專利名稱：數(shù)字照相機(jī)的基于傳感器的γ校正的制作方法
數(shù)字照相機(jī)的基于傳感器的7校正發(fā)明背景本發(fā)明 一般涉及利用成像傳感器的成像系統(tǒng)，更具體地涉及這樣 的成像系統(tǒng)，其具有周期性地重設(shè)照相位置的能力并在相同場(chǎng)景內(nèi)要 求較寬的動(dòng)態(tài)范圍的能力。應(yīng)用的領(lǐng)域可以覆蓋較寬范圍的領(lǐng)域，包括但不限于使用成像的檢查和測(cè)試、數(shù)字x射線系統(tǒng)、監(jiān)控成像應(yīng)用、 膠片掃描、夜視以及汽車應(yīng)用。通過(guò)照相機(jī)觀察的典型場(chǎng)景可具有跨越圖像的較寬范圍的照明條 件。也就是說(shuō)，該場(chǎng)景可能具有需要分辨的光照較暗區(qū)域中的細(xì)節(jié)， 同時(shí)需要分辨該場(chǎng)景的非常亮的區(qū)域，而并不使圖像傳感器和照相機(jī) 系統(tǒng)飽和。傳統(tǒng)的基于膠片的照相機(jī)由于膠片乳膠的非線性響應(yīng)，因 而能夠同時(shí)對(duì)場(chǎng)景的光照較暗區(qū)域以及該場(chǎng)景的光照較亮區(qū)域中的細(xì) 節(jié)進(jìn)行分辨。然而，數(shù)字照相機(jī)具有對(duì)光的高度線性響應(yīng)。這既是有 利的又是不利的。在科學(xué)成像應(yīng)用中，常常需要數(shù)字照相機(jī)的線性響 應(yīng)，這是因?yàn)楹筇幚硭惴俣藢?duì)光的線性響應(yīng)，但是在具有光照非 常暗和光照非常亮的區(qū)域的場(chǎng)景中的信息范圍可能會(huì)超過(guò)圖像傳感器 芯片本身的線性范圍，或者會(huì)超過(guò)用來(lái)將該信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可讀信息的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D)的線性范圍。如果降低傳感器的增益以避免 高亮度區(qū)域中的飽和，則光照較暗區(qū)域中的細(xì)節(jié)會(huì)丟失。相反，如果 增加增益以捕獲光照較暗區(qū)域中的細(xì)節(jié)，則圖像的較亮區(qū)域?qū)?huì)飽和， 并丟失圖像內(nèi)容。為了獲得與諸如基于膠片的照相機(jī)的非線性成像裝置類似的性 能，數(shù)字成像裝置的線性性質(zhì)因而必須被轉(zhuǎn)換為非線性性質(zhì)。能夠校 正數(shù)字裝置線性性質(zhì)的轉(zhuǎn)換曲線或傳遞函數(shù)接近遵循指數(shù)函數(shù)。成像 工業(yè)已經(jīng)用符號(hào)7來(lái)表示該指數(shù)值，因此，該轉(zhuǎn)換曲線通常稱為"7 校正"。通常，通過(guò)在捕獲圖像后對(duì)其進(jìn)行后處理而得到改進(jìn)的圖像顯示。后處理方法通常增加較暗區(qū)域(較暗的光照)中的增益并降#<較亮區(qū) 域中的增益，同時(shí)在這兩個(gè)極端之間的區(qū)域中應(yīng)用中等增益。 一個(gè)公
知的方法是在A/D轉(zhuǎn)換器將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)之后使用軟件7 校正。雖然這在較低光級(jí)增加了所顯示圖像的增益，但也降低了在較 低光級(jí)的信噪比。因?yàn)檎斩雀咛幍纳⒘Ｔ肼晫?dǎo)致了更不可用的非常 小的灰度級(jí)分辨率，因此該方法壓縮了較亮光級(jí)并損失了信息。例如， 采用該方法，具有12位A/D轉(zhuǎn)換器和12位傳感器的成像系統(tǒng)可能實(shí) 際上只產(chǎn)生IO位有用的數(shù)據(jù)。
在第二種公知的方法中，在A/D轉(zhuǎn)換器之前包括自動(dòng)增益控制 (AGC)電路。雖然該方法對(duì)于較亮場(chǎng)景和較暗場(chǎng)景之間的轉(zhuǎn)換是有用 的，但它不能有效地處理同時(shí)具有較亮和較暗區(qū)域的場(chǎng)景。
