專利名稱：用于高動態(tài)范圍圖像傳感器感測陣列的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及圖像傳感器領(lǐng)域，并且更具體地，涉及包括一個或多個有源和/ 或無源圖像傳感器結(jié)構(gòu)，從而可以用每個圖像傳感器結(jié)構(gòu)獲得極大擴展的光電響應(yīng)的圖像 傳感器陣列。
背景技術(shù)：
攝影是借助于光的作用形成圖片的處理。光是通常被用于人眼可視頻率范圍內(nèi)的 電磁輻射的術(shù)語。從物體反射或發(fā)射的光圖案通過定時曝光被記錄在圖像傳感器上。圖像 傳感器本質(zhì)上可以是化學(xué)的(諸如膠片)，或本質(zhì)上為固態(tài)的(諸如數(shù)字靜態(tài)照相機和攝像 機所采用的CXD和CMOS圖像傳感器)。數(shù)字照相機具有聚焦光以便形成場景圖像的一系列鏡頭。不是如傳統(tǒng)照相機那樣 將這種光聚焦到一張膠片上，數(shù)字照相機將光聚焦到圖像傳感器上，圖像傳感器將光的電 磁輻射轉(zhuǎn)換為電荷。圖像傳感器被稱為圖片元件或“像素”。電荷指示由圖像傳感器察覺到 的電磁輻射的相對強度，并且一般地被用于將光強值與像素相關(guān)聯(lián)。圖1示出了可被包括在一種可能的實現(xiàn)10內(nèi)的若干組件，借助于該實現(xiàn)10捕 捉自然場景，以便形成電子圖像。系統(tǒng)10包括信號源100和包括積分器110、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 120和數(shù)字信號處理器(DSP) 130的信號處理鏈。積分器110的輸出Vqut被輸入到ADC 120。ADC 120執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換功能。模數(shù)轉(zhuǎn)換 功能是本領(lǐng)域公知的。出現(xiàn)在ADC 120的輸入處的模擬信號Vqut被轉(zhuǎn)換為出現(xiàn)在ADC 120 的輸出處的信號VD。Vd可以取一組離散值(discrete level)中的一個，所述值通常但不總 是以伏特為單位被測量。作為例子，ADC 120輸出的另一種測量單位可以是安培。作為例子，信號源100可以是在定時應(yīng)用(timed application)，諸如在數(shù)字照相 機應(yīng)用中使用的光強傳感器，其中傳感器在指定的持續(xù)時間內(nèi)被進入光曝光，該持續(xù)時間 通常被稱為曝光時間。然后，積分器110用作將在曝光時間期間接收到的所有光子所引起 的傳感器100的響應(yīng)積分為在曝光時間結(jié)束時要讀出的一個輸出值的功能。作為例子，積 分器110輸出值可以是以伏特為單位測量的電壓。圖2是一種可能的圖像傳感器結(jié)構(gòu)方框圖的簡化圖示。信號源1000是光傳感器， 作為例子，其可以是光電二極管。組件1040是簡單積分器，作為例子，它可以是電容器。積 分器的輸入是信號源1000的輸出。在開始積分處理之前，積分器1040被處于閉合位置的 開關(guān)1050重置。迅速重置積分器1040的狀態(tài)的能力是圖像傳感器操作的重要方面。在 積分處理開始時，開關(guān)1050斷開，并且積分器1040上的電壓開始響應(yīng)源自信號源1000的 輸入信號改變。在積分處理結(jié)束時，開關(guān)1030閉合，并且積分器輸出1060￥<^被采樣。圖 2是一個說明性圖示并且具有相同功能的其它類似圖像傳感器結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)是本領(lǐng)域技術(shù)人 員公知的。在圖2的簡化圖像傳感器結(jié)構(gòu)方框圖的替換和等同操作模式中，具體化為例如電 容器1040的積分器被開關(guān)1050重置到高電壓V+或POWER，而不是V-或GROUND (地)。在積分處理開始時，開關(guān)1050斷開，并且積分器1040上的電壓開始響應(yīng)源自信號源1000的 輸入信號改變。在積分處理結(jié)束時，開關(guān)1030閉合并且積分器輸出1060￥<^被采樣。圖2作為例子示出的圖像傳感器結(jié)構(gòu)的簡化方框圖受到某些性能限制。此處作為 例子描述一個這種限制，即動態(tài)范圍，以及辨析其原因的解釋。積分器輸出1060VOT—般不 能超過由可獲得的電源電壓所強加的上限。由于嚴格的功耗要求，現(xiàn)有技術(shù)裝置中的電源 電壓不斷下降。積分器輸出1060不能超過電源電壓，并且如果積分器輸出信號在達到電源 電壓電平之后試圖增加時，則積分器輸出1060將飽和。當(dāng)輸出電壓達到可用的電源電壓并且不能響應(yīng)輸入信號的進一步改變時發(fā)生飽 和。信號飽和引起系統(tǒng)性能下降。圖3A到3C示出了由于光敏元件結(jié)構(gòu)并且更具體地由于 積分器結(jié)構(gòu)的動態(tài)范圍限制，由光傳感器100和積分器110組成的像素結(jié)構(gòu)的輸出處的電 位失真(potential distortion)。圖3A到3C還示出了由于動態(tài)范圍限制在光傳感器1000 的輸出和積分器輸出1060處的電位失真。圖3A的部分(a)示出了響應(yīng)不同級別的恒定輸 入信號，積分器110輸出的線性增加。它還示出了響應(yīng)不同級別的恒定輸入信號，積分器輸 出1060的線性增加。對于引發(fā)部分(a)的線性輸出的輸入光強范圍，圖像傳感器結(jié)構(gòu)執(zhí)行 得很好；對于引起部分(b)的飽和輸出的輸入光強范圍，圖像傳感器結(jié)構(gòu)將不能很好地執(zhí) 行。積分器輸出響應(yīng)是對有限動態(tài)范圍的指示。如圖3A所示，圖2的圖像傳感器的一 種實施例將很好地呈現(xiàn)陰影細節(jié)(shadow detail)，但是將不能呈現(xiàn)高光細節(jié)(highlight detail)?？梢匀鐖D3B和3C所示那樣移動響應(yīng)。在圖3B和3C中，圖像傳感器的動態(tài)范圍 保持相同，但是響應(yīng)特性被移動。圖3B的響應(yīng)特性丟失了陰影細節(jié)和高光細節(jié)，但是保持 了良好的中間范圍響應(yīng)。圖3C的響應(yīng)特性丟失了陰影細節(jié)和部分中間范圍細節(jié)，以便保持 良好的高光細節(jié)。圖4A示出了過度曝光的圖像捕捉的像素強度的柱狀圖，其中曝光成圖像的大量 圖像傳感器被驅(qū)動為飽和。