DE102013107049A1

DE102013107049A1 - Pixelarray, Bildsensor mit demselben und Verfahren zum Kompensieren von lokalem Dunkelstrom

Info

Publication number: DE102013107049A1
Application number: DE102013107049.3A
Authority: DE
Inventors: Young Sung CHO; Tomer LIVNEH; Tae Chan Kim; Dong Jae Lee
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2014-01-16
Also published as: CN103546701B; KR20140010553A; CN103546701A; US9349762B2; US20140014818A1

Abstract

Ein Pixelarray (31) für einen Bildsensor (30) ist vorgesehen. Das Pixelarray (31) weist ein Dunkelpixel (31a) auf, das derart konfiguriert ist, dass es einen lokalen Dunkelstrom in einem aktiven Pixelblock (31_APB) erfasst. Das Dunkelpixel (31a) wird von einem optischen Dunkelpixelblock (32a, 32b, 32c) unterschieden, der um den aktiven Pixelblock (31_APB) angeordnet ist und derart konfiguriert ist, dass er einen globalen Dunkelstrom erfasst. Das Pixelarray (31) ist derart konfiguriert, dass es eine Dunkel-Schattierung, die nicht durch eine globale Dunkelstrom-Kompensation kompensiert wird, unter Verwenden des Dunkelstroms kompensiert, der von dem in dem aktiven Pixelblock (31_APB) angeordneten Dunkelpixel (31a) ausgegeben wird.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 13. Juli 2012 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2012-0076611 , deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit mit aufgenommen wird.
HINTERGRUND
Beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf einen Bildsensor. Insbesondere beziehen sich beispielhafte Ausführungsformen auf einen Komplementär-Metall-Oxid-Halbleiter-(CMOS)-Bildsensor zum Kompensieren von Dunkel-Schattierung, d. h. eines Unterschieds in einem lokal in einem Pixelarray auftretenden Dunkelstrom, durch Aufweisen eines Dunkelpixels zum Erfassen eines lokalen Dunkelstroms in einem aktiven Pixelblock und ein Verfahren davon.
Ein Sensor mit einem Pixelarray, das effektive physikalische Größen, wie z. B. eine Lichtintensität, eine Temperatur, eine Masse oder eine Zeit, misst und ein elektrisches Signal basierend auf dem Messergebnis ausgibt, wird in unterschiedlichen Bereichen verwendet. Insbesondere wird ein Bildsensor, der ein aufgenommenes Bild eines Objekts misst, in unterschiedlichen Bereichen angewendet.
Bei einer verwandten Technik wird ein Dunkelbild vor oder nach einem Aufnehmen eines belichteten Bildes aufgenommen. Danach wird bei der verwandten Technik das Dunkelbild von dem belichteten Bild abgezogen. Jedoch verlangt dies bei der verwandten Technik einen mechanischen Verschluss und einen Bildpuffer und es wird ein Dunkelsignal zu einer von einem realen Bild abweichenden Zeit gemessen.
Bei einer verwandten Technik wird ein Dunkelsignal in ein Bild unter Verwenden eines Modells (wie z. B. Einbeziehen von Information über abgedeckte Pixel, die bei Sensorrandbereichen angeordnet sind) evaluiert. Jedoch ist bei der verwandten Technik ein Dunkelsignal nicht gleichmäßig über ein Pixelarray verteilt. Folglich reicht ein Messen des Dunkelsignals an den Randbereichen des Pixelarrays nicht aus. Sogar wenn ein Modell aufgestellt wird, das das Dunkelsignal über dem gesamten Pixelarray annähert, erfordert dies jedoch ein Kalibrieren für jede Abtastung, was einen teuren Vorgang darstellt (d. h., dass das Dunkelsignal bei hohen Umgebungstemperaturen signifikant wird).
Bei einer verwandten Technik wird ein komplizierter mechanischer Aufbau (z. B. Spiegel und geeignete Sensoren) benötigt. Jedoch sind bei der verwandten Technik komplizierte mechanische Aufbauten teuer und für kleine Kameras (DSC und Mobiltelefon) aufgrund einer Größenbegrenzung ungeeignet.
Bei einer verwandten Technik sind teilweise abgeschirmte Pixel in einem Pixelarray integriert. Jedoch unterstützen bei der verwandten Technik teilweise abgeschirmte Pixel keine Messung eines Dunkelsignals.
KURZFASSUNG
Gemäß einem Aspekt einer beispielhaften Ausführungsform ist ein Pixelarray mit einem aktiven Pixelblock vorgesehen, der eine Mehrzahl von aktiven Pixeln, die derart konfiguriert sind, dass sie ein elektrisches Signal entsprechend einem optischen Signal ausgeben und mindestens ein Dunkelpixel, das derart konfiguriert ist, dass es einen lokalen Dunkelstrom erzeugt und einen optischen Dunkelpixelblock aufweist, der um den aktiven Pixelblock angeordnet ist und derart konfiguriert ist, dass er einen globalen Dunkelstrom erzeugt.
Der aktive Pixelblock kann eine Mehrzahl von Einheitspixelblöcken aufweisen, die die gleiche Pixelanordnung aufweisen und jeder der Einheitspixelblöcke kann mindestens eines der aktiven Pixel und das mindestens eine Dunkelpixel aufweisen. Alternativ kann der aktive Pixelblock eine Mehrzahl von Einheitspixelblöcken aufweisen, die unterschiedliche Pixelanordnungen aufweisen und jeder der Einheitspixelblöcke kann mindestens zwei der aktiven Pixel und das mindestens eine Dunkelpixel aufweisen.
Das mindestens eine Dunkelpixel kann zufällig unter den aktiven Pixeln angeordnet sein. Das mindestens eine Dunkelpixel kann eine lichtundurchlässige Schicht aufweisen, die zwischen einer Fotodiode und einer Mikrolinse ausgebildet ist. Alternativ kann das mindestens eine Dunkelpixel eine lichtundurchlässige Schicht aufweisen, die auf einer Mikrolinse ausgebildet ist.
Das mindestens eine Dunkelpixel kann keine Fotodiode aufweisen. Das mindestens eine Dunkelpixel kann beim Erzeugen des lokalen Dunkelstroms keine fotoelektrische Umwandlung als Antwort auf das optische Signal durchführen. Das mindestens eine Dunkelpixel kann beim Erzeugen des Dunkelstroms das elektrische Signal als Antwort auf das optische Signal nicht ausgeben.
Gemäß einem Aspekt einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist ein Bildsensor vorgesehen, der ein Pixelarray mit einem aktiven Pixelblock, der eine Mehrzahl von aktiven Pixeln aufweist, die derart konfiguriert sind, dass sie ein elektrisches Signal entsprechend einem optischen Signal ausgeben und mindestens ein Dunkelpixel, das derart konfiguriert ist, dass es einen lokalen Dunkelstrom erzeugt und einen optischen Dunkelpixelblock, der um den aktiven Pixelblock angeordnet ist und derart konfiguriert ist, dass er einen globalen Dunkelstrom erzeugt; und eine Kompensationsschaltung, die derart konfiguriert ist, dass sie den lokalen Dunkelstrom in jedem der aktiven Pixel unter Verwenden des lokalen Dunkelstroms kompensiert, der von dem mindestens einen Dunkelpixel geliefert wird, aufweist.
Die Kompensationsschaltung kann einen Dunkelpixel-Marker, der derart konfiguriert ist, dass er eine Positionsinformation des mindestens einen Dunkelpixels von einem Bildsignal liefert, das das elektrische Signal, das von jedem der aktiven Pixel ausgegeben wird, und den lokalen Dunkelstrom enthält, der von dem mindestens einen Dunkelpixel ausgegeben wird, und eine Dunkel-Schattierungskompensationseinheit aufweisen, die derart konfiguriert ist, dass sie den lokalen Dunkelstrom in jedem der aktiven Pixel unter Verwenden des lokalen Dunkelstroms, der von dem mindestens einen Dunkelpixel ausgegeben wird, und der Positionsinformation des Dunkelpixels kompensiert.
Der Bildsensor kann ferner eine Schlecht-Pixelkompensationsschaltung aufweisen, die derart konfiguriert ist, dass sie eine Schlecht-Pixelkompensation auf einen Ausgang jedes der aktiven Pixel durchführt, bei dem der lokale Dunkelstrom kompensiert worden ist.
Gemäß einem Aspekt einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist ein Verfahren zum Kompensieren eines lokalen Dunkelstroms in einem Bildsensor vorgesehen. Das Verfahren weist ein Erzeugen eines elektrischen Signals entsprechend einem optischen Signal unter Verwenden jedes von einer Mehrzahl von aktiven Pixeln, die ein aktiver Block aufweist, und ein gleichzeitiges Erzeugen des lokalen Dunkelstroms unter Verwenden mindestens eines Dunkelpixels, das der aktive Pixelblock aufweist; und ein Kompensieren des lokalen Dunkelstroms in jedem der aktiven Pixel unter Verwenden des lokalen Dunkelstroms, der von dem mindestens einen Dunkelpixel geliefert wird, vorgesehen.
