專利名稱：在圖像傳感器中獲得高動態(tài)范圍圖像的方法及圖像傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像傳感器領(lǐng)域，具體為在圖像傳感器中獲得高動態(tài)范圍圖像的方法 及圖像傳感器。
背景技術(shù)：
目前獲取高動態(tài)范圍圖像的方法基本上是基于圖像數(shù)據(jù)處理獲取靜態(tài)的高動態(tài) 范圍圖像。方法是對感光像素陣列的所有行進(jìn)行長時(shí)間曝光，獲得整幀的長時(shí)間曝光信 號，并將獲得的長時(shí)間曝光信號存儲到特定的存儲空間；對感光像素陣列的所有行進(jìn)行短 時(shí)間曝光，獲得整幀的短時(shí)間曝光信號；將獲得的短時(shí)間曝光信號與存儲于特定的存儲空 間中的長時(shí)間曝光信號進(jìn)行合成，采基于此的高動態(tài)范圍圖像獲取方式需要存取整幀的曝 光信號，耗費(fèi)較多的存儲資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為現(xiàn)有的獲取高動態(tài)范圍圖像的方法，要存儲多幀的 圖像信息，耗費(fèi)較多的存儲資源。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案在圖像傳感器中獲得高動態(tài)范圍圖像的方法，所述圖像傳感器包括排列為行和列 的感光像素陣列，該方法包括在圖像傳感器中獲得高動態(tài)范圍圖像的方法，所述圖像傳感器包括排列為行和列 的感光像素陣列，該方法包括A、對感光像素陣列每行分配長曝光時(shí)間和短曝光時(shí)間，其中所有行內(nèi)感光像素的 長曝光時(shí)間或短曝光時(shí)間相同；B、以長曝光時(shí)間對當(dāng)前行進(jìn)行長時(shí)間曝光；采樣當(dāng)前行長時(shí)間曝光信號；對當(dāng)前 行進(jìn)行復(fù)位，開始以短曝光時(shí)間對當(dāng)前行進(jìn)行短時(shí)間曝光；將采樣的當(dāng)前行長時(shí)間曝光信 號進(jìn)行逐列讀取并轉(zhuǎn)換為數(shù)字當(dāng)前行長時(shí)間曝光信號存儲至相應(yīng)的存儲空間，并覆蓋存儲 于存儲空間的前行數(shù)據(jù)；C、終止當(dāng)前行短時(shí)間曝光，采樣當(dāng)前行短時(shí)間曝光信號，將采樣的當(dāng)前行短時(shí)間 曝光信號進(jìn)行逐列讀取并轉(zhuǎn)換為數(shù)字當(dāng)前行短時(shí)間曝光信號，將數(shù)字當(dāng)前行短時(shí)間曝光信 號與存儲于存儲空間中相應(yīng)的數(shù)字當(dāng)前行長時(shí)間曝光信號進(jìn)行合成并輸出；D、以步驟B、C對整個(gè)感光像素陣列進(jìn)行逐行處理。進(jìn)一步地，所述感光像素陣列每一行長時(shí)間曝光信號的讀取與每一行短時(shí)間曝光 信號的讀取時(shí)間相同；所述感光像素陣列每一行的短曝光時(shí)間，為每一行長時(shí)間曝光信號 或短時(shí)間曝光信號的采樣和讀取所用時(shí)間之和。進(jìn)一步地，所述將長時(shí)間曝光信號和短時(shí)間曝光信號進(jìn)行合成的方法滿足下列公 式Zi,」=A+Xy+B^i,」，其中Α+Β = 1且A彡0，B彡0，A、B為權(quán)重系數(shù)，Xijj為位于第i行第j列感光像素的數(shù)字長時(shí)間曝光信號，Yi, j為位于第i行第j列感光像素的數(shù)字 短時(shí)間曝光信號。優(yōu)選地，權(quán)重系數(shù)A = B = 0.5。