專利名稱：用于強(qiáng)光和弱光條件的cmos圖像傳感器陣列優(yōu)化的制作方法
圖像傳感器陣列優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域^5>月涉及用于強(qiáng)光和弱光條<牛的CMOS圖像傳感器陣列優(yōu)化。
技術(shù)背景常規(guī)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)成像裝置內(nèi)的像素在單獨(dú)的 電荷存儲(chǔ)元件或保持電容器上存儲(chǔ)光感應(yīng)電荷，該單獨(dú)的電荷存儲(chǔ)元件 或保持電容器具有對(duì)于對(duì)裝置內(nèi)的所有像素基本相同的特定容量。像素 能存儲(chǔ)的電荷量，也稱作像素"阱容量"，與保持電容器的電容值或"尺 寸"成比例。但是，由于存在竟?fàn)幮?yīng)，這使選擇保持電容器的尺寸成 了 CMOS成像裝置的開發(fā)者難以做出的設(shè)計(jì)決策。 一方面，大的阱容量 由于容許電容器存儲(chǔ)更多電子，提高了像素的信噪比(SNR)。因而， 較大的阱容量通過(guò)擴(kuò)大像素的動(dòng)態(tài)范圍改善了像素的強(qiáng)光成像響應(yīng)。另 一方面，較小的阱容量由于減少讀^"誤(如kTC噪聲等)改善了像素的 SNR。降低讀錯(cuò)誤增強(qiáng)了像素的弱光響應(yīng)。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明涉及一種設(shè)備，包括 成像陣列，所述陣列至少包4舌具有第一電荷存儲(chǔ)容量的第一類型像 素和具有第二電荷存儲(chǔ)容量的第二類型像素。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明涉及一種方法，包括從成像陣列的像素中取得曝光值，所述陣列至少包括具有第 一 電荷存儲(chǔ)容量的第一類型像素和具有第二電荷存儲(chǔ)容量的第二類型像素；以及通過(guò)在至少一些相鄰的第二類型像素的曝光值中內(nèi)插來(lái)確定所述第 一類型像素的修正的曝光值。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明涉及一種方法，包括使成像陣列的像素能被充電，所述陣列至少包括具有第 一 電荷存儲(chǔ)元件的第一類型像素和具有第二電荷存儲(chǔ)元件的第二類型像素，每個(gè)第一類型像素和每個(gè)第二類型像素具有光電流源，所述第一和笫二電荷存儲(chǔ)元件具有不同的電荷存儲(chǔ)容量；以及利用光電流對(duì)所述成像陣列的^f象素充電。沖艮據(jù)本發(fā)明的再一方面，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，包括成像陣列，所迷陣列至少包括具有第一電荷存儲(chǔ)容量的第一類型像 素和具有第二電荷存儲(chǔ)容量的第二類型像素；耦合到所述成像陣列的控制器，所述控制器向所述成像陣列提供控 制信號(hào)；以及通過(guò)輸入/輸出(1/OW妻口耦合到所述控制器的天線。


附圖并入說(shuō)明書并成為其一部分，說(shuō)明了與本發(fā)明原理一致的一個(gè) 或多個(gè)實(shí)施方式，并結(jié)合描述解釋這些實(shí)施方式。附圖不一定按比例繪 制，而是將其重點(diǎn)放在說(shuō)明本發(fā)明的原理。圖中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的成像系統(tǒng)實(shí)例的框圖； 圖2是示出本發(fā)明一些實(shí)施方式的傳感器陣列的一部分的框圖； 圖3是示出本發(fā)明一些實(shí)施方式的另一傳感器陣列的一部分的框圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的傳感器陣列的一部分的兩個(gè)相鄰像素的實(shí)現(xiàn)的示意圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的傳感器陣列的一部分的兩個(gè)相鄰像素的另 一 實(shí)現(xiàn)的示意圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的過(guò)程的流程圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的另一過(guò)程的流程圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的另一過(guò)程的流程圖；以及圖9是示出根據(jù)本發(fā)明 一些實(shí)施方式的另 一過(guò)程的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下參考附圖作詳細(xì)描述。不同附圖中使用的相同參考編號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí) 相同或相似元件。在以下描述中，闡述具體的細(xì)節(jié)，例如特定的結(jié)構(gòu)、 體系結(jié)構(gòu)、接口、技術(shù)等以針對(duì)要求權(quán)利的本發(fā)明的多個(gè)方面提供透徹 理解。但是，此類細(xì)節(jié)是出于解釋目的提供的，不應(yīng)視為對(duì)要求權(quán)利的 本發(fā)明的限制。在本發(fā)明公開內(nèi)容的幫助下，本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯見到施。而且，在某些實(shí)例中，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而妨礙對(duì)于本發(fā)明 的描述，省略了對(duì)于公知裝置、電路和方法的描述。圖1說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的系統(tǒng)實(shí)例100。系統(tǒng)100包括 圖像傳感器102、聚光光學(xué)系統(tǒng)104、存儲(chǔ)器106、控制器108、 一個(gè)或 多個(gè)輸入/輸出(I/0)接口 110 (如通用同步總線(USB)接口、并行端口、 串行端口、無(wú)線通信端口和/或其它1/0接口)、圖像處理器114以及共 享總線或其它通信路徑112，共享總線或其它通信路徑112將裝置102 及106至110耦合在一起以用于交換如圖像數(shù)據(jù)和/或控制數(shù)據(jù)。系統(tǒng)100 還可以包括耦合到1/0接口 110的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口的天線111 (如偶極天 線、窄帶彎折型天線(MLA)、寬帶MLA、倒"F，型天線、平面倒"F" 型天線、goubau天線、貼片天線等)系統(tǒng)100可以釆用多種物理形式，這些物理形式適合于根據(jù)本發(fā)明 一些實(shí)施方式用于強(qiáng)光和弱光應(yīng)用的CMOS圖像傳感器陣列優(yōu)化。