利用部分转移栅极脉冲处理和数字累加来执行高动态范围成像的系统和方法技术方案

本发明专利技术题为“利用部分转移栅极脉冲处理和数字累加来执行高动态范围成像的系统和方法”。本发明专利技术公开了一种图像传感器系统，该图像传感器系统可包括图像传感器像素阵列。该图像传感器阵列的包括高动态范围(HDR)内容的一部分可以比该阵列的其余部分更高的速率被过采样以生成多个子帧。当读出该多个子帧时，可仅使电荷转移栅极脉冲部分地生效，使得满阱电荷的仅一部分被排出。使该电荷转移栅极脉冲部分地生效允许排出高光信号而不干扰低光信号。应通过使该电荷转移栅极脉冲完全生效来读出最后一个子帧，以确保该整个阱电荷被排出。可使用数字累加电路来对从该多个子帧所收集的数据进行累加。该阵列的该其余部分可以标称帧速率读出。

【技术实现步骤摘要】
利用部分转移栅极脉冲处理和数字累加来执行高动态范围成像的系统和方法
本专利技术整体涉及成像设备，并且更具体地，涉及具有高动态范围成像像素的成像设备。
技术介绍
图像传感器常常在电子设备诸如移动电话、相机和计算机中用来捕获图像。在典型布置方式中，图像传感器包括被布置成像素行和像素列的图像像素阵列。可将电路耦接到每个像素列以从图像像素读出图像信号。一些常规的图像传感器可提供高动态范围(HDR)成像能力。这些图像传感器通常实现一些电荷溢出方案以将高光信号读出和低光信号读出分开。此类溢出方案防止像素共享同一读出电路，因为单个浮动扩散区域将无法区分从两个或更多个共享像素生成的溢出电荷。无伪影HDR像素常常需要附加的电路部件以使得能够在像素中进行电荷累加，这将HDR缩放限制为较小的像素尺寸。然而，许多HDR应用需要增加分辨率而不改变光学格式，这可仅通过将像素缩放到较小尺寸来实现。本文的实施方案就是在这种背景下出现的。附图说明图1是根据一些实施方案的具有用于使用图像像素阵列来捕获图像的图像传感器和处理电路的例示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成像电路，所述成像电路包括：/n图像传感器像素阵列，其中：/n所述阵列中的每个图像传感器像素包括光电二极管、浮动扩散区域和对应的电荷转移晶体管，所述电荷转移晶体管耦接在所述光电二极管和所述浮动扩散区域之间并且由电荷转移控制信号控制；/n所述阵列中具有高动态范围(HDR)内容的图像传感器像素的窗口通过使所述窗口内的所述图像传感器像素的所述电荷转移控制信号部分地生效来读出；/n所述窗口中具有高光信号的第一图像传感器像素的所述光电二极管至少部分地通过所述电荷转移控制信号的所述部分生效来排出；/n所述窗口中具有低光信号的第二图像传感器像素的所述光电二极管保持不受所述电荷转移控制信号的所述部分生...

【技术特征摘要】
20191101 US 16/672,2561.一种成像电路，所述成像电路包括：
图像传感器像素阵列，其中：
所述阵列中的每个图像传感器像素包括光电二极管、浮动扩散区域和对应的电荷转移晶体管，所述电荷转移晶体管耦接在所述光电二极管和所述浮动扩散区域之间并且由电荷转移控制信号控制；
所述阵列中具有高动态范围(HDR)内容的图像传感器像素的窗口通过使所述窗口内的所述图像传感器像素的所述电荷转移控制信号部分地生效来读出；
所述窗口中具有高光信号的第一图像传感器像素的所述光电二极管至少部分地通过所述电荷转移控制信号的所述部分生效来排出；
所述窗口中具有低光信号的第二图像传感器像素的所述光电二极管保持不受所述电荷转移控制信号的所述部分生效的干扰；并且
所述窗口之外的所述图像传感器像素中的至少一些图像传感器像素通过使所述窗口之外的所述图像传感器像素中的所述至少一些图像传感器像素的所述电荷转移控制信号完全生效来读出。


2.根据权利要求1所述的成像电路，其中具有所述HDR内容的所述窗口被过采样以生成多个子帧。


3.根据权利要求2所述的成像电路，其中来自所述多个子帧的数据使用数字累加电路来组合，并且其中所述数字累加电路包括：
加法器电路，所述加法器电路具有输出端；
累加寄存器电路，所述累加寄存器电路耦接到所述加法器电路的所述输出端；和
数字累加存储器，所述数字累加存储器耦接在所述累加寄存器电路和所述加法器电路之间。


4.根据权利要求3所述的成像电路，所述成像电路还包括：
高动态范围(HDR)控制器，所述HDR控制器被配置为选择性地启用和抑制所述数字累加电路并且清除所述数字累加存储器。


5.根据权利要求2所述的成像电路，其中所述多个子帧中的最后一个子帧通过使所述窗口内的所述图像传感器像素的所述电荷转移控制信号完全生效来读出，其中所述窗口之...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·潘尼卡西，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US