具有合并和分裂模式的圖像傳感器、像素單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種具有合并和分裂模式的圖像傳感器、像素單元，屬于圖像傳感器領(lǐng)域。圖像傳感器包括：若干個(gè)具有合并和分裂模式的像素單元和開(kāi)關(guān)控制電路；其中，每個(gè)像素單元包括不規(guī)則排列的若干個(gè)子像素組，每個(gè)子像素組包括若干個(gè)子像素；針對(duì)每個(gè)子像素組設(shè)置一所述開(kāi)關(guān)控制電路，用于根據(jù)光照條件串行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于分裂工作模式，依次輸出每個(gè)子像素中感光單元的輸出信號(hào)；或者并行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于合并工作模式，同時(shí)輸出每個(gè)子像素中感光單元的輸出信號(hào)。本發(fā)明避免了消除莫爾條紋時(shí)與分辨率存在矛盾。
【專利說(shuō)明】具有合并和分裂模式的圖像傳感器、像素單元
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于圖像傳感器領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種具有合并和分裂模式的圖像傳感器、像素單元。
【背景技術(shù)】
[0002]圖像傳感器是相機(jī)的重要組成部分。傳統(tǒng)相機(jī)與現(xiàn)代數(shù)碼相機(jī)使用不同的圖像傳感器。傳統(tǒng)相機(jī)使用的圖像傳感器是通過(guò)膠片來(lái)實(shí)現(xiàn)，而現(xiàn)代數(shù)碼相機(jī)使用的圖像傳感器是通過(guò)CMOS圖像傳感器(CMOS IMAGE SENSOR,以下簡(jiǎn)稱CIS)或者充電耦合器件(Charge-coupled Device,以下簡(jiǎn)稱 CCD)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0003]對(duì)于傳統(tǒng)相機(jī)來(lái)說(shuō)，膠片可分為黑白膠片和彩色膠片。但是，無(wú)論哪種類型的膠片，其一般情況下都包括兩個(gè)基本組成部分:一個(gè)單層或多層的感光乳劑層、一個(gè)感光乳劑層的支持體即片基。感光乳劑層由乳劑制成，而乳劑實(shí)際上是通過(guò)在明膠介質(zhì)中隨機(jī)懸浮對(duì)光敏感的微細(xì)顆粒形成。通常，對(duì)光敏感的微細(xì)顆粒的材質(zhì)為齒化銀顆粒。
[0004]對(duì)于使用CXD器件作為圖像傳感器的數(shù)碼相機(jī)來(lái)說(shuō)，在專業(yè)的科研和工業(yè)領(lǐng)域，具有高信噪比的CCD成為首選；在高端攝影攝像領(lǐng)域，能提供高圖像質(zhì)量的CCD也頗受青睞。對(duì)于使用CIS器件作為圖像傳感器的數(shù)碼相機(jī)來(lái)說(shuō)，在網(wǎng)絡(luò)攝像頭和手機(jī)拍照模塊得到了廣泛應(yīng)用。在圖像質(zhì)量方面CCD可能會(huì)優(yōu)于CIS。但是，隨著CIS技術(shù)的不斷提高，一部分CIS的圖像質(zhì)量已經(jīng)接近于同規(guī)格的(XD。
[0005]但是，基于CMOS的現(xiàn)代數(shù)碼相機(jī)中，存在如下技術(shù)問(wèn)題:
[0006](I)靈敏度和較動(dòng)態(tài)范圍、圖像傳感器之間存在矛盾
[0007]對(duì)于一個(gè)像素單元來(lái)說(shuō)，如果該像元的面積越大，就會(huì)具有較為優(yōu)秀的靈敏度和較高的動(dòng)態(tài)范圍。因此，在目前的單反、微單、高清監(jiān)控等使用高端CMOS圖像傳感器的設(shè)備中，通常采用具有較大像素的前照技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是，為了使圖像傳感器的尺寸變小，又必須采盡可能小的像素單元。因此，靈敏度和較動(dòng)態(tài)范圍、圖像傳感器像素大小之間存在矛盾。
[0008](2)無(wú)論是CIS還是(XD，均會(huì)出現(xiàn)莫爾條紋，莫爾條紋和分辨率存在矛盾
