[發(fā)明專利]圖像感測器及其運作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410457506.5
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN105407300B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設計）人: 許恩峰
• 申請（專利權(quán)）人: 原相科技股份有限公司
• 主分類號: H04N5/359
• 分類號: H04N5/359
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 孫向民;肖冰濱

本發(fā)明提出一種圖像感測器的運作方法，該運作方法包含：在高電平信號期間從光電元件儲存第一電荷量至像素緩沖電路；在低電平信號期間將所述像素緩沖電路的所述第一電荷量轉(zhuǎn)移至第一儲存電路；所述第一電荷量轉(zhuǎn)移后，在所述低電平信號期間從所述光電元件儲存第二電荷量至所述像素緩沖電路；將所述像素緩沖電路的所述第二電荷量轉(zhuǎn)移至第二儲存電路；以及以差分單元比較所述第一儲存電路和所述第二儲存電路中的儲存電荷量以輸出模擬圖像信號。

技術領域

本發(fā)明關于一種圖像感測器，特別關于一種運用模擬差分以消除環(huán)境光干擾的圖像感測器及其運作方法。

背景技術

已知圖像感測器通常具有多個陣列排列的感測像素，其中所述圖像感測器的一種運作方法可使用滾動快門(Rolling Shutter)，例如以控制信號依次啟動所述圖像感測器中每一列的所述感測像素以獲取圖像。由于每一列的所述感測像素為依次啟動而非同時啟動(也即每一列的所述感測像素開始曝光的時間不同)，獲取快速移動的物件圖像時，使用滾動快門所獲取的圖像可能會有失真(distortion)的問題。

另一種圖像感測器的運作方法可使用全域快門(Global Shutter)，例如以控制信號同時啟動所述圖像感測器中全部感測像素以至于每一列的所述感測像素可在同一時間開始曝光以獲取圖像，因此，使用全域快門的圖像感測器可避免所述圖像失真的問題。

然而，使用全域快門的圖像感測器在獲取圖像時，為了消除環(huán)境光的干擾或降低圖像噪聲，已知一種解決方式是通過圖像后處理的方式將兩張數(shù)字圖像幀直接相減以獲得差分圖像幀。例如，請參照圖1A和1B，圖1A為已知使用全域快門的圖像感測器91的圖像獲取的時序圖。假設所述圖像感測器91具有4個感測像素列R1-R4，在第一期間P1，光源開啟預設時間且所述感測像素列R1-R4同時曝光，接著關閉所述光源并依次讀取所述感測像素列R1至R4以輸出第一圖像信號；在第二期間P2，所述光源關閉并以所述預設時間同時曝光所述感測像素列R1-R4并依次讀取所述感測像素列R1至R4以輸出第二圖像信號。

接著，請參照圖1B，所述圖像感測器91所輸出的所述第一圖像信號先通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器93轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字信號9a并儲存在數(shù)字緩沖區(qū)95。接著，將所述第二圖像信號通過所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器93轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字信號9b。最后，再將所述第一數(shù)字信號9a減去所述第二數(shù)字信號9b以獲得消除環(huán)境光的第三數(shù)字信號9c。然而，此種方法中，包含所述圖像感測器91的系統(tǒng)需設置所述數(shù)字緩沖區(qū)95且所述圖像感測器91必須連續(xù)輸出兩張圖像幀(例如根據(jù)所述第一數(shù)字信號9a和所述第二數(shù)字信號9b所形成的圖像幀)才能獲得一張?zhí)幚砗蟮膱D像幀(例如根據(jù)所述第三數(shù)字信號9c所形成的圖像幀)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提出一種運用模擬差分以消除環(huán)境光干擾的方法及使用該方法的圖像感測器。

本發(fā)明的目的在提供一種圖像感測器，其所輸出的每一張模擬圖像已消除環(huán)境光的干擾。

本發(fā)明另一目的在提供一種圖像感測器，其可降低接近一倍的功率消耗且不需使用數(shù)字緩沖器用以儲存圖像幀供進行兩張數(shù)字圖像幀的差分運算。

為達上述目的，本發(fā)明提供一種圖像感測器。所述圖像感測器包含光電轉(zhuǎn)換電路和輸出電路。所述光電轉(zhuǎn)換電路用以相對高電平信號期間儲存第一電荷量和相對低電平信號期間儲存第二電荷量。所述輸出電路包含第一儲存電路和第二儲存電路分別用以儲存轉(zhuǎn)移自所述光電轉(zhuǎn)換電路的所述第一電荷量和所述第二電荷量，并用以比較所述第一儲存電路中的所述第一電荷量和所述第二儲存電路中的所述第二電荷量以輸出模擬圖像信號，其中，所述高電平信號和所述低電平信號分別用以驅(qū)動光源的啟閉，所述光電轉(zhuǎn)換電路相對所述低電平信號期間依次轉(zhuǎn)移所述第一電荷量至所述第一儲存電路、儲存所述第二電荷量和轉(zhuǎn)移所述第二電荷量至所述第二儲存電路。