能够调整曝光时间的TDI图像传感器和包括其的检查系统技术方案

本申请公开了能够调整曝光时间的TDI图像传感器和包括其的检查系统。根据本公开的能够控制曝光的TDI传感器包括：像素单元，其包括多个行传感器；阻光单元，其阻止光被入射到多个行传感器中的一些行传感器中；扫描控制器，其基于外部行触发信号来产生曝光控制信号，基于外部行触发信号和曝光控制信号来产生内部行触发信号，且基于内部行触发信号来控制多个行传感器的电荷的移动。传感器的电荷的移动。传感器的电荷的移动。

【技术实现步骤摘要】
能够调整曝光时间的TDI图像传感器和包括其的检查系统


[0001]本公开涉及一种时间延迟积分(TDI)图像传感器，并且更具体地，涉及一种能够调整曝光时间的TDI图像传感器以及包括该TDI图像传感器的检查系统。

技术介绍

[0002]随着生产设施变得大批量生产、自动化且精密，依赖于人眼或各种传感器的功能正在被图像传感器取代。作为主要用于图像传感器的半导体器件的示例，存在电荷耦合器件(CCD)。
[0003]电荷耦合器件(以下简称为CCD)是指将电荷从一个器件传输到另一相邻器件的设备。使用这种CCD的图像传感器具有将由一定量的光引起的大量电荷的变化转换为电信号的结构。使用CCD的图像传感器包括输出单元，该输出单元通过其中累积电荷的单元区以及顺序地传输所累积的电荷的移位寄存器配置而成。
[0004]图像传感器的扫描方法包括区域扫描方法、行扫描方法和时间延迟积分(TDI)行扫描方法。
[0005]在使用TDI行扫描方法的图像传感器中，沿扫描方向布置有多个行传感器，以通过与扫描对象的移动同步而将累积在每个行的CCD中的电荷传输到下一行的CCD。通过对传感器重复此过程至最后一行，电荷被累积并且然后被输出以获得图像。
[0006]参考图12，TDI行传感器通过将来自用于每行的目标的光转换为电能并向扫描方向移动所累积的电荷，来将电荷累积在CCD传感器中。在图12的积分步骤(integration step)中，累积在TDI行传感器中的电荷通过根据用于每行的目标的移动速度而被向下移位来被反复地累积，并且通过在最后由读出寄存器对感测电荷进行放大和处理来输出该感测电荷。由于感测电荷通过时间延迟积分步骤被累积，所以图像质量可以进一步增强。TDI行传感器的优点在于，通过多次进行感测并累积感测电荷的过程，即使在昏暗的照明下也可以获得清晰的图像。
[0007]有必要通过使利用TDI行扫描方法从图像传感器获得的图像的明亮部分更亮且昏暗部分更暗来扩展亮度范围，从而使图像变得更类似于人眼所见。

