图像传感器和由其执行的方法技术

提供了一种图像传感器。所述图像传感器包括：多个像素，所述多个像素设置在像素阵列中；控制器，所述控制器被配置为控制所述多个像素的第一像素组使其具有第一曝光积分时间并且控制所述多个像素的第二像素组使其具有第二曝光积分时间；以及信号处理器，所述信号处理器被配置为基于与由所述像素阵列生成的像素信号对应的数字信号，通过对与所述第一像素组对应的数字信号的第一值和与所述第二像素组对应的数字信号的第二值执行运算来生成图像数据。所述第一像素组的所述第一曝光积分时间与所述图像数据的照度无关。与所述图像数据的照度无关。与所述图像数据的照度无关。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器和由其执行的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于在2021年12月1日在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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0170238和在2022年6月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2022
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0079992并且要求其优先权，这些韩国专利申请的公开内容通过引用整体地并入本文。


[0003]本公开涉及图像传感器，更具体地，涉及宽动态范围图像传感器和由该宽动态范围图像传感器执行的方法。

技术介绍

[0004]图像传感器可以是指捕获被摄体的二维或三维图像的装置。图像传感器可以通过使用光电转换元件来生成被摄体的图像，光电转换元件根据从被摄体反射的或由被摄体发射的光来响应。需要具有宽动态范围和低噪声特性的图像传感器以获得高质量图像。

