耦合到浮動(dòng)擴(kuò)散部107以將浮動(dòng)擴(kuò)散部107復(fù)位。具有放大器柵極的放大器晶體管111耦合到浮動(dòng)擴(kuò)散部107。在所繪示實(shí)例中，放大器晶體管111是具有耦合到電壓AVDD的漏極端子的源極隨耦器耦合的晶體管。如在實(shí)例中所展示，放大器晶體管111經(jīng)耦合以在放大器晶體管111的源極端子處將經(jīng)放大信號(hào)提供到行選擇晶體管113，所述行選擇晶體管經(jīng)耦合以響應(yīng)于行選擇信號(hào)RS而將來(lái)自像素單元101的圖像數(shù)據(jù)提供到位線115。如將論述，在一個(gè)實(shí)例中，根據(jù)本發(fā)明的教示，位線115是包含于像素陣列中的用以將來(lái)自像素單元101的圖像數(shù)據(jù)提供到讀出電路的多個(gè)位線中的一者。
[0020]為圖解說(shuō)明，圖2是根據(jù)本發(fā)明的教示的圖解說(shuō)明包含具有高動(dòng)態(tài)范圍讀出架構(gòu)的像素單元的像素陣列231的實(shí)例成像系統(tǒng)229的框圖。在所圖解說(shuō)明實(shí)例中，應(yīng)了解，包含于圖2的像素陣列231中的像素單元中的每一者可為圖1的像素單元101的實(shí)例。因此，應(yīng)了解，下文所提及的類似地命名及編號(hào)的元件是有聯(lián)系的且如上文所描述起作用。
[0021]如在圖2中所繪示的實(shí)例中所展示，根據(jù)本發(fā)明的教示，控制電路233耦合到像素陣列231以控制像素陣列231的操作，所述操作包含針對(duì)單個(gè)幀獨(dú)立地控制像素陣列231中的像素單元中的每一者的曝光時(shí)間。在實(shí)例中，讀出電路235耦合到像素陣列231以經(jīng)由多個(gè)位線215從像素陣列231的多個(gè)像素單元讀出圖像數(shù)據(jù)。
[0022]在一個(gè)實(shí)例中，由讀出電路235讀出的圖像數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)移到功能邏輯237。在一個(gè)實(shí)例中，讀出電路235可包含放大電路、模/數(shù)(ADC)轉(zhuǎn)換電路或其它。功能邏輯237可僅存儲(chǔ)所述圖像數(shù)據(jù)或甚至通過(guò)應(yīng)用圖像后效應(yīng)(例如，修剪、旋轉(zhuǎn)、移除紅眼、調(diào)整亮度、調(diào)整對(duì)比度或其它)來(lái)操縱所述圖像數(shù)據(jù)。像素陣列231可實(shí)施為前側(cè)照明的圖像傳感器或背側(cè)照明的圖像傳感器。如所圖解說(shuō)明，每一像素單元布置成像素陣列231中的行及列以獲取人、地方或?qū)ο蟮膱D像數(shù)據(jù)，接著可使用所述圖像數(shù)據(jù)來(lái)再現(xiàn)所述人、地方或?qū)ο蟮膱D像。
[0023]如在所繪示實(shí)例中所展示，控制電路233包含自動(dòng)曝光控制件(AEC)，所述AEC還可稱為曝光控制電路239。在一個(gè)實(shí)例中，根據(jù)本發(fā)明的教示，曝光控制電路239經(jīng)耦合以從讀出電路235讀取圖像數(shù)據(jù)以基于來(lái)自先前幀的像素單元的圖像數(shù)據(jù)值而確定像素陣列231中的在后續(xù)幀中可受益于額外曝光時(shí)間的任何個(gè)別像素以提供HDR成像。在一個(gè)實(shí)例中，根據(jù)本發(fā)明的教示，曝光控制電路經(jīng)耦合以針對(duì)單個(gè)幀為像素陣列231中的像素中的每一者個(gè)別地提供至多n+1個(gè)不同曝光時(shí)間以提供HDR成像。