技术实现思路

[0008]本公开的示例性实施例的目的是提供一种能够调整曝光时间以获得更清晰图像的TDI图像传感器以及包括该TDI图像传感器的检查系统。
[0009]此外，本公开的示例性实施例的目的是提供一种TDI图像传感器以及包括该TDI图像传感器的检查系统，该TDI图像传感器能够调整曝光时间来通过针对要被捕获的同一对象获得短曝光(或低亮度)图像和长曝光(或高亮度)图像并将它们组合以扩展图像的动态范围，以便清楚地展现一个图像中的明亮部分和昏暗部分的所有细节。
[0010]本公开的目的不限于上述目的，并且以上未提及的本公开的其他目的和优点可以通过以下描述来理解，并且从本公开的示例性实施例而变得更加明显。此外，应当理解，本
公开的目的和优点可以通过各种方法以及权利要求中的其组合来体现。
[0011]为了实现上述目的，根据本公开的一个方面，提供了一种能够调整曝光时间的TDI图像传感器，其包括：像素单元，其包括多个行传感器；阻光单元，其阻止光被入射到多个行传感器中的一些行传感器中；扫描控制器，其基于外部行触发信号来产生曝光控制信号，基于外部行触发信号和曝光控制信号来产生内部行触发信号，且基于内部行触发信号来控制多个行传感器的电荷的移动。
[0012]根据本公开的另一方面，提供了一种能够调整曝光时间的TDI图像传感器和包括该TDI图像传感器的检查系统，该TDI图像传感器包括：像素单元，其包括多个行传感器，光在每个行传感器的一部分中的入射被阻光单元阻挡并且每个行传感器的其余部分被曝光；扫描控制器，其利用不同的曝光时间来控制行传感器的暴露部分的曝光，以产生对于第一曝光时间的感测结果和对于第二曝光时间的感测结果；以及输出单元，其基于对于第一曝光时间的感测结果和对于第二曝光时间的感测结果来产生图像。
[0013]根据本公开的示例性实施例，能够调整曝光时间的TDI图像传感器和包括该TDI图像传感器的检查系统能够获得更清晰的TDI图像，以使该TDI图像传感器的适用领域被最大化。
附图说明
[0014]图1是示出根据本公开的示例性实施例的能够调整曝光时间的TDI图像传感器和包括该TDI图像传感器的检查系统的示意性配置的视图；
[0015]图2是示出根据本公开的示例性实施例的图1的像素单元的配置的示图；
[0016]图3A至图3D是用于说明根据本公开的示例性实施例的其中组合了图1的像素单元、光屏蔽单元和微透镜的配置的视图；
[0017]图4是示出根据本公开的示例性实施例的图1的扫描控制器的示意性配置的视图；
[0018]图5是示出根据本公开的示例性实施例的图4的曝光控制信号发生器的示意性配置的视图；
[0019]图6是用于说明图5的曝光控制信号发生器的操作的视图。
[0020]图7是示出根据本公开的另一示例性实施例的扫描控制器的示意性配置的视图；
[0021]图8是示出根据本公开的另一示例性实施例的曝光控制信号发生器的示意性配置的视图；
[0022]图9是用于说明根据本公开的另一示例性实施例的曝光控制信号发生器的操作的视图；
[0023]图10是用于说明根据本公开的示例性实施例的能够调整曝光时间的TDI图像传感器以及包括该TDI图像传感器的检查系统的操作的视图；
[0024]图11是用于说明根据本公开的示例性实施例的TDI图像传感器的控制方法的视图；以及
[0025]图12是用于说明常规TDI图像传感器的扫描原理的视图。
具体实施方式
[0026]下面将参考附图详细描述上述目的、特征和优点，并且因此本领域常规技术人员
可以容易地实现本公开的技术精神。当判断关于与本公开相关的已知技术的具体描述可能不必要地使本公开的要点模糊时，将省略该详细描述。在下文中，将参考附图来描述根据本公开的优选实施例。在附图中，相似的附图标记表示相似的组件。
[0027]如上所述，根据本公开的示例性实施例的能够调整曝光时间的TDI图像传感器和包括该TDI图像传感器的检查系统是这种技术：扩展TDI图像的动态范围以便将从TDI图像传感器获取的图像展现为使得明亮部分更亮且昏暗部分更暗来获取更清晰图像。