Die Kompensation des lokalen Dunkelstroms kann ein Bereitstellen von Positionsinformation des mindestens einen Dunkelpixels von einem Bildsignal, das das elektrische Signal, das von jedem der aktiven Pixel ausgegeben wird, und den lokalen Dunkelstrom aufweist, der von dem mindestens einen Dunkelpixel ausgegeben wird; und ein Kompensieren des lokalen Dunkelstroms in jedem der aktiven Pixel unter Verwenden des lokalen Dunkelstroms, der von dem mindestens einen Dunkelpixel ausgegeben wird und der Positionsinformation des mindestens einen Dunkelpixels, aufweisen.
Gemäß einem Aspekt einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist ein Verfahren zum Kompensieren eines lokalen Dunkelstroms in einem Bildsensor vorgesehen. Das Verfahren weist auf: ein Lesen von Pixeldaten von einem aktiven Pixelblock, der mindestens ein aktives Pixel und mindestens ein Dunkelpixel aufweist; ein Schätzen des lokalen Dunkelstroms des mindestens einen aktiven Pixels unter Verwenden eines berechneten Wertes für eine Position des mindestens einen Dunkelpixels oder einer Adresse des mindestens einen Dunkelpixels; ein Durchführen einer Kompensation des lokalen Dunkelstroms an dem mindestens einen aktiven Pixel unter Verwenden des geschätzten lokalen Dunkelstroms, wenn der lokale Dunkelstrom existiert; und ein Ausgeben der kompensierten Pixeldaten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm eines Pixelarrays, das in einem Bildsensor gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen enthalten ist;
2A bis 2C sind Diagramme der Anordnung von Pixeln mit einem Dunkelpixel in einem in der 1 veranschaulichten aktiven Pixelblock gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen;
3 ist ein Blockdiagramm eines Bildsensors gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen;
4A bis 4C sind Diagramme, die eine Schaltung mit einer in 3 veranschaulichten Kompensationsschaltung sowie den Betrieb der Schaltung veranschaulichen;
5A bis 5F sind Diagramme von Beispielen eines Dunkelpixels, das in 1 bis 3 gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen veranschaulicht ist;
6A bis 6C sind Schaltpläne des in 1 bis 3 veranschaulichten Dunkelpixels gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen;
7A bis 7D sind Schaltpläne von einem in 1 bis 3 veranschaulichten Pixel gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen;
8 ist ein Diagramm zum Erklären einer Interpolation in einem aktiven Pixelblock gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen;
9 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Kompensieren eines lokalen Dunkelstroms gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen;
10 ist ein Diagramm eines Bildsensors gemäß weiteren Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen;
11 ist ein Blockdiagramm eines Kamerasystems gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen;
12 ist ein Blockdiagramm eines Computersystems gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen; und
13 ist ein Blockdiagramm einer Schnittstelle, die in dem in 12 veranschaulichten Computersystem gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen verwendet wird;
14 ist ein Diagramm zum Erklären von Abdeckformen gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen;
15 ist ein Ablaufdiagramm einer Dunkelsignal-Approximation und Kompensation gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen.
16 ist ein Ablaufdiagramm einer Dunkelsignal-Approximation und Kompensation gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 ist ein Diagramm eines Pixelarrays 10, das in einem Bildsensor gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen enthalten ist. Das Pixelarray 10 weist einen aktiven Pixelblock 11, Spalten-Optisch-Schwarz-(OB)-Pixelblöcke 12a und 12b und Rahmen-OB-Pixelblöcke 13a und 13b auf.
Der aktive Pixelblock 11 weist mindestens ein Dunkelpixel 11a, das einen lokalen Dunkelstrom erfasst oder extrahiert, und eine Mehrzahl von aktiven Pixeln 11b auf, die Bilddaten ausgeben. Das mindestens eine Dunkelpixel 11a ist in dem aktiven Pixelblock 11 angeordnet und wird verwendet, um einen lokalen Dunkelstrom zu erfassen, der in dem aktiven Pixelblock 11 erzeugt wird.
Die Spalten-OB-Pixelblöcke 12a und 12b sind jeweils auf der linken und rechten Seite des aktiven Pixelblocks 11 angeordnet und werden verwendet, um einen globalen Dunkelstrom zu erfassen, der zwischen Spalten existiert. Die Rahmen-OB-Pixelblöcke 13a und 13b werden verwendet, um einen globalen Dunkelstrom zu erfassen, der zwischen Bildern existiert. Anders ausgedrückt detektieren die Spalten-OB-Pixelblöcke 12a und 12b und die Rahmen-OB-Pixelblöcke 13a und 13b einen globalen Dunkelstrom, d. h. einen Dunkelstrom, der durchgängig durch den aktiven Pixelblock 11 verteilt ist.
OB-Pixel, die in den Spalten-OB-Pixelblöcken 12a und 12b und den Rahmen-OB-Pixelblöcken 13a und 13b realisiert sind, weisen im Wesentlichen dieselbe Struktur wie die aktiven Pixel 11b in dem aktiven Pixelblock 11 auf, mit der Ausnahme einer Struktur zum Blockieren von einfallendem Licht. Die Struktur zum Blockieren des einfallenden Lichts kann durch ein Material wie z. B. Metall realisiert sein. Mit solch einer Struktur führen die OB-Pixel in den Blöcken 12a, 12b, 13a und 13b keine fotoelektrische Umwandlung durch.
Dementsprechend kann der Bildsensor den Pegel eines globalen Dunkelstroms in dem aktiven Pixelblock 11 unter Verwenden des Pegels eines globalen Dunkelstroms, der durch die OB-Pixel in den Blöcken 12a, 12b, 13a und 13b gemessen oder erfasst wird, anpassen. Die Anpassung weist ein Kompensationsverfahren auf, in dem der Pegel einer Spannung, die in dem aktiven Pixelblock 11 erfasst wird, unter Verwenden des Pegels des erfassten globalen Dunkelstroms insgesamt erhöht oder erniedrigt wird.
Das mindestens eine Dunkelpixel 11a, der in dem aktiven Pixelblock 11 angeordnet ist, kann einen lokalen Dunkelstrom, der eine lokal unterschiedliche Eigenschaft zeigt, in dem aktiven Pixelblock 11, in dem die aktiven Pixel 11b angebracht sind, erfassen.
2A bis 2C sind Diagramme der Anordnung von Pixeln mit einem Dunkelpixel in dem in der 1 veranschaulichten aktiven Pixelblock 11 gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen.
In Bezug auf 2A weist ein aktiver Pixelblock 20A entsprechend dem in 11 veranschaulichten aktiven Pixelblock 11 gemäß einer Ausführungsform der beispielhaften Ausführungsformen eine Mehrzahl von Einheitspixelblöcken B1 bis B4 auf. Die Einheitspixelblöcke B1 bis B4 weisen die gleiche Pixelanordnung auf. Jeder der Einheitspixelblöcke B1 bis B4 weist eine Mehrzahl von aktiven Pixeln 22 und einen einzelnen Dunkelpixel 21a, 21b, 21c oder 21d bei der gleichen Pixelanordnung auf.
Obwohl nur ein Dunkelpixel 21a, 21b, 21c oder 21d in jedem der Einheitspixelblöcke B1 bis B4 enthalten ist, kann die Anzahl von Dunkelpixeln, die in jedem der Einheitspixelblöcke B1 bis B4 enthalten ist, verändert werden.
Wenn die Anzahl der aktiven Pixel 22 in jedem der Einheitspixelblöcke B1 bis B4 zunimmt, nimmt die Anzahl der Dunkelpixel 21a bis 21d in dem aktiven Pixelblock 20A ab. Folglich nimmt die Anzahl von Dunkelpixeln, die zu interpolieren sind, ab. Darüber hinaus nimmt, wenn die Anzahl der aktiven Pixel 22 in jedem der Einheitspixelblöcke B1 bis B4 abnimmt, die Anzahl von Dunkelpixeln 21a bis 21d in dem aktiven Pixelblock 20A zu. Folglich nimmt die Anzahl von Dunkelpixeln, die zu interpolieren sind, zu. Die Zunahme der Anzahl von Pixeln, die zu interpolieren sind, d. h. die Zunahme der Anzahl von Dunkelpixeln 21a bis 21d hat einen negativen Effekt der Verschlechterung einer Reproduzierbarkeit von Farben, jedoch hat sie einen positiven Effekt zum Ermöglichen einer lokalen Dunkelstromkompensation, die exakter durchgeführt werden kann.
In Bezug auf 2B weist ein aktiver Pixelblock 20B entsprechend dem in 11 veranschaulichten aktiven Pixelblock 11 gemäß einer weiteren Ausführungsform der beispielhaften Ausführungsform eine Mehrzahl von den Einheitspixelblöcken B1 bis B4 auf. Die Einheitspixelblöcke B1 bis B4 weisen unterschiedliche Pixelanordnungen auf. Anders ausgedrückt weisen die Einheitspixelblöcke B1 bis B4 unterschiedliche Anzahlen von aktiven Pixeln 23 und unterschiedliche Anzahlen von Dunkelpixeln auf. Jeder der ersten und dritten Einheitspixelblöcke B1 und B3 weist z. B. 14 aktive Pixel 23 und zwei dunkle Pixel 22a und 22b oder 22d und 22e auf. Der zweite Einheits-Pixelblock B2 weist 15 aktive Pixel 23 und einen dunklen Pixel 22c auf. Der vierte aktive Pixelblock B4 weist nur 16 aktive Pixel 23 auf.