圖像傳感器，包括排列為行和列的感光像素陣列，根據(jù)曝光控制信號，以長曝光時(shí)間對當(dāng)前行進(jìn)行 長時(shí)間曝光；根據(jù)長時(shí)間曝光采樣信號，采樣當(dāng)前行長時(shí)間曝光信號；根據(jù)復(fù)位信號，對當(dāng) 前行進(jìn)行復(fù)位；以短曝光時(shí)間對當(dāng)前行進(jìn)行短時(shí)間曝光，根據(jù)短時(shí)間曝光采樣信號，采樣當(dāng) 前行短時(shí)間曝光信號；曝光信號讀取單元，在對當(dāng)前行進(jìn)行短時(shí)間曝光的期間內(nèi)，根據(jù)曝光讀取控制信 號逐列讀取采樣的當(dāng)前行長時(shí)間曝光信號并輸出；根據(jù)曝光讀取控制信號逐列讀取采樣的 當(dāng)前行短時(shí)間曝光信號并輸出；模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，將逐列讀取后的當(dāng)前行長時(shí)間曝光信號和當(dāng)前行短時(shí)間曝光信號 轉(zhuǎn)換為數(shù)字當(dāng)前行長時(shí)間曝光信號和數(shù)字當(dāng)前行短時(shí)間曝光信號，并輸出；存儲單元，用以將當(dāng)前行數(shù)字長時(shí)間曝光信號存儲至相應(yīng)的存儲空間，并覆蓋存 儲于存儲空間的前行數(shù)據(jù)；合成單元，用以將當(dāng)前行數(shù)字短時(shí)間曝光信號與存儲于存儲空間中相應(yīng)的當(dāng)前行 數(shù)字長時(shí)間曝光信號進(jìn)行合成并輸出；時(shí)序控制單元，用以產(chǎn)生曝光控制信號，曝光讀取控制信號，復(fù)位信號，長時(shí)間曝 光采樣信號，短時(shí)間曝光采樣信號；行/列譯碼單元，用以對時(shí)序控制單元產(chǎn)生的曝光控制信號，曝光讀取控制信號， 復(fù)位信號，長時(shí)間曝光采樣信號，短時(shí)間曝光采樣信號進(jìn)行行/列譯碼并輸出至感光像素 陣列。進(jìn)一步地，將當(dāng)前行的數(shù)字短時(shí)間曝光信號與存儲于存儲空間中相應(yīng)的當(dāng)前行數(shù) 字長時(shí)間曝光信號進(jìn)行合成滿足下列公式Zi, j = A*Xi, j+B*Yi,」，其中A+B = 1且A彡0，B彡0，A、B為權(quán)重系數(shù)，Xi,」為位于 第i行第j列感光像素的長時(shí)間曝光信號，Yi, j為位于第i行第j列感光像素的短時(shí)間曝 光信號。優(yōu)選地，權(quán)重系數(shù)A = B = 0. 5。進(jìn)一步地，所述感光像素陣列包括排列成行和列的感光像素單元，所述像素單元 包括用于產(chǎn)生光電荷的光檢測元件；用于存儲所述光電荷的存儲裝置；采樣晶體管；采樣晶體管的源極與所述存儲裝置電連接；采樣晶體管的柵極與行 /列譯碼單元匹配電連接；在采樣晶體管的柵極接收長時(shí)間曝光采樣信號或短時(shí)間曝光 采樣信號時(shí)，響應(yīng)于接收到的采樣信號，將由光檢測元件產(chǎn)生的光電荷轉(zhuǎn)移到所述存儲裝 置；復(fù)位晶體管；復(fù)位晶體管的漏極與電源電相連，復(fù)位晶體管與采樣晶體管的源極 以及存儲裝置電連接；復(fù)位晶體管的柵極與行/列譯碼單元匹配電連接；在復(fù)位晶體管的 柵極接收復(fù)位信號時(shí)，響應(yīng)于所接收的復(fù)位信號將所述存儲裝置的電荷設(shè)置到期望值以及將存儲在存儲裝置中的電荷放電以復(fù)位存儲裝置；驅(qū)動晶體管；驅(qū)動晶體管的漏極與電源電連接；驅(qū)動晶體管的柵極與復(fù)位晶體管 的源極電連接；驅(qū)動晶體管響應(yīng)于加載至其柵極的信號作為源跟隨緩沖放大器；選通晶體管；選通晶體管的漏極與驅(qū)動晶體管的源極電連接；選通晶體管的柵極 與行/列譯碼單元匹配電連接；選通晶體管，響應(yīng)于加載至其柵極的選通信號，輸出長時(shí)間 曝光信號或短時(shí)間曝光信號。