KR20110028404A - 개량된 이미징 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고 동적 범위를 갖는 개량된 이미징 장치 및 개량된 이미징 장치를 포함하는 감지 및 자동 제어 시스템에 관한 것이다.

Description

개량된 이미징 장치{IMPROVED IMAGING DEVICE}

관련출원의 상호참조

본 출원은 2007년 2월 22일자로 제출한 미국 가출원 일련번호 60/902,729와 2007년 2월 9일자 제출한 60/900,588에 대햐여 35U.S.C §119(e)에 대한 우선권을 주장한다.

CMOS 또는 CCD 버젼을 포함하는 이미징 드라이버(imaging driver)가 여러 분야에서 알려지고 있다. 본 발명은 넓은 동적 범위를 갖는 개량된 이미징 장치 및 이 넓은 동적 범위 장치를 포함하는 여러 장치에 관한 것이다.

디지털 카메라, 디지털 비디오 레코더, 비디오 전화 등과 같은 소비자 전자 장치가 알려져 있다. 많은 가정용, 상업용, 산업용 및 차량용 시각 장치(vision systems)는 공지된 CCD 및CMOS를 기반으로 한 이미지 센서를 구비하고 있다. 차량의 외부 라이트를 자동 제어하도록 설계된 공지의 시스템은 통상적으로, 피제어 차량의 정면 및/또는 아래의 광경의 이미지를 얻어서 이 이미지를 분석하여 다가오는 차량의 헤드라이트 및 선행하는 차량의 테일라이트를 검출하기 위해 앞으로 향하는 디지털 이미징 시스템을 이용한다. 보안 카메라는 가정용, 상업용 및 산업용 시설은 물론, 이와 관련한 차량 주차 구역 모두에서 공통적으로 이용된다. 이들의 공지된 많은 응용은 넓은 동적 범위를 요구한다. 다시 말해, 이러한 광경 내의 소정의 픽셀 노출이 밝은 광원으로 인해 포화하지 않으면서, 어두운 광원의 검출을 허여하지 않은 극단적으로 변하는 상대적 휘도를 포함한다. 충분한 컨트라스트를 넓은 범위의 주위 라이팅에 제공하는 예를 들어, 야간에는 광원을 제공하고 주간에는 소정의 광경 내의 여러 물체를 구별할 수 있는 소정의 디지털 이미징 시스템을 이용하는 것이 바람직하다.

주간에는 광경의 목적물은 광경의 목적물 자체가 광원인 물체(예를 들어, 헤드라이트, 테일라이트 및 도로표시)가 아니라, 태양에 의해 일차적으로 조명된다.

본 발명은 어두운 광원, 밝은 광원 및 같은 광경 내의 다른 광원에 의해 조명된 물체를 정확하게 검출하여 디지털로 나타낼 수 있는 넓은 동적 범위 이미지 센서를 제어한다.

넓은 동적 범위 이미지를 제공하기 위한 여러 기술이 공지되어 있다.

미국특허 제6,175,383호의 실시 예는 유효 집적 기간의 선택을 포함하는데,이 기간 동안, 제 2 유효 집적 기간은 제 1 유효 집적 기간에 반이고, 제 3 유효 집적 기간은 제 2 유효 집적 기간에 반이다. 다시 말해, 유효 집적 기간의 연속 리스트에 있어서, 각각의 유효 집적 기간은 2의 인자만큼 이웃하는 선행항목(immediate predecessor)보다 짧다.

또한, 이 특허는 목표 영역에 대한 최적 노출 기간을 결정하기 위해 비파괴적 판독을 이용하는 가능성을 개시하고 있다. 또한, 이 특허는 횡렬 픽셀을 등가회로에 전달하기 전에 횡렬의 픽셀의 픽셀 처리에 의해 순서대로 나열된 픽셀의 다음의 픽셀의 횡렬의 종래의 판독을 이용함으로써 픽셀 값을 모니터링 하는 것을 개시하고 있다. 그러나, 이 특허는 소정의 이미지에 대한 판독 순서가 진행되는 동안, 이미지의 각각의 픽셀을 선택하기 위한 어떠한 집적 기간을 결정하기 위한 신속 응답 자동 방법을 개시하고 있지 않다.

선행기술의 장치는 주기적 샘플 기간을 포함하는데, 이 주기적 샘플 기간 동안, 이미져의 픽셀이 어레이의 각각의 연속 스캔 시에 각각의 픽셀의 조건부 리세트의 메카니즘으로 각각의 샘플 기간 동안, 스켄된다.

이 장치는 전체 이미징 어레이로부터의 각각의 아날로그 픽셀 값이 순차 방식으로 나타나며 단일 비교기에 루트된 단일 아날로그 출력 및 리세트 터스크를 기록하는 메모리를 지니고 있다.

이 어프로치(approach)를 미국특허 제6,175,383호에 기재된 넓은 범위지만 연속적으로 짧은 집적 기간에 적용하는 것은 이 어프로치의 고유의 주기성, 리세트의 번호의 레코드로부터의 유용한 광 레벨 값을 구축하는 곤란성, 적당한 사이즈의 이미져 어레이의 모든 픽셀을 통해 시퀸스에 필요한 스켄 반복 속도의 구조의 제한 때문에 바람직하지 못하다.

또한, 이 특허의 발명의 바람직한 실시 예에서, 가장 짧은 집적 기간 다음의 집적 기간에 대해 현재 짝수인 픽셀에 대한 집적 전하 값에 픽셀을 리세트 하거나 리세트 하지 않는 결정을 토대로 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 예시된 설계에서, 현재 집적 기간이 픽셀의 조건부 리세트에 의해 추종되는 가장 짧은 집적 기간을 개시하도록 리세트하는 결정에 의해 추종하는 지를 이론적으로 나타내는 충분한 전하의 축적이 선행 리세트 후 단지 6 마이크로초에 성취될 필요가 있다. 본 명세서에서 사용하는 용어 "예시적"은 본 발명의 특정실시 예에 대한 참조로 이해해야지 본 발명의 범위를 특정 실시 예를 의미하는 것은 아니다. 횡렬의 많은 픽셀에 의해 공유된 비교 가능인 경우, 증폭기로의 횡렬의 직렬 픽셀을 직렬로 시프트하고 직렬화한 비교 기능과 장치의 확장이 의미하듯이, 100 이상의 픽셀의 일반적인 횡렬 길이에 대한 임계값의 개별 픽셀 출력을 직렬로 비교하는데 요구되는 추가시간은 비현실적인 고속회로를 요구한다.

횡렬에서의 많은 픽셀에 의해 공유된 비교 기능의 경우, 최종 조건부 리세트를 만들기 위해 이미징 어레이를 통해 사이클하고, 다시 가장 짧은 집적 기간의 값(예시적인 설계에서 단지 2μs)을 판독을 위해 어레이를 통해 사이클 하기 위한 능력이 더 비 현실적이다. 이는 관련한 리세트 비교기가 전체 이미지 어레이에 의해 공유된 종래 기술의 장치에서 조건부 리세트에 대해 동등하게 공간을 샘플링을 채택하는 이유이다.

본 발명의 바람직한 설계에서, 종래 기술의 한계를 극복하기 위해, 횡렬 병행 처리는 횡렬의 각각의 픽셀에 대한 광 유도 전하를 나타내는 신호를 판독하고 횡렬의 각각의 픽셀에 대한 임계치 레벨에 대해 광 유도 전하의 표시된 레벨을 비교하고 리세트 조건의 메모리 레코드를 인터로게이트하고, 횡렬의 각각의 픽셀에 대해 비교의 결과, 메모리 표시 및 판독 시퀸스의 스테이지를 토대로 횡렬의 각각의 픽셀을 리테트하는지 여부를 결정하고, 횡렬의 각각의 픽셀에 대해 요구에 따라 부분적인 리세트 히스토리의 갱신 레코드를 기억하고 최종적으로 각각의 픽셀에 대한 상기 정보를 기반으로 횡렬의 각각의 픽셀을 조건부로 리세트하도록 포함된다.

옵션으로, 픽셀 집적 기간 설정 시퀸스에 있어서의 전의 조건부 리세트가 특정 픽셀에 대한 직접 시간을 결정한 경우, 어느 또는 모든 위에서 나타낸 나머지 단계는 픽셀 값의 판독 전에 바이패스된다. 일반적으로, 상기 단계의 하나의 결정이 시퀸스의 특정 단계에서 다른 것을 사용 것을 필요로 하게 하지 않는 경우, 불필요한 정보의 결과는 임의로 바이패스된다. "횡렬 병행"이란 본 발명의 실시 예서만 있다는 것을 알 수 있다. 본 발명의 범위에서의 내의 " 픽셀의 병행의 어드레스 가능한 그룹"의 또 다른 예는 베이어(bayer)패턴을 가지는 이미져에 응용할 수 있다. 픽셀 세트는 소정의 스펙트럼 여과된 그룹( 즉, 횡렬 내에서 적색 여과된 픽셀 또는 횡렬 내에서 푸른 색 픽셀 또는 횡렬 내에서 녹색 픽셀)을 포함한다. 픽셀 값의 특정 판독과 관련된 횡렬 병행의 조건부 리세트 터스크의 설명된 시퀸스의 결론에서, 축적된 전하와 관련된 픽셀 값이 바람직하게 판독되고 종래의 방식으로 디지털 형태로 바람직하게 변환된다. 바람직하기로는, 픽셀의 횡렬로부터 아날로그 값의 판독은 횡렬의 병행 방식으로 이루어지고 판독되어 횡렬에 대해 일시적으로 저장된 값은 다음 디지털 형태로 바람직하게 변환된다.

각각의 픽셀에 대해 선택된 집적 기간의 디지털 레코드는 픽셀에 대해 수신된 광 레벨을 나타내는 값을 설정하도록 각각의 픽셀에 대한 픽셀 판독과 결합되는 것이 바람직하다. 이 값은 광 레벨을 직접하게 픽셀 판독을 얻는데 이용되는 집적 기간의 레코드를 유지하는데 필요 없도록 직접 이용가능한 형태인 것이 바람직하다. 이 값의 엔코딩은 많은 수의 포멧을 지닐 수 있고 이값은 예를 들어 선형 또는 로그 형태일 수 있다. 처리된 픽셀 값은 이 점에서 판독에 유용하다. 임의 적으로, 하나 이상의 단계는 이미지 어레이의 부분이 아닌 프로세서에 의해 성취될 수 있다.

연속적으로 리세트하는 픽셀은 짧은 집적 기간을 시퀸스의 각각의 리세트 터스크에 대한 집적 기간의 감소에 거의 비례하게 연속적으로 감소 된 효과적인 광학 감도를 픽셀에 제공한 각각의 연속 리세트에서 시작한다. 소정의 픽셀에 대한 조건부 리세트가 스킵할 때마다, 픽셀이 판독될 때까지 다시 리세트 되지 않도록 조건부 리세트 논리를 구성하는 것이 바람직하다. 축적된 광 유도 전하를 나타내는 신호는 부분적이지만 전체 직접 시간이 아닌 동안, 픽셀에 대해 축적된다. 픽셀의 판독범위를 이론적으로 이용하기 위해 충분한 전하가 직접 시간의 종료에 축적되게 임계값이 매우 크도록 부분적 직접 후 표시된 픽셀 전하를 비교하는 비교 임계값을 선택하는 것이 바람직하다. 한편, 임계값은 픽셀이 집적 기간 종료 전에 포화되도록 높게 설정되지 않는 것이 바람직하다. 이러한 선호는 응용으로, 특정 이미져의 아날로그 특성으로 그리고 리세트 결정이 시작되는 시퀸스의 특정 집적 기간으로 변경된 수 있는 발란스를 필요하다는 것을 의미한다. 결과적으로, 비교 임계값을 적용되는 유효 집적 기간의 세트 중 특정 하나의 기능으로 비교 임계값을 조건화하거나 비교 임계 값 설정의 하나 이상의 어트리뷰티를 이미져에 대한 설정 명령의 부분으로 선택가능하게 하거나 프로그램가능하게 하는 것이 바람직하다.

회로는 각각의 픽셀의 판독에 대한 직접을 설정하도록 배열되고 병행의 리세트의 소정의 시퀸스는 각각의 횡렬에 대해 실행되는 것이 바람직하다. 횡렬 판독 시퀸스에 대한 제 1 횡렬 병행의 리세트 터스크는 무 조건적인 것이 바람직하고 각각의 픽셀과 관련된 메모리는 최초 리세트 상대를 반영하도록 갱신되는 것이 바람직하다. 각각의 횡렬에 적용되는 소정의 리세트 시퀸스에 대한 제 조건부 리세트를 추종하여 횡렬의 연속 리세트가 상기에서 설명했듯이 조건부적인 것이 바람직하다. 각각의 연속적인 횡렬 병행의 조건부 리세트 터스크에 의해 개시된 집적 기간에 대한 광 이득이 바로 선행하는 횡렬 병행의 리세트 터스크에 의해 개시된 집적 기간에 대한 광 이득보다 비율적으로 적은 것이 바람직하다. 광 이득은 예시적인 설계에서 집적 기간에 통상 비례하여 바람직한 비율은 집적 기간에 직접 적용될 것이다. 먼저, 조건부 픽셀 리세트에 이용되는 급속 횡렬 병행 처리의 경우, 집적 기간은 픽셀 판독이 이루어진 노출 시퀸스 동안 각각의 픽셀에 대해 실질적으로 설정된다. 둘째로, 노출은 각각의 픽셀에 대해 더 근접하게 브래킷되고 예를 들어, 예시적인 실시 예에서 4 대 1의 증분으로 조절되어 10비트 판독이 이용되는 경우, 판독은 전체 크기의 1/4로부터 250 대 1의 판독 해상도를 제공하는 전체 범위까지 연장하거나 광 레벨의 매우 넓은 범위에 걸쳐 연장한다. 이는 이상적이고 여과 마진은 픽셀의 포화의 가능성을 최소화하기 위해 제공될 수 있다. 리세트 임계값의 매우 보수적인 선택의 경우에도, 예를 들어 100 대 1의 최소 해상도는 100 대 1의 해상도가 유지될 수 있는 1000,000 대 1 이상의 광 레벨 범위를 제공하는 예시적인 실시 예의 16,000 대 1에 걸쳐 유지된다. 특정 내용으로, 소정의 이미지 내의 광 레벨 측정의 이용가능한 범위는 광 어셈블리에서 산란 된 광에 의해 흔히 제한된다. 그럼에도 불과하고, 이는 노출 조절 없이 주위 광 레벨의 매우 넓은 범위에 걸쳐 동작하게 하는 것을 용이하게 하는 노출 조절 없이 가능하다. 이것은 100 대 1 또는 더 양호한 해상도가 소정의 이미지에 대한 광 레벨의 10 대 1 범위에 걸쳐서만 유용한 동일한 10 비트 A/D를 자는 유용한 센서와는 완전히 다르다. 넓은 범위에 걸쳐 복수의 단계에서 선택된 집적 기간인 경우, A/D의 전체 정밀도가 공지되어 극단적으로 증가한 측정 범위가 A/D의 판독 정밀도를 포함하지 않고 실현되도록 결정되는 선택된 집적 기간에 걸쳐 실현된다. 종래의 이미지에 비교하여, 잡음, 밴딩 및 음지 영역에서의 전체 정전 영역이 광이 포화 되어야 하기 때문에 극단적으로 감소해야 한다.

스틸 픽쳐 똔 비디오 카메라 응용에 큰 향상이 있을 수 있다.

비파괴의 많은 기술은 판독에 대한 완전한 정밀도를 제공하지 않는다.

예를 들어, 픽셀은 비 파괴 판독에 통상적으로 재설정될 수 없어 리세트 후 이루어진 이미져 기준 판독은 조건부 리세트를 결정하는데 이용되는 즉시 판독에 대한 판독 정밀도를 향상시키도록 사용될 수 있다. 이것은 픽셀을 리세트하는 결정이 최적 정밀도를 갖지 않는 측정을 토대로 이루어져야 한다는 것을 의미한다.

경쟁 기술에 대한 조건부 리세트의 오프셋 장점은 리세트할 결정이 선택된 판독 범위를 결정하는 것이고 범위 선택이 토대인 값의 부정확성이 선택된 범위를 사용하여 이루어진 결정의 부정확성에 직접 더해지지 않는다. 예를 들어, 미터가 1 볼트의 전체 스케일 판독 범위와 다음의 큰 4 볼트 전체 스케일 판독 범위를 갖는 경우, 0.8볼트로 추정될 입력은 0.8 볼트 추정이 실제 값의 10% 이라고 추정되는 경우, 1 볼트 범위를 사용하여 판독될 것이지만, 0.8 볼트 추정의 실제 값의 30% 내에 있을 것이라고 만 예측되면, 4 볼트 범위를 사용하여 판독될 것이다. 정확도가 작은 측정인 경우, 판독이 포화 되는 판독 범위를 선택할 위험이 높게되고 정확도는 낮고 판독범위가 큰 선택 쪽으로 바이어스를 발생할 수 있지만, 예를 들어, 이 판독은 10% 또는 30% 보다 더 작은 에러를 가질것으로 예상된다.

마지막으로, 예시적인 시스템은 효과적인 범위를 증가시키기 위해 응답 특성의 복수의 경사를 사용하는 동적 범위 센서에 대해 고유한 장점이 있다. 먼저, 비선형 디바이스인 경우, 각각의 픽셀에 대한 비선형성이 각각의 픽셀에 있어서의 컴퍼넌트에 의해 적어도 부분적으로 결정되어, 구분적 선형 판독으로 택해진 처리 판독의 곤란성 외에, 경사 및 한계점은 메카니즘을 결정하는 한계점 및 경사의 픽셀 레벨 특성에 있어서의 비 정함으로 인해 양호하게 정함 되지 않을 수 있다. 둘째로, 경사 변화가 아날로그 도메인에 적용되기 때문에, 전체 값은 소정의 해상도의 A/D에 대한 판독 정밀도의 또 다른 손실과 더불어 A/D에 의해 판독되어야 한다. 세째로, 데이터의 구분적 선형 스케일링은 위의 인자에 의해 야기된 판독 정밀도의 문제 외에 구분적 선형 포멧이 선형 또는 로그와 같은 친근하게 산출 형태로 변환하기 위해 약간의 산술 집중 처리를 요구하기 때문에 처리에 친근하지 않다.

픽셀 직접 범위당 복수로 인한 광 레벨의 방대한 범위에 걸쳐 판독 해상도를 유지하는 장점이 위에서 설명했다. 디지인의 구성을 발란스하는 이점을 이용하는 방법은 많다. 픽셀 집적 기간 설정 당 표시를 기억하기 위한 추가된 메모리 요건은 작은 특징 사이즈 처리에 대한 것보다 큰 특징 사이즈 실리콘 웨이퍼 제조 처리에 대것보다 더 큰 실리콘 영역을 요구하지만, 더 작은 특징 사이즈 실리콘 처리는 픽셀로부터 이용가능한 동적 범위 상에 추가 제한을 하는 더 낮은 전압에서 동작한다.

