[发明专利]具有自测黑电平校正的成像系统和校正方法

说明书

本申请涉及具有自测黑电平校正的图像传感器。一种成像系统包括图像传感器和黑电平校正BLC电路。所述图像传感器包含适于响应于入射光而产生图像信号的图像像素阵列及适于产生表示所述图像传感器的黑电平值的黑色参考信号的暗像素阵列。所述BLC电路适于至少部分地基于所述暗像素阵列的所述黑色参考信号而调整所述图像像素阵列的所述图像信号。所述BLC电路包含多个测量电路，用于从所述暗像素阵列读出所述黑色参考信号以确定所述图像传感器的所述黑电平值。所述BLC电路还包含多个计算电路，用于至少部分地基于根据所述多个测量电路确定的所述黑电平值而计算BLC值。

技术领域

本公开大体上涉及图像传感器，且具体地但非排他性地说，涉及图像传感器的黑电平校准。

背景技术

图像传感器越来越普遍，现在广泛用于数码相机、蜂窝式电话、安全相机，以及医疗、汽车和其它应用。随着图像传感器被集成到更广泛的电子装置中并且它们的功能不断扩展，希望通过装置架构设计以及通过图像采集后处理以尽可能多的方式增强图像传感器的性能度量(例如分辨率、功耗、动态范围等等)。

典型的图像传感器响应于从外部场景入射到图像传感器上的图像光而操作。图像传感器包含具有光敏元件(例如光电二极管)的像素阵列，所述光敏元件吸收入射图像光的一部分并在吸收图像光时产生图像电荷。可以将每个像素的图像电荷测量为每个像素的输出电压，该输出电压依据入射图像光而变化。换句话说，产生的图像电荷量与图像光的强度成比例，图像光用于产生表示外部场景的数字图像(即，图像数据)。然而，由于暗电流影响从图像传感器的各个像素测量的图像电荷(例如，使输出电压增加)，图像传感器可产生外部场景的不精确表示，这可能会阻碍图像传感器产生忠实再现外部场景的光学特性(例如，强度、颜色等)的数字图像。

发明内容

在一个方面，本申请提供一种成像系统，其包括：图像传感器，其包含图像像素阵列和暗像素阵列，其中所述图像像素阵列适于响应于入射光而产生图像信号，其中所述暗像素阵列适于产生表示所述图像传感器的黑电平值的黑色参考信号；以及黑电平校正(BLC)电路，其用于至少部分地基于所述暗像素阵列的所述黑色参考信号而调整所述图像像素阵列的所述图像信号，所述BLC电路包含：多个测量电路，其用于从所述暗像素阵列读出所述黑色参考信号以确定所述图像传感器的所述黑电平值，其中所述多个测量电路的总数大于所述图像传感器的颜色通道总数；以及多个计算电路，其用于至少部分地基于根据所述多个测量电路确定的所述黑电平值而计算BLC值。

在另一个方面，本申请提供一种用于在捕获图像帧时进行黑电平校正(BLC)的方法，所述方法包括：采集表示图像传感器针对所述图像帧的黑电平值的黑色参考信号，其中所述黑色参考信号是多通道信号，其中单独通道与包含在所述图像传感器的多个颜色通道中的对应颜色通道相关联，其中采集所述黑色参考信号包含：向包含在多个测量电路中的单独测量电路选择性地指派所述黑色参考信号的所述单独通道，其中所述多个测量电路的总数大于所述多个颜色通道的总数；以及利用所述多个测量电路从所述图像传感器读出所述黑色参考信号以确定与所述图像帧相关联的所述多个颜色通道中的每一个的所述黑电平值，其中在基于所述单独测量电路的所述选择性指派进行的所述读出期间，包含在所述多个测量电路中的一或多个单独测量电路是不活动的。

附图说明

参考以下图式描述本发明的非限制性且非穷尽性的实施例，其中除非另外指定，否则遍布各图的相同参考标号指代相同的部件。在适当时，不一定标记元件的所有例项，以免使图式混乱。图式不必按比例绘制，而是重点在于说明所描述的原理。

图1A是根据本公开的教示内容的示出包含图像像素阵列的成像系统的功能框图，所述图像像素阵列光学耦合到彩色滤光片阵列以捕获外部场景的数字图像或视频。

图1B是根据本公开的教示内容的具有自测黑电平校正的成像系统的功能框图。

图2是根据本公开的教示内容的示出可以包含在图1A-1B的成像系统中的两个四晶体管像素的像素电路的电路图。