图像传感器及成像系统技术方案

本实用新型专利技术涉及图像传感器及成像系统。所述图像传感器包括：成像区，包括多个像素；以及一个或多个闪烁检测区域，每个闪烁检测区域都包括一个或多个像素，其中当成像区中的至少一个像素捕获图像时，至少一个闪烁检测区域中的所述一个或多个像素中的至少一个像素被采样多次。本实用新型专利技术所要解决的技术问题是提供能够检测被成像的场景中的闪烁的图像传感器或成像系统。本实用新型专利技术的一个用途是提供了能够检测被成像的场景中的闪烁的图像传感器或成像系统。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及成像系统
本技术一般涉及图像传感器及成像系统，并且更具体地涉及检测图像传感器 中的闪烁。
技术介绍
图像传感器可以使用卷帘快门模式（rolling shutter mode)或全局快门（global shutter mode)捕获图像。在全局快门模式中，图像传感器中的像素在单个时间点处捕获图 像。图像传感器中的每个像素在同样的时间开始和结束整合（integration)或曝光周期。 在卷帘快门模式中，随着逐行从像素中读出信号，不同行的像素（如，行）具有不同曝光时 间。每行像素会以与图像传感器中其他行的像素稍微偏移的时间开始和结束它的曝光。因 此，不同行的图像在稍微不同的时间点被捕获。 通常，诸如白炽灯或日光灯的光源以与它们的电源相同的频率闪烁，通常是100Hz 或120Hz。当图像被捕获时，此类闪烁可以由图像传感器中的某些或所有像素捕获。取决于 在捕获图像中每行被曝光的时间点处的光源的状态，闪烁可以在被捕获图像中产生多个水 平频带。观察被捕获图像的人可以察觉在图像中的一条水平频带或多条水平频带。 在某些情况中，通过使用是假定频率的倍数的曝光时间，图像传感器可以避免在 图像中捕获闪烁。例如，为避免由60HZ电源引起的闪烁，图像传感器可以选择是1/120秒 的倍数的整合时间（integration time)。以此种方式，每行图像都看见整数倍的闪烁周期。 但是如果电源是50Hz电源而不是60Hz电源，由50Hz闪烁引起的水平频带会在被捕获图像 中可预见的移动。图像传感器或成像系统可以能够检测50Hz闪烁并且响应地调整曝光时 间以避免所述50Hz闪烁。 但是，当图像传感器使用是假定频率的倍数的曝光时间时，图像传感器并不总是 能够检测图像中的闪烁。例如，当使用每秒60帧的帧速率的图像传感器以50Hz的倍数的 曝光时间操作时，因为水平频带不会在图像中移动，所以可能不会检测到由60Hz频率产生 的闪烁。相反，水平频带会出现在被捕获图像中的同一位置，使得难以从被成像的场景中的 内容中分辨出所述水平频带。
技术实现思路
本技术一个实施例的一个目的是提供能够检测被成像的场景中的闪烁的图 像传感器或成像系统。 根据本申请的一个方面，提供了一种图像传感器，其特征在于，述图像传感器包 括：成像区，包括多个像素；以及一个或多个闪烁检测区域，每个闪烁检测区域都包括一个 或多个像素，其中当成像区中的至少一个像素捕获图像时，至少一个闪烁检测区域中的所 述一个或多个像素中的至少一个像素被采样多次。 根据本申请的一个实施例，所述图像传感器还包括操作性地连接到成像区中的一 个或多个像素的第一读出电路。 根据本申请的一个实施例，所述图像传感器还包括操作性地连接到闪烁检测区域 中的所述一个或多个像素的第二读出电路。 根据本申请的一个实施例，所述图像传感器还包括操作性地连接到读出电路的处 理设备。 根据本申请的一个实施例，第二读出电路包括：转移晶体管的第一端子，操作性地 连接到光探测器；所述转移晶体管的第二端子，操作性地连接到读出晶体管的栅极；开关 晶体管的第一端子，操作性地连接到所述读出晶体管的所述栅极；选择晶体管的第一端子， 操作性地连接到读出晶体管的第一端子；所述选择晶体管的第二端子，操作性地连接到列 线；以及所述读出晶体管的第二端子和所述开关晶体管的第二端子，操作性地连接到电压 源；以及可变电容器，操作性地连接在所述电压源与所述读出晶体管的所述栅极之间。 根据本申请的另一个方面，提供了一种成像系统，其特征在于，所述成像系统包 括：成像区，包括多个像素；以及一个或多个闪烁检测区域，每个闪烁检测区域都包括一个 或多个像素，其中当成像区中的所述多个像素捕获图像时，至少一个闪烁检测区域中的所 述一个或多个像素被采样多次；以及处理器，被适配以使得当成像区中的所述多个像素捕 获图像时，至少一个闪烁检测区域中的所述多个像素被采样多次，并且被适配以基于从所 述至少一个闪烁检测区域中的多个像素中读出的采样检测图像中的闪烁。处理器可以接收 所述采样并且分析所述采样以检测被捕获到的图像中的闪烁。如果检测到闪烁，处理器可 以补偿所述闪烁。举一个例子，处理器可以调整用于捕获所述图像的曝光时间。 根据本申请的一个实施例，所述成像系统还包括操作性地连接到所述成像区中的 所述多个像素的第一读出电路。 根据本申请的一个实施例，所述成像系统还包括操作性地连接到闪烁检测区域中 的所述一个或多个像素的第二读出电路。 根据本申请的一个实施例，所述处理器操作性地连接到所述第一读出电路。 根据本申请的一个实施例，所述处理器操作性地连接到所述第二读出电路。 根据本申请的还有的另一方面，提供了一种图像传感器，其特征在于，所述图像传 感器包括：成像区，包括多个像素；以及包括多个像素的闪烁检测区域，其中所述闪烁检测 区域中的所述多个像素中的每个像素操作性地连接到公共节点，以及所述公共节点操作性 地连接到读出电路，并且其中当成像区中的至少一个像素捕获图像时，所述闪烁检测区域 中的所述多个像素被采样多次。 根据本申请的一个实施例，所述读出电路包括：转移晶体管的第一端子，操作性地 连接到公共节点；开关和电容器，操作性地并联连接到转移晶体管的第二端子；读出晶体 管的栅极，操作性地连接到所述转移晶体管的所述第二端子。 根据本申请的一个实施例，所述读出电路包括读出晶体管的栅极，操作性地连接 到所述公共节点。 在还有的另一方面，一种用于在图像传感器中捕获图像的方法可以包括：用成像 区中的至少一个像素捕获图像并且基本同时在至少一个闪烁区域中的像素中积累电荷。当 成像区中的所述至少一个像素捕获所述图像时，可以执行多个读出操作以从所述至少一个 闪烁检测区域中的所述一个或多个像素获得采样。所述采样可以被分析以检测图像中的闪 烁。如果检测到闪烁，则处理器可以补偿所述闪烁。 在另一方面，一种用于在图像传感器中启动闪烁检测模式的方法可以包括：当图 像要被成像区中的至少一个像素捕获时，确定是否利用至少一个闪烁检测区域检测闪烁， 并且如果要检测闪烁，则当所述图像正在被所述成像区中的所述至少一个像素捕获时，从 所述至少一个闪烁检测区域的一个或多个像素中读出电荷多次。如果不检测闪烁，则所述 至少一个闪烁检测区域中的所述一个或多个像素以及所述成像区中的所述至少一个像素 捕获所述图像。 本技术的至少一个优点是提供了能够检测被成像的场景中的闪烁的图像传 感器或成像系统。 【附图说明】 参考以下附图更好地理解本技术的实施例。附图的元件不必是相对于彼此成 比例的。尽可能的使用相同的附图标号以指代附图所共有的相同特征。 图1A-1B描述了能够包括一个或多个图像传感器的示例电子设备的前视图和后 视图； 图2是图1中示出的电子设备的示例框图； 图3是图IA中示出的相机102的剖面视图； 图4说明了适于用作图3中示出的图像传感器302的一个示例图像传感器的简化 框图； 图5描述了适于用作图4中示出的像素406的一个像素的简化概要视图； 图6说明了操作性地连接到读本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：成像区，包括多个像素；以及一个或多个闪烁检测区域，每个闪烁检测区域都包括一个或多个像素，其中当成像区中的至少一个像素捕获图像时，至少一个闪烁检测区域中的所述一个或多个像素中的至少一个像素被采样多次。

【技术特征摘要】
2013.12.09 US 61/913,851;2014.09.30 US 14/501,4291. 一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括： 成像区，包括多个像素；以及 一个或多个闪烁检测区域，每个闪烁检测区域都包括一个或多个像素，其中当成像区 中的至少一个像素捕获图像时，至少一个闪烁检测区域中的所述一个或多个像素中的至少 一个像素被采样多次。2. 如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括操作性地连 接到成像区中的一个或多个像素的第一读出电路。3. 如权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括操作性地连 接到闪烁检测区域中的所述一个或多个像素的第二读出电路。4. 如权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括操作性地连 接到读出电路的处理设备。5. 如权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，第二读出电路包括： 转移晶体管的第一端子，操作性地连接到光探测器； 所述转移晶体管的第二端子，操作性地连接到读出晶体管的栅极； 开关晶体管的第一端子，操作性地连接到所述读出晶体管的所述栅极； 选择晶体管的第一端子，操作性地连接到读出晶体管的第一端子； 所述选择晶体管的第二端子，操作性地连接到列线；以及 所述读出晶体管的第二端子和所述开关晶体管的第二端子，操作性地连接到电压源； 以及 可变电容器，操作性地连接在所述电压源与所述读出晶体管的所述栅极之间。6. -种成像系统，其特征在于，所述成像系统包括： 成像区，包括多个像素；以及 一个或多个闪烁检测区域，每...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·R·马隆，C·李，C·G·泽莱兹尼克，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：新型
国别省市：美国;US