成像器阵列和阵列照相机的架构制造技术

描述了根据本发明专利技术的实施例被配置为在阵列照相机中使用的成像器阵列的架构。本发明专利技术的一个实施例包括多个焦平面，其中每个焦平面包括二维的像素布局，每个维度具有至少两个像素，并且每个焦平面被包含在所述成像器阵列的不包含来自另一个焦平面的像素的区域内；控制电路，被配置为控制由所述焦平面内的像素进行的图像信息捕获，其中所述控制电路被配置，使得至少两个焦平面内的像素进行的图像信息捕获分开控制；以及采样电路，被配置为将像素输出转换为数字像素数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成像器阵列和阵列照相机的架构
本专利技术一般地涉及成像器，更确切地说涉及阵列照相机中使用的成像器阵列。
技术介绍
在常规单传感器照相机中使用的传感器典型情况下包括行控制器以及一个或多个列读出电路。在成像器中像素阵列的语境中，术语“行”典型情况下用于指共享公共控制线的一组像素，而术语“列”是共享公共读出线的一组像素。许多阵列照相机设计已经提出了或者使用各个照相机/传感器的阵列或者使用聚焦在单一焦平面传感器的透镜阵列。在阵列照相机的实施中使用多个分开的照相机时，每个照相机都具有分开的I/o路径，并且典型情况下照相机控制器需要以某种方式同步。在阵列照相机的实施中使用聚焦在单一焦平面传感器的透镜阵列时，典型情况下传感器是常规传感器，类似于常规照相机中使用的传感器。因此，该传感器不具有独立地控制透镜阵列中每个透镜的成像圈内像素的能力。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例，在公开的系统和方法中，成像器阵列被实施为单块集成电路。在许多实施例中，所述成像器阵列包括多个成像器，它们中每个都由所述成像器阵列内的控制逻辑独立地控制，并且由每个成像器捕获的图像数据都使用公共I/o路径从所述成像器输出。在许多实施例中，每个成像器的像素都是背面照射，并且按照每个成像器检测的光谱波长，在不同成像器对应的区域所述成像器阵列的体硅被减薄到不同深度。本专利技术的一个实施例包括多个焦平面，其中每个焦平面包括二维的像素布局，每个维度具有至少两个像素，并且每个焦平面被包含在所述成像器阵列的不包含来自另一个焦平面的像素的区域内；控制电路，被配置为控制由所述焦平面内的像素进行的图像信息捕获，其中所述控制电路被配置，使得至少两个焦平面内的像素进行的图像信息捕获可分开控制；以及采样电路，被配置为将像素输出转换为数字像素数据。在进一步的实施例中，所述多个焦平面被安排为二维焦平面阵列，在一个维度中具有至少三个焦平面。在另一个实施例中，所述多个焦平面被安排为二维焦平面阵列，在两个维度中都具有至少三个焦平面。在再进一步的实施例中，所述多个焦平面被安排为焦平面的NXM阵列，包括被配置为捕获蓝光的至少两个焦平面、被配置为捕获绿光的至少两个焦平面和被配置为捕获红光的至少两个焦平面。在再一个实施例中，每个焦平面包括若干行和若干列像素。在又进一步的实施例中，所述控制电路被配置为通过控制像素的复位而控制所述像素进行的图像信息捕获。在又一个实施例中，所述控制电路被配置为通过控制像素的读出而控制所述像素进行的图像信息捕获。在再次进一步的实施例中，所述控制电路被配置为通过控制每个像素的积分时间而控制图像信息的捕获。在再次另一个实施例中，所述控制电路被配置为通过控制所述采样电路的增益而控制图像信息的处理。在进一步的附加实施例中，所述控制电路被配置为通过控制每个像素的暗电平校正而控制图像信息的处理。在再一个附加实施例中，所述控制电路被配置为通过控制读出方向而控制图像信息的捕获。在再又进一步的实施例中，所述读出方向选自包括顶到底和底到顶的组。在再又一个实施例中，所述读出方向选自包括左到右和右到左的组。在再次再进一步的实施例中，所述控制电路被配置为通过控制所关注的读出区域而控制图像信息的捕获。在再次再一个实施例中，所述控制电路被配置为通过控制水平二次采样而控制图像信息的捕获。在再进一步的附加实施例中，所述控制电路被配置为通过控制垂直二次采样而控制图像信息的捕获。在再一个附加实施例中，所述控制电路被配置为通过控制像素电荷组合而控制图像信息的捕获。在再次又进一步的实施例中，所述成像器阵列是单块集成电路成像器阵列。在再次又一个实施例中，至少一个焦平面中相邻像素的二维阵列具有相同的捕获带。在又进一步的附加实施例中，所述捕获带选自包括蓝光、青光、包含可见光和近红外光的扩展色光、绿光 、红外光、品红光、近红外光、红光、黄光和白光的组。在再次进一步的附加实施例中，第一焦平面中相邻像素的第一阵列具有第一捕获带，第二焦平面中相邻像素的第二阵列具有第二捕获带，其中所述第一和第二捕获带相同， 外围电路被配置，使得所述相邻像素的第一阵列的积分时间是第一时段，以及所述外围电路被配置，使得所述相邻像素的第二阵列的积分时间是第二时段，其中所述第二时段长于所述第一时段。在另一个进一步的实施例中，至少一个所述焦平面包括相邻像素的阵列，其中相邻像素的阵列中的像素被配置为捕获不同颜色的光。在又一个进一步的实施例中，相邻像素的阵列采用拜耳滤波器模式。在再一个进一步的实施例中，所述多个焦平面被安排为2X2的焦平面阵列，所述焦平面阵列中的第一焦平面包括采用拜耳滤波器模式的相邻像素的阵列，所述焦平面阵列中的第二焦平面包括被配置为捕获绿光的相邻像素的阵列，所述焦平面阵列中的第三焦平面包括被配置为捕获红光的相邻像素的阵列，而所述焦平面阵列中的第四焦平面包括被配置为捕获蓝光的相邻像素的阵列。在再次另一个进一步的实施例中，所述多个焦平面被安排为二维焦平面阵列，在一个维度中具有至少三个焦平面。在另一个进一步的附加实施例中，所述多个焦平面被安排为二维焦平面阵列，在两个维度中都具有至少三个焦平面。在再又一个进一步的实施例中，所述控制电路包括全局计数器。在再次再一个进一步的实施例中，所述控制电路被配置为错开图像读出的起始点，使得每个焦平面都具有关于全局计数器的受控时间偏移。在再次再一个进一步的附加实施例中，所述控制电路被配置为使用所述全局计数器，根据所述焦平面中像素的捕获带，分开地控制每个焦平面中所述像素的积分时间。在再次又一个进一步的实施例中，所述控制电路被配置为根据所述全局计数器， 分开地控制每个焦平面的帧率。在又一个进一步的附加实施例中，所述控制电路包括每个焦平面的一对指针。在再进一步的实施例中，所述指针之间的偏移指定积分时间。在再一个实施例中，所述指针之间的偏移是可编程的。在又进一步的实施例中，所述控制电路包括每个焦平面专用的行控制器。在又一个实施例中，所述成像器阵列包括MXN个焦平面的阵列，并且所述控制电路包括单行解码器电路，被配置为针对M个焦平面的每行中的每行像素。在再次进一步的实施例中，所述控制电路被配置为产生第一组像素电平计时信号，使得所述行解码器和列电路对第一焦平面内的第一行像素采样，并且所述控制电路被配置为产生第二组像素电平计时信号，使得所述行解码器和列电路对第二焦平面内的第二行像素采样。在再次另一个实施例中，每个焦平面都具有专用的采样电路。在进一步的附加实施例中，所述采样电路的至少一部分由多个所述焦平面共享。 在另一个附加实施例中，所述成像器阵列包括MXN个焦平面的阵列，并且所述采样电路包括M个模拟信号处理器(ASP)，每个ASP都被配置为对从N个焦平面读出的像素采样。在再又进一步的实施例中，每个ASP都被配置为经由N个输入接收来自N个焦平面的像素输出信号，以及每个ASP都被配置为在其N个输入上顺序地处理每个像素输出信号。在再又一个实施例中，所述控制电路被配置，使得单一公共模拟像素信号读出线由一组N个焦平面中全部像素共享，以及所述控制电路被配置为控制图像数据的捕获以对由所述M个ASP中的每一个接收的所述像素输出信号进行时间多路复用。在再次再一个实施例中，所述成像器阵列包括MXN个焦平面的阵列，所述采样电路包括多个模拟信号处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.12 US 61/334,0111.一种成像器阵列，包括 多个焦平面，其中每个焦平面包括二维的像素布局，每个维度具有至少两个像素，并且每个焦平面被包含在所述成像器阵列的不包含来自另一个焦平面的像素的区域内； 控制电路，被配置为控制由所述焦平面内的像素进行的图像信息捕获，其中所述控制电路被配置，使得至少两个焦平面内的像素进行的图像信息捕获分开控制；以及 采样电路，被配置为将像素输出转换为数字像素数据。