In Bezug auf 2C weist ein aktiver Pixelblock 20C entsprechend dem in 11 veranschaulichten aktiven Pixelblock 11 gemäß einer weiteren Ausführungsform der beispielhaften Ausführungsformen eine Mehrzahl von aktiven Pixeln 25 und eine Mehrzahl von Dunkelpixeln 24a bis 24j auf. Die Dunkelpixel 24a bis 24j können auf eine bestimmte Position in dem aktiven Pixelblock 20C konzentriert sein. Die besondere Position kann z. B. der Rand des aktiven Pixelblocks 20C sein. Die Dunkelpixel 24a bis 24j können auf einen Bereich konzentriert sein, wie Z. B. einen Rand oder ein Zentrum des aktiven Pixelblocks 20C, bei dem ein lokaler Dunkelstrom schwankt.
3 ist ein Blockdiagramm eines Bildsensors 30 gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen. In Bezug auf 3 weist der Bildsensor 30 einen Pixelarray 31 mit den in 1 bis 2C veranschaulichten aktiven Pixelblöcken 11, 20A, 20B oder 20C, einen korrelierten Doppelabtastungs-/Analog-/Digital-Wandler (CDS/ADC) 33, einen ersten Speicher 34, einen zweiten Speicher 35 und eine Kompensationsschaltung 36 auf. Der Bildsensor 30 kann irgendein Typ von Bildsensor wie z. B. ein Komplementär-Metall-Oxid-Halbleiter-(CMOS)-Bildsensor oder ein ladungsgekoppelter Bauelement-(CCD)-Bildsensor sein, der die Struktur des Pixelarrays 31 aufweist.
Das Pixelarray 31 weist eine Mehrzahl von Dunkelpixeln 31a und eine Mehrzahl von aktiven Pixeln 31b auf. Die aktiven Pixel 31b können mindestens einen Pixel aus Pixeln für ein Messen von Primärfarben z. B. Rot (R), Grün (G) und Blau (B), Pixel zum Messen von Komplementärfarben, Z. B. Magenta (Mg), Zyan (Cy) und Gelb (Y) und einen Pixel zum Messen von Weiß aufweisen.
Die Dunkelpixel 31a sind nahe den aktiven Pixeln 31b in einem aktiven Pixelblock 31_APB angeordnet. Die Dunkelpixel 31a geben eine im Dunkeln erzeugte Ladung, d. h. einen Dunkelstrom entsprechend der Ladung anstelle von einer durch Licht erzeugten Fotoladung aus.
Spalten-OB-Pixelblöcke 32a und 32b und ein Rahmen-OB-Pixelblock 32c messen und geben einen Dunkelstrom wie die Dunkelpixel 31a aus, jedoch sind die Blöcke 32a bis 32c für eine globale Dunkelstromkompensation durch das Pixelarray 31 vorgesehen und können keine Kompensation eines lokalen Dunkelstroms durchführen. Jedoch können gemäß den aktuellen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen die Dunkelpixel 31a eine Kompensation eines lokal auftretenden Dunkelstroms, d. h. eines lokalen Dunkelstroms, ausführen.
Der CDS/ADC 33 kann eine korrelierte Doppelabtastung und eine Analog-/Digital-Umwandlung getrennt oder gleichzeitig durchführen. Die korrelierte Doppelabtastung kann gemäß einem Analogmodus, einem Digitalmodus oder einem Dual-CDS-Modus durchgeführt werden. Der ADC kann durch eine Gruppe von Spalten-ADCs, die jeweils für Spalten in das Pixelarray 31 vorgesehen sind, oder durch einen einzelnen ADC realisiert sein.
Der erste Speicher 34 empfängt und speichert ein digitales Bildsignal des CDS/ADC 33. Das Pixelarray 31 gibt Daten in Einheiten von Einzelbildern aus. Folglich kann der erste Speicher 34 als ein Bildspeicher realisiert sein.
Der zweite Speicher 35 speichert Ausgangssignale der Dunkelpixel 31a, d. h. lokale Dunkelstrompegel (oder Information entsprechend den lokalen Dunkelstrompegeln), die von dem CDS/ADC 33 ausgegeben werden. Ein Dunkelstrompegel kann als ein digitaler Wert entsprechend dem Pegel eines Dunkelstroms ausgedrückt werden. Der zweite Speicher 35 kann durch ein Register realisiert sein. Der zweite Speicher 35 kann in dem ersten Speicher 34 enthalten sein, sodass ein Einzelspeicher realisiert werden kann. Eine Realisierung des Einzelspeichers ist möglich, da die Positionen und die Adressen der Dunkelpixel 3la festgelegt sind. Folglich können Daten entsprechend einer Adresse, die in einem Einzelspeicher festgelegt ist, als ein lokaler Dunkelstrompegel betrachtet werden.
Die Kompensationsschaltung 36 führt eine lokale Dunkelstromkompensation in Bezug auf die aktiven Pixel 31b in dem aktiven Pixelblock 31_ADB unter Verwenden der lokalen Dunkelstrompegel, die in dem zweiten Speicher 35 gespeichert werden, durch. Der zweite Speicher 35 kann z. B. einen lokalen Dunkelstrompegel speichern, der für einen aktiven Pixel 31b bestimmt ist, der einer lokalen Dunkelstromkompensation unterworfen werden soll. Dementsprechend wird die lokale Dunkelstromkompensation durch Subtrahieren des lokalen Dunkelstrompegels von dem aktiven Pixel 31b durchgeführt.
Dieses Verfahren kann durch Aktualisieren der Daten des aktiven Pixels 31b, die in dem ersten Speicher 34 gespeichert sind, durchgeführt werden. Anders ausgedrückt wird ein ursprünglich aktiver Pixelwert vor der lokalen Dunkelstromkompensation durch einen kompensierten Wert in dem ersten Speicher 34 ersetzt.
Digitale Bilddaten OUT, die in dem ersten Speicher 34 gespeichert sind, können an einen digitalen Bildsignalprozessor (nicht dargestellt) geliefert werden.
4A bis 4C sind Diagramme, die verwandte Schaltungen mit einer in 3 veranschaulichten Kompensationsschaltung 36 und die Betriebsvorgänge der Schaltungen veranschaulichen. In Bezug auf 4A weist der Bildsensor 30 das Pixelarray 31, einen ADC 33A, die Kompensationsschaltung 36, den ersten Speicher 34, den zweiten Speicher 35, einen nichtflüchtigen Hilfsspeicher 41, eine Schlecht-Pixel-Kompensationsschaltung 43 und einen Hilfs-Linienspeicher 42 auf.
Die Kompensationsschaltung 36 weist einen Dunkelpixel-Marker 361 und eine Dunkel-Schattierungskompensationseinheit 362 auf Eine Dunkel-Schattierung gibt an, dass sich ein Dunkelstrom durchgängig durch das Pixelarray 31 aufgrund der Positionen der Dunkelpixel 31a und weiteren Faktoren unterscheidet, die Temperatur- und/oder Belichtungszeit enthalten können.
Der Dunkelpixel-Marker 361 kennzeichnet Adressen der jeweiligen Dunkelpixel 31a von Pixeldaten und überträgt die gekennzeichneten Adressen zu der Dunkel-Schattierungskompensationseinheit 362. Die Dunkel-Schattierungskompensationseinheit 362 führt eine lokale Dunkelstromkompensation, d. h. eine Dunkel-Schattierungskompensation in Bezug auf die aktiven Pixel 31b, unter Verwenden lokaler Dunkelströme durch, die durch die Dunkelpixel 31a basierend auf den gekennzeichneten Adressen erhalten werden. So wie oben beschrieben wird die Dunkel-Schattierungskompensation durch Subtrahieren eines lokalen Dunkelstromwertes von einem aktiven Pixelwert ausgeführt.
Der ADC 33A entspricht dem in 3 veranschaulichten DCS/ADC 33 und ist vorgesehen, um die Beschreibung des DCS/ADC 33 zu vereinfachen.
Der erste Speicher 34 ist durch einen Linienspeicher realisiert. Der zweite Speicher 35 ist durch ein Register, d. h. ein Dunkelstromregister, realisiert. Der nichtflüchtige Hilfsspeicher 41 kann je nach Verwendung des Bildsensors 30 enthalten sein oder gewechselt werden. Informationen, die für den Betrieb des Bildsensors 30 benötigt werden, können in dem nichtflüchtigen Hilfsspeicher 41 im Voraus oder während des Betriebs gespeichert werden.
Ein Bildsignal, das von der Kompensationsschaltung 36 ausgegeben wird, wird durch die Schlecht-Pixel-Kompensationsschaltung 43 kompensiert. Die Schlecht-Pixel-Kompensationsschaltung 43 führt z. B. eine Kompensation an einem realen Fehlerpixel (z. B. einem Schlecht-Pixel), nicht an einem Pixel wie einem Dunkelpixel mit einem absichtlichen Fehlerwert, durch. Der Hilfs-Linienspeicher 42 kann zusätzlich für eine Schlecht-Pixel-Kompensation vorgesehen sein. Der Hilfs-Linienspeicher 42 kann verwendet werden, um einen während der Interpolation berechneten Wert zu speichern, wenn ein Pixelwert durch die Interpolation unter Verwenden von Werten von aktiven Pixeln um ein Schlecht-Pixel herum während der Schlecht-Pixel-Kompensation ersetzt wird.
