[发明专利]高动态范围图像传感器系统及方法

说明书

本发明公开了一种高动态范围传感器件，包括：一由滤色镜组成的拜耳模式阵列，每个滤色镜对应于传感器件的一个像素，每个像素都具有多个光电二极管。

技术领域

本发明涉及的是一种图像传感器技术领域的技术，具体是一种高动态范围(HDR)感测系统及方法。

背景技术

电荷耦合器件(CCD)传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器都广泛用于图像处理，动态范围是这两种器件的重要的性能指标。动态范围可以定义为图像传感器能够测出的最高亮度和最低亮度之间的比率。HDR图像通常比一般图像更加清晰和丰富，这是由于更好地保留了高光和阴影细节。

一些现有技术通过拍摄不同曝光时间的多张照片和结合照片的特征来产生每张HDR图像。这样的方法要花费几秒钟的时间，所以合成的图像容易受到物体运动的影响。因此，需要通过革新传感器架构来改良动态范围和图像质量。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种高动态范围图像传感器系统及方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种高动态范围传感器件，包括：一由滤色镜组成的拜耳模式(Bayer-pattern)阵列，每个滤色镜对应传感器件的一个像素，且每个滤色镜覆盖于若干光电二极管上。

在一个实施例中，每个所述的滤色镜覆盖于四个光电二极管之上。

在另一实施例中，每个所述的光电二极管接收一积分时间信号。

本发明还涉及一种高动态范围传感器件，包括：一由滤色镜组成的拜耳模式阵列，每个滤色镜对应于传感器件的一个像素，每个像素都具有若干光电二极管。。

在一个实施例中，每个所述的像素包括四个光电二极管。

在另一实施例中，每个所述的光电二极管接收一积分时间信号。

本发明进一步涉及一种高动态范围感测方法，通过若干滤色镜组成的拜耳模式阵列过滤光子，每个滤色镜对应传感器件的一个像素，且每个滤色镜覆盖于若干光电二极管之上并通过光电二极管采集过滤后的光子。

本发明还涉及一种高动态范围感测系统，包括：一由滤色镜组成的拜耳模式阵列，每个滤色镜对应一个像素。

该系统中的每个像素及其滤色镜进一步包括：若干微透镜，每个均设置于滤色镜的上方，用于引导光子透过滤色镜、若干光电二极管，每个均设置于滤色镜的下方，分别用于接收由若干微透镜引导并透过滤色镜的光子以及一与多个光电二极管相连、用于控制若干光电二极管的积分时间的电路。

本发明公开的其他一部分特征和优势的将在下面进行详细描述，另外一部分是显而易见或可以通过实践本发明而得到学习。本发明公开的特征和优势，可以通过附加权利要求特别指出的元素和组合来实现。

应该了解，如权利要求所述，上述一般说明和下面详细说明仅是例示性和说明性的，并不限制本发明。

附图说明

图1A是现有技术中图像传感器的一个拜耳单元的顶视和侧视图。

图1B是象限像素HDR传感器的一个拜耳单元的顶视和侧视图，

图2A是现有技术中可视化传感器像素图案的图。

图2B是带有四个积分时间的可视化传感器的像素图案的图，

图3是HDR传感器系统的示意性电路的图，

图4是带有多个子像素和不同积分时间的HDR传感器的电路的图，

图5A是读取时序的图，

图5B是读取时序的图，