CN115379137A - 有源像素传感器的控制方法、有源像素传感器及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有源像素传感器的控制方法、有源像素传感器及电子设备，所述控制方法包括根据当前光照强度，在后续的帧周期中对有源像素传感器的光电阴极施加预定周期的高压脉冲信号，并且对高压脉冲信号的低电平时长进行控制，每个帧周期包括多个依次的曝光区间。本发明的一个技术效果在于，对于卷帘快门的拍摄过程，能够通过实际光照强度延迟控制后续帧周期中光电阴极的低电平时长，利用光电阴极对微弱光线的探测能力，改善有源像素传感器在不同光照环境下的拍摄性能。

Description

有源像素传感器的控制方法、有源像素传感器及电子设备

技术领域

本发明涉及有源像素传感器技术领域，更具体地，本发明涉及一种有源像素传感器的控制方法、有源像素传感器及电子设备。

背景技术

现有的照相机等电子设备中，包括使用电子轰击型有源像素传感器以适应不同的光照环境。在较低光照环境下，电子轰击型有源像素传感器中的光电阴极能够在光线照射下被激发出电子，同时利用高压电场加速电子，以将电子轰向像素器件层。

但是，在目前的电子轰击型有源像素传感器的研究中，还并未涉及如何控制有源像素传感器的光电阴极，以使有源像素传感器能够较好地适应各种光照环境。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种有源像素传感器的控制方法、有源像素传感器及电子设备的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供一种用于卷帘快门的有源像素传感器的控制方法，所述控制方法包括：

步骤S101，按照检测周期，重复检测当前光照强度；

步骤S102，对当前光照强度与预定光照强度进行比较；

步骤S201，若当前光照强度小于预定光照强度，将有源像素传感器调整进入第一工作模式；

步骤S202，根据当前光照强度，在后续的帧周期中对有源像素传感器的光电阴极施加预定周期的高压脉冲信号，并且对高压脉冲信号的低电平时长进行控制，每个帧周期包括多个依次的曝光区间。

可选地，所述曝光区间的时长为Q倍的所述预定周期，Q为1至10任意之一的整数。

可选地，每个预定周期包括一个施加高压脉冲信号的脉冲区间；

将所述脉冲区间配置在所述曝光区间内，所述脉冲区间的时长小于或等于所述曝光区间的时长。

可选地，所述预定周期为有源像素传感器的帧周期的P分之一，P为大于1的正整数。

可选地，每一个所述帧周期的起始时刻与起曝信号的上升沿时刻对齐；在一个帧周期内，首个所述预定周期的起始时刻与起曝信号的上升沿时刻对齐。

可选地，所述步骤S202包括：

根据当前光照强度和光强标准，获取所述高压脉冲信号对应的低电平时长在后续帧周期中的占空比；

根据所述占空比对后续帧周期中的所述低电平时长进行调节。

可选地，所述光强标准采用灰度值体现；

所述步骤S202包括计算有源像素传感器在当前帧周期像素的平均灰度值。

可选地，通过预设函数将所述平均灰度值转换为所述占空比，以使所述占空比与所述平均灰度值成反比。

可选地，在一个所述帧周期内，所述占空比保持不变。

可选地，所述检测周期为N倍的帧周期，N为1至5任意之一的整数。

可选地，所述步骤S202包括：从后续第M个帧周期开始，对光电阴极施加高压脉冲信号并且控制低电平时长，M为1至5任意之一的整数。

可选地，每个帧周期还包括读取区间；

所述脉冲区间与所述读取区间部分重叠。

可选地，所述控制方法还包括：

步骤S301，若所述当前光照强度大于预定光照强度，将有源像素传感器调整进入第二工作模式；

步骤S302，取消对有源像素传感器的光电阴极施加高压脉冲信号。

可选地，将有源像素传感器调整进入第一工作模式包括：调节镜头组件使图像对焦在光电阴极上；

将有源像素传感器调整进入第二工作模式包括：调节镜头组件使图像对焦在有源像素传感器的像素器件层上。

根据本发明的第二方面，提供一种用于卷帘快门的有源像素传感器，用于执行上述的控制方法，所述有源像素传感器包括：

检测模块，所述检测模块用于按照检测周期，重复检测当前光照强度；

比较模块，所述比较模块用于对当前光照强度与预定光照强度进行比较；

调整模块，所述调整模块用于在当前光照强度小于预定光照强度时，将有源像素传感器调整进入第一工作模式；

控制模块，所述控制模块用于根据当前光照强度，在后续的帧周期中对有源像素传感器的光电阴极施加预定周期的高压脉冲信号，并且对高压脉冲信号的低电平时长进行控制，每个帧周期包括多个依次的曝光区间。