第三種方法處理對(duì)于對(duì)數(shù)響應(yīng)的像素輸出。雖然這擴(kuò)大了動(dòng)態(tài)范 圍，但響應(yīng)曲線中的任何特定點(diǎn)處的信噪比(SNR)水平都保持受限， 這是因?yàn)樵诿總€(gè)光級(jí)捕獲的光子數(shù)量基本不變。SNR的提高需要增加 捕獲光子的數(shù)量。此外，因?yàn)樵摲椒ㄐ枰谙袼刂料袼氐恼{(diào)整，因 此，由于像素至像素的非線性，可能會(huì)出現(xiàn)不期望的偽像。更具體地， 由于裝置制造的變化(例如，注入物變化、氧化物厚度變化、偏置線 路電阻變化等)和/或由于非線性區(qū)域中像素晶體管的操作，上述非線 性由像素至像素發(fā)生變化。
第四種方法首先采用較短的累積時(shí)間捕獲圖像，并采用相對(duì)更長(zhǎng) 的累積時(shí)間捕獲第二圖像。這兩個(gè)圖像然后通過(guò)軟件的幫助累積相結(jié) 合，該軟件從采用較短的累積圖像獲得的圖像獲得較亮數(shù)據(jù)，并采用 相對(duì)更長(zhǎng)的累積圖像獲得較暗數(shù)據(jù)。該方法應(yīng)用更長(zhǎng)時(shí)間來(lái)捕獲圖像， 并且有效地累積結(jié)合這兩個(gè)圖像的程序較難并容易出錯(cuò)。
圖1A示出了典型CCD 100的兩個(gè)像素10和12。每個(gè)l象素均為 金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)部分地包括傳導(dǎo)性的摻雜多晶 硅層116,多晶硅層116在硅襯底118上形成并通過(guò)諸如二氧化硅的 絕纟彖材料114與該村底分開。當(dāng)對(duì)絕緣材料114上沉積的電才及124施 加電壓106時(shí)，形成了存儲(chǔ)區(qū)或勢(shì)阱108 (以使用水模擬)。當(dāng)光撞擊 CCD像素(傳感器)時(shí)，沖擊光子產(chǎn)生了電子-空穴對(duì)，并且所產(chǎn)生
6的電子112存儲(chǔ)在阱108中。在電極124下電子112被限制在具有勢(shì) 壘高度120的勢(shì)阱108內(nèi)。在圖1A的示例中，示出的像素10和12 暴露于相同的光密度。
參照?qǐng)D1B，示出的像素IO暴露于比像素12相對(duì)更亮的光。因此， 在阱108填充滿電子之后，過(guò)量的電子132開始溢出到相鄰的、像素 12的阱134中。過(guò)量電子的溢出導(dǎo)致圖像中的白條紋，并稱為暈。
圖1C示出了如現(xiàn)有技術(shù)所公知的具有抗暈漏極152的^f象素150， 其適于減少與圖1A的像素10和12關(guān)聯(lián)的溢出問題?？箷灺O152 用來(lái)形成阱110，阱110的深度122 (勢(shì)壘高度)通過(guò)施加至漏極152 的電壓102來(lái)控制。阱108的頂部154通過(guò)施加至棚-才及126的電壓104 來(lái)限定，柵極126設(shè)置在像素電極124和抗暈漏極152之間。在正常 操作中，抗暈阱IIO捕獲過(guò)量的電子132，從而抑制了過(guò)量的電子132 溢出至相鄰的像素。施加至抗暈漏極的電壓102典型地設(shè)置為使像素 充滿電荷的Y直。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，可定制且用戶可限定的電壓-時(shí)間曲線(即，時(shí)變電 壓)被應(yīng)用到圖像傳感器的抗暈結(jié)構(gòu)。該電壓-時(shí)間曲線限定了多個(gè)電 荷累積周期，在每個(gè)累積周期內(nèi)將不同的電壓施加到該抗暈結(jié)構(gòu)上。 響應(yīng)于較低級(jí)光產(chǎn)生的電荷被完全捕獲，而響應(yīng)于相對(duì)更高級(jí)別的光 生成的電荷以受控的方式溢出。所產(chǎn)生的對(duì)不同級(jí)的光的像素響應(yīng)等 同于7校正行為。因此，圖像傳感器的響應(yīng)在較低光級(jí)處導(dǎo)致了更高 的增益，在更高的光級(jí)處導(dǎo)致了漸進(jìn)更低的增益。因此，獲得了更寬 的有效動(dòng)態(tài)范圍。


圖1A為示出了如現(xiàn)有技術(shù)中所公知的電荷耦合裝置(CCD)的 一對(duì)像素的剖視圖1B示出了如現(xiàn)有技術(shù)中所公知的當(dāng)圖1A的像素之一比另一個(gè) 更亮地照射時(shí)該對(duì)像素的勢(shì)阱的變化；
7圖1C為示出了如現(xiàn)有技術(shù)中所公知的具有抗暈漏極的CCD像素 的剖^L圖2A示出了暴露于不同光級(jí)的多個(gè)像素；
圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案、與圖2A的像素關(guān)聯(lián)的 示例性勢(shì)壘高度以及累積的電荷；
圖3示出了施加至圖2A示出的像素的抗暈漏極端子的電壓的時(shí) 間依賴性；以及
圖4部分地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案、由應(yīng)用幾 個(gè)電壓-時(shí)間曲線產(chǎn)生的圖像傳感器的響應(yīng)。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，可定制且用戶可限定的電壓-時(shí)間曲 線被應(yīng)用到圖像傳感器的抗暈結(jié)構(gòu)，且所產(chǎn)生的對(duì)不同亮度級(jí)的像素 響應(yīng)等同于7校正行為。更具體地，本發(fā)明利用了具有抗暈漏極以及 專用同步電路的圖像傳感器的能力的優(yōu)勢(shì)，從而在亮度級(jí)別已超過(guò)可 限定的閾值時(shí)去除像素處的過(guò)量電荷。具體地，通過(guò)在光累積的過(guò)程 中改變抗暈漏極上的電壓，使得響應(yīng)于較低級(jí)的光所生成的像素電荷 被完全捕獲，而響應(yīng)于較亮的光所生成的像素電荷以受控的方式溢出。 因此，獲得了更寬的有效動(dòng)態(tài)范圍。
參照具有基于圖像傳感器的電荷耦合裝置(CCD)的成4象系統(tǒng)提 供以下描述。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明同樣適用于任意的圖像傳感器， 諸如電子倍增CCD ( "EMCCD" )、 CMOS以及具有抗暈結(jié)構(gòu)的其他線 性傳感器和二維傳感器。此外，抗暈結(jié)構(gòu)可采取橫向或豎直溢出漏極 的形式。
圖2A示出了具有各自的抗暈漏極252、 262和264的三個(gè){象素250、 260和270。假定像素250暴露于較高級(jí)的、非常亮的光。假定像素 260暴露于中等級(jí)別的光，且假定像素270暴露于較低級(jí)的、相對(duì)較 暗的光。根據(jù)本發(fā)明，將電壓-時(shí)間曲線施加到傳感器的抗暈電極，以 產(chǎn)生像素響應(yīng)，該像素響應(yīng)覆蓋了跨越像素250、 260和270所暴露的 三種光強(qiáng)的較寬強(qiáng)度范圍。具體地，該響應(yīng)在較低光級(jí)處產(chǎn)生較高增益，在中等光級(jí)處產(chǎn)生中等增益，且在較高光級(jí)處產(chǎn)生較低增益。
參照以下實(shí)施例描述本發(fā)明。布￡定施加至抗暈漏極252、 262和 272的電壓被選取為使得當(dāng)與這些抗暈漏極關(guān)聯(lián)的像素多于例如其全 部容量的1/4時(shí)，電荷溢出到這些抗暈漏極中。成像器累積光的時(shí)間 為t!。如圖2B所示，像素250在時(shí)間周期t。的末端達(dá)到1/4全容量 級(jí)208，像素260在時(shí)間tw的末端達(dá)到該1/4全容量級(jí)208。因此， 對(duì)于像素250和260，過(guò)量的電荷在時(shí)間周期〖12和tw的末端開始溢出 到其各自的抗暈漏極中。然而，諸如像素270的光照較暗的像素繼續(xù) 收集電荷228,到^的末端為止都沒有任何的溢出效果。