本發(fā)明公開的在圖像傳感器中獲得高動態(tài)范圍圖像的方法，通過對圖像傳感器中 感光像素陣列分配長曝光時(shí)間和短曝光時(shí)間，并重復(fù)利用同樣的存儲空間分別對各行的長 曝光時(shí)間信號和短曝光時(shí)間信號進(jìn)行合成處理，與現(xiàn)有技術(shù)相比節(jié)約了較多的存儲資源。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例圖像傳感器的原理圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例感光像素陣列的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例存儲單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例感光像素陣列中感光像素的電路圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例感光像素控制時(shí)序圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對 本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖2為本發(fā)明實(shí)施例感光像素陣列的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例存儲單元 的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例感光像素控制時(shí)序圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例的流程圖； 如圖2、圖3、圖5和圖6所示，在圖像傳感器中獲得高動態(tài)范圍圖像的方法，所述圖像傳感 器包括排列為m行和η列的感光像素陣列，該方法包括對感光像素陣列每行分配長曝光時(shí)間Tl和短曝光時(shí)間Τ2，其中特定行內(nèi)感光像 素的長曝光時(shí)間或短曝光時(shí)間相同；感光像素陣列每一行的短曝光時(shí)間，為每一行長時(shí)間 曝光信號或短時(shí)間曝光信號的采樣和讀取所用時(shí)間之和。如圖2、圖3、圖5所示，在此假感光像素陣列的第1行已操作完畢，設(shè)當(dāng)前行為第 2行，以長曝光時(shí)間Tl對第2行進(jìn)行長時(shí)間曝光；采樣第2行長時(shí)間曝光信號Χ21，Χ22···Χ2η， 其中η > 1 ；對第2行進(jìn)行復(fù)位；開始以短曝光時(shí)間Τ2對第2行進(jìn)行短時(shí)間曝光；以時(shí)間Τ3 將采樣的第2行長時(shí)間曝光信號逐列讀取并轉(zhuǎn)換為數(shù)字第2行長時(shí)間曝光信號Χ21，Χ22···Χ2η 存儲至相應(yīng)的存儲空間即S11, S12-Sln,即依次將長時(shí)間曝光信號X21讀取至存儲空間S11, 將數(shù)字長時(shí)間曝光信號X22讀取至存儲空間S12，將數(shù)字長時(shí)間曝光信號X2n讀取至存儲空間 Sln，并覆蓋存儲于存儲空間的第1行的數(shù)據(jù)；上述的存儲空間由存儲單元提供，在本發(fā)明的 實(shí)施例中可以是SRAM (Static Random Access Memory，靜態(tài)隨機(jī)存儲器)；終止第2行短時(shí)間曝光，采樣第2行短時(shí)間曝光信號Y21, Y22-Y2n，以時(shí)間T4將采 樣的第2行短時(shí)間曝光信號進(jìn)行逐列讀取并轉(zhuǎn)換為數(shù)字當(dāng)前行短時(shí)間曝光信號Y21，Y22-Y2n，將數(shù)字第2行短時(shí)間曝光信號Y21，Υ22···Υ2η與存儲于存儲空間中相應(yīng)的數(shù)字第2行長時(shí)間曝光信號x21，X22…X2n進(jìn)行合成，即X21與Y21合成，X22與Y22合成…X2n與Y2n合成，并將合 成后的信號輸出至下一級的數(shù)字信號處理單元進(jìn)行數(shù)字信號處理，最后獲得高動態(tài)范圍圖 像，在本實(shí)施例中T3 = T4。