專利名稱：用于圖像傳感器的圖像獲取方法及圖像傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術領域，特別涉及一種用于圖像傳感器的圖像獲取方法及圖像傳感器。
背景技術：
目前，獲取高動態(tài)范圍圖像的方法基本上是基于圖像數(shù)據(jù)處理獲取靜態(tài)的高動態(tài)范圍圖像。具體地，首先對感光像素陣列的所有行進行長時間曝光以獲得整幀的長時間曝光信號，并將獲得的長時間曝光信號存儲到特定的存儲空間；再對感光像素陣列的所有行進行短時間曝光以獲得整幀的短時間曝光信號；最后將獲得的短時間曝光信號與存儲于特定的存儲空間中的長時間曝光信號進行合成，獲得高動態(tài)范圍圖像。現(xiàn)有技術存在的問題是，需要存儲整幀的曝光信號，耗費較多的存儲資源。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的g在至少解決上述技術缺陷之一。為達到上述目的，本發(fā)明一方面提出一種用于圖像傳感器的圖像獲取方法，包括以下步驟設置圖像傳感器的感光像素陣列的每行的曝光時間，并將所述曝光時間劃分成多個時間段，其中，相鄰時間段之間的時間節(jié)點為分段時間點；對所述感光像素陣列進行逐行曝光，并在各個時間段的分段時間點上根據(jù)像素電壓控制曝光電荷進行電荷泄放；和在所述感光像素陣列的當前行的曝光時間結束后，采樣當前行的曝光信號。本發(fā)明另一方面還提出ー種圖像傳感器，包括時序控制単元，用于在曝光之前產生復位信號、并在復位后產生曝光控制信號以控制曝光時間且產生電荷泄放控制信號以控制曝光電荷進行電荷泄放，以及在曝光結束后產生曝光讀取控制信號，其中，在ー個曝光時間周期里包含ー個曝光控制信號和多個電荷泄放控制信號；譯碼單元，用于對所述時序控制單元產生的復位信號、曝光控制信號、電荷泄放控制信號和曝光讀取控制信號進行譯碼；感光像素陣列，用于根據(jù)所述譯碼單元輸出的已譯碼的復位信號進行復位，并在復位后根據(jù)所述曝光控制信號逐行進行曝光且根據(jù)所述電荷泄放控制信號控制曝光電荷進行電荷泄放，以及在每行的曝光時間結束后采樣曝光信號；曝光信號讀取單元，用于根據(jù)所述曝光讀取控制信號讀取采樣到的曝光信號；和模數(shù)轉換單元，用于將讀取的曝光信號轉換為數(shù)字信號輸出。本發(fā)明通過對圖像傳感器中的感光像素陣列進行不完全的電荷泄放，完成感光像素對光照的非線性響應以獲得圖像，無需存儲整幀的曝光信號，節(jié)約了存儲資源。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結合附圖對實施例的描述中將變、得明顯和容易理解，其中圖I為本發(fā)明實施例的用于圖像傳感器的圖像獲取方法的流程圖；圖2a為本發(fā)明一個實施例的電荷泄放通道關閉的示意圖；圖2b為本發(fā)明一個實施例的電荷泄放通道打開的示意圖；圖3為本發(fā)明實施例的圖像傳感器的結構示意圖；圖4為本發(fā)明一個實施例的感光像素単元的示意圖；以及 圖5為本發(fā)明一個實施例的感光像素控制時序圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。如圖I所示為本發(fā)明實施例的用于圖像傳感器的圖像獲取方法的流程圖，包括以下步驟步驟S101，設置圖像傳感器的感光像素陣列的每行的曝光時間，并將曝光時間劃分成多個時間段。在本發(fā)明中，將圖像傳感器的感光像素陣列的每行的曝光時間劃分成多個時間段，相鄰時間段之間的時間節(jié)點稱為分段時間點。在本發(fā)明的一個實施例中，感光像素陣列的各個行的總曝光時間相同。在本發(fā)明的另ー個實施例中，感光像素陣列的各個行的各個時間段的分段時間點相同，即感光像素陣列的各個行的時間劃分完全相同。此外，曝光時間的劃分可以有多種方式，例如，可以劃分成時間長度相同的多個時間段，也可以劃分成時間長度成等差序列的多個時間段。在本發(fā)明的一個實施例中，將曝光時間劃分成時間長度成等比序列的多個時間段，即
權利要求
1.一種用于圖像傳感器的圖像獲取方法，其特征在于，包括以下步驟 設置圖像傳感器的感光像素陣列的每行的曝光時間，并將所述曝光時間劃分成多個時間段，其中，相鄰時間段之間的時間節(jié)點為分段時間點； 對所述感光像素陣列進行逐行曝光，并在各個時間段的分段時間點上根據(jù)像素電壓控制所述感光像素陣列的曝光電荷進行電荷泄放；和 在所述感光像素陣列的每行的曝光時間結束后，采樣當前行曝光信號。
2.根據(jù)權利要求I所述的用于圖像傳感器的圖像獲取方法，其特征在于，所述感光像素陣列的各個行的曝光時間相同。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于圖像傳感器的圖像獲取方法，其特征在于，所述感光像素陣列的各個行的各個時間段的分段時間點相同。
4.根據(jù)權利要求I至3任一項所述的用于圖像傳感器的圖像獲取方法，其特征在于，所述將所述曝光時間劃分成多個時間段，進ー步包括 根據(jù)以下的公式將所述曝光時間劃分成多個時間段，