可选地，所述调整模块还用于在所述当前光照强度大于预定光照强度时，将有源像素传感器调整进入第二工作模式；

所述控制模块还用于取消对有源像素传感器的光电阴极施加高压脉冲信号。

根据本发明的第三方面，提供一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括上述的有源像素传感器。

本发明的一个技术效果在于，对于卷帘快门的拍摄过程，能够通过实际光照强度延迟控制后续帧周期中光电阴极的低电平时长，利用光电阴极对微弱光线的探测能力，进而改善有源像素传感器在不同光照环境下的拍摄性能。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本公开实施例中卷帘快门的有源像素传感器的控制方法之一。

图2是本公开实施例中卷帘快门的有源像素传感器的控制方法之二。

图3是本公开实施例中卷帘快门的有源像素传感器的部分周期示意图之一。

图4是本公开实施例中卷帘快门的有源像素传感器的部分周期示意图之二。

图5是本公开实施例中卷帘快门的有源像素传感器的控制延迟示意图。

图6是本公开实施例中卷帘快门的有源像素传感器的占空比与光照水平示意图之一。

图7是本公开实施例中卷帘快门的有源像素传感器的占空比与光照水平示意图之二。

图8是本公开实施例中卷帘快门的有源像素传感器示意图。

附图标记说明：

1、检测模块；2、比较模块；3、调整模块；4、控制模块；100、有源像素传感器。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据本申请的第一方面，提供了一种用于卷帘快门的有源像素传感器的控制方法。值得注意的是，本申请中的有源像素传感器均指电子轰击型有源像素传感器。

在卷帘快门的有源像素传感器中，各行像素渐次独立进行曝光，以使得整幅图像也依次部分曝光。卷帘快门的有源像素传感器的所有检测模块各自收集入射光，并独立曝光。

如图1所示，所述控制方法包括：步骤S101，按照检测周期，重复检测当前光照强度。

具体地，本申请实施例中的检测周期指每隔一定数量的帧周期，进行一次当前光照强度的检测，以得到当前光照强度。根据不同的光照强度检测需求，可以选择不同的检测周期，以相应进行光照强度检测。本申请实施例通过设置一定的检测周期，能够按照该检测周期重复检测当前光照强度，以能够在光照环境发生变化的情况下得到反应当前实际光照环境的光照强度。检测周期的设置，也使得光照强度检测过程更为灵活，避免了实时检测导致的数据量过大而影响有源像素传感器的功耗。其中，可以采用多个检测模块对当前光照强度进行检测，以提高对当前光照强度的检测精度。

步骤S102，对当前光照强度与预定光照强度进行比较。

其中，预定光照强度为预先配置在有源像素传感器的寄存器中的数据，可以根据需求通过计算机程序对该数据进行调整。本申请实施例中的预定光照强度作为区分下述第一工作模式和第二工作模式的一个标准，也是区分低光照水平和高光照水平的一个标准。本申请实施例可以通过有源像素传感器内的比较器对当前光照强度与预定光照强度进行比较。

步骤S201，若当前光照强度小于预定光照强度，将有源像素传感器调整进入第一工作模式。

具体地，在通过步骤S102得到当前光照强度小于预定光照强度后，将有源像素传感器调整进入第一工作模式，第一工作模式可以为夜间工作模式。本申请实施例在比较出来当前光照强度小于预定光照强度的情况下，判断当前处于夜间环境或者低光照环境，调整有源像素传感器进入第一工作模式。