對(duì)于繼續(xù)累積時(shí)間的下一時(shí)間周期t2，抗暈電壓被選取為使得當(dāng) 與這些抗暈漏極關(guān)聯(lián)的像素多于例如其全容量的1/2時(shí)，電荷溢出到 這些抗暈漏極中。如圖所示，在該周期內(nèi)，像素250在時(shí)間t23達(dá)到其 1/2全容量224，因此，電荷從像素250溢出到其關(guān)聯(lián)的抗暈漏極中。 在時(shí)間周期t2的末端，4象素260和270達(dá)到最大級(jí)228和230,最大 級(jí)228和230都小于1/2全容量。因此，沒有電荷從像素260和270 溢出到其各自的抗暈漏極中。對(duì)于繼續(xù)累積時(shí)間的最后示出的周期13, 抗暈電極電壓被選取為使得當(dāng)與這些抗暈漏極關(guān)聯(lián)的像素達(dá)到全容量 220時(shí)，電荷溢出到抗暈漏極中。如圖2B所示，在時(shí)間周期t3內(nèi)，像 素250、 260和270都沒有溢出。
圖3示出了施加至抗暈漏極252、 262和272的端子的示例性電壓 圖。對(duì)于周期(t,-O),抗暈漏極電壓被設(shè)置為建立1/4全阱容量所需的 電壓302。在時(shí)間tt和(t,+ t2)之間，抗暈漏極電壓祐:設(shè)置為建立1/2全
阱容量所需的電壓304。在時(shí)間(t，+t2)和(t,+ t2+t3)之間，抗暈漏才及電
壓被設(shè)置為建立全阱容量所需的電壓306。在圖3中'，施加的電壓越 高，導(dǎo)致全阱設(shè)置越低。
參照?qǐng)D2和圖3，雖然在三個(gè)時(shí)間周期上執(zhí)行了電荷累積，但是 應(yīng)該理解，電荷累積可以在任何數(shù)量的時(shí)間周期N上執(zhí)行，其中N是 大于1的整數(shù)。此外，每個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間也可以由用戶選取。例如， 第二累積時(shí)間(tH,)可以被選取為具有最短的持續(xù)時(shí)間，而例如，第五 累積時(shí)間(t5-t4)(未示出)可以被選取為具有最長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施力案屮，累積周期中的某些，以相等。此外，用戶可選擇為，在 一個(gè)累積周期內(nèi)施加到抗暈漏極的電壓級(jí)可以等于全阱電壓的任意比 例。因此，任何形狀的電壓-時(shí)間曲線都可以被限定、產(chǎn)生并應(yīng)用，從
而生成凈皮有效地7才交正的^象素響應(yīng)。用戶可限定的電壓-時(shí)間曲線的非 線性增益要求該曲線的所有部分都具有正斜率。這通常是成像應(yīng)用中 所需要的，因?yàn)槠鋵?duì)應(yīng)于人眼的響應(yīng)，并且還利用了散粒噪聲隨更高 的光級(jí)增加為光級(jí)本身的平方根的事實(shí)。正斜率還意味著在較低光級(jí) 處可產(chǎn)生更高的增益，在更高的光級(jí)處可產(chǎn)生漸進(jìn)更低的增益。此外， 根據(jù)具體應(yīng)用，多個(gè)電壓-時(shí)間校正曲線可以被生成并根據(jù)需要來(lái)使 用。此外，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)橹灰脩艨上薅ǖ碾妷簳r(shí)間曲線的所有 部分都具有正斜率，該曲線就可以采取任意形狀，因此，傳感器響應(yīng) 可以不必為嚴(yán)格的指數(shù)形式(如通常由應(yīng)用傳統(tǒng)的后處理校正而產(chǎn)生 的那樣)。
