[发明专利]能够调整曝光时间的TDI图像传感器和包括其的检查系统

说明书

本申请公开了能够调整曝光时间的TDI图像传感器和包括其的检查系统。根据本公开的能够控制曝光的TDI传感器包括：像素单元，其包括多个行传感器；阻光单元，其阻止光被入射到多个行传感器中的一些行传感器中；扫描控制器，其基于外部行触发信号来产生曝光控制信号，基于外部行触发信号和曝光控制信号来产生内部行触发信号，且基于内部行触发信号来控制多个行传感器的电荷的移动。

技术领域

本公开涉及一种时间延迟积分(TDI)图像传感器，并且更具体地，涉及一种能够调整曝光时间的TDI图像传感器以及包括该TDI图像传感器的检查系统。

背景技术

随着生产设施变得大批量生产、自动化且精密，依赖于人眼或各种传感器的功能正在被图像传感器取代。作为主要用于图像传感器的半导体器件的示例，存在电荷耦合器件(CCD)。

电荷耦合器件(以下简称为CCD)是指将电荷从一个器件传输到另一相邻器件的设备。使用这种CCD的图像传感器具有将由一定量的光引起的大量电荷的变化转换为电信号的结构。使用CCD的图像传感器包括输出单元，该输出单元通过其中累积电荷的单元区以及顺序地传输所累积的电荷的移位寄存器配置而成。

图像传感器的扫描方法包括区域扫描方法、行扫描方法和时间延迟积分(TDI)行扫描方法。

在使用TDI行扫描方法的图像传感器中，沿扫描方向布置有多个行传感器，以通过与扫描对象的移动同步而将累积在每个行的CCD中的电荷传输到下一行的CCD。通过对传感器重复此过程至最后一行，电荷被累积并且然后被输出以获得图像。

参考图12，TDI行传感器通过将来自用于每行的目标的光转换为电能并向扫描方向移动所累积的电荷，来将电荷累积在CCD传感器中。在图12的积分步骤(integrationstep)中，累积在TDI行传感器中的电荷通过根据用于每行的目标的移动速度而被向下移位来被反复地累积，并且通过在最后由读出寄存器对感测电荷进行放大和处理来输出该感测电荷。由于感测电荷通过时间延迟积分步骤被累积，所以图像质量可以进一步增强。TDI行传感器的优点在于，通过多次进行感测并累积感测电荷的过程，即使在昏暗的照明下也可以获得清晰的图像。

有必要通过使利用TDI行扫描方法从图像传感器获得的图像的明亮部分更亮且昏暗部分更暗来扩展亮度范围，从而使图像变得更类似于人眼所见。

发明内容

本公开的示例性实施例的目的是提供一种能够调整曝光时间以获得更清晰图像的TDI图像传感器以及包括该TDI图像传感器的检查系统。

此外，本公开的示例性实施例的目的是提供一种TDI图像传感器以及包括该TDI图像传感器的检查系统，该TDI图像传感器能够调整曝光时间来通过针对要被捕获的同一对象获得短曝光(或低亮度)图像和长曝光(或高亮度)图像并将它们组合以扩展图像的动态范围，以便清楚地展现一个图像中的明亮部分和昏暗部分的所有细节。

本公开的目的不限于上述目的，并且以上未提及的本公开的其他目的和优点可以通过以下描述来理解，并且从本公开的示例性实施例而变得更加明显。此外，应当理解，本公开的目的和优点可以通过各种方法以及权利要求中的其组合来体现。

为了实现上述目的，根据本公开的一个方面，提供了一种能够调整曝光时间的TDI图像传感器，其包括：像素单元，其包括多个行传感器；阻光单元，其阻止光被入射到多个行传感器中的一些行传感器中；扫描控制器，其基于外部行触发信号来产生曝光控制信号，基于外部行触发信号和曝光控制信号来产生内部行触发信号，且基于内部行触发信号来控制多个行传感器的电荷的移动。