在当前光照强度小于预定光照强度，且将有源像素传感器调整进入第一工作模式即夜间工作模式时，有源像素传感器的光电阴极通电，光电阴极能够在光线照射下激发出电子。通常，有源像素传感器设置为保持接地电势，光电阴极设置为低电势，在光电阴极和有源像素传感器的像素器件层之间加设高压电场，使得该高压电场能够对光电阴极激发出的的电子进行加速，从而使电子撞向像素器件层，在像素器件层内发生电子倍增并收集电子，便于有源像素传感器在夜间环境或者低光照环境下对微弱光线的探测，进而提高了有源像素传感器的探测能力和适用范围。

步骤S202，根据当前光照强度，在后续的帧周期中对有源像素传感器的光电阴极施加预定周期的高压脉冲信号，并且对高压脉冲信号的低电平时长进行控制，每个帧周期包括多个依次的曝光区间。

具体地，预定周期为施加到有源像素传感器的光电阴极上的高压脉冲信号的周期。本申请实施例在将有源像素传感器调整进入第一工作模式即夜间工作模式之后，可以根据当前光照强度，对后续的帧周期中有源像素传感器的光电阴极施加预定周期的高压脉冲信号，以使有源像素传感器的光电阴极通电，进而光电阴极能够在光线照射下被激发出电子。例如在图4中两个连续的帧周期内，均对有源像素传感器的光电阴极施加预定周期的高压脉冲信号，与前一个预定周期内高压脉冲信号的低电平时长相比，后一个预定周期内高压脉冲信号的低电平时长更长，即光电阴极开启时长更长。

通常，有源像素传感器保持接地电势，在对光电阴极施加的高压脉冲信号为负压脉冲信号，因此在高压脉冲信号为低电平时，在光电阴极和有源像素传感器的像素器件层之间的间隙上形成高压电场，该高压电场能够对光电阴极激发出来的电子进行加速，使电子撞向像素器件层以在像素器件层上发生电子倍增和电子收集，从而完成有源像素传感器在夜间环境下对微弱光线的探测。

此外，高压脉冲信号的低电平时长为一个预定周期中光电阴极的开启时间，在该低电平时间内，光电阴极均能够在光线照射下激发出电子，且设置在光电阴极和有源像素传感器的像素器件层之间的间隙上的高压电场能够对光电阴极激发出来的电子进行加速，使电子撞向像素器件层以在像素器件层上发生电子倍增和电子收集。本申请实施例可以通过改变高压脉冲信号的低电平时长，改变一个预定周期内光电阴极的开启时间，进而能够改变光电阴极受到光线照射而被激发出的电子的量，以及光电阴极与像素器件层之间形成的高压电场加速的电子的量，以此调整撞向像素器件层上的电子的总量，进而改变有源像素传感器在夜间环境下对微弱光线的探测能力，便于有源像素传感器在低光照环境下成像。

本申请实施例根据当前光照强度，在后续的帧周期中对高压脉冲信号的低电平时长进行控制，以此能够对后续的帧周期中光电阴极受到光线照射而被激发出的电子的量以及光电阴极与像素器件层之间形成的高压电场加速的电子的量进行控制，以实现对后续的帧周期中有源像素传感器对微弱光线的探测能力进行控制。值得注意的是，本申请实施例中根据当前光照强度，在后续的帧周期中对高压脉冲信号的低电平时长进行控制，指从后续的帧周期的帧起始时刻对高压脉冲信号的低电平时长进行控制，以保证同一个帧周期内全部高压脉冲信号的低电平时长均保持一致，能够避免一个帧周期内各像素出现增益不一致的问题，保证帧周期的图像增益水平稳定性。

如图3和图4所示，本申请实施例设置每个帧周期包括多个依次的曝光区间，在该帧周期内，全部的图像渐次独立进行曝光。另外，本申请实施例中根据当前光照强度，在后续的帧周期中对高压脉冲信号的低电平时长进行控制，而保持当前的帧周期中高压脉冲信号的低电平时长不变，这种延迟控制能够避免帧周期中各像素出现增益不一致的问题，保证帧周期的图像增益水平稳定性。进一步地，还能避免由于一帧中图像各像素增益水平不稳定带来的检测光照强度结果有误，避免由此导致的后续帧周期的低电平时长控制混乱，也提高了该有源像素传感器成像可靠性和可控性。

