[发明专利]灰度彩色双模式TDI-CMOS图像传感器及控制方法

权利要求书

1.一种灰度彩色双模式TDI-CMOS图像传感器，其特征是，结构为：TDI-CMOS图像传感器像素阵列尺寸为M×N，M为TDI级数，N为TDI-CMOS图像传感器线列方向长度；在像素阵列的第1行覆盖红色滤波片（R），第2行覆盖绿色滤波片（G），第3行覆盖蓝色滤波片（B），从第4行到第M行不覆盖滤波片，仍为普通灰度像素单元（PH）；TDI级数M大于3；此外，还包括有像素阵列外的存储器。

2.如权利要求1所述的灰度彩色双模式TDI-CMOS图像传感器，其特征是，像素阵列外的存储器设置有PR、PG、PB和PH₀单元，分别用于存储红、绿、蓝绿色滤波片绿波后的图像信息，以及普通灰度图像信息。

3.一种灰度彩色双模式TDI-CMOS图像传感器控制方法，其特征是，借助于灰度彩色双模式TDI-CMOS图像传感器实现，包括下列步骤：

TDI-CMOS图像传感器阵列对场景曝光累加后输出并存储R、G、B三基色信号和普通灰度图像信号，以单列像素为例，在第1个时间周期，单列的第1个像素对场景元素进行曝光，输出滤波片R过滤后的红色图像信息并存入像素阵列外的存储器的PR单元中，第2个时间周期，单列的第2个像素对场景元素进行曝光，输出绿色滤波片G过滤后的绿色图像信息并存入像素阵列外的存储器的PG单元中，第3个时间周期，单列的第3个像素对场景元素进行曝光，输出蓝色滤波片B过滤后的蓝色图像信息并存入像素阵列外的存储器的PB单元中，第4个时间周期，单列的第4个像素对场景元素进行曝光，输出普通灰度图像信息并送入累加寄存器Adder，此后直到第M个时间周期均输出普通灰度图像信息送入累加寄存器Adder，把从第4到第M个像素采集到的灰度信息进行累加后输出TDI累加后的灰度信息存入存储器PH₀；这样经过M次曝光就得到该场景元素的R、G、B三基色信号值PR、PG、PB和累加灰度信号值PH₀；TDI-CMOS图像传感器所有列均按照上述方式同步并行工作；

阵列对目标场景进行扫描，最后仅输出灰度信号Ph₀，而不输出前三行的彩色信息，完整输出即为目标场景的一幅M-3级的TDI灰度图像-灰度模式；

从像素阵列外的存储器中提取由图像传感器前3级像素单元得到的某一场景元素的R、G、B三基色图像信息PR、PG、PB，并进行归一化处理，就得到该场景元素的三色分量相互间的比例关系，并与该场景元素TDI累加灰度信号值PH₀融合处理，即可获得相应场景元素的彩色TDI图像信号，对目标场景的每个场景元素进行如此操作，完整输出即为彩色TDI图像-彩色模式。