[发明专利]能够进行曝光控制的TDI图像传感器和含它的控制系统

说明书

公开了一种能够进行曝光控制的时间延迟积分(TDI)图像传感器，其包括：像素区域，包括多个线传感器；光掩模，被配置成在线传感器的一部分上以遮挡光的入射；以及扫描控制器，被配置成基于线触发信号生成线控制信号和曝光控制信号以及基于所生成的线控制信号和曝光控制信号控制多个线传感器中的电荷移动。

技术领域

本公开涉及时间延迟积分(TDI)图像传感器，具体地，涉及能够进行曝光控制的TDI图像传感器和包括该TDI图像传感器的控制系统。

背景技术

随着产品设备变得大量化、自动化和精细化，由人的裸眼或者各种类型的传感器执行的功能被替换为图像传感器。图像传感器中主要使用的半导体器件的示例包括电荷耦合器件(以下称为CCD)。

CCD是能够从一个元件向相邻于该元件的另一个元件传输电荷的器件。使用CCD的图像传感器具有用于将通过光生成的电荷量转化成电信号的结构。通常，使用CCD的图像传感器包括其中积累电荷的单元区域以及包括用于依次传输所积累的电荷的移位寄存器的输出电路。

图像传感器可以采用的扫描方法的示例包括区域扫描法、线扫描法和时间延迟积分(TDI)线扫描法。

在使用TDI线扫描方法的图像传感器中，多个线传感器在扫描方向(例如像素阵列的列方向)上排列。每条线中的CCD与扫描对象(即要扫描的目标对象)的移动同步地将积分的电荷传输到下一条线中的CCD。在通过重复该处理积累电荷直到最后的线传感器之后，可以通过输出和处理所积累的电荷来获得图像。

如果实际执行图像扫描，用于输送扫描对象的装置(例如，输送带)可以缓慢地或快速地移动，从而不能恒速地移动扫描对象。在该情况下，由于各个线传感器中的曝光时间不是恒定的，因此可能出现图像电平的不均匀。例如，在驱动用于输送扫描对象的输送带时，如果驱动电机的速度在最初时为低而随后变高，则因为每个线传感器中的曝光时间在最初时为长而随后变短，存在不能形成扫描对象的均匀图像的问题。

发明内容

各实施方式涉及提供能够进行曝光控制的TDI图像传感器和包括其的控制系统，其中多个线中的每个可以在相同的时间长度中积累入射光。

本公开的目的不限于前述目的，并且根据下面的描述可以理解以及基于本公开的实施方式可以明显地理解上文未描述的本公开的其他目的和优点。可以容易地看出，本公开的目的和优点可以通过权利要求书中撰写的手段以及它们的组合来实现。

在一个实施方式中，能够进行曝光控制的时间延迟积分(TDI)图像传感器和包括其的控制系统可以包括：像素区域，包括多个线传感器；光掩模，被配置成在多个线传感器中的一些线传感器上遮挡光的入射；以及扫描控制器，被配置成基于外部的线触发信号生成线控制信号和曝光控制信号以及基于所生成的线控制信号和曝光控制信号控制多个线传感器中的电荷移动。

在一个实施方式中，能够进行曝光控制的时间延迟积分(TDI)图像传感器和包括其的控制系统可以包括：像素区域，具有交替设置在其中的奇数编号的线传感器和偶数编号的线传感器；以及扫描控制器，被配置成控制奇数编号的线传感器和偶数编号的线传感器中的电荷移动，使得偶数编号的线传感器的光的曝光时间是恒定的。

在一个实施方式中，能够进行曝光控制的时间延迟积分(TDI)图像传感器和包括其的控制系统可以包括：像素区域，其中交替设置暴露于光的奇数编号的线传感器和光被遮挡的偶数编号的线传感器；以及扫描控制器，被配置成控制奇数编号的线传感器和偶数编号的线传感器中的电荷移动，使得奇数编号的线传感器的光的曝光时间是恒定的。

在一个实施方式中，能够进行曝光控制的时间延迟积分(TDI)图像传感器和包括其的控制系统可以包括：像素区域，包括多个线传感器；光掩模，被配置成在每个线传感器的一部分上遮挡光的入射；微透镜，定位在每个线传感器的除上述一部分的剩余部分前面；以及扫描控制器，被配置成基于外部的线触发信号生成曝光控制信号以及基于线触发信号和曝光控制信号控制多个线传感器中的电荷移动。