本申请实施例能够通过延迟控制改变后续的帧周期中高压脉冲信号的低电平时长，以改变后续的帧周期中光电阴极的开启时间，进而能够改变光电阴极受到光线照射而被激发出的电子的量，以及光电阴极与像素器件层之间形成的高压电场加速的电子的量，以此调整撞向像素器件层上的电子的总量，进而改变有源像素传感器在夜间环境下对微弱光线的探测能力，便于有源像素传感器在低光照环境下成像。

可选地，所述曝光区间的时长为Q倍的所述预定周期，Q为1至10任意之一的整数。

如图4所示，本申请实施例设置曝光区间的时长为Q倍的预定周期，即一个曝光区间内包含Q个高压脉冲信号，以能够更灵活地匹配高压脉冲信号和各行像素的曝光，提高有源像素传感器的增益水平。其中，根据实际设计需求，Q可为1至10任意之一的整数，当Q为1时，一个曝光区间内包含1个高压脉冲信号，通过调整该高压脉冲信号的低电平时长可以调整有源像素传感器的增益水平；当设计有源像素传感器具有较复杂的电路时，可以设置Q为10，即一个曝光区间内包含10个高压脉冲信号。

可选地，每个预定周期包括一个施加高压脉冲信号的脉冲区间；

将所述脉冲区间配置在所述曝光区间内，所述脉冲区间的时长小于或等于所述曝光区间的时长。

脉冲区间为一个预定周期T内开启光电阴极的时间区间，鉴于光电阴极上一般施加负高压，光电阴极开启的时间区间也即图3中的低电平区间。

本申请实施例将脉冲区间配置在曝光区间内，以能够通过调整一个预定周期内脉冲区间的时长，调整对应曝光区间内光电阴极激发出的电子的量以及高压电场加速出的电子的数量，进而调整有源像素传感器在夜间环境或者低光照环境下对微弱光线的探测能力。本申请实施例设置脉冲区间的时长小于或者等于曝光区间的时长，能够使得有源像素传感器在实现成像同时，避免了光电阴极的长时间开启带来的寿命受损，延长了该有源像素传感器的使用寿命。

本申请实施例可以通过调整占空比调整一个预定周期内脉冲区间的时长，以调整有源像素传感器在夜间环境下对微弱光线的探测能力，以适应不同的夜间环境。比如图4中，在连续的两个帧周期内，对应的脉冲区间的时长即占空比不同，当在T1所在的帧周期内检测到光照环境较暗时，相应设置T2所在的帧周期内脉冲区间的时长更长，也即T2所在的帧周期内光电阴极的开启时间更长，以加强T2所在的帧周期内有源像素传感器的增益水平。

可选地，所述预定周期为有源像素传感器的帧周期的P分之一，P为大于1的正整数。

本申请实施例设置预定周期为有源像素传感器的帧周期的P分之一，其中P为大于1的正整数。即施加到光电阴极的高压脉冲信号的周期等于有源像素传感器的帧周期的P分之一，使得有源像素传感器的帧周期与施加到光电阴极的高压脉冲信号的周期之间非互质，以保证一个帧周期内的全部曝光区间均能够匹配到高压脉冲信号，避免出现部分像素无法曝光的异常情况，提高了该于有源像素传感器的成像可靠性。其中，根据实际设计时有源像素传感器的帧周期、施加到光电阴极的高压脉冲信号的周期、像素规模和读出速率等因素，设置P为大于1的任意正整数。

在另一个实施例中，当有源像素传感器的帧周期与预定周期的倍数之间存在余数时，需要将余数设置为消隐时间，为了减弱消隐时间导致的个别像素无法有效曝光，可以适当降低预定周期以降低消隐时间。

可选地，每一个所述帧周期的起始时刻与起曝信号的上升沿时刻对齐；在一个帧周期内，首个所述预定周期的起始时刻与起曝信号的上升沿时刻对齐。

在本实施例中，设置每一个帧周期的起始时刻与起曝信号的上升沿时刻对齐，以使起曝信号能够作为一个帧周期开始的判断。在一个帧周期内，设置首个预定周期的起始时刻与起曝信号的上升沿时刻对齐，即在一个帧周期内首个预定周期的起始时刻与该帧周期的开始时刻对齐。以此设置，使得本申请实施例中对于后续的帧周期中高压脉冲信号的低电平时长的延迟控制能够从一个帧的开始进行，以保证一个帧周期内全部高压脉冲信号的低电平时长均保持一致，避免一个帧周期中各像素出现增益不一致的问题，进而保证帧周期的图像增益水平的稳定性。

