[发明专利]像素电路、像素阵列、图像传感器及其曝光控制方法

说明书

本发明公开了一种像素电路、像素阵列、图像传感器及其曝光控制方法，其中，像素电路包括：像素单元，像素单元包括光电二极管、复位信号接收端和复位信号控制端，像素单元通过复位信号接收端接收复位信号；选择单元，选择单元包括行控制信号接收端、列控制信号接收端、转换信号接收端和与复位信号控制端相连的控制信号输出端，选择单元通过行列控制信号接收端对应接收行列控制信号，并根据行列控制信号对转换信号接收端接收到的转换信号进行处理，以通过控制信号输出端输出复位控制信号至复位信号控制端，以便像素单元根据复位控制信号和复位信号对光电二极管进行复位，实现对像素单元的曝光时间进行控制，由此，有助于提升图像传感器的动态范围。

技术领域

本发明涉及图像传感器领域，特别涉及一种像素电路、一种像素阵列、一种图像传感器和一种图像传感器的曝光控制方法。

背景技术

图像传感器的动态范围是衡量图像传感器性能的重要指标，图像传感器的动态范围由像素的满井可用容量以及芯片的底噪声共同决定。在噪声水平一定时，通过增大像素的可用井容量可以提升图像传感器的性能，但通常需要较大的像素才能实现比较高的动态范围，如果只增大像素的可用满井容量，图像传感器的动态范围很难达到90dB以上。

为了使图像传感器达到更大的动态范围，相关技术中，采用多次曝光(如长短两次曝光)来提升图像传感器的动态范围。具体地，长短曝光可以把场景中的亮细节和暗细节都记录下来，长曝光可以较好的体现低光场景，短曝光可以体现高亮度细节部分，再进行合成。

然而，基于现有技术条件，需把长短曝光所采集的数据全部输出用于合成宽动态数据。为突出暗细节，对像素进行长曝光，长曝光图像在高照度区域边缘向低照度过度区域不好处理，长短积分时间的图像在进行高动态合成时，图像过度区域会不清晰。如果想使过度区域理想，则需要控制长短积分时间的比例，如减小长积分时间和短积分时间的比值，但这对提升动态范围不利，或者采用长中短曝光组合合成宽动态图像，但这会影响图像传感器的帧率。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种像素电路，通过该像素电路能够提升图像传感器的动态范围。

本发明的第二个目的在于提出一种像素阵列。

本发明的第三个目的在于提出一种图像传感器。

本发明的第四个目的在于提出一种图像传感器的曝光控制方法。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种像素电路，包括：像素单元，所述像素单元包括光电二极管、复位信号接收端和复位信号控制端，所述像素单元通过所述复位信号接收端接收复位信号；选择单元，所述选择单元包括行控制信号接收端、列控制信号接收端、转换信号接收端和控制信号输出端，所述控制信号输出端与所述复位信号控制端相连，所述选择单元通过所述行控制信号接收端接收行控制信号和通过所述列控制信号接收端接收列控制信号，并根据所述行控制信号和所述列控制信号对所述转换信号接收端接收到的转换信号进行处理，以通过所述控制信号输出端输出复位控制信号至所述复位信号控制端，以便所述像素单元根据接收到的复位控制信号和所述复位信号对所述光电二极管进行复位，以实现对所述像素单元的曝光时间进行控制。

另外，根据本发明上述实施例提出的像素电路还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述选择单元包括：第一晶体管，所述第一晶体管的控制端作为所述行控制信号接收端；第二晶体管，所述第二晶体管的控制端作为所述列控制信号接收端，所述第二晶体管的第一端与所述第一晶体管的第二端相连以作为所述转换信号接收端，所述第二晶体管的第二端与所述第一晶体管的第一端相连以作为所述控制信号输出端。