[0009]莫爾條紋是兩條線或兩個(gè)物體之間以恒定的角度和頻率發(fā)生干涉的視覺(jué)結(jié)果。人眼無(wú)法分辨這兩條線或兩個(gè)物體，只能看到干涉的花紋，這種光學(xué)現(xiàn)象就是莫爾條紋。
[0010]傳統(tǒng)相機(jī)中，由于光敏感微細(xì)顆粒懸浮的隨機(jī)性，因此，當(dāng)采用膠卷傳感器拍攝物體時(shí)，即使物體是由規(guī)則線條或圖形組成的，也不會(huì)發(fā)生莫爾條紋。
[0011]圖5為現(xiàn)有技術(shù)中CIS或CXD圖像傳感器的平面排列方式示意圖；圖6為現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的莫爾條紋示意圖；如圖5所示，由于其像素通常采用規(guī)則排列構(gòu)成，因此在拍攝由規(guī)則條紋或者圖形構(gòu)成的物體時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)莫爾條紋，如圖6所示。
[0012]分析莫爾條紋出現(xiàn)的原因，其實(shí)質(zhì)上是由于信號(hào)取樣頻率接近感光器分辨率所致。因此，為了避免莫爾條紋，通常采用的方法是用一個(gè)低通濾鏡把高于感光器分辨率的信號(hào)過(guò)濾掉。但是，低通濾鏡的存在又降低圖像傳感器成像的分辨率。因此，分辨率和莫爾條紋之間通常存在矛盾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有合并和分裂模式的圖像傳感器、像素單元及開(kāi)關(guān)控制電路，用以解決現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)問(wèn)題。
[0014]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種具有合并和分裂模式的圖像傳感器，其包括若干個(gè)具有合并和分裂模式的像素單元和開(kāi)關(guān)控制電路；其中，每個(gè)像素單元包括不規(guī)則排列的若干個(gè)子像素組，每個(gè)子像素組包括若干個(gè)子像素；針對(duì)每個(gè)子像素組設(shè)置一所述開(kāi)關(guān)控制電路，用于根據(jù)光照條件串行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于分裂工作模式，依次輸出每個(gè)子像素中感光單元的輸出信號(hào)；或者并行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于合并工作模式，同時(shí)輸出每個(gè)子像素中感光單元的輸出信號(hào)。
[0015]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述像素單元的排布采用bayer模式，每個(gè)像素單元包括一個(gè)紅色子像素組、兩個(gè)綠色子像素組、一個(gè)藍(lán)色子像素組。
[0016]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述開(kāi)關(guān)控制電路包括信號(hào)讀取晶體管、選擇晶體管、復(fù)位晶體管、源極跟隨晶體管，其中，信號(hào)讀取晶體管與所述子像素組中每個(gè)子像素對(duì)應(yīng)的感光單元連接，用于讀取每個(gè)感光單元的輸出信號(hào)；選擇晶體管用于選中一像素單元，復(fù)位晶體管用于對(duì)讀出的輸出信號(hào)進(jìn)行復(fù)位，跟隨晶體管用于將讀出的輸出信號(hào)輸出到選擇晶體管，當(dāng)所述選擇晶體管選通時(shí)，將輸出信號(hào)輸出到外圍電路進(jìn)行處理。
[0017]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，不同子像素對(duì)應(yīng)的信號(hào)讀取晶體管具有各自獨(dú)立的選通信號(hào)，以根據(jù)光照條件串行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于分裂工作模式，依次輸出每個(gè)子像素中感光單元的輸出信號(hào)；不同子像素對(duì)應(yīng)的信號(hào)讀取晶體管具有同一選通信號(hào)，以根據(jù)光照條件并行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于合并工作模式，同時(shí)輸出每個(gè)子像素中感光單兀的輸出信號(hào)。
