[发明专利]有源像素图像传感器

说明书

本公开涉及有源像素图像传感器。图像传感器可以线性或对数地响应光，以实现灵活和高对比度性能。这可以通过使用表示图像传感器的控制参数值的可编程查找表或数字数组来实现。查找表中的控制参数值是可编程的，可以在连续索引之间保持不变，线性或非线性增加。光电二极管控制电路用于取决于影响图像传感器的照明来调整光电二极管在图像传感器中的响应。

技术领域

本公开涉及有源像素图像传感器的领域，并且更具体地但非排他地，涉及具有改进的对光的灵敏度响应的有源像素图像传感器。

背景技术

图像传感器是通过将光转换为电信号来检测和传送图像信息的传感器。虽然电荷耦合器件(CCD)因其高质量输出和高动态范围而广受欢迎，但互补金属氧化物半导体(CMOS)技术由于其高抗噪性、低静电功耗低和成本低，已在许多消费应用中取代其他图像传感器技术。

在典型的CMOS图像传感器中，存在二维(2D)像素阵列，并且每个像素包括光电检测器和有源放大器。影响每个像素的光导致电荷累积在像素上，并且读取累积的电荷并将其传送到信号处理电路。然后，在作为电压信号输出之前，可以通过每个像素处的各个放大器放大累积的电荷。

CMOS图像传感器和其他有源像素图像传感器，广泛用于视频分析应用，例如，在采用机器视觉的系统中，或在智能城市和智能建筑中，依靠高质量的图像对比度来提高可靠性检测场景中不同对象的边缘。

附图说明

为了更完整地理解本公开，其特征和优点，结合附图参考以下描述，其中相同的附图标记表示相同的部分，其中：

图1示出了根据本公开的第一示例的有源像素图像传感器的查找表和像素架构的组件；

图2示出了根据本发明第一示例的有源像素图像传感器的像素架构操作；

图3是示出根据本公开第一示例的根据有源像素图像传感器的操作的方法的流程图；

图4示出了根据本公开第二示例的有源像素图像传感器的像素的框图；

图5示出了根据本发明第二示例的有源像素图像传感器的对数码生成器的操作；

图6示出了根据本发明第二示例的有源像素图像传感器的帧获取序列；和

图7是传递函数的曲线图，示出了照度如何影响根据本公开的第二示例的有源像素图像传感器的像素的光电流。

具体实施方式

在用于场景分析的理想成像系统中，图像对比度将独立于环境照明或照明图像场景的室内照明的变化。在这种情况下，例如，当房间灯或城市灯打开和关闭时或者当通过物体在物体上投射移动阴影时，边缘检测的可靠性不会受到影响。然而，目前的成像系统无法实现这一点。因此，需要改进有源像素图像传感器。

提供了一种图像传感器，其可以线性地或对数地响应光，以实现灵活和高对比度性能。这可以通过使用表示图像传感器的控制参数值的可编程查找表或数字数组来实现。查找表中的控制参数值可以被编程为在连续索引之间保持恒定，线性增加或非线性增加。光电二极管控制电路用于根据影响图像传感器的照明来调整图像传感器中光电二极管的响应。

根据本发明的第一方面，提供一种有源像素图像传感器，包括：查找表(LUT)，具有多个索引位置并且其中存储有多个控制参数值；多个光电二极管；光电二极管控制电路，用于根据存储在LUT中的控制参数值使多个光电二极管的响应适应光，其中所述多个控制参数值是可编程的(例如，LUT的连续索引位置之间的控制参数值的变化是可编程/可配置的)，并且其中多个控制参数值可以定义有源像素图像传感器对光的灵敏度响应函数。

有源像素图像传感器(可以是CMOS传感器)可以优选地包括像素阵列，每个像素包括光电二极管和放大器。