图像传感器及其系统以及在其中捕获单独曝光图像的方法技术方案

本申请涉及图像传感器配置。一种图像传感器包括：被配置成对光敏感的光电二极管像素的阵列，每个像素包括光电二极管以及被配置成存储来自光电二极管的电荷的多个电容器；被配置成控制光电二极管像素的阵列使得光电二极管像素的阵列能够被划分成两个或更多个部分的地址解码器，每个部分被单独控制以进行与每个其他部分分离的至少一个曝光。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器配置
一些实施例涉及图像传感器配置和图像传感器结构。
技术介绍
已知使用例如以CMOS架构实现的光电二极管像素的图像传感器。这样的图像传感器具有很多应用。在一些应用中，可以提供像素的阵列。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种图像传感器，其包括：被配置成对光敏感的光电二极管像素的阵列，每个像素包括光电二极管以及被配置成存储来自光电二极管的电荷的多个电容器；以及被配置成控制光电二极管像素的阵列使得光电二极管像素的阵列能够被划分成两个或更多个部分的地址解码器，每个部分被单独地控制以进行与每个其他部分分离的至少一个曝光。地址解码器可以包括多个行解码器，行解码器与光电二极管像素的行相关联并且包括：被配置成存储行类型值的锁存器；以及被配置成接收行类型输入并且被配置成基于与锁存器行类型值匹配的行类型输入值启用行地址电路装置的行类型电路装置；以及被配置成接收行地址信号并且在被行类型电路装置启用时基于与确定的行值匹配的行地址输入信号值选择性地启用光电二极管阵列的行的行地址电路装置。地址解码器可以被配置成将光电二极管像素的阵列划分成：光电二极管像素的交织的行；以及光电二极管像素的行的块。地址解码器可以包括多个行解码器，并且其中阵列的每个行内的相邻像素可以由单独的行解码器来控制，每个行解码器包括：被配置成存储行类型值的锁存器；以及被配置成接收行类型输入并且被配置成基于与锁存器行类型值匹配的行类型输入值启用行地址电路装置的行类型电路装置；以及被配置成接收行地址信号并且在被行类型电路装置启用时基于与确定的行值匹配的行地址输入信号值选择性地启用光电二极管阵列的行的行地址电路装置。地址解码器可以被配置成将光电二极管像素的阵列划分成：光电二极管像素的交织的列；光电二极管像素的交织的列和行；以及光电二极管像素的块或者列和行。被配置成存储来自光电二极管的电荷的多个电容器可以为以下各项中的一项：两个电容器，第一电容器被配置成存储用于第一曝光的光电二极管电荷，第二电容器被配置成存储与第一曝光相关联的重置噪声电荷；两个电容器，第一电容器被配置成存储用于第一曝光的光电二极管电荷，第二电容器被配置成存储用于第二曝光的光电二极管电荷；四个电容器，第一电容器被配置成存储用于第一曝光的光电二极管电荷，第二电容器被配置成存储与第一曝光相关联的重置噪声电荷，第三电容器被配置成存储用于第二曝光的光电二极管电荷，第四电容器被配置成存储与第二曝光相关联的重置噪声电荷；以及四个电容器，第一电容器被配置成存储用于第一曝光的光电二极管电荷，第二电容器被配置成存储用于第二曝光的光电二极管电荷，第三电容器被配置成存储用于第三曝光的光电二极管电荷，第四电容器被配置成存储用于第四曝光的光电二极管电荷。光电二极管像素的阵列可以为全局快门像素阵列和卷帘(rolling)叶片像素中的一项。一种图像传感器系统可以包括：如本文中所讨论的图像传感器；多个照明源，每个照明源与单独的波长范围相关联；以及被配置成控制图像传感器和多个照明传感器在每个照明源被选择性地激活时进行单独的曝光的控制器。根据第二方面，提供了一种用于在图像传感器内捕获单独的曝光图像的方法，包括：提供光电二极管像素的阵列，光电二极管像素的阵列被配置成对光敏感，每个像素包括光电二极管以及被配置成存储来自光电二极管的电荷的多个电容器；以及控制光电二极管像素的阵列使得光电二极管像素的阵列能够被划分成两个或更多个部分，每个部分被单独地控制以进行与每个其他部分分离的至少一个曝光。