在實(shí)例中，根據(jù)本發(fā)明的教示，控制電路233包含模式產(chǎn)生器243，所述模式產(chǎn)生器耦合到曝光控制件239及像素陣列231以將第一轉(zhuǎn)移控制信號(hào)TXl選擇性地提供到包含于像素陣列231的非正被讀出的行中的轉(zhuǎn)移晶體管。根據(jù)本發(fā)明的教示，控制電路233還包含行解碼器241，所述行解碼器耦合到曝光控制電路239及像素陣列231以控制每一像素單元的選擇電路中的開關(guān)SI及S2且將第二轉(zhuǎn)移控制信號(hào)TX2提供到包含于像素陣列231的正從像素陣列231讀出的行中的轉(zhuǎn)移晶體管。
[0024]在操作中，根據(jù)本發(fā)明的教示，實(shí)例模式產(chǎn)生器243用于產(chǎn)生到像素陣列231的第一轉(zhuǎn)移控制信號(hào)TXl模式，使得不同曝光時(shí)間可應(yīng)用于幀中的像素陣列231中的每一個(gè)別像素單元以提供HDR成像。舉例來(lái)說(shuō)，如果假設(shè)tMW為像素陣列231中的像素單元的單個(gè)行的讀出時(shí)間，那么一個(gè)實(shí)例中的曝光時(shí)間可經(jīng)控制為從2°XtMW到2nXtMW，其中η為從I到10的整數(shù)。因此，在此實(shí)例中，根據(jù)本發(fā)明的教示，提供4位二進(jìn)制曝光控制以實(shí)現(xiàn)HDR成像。實(shí)際上，根據(jù)本發(fā)明的教示，此實(shí)例圖解說(shuō)明曝光時(shí)間中的10位動(dòng)態(tài)范圍，此在與讀出電路235中的實(shí)例列水平14位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)組合時(shí)導(dǎo)致可實(shí)現(xiàn)24位動(dòng)態(tài)范圍的讀出架構(gòu)。
[0025]為圖解說(shuō)明，根據(jù)本發(fā)明的教示，圖2展示其中正從像素陣列231讀出單個(gè)幀的行i的實(shí)例，且假設(shè)曝光控制電路239依據(jù)先前幀已確定個(gè)別像素Pa、Pb、P。、Pd、Pe及Pf可受益于單個(gè)幀中的額外曝光時(shí)間以便實(shí)現(xiàn)HDR成像。如在實(shí)例中所展示，像素Pa位于行i+21、列2處,像素Pb位于行i+21、列3處,像素P。位于行i+22、列I處,像素Pd位于行i+2n'列j-1處，像素Pd立于行i+2n、列j處，且像素Pf位于行i+21(l、列j-3處。當(dāng)然，應(yīng)了解，根據(jù)本發(fā)明的教示，圖2中的個(gè)別像素PaJpPc^PtnPe及Pf在行i+21、i+22.....1+21(l及列I到列j中的位置是出于闡釋目的而提供且需要額外曝光時(shí)間的個(gè)別像素可位于像素陣列231中的其它位置處。
[0026]繼續(xù)圖2中所描述的實(shí)例，圖3是根據(jù)本發(fā)明的教示的圖解說(shuō)明在從圖2中所圖解說(shuō)明的實(shí)例成像系統(tǒng)229中的行i讀出圖像數(shù)據(jù)時(shí)經(jīng)執(zhí)行以個(gè)別地控制像素Pa、Pb、P。、匕、匕及Pf的曝光時(shí)間的處理的實(shí)例的流程圖345。在操作中，當(dāng)讀出每一行i中的像素單元時(shí)，同時(shí)執(zhí)行曝光控制及列時(shí)序。根據(jù)本發(fā)明的教示，此允許執(zhí)行高動(dòng)態(tài)范圍曝光而不犧牲幀速率或空間分辨率。