例 如，可以在數(shù)字成像設(shè)備(如數(shù)碼相機(jī)、手持蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA) 等)內(nèi)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)100。而且，系統(tǒng)100的各種組件可以采用集成的配置 來(lái)實(shí)現(xiàn)而不是作為分離的組件。例如，存儲(chǔ)器106、控制器108以及接 口 110可以在一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體裝置和/或集成電路(IC)芯片內(nèi)(如在芯 片組、片上系統(tǒng)(SOC)等內(nèi))實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)100在移動(dòng)計(jì)算設(shè)備(如PDA) 和/或移動(dòng)通信設(shè)備(如手持蜂窩電話)中實(shí)現(xiàn)的情況中，天線111可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)100與外部設(shè)備和/或通信網(wǎng)絡(luò)之間的無(wú)線通信。此外，為避免 妨礙對(duì)本發(fā)明的理解，沒有在圖1中示出可能與系統(tǒng)100關(guān)聯(lián)/f旦并不具體涉及到要求權(quán)利的本發(fā)明的多種組件(例如，音頻組件，與顯示相關(guān) 的邏輯等)。圖像傳感器陣列102包括互^^卜金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)二極管元 件或像素，但是本發(fā)明并不局限于此，陣列102還可包括結(jié)合電荷存儲(chǔ) 或保持電容的其它類型的半導(dǎo)體成l象元件。聚光光學(xué)系統(tǒng)104可以是任^T能夠和/或適于收集光并將其提供給 傳感器102的聚光光學(xué)元件的集合。雖然本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到光學(xué) 系統(tǒng)104可以包括各種光學(xué)組件和/或光學(xué)組件的布置，但是本發(fā)明未限 制光學(xué)系統(tǒng)104的具體類型，因此不作進(jìn)一步詳細(xì)描述。存儲(chǔ)器106可以是任何能存儲(chǔ)和/或保持成像數(shù)據(jù)的裝置和/或機(jī) 構(gòu)，例如一些實(shí)例中，成像數(shù)據(jù)包括彩色像素?cái)?shù)據(jù)和/或分量值。例如存 儲(chǔ)器106可以是如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)或動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (DRAM)的易失性存儲(chǔ)器，或者是如閃速存儲(chǔ)器的非易失性存儲(chǔ)器，但 本發(fā)明并不僅局限于此。為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式用于強(qiáng)光和弱光應(yīng)用的CMOS 圖像傳感器陣列優(yōu)化，在各種實(shí)施方式中，控制器108可以包括能夠處 理成像數(shù)據(jù)的任何邏輯的集合和/或邏輯裝置的集合。例如，控制器108 可以為圖像控制器和/或信號(hào)處理器。然而，本發(fā)明并不局限于此，例如 其它一些實(shí)例中，控制器108還可以在通用處理器、微處理器和/或微控 制器中實(shí)現(xiàn)。再者，控制器108可以包括單個(gè)裝置(如微處理器或?qū)Ｓ?IC (ASIC))或包括多個(gè)裝置。在一實(shí)施方式中，控制器108能夠執(zhí)行多 個(gè)任務(wù)的任何一個(gè)任務(wù)，這些4壬務(wù)支持實(shí)施用于強(qiáng)光和弱光應(yīng)用的 CMOS圖像傳感器陣列優(yōu)化的過(guò)程。這些任務(wù)可以包括例如下載微碼、 初始化和/或配置寄存器和/或中斷服務(wù)，但是本發(fā)明不局限于此。在一些實(shí)施方式中，控制器108可以包括控制邏輯和/或處理邏輯。 控制邏輯能向陣列102施加適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)，而處理邏輯能以與向陣列102施加控制信號(hào)一致的方式處理陣列102的輸出數(shù)據(jù)，這些將在下文 進(jìn)一步解釋。在其它實(shí)施方式中，控制器108可以包括處理邏輯而陣列 102可以包括控制邏輯。在另外的實(shí)施方式中，陣列102可以整體或部 分地結(jié)合此類處理邏輯和/或控制邏輯。換言之，雖然在系統(tǒng)100中控制 器108作為分離的裝置示出，但這并不意味著控制器108和/或控制器108 可包括的任何控制和/或處理邏輯的集合不能整體或部分地與陣列102 — 起結(jié)合到如IC這樣的單個(gè)裝置中。很明顯，本發(fā)明并不受限于裝置結(jié) 合可能與系統(tǒng)100相關(guān)的控制和/或處理邏輯。而且，這里使用的術(shù)語(yǔ)處 理邏輯和/或控制邏輯還包括實(shí)現(xiàn)要求權(quán)利的本發(fā)明所需要的硬件、固件 和/或軟件的4壬何相應(yīng)組合。圖像處理器114可包括適于處理陣列102和/或控制器108提供的 圖像、使得那些圖像以適當(dāng)格式以供可耦合到系統(tǒng)100上但未在圖1中 示出的其它裝置(如顯示器或打印機(jī))使用的控制和/或處理邏輯的任何 集合。在一些實(shí)施方式中，處理器114可以包括至少能處理陣列102的 輸出以將陣列102的輸出置為適于在監(jiān)控器或其它類型的顯示器(未示 出)上顯示的形式的顯示處理器和/或控制器。例如，處理器114能控制 陣列的圖像數(shù)據(jù)的分辨率。在其它的實(shí)施方式中，處理器114可以包括至少能處理陣列102的 輸出以將其置為適于在打印機(jī)或其它類似設(shè)備(未示出)上打印的形式 的打印機(jī)處理器和/或控制器。例如，處理器114能對(duì)陣列102提供的圖 像數(shù)據(jù)作色彩轉(zhuǎn)換。在另外的實(shí)施方式中，處理器114可以包括至少能 對(duì)陣列102的輸出進(jìn)行多々某體處理的多々某體處理器或控制器。例如，處 理器114能將陣列的圖像數(shù)據(jù)與其它圖像數(shù)據(jù)混合。處理器114還能對(duì) 陣列102產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插處理。