2.根据权利要求1的成像器阵列，其中，所述多个焦平面被安排为二维焦平面阵列，在一个维度中具有至少三个焦平面。3.根据权利要求1的成像器阵列，其中，所述多个焦平面被安排为二维焦平面阵列，在两个维度中具有至少三个焦平面。4.根据权利要求1的成像器阵列，其中，所述多个焦平面被安排为焦平面的NXM阵列，包括被配置为捕获蓝光的至少两个焦平面、被配置为捕获绿光的至少两个焦平面和被配置为捕获红光的至少两个焦平面。5.根据权利要求1的成像器阵列，其中，每个焦平面包括若干行和若干列像素。6.根据权利要求1的成像器阵列，其中，所述控制电路被配置为通过控制像素的复位而控制由所述像素进行的图像信息捕获。7.根据权利要求1的成像器阵列，其中，所述控制电路被配置为通过控制像素的读出而 控制由所述像素进行的图像信息捕获。8.根据权利要求1的成像器阵列，其中，所述控制电路被配置为通过控制每个像素的积分时间而控制图像信息的捕获。9.根据权利要求1的成像器阵列，所述控制电路被配置为通过控制所述采样电路的增益而控制图像信息的处理。10.根据权利要求1的成像器阵列，其中，所述控制电路被配置为通过控制每个像素的暗电平校准而控制图像信息的处理。11.根据权利要求1的成像器阵列，其中，所述控制电路被配置为通过控制读出方向而控制图像信息的捕获。12.根据权利要求11的成像器阵列，其中，所述读出方向选自包括以下项的组 顶到底；以及 底到顶。13.根据权利要求11的成像器阵列，其中，所述读出方向选自包括以下项的组 左到右；以及 右到左。14.根据权利要求1的成像器阵列，其中，所述控制电路被配置为通过控制所关注的读出区域而控制图像信息的捕获。15.根据权利要求1的成像器阵列，其中，所述控制电路被配置为通过控制水平二次采样而控制图像信息的捕获。16.根据权利要求1的成像器阵列，其中，所述控制电路被配置为通过控制垂直二次采样而控制图像信息的捕获。17.根据权利要求1的成像器阵列，其中，所述控制电路被配置为通过控制像素电荷组合而控制图像信息的捕获。18.根据权利要求1的成像器阵列，其中，所述成像器阵列是单块集成电路成像器阵列。19.根据权利要求1的成像器阵列，其中，至少一个焦平面中相邻像素的二维阵列具有相同的捕获带。20.根据权利要求19的成像器阵列，其中，所述捕获带选自包括以下项的组 蓝光； 冃尤; 包含可见光和近红外光的扩展色光； 绿光； 红外光； 品红光; 近红外光； 红光； 黄光；以及 白光。.21.根据权利要求1的成像器阵列，其中， 第一焦平面中相邻像素的第一阵列具有第一捕获带； 第二焦平面中相邻像素的第二阵列具有第二捕获带，其中所述第一和第二捕获带相同； 所述外围电路被配置，使得所述相邻像素的第一阵列的积分时间是第一时段；以及所述外围电路被配置，使得所述相邻像素的第二阵列的积分时间是第二时段，其中所述第二时段长于所述第一时段。21.根据权利要求1的成像器阵列，其中，至少一个所述焦平面包括相邻像素的阵列，其中相邻像素的阵列中的像素被配置为捕获不同颜色的光。22.根据权利要求21的成像器阵列，其中，相邻像素的阵列采用拜耳滤波器模式。23.根据权利要求22的成像器阵列，其中， 所述多个焦平面被安排为2X2的焦平面阵列； 所述焦平面阵列中的第一焦平面包括采用拜耳滤波器模式的相邻像素的阵列； 所述焦平面阵列中的第二焦平面包括被配置为捕获绿光的相邻像素的阵列； 所述焦平面阵列中的第三焦平面包括被配置为捕获红光的相邻像素的阵列；以及 所述焦平面阵列中的第四焦平面包括被配置为捕获蓝光的相邻像素的阵列。24.根据权利要求22的成像器阵列，其中，所述多个焦平面被安排为二维焦平面阵列，在一个维度中具有至少三个焦平面。25.根据权利要求22的成像器阵列，其中，所述多个焦平面被安排为二维焦平面阵列，在两个维度中具有至少三个焦平...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·帕因，A·K·J·麦克玛霍恩，
申请(专利权)人：派力肯影像公司，
类型：
国别省市：