4B ist ein Diagramm zum Erklären des Betriebs des Dunkelpixel-Markers 361. 4C ist ein Diagramm zum Erklären des Verfahrens der Dunkel-Schattierungskompensationseinheit 362.
Bezug nehmend auf 4A bis 4C weisen Videodaten, die in den Dunkelpixel-Marker 361 eingegeben werden, einen Ausgang (z. B. reale Bilddaten) von einem aktiven Pixel und einen Ausgang (z. B. einen lokalen Dunkelstrom) von einem Dunkelpixel auf. Der Dunkelpixel-Marker 361 bestimmt, ob ein Dateneingang aktive Pixeldaten oder Dunkelpixeldaten sind und liefert der Dunkel-Schattierungskompensationseinheit 362 ein Feststellungsergebnis. Gleichzeitig können ein Taktsignal CLK und ein horizontal synchrones Signal HSYNC verwendet werden, um die Videodaten zu übertragen.
So wie in 2A bis 2C dargestellt, wenn die Position eines Dunkelpixels festgelegt ist, kann der Dunkelpixel-Marker 361 die Position des Dunkelpixels finden. Der Dunkelpixel-Marker 361 kann z. B. eine Zeilen- und Spalteninformation bzgl. der Dunkelpixel 21a bis 21d in den Einheitspixelblöcken B1 bis B4 in 2A im Voraus speichern, Zeilen- und Spalteninformation bzgl. der Position eines aktiven Pixels, das einer Kompensation zu unterwerfen ist, empfangen, eine Position eines Pixels, das eine Kompensation erfordert, basierend auf der empfangenen Zeilen- und Spalteninformation bestimmen und die bestimmte Position zu der Dunkel-Schattierungskompensationseinheit 362 liefern.
Wie in 2B dargestellt, wenn Dunkelpixel zufällig angeordnet sind, können Adressen, die zuvor in dem nichtflüchtigen Hilfsspeicher 41 gespeichert wurden, verwendet werden.
Ein lokaler Dunkelstrompegel (oder -wert), der unter Verwenden eines Dunkelpixels geliefert wird, kann in dem zweiten Speicher 35, d. h. einem Dunkelstromregister, gespeichert werden. Die Dunkel-Schattierungskompensationseinheit 362 schätzt einen lokalen Dunkelstrom für einen lokalen Dunkelstrom-Kompensationsbereich unter Verwenden des lokalen Dunkelstrompegels, der in dem zweiten Speicher 35 gespeichert ist, ab. Die Schätzung ist durch eine Interpolation möglich. Danach führt die Dunkel-Schattierungskompensationseinheit 362 eine Addition oder Subtraktion an Ausgabewerten von aktiven Pixeln (z. B. Pixelwerten, die in dem ersten Speicher 34 gespeichert werden) und an Dunkelstrompegeln, die geschätzt worden sind, durch.
In Bezug auf 4C und Schaubild (a) werden Daten mit einem lokalen Dunkelstrom von aktiven Pixeln ausgegeben. Sowie in 4C und Schaubild (b) dargestellt ist, schätzt und berechnet die Dunkel-Schattierungskompensationseinheit 362 einen Dunkelstromkompensationspegel (oder -wert) für jeden aktiven Pixel. Danach subtrahiert die Dunkel-Schattierungskompensationseinheit 362 den geschätzten Dunkelstromkompensationspegel (b) von den Ausgabedaten (a), um dadurch lokale Dunkelstromkompensierte Daten sowie in dem Schaubild (c) dargestellt ist auszugeben.
5A bis 5F sind Diagramme von Beispielen eines Dunkelpixels, der in 1 bis 3 gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen veranschaulicht ist. 5A stellt ein Dunkelpixel 50A dar, das in einem von der Vorderseite beleuchteten Bildsensor verwendet wird. In Bezug auf 5A ist ein fotoelektrisches Umwandlungselement 52a in einem Substrat 51a angeordnet. Das fotoelektrische Umwandlungselement 52a kann durch eine Fotodiode, eine aufgesteckte Fotodiode oder einen Fototransistor realisiert sein. Metallleitungen 53a sind oberhalb des fotoelektrischen Elements 52a angeordnet.
Eine Zwischenschicht mit einer Mehrzahl von Isolationsschichten kann unter den Metallleitungen 53a angeordnet sein. Die Zwischenschicht kann eine Mehrzahl von Strukturen aufweisen, um einen optischen Pfad sicherzustellen. Ein Farbfilter 54a ist auf einem Bereich angeordnet, in dem die Metallleitungen 53a realisiert sind. Eine Mehrzahl von Zwischenschichten kann unterhalb oder oberhalb des Farbfilters 54a für eine Planarisierung angeordnet sein. Eine Mikrolinse 55a ist auf dem Farbfilter 54a angeordnet.
Eine lichtundurchlässige Schicht 56a ist zwischen der Mikrolinse 55a und dem Farbfilter 54a angeordnet. Die lichtundurchlässige Schicht 56a blockiert Licht, das durch die Mikrolinse 55a einfällt, um zu verhindern, dass das Licht hinter das fotoelektrische Umwandlungselement 52a übertragen wird.
Da das Dunkelpixel 50A verwendet wird, um einen Dunkelstrom zu erfassen, muss sichtbares Licht und Licht in weiteren Bereichen blockiert werden. Für diesen Zweck kann die lichtundurchlässige Schicht 56a unter Verwenden eines Materials gebildet werden, das alle Wellenlängenbereiche blockiert. Die lichtundurchlässige Schicht 56a kann z. B. unter Verwenden eines Metalls gebildet werden.
Die lichtundurchlässige Schicht 56a kann ein Teil des Farbfilters 54a sein oder kann der Farbfilter 54a selbst sein. In diesem Fall kann das Bezugszeichen 54a eine Planarisierungsschicht unterhalb eines Farbfilters bezeichnen und das Bezugszeichen 56a kann eine lichtundurchlässige Schicht bezeichnen, die während eines Verfahrens zum Bilden eines Farbfilters für einen aktiven Pixel gebildet wird.
Da einfallendes Licht durch die lichtundurchlässige Schicht 56a blockiert wird, kann das Dunkelpixel 50A, das zusammen mit den aktiven Pixel in einem aktiven Pixelblock angeordnet ist, verwendet werden, um einen lokalen Dunkelstrompegel zu erfassen.
5B stellt ein Dunkelpixel 50A dar, das in einem von der Rückseite beleuchteten Bildsensor verwendet wird. In Bezug auf 5B sind Metallleitungen 53b in einem Substrat 51b angeordnet. Ein fotoelektrisches Umwandlungselement 52b kann auf oder oberhalb der Metallleitungen 53b angeordnet sein. Ein Farbfilter 54b ist auf dem fotoelektrischen Umwandlungselement 52b angeordnet. Eine Mikrolinse 55b ist auf dem Farbfilter 54b angeordnet.
Eine lichtundurchlässige Schicht 56b ist zwischen der Mikrolinse 55b und dem Farbfilter 54b angeordnet. Da einfallendes Licht durch die lichtundurchlässige Schicht 56b blockiert wird, kann das Dunkelpixel 50B, das zusammen mit aktiven Pixeln in einem aktiven Pixelblock angeordnet ist, verwendet werden, um einen lokalen Dunkelstrompegel zu erfassen.
Ähnlich dem in 5A veranschaulichten Dunkelpixel 50A, kann ein in 5C veranschaulichter Dunkelpixel 50C in einem von der Vorderseite belichteten Bildsensor verwendet werden. Eine lichtundurchlässige Schicht 56c ist auf einer Mikrolinse 55c angeordnet. Die lichtundurchlässige Schicht 56c kann ein Teil der Mikrolinse 55c sein.
Ähnlich dem in 5B veranschaulichten Dunkelpixel 50B kann ein in 5D veranschaulichtes Dunkelpixel 50D in einem von der Rückseite beleuchteten Bildsensor verwendet werden. Eine lichtundurchlässige Schicht 56d ist auf einer Mikrolinse 55d angeordnet. Die lichtundurchlässige Schicht 56d kann ein Teil einer Mikrolinse 55d sein.
So wie die jeweils in 5A und 5C veranschaulichten Dunkelpixel 50A und 50C kann ein in 5E veranschaulichtes Dunkelpixel 50E in einem von der Vorderseite beleuchteten Bildsensor verwendet werden. Eine lichtundurchlässige Schicht 56e ist auf dem fotoelektrischen Umwandlungselement 52a angeordnet. Die lichtundurchlässige Schicht 56e kann in einer Zwischenschicht angeordnet sein.
Ähnlich den jeweils in 5B und 5D veranschaulichten Dunkelpixel 50B und 50D kann ein in 5F veranschaulichter Dunkelpixel 50F in einem von der Rückseite beleuchteten Bildsensor verwendet werden. Eine lichtundurchlässige Schicht 56f ist auf dem fotoelektrischen Umwandlungselement 52d angeordnet.
Jedes der jeweils in 5A bis 5F veranschaulichten Dunkelpixel 50A bis 50F weist eine Struktur auf, bei der die lichtundurchlässige Schicht 56a, 56b, 56c, 56d, 56e oder 56f zu der Struktur eines aktiven Pixels hinzugefügt wird.
