[發(fā)明專利]具有圖像模糊減少機制的圖像傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810001092.X
• 申請日: 2008-01-22
• 公開（公告）號: CN101232559A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 單濟章;詹姆斯·新平·尹;亨利·楊
• 申請（專利權(quán)）人: 全視科技有限公司
• 主分類號: H04N3/15
• 分類號: H04N3/15;H04N5/335;H04N5/225;H04N5/76
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 劉國偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有圖像模糊減少機制的圖像傳感器。明確地說，本發(fā)明各方面涉及具有增加的動態(tài)范圍和減少的模糊特性的互補金屬氧化物硅(CMOS)圖像傳感器。

背景技術(shù)

與使用膠卷來俘獲和存儲圖像的傳統(tǒng)相機不同，如今的數(shù)碼相機使用固態(tài)圖像傳感器來獲取圖像。此類圖像傳感器通常安置在指甲大小的硅芯片上，所述硅芯片含有上百萬個布置成像素陣列的例如光電二極管的光電裝置。在曝光期間，每一光電裝置通過將光能轉(zhuǎn)換成累積的電荷來記錄入射光的強度或亮度。接著可讀出每一光電裝置所記錄的亮度并將其存儲為數(shù)字信號。

與固態(tài)圖像傳感器相關(guān)聯(lián)的一個問題是其有限的動態(tài)范圍。動態(tài)范圍是圖像傳感器可俘獲的最大與最小光強度的比率。圖像傳感器中每一光電裝置的電荷保持容量通常決定其動態(tài)范圍。因此，每一光電裝置的有限容量限制了圖像傳感器同時俘獲亮和暗景物的能力。因此，如果使用長曝光來俘獲暗景物，那么亮景物可能喪失對比度并變成亮點。如果使用短曝光來俘獲亮景物，那么暗景物可能融合到暗背景中并完全消失。

與固態(tài)圖像傳感器相關(guān)聯(lián)的另一問題是圖像模糊。圖像模糊在圖像傳感器的光電裝置充滿累積的電荷(例如，電子)并使累積的電荷溢出到相鄰的光電裝置中時發(fā)生。溢出的電荷可能使相鄰的光電裝置所記錄的亮度失真，并最終減小空間分辨率。舉例來說，相鄰的光電裝置所記錄的亮度可能由于溢出的電荷的緣故而錯誤地為高。因此，在所俘獲的圖像中，引起圖像模糊的亮景物通常呈現(xiàn)為在其周圍具有“輝光”。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種CMOS圖像傳感器，其包括：布置成行的多個像素；與所述多個像素形成電連通的定時與控制電路，其中所述定時與控制電路包含讀出模塊，所述讀出模塊經(jīng)配置以：輸出曝光持續(xù)第一曝光周期的第一行像素；在輸出所述第一行像素之后，輸出曝光持續(xù)所述第一曝光周期的第二行像素；以及其后輸出曝光持續(xù)不同于所述第一曝光周期的第二曝光周期的第三行像素，所述第三行像素在所述第一與第二行像素之間。

本發(fā)明提供一種并入有如先前所述的CMOS圖像傳感器的圖像記錄裝置，其中所述圖像記錄裝置包含靜止相機、可攜式攝像放像機、蜂窩式電話、視頻記錄器和個人數(shù)據(jù)助理中的至少一者。

本發(fā)明提供一種用于具有布置成行的多個像素的圖像傳感器的定時與控制電路，其包括：曝光控制模塊，其用于曝光第一和第二行像素持續(xù)第一曝光周期，并曝光第三行像素持續(xù)短于所述第一曝光周期的第二曝光周期，其中所述第三行像素安置在所述第一與第二行之間；以及讀出模塊，其經(jīng)配置以相繼輸出曝光持續(xù)所述第一曝光周期的所述第一和第二行像素，且其后輸出曝光持續(xù)所述第二曝光周期的所述第三行像素。本發(fā)明提供一種用于減少具有布置成行的多個像素的圖像傳感器中的圖像模糊的方法，其包括：曝光第一和第二行像素持續(xù)第一曝光周期；曝光第三行像素持續(xù)不同于所述第一曝光周期的第二曝光周期，所述第三行像素安置在所述第一與第二行像素之間；讀出曝光持續(xù)所述第一曝光周期的所述第一行像素；在讀出所述第一行像素之后，讀出所述第二行像素；以及其后，讀出曝光持續(xù)所述第二曝光周期的所述第三行像素。

本發(fā)明提供一種CMOS圖像傳感器，其包括：布置成子集的多個像素；定時與控制電路，其與所述多個像素形成電連通，其中所述定時與控制電路包含讀出模塊，所述讀出模塊經(jīng)配置以：輸出曝光持續(xù)第一曝光周期的第一子集的像素；在輸出所述第一子集的像素之后，輸出曝光持續(xù)所述第一曝光周期的第二子集的像素；以及其后，輸出曝光持續(xù)小于所述第一曝光周期的第二曝光周期的第三子集的像素，通過所述第一子集或所述第二子集的像素將所述第三子集的每對像素分開。

本發(fā)明提供一種并入有如先前所述的CMOS圖像傳感器的圖像記錄裝置，其中所述圖像記錄裝置包含靜止相機、可攜式攝像放像機、蜂窩式電話、視頻記錄器和個人數(shù)據(jù)助理中的至少一者。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例配置的圖像傳感器的示意圖。

圖2是適合在圖1的圖像傳感器中使用并根據(jù)本發(fā)明而配置的像素的示意圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例配置的定時與控制電路(timing?and?control?circuit)的邏輯模塊的功能圖。

圖4是展示用于操作根據(jù)本發(fā)明實施例配置的圖像傳感器的方法的流程圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實施例配置的圖像傳感器的示意圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明又一實施例配置的圖像傳感器的示意圖。

圖7是展示用于操作圖5的圖像傳感器的方法的流程圖。

具體實施方式