具有LED闪烁减轻和减少运动模糊的HDR图像传感器制造技术

提供一种支持LED闪烁减轻以减少运动模糊的HDR图像传感器及其操作方法。时序控制器电路生成控制图像传感器的操作的至少一个控制信号。分裂光电二极管(PD)像素包括可以独立地曝光于来自光源的一个或多个光突发的至少两个或更多个光电二极管。两个或更多个光电二极管的第一光电二极管具有比两个或更多个光电二极管中的第二光电二极管的第二曝光期的持续时间长的第一曝光期。第二光电二极管执行分段的曝光操作，其中第二光电二极管的多个曝光期比第一光电二极管的第一曝光期的持续时间短，并且包括连续的和分段的曝光期两者以捕获一个或多个光突发。

HDR image sensor with LED flicker reduction and motion blur reduction

【技术实现步骤摘要】
具有LED闪烁减轻和减少运动模糊的HDR图像传感器
以下一般涉及图像传感器技术，更具体地涉及图像传感器中的LED闪烁减轻(flickermitigation)。
技术介绍
高动态范围(HighDynamicRange，HDR)成像是用于利用例如标准数字成像再现亮度的更大动态范围的技术。HDR传感器是可用于极端动态范围应用的图像传感器。HDR图像传感器在包括汽车应用在内的众多应用中被越来越频繁地使用，例如可以替换或补充后视和侧视镜的侧视和后视摄像机监视系统(CameraMonitoringSystem，CMS)，从而消除盲点并减少眩光问题。传统照明中的像素可包括三次连续的曝光，其可以是例如中曝光和短曝光，并且这种布置可能经受闪烁问题。在HDR传感器的情况下，可以配置具有三次连续的曝光的像素，使得连续的曝光是中曝光和短曝光。曝光可以按顺序执行。这种结构对制造商和用户一样都造成了挑战，特别是当HDR传感器例如在某些视觉系统中实施时。当与传统照明相比时，LED的使用已经变得更加广泛，因为它们有效地利用能量和优越的亮度，因此LED灯在户外照明(诸如照明的交通标志、泛光灯、机动车辆和自行车的前灯和尾灯等)中的使用变得越来越流行。然而，LED照明可能会负面地影响图像传感器的操作，特别是HDR传感器。例如，LED可以以有时小于HDR传感器帧速率的“开启”时间进行调制。在这种情况下，短曝光可能不会与LED“开启”时间重叠，导致短曝光图像将LED感知为“关闭”。例如，在HDR传感器的情况下，中曝光可以将LED感知为“开启”，并且短曝光可以将LED感知为“关闭”。由于LED“开启”时间与传感器曝光之间的一致可能导致一些帧将LED感知为“开启”而其他帧感知为“关闭”。捕获的图像序列中的LED状态的这种变化被认为是LED闪烁。一些减轻LED闪烁的尝试(例如，LED闪烁减轻)导致了图像模糊。例如，以增加的曝光时间操作HDR传感器，然后通过降低传感器响应度或通过分段曝光来补偿增加的曝光时间。然而，上述减轻LED闪烁的尝试可能造成不可接受的图像模糊量。
技术实现思路
描述了一种用于图像传感器中的发光二极管(LightEmittingDiode，LED)闪烁减轻的装置。该装置可包括：时序控制器电路，其生成控制图像传感器的操作的至少一个控制信号；至少一个像素，其中该至少一个像素包括分裂光电二极管像素，该分裂光电二极管像素包括被配置为曝光于来自光源的一个或多个光突发的至少两个或更多个光电二极管，该至少两个或更多个光电二极管被配置为彼此独立地曝光和消失(blank)，该两个或更多个光电二极管包括具有比两个或更多个光电二极管的第二光电二极管的第二曝光期的持续时间长的第一曝光期的第一光电二极管，并且时序控制器电路被配置为控制由至少一个像素的第二光电二极管执行的多个曝光以包括分段的中曝光、连续的中曝光、分段的短曝光、和连续的短曝光，其中分段的中曝光和连续的中曝光分别比分段的短曝光和连续的短曝光的净曝光时间长，并且第一光电二极管的第一曝光期是比第二光电二极管的多个曝光期中的任何一个的持续时间长的连续的长曝光。描述了一种制造用于图像传感器中的LED闪烁减轻的装置的方法。该方法可包括：提供时序控制器电路，其生成控制图像传感器的操作的至少一个控制信号；提供至少一个像素，其中该至少一个像素包括分裂光电二极管像素，该分裂光电二极管像素包括被配置为曝光于来自光源的一个或多个光突发的至少两个或更多个光电二极管，该至少两个或更多个光电二极管被配置为彼此独立地曝光和消失，该两个或更多个光电二极管包括具有比两个或更多个光电二极管的第二光电二极管的第二曝光期的持续时间长的第一曝光期的第一光电二极管，并且时序控制器电路被配置为控制由至少一个像素的第二光电二极管执行的多个曝光以包括分段的中曝光、连续的中曝光、分段的短曝光、和连续的短曝光，其中分段的中曝光和连续的中曝光分别比分段的短曝光和连续的短曝光的净曝光时间长，并且第一光电二极管的第一曝光期是比第二光电二极管的多个曝光期中的任何一个的持续时间长的连续的长曝光。