圖2示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的如圖1中陣列102的圖像傳感 器陣列的一部分200。陣列部分200示出連續(xù)的十六塊成像像素201(1) 至201(16)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到像素201(1)至201(16)按Bayer模 式布置，其中像素201(1)、 201(3)、 201(6)、 201(8)、 201(9)、 201(11)、 201(14)和201(16)位于綠色濾光器202下面；而像素201(2)、 201(4)、 201(10)和 201(12)位于紅色濾光器204下面；以及像素201(5)、 201(7)、 201(13)和 201(15)位于藍(lán)色濾光器206下面。根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式，像素201(1)、 201(3)、 201(6)、 201(8)、 201(9)、 201(11)、 201(14)和201(16)屬于第一類型，它們釆用較大電荷存 儲(chǔ)元件(CSE) 208 (標(biāo)記為"CSE1")的形式具有較大的電荷存儲(chǔ)容量， 而像素201(2)、 201(4)、 201 (5)、 201(7)、 201(10)和201(12) 、 201(13) 和201(15)屬于第二類型，它們具有較小電荷存儲(chǔ)容量或較小CSE210(標(biāo) 記為"CSE 2")。在一些實(shí)施方式中，CSE 208與CSE 210的電荷存儲(chǔ) 比可至少為1: 1.0625,但是本發(fā)明并不局限于特定的電荷存儲(chǔ)比或容 量比。換言之，CSE208與CSE210可具有基本不同的電荷存儲(chǔ)容量。另外，CSE 208和/或210可以包括任何能存儲(chǔ)或積累電荷的裝置或 結(jié)構(gòu)。因而，例如，CSE 208和/或210可以包括捕獲由半導(dǎo)體光子相互 作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換電荷的電位阱存儲(chǔ)裝置。例如，CSE 208/210可以包括 光電荷存儲(chǔ)元件，該光電荷存儲(chǔ)元件作為成像像素201(1)至201(16)的光 電二極管216的一部分形成。或者，CSE 208/210可包括如薄膜電容器 的電容器。但是，這些僅僅是CSE 208/210的實(shí)現(xiàn)實(shí)例，并且本發(fā)明不 局限于電荷存儲(chǔ)元件208/210的具體類型或結(jié)構(gòu)。陣列部分200還包括行地址線212和列地址線214的段，此外，每 個(gè)像素201(1)至201(16)都包括光電二極管216。從陣列部分200可以看 出，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的陣列可以包括行和列，其中每一行和 列交替地具有含不同電荷存儲(chǔ)容量的像素。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到， 為簡(jiǎn)明起見，與本發(fā)明不是特別相關(guān)的圖像傳感器像素的 一些常規(guī)元件 (如行選擇裝置、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、快門以及復(fù)位裝置等)未在圖2中示出。陣列部分200雖然示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的成像陣 列的一些組件，但是僅出于討論目的，不一定表示陣列部分200的詳細(xì) 示意圖。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到陣列部分200省略了如復(fù)位和 快門裝置等的成像像素電路組件。此外，雖然圖2示出具有按Bayer才莫式布置的像素201(1)至(16)的代表性陣列部分200，但本發(fā)明并不局限于 此，在不脫離本發(fā)明范圍和精神的前提下，可以對(duì)具有較大CSE的像素 和較小CSE的像素采用其它布置。例如，在不必要用彩色濾光陣列時(shí)， 本發(fā)明可用單色成像陣列實(shí)施。而且，圖2所示的CSE 208和210的相 對(duì)尺寸并不意味著代表特定的電荷存儲(chǔ)比。雖然陣列部分200具有兩個(gè)CSE值CSE1和CSE2,但本發(fā)明不限 于特定的CSE值或不同CSE值的具體數(shù)目或其組合。因而，例如，在 本發(fā)明一些實(shí)施方式中可以利用兩個(gè)以上CSE值。而且，雖然陣列部分 200的綠色像素包含較大值CSE1,紅色和藍(lán)色像素包含較小值CSE2， 但本發(fā)明并不局限于此，可以將多于一個(gè)CSE值與陣列的每一像素顏色 關(guān)聯(lián)。例如，圖3示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的陣列部分250。雖然陣 列部分250與陣列部分200具有許多共有的特征，但是陣列部分250與 陣列部分200也有所區(qū)別陣列部分250包括具有第一 CSE值(CSE1)的 綠色像素252(1)、 252(8)、 252(9)和252(16);具有第二 CSE值(CSE2)的 綠色像素252(3)、 252(6)、 252(11)和252(14);具有第三CSE值(CSE3) 的紅色像素252(2)和252(10);具有笫四CSE值(CSE4)的紅色像素252(4) 和252(12);具有第五CSE值(CSE5)的藍(lán)色像素252(5)和252(13);以及 具有第六CSE值(CSE6)的藍(lán)色像素252(7)和252(14)。西而，如圖所示，陣列部分250包括分布于陣列部分250上的總共 六個(gè)CSE值(CSE1-CSE6),使得每種類型的彩色像素紅、綠或藍(lán)都與至 少兩個(gè)不同的CSE值關(guān)聯(lián)。如上面參考圖2所提到的，圖3中CSE的 相對(duì)尺寸無(wú)意將本發(fā)明限定于特定的CSE值或其比率。另外，雖然圖2 和圖3的像素布局符合Bayer模式，但并無(wú)意將本發(fā)明限定于特定成像 像素布局，圖2或圖3所示的CSE的不同尺寸的總數(shù)目也無(wú)意將本發(fā)明 限定于特定的CSE值或不同CSE值的特定分布。圖4示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的像素陣列部分300的兩個(gè)相鄰 像素301和302的實(shí)現(xiàn)，如圖2和圖3中陣列部分200和250的任意相鄰像素的實(shí)現(xiàn)。每個(gè)像素301/302包括光電二極管304、電荷轉(zhuǎn)移裝置 306、復(fù)位裝置308以及行選擇裝置310。根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式，像 素301包括其電荷存儲(chǔ)容量實(shí)質(zhì)性:地比像素302的CSE 314的電荷存儲(chǔ) 容量小的CSE 312。