[发明专利]一种使用斜坡发生器的消除暗电流的电路及其系统

权利要求书

1.一种使用斜坡发生器的消除暗电流的图像传感器系统，其特征在于，包括：暗像素阵列、有效像素阵列、以及消除暗电流的电路；所述消除暗电流的电路与暗像素阵列、有效像素阵列相连；

所述消除暗电流的电路包括像素结构，其输出端连接第一采样电容的一端；

第一采样电容，其另一端与第一开关的一端共同连接至放大器的第一输入端，第一开关的另一端连接信号端Vcm；

第二采样电容，其一端与斜坡发生器连接，另一端与第二开关的一端共同连接至放大器的第二输入端，第二开关的另一端连接信号端Vcm；

放大器的第一输出端连接第三采样电容的一端，其第二输出端连接第四采样电容的一端；

第三采样电容的另一端与比较器的第一输入端、第三开关的一端共同连接；

第四采样电容的另一端与所述比较器的第二输入端、第四开关的一端共同连接；

所述比较器的第一输出端与第三开关的另一端连接；所述比较器的第二输出端与第四开关的另一端共同连接至反向二极管的输入端；反向二极管的输出端连接计数器的输入端；计数器连接有EN_COUNT信号端和RST_COUNT信号端，并具有输出信号端；

其中，所述像素结构包括：

第一晶体管，其栅端连接信号TX，源端通过二极管接地；

第二晶体管，其栅端连接信号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SEL，其源端与第一采样电容的一端共同连接并接地；

其中，所述斜坡发生器包括复位电容，校正电容、复位开关、校正开关、第八开关、第六开关、校正模块和运算放大器，其中，所述运算放大器的第一输入端与所述复位电容的一端、复位开关的一端共同连接至模拟电源；所述运算放大器的第二输入端与所述第八开关的一端、校正电容的一端同时连接；所述第八开关的另一端连接信号端Vref；所述校正电容的另一端同时与所述校正开关的一端、第六开关的一端同时连接，所述校正开关的另一端连接校正模块，所述第六开关的另一端连接信号端Vref；所述运算放大器的输出端同时连接所述复位电容的另一端和复位开关的另一端，并输出斜坡信号；所述校正模块输出的校正电压信号Vdac＝D_b*DR_AD/2^NAD，其中，DR_AD为图像传感器的幅值，N_AD为图像传感器的精度，D_b为暗像素输出的暗电流噪声数字信号；

图像传感器系统统计出暗像素阵列的信号平均值，并且输出数字信号；

当信号端SEL为高时，所述消除暗电流的电路输出有效像素阵列的某行像素信号值；

信号端RX为高时，信号端RX控制的第一晶体管导通，将节点Vfd复位到电压信号PVDD，然后信号端RX断开，此时，节点Vfd无任何到地的通路，节点Vfd将保持低于电压信号PVDD，设像素的输出复位信号为Vrst，RST_COUNT信号端为高，将计数器复位；

当第一开关的电压为高时，放大器复位，放大器的第一输入端的电压信号Vinm1＝第二输入端的电压信号Vinp1＝电压信号Vcm，其中，Vcm为比较器的共模电压；

所述消除暗电流的电路输出复位信号Vrst被采样到第一采样电容Cs1；

信号端TX打开，输出有效像素阵列的感光信号Vsig，同时，放大器的第一信号输入端的电压信号Vinm1跳变为Vcm-(Vrst-Vsig)；

当校正开关断开时，所述斜坡发生器输出电压为Vref，当校正开关导通时，校正电容接入校正模块，校正模块输出的校正电压信号Vdac，此时，所述运算放大器的第二输入端电压信号Vinp 3跳变为Vref-Vdac；

当EN_COUNT信号端为高时，计数器开始计数，并且斜坡发生器发出的斜坡信号Vramp开始变化，放大器的第二输入端信号Vinp1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即为有效像素阵列的感光信号值。

2.根据权利要求1所述的图像传感器系统，其特征在于，在图像传感器系统统计暗像素阵列的信号平均值时，数字输出不为0，且随着温度的变化而变化。