[發明專利]高動態范圍圖像傳感器系統及方法

在審

• 申請號: 201710198468.X
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN108122934A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 芯視達系統公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/355;H04N5/369
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

本發明公開了一種高動態范圍傳感器件，包括：一由濾色鏡組成的拜耳模式陣列，每個濾色鏡對應于傳感器件的一個像素，每個像素都具有多個光電二極管。

技術領域

本發明涉及的是一種圖像傳感器技術領域的技術，具體是一種高動態范圍(HDR)感測系統及方法。

背景技術

電荷耦合器件(CCD)傳感器和互補金屬氧化物半導體(CMOS)傳感器都廣泛用于圖像處理，動態范圍是這兩種器件的重要的性能指標。動態范圍可以定義為圖像傳感器能夠測出的最高亮度和最低亮度之間的比率。HDR圖像通常比一般圖像更加清晰和豐富，這是由于更好地保留了高光和陰影細節。

一些現有技術通過拍攝不同曝光時間的多張照片和結合照片的特征來產生每張HDR圖像。這樣的方法要花費幾秒鐘的時間，所以合成的圖像容易受到物體運動的影響。因此，需要通過革新傳感器架構來改良動態范圍和圖像質量。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提出一種高動態范圍圖像傳感器系統及方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種高動態范圍傳感器件，包括：一由濾色鏡組成的拜耳模式(Bayer-pattern)陣列，每個濾色鏡對應傳感器件的一個像素，且每個濾色鏡覆蓋于若干光電二極管上。

在一個實施例中，每個所述的濾色鏡覆蓋于四個光電二極管之上。

在另一實施例中，每個所述的光電二極管接收一積分時間信號。

本發明還涉及一種高動態范圍傳感器件，包括：一由濾色鏡組成的拜耳模式陣列，每個濾色鏡對應于傳感器件的一個像素，每個像素都具有若干光電二極管。。

在一個實施例中，每個所述的像素包括四個光電二極管。

在另一實施例中，每個所述的光電二極管接收一積分時間信號。

本發明進一步涉及一種高動態范圍感測方法，通過若干濾色鏡組成的拜耳模式陣列過濾光子，每個濾色鏡對應傳感器件的一個像素，且每個濾色鏡覆蓋于若干光電二極管之上并通過光電二極管采集過濾后的光子。

本發明還涉及一種高動態范圍感測系統，包括：一由濾色鏡組成的拜耳模式陣列，每個濾色鏡對應一個像素。

該系統中的每個像素及其濾色鏡進一步包括：若干微透鏡，每個均設置于濾色鏡的上方，用于引導光子透過濾色鏡、若干光電二極管，每個均設置于濾色鏡的下方，分別用于接收由若干微透鏡引導并透過濾色鏡的光子以及一與多個光電二極管相連、用于控制若干光電二極管的積分時間的電路。

本發明公開的其他一部分特征和優勢的將在下面進行詳細描述，另外一部分是顯而易見或可以通過實踐本發明而得到學習。本發明公開的特征和優勢，可以通過附加權利要求特別指出的元素和組合來實現。

應該了解，如權利要求所述，上述一般說明和下面詳細說明僅是例示性和說明性的，并不限制本發明。

附圖說明

圖1A是現有技術中圖像傳感器的一個拜耳單元的頂視和側視圖。

圖1B是象限像素HDR傳感器的一個拜耳單元的頂視和側視圖，

圖2A是現有技術中可視化傳感器像素圖案的圖。

圖2B是帶有四個積分時間的可視化傳感器的像素圖案的圖，

圖3是HDR傳感器系統的示意性電路的圖，

圖4是帶有多個子像素和不同積分時間的HDR傳感器的電路的圖，

圖5A是讀取時序的圖，

圖5B是讀取時序的圖，