例如，裝置312的電荷存儲(chǔ)容量可適用于存儲(chǔ)與5 位最大像素阱容量對(duì)應(yīng)的最大電荷，而裝置314的電荷存儲(chǔ)容量可適用 于存儲(chǔ)與10位最大像素阱容量對(duì)應(yīng)的最大電荷。但是，根據(jù)本發(fā)明， 裝置312和314的電荷存儲(chǔ)容量或其比率并不局限于任一特定值。圖5示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的另一像素陣列部分400的兩個(gè) 相鄰像素401和402的另一種布置，如圖2和圖3中陣列部分200和250 的任何相鄰像素的布置。每個(gè)像素401/402包括光電二極管404、電荷 轉(zhuǎn)移裝置406、采樣/保持復(fù)位裝置408以及行選擇裝置410。根據(jù)本發(fā) 明一些實(shí)施方式，像素401包括其電荷存儲(chǔ)容量實(shí)質(zhì)性地比像素402的 CSE 414的電荷存儲(chǔ)容量小的CSE 412。此外，根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方 式，陣列部分400包括將像素401耦合到像素402以形成像素對(duì)418的 光電二極管(PD)組合裝置416。因而，根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式的成像 陣列可以包括多個(gè)組合裝置416，其將如像素401和402的相鄰像素耦 合以形成多個(gè)像素對(duì)418。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)用于強(qiáng)光和弱光條件的 CMOS圖像傳感器陣列優(yōu)化的過(guò)程500的流程圖。雖然為便于解釋，過(guò) 程500及相關(guān)的過(guò)程可能參考圖1的系統(tǒng)100、圖2至3的相應(yīng)陣列部 分200和/或250和/或圖4至5的相鄰像素進(jìn)行描述，但本發(fā)明并不局 限于此，根據(jù)要求權(quán)利的本發(fā)明的適合裝置和/或裝置組合支持和/或執(zhí) 行的其它過(guò)程或方案也是可能的。過(guò)程500從給成像陣列像素的至少一部分充電開始[步驟502]。 一 些實(shí)施方式中，控制器108中的控制邏輯可以向陣列102的至少一部分 發(fā)出電荷轉(zhuǎn)移控制信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，控制邏輯可以向像素201(1) 至201(16)的電荷轉(zhuǎn)移裝置306/406提供信號(hào)，從而利用這些像素的光電 二極管提供的光電流對(duì)這些像素的CSE(如像素201(1) 、 201(3)、201(6)、 201(8)、 201(9)、 201(11)、 201(14)及201(16)的CSE312/412; 以及像素201(2) 、 201(4)、 201(5)、 201(7)、 201(10)、 201(12)、 201(13) 及201(15)的CSE 314/414 )充電。當(dāng)充電時(shí)，那些CSE可以被認(rèn)為存儲(chǔ) 了與電荷成比例的值(如電壓)。例如，如像素301的CSE 312的小CSE 可以存儲(chǔ)最多5位數(shù)大小的曝光值，而如像素302的CSE 314的較大CSE 可以存儲(chǔ)最多10位數(shù)大小的曝光值。然而，再次重申，本發(fā)明并不局 限于特定的電荷存儲(chǔ)值或其比率。過(guò)程500可以取得較小CSE上存儲(chǔ)的曝光值[步驟504]。在一些實(shí) 施方式中可以通過(guò)使控制器108中的控制邏輯沿一個(gè)或多個(gè)行地址線212 向陣列102的至少一部分提供行選擇信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一步驟。也就是說(shuō)， 控制邏輯向較小CSE像素301的裝置310提供行選擇控制信號(hào)，使像素 301向列線214的其中一個(gè)提供較小CSE 312上存儲(chǔ)的值，最后提供到控制器108中的處理邏輯。本領(lǐng)^y支術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可能存在有助于在列線214與陣列102的輸出數(shù)據(jù)路徑之間傳送較小CSE電荷存儲(chǔ)或曝 光值(即與之對(duì)應(yīng)的電壓)但是與本發(fā)明不是特別相關(guān)的介入電路和/或 邏輯(如模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路等)，因此為簡(jiǎn)明起見而未被包括在圖1至圖5 中。一旦處理邏輯取得較小CSE像素的較小CSE曝光值，就可以做出 有關(guān)較小CSE曝光值是否已經(jīng)達(dá)到容量閾值的確定[步驟506]。在一些 實(shí)施方式中，控制器108中的處理邏輯將步驟504中取得的值與預(yù)定的 容量閾值比較。例如，對(duì)于如像素301的具有5位最大容量的較小CSE 像素，預(yù)定閾值可以對(duì)應(yīng)于至少5位或滿刻度值的一半。換言之，預(yù)定 閾值表示處于或接近像素響應(yīng)飽和時(shí)(即在滿容量或溢出狀況時(shí))的電 荷存儲(chǔ)或曝光值(即電壓值)。如果步驟506的結(jié)果為肯定的確定(即，如果較小CSE曝光值達(dá) 到或超過(guò)預(yù)定容量閾值)，則過(guò)程500可以接著確定是否要修正較小CSE 曝光值[步驟508]。實(shí)現(xiàn)此步驟的一種方法是使控制器108的處理邏輯 來(lái)執(zhí)行步驟508的確定。如果步驟508的結(jié)果為否定的(即，如果控制器108確定較小CSE曝光值無(wú)需纟務(wù)正)，則過(guò)程500可以接著取得另一 較小CSE的曝光值[步驟516]，并且對(duì)新的較小CSE的曝光值執(zhí)行步驟 506和508。如果步驟508的結(jié)果為肯定的確定，則過(guò)程500可以接著取得相鄰 的較大CSE像素的兩個(gè)或兩個(gè)以上像素上存儲(chǔ)的曝光值[步驟510]。在 一些實(shí)施方式中，可以通過(guò)使控制器108的控制邏輯沿一個(gè)或多個(gè)行地 址選擇線212向陣列102中的至少兩個(gè)較大CSE像素提供行選擇控制信 號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一步驟。例如，控制邏輯可以部分地向像素302 (即，與像 素301相鄰的較大CSE像素的其中 一個(gè))的裝置310提供行選擇控制信 號(hào)，使得像素302向列線214的其中一個(gè)列線提供存儲(chǔ)在較大CSE 314 上的曝光值，并最終提供到控制器108中的處理邏輯。