如在圖4A中可見，最大圖像傳感器結(jié)構(gòu)輸出值是‘255’，并且所 使用的單位是相應(yīng)于圖像傳感器輸出電壓的ADC 120輸出。該光強使得許多光傳感器100 輸出隨著曝光周期過程中進展的曝光使積分器110飽和的值。積分器110的輸出的最大 (飽和)值使得ADC產(chǎn)生輸出代碼‘255’，它是8位ADC的最大輸出代碼。由于經(jīng)受高強度 光輸入的那些圖像傳感器不能實現(xiàn)足夠高的輸出級別，因此圖像捕捉將低于最佳質(zhì)量。圖4A的柱狀圖中所示的失真相應(yīng)于各個像素失真。較低的曝光時間使得圖像傳 感器的輸出經(jīng)受高強度光輸入以記錄低于255的輸出級別并且避免高端失真，但是防止圖 像傳感器經(jīng)受低強度光輸入以保持0的輸出級別值，并且不記錄包含在陰影和其它低光圖 像部分中的光強細節(jié)。圖4B示出了曝光不足的圖像捕捉的像素強度的柱狀圖，其中大量圖像傳感器未 被曝光于足夠的光以便實現(xiàn)高于‘0’的最小輸出值。如從圖4B中可見，最小圖像傳感器 結(jié)構(gòu)輸出值是‘0’。這些單位指的是相應(yīng)于各個圖像傳感器結(jié)構(gòu)的ADC 120輸出級別。在 圖像傳感器處接收的光強使得許多單個的光傳感器100輸出這樣的值，該值不能使積分器 110輸出足夠高的值，以便隨著曝光時期期間進展的曝光，使最小ADC輸出代碼在‘0’之上。 由于經(jīng)受低強度光輸入的那些圖像傳感器不能產(chǎn)生足夠高的響應(yīng)級別，圖像捕捉將低于最 佳質(zhì)量。圖4B的柱狀圖中所示的失真相應(yīng)于各個像素失真。更長的曝光使得各個圖像傳感器的輸出經(jīng)受低強度光輸入以記錄“0”以上的輸出，并且避免低端失真，但是也使得圖像 傳感器結(jié)構(gòu)經(jīng)受高強度光輸入以在‘255’輸出值處飽和，并且不記錄包含在高光和其它亮 光圖像部分中的光強細節(jié)。圖5A示出了用于構(gòu)建在本專利申請中公開的異類圖像傳感器的兩個或更多個固 態(tài)圖像傳感器結(jié)構(gòu)中的另一個的響應(yīng)。該固態(tài)圖像傳感器結(jié)構(gòu)的擴展動態(tài)范圍足以在撞擊 到圖像傳感器結(jié)構(gòu)上的電磁輻射強度的整個范圍上產(chǎn)生圖像傳感器響應(yīng)。這使得固態(tài)圖像 傳感器結(jié)構(gòu)能夠在最暗部分中捕捉足夠電荷，同時避免要被捕捉的圖像的明亮部分中的飽 和效應(yīng)。其凈效果是不論來自要被捕捉的場景的最暗部分的光還是來自最亮部分的光撞擊 到圖像傳感器上，都能忠實地再現(xiàn)要被捕捉的圖像。圖5B示出了正確曝光的圖像捕捉的像 素強度的柱狀圖，其中所有圖像傳感器輸出在8位ADC的動態(tài)范圍即‘0’到‘255’內(nèi)。曝光周期結(jié)束之前的積分器飽和是圖像傳感器結(jié)構(gòu)的動態(tài)范圍的限制因素。已經(jīng) 公布了對積分器飽和問題的解決方案。公布的解決方案共有的特征是監(jiān)視積分器輸出以便 檢測飽和狀態(tài)的開始，并且記錄該事件，在飽和狀態(tài)開始時積分器放電。作為這種解決方案的例子，Mazzucco在美國專利6，407，610中公開了防止積分器 輸出飽和的方法。這些防止方法包括感測飽和的開始，并且當(dāng)感測到飽和開始時，重置(放 電)積分器或改變積分方向。外部電路記錄所有這些事件。在積分周期結(jié)束時，根據(jù)記錄 的重置事件的數(shù)目并且根據(jù)最終積分器輸出電壓，重新構(gòu)建積分的完整有效范圍。Merill 在美國專利6，130，713中公開了類似的方法。所有這些解決方案共同具有對原來圖像傳感器結(jié)構(gòu)所固有的動態(tài)范圍限制進行 補償?shù)男枰＿@些解決方案需要在圖像傳感器結(jié)構(gòu)中引入附加的電路元件，以便執(zhí)行這些 公開中概述的功能。這些解決方案共同具有每個圖像傳感器相對于其它圖像傳感器的獨立操作，并且 需要在每個圖像傳感器中結(jié)合能夠擴展動態(tài)范圍性能的附加電路元件。附加電路元件的引 入使得復(fù)雜性、成本和功耗增加，同時降低了設(shè)備產(chǎn)量和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在公開一種圖像傳感器陣列，該圖像傳感器陣列包括一個或多個有源和 /或無源圖像傳感器結(jié)構(gòu)，使得可以用每個單個圖像傳感器結(jié)構(gòu)獲得極大擴展的光電響應(yīng)。本發(fā)明還旨在公開一種圖像傳感器陣列，該圖像傳感器陣列不是同質(zhì)的而是異類 的，并且包括兩個或更多個獨特并且不同的有源和/或無源圖像傳感器結(jié)構(gòu)，使得可以在 一個單獨圖像掃描中從并且由圖像傳感器結(jié)構(gòu)獲得極大擴展的光電響應(yīng)。本發(fā)明還旨在公開一種有源和/或無源圖像傳感器結(jié)構(gòu)，該有源和/或無源圖像 傳感器結(jié)構(gòu)與一個或多個附加圖像傳感器結(jié)構(gòu)交互，使得可以在一個單獨圖像掃描中從并 且由圖像傳感器結(jié)構(gòu)獲得極大擴展的光電響應(yīng)。本發(fā)明還旨在公開兩個或更多個有源和/或無源圖像傳感器結(jié)構(gòu)之間的交互，使 得可以在一個單獨圖像掃描中從并且由圖像傳感器結(jié)構(gòu)獲得極大擴展的光電響應(yīng)。本發(fā)明還旨在公開一種從兩個或更多個圖像傳感器結(jié)構(gòu)的圖像傳感器陣列捕捉 并且產(chǎn)生電子圖像表示的方法，所述兩個或更多個圖像傳感器結(jié)構(gòu)在有時但不總是被稱為 “曝光”周期的有源圖像捕捉周期期間交互，使得可以在一個單獨圖像掃描中從聚集所述圖像傳感器結(jié)構(gòu)的圖像傳感器獲得極大擴展的光電響應(yīng)。因此，除了此處描述的兩個或多個圖像傳感器結(jié)構(gòu)的增強陣列的目的和優(yōu)點之 外，本發(fā)明的若干目的和優(yōu)點包括1.準確地捕捉在要以電子格式捕捉的圖像的最暗部分中出現(xiàn)的細節(jié)；2.準確地捕捉在要以電子格式捕捉的原始圖像的最亮部分中出現(xiàn)的細節(jié)；3.準確地捕捉在要以電子格式捕捉的原始圖像的所有部分出現(xiàn)的細節(jié)；4.以足夠大的動態(tài)范圍操作，以便電子地捕捉現(xiàn)實場景的圖像，而不在原始場景 的任意點處以及在相應(yīng)電信號范圍內(nèi)丟失準確性；5.