一种图像传感器、全局快门控制方法及计算机存储介质技术

本申请提供一种图像传感器、全局快门控制方法及计算机存储介质。该图像传感器包括像素阵列，所述像素阵列包含复数列像素，或所述像素阵列，包含复数组子像素阵列，每组子像素阵列包含复数列/复数行像素，处理器模块，其基于指令触发所述像素阵列。该控制方法下，利用动态平均的方式来实现像素阵列里每一列/行或组别的平均延时的一致性。并且这种一致性不会受到工艺、电源或温度等外部条件的影响。避免了采用全局快门方式引起的瞬时大电流，同时曝光后无需数字处理器在后端进行逐列或逐行矫正以降低硬件成本、测试成本。

【技术实现步骤摘要】
一种图像传感器、全局快门控制方法及计算机存储介质
本申请涉及图像传感器
，具体地涉及一种图像传感器及其全局快门延时控制方法。
技术介绍
随着图像传感器技术的发展，其被广泛的应用。当前图像传感器技术有两种快门方式：卷帘快门和全局快门。卷帘快门是指像素点渐次曝光；全局快门是指整幅场景在同一时间完成曝光，如图1所示，在该方式下全局快门共用同一个快门控制信号，图像传感器所有像素点同时收集光线及同时曝光。相比卷帘快门，全局快门可以显著改善被摄物体高速运动时引起的拖影模糊。由于对被摄物捕捉速度和信息处理速度上的天然优势，全局快门已成为图像传感器，红外TOF深度检测等应用领域的主流选择。但其缺点也较明显：如此多的像素点同时开启，会引入很大的瞬时尖峰电流并造成对周边其他芯片或器件严重的电磁干扰,并且对全局快门控制信号驱动、电源以及芯片的应用电路板设计都提出了非常高的要求。为了降低全局快门方式引起的瞬时大电流，应用时通常并不会把快门控制信号到达每个像素点的延时做到完全一致如图2所示，像素列与像素列之间或像素行与像素行之间配置延时，通过延时刻意错开曝光开启时间来降低瞬时大电流。该方式下刻意错开像素阵列每一列的曝光开启时刻虽然能降低尖峰电流，但也造成了每一列像素开启时间的失配。在很多应用中，对这类失配时间的精度要求是非常高的。例如在TOF的应用中，每一列像素开启时间的偏差直接等效为其测量深度的误差。如果每一列开启时间都不同，则每一列都会引入不同的测量误差。并且该误差会随着工艺偏差，电源电压偏差以及温度的变化而发生改变。因此现有的TOF实施方案中，曝光后需要数字处理器来逐列矫正，这样增加了硬件成本、测试成本也随之大幅提高。
技术实现思路
为克服上述缺陷，本申请的目的之一在于:提供一种新的图像传感器及其全局快门延时控制方法。该控制方法下既可避免图像传感器由于采用全局快门方式引起的瞬时大电流又不会引起不同像素列之间的延时误差同时还无需数字处理器在后端进行逐列或逐行矫正。为了达到以上目的，本申请采用如下的技术方案：一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括像素阵列，所述像素阵列包含复数列像素，相邻的像素列的本地控制信号都通过延时单元电性相连，或所述像素阵列，包含复数组子像素阵列，每组子像素阵列包含复数列/复数行像素，相邻的像素列/像素行的本地控制信号都通过延时单元电性相连，处理器模块，其基于指令触发所述像素阵列。在一实施方式中，该延时单元包括，RC延时型延时单元、双向驱动电路型延时单元、锁相环或延时锁相环。本申请实施例提供一种图像传感器的全局快门延时控制方法，该控制方法包括：所述处理器模块接收并相应控制信号基于预设的规则触发所述像素阵列的不同列或不同行后，再逆向触发所述像素阵列的不同列或不同行，完成一次全局控制。如处理器模块基于预设的规则顺时方向针依次触发后再按逆时针方向依次触发所述像素阵列的不同列或不同行，完成一次全局控制。该控制方法利用动态平均的方式来实现像素阵列里每一列/行或组别的平均延时的一致性并且这种一致性不会受到工艺、电源或温度等外部条件的影响。该控制方法避免了采用全局快门方式引起的瞬时大电流，同时曝光后无需数字处理器在后端进行逐列或逐行矫正以降低硬件成本、测试成本，同时实现了图像传感器的矩阵中不同行的像素点之间达到一致的平均延时。在一实施方式中，该控制方法包括：所述处理器模块基于伪随机码的开启方式轮转选择，以触发所述像素阵列，完成一次全局控制。在一实施方式中，所述像素阵列包含N列像素阵列，第三列像素点到第一列像素点之间最近的那条通路被断开，所述控制方法包含如下步骤：S1，第一次开启时，控制信号GTX从最靠近第三列像素点的位置输入，这样第三列像素被最早被开启，其余像素列被开启的顺序为:第三列→第五列→…→第N列→…→第四列→第二列→第一列；S2，第二次开启时，控制信号GTX由最靠近第五列像素点的位置输入，第三列和第五列之间最近的那条通路被断开，其余各个像素列被开启的顺序为：第五列→…→第N列→…→第四列→第二列→第一列→第三列；以此直至，SN，第N次开启，控制信号GTX时，各个像素列被开启的顺序为：第N列→…→第四列→第二列→第一列→第三列→第五列→…→第N-1列；之后再进行SN+1，第N+1次开启GTX时，各个像素列被开启的顺序为：第二列→第四列→…→第N列→第五列→第三列→第一列；SN+2，第N+2次开启GTX时，各个像素列被开启的顺序为：第四列→…→第N列→第五列→第三列→第一列→第二列；直至…S2N：第2N次开启GTX时，各个像素列被开启的顺序为：第一列→第二列→第四列→…→第N列→…→第五列→第三列，完成一次全局控制，其中，GTX为原始的全局快门控制信号。这样完成一次全局控制。在该控制方法下，图像传感器的每一列像素点都先后经历了从最短到最长的各种延时，经过2N次循环后，每一列像素点的平均延时时间都是相等的，不同像素列之间的延时误差不受延时单元提供的延时时间的限制，仅受器件本征失配的影响。这样该控制方法的全局快门延时控制方法可以避免
技术介绍
中提及的瞬时大电流同时不会引起不同像素列之间的延时误差，延时后还无需在后端利用数字处理器进行矫正。在一实施方式中，该每列像素点的本地控制信号的来源包含，控制信号GTX、顺时针相邻像素列提供的控制信号及逆时针相邻像素列提供的控制信号。在一实施方式中，该步骤S1中，第三列像素点的本地控制信号由GTX提供，其他像素列的本地控制信号全部由逆时针相邻的像素列提供或全部由顺时针相邻的像素列提供。在一实施方式中，该图像传感器的的全局快门控制方法，其特征在于，控制信号选用所述像素阵列中任何一列像素点实际的曝光控制信号GTXi作为信号源并经过固定延时单元后产生光驱动信号LD_out。本申请实施例提供一种计算机存储介质，该计算机存储介质包括计算机程序，所述计算机程序运行如上述的控制方法。有益效果：本申请提出的图像传感器的全局快门延时控制方法，其可采用全局快门方式引起的瞬时大电流，同时曝光后无需数字处理器在后端进行逐列或逐行矫正以降低硬件成本、测试成本。附图说明本申请上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为现有的图像传感器的采用全局快门的控制方法示意图；图2为现有的图像传感器的采用全局快门延时的控制方法示意图；图3a、图3b为本申请实施例的图像传感器的全局延时的控制方法示意图；图4为本申请实施例的延时单元的示意图；图5为本申请实施例的开关控制的示意图；图6a、6b及图7为本申请实施例的光驱动信号的控制示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括像素阵列，所述像素阵列包含复数列像素，相邻的像素列的本地控制信号都分别通过延时单元电性相连，或所述像素阵列，包含复数组子像素阵列，每组子像素阵列包含复数列/复数行像素，相邻的像素列/像素行的本地控制信号都分别通过延时单元电性相连，/n处理器模块，其电性连接像素阵列并基于指令触发对应的所述像素阵列。/n