[0028]根据本公开的示例性实施方式的能够调整曝光时间的TDI图像传感器和用于获取更清晰的图像的包括该TDI图像传感器的检查系统在相同的照明条件下针对要被捕获的一个对象通过一次扫描获取长曝光图像和短曝光图像并使用高动态范围(HDR)技术将两个图像组合，以将一个组合图像的明亮部分和昏暗部分的细节展现得更加清晰。
[0029]此时，HDR技术是一种针对要被捕获的同一对象获取短曝光图像和长曝光图像并将它们组合以便在一个图像中清楚地展现明亮部分和昏暗部分二者从而扩展图像的动态范围的技术。
[0030]在本公开中，提及HDR来作为用于产生高质量图像的信号处理技术的示例。然而，提供示例性实施例是为了容易理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能够调整曝光时间的TDI图像传感器，包括：像素单元，其包括多个行传感器，在所述多个行传感器中，每个行传感器的一部分中光的入射被阻光单元阻挡，并且每个行传感器的其余部分被曝光，扫描控制器，其利用不同的曝光时间来控制行传感器的暴露部分的曝光，以产生对于第一曝光时间的感测结果和对于第二曝光时间的感测结果；以及输出单元，其基于对于第一曝光时间的感测结果和对于第二曝光时间的感测结果来产生图像。2.根据权利要求1所述的TDI图像传感器，其中，所述扫描控制器基于外部行触发信号来产生内部行触发信号，所述内部行触发信号控制所述行传感器的暴露部分的曝光。3.根据权利要求2所述的TDI图像传感器，其中，每当所述外部行触发信号输入，扫描控制器就在经过预定时间之后产生曝光控制信号，并将所述外部行触发信号和所述曝光控制信号组合以产生所述内部行触发信号。4.根据权利要求3所述的TDI图像传感器，其中，所述扫描控制器在两个外部行触发信号之间的预定的特定定时处产生所述曝光控制信号。5.根据权利要求4所述的TDI图像传感器，其中，所述扫描控制器包括：寄存器，其储存预定值以及输出与所储存的值相对应的曝光比；曝光控制信号发生器，其基于所述外部行触发信号和所述曝光比来产生曝光控制信号；以及信号发生器，其基于所述外部行触发信号和所述曝光控制信号来产生所述内部行触发信号。6.根据权利要求5所述的TDI图像传感器，其中，所述曝光控制信号发生器包括：计数器控制逻辑，其接收所述外部行触发信号和所述曝光控制信号，并输出计数器激活信号；计数器，其接收所述计数器激活信号并输出计数值；转换逻辑，其基于储存在所述寄存器中的曝光比来转换为使所述计数器递增计数的时钟脉冲的数量；比较器，其输出将在所述计数器激活信号被使能的时段期间被递增计数的计数器值与基于所述曝光比而计算出的时钟脉冲数的数量进行比较的结果；以及脉冲发生器，其接收所述比较器的比较结果信号并输出所述曝光控制信号。7.根据权利要求2所述的TDI图像传感器，其中，每当所述外部行触发信号输入，所述扫描控制器就产生所述内部行触发信号，并且在所述外部行触发信号被输入之后下一个外部行触发信号产生之前附加地产生所述内部行触发信号。8.根据权利要求7所述的TDI图像传感器，其中，所述扫描控制器允许产生被附加地产生的所述内部行触发信号的定时对应于由用户设置的定时。9.根据权利要求8所述的TDI图像传感器，其中，所述扫描控制器包括：寄存器，其储存预定的定时并输出与所储存的定时相对应的延迟控制信号；曝光控制信号发生器，其基于所述外部行触发信号和所述延迟控制信号来产生曝光控制信号；以及信号发生器，其基于所述外部行触发信号和所述曝光控制信号来产生所述内部行触发
信号。10.根据权利要求9所述的TDI图像传感器，其中，所述曝光控制信号发生器包括：锁存电路，其在所述外部行触发信号被输入之后将所述振荡器激活信号使能，直到所述曝光控制信号输入为止；振荡器，其在所述振荡器激活信号的使能时段期间产生振荡器信号；计数器，每当所述振荡器信号被移位到特定电平，所述计数器就增加计数器信号的计数值；比较电路，其将所述计数器信号的计数值与所述延迟控制信号进行比较以产生比较结果信号；以及脉冲输出电路，其基于所述比较结果信号来产生...

【专利技术属性】
技术研发人员：金英虎，沈映英，
申请(专利权)人：慧理示先进技术公司，
类型：发明
国别省市：