表現(xiàn)一種傳遞函數(shù)響應(yīng)特性，該傳遞函數(shù)響應(yīng)特性高度準確，并且可以被映射 到另一個任意傳遞函數(shù)響應(yīng)特性上，而不在包括原始自然場景的電子表示的信號范圍內(nèi)的 任意點處丟失準確性；6.表現(xiàn)一種傳遞函數(shù)響應(yīng)特性，該傳遞函數(shù)響應(yīng)特性高度準確，并且可以被映射 到另一個任意響應(yīng)特性，而不在以電子圖像表示捕捉的場景的任意部分中丟失準確性；7.表現(xiàn)一種傳遞函數(shù)響應(yīng)特性，該傳遞函數(shù)響應(yīng)特性可以用足夠高的準確性捕捉 現(xiàn)實自然場景的圖像，該足夠高的準確性與一個或多個不同顯示設(shè)備的傳遞函數(shù)響應(yīng)特性 匹配，使得當(dāng)在所有顯示設(shè)備上觀看時，原始的自然場景看上去是真實的，并且大體與原始 自然場景相同；8.表現(xiàn)一種傳遞函數(shù)響應(yīng)特性，該傳遞函數(shù)響應(yīng)特性高度準確并且可被用于創(chuàng)建 歸檔記錄，所述歸檔記錄包含足夠高準確性的信息，以便使得能夠?qū)崿F(xiàn)將歸檔圖像與各種 未來的顯示設(shè)備匹配的未來的處理，所述各種未來的顯示設(shè)備具有改進的特性，使得當(dāng)在 未來的顯示設(shè)備上觀看時，原始自然場景看上去是真實的，并且大體與原始自然場景相同； 禾口9.表現(xiàn)一種響應(yīng)特性，該響應(yīng)特性足夠準確，以便使得能夠在信號處理裝置中有 效地使用捕捉的圖像，所述信號處理裝置諸如是臉部識別裝置、質(zhì)量檢查裝置、科學(xué)分析裝 置、和其性能依賴于對于人眼敏感的譜范圍內(nèi)可見的圖像或?qū)τ谌搜鄄幻舾胁⑶乙虼藞D像 對于人眼不可見的其它譜范圍內(nèi)的電子圖像捕捉的質(zhì)量的所有其它裝置?？紤]附圖和隨之而來的描述，將明了本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點。


圖1示出了用于以數(shù)字格式捕捉和處理電子圖像的典型系統(tǒng)的簡化方框圖；圖2以方框圖形式示出了具有控制開關(guān)的簡單積分器；圖3A、3B和3C示出了有限動態(tài)范圍可能在典型簡單圖像傳感器的輸出上具有的 影響；圖4A和4C以柱狀圖形式示出了有限動態(tài)范圍可能在典型圖像傳感器陣列的輸出 上具有的影響；圖5A示出了沒有受到動態(tài)范圍限制的圖像傳感器的輸出；圖5B以柱狀圖形式示出了沒有受到動態(tài)范圍限制的典型圖像傳感器陣列的輸 出；圖6示出了由異類圖像傳感器結(jié)構(gòu)組成的假想圖像傳感器陣列，以及圖像傳感器結(jié)構(gòu)之間的互連；圖7示出了隨時間變化的異類圖像傳感器陣列的較低動態(tài)范圍圖像傳感器結(jié)構(gòu) 的電位輸出；圖8示出了小的異類圖像傳感器陣列或由并置的圖像傳感器結(jié)構(gòu)組成的較大異 類圖像傳感器陣列的一部分；圖9示出了圖像捕捉周期結(jié)束時圖像傳感器結(jié)構(gòu)的電位輸出狀態(tài)；圖10示出了一個公知的測試圖片，該圖片用于說明一種樣本異類圖像傳感器陣 列的圖像捕捉質(zhì)量；圖Ila示出了由第一采樣處理從異類圖像傳感器陣列的輸出產(chǎn)生的電子圖像；圖lib示出了原始圖像和由第一處理從異類圖像傳感器陣列的輸出產(chǎn)生的圖像 之間的差異；圖Ilc示出了由第二采樣處理從異類圖像傳感器陣列的輸出產(chǎn)生的電子圖像；圖Ild示出了原始圖像和由第二處理從異類圖像傳感器陣列的輸出產(chǎn)生的圖像 之間的差異。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的一個方面，描述了一種異類圖像傳感器陣列，在某些應(yīng)用中該異類 圖像傳感器陣列還可被稱為焦平面陣列(focal planearray, FPA) 0它包括在某些應(yīng)用中 也可被稱為焦平面檢測器(focalplane detector, FPD)的各個圖像傳感器結(jié)構(gòu)。包括該圖像傳感器陣列的圖像傳感器結(jié)構(gòu)是異類的，并且由若干圖像傳感器結(jié)構(gòu) 組成。圖像傳感器陣列內(nèi)的圖像傳感器結(jié)構(gòu)的數(shù)目至少為2。圖像傳感器結(jié)構(gòu)可以具有不 同的類型。因此，圖像傳感器陣列中的不同圖像傳感器結(jié)構(gòu)的數(shù)目可以與圖像傳感器的數(shù) 目一樣多，這意味著每個單獨的圖像傳感器結(jié)構(gòu)可以與每個其它單獨的圖像傳感器結(jié)構(gòu)不 同。圖像傳感器陣列內(nèi)的圖像傳感器結(jié)構(gòu)的數(shù)目和不同類型圖像傳感器結(jié)構(gòu)的數(shù)目可以改 變，并且可由包含圖像傳感器陣列的裝置的特定應(yīng)用的要求確定。包含圖像傳感器陣列的兩個或更多個圖像傳感器結(jié)構(gòu)在圖像捕捉周期期間交互。 當(dāng)前公開設(shè)想由兩個或更多個圖像傳感器結(jié)構(gòu)組成的異類圖像傳感器陣列，至少兩個圖像 傳感器結(jié)構(gòu)具有不同級別的復(fù)雜性。較為復(fù)雜的圖像傳感器結(jié)構(gòu)比較不復(fù)雜的圖像傳感器 結(jié)構(gòu)具有更多電路元件，而較不復(fù)雜的圖像傳感器結(jié)構(gòu)通過共享由較為復(fù)雜的圖像結(jié)構(gòu)提 供的信息而受益。這種異類圖像傳感器陣列的一個益處是降低的復(fù)雜性、費用和功耗，以及 增加的設(shè)備產(chǎn)量和可靠性。一般地，包含異類圖像傳感器陣列的較為復(fù)雜的圖像傳感器結(jié) 構(gòu)具有包含該異類圖像傳感器陣列的較不復(fù)雜的圖像傳感器結(jié)構(gòu)中不存在的功能，并且因 此能夠獲得較不復(fù)雜的結(jié)構(gòu)不能獲得的信息，但是采用本發(fā)明，這種信息可與較不復(fù)雜的 結(jié)構(gòu)共享。一般地，與包含異類圖像傳感器陣列的較為復(fù)雜的圖像傳感器結(jié)構(gòu)的功能相比， 包含異類圖像傳感器陣列的較不復(fù)雜的圖像傳感器結(jié)構(gòu)具有減少的功能。減少的功能需要 更少的電路元件來實現(xiàn)圖像傳感器結(jié)構(gòu)。更少的電路元件是此處公開的異類圖像傳感器陣 列享有的復(fù)雜性、成本、功耗、設(shè)備產(chǎn)量和可靠性益處的主要原因。