用圖2的陣列部 分200來(lái)完成此示例，如果像素201(7)表示較小CSE像素301以及201(8) 表示較大CSE像素302，則為實(shí)現(xiàn)步驟510，控制器108同樣可取得與 較小CSE像素201(7)相鄰的其余較大CSE像素201(3)、 201(6)及201(11) 中的一個(gè)或多個(gè)像素的CSE曝光值。如前文提到的，本領(lǐng)域技術(shù)人員將 認(rèn)識(shí)到，可能存在有助于在陣列102與控制器108之間傳送較大CSE曝 光值但是與本發(fā)明不是特別相關(guān)的介入電路和/或邏輯，因此為簡(jiǎn)明起見 而未^皮包括在圖1至圖5中。過(guò)程500可以接著使用相鄰的較大CSE的曝光值進(jìn)行內(nèi)插[步驟 512]。在一些實(shí)施方式中，如果控制器108中的處理邏輯在步驟508中 確定較小CSE的曝光值應(yīng)作修正值，則此邏輯可以使用步驟510取得的 較大CSE的曝光值執(zhí)行步驟512的內(nèi)插。例如，再次參考圖2中陣列部 分200的示例，如果在步驟504中獲得、且在步驟506中評(píng)估為滿足或 超出預(yù)定閾值的較小CSE曝光值是從像素201 (7)獲得的，則處理邏 輯可以在像素201(3)、 201(6)、 201(8)和/或201(11)的較大CSE曝光值中 的兩個(gè)或兩個(gè)以上之間進(jìn)行內(nèi)插，以取得修正的曝光值。例如，處理邏 輯可以根據(jù)像素201(3)、 201(6)、 201(8)和/或201(U)的較大CSE曝光值 的兩個(gè)或兩個(gè)以上來(lái)確定均值(即平均值)，并用該值作為修正的曝光值 本發(fā)明不受限于步驟512中使用的內(nèi)插類型，以及根據(jù)本發(fā)明，可 以在例如步驟512中實(shí)現(xiàn)其他內(nèi)插方法，例如確定相鄰較大CSE曝光值 的中間值。過(guò)程500可以接著將較小CSE的曝光值替換為修正的曝光值[步驟 514]。實(shí)現(xiàn)此步驟的一種方法是使^l空制器108的處理邏輯將步驟504中 取得的較小CSE的曝光值替換為步驟512確定的修正的曝光值。執(zhí)行步 驟514的另一種方法是使控制器108的處理邏輯通過(guò)將步驟504中取得 的較小CSE曝光值與步驟512中確定的修正的曝光值比較以確定修正因 子，并使用該修正因子來(lái)修改步驟504中取得的較小CSE曝光值。過(guò)程500可以接著取得在另一個(gè)較小CSE像素上存儲(chǔ)的曝光值[步 驟518]。如上文參考步驟504所描述的，控制器108可以通過(guò)^行地址 線212的一個(gè)或多個(gè)向陣列102的至少一部分提供行選擇控制信號(hào)來(lái)實(shí) 現(xiàn)步驟518。然后過(guò)程500可以對(duì)該新的較小CSE曝光值重復(fù)執(zhí)行步驟 506至514中的一些或全部。圖7是示例根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)用于強(qiáng)光和弱光條件的 CMOS圖像傳感器陣列優(yōu)化的過(guò)程600的流程圖。雖然為便于解釋，過(guò) 程600及相關(guān)的過(guò)程可能是參考圖1的系統(tǒng)100、圖2至3的相應(yīng)陣列 部分200和/或250和/或圖4至5的相鄰像素來(lái)描述的，但本發(fā)明并不 局限于此，根據(jù)要求權(quán)利的本發(fā)明的適合裝置和/或裝置組合支持和/或 執(zhí)行的其它過(guò)程或方案也是可能的。過(guò)程600可以從對(duì)成像陣列的像素的至少一部分充電開始[步驟 602]。在一些實(shí)施方式中，以與前文參考過(guò)程500的步驟502描述的方 式相似的方式，控制器108中的控制邏輯可以向陣列102的至少一部分 發(fā)出電荷轉(zhuǎn)移控制信號(hào)(圖6)。過(guò)程600可以接著取得較大CSE像素上存儲(chǔ)的信號(hào)值或曝光值[步 驟604]。 一些實(shí)施方式中，以與前文參考過(guò)程500的步驟504描述的方 式相似的方式，控制器108中的控制邏輯可以取得較大CSE的曝光值(圖 6)。也就是說(shuō)，例如，控制邏輯可以向像素302的裝置310提供行選擇控制信號(hào)，使得像素將較大CSE 314上存儲(chǔ)的曝光值提供到列線214的 其中一個(gè)列線，并最終提供到控制器108中的處理邏輯。過(guò)程600可以接著評(píng)估較大CSE曝光值的曝光值量值[步驟606]。 在一些實(shí)施方式中，控制器108中的處理邏輯可以;沐行步驟606。然后 可以就信號(hào)量值是否小于闞值做出確定[步驟608]。實(shí)現(xiàn)此步驟的一種 方法是使處理邏輯將步驟606中取得的曝光值的量值與預(yù)定閾值比較。如果步驟608的結(jié)果為肯定的，則過(guò)程600可以接著取得兩個(gè)或兩 個(gè)以上相鄰的較小CSE的曝光值[步驟610]。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn) 識(shí)到的，對(duì)于給定的信號(hào)量值從較大CSE取得的信號(hào)要比對(duì)于相同信號(hào) 量值從較小CSE取得的信號(hào)具有更大的噪聲分量(如，包括KTC噪聲， 光子散粒噪聲(photonic shot noise )等)。因此，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)從較大 CSE取得的信號(hào)的量值低于預(yù)定閾值時(shí)，可以通過(guò)以從較小CSE取得 的曝光值替換從較大CSE取得的曝光值來(lái)改善從如陣列102的陣列取得 的曝光值或信號(hào)值的S/N比，其中該闊值可以是所用CSE的尺寸和類 型等的陣列設(shè)計(jì)要素的函數(shù)。在一實(shí)施方式中，以與前文參考過(guò)程500的步驟510描述的方式相 似的方式，控制器108中的控制邏輯可以取得鄰近或相鄰的較小CSE曝 光值(圖6)。例如，控制邏輯可以部分地向像素301 (即，與像素302 相鄰的較小CSE像素的其中一個(gè))的裝置310提供行選擇控制信號(hào)，使 得像素301向列線214的其中一個(gè)列線提供較小CSE 312上存儲(chǔ)的曝光 值，并最終提供到控制器108中的處理邏輯。使用陣列部分200來(lái)完成 此示例，假設(shè)像素201(7)表示較小CSE像素301以及像素201(6)表示較 大CSE像素302，則為完成步驟610，控制器108可以同樣取得與較大 CSE像素201(6)相鄰的其余較小CSE像素201(2)、 201(5)和/或201(10) 的一個(gè)或多個(gè)像素的CSE曝光值或信號(hào)值。如前文提到的，本領(lǐng)域技術(shù) 人員將認(rèn)識(shí)到，可能存在有助于陣列102與控制器108之間傳送較小CSE 曝光值但是與本發(fā)明不是特別相關(guān)的介入電路和/或邏輯，因此為簡(jiǎn)明起 見而未^R包括在圖1至圖5中。過(guò)程600可以接著使用相鄰的較小CSE的曝光值進(jìn)行內(nèi)插[步驟 612]。在一些實(shí)施方式中，如果控制器108中的處理邏輯使用步驟610 中取得的較小CSE的曝光值進(jìn)行步驟612的內(nèi)插。例如，再次參考圖2 的陣列部分200的示例，如果從像素201(6)取得在步驟608中評(píng)估為滿 足或低于預(yù)定閾值的較大CSE的曝光值，則處理邏輯可以在步驟610中 取得的像素201(2)、 201(5)、 201(7)和/或201(0)的較小CSE曝光值的兩 個(gè)或兩個(gè)以上之間內(nèi)插，以在步驟612中確定修正的曝光值。例如，處 理邏輯可以根據(jù)像素201(2)、 201(5)、 201(7)和/或201(10)的曝光值的兩 個(gè)或兩個(gè)以上來(lái)確定均值(即平均值)，并用該值作為修正的曝光值。 但是，本發(fā)明不受限于步驟612使用的內(nèi)插類型，根據(jù)本發(fā)明也可以在 步驟612中實(shí)現(xiàn)例如確定較小CSE曝光值的中間值的其他內(nèi)插方法。過(guò)程600可以接著將較大CSE的曝光值替換為修正的曝光值[步驟 614]。在一些實(shí)施方式中，處理邏輯可以將步驟604中取得的較大CSE 的曝光值替換為步驟612中取得的修正的曝光值。換言之，處理邏輯可 以廢棄步驟604中取得的較大CSE的曝光值，并將其替換為步驟612中 從相鄰較小CSE的曝光值獲得的修正的曝光值。過(guò)程600可以接著取得在另一較大CSE像素上存儲(chǔ)的曝光值[步驟 616]。正如前文參考步驟604描迷的，控制器108可以通過(guò)沿行地址線 212的一個(gè)或多個(gè)行地址線向陣列102的至少一部分提供行選擇控制信 號(hào)來(lái)實(shí)施步驟616。過(guò)程600然后可以對(duì)新的較大CSE曝光值重復(fù)執(zhí)行 步驟606至614中的一些或全部。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)用于強(qiáng)光和弱,光條件的 CMOS圖像傳感器陣列優(yōu)化的過(guò)程700的流程圖。雖然為便于解釋，過(guò) 程700及相關(guān)的過(guò)程可能是參考圖1的系統(tǒng)100、圖2至3的相應(yīng)陣列 部分200和/或250和/或圖4至5的相鄰像素來(lái)描述，但本發(fā)明并不局 限于此，根據(jù)所要求發(fā)明的適合裝置和/或裝置組合支持和/或執(zhí)行的其 它過(guò)程或方案也是可能的。過(guò)程700可以從評(píng)估是否要組合相鄰的較大CSE和較小CSE像素開始[步驟702]。在一些實(shí)施方式中，控制器108可以執(zhí)行步驟702。例 如，控制器108中的處理和/或控制邏輯可以基于系統(tǒng)IOO周圍的環(huán)境狀 況確定需要較短的曝光時(shí)間，因此確定需要選擇性地將相鄰的較小CSE 和較大CSE像素組合，以使兩個(gè)光電流源或光電二極管能同時(shí)對(duì)較大或 較小CSE充電。但是，并未將本發(fā)明局限于邏輯和/或裝置執(zhí)行步驟702 的評(píng)估。如果步驟702的結(jié)果為否定的，即如果確定不要將相鄰的像素組 合，則過(guò)程700可以終止。另一方面，如果步驟702的結(jié)果為肯定的， 即如果確定要組合相鄰的像素，則過(guò)程700可以接著啟用像素組合裝置 [步驟704]。在一些實(shí)施方式中，可以通過(guò)使控制器108向相鄰的較小CSE/ 較大CSE像素401/402的組合裝置416提供光電二極管組合(PD組合)信 號(hào)來(lái)執(zhí)行步驟704。在如此操作時(shí)，控制器108可以同時(shí)啟用相鄰且現(xiàn) 在組合的像素401/402的兩個(gè)光電二極管404以對(duì)較大CSE 414或較小 CSE412充電。過(guò)程700可以接著選擇組合的相鄰像素的一個(gè)CSE[步驟706]。在 一些實(shí)施方式中，控制器108可向相鄰像素401和402的電荷轉(zhuǎn)移裝置 406的其中一個(gè)電荷轉(zhuǎn)移裝置提供電荷轉(zhuǎn)移控制信號(hào)。因此，例如，控 制器108可以通過(guò)向較小CSE像素401的裝置406提供控制信號(hào)，從而 啟用兩個(gè)像素401和402的光電二極管404向較小CSE 412提供電荷來(lái) 執(zhí)行步驟706?；蛘?，控制器108可以通過(guò)向較大CSE像素402的裝置 406才是供控制信號(hào)，從而啟用兩個(gè)像素40和402的光電二極管404向 較大CSE 414提供電荷來(lái)執(zhí)行步驟706。一旦執(zhí)行步驟706，過(guò)程700可以接著對(duì)組合的相鄰像素充電[步驟 708]。在一些實(shí)施方式中，控制器108可以向步驟706中選擇了其CSE 的像素的電荷轉(zhuǎn)移裝置提供電荷轉(zhuǎn)移信號(hào)。例如，如果步驟706導(dǎo)致像 素401的CSE被選擇，則步驟708可以包括控制器108向像素401的裝 置406提供電荷轉(zhuǎn)移信號(hào)?；蛘?，如果步驟706導(dǎo)致像素402的CSE被 選擇，則步驟708可以包括控制器108向像素402的裝置406提供電荷轉(zhuǎn)移信號(hào)。過(guò)程700然后可以接著取得所選的像素CSE的存儲(chǔ)的曝光值[步驟 710]。實(shí)現(xiàn)此步驟的一種方法是使控制器108向具有在步驟706中被選 定且在步驟708中被充電的CSE的像素的行選擇裝置410提供行選擇信 號(hào)。例如，如果步驟708導(dǎo)致像素401的CSE被充電，則步驟710可以 包括控制器108向像素401的裝置410提供行選擇信號(hào)?；蛘撸绻?驟708導(dǎo)致像素402的CSE被充電，則步驟710可以包括控制器108向 像素402的裝置410提供電荷轉(zhuǎn)移信號(hào)。圖9是示出根據(jù)所申請(qǐng)發(fā)明一些實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)用于強(qiáng)光和弱光條件 的CMOS圖像傳感器陣列優(yōu)化的過(guò)程800的流程圖。雖然為便于解釋， 過(guò)程800及相關(guān)的過(guò)程可能是參考圖1的系統(tǒng)100、圖2至3的相應(yīng)陣 列部分200和/或250和/或圖4至5的相鄰像素來(lái)描述的，^旦本發(fā)明并 不局限于此，根據(jù)要求權(quán)利的本發(fā)明的適合裝置和/或裝置組合支持和/ 或執(zhí)行的其它過(guò)程或方案也是可能的。過(guò)程800可以從使成像陣列的像素能^^皮充電開始[步驟801]。在一 些實(shí)施方式中，控制器108可以向陣列102的像素的裝置306提供電荷 轉(zhuǎn)移信號(hào)。過(guò)程800可以接著對(duì)成像陣列的像素的至少一部分充電[步驟 802]。在一些實(shí)施方式中，陣列102的像素的光電二極管304可以向CSE 312和314提供光電流。過(guò)程800然后可以接著確定是否要執(zhí)行像素的 子采樣[步驟804]。根據(jù)本發(fā)明，可以通過(guò)選擇只讀取較小CSE或只讀 取較大CSE像素來(lái)對(duì)陣列102子采樣。因此，例如在執(zhí)行步驟804時(shí)， 控制器108可以確定步驟802期間存在弱光條件，從而可以通過(guò)只對(duì)陣 列102的較小CSE像素采樣來(lái)獲得較大的信噪比?；蛘?，控制器108可 以確定步驟802期間存在強(qiáng)光條件，從而可以通過(guò)只對(duì)陣列102的較大 CSE像素采樣來(lái)獲得較大的像素阱動(dòng)態(tài)響應(yīng)。如果步驟804的結(jié)果為否定的，即如果不執(zhí)行子采樣，則過(guò)程800 可以繼續(xù)取得較大和較小CSE的存儲(chǔ)的曝光值[步驟806]。在此情況中， 可以通過(guò)使控制器108向陣列102的兩種像素類型301和302的行選擇裝置提供行選擇信號(hào)來(lái)執(zhí)行步驟806。如果步驟804的結(jié)果為肯定的， 即執(zhí)行子采樣，則過(guò)程800可繼續(xù)確定是否要只對(duì)較大CSE采樣[步驟 808]。在一些實(shí)施方式中，控制器108可響應(yīng)進(jìn)行步驟802時(shí)存在的光 照條件而執(zhí)行步驟808。例如，如上文所迷，控制器可以確定步驟802 期間強(qiáng)光條件占優(yōu)，從而步驟808應(yīng)該得出肯定的確定。在此情況下， 過(guò)程800可以接著取得較大CSE上的曝光值[步驟810]。這可通過(guò)使控 制器108向較大CSE像素302的裝置310提供行選擇信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果步驟808的結(jié)果為否定的，即如果不執(zhí)行對(duì)較大CSE像素的 采樣，則過(guò)程800可以繼續(xù)取得較小CSE上存儲(chǔ)的曝光值[步驟812]。 這可通過(guò)使控制器108向像素301的裝置310提供行選擇信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 例如，當(dāng)控制器確定步驟802期間弱光條件占優(yōu)，且因此步驟808應(yīng)該 得出否定的確定，由此應(yīng)該對(duì)較小CSE而不是較大CSE像素進(jìn)行釆樣 時(shí)，可以^執(zhí)行步驟812。圖6至9所示的步驟不必按所示順序執(zhí)行，也不一定需要執(zhí)行所有 步驟。例如，可在任何時(shí)間取得曝光值[如步驟504和510中]。同樣， 那些與其它步驟無(wú)關(guān)的步驟可與其它步驟并行^汰行。例如，對(duì)于陣列102 的同一行中的像素，可同時(shí)執(zhí)行步驟504和510。而且，可使用硬件和/ 或固件和/或軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)和/或執(zhí)行過(guò)程500至800的一些步驟。例如， 可以在硬件和/或固件中實(shí)現(xiàn)過(guò)程500中讀出取得值的步驟(如步驟504 和510),而如內(nèi)插(步驟512)和/或替換(步驟514)的其它步驟可以 在軟件中實(shí)現(xiàn)。然而，本發(fā)明不局限于此，在硬件和/或固件中實(shí)現(xiàn)的步 驟或者也可在軟件中實(shí)施。顯然，這些用于過(guò)程500至800的軟件實(shí)現(xiàn)精神。另外，過(guò)程500至800的至少一些步驟可作為在機(jī)器可讀介質(zhì)中 實(shí)現(xiàn)的指令、或指令集合來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，使用不同尺寸的CSE的用于強(qiáng)光和弱光 的圖像傳感器陣列的區(qū)域優(yōu)化，由于增加陣列位的有效數(shù)量(ENOB) 而可以增強(qiáng)圖像質(zhì)量，并且也能夠基于每一像素修正圖像質(zhì)量(例如，通過(guò)由不同尺寸的CSE導(dǎo)出的內(nèi)插或其他修正)。如前文詳細(xì)描述的， 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的陣列，可使用較小尺寸的CSE在弱光條件下提供 較低讀取噪聲和較好圖像質(zhì)量，也可使用較大尺寸的CSE通過(guò)允許收集 更多光感應(yīng)電子提供可擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)范圍。前文對(duì)符合本發(fā)明原理的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的描述提供示例和說(shuō) 明，但無(wú)意視為窮舉性的，或?qū)⒈景l(fā)明的范圍限制于所公開的具體形式。根據(jù)前文的原理，修改和變化是可能的，或者可以從本發(fā)明的各種 實(shí)施方式的實(shí)施中獲取修改和變化。顯然，可采用多種實(shí)施方式來(lái)提供 用于實(shí)現(xiàn)符合要求權(quán)利的本發(fā)明的用于強(qiáng)光和弱光應(yīng)用的CMOS圖像傳 感器陣列優(yōu)化的方法、裝置和/或系統(tǒng)。除非明確如此說(shuō)明，本申請(qǐng)的描述中所使用的元件、步驟或指令不 應(yīng)解釋為對(duì)于本發(fā)明是關(guān)鍵的或必需的。同樣，這里使用的冠詞"一個(gè)，，意味著包括一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)。此外，用來(lái)描述本發(fā)明實(shí)施方式的其它術(shù)語(yǔ)， 如"數(shù)據(jù)"、"值"或"曝光值"和"信號(hào)值"在一些情況中是可互換使 用的。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在不背離本發(fā)明范圍和精神的 前提下，如"電荷存儲(chǔ)元件"、"電容器，，和"電容"的術(shù)語(yǔ)可互換使用。 而且，當(dāng)這里或所附權(quán)利要求中"f吏用如"耦合"、"響應(yīng)"的術(shù)語(yǔ)時(shí)，意 味著這些術(shù)語(yǔ)解釋的范圍很寬。例如，短語(yǔ)"耦合到"可指進(jìn)行與使用 該短語(yǔ)所在的上下文環(huán)境相應(yīng)的通信上的耦合、電耦合和/或操作上的耦 合。在基本不背離本發(fā)明精神和原理的前提下，可以對(duì)上文描述的要求 權(quán)利的本發(fā)明作出變化或修改。所有這些修改和變化都應(yīng)包括在本文的 公開范圍之內(nèi)并受到所附權(quán)利要求保護(hù)。
權(quán)利要求
1、一種設(shè)備，包括成像陣列，所述陣列至少包括具有第一電荷存儲(chǔ)容量的第一類型像素和具有第二電荷存儲(chǔ)容量的第二類型像素。
2、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一電荷存儲(chǔ)容 量和所述第二電荷存儲(chǔ)容量的比至少為1:1.0625。
3、 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，所述陣列還包括 多個(gè)組合裝置，每個(gè)組合裝置將至少一些相鄰的第一類型和第二類型像素耦合以形成像素對(duì)，所述組合裝置能夠使來(lái)自像素對(duì)的兩個(gè)像素 的光電流存儲(chǔ)在所述像素對(duì)的任一像素上。
4、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述成像陣列包括行 和列，每行包括交替的第一類型和第二類型像素，以及每列包括交替的 第一類型和第二類型像素。
5、 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，還包括耦合到所述成像陣列的處理邏輯，其中對(duì)于給定的第 一類型像素， 所述處理邏輯至少能取得在至少一些相鄰的第二類型像素上存儲(chǔ)的曝光 值并且能在那些曝光值中內(nèi)插以確定所述第一類型像素的修正的曝光值。
6、 如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，對(duì)于給定的第二類型 像素，如果所述第二類型像素的曝光值低于預(yù)定閾值，則所述處理邏輯 還能在兩個(gè)或兩個(gè)以上相鄰的第一類型像素的曝光值中內(nèi)插，以確定所 述笫二類型像素的修正的曝光值。
7、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括 具有第三電荷存儲(chǔ)容量的第三類型像素。
8、 一種方法，包括從成像陣列的像素中取得曝光值，所述陣列至少包括具有第一電荷 存儲(chǔ)容量的第一類型像素和具有第二電荷存儲(chǔ)容量的第二類型像素；以及通過(guò)在至少一些相鄰的第二類型像素的曝光值中內(nèi)插來(lái)確定所述第 一類型像素的修正的曝光值。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，還包括 評(píng)估所述第二類型像素的曝光值的量值；以及 如果所述第二類型像素的曝光值的量值不超過(guò)預(yù)定閾值，則用修正的曝光值替換所述第二類型像素的曝光值，其中所述修正的曝光值是通 過(guò)在與所述第二類型像素相鄰的兩個(gè)或兩個(gè)以上第一類型像素的曝光值 上內(nèi)插取得的。
10、 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一電荷存儲(chǔ)容 量和所述第二電荷存儲(chǔ)容量的比至少為1:1.0625。
11、 一種方法，包括使成像陣列的像素能被充電，所述陣列至少包括具有第 一 電荷存儲(chǔ) 元件的笫 一類型像素和具有第二電荷存儲(chǔ)元件的第二類型像素，每個(gè)笫 一類型像素和每個(gè)第二類型像素具有光電流源，所述第一和第二電荷存 儲(chǔ)元件具有不同的電荷存儲(chǔ)容量；以及利用光電流對(duì)所述成像陣列的像素充電。
12、 如權(quán)利要求11所述的方法，還包括 將所述第一類型像素和所述第二類型像素組合形成像素對(duì)； 其中對(duì)像素充電包括選擇性地使所述像素對(duì)的光電流源對(duì)所述像素對(duì)的所述第 一 電 荷存儲(chǔ)元件或所述第二電荷存儲(chǔ)元件充電。
13、 如權(quán)利要求11所述的方法，還包括 取得所述第一類型像素或第二類型像素的曝光值。
14、 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一電荷存儲(chǔ) 元件和所述第二電荷存儲(chǔ)元件的電荷存儲(chǔ)容量的比至少為1:1.0625 。
15、 一種系統(tǒng)，包括成像陣列，所述陣列至少包括具有第一電荷存儲(chǔ)容量的第一類型像素和具有第二電荷存儲(chǔ)容量的笫二類型像素；耦合到所述成像陣列的控制器，所述控制器向所述成像陣列提供控制信號(hào)；以及通過(guò)輸入/輸出(1/0>1矣口耦合到所述控制器的天線。
16、 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，控制器包括處理邏 輯，其中對(duì)于給定的第一類型像素，所述處理邏輯至少能取得在至少一 些相鄰的第二類型像素上存儲(chǔ)的曝光值并且能在那些曝光值中內(nèi)插以確 定所述第一類型像素的修正的曝光值。
17、 如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)于給定的第二類 型像素，如果所述第二類型像素的曝光值低于預(yù)定闊值，則所述處理邏 輯還能在兩個(gè)或兩個(gè)以上相鄰的第一類型像素的曝光值中內(nèi)插，以確定 所述第二類型像素的修正的曝光值。
18、 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一類型像素 的電荷存儲(chǔ)容量和所述笫二類型像素的電荷存儲(chǔ)容量的比至少為 1:1.0625。
19、 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述成像陣列包括 行和列，其中每行包括交替的第一類型和第二類型像素，以及每列包括交替的第一類型和第二類型像素。
20、 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，所述陣列還包括多個(gè)組合裝置，每個(gè)組合裝置將至少一些相鄰的第 一類型和第二類 型像素耦合以形成像素對(duì)，所述組合裝置使來(lái)自像素對(duì)的兩個(gè)像素的光 電流能夠存儲(chǔ)在所述像素對(duì)的所迷第一類型像素或第二類型像素上。
全文摘要
公開了用于強(qiáng)光和弱光應(yīng)用的CMOS圖像傳感器陣列優(yōu)化的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，一種設(shè)備包括成像陣列，該陣列至少包括具有第一電荷存儲(chǔ)容量的第一類型像素以及具有第二電荷存儲(chǔ)容量的第二類型像素。還公開了其它實(shí)施方式。
文檔編號(hào)H04N5/335GK101404731SQ20071012927
公開日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2007年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月30日
發(fā)明者E·米利根, R·格倫 申請(qǐng)人:英特爾公司