[发明专利]单次拍摄生成高动态范围图像的图像传感器

权利要求书

1.一种单次拍摄生成高动态范围图像的图像传感器，其特征在于，包括：

多个像素单元，每个所述像素单元包括多个像素组，每个所述像素组包括至少一个第一像素以及数量大于所述第一像素的多个第二像素；

多个开关控制电路，与所述多个像素组一一对应相连，每一所述开关控制电路用于在同一曝光时间下，选中与其对应相连的所述像素组并将选中的所述像素组的第一像素的感光单元的信号和第二像素的感光单元的信号依次输出，以在同一曝光时间下分别生成低感光图像和高感光图像。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，每一所述开关控制电路包括多个传输管、悬浮节点、复位管、源跟随器和行选通管，每一所述传输管与和所述开关控制电路对应连接的所述像素组的每一个像素的感光单元对应相连；所述多个传输管的漏极、所述源跟随器的栅极、所述复位管的源极连接于所述悬浮节点；每一所述行选通管用于选中和所述开关控制电路对应相连的所述像素组，且将选中的所述像素组的第一像素和第二像素的输出信号依次输出至外围电路进行处理，以将所述低感光图像和高感光图像合并。

3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述多个传输管具有各自独立的选通信号，用以在所述曝光时间的第一时间段内将所述第一像素的感光单元的信号并行输出至所述悬浮节点；之后在所述曝光时间的第二时间段内将所述第二像素的感光单元的信号并行输出至所述悬浮节点。

4.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，在所述传输管由所述选通信号开启之前，所述复位管对所述悬浮节点进行电荷清空和复位。

5.根据权利要求1至4任一项所述的图像传感器，其特征在于，所述像素单元的排布采用bayer模式，每个所述像素单元包括一个红色像素组、两个绿色像素组、一个蓝色像素组。

6.根据权利要求1至4任一项所述的图像传感器，其特征在于，所述多个像素单元的各第一像素和各第二像素组成像素阵列，所述像素阵列中相邻行的像素在列方向上交错排列。

7.一种根据权利要求1所述的图像传感器在单次拍摄下生成高动态范围图像的方法，其特征在于，在同一曝光时间下进行如下步骤：

步骤S1，选中各所述像素组；

步骤S2，输出选中的所述像素组中的第一像素的感光单元的信号，以获得低感光度图像；

步骤S3，输出选中的所述像素组中的第二像素的感光单元的信号，以获得高感光度图像；所述低感光度图像和高感光度图像用以生成所述高动态范围图像。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，每一所述开关控制电路包括多个传输管、悬浮节点、复位管、源跟随器和行选通管，每一所述传输管与和所述开关控制电路对应连接的所述像素组的每一个像素的感光单元对应相连；所述多个传输管的漏极、所述源跟随器的栅极、所述复位管的源极连接于所述悬浮节点；所述步骤S1中通过每一所述开关控制电路的行选通管选中和所述开关控制电路对应连接的所述像素组。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤S2包括：

步骤S21，对各个所述悬浮节点进行电荷清空和复位；

步骤S22，并行开启与各选中的所述像素组的第一像素的感光单元对应相连的传输管，关断与各选中的所述像素组的第二像素的感光单元对应相连的传输管，以将各选中的所述像素组的第一像素的感光单元的信号并行输出至各个所述悬浮节点；之后关断与各选中的所述像素组的第一像素的感光单元对应相连的传输管；

步骤S23，通过各所述开关控制电路的源跟随器和行选通管将各选中的所述像素组的第一像素的感光单元的信号输出至外围电路进行处理，以形成所述低感光度图像。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤S3包括：

步骤S31，对各个所述悬浮节点进行电荷清空和复位；

步骤S32，并行开启与各选中的所述像素组的第二像素的感光单元对应相连的传输管，以将各选中的所述像素组的第二像素的感光单元的信号并行输出至各个所述悬浮节点；之后关断与各选中的所述像素组的第二像素的感光单元对应相连的传输管；

步骤S33，通过各所述开关控制电路的源跟随器和行选通管将各选中的所述像素组的第二像素的感光单元的信号输出至外围电路进行处理，以形成所述高感光度图像。