[0018]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種具有合并和分裂模式的像素單元，每個(gè)像素單元包括若干個(gè)子像素組，每個(gè)子像素組包括若干個(gè)子像素；針對(duì)每個(gè)子像素組設(shè)置一開(kāi)關(guān)控制電路，用于根據(jù)光照條件串行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使像素單元處于分裂工作模式，或者并行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使像素單元處于合并工作模式。
[0019]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明又提供了一種開(kāi)關(guān)控制電路，其包括信號(hào)讀取晶體管、選擇晶體管、復(fù)位晶體管、源極跟隨晶體管，其中，信號(hào)讀取晶體管與所述子像素組中每個(gè)子像素對(duì)應(yīng)的感光單元連接，用于從讀取感光單元的輸出信號(hào)；選擇晶體管用于選中一像素單元，復(fù)位晶體管用于對(duì)讀出的輸出信號(hào)進(jìn)行復(fù)位，跟隨晶體管用于將讀出的輸出信號(hào)輸出到選擇晶體管，當(dāng)所述選擇晶體管選通時(shí)，將輸出信號(hào)輸出到外圍電路進(jìn)行處理。
[0020]與現(xiàn)有的方案相比，本發(fā)明中，由于每個(gè)像素單元包括不規(guī)則排列的若干個(gè)子像素組，每個(gè)子像素組包括若干個(gè)子像素；針對(duì)每個(gè)子像素組設(shè)置一所述開(kāi)關(guān)控制電路。在開(kāi)關(guān)控制電路的不同工作狀態(tài)下，根據(jù)光照條件串行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于分裂工作模式，依次輸出每個(gè)子像素中感光單元的輸出信號(hào)；或者并行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于合并工作模式，同時(shí)輸出每個(gè)子像素中感光單元的輸出信號(hào)，避免了莫爾條紋和分辨率之間存在的矛盾，實(shí)現(xiàn)了光線較足時(shí)，圖像傳感器切換到分裂模式，具有更高的像素?cái)?shù)；而陰天、晚間等環(huán)境光線較弱時(shí)，圖像傳感器切換到合并模式，通過(guò)犧牲像素的數(shù)目，來(lái)實(shí)現(xiàn)更加高的暗光表現(xiàn)力。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中圖像傳感器的平面示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例二中開(kāi)關(guān)控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中圖像傳感器處于分裂模式的控制時(shí)序；
[0024]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中圖像傳感器處于合并模式的控制時(shí)序；
[0025]圖5為現(xiàn)有技術(shù)中CIS或CXD圖像傳感器的平面排列方式示意圖；
[0026]圖6為現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的莫爾條紋示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下將配合圖式及實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，藉此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題并達(dá)成技術(shù)功效的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。