可选地，所述步骤S202包括：

根据当前光照强度和光强标准，获取所述高压脉冲信号对应的低电平时长在后续帧周期中的占空比；

根据所述占空比对后续帧周期中的所述低电平时长进行调节。

具体地，光强标准为衡量当前光照强度的一个依据，本申请实施例可以根据光强标准，将当前光照强度匹配至一个光强值，不同的光照强度对应不同的光强值，即该光强值能够代表当前的光照强度。本申请实施例可以根据该光强值，计算高压脉冲信号对应的低电平时长在后续帧周期中的占空比，并根据该计算出的占空比对后续帧周期中的低电平时长进行调节，使得后续帧周期中光电阴极的开启时长相对于其预定周期所占的比例满足该占空比。

本申请实施例根据当前光照强度和光强标准得到的占空比，能够对后续帧周期中的低电平时长进行调节，进而能够改变后续的帧周期中光电阴极的开启时间，以改变光电阴极受到光线照射而被激发出的电子的量，以及光电阴极与像素器件层之间形成的高压电场加速的电子的量，以此调整撞向像素器件层上的电子的总量，进而改变有源像素传感器在夜间环境下对微弱光线的探测能力，便于有源像素传感器在低光照环境下成像。

可选地，所述光强标准采用灰度值体现；

所述步骤S202包括计算有源像素传感器在当前帧周期像素的平均灰度值。

具体地，由于景物各点的颜色及亮度不同，相机摄成的黑白照片上或电视接收机重现的黑白图像上各点呈现不同程度的灰色。基于此，把白色与黑色之间按对数关系分成若干级。灰度值范围一般从0到255，白色为255，黑色为0。本申请实施例设置光强标准采用灰度值体现，即光强标准能够对应一个恰当、标准的灰度值。并且，也能够将当前光照强度匹配至一个灰度值，不同的光照强度对应不同的灰度值，即利用该灰度值可以能够代表当前的光照强度。

本申请实施例通过计算有源像素传感器当前帧周期像素的平均灰度值，以此能够获取高压脉冲信号低电平时长在后续帧周期中的占空比，进而能够根据该占空比对后续帧周期中的低电平时长进行调节，以改变后续的帧周期中光电阴极的开启时间，从而最终调整有源像素传感器在夜间环境下对微弱光线的探测能力。

其中，根据实际的检测模块的布置或者检测需求，也可以计算有源像素传感器在特定区域内的像素平均灰度值，还可以计算有源像素传感器在某一些散布在阵列中的像素平均灰度值，均能够获取高压脉冲信号低电平时长在后续帧周期中的占空比，并根据占空比对后续帧周期中的低电平时长进行调节。

在本申请的另一个实施例中，光强标准也可以采用时刻体现，即光强标准能够对应一个恰当、标准的时刻。并且能够将不同的光照强度匹配至不同的时刻，即利用时刻也可以代表当前的光照强度。步骤S202包括计算有源像素传感器在当前帧周期时刻的中位数，根据当前帧周期的时刻的中位数获取高压脉冲信号对应的低电平时长在后续帧周期中的占空比，并根据占空比对后续帧周期中的低电平时长进行调节。

可选地，通过预设函数将所述平均灰度值转换为所述占空比，以使所述占空比与所述平均灰度值成反比。

具体地，可以通过预先配置在有源像素传感器的寄存器中的预设函数对平均灰度值进行转换，将该平均灰度值转换为与其成反比的占空比，并根据该占空比对后续帧周期中的低电平时长进行调节。如图6和图7所示，设置占空比与平均灰度值成反比，平均灰度值越小，代表当前光照强度越低，相应的需要有源像素传感器的探测能力越强，即高压脉冲信号对应的低电平时长越长，进而占空比越大。平均灰度值越大，代表当前光照强度越高，相应的需要有源像素传感器的探测能力越弱，即高压脉冲信号对应的低电平时长越短，进而占空比越小。

