[发明专利]图像感测器及成像系统的运作方法

说明书

本发明提出一种图像感测器的运作方法，该运作方法包含：以所述驱动电路产生高电平信号和低电平信号；相对所述高电平信号期间，同时曝光全部的所述多个感测像素以储存多个第一电荷量；相对所述低电平信号期间，转移第一列的所述感测像素的所述第一电荷量至所述第一储存电路；相对所述低电平信号期间，曝光所述第一列的所述感测像素以储存多个第二电荷量；相对所述低电平信号期间，转移所述第一列的所述感测像素的所述第二电荷量至所述第二储存电路；以及以所述差分单元对所述第一储存电路中的所述第一电荷量和所述第二储存电路中的所述第二电荷量进行模拟差分，以输出对应第一列的模拟图像信号。

本申请是申请日为2014年09月10日，申请号为201410457506.5，发明名称为“图像感测器及其运作方法”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明关于一种图像感测器，特别关于一种运用模拟差分以消除环境光干扰的图像感测器及其运作方法。

背景技术

已知图像感测器通常具有多个阵列排列的感测像素，其中所述图像感测器的一种运作方法可使用滚动快门(Rolling Shutter)，例如以控制信号依次启动所述图像感测器中每一列的所述感测像素以获取图像。由于每一列的所述感测像素为依次启动而非同时启动(也即每一列的所述感测像素开始曝光的时间不同)，获取快速移动的物件图像时，使用滚动快门所获取的图像可能会有失真(distortion)的问题。

另一种图像感测器的运作方法可使用全域快门(Global Shutter)，例如以控制信号同时启动所述图像感测器中全部感测像素以至于每一列的所述感测像素可在同一时间开始曝光以获取图像，因此，使用全域快门的图像感测器可避免所述图像失真的问题。

然而，使用全域快门的图像感测器在获取图像时，为了消除环境光的干扰或降低图像噪声，已知一种解决方式是通过图像后处理的方式将两张数字图像帧直接相减以获得差分图像帧。例如，请参照图1A和1B，图1A为已知使用全域快门的图像感测器91的图像获取的时序图。假设所述图像感测器91具有4个感测像素列R1-R4，在第一期间P1，光源开启预设时间且所述感测像素列R1-R4同时曝光，接着关闭所述光源并依次读取所述感测像素列R1至R4以输出第一图像信号；在第二期间P2，所述光源关闭并以所述预设时间同时曝光所述感测像素列R1-R4并依次读取所述感测像素列R1至R4以输出第二图像信号。

接着，请参照图1B，所述图像感测器91所输出的所述第一图像信号先通过模拟数字转换器93转换成第一数字信号9a并储存在数字缓冲区95。接着，将所述第二图像信号通过所述模拟数字转换器93转换成第二数字信号9b。最后，再将所述第一数字信号9a减去所述第二数字信号9b以获得消除环境光的第三数字信号9c。然而，此种方法中，包含所述图像感测器91的系统需设置所述数字缓冲区95且所述图像感测器91必须连续输出两张图像帧(例如根据所述第一数字信号9a和所述第二数字信号9b所形成的图像帧)才能获得一张处理后的图像帧(例如根据所述第三数字信号9c所形成的图像帧)。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种运用模拟差分以消除环境光干扰的方法及使用该方法的图像感测器。

本发明的目的在提供一种图像感测器，其所输出的每一张模拟图像已消除环境光的干扰。

本发明另一目的在提供一种图像感测器，其可降低接近一倍的功率消耗且不需使用数字缓冲器用以储存图像帧供进行两张数字图像帧的差分运算。