控制光电二极管像素的阵列可以包括提供多个行解码器，行解码器与光电二极管像素的行相关联，并且方法可以包括：在每个行解码器中存储行类型值；接收行类型输入；接收行地址信号；以及基于与确定的行值匹配的行地址输入信号值以及与行类型值匹配的行类型输入值选择性地启用光电二极管阵列的行。控制光电二极管像素的阵列可以包括以下各项中的至少一项：将光电二极管像素的阵列划分成光电二极管像素的交织的行；以及将光电二极管像素的阵列划分成光电二极管像素的行的块。控制光电二极管像素的阵列可以包括通过向每个行提供两个或更多个行解码器以控制阵列的每个行内的相邻像素来单独地控制每个行内的相邻像素，方法可以包括：在每个行解码器中存储行类型值；接收行类型输入；接收行地址信号；以及基于与确定的行值匹配的行地址输入信号值以及与行类型值匹配的行类型输入值选择性地启用光电二极管阵列的行内的像素。控制光电二极管像素的阵列可以包括以下各项中的至少一项：将光电二极管像素的阵列划分成光电二极管像素的交织的列；将光电二极管像素的阵列划分成光电二极管像素的交织的列和行；以及将光电二极管像素的阵列划分成光电二极管像素的块或者列和行。控制光电二极管像素的阵列还可以包括按照以下方式中的至少一项控制被配置成存储来自光电二极管的电荷的多个电容器：当像素包括两个电容器时，控制第一电容器存储用于第一曝光的光电二极管电荷并且控制第二电容器存储与第一曝光相关联的重置噪声电荷；当像素包括两个电容器时，控制第一电容器存储用于第一曝光的光电二极管电荷并且控制第二电容器存储用于第二曝光的光电二极管电荷；当像素包括四个电容器时，控制第一电容器存储用于第一曝光的光电二极管电荷，控制第二电容器存储与第一曝光相关联的重置噪声电荷，控制第三电容器存储用于第二曝光的光电二极管电荷，控制第四电容器存储与第二曝光相关联的重置噪声电荷；以及当像素包括四个电容器时，控制第一电容器存储用于第一曝光的光电二极管电荷，控制第二电容器存储用于第二曝光的光电二极管电荷，控制第三电容器存储用于第三曝光的光电二极管电荷，控制第四电容器存储用于第四曝光的光电二极管电荷。方法还可以包括：提供多个照明源，每个照明源与单独的波长范围相关联；以及控制光电二极管像素的阵列和多个照明传感器在每个照明源被选择性地激活时进行单独的曝光。根据第三方面，提供了一种用于在图像传感器内捕获单独的曝光图像的装置，装置包括：用于提供光电二极管像素的阵列的装置，光电二极管像素的阵列被配置成对光敏感，每个像素包括光电二极管以及被配置成存储来自光电二极管的电荷的多个电容器；以及用于控制光电二极管像素的阵列使得光电二极管像素的阵列能够被划分成两个或更多个部分的装置，每个部分被单独地控制以进行与每个其他部分分离的至少一个曝光。用于控制光电二极管像素的阵列的装置可以包括用于提供多个行解码器的装置，行解码器与光电二极管像素的行相关联，并且用于控制的装置可以包括：用于在每个行解码器中存储行类型值的装置；用于接收行类型输入的装置；用于接收行地址信号的装置；以及用于基于与确定的行值匹配的行地址输入信号值以及与行类型值匹配的行类型输入值选择性地启用光电二极管阵列的行的装置。用于控制光电二极管像素的阵列的装置可以包括以下中的至少一项：用于将光电二极管像素的阵列划分成光电二极管像素的交织的行的装置；以及用于将光电二极管像素的阵列划分成光电二极管像素的行的块的装置。用于控制光电二极管像素的阵列的装置可以包括通过向每个行提供两个或更多个行解码器以控制阵列的每个行内的相邻像素来单独地控制每个行内的相邻像素的装置，用于控制的装置可以包括：用于在每个行解码器中存储行类型值的装置；用于接收行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，包括：光电二极管像素的阵列，被配置成对光敏感，每个像素包括光电二极管以及被配置成存储来自所述光电二极管的电荷的多个电容器；地址解码器，被配置成控制所述光电二极管像素的阵列使得所述光电二极管像素的阵列能够被划分成两个或更多个部分，每个部分被单独地控制以进行与每个其他部分分离的至少一个曝光。