[0028]本發(fā)明的下述實(shí)施例中，每個(gè)像素單元包括不規(guī)則排列的若干個(gè)子像素組，每個(gè)子像素組包括若干個(gè)子像素；針對(duì)每個(gè)子像素組設(shè)置一所述開(kāi)關(guān)控制電路。在開(kāi)關(guān)控制電路的不同工作狀態(tài)下，根據(jù)光照條件串行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于分裂工作模式，依次輸出每個(gè)子像素中感光單元的輸出信號(hào)；或者并行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于合并工作模式，同時(shí)輸出每個(gè)子像素中感光單元的輸出信號(hào)，避免莫爾條紋和分辨率之間存在的矛盾，實(shí)現(xiàn)了光線較足時(shí)，圖像傳感器切換到分裂模式，具有更高的像素?cái)?shù)；而陰天、晚間等環(huán)境光線較弱時(shí)，圖像傳感器切換到合并模式，通過(guò)犧牲像素的數(shù)目，來(lái)實(shí)現(xiàn)更加高的暗光表現(xiàn)力。
[0029]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中圖像傳感器的平面示意圖，如圖1所示，其包括若干個(gè)具有合并和分裂模式的像素單元101，每個(gè)像素單元包括不規(guī)則排列的若干個(gè)子像素組，每個(gè)子像素組包括若干個(gè)子像素。
[0030]本實(shí)施例中，以所述像素單元101的排布采用bayer模式為例，每個(gè)像素單元101包括一個(gè)紅色子像素組111、兩個(gè)綠色子像素組121、一個(gè)藍(lán)色子像素組131。
[0031]可替代地，像素單元101也不局限于bayer模式，也可以采用其他模式。另外，像素單元101也不局限于基于RGB三原色，也可以采用其他如CMMY四色。詳細(xì)不再贅述。
[0032]本實(shí)施例中，所述紅色子像素組111包括三個(gè)紅色子像素1111，每個(gè)綠色子像素組121包括三個(gè)綠色子像素，藍(lán)色子像素組131中包括三個(gè)藍(lán)色子像素1311。因此，一個(gè)像素單元101包括3個(gè)紅色子像素、6個(gè)綠色子像素、3個(gè)藍(lán)色子像素,共計(jì)12個(gè)子像素。
[0033]可替代地，每個(gè)子像素組中的子像素個(gè)數(shù)不局限于三個(gè)，也可以多于或少于三個(gè)，只要可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的分裂和合并模式即可。
[0034]為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例中圖像傳感器的分裂模式和合并模式，針對(duì)每個(gè)子像素組101設(shè)置一所述開(kāi)關(guān)控制電路(圖中未示出)，用于根據(jù)光照條件串行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于分裂工作模式，依次輸出每個(gè)子像素中感光單元的輸出信號(hào)；或者并行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于合并工作模式，同時(shí)輸出每個(gè)子像素中感光單元的輸出信號(hào)。[0035]由于一個(gè)像素單元包括一個(gè)紅色子像素組111、兩個(gè)綠色子像素組121、一個(gè)藍(lán)色子像素組131，同時(shí)，所述紅色子像素組111包括三個(gè)紅色子像素1111 (R1R2R3)，每個(gè)綠色子像素組121包括三個(gè)綠色子像素(G1G2G3/G4G5G6)，藍(lán)色子像素組131包括三個(gè)藍(lán)色子像素1311 (B1B2B3)。因此，為了實(shí)現(xiàn)圖像傳感器的分裂和合并模式，給每一個(gè)子像素組即紅色子像素組111、綠色子像素組121、藍(lán)色子像素組131均需配置一個(gè)開(kāi)關(guān)控制電路，以控制其中的某幾個(gè)子像素開(kāi)啟或關(guān)閉。
[0036]圖2為本發(fā)明實(shí)施例二中開(kāi)關(guān)控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，開(kāi)關(guān)控制電路包括信號(hào)讀取晶體管201、選擇晶體管202、復(fù)位晶體管203、跟隨晶體管204，其中，信號(hào)讀取晶體管201與所述子像素組中每個(gè)子像素對(duì)應(yīng)的感光單元205連接，用于讀取每個(gè)感光單元205的輸出信號(hào)；選擇晶體管202用于選中一像素單元，復(fù)位晶體管203用于對(duì)讀出的輸出信號(hào)進(jìn)行復(fù)位，跟隨晶體管204用于將讀出的輸出信號(hào)輸出到選擇晶體管202，當(dāng)所述選擇晶體管202選通時(shí)，將輸出信號(hào)輸出到外圍電路進(jìn)行處理。
[0037]由于每個(gè)子像素組比如紅色子像素組包括三個(gè)紅色子像素，對(duì)應(yīng)的就存在三個(gè)感光單元205如感光二極管。為了單獨(dú)對(duì)每個(gè)感光單元204進(jìn)行操作，每個(gè)感光單元204均連接有一信號(hào)讀取晶體管201，每個(gè)信號(hào)讀取晶體管201的柵端連接有一選通信號(hào)TXi，當(dāng)選通信號(hào)TXi置高時(shí)，該信號(hào)讀取晶體管201開(kāi)通，輸出對(duì)應(yīng)感光單元205的輸出信號(hào)。為了選中某一像素單元，選擇晶體管202的柵端連接有一選中信號(hào)R0W，當(dāng)該選中信號(hào)ROW置高時(shí)，選中對(duì)應(yīng)的像素單元。為了實(shí)現(xiàn)復(fù)位，復(fù)位晶體管203的柵端連接有一復(fù)位信號(hào)RX，當(dāng)該復(fù)位信號(hào)RX置高時(shí)，復(fù)位晶體管203導(dǎo)通，使得P點(diǎn)的電位被拉高到Vdd，從而對(duì)P點(diǎn)的電荷進(jìn)行清空復(fù)位。跟隨晶體管204用于將感光單元205的輸出信號(hào)從其柵端輸出到源端。
[0038]開(kāi)關(guān)控制電路各個(gè)部件的連接關(guān)系如下:
[0039]信號(hào)讀取晶體管201的源端與感光單元205的輸出端連接；信號(hào)讀取晶體管201的柵端與選通信號(hào)TXi連接；信號(hào)讀取晶體管201的漏端與復(fù)位晶體管203的源端連接。
[0040]選擇晶體管202的柵端連接有一選中信號(hào)R0W，漏端與跟隨晶體管204的源端204連接，源端作為輸出端；選擇晶體管202的源端還連接有一尾電流Vs。
[0041 ] 復(fù)位晶體管203的柵端連接有一復(fù)位信號(hào)RX，源端與跟隨晶體管204的柵端連接，漏端連接有電壓Vdd。
[0042]跟隨晶體管204的柵端與復(fù)位晶體管203的源端連接，源端與選中晶體管202的漏端連接，漏端連接有電壓VDD。
[0043]下面將對(duì)利用上述開(kāi)關(guān)控制電路實(shí)現(xiàn)圖像傳感器的分裂和合并模式進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明:
[0044]當(dāng)不同子像素對(duì)應(yīng)的信號(hào)讀取晶體管201具有各自獨(dú)立的選通信號(hào)時(shí)，可根據(jù)光照條件串行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于分裂工作模式，依次輸出每個(gè)子像素中感光單元的輸出信號(hào)；
[0045]當(dāng)不同子像素對(duì)應(yīng)的信號(hào)讀取晶體管201具有同一選通信號(hào)時(shí)，可根據(jù)光照條件并行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于合并工作模式，同時(shí)輸出每個(gè)子像素中感光單元的輸出信號(hào)。
[0046]本實(shí)施例的應(yīng)用場(chǎng)景假如是:當(dāng)傳感器在白天強(qiáng)光下拍攝時(shí)，由于室外光線較足，圖像傳感器切換到分裂模式，具有更高的像素?cái)?shù)；而傳感器在陰天、晚間情況下拍攝時(shí)，由于環(huán)境光線較弱，圖像傳感器切換到合并模式，通過(guò)犧牲像素的數(shù)目，來(lái)實(shí)現(xiàn)更加高的暗光表現(xiàn)力。
[0047]下面將對(duì)利用上述開(kāi)關(guān)控制電路實(shí)現(xiàn)圖像傳感器的分裂和合并模式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0048](I)使圖像傳感器工作于分裂模式
[0049]如圖2所示，選中信號(hào)ROW置高，選擇晶體管202開(kāi)通，選中某一像素單元。
