[发明专利]数字像素读出电路、像素阵列及图像传感器

说明书

本发明提供一种数字像素读出电路、像素阵列及图像传感器，在本发明的数字像素读出电路中，通过在数字像素读出电路中加入对振荡器的频率信号进行补偿校正的盲元补偿模块，在像元电路级就实现了盲元补偿，避免了图像算法级进行盲元补偿的方式，降低了后续图像处理算法实现的难度，减少了图像处理算法消耗的资源；且整个盲元补偿模块的电路结构及原理简单，仅需要增加少量的控制开关和寄存器，消耗的资源少。

技术领域

本发明涉及图像传感器技术领域，特别是涉及一种数字像素读出电路、像素阵列及图像传感器。

背景技术

在传统的模拟读出集成电路技术中，由探测器产生的电流在电容器(电子阱)中局部地累积和存储；积分时间内存储的最大电荷等于总电容与电容器两端的允许电压最大值的乘积，考虑到技术限制了有限的电压和电容密度，单位阱深从根本上决定了探测器焦平面阵列(FPA)的最大灵敏度。

数字像素读出集成电路(DROIC)通常包括一个前置放大器/缓冲器，一个由光电流到频率转换器(I-to-F转换器)连接到计数器/移位寄存器组成的像素内模数转换器电路，以及控制电路。数字像素读出集成电路通过像素内信号数字化来克服传统模拟焦平面阵列的局限性，可实现更大的动态范围，更快的低噪声全数字读出和片上处理以减少传感器功率。

但是，由于红外焦平面阵列(IRFPA)制造工艺水平和材料质量等因素的限制，使得红外焦平面阵列器件上不可避免地存在盲元点，即光电响应过低或者过高的探测单元，这些探测单元在图像上会表现为过暗或者过亮的像素点，会严重影响图像的成像质量；因此，对盲元进行有效的补偿具有极为重要的意义。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种带盲元补偿模块的数字像素读出电路，用于解决上述技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种数字像素读出电路，包括：

振荡器，其输入端接本探测单元的探测器，接收所述探测器产生的电流并将其转换成频率信号；

盲元补偿模块，与相邻探测单元的频率信号输出端口连接，且与所述振荡器连接，对所述振荡器的频率信号进行补偿校正；

计数器和移位寄存器，与所述振荡器及盲元补偿模块连接，对补偿校正后的频率信号进行计数并移位输出；

其中，所述盲元补偿模块包括：

盲元检测开关，串接在所述振荡器与所述计数器和移位寄存器之间，且其与所述计数器和移位寄存器的公共端作为本探测单元的频率信号输出端口；

盲元补偿开关，其输入端接一个相邻探测单元的频率信号输出端口，输出端接本探测单元的频率信号输出端口；

所述盲元补偿模块包括多个所述盲元补偿开关，多个所述盲元补偿开关的输入端与多个所述相邻探测单元的频率信号输出端口一一对应连接。

可选地，所述盲元检测开关的控制端接盲元检测控制信号，所述盲元补偿开关的控制端接盲元补偿控制信号。

可选地，当本探测单元的探测器正常时，通过所述盲元检测控制信号控制所述盲元检测开关闭合，通过所述盲元补偿控制信号将所述盲元补偿开关断开，所述振荡器转换输出正确的频率信号。

可选地，当本探测单元的探测器异常时，所述振荡器转换输出错误的频率信号，通过所述盲元检测控制信号控制所述盲元检测开关断开，通过所述盲元补偿控制信号将所有所述盲元补偿开关中的一个闭合、其余断开，引入相邻探测单元的频率信号来替代本探测单元中错误的频率信号。

可选地，所述数字像素读出电路还包括数据总线，所述计数器和移位寄存器移位输出的数据通过所述数据总线对外输出。