[发明专利]图像拍摄设备和方法

说明书

本申请要求于2007年5月30日提交到韩国知识产权局的第 10-2007-0052839号韩国专利申请的优先权，其公开完整地包含于此，以资参 照。

技术领域

本发明的一个或多个实施例涉及一种图像拍摄设备和方法，更具体地， 涉及这样一种图像拍摄设备和方法，其中，图像传感器的单位传感器被分成 高灵敏度传感器和低灵敏度传感器，并使用高灵敏度传感器和低灵敏度传感 器感测入射光信号。

背景技术

依靠图像捕获装置的设备(如包括数码相机和可拍照手机的具有内置相 机的设备)已被广泛使用。

通常，这种相机包括透镜和图像传感器。透镜收集从物体反射的光信号， 图像传感器检测由透镜收集的光信号，并将检测的光信号转换为电图像信号。 图像传感器基本上分为摄像管和固态图像传感器。固态图像传感器的主要示 例包括电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化硅(CMOS)。

在图像传感器中，将动态范围定义为可被图像传感器感测的光信号的强 度的范围。动态范围的大小确定是否能够感测到强的光信号或弱的光信号。 例如，如果图像传感器具有窄的动态范围，则它不能感测入射光信号的整个 强度。其结果是，太亮或太暗的图像被产生。

为确保适当的图像检测，可通过调节入射光信号的曝光时间来区分图像 的阴暗部分和明亮部分。然而，仅调节曝光时间不足以产生具有扩大的动态 范围的图像，即，仅调节曝光时间可能不能补偿图像传感器的窄的动态范围。 即，为了维持信号水平并实现扩大的动态范围，当接收强的光信号时可减少 曝光时间，当接收弱的光信号时可增加曝光时间。然而，当同时接收强的光 信号和弱的光信号时，调节曝光时间不足以维持信号水平。

因此，希望扩大动态范围。因此，正在研究使用自复位操作的图像传感 器。在这种操作中，图像传感器通过在单帧期间进行若干次曝光来增加累积 电荷的容量，从而扩大图像传感器的动态范围。

这里，这种使用自复位操作的图像传感器的相应的光接收单元输出接收 的光信号的信号值。随着光信号的电荷被累积，输出信号值减小。此后，如 果输出信号值小于预设的阈值，则光接收单元复位，电荷被再次累积并比较。 该过程在单帧内被这样重复多次。当整个帧的电荷累积完成时，即，当代表 帧时间长度的光累积完成时，可通过电荷累积的频率和输出信号的最终信号 值来识别累积电荷的总量。基于识别出的累积电荷的总量，可确定入射光信 号的强度。

这种使用自复位操作的图像传感器包括：比较器，将输出信号值与预设 的阈值进行比较；计数器，对电荷累积的频率进行计数。此外，图像传感器 必须包括存储器以便于临时地存储电荷累积的频率。即，图像传感器必须包 括除传统的图像传感器的元件外的元件。因此，代表一个像素的单位传感器 的尺寸可能会增加并超过传统的传感器。同样地，可能也必须增加附于单位 传感器的输出端口的数量。

发明内容

本发明的一个或多个实施例提供一种图像拍摄设备和方法，其中，图像 传感器的单位传感器被分成高灵敏度传感器和低灵敏度传感器，使得通过使 用高灵敏度传感器和低灵敏度传感器感测入射光信号，可通过由高灵敏度传 感器累积的电荷的量和从低灵敏度传感器输出的信号值来确定接收的信号的 强度。

本发明的另外方面和/或优点将在下面的描述中部分地阐明，并且从描述 中部分是清楚的，或者通过本发明的实施可以被理解。

为实现上述和/或另外方面和优点，本发明的实施例包括一种图像拍摄设 备，所述设备包括：传感器单元，光感测入射到所述传感器单元的多个子区 域中的一个子区域上的光束，所述子区域包括多个具有至少两种不同的灵敏 度的传感器，并且传感器单元将感测的光束转换为多个分别对应于至少所述 多个传感器的电信号；信号提取单元，参照所述多个电信号的每一个，提取 由所述多个传感器的至少一个传感器实现的累积电荷的量，并基于提取的累 积电荷的量输出代表子区域的强度的至少一个信号。

为实现上述和/或另外方面和优点，本发明的实施例包括一种图像拍摄方 法，所述方法包括：光感测入射到传感器单元的多个子区域中的相应子区域 的光束，并用至少两种不同的灵敏度感测入射光束；将感测的入射光束转换 为分别与所述至少两种不同的灵敏度对应的多个电信号；参照所述多个电信 号中的每一个，提取在对入射光束的感测的第一感测中用所述至少两种不同 的灵敏度中的一种实现的累积电荷的量。