本申请实施例通过设置占空比与平均灰度值成反比，能够根据不同的光照强度，调整占空比以调整高压脉冲信号对应的低电平时长，从而在适应不同的夜间环境或者不同程度的低光照环境的同时，也避免了光电阴极的长时间开启带来的寿命受损，延长了该有源像素传感器的使用寿命。本申请实施例利用占空比能够便捷地调整高压脉冲信号对应的低电平时长，调整过程也简单可控。

另外，本申请实施例可以根据预设函数，将代表当前光照强度的灰度值转换为所需的占空比，以进行后续帧周期的控制。也即，占空比是能够跟随检测到的当前光照强度而动态变化的，使得该有源像素传感器能够在第一工作模式下自动调节占空比以适应变化的低光照环境。

可选地，在一个所述帧周期内，所述占空比保持不变。

具体地，本申请实施例设置在一个帧周期内，占空比保持不变，比如如图5中当在A点计算出了新的占空比，也需要等到下一帧B点起曝信号上升沿时刻，才能相应调整高压脉冲信号的低电平时长，该起曝信号的上升沿时刻与第一个曝光行的复位信号的下降沿时刻一致。本申请实施例基于此设置，能够使得在一个帧周期内全部图像的依次曝光过程中，高压脉冲信号的低电平时长相同，能够避免当前的帧周期中各像素出现增益不一致的问题，保证当前帧周期的图像增益水平稳定性。进一步地，还能避免由于一帧中图像增益水平不稳定带来的检测光照强度结果有误，避免由此导致的后续帧周期的低电平时长控制混乱，也提高了该有源像素传感器对光线的探测可靠性和探测可控性。

可选地，所述检测周期为N倍的帧周期，N为1至5任意之一的整数。

具体地，本申请实施例设置当前光照强度的检测周期为N倍的帧周期，即每N个帧周期，检测一次光照强度并根据该光照强度进行后续步骤。其中，根据有源像素传感器实际的运算速率和功耗等因素，N可以为1至5任意之一的整数。当需要有源像素传感器较为灵活地适应不同的夜间环境或者不同程度的低光照环境时，可以选择较小的N，以使当前光照强度的检测更为频繁；当夜间环境或者低光照环境趋于稳定时，可以选择较大的N，以避免当前光照强度的检测过于频繁，降低有源像素传感器功耗。

可选地，所述步骤S202包括：从后续第M个帧周期开始，对光电阴极施加高压脉冲信号并且控制低电平时长，M为1至5任意之一的整数。

具体地，本申请实施例设置在检测完光照强度后，从以当前帧起算的后续第M个帧周期开始，对光电阴极施加高压脉冲信号并控制低电平时长，以相应调节后续第M个帧周期开始的光电阴极的开启时间，从而调整从后续第M个帧周期开始的有源像素传感器在夜间环境下对微弱光线的探测能力，以使得该有源像素传感器能够适应不同的夜间环境。

其中，根据实际设计和图像探测需求，M可以为1至5任意之一的整数，当需要有源像素传感器较为灵活地适应不同的夜间环境或者低光照环境以能够清楚地探测图像时，可以选择较小的M，以使低电平时间的调整更为频繁以加强探测能力；当夜间环境或者低光照环境趋于稳定时，可以选择较大的M，以在连续几个帧周期内维持不变的低电平时间，以避免通电时间的调整过于频繁，以此也能够避免有源像素传感器功耗过大。

另外，对于前述的N和M，可以设置N和M都为1，即每个帧周期检测一次光照强度，并从紧接着的下一个帧周期开始，对光电阴极施加高压脉冲信号并且控制低电平时长，以此能够根据不断变化的光照强度，迅速调整下一帧光电阴极的开启时长进而调整有源像素传感器的探测能力。也可以设置N和M为其它数字的组合，例如N为2，M为1，即为每2个帧周期检测一次光照强度，并从紧接着的下一个帧周期开始，对光电阴极施加高压脉冲信号并且控制低电平时长，此时检测周期为2，控制延迟为1；或者N为2，M为2，即为每2个帧周期检测一次光照强度，并从紧接着的第二个帧周期开始，对光电阴极施加高压脉冲信号信号并且控制低电平时长，以此能够避免有源像素传感器功耗过大，此时检测周期为2，控制延迟为2。其中，为了利用最能反应当前光照环境的光照强度检测且减少运算量，可以设置M小于等于N。