6A bis 6C sind Schaltpläne der in 1 bis 3 veranschaulichten Dunkelpixel gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen. Ein Dunkelpixel, das in einem CMOS-Bildsensor mit einer Fotodiode enthalten ist, wird in Bezug auf 6A bis 6C beschrieben werden.
Während es keine Veränderungen in den internen Elementen jedes der Dunkelpixel 50A bis 50F bei den in 5A bis 5F veranschaulichten Ausführungsformen gibt, gibt es in den in 6A bis 6C veranschaulichten Ausführungsformen einige Änderungen bei den internen Elementen von Dunkelpixeln 60A bis 60C.
In Bezug auf 6A weist das Dunkelpixel 60A eine Fotodiode PD60A, einen Transfer-Transistor TX60A, einen Reset-Transistor RX60A mit einem Gate-Reset-Signal RS, einen Auswahl-Transistor SX60A mit einem Gate-Auswahlsignal SEL und einen Treiber-Transistor DX60A auf. Das Dunkelpixel 60A weist dieselben Elemente TX60A, RX60A, SX60A, DX60A und PD60A wie eine aktive Pixelstruktur auf, die vier Transistoren und eine Einzelfotodiode aufweist. Jedoch wird, da ein Gate des Transfer-Transistors TX60A mit einem Massenknoten verbunden ist, eine Fotoladung, die in der Fotodiode PD60A erzeugt wird, nicht zu einem Messknoten SN1 übertragen.
In Bezug auf 6B weist das Dunkelpixel 60B eine Fotodiode PD60B, einen Reset-Transistor RX60B mit einem Gate-Reset-Signal RS, einen Auswahl-Transistor SX60B mit einem Gate-Auswahlsignal SEL und einen Treiber-Transistor DX60B auf. Das Dunkelpixel 60B weist die Elemente RX60B, SX60B, DX60B und PD60B auf, die Elementen einer aktiven Pixelstruktur ähneln, die drei Transistoren und eine Einzeldiode ohne einen Transfer-Transistor aufzuweisen. Da das Dunkelpixel 60B keinen Transfer-Transistor aufweist und die Fotodiode PD60B von einem Messknoten SN2 getrennt ist, wird eine Fotoladung, die in der Fotodiode PD60B erzeugt wird, nicht zu dem Messknoten SN2 übertragen.
In Bezug auf 6C weist das Dunkelpixel 60C einen Reset-Transistor RX60C mit einem Gate-Reset-Signal RS, einen Auswahl-Transistor SX60C mit einem Gate-Auswahlsignal SEL und einen Treiber-Transistor DX60C auf. Das Dunkelpixel 60C weist nur drei Transistoren RX60C, SX60C und DX60C auf, ohne eine Fotodiode und einen Foto-Transistor aufzuweisen. Da das Dunkelpixel 60C keine Fotodiode und keinen Transfer-Transistor aufweist, ist ein lokaler Dunkelstrom entsprechend einer Ladung, die in der Fotodiode erzeugt werden kann, ausgeschlossen.
So wie oben beschrieben, obwohl die Dunkelpixel 50A bis 50F in den in 5A bis 5F veranschaulichten Ausführungsformen dieselbe Struktur wie ein aktives Pixel aufweisen, verhindern die Dunkelpixel 50A bis 50F, dass einfallendes Licht auf ein fotoelektrisches Umwandlungselement wie z. B. eine Fotodiode übertragen wird. Dementsprechend ist eine Kompensation von Dunkelstrom, der in die Fotodiode 52a oder 52b und einen Messknoten fließt, möglich.
Jedoch weisen die Dunkelpixel 60A bis 60C keine Fotodiode oder ein Blockieren des Ladungsflusses von der Fotodiode zu dem Messknoten SN1 oder SN2 auf, sogar wenn eine Fotodiode in den in 6A bis 6C veranschaulichten Ausführungsformen enthalten sind. Folglich wird hauptsächlich eine Kompensation des Dunkelstroms, der ausschließlich in die Messknoten SN1 oder SN2 fließt, ausgeführt.
7A bis 7D sind Schaltpläne von in 1 bis 3 veranschaulichten Pixel gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen. Diverse Pixel, die weiter unten beschrieben werden, können sowohl auf ein aktives Pixel als auch ein Dunkelpixel angewendet werden.
In Bezug auf 7A weist ein Pixel 70A eine Fotodiode PD, einen Transfer-Transistor TX, einen Floating-Diffusionsknoten FD, einen Reset-Transistor RX, einen Treiber-Transistor DX und einen Auswahl-Transistor SX auf. Der Transfer-Transistor TX arbeitet als Antwort auf ein Transfer-Steuersignal TS. Der Reset-Transistor RX arbeitet als Antwort auf ein Reset-Steuersignal RS. Der Auswahl-Transistor SX arbeitet als Antwort auf ein Auswahlsignal SEL. Die Fotodiode PD kann durch mindestens einen von einem Foto-Transistor, einem Foto-Gate, einer aufgesteckten Fotodiode und einer Kombination davon realisiert sein.
7A stellt eine 4-Transistor-(4T)-Struktur dar, die eine Fotodiode PD und vier MOS-Transistoren TX, RX, DX und SX aufweist. Jedoch sind die Ausführungsformen nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Irgendwelche Schaltungen mit mindestens drei Transistoren mit dem Treiber-Transistor DX und dem Auswahl-Transistor SX und der Fotodiode PD können in den Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsform verwendet werden.
Weitere Beispiele eines Pixels sind in 7B bis 7D veranschaulicht.
In Bezug auf 7B weist ein Pixel 70B eine 3-Transistor-(3T)-Struktur auf, die die Fotodiode PD, den Reset-Transistor RX, den Treiber-Transistor DX und den Auswahl-Transistor SX aufweist.
In Bezug auf 7C weist ein Pixel 70C eine 5-Transistor-(5T)-Struktur auf, die die Fotodiode PD, den Reset-Transistor RX, den Treiber-Transistor DX, den Auswahl-Transistor SX, den Transfer-Transistor TX und einen Transistor GX aufweist. Der Transistor GX kann das Transfer-Steuersignal TS an den Transfer-Transistor TX als Antwort auf das Auswahlsignal SEL übertragen.
In Bezug auf 7D weist ein Pixel 70D eine 5T-Struktur auf, die die Fotodiode PD, den Transfer-Transistor TX, den Reset-Transistor RX, den Treiber-Transistor DX, den Auswahl-Transistor SX und einen Transistor PX aufweist. Der Transistor PX arbeitet als Antwort auf ein Steuersignal TP. Ein Ausgabesignal jedes der Pixel 70A bis 70D wird durch eine Spaltenleitung COL ausgegeben.
8 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Interpolation in einem aktiven Pixelblock 80 gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen. Hier wird eine Interpolation unter Verwenden eines 5×5-Pixelblocks beschrieben werden. In Bezug auf 8 ist der aktive Pixelblock 80 in einem Pixelarray des Bildsensors enthalten. Das Pixelarray weist, obwohl nicht dargestellt, ebenso einen Spalten-OB-Pixelblock und einen Rahmen-OB-Pixelblock auf.
Es wird angenommen, dass der aktive Pixelblock 80 eine 8×8-Arraystruktur mit Pixeln R11 bis B88 aufweist. Ein Einheitspixelmuster des aktiven Pixelblocks 80 kann ein Mosaik-Bayer-Muster sein. Das Bayer-Muster weist zwei G-Pixel, einen R-Pixel und einen B-Pixel auf. Das Einheitspixelmuster ist wiederholt in dem aktiven Pixelblock 80 angeordnet.
Da es keine Daten über das Dunkelpixel X33 gibt, ist eine Interpolation auf das Dunkelpixel X33 durchzuführen. Zur Interpolation wird ein 5×5-Block A um den Dunkelpixel X33 festgelegt. Hierbei werden acht Pixel angrenzend an das Dunkelpixel X33 in einem schmalen Block A1 festgelegt und 16 Randpixel werden in einem großen Block A2 festgelegt.
Da der Block A1 näher angrenzend an das Dunkelpixel X33 als der Block A2 ist, wird dem Block A1 eine höhere Gewichtung gegeben und dem Block A2 eine geringere Gewichtung gegeben. Durch dieses Verfahren wird eine RGB-Farbkorrektur auf dem Dunkelpixel X33 durchgeführt. Das Dunkelpixel X15 in dem Block A2 kann von der Interpolation ausgeschlossen werden.
Jedoch kann, wenn die Interpolation auf dem Dunkelpixel X33 vor der Interpolation auf dem Dunkelpixel X15 durchgeführt wird, der interpolierte RGB-Wert für den Dunkelpixel X33 während der Interpolation auf den Dunkelpixel X15 verwendet werden. Zusätzlich kann eine G-Farbinterpolation und B-Farbinterpolation in Bezug auf das aktive Pixel R55 in einer ähnlichen Weise wie oben beschrieben unter Verwenden von Ausgabesignalen eines Blocks B durchgeführt werden.
