[发明专利]用于减少暗信号的模/数转换时间的方法及系统

说明书

本发明涉及用于减少暗信号的模/数转换时间的方法及系统。一种用于减少暗信号的ADC时间的方法以像素阵列捕获包含第一帧及第二帧的帧的图像数据开始。像素阵列包含可见像素及黑色像素OPB。接着，扫描电路选择待读出的第一帧的OPB。OPB在由扫描电路选择时产生暗信号。接着，读出电路中所包含的列读出电路获取第一帧的所述暗信号，且基于从读出电路中所包含的斜坡产生器接收到的斜坡信号处理所述暗信号以产生暗ADC输出。接着，读出电路基于第一帧的所述暗信号确定斜坡时序偏移。接着，将所述斜坡时序偏移施加于所述第二帧，此包含由所述斜坡产生器针对第二帧产生包含所述斜坡时序偏移的所述斜坡信号。描述其它实施例。

技术领域

本发明的实例大体上涉及图像传感器。更具体来说，本发明的实例涉及用于减少暗信号的模/数转换(ADC)时间且从而增加帧速率的方法及系统。

背景技术

高速图像传感器已广泛用于不同领域(其包含汽车领域、机器视觉领域及专业视频摄影领域)的许多应用中。用于制造图像传感器的技术，且特定来说，用于制造互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的技术已经快速地持续发展。举例来说，对更高帧速率及更低电力消耗的需求已经促进这些图像传感器的进一步微型化及集成。

CMOS图像传感器必须考虑光电二极管上的暗电流或像素的浮动扩散。暗电流在从像素阵列读出图像信号时呈现为暗信号。在当前图像传感器系统中，信号与暗信号的总和同时读出。因此，当处理图像信号时，存在暗信号的ADC时间。

当前接触式图像传感器(CIS)通常具有读出暗信号的光学黑色像素。从可见像素(或可见信号)的输出信号减去从光学黑色像素读出的暗信号以提取真实信号。从可见信号减去暗信号的现有技术解决方案包含：(i)减去数字域中的暗信号；及(ii)减去模拟域中的暗信号。

在一种现有技术中，在ADC之后，从可见像素信号输出减去暗信号，使得需要首先将暗信号与可见信号的加总从模拟转换成数字。在另一现有技术中，在ADC之前，从模拟域中的可见信号减去暗信号。在此现有技术中，虽然不存在暗信号的ADC时间，但需要特殊的模拟电路以减去暗信号。这些模拟电路产生空间及电力要求，且通常使水平随机噪声恶化。此外，模拟电路不够精确，使得需要除模拟BLC之外的数字黑色电平校正(BLC)。

发明内容

一方面，本发明涉及一种图像传感器，其包括：像素阵列，其用于获取多个帧的图像数据，其中所述像素阵列包含多个可见像素及多个光学黑色像素(OPB)；控制电路，其包含选择待读出的像素的扫描电路，其中所述可见像素在由所述扫描电路选择时产生可见信号，且所述OPB在由所述扫描电路选择时产生暗信号；读出电路，其耦合到所述像素阵列以从所述像素阵列接收信号，其中所述读出电路包含：斜坡产生器，其产生被同步于ADC时钟信号的斜坡信号，其中所述斜坡信号包含基于所述暗信号的斜坡时序偏移，列读出电路，其接收所述可见信号及所述暗信号，其中所述列读出电路包含：比较器，其比较来自所述像素阵列的所述信号与所述斜坡信号且输出比较器输出信号，及ADC计数器，其基于ADC时钟信号及所述比较器输出信号进行计数以产生ADC输出；及逻辑电路，其控制所述读出电路，所述逻辑电路包含：时钟分频器，其产生所述ADC时钟信号。

另一方面，本发明涉及一种用于减少暗信号的模/数转换(ADC)时间的方法，其包括：由像素阵列捕获包含第一帧及第二帧的多个帧的图像数据，其中所述像素阵列包含多个可见像素及多个光学黑色像素(OPB)；由控制电路中所包含的扫描电路选择待读出的所述第一帧的所述OPB，其中所述OPB在由所述扫描电路选择时产生暗信号；由读出电路中所包含的列读出电路获取所述第一帧的所述暗信号；由所述列读出电路基于从所述读出电路中所包含的斜坡产生器接收到的斜坡信号处理所述暗信号以产生暗ADC输出；由所述读出电路基于所述第一帧的所述暗信号确定斜坡时序偏移；及将所述斜坡时序偏移施加于所述第二帧，其中施加所述斜坡时序偏移包含：由所述斜坡产生器针对第二帧产生包含所述斜坡时序偏移的所述斜坡信号。