可选地，每个帧周期还包括读取区间；

所述脉冲区间与所述读取区间部分重叠。

本申请实施例中每个帧周期还包括读取区间，读取区间位于各像素的曝光区间之后，即在各像素完成曝光以收集到电信号后，有源像素传感器中的读出电路能够将这些电信号以视频形式输出。

可选地，所述控制方法还包括：

步骤S301，若所述当前光照强度大于预定光照强度，将有源像素传感器调整进入第二工作模式；

步骤S302，取消对有源像素传感器的光电阴极施加高压脉冲信号。

如图2所示，在按照检测周期，重复检测当前光照强度，并对当前光照强度与预定光照强度进行比较之后，若当前光照强度大于预定光照强度，即判断当前处于白天环境或者高光照环境，将有源像素传感器调整进入第二工作模式也即白天工作模式。在有源像素传感器进入白天工作模式时，取消对有源像素传感器的光电阴极施加高压脉冲信号以避免光电阴极再被激发出电子，此时入射光能够透过光电阴极，有源像素传感器的像素器件层能够直接接收入射光进行成像。

本申请实施例在比较出当前光照强度大于预定光照强度后，将有源像素传感器调整进入白天工作模式，取消对有源像素传感器的光电阴极施加高压脉冲信号，能够避免光电阴极在光照较强的白天工作导致的寿命受损，延长了该有源像素传感器的使用寿命。

可选地，将有源像素传感器调整进入第一工作模式包括：调节镜头组件使图像对焦在光电阴极上；

将有源像素传感器调整进入第二工作模式包括：调节镜头组件使图像对焦在有源像素传感器的像素器件层上。

具体地，在比较出当前光照强度小于预定光照强度时，将有源像素传感器调整进入第一工作模式即夜间工作模式，对有源像素传感器的光电阴极施加高压脉冲信号使其开始工作。调整镜头组件使图像对焦在光电阴极上，使得通电后的光电阴极能够受到光线照射而激发出电子，并且光电阴极与像素器件层之间的间隙上形成的高压电场对进入间隙的电子进行加速，使电子撞向像素器件层以在像素器件层发生电子倍增和电子收集，从而实现夜间环境或者低光照环境下成像。

在比较出当前光照强度大于预定光照强度后，将有源像素传感器调整进入第二工作模式即白天工作模式，取消对有源像素传感器的光电阴极施加高压脉冲信号以关闭其受光线照射激发电子功能。调节镜头组件使图像对焦在有源像素传感器的像素器件层上，此时光电阴极仅起透光作用，使得有源像素传感器的像素器件层能够直接接收入射光进行成像。

本申请实施例根据有源像素传感器的不同工作模式，能够相应调整镜头组件以调整图像的对焦位置，并且控制光电阴极的开启和关闭，以实现白天和夜晚不同环境下成像，提高了该有源像素传感器的探测能力。另外，通过控制光电阴极的开启和关闭，也能够避免光电阴极在光照较强的白天工作导致的寿命受损，延长了该有源像素传感器的使用寿命。

根据本申请的第二方面，提供一种用于卷帘快门的有源像素传感器100，用于执行上述的控制方法，所述有源像素传感器100包括：

检测模块1，所述检测模块1用于按照检测周期，重复检测当前光照强度；

比较模块2，所述比较模块2用于对当前光照强度与预定光照强度进行比较；

调整模块3，所述调整模块用于在当前光照强度小于预定光照强度时，将有源像素传感器100调整进入第一工作模式；

控制模块4，所述控制模块4用于根据当前光照强度，在后续的帧周期中对有源像素传感器100的光电阴极施加预定周期的高压脉冲信号，并且对高压脉冲信号的低电平时长进行控制，每个帧周期包括多个依次的曝光区间。