소정의 이미지에 대한 단일의 집적 기간을 갖는 이미져를 사용하는 많은 응용에 있어서, 더 높은 동적 범위가 광 레벨의 더 높은 값에 결쳐 적절한 해상도를 성취하기 위해 일차적으로 사용된다. 단일 이미지 내의 광범위한 범위의 동적 범위에 걸쳐 양호한 해상도를 유지하는 본 발명의 이미져를 사용하여 픽셀 단위로 선택된 집적 기간인 경우, 피크 동적 범위는 개별 이미지 내에서 발생하는 복수의 통삽 기간 인식에 의해 제공된 확대된 동적 범위와 교환으로 흔히 낮을 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 감지 어레이에서의 각각의 픽셀에 대한 집적 기간을 선택하기 위한 횡렬 병행 리세트 처리는 소정의 횡렬가 횡렬의 각각의 픽셀을 판독 (이미져 설정으로 주어짐)하기 위한 가장 긴 취득 가능한 집적 기간을 시작하도록 횡렬에서의 픽셀의 무 조건부 병행 리세트에 의해 시작되는 시퀸스에 적용된다. 집적 기간의 3/4가 경과 하기 바로 전에, 위에서 설명했둣이, 횡렬에서의 각각의 픽셀에서의 조건부 리세트는 현재 집적 기간 설정으로 포화되거나 포화될 가능성이 큰 픽셀을 조건부로 리세트하도록 된다. 이 처리는 판독 민감도를 바로 전의 범위로 하기 위한 크기로 설정된다. 예시적인 설계의 결과는 집적 기간이 가장 긴 선택가능한 집적 기간에 대한 대략 32,768 마이크로초로부터 예시적인 설계에 대한 프레임에서의 각각의 픽셀에 대해 자동적으로 그리고 개별적으로 설정된 가장 긴 집적 기간과 가장 짧은 집적 기간 사이의 16,384 대 1의 비율을 발생하는 가장 짧은 선택가능한 직접에 대한 2 마이크로초까지의 4 대 1 증분의 범위에 있을 수 있다. 리세트 및 판독 처리에 대한 타이밍 케이던스(timming cadence)는 스켄 횡렬의 각각에 픽셀에 대응하는 종렬 스켄 카운트를 통해 종렬 증분 스켄에 의해 종렬에 기초하는 것이 바람직하다. 소정의 횡렬 카운트에 대한 종렬 어드레스 값 또는 컬람 카운트를 통한 증분 스켄의 완료는 이미지 스켄 프레임에서의 모든 횡렬이 이미지 인식이 또 다른 종렬 및 횡렬 스켄 시퀸스에 대해 정지하거나 전진하는 점에서 커버될 때까지, 다음 스켄에 대한 횡렬 스켄 카운트의 증분적 전진이 야기된다. 일반적으로,픽셀/횡렬 스켄 프레임에서의 두 개의 픽셀 위치 사이의 시간 간격은 제 1 픽셀의 (종렬, 횡렬)위치로부터 제 2 픽셀의 (종렬, 횡렬)위치로 전진하도록 증분 픽셀 시간의 번호로 표현된다. 개시 픽셀 위치와 종료 픽셀 위치 사이의 증분 픽셀 시간은 제 2 픽셀의 종렬 어드레스 - 개시 픽셀의 종렬 어드레스로 정의되는 증분 종렬 오프셋으로 표현될 수 있다. 횡렬 오프셋은 개시 픽셀을 포함하는 횡렬에서 종료 픽셀을 포함하는 횡렬까지의 증분 횡렬 오프셋으로 정의될 수 있다. 예시적인 설계에 있어서, 횡렬 판독은 설명된 종렬 시간에 이루어지고 리세트가 막 완료된 점과 횡렬가 판독되는 점 사이의 시가 간격이 의도한 집적과 거의 같도록 각각의 8개의 집적 기간은 반복 집적 기간과 관련된 종렬 시간에서 개시된다, 예시적인 설계에서, 스켄 프레임에서의 종렬과 횡렬의 수는 625 종렬 곱하기 420횡렬로 선택되고, 그리고 마이크로 초당 8픽셀의 픽셀 스켄 비율로 선택된다. 횡렬, 종렬 및 픽셀 시간의 수의 결합의 경우, 9 유효 직접 시간 주기에 대한 8 픽셀 리세트 터스크와 횡렬 판독 터스크가 중첩되지 않은 횡렬 종렬 시간 간격의 범위에 걸쳐 발생하도록 집적 기간과 집적 횡렬의 유효 수가 선택될 수 있다. 이 방법으로, 횡렬 선택 회로, 어레이 판독 종렬 라인, 종렬 병행 리세트 논리의 횡렬 및 리세트 히스토리 메모리 엑세스는 8 리세트 터스크 또는 횡렬 판독 터스크사이의 충돌없이 공유될 수 있다.

각각의 8 집적 기간 특정 횡렬 리세트 또는 조건부 횡렬 리세트 터스크와 횡렬 판독인 특정 종렬 카운트에서 시작되는 것이 바람직하다. 이는 어디에서도 커버될 것이다. 일반적으로, 예시적인 실시 예에서, 특정 시간의 집적 기간을 개시하기 위한 8 리세트 터스크와 횡렬 판독은 특정의 비 중첩 종렬 시간 간격에 속한다. 특정의 종렬 카운트 값은 각각의 시퀸스를 개시하는데 사용되는 것이 바람직하고, 타이밍에 대한 엄수가 각각의 집적 기간에 대한 적절한 간격을 제공하도록 적절한 종렬 오프셋을 제공한다. 바람직한 구성에서, 판독은 횡렬 카운터에 의해 표시된 횡렬사이에서 수행되는 것이 바람직하고, 가능한, 판도 윈도우에 대한 원점을 제공하는데 이용되는 횡렬 오프셋 값에 의해 변형된다. 다음, 횡렬 리세트 또는 조건부 횡렬 리세트 터스크에 대해 선택된 각각의 횡렬인 경우, 리세트 또는 조건부 리세트의 집적 기간에 대응하는 부가적인 집적 기간 특정 횡렬 오프셋이 모듈로 산술을 사용하여 횡렬 카운트에 바람지하게 부가되어 리세트 터스크에 적용된 횡렬를 선택한다. 이 부가된 집적 기간 특정 횡렬 오프셋은 현재 리세트 터스크가 적용되는 횡렬에 대한 횡렬 판독 터스크와 리세트 터스크 사이에 횡렬 시간 간격을 설정하는데 이용된다.

넓은 동적 범위 센서의 경우, 16,000 대 1 이상만큼의 범위에 걸쳐 직접 시간 주기를 자동적으로 선택하는 것이 바람직하다. 이러한 센서의 경우, 집적 기간은 약 32ms에서 약 2μs까지의 범위일 수 있다. 횡렬에 있어서의 픽셀에 대한 노출은 거의 동시에 발생하는 것이 바람직하다. 이것이 시작될 수 있는 하나의 방법은 횡렬 내의 픽셀의 노출 기간이 적시에 하나 이상의 공통 시점을 공유하는 것이다.

다른 집적 기간으로 얻어진 픽셀 값은 단일의 공통 광범위한 수치 포멧으로 조절하는데 용이하다. 픽셀 값이 선행 또는 지수적으로 가장된 이진 형태로 표현되기 때문에, 다음 짧은 집적 기간에서 이미져의 민감도에 대한 집적 기간으로부터의 이미져의 민감도의 비율이 2의 정수 멱과 대략적으로 같도록 연속하는 집적 기간을 선택하는 것이 바람직하다. 광 이득 또는 민감도는 이 비율에 기초하는 더 바람직한 어트리뷰트(속성)이다. 그러나, 대부분의 이미져의 광 민감도는 집적 기간에 거의 정비레하여 변한다. 따라서, 예시적인 설계에서, 집적 기간의 비율은 차례대로 2의 정수 누승이 되도록 선택된다. 집적 기간에 대한 센서의 광 민감도에서 체계적인 비선형성이 존재하는 경우, 집적 기간을 조절하여 하나의 레이지에서 다음 낮은 레인지까지의 광 이득이 2의 저수 누승과 같은 비율이라는 것을 알 수 있다. 이것이 본 발명의 많은 응용에서 양호한 선택일지라도, 본 발명은 위에서 특정했듯이, 연속 이득 레인지를 선택하는 것을 제한하지 않는다는 것을 알 수 있다. 부가적으로, 하나 이상의 긴 집적 기간에 대한 이러한 백분율 조절은 시스템 정밀도에서의 작은 손실과 공유된 소자 이용시에 어떤 충돌을 제거하기 위해 실행된다. 위에서 설명했듯이, 횡렬 병행 리세트 터스크(조건부 및 무조건부 모두)인 경우, 논리는 횡렬 선택 회로, 종렬 판독 라인, 리세트 메모리 엑세스 및 조건부 리세트 비교기, 및 관련 논리와 같은 공유된 구성 요소의 이용을 위해 충돌 요건 없이 수행할 횡렬 판독 터스크와 모든 리세트를 인터리브하는 시간을 제공하는 것이 요구된다.

위에서 이미 언급한 예시적인 실시예는 시퀸스가 대립하지 않도록 계통화되는 방법을 되시하기 위해 도 1 내지 도 3에서 이용된 예시적인 설계에서 정상 롤링 셔터 시퀸스가 리세트, 직접 및 판독 시퀸스를 수행하기 위해 이용되나. 스켄은 각각의 횡렬에 대해 종렬 0-종렬 625까지 사이클하는 반복 시퀸스이고 각각의 종렬 사이클 완료시, 판독 시퀸스에서 요구되는 것과 그만큼의 이미지 프레임에 대해 횡렬 0에서 횡렬 418를 통해 다시 횡렬 0으로의 다음 횡렬에 대한 전진이다. 하나만 또는 몇몇 프레임을 판독을 제공하는 종래의 롤링 셔터의 경우, 즉, 연속 판독을 위한 옵션의 경우, 이미지 프레임을 통한 제 1 스켄 또는 가능한 부분적 스켄은 집적 기간이 횡렬에 대해 제공될 때까지 횡렬의 판독이 억제되면서 직접 주기를 개시하는데 이용된다.

이것은 n프레임을 판독하기 위해 n프레임 + 초기 리세트에 대해 필요한 프레임의 부분이 판독 시퀸스에 대해 요구되도록 제 1 리세트 터스클를 수행해야 한다는 것을 의미한다.

어떤 응용의 경우에, 연속적인 모드로 이미지를 판독하는 것이 일차 목표로, 이 경우에, 개시 프레임의 판독 억제가 받드시 필요하지 않다. 제 1 프레임 후 연속 프레임의 인식에 관한 응용의 경우, 프레임 패턴 시간의 픽셀에 대해 제공된 가장 긴 집적 기간보다 약간만 길도록 직접이 판독과 인터리브된다. 프레임의 계수를 얻는데만 요구되는 설계인 경우, 픽셀은 카운트하여 동기화가 설정된다. 프렘 인식의 연속 또는 긴 시퀸스에 대해 설계된 임져에 대해, 그리고 하나만 또는 몇몇 프레임이 얻어질 때, 로버스트성을 부가하기 위해 횡렬 및 프레임 동기를 설정하도록 신호를 포함하는 판독 포멧이 바람직하다.

도 1 및 도 2는 리세트 및 횡렬 판독 스케즐에 대한 패턴을 도시한 도면.
도 3는 타이밍 시퀸스의 도면.
도 4는 예시적인 설계의 블록도.
도 5는 이미징 어레이에서의 픽셀의 하나의 종렬과 관련된 회로의 단순화한 도면.
도 6은 자동 차량 장비 제어 시스템의 도면.
도 7은 여러 장비를 갖는 제어 차량의 도면.
도 8a 및 8b는 차량 내부 백미러 어셈블리의 도면.
도 9는 차량용 엑세서리 및 백미러 마운트 어셈블리의 확대 사시도.
도 10은 디지털 카메라의 도면.

도1을 참조하면, 횡렬 0에서의 픽셀의 리세트에 대한 리세트 시퀸스는 420 스켄 횡렬 * 626 스켄 종렬을 이용한 예시적인 디자인의 이미져에 의해 채택된 고 동적 범위 이미지에 관해 도시된다. "주사"란 스켄 주사를 통해 시퀸스된 횡렬와 종렬을 의미한다. 엑세스에 이용될 필요성으로 인해 모든 값이 시퀸스되지 않고 일반적으로, 적절한 시퀸스에서 실질적으로 판독되는 횡렬 및 종렬을 엑세스하기 위해 충분한 횡렬 및 종렬과, 판독 터스크와 리세트 터스크의 비 중첩 및 비 모순 스케즐과 더불어, 복수 집적 기간을 제공하기 위한 충분한 추가적인 스켄 횡렬 및/또는 종렬을 갖는 것만이 필요하다.

실질적인 이미징 어레이는 스켄 시퀸스로 사이클되는 것보다 적은 횡렬 및/종렬(또는, 어떠한 경우에는 많은 횡렬 및/또는 종렬)를 갖을 수 있다.

도 1 내지 도 3에 있어서, 리세트 및 판독 시퀸스 용 타임 베이스(time base)를 발생하기 위한 스켄 시퀸스의 이용이 도시되어 있다.

도 1에서, 횡렬 0에서의 픽셀에 적용하는 리세트 또는 조건부 리세트 터스크의 최기화가 도시되어 있다.

예시적인 설계는 제공된 626 종렬(종렬 0-625)을 갖는 각각의 횡렬에 대한 연속 종렬 카운트와, 420(횡렬0-419)를 갖는 프레임의 횡렬를 통해 진행하는 고 동적 범위 스켄 시퀸스를 포함한다.

시퀸스는 각각의 횡렬에 대해 종렬 0-625까지 인넥스하고, 종렬 625에서 종렬 0까지 사이클 할 때, 다음 횡렬까지 인덱스하고 횡렬 419에서 횡렬 0까지 사이클 하는 것이다. 프레임의 바람직한 번호가 판독될때까지 시퀸스가 반복된다.

예시적인 설계에서, 종렬 카운트는 초당 8 미리초 카운트의 속도로 인덱스되어 262,920 픽셀의 프레임이 초당 30 프레임 이상의 프레임속도를 제공하는 32,865미리초로 시퀸스된다. 횡렬(10)에 대한 횡렬 판독 시퀸스는 횡렬 0(121)의 종렬 1에서 시작하고 효과적인 판독이 종렬 14에서 발생한다.

이 판독은 초기 프레임을 통해 스켄 동안 압축되어서 리세트 시퀸스가 판독 시퀸스에 포함된 모든 연속 프레임에 수행되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 하나의 프레임만이 판독될 때, 두 개의 스켄 프레임은 첫째, 집적 기간의 초기화를 시작하도록 제고되고, 둘째, 판독을 행하여 판독된 각각의 횡렬의 각각의 픽셀에 대한 적절한 리세트 시퀸스를 제공하도록 리세트 및 조건부 리세트의 처리를 지속한다.

횡렬 0(121)에 대한 32.768ms 비 조건부 리세트 시퀸스(102)가 횡렬 1(122)의 종렬(132)에서 시작된다. 리세트된 횡렬는 32.768 미리 초 기간에 대한 419의 횡렬 오프셋(row offset)을 0인 420 모듈로(420)를 생성하는 횡렬 1에 가산하여 계산되어 횡렬 0이 시퀸스(102)에서 리세트된다.

이 리세트가 해제되고 집적 기간이 종렬 164(112)에서 시작된다. 직접의 개시, 즉, 종렬 164로부터 횡렬 판독, 즉, 종렬 14까지의 종렬 오프셋이 14-164=-150이다.

리세트의 해제로부터 판독에 걸리는 시간은 스켄 횡렬 당 픽셀 수 + 집적 기간의 개시 및 종로에서의 픽셀 사이의 표시된 종렬 오프셋에 횡렬 오프세트를 곱하고, 이 값을 스켄 속도로 나누면 된다.

(149 * 626-150)/8=32.786 미리초.

표준 동적 범위 모드를 제공하기 위한 하나의 옵션은 설명된 하나의 리세트후 어떤 또는 모든 연속 조건부 리세트를 금지하는 것이고, 집적 기간을 세팅할 때, 넓은 레인지 옵션을 제공하기 위해 횡렬 및 종렬 오프셋과 집적 기간을 관련한 횡렬 및 종렬 오프셋과 프로그램하기 위해 유연성을 제공하는 것이다. 이미지 제어는 이미지 데이터가 판독되는 스켄 프레임과 서브 프레임 모두에 대한 프레임 사이즈를 조절하기 위해 유연성을 제공할 수 있다. 횡렬(0)(121)에 대한 픽셀 조건부 리세트 시퀸스(103)에 의한 8.192ms 픽셀은 횡렬 315(123)의 종렬 176에서 시작된다.

리세트할 횡렬는 레세트가 0인 420 모듀로(420)를 생성을 실행하는 횡렬(315) 8.192 미리 초 집적 기간에 대한 횡렬 오프셋을 가산하여 산출되어 횡렬 0가 시퀸스(103)에서 리세트된다. 이 리세트는 해제되어 집적 기간이 종렬 208(113)에서 시작되어 직접의 개시, 즉, 종렬 208로부터 횡렬 판독, 종렬 14까지의 종렬 오프셋은 14-208=-194이다.

리세트의 해제로부터 판독까지의 시간은 스켄 횡렬 당 픽셀수 + 집적 기간의 개시와 종료에서의 픽셀 사이의 표시된 종렬 오프셋에 횡렬 오프세트를 곱하고 이 값을 스켄 속도로 나누면 된다.

(176*626-194)/8=8.192미리초.

횡렬0에 대한 픽셀 조건부 리세트 시퀸스(104)에 의한 2.048 ms 픽셀은 횡렬 393(124)의 종렬 500에서 시작된다, 리세트할 횡렬는 리세트가 0인 420 모듈로 420을 생성을 수행하는 횡렬 393에 2.048 미리초 집적 기간에 대한 27의 횡렬 오프셋을 가산하여 산출되어 직접의 개시, 종렬 208로부터 횡렬 판독, 종렬 14까지의 종렬 오프셋은 14-532=518이다.

리세트의 해제로부터 판독에 걸리는 시간은 스켄 횡렬당 픽셀의 수 + 집적 기간의 개시와 종료시의 픽셀 사이의 표시된 오프셋에 횡렬 오프셋을 곱하고 이 값을 스켄 속도로 나누면 된다.

(27*625-518)/8=2.048미리초.

횡렬 0(121)에 대한 픽셀 조건부 리세트 시퀸스(105)에 의한 512 μs 픽셀은 횡렬413(125)의 종렬 268에서 시작된다. 리세트하려는 횡렬는 리세트가 0인 420 모듈로 420을 생성하는 횡렬 413에 512 마이크로초 집적 기간에 대한 7의 횡렬 오프세트를 가산하여 산출되어 횡렬 0가 시퀸스 105에 리세트된다.

이 리셋트는 해제되고 집적 기간이 종렬300(115)에서 시작되어 직접 개시, 즉 종렬 300으로부터 횡렬 판독, 즉 종렬 14까지의 종렬 오프셋은 14-300=286이다.

리세트의 해제로부터 판독까지 걸리는 시간은 집적 기간의 개시와 종료시의 픽셀사이의 표시된 종렬 오프세트 +스켄 횡렬당 픽셀의 수에 횡렬 오프셋트을 곱하고 이 값을 스켄 속도로 나누면 된다.

(7*626-286)/8=512마이크로초.

횡렬0(121)에 대한 픽셀 조건부 리세트 시퀸스(106)에 의한 128 μs 픽셀은 횡렬418(126)의 종렬 210에서 시작된다. 리세트될 횡렬는 리세트가 420 모듈로 420을 생성하는 횡렬418에 128 마이크로 초 집적 기간에 대한 2의 횡렬 오프셋을 가산하여 산출되어 횡렬 0이 시퀸스106에 리세트 된다.

이 리세트가 해제되고 집적 기간이 종렬 242(114)에서 시작되어 직접의 개시, 즉, 종렬 242에서 횡렬 판독, 종렬 14까지의 종렬 오프셋트는 14-242=228이다.

리세트의 해제로부터 판독까지 걸리는 시간은 집적 기간의 개시와 종료시의 픽셀사이의 표시된 오프셋트 + 스켄 횡렬 당 픽셀의 수에 횡렬 오프셋을 곱하고 이 값은 스켄 속도로 나누면 된다.

(2*626-228)/8=128마이크로초.

횡렬 0(121)에 대한 픽셀 조건부 리세트 시퀸스에 의한 32 μs 픽셀은 횡렬419(127)의 종렬352에서 시작된다. 리세트할 횡렬는 리세트가 0인 420 모듈로 420을 생성하는 횡렬 419에 32 마이크로초 집적 기간에 대한 횡렬 오프셋을 가산하여 산출되어 직접의 개시, 즉, 종렬 384로부터 횡렬 판독, 즉 종렬 14까지의 종렬 오프셋트는 14-384=370이다.

리세트의 해제로부터 판독에 걸리는 시간은 직접 개시 및 종료시의 픽셀 사이의 표시된 오프셋트 + 스켄 횡렬당 픽셀의 수에 횡렬 오프셋을 곱하고 이값을 스켄 속도로 나누면 된다.

(1*626-370)/8=32 마이크로초이다.

횡렬 0(121)에 대한 픽셀 조건부 리세트 시퀸스(108)에 의한 8 μs 픽셀은 횡렬 419(127)의 종렬 544에서 시작된다. 리세트하려는 횡렬는 리세트가 0인 420 모듈러 420을 생성하는 횡렬 419에 8마이크로초 집적 기간에 대한 1의 횡렬 오프셋을 가산하여 산출되어 횡렬 0이 시퀸스(108)에서 리세트된다.

이 리세트가 해제되고 집적 기간은 종렬 576(118)에서 시작하여 직접의 개시, 즉 종렬 576에서 횡렬 판독, 종렬 14까지의 종렬 오프셋이 14-576=-562이다.

리세트의 해제로부터 판독에 걸리는 시간은 집적 기간의 개시 및 종료에서의 픽셀사이의 표시된 종렬 오프셋 + 스켄 횡렬 당 픽셀의 수에 횡렬 오프셋을 곱고 이 값을 주사 속도로 나누면 된다.

(1*626-562)/8=8마이크로초이다.

횡렬 0(121)에 대한 픽셀 조건부 리세트 시퀸스(109)에 의한 2 μs 픽셀은 횡렬419(127)의 종렬 592에서 시작된다. 리세트할 횡렬는 리세트가 0인 420 모듈로 420을 생성하는 횡렬 419에 2 마이크로초 집적 기간의 1의 횡렬 오프셋을 가산하여 산출되어 횡렬 0이 시퀸스109에 리세트된다.

이 리세트가 해제되고 집적 기간은 종렬 624(119)에서 시작하여 직접의 개시, 즉 종렬 624에서 횡렬 판독, 즉, 종렬 14가지의 종렬 오프셋은 14-624=-610이다.

리세트의 해제로부터 판독까지 걸리는 시간은 집적 기간의 개시와 종료시에서의 픽셀사이의 표시된 종렬 오프셋 + 스켄 횡렬 당 픽셀의 수에 횡렬 오프셋을 곱하고 이 값을 스켄 속도로 나누면 된다.

(1*626-610)/8=2마이크로초.

