[发明专利]图像处理电路、图像处理方法和摄像装置

说明书

一种图像处理电路，包括：第一采样保持电路，其对来自像素的第一数据进行采样；第二采样保持电路，其对来自所述像素的第二数据进行采样；电压‑电流转换电路，其包括电阻器和电流源，并且接收所述第一数据和所述第二数据以输出差值数据；以及黑太阳斑判定电路。所述黑太阳斑判定电路将在第一时间来自所述第二采样保持电路的第一VSL电平与在第二时间来自所述第二采样保持电路的第二VSL电平进行比较，并且基于所述第一VSL电平与所述第二VSL电平之间的差值来判定黑太阳斑的存在。

技术领域

一般地，本申请涉及利用采样保持电路的图像处理电路、图像处理方法和摄像装置。更具体地，本申请涉及能够检测和控制图像传感器中的强入射辐照的采样保持电路。

背景技术

通常，图像感测设备由图像传感器(一般情况下为像素电路阵列)以及信号处理电路和任意相关的控制电路或时序电路组成。在图像传感器自身内部，作为光的射入的结果，电荷被收集在像素电路的光电转换装置中。

在图1中示出了像素电路的一个示例。如图1所示，像素电路100包括：光电转换装置101(例如，光电二极管)、浮动扩散部FD(floating diffusion)、传输晶体管102、复位晶体管103、放大晶体管104、选择晶体管105以及垂直信号线106。如图所示，垂直信号线106对于同一列内的多个像素电路是公共的。或者，垂直信号线可以在多个列之间被共用。传输晶体管102的栅极电极、复位晶体管103的栅极电极和选择晶体管105的栅极电极分别接收信号TRG、信号RST和信号SEL。这些信号例如可以由所述控制电路或时序电路提供。

虽然图1示出了在特定构造中具有四个晶体管的像素电路，但是本发明不限于此，并且本发明可以适用于具有更多或更少的晶体管以及其他元件(例如，电容器和电阻器等)的像素电路。此外，本发明可以扩展到在多个光电转换装置之间共用一个或多个晶体管的构造。

在时序电路和开关的控制下，在两个不同时刻测量垂直信号线106处的电压，由此产生了像素的复位信号(“P相值”)和曝光信号或数据信号(“D相值”)。这一过程被称为相关双采样(CDS：correlated double sampling)方法。然后，从数据信号中减去复位信号，从而产生表征着像素中的累积电荷(并且由此表征着照射在像素上的光量)的值。然后，将累积电荷转换为数字值。这种转换通常需要数个电路组件，比如采样保持(S/H：sample-and-hold)电路、模数转换器(ADC：analog-to-digital converter)以及时序控制电路，其中各个电路组件均在该转换中发挥某一作用。例如，S/H电路的作用可以是采样来自光电二极管操作的不同时间相的模拟信号，在采样之后，这些模拟信号可以通过所述ADC而被转换为数字形式。图1中示出了单斜率型ADC，该单斜率型ADC包括比较器110、数字计数器120和斜坡参考电压V_ramp。

图2示出了：在从像素获取复位信号和数据信号的时候在不同时序相位下的波形和时序图；以及在不同相位期间内的电压VSL的示例。在图2中，实线表示当入射辐照处于“正常”水平(即，处于在合适曝光控制下的像素的典型操作范围内)时的VSL信号。如图所示，电压VSL是光电二极管在被曝光时收集负电荷的结果；因此，在图2中，较低的正常信号表示比较高的正常信号更高的辐照。

如图2中的实线所示，在像素已经复位后，VSL建立至稳定电压。然后，在上述的使用单斜率型ADC的示例中，ADC从“复位噪声积分”周期的开始处开始测量电压VSL。在该测量过程中，V_ramp在高电平处开始，然后作为时间的函数从这个初始的高电平线性地下降。同时，数字计数器在监视着比较器的输出的情形下开始从零计数，以便当比较器改变状态时停止计数。此时，停下的计数值是与像素的复位信号对应的数字值。然后，在信号线VSL再一次被建立之后(即，在图2所示的“数据噪声积分”周期的期间内)，以类似的方式测量像素的数据信号值。然后，将数据值与复位值之间的差值解释为像素上的辐照量。