當(dāng)前行如果是感光像素陣列的第1行，則其讀取至存儲空間中覆蓋的數(shù)據(jù)為空數(shù) 據(jù)。上述數(shù)字信號處理單元的部分為現(xiàn)有技術(shù)，在此不做贅述。在本發(fā)明實(shí)施例中，長時(shí)間曝光信號和短時(shí)間曝光信號的合成滿足下列公式Zi, j = A*Xi, j+B*Yi,」，其中A+B = 1且A彡0，B彡0，A、B為權(quán)重系數(shù)，Xi,」為位于 第i行第j列感光像素的長時(shí)間曝光信號，Yi, j為位于第i行第j列感光像素的短時(shí)間曝 光信號，優(yōu)選地，權(quán)重系數(shù)A = B = 0.5 ；在本實(shí)施例中，第2行的長時(shí)間曝光信號和短時(shí)間 曝光信號合成后的結(jié)果為=Z21 = 0. 5X21+0. 5Y21 ；Z22 = O. 5X22+0. 5Y22 ； ...Ζ2η = 0· 5Χ22+0. 5Υ22。如圖1、圖2、圖3所示本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種圖像傳感器，包括排列為行和列的感光像素陣列100，根據(jù)曝光控制信號，以長曝光時(shí)間對當(dāng)前行進(jìn) 行長時(shí)間曝光；根據(jù)長時(shí)間曝光采樣信號，采樣當(dāng)前行長時(shí)間曝光信號；根據(jù)復(fù)位信號，對 當(dāng)前行進(jìn)行復(fù)位；以短曝光時(shí)間對當(dāng)前行進(jìn)行短時(shí)間曝光，根據(jù)短時(shí)間曝光采樣信號，采樣 當(dāng)前行短時(shí)間曝光信號；曝光信號讀取單元101，根據(jù)曝光讀取控制信號逐列讀取采樣的當(dāng)前行長時(shí)間曝 光信號并輸出；根據(jù)曝光讀取控制信號逐列讀取采樣的當(dāng)前行短時(shí)間曝光信號并輸出；模數(shù)轉(zhuǎn)換單元102，將逐列讀取后的當(dāng)前行長時(shí)間曝光信號和當(dāng)前行短時(shí)間曝光 信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字當(dāng)前行長時(shí)間曝光信號和數(shù)字當(dāng)前行短時(shí)間曝光信號，并輸出；存儲單元103，用以將當(dāng)前行數(shù)字長時(shí)間曝光信號存儲至相應(yīng)的存儲空間，并覆蓋 存儲于存儲空間的前行數(shù)據(jù)；合成單元104，用以將當(dāng)前行數(shù)字短時(shí)間曝光信號與存儲于存儲空間中相應(yīng)的當(dāng) 前行數(shù)字長時(shí)間曝光信號進(jìn)行合成并輸出；合成單元104可以為加權(quán)求和單元。時(shí)序控制單元105，用以產(chǎn)生曝光控制信號，曝光讀取控制信號，復(fù)位信號，長時(shí)間 曝光采樣信號，短時(shí)間曝光采樣信號；行/列譯碼單元106，用以對時(shí)序控制單元105產(chǎn)生的曝光控制信號，曝光讀取控 制信號，復(fù)位信號，長時(shí)間曝光采樣信號，短時(shí)間曝光采樣信號進(jìn)行行/列譯碼并輸出至感 光像素陣列。本實(shí)施例公開的圖像傳感器的工作過程，與上述在圖像傳感器中獲得高動態(tài)范圍 圖像的方法基本相同，在此不再贅述。