횡렬 0에 대한 리세트와 판독 시퀸스를 설명하는 도 1과 유사한 시퀸스는 이미지 스켄 프레임의 각각의 나머지 419 횡렬에 대하여 실행된다. 도 2에서, 횡렬 50에서의 픽셀의 리세트에 대한 리세트 시퀸스는 도 1에 도시된 동일한 이미징 어레이를 사용하여 도시되어 있다. 도 2에서, 횡렬50의 픽셀에 적용되는 리세트의 초기화 또는 조건부 리세트 터스크가 예시되어 있다.

횡렬 50(201)에 대한 횡렬 판독 시퀸스가 횡렬 50(221)의 종렬 1에서 시작되고 효과적인 판독이 종렬 14에서 발생한다. 이 판독은 초기 프레임을 통해 스켄 동안 압축되어 리세트 시퀸스가 이 프레임 동안 초기화되어 판독 시퀸스에 포함된 모든 연속 프레임에 대해 수행되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 하나의 프레임 만이 판독될 때, 두 개의 스켄 프레임은 첫째로, 집적 기간의 초기화를 시작하는 것이고 둘째로, 판독을 행하여 판독된 각각의 픽셀에 대한 적절한 리세트 시퀸스를 제공하기 위해 리세트와 조건부 리세트의 처리를 지속하는 것이다.

횡렬 50(221)에 대한 32.768 ms 비 조건부 리세트 시퀸스(202)가 횡렬 51(222)의 종렬 132에서 시작된다. 리세트할 횡렬는 리세트가 50인 470 모듈로 470을 생성하는 횡렬 51에 32.768 미리초 집적 기간에 대한 429의 횡렬 오프셋을 가산하여 산출되어 횡렬 50이 시퀸스(202)에서 리세트된다. 리세트는 해제되고 집적 기간이 종렬164(212)에서 시작되어 직접의 개시, 즉, 종렬 164에서 횡렬 판독, 즉 종렬 14까지의 종렬 오프셋은 14-164=-150이다.

리세트의 해제로부터 판독까지의 시간이 집적 기간의 개시 및 종료에서의 픽셀사이의 표시된 종렬 오프셋 +스켄 횡렬의 수에 횡렬 오프셋을 곱하고 이값을 스켄 속도로 나누면 된다.

(419*626-150)/8=32.768미리초.

횡렬50(221)에 대한 픽셀 조건부 리세트 시퀸스(203)에 의한 8.192ms는 횡렬 365(223)에 대한 종렬 176에서 시작한다. 리세트할 횡렬는 50인 470 모듈러 420을 생성하는 횡렬 356에 8.192 미리초 집적 기간에 대한 105의 횡렬 오프셋을 가산함으로써 산출되어 횡렬 50이 시퀸스 203에서 리세트된다. 이 리세트가 해제되고 집적 기간이 종렬 208(213)에서 시작되어 직접의 개시, 즉 종렬 208에서 횡렬 판독, 즉 종렬 14까지의 종렬 오프셋이 14-208=-194이다.

리세트의 해제로부터 판독까지 걸리는 시간은 집적 기간의 개시 및 종료시의 픽셀사이의 표시된 종렬 오프셋 + 스켄 횡렬 당 픽셀의 수에 횡렬 오프셋을 곱하고 이값을 스켄 속도로 나누면 된다.

(176*626-194)/8=8.192미리초.

횡렬 50(221)에 대한 픽셀 조건부 리세트 시퀸스(204)에 의한 2.048 ms 픽셀이 횡렬 23(224)의 종렬 500에서 시작된다. 리세트할 횡렬는 리세트가 50인 50 모듈로 420을 생성하는 횡렬 50에 2.048미리초 집적 기간에 대한 27 횡렬 오프셋을 가산함으로써 산출되어 횡렬 50는 시퀸스(204)에서 리세트된다. 이 리세트는 해제되고 집적 기간이 종렬 532(217)에서 시작하여 직접의 개시, 즉 종렬 208로부터 횡렬 판독, 즉 종렬 14까지의 종렬 오프셋은 14-532=-518이다.

리세트의 해제로부터 판독에 걸리는 시간은 집적 기간의 개시 및 종료시의 픽셀사이의 표시된 종렬 오프셋 + 스켄 횡렬 당 픽셀의 수에 횡렬 오프셋을 곱하여 이값을 주사 속도로 나누면 된다.

(27*626-518)/8=2.048미리초.

횡렬 50(221)에 대한 픽셀 조건부 리세트 시퀸스(205)에 의한 512μs 픽셀이 횡렬 43(225)의 종렬 268에서 시작된다. 리세트될 횡렬는 리세트가 50인 50 모듈로 420을 생성하는 횡렬 43에 512 마이크로초 집적 기간에 대한 7의 횡렬 오프셋을 가산함으로써 산출되어 횡렬 50이 시퀸스(205)에서 리세트된다.

이 리세트는 해제되고 집적 기간이 종렬 300(215)에서 시작되어 직접의 개시, 즉 종렬 300으로부터 횡렬 판독, 종렬 14까지의 종렬 오프셋이 14-300=-286이다.

리세트의 해제로부터 판독까지 걸리는 시간은 집적 기간의 개시 및 종료시의 픽셀 사이의 표시된 종렬 오프셋 + 스켄 횡렬 당 픽셀의 수에 횡렬 오프셋을 곱하여 이 값을 스켄 속도로 나누면 된다.

(7*626-286)/8=512미리초.

횡렬 50(221)에 대한 픽셀 조건부 리세트 시퀸스(206)에 의한 128 μs 픽셀은 횡렬 48(226)의 종렬 210에서 시작된다. 리세트할 횡렬는 리세트가 50인 50 모듈로 420을 생성하는 횡렬 48에 128 마이크로초 집적 기간에 대한 횡렬 오프셋을 가산함으로써 산출되어 횡렬 50이 시퀸스 206에서 리세트된다. 이 리세트는 해제되어 직접 기가이 종렬 242(214)에서 시작되어 직접의 개시, 즉 종렬 242에서 횡렬 판독, 종렬 14까지의 종렬 오프셋이 14-242=-228이다.

리세트의 해제로부터 판독까지 걸리는 시간은 집적 기간의 개시 및 종료시의 픽셀사이의 표시된 종렬 오프셋 + 스켄 횡렬 당 픽셀의 수에 횡렬 오프셋을 곱하고 이값을 스켄 속도를 나누면 된다.

(2*626-228)/8=128 마이크로초.

횡렬 50(221)에 대한 픽셀 조건부 리세트 시퀸스에 의한 32 μs 픽셀은 횡렬 49(227)의 종렬 352에서 시작된다. 리세트할 횡렬는 리세트가 50인 50 모듈로 420을 생성하는 횡렬 49에 32마이크로초 집적 기간에 대한 1의 횡렬 오프셋을 가산하여 산출되어 횡렬 50가 시퀸스207에서 리세트된다.

이 리세트는 해제되고 집적 기간이 종렬 384(216)에서 시작되어 집적의 개시, 즉 종렬 384에서 횡렬 판독, 즉 종렬 14까지의 종렬 오프셋이 14-384=-370이다.

리세트의 해제로부터 판독까지 걸리는 시간은 집적 기간의 개시 및 종료시의 픽셀사이의 표시된 종렬 오프세 + 스켄 횡렬 당 픽셀 수에 횡렬 오프셋을 곱하여 이 값을 스켄 속도로 나누면 된다.

(1*626-370)/8=32마이크초.

횡렬 50(221)에 대한 픽셀 조건부 리세트 시퀸스(208)에 의한 8 μs 픽셀은 횡렬 49(227)의 종렬 544에서 시작된다.

리세트할 횡렬는 리세트가 50인 50 모듈러 426을 생성하는 횡렬 49에 8마이크로초 집적 기간에 대한 횡렬 오프셋을 가산하여 산출되어 횡렬 50은 시퀸스 208에서 리세트된다.

이 리세트가 해제되고 집적 기간이 종렬 576(218)에서 시작하여 집적 개시, 즉 종렬 576에서 횡렬 판독, 즉 종렬 14가지의 종렬 오프셋이 14-576=-562이다.

리세트의 해제로부터 파독에 걸리는 시간은 집적 기간의 개시와 종료시의 픽셀사이의 표시된 종렬 오프셋 + 스켄 횡렬 당 픽셀의 수에 횡렬 오프셋을 곱하여 이 값을 주사 속도로 나누면 된다.

(1*626-562)/8=8마이크로초

횡렬 50(221)에 대한 픽셀 조건부 리세트 시퀸스(209)에 의한 2 μs 픽셀은 횡렬 49(227)의 종렬 592에서 시작된다. 리세트할 횡렬는 리세트가 50인 50 모듈러 420을 생성하는 횡렬 49에 2 마이크로초 집적 기간에 대한 1의 횡렬 오프셋을 가산하여 산출되어 횡렬 50가 시퀸스 209에서 리세트 된다.

리세트가 해제되고 집적 기간은 종렬 624(219)에서 시작되어 직접의 개시, 즉 종렬 624로부터 횡렬 판독, 즉 종렬 14까지의 종렬 오프셋은 14-624=-610이다.

리세트의 해제로부터 판독까지 걸리는 시간은 집적 기간의 개시 및 종료시의 픽셀사이의 표시된 종렬 오프셋 + 스켄 횡렬 당 픽셀의 수에 횡렬 오프셋을 곱하여 이 값을 스켄 속도로 나누면 된다.

(1*626-610)/8=2마이크로초

도 1 및 도 2는 선택된 리세트 및 횡렬 판독 스케즐에 대한 패턴을 결합적으로 도시한다. 횡렬 50은 횡렬 0 뒤에 50 횡렬를 오게 한다.

횡렬 번호가 최소 양의 정수 모듈로로 표현되는 모듈로 산술을 이용하여 표현된 스켄 프레임의 횡렬 번호, 도 2의 리세트 및 횡렬 판독 터스크는 대응하는 횡렬 판독 또는 리세트 터스크 후 50 횡렬를 발생시킨다. 이 동일한 커러스펀던(correspondance)는 이미지 어레의 어떤 쌍의 횡렬에 대하여 유지된다.

이미 징 어레이의 한 쌍의 횡렬에 대해 대응하는 터스크가 그 쌍의 개별 횡렬에 대해 수행되는 간격 사이에 (모듈로 산술을 사용하여)일정한 횡렬 오프셋이 존재한다. 도 3은 횡렬 판독과 횡렬 리세트 터스크가 서로 비 충동적이고, 그리고 특정 고 동적 이미져 판독 시퀸스에 대해 미리 결정된 증분 종렬 카우트 값 또는 종렬 타임의 범위에 걸쳐 수행된다.

예시된 설계에서, 이 특성은 횡렬 판독 및 직접 시간 관련 리세트 터스크가 판독 시퀸스에 대해 미리 결정되는 것이 바람직하고 종렬 타이밍 값의 비 중첩 범위에 걸쳐 발생하도록 배열된 종렬 시간 간격에 관계되는 특정 고 동적 범위 판독 시퀸스에 대하여 강력한 제한에 의해 만족 된다.

더구나, 종렬 간격은 특정 이미지 판독 시퀸스로 판독된 이미져의 각각의 횡렬에 대한 횡렬 판독 및 리세트 터스크의 시퀸싱에 일정하게 적용되는 것이 바람직하다.

바람직한 설계에서, 횡렬 판독이 각각의 횡렬에 대해 이루어진 종렬 범위는 특정 판독 터스크에 대해 미리 선택되는 것이 바람직하다.

다음, 특정 집적 기간과 리세트 터스크가 수행된 종렬 카운트 범위는 특정 집적 기간과 관련된 바람직한 종렬 오프셋을 제공하도록 선택되는 것이 바람직하고, 횡렬 오프셋은 특정 집적 기간과 관련된 바람직한 횡렬 오프셋을 제공하도록 선택되는 것이 바람직하다.

스켄 시퀸스의 타이밍 커비던스(timming cadence)와 관련된 횡렬 오프셋은 바람직한 집적 기간을 제공하는 것이 바람직하다. 이 목적을 위해, 처리가 적어도 부분적으로 횡으로 평하게 수행되는 경우, 종렬 카운트는 횡렬 타이밍(row timming), 횡렬 스퀸닝 터스크와 동기화한 처리를 위해 타임 베이스 역할을 한다.

옵션으로, 이 타이밍은 횡렬의 픽셀의 종렬 또는 번호에 직접 관련되지 않아야 한다. 타임 베이스가 픽셀 A/D 변환, 이미지 프레임을 통해 시퀸스하는 픽셀 옆의 픽셀에 통상적으로 직접 관련된 판독 터스크 및 픽셀 포멧 처리를 시퀸스하는데 편리하게 이용될 수 있기 때문에, 실제 종렬에 종렬 카운터를 관련하는 것은 단지 펀리함 때문이다.

도 3을 참조하면, 스켄 프레임은 303에서의 종렬 0으로부터 304에서의 종렬 625을 통해, 그리고 301에서의 횡렬 0에서부터 302에서의 횡렬 419을 통해 연장되어 있다. 어느 실시 예에서, 일반적인 횡렬 또는 종렬 오프셋은 이미징 프레임의 오리진(origin)을 효과적으로 조절하도록 참조 된 횡렬 및/또는 종렬 카운트에 더해질 수 있다. 이 옵션은 본 발명의 부분으로 간주 되지만, 본 발명을 간단히 하기위해, 이는 도 3에 포함하지 않는다.

각각의 횡렬에 대한 횡렬 판독은 어드레스된 횡렬에 적용되고, 종렬 1로부터 바(bar)(305)로 표시된 종렬(34)을 통해 연장한 간격 동안 실행된다.

각각의 횡렬에 대한 32.768 미리초 리세트는 어드레가 419(32.768 미리초 집적 기간에 대한 횡렬 오프셋) 횡렬 어드레스 모듈로 420(이미져 스켄 프레임에서의 횡렬의 수)에 더하여 산출되는 횡렬에 적용된다.

리세트는 종렬 132로부터 바(306)으로 표시된 종렬 165를 통해 연장한 종렬 간격에 걸쳐 발생한다. 이 리세트는 집적 기간이 종렬 기간164(314) 초기에 시작하도록 해제된다.

이것은 -150 종렬의 바람직한 오프셋을 32.768 마이크로초 집적 기간에 대한 종렬14에서의 횡렬 판독 터스크에 제공한다.

각각의 횡렬에 대한 8.192 미리초 픽셀 레벨 조건부 횡렬 리세트는 어드레스가 105(8.192 미리초 집적 기간에 대한 횡렬 오프셋)를 횡렬 어드레스 모듈로 420(이미져 스켄 프레임의 횡렬의 수)에 가산함으로써 산출되는 횡렬에 적용된다. 이 리세트는 종렬 176으로부터 바307로 표시된 종렬 209를 통해 연장한 종렬 간격을 걸쳐 발생한다. 집적 기간이 종렬 기간 208(315)의 초기에서 시작한다. 이것은 -194 종렬의 바람직한 종렬 오프셋을 8.192 미치초 집적 기간 동안 종렬 14에서의 횡렬 판독 터스크에 제공된다.

각각의 횡렬에 대한 2.048 미리초 픽셀 레벨 조건부 횡렬 리세트는 27( 2.048 미리초 집적 기간에 대한 횡렬 오프셋)을 횡렬 어드레스 모듈로 420(이미져 스켄 프레임의 횡렬의 수)에 가산함으로 산출되는 횡렬에 적용된다. 이 리세트는 종렬 500으로부터 바 311로 표시된 종렬 533을 통해 연장한 종렬 간격에 걸쳐 발생한다. 이 리세트는 집적 기간이 종렬 기간 532(319)의 초기에서 시작한다. 이는 -518 종렬의 바람직한 종렬 오프셋을 2.048 미리초 집적 기간에 대한 종렬 14에서의 횡렬 판독 터스크에 제공한다.

각각의 횡렬에 대한 512 마이크로초 픽셀 레벨 조건부 횡렬 리세트가 7(512 마이크로초 집적 기간에 대한 횡렬 오프셋)을 횡렬 어드레스 모듈러 420(이미져 스켄 프레임에서의 횡렬의 수)에 가산함으로써 산출되는 횡렬에 적용된다. 이 리세트는 종렬 268로부터 바 309로 표시된 종렬 301을 통해 연장한 종렬 간격에 걸쳐 발생한다. 이 리세트는 집적 기간이 종렬 기간 300(317)의 초기에 시작하도록 해제된다. 이는 -286의 바람직한 종렬 오프셋을 512 마이크로초 집적 기간에 대한 종렬 14에서의 횡렬 판독 터스크에 제공한다.

각각의 횡렬에 대한 128 마이크로초 픽셀 레벨 조건부 횡렬 리세트는 2(128 마이크로초 집적 기간의 수)를 횡렬 어드레스 모듈로 420(이미져 스켄 프레임에서의 횡렬의 수)에 가산함으로써 산출되는 횡렬에 적용된다. 이 리세트는 종렬 210으로부터 바 308로 표시된 종렬 243을 통해 연장한 종렬 기간에 걸쳐 발생한다. 이 리세트는 집적 기간이 종렬 기간 242(316)의 초기에서 시작하도록 해제된다. 이는 -228 종렬의 바람직한 종렬 오프셋을 128 마이크로초 집적 기간에 대한 종렬14에서의 횡렬 터스크에 제공한다.

각각의 횡렬에 대한 32 마이크로초 픽셀 레벨 조건부 횡렬 리세트는 1(32 마이크로초 집적 기간에 대한 횡렬 오프셋)을 횡렬 어드레스 모듈로 420(이미져 스켄 프레임에서의 횡렬의 수)에 가산하여 산출되는 횡렬에 적용된다. 이 리세트는 종렬 352로 부터 바 310으로 나타난 종렬 385를 통해 연장한 종렬 간격에 걸쳐 발생한다. 이 리세트는 집적 기간이 종렬 기간 384(318)의 초기에서 시작하도록 해제된다. 이것은 -370 종렬의 바람직한 종렬 오프셋을 32 마이크로초 집적 기간에 대한 종렬 14에서의 횡렬 판독 터스크에 제공한다.

각각의 횡렬에 대한 8마이크로초 픽셀 레벨 조건부 횡렬 리세트는 어드레스가 1(8마이크로초 집적 기간에 대한 횡렬 오프셋)을 횡렬 어드레스 모듈로 420(이미져 스켄 프레임에서의 횡렬의 수)에 가산함으로써 산출되는 횡렬에 적용된다.

이 리세트는 종렬 352로부터 바 310으로 표시된 종렬 385을 통해 연장한 종렬 기간에 걸쳐 발생한다. 이 리세트는 집적 기간이 종렬 기간 384(318)의 초기에서 시작되도록 해제된다. 이것은 -370 종렬의 바람직한 종렬 오프셋을 32 마이크로초 집적 기간에 대한 종렬 14에서의 횡렬 판독 터스크에 제공한다.

각각의 횡렬에 대한 8마이크로초 픽셀 레벨 조건부 횡렬 리세트는 어드레스가 1(8마이크로초 집적 기간에 대한 횡렬 오프셋의 횡렬 수)를 횡렬 어드레스 모듈로(이미져 스켄 프레임의 횡렬의 수)에 가산함으로써 산출되는 횡렬에 적용된다. 이 리세트는 종렬 544로부터 바 312로 표시된 종렬 577을 통해 연장한 종렬 기간에 걸쳐 발생한다. 리세트는 집적 기간이 종렬 기간 576(320)의 초기에서 시작하도록 해제된다. 이것은 -562 종렬의 바람직한 종렬 오프셋을 8마이크로초 직접 기간에 대한 종렬 14에서의 횡렬 판독 터스크에 제공한다.

각각의 횡렬에 대한 2마이크로초 픽셀 레벨 조건부 횡렬 리세트는 어드레스가 1(2 마이크로초 집적 기간에 대한 횡렬 오프셋)을 횡렬 어드레스 모듈로 420(이미져 스켄 프레임에서의 횡렬의 수)를 더하므로써 산출되는 횡렬에 적용된다. 이 리세트는 종렬 592로부터 바 313으로 나타나는 종렬 625을 통해 연장한 종렬 간격에 결쳐 발생한다. 이 리세트는 집적 기간이 종렬 기간 624(321)의 초기에서 시작한다. 이는 -610 종렬의 바람직한 종렬 오프셋을 2 마이크로초 집적 기간에 대한 종렬 14에서의 횡렬 판독 터스크에 제공한다.

전체 영역의 반을 대략 차지하는 도 3의 영역에 대해, 적어도 부분적인 횡렬 병행 터스크(row parallel task)에 강력한 상대적 처리가 수행된다. 이것은 예시된 실시 예에서, 노출 제어와 이미지 획득에 관한 적어도 부분적인 횡렬 병행 터스크가 대립 없이, 횡렬 병행 프로세싱 컴퍼넌트, 횡렬 선택 및 종렬 판독 선택 로직, 횡렬 종렬 교차점 픽셀 선택 리세트 로직 및 집적 기간 설정 메모리 엑세스를 공유하도록 그리고 이 터스크가 이미지 휙득 중에 시간의 50% 활성화하도록 노출 제어 처리가 분배된다.