此處公開的異類圖像傳感器陣列能夠產(chǎn)生具有高動態(tài)范圍的高質(zhì)量的電子圖像，即使不是包含該陣列的所有圖像傳感器結(jié)構(gòu)都能單獨地具有這種高性能。這種能力得自于 圖像捕捉階段期間各個圖像傳感器結(jié)構(gòu)的交互。圖像傳感器結(jié)構(gòu)的自然或固有動態(tài)范圍性能受到諸如制造材料、設(shè)計幾何參數(shù)等 的因素束縛。可以通過添加電路元件來執(zhí)行通常在未針對高動態(tài)范圍性能進行修改的圖像 傳感器結(jié)構(gòu)中不可獲得的功能，來增加圖像傳感器結(jié)構(gòu)的自然動態(tài)范圍。作為這種附加功 能的例子，Mazzucco在美國專利6，407，610中公開了感測飽和/或重置(放電)積分器的 開始，或當(dāng)感測到飽和開始時改變積分方向。Merill在美國專利6，130，713中公開了類似 功能。圖6示出了一種高動態(tài)范圍圖像傳感器結(jié)構(gòu)以及形成圖像傳感器陣列或是一個 圖像傳感器陣列的一部分的兩個低動態(tài)范圍圖像傳感器結(jié)構(gòu)。高動態(tài)范圍圖像傳感器結(jié)構(gòu) 1400被標(biāo)記為HDR。低動態(tài)范圍圖像傳感器結(jié)構(gòu)1410和1420被標(biāo)記為LDR#1和LDR#2。 互連1430將HDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1400連接到LDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1410和1420。作為例 子，互連1430可由共同到達LDR#11410和LDR#21420的一個或多個信號組成，或可由單獨 到達LDR#11410和LDR#21420并且不是LDR#11410和LDR#21420共有的一個或多個信號組 成，或還可以由單獨到達LDR#11410和LDR#21420并且不是LDR#11410和LDR#21420共有 的一個或多個信號，以及共同到達LDR#11410和LDR#21420的一個或多個信號組成。異類 圖像傳感器陣列可以包含少至兩個圖像傳感器，它們中的每一個具有不同的圖像傳感器結(jié) 構(gòu)，或可以包含與現(xiàn)有技術(shù)制造限制所允許的一樣多的具有任意數(shù)目的不同圖像傳感器結(jié) 構(gòu)的圖像傳感器。異類圖像傳感器陣列不限于被包含在單一構(gòu)件設(shè)備(fabricateddevice)上。在 異類圖像傳感器陣列中，兩個或更多個圖像傳感器結(jié)構(gòu)可被連接在一起，并且共同地而不 是獨立地操作。因此，異類圖像傳感器陣列可被制造并且容納在不同設(shè)備內(nèi)，并且實現(xiàn)圖像 傳感器結(jié)構(gòu)之間的互連，使得圖像傳感器結(jié)構(gòu)不限于獨立地操作。異類圖像傳感器陣列的 其它潛在實現(xiàn)結(jié)構(gòu)也是可能的，并且是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。HDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1400感測何時其自己的內(nèi)部或輸出狀態(tài)等于或近似等于LDR 圖像傳感器結(jié)構(gòu)1410和1420的飽和電平的整數(shù)增量。作為例子，如果LDR圖像傳感器結(jié) 構(gòu)1410和1420的飽和電平被標(biāo)記為Vsat，則當(dāng)HDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1400自己的狀態(tài)等于 VSAT、2VSAT、3Vsat等時，HDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1400將發(fā)出一個指示。被標(biāo)記為Vsat的LDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1410和1420的輸出電平是已知電平，并且不 必是飽和電平。術(shù)語“飽和電平”的含義是本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的。如果LDR圖像傳感 器結(jié)構(gòu)1410和1420的輸出電平響應(yīng)輸入激勵而增加，則輸出電平Vsat不需要精確是這樣的 電平，超出該電平，LDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1410和1420的輸出不能再響應(yīng)輸入激勵的改變以 線性方式增加。如果LDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1410和1420的輸出電平響應(yīng)輸入激勵而減小， 則輸出電平Vsat不需要精確是這樣的電平，超出該電平，LDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1410和1420 的輸出不能再響應(yīng)輸入激勵的改變以線性方式減小。Vsat是考慮許多實際設(shè)計和操作因素，諸如可用的電源電壓、特定電路設(shè)計特征、 功耗考慮、所需的圖像傳感器陣列性能等選擇的任意電平。HDR圖像傳感器1400可以使 用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種手段識別其自己的內(nèi)部或輸出狀態(tài)何時等于VSAT、2VSAT、3Vsat 等。作為例子，如果HDR圖像傳感器1400包含本質(zhì)上類似于電容器1040的積分器，則其可
10以借助于標(biāo)準的比較器識別電容器1040上的電壓何時等于VSAT、2VSAT、3VSAT等。比較器是本 領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的標(biāo)準電路。作為另一個例子，HDR圖像傳感器1400可以包含頻域積分器，其中輸入信號引起 振蕩器改變頻率，并且積分處理包括確定振蕩器輸出經(jīng)過的相位。可以在振蕩器輸出經(jīng)過 的相位增加預(yù)定量的時刻確定VSAT、2VSAT、3Vsat等。振蕩器是本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的標(biāo)準 電路?？梢允褂脴?biāo)準的數(shù)字或模擬電路記錄HDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1400的內(nèi)部或輸出狀
