图像传感器、电子设备以及图像传感器的操作方法技术

提供了一种图像传感器，包括：像素阵列，包括多个像素组，所述多个像素组中的每一个像素组包括施加有第一转换增益的第一像素和施加有第二转换增益的第二像素；读出电路，被配置为：针对多个像素组中的每一个像素组，通过单个读出来接收与第一像素相对应的第一像素信号和与第二像素相对应的第二像素信号，基于多个像素组的第一像素信号来生成第一图像数据，并基于多个像素组的第二像素信号来生成第二图像数据；以及图像信号处理器，被配置为通过以像素组为单位对第一图像数据和第二图像数据进行合并来生成输出图像数据。据进行合并来生成输出图像数据。据进行合并来生成输出图像数据。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器、电子设备以及图像传感器的操作方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于以下申请并要求以下申请的优先权：2020年6月4日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2020
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0067909以及2021年3月31日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2021
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0042229，这两个韩国专利申请中的每一个的全部内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术构思的至少一些示例实施例涉及图像传感器，尤其涉及用于通过单个读出生成施加有多个转换增益的图像数据的图像传感器及其操作方法。

技术介绍

[0004]图像传感器可以通过使用光电转换元件来感测对象的图像，该光电转换元件根据从对象反射的光的强度进行反应并生成图像数据。
[0005]近年来，双转换增益(DCG)技术已应用于实现图像传感器的高动态范围(HDR)图像。在现有技术中的DCG技术的一些示例实施例中，通过执行施加有高转换增益(HCG)和低转换增益(LCG)的多个读出来获得HDR图像。因此，存在帧率降低的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术构思的至少一些示例实施例提供了一种图像传感器、一种电子设备以及一种图像传感器的操作方法，该图像传感器用于通过单个读出生成施加有多个转换增益的图像数据。
[0007]根据本专利技术构思的至少一些示例实施例，一种图像传感器包括：像素阵列，包括多个像素组，多个像素组中的每一个像素组包括施加有第一转换增益的第一像素和施加有第二转换增益的第二像素；读出电路，被配置为：针对多个像素组中的每一个像素组，通过单个读出来接收与第一像素相对应的第一像素信号和与第二像素相对应的第二像素信号，基于多个像素组的第一像素信号来生成第一图像数据，并基于多个像素组的第二像素信号来生成第二图像数据；以及图像信号处理器，被配置为通过以像素组为单位对第一图像数据和第二图像数据进行合并来生成输出图像数据。
[0008]根据本专利技术构思的至少一些示例实施例，一种电子设备包括：图像传感器，在图像传感器中布置有多个像素组，多个像素组中的每一个像素组包括多个像素，并且图像传感器被配置为：针对多个像素组中的每一个像素组，通过单个读出来生成与多个转换增益相对应的多个像素信号，基于多个像素信号来生成与多个像素信号相对应的多个图像数据，并通过对多个图像数据进行合并来生成输出图像数据；以及处理器，被配置为对输出图像数据执行图像处理。
[0009]根据本专利技术构思的至少一些示例实施例，一种图像传感器的操作方法包括：从像素阵列中包括的多个像素组中的每一个像素组，通过单个读出来输出与对应于第一转换增
益的第一像素相对应的第一像素信号；从像素阵列中包括的多个像素组中的每一个像素组，通过单个读出来输出与对应于第二转换增益的第二像素相对应的第二像素信号；基于多个像素组的第一像素信号来生成第一图像数据；基于多个像素组的第二像素信号来生成第二图像数据；以及通过以像素组为单位对第一图像数据和第二图像数据进行合并来生成输出图像数据。
附图说明
[0010]通过参考附图详细描述本专利技术构思的示例实施例，本专利技术构思的示例实施例的上述和其他特征和优点将变得更加明显。附图旨在描绘本专利技术构思的示例实施例，并且不应被解释为限制权利要求的预期范围。除非明确说明，否则附图不应被视为是按比例绘制的。
[0011]图1是示出了根据专利技术构思的示例实施例的图像传感器和包括该图像传感器的电子设备的示图；
[0012]图2是示出了根据专利技术构思的示例实施例的像素阵列的示图；
[0013]图3是示出了根据专利技术构思的示例实施例的像素阵列的像素组的示图；
[0014]图4是用于说明根据本专利技术构思的示例实施例的在组合(binning)操作期间的读出操作的示图；
[0015]图5是用于说明根据本专利技术构思的示例实施例的生成合成图像数据的方法的示图；
[0016]图6至图8B是用于说明根据像素阵列的图案类型生成合成图像数据的方法的示图；
[0017]图9和图10是示出了根据本专利技术构思的示例实施例的生成多帧高动态范围(HDR)图像数据的方法的示图；
[0018]图11是根据本专利技术构思的示例实施例的图像传感器的操作方法的流程图；
[0019]图12是示出了根据专利技术构思的示例实施例的电子设备的示图；
[0020]图13是示出了根据专利技术构思的示例实施例的电子设备的一部分的示图；以及
[0021]图14是示出了根据本专利技术构思的示例实施例的相机模块的具体配置的示图。
具体实施方式