집적 기간 특정 리세트 터스크와 횡렬 판독 터스크가 다른 집적 기간과 관련된 종렬 타임과 일반적으로 중첩하지 않는 예비 선택 종렬 타임 동안 발생하도록 이들을 분할함으로써, 그리고, 각각의 집적 기간 특정 리세트 터스크에 대해 적절한 횡렬 오프셋을 제공함으로써 동일한 횡렬 오프셋을 제공함으로써, 동일한 횡렬 오프셋이 종렬 시간이 주어진 범위 내에서 이루어진 동일한 집적 기간에 대하 모든 리세트에 적용되어 각각의 리세트 터스크가 수행될 수 있는 횡렬 내의 전용 종렬 범위에서 대립하지 않은 타임 슬롯을 갖는 횡렬를 갖는다.

도 4는 고 동적 범위 이미징 장치의 예시적인 설계의 블록도를 나타낸다. 이미징 장치는 본 발명의 동적 범위 증대 능력을 포함하도록 개량된 종래의 롤링 셔터 CMOS 설계(rolling shutter CMOS design)를 토대로 하는 것이 바람직하다.

이 블록도는 종래의 롤링 셔터설계에 있는 구성을 간략화했다. 블록도(410-415) 모두는 이미져의 픽셀의 종렬에 관련된 신호로 하나 또는 다른 방식으로 동작한다. 따라서, 종렬 관련 신호가 각각의 블록에서 받드시 이용되지 않고서 어느 블록을 통해 루트되어 각각의 블록이 적절한 종렬 관련 신호에 엑세스한다고 상정했다.

직접 및 횡렬 판독 타이밍은 스켄 종렬 카운터(403)를 토대로 이하며, 이 카운터는 예시적인 설계에서, 제로부터 최대값(예시적인 설계에서, 625)을 통해 증분적으로 카운트하고 다음 카운트에서 제로로되고 다시, 제로에서 최대값으로 증분적으로 카운트한다.

예시적인 실시 예에서, 스켄 횡렬 카우트(402)는 카운트 제로(0)에서 시작하고 최대값(예시적인 실시예에서 419)으로 증분적으로 카운트하고 다시 다음 카운트에서 제로로되고 최대값으로 다시 증분적으로 카운트한다.

가능한 집적 기간(예시적인 실시예에서 전체 8개) 중 하나의 자동 선택을 수용하기 위해 횡렬 픽셀이 가장 긴 집적 기간의 초기에 모두 리세트한 다음 각각의 픽셀 및 이와 관련된 레코드가 각각의 연속하는 짧은 집적 기간 시작 전에 막 인터로게이트(interrogate)되고 그 횡렬의 각각의 픽셀이 픽셀에 대한 리세트 히스토리 및 임계값에 대한 현재 픽셀 값의 비교를 토대로 조건부로 리세트된다.

픽셀이 리세트되지 않을 때마다, 판독되지 전의 다시 리세트되지 않고 가장 최근의 전의 리세트에 의해 개시된 집적 기간을 완료하도록 직접되는 것이 바람직하다. 픽셀이 리세트(초기 무조건 리세트를 포함하는 것이 바람직하다)할 때마다, 픽셀(픽셀 당 3비트가 8가능한 선택 리세트 상태 중 하나를 확인하기 위해 요구되는 전부이다)과 관련된 메모리는 리세트하는 집적 기간을 나타내기 위해 갱신된다. 픽셀에 대한 메모리 값이 픽셀이 리세트 되지 않는 조건부 리세트 터스크 동안 변경되지 않는 것이 바람직하다.

집적 기간 종기에 픽셀과 관련된 값은 어느 집적 기간이 판독에 사용되는지를 나타낸다. 이 정보는 횡렬에서의 픽셀의 판독과 A/D변환과 동기화 방식으로 판독되는 것이 바람직하며, 최종 판독 값을 적절히 측정하기 위해 사용되는 것이 바람직하다. 바람직한 설계에 있어서, 횡렬에서의 집적 기간이 모두 동시에 종료되도록, 다시 말해, 집적 기간을 종료하는 횡렬 판독이 각각의 픽셀에 대한 실제 집적 기간과 무관하게 횡렬의 모든 픽셀에 대해 동시에 이루어지도록 개시되는 것이 바람직하다. 집적 기간의 종기에, 횡렬는 선택된 횡렬에서의 픽셀 값을 샘플링 캐패시터의 횡렬에 전달하는 시퀸스에 의해 판독되는 것이 바람직하고 이 리세트 전압을 샘플링 캐패시터의 제 2 횡렬에 전달하여 사용되는 집적 기간의 레코드를 반사하기위해 이를 조절한다.

도 4의 블록도에서, 스켄 횡렬 카운터 (402), 스켄 종렬 카운터(403), 범용 종렬 오프셋 가산기(404), 범용 횡렬 오프셋 (405), 횡렬 선택기(409), 횡렬 판독 샘플 및 유지기(411), 증폭기(416) 및 아날로그/디지털 변환기(417)는 종래의 이미징 어레이에 이용되는 소자와 유사할 수 있다. 하나 이상의 고 동적 범위 모드에서 동작할 수 있으면서도, 표준 동적 범위 모드에서 동작하는 옵션을 제공하는 것은 종래의 이미져의 구성에 비하여 이론적으로 직접적으로 진보한 것이다. 제어 회로(400)는 이미져에 통신된 명령을 수신하여 아래에 설명된 명령 시퀸스를 제어한다.

고 동적 범위 이미지를 얻기 위해, 스켄 종렬 카운터(403)는 각각의 횡렬에 대한 종렬 레인지를 통해 사이클 되고 스켄 횡렬 카운터(402)는 스켄 종렬 카운터(403)에 의해 종렬 카운트를 통해 사이클의 완료에 의해 나타나 듯이, 각각의 새로운 횡렬에 대해 증분된다. 픽셀 리세트 및 횡렬 판독 기능 선택 회로(407)는 종렬 카운트 레인지를 디코드하고 신호를 발생하여 횡렬 판독 및 여러 리세트 기능을 개시하여 제어한다. 픽셀 리세트 임계 발생기(408)는 능동 리세트 터스크에 의해 개시된 특정 집적 기간에 임의적으로 의존하는 임계값을 발생한다. 이 임계값은 횡렬의 각각의 픽셀을 리세트 하는지 여부에 관한 부분적인 결정을 위해 선택된 횡렬의 각각의 픽셀에 대한 직접 변경 레벨을 나타내는 신호와 비교된다. 이러한 결정은 픽셀 곱하기 픽셀을 토대로 이루어진다. 픽셀 리세트 횡렬 발생기(406)는 횡렬가 판독되거나 어느 경우 리세트 터스크가 활성화되는지를 나타내는 리세트 횡렬 판독 기능 선택 회로(407)로부터 신호를 수신하고 횡렬 리세트 터스크를 위해 리세트에 의해 개시될 집적 기간 동안에 적절한 횡렬 리세트를 발생한다. 바닥에서 스켄 프레임의 상부까지 적절히 사이클 하도록 하는 범위에 발생한 횡렬 어드레스를 유지하도록 바람직하기로는 모듈로 산술을 사용하여 처리할 리세트와 관련된 집적 기간 동안 적절한 오프셋 값을 횡렬 어드레스에 가산한다. 일반적인 횡렬와 종렬 오프셋은 이미징 어레이(410)의 이미지 프레임의 오리진을 제어하는 추가의 유연성을 제공하도록 블록(404) 및 (405)의 횡렬 및 종렬값에 임의적으로 가산된다. 횡렬 선택 회로(409)는 횡렬 선택 어드레스를 디코드하고 선택된 횡렬에 대해 횡렬 처리에 사용되는 횡렬에 이용되는 제어신호를 게이트한다. 이미징 어레이(410)는 각각의 픽셀 내에 특징을 제공하여 수행되는 것이 바람직한 개별 픽셀 리세트 능력을 포함하여 리세트가 리세트할 각각의 픽셀에 대해 횡렬 및 종렬 신호의 코인시던트 어서션(coincident assertion)에 의해 성취된다. 사용시, 횡렬의 픽셀을 선택적으로 리세트하기 위해, 선택된 횡렬에 대한 횡렬 리세트가 어서트(assert)되고 종렬 리세트 라인이 리세트에 대해 선택된 횡렬의 픽셀에 대해서만 어서트 된다. 횡렬 판독 샘플 및 유지 회로(411)는 이미져의 픽셀의 각각의 종렬에 대한 아날로그 값을 샘플하도록 하는 샘플링 캐패시터를 포함하는 것이 바람직하다. 이 회로는 종래의 회로와 유사하며, 각각의 종렬 판독 라인위의 리세트 기준 레벨과 판독 값 모두의 연속 샘플링을 포함하는 것이 바람직하다. 이 회로는 또한 종렬 선택 회로(412)로부터 신호에 대한 응답을 제공하고 출력 증폭기(416)에 대해 선택된 종렬에 대한 아날로그 값을 게이트하도록 한다. 증폭기(416)으로부터 증폭되고 바람직하기로는 오프셋 보정 값이 아날로그/디지털 변환기(417)에 의해 디지털 형태로 변환된다. 메모리에 저장된 값으로 표시되어 있듯이, 판독에 사용된 집적 기간을 고려한 픽셀에 의해 수신된 광 레벨을 적절히 나타내도록 출력 신호가 스케일(scale)되도록 픽셀 처리 회로(418)는 종렬 어드레스 가능한 픽셀 횡렬 버퍼 메모리(413)로부터 얻어진 판독을 하는데 이용되는 집적 기간의 메모리 표시와 결합하는 아날로그/디지털 변환기(417)로부터의 디지털 값을 조건(condition)으로 한다. 이러한 동작을 위해, 픽셀 판독 종렬 선택 회로(412)는 횡렬 판독 샘플 및 유지 회로(411)과 종렬 어드레스 가능한 픽셀 횡렬 버퍼 메모리(413)로부터 대응하는 값을 선택하는 것이 바람직하다. 파이프라인된 아날로그/디지털 변환 회로가 이용되는 경우, 어드레싱 계휙에서의 대응하는 파이프라인 또는 적절한 오프셋이 협동하여 픽셀 처리 회로(418)는 디지털화한 판독을 픽셀에 이용되는 집적 기간의 대응하는 표시와 결합한다. 종렬 어드레스 가능한 픽셀 횡렬 버퍼 메모리는 횡렬 판독 터스크 동안 픽셀 리세트 메모리(415)을 엑세스하여 메모리 레지스터(413)에서 판독되는 횡렬에 대한 리세트 정보를 버퍼한다. 예시적인 설계에서, 픽셀 리세트 메모리(415)는 픽셀 당 3비트를 포함하는 것이 바람직하다. 일반 횡렬 오프셋의 적용 전에 횡렬 선택에 이용되는 동일한 신호가 메모리를 어드레스 하기 위해 이용되도록 메모리가 조직되는 것이 바람직하다. 픽셀 당 3비트가 각각의 픽셀 또는 선택된 횡렬의 픽셀 관련 종렬에 병행하게 이용가능하다. 픽셀 임계값이 비교되고 조건부 리세트 블록(414)이 블록(408)으로부터 픽셀 리세트 임계 발생기 출력으로부터의 픽셀 리세트 임계치, 이미지 어레이(410)으로부터의 어레이의 선택된 횡렬의 각각의 픽셀상의 집적된 전하의 레벨을 나타내는 신호로 구동되는 종렬 라인, 픽셀 리세트 메모리(415)의 어드레스된 종렬 관련 워드로의 판독 및 기록 엑세스, 이미징 어레이 (410)에 대한 종렬 리세트 라인 및 픽셀 리세트 및 횡렬 판독 가능 선택 블록(407)으로부터의 제어 신호를 갖는다.

이것은 횡렬의 능동 픽셀의 각각 또는 유효부를 리세트 할지를 결정하기 위해 처리되고 있는 횡렬의 유효 부분에 대한 병행 터스크를 수행하도록 로직을 바람직하게 포함하고 선택된 횡렬(또는 횡렬의 픽셀의 유효부)의 각각의 픽셀에 대한 픽셀 리세트 메모리와 결합 된 집적된 광 유도 전하의 표시를 제어신호에 응답하여 포함하는 불록이다. 이 회로는 횡렬의 픽셀을 선택적으로 리세트하기 위해 종렬 리세트 신호를 선택적으로 출력하고 요구에 따라 횡렬의 픽셀에 대한 리세트 메모리를 갱신한다. 이것은 선택적으로 리세트 된 픽셀에 대해 설정된 새로운 집적 기간의 표시를 기록하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.

도 5는 이미징 어레이의 픽셀의 하나의 종렬과 관련된 회로의 간단한 블록도를 나타낸다. 도 5의 블록도에서, 예시적인 실시 예에서 420 픽셀을 포함하는 종렬의 하나의 픽셀은 블록 (501)내에서 픽셀(516)로 표시했다. 바람직한 실시 예에서, 픽셀처리는 노이즈 임계 치 횡렬 판독 터스크 동안 압축되고 또한, 이 기간 동안 픽셀 처리의 압축으로 인해 횡렬의 픽셀의 픽셀 곱하기 픽셀이 두 개의 터스크 사이에서의 타이밍 충돌을 제거하기 전에, 횡렬 판독 터스크의 병행 부분이 완료된다. 따라서, 이미져의 제 36 또는 이러한 수치적 종렬은 약 590 판독 가능한 종렬을 제공을 수행하는데 바람직하지 않다. 이미져 픽셀 어레이는 능동 이미징 영역 주변으로 광이 차단되는 다크 기준 픽셀의 가능한 횡렬와 종렬 및 가드 횡렬의 임의의 부가로 실질적으로 판독된 횡렬로 한정되지 않는다.

종렬 처리 회로는 판독된 종렬에 대해서만 실행될 필요가 있다. 따라서, 예시적 회로의 완전한 실행을 위해, 이 어레이는 590 종렬을 갖으며, 각각의 종렬은 예시적인 이미져의 각각의 420 횡렬에 대하 하나의 픽셀을 가지면서 420 픽셀을 갖는다. 이 회로의 나머지 부분은 629 픽셀 스켄 횡렬의 각각의 590 능동 픽셀에 대해 590 번 반복될 수 있다.

예시된 이미져는 특별한 고 동적 범위를 제공하는 리세트 처리를 잘 예시하기 위해 간략화되었다. 본 발명의 범위 내에서 고려된 이미져의 실행은 선행기술의 이미져가 제공된 특징을 거의 포함한다. 예를들어, 이러한 특징은 횡렬 판독 터스크의 병행 부와 잠재적으로 커버된 프레임의 더 큰 부분의 판독을 압축하도록 판독 구조에 포함될 수 있다.

이미져 명령 세트는 고 동적 범위 능력을 이용하지 않고 매우 높은 프레임 반복 속도와 같은 추가된 능력을 제공하는 명령을 포함할 수 있다.

이미지를 토대로 한 제어 응용에 있어서, 전체 시야의 작은 부분을 덮는 작은 스켄 프레임을 사용하여 더 빠른 시퀸스로 택해질 수 있는 이미지로 공 동적 범위내의 판독을 보충하는 것이 바람직하다.

이들 이미지에 대한 노출은 고 동적 범위 이미지에서 관측된 광 레벨을 토대로 적어도 부분적으로 이루어질 수 있다.

이러한 응용을 위해, 고 동적 범위 특성에 대한 유연한 셋팅 능력과 결합한 더 전통적인 일반 동적 범위 이미징은 본 발명의 고 동적 범위 특징과 결합하여 이용될 수 있는 종래의 이미징 기술의 유용한 결합이다. 스켄 프레임 사이즈, 각각의 리세트에 대한 횡렬와 종렬 오프세트의 선택, 및 판독 당 조건부 리세트의 번호 가 임의적으로 프로그램 가능하다. 하나의 리세트로부터 다음 리세트까지의 집적 기간의 비율은 예시적인 설계에서 4일 필요는 없고 각각의 연속 집적 기간에 대해 일정할 필요는 없다. 예를 들어, 이미져는 1로부터 다음까지의 기간의 비율이 4이고 또 다른 기간으로부터 다음 기간까지의 비율이 2의 정수 멱이 0이 아닌 정수 또는 8이다. 횡렬 및 종렬 카운트 및 어드레싱 회로를 실행하는 많은 논리적 등가 방법이 있다. 이 카운트 범위는 낮은 값과 높은 값 사이를 연장하는데, 낮은 값은 0이 아닌 수(nonzero)일 수 있고 심지어 음일 수 있다. 카운트 방향은 고에서 저로 유지된다. 이러한 변경으로, 카운트 값이 시퀸스되어 의도한 프레임의 바운드내에 유지되어 이 의도된 범위를 커버하도록 모듈로 산술의 개념이 확장되어야 한다. 판독은 모노토닉 시퀸스에 있을 필요는 없지만, 직접 시간을 설정하기 위해 적용된 횡렬 오프셋과 같은 특성에 한 비 표준 스켄 시퀸스의 적용이 적절한 동작을 제공하기 위해 주위있게 계획되어져야 한다. 스켄 타임을 산출하는 공식은 개량된 프레임 스켄 구조에 대해 적절히 직접 시간을 표시하도록 확장되어야 한다.

예시적인 설계에서, 공칭 32 미리초 집적 기간을 개시하기 위한 제 1 리세트와 공칭 8 미리초 집적 기간을 개시하기 위한 다음 리세트사이의 간격은 24 미리초이다. 픽셀에 일반적으로 이용되는 앤티 블로밍 회로(anti blooming circuit)와 합께 근접하게 공간을 둔 리세트는 과대 노출된 픽셀로부터 이웃하는 픽셀로의 전하의 과잉을 최소화하는데 도움이된다. 옵션으로, 리세트 사이의 긴 간격을 짧게 하기 위해, 제 2 집적 기간은 4 대 1 비율에 대한 8.192 미리 초 대신 2 대 1 비율에 대해 16.384로 선택될 수 있다. 연속하는 집적 기간은 2 대 1로 길어 질수 있거나 하나의 기간은 8대 1로 변경될 수 있거나 추가 비트는 집적 기간에 대한 태그를 엔코드하는데 이용될 수 있거나 8 보다 큰 집적 기간이 이용될 수 있다. 횡렬 오프셋과 횡렬 길이 사이의 균형 및 각각의 집적 기간에 대한 종렬 주기 간을 충돌하지 않게 하는 집적 기간의 가능한 조절이 평가하여 동작의 고 동적 범위 모드에 이용되는 각각의 세트의 집적 기간에 대해 적절히 선택될 필요가 있다.

횡렬 리세트 라인(515)( 각각의 횡렬당 하나), 횡렬 판독 엔어블 라인(520)(각각의 횡렬 당 하나), 종렬 어드레스 버스(512), 픽셀 판독 버스(523), 픽셀 리세트 기준 값(524), 횡렬 버퍼 메모리 기록 엔어블(526), 직접 시간 출력 버스(506), 무 조건 픽셀 리세트 엔어블 (529), 리세트 표시 플립 플롭 클럭(530), 집적 기간 태그 버스(513), 태그 메모리 갱신 엔어블(531), 및 횡렬 어드레스 버스(534)가 각각의 능동 종렬에 대한 대응하는 회로에 루트되어 공유되는 것이 바람직하다. 대표적인 픽셀(519)는 종렬에서의 각각의 능동 픽셀에 의해 공유되는 것이 바람직하다. 대표적인 픽셀(501)은 횡렬 선택 라인(520)상에 선택 신호를 어서팅하여 선택된다. 횡렬의 어서션(assertion)은 픽셀의 광 수집 영역(517)에서 수집된 전하를 나타내는 전압 레벨로 종렬 판독 라인(519)을 구동하는 520 엔어블 트렌지스터 회로(518)사이의 신호를 선택한다. 신호가 횡렬 리세트 라인(515)과 종렬 리세트 라인(503)에서 동시에 어서트할 때 리세트 회로(502)에 의해 픽셀이 리세트된다. 매우 간단하게 되시된 블록(504)는 회로(522)를 포함하며, 이 회로는 종렬 선택 어드레스 및 제어 버스(521)상의 신호에 응답하여 그리고 버스 (512)상의 제어신호에 응답하여 종렬 판독 라인(519)상의 신호를 샘플하여 버스(521)상의 적절한 제어 신호와 함께 매칭 종렬 선택 어드레스의 어서션에 응답하여 샘플된 픽셀 판독 신호를 판독 버스(523)에 게이트하도록 종렬 샘플링 캐패시터와 종렬 선택 회로를 포함한다. 예시적인 실시 예에서, 종렬이 버스(521)상에 어서트된 종렬 어드레스에 의해 선택될 때, 신호가 선택 라인 (535)위에 어서트 된다. 설명되어 있듯이, 선택 신호(535)는 신호와 버스(523)에 게이트 된 아날로그 값으로부터 얻어진 아날로그 픽셀 값의 판독과 동기로 선택된 픽셀에 이용되는 집적 기간을 나타내는 메모리 레판독을 버스(506)에 게이트하는데 이용된다.

비교 회로(525)는 종렬 판독 선택된 픽셀에 대한 광 유도 전하를 나타내는 종렬 판독 라인(519) 상의 신호를 라인(524)상의 임계치 기준레벨과 비교한다. 픽셀상의 광 유도 전하가 신호(524)로 표시된 기준 레벨을 초과한다고 신호(519)가 놀리 참 신호가 출력(536)상에 어서트된다. (광 유도 전하는 초기 전하 레벨의 실질적인 강도 및 고갈이 있었는지 여부에 따라 광 노출에 의해 야기된 전하 레벨의 변화를 의미한다).

