[發明專利]產生高動態范圍像素的圖像傳感器

有效

• 申請號: 201710082834.5
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN107426510B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: B·德科伊
• 申請（專利權）人: 埃斯普羅光電股份公司
• 主分類號: H04N5/355
• 分類號: H04N5/355;H01L27/146
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 汪勤;吳鵬

根據本發明的圖像傳感器是具有由像素組成的矩陣的圖像傳感器，用于從拍攝的兩張原始圖像中產生具有更高動態范圍的生成的圖像，其中，圖像傳感器的像素設計得和解調像素一樣，分別具有：用于從接收到的輻射中產生帶電粒子的轉換區域，用于在時間上將產生的帶電粒子分成兩個帶電粒子流的分離裝置，具有兩個儲存器的儲存裝置，用于分離地儲存所述兩個帶電粒子流的帶電粒子，和讀取裝置，用于將所儲存的帶電粒子轉換為電信號，其中，所述分離裝置設計為用于，將在一個周期中產生的帶電粒子分成兩個不同的時段。

技術領域

本發明涉及一種具有由像素組成的矩陣的圖像傳感器，用于從拍攝的至少兩張原始圖像中產生具有更高動態范圍的生成的圖像。

背景技術

由現有技術已知了所述類型的圖像傳感器，該圖像傳感器拍攝兩張單獨的圖像并隨后通過圖像處理將所述兩張圖像合成為一張具有更高動態范圍的圖像。

發明內容

本發明的目的是，提供所述類型的改進的圖像傳感器。

該目的從開頭所述類型的圖像傳感器出發通過根據權利要求1的圖像傳感器實現。有利的設計方案在其它從屬權利要求中給出。

根據本發明的圖像傳感器是具有由像素組成的矩陣的圖像傳感器，用于從拍攝的兩張原始圖像中產生具有更高動態范圍的生成的圖像，其中，圖像傳感器的像素設計成和解調像素一樣，分別具有：用于從接收到的輻射中產生帶電粒子的轉換區域，用于在時間上將產生的帶電粒子分成兩個帶電粒子流的分離裝置，具有兩個儲存器的儲存裝置，用于分離地儲存所述兩個帶電粒子流的帶電粒子，和讀取裝置，用于將所儲存的帶電粒子轉換為電信號，其中，所述分離裝置設計為用于，將在一個周期中產生的帶電粒子分成兩個不同的時段。

像素的被填充的兩個儲存器在此相應于兩個原始圖像。因此，兩個儲存器接收不同長度的產生時段的帶電粒子，這相應于兩個原始圖像的不同的曝光時間。

解調像素例如在申請人的國際專利申請PCT/EP2016/051296中描述。

這可以形成以下優點，即在同一時刻在傳感器的區域中可以存在兩個原始圖像并且這兩個原始圖像因此可以被更好地處理。

優選地，分離裝置將兩個時段分別整體地依次連續布置。這可以形成以下優點，即電荷流可以以最佳的方式流動并且曝光特別快速地結束。

優選地，分離裝置將兩個時段分別分開地交替布置，例如以咬合的形式。這可以形成以下優點，即兩個原始圖像的產生實際上在沒有時間偏差的情況進行并且因此沒有時間誤差。

優選地，分離裝置周期性地進行分離。這可以形成以下優點，即圖像傳感器的操控更簡單并且例如可以頻率調制地進行。

特別地，周期性的調制能夠以不等于50％的占空比(占空因數)進行，特別以10％的占空比和90％的占空比進行，這例如相應于其中一個儲存器以及因此其中一個原始圖像的9倍長的曝光。

優選地，圖像傳感器具有選擇裝置，用于根據一個或兩個儲存器的飽和度選擇兩個儲存器之一或兩個儲存器的值，用于計算生成的圖像中的像素點的值。這可以形成以下優點，即選擇允許顯示出較高的動態范圍的那個儲存器。

優選地，選擇裝置對于每像素或每像素排具有模擬比較器，所述模擬比較器在AD轉換之前模擬地進行選擇。這可以具有以下優點，即在AD 轉換之前選擇要使用的值并且因此用于AD轉換器的數據傳輸率保持得低并且可以提高幀頻。

優選地，所述模擬比較器具有可調節的比較器閾值，根據該比較器閾值進行選擇。這可以形成以下優點，即可以影響并因此優化動態范圍。

優選地，圖像傳感器的像素如2-tap(2抽頭)解調像素那樣構造，如在飛行時間(TOF)3D距離成像/距離投影(Distanzabbildung)中那樣。