[0050]通過(guò)控制選通信號(hào)TXi的置高，將信號(hào)讀取晶體管201對(duì)應(yīng)連接的感光單元205的輸出信號(hào)傳輸?shù)絇點(diǎn)。比如，當(dāng)TXl置高而TX2/TX3置低時(shí)，第一個(gè)感光單元205的輸出信號(hào)被傳輸至P點(diǎn)。同樣，當(dāng)TX2置高而TX1/TX3/置低時(shí)，第二個(gè)感光單元205的輸出信號(hào)被傳輸至P點(diǎn)；當(dāng)TX3置高而TX1/TX2置低時(shí)，第三個(gè)感光單元205的輸出信號(hào)被傳輸至P點(diǎn)。
[0051]復(fù)位信號(hào)RX置高時(shí)，復(fù)位晶體管203導(dǎo)通，P點(diǎn)與VDD相連，對(duì)P點(diǎn)電荷進(jìn)行清空和復(fù)位；跟隨晶體管204導(dǎo)通，將P點(diǎn)的信號(hào)從其柵端輸出到源端，并經(jīng)選通晶體管202輸出到OUT。
[0052]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中圖像傳感器處于分裂模式的控制時(shí)序，結(jié)合圖3以及圖2所示具體電路來(lái)說(shuō)明，如何依次輸出每個(gè)感光單元205的輸出信號(hào):
[0053]在Tl時(shí)段,輸出第一個(gè)感光單兀205的輸出信號(hào):復(fù)位信號(hào)RX置高，復(fù)位晶體管203開(kāi)通，P點(diǎn)與VDD相連，對(duì)P點(diǎn)電荷進(jìn)行清空和復(fù)位，然后復(fù)位信號(hào)RX置低，第一個(gè)選通信號(hào)TXl置高/第二個(gè)選通信號(hào)TX2和第三個(gè)選通信號(hào)TX3置低，此時(shí)第一個(gè)感光單元205的輸出信號(hào)傳輸至P點(diǎn)；
[0054]在T2時(shí)段,輸出第二個(gè)感光單兀205的輸出信號(hào):復(fù)位信號(hào)RX置高，復(fù)位晶體管203開(kāi)通，P點(diǎn)與VDD相連，對(duì)P點(diǎn)電荷進(jìn)行清空和復(fù)位，然后復(fù)位信號(hào)RX置低，第二個(gè)選通信號(hào)TX2置高/第一個(gè)選通信號(hào)TXl和第三個(gè)選通信號(hào)TX3置低，此時(shí)第二個(gè)感光單元205的輸出信號(hào)傳輸至P點(diǎn)；
[0055]在T3時(shí)段,輸出第三個(gè)感光單兀205的輸出信號(hào):復(fù)位信號(hào)RX置高，復(fù)位晶體管203開(kāi)通，P點(diǎn)與VDD相連，對(duì)P點(diǎn)電荷進(jìn)行清空和復(fù)位，然后復(fù)位信號(hào)RX置低，第三個(gè)選通信號(hào)TX3置高/第一個(gè)選通信號(hào)TXl和第二個(gè)選通信號(hào)TX2置低，此時(shí)第三個(gè)感光單元205的輸出信號(hào)傳輸至P點(diǎn)。
[0056]每個(gè)感光單元205的輸出信號(hào)傳輸?shù)絇點(diǎn)后，跟隨晶體管204導(dǎo)通，因選中信號(hào)ROff置高，晶體管202也導(dǎo)通，因此，即可將對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)傳輸?shù)絆UT端。
[0057]在上述圖3所示的控制時(shí)序中:
[0058]RX信號(hào)置于高電平的時(shí)間為Ius?64us，優(yōu)選4us ；
[0059]TXl信號(hào)置于高電平的時(shí)間為Ius?64us,優(yōu)選5us ；
[0060]TX2信號(hào)置于高電平的時(shí)間為Ius?64us,優(yōu)選5us ；
[0061]TX3信號(hào)置于高電平的時(shí)間為Ius?64us,優(yōu)選5us ;
[0062]ROW上升沿與第一個(gè)RX信號(hào)上升沿時(shí)間間隔為Ius?5us，優(yōu)選2us ；
[0063]第一個(gè)RX下降沿與TXl信號(hào)上升沿時(shí)間間隔為Ius?20us，優(yōu)選5us ；
[0064]TXl信號(hào)下降沿與第二個(gè)RX上升沿時(shí)間間隔為5?40us，優(yōu)選15us ；[0065]第二個(gè)RX下降沿與TX2信號(hào)上升沿時(shí)間間隔為Ius?20us，優(yōu)選5us ；