【技术特征摘要】
2015.12.23 EP 15202555.71.一种图像传感器，包括：光电二极管像素的阵列，被配置成对光敏感，每个像素包括光电二极管以及被配置成存储来自所述光电二极管的电荷的多个电容器；地址解码器，被配置成控制所述光电二极管像素的阵列使得所述光电二极管像素的阵列能够被划分成两个或更多个部分，每个部分被单独地控制以进行与每个其他部分分离的至少一个曝光。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述地址解码器包括多个行解码器，所述行解码器与所述光电二极管像素的行相关联并且包括：锁存器，被配置成存储行类型值；以及行类型电路装置，被配置成接收行类型输入，并且被配置成基于与所述锁存器的行类型值匹配的所述行类型输入值，启用行地址电路装置；以及行地址电路装置，被配置成接收行地址信号，并且在被所述行类型电路装置启用时基于与确定的行值匹配的所述行地址输入信号值，选择性地启用所述光电二极管阵列的行。3.根据权利要求1和2中的任一项所述的图像传感器，其中所述地址解码器被配置成将所述光电二极管像素的阵列划分成：光电二极管像素的交织的行；以及光电二极管像素的行的块。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述地址解码器包括多个行解码器，并且其中所述阵列的每个行内的相邻像素由单独的行解码器来控制，每个行解码器包括：锁存器，被配置成存储行类型值；以及行类型电路装置，被配置成接收行类型输入，并且被配置成基于与所述锁存器的行类型值匹配的所述行类型输入值启用行地址电路装置；以及行地址电路装置，被配置成接收行地址信号，并且在被所述行类型电路装置启用时基于与确定的行值匹配的所述行地址输入信号值，选择性地启用所述光电二极管阵列的行。5.根据权利要求1和4中的任一项所述的图像传感器，其中所述地址解码器被配置成将所述光电二极管像素的阵列划分成：光电二极管像素的交织的列；光电二极管像素的交织的列和行；以及光电二极管像素的块或者列和行。6.根据任一前述权利要求所述的图像传感器，其中被配置成存储来自所述光电二极管的电荷的所述多个电容器是以下各项中的一项：两个电容器，第一电容器被配置成存储用于第一曝光的光电二极管电荷，第二电容器被配置成存储与所述第一曝光相关联的重置噪声电荷；两个电容器，第一电容器被配置成存储用于第一曝光的光电二极管电荷，第二电容器被配置成存储用于第二曝光的光电二极管电荷；四个电容器，第一电容器被配置成存储用于第一曝光的光电二极管电荷，第二电容器被配置成存储与所述第一曝光相关联的重置噪声电荷，第三电容器被配置成存储用于第二曝光的光电二极管电荷，第四电容器被配置成存储与所述第二曝光相关联的重置噪声电荷；以及四个电容器，第一电容器被配置成存储用于第一曝光的光电二极管电荷，第二电容器被配置成存储用于第二曝光的光电二极管电荷，第三电容器被配置成存储用于第三曝光的光电二极管电荷，第四电容器被配置成存储用于第四曝光的光电二极管电荷。7.根据权利要求1到6所述的图像传感器，其中所述光电二极管像素的阵列是全局快门像素阵列和卷帘叶片像素中的一项。8.一种图像传感器系统，包括：根据权利要求1到7所述的图像传感器；多个照明源，每个照明源与单独的波长范围相关联；控制器，被配置成控制所述图像传感器和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·雷纳，
申请(专利权)人：意法半导体RD有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB