[发明专利]暂停图像传感器中的列寻址

说明书

相关申请案交叉参考

本申请案与在2010年11月23日提出申请的第12/952,466号美国专利申请案相关。

技术领域

本发明大体来说涉及供在数码相机及其它图像捕获装置中使用的电子图像传感器，且更特定来说涉及供与电子图像传感器一起使用的取样及读出技术。

背景技术

典型的固态电子图像传感器包含布置成二维阵列的若干个光敏图片元素(“像素”)。这些像素通常形成于半导体材料中且具有积累从电子-空穴对(由进入像素的光子形成)产生的电荷的性质。在电荷耦合式装置(CCD)图像传感器中，可通过将电荷移出阵列来从所述图像传感器读取所积累的电荷。或者，在有源像素传感器(APS)中，电荷可由位于阵列内接近像素的电路转换成电压且可以扫描方式对所得电压进行取样及读取。APS图像传感器还称作互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。

根据常规实践，CMOS图像传感器中像素信号的取样及读出通常涉及将给定行中的所有像素信号取样到列电路中，且接着以顺序方式从所述列电路读出整行所取样像素信号。此取样及读出操作逐行地前进，直到读出整个像素阵列。在常规实践中，取样与读出操作在时间上不重叠，且取样操作表示从阵列读取像素信号所需要的总时间的显著部分。

标题为“具有稀疏滤色器阵列图案的图像传感器的取样及读出(Sampling andReadout of an Image Sensor Having a Sparse Color Filter Array Pattern)”的第2009/0195681号美国专利申请公开案(其以引用方式并入本文中)揭示CMOS图像传感器的取样及读出，其中像素信号的取样与先前取样的像素的读出同时发生。在此方案中，针对从像素阵列输出的每一列信号提供两个列电路。来自选定像素的像素信号由所述列电路中的一者在正在读出另一列电路中的先前取样的像素信号的同时取样。通过以此方式重叠取样与读出操作，消除用于取样操作的时间量。此减少从阵列读取像素信号所需要的总时间且增加图像传感器的帧读出速率。

除像素信号外，所述取样操作还可对系统噪声进行取样。由于上文所描述的取样操作针对整行像素信号同时发生，因此存在所捕获系统噪声与整行所取样像素信号或一行所取样像素信号的一部分相关的情况。在如上文所描述的成像系统中，此行相关噪声在所捕获图像中产生令人不快的视觉瑕疵。在CMOS图像传感器的常规非重叠取样与读出中，可通过在取样时间期间关闭噪声产生者(特别是到读出电路的部分的时钟信号)来减小系统噪声。然而，在上文所概述的重叠取样与读出操作中，在取样期间关断到读出电路的时钟信号并非一选项，因为读出操作与取样操作同时发生。因此，尽管同时取样与读出技术提供读出时间的改善，但其也增加对取样系统噪声及所招致的令人不快的行相关视觉瑕疵的易感性。

发明内容

简要总结来说，根据本发明的一个方面，本发明提供一种图像传感器，其包括具有多个列输出及连接到每一列输出的一输出电路的二维像素阵列。每一输出电路经配置以操作同时取样与读取操作。时序产生器输出列地址序列，所述列地址序列由电连接到每一输出电路的列解码器接收。所述时序产生器在取样操作期间暂停所述列地址序列且在所述取样操作的结束重新开始所述列地址序列。

本发明的另一方面提供一种用于从图像传感器读出图像的方法。所述图像传感器包括二维像素阵列，所述二维像素阵列具有多个列输出及连接到每一列输出的一输出电路，其中每一输出电路经配置以操作同时取样与读取操作。所述方法通过在每一输出电路中起始同时取样与读取操作而开始。在第一取样操作期间，例如针对像素RESET信号的取样操作，暂停所述列地址序列。当所述第一取样操作完成时，所述列地址序列重新开始。在第二取样操作期间，例如针对像素SIGNAL信号的取样操作，再次暂停所述列地址序列。当所述第二取样操作完成时，所述列地址序列重新开始。所述列地址序列的暂停可重复，直到已取样并读出所述像素阵列的所有信号。

在本发明的两个方面中，可在所述列地址序列被暂停时存储从每一输出电路输出的像素数据。所述像素数据的存储选择性地延迟所述像素数据的输出以实现像素数据的不中断输出数据流。

有利效果

根据本发明的图像传感器及图像捕获方法对于减少捕获图像所需要的时间同时减小所捕获图像中的噪声有用。这些图像传感器及方法具有宽广的应用且众多类型的图像捕获装置可有效地使用这些传感器及方法。

附图说明

参考以下图式可更好地理解本发明的实施例。图式的元件未必相互成比例。