圖4為本發(fā)明實(shí)施例感光像素陣列中感光像素單元的電路圖；如圖4，所述感光像 素單元包括用于產(chǎn)生光電荷的光檢測元件PD ；用于存儲所述光電荷的存儲裝置FD ；采樣晶體管Μ2 ；采樣晶體管的源極與所述存儲裝置電連接；采樣晶體管的柵極與 行/列譯碼單元匹配電連接；在采樣晶體管的柵極接收長時(shí)間曝光采樣信號或短時(shí)間曝光 采樣信號時(shí)，響應(yīng)于接收到的采樣信號Τχ，將由光檢測元件產(chǎn)生的光電荷轉(zhuǎn)移到所述存儲 裝置；復(fù)位晶體管Ml ；復(fù)位晶體管的漏極與電源VDD_Pixel電相連，復(fù)位晶體管與采樣晶體管的源極以及存儲裝置電連接；復(fù)位晶體管的柵極與行/列譯碼單元匹配電連接；在 復(fù)位晶體管的柵極接收復(fù)位信號Reset時(shí)，響應(yīng)于所接收的復(fù)位信號將所述存儲裝置的電 荷設(shè)置到期望值以及將存儲在存儲裝置中的電荷放電以復(fù)位存儲裝置；驅(qū)動晶體管M3 ；驅(qū)動晶體管的漏極與電源電連接；驅(qū)動晶體管的柵極與復(fù)位晶體 管的源極，存儲裝置，采樣晶體管的源極電連接；驅(qū)動晶體管響應(yīng)于加載至其柵極的信號作 為源跟隨緩沖放大器；選通晶體管M4 ；選通晶體管的漏極與驅(qū)動晶體管的源極電連接；選通晶體管的柵 極通過行/列譯碼單元與時(shí)序控制單元電連接；選通晶體管，響應(yīng)于加載至其柵極的選通 信號Sel，輸出長時(shí)間曝光信號或短時(shí)間曝光信號。感光像素單元產(chǎn)生長時(shí)間曝光信號和短時(shí)間曝光信號的具體步驟為控制所述復(fù)位晶體管Ml的柵極電壓及采樣晶體管M2，對所述光檢測元件PD進(jìn)行 復(fù)位，所述選通晶體管M4不導(dǎo)通。中斷所述復(fù)位晶體管Ml及采樣晶體管M2的導(dǎo)通以開始光檢測元件PD的長曝光 時(shí)間，在所述感光像素單元累積光生載流子產(chǎn)生長時(shí)間曝光信號?？刂扑鰪?fù)位晶體管Ml導(dǎo)通及選通晶體管的導(dǎo)通，復(fù)位存儲裝置FD，對FD的復(fù)位 信號進(jìn)行采樣?？刂扑霾蓸泳w管M2及選通晶體管M4，將光檢測元件PD的長時(shí)間曝光信號Xij 讀出至存儲裝置FDJf FD的曝光信號進(jìn)行采樣。在對所述感光像素單元長時(shí)間曝光信號讀取后，控制所述復(fù)位晶體管Ml的柵極 電壓及采樣晶體管M2的柵極，對所述光檢測元件PD進(jìn)行復(fù)位，所述選通晶體管M4不導(dǎo)通。中斷所述復(fù)位晶體管Ml及采樣晶體管M2的導(dǎo)通以開始光檢測元件PD的短曝光 時(shí)間，在所述像素單元累積光生載流子產(chǎn)生短時(shí)間曝光信號。對所述長曝光時(shí)間的曝光信號進(jìn)行讀取并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，存儲至存儲單元?？刂扑鰪?fù)位晶體管Ml導(dǎo)通及選通晶體管的導(dǎo)通，復(fù)位存儲裝置FD，對FD的復(fù)位 信號進(jìn)行采樣?？刂扑霾蓸泳w管M2及選通晶體管M4，將光檢測元件PD的短時(shí)間曝光信號Yij 讀出至存儲裝置FDJf FD的曝光信號進(jìn)行采樣。本發(fā)明公開的在圖像傳感器中獲得高動態(tài)范圍圖像的方法，通過對圖像傳感器中 感光像素陣列分配長曝光時(shí)間和短曝光時(shí)間，并重復(fù)利用同樣的存儲空間分別對各行的長 曝光時(shí)間信號和短曝光時(shí)間信號進(jìn)行合成處理，與現(xiàn)有技術(shù)相比節(jié)約了較多的存儲資源。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換以及改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
