[发明专利]双模式相机方案、设备、系统及方法

说明书

技术领域

[0001]一般而言，本发明涉及包括具有像素阵列的图像传感器的数码相机；更具体地讲，本发明涉及具有高动态范围的相机。

背景技术

[0002]用于消费者产品的常规CMOS图像传感器的动态范围一般限制在大约60-70分贝。窄的动态所带来的一个问题是当在视野中混合有高对比度的、非常亮和非常暗的物体时，难以获得好的图像品质。

[0003]在消费者的使用场合下，如在汽车相机中，使用高动态范围的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的兴趣逐渐增加。在许多应用场合下，期望有90-100分贝的高动态范围(HDR)。尽管高动态范围的CMOS图像传感器在现有技术中是已知的，但是它们通常会给系统强加上其它缺点。例如，高动态范围的实现通常伴随着图像传感器其它性能的劣化，如灵敏度或分辨率。另外地，特别设计地具有高动态范围的CMOS图像传感器可能比较贵。而且，在系统水平上，现有技术中的高动态范围图像传感器的芯片一般不准许弹性地控制动态范围。

[0004]因此，在这些问题的启发下，本发明之发明人开发了双模式相机(dual mode camera)方案。

发明内容

[0005]本发明的双模式相机方案可以提供针对动态范围的系统控制。该系统的第一部分包括图像传感器，该系统的第二部分包括图像信号处理器、缓冲器和动态范围模式控制器。动态范围模式控制器选择相机系统的操作模式。其中，一种操作模式具有常规动态范围(非HDR操作模式)，其动态范围比高动态范围小；另一种操作模式则具有高动态范围(HDR操作模式)。系统控制可以允许根据需要，以各种不同的方式来选择操作模式，如可以根据环境条件，静态地选择操作模式或者动态地选择操作模式。系统控制还允许在该系统采用不同类型的图像传感器，包括本性上支持HDR和非HDR操作模式的图像传感器和本性上只支持非HDR操作模式的图像传感器。

附图说明

[0006]下面结合附图对本发明进行详细地描述，其中：

[0007]图1是依照本发明一实施方式之双模式相机系统的框图；

[0008]图2显示了依照本发明一实施方式的具有双模式图像传感器的双模式相机系统的实现；以及

[0009]图3A和3B显示了依照本发明一实施方式的具有传统图像传感器的双模式相机系统的实现。

在各图中，类似的附图标记标识相应的部件。

具体实施方式

[0010]图1是依照本发明一实施方式的相机系统100的框图，其中，为了清楚起见省略了一些常规元件。可以认为相机系统100具有两部分。第一部分102包括具有像素阵列的图像传感器105。在一实施方式中，图像传感器105是CMOS图像传感器。图像传感器105生成图像信号，每个图像信号对应于图像的原始(未处理的)像素数据。

[0011]第二部分104是该系统的图像处理和控制部分。第二部分104包括缓冲器110以缓冲图像信号、图像信号处理器115和动态范围模式控制器120。可以理解，图像信号处理器115的功能可以使用能够处理图像信号的数字信号处理器或其它的适当处理器实现。如下面更详细的描述，动态范围模式控制器120优选地被设计成支持对动态范围进行系统控制，其可以被编程以支持使用不同类型的图像传感器，以及可以具有转换响应，该转换响应可针对特定应用场合而在系统水平上实现可编程。

[0012]如虚线125所显示，在示例性相机方案中，两部分102和104由分离的元件以及在分离的元件之间联接信号的信号连接(以带箭头的线标示)形成。在一实施方式中，图像传感器105设置在第一芯片上，且图像信号处理器115设置在第二芯片上。缓冲器110可以由与图像信号处理器115分离的的存储器元件形成。