9 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Kompensieren eines lokalen Dunkelstroms gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen. In Bezug auf 9 und Verfahrensschritt S901 werden Daten von einem aktiven Pixelblock mit einem aktiven Pixel und einem Dunkelpixel gelesen. Bei Verfahrensschritt S906 werden Daten als ein digitaler Wert durch CDS und/oder eine Analog-/Digital-Umwandlung ausgegeben und der digitale Wert in einem Speicher gespeichert. Hierbei kann der Speicher geteilt werden, um aktive Pixeldaten und Dunkelpixeldaten getrennt zu speichern.
In Verfahrensschritt S902 schätzt die Kompensationsschaltung 36 einen lokalen Dunkelstrom unter Verwenden eines berechneten Wertes für die Position des Dunkelpixels oder eine Adresse des Dunkelpixels, die zuvor gespeichert wird. In Verfahrensschritt S903 bestimmt die Kompensationsschaltung 36 das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines lokalen Dunkelstroms. Bei Verfahrensschritt S904 führt, wenn der lokale Dunkelstrom existiert, die Kompensationsschaltung 36 eine Kompensation des lokalen Dunkelstroms an dem aktiven Pixel durch. In Verfahrensschritt S905 gibt die Kompensationsschaltung 36 die kompensierten Daten aus.
10 ist ein Diagramm eines Bildsensors 100 gemäß weiteren Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen. In Bezug auf 10 wandelt der Bildsensor 100 ein optisches Signal in ein elektrisches Signal um. Eine Zeitablauf-Steuereinheit 101 steuert den Verfahrenszeitablauf des Bildsensors 100. Die Zeitablauf-Steuereinheit 101 kann eine Integrationszeit des Bildsensors 100 unter Verwenden eines Transfer-Steuersignals steuern.
Der Bildsensor 100 weist ein Pixelarray 103, einen CDS/ADC 104, einen Zeilen-Adressdecoder 102, einen ersten Speicher 105, einen zweiten Speicher 106, eine Dunkel-Schattierungskompensationsschaltung 107 und einen Bildsignalprozessor (ISP) 108 auf. Das Pixelarray 103 weist die Struktur und die Vorgänge auf, die in Bezug auf 1 bis 9 beschriebenen wurden, und weist aktive Pixel ACT und Dunkelpixel DARK in einem aktiven Pixelblock auf.
Der CDS/ADC 104 führt CDS und/oder eine Analog-/Digital-Umwandlung eines analogen Signals, das von jedem der aktiven Pixel ACT und der Dunkelpixel DARK ausgegeben wird, in dem Pixelarray 103 durch.
Die Strukturen und die Betriebe des in der 10 veranschaulichten ersten Speichers 105, des zweiten Speichers 106 und der Kompensationsschaltung 107 ähneln denen des ersten Speichers 34, des zweiten Speichers 35 und der Kompensationsschaltung 36, die in Bezug auf 3 bis 4C beschrieben sind.
Der ISP 108 rührt ein Signalverarbeiten unter Verwenden eines digitalen Bildsignals durch, das einer lokalen Dunkelstromkompensation unterzogen worden ist. Die Signalverarbeitung kann eine Farbinterpolation, eine Farbkorrektur, ein Auto-Weißabgleich, eine γ-Korrektur, eine Farbsättigungskorrektur, ein Formatieren, eine Schlecht-Pixelkorrektur und/oder eine Farbtonkorrektur aufweisen.
Der Zeilen-Adressdecoder 102 steuert den Betriebs-(oder Ausgabe-)-Zeitablauf jeder Zeile in dem Pixelarray 103 unter Verwenden von Adressinformation XADD, die von der Zeitablauf-Steuereinheit 101 bereitgestellt werden.
11 ist ein Blockdiagramm eines Kamerasystems 110 gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen. Das Kamerasystem 110 kann eine Digitalkamera, ein Smartphone mit einer Digitalkamera oder einen persönlichen Tablet-Computer (PC) mit einer Digitalkamera aufweisen.
In Bezug auf 11 kann das Kamerasystem 110 eine Linse 111, einen Bildsensor 112, eine Motoreinheit 113 und eine Verarbeitungseinheit 114 aufweisen. Ein Pixelarray und der Bildsensor 112 mit dem Pixelarray können die Strukturen und Verfahren für eine lokale Dunkelstromkompensation aufweisen, die in Bezug auf 1 bis 10 beschrieben wurden.
Die Linse 111 fokussiert einfallendes Licht auf einen Licht empfangenden Bereich (z. B. eine Fotodiode) in dem Bildsensor 112. Der Bildsensor 112 erzeugt Bilddaten basierend auf dem einfallenden Licht, das durch die Linse 111 empfangen wird. Der Bildsensor 112 kann die Bilddaten einer Verarbeitungseinheit 114 basierend auf einem Taktsignal CLK liefern. Der Bildsensor 112 kann mit der Verarbeitungseinheit 114 unter Verwenden einer mobilen Industrie-Prozessorschnittstelle (MIPI^®) und/oder einer seriellen Kameraschnittstelle (CSI) verbunden sein.
Die Motoreinheit 113 kann den Fokus der Linsen 111 als Antwort auf ein Steuersignal CTRL anpassen, das von der Verarbeitungseinheit 114 empfangen wird, oder ein Verschließen durchführen. Die Verarbeitungseinheit 114 steuert den Bildsensor 112 und die Motoreinheit 113. Die Verarbeitungseinheit 114 kann YUV-Daten einschließlich eines Abstands zu einem Objekt, einer Luminanzkomponente, eines Unterschieds zwischen der Luminanzkomponente und einer Blau-Komponente und eines Unterschieds zwischen der Luminanzkomponente und einer Rot-Komponente, oder komprimierte Daten wie z. B. Joint-Photography-Experts-Group-Daten (JPEG-Daten) basierend auf Abstandsdaten und/oder Bilddaten erzeugen, die von dem Bildsensor 112 empfangen werden.
Die Verarbeitungseinheit 114 kann mit einem Host/einer Anwendung 115 verbunden sein und kann die YUV-Daten oder JPEG-Daten dem Host/der Anwendung 115 basierend auf einem Master-Taktsignal MCLK liefern. Zusätzlich kann sich die Verarbeitungseinheit 114 mit dem Host/der Anwendung 115 unter Verwenden einer seriellen Peripherieschnittstelle (SPI) und/oder einer I-Quadrat-C-Schaltung (I²C) verbinden.
12 ist ein Blockdiagramm eines Computersystems 120 gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen. In Bezug auf 12 kann das Computersystem 120 einen Prozessor 121, eine Speichervorrichtung 122, eine Speichervorrichtung 123, eine Eingabe-/Ausgabe-(E/A)-Vorrichtung 124, ein Netzgerät 125 und einen Bildsensor 126 aufweisen. Der Bildsensor 126 kann die Strukturen und Vorgänge, die in Bezug auf 1 bis 10 beschrieben sind, aufweisen. Obwohl es nicht in 12 dargestellt ist, kann das Computersystem 120 Ports aufweisen, die mit Videokarten, Soundkarten, Speicherkarten, Universal-Serial-Bus-(USB)-Vorrichtungen kommunizieren können.
Der Prozessor 121 kann bestimmte Berechnungen oder Aufgaben durchführen. Der Prozessor 121 kann einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) aufweisen. Der Prozessor 121 kann mit der Speichervorrichtung 122, der Speicherungsvorrichtung 123 und der E/A-Vorrichtung 124 über einen Adressbus, einen Steuerungsbus und einen Datenbus in Verbindung stehen.
Der Prozessor 121 kann ebenso mit einem erweiterten Bus, wie z. B. einem Peripheral-Component-Interconnect-Bus (PCI-Bus), verbunden sein. Die Speichervorrichtung 122 kann Daten speichern, die für die Betriebabläufe des Computersystems 120 nötig sind. Die Speichervorrichtung 122 kann durch einen dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM), einen mobilen DRAM, einen statischen Direktzugriffsspeicher (SRAM), einen Phasenänderungs-Direktzugriffsspeicher (PRAM), einen ferroelektrischen Direktzugriffsspeicher (FRAM), einen resistiven Direktzugriffsspeicher (RRAM) und/oder einen magnetischen Direktzugriffsspeicher (MRAM) realisiert sein.
Die Speicherungsvorrichtung 123 kann ein Festkörperlaufwerk (SSD), ein Festplattenlaufwerk (HDD) und/oder eine Nur-Lese-Speicher-Kompaktscheibe (CD-ROM) aufweisen. Die E/A-Vorrichtung 124 kann eine Eingabevorrichtung, wie z. B. eine Tastatur, ein Tastenfeld oder eine Maus, und eine Ausgabevorrichtung, wie z. B. einen Drucker, oder eine Anzeigevorrichtung aufweisen. Das Netzteil 125 kann eine Betriebsspannung liefern, die für einen Betrieb des Computersystems 120 benötigt wird.
Der Bildsensor 126 kann mit dem Prozessor 121 über Busse oder weitere Kommunikationsverbindungen in Verbindung stehen. Der Bildsensor 126 und der Prozessor 121 können zusammen in einem Einzelchip integriert sein oder können getrennt in unterschiedlichen Chips jeweils integriert sein. Das Computersystem 120 kann irgendeine Art von Computersystem sein, das den Bildsensor 126 verwendet. Das Computersystem 120 kann z. B. eine Digitalkamera, ein Mobiltelefon, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), ein tragbarer Multimediaspieler (PMP), ein Smartphone oder ein Tablet-PC aufweisen.