在圖像傳感器中獲得高動態(tài)范圍圖像的方法，所述圖像傳感器包括排列為行和列的感光像素陣列，其特征在于，該方法包括A、對感光像素陣列每行分配長曝光時(shí)間和短曝光時(shí)間，其中所有行內(nèi)感光像素的長曝光時(shí)間或短曝光時(shí)間相同；B、以長曝光時(shí)間對當(dāng)前行進(jìn)行長時(shí)間曝光；采樣當(dāng)前行長時(shí)間曝光信號；對當(dāng)前行進(jìn)行復(fù)位，開始以短曝光時(shí)間對當(dāng)前行進(jìn)行短時(shí)間曝光；將采樣的當(dāng)前行長時(shí)間曝光信號進(jìn)行逐列讀取，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字當(dāng)前行長時(shí)間曝光信號存儲至相應(yīng)的存儲空間，并覆蓋存儲于存儲空間的前行數(shù)據(jù)；C、終止當(dāng)前行短時(shí)間曝光，采樣當(dāng)前行短時(shí)間曝光信號，將采樣的當(dāng)前行短時(shí)間曝光信號進(jìn)行逐列讀取并轉(zhuǎn)換為數(shù)字當(dāng)前行短時(shí)間曝光信號，將數(shù)字當(dāng)前行短時(shí)間曝光信號與存儲于存儲空間中相應(yīng)的數(shù)字當(dāng)前行長時(shí)間曝光信號進(jìn)行合成并輸出；D、以步驟B、C對整個(gè)感光像素陣列進(jìn)行逐行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在圖像傳感器中獲得高動態(tài)范圍圖像的方法，其特征在于， 所述感光像素陣列每一行長時(shí)間曝光信號的讀取與每一行短時(shí)間曝光信號的讀取時(shí)間相 同；所述感光像素陣列每一行的短曝光時(shí)間，為每一行長時(shí)間曝光信號或短時(shí)間曝光信號 的采樣和讀取所用時(shí)間之和。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在圖像傳感器中獲得高動態(tài)范圍圖像的方法，其特征在于， 所述將長時(shí)間曝光信號和短時(shí)間曝光信號進(jìn)行合成的方法滿足下列公式Zijj = A*Xi, j+B*Yi,」，其中A+B = 1且A彡0，B彡0，A、B為權(quán)重系數(shù)，Xijj為位于第i 行第j列感光像素的數(shù)字長時(shí)間曝光信號，Yi, j為位于第i行第j列感光像素的數(shù)字短時(shí) 間曝光信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在圖像傳感器中獲得高動態(tài)范圍圖像的方法，其特征在于， 權(quán)重系數(shù)A = B = 0. 5。
5.圖像傳感器，其特征在于，包括排列為行和列的感光像素陣列，根據(jù)曝光控制信號，以長曝光時(shí)間對當(dāng)前行進(jìn)行長時(shí) 間曝光；根據(jù)長時(shí)間曝光采樣信號，采樣當(dāng)前行長時(shí)間曝光信號；根據(jù)復(fù)位信號，對當(dāng)前行 進(jìn)行復(fù)位；以短曝光時(shí)間對當(dāng)前行進(jìn)行短時(shí)間曝光，根據(jù)短時(shí)間曝光采樣信號，采樣當(dāng)前行 短時(shí)間曝光信號；曝光信號讀取單元，根據(jù)曝光讀取控制信號逐列讀取采樣的當(dāng)前行長時(shí)間曝光信號并 輸出；根據(jù)曝光讀取控制信號逐列讀取采樣的當(dāng)前行短時(shí)間曝光信號并輸出；模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，將逐列讀取后的當(dāng)前行長時(shí)間曝光信號和當(dāng)前行短時(shí)間曝光信號轉(zhuǎn)換 為數(shù)字當(dāng)前行長時(shí)間曝光信號和數(shù)字當(dāng)前行短時(shí)間曝光信號，并輸出；存儲單元，用以將當(dāng)前行數(shù)字長時(shí)間曝光信號存儲至相應(yīng)的存儲空間，并覆蓋存儲于 