[發明專利]圖像傳感器、攝像裝置及圖像數據生成方法

有效

• 申請號: 201210392341.9
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN102857708A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 羅紅玉;劉中華;陳建國
• 申請（專利權）人: 北京瑞瀾聯合通信技術有限公司
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H04N5/378
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 張殿慧

技術領域

本發明涉及圖像傳感器，特別地，涉及一種圖像傳感器、攝像裝置及圖像數據生成方法。

背景技術

視頻監控通常用于觀測人的行為，活動和其他變化信息，一般來講，視頻監控主要是應用能觀察一定距離的電子設備來獲取運動信息，例如，交通流量。

政府或執法部門通常利用視頻監控來維護社會穩定，監控各種突發事件，恐怖危險等不安全的因素。依靠各種先進的監控設備的技術優勢，政府部分正逐步增強對監控各種不同危險的前所未有的能力。

交通監控技術是一種新型和實用的監控技術，監控攝像頭安裝在道路口兩側的交通信號設備上。不管是為將來研究而記錄交通模式還是為觀察交通違章，交通攝像頭都是視頻監控領域中非常受歡迎的產品。

通常我們會看到利用安裝的多個攝像機來檢測交通斷面。典型的公路上會有雙向8車道，這樣一般情況下需要安裝4或8個攝像機來監控1或2個車道。不僅會增加橫跨車道的固定設施的復雜性，而且也會增加設備的投入成本。

在視頻監控領域中，圖像傳感器的性能在系統中是非常重要的。圖像傳感器是將光信號轉換為電信號的器件，其在數字電視和可視通信市場中有著廣泛的應用。60年代末期，美國貝爾實臉室發現電荷通過半導體勢阱發生轉移的現象，因而提出了固態成像這一新概念和一維電荷耦合器件（Charge-Coupled?Device，CCD）模型。到90年代初期，CCD技術已發展得比較成熱，得到非常廣泛的應用。但是，隨著CCD應用范圍的擴大，其缺點逐漸暴露出來。首先，CCD技術芯片工藝復雜，不能與標準工藝兼容；其次，CCD技術芯片需要的電壓功耗大，因此CCD技術芯片價格昂貴且使用不便。

目前，最引人注目、最有發展潛力的是采用標準的互補金屬氧化物場效應管（Complementary?Metal?Oxide?Semiconductor，CMOS）技術來生產圖像傳感器，即，CMOS圖像傳感器。CMOS圖像傳感器芯片采用CMOS工藝，將圖像采集單元和信號處理單元集成到同一塊芯片上。20世紀80年代，英國愛丁堡大學成功地制造出了世界上第一塊單片CMOS圖像傳感器件。目前，CMOS圖像傳感器正得到廣泛的應用，具有很強的市場競爭力和廣闊的發展前景。

與CCD技術相比，CMOS的制作工藝容易實現高分辨率，因此現在市場上的高分辨率彩色攝像機和手機相機上的圖像傳感器大多采用CMOS。但是，常規的CMOS圖像傳感器在低照度及頻譜響應寬度上均不如CCD。

發明內容

本發明要解決的一個技術問題是提供一種圖像傳感器、攝像裝置及圖像數據生成方法，能夠在低照度工作環境下利用單個攝像頭監控多個目標。

根據本發明的一方面，提出了一種圖像傳感器，包括多個像素陣列，用于根據分辨率大小設置在成像靶面的感光材料上，每個像素陣列的每個像素上設置有多個感光元器件，每個感光元器件對應于一個子像素；多個讀出單元，每個讀出單元分別與每個感光元器件相連，用于讀取每個感光元器件進行光電轉換后的電信號；多個電荷集成單元，每個電荷集成單元分別與屬于同一像素的多個讀出單元相連，用于將與每個像素對應的多個感光元器件輸出的電信號合并為與一個像素對應的電信號。

根據本發明的另一方面，還提出了一種圖像傳感器，包括多個像素陣列，用于根據分辨率大小設置在成像靶面的感光材料上，每個像素陣列的每個像素上設置有多個感光元器件，每個感光元器件對應一個子像素，在屬于同一像素的多個感光元器件上覆蓋可透過設定光譜頻率的濾光片；多個讀出單元，每個讀出單元分別與每個感光元器件相連，用于讀取每個感光元器件進行光電轉換后的電信號；多個電荷集成單元，每個電荷集成單元分別與每個讀出單元相連，用于輸出與每個子像素對應的電信號。

根據本發明的又一方面，還提出了一種攝像裝置，包括前述實施例中的圖像傳感器。

根據本發明的再一方面，還提出了一種圖像數據生成方法，包括設置在多個像素陣列中的每個像素陣列的每個像素上的多個感光元器件采集光信號，并將光信號轉換為電信號，其中，每個感光元器件對應于一個子像素；按順序讀取與每個子像素對應的電信號；將與每個像素對應的多個感光元器件輸出的電信號合并為與一個像素對應的電信號；輸出與每個像素對應的電信號。