13 ist ein Blockdiagramm eines Computersystems 130 gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen. In Bezug auf 13 kann das Computersystem 130 als eine Datenverarbeitungsvorrichtung realisiert sein, die MIPI^® verwendet oder unterstützen kann. Das Computersystem 130 kann einen Anwendungsprozessor 1300, einen Bildsensor 1320 und eine Anzeigevorrichtung 1330 aufweisen.
Ein serieller Kameraschnittstellen-Host (CSI-Host) 1302, der in dem Anwendungsprozessor 1300 enthalten ist, kann eine serielle Kommunikation mit einer CSI-Vorrichtung 1321, die in dem Bildsensor 1320 enthalten ist, über CSI durchführen. Der CSI-Host 1302 kann einen Deserialisierer DES aufweisen und die CSI-Vorrichtung 1321 kann einen Serialisierer SER aufweisen. Der Bildsensor 1320 kann die Strukturen und Verfahren aufweisen, die in Bezug auf 1 bis 10 beschrieben sind.
Ein serieller Anzeige-Schnittstellen-Host (DSI-Host) 1301, der in dem Anwendungsprozessor 1300 enthalten ist, kann eine serielle Kommunikation mit einer DSI-Vorrichtung 1331, die in der Anzeigevorrichtung 1330 enthalten ist, über DSI durchführen. Der DSI-Host 1301 kann einen Serialisierer SER aufweisen und die DSI-Vorrichtung 1331 kann einen Deserialisierer DES aufweisen.
Das Computersystem 130 kann ebenso einen Radio-Frequenz-Chip (RF-Chip) 1340 aufweisen, der mit dem Anwendungsprozessor 1300 in Verbindung steht. Eine physikalische Schicht (PHY) 1303 des Anwendungsprozessors 1300 und eine PHY 1341 des RF-Chips 1340 können Daten miteinander entsprechend dem MIPI DigRF übertragen. Der Anwendungsprozessor 1300 kann ebenso einen DigRF-Master 1304 aufweisen, der eine Datenkommunikation der PHY 1303 unter Verwenden MIPI DigRF steuert.
Das Computersystem 130 kann ferner einen globalen Positionierungssystem-Empfänger (GPS-Empfänger) 1310, eine Speicherung 1350, ein Mikrofon (MIC) 1360, einen DRAM 1370 und einen Lautsprecher 1380 aufweisen. Das Computersystem 130 kann unter Verwenden eines Ultra-Weitband (UWB) 1393, eines traglosen lokalen Netzwerkes (WLAN) 1392 und eines Worldwide-Interoperability-for-Microwave-Access (Wimax) 1391 kommunizieren. Die Struktur und Schnittstelle des in der 13 veranschaulichten Computersystems 130 ist nur ein Beispiel und die beispielhaften Ausführungsformen sind nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
14 ist ein Diagramm zum Erläutern von Abdeckungsformen gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen. In Bezug auf 14 sind einige der Pixel des Pixelarrays abgedeckt, um ein Dunkelsignal zu messen. Abdeckungen können pseudo-zufällig angeordnet werden, um künstliche Frequenzen zu vermeiden. Folglich werden unterschiedliche Ausführungsformen in der 14 dargestellt, um Abdeckungsformen zu veranschaulichen. Unterschiedliche Abdeckungsformen können z. B. verwendet werden, um besser Licht abzuschirmen und/oder Phasen-Erkennungs-Autofokus-Pixel unter Verwenden der Abdeckformen zu integrieren. In 14 kann eine erste Abdeckung einen Einzelpixel abdecken. Erweiterte Abdeckungen werden Bereiche von angrenzenden Pixeln abdecken, eine bessere Abschirmung von Licht liefern und einen Phasen-Erkennungs-Autofokus ermöglichen. Eine Abdeckung von mehreren Bereichen wird eine bessere Abschirmung liefern, aber die Bildqualität kann reduziert werden. In der 14 kann eine zweite Abdeckung Streifen von 0,5–1,5 Zellen abdecken. In 14 kann eine dritte Abdeckung eine Umgebung von Pixeln abdecken.
15 ist ein Ablaufdiagramm von einer Dunkelsignal-Approximation und -Kompensation gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen. In Bezug auf 15 basiert das Ablaufdiagramm der Dunkelsignal-Approximation und -Kompensation auf vorhergehenden Einzelbildern und einer Pixelwert-Rekonstruktion (Verfahrensbild N). Ein Kompensieren eines Einzelbildes N basierend auf vorherigen Bildern kann eine geringere Zeitgenauigkeit verursachen, erlaubt jedoch eine Approximation unter Verwenden von Daten um den Sensor herum. Anders ausgedrückt wird ein Einzelbild N unter Verwenden von Daten fixiert, die ausschließlich bei vorhergehenden Einzelbildern erfasst werden.
16 ist ein Ablaufdiagramm einer Dunkelsignal-Approximation und -Kompensation gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen. In Bezug auf 16 basiert das Ablaufdiagramm der Dunkelsignal-Approximation und -Kompensation auf einem aktuellen Einzelbild und einer Pixelwert-Rekonstruktion (Verfahrensbild N). Ein Kompensieren eines Einzelbildes N basierend auf einem Einzelbild N ermöglicht eine höhere Zeitgenauigkeit, jedoch kann es ebenso eine Approximation unter Verwenden von Daten von überall um den Sensor verkomplizieren. Ferner ist die Dunkelsignal-Approximation und -Kompensation aus 16 anfälliger gegen Rauschen. Anders ausgedrückt wird ein Einzelbild N durch ein Integrieren von Daten des gleichen Einzelbildes (welches mit vorherigem Wissen zusammengefügt werden könnte) fixiert.
In 14 bis 16 der Ausführungsformen sind abgedeckte Pixel zwischen normalen Pixeln eingebettet. Abdeckungen können pseudo-zufällig angeordnet sein, um künstliche Frequenzen zu vermeiden. Eine Dunkelsignal-Approximation und Pixelwiederherstellung/Rekonstruktion wird in 15 bis 16 der Ausführungsformen beschrieben. Ferner kann eine Einzelabdeckung für eine Dunkelpixelmessung und einen Phasenerfassungs-Autofokus verwendet werden.
Sowie oben beschrieben ist, verbessert ein CMOS-Bildsensor gemäß einigen Ausführungsformen der beispielhaften Ausführungsformen eine Dunkel-Schattierung. Zusätzlich führt der CMOS-Bildsensor eine Kompensation des globalen Dunkelstroms und des lokalen Dunkelstroms durch, um dadurch die Bildqualität eines Bildes zu erhöhen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2012-0076611 [0001]

Claims

Pixelarray eines Bildsensors, das aufweist: einen aktiven Pixelblock (11; 20A; 20B; 20C; 31_APB), der eine Mehrzahl von aktiven Pixeln (11b; 22; 23; 25; 31b), die derart konfiguriert sind, dass sie ein elektrisches Signal entsprechend einem optischen Signal ausgeben, und mindestens ein Dunkelpixel (11a; 21a–21d; 22a–22e; 24a–24j; 31a; 50A–50F; 60A–60C) aufweist, das derart konfiguriert ist, dass es einen lokalen Dunkelstrom erzeugt; und einen optischen Dunkelpixelblock (12a, 12b, 13a, 13b; 32a, 32b, 32c), der um den aktiven Pixelblock (11; 20A; 20B; 20C; 31_APB) angeordnet ist und derart konfiguriert ist, dass er einen globalen Dunkelstrom erzeugt.
Pixelarray nach Anspruch 1, wobei der aktive Pixelblock (20A) eine Mehrzahl von Einheitspixelblöcken (B1–B4) aufweist, die eine gleiche Pixelanordnung aufweisen und jeder der Einheitspixelblöcke (B1–B4) mindestens eines der aktiven Pixel (22) und das mindestens eine Dunkelpixel (21a–21d) aufweist.
Pixelarray nach Anspruch 1, wobei der aktive Pixelblock (20B; 20C) eine Mehrzahl von Einheitspixelblöcken (B1–B3) aufweist, die unterschiedliche Pixelanordnungen aufweisen und jeder der Einheitspixelblöcke (B1–B3) mindestens zwei der aktiven Pixel (23; 25) und das mindestens eine Dunkelpixel (22a–22e; 24a–24j) aufweist.
Pixelarray nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Dunkelpixel (22a–22e) zufällig unter den aktiven Pixeln (23) angeordnet ist.
Pixelarray nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Dunkelpixel (50A; 50B; 50F; 50E) eine lichtundurchlässige Schicht (56a; 56b; 56e; 56f) aufweist, die zwischen einer Fotodiode (52a; 52b) und einer Mikrolinse (55a; 55b) ausgebildet ist.
Pixelarray nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Dunkelpixel (50C; 50D) eine lichtundurchlässige Schicht (56c; 56d) aufweist, die auf einer Mikrolinse (55c; 55d) ausgebildet ist.
Pixelarray nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Dunkelpixel (60C) keine Fotodiode aufweist.
Pixelarray nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Dunkelpixel (50A–50F; 60C) beim Erzeugen des lokalen Dunkelstroms keine fotoelektrische Umwandlung als Antwort auf das optische Signal durchführt.