描述了一种使用用于图像传感器中的LED闪烁减轻的装置的方法。该方法可包括：使用时序控制器电路，其生成控制图像传感器的操作的至少一个控制信号；使用至少一个像素，其中该至少一个像素包括分裂光电二极管像素，该分裂光电二极管像素包括被配置为曝光于来自光源的一个或多个光突发的至少两个或更多个光电二极管，该至少两个或更多个光电二极管被配置为彼此独立地曝光和消失，该两个或更多个光电二极管包括具有比两个或更多个光电二极管的第二光电二极管的第二曝光期的持续时间长的第一曝光期的第一光电二极管，并且时序控制器电路被配置为控制由至少一个像素的第二光电二极管执行的多个曝光以包括分段的中曝光、连续的中曝光、分段的短曝光、和连续的短曝光，其中分段的中曝光和连续的中曝光分别比分段的短曝光和连续的短曝光的净曝光时间长，并且第一光电二极管的第一曝光期是比第二光电二极管的多个曝光期中的任何一个的持续时间长的连续的长曝光。在上述装置和方法的一些示例中，时序控制器电路被配置为控制第二光电二极管以执行分段的曝光操作，其中第二光电二极管的多个曝光期比第一光电二极管的第一曝光期的持续时间短，并且第二光电二极管的多个曝光期包括连续的和分段的曝光期两者以捕获一个或多个光突发。在上述装置和方法的一些示例中，第一光电二极管的第一曝光期包括连续的曝光，并且时序控制器电路被配置为控制由第二光电二极管执行的分段的曝光操作，分段的曝光操作包括将多个曝光期划分为在第二光电二极管的操作上均匀地分布的N个部分。在上述装置和方法的一些示例中，由第二光电二极管执行的分段的曝光操作发生在第一光电二极管的第一曝光期期间。在上述装置和方法的一些示例中，时序控制器电路接收输入信号以激活图像传感器并捕获来自光源的光突发。在上述装置和方法的一些示例中，光源包括LED光源。在上述装置和方法的一些示例中，图像传感器包括高动态范围(HDR)图像传感器。描述了一种用于图像传感器中的LED闪烁减轻的方法。该方法可包括由时序控制器电路生成控制图像传感器的操作的至少一个控制信号，该图像传感器包括至少一个像素，该像素具有包括由来自时序控制器电路的控制信号配置为曝光于来自光源的一个或多个光突发的至少两个或更多个光电二极管的分裂光电二极管像素，该至少两个或更多个光电二极管被配置为彼此独立地曝光和消失，由时序控制器电路控制两个或更多个光电二极管的第一光电二极管的第一曝光期比两个或更多个光电二极管的第二光电二极管的第二曝光期的持续时间长，由第二光电二极管执行分段的曝光操作，其中第二光电二极管的多个曝光期比第一光电二极管的第一曝光期的持续时间短，并且第二光电二极管的多个曝光期包括连续的和分段的曝光期两者以捕获一个或多个光突发，由分裂光电二极管(SplitPhotodiode，split-PD)像素输出到存储器或时序控制器电路中的至少一个，并且图像传感器中的至少一个像素的第二光电二极管的多个曝光期包括分段的中曝光、连续的中曝光、分段的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于图像传感器中的发光二极管LED闪烁减轻的装置，包括：/n时序控制器电路，其生成控制所述图像传感器的操作的至少一个控制信号；/n至少一个像素，其中所述至少一个像素包括分裂光电二极管像素，所述分裂光电二极管像素包括被配置为曝光于来自光源的一个或多个光突发的至少两个或更多个光电二极管，所述至少两个或更多个光电二极管被配置为彼此独立地曝光和消失；/n其中，所述两个或更多个光电二极管包括第一光电二极管，所述第一光电二极管具有比所述两个或更多个光电二极管中的第二光电二极管的第二曝光期的持续时间长的第一曝光期；以及/n其中，所述时序控制器电路被配置为控制由所述至少一个像素的第二光电二极管执行的多个曝光，以包括分段的中曝光、连续的中曝光、分段的短曝光、和连续的短曝光，其中分段的中曝光和连续的中曝光分别比分段的短曝光和连续的短曝光的净曝光时间长，并且所述第一光电二极管的第一曝光期是比所述第二光电二极管的多个曝光期中的任何一个的持续时间长的连续的长曝光。/n