態(tài)等于Vsat的增量，諸如作為例子2VSAT、3Vsat的次數(shù)。作為例子，可用于該記錄目的的數(shù)字電路是數(shù)字計數(shù)器。數(shù)字計數(shù)器響應(yīng)輸入信 號改變其設(shè)計狀態(tài)。常見的數(shù)字計數(shù)器輸出包括若干信號線，每個信號線能夠取表示邏輯 LOW(低)或邏輯HIGH(高)的兩個值。由M條線組成的數(shù)字計數(shù)器輸出能夠有L = 2"個 組合，并且因此能夠計數(shù)達L = 2m個事件。數(shù)字計數(shù)器在實現(xiàn)上是相對大的電路，并且對于實現(xiàn)所需的硅片空間(real estate)而言是昂貴的。實現(xiàn)能夠保持若干事件的計數(shù)的電路的一種替換性的并且有利的 裝置是模擬存儲電路。模擬存儲電路是能夠在某個時間段內(nèi)保持其值的電路。作為例子， 一種簡單模擬存儲電路是諸如圖2中的電容器1040所示的模擬積分器。電容器1040存儲 被信號源1000增加或減少的電荷。當(dāng)開關(guān)1030閉合時讀取其輸出，并且Vott 1060等于電 容器上的電壓。Vqut 1060表示信號源1000的輸出的積分值。此處以電容器1040示例的積分器的輸出電壓可以響應(yīng)被設(shè)計為引起積分器輸出 電壓改變的輸入激勵，以離散增量AV改變。作為例子，這種輸入激勵可以是信號源，該信 號源使電流以小的占空比流入積分器，使得電流流動的時間比其停止的時間短。其它這種 信號為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知。受來自這種信號源的輸入的影響的積分器的輸出電壓在其被讀出時僅呈現(xiàn)所有 可能輸出值的一個子集。作為例子，設(shè)信號源1000是以離散增量Δ V引起電容器1040上的 改變的信號源。然后電容器1040的輸出1060響應(yīng)來自信號源1000的激勵以離散增量AV 改變。作為例子，電容器1040上的電壓1060可以從初始值Vmin伏特開始，并且以AV的離 散值增加到Vmin+ Δ V、Vmin+2 Δ V、Vmin+3 Δ V等等，直到其達到最大值Vmax伏特。作為另一個例 子，電容器上的電壓1060可以從初始值Vmax伏特開始，并且以離散值Δ V減小到Vmax-Δ V、 Vmx_2 Δ V、Vmx_3 Δ V等等，直到其達到最小值Vmin伏特。影響初始電容器電壓和后續(xù)離散電 壓改變的電路和裝置不是新的，并且是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的?？梢允褂藐P(guān)于初始電容器電壓Vmin或Vmax的知識以及關(guān)于電容器1040上的電壓在 任意給定時刻的狀態(tài)的知識，得出自從施加初始電壓以來所發(fā)生的增加或減小的離散電壓 改變AV的數(shù)目。在上面作為例子的模擬計數(shù)器存儲設(shè)備的介紹中使用了電容器1040?？梢允褂闷?它模擬存儲組件和技術(shù)實現(xiàn)類似的模擬存儲裝置。這些技術(shù)和裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知 的。模擬存儲裝置在某些環(huán)境中是有利的。當(dāng)前的制造處理能夠制造出模擬存儲裝置 諸如電容器1040與其它電路元件諸如晶體管被并置(collocation)制造的設(shè)備。由于減 少了創(chuàng)建圖像傳感器結(jié)構(gòu)并且使得創(chuàng)建圖像傳感器陣列所需的硅面積，這種制造技術(shù)是有利的。借助于設(shè)計和制造集成電路中使用的多層技術(shù)，使得此處作為例子以電容器1040 給出的模擬存儲設(shè)備的并置成為可能。這些技術(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。因此，可以通過 在制造處理過程中將模擬存儲設(shè)備放置在此處作為例子以晶體管給出的其它電路元件之 上，實現(xiàn)此處作為例子以電容器1040給出的模擬存儲設(shè)備的并置?？商鎿Q地，可以通過在 制造處理過程中將模擬存儲設(shè)備放置在此處作為例子以晶體管給出的其它電路元件之下， 實現(xiàn)此處作為例子以電容器1040給出的模擬存儲設(shè)備的并置。圖6示出了 HDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1400和LDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1410和1420之間 的互連1430?；ミB1430可以包括多于一個的信號。作為例子，出現(xiàn)在互連1430上的一個 信號可以是HDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1400的內(nèi)部或輸出狀態(tài)何時等于VSAT、2VSAT、3VSAT等等的指示?；ミB的圖像傳感器結(jié)構(gòu)1400、1410和1420的操作受到互連信號1430的影響。圖 像傳感器結(jié)構(gòu)1400、1410和1420的獨立操作不同于互相依賴的并且互相的操作。作為例 子，圖7示出了一個這種操作模式的LDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1410和1420的輸出。時刻(time instance) 1180標(biāo)記圖像捕捉周期的開始，并且LDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1410和1420的輸出電 平響應(yīng)撞擊到它們之上的光的強度而增加。在標(biāo)記為1110、1120和1130的時亥lj，HDR圖像 傳感器結(jié)構(gòu)1400的狀態(tài)近似等于VSAT、2VSAT、3VSAT，并且這些事件通過信號在互連1430上傳 遞。響應(yīng)這些事件，LDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1410和1420重置其輸出狀態(tài)。