接地；

第三开关（53）的栅极由控制信号S2控制，源极接电容（51）的下极板，漏极接行选开关（106）的源极，体电位接地；

第四开关（54）的栅极由控制信号S1控制，源极接电容（51）的上极板，漏极接行选开关（106）的源极，体电位接地；

暗像元行选开关（206）的漏极接暗像元输出端（205），栅极接电源，处于常通状态，体电位接地，源极接运算放大器（50）的负输入端，源极接运算放大器（50）的输出端接暗像元源极跟随器管（204）的栅极；

暗像元偏置电流源（207）的栅极由偏置电压控制，漏极接暗像元行选开关（206）的源极，源极、体电位均接地。