[0066]TX2信號(hào)下降沿與第三個(gè)RX上升沿時(shí)間間隔為5?40us，優(yōu)選15us ；
[0067]第三個(gè)RX下降沿與TX3信號(hào)上升沿時(shí)間間隔為Ius?20us，優(yōu)選5us ；
[0068]TX3信號(hào)下降沿與ROW下降沿時(shí)間間隔為5?40us，優(yōu)選15us。
[0069](2)使圖像傳感器工作于合并模式
[0070]與分裂模式不同的是，子像素組的3個(gè)小像素合并成為I個(gè)大像素使用。
[0071]在Tl時(shí)段，選通信號(hào)TX1/TX2/TX3信號(hào)合并成一個(gè)信號(hào)TX來(lái)使用，即選通信號(hào)TX1/TX2/TX3同時(shí)置高，三個(gè)感光單元205的輸出信號(hào)同時(shí)傳輸至P點(diǎn)。此時(shí)，如圖4所示，為本發(fā)明實(shí)施例中圖像傳感器處于合并模式的控制時(shí)序。
[0072]在上述圖4所示的控制時(shí)序中:
[0073]RX信號(hào)置于高電平的時(shí)間為Ius?64us，優(yōu)選4us ；
[0074]TX (TX1、TX2、TX3)信號(hào)置于高電平的時(shí)間為Ius?64us，優(yōu)選5us ；
[0075]ROW上升沿與RX信號(hào)上升沿時(shí)間間隔為Ius?5us，優(yōu)選2us ；
[0076]RX下降沿與TX (TX1、TX2、TX3)信號(hào)上升沿時(shí)間間隔為Ius?20us，優(yōu)選5us;
[0077]TX (TX1、TX2、TX3)信號(hào)下降沿與ROW下降沿時(shí)間間隔為5?40us，優(yōu)選15us。
[0078]上述說(shuō)明示出并描述了本發(fā)明的若干優(yōu)選實(shí)施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過(guò)上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有合并和分裂模式的圖像傳感器，其特征在于，包括若干個(gè)具有合并和分裂模式的像素單元和開(kāi)關(guān)控制電路；其中，每個(gè)像素單元包括不規(guī)則排列的若干個(gè)子像素組，每個(gè)子像素組包括若干個(gè)子像素；針對(duì)每個(gè)子像素組設(shè)置一所述開(kāi)關(guān)控制電路，用于根據(jù)光照條件串行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于分裂工作模式，依次輸出每個(gè)子像素中感光單元的輸出信號(hào)；或者并行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于合并工作模式，同時(shí)輸出每個(gè)子像素中感光單兀的輸出信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述像素單元的排布采用bayer模式，每個(gè)像素單元包括一個(gè)紅色子像素組、兩個(gè)綠色子像素組、一個(gè)藍(lán)色子像素組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)控制電路包括信號(hào)讀取晶體管、選擇晶體管、復(fù)位晶體管、源極跟隨晶體管，其中，信號(hào)讀取晶體管與所述子像素組中每個(gè)子像素對(duì)應(yīng)的感光單元連接，用于讀取每個(gè)感光單元的輸出信號(hào)；選擇晶體管用于選中一像素單元，復(fù)位晶體管用于對(duì)讀出的輸出信號(hào)進(jìn)行復(fù)位，跟隨晶體管用于將讀出的輸出信號(hào)輸出到選擇晶體管，當(dāng)所述選擇晶體管選通時(shí)，將輸出信號(hào)輸出到外圍電路進(jìn)行處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像傳感器，其特征在于，不同子像素對(duì)應(yīng)的信號(hào)讀取晶體管具有各自獨(dú)立的選通信號(hào)，以根據(jù)光照條件串行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于分裂工作模式，依次輸出每個(gè)子像素中感光單兀的輸出信號(hào)；不同子像素對(duì)應(yīng)的信號(hào)讀取晶體管具有同一選通信號(hào)，以根據(jù)光照條件并行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于合并工作模式，同時(shí)輸出每個(gè)子像素中感光單元的輸出信號(hào)。