버스(513)는 집적 기간에 대한 메모리 태그를 확인하는 수치적 집적 기간을 연결하는데 사용된다. 이 수치적 메모리 태그는 여러 방법으로 엔코드될 수 있다. 예시적인 설계에서, 짧은 집적 기간을 통해 가장 긴 집적 기간이 0-7의 수치적 메모리 태그를 확인하도록 할당된다. 바람직한 실시 예에서, 픽셀은 판독 시퀸스에서의 가장 긴 집적 기간에 대해, 그리고 시퀸스에서의 연속하는 짧은 집적 기간에 대해 무조건적으로 리세트 되고 픽셀 상의 광 유도 직접 전하가 524위로 임계치를 초과한다는 것을 나타내는 픽셀에 대해 비교 출력(536)이 어서트되는 경우 또는 어서트 되는 경우에만, 픽셀이 리세트되고, 이 픽셀이 판독 시퀸스에서 모든 전의 긴 집적 기간에 대해 리세트된다. 픽셀의 리세트가 손실될 때마다 또 다른 픽셀의 리세트를 서스팬드하기 위한 요건을 만족하기 위해, 픽셀이 직전의 선행 집적 기간에 대해 리세트되는 지를 알기 위해 픽셀에 대한 집적 기간 확인 메모리 엔트리를 점검하는 것으로 충분하다. 그렇지 않으며, 현재 리세트가 비교 출력(536)의 상태와는 무관하게 픽셀에 대해 금지된다. 픽셀에 대한 태그가 직전 선행 집적 기간에 대해 리세트되고 픽셀 위의 집적된 전하가 비교 출력(536)에 의해 표시되었듯이 임계값을 초과하면, 픽셀은 리세트되고 픽셀 집적 기간에 대한 집적 기간 확인 메모리 태그가 픽셀의 이 리세트에 의해 설정된 집적 기간을 확인하도록 갱신된다. 메모리 블록(533)은 종렬의 각각의 픽셀에 대한 엔트리를 갖으며, 현재 픽셀은 버스(534)상에서 통신된 선탠 된 횡렬의 어드레스에 의해 판독 및 기록 터스크에 대해 선택되어 메모리 블록(533)에 대한 어드레스 입력으로 역할을 한다. 비교 회로(528)는 버스(513)상에 어서트 된 태그 값에 대한 픽셀에 대해 저장된 집적 기간 확인 수치 태그의 비트 단위로 매칭 비교를 수행한다. 픽셀에 대한 메모리 태그가 버스(513) 및 비교 출력(536) 상의 태그 값 브로드케스트와 매칭있다는 것을 3개의 비트와이즈 매치 비교가 나타내고 출력(536)이 종렬에서 선택된 횡렬의 픽셀 상의 광 유도 집적 전하가 임계값을 초과한다는 것을 어서트할 때, 엔드 게이트(and gate)(510)는 참 출력(true output)를 어서트한다. "D"형 플립플롭(512)은 라인(530)상의 클럭 신호에 의해 클럭될 때, 픽셀에 대한 리세트 표시를 레지스트한다. 라인(529)는 초기 가장 긴 집적 기간 설정에 대해 피셀의 리세트를 강제하도록 적절한 시간에 어서트된다. 오아 게이트(or gate)(511)는 무조건 리세트 명령을 엔드 게이트(510)으로부터 설명한 조건부 리세트 표시와 비교한다. 플립플롭(512)의 출력은 어스트될 때, 횡렬 리세트 라인(515)가 중첩 시간 주기동안 어서트될 때, 픽셀(516)의 리세트를 야기하는 선택된 종렬에 대해 종렬 리세트 라인(503)을 구동한다. 리세트 라인(515)은 관련된 종렬 리세트 라인(503)이 세트되는 픽셀을 선택적으로 리세트하기 위해 적절한 시간에 횡렬 처리 시퀸스에 어서트된다. 옵션으로, 리세트 터스크가 리세트될 때만, 추가적인 게이팅 로직이 수직 리세트 라인(503)을 어서트 하기위해 가산될 수 있다. 다음, 횡렬 선택 라인(520)과 횡렬 리세트 라인(515)의 기능은 임의로 신호라인에 직접되어 선택라인A(520)과 종렬 리세트 라인(503)의 동일 어서션이 픽셀의 리세트를 야기한다. 메모리 갱신 엔어블 라인(531)은 메모리(533)에서 처리될 픽셀에 대한 집적 기간 확인 태그를 갱신하기 위해 어서트 된다. 이 갱신은 메모리 갱신 라인(531)이 어서트될 때, 어드레스 버스(534)위에 어서트된 횡렬 어드레스에 의해 선택된 메모리 위치에 대하여 실행되고 이 픽셀은 종렬 리세트 라인(503)의 어서트에 의해 표시된 것처럼, 리세트된다. 갱신 라인(531)과 픽셀 종렬 리세트 라인(503)을 논리 합하는 엔드 게이트(514)의 출력(538)은 메모리 블록(533)에 대해 기록 엔어브로 역할을 한다. 엔어블(538)이 어서트될 때, 버스(513)에서 통신하는 집적 기간에 대한 수치적 집적 기간 확인 메모리 태그 값이 메모리 블록(533)의 픽셀에 대한 엔트리에 기록된다.조건부 리세트 터크에 있어서, 버스(513)는 시퀸스내의 개별 시간 간격으로 두개의 개별 집적 기간 확인 태그를 통신하는데 이용된다. 시퀸스 초기쪽으로, 즉시 선행하는 집적 기간에 대한 태그는 비교 회로(528)에 의해 사용하기 위해 버스(513) 위에서 통신된다. 시퀸스의 종단쪽으로, 현재 집적 기간에 대한 태그 값은 새롭고 짧은 집적 기간을 개시하도록 리세되는 픽셀에 대하여 설명한 것처럼 메모리 표시를 갱신하기 위해 버스(513) 상에서 통신된다.

앞의 설명은 관련하는 종렬의 선택된 횡렬에서의 픽셀에 대한 종렬 관련 조건 부 및 무조건 리세트 터스크에 주로 초점을 맞추었다. 리세트 터스크의 시퀸스에 의해 설정된 집적 기간의 종기에, 횡렬의 픽셀이 판독된다. 횡렬 판독 터스크가 두개의 위상에서 성취된다. 제 1 단계는 리세트 터스크에 대해 이용되는 종렬 카운트 레인지를 중첩하지 않는 종렬 카운트 레인지 동안 수행되는 것이 바람직한 횡렬 병행 터스크인 것이 바람직하다. 제 2 단계는 단위 또는 작은 픽셀 단위 군 단위의 처리 스테이지가 바람직하고 횡렬 선택, 횡렬 판독, 종렬 판독 또는 진행중의 리세터 터스크(ongoing reset task)에 대해 필요한 종렬 리세트 라인에 대한 엑세스를 요구하지 않도록 구성되는 것이 바람직하다. 다음, 제 2 단계에서의 픽셀 처리는 진행중의 리세트 터스크를 중첩할 수 있고 다수의 조직적 어프로치 중 어느 하나를 사용하여 임의적으로 실행된다. 예를 들어, 처리는 횡렬의 픽셀의 작은 서브그룹에 대한 파이프라이닝 또는 병행 처리를 사용하여 픽셀 단위 연산 또는 연속 연산일 수 있다. 제 1의 연산의 병행 스테이지에 대해, 판독 선택 라인(520)은 종렬 판독라인(519)에 대해 픽셀값을 게이트 하여 처리하는 픽셀의 횡렬에 대하여 어서트된다. 선행기술의 이미져에 사용되는 것과 매우 유사한 판독 퀸스가 수행되어 종렬 라인(519)에 어서트 된 픽셀 값이 판독 처리 블록(522)의 캐패시터 또는 기타 회로에 의해 샘플 된다. 시퀸스는 픽셀의 무조건 리세트와 최종 판독 터스크에서의 픽셀에 대한 제로 기준으로 이용될 리세트 값의 추가적인 샘플링을 포함할 수 있다. 바람직한 실시 예에서, 판독되는 횡렬의 횡렬 어드레스가 어드레스 버스(534)에 어서트되어 판독되고 있는 픽셀에 대한 집적 기간 확인 태그가 메모리 블록(533)의 출력 라인(532)에 제공된다. 횡렬 판독 처리의 부분으로, 기본 엔어블 라인(526)은 태그 버퍼 메모리(507)에서 판독되는 픽셀에 대한 집적 기간 확인 태그를 저장하도록 어서트된다. 이 터스크는 횡렬의 모든 능동 픽셀에 대해 병행으로 수행되는 것이 바람직하여, 횡렬의 각각의 픽셀의 집적 기간이 중복된 종렬 로직 블록의 관련된 버퍼 메모리(507)에서 유용하다.

예시적인 실시 예에서, 판독 시퀸스의 제 2 단계에 대하여, 종렬 어드레스는 종렬 어드레스 버스(521) 상의 픽셀 판독(522)에 통신한다. 연속적으로 증분하는 종렬 어드레스는 블록(522)DTP 디코드되어 샘플된 픽셀 값의 아날로그/디지털 변환 및 픽셀 처리를 위해 그리고 버스(506)상의 픽셀에 이용되는 집적 기간을 게이트하기 위한 종렬 샘플링 캐패시터를 연속적으로 선택한다. 픽셀에 대한 최종 판독 값은 판독을 얻는데 이용되는 집적 기간에 적절한 광 레벨 판독을 표시하도록 조절된다. 픽셀 판독에 이용되는 집적 기간의 레코드는 메모리 블록(507)에 버퍼된다. 메모리(507)에 저장된 집적 기간 동안 태그를 버스(506)에 게이트하도록 종렬 엔어블 버스 드라이브(527)에 대해 선택된다. 샘플되어 블록(522)에 유지된 픽셀 판독 정보는 픽셀에 대한 집적 기간 확인 태그를 게이트하는데 이용되는 동일한 종렬 선택 디코딩 회로로부터의 선택 출력을 이용하여 판독 버스(523)에 게이트된다. 예시적인 설계에서, 집적 기간을 반사하도록 조절된 픽셀 값이 이용된 집적 기간을 반사하도록 아날로그/디지털 변화 및 조절의 완료 후만 연속적으로 판독을 위해 제공된다.

레인지 검출이 판독과 함께 동시에 이루어지는 경우, 리세트할 때를 결정하기 위해 집적된 전하의 표시를 비 파괴적으로 판독할 수 있다는 장점이 있다. 핀되거나 매몰된 포토다이오드 구조 또는 포토게이트 구조인 경우, 최종 판독 전에, 판독 노드에 전화를 접속하는 옵션이지만, 이것은 축적된 전하의 이용에 의해 추종되는 판독 로드의 리세트 값의 판독과 리세트와, 상관된 이중 샘플링 모드에 이용되는 제 2 판독과 간섭할 수 있다. 이들 구성에 있어서, 집적 기간을 결정하여 이용하도록 짧은 판독 시퀸스를 하는 것이 바람직할 수 있다. 이 터스크를 위해, 판독에 대한 직접이 시작되기 전에 레이지 결정 주기가 가산되어 결합된 조건부 리세트 조건부 터스크와 유사한 횡렬 병행 비교 터스크(비교 터스크에서의 하나의 리세트 주기 옵션보다 많은 결정을 처리하기 위해 복수의 임계치 비교를 포함)의 시퀸스는 이용을 위해 레인지를 결정하는데 이용된다. 결정된 집적 기간은 각각의 픽셀과 관련된 집적 기간 메모리에 저장될 수 있다. 메모리 값은 다음 판독 위상 동안 각각의 픽셀에 대한 적절한 집적 기간을 설정하고 판독시에는 판독 값을 적절히 스케일하도록 픽셀을 판독하는데 이용되는 집적 기간을 나타내는데 이용된다.

어떤 특정 집적 기간을 사용할 것인가에 대한 개별 결정을 위해, 가장 짧은 집적 기간이 시퀸스에서 결정된 연속적으로 긴 집적 기간을 이용하기 위해 먼저 결정되도록 집적 기간의 결정을 위해 비교 또는 판독 터스크를 배열하는 것이 바람직할 수 있다. 실질적인 판독에 대한 집적 기간이 먼저 가장 긴 집적 기간순서로 설정되어 판독이 결합되 판독 및 집적 기간 결정 시퀸스로 횡렬 병행 또는 부분적 횡렬 병행 터스크에서 성취되는 것이 바람직하다. 시퀸스의 경우, 설명한 픽셀 선택 리세트는 적절한 시간에 집적 기간을 시작할 필요가 있어 그룹에서의 픽셀에 대한 집적 기간은 적절한 시간에 종료된다.이 시퀸스의 경우, 판독 노드에 대한 전하의 선택적인 전달은 판독 노드의 선택적인 리세트를 대체한다.

하나 이상의 실시 예에서, 이미징 장치는 단일의 판독 프레임에 대한 일반 이미지 획득 기간 동안 각각의 바람직한 픽셀에 대해 개별적으로 집적 기간을 동적으로 선택하도록 구성되어 있으며, 상기 집적 기간은 확인 인덱스를 갖는 선택 가능한 기간의 제한된 수를 포함하는 한 세트의 선택가능한 집적 기간으로부터 자동적으로 선택되며, 또한, 픽셀에 대해 선택된 집적 기간의 확인 인텍스의 표시의 소정의 픽셀과 관련된 메모리의 레코드 및 선택된 집적 기간에 소정의 픽셀에 대한 집적 기간을 설정하도록 구성되어 있으며, 집적을 수행하도록 구성되어 있고 소정의 시간에 픽셀을 판독하여 디지털하도록 구성되어 있고 선택된 집적 기간의 표시와 함께 디지털화하는 판독의 표시를 출력하도록 구성되어 있다.

하나 이상의 실시 예에서, 이미징 장치는 병행으로 어드레스된 픽셀 그룹에 배열된 픽셀의 이미징 어레이를 포함하고 그리고 현제 어드레스된 병행 어드레스 가능한 그룹의 픽셀에 대해 여러 병행 터스크를 실행하도록 회로를 포함한다. 조건부, 선택적 리세트 터스크르 수행하는 것을 포함하는 픽셀 판독 및 리세트 터스크 모드는 어드레스되는 픽셀의 병행 어드레스 가능한 그룹의 능동 픽셀 모두를 동작하도록 의도되었다. 이들 모든 터스크에 대해, 터스크에서 동작하는 어드레스된 병행 어드레스 가능한 그룹에서의 능동 픽셀의 모두 또는 적어도 실직직인 부분, 즉, 픽셀 판독, 픽셀 리세트, 조건부 픽셀 리세트, 임계값과 부분적 직접 후의 픽셀 갓의 비교, 픽셀과 관련된 메모리에 대한 판독 및 기록, 픽셀을 선택적으로 언제 리세트 할지를 결정하는 로직 및 최종 픽셀 판독에서 각각의 픽셀과 관련한 집적 기간의 판독을 실행하는 것이 바람직하다. 설명된 하나 이상의 실시 예에서, 병행으로 어드레스된 픽셀의 그룹이 횡렬에 정렬되고 판독이 픽셀 변환 속도를 제공하고 판독이 픽셀 변환을 제거하고 세밀한 타이밍 증분을 클럭 및 시퀸스에 공급하기 위해 제공된 픽셀 클럭으로 시간에 횡렬에서 수행된다. 여기서 서명한 용어 "횡렬"는 " 용어 병행으로 어드레스 가능한 그룹"과 대체된다. 용어 "횡렬 타임"은 병행으로 어드레스 가능한 그룹에서의 픽셀의 판독을 스케즐하여 실행하고 더 많은 디버스 리세ㅡ 및 선택적 리세트 터스크를 스케즐하여 수행하도록 이용되는 간격을 나타내는 데 이용되는 "터스크 시퀸스 간격"과 대체된다. 용어 "픽셀 클럭"은 더 기능적으로 기술된 "시퀸시 클럭"과 대체된다. 주지해야 할 것은 본 발명의 원리는 횡렬에서 실행되거나 클럭킹이 픽셀 속도와 직접 관련이 있지만. "병행 어드레스 가능한 그룹", 관련 터스크 시퀸싱 간격" 및 시퀸싱 클럭"을 의미하는 더 일반적인 내용으로 확대되는 장치로 한정되지 않는다. 병행 어드레스 가능한 그룹의 각각의 픽셀이 노출되는 광에 대한 응답을 토대로 집적 기간에 설정되고 병행 어드레스 가능한 그룹의 각각의 필셀은 관련한 터스크 시퀸싱 간격 동안 부분적인 병행 판독 터스크에서의 판독이다. 어레이의 픽셀은 선택적인 리세트 능력을 포함하여 각각의 병행 어드레스 가능한 그룹의 픽셀은 픽셀 바이 픽셀을 토대로 리세트에 대하여 선택된다. 이 픽셀은 바람직하기로는 비 파괴적으로 집적된 전하의 표시, 바람직하기로는 아날로그를 판독하도록 한다. 특정 이미지의 인식을 위해, 이미징 장치는 각각의 능동 픽셀에 대해 연속적으로 짧은 집적 기간이 선택적인 리세트 능력의 이용을 통하여 이용가능한 집적 기간의 바람직한 소정의 세트로부터 선택되도록 구성되어 있다.이용가능한 집적 기간의 세트의 각각의 수가 관련한 집적 기간 확인 인덱스에 의해 확인되는 것이 바람직하다. 바람직하기로는, 어레이의 각각의 능동 픽셀은 관련한 픽셀에 대한 진행되는 집적 기간의 집적 기간 확인 인덱스의 표시를 저장하는데 이용되는 관련된 메모리 소자를 갖는다. 새로운 판독을 시작하기 위해, 각각의 픽셀은 가장 긴 이용가능한 집적 기간에서 시작하도록 무조건적으로 리세트 되고 이와 관련된 메모리 소자는 가장 긴 이용가능한 집적 기간의 인덱스를 확인하는 집적 기간을 나타내도록 초기화된다. 주어진 픽셀에 대한 가장 긴 이용가능한 집적 기간동안, 이 긴 동안 소정의 시간의 세트 각각에서, 픽셀이 이용가능한 집적 기간 중 짧은 하나를 조건부로 초기화하기 위해 조건부 선택 리세트 터스크를 받는다. 통상적인 목적은 각각의 픽셀에 대한 전체 스케일 레인지의 양호한 이용을 제공하지만, 픽셀이 포화할 수용가능한 낮은 가능성을 유지하도록 각각의 픽에 대해 집적 기간을 충분히 짧게 유지하는 조건부 리세트 표준을 제공하는 것이다. 명세서 전반에 걸쳐 상세히 설명되어 있듯이, 각각의 픽셀을 선택적으로 리세트하기 위한 각각의 결정은 임계값 레벨(이 임계값 레벨은 정수로하거나 적용되는 집적기간에 의존하고 어레이 내의 위치나 다른 변수에 의존한다)대한 부분적 직접 후(즉, 픽셀에 대해 현재 능동적인 집적 기간의 부분적인 완료 후)집적 전하 판독(바람직하기로는 아날로그 형태로)의 표시의 비교를 기반으로 한다. 각각의 선택적 리세트 터스크는 선택 가능한 집적 기간의 세트로부터 연속적으로 짧은 집적 기간을 조건부로 개시하는데 이용된다. 픽셀이 짧은 집적 기간을 시작하도록 리세트될때 마다, 관련 픽셀에 대한 현재 능동 집적 기간의 확인 인덱스의 픽셀과 관련된 메모리의 레코드는 개시하는 집적 기간의 확인 인덱스를 나타내도록 갱신된다. 픽셀의 최종 리세트는 픽셀을 판독하는데 이용되는 집적 기간을 설정한다. 주어진 판독 기간에 대한 주어진 픽셀에 대한 연속하는 리세트 터스크의 바람직한 시퀸스에서. 픽셀에 대한 조건부 리세트가 비교 터스크의 결과를 토대로 부분적인 결정에 의해 바이패스되자 마자, 픽셀의 판독 전에 주어진 픽셀에 대해 또 다른 리세트가 수행된다. 이러한 표준을 실행하기 위해, 픽셀에 대한 메모리 표시가 필요에 따라 점검되고 픽셀의 조건부 리세트는 픽셀에 대한 바 전의 조건부 리세트에서 리세트되지 않으면 금지된다. 조건부 리세트 터스크르 위해, 픽셀이 픽셀에 대해 바로 전의 리세트 터스크에서 리세트되면, 픽셀에 대한 집적된 광 유도 전하의 레벨이 관련한 선택된 직접 기간에 대한 조건부 리세트 터스크의 부분으로 비교되는 임계값을 초과할 때 또는 초과할 때만 리세트되는 것이 바람직하다. 주어진 픽셀에 대한 집적 기간의 종료에, 픽셀에 대해 선택된 집적 기간의 확인 인덱스의 표시가 픽셀과 관련된 메모리 소자로부터 판독되고 선택된 집적 기간 동안 픽셀에 저장된 광 유도 직접 전하가 디지털화한 픽셀 전하 레벨 판독으로 디지털화하는 것이 바람직하다. 바람직하게, 디지털화한 픽셀 전하 레벨의 판독은 픽셀에 대해 이용되는 집적 기간의 픽셀과 관련된 메모리로부터의 표시와 페어된다. 디지털화한 픽셀 전하 레벨 판독과 픽셀에 대해 선택된 집적 기간은 픽셀이 노출된 광 레벨을 나타낸다. 이 정보는 편리한 상관형태로 통상 어셈블리되고 이미징 장치로부터 외부 장치 또는 임의로 이미지 장치 자체내의 이미지 처리 기능 또는 메모리에 연결된다.