5.根據(jù)權利要求4所述的用于圖像傳感器的圖像獲取方法，其特征在干，η= 2。
6.根據(jù)權利要求I所述的用于圖像傳感器的圖像獲取方法，其特征在于，還包括 采樣像素電壓； 將所述像素電壓與預先設定的電荷泄放控制電壓進行比較； 如果 Vpixel く Vctrl ^th 則進行電荷泄放； 如果Vpijrel彡Vrtrt-Vth，則終止電荷泄放， 其中，Vpijrel為所述像素電壓，V—為所述預先設定的電荷泄放控制電壓，Vth為閾值電壓。
7.ー種圖像傳感器，其特征在于，包括 時序控制単元，用于在曝光之前產生復位信號，并在復位后產生曝光控制信號以控制曝光時間且產生電荷泄放控制信號以控制曝光電荷進行電荷泄放，以及在曝光結束后產生曝光讀取控制信號，其中，在ー個曝光時間周期里包含ー個曝光控制信號和多個電荷泄放控制信號； 譯碼單元，用于對所述時序控制單元產生的復位信號、曝光控制信號、電荷泄放控制信號和曝光讀取控制信號進行譯碼； 感光像素陣列，用于根據(jù)所述譯碼單元輸出的已譯碼的復位信號進行復位，并在復位后根據(jù)所述曝光控制信號逐行進行曝光且根據(jù)所述電荷泄放控制信號控制曝光電荷進行電荷泄放，以及在每行的曝光時間結束后采樣曝光信號； 曝光信號讀取單元，用于根據(jù)所述曝光讀取控制信號讀取采樣到的曝光信號；和 模數(shù)轉換單元，用于將讀取的曝光信號轉換為數(shù)字信號輸出。
8.根據(jù)權利要求7所述的圖像傳感器，其特征在于，所述感光像素陣列的各個行的曝光時間相同。
9.根據(jù)權利要求8所述的圖像傳感器，其特征在于，所述感光像素陣列的各個行的各個時間段的分段時間點相同。
10.根據(jù)權利要求9所述的圖像傳感器，其特征在于，所述多個電荷泄放控制信號之間的時間長度滿足以下的關系式，
11.根據(jù)權利要求10所述的圖像傳感器，其特征在干，η= 2。
12.根據(jù)權利要求7所述的圖像傳感器，其特征在于，所述感光像素陣列包括多個感光像素単元，其中，每個感光像素単元包括 光檢測元件，用于產生光電荷； 存儲元件，用于存儲所述光檢測元件產生的光電荷； 第一晶體管，所述第一晶體管的漏極與電源電連接，所述第一晶體管的柵極與所述譯碼單元電連接，所述第一晶體管的源極與所述存儲元件電連接； 第二晶體管，所述第二晶體管的源極與所述存儲元件電連接，所述第二晶體管的柵極與所述譯碼単元電連接，所述第二晶體管的漏極與所述光檢測元件電連接； 第三晶體管，所述第三晶體管的漏極與所述電源電連接，所述第三晶體管的柵極與所述第一晶體管的源極電連接且與所述存儲元件電連接；和 第四晶體管，所述第四晶體管的漏極與所述第三晶體管的源極電連接，所述第四晶體管的柵極與所述譯碼単元電連接，所述第四晶體管的源極與所述曝光信號讀取單元連接。
13.根據(jù)權利要求12所述的圖像傳感器，其特征在于，其中，所述第一晶體管接收所述譯碼單元輸出的復位信號，對所述存儲元件進行放電以復位所述存儲元件。
14.根據(jù)權利要求12所述的圖像傳感器，其特征在于，其中，所述第二晶體管接收到所述曝光控制信號后，所述第二晶體管斷開且所述光檢測元件產生光電荷，在所述第二晶體管接收到所述電荷泄放控制信號后，所述第二晶體管控制所述光檢測元件進行電荷泄放。
15.根據(jù)權利要求14所述的圖像傳感器，其特征在干， 當Vpijrel < Vctrl-Vth時，所述第二晶體管控制所述光檢測元件進行電荷泄放；以及 當Vpijrel ^ Vctrl-Vth時，所述第二晶體管控制所述光檢測元件終止電荷泄放， 其中，Vpijrel為像素電壓，V—為預先設定的電荷泄放控制電壓，Vth為所述第二晶體管的閾值電壓。
16.根據(jù)權利要求12所述的圖像傳感器，其特征在于，所述第二晶體管在所述曝光控制信號的周期結束后，控制所述光檢測元件與所述存儲元件，以使所述存儲元件獲取所述光檢測元件產生的光電荷，并將其作為曝光信號存儲，且在所述第四晶體管接收到選通信號后，所述第四晶體管導通以對所述存儲元件中存儲的曝光信號進行采樣。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于圖像傳感器的圖像獲取方法及圖像傳感器。其中，用于圖像傳感器的圖像獲取方法包括以下步驟設置圖像傳感器的感光像素陣列的每行的曝光時間，并將所述曝光時間劃分成多個時間段，其中，相鄰時間段之間的時間節(jié)點為分段時間點；對所述感光像素陣列的進行逐行曝光，并在各個時間段的分段時間點上根據(jù)像素電壓控制曝光電荷進行電荷泄放；和在所述感光像素陣列的每行的曝光時間結束后，采樣當前行的曝光信號。本發(fā)明通過對圖像傳感器中的感光像素陣列進行不完全的電荷泄放，完成感光像素對光照的非線性響應以獲得圖像，無需存儲整幀的曝光信號，節(jié)約了存儲資源。
文檔編號H04N5/359GK102695003SQ20111007453
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權日2011年3月25日
發(fā)明者傅璟軍, 張小軍, 胡文閣 申請人:比亞迪股份有限公司