[发明专利]图像传感器及像素拼接阵列的串亚像元读取方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体图像感测技术领域，涉及一种图像传感器阵列及像素拼接阵列的串亚像元读取方法。

背景技术

拼接技术在图像传感器中应用广泛，基本原理为把几个相邻像素拼接在一起作为一个整体，读出收集的总电荷，可提高图像传感器信噪比与帧速率，充分提高灵敏度。现有的图像传感器拼接技术，通常只能实现固定的一种或几种像素数目的拼接，无法根据实际应用的需求，灵活改变拼接像素数目。另外，现有的采用拼接技术的图像传感器，虽然提高了信噪比，但像元尺寸被增大，图像分辨率会明显降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种图像传感器，该图像传感器像素拼接阵列的像素数目可灵活控制。

为解决上述技术问题，本发明的图像传感器包括M×N像素阵列，其中M、N分别为像素阵列的行数和列数；对于像素阵列中的任意一个像素P_(i,j)，其第二FD端2与相邻行像素P_(i+1,_j)的第一FD端1直接连接，并且像素P_(i,j)的第二FD端2通过一个行拼接控制开关5与相邻行像素P_(i+1,j)的第二FD端2连接，通过一个列拼接控制开关6与相邻列像素P_(i,j+1)的第二FD端2连接；其中i,j分别为该像素所在的行号和列号。

连接每两列像素之间的列拼接控制开关由列静态地址V₁、V₂、......、V_K、......、V_N控制，V_K取值为1则控制第K列开关打开，取值为0控制第K列开关关断；每两行之间的行拼接控制开关由行静态地址A₁、A₂、......、A_K、......、A_M控制，A_K取值为1则控制第K行开关打开，取值为0控制第K行开关关断，行静态地址和列静态地址的不同取值可灵活实现不同像素数目的拼接。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种上述图像传感器像素拼接阵列的串亚像元读取方法，该方法能够找回因拼接技术而损失的图像分辨率。

为解决上述技术问题，本发明的图像传感器像素拼接阵列的串亚像元读取方法如下：

对于像素拼接单元为m行、n列像素阵列的图像传感器：

在第一帧，令列静态地址V_pn为0，其余列静态地址为1，行静态地址A_qm-1、A_qm为0，其余行静态地址为1，从而控制第pn列拼接控制开关、第qm行拼接控制开关和第qm-1行拼接控制开关关断，其余拼接控制开关打开；由第qm-（m-1）行～第qm行、第pn-（n-1）列～第pn列像素拼接成第q行第p列拼接像素单元；按行读取各拼接像素单元的总电荷作为拼接后图像的像素值；其中p、q为自然数，pn≤N，qm≤M；

在读取第二帧信号之前，改变像素拼接规则；

令列静态地址V_pn为0，其余列静态地址为1，行静态地址A_s、A_s-1、A_qm+s、A_qm+s-1为0，其余行静态地址为1，从而控制第pn列列拼接控制开关、第s、s-1、qm+s、qm+s-1行行拼接控制开关关断，其余拼接控制开关打开；由第1～s行、第pn-（n-1）列～第pn列像素拼接成第1行第p列拼接像素单元；由第qm+s-（m-1）行～第qm+s行、第pn-（n-1）列～第pn列像素拼接成第q+1行第p列拼接像素单元；由剩余行、第pn-（n-1）列～第pn列像素拼接成最后一行第p列拼接像素单元；按行读取此时各拼接像素单元的总电荷作为拼接后图像的像素值；其中s≤m/2；