能耗与图像质量成比例的图像传感器制造技术

本公开涉及(例如，相机中)图像传感器电路的节能机制。通过控制图像传感器电路的一个或多个可控节电机制的操作，诸如应用提供的图像质量数据被处理成使得图像传感器电路的能耗与输出图像质量更加成比例。节电机制可以包括：频率受控的时钟、关断不需要的组件的能力、在捕捉各顺序帧之间将图像传感器电路置于待机模式的帧间待机模式、具有不同能量使用属性的可选择的并行模拟链，和允许关断与传感器阵列中不需要的列对应的电路的列电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】能耗与图像质量成比例的图像传感器 睛川宜量 有时不必捕捉高分辨率的图像和/或高帖率的图像序列，即使在相机/图像传感 器能够捕捉比所需要的每图像和/或每次像素更多的像素时。例如，一些应用仅需要让图 像或图像序列的要素（诸如显著特征）被捕捉W供处理等，而不是捕捉大量像素。一个运 样的应用是连续移动视觉，其一般设及实时地捕捉及处理进行中的用户视觉体验。 在移动系统中广泛使用的当代图像传感器和个人计算机是能量不成比例的；即， 当帖率、分辨率和/或每像素的位数被降低时，能耗并不成比例地减少，并且事实上，每像 素的能量通常与图像质量成反比地显著增加。运导致低效操作，即使在图像传感器W低输 出图像质量进行操作时。例如，诸如计算机视觉的相机应用和增强现实应用不能W质量来 换取改善的电池寿命。 SM 提供本概述W便W简化形式介绍将在W下的详细描述中进一步描述的一些代表 性概念的选集。本概述不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在 W限制所要求保护的主题的范围的任何方式来使用。 简而言之，本文中所述的主题的各方面设及将策略数据与可变图像质量数据匹配 W使得图像传感器电路的能耗与输出图像质量更成比例的技术。运包括控制图像传感器电 路的一个或多个可控节电机制的操作。可W基于图像质量数据而采用的节电机制可W包 括：时钟、关断不需要的组件的能力、在捕捉各顺序帖之间将图像传感器电路置于待机模式 的帖间待机模式、具有不同能量使用属性的可选择的并行模拟链，和/或允许关断与传感 器阵列中不需要的列对应的电路的列电路。 在一个方面，图像传感器电路包括传感器控制逻辑，其被配置成处理图像质量参 数集W节省图像传感器电路产生的能耗。控制逻辑基于参数集来控制图像传感器电路的一 个或多个节能机制。 在一个方面，描述了接收包括一个或多个图像质量相关参数的参数集。参数集可 W被用来确定使图像传感器电路进入待机模式W及在下一帖之前从待机模式唤醒图像传 感器电路的定时。在捕捉帖之际，基于该定时进入待机模式；图像传感器电路基于该定时被 唤醒并且另一个帖被捕捉。 结合附图阅读W下【具体实施方式】，本专利技术的其他优点会变得显而易见。 W10]附图简沐 作为示例而非限制，在附图中示出了本专利技术，附图中相同的附图标记指示相同或 相似的元素，附图中： 图1是根据一个示例实施例示出包括可控的节能组件的图像传感器电路的各示 例组件的框图。 图2是根据一个示例实施例示出如何对图像传感器电路的各示例性组件控制功 率的框图。 图3是根据一个示例实施例示出被配置用于从具有不同能耗属性的多个模拟链 中选择一个模拟链的异构模块的框图。 图4是根据一个示例实施例对如何选择性地每列驱动列电路的表示。 图5是根据一个示例实施例的示出可被采取W使得图像传感器电路与图像质量 更加能量成比例的示例步骤的流程图。 图6是表示可并入本文中所描述的主题的各方面的示例计算环境的框图。 W化]详细描沐 本文中所述技术的各方面一般设及允许在图像传感器电路的能耗和输出图像质 量间进行有价值的折衷一个或多个可控机制。W此方式，由图像传感器电路消耗的功率与 输出图像质量更加成比例（其中"成比例"并不必是线性的）。 在一个方面，给定针对图像传感器的所指定的输出质量，策略数据（例如，软件和 /或硬编码的策略数据）控制一个或多个机制来实现更低的能耗。策略数据可W被实现为 一般出于节能/减少功耗的目的基于收到的参数来确定如何操作图像传感器组件的规则、 数据表、逻辑等的任意集合。