예시적인 설계에서, 각각의 연속하는 짧은 표시기간이 상술한 비율로 다음 긴 집적 기간 보다 짧도록 선택된 집적 기간이 선택된다. 하나 이상의 실시 예에서, 각각의 연속하는 선택가능한 집적 기간은 다음 긴 선택가능한 집적 기간보다 4배 짧아 두 개의 연속하는 선택가능한 집적 기간 사이가 공칭 4대 1 비율이 된다. 이것은 가장 간 8개의 선택가능한 집적 기간과 가장 짧은 8개의 선택가능한 집적 기간사이에 공칭 16,384 대 1을 제공한다. 4 이외의 비율이 선택될 수 있고 연속하는 선택 가능한 집적 기간은 증가 선행자 또는 연속자로부터 어느 비율로 다른 필요가 없거나 다수의 선택가능한 직접주기가 제공될 수 있다, 하나 이상의 실시 예에서, 가장 긴 집적 기간으로부터 가장 짧은 집적 기간으로부터의 대략 16,384 대 1 의 레인지는 픽셀 상의 광 유도 집적 전하를 디지털화함으로써 제공된 통상 50dB이상의 동적 범위에 84dB를 가산한다. 이는 얻어진 각각의 이미지에 대한 각각의 픽셀에 대해 무관하게 거의 선형의 출력을 갖는 341dB의 동적 범위를 제공한다. 이들은 보수적인 추적이고 140dB이상의 동적 범위는 디자인의 변수로 얻어질 수 있다. 더구나, 명세서 전반에 걸쳐 설명되어 있듯이, 10비트 A/D, 최소 해상도는 100의 부분보다 양호할 수 있거나, 전체 광 레벨 범위의 큰 부분에 걸쳐 250 의 부분 만큼 큰 것이 이상적이다. 해상도 A/D 및 선택 가능한 집적 기간에서의 직접 시간의 가장 큰 범위인 경우, 동적 범위가 연장되고 더 높은 A/D 해상도 또는 근접하게 이격 된 선택가능한 집적 기간인 경우, 250 대 1 이상의 최소 해상도가 광 레벨의 큰 범위에 결쳐 유지될 수 있다.

어떤 다른 고 동적 범위 이미져와는 달리, 선택된 집적 기간의 인텍스 만이 메모리 블록에 기록되는데 필요하다. 하나 이상의 실시 예에서, 3 비트 메모리 아이템을 이용하여 연관된 픽셀에 대하 현재 능동적인 집적 기간의 확인 인텍스를 저장한다. 3 비트 아이템은 완전하거나 거의 완전한 이미지 프레임의 저장을 요구하는 고 동적 범위 설계와 비교하여, 실질적으로 메모리 공간을 저장하는 전체 13 비트 값을 저장하는데 요구될 수 있는 메모리의 1/4 이하를 요구한다. 각각의 픽셀에 대한 집적 기간을 확인하는데 이용되는 메모리 블록은 이미징 어레이로 동일한 실리콘 기판상에서 제조되는 것이 바람직하고 동적 메모리 소자로 임으로 구성될 수 있다. 각각의 픽셀에 대한 값은 관련된 픽셀에 대한 판독기간과 전제 집적 기간을 통해서만 저장될 필요가 있다. 실질 노출 시퀸스 동안 요구되는 제한된 저장 시간은 값이 저장에 유지할 필요가 있는 시간 기간과 반복된 메모리 엑세스를 제한하고, 조건부 리세트 터스크 동안 기록 터스크는 부가적인 중립 리프래쉬 터스크 제한 또는 동적 메모리 소자가 이용될 때 요구될 수 있는 짝수 제거 추가 리프레쉬 터스크를 제공한다. 예시적인 설계에서, 초기의 무조건 리세트와 제 1 조건부 리세트사이의 24ms 기간은 메모리에서의 특정 위치에 대해 리프래쉬를 제공하는 연속하는 메모리 판독/기록 터스크 사이의 가장 긴 간격이다. 어느 동적 메모리 설계에서, 더 흔한 리프래쉬 사이클이 요구되지 않을 수 있다. 더 근접한 공간을 둔 리프래쉬가 요구되는 경우, 부가된 메모리 엑세스 사이클은 요구에 따라 추가 리프래쉬 사이클을 제공하기 위해 각각의 시퀸스 간격 내에서의 병행 어드레스 가능한 그룹 판독 터스크 및 병행 어드레스 가능한 그릅 리세트 터스크의 실행 사이의 이들 기간 동안 인서트 될 수 있다. 이 리프래스 터스크는 부가된 리프래쉬 사이클을 실행 하기 위해 메모리 위치가 엑세스되고 (필요에 따라) 재기록된 리프래쉬 터스크를 개시하기 위해 터스크 요건에 적절한 터스크 시퀸싱 기간 시간 주기의 수를 할당함으로써 그리고 시퀸싱 클럭 카운트 값(터스크 시퀸싱 간격 및 시퀸싱 클럭 카운트가 아래에 설명되어 있다)을 할당함으로써 추가된 조건부 리세트 터스크와 같이 각각의 터스크 시퀸싱 기간 또는 리프래쉬 터스크 로 구조 및 스케즐 될 수 있다. 시퀸싱 클럭 카운트 값의 여러 선택에 의해 야기된 타이밍의 변경은 병행 어드레스 가능한 그룹 판독과 간섭하지 않는 시퀸싱 클록 카운트 시간의 이용가능한 기간으로 리프래스 간격에 요구되는 복수의 터스크 시퀸싱 간격에 의해 제공된 시간 기간에 대에 매우 적거나 터스크 시퀸 싱 간격 동안 미리 스케즐된 리세트 간격 중 하나가 추가된 메모리 리프레쉬 사이클을 제공하기 위해 선택될 수 있다.

하나의 집적 기간으로부터 다음 짧은 집적 기간까지의 비율적으로 비례한 집적 기간의 선택은 두 개의 인접한 집적 기간 사이의 비율을 상당히 적게 하고(하나 이상의 실시 예에서) 선택 가능한 집적 기간의 이론상 작은 수를 집적 기간의 매우 큰 레인지를 아직 제공한다(집적 기간의 16.384 대 1이 상기 참조 된 예시적인 설계에서의 8 선택가능한 집적 기간에 제공된다). 가장 긴 집적 기간의 공칭 32ms 및 8개의 이용가능한 집적 기간을 보는 경향이 있고 32ms 또는 8 또는 4는 각각의 집접 범위를 처리하기 위해 이용될 수 있는 것을 종료하는 경향이 있다. 이 관점에서, 가장 짧은 선택 가능한 집적 기간 다음의 개시와 가장 짧은 선택 가능한 집적 기간(하나 이상의 실시예에서 6μs)사이의 매우 짧은 시간 간격으로 나타난 유용한 처리 시간에서의 추가된 타이밍 제한과 이미져로 하여금 짧은 시가 간격 내에서 복수의 픽셀 상에서 필요한 기능을 수행하도록 하는 스케즐 및 하드웨어 성능 요건을 간과하기 쉽다. 본 발명의 하나 이상의 실시 예에서, 롤링 셔터 설계가 개시 점으로 이용되고 이 특성의 새로운 결합은 매우 짧은 기간을 포함하는 여러 유용한 시간 기간 동안 필요한 터스크를 수행하도록 필요한 장치 기능을 제공하도록 부가되어 의외의 넓은 픽셀단위로 픽셀 동적 범위를 얻는다. 픽셀은 판독 및 리세트 터스크에 대해 병행 어드레스 가능한 그룹으로 분류되고 픽셀의 병행 어드레스 가능한 그룹의 판독이 이미지 프레임의 픽셀의 병행 어드레스 가능한 그룹의 모두를 판독하도록 제공된 시간 간격 내의 터스크 시퀸싱 간격에 의해 제공된 일정한 시간 증분으로 터스크 시퀸싱 간격 및 관련한 병행 어드레스 가능한 그룹에 의해 터스크 시퀸싱 간격과 관련된 병행 어드레싱 가능한 그룹으로 분배되는 것이 바람직하다.각각의 픽셀에 대한 적절한 집적 기간을 선택하여 설정하는 터스크는 스케즐되어 터스크 시퀸싱 간격 내에서 조직화된다. 바람직하기로는, 병행 어드레스 가능한 그룹에서의 픽셀의 판독이 선택된 병행 어드레싱 가능한 그룹의 픽셀 값을 샘플링 회로의 그룹으로 전달함으로써 적어도 병행으로 병행의 어드레스 가능한 그룹에서 이루어 진다. 샘플링 회로에 유지된 픽셀 관련 값은 순차로 임의로 조건화되어 디지털화하여 샘플된 병행 어드레스 가능한 그룹의 각각의 픽셀에 대해 광 유도 집적 전하를 나타내는 디지털화한 판독을 제공한다. 각각의 픽셀에 대하여, 광 유도 집적 전하를 나타내는 디지털화한 판독이 픽셀에 대해 이용된 집적 기간의 픽셀과 관련된 메모리 아이템으로부터 판독된 표시로 페어 된다. 판독에 대해 이용되는 집적 기간과 픽셀 판독 모두가 픽셀에 의해 감지된 광 레벨을 나타내고 이 픽셀에 의해 판독된 광 레벨의 이 표시가 이미징 장치로부터 출력된다.

8개의 선택가능한 집적 기간을 갖는 예시적인 설계에서의 이미지 인식 시퀸스에 있어서, 양호한 터스크가 직접을 완료하도록 각각의 어드레스 가능한 그룹의 픽셀에 대하여 스케즐되어 어드레스 가능한 그룹의 픽셀을 판독한다. 터스크는 터스크 시퀸싱 간격 내에서 시퀸스 카운트를 기반으로 적절한 시간에 적절한 터스크 시퀸싱 간격으로 각가의 요구된 터스크를 스케즐하여 수행함으로써 적절한 시간에 선택가능한 집적 기간을 조건부를 개시하도록 조건부 리세트 및 복수의 조건부 리세트와, 제 1 집적 기간 후 각각의 선택가능한 집적 기간에 대한 하나의 조건부 리세트를 포함한다. 마지막으로, 소정의 병행 어드레스 가능한 그룹에 대한 집적 기간 종료에, 어드레스 가능한 그룹에서의 픽셀의 판독이 스케즐 된다. 인용한 예시적인 설계에서, 픽셀의 각각의 병행 어드레스 가능한 세트가 병행 어드레스 가능한 그룹의 각각의 능동 픽셀에 대한 각각의 선택 가능한 집적 기간을 개시하거나 조건부로 개시하도록 8개의 개별 터스크(각각의 선택가능한 집적 기간에 대한 하나의 터스크)에 대해 스케즐 되어야 한다. 바람직한 구성에 있어서, 집적 기간이 선택된 특정의 집적 기간과 무관하여 동일시간에 종료하도록 주어진 선택가능한 그룹의 픽셀에 대한 선택가능한 집적 기간 모두가 개시되는 바람직한 구성에 있어서, 소정의 병행 어드레스 가능한 그룹에 대한 여러 선택가능한 집적 기간의 개시는 동일한 터스크 시퀸싱 간격에서 일반적으로 발생하지 않는다. 8개의 선택 가능한 집적 기간을 갖는 인용된 예시적인 설계에 있어서, 소정의 병행 어드레스 가능한 그룹에 대한 3개의 가장 짧은 집적 기간은 상이한 시퀸싱 클럭 카운트로 동일한 시퀸싱 간격으로 개시되고 소정의 병행 어드레스 가능한 그룹에서의 픽셀에 대한 나머지 5개의 선택 가능한 집적 기간의 판독 및 초기화 또는 조건부 초기화가 상이한 터스크 시퀸싱 간격에서 모두 개시되어 인용한 예시적인 설계에 대하여, 소정의 병행 어드레스 가능한 그룹에 대한 여러 터스크가 전체 7개의 사이한 터스크 시퀸싱 간격으로부터 시퀸스된다. 프레임 판독 시퀸스에 터스크 시퀸싱 간격이 있듯이, 픽셀의 많은 병행 어드레스 가능한 그룹이 있다. 위에서 인용한 예시적인 설계에 대하여, 판독 터스크 플럭스 8 리세트 또는 조건부 리세트 터스크는 각각의 터스크 시퀸싱 간격 동안 스케즐되고 7개의 상이한 어드레스 가능한 그룹은 주어진 터스크 시퀸싱 간격에서 수행된 9개의 터스크에 의해 선택되고 이 7개의 상이한 병행 어드레스 가능한 그룹은 관련된 터스크 시퀸싱 간격 동안 각각의 3개의 가장 짧은 집적 기간의 조건부 개시에 대해 스케즐되는 하나의 병행 어드레스 가능한 그룹을 포함한다. 장비되지 않거나 능동화 되지 않은 병행 어드레스 가능한 그룹이 어드레스 하면, 터스크가 홈니스하거나 금지되도록 하드웨어가 구성되어 있다. 위에서, 소정의 터스크 시퀸싱 기간에서 스케즐된 터스크는 상이한 병행 어드레스 가능한 그룹에 대하여 동작하는 터스크를 포함한다.

터스크 시퀸싱 시간 간격이 시퀸싱 클럭 주기라고 하는 터스크 시퀸싱 시간 각각의 서브 증분으로 파괴되고 시퀸싱 클럭 주기의 카운트가 각각의 시퀸스 간격의 개시에 일반적으로 시작하여 터스크 시퀸싱 시간 간격 내에 타이밍 베이스를 제공하도록 증분적으로 보장된다.

직렬화한 디지털 및/또는 픽셀의 출력을 이용하는 설계에 대해, 시퀸스 클럭 주기는 픽셀 처리 비율과 상관하도록 편리하게 선택된다. 종래의 응용에 있어서, 픽셀의 횡렬는 병행 어드레스 가능한 그룹에 대응하고, 횡렬 처리 시간 간격은 터스크 시퀸싱 시간 간격에 대응하고, 종렬 또는 픽셀 클럭 카운트 시간 간격은 시퀸싱 플럭 카운트 시간 간격에 대응한다.

병행 어드레스 가능한 그룹에서의 픽셀의 판독은 터스크 시퀸싱 간격 동안 무조건부 리세트 또는 조건부 리세트 터스크에 대하여 스케즐된 어드레스 가능한 그룹의 각각의 픽셀에 대한 선택 가능한 집적 기간 중 정확한 집적 기간을 선택하여 설정하도록 판독 및 터스크의 스케즐링 및 성능에 대해 관련된 터스크 스케즐링 간격을 병행으로 할당하는데 적어도 부분적으로 실행되는 것이 바람직하다. 픽셀의 소정의 어드레싱 가능한 그룹의 픽셀에 대한 선택가능한 집적 기간 중 소정의 하나를 개시하기 위한 각각의 무조건 부 및 조건부 리세트 터스크를 특정의 선택 가능한 집적 기간의 적절한 기간을 제공하기 위해 터스크 시퀸싱 간격에서 그리고 적절한 수의 인터빙 터스크(interving task) 시퀸싱 간격 및 프펙션 터스크 시퀸싱 간격(fractional task sequening interal), 시퀸싱 클럭 오프세트를 제공하는 터스크 시퀸싱 간격내의 시퀸싱 클럭 카운트 레이인에 걸쳐 스케즐되어 실행된다.

특정 집적 기간에서의 직접 터스크 시퀸싱 간격의 수는 코스 타이밍 증분으로 이용되고 추가적인 시퀸싱 클럭 카운트 오프셋 값은 특정의 선택 가능한 집적 기간을 결정하는데 이용되는 세밀한 타이밍 증분을 제공하는데 이용된다.

터스크 시퀸싱 간격 동안, 어드레스 가능한 그룹과 관련 디지털 판독 및 픽셀의 판독이 성취된다. 전체 터스크 시퀸싱 간격 시간의 상대적으로 작은 부분을 차지한다. 바람직하기로는 시퀸스 클럭 카운트를 토대로 특정시간에 나머지 터스크 시퀸스 간격 동안, 픽셀의 병행 어드세스 가능한 그룹 주 하나에 대한 선택가능한 집적 기간 중 하나는 터스크를 받고 그리고 연속 터스크 시퀸싱 터스크 동안 판독될 병행의 어드레스 가능한 그룹에 대한 집적 기간을 적절히 설정하도록 스케즐된 시간에 선택 가능한 집적 기간을 개시하거나 조건부로 개시하기 위해 스케즐된 리세트 또는 조건부 리세트 터스크를 받는다. 터스크 시퀸싱 간격을 위해 할당된 시퀸싱 클럭 카운트는 다음 터스크 간격과 관련된 병행 어드레스 가능한 그룹을 참조하여 새로운 터스크 시퀸싱 시간 간격을 시작하도록 터스크 시퀸싱 간격 확인 인덱스를 시퀸스하는데 이용된다.

관련된 병행 어드레스 가능한 그룹과 시퀸싱 클록 타임 유닛을 갖는 터스크 시퀸싱 간격을 갖는 이미지 프레임은 반복적인 프레임 단위, 터스크 시퀸싱 간격 및 관련된 병행 어드레스 가능한 그룹 단위 터스크 시퀸싱 간격 및 관련된 병열 어드레스 가능한 그룹 및 시퀸싱 클럭 카운트 바이 시킨싱 클럭 카운트로 시퀸스된다. 각각의 터스크 시퀸스 간격은 캡쳐 시퀸스(capture sequence)로부터 이미지내의 위치를 확인하기 위해 확친 인덱스가 할당된다. 터스크 시퀸싱 간격 내의 시퀸싱 클럭 카운트 값(또는 대응하는 픽셀 위치)에는 수치 인덱스 값이 할당되어 프레임에 대한 이미지 캡쳐 시퀸스내의 좌표가 터스크 시퀸싱 간격 확인 인덱스와 시퀸싱 클럭 카운트 값 또는 번호를 구성하는 좌표값의 쌍으로 표현된다. 이들 터스크 시퀸싱 간격 확인 인덱스 및 스퀸싱 클럭 카운트는 집적 기간 시간 간격 제어, 병행의 어드레스 가능한 그룹의 선택, 그룹 내의 픽셀의 선택, 하드웨어 소자의 선택 및 이미지 인식 시퀸스에서의 이벤트의 개시를 포함하는 이미지 인식 시퀸스의 시퀸스 이벤트에 타임 베이스를 제공하기 위해, 이미징 장치의 회로 내의 하드웨어 레이스터에 저장된다.

이미징 프레임 , 프레임의 연속적 터스크 시퀸싱 간격 및 터스크 시퀸시 간격에 대한 시퀸싱 클럭 카운트 범위를 통한 순차적 진행은 각각의 분이 터스크 시퀸싱 간격과 비교될 수 있는 60분 과 각각의 초가 시퀸싱 클럭 카운트 시간과 비교될 수 있는 60초를 갖는 이미지 프레임 스켄 시간에 비교되는 클럭과 거의 유사하다. 이것은 정확한 비교가 아닌데, 그 이유는 예시적인 설계에서, 이미지 프레임 인식 시간이 419 터스크 시퀸싱 간격으로 분할된 대략 32 미리 초이고 629 시퀸싱 클럭 주기 또는 각각의 픽셀 타임이 약 0.125 미리 초인 픽셀 타임으로 분할된 관련된 병행 어드레스 가능한 그룹이기 때문이다( 위에서 설명한 예시적인 설계에서, 횡렬 스캔 시간은 터스크 시퀸싱 간격으로 이용되고, 픽셀 클럭은 시퀸싱 클럭으로 이용된다).

집적 기간과 같은 간격은 세밀한 타이밍 증분에 대한 터스크 시퀸싱 캔이던스(cadence)의 개시점과 종점 사이의 시퀸스에 대해 발생하는 커스(coarse) 타이밍 증분과 부가적 시퀸스 카운트 오프셋에 대한 카운팅 터스크 시퀸싱 간격에 의해 편리하게 설정된다. 터스크는 개시 터스크 시퀸싱 간격에서의 개시 시킨싱 클럭 카운트와 결합하여 스켄 시퀸스 내에서 확인 인덱스와 시퀸싱 간격에서 시작될 수 있고, 종단 터스크 시퀸싱 간격에 있어서의 종단 시퀸싱 클럭 카운트와 결합하여 스켄 시퀸스내에서 확인 인덱스와 터스크 시퀸스 간격에서 종료될 수 있다.

타임 베이스로 터스크 시퀸싱 간격과 시퀸싱 클럭 카운트를 사용하여 시간 간격은 타이밍 증분의 커스 부(coarse portion)를 표현하기 위해 시퀸스 간격의 수를 사용하여 표현될 수 있고 타이밍 증분이 세부 부분을 표현하기 위해 시퀸싱 클럭 카운트 오프셋을 사용하여 표현될 수 있다.