【技术特征摘要】
20180919 US 16/135,6471.一种用于图像传感器中的发光二极管LED闪烁减轻的装置，包括：
时序控制器电路，其生成控制所述图像传感器的操作的至少一个控制信号；
至少一个像素，其中所述至少一个像素包括分裂光电二极管像素，所述分裂光电二极管像素包括被配置为曝光于来自光源的一个或多个光突发的至少两个或更多个光电二极管，所述至少两个或更多个光电二极管被配置为彼此独立地曝光和消失；
其中，所述两个或更多个光电二极管包括第一光电二极管，所述第一光电二极管具有比所述两个或更多个光电二极管中的第二光电二极管的第二曝光期的持续时间长的第一曝光期；以及
其中，所述时序控制器电路被配置为控制由所述至少一个像素的第二光电二极管执行的多个曝光，以包括分段的中曝光、连续的中曝光、分段的短曝光、和连续的短曝光，其中分段的中曝光和连续的中曝光分别比分段的短曝光和连续的短曝光的净曝光时间长，并且所述第一光电二极管的第一曝光期是比所述第二光电二极管的多个曝光期中的任何一个的持续时间长的连续的长曝光。


2.如权利要求1所述的装置，其中：
所述时序控制器电路被配置为控制所述第二光电二极管以执行分段的曝光操作，其中所述第二光电二极管的多个曝光期比所述第一光电二极管的第一曝光期的持续时间短，并且所述第二光电二极管的多个曝光期包括连续的和分段的曝光期两者以捕获所述一个或多个光突发。


3.如权利要求1所述的装置，其中：
所述第一光电二极管的第一曝光期包括连续的曝光，并且所述时序控制器电路被配置为控制由所述第二光电二极管执行的分段的曝光操作，所述分段的曝光操作包括将所述多个曝光期划分为在所述第二光电二极管的操作上均匀地分布的N个部分。


4.如权利要求3所述的装置，其中：
由所述第二光电二极管执行的分段的曝光操作发生在所述第一光电二极管的第一曝光期期间。


5.如权利要求4所述的装置，其中：
所述时序控制器电路接收输入信号以激活所述图像传感器并捕获来自所述光源的光突发。


6.如权利要求5所述的装置，其中：
所述光源包括发光二极管LED光源。


7.如权利要求1所述的装置，其中：
所述图像传感器包括高动态范围HDR图像传感器。


8.一种使用用于图像传感器中的发光二极管LED闪烁减轻的装置的方法，该方法包括：
使用时序控制器电路，所述时序控制器电路生成控制图像传感器操作的至少一个控制信号；
使用至少一个像素，其中所述至少一个像素包括分裂光电二极管像素，所述分裂光电二极管像素包括被配置为曝光于来自光源的一个或多个光突发的至少两个或更多个光电二极管，所述至少两个或更多个光电二极管被配置为彼此独立地曝光和消失；
其中，所述两个或更多个光电二极管包括第一光电二极管，所述第一光电二极管具有比所述两个或更多个光电二极管中的第二光电二极管的第二曝光期的持续时间长的第一曝光期；以及
其中，所述时序控制器电路被配置为控制由所述至少一个像素的第二光电二极管执行的多个曝光，以包括分段的中曝光、连续的中曝光、分段的短曝光、和连续的短曝光，其中分段的中曝光和连续的中曝光分别比分段的短曝光和连续的短曝光的净曝光时间长，并且所述第一光电二极管的第一曝光期是比所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：G比坦，S哈马米，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR