[發明專利]具有像素內背景減去及運動檢測的圖像傳感器

在審

• 申請號: 202110281013.0
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN114866660A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 詹智勇;于彤彤;楊征;鄧偉
• 申請（專利權）人: 豪威科技股份有限公司
• 主分類號: H04N5/222
• 分類號: H04N5/222;H04N5/225;H04N5/232
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 劉媛媛

本申請案涉及一種具有像素內背景減去及運動檢測的圖像傳感器。成像系統包含：像素陣列，所述像素陣列經配置以響應于從外部場景接收的入射光而產生圖像電荷電壓信號。紅外照明源在所述外部場景的第一圖像的捕獲期間被停用且在所述外部場景的第二圖像的捕獲期間被激活。采樣及保持電路陣列耦合到所述像素陣列。每一采樣及保持電路耦合到所述像素陣列的相應像素，且包含用于分別存儲所述捕獲的第一及第二圖像的第一及第二圖像電荷電壓信號的第一及第二電容器。列電壓域差分放大器耦合到所述第一及第二電容器以確定所述第一與第二圖像電荷電壓信號之間的差異，以識別所述外部場景的前景中的物體。

技術領域

本公開大體上涉及圖像傳感器，且特定來說(但不具排他性)涉及一種用于監視外部場景的圖像傳感器。

背景技術

圖像傳感器已變得無處不在，且現在廣泛應用于數碼相機、蜂窩式電話、安全相機及醫療、汽車及其它應用中。隨著圖像傳感器被集成到更廣范圍的電子裝置中，期望通過裝置架構設計及圖像獲取處理兩者以盡可能多的方式(例如，分辨率、功耗、動態范圍等)增強其功能性、性能度量及其類似者。

典型的圖像傳感器響應于來自外部場景的圖像光入射到圖像傳感器上而操作。所述圖像傳感器包含像素陣列，所述像素陣列具有光敏元件(例如，光電二極管)，所述光敏元件吸收入射圖像光的一部分并在吸收圖像光時產生圖像電荷。由像素光生的圖像電荷可作為列位線上依據入射圖像光變化的模擬輸出圖像信號來測量。換句話說，產生的圖像電荷的量與圖像光的強度成比例，所述圖像光的強度作為模擬圖像信號從列位線讀出并轉換為提供表示外部場景的信息的數字值。

發明內容

本公開的一方面提供一種成像系統，其中所述成像系統包括：像素陣列，所述像素陣列經配置以響應于從外部場景接收的入射光而產生圖像電荷電壓信號；控制電路，所述控制電路耦合到所述像素陣列以控制所述像素陣列的操作，其中所述控制電路經配置以控制所述像素陣列以依次捕獲所述外部場景的第一圖像及所述外部場景的第二圖像；紅外照明源，所述紅外照明源經配置以響應于所述控制電路而照明所述外部場景，其中所述控制電路經配置以在所述外部場景的所述第一圖像的所述捕獲期間停用所述紅外照明源，其中所述控制電路經配置以在所述外部場景的所述第二圖像的所述捕獲期間激活所述紅外照明源；采樣及保持電路陣列，所述采樣及保持電路陣列耦合到所述像素陣列，其中所述采樣及保持電路中的每一者耦合到所述像素陣列的像素中的的相應像素，其中所述采樣及保持電路中的每一者包括：第一電容器，所述第一電容器經配置以存儲所述第一圖像的第一圖像電荷電壓信號；及第二電容器，所述第二電容器經配置以存儲所述第二圖像的第二圖像電荷電壓信號；及列電壓域差分放大器，所述列電壓域差分放大器耦合到所述采樣及保持電路陣列的列中的所述采樣及保持電路中的每一者的所述第一電容器及所述第二電容器，其中所述列電壓域差分放大器經配置以確定存儲在所述采樣及保持電路中的每一者中的所述第二圖像電荷電壓信號與所述第一圖像電荷電壓信號之間的差異，以識別所述外部場景的前景中的物體。

本公開的另一方面提供一種用于監視外部場景的方法，其中所述方法包括：停用紅外照明源；在沒有來自所述紅外照明源的照明的情況下，使用全局快門圖像傳感器捕獲所述外部場景的第一圖像；將所述第一圖像的第一圖像像素值在電壓域中保存在第一電容器上；激活所述紅外照明源；在具有來自所述紅外照明源的照明的情況下，使用所述全局快門圖像傳感器捕獲所述外部場景的第二圖像；將所述第二圖像的第二圖像像素值在所述電壓域中保存在第二電容器上；響應于在所述電壓域中從所述第二圖像的所述第二圖像像素值減去所述第一圖像的所述第一圖像像素值，檢測所述外部場景的前景中的物體。

附圖說明

參考以下圖描述本發明的非限制性及非窮盡性實施例，其中除非另有指定，否則貫穿各種視圖，相同參考數字指相同部分。

圖1說明根據本發明的教示的成像系統的一個實例，所述成像系統包含具有用于增強外部場景的前景中關注的物體的信號檢測的紅外照明源的電壓域全局快門圖像傳感器。