Pixelarray nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Dunkelpixel beim Erzeugen des lokalen Dunkelstroms das elektrische Signal nicht als Antwort auf das optische Signal ausgibt (50A–50F; 60C).
Bildsensor, der aufweist: ein Pixelarray (31), das einen aktiven Pixelblock (31_APB) mit einer Mehrzahl von aktiven Pixeln (31b), die derart konfiguriert sind, dass sie ein elektrisches Signal entsprechend einem optischen Signal ausgeben, und mindestens einem Dunkelpixel (31a), das derart konfiguriert ist, dass es einen lokalen Dunkelstrom erzeugt, und einen optischen Dunkelpixelblock (32a, 32b, 32c), der um den aktiven Pixelblock (31_APB) angeordnet ist und derart konfiguriert ist, dass er einen globalen Dunkelstrom erzeugt, aufweist; und eine Kompensationsschaltung (36), die derart konfiguriert ist, dass sie den lokalen Dunkelstrom in jedem der aktiven Pixel (31b) unter Verwenden des lokalen Dunkelstroms kompensiert, der von dem mindestens einen Dunkelpixel (31a) geliefert wird.
Bildsensor nach Anspruch 10, wobei die Kompensationsschaltung (36) aufweist: einen Dunkelpixel-Marker (361), der derart konfiguriert ist, dass er eine Positionsinformation des mindestens einen Dunkelpixels (31a) von einem Bildsignal liefert, das das elektrische Signal, das von jedem der aktiven Pixel (31b) ausgegeben wird, und den lokalen Dunkelstrom, der von dem mindestens einen Dunkelpixel (31a) ausgegeben wird, umfasst; und eine Dunkel-Schattierungskompensationseinheit (362), die derart konfiguriert ist, dass sie den lokalen Dunkelstrom in jedem der aktiven Pixel (31b) unter Verwenden des lokalen Dunkelstroms, der von dem mindestens einen Dunkelpixel (31a) ausgegeben wird, und der Positionsinformation des Dunkelpixels (31a) kompensiert. 112, Bildsensor nach Anspruch 10, wobei der aktive Pixelblock (20A) eine Mehrzahl von Einheitspixelblöcken (B1–B4), die eine gleiche Pixelanordnung aufweisen, aufweist und jeder der Einheitspixelblöcke (B1–B4) mindestens eines der aktiven Pixel (22) und das mindestens eine Dunkelpixel (21a–21d) aufweist.
Bildsensor nach Anspruch 10, wobei der aktive Pixelblock (20B) eine Mehrzahl von Einheitspixelblöcken (B1–B4) aufweist, die unterschiedliche Pixelanordnungen aufweisen und jeder der Einheitspixelblöcke (B1–B3) mindestens zwei der aktiven Pixel (23) und das mindestens eine Dunkelpixel (22a–22e) aufweist.
Bildsensor nach Anspruch 13, wobei sich eine Anzahl der mindestens zwei aktiven Pixel von einer Anzahl des mindestens einen Dunkelpixels unterscheidet.
Bildsensor nach Anspruch 10, wobei das mindestens eine Dunkelpixel (22a–22e) zufällig unter den aktiven Pixeln (23) angeordnet ist.
Bildsensor nach Anspruch 10, wobei der mindestens eine Dunkelpixel (50A; 50B; 50F; 50E) eine lichtundurchlässige Schicht (56a; 56b; 56e; 56f) aufweist, die zwischen einer Fotodiode (52a; 52b) und einer Mikrolinse (55a; 55b) ausgebildet ist.
Bildsensor nach Anspruch 10, wobei das mindestens eine Dunkelpixel (50C; 50D) eine lichtundurchlässige Schicht (56c; 56d) aufweist, die auf einer Mikrolinse (55c; 55d) ausgebildet ist.
Bildsensor nach Anspruch 10, wobei das mindestens eine Dunkelpixel (60A–60C) keine Fotodiode (60C) aufweist.
Bildsensor nach Anspruch 10, wobei der mindestens eine Dunkelpixel (50A–50F; 60C) beim Erzeugen des lokalen Dunkelstroms das elektrische Signal nicht als Antwort auf das optische Signal ausgibt.
Bildsensor nach Anspruch 10, der ferner eine Schlecht-Pixelkompensationsschaltung (43) aufweist, die derart konfiguriert ist, dass sie eine Schlecht-Pixelkompensation an einem Ausgang jedes der aktiven Pixel durchführt, in denen der lokale Dunkelstrom kompensiert worden ist.
Verfahren zum Kompensieren eines lokalen Dunkelstroms in einem Bildsensor, wobei das Verfahren aufweist: Erzeugen eines elektrischen Signals entsprechend einem optischen Signal unter Verwenden jedes von einer Mehrzahl von aktiven Pixeln (11b; 22; 23; 25; 31b), die ein aktiver Block (11; 20A; 20B; 20C; 31_APB) aufweist, und gleichzeitiges Erzeugen des lokalen Dunkelstroms unter Verwenden mindestens eines Dunkelpixels, den der aktive Pixelblock (11; 20A; 20B; 20C; 31_APB) aufweist; und Kompensieren des lokalen Dunkelstroms in jedem der aktiven Pixel (11b; 22; 23; 25; 31b) unter Verwenden des lokalen Dunkelstroms, der von dem mindestens einen Dunkelpixel (11a; 21a–21d; 22a–22e; 24a–24j; 31a) geliefert wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Kompensieren des lokalen Dunkelstroms aufweist: Liefern von Positionsinformation des mindestens einen Dunkelpixels (11a; 21a–21d; 22a–22e; 24a–24j; 31a) von einem Bildsignal, das das elektrische Signal aufweist, das von jedem der aktiven Pixel (11b; 22; 23; 25; 31b) ausgegeben wird, und dem lokalen Dunkelstrom, der von dem mindestens einen Dunkelpixel (11a; 21a–21d; 22a–22e; 24a–24j; 31a) ausgegeben wird; und Kompensieren des lokalen Dunkelstroms in jedem der aktiven Pixel (11b; 22; 23; 25; 31b) unter Verwenden des lokalen Dunkelstroms, der von dem mindestens einen Dunkelpixel (11a; 21a–21d; 22a–22e; 24a–24j; 31a) ausgegeben wird, und der Positionsinformation des mindestens einen Dunkelpixels (11a; 21a–21d; 22a–22e; 24a–24j 31a).
Verfahren zum Kompensieren eines lokalen Dunkelstroms in einem Bildsensor, wobei das Verfahren aufweist: Lesen von Pixeldaten von einem aktiven Pixelblock (11; 20A; 20B; 20C; 31_APB), der mindestens ein aktives Pixel (11b; 22; 23; 25; 31b) und mindestens ein Dunkelpixel (11a; 21a–21d; 22a–22e; 24a–24j; 31a) aufweist; Schätzen des lokalen Dunkelstroms des mindestens einen aktiven Pixels (11b; 22; 23; 25; 31b) unter Verwenden eines berechneten Wertes für eine Position des mindestens einen Dunkelpixels (11a; 21a–21d; 22a–22e; 24a–24j; 31a) oder einer Adresse des mindestens einen Dunkelpixels (11a; 21a–21d; 22a–22e; 24a–24j; 31a); Durchführen einer Kompensation des lokalen Dunkelstroms an dem mindestens einen aktiven Pixel (11b; 22; 23; 25; 31b) unter Verwenden des geschätzten lokalen Dunkelstroms, wenn der lokale Dunkelstrom existiert; und Ausgeben der kompensierten Pixeldaten.
Verfahren nach Anspruch 23, das ferner aufweist: Speichern erster Pixeldaten von den Pixeldaten, entsprechend dem mindestens einen aktiven Pixel (11b; 22; 23; 25; 31b) entsprechen, in einem ersten Speicher (34); Speichern zweiter Pixeldaten von den Pixeldaten, die dem mindestens einen Dunkelpixel (11a; 21a–21d; 22a–22e; 24a–24j; 31a) entsprechen, in einem zweiten Speicher (35), wobei der erste Speicher (34) von dem zweiten Speicher (35) getrennt ist.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei, wenn der lokale Dunkelstrom nicht existiert, die Pixeldaten ohne Kompensation ausgegeben werden.
Verfahren zum Evaluieren eines Dunkelsignals in einem Bildsensor, wobei das Verfahren aufweist: Abdecken einer Mehrzahl von Pixeln (R, G, B) eines Pixelarrays (31; 103); und Messen eines Dunkelsignals basierend auf den abgedeckten Pixeln (R, G, B) in dem Pixelarray (31; 103).
Verfahren nach Anspruch 26, wobei die abgedeckten Pixel (R, G, B) pseudozufällig in dem Pixelarray (31; 103) angeordnet werden, um künstliche Frequenzen zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Abdecken der Mehrzahl von Pixeln (R, G, B) des Pixelarrays (31; 103) ferner ein Abdecken jedes Pixels der Mehrzahl von Pixeln (R, G, B) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Abdecken der Mehrzahl von Pixeln (R) des Pixelarrays (31; 103) ferner ein Abdecken eines Bereiches des mindestens einen Pixels (G, B) angrenzend zu jedem abgedeckten Pixel (R) der Mehrzahl von Pixeln (R, G, B) aufweist.