타이밍 증분의 세부 부분은 시퀸싱 클럭 카운트의 표시된 차리로 표현되는 것이 바람직하며, 상기 시퀸싱 클럭 카운트에서 간격은 종료 터스크 시퀸싱 간격 마이너스 클럭 카운트에서 종료되며, 상기 클럭 카운트에서 간격은 개시 터스크 시퀸싱 간격에서 시작한다. 집적 기간에 대한 시간 간격을 표현하기 위해 판독이 개시 터스크 시퀸싱 간격의 확인 인덱스를 차감하여 발생하는 종료 터스크 시퀸싱 간격의 확인 인덱스의 모듈로 산술을 이용하여 차이를 발생하는 것이 바람직하며, 상기 개시 터스크 시퀸싱 간격에서 리세트는 집적 기간을 개시하도록 발생한다.

판독은 통상적으로 터스크 시퀸싱 간격 기간에서의 저 시퀸싱 클럭 카운트에서 조기에 종단 직접을 발생하고 집적 기간은 더 높은 시퀸싱 클럭 카운트로 각각의 터스크 시퀸싱 간격에서 통상 후에 시작되고 집적 기간에 대한 시퀸싱 클럭 카운트 오프셋이(터스크 시퀸싱 간격 내에서) 시퀸싱 클럭 카운트로 산출되며, 이 시퀸싱 클럭 카운트에서, 집적 기간은(시퀸싱 간격 내에서)시퀸싱 클럭 카운트를 감산하여 종료하며, 상기 시퀸싱 카운트에서 집적 기간이 시작된다. 이 결과가 표시되고 부(-)일 수 있다. 하나 이상의 실시 예에서, 유효 직접이 판독 전에 종료되는 범위 내에서의 시퀸싱 클럭 카운트가 각각의 터스크 시퀸싱 간격에 대해 동일하도록 터스크 시퀸싱 간격에서의 픽셀에 대한 시퀸싱 클럭 카운트 타임의 레인지를 선택하는 것이 바람직하고 이 집적 기간이 종료되는 알려진 시퀸싱 클럭 카운트 값으로 참조될 수 있다. 다음의 설명에서, 소정의 터스크 시퀸싱 간격에 행한 확인 인덱스가 소정의 터스크 시퀸스 간격 동안 판독된 병행의 어드레스 가능한 그룹의 어드레스와 같도록 소정의 터스크 시퀸싱 간격에 대한 확인 인덱스가 할당될 것이다. 또 다른 옵션으로, 판독 프레임을 오리진(origin) 하는 오프셋이 픽셀 위치를 물리적으로 산출하도록 가산될 수 있다.

또 다른 연속적인 시퀸싱 터스크 기간 확인 인덱스 값이 프레임 스켄 시퀸스의 개시에 대응하는 값으로부터의 범위를 갖고 프레임 스켄 시퀸스의 종료에 대응하는 값에 대응하는 값으로 증분적으로 증가하는 연속 정수로 할당된다. 이것은 하드웨어 실행을 편리하게 하는데, 그 이유는 터스크 시퀸싱 간격 확인 인덱스가 판독을 위해 병행의 어드레스 가능한 그룹을 직접 선택하는데 이용될 수 있고 집적 기간을 개시하도록 병행의 어드레스 가능한 그룹 내에 선택적으로 리세트에 대한 병행 어드레스 가능한 그룹을 선택하는 록 어헤드 펑션(look ahead function)은 적절한 모듈로 산출을 이용하여 집적 기간에 대한 터스크 시퀸싱 간격의 수를 판독하기 위해 병행의 어드레스 가능한 그룹을 선택하는데 이용되는 병행의 어드레스 가능한 그룹 어드레스에 가산하여 실행된다.

스켄 케이던스가 지속됨에 따라, 리세트 또는 조건부 리세트 터스크 후, 리세트 터스크가 적용되는 병행의 어드레스 가능한 그룹이 가산된 터스크 시퀸싱 간격의 수에 관해 집적 기간을 나타내는 값에 의해 결정된 터스크 시퀸싱 간격의 수를 통해 처리 후 판독될 것이다.

더구나, 병행의 어드레스 가능한 그룹이 리세트 또는 선택적으로 리세트되는 시퀸싱 클럭 카운트 레인지가 선택되어서 리세트가 집적 기간이 종류되는 시퀸싱 클럭 카운트에 대해 미리 설명된 표시된 시퀸싱 클럭 카운트 오프셋을 발생하면, 리세트는 바람직한 집적 기간을 개시하도록 터스크 시퀸싱 간격의 정확한 수와 정확한 시퀸싱 클럭 카운트 오프셋으로 실행될 것이다.

따라서, 모듈로 산술을 이용하여 터스크 시퀸싱 간격 확인 인덱스에 집적 기간의 터스크 시퀸싱 간격의 수를 가산하는 것과, 리세트를 개시하여 집적 기간의 종료에 대해 선택된 시퀸싱 클럭 카운트 타임에 대한 바람직하게 표시된 시퀸싱 클럭 카운트 클럭 카운트 시간에서 리세트 또는 조건부 리세트 터스크의 개시를 이용하여, 바람직한 집적 기간을 선택하도록 바람직하게 표시된 시퀸싱 클럭 카운트 오프렛과 결합한 터스크 시퀸싱 기간의 바람직한 수에 걸쳐 직접을 제공한다.

병행으로 판독된 픽셀의 그룹에 대한 집적 기간은 판독에 필요한 이들 터스크에 대한 같은 그룹핑을 사용하여 병행하게 리세트 또는 조건부로 리세트하는 것이 바람직하다. 바람직한 실시 예에서, 적절한 병행, 비교, 로직 및 메모리 엑세스 기능은 병행의 조건부 픽셀 선택 리세트 터스크를 실행하도록 제공된다.

병행의 어드레스 가능한 그룹 선택, 터스크 시퀸싱 간격 오프셋 가산기, 종렬 판독 라인, 픽셀 관련 메모리 엑세스 및 병행 세트의 조건부 리세트 비교 및 로직 회로가 여러 집적 기간 특징 비 조건부 또는 선택적 리세트 터스크에 의해 병행의 어드레스 가능한 그룹 판독 기능에 의해 그리고, 가능한 추가의 리프래쉬 기능에 의해 공유된다.

하드웨어 리소스의 이용에 있어서, 대립을 방지하기 위해, 병행의 어드세스 가능한 그룹 판독, 특정의 선택 가능한 집적 기간을 개시하기 위한 각각의 리세트 기능 및 가산된 메모리 리프래쉬 기능은 각각의 터스크 시퀸싱 간격 동안, 공유된 리소에 대한 경합(contention)을 방지하는 것을 특징으로 하는 실질적으로 미리 할당된 중첩 시간 간격(또는 할당된 리소스가 요구에 따라 이용가능하도록 할당된 시간 간격 동안)에서 실행된다. 바람직한 실행에 있어서, 이 목적은 병행의 어드레스 가능한 그룹 판독, 무 조건부 리세트, 각각의 조건부 리세트 터스크 및 터스크 시퀸싱 간격 동안, 시퀸싱 클럭 카운트의 비 중첩 레이지 동안 실행되도록, 각각의 조건부 집적 기간에 대한 하나의 집적 기간을 시퀸스하는 하드웨어를 기반으로 한 터스크 스케즐링을 제공함으로써 성취된다.

연속 프레임을 통해 병행의 어드레스 가능한 그룹 어드레스의 연속에서 각각의 터스크 시퀸싱 간격에 대하여 설명된 시퀸스를 실행하는 것이 바람직하다. 적절한 오프셋 적용 후, 능동 영역에서, 픽셀을 가진 병령의 어드레스 가능한 그룹이 선택될 때마다, 악 영향을 주지 않는 방식으로 억압하는 것이 바람직하다.

능동 이미지 영역에서 픽셀을 갖는 병행의 어드레스 가능한 그룹이 어드레스 될때 마다, 병행의 어드레스 가능한 그룹 판독 및 각각의 리세트 및 조건부 리세트 터스크를 수행함으로써 모든 터스크가 능력 픽셀을 갖는 병행의 어드레스 가능한 그룹에 대해 실행된다.

여러 집적을 개시하기 위해, 병행의 어드레스 가능한 그룹 판독과 리세트 터스크에 대한 클럭 카운트 레인지 시퀸스의 두 개의 세트의 선택의 가능한 충동 표준이 있다.

제 1 표준은 필요에 따라 공유된 리소스가 이용가능한 방식으로 비 중첩하고 있거나 적어도 부분적으로 중첩되지 않은 리세트 터스크 및 병행의 어드레스 가능한 그룹의 실행을 위해 터스크 시퀸싱 클럭 카운트 범위를 제공하는 것이다. 잠재적으로 대립하는 제 2 표준은 각각의 선택가능한 집적 기간에 대해 바람직한 집적 기간을 설정하기 위해 각각의 시퀸싱 클럭 카운트 오프셋을 제공하는 리세트 터스크 및 병행의 어드레스 가능한 그룹의 실행을 위해 터스크 시퀸싱 간격 내로의 터스크 할당에 대해 시퀸싱 클럭 카운트 범위를 제공하는 것이다.

예시적인 설계에서, 이 표준을 만족하는 결합이 예시되어 있다. 대립은 직접 시간 주기를 적절히 설정하기 위해 터스크 시퀸싱 간격 내에서 시퀸싱 클럭 카운트르 선택함으로써 그리고 리소스 이용시 터스크 할당 및/또는 대립에 대해 시킨싱 클럭 카운트 레인지를 중첩하여 발견될 수 있다. 짧은 집적 기간에 대해 발생하는 표준은 터스크 시퀸싱 간격 당 시퀸싱 클럭 주기의 수의 작은 변화 또는 짧은 인자로 집적 기간을 스케일링하는 설계에서의 짧은 조절에 의해 해결된다.

긴 집적 기간에 대해, 시퀸싱 클럭 오프셋의 변화는 터스크에 대한 시퀸싱 클럭 범위가 결과의 집적 기간에 대한 최소 효과로 리소스의 이용의 경쟁을 방지하도록 터스크 시퀸싱 간격에 있어서의 시간에 대해 집적 기간에 많은 영향을 준다, 연속적인 짧은 집적 기간이 판독을 나타내도록 이용되는 다수의 시스템의 지수 밑과 같은 다음 연속적인 짧은 집적 기간에 대한 픽셀의 민감도에 대한 각각의 집적 기간에 대한 픽셀의 유효 민감도의 비율을 제공한다. 예를 들어, 예시적인 설계에서, 각각의 연속적인 짧은 집적 기간은 각각의 연속적인 짧은 집적 기간에 대해 공칭 적으로 4 대 1인 민감도의 바로 더 긴 집적 기간 생성 대응 감소보다 4배 짧도록 선택된다. 추가적으로, 0이 가장 긴 집적 기간에 할당되고 할당된 인덱스가 7 연속하는 짧은 집적 기간에 대해 7까지 증분적으로 증가하도록 확인 인덱스가 집적 기간(이를 i라함)에 할당된다.

a는 픽셀상에서의 광 유도 집적 전하의 A/D 판독을 나타낸다고 하고 b는 대략 선형으로 광 레벨을 나타내는 판독의 수치 표시의 지수의 밑이라고 하자.

v=a·bⁱ

또는, v=a·4ⁱ

위에서 a는 픽셀에 대한 A/D판독이고, i는 그 판독을 얻기 위해 이용되는 집적 기간의 인덱스이고, 4는 밑으로 민감도가 대응하는 4의 인수로 감소하도록 다음 더 긴 집적 기간보다 짧은 공칭 적으로 4배의 연속적인 집적 기간을 선택함으로써 설정된다. 이것은 다음과 같이 표현될 수 있다.

v=a·2^2-i

이진 포멧에서, 0-7까지의 i 범위의 값에 대하여, 2-i는 0을 이진수의 비트 0에 할당하고 i의 비트 0-2을 이진수의 비트 1-3에 할당함으로써 얻어질 수 있다. 수 v는 단지 예시적인 절차를 포함하는 여러 절차를 이용하여 부동점 포멧에 미리 맵된다. 지수 표시법으로 주어진 판독에 있어서, 상기는 가수에 대해 맵 되거나 간접적으로 또는 임으로 맵 되고 2-i는 밑에 따라서, 지수에 대해 적절히 임의의 오프셋 및 스케일 인자로 맵 된다.

옵션으로, 위의 픽셀 값의 지수 표현은 로그 형태로 변환을 실행하여 행할 수 있다. 픽셀 값을 로그 형태로 변환하기 위해, 값은 먼저, 이진 또는 밑수를 (충분한 기수법에 대해 0이 아닌 값에 대하여1과 같거나 크거나 10 이하의 값을 갖는 밑을 제공하기 위해 시수와 가수를 조절하는 것과 같은) 바람직한 위치에 위치하도록 정규화하는 것이 바람직하다. 가수는 하드웨어 및/또느 소프트웨어를 토대로 한 회로를 사용하여 로그 등가로 변환하는 것이 바람직하다. 적절한 비율조정 후, 지수는 픽셀에 대한 로그값을 제공하도록 가수의 로그에 가산될 수 있다. 선택가능한 집적 기간에 대한 무선 간격의 적절한 선택으로 배율은 픽셀 판독을 위해 로그값을 제공하기 위해 가수의 로그에 지수의 직접적인 삽입을 허락하는 2의 정수 누승으로 될 수 있다. 16비트 부동점 포맷은 예시적인 설계에서 얻은 13비트 판독 이상의 3 만(only)을 요구하기 때문에 특히 적절하다. (하프 프로트(half floating) 버젼에 이용되는 16비트 부동점 포멧은 어떤 그래픽 처리 기능에 대한 미리 수신된 현상을 갖는 16비트 부동 포멧의 예이다. 하프 프로트 포멧은 표시에 대하여 1 비트를, 지수에 대해 5비트를, 그리고 가수에 대하여 10비트를 사용한다. 예로서, 위의 광 판독 값 v는 표시 비트와 지수의 최상위 비트 및 최하위 비트를 제로(0)에 설정하고, 3 비트 지수 i(상술한 것처럼 할당된 집적 기간 확인 인덱스)를 지수의 3 미들(middle) 비트에 맵 하고, 픽셀에 대한 광 유도 집적 전하 판독을 나타내는 10비트 A/D 값 a을 가수의 10비트에 맵 함으로써 하프 프론트에 맵 된다. 이값은 임의로 정류화되거나/또는 배율 조정될 수 있다. 필요하다면, 이들 옵션은 이미지 데이터가 전달될 수 있는 처리 블록에 대해 남을 수 있다. 따라서, 본 발명의 예시적인 장치에 대한 픽셀 레벨 판독 구조의 일부인 상당하고 동적 범위 지수 포맷은 표준화한 부동점 포멧으로, 또는 임으로 예시되어 있듯이, 표준 부동점 포멧에 용이하게 맵 될 수 있는 포맷으로 출력될 수 있다. 많은 응용에서, 지수와 가수를 토대로 한 픽셀 값 출력 포멧의 이용은 모든 개별 노출 레벨 트렉킹을 제거하는 예시적인 이미징 장치의 이용을 위한 광범위 또는 전체 동적 범위에 걸쳐 이미지 픽셀 값의 처리 및 이미지를 선행 기술의 이미징 시스템에 특히 고유한 특정 정수 범위에 이미지를 일치시키는 조절을 자동화하여 간략화하는 역할을 한다. 터스크, 리소스 및 스케즐링 전망으로부터 이미징 어레이를 참조하면, 이 이미징 어레이는 픽셀의 복수의 병행의 어드레스 가능한 그룹에 조직화하는 픽셀(예시적인 설계에서 픽셀의 횡렬)를 갖는다. 각각의 병행의 어드레스 가능한 그룹의 픽셀은 이를 그룹으로 선택하여 하드웨어를 토대로 한 터스크르 이미지 인식 시퀸스의 일부로서 이들에 대해 적어도 부분적으로 병행으로 수행하는 것이 바람직하다. 요구되는 각각의 이미지 프레임에 대한 이미징 어레이의 각각의 픽셀에 대해 실행될 개별의 스케즐된 터스크는 판독, 디지털 및 클럭을 하기 위해 또는 임의 적으로 픽셀에 대해 또 다른 터스크를 수행하는 터스크를 포함하고, 이때, 각각의 선택가능한 집적 기간이 픽셀에서 개시 되어 직접을 개시하거나 조건부로 새로운 집적 기간을 개시하는 터스크를 실행한다.

8개의 선택 가능한 집적 기간은 예시적인 설계에 포함된다. 따라서, 예시적인 설계에 대해, 픽셀에 대한 판독을 얻기 위해 각각의 픽셀에 대해 스케즐하여 실행하는 9개의 터스크가 있다.

옵션(바람직하지 않음)으로, 소정의 픽셀에 대해 바로 선행하는 판독 터스크의 부분인 리세트는 픽셀에 대한 가장 긴 선택가능한 집적 기간을 개시하는데 이용될 수 있고 제 2 옵션으로 가장 짧은 집적 기간이 픽셀에 대한 긴 판독 터스크의 부분으로 결합될 수 있다.

이 옵션은 본 발명의 일부로 간주 되지만, 각각의 유연성의 제한 때문에 바람직하지 않다. 어느 경우에, 예시적인 설계에 있어서, 각각의 픽셀에 대하여, 개별적으로 스케즐하고 실행하여 적절한 집적 기간을 설정하여 픽셀을 판독하기 위해 메모리 프래쉬와 같은 아이템에 대한 가능한 추가의 디스크 플럭스 플러스 판독 및 픽셀 리세트에 대한 7개에서 9개 터스크가 있다. 이러한 예는 또 다른 수의 선택 가능한 집적 기간에 용이하게 확장될 수 있고 이러한 확장은 본 발명의 부분으로 간주 된다.

개별적으로 스케즐된 터스크는 요구된 각각의 이미지 프레임에 대한 각각의 능동 픽셀에 대해 수행된다.

추가적으로, 연속적으로 짧은 집적 기간의 비율적으로 또는 기하학적으로 감소하는 직접시간인 경우, 짧은 기간은 설명했듯이, 함께 매우 근접한다. 요구시간에 필요한 터스크의 완료를 제공하기 위한 바람직한 이미징 장치에 있어서, 병행의 하드웨어를 기반으로 한 조건부 리세트 터스크가 수행되고, 집적 기간이 요구된 각각의 이미지에 대한 각각의 픽셀에 대해 개별적으로 바람직하게 설정되고, 각각의 픽셀에 대한 짧은 선택 가능한 집적 기간의 선택은 부분적인 직접 후 임계값에 대한 표시된 픽셀 값(바람직하기로는 아날로그 형태로)의 비교를 부분적으로 기초하고 새롭고 짧은 집적 기간은 원래의 소정의 스케즐에 대한 직접을 완료하기 위해 수정 순간에 픽셀 상의 선택적인 리세트를 행하여 개시되고 각각의 픽셀을 판독하는데 이용되는 선택 가능한 집적 기간은 이미지 인식기간 동안 그리고 집적 기간 및 픽셀 값의 최종 판독 및 디지털화의 완료 전에 픽셀에 대한 가장 긴 집적 기간에 대해 할당된 시간 동안 설정되고, 각각의 픽셀에 대한 현재 진행중인 집적 기간의 표시가 픽셀에 대해 개시된 각각의 새로운 조건부 선택가능한 집적 기간의 개시로 기록된다.

간단히 상술한 터스크 및 리소스인 경우, 소정의 이미지 인식 시퀸스에 대한 조직화 및 스케즐링이 주요 현안이다. 이미징 장치는 선택적인 리세트 터스크에 대한 "비교 임계치"와 같은 많은 파라미터, 즉 프레임에서의 터스크 시퀸싱 간격의 수, 터스크 시퀸싱 간격에서의 시퀸싱 클럭 주기의 수 및 시퀸싱 클럭 주기의 주기 수를 포함하는 "이미징 프레임 사이즈"를 조절하는 유연성을 갖는 것이 바람직하다. 선택가능한 집적 기간의 이용과 수는 바람직하게 프로그램 가능하다. 픽셀은 병행의 어드레스 가능한 그룹으로 조직화되고 이 그룹의 픽셀은 병행의 어드레스 가능한 그룹의 어드레스를 발생하여 터스크의 실행을 위해 적어도 부분적으로 병행 방식으로 엑세스 가능하다. 능동 픽셀을 갖는 병행의 어드레스 가능한 그룹은 각각의 병렬의 어드레스 가능한 그룹에서의 동일한 수의 능동 픽셀을 포함한다. 이미지 인식 가격은 연속 켑쳐 모드로 동작할 때 하나의 이미지 켑쳐와 연속하는 이미지의 켑쳐사이의 간격으로 간주 될 수 있다. 이 이미지 인식 간격은 동일한 기간을 갖는 것이 바람직하고, 이미지 캡쳐 기간을 채우는 것이 바람직한 터스크 시퀸싱 간격으로 분할된다. 능동 픽셀을 갖는 병행의 어드레스 가능한 그룹과 같이 많은 시퀸싱 간격이 있다. 터스크 시퀸싱 간격은 번호가 붙여진 시퀸싱 클럭 주기의 바람직하게 고정된 수로 분할된다. 어드레스 가능한 그룹에 능동 픽셀이 있는 것처럼, 터스크 시퀸싱 간격에도 많은 시퀸싱 클럭 주기가 있는 것이 바람직하다. 병행의 어드레스 가능한 그룹을 선택하도록 어드레스로 이용하고 특정 터스크 시퀸싱 간격을 확인하도록 인덱스로 이용하기 위한 동일한 수치 값을 할당하는 것이 바람직하다. 터스크 시퀸싱 간격이 능동으로 되는 동일한 순서로 연속 정수로서 어드레스를 할당하는 것이 바람직하다. 이 방법으로, 제어가 터스크 시퀸 상의 수를 토대하는 것이 바람직하고 터스크 시퀸싱 간격의 분수 부분이 시퀸싱 클럭 주기를 토대로 하는 것이 바람직한 직접 주기의 산출 및 하드웨어에서의 어드레스 오프셋을 처리하기 위해 가산 또는 감산을 위해 이용될 수 있다.