LDR圖像傳感器結(jié) 構(gòu)1410和1420的輸出電平被重置動作緊前的被標(biāo)記為1100的電平指示。作為例子，在前 面的例子中，通過閉合開關(guān)1050完成重置動作。不同圖像傳感器結(jié)構(gòu)和完成圖像傳感器輸 出重置動作的不同方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。在時刻1110、1120和1130，LDR圖像傳感器1410和1420的輸出狀態(tài)不必彼此相 等或等于被標(biāo)記為1100的輸出電平。被標(biāo)記為1100的輸出電平可以低于、等于或高于觸 發(fā)重置動作的HDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1400的狀態(tài)的VSAT。在重置動作之后，LDR圖像傳感器1410和1420的輸出狀態(tài)改變?yōu)楸粯?biāo)記為1170 的電平。被標(biāo)記為1170的電平可以是任意預(yù)定電平，并且不必等于GROUND(地)或‘0’伏特。時刻1140標(biāo)記圖像捕捉周期的結(jié)束。在該時亥lj，LDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1410和1420 的輸出電平由作為例子被標(biāo)記為1150的輸出電平指示。在時刻1140，LDR圖像傳感器結(jié)構(gòu) 1410和1420的輸出電平不必彼此相等，并且不必等于被標(biāo)記為1150的輸出電平。在圖7中以時刻1140標(biāo)記的圖像捕捉周期結(jié)束時，檢索包含在圖像傳感器陣列內(nèi) 的某些或所有圖像傳感器結(jié)構(gòu)的輸出狀態(tài)，并且對其進行處理以便產(chǎn)生捕捉場景的電子圖 像。圖像傳感器結(jié)構(gòu)的輸出狀態(tài)可由任意數(shù)目的信息項組成。作為例子，從LDR圖像 傳感器結(jié)構(gòu)1410和1420檢索到的信息項是它們在時刻1140的各個單獨的輸出電平，而從 HDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1400檢索到的信息項是其在時刻1140的各個單獨的輸出電平以及在 圖像捕捉周期過程中其輸出電平達到Vsat的整數(shù)倍數(shù)的次數(shù)。定義圖像傳感器結(jié)構(gòu)的輸出 狀態(tài)的信息不限于此處作為例子給出的內(nèi)容；它可由本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的任意數(shù)目的信 息項組成。
圖8作為例子示出了包括13個并置圖像傳感器結(jié)構(gòu)的圖像傳感器陣列或圖像傳 感器陣列的一部分。HDR圖像傳感器1210結(jié)構(gòu)位于中央，并且12個LDR圖像傳感器-其中 的一個被標(biāo)記為1200-圍繞著該HDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)。由于其附加功能能力所需的附加電 路元件，HDR圖像傳感器1210大于LDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)。作為例子示出這種陣列配置，并 且其它配置也是可能的并且是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。圖9作為例子示出了在標(biāo)記圖像捕捉周期結(jié)束的時刻1140的圖像傳感器陣列狀 態(tài)。它示出了每個LDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)在時刻1140時的最終輸出狀態(tài)Vfinaudk，其中LDR圖 像傳感器結(jié)構(gòu)1300是一個實例。圖像傳感器結(jié)構(gòu)1300在時刻1140時的輸出電平被示出 為是‘11’。其它LDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)在時刻1140時達到不同的輸出電平，并且在圖10中 作為例子被示出為在十進制的‘1’和‘15’之間改變。HDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)1310在時刻1140產(chǎn)生兩個信息項其在時刻1140時的輸出 電平Vfinauiik,以及其輸出電平在圖像捕捉周期期間達到Vsat的整數(shù)倍數(shù)的次數(shù)Nsat。這些 項目在圖10中分別被示出為是十進制的‘214’和‘3’。從這些信息項產(chǎn)生電子圖像。用于從這些信息項產(chǎn)生電子圖像的處理不是唯一 的。作為例子，針對圖9的圖像傳感器結(jié)構(gòu)塊，一種被標(biāo)記為PR0CESS_1的處理被描述如 下1.檢索與所有圖像傳感器結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的項目；2.對于每個LDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)，根據(jù)下式計算輸出電平Vout lde = Nsat * Vsat+Vfinal3.對于每個HDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)，輸出電平是乂^·，其在時刻1140時的輸出電平
V〇UT—HDR — Nsat 女 VSAT+VFINAL4.如果需要，對由該圖像傳感器結(jié)構(gòu)的輸出形成的電子圖像濾波。針對圖0的圖像傳感器結(jié)構(gòu)塊，另一個被標(biāo)記為PR0CESS_2的處理被描述如下1.檢索與所有圖像傳感器結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的項目；2.對于每個LDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)，根據(jù)下式計算輸出電平Vout—LDR 一 Nsat 女 Vsat 女 VFINAL_LDE/VFINAL_HDE+VFINAL3.對于每個HDR圖像傳感器結(jié)構(gòu)，輸出電平是乂^·，其在時刻1140時的輸出電平