技术实现思路

[0005]本公开提供了一种具有宽动态范围和更好噪声特性二者的图像传感器和一种由该图像传感器执行的方法。
[0006]根据实施例的一方面，一种图像传感器包括：像素阵列，所述像素阵列具有多个像素；控制器，所述控制器被配置为控制所述多个像素的第一像素组使其具有第一曝光积分时间并且控制所述多个像素的第二像素组使其具有第二曝光积分时间；以及信号处理器，所述信号处理器被配置为基于与由所述像素阵列生成的像素信号对应的数字信号，通过对与所述第一像素组对应的数字信号的第一值和与所述第二像素组对应的数字信号的第二值执行运算，来生成图像数据。所述第一像素组的所述第一曝光积分时间与所述图像数据的照度无关。
[0007]根据实施例的一方面，一种图像传感器包括：像素阵列，所述像素阵列具有多个像素；控制器，所述控制器被配置为控制所述多个像素的第一像素组使其具有第一曝光积分时间并且控制所述多个像素的第二像素组使其具有第二曝光积分时间；以及信号处理器，所述信号处理器被配置为基于与由所述像素阵列生成的像素信号对应的数字信号来识别照度，基于所述照度来识别所述第二像素组和所述第二曝光积分时间，并且基于所述第二曝光积分时间来设置所述控制器。所述第一像素组的所述第一曝光积分时间与所述照度无关。
[0008]根据实施例的一方面，一种由图像传感器执行的方法包括：基于由包括多个像素的像素阵列生成的像素信号来生成数字信号；驱动所述多个像素的第一像素组使其具有第一曝光积分时间并且驱动所述多个像素的第二像素组使其具有第二曝光积分时间；以及基于与所述第一像素组对应的所述数字信号的第一值和与所述第二像素组对应的所述数字信号的第二值的加权和来生成图像数据。所述第一像素组的所述第一曝光积分时间与所述
图像数据的照度无关。
附图说明
[0009]根据结合附图进行的以下描述，将更清楚地理解上述及其他方面和特征，在附图中：
[0010]图1是示出了根据实施例的图像传感器的框图；
[0011]图2A和图2B是示出了根据实施例的像素的示例的电路图；
[0012]图3显示出根据实施例的图像传感器的SNR
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HDR曲线图；
[0013]图4是示出了根据实施例的由图像传感器执行的方法的流程图；
[0014]图5A、图5B、图5C、图5D和图5E示出了根据实施例的像素阵列的示例；
[0015]图6A和图6B是示出了根据实施例的图像传感器的操作的示例的图；
[0016]图7A和图7B显示出根据实施例的图像传感器的SNR
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HDR曲线图；
[0017]图8A和图8B显示出根据实施例的图像传感器的SNR
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HDR曲线图；
[0018]图9是示出了根据实施例的由图像传感器执行的方法的流程图；
[0019]图10A和图10B是示出了根据实施例的由图像传感器执行的方法的示例的流程图；
[0020]图11A和图11B显示出根据实施例的图像传感器的SNR
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HDR曲线图；
[0021]图12是示出了根据实施例的由图像传感器执行的方法的流程图；
[0022]图13A是根据实施例的图像传感器的分解透视图，图13B是根据实施例的图像传感器的俯视图，并且图13C是根据实施例的图像传感器的分解透视图；
[0023]图14是示出了根据实施例的包括多相机模块的电子装置的框图；
[0024]图15是示出了根据实施例的图14的相机模块的框图。
具体实施方式
[0025]在下文中，结合附图描述实施例。本文描述的实施例是示例实施例，因此，本公开不限于此，并且可以以各种其他形式实现。在以下描述中提供的每个实施例并不排除与本文另外提供或者本文未提供的另一示例或另一示例实施例的一个或更多个特征相关联，而是与本公开一致。将理解的是，当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“耦接到”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上、直接连接到或耦接到另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相比之下，当元件被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个关联列举的项目的任何和所有组合。诸如
“……
中的至少一者(种)”的表述当在一列元件之后时，修饰整列元件，而不修饰列的个别元件。例如，表述“a、b和c中的至少一者(种)”应当被理解为包括仅a、仅b、仅c、a和b二者、a和c二者、b和c二者或者全部a、b和c。
[0026]图1是示出了根据实施例的图像传感器10的框图。如图1所示，图像传感器10可以包括像素阵列11、驱动器12、读出电路13、控制器14和信号处理器15。
[0027]图像传感器100可以被包括在具有图像或光感测功能的系统中。例如，图像传感器100可以被包括在诸如相机、智能电话、可穿戴装置、物联网(IoT)装置、平板PC、无人机或高级驾驶员辅助系统(ADAS)的电子装置中。另外，图像传感器10可以被包括在车辆、家具、制
造设备、门、各种测量装置等中所包括的零件中。
[0028]像素阵列11可以包括多个像素，并且多个像素可以分别连接到多条驱动线DL和多条感测线SL。在一些实施例中，图像传感器10可以是有源像素传感器(APS)，并且像素阵列11的多个像素中的每个像素可以包括至少一个光电转换元件和至少一个晶体管。光电转换元件可以生成对应于入射在其上的光的电信号。作为非限制性示例，光电转换元件可以包括由有机或无机材料制成的光感测元件，诸如无机光电二极管、有机光电二极管、钙钛矿光电二极管、光电晶体管、光电门或针扎光电二极管。在一些实施例中，如在下面参考图2A和图2B所描述的，像素可以提供两个或更多个转换增益。在一些实施例中，如在下面参考图2B所描述的，像素可以包括两个或更多个光电转换元件。
[0029]微透镜可以设置在多个像素中的每个像素上或者在两个或更多个相邻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，所述图像传感器包括：像素阵列，所述像素阵列包括多个像素；控制器，所述控制器被配置为控制所述多个像素的第一像素组使其具有第一曝光积分时间并且控制所述多个像素的第二像素组使其具有第二曝光积分时间；以及信号处理器，所述信号处理器被配置为：基于与由所述像素阵列生成的像素信号对应的数字信号，通过对与所述第一像素组对应的所述数字信号的第一值和与所述第二像素组对应的所述数字信号的第二值执行运算，来生成图像数据，其中，所述第一像素组的所述第一曝光积分时间与所述图像数据的照度无关。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述信号处理器进一步被配置为：基于所述数字信号来识别所述照度；基于所述照度来识别所述第二像素组和所述第二曝光积分时间，并且基于所述第二像素组和所述第二曝光积分时间来设置所述控制器。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述第一像素组包括所述像素阵列的多个第一行，并且其中，所述第二像素组包括所述多个第一行中的两个第一行之间的至少一个第二行。4.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述信号处理器进一步被配置为：对所述第一值和所述第二值进行规范化，并且基于经规范化的第一值与经规范化的第二值之间的差大于或等于参考值来减小所述第二值的权重。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个像素中的每个像素包括第一光电元件和比所述第一光电元件大的第二光电元件，并且其中，所述控制器进一步被配置为控制所述第二像素组的每个像素的所述第一光电元件使其具有所述第二曝光积分时间并且控制所述第二像素组的每个像素的所述第二光电元件使其具有大于或等于所述第二曝光积分时间的第三曝光积分时间。6.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，所述第二曝光积分时间等于或小于所述第一曝光积分时间，并且其中，所述第三曝光积分时间等于或大于所述第二曝光积分时间。7.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，所述第二曝光积分时间等于或大于所述第一曝光积分时间，并且其中，所述第三曝光积分时间等于或小于所述第二曝光积分时间。8.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，所述控制器进一步被配置为控制所述第一像素组的每个像素的所述第一光电元件和所述第二光电元件使其具有所述第一曝光积分时间，并且其中，所述第一曝光积分时间比所述第二曝光积分时间长并且比所述第三曝光积分时间短。9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述信号处理器进一步被配置为基于所述数字信号的值来控制所述多个像素中的每个像素使其具有第一转换增益或第二转换增益。10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述信号处理器进一步被配置为：基于所述第一曝光积分时间和所述第二曝光积分时间来对所述第一值和所述第二值中的至少一者进行规范化，并且计算经规范化的第一值和经规范化的第二值的加权和。11.一种图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：金敬珉，吉珉墡，李美罗，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：