可选地，所述调整模块3还用于在所述当前光照强度大于预定光照强度时，将有源像素传感器100调整进入第二工作模式；

所述控制模块4还用于取消对有源像素传感器100的光电阴极施加高压脉冲信号。

如图8所示，本申请实施例的有源像素传感器100包括检测模块1、比较模块2、调整模块3和控制模块4。基于上述模块的配合，本申请实施例的有源像素传感器100能够通过延迟控制改变后续的帧周期中高压脉冲信号的低电平时长，进而能够改变光电阴极受到光线照射而被激发出的电子的量，以及光电阴极与像素器件层之间形成的高压电场加速的电子的量，以此调整撞向像素器件层上的电子的总量，进而改变有源像素传感器100在夜间环境下对微弱光线的探测能力，便于有源像素传感器100在低光照环境下成像。

根据本申请的第三方面，提供一种电子设备，该电子设备包括上述的有源像素传感器，该电子设备包括上述有源像素传感器的全部技术效果。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (17)

1.一种用于卷帘快门的有源像素传感器的控制方法，其特征在于，包括：

步骤S101，按照检测周期，重复检测当前光照强度；

步骤S102，对当前光照强度与预定光照强度进行比较；

步骤S201，若当前光照强度小于预定光照强度，将有源像素传感器调整进入第一工作模式；

步骤S202，根据当前光照强度，在后续的帧周期中对有源像素传感器的光电阴极施加预定周期的高压脉冲信号，并且对高压脉冲信号的低电平时长进行控制，每个帧周期包括多个依次的曝光区间。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述曝光区间的时长为Q倍的所述预定周期，Q为1至10任意之一的整数。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，每个预定周期包括一个施加高压脉冲信号的脉冲区间；

将所述脉冲区间配置在所述曝光区间内，所述脉冲区间的时长小于或等于所述曝光区间的时长。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述预定周期为有源像素传感器的帧周期的P分之一，P为大于1的正整数。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，每一个所述帧周期的起始时刻与起曝信号的上升沿时刻对齐；在一个帧周期内，首个所述预定周期的起始时刻与起曝信号的上升沿时刻对齐。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S202包括：

根据当前光照强度和光强标准，获取所述高压脉冲信号对应的低电平时长在后续帧周期中的占空比；

根据所述占空比对后续帧周期中的所述低电平时长进行调节。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述光强标准采用灰度值体现；

所述步骤S202包括计算有源像素传感器在当前帧周期像素的平均灰度值。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，通过预设函数将所述平均灰度值转换为所述占空比，以使所述占空比与所述平均灰度值成反比。

9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在一个所述帧周期内，所述占空比保持不变。

10.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述检测周期为N倍的帧周期，N为1至5任意之一的整数。

11.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S202包括：从后续第M个帧周期开始，对光电阴极施加高压脉冲信号并且控制低电平时长，M为1至5任意之一的整数。

12.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，每个帧周期还包括读取区间；

所述脉冲区间与所述读取区间部分重叠。

13.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：

步骤S301，若所述当前光照强度大于预定光照强度，将有源像素传感器调整进入第二工作模式；

步骤S302，取消对有源像素传感器的光电阴极施加高压脉冲信号。

14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，将有源像素传感器调整进入第一工作模式包括：调节镜头组件使图像对焦在光电阴极上；

将有源像素传感器调整进入第二工作模式包括：调节镜头组件使图像对焦在有源像素传感器的像素器件层上。

15.一种用于卷帘快门的有源像素传感器，用于执行权利要求1至14任意之一所述的控制方法，其特征在于，所述有源像素传感器(100)包括：

检测模块(1)，所述检测模块(1)用于按照检测周期，重复检测当前光照强度；

比较模块(2)，所述比较模块(2)用于对当前光照强度与预定光照强度进行比较；

调整模块(3)，所述调整模块(3)用于在当前光照强度小于预定光照强度时，将有源像素传感器(100)调整进入第一工作模式；

控制模块(4)，所述控制模块(4)用于根据当前光照强度，在后续的帧周期中对有源像素传感器(100)的光电阴极施加预定周期的高压脉冲信号，并且对高压脉冲信号的低电平时长进行控制，每个帧周期包括多个依次的曝光区间。

16.根据权利要求15所述的有源像素传感器，其特征在于，所述调整模块(3)还用于在所述当前光照强度大于预定光照强度时，将有源像素传感器(100)调整进入第二工作模式；

所述控制模块(4)还用于取消对有源像素传感器(100)的光电阴极施加高压脉冲信号。

17.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求15或者16所述的有源像素传感器(100)。

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