[发明专利]一种消除暗电流的电路及系统

说明书

本发明提供了一种消除暗电流的电路及图像传感器系统，设置了第一采样电容至第四采样电容，以及两个辅电容Cb1、Cb2，通过配合粗调节转换器及细调节转换器的差值来调节暗电流值，其中粗调节转换器及细调节转换器可以为任意架构的电路结构，粗调节转换器实现粗调节，细实现细调节。通过读出暗像素的暗电流噪声水平的数字值，并将此数字信号值反馈给粗调节转换器及细调节转换器，在读出有效像素时，由于粗调节转换器及细调节转换器校正了暗电流的噪声水平，使得有效像素的读出数据中并不包含暗电流噪声，从而在有效的消除了暗电流噪声的同时，减小了由于暗电流造成的图像传感器动态范围的减小，有效的提高了图像传感器的图像质量。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种消除暗电流的电路及系统。

背景技术

在CMOS图像传感器(CIS)中，暗电流严重的影响着图像传感器的图像质量，暗电流对图像传感器成像质量的影响主要体现在两个方面，一是，暗电流的非均匀性是CIS中固定模式噪声的一个重要来源，使得图像传感器的通透性变差；二是，暗电流会推高整幅图像的平均值，尤其是在高温下，暗电流值显著增大，使得图像的动态范围减小，尽管在制造工艺上可降低光电二极管固有的暗电流，并提高均匀性，但在后期图像处理时仍需消除或抑制暗电流噪声以提高图像质量。

传统的电路结构中，暗电流校正通常是在数字端进行，即首先统计出DARK PIXELARRAY(暗像素阵列)的输出平均值，每个Active Pixel(有效像素)数字信号减去DarkPixel(暗像素)数字信号平均值，传统的暗电流校正会导致图像的动态范围减小，尤其是在高温条件下，暗电流值增大。

CMOS图像传感器整体框架图如图1所示，Pixel包括Dark Pixel(暗像素)以及Active Pixel(有效像素)，传统的暗电流校正将每个Active Pixel最终输出的数字信号减去Dark Pixel(暗像素)输出的数字信号平均值，传统的暗电流校正会导致图像的动态范围减小。

传统的Column(列)架构的CMOS图像传感器列读出电路(Read out circuit)如图2所示，时序图如图3所示，其工作原理：当行选信号SEL为高时，选择输出某行的像素(pixel)信号值，信号RX为高，信号RX控制的MOS管导通，将Vfd节点的信号复位到PVDD电压值，信号RX断开，由于沟道电荷注入效应及时钟馈通，且节点Vfd无任何到地通路，节点Vfd将保持约低于PVDD电压值，输出像素(Pixel)的复位信号Vrst，信号RST_COUNT为高，将计数器复位，当第一开关S1为高时，比较器复位，Vinp1＝Vinm1＝Vcm电压(Vcm为比较器共模电压值)，PIXEL输出复位信号Vrst被采样到采样电容Cs1上，信号TX打开，输出Pixel的感光信号Vsig，Vinp1的电压值跳变为Vcm-(Vrst-Vsig)，当信号EN_COUNT为高时，计数器开始计数，并且斜坡信号Vramp信号开始变化，Vinm信号跟随斜坡信号变化，当比较器发生翻转时，计数器停止计数，并输出数字信号D，输出的数字信号D为PIXEL的感光信号值。

发明内容

为了克服以上问题，本发明旨在提供一种消除暗电流的电路，在模拟领域进行暗电流校正，从而提高图像的动态范围。

为了达到上述目的，本发明提供了一种消除暗电流的电路，包括：

第一晶体管，栅端连接信号端TX，源端通过一二极管接地；

第二晶体管，栅端连接信号端RX，其源端与第一晶体管的漏端、第三晶体管的栅端相连接至节点Vfd；其漏端与第三晶体管的漏端相连接；

第三晶体管，其源端与第四晶体管的漏端连接；

第四晶体管，其栅端连接信号端SEL，其源端与第一采样电容的一端共同连接并接地；

第一采样电容，其另一端与第一辅电容的一端、第一开关的一端共同连接至放大器的输入端；