위의 할당과 용어에서, 각각의 어드레스 가능한 그룹의 픽셀의 판독은 대응하는 터스크 시퀸싱 간격 동안 스케즐 된다. 판독 터스크는 병행의 어드레스 가능한 그룹의 능동 픽셀에 대해 실질적으로 병행하게 수행되는 부분을 포함하는 것이 바람직하다. 판독의 이 실질적인 병행 기간 동안, 집적 기간은 소정의 시퀸싱 클럭 카운트에서 종료되고 각각의 픽셀로부터의 아날로그 정보는 관련한 샘플링 회로에 전달된다. 판독 터스크의 실질적으로 병행의 부분은 시퀸싱 클럭 주기의 소정의 범위에 걸쳐 시퀸스되는 것이 바람직하다. 판독의 병행 부분은 터스크 시퀸싱 간격의 매우 작은 부분을 차지하며 나머지 간격은 리세트를 포함하는 기타 터스크 및 선택적인 리세트 터스크에 대해 유효하다. 리세트 터스크를 스케즐링하기 위해, 스케즐링 배열을 볼수 있는 다수의 가능한 유효 점이 있다. 예시적인 설계와 관련하는 도 1 및 도 2에서, 이들 도면에서의 횡렬 및 종렬 또는 픽셀 값이 비교된다. 즉, 관련한 병행 어드레스 가능한 그룹을 갖는 더 일반화한 터스크 시퀸싱 간격에 대한 횡렬 시간 및 관련 횡렬가 비교되고, 더 일반화한 시퀸싱 클럭 카운트에 대한 픽셀 클럭 또는 카운트가 비교된다. 도 1 및 도 2는 어레이의 하나만의 횡렬에 대한 횡렬 판독 터스크를 나타내고 횡렬를 준비하여 판독하기 위해 횡렬의 각각의 픽셀의 적절한 선택가능한 집적 기간을 결정하여 선택하기 위해 판독을 위해 표시된 횡렬에서의 픽셀상에서 수행된 각각의 7개의 조건부 리세트와 무 조건부 횡렬 리세트의 횡렬 및 종렬 오프셋을 나타낸다. 이러한 관점에서, 판독하여 판독에 대한 횡렬를 마련하기 위해 수행된 리세트 및 조건부 리세트 터스크를 다시 보는 횡렬로부터 시작한다. 각각의 병행의 어드레스 가능한 그룹의 능동 픽셀은 하나의 터스크 시퀸싱 간격보다 많은 조건부 리세트 터스크를 받는다. 우리는 특정의 터스크 시퀸싱 간격 동안 실행하기 위해 스케즐 된 리스트의 리세트를 보는 것으로부터 터스크 스케즐링을 볼 수 있다. 주어진 터스크 시퀸스 간격에서, 관련한 병행의 어드레스 가능한 그룹의 능동 픽셀을 판독하기 위해 스케즐되어 있고 선택 가능한 집적 기간의 관련한 하나의 리세트 터스크가 스케즐되어 있다. 터스크 시퀸싱 간격 동안, 무 조건부 리세트 터스크는 가장 긴 집적 기간이 개시되는 병행의 어드레스 가능한 그룹의 픽셀을 무조건부로 리세트하도록 스케즐되어 있다. 각각의 나머지 리세트 터스크는 짧은 선택 가능한 집적 기간 중 특정의 하나와 관련되어 있고 선택적으로 리세트된 픽셀에 대한 관련한 짧은 집적 기간을 선택적으로 개시하도록 픽셀 단위를 토대로 픽셀을 선택적으로 리세트하도록 구성되어 있다. 터스크 시퀸싱 간격 동안, 선택 가능한 집적 기간과 관련된 리세트 터스크가 제공된다. 병행의 어드레스 가능한 그룹의 능동 픽셀의 판독과 관련된 병행 터스크가 리세트 터스와 공유한 리소스의 이용을 요구하지 않는 횡렬 판독의 부분과 터스크 시퀸싱 간격 내의 시퀸싱 클럭의 범위에 걸쳐 스케즐되고 횡렬 판독 터스크의 병행 부분에 샘플 된 디지털 픽셀값은 나머지 터스크 시퀸싱 간격을 통해 스케즐 된다. 각각의 스케즐 가능한 집적 기간의 리세트 터스크 중 하나는 나머지 부분의 터스크 간격을 통하여 판독 터스크에 대한 병행의 터스크를 추종하는 것이 바람직하고, 이 스케즐링은 공유된 리소스에 대한 경합을 방지하여 바람직한 기간의 선택가능한 집적 기간의 개시를 제공하는 터스크 시퀸싱 간격 내의 시퀸싱 클럭 카운트에서 요구되듯이 개별의 픽셀에 대해 집적 기간을 무 조건부로 또는 선택적으로 개시하도록 배열되어 있다. 각각의 스케즐된 리세트 터스크에 대해, 터스크를 수행하는 픽셀의 병행의 어드레스 가능한 그룹을 선택하는데 이용되는 베이스 어드레스는 터스크 시퀸싱 간격의 번호의 판독된 병행의 어드레스 가능한 그룹(예시적인 설계에서 "횡렬")를 선택하도록 리세트와 관련된 선택가능한 집적 기간의 터스크 시퀸싱 간격의 번호를 토대로 변경되어 바람직한 집적 기간을 제공한다. 터스크 시퀸싱 간격에서 선택된 어드레스 가능한 그룹에서의 능동 픽셀에 대한 동일한 시퀸싱 클럭 간격 및 동일한 터스크 리스트에 대한 이 세트의 터스크를 반복적으로 실행함으로써, 모든 픽셀 판독 터스크가 소정의 스케즐에 대한 소정의 순서로 수행되고 모든 무조건 부 및 조건부 리세트가 픽셀에 대한 선택가능한 집적 기간 중 적절한 하나를 선택하도록 각각의 능동 픽셀에 대해 수행된다.

각각의 병행의 어드세스 가능한 그룹에 대하여, 픽셀이 하나의 이미지를 완료하도록 판독되자마자, 다음 이미지의 캡쳐에 대한 집적이 시작될 수 있다. 이미지의 픽셀의 터스크 시퀸싱 간격 관련 병행의 어드레스 가능한 그룹에 의해 점진적인 터스크 시퀸싱 간격 관련 병행의 어드레스 가능한 그룹인 경우, 이는 연속하는 이미지가 차례로 캡쳐되는 동작 모드에 대해 의미하는 것으로, 연속하는 이미지 프레임에 대한 이미지를 캡쳐하는 집적 기간은 선행하는 프레임의 모든 픽셀의 판독과 직접이 완료되기 전에 시작한다. 추가적으로, 터스크 시퀸싱 간격 관련 병행의 어드레스가능한 그룹 판독 처리에 의한 순서상 터스크 시퀸싱 간격 관련 병행의 어드레스 가능한 그룹인 경우, 픽셀 값은 순서상 소정의 시퀸스로 판독을 위해 제공되고 정학한 픽셀 값은 요구되는 각각의 이미지에 대하여 제공된다. 판독이 여러 픽셀에 대해 선택된 개별의 집적 기간에 의존하지 않는 소정의 스케즐에서 발생하도록 선택가능한 집적 기간의 스케즐링 및 배열이 되어 있다. 이 방법으로, 복수의 판독이 이미지 인식 처리에 있어서의 픽셀에 대해 요구되지 않을 때 또는 디지털화한 픽셀 값의 인식이 어레이의 큰 부분에 걸쳐 픽셀에 대 스테이지 되어 효과적으로 인터스프레이될 때, 픽셀을 재 배열하거나 값의 선택을 위해 제공하기 위해 주요부분을 버퍼링할 필요 없이 디지털화한 픽셀 값이 이미지당 능동 픽셀 당 정확히 한번 얻어져 공지된 대로 제공된다. 어레이의 각각의 픽셀에 대해, 픽셀에 대한 집적 기간의 선택은 제한된 세트의 선택가능한 집적 기간에 이루어지고, 선택된 집적 기간의 표시가 기록되고, 스케즐링은 선택된 집적 기간이 종료되고 픽셀 값의 디지털화가 이미지 켑쳐 시퀸스에서의 소정의 시간에서 발생하도록 한다.

도 6을 참조하면, 예시적인 목적을 위해, 자동 차량 장비 제어 시스템(606)은 피제어 차량(605) 내에 설치되어 있다. 제어 시스템(606)이 내부 백미러 어셈블리와 일체가되어 있을지라도, 제어 시스템 또는 이의 개별 구성 요소의 어느 것은 피 제어 차량(605)의 내부 또는 외부의 적절한 위치에 설치될 수 있다. " 본 명세서에서 사용되는 용어 "피 제어 차량"은 자동 차량 외부 광 제어 시스템을 포함하는 차량을 의미한다.

관련하는 이미지 센서를 설치하는 적절한 위치는 피 제어 차량과 관련된 글레어 죤(608) 내의 피 제어 차량(605) 앞의 광경의 방해되지 않는 시야를 제공하고 다가오는 차량(615)의 헤드라이트(616)와 선행하는 차량(610)의 테일 라이트(611)의 검출을 제공하는 위치이다.

도 7은 자동 차량 외부 광 제어 시스템을 포함하는 내부 백미러 어셈블리(706)를 포함하는 피 제어 차량(705)을 도시한다. 처리 및 제어 시스템은 구성 데이터를 이미져에 전달하고 이 이미져로부터 이미지 데이터를 수신하여 이미지를 처리하여 외부 광 제어 신호를 발생시킨다. 이러한 자동 차량 외부 광 제어 시스템의 상세한 설명는 공통으로 양도된 미국 특허 제 5,837,994호, 5,990,469, 6,008,486, 6,130,421,6,049,171,6,465,963,6,403,942,6,587,573,5,611,610, 6, 621,616,6,631,316 및 미국 특허 출원 일련 번호 10/208.142,09/799,310, 60/404,879.60/394,583,10/235,476,10/783,431,10/777.468 및 09/800.450에 개시되어 있다. 이들 참고로 본 명세서에 포함한다. 피 제어 차량은 운전자 측 외측 백미러 어셈블리(710a), 승객 측 외측 백미러 어셈블리(710b), 중앙에 높게 설치된 정지등(CHMSL)(745), A-필러(750a, 750b), B-필러(755a, 755b) 및 C-필러(760a, 760b)를 포함한다. 이들 위치는 이미지 센서, 이미지 센서 또는 관련 처리 및 제어 구성 부품에 대한 대안적인 위치를 제공한다는 것을 알 수 있을 것이다. 백미러는 자동 디밍 전기-광학 미러일 수 있다. 피 제어 차량은 헤드라이트(720a, 720b), 포일 기상 등(730a, 730b), 정면 회전 인디케이터/고장경고 등(735a, 735b), 테일 라이트(725a, 725b), 후면회전 인디케이터 라이트(726a, 726b), 후방 고장 등(727a, 727b) 및 후진 등(740a, 740b)을 포함하는 다수의 외부 라이트를 포함한다. 추가적인 외부 라이트는 개별 저 비임 및 고 비임 헤드라이트 및 다목적 라이트를 포함하는 집적 라이트가 제공된다는 것을 알 수 있다. 또한, 어떤 외부 광에는 주어진 외부 광의 관련된 일차 광축을 조절하기 위한 포지셔너(도시하지 않음)가 제공되어 있다는 것을 알 수 있다. 도 7의 피 제어 차량은 예시적인 것이고 본명서에서 참고로 특허 및 특허 출원에 개시된 것과 같은 적절한 자동 차량 외부 광 제어 시스템이 참고로 포함된 개시 내 또는 다른 구성과 함께 이용될 수 있다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 백미러 어셈블리(800a, 800b)의 실시 예가 도시되어 있다. 미러 어셈블리는 정면 하우징(885a, 885b) 및 후면 하우징(890a, 890b) 내에 수용된 정지 엑세서리 어셈블리를 포함한다. 정면 하우징은 이미지 센서 시각 개구부를 형성하는 구멍(886b)을 포함한다. 백미러와 함께 정지 엑세서러 어셈블리는 부착 부채(855a, 855b)에 의해 수용되어 있다. 백미러는 미러 하우징(860a, 860b), 베젤(861a, 851b) 및 미러 소자(862a)를 포함한다. 백미러 어셈블리(800a, 800b)는 주위 광센서(865b), 하나 이상의 마이크로폰(866b), 글레어 광 센서(865a), 오퍼레이터 인터패이스(863a), 인디케이터(884a) 및 하나 이상의 정보 디스플레이(870)를 포함한다.

도 9는 엑세서리 및 백미러 설치 어셈블리(905)의 확대 사시도이다. 바람직한 실시 예에서, 엑세서리 및 백 미러 마운트 어셈블리는 공동으로 양도된 미국특허 출원 일련 번호 10/783,273(7606)에서 더 상세히 설명했듯이 정지할 수 있게 설치되거나 공동으로 양도된 미국 특허 출원 일련 번호 10/645.801에 설명된 것처럼 재 위치시키는 정확하게 일치하는 이미지 센서와 함께 재 위치할 수 있게 설치된 내부 백미러를 설치하는 강성 구조를 제공한다. 바람직한 엑세서리 및 백 미러 마운트 어셈블리는 조립이 용이하고 관련 부품의 반복적이 신뢰가능하고 정밀한 이점을 제공한다. 하나 이상의 실시 예에서, 관련된 이미져는 이미지 세서의 정밀한 일치가 바람직한 자동 외부 차량 광 제어를 위해 이용된다. 본 발명은 자동 및 소비자 전자 응용은 물론 광 감지 광학 장치에 대해서도 폭넓게 이용된다.

*이미져 보더(910)에는 렌즈(911)를 갖는 이미지 센서가 제공되어 있다. 바람직한 실시 예에서, 이미져 보더는 이미지 센서 제어 논리 및 타이밍 회로, 통신선 드라이버 및 무선 하니스 리셉터클(wire harness receptacle)(913)을 포함한다. 임의적으로, 이미져 보드는 이미지 센서로부터 얻은 이미지를 수신하여 적어도 부분적으로 처리하는 프로세서를 포함한다. 바람직한 실시 예에서, 1)이미지 센서 제어 논리, 2) A/D 변환기, 3) 저 전압 차동 신호 라인 드라이버, 4)온도 센서, 5) 제어 출력, 6) 전압 조절기, 7) 제 2 이미지 센서, 8) 마이크로프로세서, 9) 습기 센서, 10) 컴파스를 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 기타 장치 및 이미지 센서는 공통 ASIC 에, 가장 바람직하기로는 공통 실리콘 웨이퍼에 직접된다. 하나 이상의 실시 예에서, 렌즈(911)를 갖는 이미지 센서는 렌즈 커버(920)와 스넵 클립(921)를 맞물리는 렌즈 커버 스넵 부(912)를 포함한다. 렌즈 커버는 이미지 센서와 렌즈의 광축과 일치하기 위한 구멍(922)을 갖는다. 공동으로 양도된 미국 특허 5,990,469; 6,008,486; 6,130,448;6,049,171; 및 6,403,942 와 미국 출원 일련 번호 60/495,905(2880)에 설명된 여러 적절한 광학 시스템이 이용될 수 있다. 본 발명에 의한 광학 장치는 상세히 설명되어 있듯이, 렌즈 커버(920)를 제거할 수 있다는 것을 알 수 있다. 렌즈 커버 스넵 부, 렌즈 광학 커브 및 스넵 클립이 본 발명에 따라서 광학 소자의 이용에서 제거될 수 있다. 하나 이상의 실시 예에서, "렌즈 커버"는 렌즈를 사용하는 몰드 된 유기 재료 광학 소자에 형성된다.

이미져 보드 무선 하니스(도시되지 않음)의 양단에는 플러그가 제공되는 것이 바람직하다. 이미져 보드에는 이미져 보드 무선 하니스의 플러그(도시하지 않음) 중 하나를 수용하는 수 리셉터클이 제공되는 것이 바람직하다.

도 10은 렌즈(1011)를 갖는 이미져를 구비한 본 발명에 의한 디지털 카메라(1006)의 도면이다. 본 발명에 의한 공학 장치는 광 감지, 이미지 인식, 습기 감지, 리어 비젼 시스템, 차선 이탈 검출 시스템, 방전 시스템, 비젼 시스템, 칼라 측정 시스템, 헤드램프 제어 시스템, 가변 반사 백미러 제어 시스템, 디지털 비디오 레코더 및 디지털 카메라에 포함되지만 이들로 한정하지 않는 다수의 어셈블리에 직접될 수 있다.

위의 설명은 본 발명의 청구범위에서 벗어나지 않는 경우 여러 수정과 변경이 있을 수 있다.

Claims (13)

1. 픽셀의 병행 어드레스 가능한 그룹으로 분리된 픽셀의 어레이와;
   픽셀의 어드레스 지정된 병행의 어드레스 가능한 그룹의 능동 픽셀을 판독하기 위한 픽셀 판독 터스크와;
   개별적으로 어드레스 지정된 병행의 어드레스 가능한 그룹의 펙셀에 있어서의 선택된 픽셀에 대해 한 세트의 유효 집적 기간 중 상이한 하나를 개시하도록 동작 가능한 복수의 집적 기간 개시 터스크를 구비하며, 상기 판독 터스크와 각각의 상기 집적 기간 개시 터스크는 터스크 시퀸싱 간격으로 소정의 시간에 개시되며, 각각의 터스크는 바이패스되거나, 소정의 터스크가 행해진 픽셀을 갖는 픽셀의 어드레스 가능한 그룹이 할당되는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   모든 터스크가 픽셀의 모든 병행의 어드레스 가능한 그룹에서 실행되어 이미지 인식 시퀸스를 완료하도록 상기 터스크의 시퀸싱 간격에 터스크의 반복적인 동작을 제공하고, 또한 터스크 시퀸싱 간격에 대하여 다른 병행 어드레스 가능한 그룹의 픽셀을 대응하는 터스크에 할당하는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   가장 긴 선택가능한 집적 기간을 설정하는 터스크는 픽셀의 어드레스 지정된 병행의 어드레스 가능한 그룹의 각각의 픽셀의 무 조건부 리세트를 수행하고, 나마지 짧은 선택가능한 집적 기간 중 하나를 개시되는 각각의 터스크가 초기에 짧은 집적 기간이 개시되는 픽셀의 판단을 픽셀단위로 행하고, 그 픽셀의 선택적 세트에 의해 보다 짧은 집적기간을 선택적으로 개시하는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   각각의 픽셀에 대해 능동적인 집적 기간의 표시는 메모리에 기억되는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
5. 제 1항에 있어서,
   특정 터스크 시퀸싱 간격으로 터스크에 의해 개시된 집적 기간은 일부는, 터스크가 터스크 시퀸싱 간격으로 개시되는 시간에 의해, 그리고, 일부는, 터스크 상에서 조작하도록 선택된 픽셀의 병행의 어드레스 가능한 그룹의 선택에 의해 확립되는 것을 특징으로 하는 이미징 장치,
6. 제 1항에 있어서,
   픽셀의 병행의 어드레스 가능한 그룹은 이미징 프레임의 픽셀의 횡렬의 실질적인 부분을 구성하는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
7. 제 1항에 있어서,
   단일의 이미지 인식 시퀸스 동안, 터스크 시퀸싱 기간의 터스크가 수행되는 전체 넘버 타임은 능동 픽셀을 갖는 병행의 어드레스 가능한 그룹의 수와 같거나 초과하는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
8. 제 1항에 있어서,
   터스크 시퀸싱 간격에서의 터스크가 그 터스크에 의해 공유된 구성요소가 1회 1개의 터스크 만에 의해 사용하도록 스케즐된 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
9. 제 1항에 있어서,
   이미지 인식 시퀸스에서 판독된 적어도 어느 픽셀에 대한 집적 기간은 선행하는 이미지 인식 시퀸스의 모든 픽셀의 판독 전에 시작하는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
10. 제 1항에 있어서,
    동적 메모리는 각각의 픽셀과 관련된 메모리에 대해 이용되는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
11. 제 10항에 있어서,
    상기 동적 메모리를 리프래쉬하기 위한 터스크가 제공되고 상기 터스크 시퀸싱 간격 동안 스케즐 되는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
12. 픽셀의 2차원 어레이와,
    소정의 픽셀에 대하여 선택된 집적 기간의 표시를 저장하기 위해 픽셀의 2차원 어레이의 각각의 픽셀과 관련된 메모리 레지스터를 구비하며,
    상기 선택된 집적 기간은 이미지 인식기간 동안 하나 이상의 비교를 토대로 적어도 4개의 유효 집적 기간의 세트로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
13. 제 12항에 있어서,
    상기 메모리 레지스터는 픽셀의 2차원 어레이 의해 형성된 영역의 적어도 부분적으로 외측에 있는 것을 징으로 하는 이미징 장치.
    

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