[0027]實(shí)際上，如將描述，圖3圖解說(shuō)明其中從像素陣列的行i的像素單元讀出圖像數(shù)據(jù)的實(shí)例，其中第二轉(zhuǎn)移控制信號(hào)TX2經(jīng)耦合以由包含于像素陣列的正被讀出的行的像素單元中的轉(zhuǎn)移晶體管接收。另外，根據(jù)本發(fā)明的教示，當(dāng)從像素陣列的行i的像素單元讀出圖像數(shù)據(jù)時(shí)，針對(duì)像素陣列的未被讀出的其它行古i中的像素單元而獨(dú)立地控制曝光時(shí)間，其中第一轉(zhuǎn)移控制信號(hào)TXl經(jīng)耦合以由包含于像素陣列的未被讀出的其它行中的像素單元中的轉(zhuǎn)移晶體管接收。
[0028]為圖解說(shuō)明，讀出行i的處理在圖3的過(guò)程框347處開始。此時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的教示，開始列讀出時(shí)序以讀出行i，同時(shí)開始自動(dòng)曝光控制以個(gè)別地控制像素陣列中的未被讀出的其它行中的像素的曝光時(shí)間。過(guò)程框349展示開始產(chǎn)生列讀出相關(guān)的時(shí)序控制信號(hào)。在準(zhǔn)備好列讀出相關(guān)的時(shí)序控制信號(hào)之后，過(guò)程框351展示接著執(zhí)行來(lái)自行i的像素單元的圖像數(shù)據(jù)的列數(shù)據(jù)讀出。在一個(gè)實(shí)例中，根據(jù)本發(fā)明的教示，使用第二轉(zhuǎn)移控制信號(hào)TX2及行選擇RS開關(guān)(即，如下文將進(jìn)一步論述的過(guò)程框359中所展示)執(zhí)行在過(guò)程框351中從像素單元讀出的圖像數(shù)據(jù)。
[0029]相對(duì)于像素陣列的未被讀出的行古i，實(shí)例流程圖345的左邊部分展示通過(guò)掃掠像素陣列的未被讀出的其它行的初始部分而在個(gè)別像素單元中使用第一轉(zhuǎn)移控制信號(hào)TXi來(lái)控制曝光時(shí)間。在針對(duì)將讀出的行i準(zhǔn)備好列讀出相關(guān)的時(shí)序控制信號(hào)之前，調(diào)整此初始部分中的個(gè)別像素的曝光時(shí)間。
[0030]舉例來(lái)說(shuō)，圖3中的過(guò)程框353展示當(dāng)行地址為i+21時(shí)，產(chǎn)生用以列2及3中的像素單元的TXl曝光控制信號(hào)，所述像素單元對(duì)應(yīng)于圖2中所圖解說(shuō)明的實(shí)例中的像素單元Pa&Pb。圖3中的過(guò)程框355展示當(dāng)行地址為i+22時(shí)，產(chǎn)生用以列I中的像素單元的TXl曝光控制信號(hào)，所述像素單元對(duì)應(yīng)于圖2中所圖解說(shuō)明的實(shí)例中的像素單元P。。圖3中的過(guò)程框357展示當(dāng)行地址為i+2n_i時(shí)，產(chǎn)生用以列j-Ι中的像素單元的TXl曝光控制信號(hào)，所述像素單元對(duì)應(yīng)于圖2中所圖解說(shuō)明的實(shí)例中的像素單元Pd。
[0031]在實(shí)例中，假設(shè)針對(duì)像素陣列的將讀出的行i現(xiàn)在準(zhǔn)備好實(shí)例流程圖345的右邊部分上所描述的列讀出相關(guān)的時(shí)序控制信號(hào)。在此實(shí)例中，暫時(shí)中止自動(dòng)曝光控制且將行地址設(shè)定為i。過(guò)程框359展示啟用第二轉(zhuǎn)移控制信號(hào)TX2及行選擇RS開關(guān)以啟用用以讀出來(lái)自行i的像素單元的圖像數(shù)據(jù)的過(guò)程框351。
[0032]在實(shí)例中，根據(jù)本發(fā)明的教示，在于過(guò)程框351中讀出行i的像素單元之后，掃掠像素陣列的未被讀出的其它行的其余部分以借助第一轉(zhuǎn)移控制信號(hào)TXl獨(dú)