圖4示出了一對(duì)采用傳統(tǒng)校正方法產(chǎn)生的光響應(yīng)曲線402和406 (由虛線表示)，以及才艮據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生的光響應(yīng)曲線404 (由實(shí)線表 示)。光響應(yīng)曲線402表示應(yīng)用傳統(tǒng)校正以增強(qiáng)低亮度處信噪比的傳感 器的典型響應(yīng)。在這種情況下，對(duì)非常亮的光的響應(yīng)導(dǎo)致了飽和的像 素，這將不能與場(chǎng)景中其他略微更亮或更暗的像素區(qū)分?？蛇x地，如 曲線406所示，如果應(yīng)用增益校正以保持對(duì)傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器范圍 內(nèi)非常亮的光的像素響應(yīng)，則減少了光照較暗區(qū)域中的細(xì)節(jié)。根據(jù)本 發(fā)明產(chǎn)生的響應(yīng)曲線404，其中用戶可限定的電壓-時(shí)間曲線被應(yīng)用至 傳感器的抗暈漏極，較亮區(qū)域410能夠相互區(qū)分，同時(shí)與較暗區(qū)域408 關(guān)聯(lián)的信號(hào)足夠高，以保持所期望的細(xì)節(jié)
本發(fā)明同樣可用于彩色圖像。通常，彩色圖像通過(guò)進(jìn)行連續(xù)的曝 光而形成，每次曝光均利用不同的光學(xué)濾波器(紅色、綠色、藍(lán)色)。 膠片乳膠中的響應(yīng)對(duì)于該三種顏色中的每一種都不同。因此，每種顏
色均需要專門定制的7校正。根據(jù)本發(fā)明，可通過(guò)對(duì)每種顏色限定用 戶可限定的電壓-時(shí)間曲線，使得對(duì)每種顏色均可優(yōu)化7校正的響應(yīng)， 然后在紅色、綠色、藍(lán)色捕獲序列期間，將上述用戶可限定的電壓-時(shí)間曲線按順序應(yīng)用至傳感器的抗暈電極。在具有片上濾色器(例如，
10拜耳模式濾波器)的單片彩色照相機(jī)的情況下，非線性響應(yīng)允許捕獲 沒有飽和的亮色，同時(shí)仍然保持較暗區(qū)域中的信號(hào)完整性。由于多數(shù)
自然光源的色溫以及硅在更長(zhǎng)的波長(zhǎng)中的更高的量子效率(對(duì)于基于 硅的檢測(cè)器的情況)，紅色圖像數(shù)據(jù)通常比藍(lán)色數(shù)據(jù)亮得多。
通過(guò)在捕獲光子時(shí)應(yīng)用非線性傳遞函數(shù)，本發(fā)明獲得了比以其他 方式通過(guò)硬件提供的有效動(dòng)態(tài)范圍更寬的有效動(dòng)態(tài)范圍。更具體地，
因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明，數(shù)據(jù)在更高的照度級(jí)上壓縮，因而更大的輸入數(shù)據(jù)
范圍適于在硬件A/D轉(zhuǎn)換器范圍內(nèi)。壓縮通常不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)完整性的 損失，這是因?yàn)樵诟叩恼斩燃?jí)處，散粒噪聲更高，因此灰度級(jí)量子 化的粒度可以更低。
例如，假定較低的光級(jí)可以進(jìn)行數(shù)字化，以使得例如20個(gè)電子(約 為照相機(jī)系統(tǒng)在黑暗中的噪聲基底)表示一個(gè)A/D計(jì)數(shù)。然而，假定 該照相機(jī)具有200,000個(gè)電子的全阱大小，則當(dāng)該照相機(jī)〗象素在4交高 光級(jí)(接近全標(biāo)度)操作時(shí)，噪聲基底將約為[200,000]1/2或447個(gè)電 子。這意味著在更高光級(jí)， 一個(gè)A/D計(jì)數(shù)可等于大約400個(gè)電子，這 為灰度級(jí)量子化的、與相對(duì)更低的光級(jí)處相比更低的粒度。更低的粒 度意味著灰度級(jí)對(duì)于更多數(shù)據(jù)的可用性。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)光級(jí)從低到 高移動(dòng)時(shí)增益發(fā)生改變，因此得到了更寬的有效動(dòng)態(tài)范圍。例如，通 過(guò)12位A/D轉(zhuǎn)換器獲得了 16,000:1動(dòng)態(tài)范圍的壓縮，而該壓縮通常 需要14位A/D轉(zhuǎn)換器.
