暗像素陣列、替換控制電路系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及CMOS圖像傳感器領(lǐng)域，具體涉及一種用于計算暗像素電流水平的暗像素陣列、暗像素行讀取替換操作的控制電路系統(tǒng)及利用該控制電路系統(tǒng)進行暗像素行替換方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在通常的圖像傳感器設(shè)計中，為了檢測圖像傳感器暗電流水平，并對暗電流水平進行較正，通常會在圖像傳感器的像素陣列中加上一些暗像素區(qū)域。這些暗像素區(qū)的像素跟正常的像素在電路上一樣，只是在制造時會用金屬層把光照全部屏蔽掉。然而，在制造暗像素的過程中金屬層可能沒有覆蓋在某些暗像素上，造成這些暗像素工作不正常，成為暗像素壞點。若某一行暗像素的壞點數(shù)多于一定的標準，則該暗像素行成為壞暗像素行。
[0003]在進行暗電流水平計算時，通常會選取暗像素區(qū)中間的若干行來進行暗電流水平的計算。如果其中存在一行或多行壞像素行，則會影響計算出來的暗電流水平。針對這種情況，現(xiàn)有的處理方式為把具有壞暗像素的圖像傳感器芯片廢棄掉。這將導(dǎo)致芯片良率的下降和制造成本提尚。
[0004]因此，針對暗像素壞點的出現(xiàn)的問題，急需一種解決方案，以期提高芯片良率，降低制造成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服以上問題，本發(fā)明通過在暗像素區(qū)中增加備份像素區(qū)，當預(yù)期用于暗電流水平計算的暗像素行出現(xiàn)壞行時，用備份暗像素區(qū)中的好的暗像素行進行替換，以保證暗電流水平計算的正確性。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明提供了用于暗像素電流水平計算的暗像素陣列，為Μ行ΧΝ列的暗像素陣列；其包括第一暗像素區(qū)和第二暗像素區(qū)；
[0007]所述第一暗像素區(qū)為L行ΧΡ列的暗像素陣列，在沒有壞行的情況下，所述第一暗像素區(qū)中的所有像素都用于暗電流水平的計算；
[0008]所述第二暗像素區(qū)為Κ行ΧΡ列的暗像素陣列，作為所述第一暗像素區(qū)的備份像素區(qū)，當所述第一暗像素區(qū)出現(xiàn)壞行時，用所述第二暗像素區(qū)中相對應(yīng)的好行替代；所述第二暗像素區(qū)與所述第一暗像素區(qū)相鄰設(shè)置；其中，1 ^K^L<M, Ρ<Νο
[0009]優(yōu)選地，所述暗像素陣列還包括外圍暗像素區(qū)，所述外圍暗像素區(qū)包圍在所述第一暗像素區(qū)和所述第二暗像素區(qū)的外面；所述外圍暗像素區(qū)包括有J行和Ρ列，其不用于暗電流水平的計算，而用于在制備所述第一暗像素區(qū)和所述第二暗像素區(qū)時的犧牲暗像素區(qū)，避免所述第一暗像素區(qū)和所述第二暗像素區(qū)中漏光；其中，J < L < Μ，Ρ < Ν。
[0010]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種采用上述的暗像素陣列進行暗像素行讀取替換操作的控制電路系統(tǒng)，其包括:存儲器、暗像素行計數(shù)器，第一暗像素區(qū)行好壞標志寄存器，移位寄存器，第二暗像素區(qū)行好壞標志寄存器，暫存寄存器，行地址發(fā)生器，以及讀操作控制器；其中
[0011]存儲器，用于保存所述暗像素區(qū)陣列的所述第一暗像素區(qū)的暗像素行的好壞標志數(shù)據(jù)、以及所述暗像素區(qū)陣列區(qū)的所述第二暗像素的暗像素行的好壞標志數(shù)據(jù)；存儲器在不通電時也能保存數(shù)據(jù)，在通電時，所述存儲器上的好壞標志數(shù)據(jù)由系統(tǒng)加載到對應(yīng)的寄存器中；
[0012]暗像素行計數(shù)器；每一幀圖像采集開始時，所述暗像素行計數(shù)器的值被復(fù)位為0 ;圖像采集時，當讀操作控制器完成每行的讀操作后，所述暗像素行計數(shù)器的值加1，所述暗像素行計數(shù)器的最大值為所述第一暗像素區(qū)的所有暗像素行的行數(shù)值；當所述暗像素行計數(shù)器的值達到所述最大值時，所述暗像素行計數(shù)器向行地址發(fā)生器發(fā)送停止檢測信號；