Vout — Nsat Vsat+Vfinal4.如果需要，對由該圖像傳感器結(jié)構(gòu)的輸出形成的電子圖像濾波。存在其它處理，并且這些處理是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。圖10示出了一個公知的測試圖片，并且圖Ila和Ilc示出了由異類圖像傳感器捕 捉的電子圖像，針對參數(shù)Nsat = 16，并且不應(yīng)用最終濾波的情況，在圖8中示出了該圖像的 一部分。圖Ila是由PR0CESS_1產(chǎn)生的電子圖像。圖lib是原始圖像和由PR0CESS_1產(chǎn)生 的電子圖像之間的差異。圖Ilc是由PR0CESS_2產(chǎn)生的電子圖像，并且圖Ild是原始圖像 和由PR0CESS_2產(chǎn)生的電子圖像之間的差異。本發(fā)明涉及用于獲得較低動態(tài)范圍固態(tài)圖像 傳感器結(jié)構(gòu)的讀出信號的方法，所述固態(tài)圖像傳感器結(jié)構(gòu)包括基于CMOS和MOS的圖像傳感 器結(jié)構(gòu)，具有帶有輸出節(jié)點的至少一個光敏元件的本發(fā)明涉及用于重置輸出節(jié)點信號的裝 置和讀出輸出節(jié)點信號的裝置。因此，已經(jīng)描述了用于使用異類圖像傳感器結(jié)構(gòu)創(chuàng)建電子圖像的系統(tǒng)和方法，其中由兩個或更多個圖像傳感器結(jié)構(gòu)在單獨一次圖像掃描或曝光過程中捕捉的信息的函數(shù)， 產(chǎn)生每個單獨的圖像傳感器結(jié)構(gòu)內(nèi)容。 已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實施例，應(yīng)當(dāng)明了，雖然已經(jīng)描述了特定組件和處理步 驟，這些描述僅是代表性的；本領(lǐng)域技術(shù)人員可以增加其它功能描繪或附加步驟和組件，并 且因此本發(fā)明應(yīng)當(dāng)不限于公開的特定實施例。各種代表性元件可以硬件、在計算機上運行 的軟件或其組合實現(xiàn)，并且可以對示出的實施例做出修改和變型，而不脫離此處公開的創(chuàng) 造性概念。因此，除了所附權(quán)利要求的范圍和精神之外，不應(yīng)當(dāng)限制性地查看本發(fā)明。
權(quán)利要求
一種圖像傳感器陣列，包括至少兩個通信的異類圖像傳感器，每個圖像傳感器對電磁輻射敏感并被用于感測來自外部場景的電磁輻射，并且根據(jù)這種感測創(chuàng)建外部場景的電子表示。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像傳感器陣列，其中所述圖像傳感器陣列對下述至少一項敏 感人眼的電磁輻射頻率范圍、低于人眼的電磁范圍的電磁頻率、以及高于人眼的電磁范圍 的電磁頻率。
3.如權(quán)利要求1所述的圖像傳感器陣列，其中所述圖像傳感器包括能夠響應(yīng)輸入電磁 輻射激勵產(chǎn)生高動態(tài)范圍輸出的圖像傳感器。
4.如權(quán)利要求1所述的圖像傳感器陣列，其中所述圖像傳感器陣列包括不能響應(yīng)輸入 電磁輻射激勵產(chǎn)生高動態(tài)范圍輸出的圖像傳感器。
5.如權(quán)利要求1所述的圖像傳感器陣列，其中至少一個異類圖像傳感器能夠響應(yīng)輸入 電磁輻射激勵產(chǎn)生高動態(tài)范圍輸出，并且所述異類圖像傳感器中的至少一個不能響應(yīng)輸入 電磁輻射激勵產(chǎn)生高動態(tài)范圍輸出，并且其中通信的異類圖像傳感器具有在圖像捕捉處理 過程中交換信息的裝置。
6.一種包括多個單獨的圖像傳感器的圖像傳感器陣列，每個圖像傳感器對電磁輻射敏 感并被用于感測來自外部場景的電磁輻射，并且根據(jù)這種感測創(chuàng)建外部場景的電子表示， 該圖像傳感器陣列的改進在于，其中所述圖像傳感器陣列具有被組織成圖像傳感器子陣列 的多種單獨的圖像傳感器。
7.如權(quán)利要求6所述的圖像傳感器陣列，其中圖像傳感器子陣列包括兩個或更多個單 獨的圖像傳感器。
8.如權(quán)利要求6所述的圖像傳感器陣列，其中所述圖像傳感器子陣列包括兩個或更多 個單獨的圖像傳感器，在兩個或更多個單獨的圖像傳感器中，至少一個所述單獨的圖像傳 感器選自這樣的組，該組包括能夠響應(yīng)輸入電磁輻射激勵產(chǎn)生高動態(tài)范圍輸出的圖像傳感 器、以及不能響應(yīng)輸入電磁輻射激勵產(chǎn)生高動態(tài)范圍輸出的圖像傳感器。
9.如權(quán)利要求6所述的圖像傳感器陣列，其中所述圖像傳感器子陣列包括兩個或更多 個單獨的圖像傳感器，在兩個或更多個單獨的圖像傳感器中，至少兩個所述單獨的圖像傳 感器可以交換信息。
10.一種能夠響應(yīng)外部電磁輻射激勵產(chǎn)生高動態(tài)范圍輸出的圖像傳感器，該圖像傳感 器具有信號總線，所述信號總線外部延伸到所述圖像傳感器并且連接到另一個圖像傳感ο
11.如權(quán)利要求10所述的圖像傳感器，其中所述信號總線包括一個或多個信號。
12.如權(quán)利要求10所述的圖像傳感器，其中所述信號總線連接到一個或多個其它圖像 傳感器。
13.如權(quán)利要求10所述的圖像傳感器，其中所述信號總線傳播描述所述圖像傳感器對 外部電磁輻射激勵的響應(yīng)的狀態(tài)的信息。
14.如權(quán)利要求10所述的圖像傳感器，其中所述信號總線包含使連接到所述信號總線 的圖像傳感器響應(yīng)所述信號的狀態(tài)而發(fā)生狀態(tài)改變的信號。
15.如權(quán)利要求10所述的圖像傳感器，其中所述信號總線包含描述所述圖像傳感器對 外部電磁輻射激勵的響應(yīng)的狀態(tài)的足夠信息，以便得出反射或源自組成所述傳感器的外部激勵的電磁輻射的圖像的電子表示。
16.一種不能響應(yīng)外部電磁輻射激勵產(chǎn)生高動態(tài)范圍輸出的圖像傳感器，并且該圖像 傳感器具有信號總線，所述信號總線外部延伸到所述圖像傳感器并且連接到另一個圖像傳 感器。
17.如權(quán)利要求16所述的圖像傳感器，其中所述信號總線包括一個或多個信號。
18.如權(quán)利要求16所述的圖像傳感器，其中所述信號總線連接到一個或多個其它圖像 傳感器。
19.如權(quán)利要求16所述的圖像傳感器，其中所述信號總線傳播使所述圖像傳感器響應(yīng) 所述信號的狀態(tài)而發(fā)生狀態(tài)改變的信號。
20.如權(quán)利要求16所述的圖像傳感器，其中所述信號總線傳播描述所述圖像傳感器對 外部電磁輻射激勵的響應(yīng)的狀態(tài)的足夠信息，以便當(dāng)與從至少一個其它所述圖像傳感器產(chǎn) 生的信息組合時，得出反射或源自組成所述傳感器的外部激勵的電磁輻射的圖像的電子表7J\ ο
