[发明专利]提高CMOS图像传感器动态范围和线性度的装置和方法

摘要

一种用以提高CMOS图像传感器动态范围和线性特性的电路及其相关的方法，在CMOS图像传感器的各种实施例中，每个像素电路都包括电流采样器、比较器以及1位存储器。在图像传感器中，像素以列的方式布置。列处理电路用来读取来自每列的数字和模拟信号。另外，传感器电路中包含了一个校准电路来提供产生校准参数的校准电流。此图像传感器工作在三种非重叠模式下：差分模式，宽动态范围模式，和校准模式。各个控制电路提供给图像传感器的控制信号使图像传感器在三种模式下切换。图像传感器通常工作在差分模式，且当连续帧间的差异超过阈值时，切换到宽动态范围模式。校准模式允许图像传感器产生校准参数，这些校准参数通过内插法来提高传感器的线性度。

主权项

一种具有宽动态范围、改良线性度和低输出数据率的图像设备，包括：像素阵列，其具有用于产生校准数据的第一工作模式，测量连续帧之间的差异的第二工作模式，以及用于产生动态范围比三晶体管有源像素CMOS图像传感器动态范围更宽的图像的第三工作模式；控制电路，用来产生将像素阵列在第一、第二和第三工作模式间进行切换的控制信号；和至少一个处理器，用来根据像素信号和校准数据来产生输出信号，从而使得像素信号的线性特征得到改善。