[0022]如在本专利技术构思的领域中常见的，在功能块、单元和/或模块方面描述并在附图中示出实施例。本领域技术人员将理解，这些块、单元和/或模块通过诸如逻辑电路、分立组件、微处理器、硬连线电路、存储器元件、布线连接等的电子(或光学)电路物理地实现，其中可以使用基于半导体的制造技术或其他制造技术来形成所述电子(或光学)电路。在块、单元和/或模块由微处理器等实现的情况下，它们可以使用软件(例如，微代码)来编程以执行本文讨论的各种功能，并且可以可选地由固件和/或软件驱动。备选地，每个块、单元和/或模块可以通过专用硬件实现或实现为执行一些功能的专用硬件和执行其他功能的处理器(例如，一个或多个编程的微处理器和相关联的电路)的组合。此外，在不脱离本专利技术构思的范围的情况下，实施例的每个块、单元和/或模块可以物理地分成两个或更多个交互且分立的块、单元和/或模块。此外，在不脱离本专利技术构思的范围的情况下，实施例的块、单元和/或模块可以物理地组合成更复杂的块、单元和/或模块。
[0023]图1是示出了根据专利技术构思的示例实施例的图像传感器和包括该图像传感器的电子设备的示图。
[0024]参照图1，电子设备10可以包括图像传感器100和处理器200。图像传感器100可以将通过光学透镜LW入射的对象的光信号转换为图像数据。图像传感器100可以安装在具有图像或光学感测功能的电子设备中。例如，图像传感器100可以安装在电子设备10中，电子设备10例如为数字静态相机、数字摄像机、智能电话、可穿戴设备、物联网(IoT)设备、平板个人计算机(PC)、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、导航设备等。图像传感器100也可以安装在作为车辆、家具、制造设施、门、各种测量设备等的组件所设置的电子设备10中。例如，处理器200可以是应用处理器和/或图像处理器。因此，在本说明书中，处理器200也可以称为图像处理器200。
[0025]根据本专利技术构思的至少一些示例实施例，图像处理器200可以是或包括以下各项：包括逻辑电路的硬件；执行软件的硬件/软件组合；或其组合。例如，图像处理器更具体地可以包括但不限于以下一项或多项：中央处理单元(CPU)、处理器核、算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器、微计算机、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，包括：像素阵列，包括多个像素组，所述多个像素组中的每一个像素组包括施加有第一转换增益的第一像素和施加有第二转换增益的第二像素；读出电路，被配置为：针对所述多个像素组中的每一个像素组，通过单个读出来接收与所述第一像素相对应的第一像素信号和与所述第二像素相对应的第二像素信号，基于所述多个像素组的第一像素信号来生成第一图像数据，并基于所述多个像素组的第二像素信号来生成第二图像数据；以及图像信号处理器，被配置为通过以像素组为单位对所述第一图像数据和所述第二图像数据进行合并来生成输出图像数据。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，针对所述多个像素组中的每一个像素组，所述第一像素信号是通过对所述第一像素的第一像素值求和来读出的，并且所述第二像素信号是通过对所述第二像素的第二像素值求和来读出的。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一转换增益和所述第二转换增益中的每一个是高转换增益或低转换增益。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个像素组中的每一个像素组包括：2n个第一像素和2n个第二像素，其中，n是正整数。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述多个像素组中的每一个像素组的第一像素包括：红色像素、蓝色像素、第一绿色像素或第二绿色像素，并且其中，所述多个像素组中的每一个像素组的第二像素包括：白色像素或黄色像素。6.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述多个像素组中的每一个像素组的第一像素和第二像素包括：红色像素、蓝色像素、第一绿色像素或第二绿色像素。7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个像素组中的每一个像素组包括：第三像素，所述第三像素施加有第三转换增益。8.根据权利要求7所述的图像传感器，其中，所述多个像素组中的每一个像素组的第一像素、第二像素和第三像素包括：红色像素、蓝色像素、第一绿色像素或第二绿色像素。9.根据权利要求7所述的图像传感器，其中，所述读出电路还被配置为：针对所述多个像素组中的每一个像素组，通过单个读出来接收与第三像素相对应的第三像素信号，所述第三像素施加有所述第三转换增益，以及基于所述多个像素组的第三像素信号来生成第三图像数据。10.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，所述图像信号处理器还被配置为：通过以像素组为单位对所述第一图像数据、所述第二图像数据和所述第三图像数据进行合并来生成所述输出图像数据。11.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个像素组中的每一个像素组包括：施加有第三转换增益的第三像素和施加有第四转换增益的第四像素。12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述读出电路还被配置为：
针对所述多个像素组中的每一个像素组，通过单个读出来接收与所述第三像素相对应的第三像素信号和与所述第四像素相对应的第四像素信号，以及基于所述多个像素组的第三像素信号来生成第三图像数据，并且基于所述多个像素组的第四像素信号来生成第四图像数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正局，崔允硕，安度昶，郑小荣，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：