本發(fā)明適用于成像系統(tǒng)，諸如要求在相同場(chǎng)景內(nèi)的較寬動(dòng)態(tài)范圍 的數(shù)字照相機(jī)。該場(chǎng)景內(nèi)動(dòng)態(tài)范圍被擴(kuò)大而無(wú)需對(duì)像素構(gòu)造或A/D轉(zhuǎn) 換器進(jìn)行任何改變。本發(fā)明不需要任何后處理軟件。此外，用戶可限 定的電壓-時(shí)間曲線的各個(gè)段產(chǎn)生了單個(gè)合成圖像，而無(wú)需將多個(gè)圖像 結(jié)合到一起以形成合成圖像。圖像在一個(gè)累積時(shí)間內(nèi)被捕獲，從而使 幀率最大化。本發(fā)明可應(yīng)用于使用成像的檢查和測(cè)試系統(tǒng)。其還可以 應(yīng)用于數(shù)字X射線系統(tǒng)、監(jiān)控成像應(yīng)用、膠片掃描系統(tǒng)、夜視系統(tǒng)以 及汽車應(yīng)用等。
本發(fā)明的以上實(shí)施方案為說(shuō)明性的而非限制性的。各種替代和等 同方式都是可能的。本發(fā)明不受圖像傳感器或成像裝置類型的限制。本發(fā)明不受累積周期數(shù)量的限制。本發(fā)明也不受每個(gè)累積周期的任何次序或持續(xù)時(shí)間的限制。本發(fā)明不受形成應(yīng)用到抗暈漏極上的電壓-時(shí)間曲線的電壓或次數(shù)的任何具體值的限制。根據(jù)本發(fā)明，其它的增加、減少或替代是顯而易見的并且旨在落在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在成像裝置中調(diào)用響應(yīng)的方法，在所述成像裝置中設(shè)置有傳感器，所述方法包括將用戶限定的時(shí)變電壓施加至所述傳感器的抗暈電極，從而限定多個(gè)電荷累積周期；將設(shè)置在所述傳感器中的多個(gè)像素中的每個(gè)不同的像素均暴露于多個(gè)光級(jí)中的一個(gè)不同光級(jí)；以及在所述多個(gè)累積周期的每個(gè)周期中累積電荷，從而使所述成像裝置調(diào)用非線性響應(yīng)，以修改由所述成像裝置捕獲的圖像。
2. —種在成像裝置中調(diào)用響應(yīng)的方法，用于修改由所述成像裝置 捕獲的圖像，所述方法包括在第 一時(shí)間周期內(nèi)將第 一 電壓施加至設(shè)置在所述成像裝置中的抗 暈漏極端子；在第二時(shí)間周期內(nèi)將第二電壓施加至所述抗暈漏極端子； 在所述第 一和第二時(shí)間周期內(nèi)將第 一像素暴露于第 一光級(jí)； 在所述第一和第二時(shí)間周期內(nèi)將第二像素暴露于第二光級(jí)，所述 第二光級(jí)大于所述第一光級(jí)；累積在所述第一和第二時(shí)間周期內(nèi)生成的電荷；以及 使所述成像裝置根據(jù)所累積的電荷調(diào)用響應(yīng)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括 在第三時(shí)間周期內(nèi)將第三電壓施加至所述抗暈漏極端子； 在所述第一、第二和第三時(shí)間周期內(nèi)將第三像素暴露于第三光級(jí)，所述第三光級(jí)周期大于所述第二光級(jí)；累積在所述第三時(shí)間周期內(nèi)生成的電荷；以及 使所述成像裝置根據(jù)所累積的電荷來(lái)調(diào)用所述響應(yīng)。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一時(shí)間周期長(zhǎng)于所述第二時(shí)間周期。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述第三時(shí)間周期長(zhǎng)于所述 第二時(shí)間周期。
6. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一時(shí)間周期短于所述 第二時(shí)間周期。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第三時(shí)間周期短于所述 第二時(shí)間周期
8. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一電壓大于所述第二 電壓。
9. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第二電壓小于所述第三 電壓。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述第二電壓小于所述第 三電壓。
11. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述第一電壓被選取為使 得在所述第 一時(shí)間周期終止時(shí)阻止由所述第 一像素產(chǎn)生的電荷溢出。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一電壓被選取為使 得在所述第一時(shí)間周期終止時(shí)由所述第二和第三像素產(chǎn)生的電荷能夠〉益出o
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第二電壓被選取為使 得在所述第二時(shí)間周期終止時(shí)阻止由所述第 一和第二像素產(chǎn)生的電荷 溢出。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述第二電壓被選取為使 得在所述第二時(shí)間周期終止時(shí)由所述第三像素產(chǎn)生的電荷能夠溢出。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述第三電壓被選取為使 得在所述第三時(shí)間周期終止時(shí)阻止由所述第一、第二和第三〗象素產(chǎn)生 的電荷溢出。
16. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述成像裝置設(shè)置在數(shù)字 X射線系統(tǒng)中。
17. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述成像裝置設(shè)置在監(jiān)控 系統(tǒng)中。
18. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述成像裝置設(shè)置在膠片 掃描系統(tǒng)中。
19. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述成像裝置設(shè)置在夜視 系統(tǒng)中。
全文摘要
在不同的累積周期內(nèi)為圖像傳感器的抗暈結(jié)構(gòu)提供變化的電壓，以使得響應(yīng)于較低級(jí)光產(chǎn)生的電荷被完全捕獲，而響應(yīng)于較亮的光生成的電荷以受控的方式溢出。因此，可以產(chǎn)生傳感器的響應(yīng)，從而在較低光級(jí)處實(shí)現(xiàn)更高的增益，在更高的光級(jí)處實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)更低的增益。
文檔編號(hào)H01L27/00GK101669204SQ200880005312
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2008年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月16日
發(fā)明者大衛(wèi)·W·加德納 申請(qǐng)人:菲力爾系統(tǒng)公司