5.一種具有合并和分裂模式的像素單元，其特征在于，每個(gè)像素單元包括若干個(gè)子像素組，每個(gè)子像素組包括若干個(gè)子像素；針對(duì)每個(gè)子像素組設(shè)置一開(kāi)關(guān)控制電路，用于根據(jù)光照條件串行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使像素單元處于分裂工作模式，或者并行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使像素單元處于合并工作模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的像素單元，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)控制電路包括信號(hào)讀取晶體管、選擇晶體管、復(fù)位晶體管、源極跟隨晶體管，其中，信號(hào)讀取晶體管與所述子像素組中每個(gè)子像素對(duì)應(yīng)的感光單元連接，用于讀取每個(gè)感光單元的輸出信號(hào)；選擇晶體管用于選中一像素單元，復(fù)位晶體管用于對(duì)讀出的輸出信號(hào)進(jìn)行復(fù)位，跟隨晶體管用于將讀出的輸出信號(hào)輸出到選擇晶體管，當(dāng)所述選擇晶體管選通時(shí)，將輸出信號(hào)輸出到外圍電路進(jìn)行處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的像素單元，其特征在于，不同子像素對(duì)應(yīng)的信號(hào)讀取晶體管具有各自獨(dú)立的選通信號(hào)，以根據(jù)光照條件串行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于分裂工作模式，依次輸出每個(gè)子像素中感光單元的輸出信號(hào)；不同子像素對(duì)應(yīng)的信號(hào)讀取晶體管具有同一選通信號(hào)，以根據(jù)光照條件并行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器處于合并工作模式，同時(shí)輸出每個(gè)子像素中感光單元的輸出信號(hào)。
8.一種開(kāi)關(guān)控制電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)控制電路包括信號(hào)讀取晶體管、選擇晶體管、復(fù)位晶體管、源極跟隨晶體管，其中，信號(hào)讀取晶體管與所述子像素組中每個(gè)子像素對(duì)應(yīng)的感光單元連接，用于從讀取感光單元的輸出信號(hào)；選擇晶體管用于選中一像素單元，復(fù)位晶體管用于對(duì)讀出的輸出信號(hào)進(jìn)行復(fù)位，跟隨晶體管用于將讀出的輸出信號(hào)輸出到選擇晶體管，當(dāng)所述選擇晶體管選通時(shí)，將輸出信號(hào)輸出到外圍電路進(jìn)行處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的開(kāi)關(guān)控制電路，其特征在于，不同子像素對(duì)應(yīng)的信號(hào)讀取晶體管具有各自獨(dú)立的選通信號(hào)，以根據(jù)光照條件串行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器或者像素單元處于分裂工作模式，依次輸出每個(gè)子像素中感光單元的輸出信號(hào)；不同子像素對(duì)應(yīng)的信號(hào)讀取晶體管具有同一選通信號(hào)，以根據(jù)光照條件并行開(kāi)啟每個(gè)子像素組中的子像素，使圖像傳感器或者像素單元處于合并工作模式，同時(shí)輸出每個(gè)子像素中感光單元的 輸出信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H04N5/3745GK103686103SQ201310753984
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】李琛, 陳嘉胤 申請(qǐng)人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司