[0013]第一暗像素區(qū)行好壞標志寄存器，一共有L位值，從第0位值到第L-1位值分別表示對應(yīng)的第一暗像素區(qū)中的暗像素行的好壞標志數(shù)據(jù)；系統(tǒng)通電時，所述存儲器中存儲的所述第一暗像素區(qū)的暗像素行的好壞標志數(shù)據(jù)由系統(tǒng)加載到所述第一暗像素區(qū)行好壞標志寄存器中；
[0014]移位寄存器，在每一次暗電流水平計算開始時，將第一暗像素區(qū)行好壞標志寄存器中的各個位值由系統(tǒng)加載到所述移位寄存器中；當所述暗像素行計數(shù)器每完成一行的計數(shù)時，所述移位寄存器定向移動一次；所述移位寄存器的第0位表征當前行的好壞；
[0015]第二暗像素區(qū)行好壞標志寄存器，一共有K位值，從第0位值到第Κ-l位值分別對應(yīng)所述第二暗像素區(qū)中的各個暗像素行的好壞標志數(shù)據(jù)；系統(tǒng)通電時，所述存儲器中存儲的所述第二暗像素區(qū)的暗像素行的好壞標志數(shù)據(jù)由系統(tǒng)加載到所述第二暗像素區(qū)行好壞標志寄存器中；
[0016]暫存寄存器，在每一次暗電流水平計算開始時，將所述第二暗像素區(qū)行好壞標志寄存器中的位值加載到所述暫存寄存器中；
[0017]行地址發(fā)生器，檢測所述移位寄存器中的第0位值來判斷所述第一暗像素區(qū)的當前行是好行還是壞行；當前行為好行時，所述行地址發(fā)生器將所述當前行的行地址發(fā)送到讀操作控制器，讀操作控制器對所述當前行的行地址進行讀操作；當前行為壞行時，所述行地址發(fā)生器檢測暫存寄存器中的位置，從第0位到第Κ-l位，當檢測到第一個好行時，根據(jù)該好行所對應(yīng)的位地址計算出該好行在所述第二暗像素區(qū)中的行地址，并且將該好行的行地址替換所述當前行為壞行的行地址，同時將該好行的行地址發(fā)送到讀操作控制器對該好行進行讀操作；替換完成后，所述行地址發(fā)生器將所述暫存寄存器中對應(yīng)的用于替換的該好行的位值取反；當所述暗像素行計數(shù)器的值達到所述最大值時，所述行地址發(fā)生器接收到所述暗像素行計數(shù)器發(fā)送的所述停止檢測信號后，停止檢測；
[0018]讀操作控制器，根據(jù)所述行地址發(fā)生器發(fā)送的行地址完成對應(yīng)的行的讀操作。
[0019]優(yōu)選地，所述第一暗像素區(qū)行好壞標志寄存器中的所述位值中，用0表示好行，用1表示壞行；或者用1表示好行，用0表示壞行。
[0020]優(yōu)選地，所述第二暗像素區(qū)行好壞標志寄存器中的所述位值中，用0表示好行，用1表示壞行；或者用1表示好行，用0表示壞行。
[0021]優(yōu)選地，所述暗像素陣列還包括外圍暗像素區(qū)，所述外圍暗像素區(qū)包圍在所述第一暗像素區(qū)和所述第二暗像素區(qū)的外面；所述外圍暗像素區(qū)包括有J行和P列，其不用于暗電流水平的計算，而用于在制備所述第一暗像素區(qū)和所述第二暗像素區(qū)時的犧牲暗像素區(qū)，避免所述第一暗像素區(qū)和所述第二暗像素區(qū)中漏光；其中，J<K^L<M,P<No
[0022]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種暗像素行替換方法，其采用上述暗像素行讀取替換操作的控制電路系統(tǒng)和上述的暗像素陣列，該暗像素行替換方法包括以下步驟:
[0023]步驟01:檢測所述暗像素區(qū)陣列的所述第一暗像素區(qū)和所述第二暗像素區(qū)中的暗像素行，將每一行的好壞標志數(shù)據(jù)寫到存儲器中；
[0024]步驟02:系統(tǒng)通電時，所述存儲器中的好壞標志數(shù)據(jù)由系統(tǒng)加載到對應(yīng)的寄存器中；其中，將所述第一暗像素區(qū)的暗像素行的好壞標志數(shù)據(jù)加載到所述第一暗像素區(qū)行好壞標志寄存器中、以及將所述第二暗像素的暗像素行的好壞標志數(shù)據(jù)加載到所述第二暗像素區(qū)行好壞標志寄存器中；
[0025]步驟03:在每一次暗電流計算開始時，所述暗像素行計數(shù)器的值復(fù)位為O ;然后，所述暗像素行計數(shù)器將所述第一暗像素區(qū)行好壞標志寄存器中的各個位值由系