21.一種能夠響應(yīng)輸入電磁輻射激勵產(chǎn)生高動態(tài)范圍輸出的圖像傳感器，該圖像傳感 器具有存儲事件發(fā)生次數(shù)的內(nèi)部裝置。
22.如權(quán)利要求21所述的圖像傳感器，其中存儲事件發(fā)生次數(shù)的內(nèi)部裝置是數(shù)字計數(shù)ο
23.如權(quán)利要求21所述的圖像傳感器，其中存儲事件發(fā)生次數(shù)的內(nèi)部裝置是模擬能量 存儲設(shè)備。
24.如權(quán)利要求21所述的圖像傳感器，其中存儲事件發(fā)生次數(shù)的內(nèi)部裝置是使用電容 器實現(xiàn)的模擬能量存儲設(shè)備。
25.如權(quán)利要求21所述的圖像傳感器，其中存儲事件發(fā)生次數(shù)的內(nèi)部裝置是使用電容 器實現(xiàn)的模擬能量存儲設(shè)備，所述電容器被制造為置于其它電路元件上面并且在其下直接 制造所述電路元件。
26.如權(quán)利要求21所述的圖像傳感器，其中存儲事件發(fā)生次數(shù)的內(nèi)部裝置是使用電容 器實現(xiàn)的模擬能量存儲設(shè)備，所述電容器被制造為置于其它電路元件下面并且在其上直接 制造所述電路元件。
27.一種類型的圖像傳感器陣列，包括多個單獨的圖像傳感器，每個圖像傳感器對電磁 輻射敏感并被用于感測來自外部場景的電磁輻射，并且根據(jù)這種感測創(chuàng)建外部場景的電子 表示，該圖像傳感器陣列的改進在于，所述圖像傳感器陣列具有多種具有不同能力的單獨 的圖像傳感器，使得在圖像捕捉處理過程中，所述具有不同能力的單獨的圖像傳感器的至 少一個子集協(xié)調(diào)其操作模式。
28.如權(quán)利要求27所述的圖像傳感器陣列，其中能夠響應(yīng)輸入電磁輻射激勵產(chǎn)生高動 態(tài)范圍輸出的全部圖像傳感器或其子集包括信號總線，所述信號總線外部延伸到所述圖像 傳感器并且連接到一個或多個圖像傳感器，使得至少所述單獨的圖像傳感器的子集在圖像 捕捉處理過程中使用包含在信號總線上的信息協(xié)調(diào)其操作模式。
29.如權(quán)利要求27所述的圖像傳感器陣列，其中能夠響應(yīng)輸入電磁輻射激勵產(chǎn)生高動 態(tài)范圍輸出的全部圖像傳感器或其子集包括信號總線，所述信號總線外部延伸到所述圖像 傳感器并且連接到一個或多個圖像傳感器，使得至少所述單獨的圖像傳感器的子集在圖像捕捉處理過程中使用信號總線內(nèi)所包含的信息協(xié)調(diào)其操作模式，所述信號總線包含一種信號。
30.如權(quán)利要求27所述的圖像傳感器陣列，其中能夠響應(yīng)輸入電磁輻射激勵產(chǎn)生高動 態(tài)范圍輸出的全部圖像傳感器或其子集包括信號總線，所述信號總線外部延伸到所述圖像 傳感器并且連接到一個或多個圖像傳感器，使得至少所述單獨的圖像傳感器的子集在圖像 捕捉處理過程中使用信號總線內(nèi)所包含的信息協(xié)調(diào)其操作模式，所述信號總線包含多種信號。
31.如權(quán)利要求27所述的圖像傳感器陣列，其中不能響應(yīng)輸入電磁輻射激勵產(chǎn)生高動 態(tài)范圍輸出的全部圖像傳感器或其子集包括信號總線，所述信號總線外部延伸到所述圖像 傳感器并且連接到一個或多個圖像傳感器，使得至少所述單獨的圖像傳感器的子集在圖像 捕捉處理過程中使用信號總線內(nèi)所包含的信息協(xié)調(diào)其操作模式，所述信號總線包含一種信號。
32.如權(quán)利要求27所述的圖像傳感器陣列，其中不能響應(yīng)輸入電磁輻射激勵產(chǎn)生高動 態(tài)范圍輸出的全部圖像傳感器或其子集包括信號總線，所述信號總線外部延伸到所述圖像 傳感器并且連接到一個或多個圖像傳感器，使得至少所述單獨的圖像傳感器的子集在圖像 捕捉處理過程中使用信號總線內(nèi)所包含的信息協(xié)調(diào)其操作模式，所述信號總線包含多種信號。
33.一種能夠響應(yīng)輸入電磁輻射激勵產(chǎn)生高動態(tài)范圍輸出的圖像傳感器，所述圖像傳 感器協(xié)調(diào)圖像傳感器子群的圖像獲取處理。
34.如權(quán)利要求33所述的圖像傳感器，所述圖像傳感器向圖像傳感器子群發(fā)送信息， 以便通過信號總線協(xié)調(diào)圖像獲取處理。
35.如權(quán)利要求33所述的圖像傳感器，所述圖像傳感器產(chǎn)生圖像獲取信息，所述圖像 獲取信息用于加強圖像傳感器子群的圖像獲取的構(gòu)建。
36.一種不能響應(yīng)輸入電磁輻射激勵產(chǎn)生高動態(tài)范圍輸出的圖像傳感器，所述圖像傳 感器相對于圖像傳感器子群協(xié)調(diào)其圖像獲取處理。
37.如權(quán)利要求36所述的圖像傳感器，所述圖像傳感器使用從圖像傳感器子群接收的 信息，以便通過信號總線協(xié)調(diào)其圖像獲取處理。
38.如權(quán)利要求36所述的圖像傳感器，所述圖像傳感器使用其產(chǎn)生的圖像獲取信息以 及來自其它圖像傳感器子群的圖像獲取信息，以便產(chǎn)生其最終的圖像獲取信息。
39.一種使用異類圖像傳感器陣列得出高保真度電子圖像表示的方法，其中兩個或更 多個單獨的圖像傳感器具有在圖像獲取處理過程中交換信息并且協(xié)調(diào)狀態(tài)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于高動態(tài)范圍圖像傳感器感測陣列的系統(tǒng)和方法。公開了一種異類圖像傳感器陣列的方法，所述圖像傳感器陣列包括互連在一起的多于一個的圖像傳感器結(jié)構(gòu)。使用單個圖像傳感器結(jié)構(gòu)輸出數(shù)據(jù)或來自多于一個的圖像傳感器結(jié)構(gòu)的輸出數(shù)據(jù)，計算每個圖像傳感器結(jié)構(gòu)或像素的最終圖像傳感器陣列圖像輸出。當(dāng)與其它圖像傳感器陣列結(jié)構(gòu)相比時，異類陣列表現(xiàn)出復(fù)雜性、成本、功耗、設(shè)備產(chǎn)量和可靠性方面的益處。
文檔編號H01L27/00GK101981694SQ200880128376
公開日2011年2月23日 申請日期2008年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月25日
發(fā)明者S·達維多維奇 申請人:Rjs科技公司