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括像素阵列，所述像素阵列包含复数列像素，相邻的像素列的本地控制信号都分别通过延时单元电性相连，或所述像素阵列，包含复数组子像素阵列，每组子像素阵列包含复数列/复数行像素，相邻的像素列/像素行的本地控制信号都分别通过延时单元电性相连，
处理器模块，其电性连接像素阵列并基于指令触发对应的所述像素阵列。


2.如权利要求1所述的图像传感器的，其特征在于，所述延时单元包括，RC延时型延时单元、双向驱动电路型延时单元、锁相环或延时锁相环中的至少一种。


3.如权利要求1或2的图像传感器的全局快门时控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
所述处理器模块接收并相应控制信号基于预设的规则触发所述像素阵列的不同列或不同行后，再逆向触发所述像素阵列的不同列或不同行，完成一次全局控制。


4.如权利要求3所述的图像传感器的全局快门控制方法，其特征在于，
所述控制方法包括：所述处理器模块基于伪随机码的开启方式轮转选择，以触发所述像素阵列，完成一次全局控制。


5.如权利要求3所述的图像传感器的全局快门控制方法，其特征在于，
首次触发时，GTX可以提供给像素阵列中的任何一列/行像素列且像素阵列中其余的像素列的本地控制信号全部由逆时针相邻的像素列提供或顺时针相邻的像素列提供。


6.如权利要求3所述的图像传感器的的全局快门控制方法，其特征在于，所述像素阵列包含N列像素阵列，第三列像素点到第一列像素点之间最近的通路被断开，所述控制方法包含如下步骤：
S1，第一次开启时，控制信号GTX从最靠近第三列像素点的位置输入，这样第三列像素被最早被开启，其余像素列被开启的顺序为:第三列→第五列→…→第N列→…→第四列→第二列→第一列；
S2，第二次开启时，控制信号GTX由最靠近第五列像素...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丹，潘扬，
申请(专利权)人：炬佑智能科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32