硬件特征可W被实现在图像传感器电路中，从而使能耗可W按 对使用该传感器输出的程序（例如，应用）透明的方式被进一步改进。 应当理解，本文中的任何示例均是非限制的。例如，本文中所提供的等式等仅仅是 示例，并且其他等式可W提供相同或相近的结果。因此，本专利技术不限制于在此描述的任何具 体的实施例、方面、概念、结构、功能或示例。相反，本文中所描述的任何一个实施例、方面、 概念、结构、功能或示例都是非限制性的，并且一般而言可W在计算和成像技术中提供好处 和优点的各种方式来使用本专利技术。 图1示出示例图像传感器电路102(例如，在相机中），其包括时钟104和传感器 控制逻辑106(例如，顺序状态机、微控制器和/或计算机可读介质中的任意一个或多个）。 如本文中所述，在控制接口108处收到的程序性输入等基于控制图像传感器电路102功耗 的策略数据来提供各种参数。手动输入（例如，经由按压相机上的按钮）和/或内部编程/ 逻辑也可W控制功耗，例如，如果相机电池电量变低，举例而言降低的图像质量可W被预编 程W在下次充电之前延长剩余的电池电力。 传感器控制逻辑106控制各自禪合到传感器阵列116的行控制逻辑110和列控制 逻辑112 (禪合至放大器和模数转换器114i-l143 (出于解说目的仅仅示出=个））。控制逻 辑106还可W控制经由数据接口 120输出经处理数据的图像传感器118的操作。 在一个方面，通过控制内建时钟或控制外部施加的时钟可W实现精密时钟控制； (注意，图1将时钟示出为图像传感器电路102的一部分，并且可W被认为是图像传感器电 路102或内部或外部的一部分）。[00对时钟104表示主时钟和/或像素时钟，其可被调整成在指定的帖率和分辨率下实 现更低的功耗。注意，在多数当代设备中，像素时钟从主时钟推导出其频率，但是可W被提 供独立控制。因此，如本文中所述的"时钟"频率设及主时钟和/或独立时的像素时钟，并 且还设及在通过从主时钟频率推导出像素时钟频率使像素时钟频率取决于主时钟频率时 的像素时钟。 例如，各组件可W被外部主时钟驱动，该外部主时钟可W被设置在大的频率范围 内的任何频率处，诸如从6MHz到30MHz。主时钟控制图像处理器的数字逻辑的速度和数字 控制器。在一个实现中，由主时钟驱动的像素时钟控制图像传感器多快地读出像素；在每一 个像素时钟周期读出一个像素。像素时钟可W被设置成等于主时钟；或者可W被设置成使 得像素时钟周期等于主时钟周期的倍数。更高的速度允许传感器W不同的速度处理帖，但 消耗显著更多的能量。 驱动从传感器读出像素的像素时钟可W被设置成是主时钟频率的分数。像素时钟 分频可W通过传感器寄存器来设置。像素时钟接近主时钟的功耗，运允许系统设计者对忍 片使用相同的主时钟，同时允许出于曝光目的而降低时钟速度。 为了确定与能耗相关的更加理想的时钟频率，本文中所述的是基于包括曝光时 间、帖率和/或分辨率的（诸）参数来计算更优时钟频率W降低功耗。为了该计算可W使 用下面的等式。当代移动系统不改变其图像传感器的时钟频率0。然而，因为时钟是外部供应的， 可能要经由附加的硬件（诸如连接至图像传感器上的外部时钟输入的可编程振荡器）对其 进行改变。 改变时钟频率对图像传感器的效率具有显著影响，并且事实上，测量显示1??和P Sgi(分别是处于空闲模式和活跃模式中的图像传感器的功耗）两者随着几乎线性地增加。 下面列出了功率状态和频率之间的关系，其中Bi、曰2、Cl和C2是传感器相关常数。 P空巧二日1?f+日2 (1)[003引当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：将策略数据与可变图像质量数据匹配以使得图像传感器电路的能耗与输出图像质量更加成比例，包括控制所述图像传感器电路的一个或多个可控节电机制的操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·利坎瓦，N·A·B·皮里安塔，M·菲力普斯，L·钟，P·巴尔，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US