存儲空間的前行數(shù)據(jù)；合成單元，用以將當(dāng)前行數(shù)字短時(shí)間曝光信號與存儲于存儲空間中相應(yīng)的當(dāng)前行數(shù)字 長時(shí)間曝光信號進(jìn)行合成并輸出；時(shí)序控制單元，用以產(chǎn)生曝光控制信號，曝光讀取控制信號，復(fù)位信號，長時(shí)間曝光采 樣信號，短時(shí)間曝光采樣信號；行/列譯碼單元，用以對時(shí)序控制單元產(chǎn)生的曝光控制信號，曝光讀取控制信號，復(fù)位信號，長時(shí)間曝光采樣信號，短時(shí)間曝光采樣信號進(jìn)行行/列譯碼并輸出至感光像素陣列。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像傳感器，其特征在于，將當(dāng)前行的數(shù)字短時(shí)間曝光信號 與存儲于存儲空間中相應(yīng)的當(dāng)前行數(shù)字長時(shí)間曝光信號進(jìn)行合成滿足下列公式Zijj = A*Xi, j+B*Yi,」，其中A+B = 1且A彡0，B彡0，A、B為權(quán)重系數(shù)，Xijj為位于第i 行第j列感光像素的長時(shí)間曝光信號，Yi, j為位于第i行第j列感光像素的短時(shí)間曝光信 號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像傳感器，其特征在于，權(quán)重系數(shù)A= B = 0. 5。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像傳感器，其特征在于，所述感光像素陣列包括排列成行和 列的感光像素單元，所述像素單元包括 用于產(chǎn)生光電荷的光檢測元件； 用于存儲所述光電荷的存儲裝置；采樣晶體管；采樣晶體管的源極與所述存儲裝置電連接；采樣晶體管的柵極與行/列 譯碼單元匹配電連接；在采樣晶體管的柵極接收長時(shí)間曝光采樣信號或短時(shí)間曝光采樣信 號時(shí)，響應(yīng)于接收到的采樣信號，將由光檢測元件產(chǎn)生的光電荷轉(zhuǎn)移到所述存儲裝置；復(fù)位晶體管；復(fù)位晶體管的漏極與電源電相連，復(fù)位晶體管與采樣晶體管的源極以及 存儲裝置電連接；復(fù)位晶體管的柵極與行/列譯碼單元匹配電連接；在復(fù)位晶體管的柵極 接收復(fù)位信號時(shí)，響應(yīng)于所接收的復(fù)位信號將所述存儲裝置的電荷設(shè)置到期望值以及將存 儲在存儲裝置中的電荷放電以復(fù)位存儲裝置；驅(qū)動晶體管；驅(qū)動晶體管的漏極與電源電連接；驅(qū)動晶體管的柵極與復(fù)位晶體管的源 極電連接；驅(qū)動晶體管響應(yīng)于加載至其柵極的信號作為源跟隨緩沖放大器；選通晶體管；選通晶體管的漏極與驅(qū)動晶體管的源極電連接；選通晶體管的柵極與行 /列譯碼單元匹配電連接；選通晶體管，響應(yīng)于加載至其柵極的選通信號，輸出長時(shí)間曝光 信號或短時(shí)間曝光信號。
全文摘要
本發(fā)明公開的在圖像傳感器中獲得高動態(tài)范圍圖像的方法及圖像傳感器，通過對圖像傳感器中感光像素陣列每行分配長曝光時(shí)間和短曝光時(shí)間，并重復(fù)利用同樣的存儲空間分別對各行的長曝光時(shí)間信號和短曝光時(shí)間信號進(jìn)行合成處理，與現(xiàn)有技術(shù)相比節(jié)約了較多的存儲資源。
文檔編號H04N5/235GK101909158SQ20091010781
公開日2010年12月8日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者付璟軍, 馮衛(wèi), 張小軍, 彭茂, 胡文閣, 齊良頡 申請人:比亞迪股份有限公司