RU2299521C1 - Single-crystal adaptive video sensor - Google Patents

Single-crystal adaptive video sensor Download PDF

Info

Publication number
RU2299521C1
RU2299521C1 RU2005132710/09A RU2005132710A RU2299521C1 RU 2299521 C1 RU2299521 C1 RU 2299521C1 RU 2005132710/09 A RU2005132710/09 A RU 2005132710/09A RU 2005132710 A RU2005132710 A RU 2005132710A RU 2299521 C1 RU2299521 C1 RU 2299521C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
pixel
signal
group
amplifier
Prior art date
Application number
RU2005132710/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вера Сергеевна Яковлева (RU)
Вера Сергеевна Яковлева
Максим Игоревич Труфанов (RU)
Максим Игоревич Труфанов
Виталий Семенович Титов (RU)
Виталий Семенович Титов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет"
Priority to RU2005132710/09A priority Critical patent/RU2299521C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2299521C1 publication Critical patent/RU2299521C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Image Input (AREA)

Abstract

FIELD: computer engineering, possible use for creating video sensors in video cameras and technical vision systems with large dynamic brightness transfer range.
SUBSTANCE: in accordance to invention, single-crystal adaptive video sensor contains matrix radiation detector with active pixels, control signals generation block, block for generating address and reading pixel signal, block for processing pixel signals, multiplexer of pixel signals and analog-digital converter. Additionally introduced into each pixel are transistor amplifier with controllable amplification coefficient and circuit for measuring amplification coefficient, and also multiplexer of amplification coefficients, first amplifier, second amplifier, signals multiplication device and output amplifier.
EFFECT: expanded dynamic range due to control over control coefficient of each pixel, which control is adaptive to external illumination.
2 dwg

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для создания видеодатчиков в видеокамерах и системах технического зрения с большим динамическим диапазоном передачи яркости.The invention relates to computer technology and can be used to create video sensors in video cameras and vision systems with a large dynamic range of brightness transmission.

Известно устройство (Fossum et al., CMOS Active Pixel Sensor imaging system on chip, 1998, патент США №5841126), содержащий матричный приемник изображения (МПИ) с активными пикселями, каждый из которых является самостоятельным приемником излучения и устройством, запоминающим электрический заряд, пропорциональный величине принятого излучения за период накопления; интегрированную схему управления, включающую таймерную подсистему и схему управления считыванием, содержащую регистр адреса строки, дешифратор адреса строки, регистр адреса столбца, дешифратор адреса столбца.A device is known (Fossum et al., CMOS Active Pixel Sensor imaging system on chip, 1998, US patent No. 5841126), containing a matrix image sensor (MPI) with active pixels, each of which is a separate radiation receiver and a device that stores electric charge, proportional to the value of the received radiation for the accumulation period; an integrated control circuit including a timer subsystem and a read control circuit comprising a row address register, a row address decoder, a column address register, a column address decoder.

Недостатком устройства является невозможность поддержания выходного сигнала на требуемом уровне в условиях изменяющейся внешней освещенности ввиду отсутствия элементов и цепей адаптации к изменению условий освещенности рабочей сцены.The disadvantage of this device is the inability to maintain the output signal at the required level in conditions of changing external illumination due to the lack of elements and adaptation circuits to changing the lighting conditions of the working scene.

Наиболее близким является однокристальный КМОП-видеодатчик (Lee et al., Integrated CMOS Active Pixel Sensor digital camera, 2004, патент США №6721008), содержащий МПИ с активными пикселями, каждый из которых является самостоятельным приемником излучения и устройством, запоминающим электрический заряд, пропорциональный величине принятого излучения за период накопления; блок формирования управляющих сигналов с возможностью подключения последовательного интерфейса, блок формирования адреса и считывания сигнала пикселя, блок обработки сигнала пикселя, мультиплексор сигналов пикселей, аналого-цифровой преобразователь (АЦП).The closest is a single-chip CMOS video sensor (Lee et al., Integrated CMOS Active Pixel Sensor digital camera, 2004, US patent No. 6721008), containing MPI with active pixels, each of which is an independent radiation receiver and a device that stores electric charge proportional to the amount of radiation received during the accumulation period; a control signal generating unit with the possibility of connecting a serial interface, an address signal generating and reading unit for a pixel signal, a pixel signal processing unit, a pixel signal multiplexer, an analog-to-digital converter (ADC).

Недостатком данного видеодатчика является отсутствие элементов адаптации к изменяющимся условиям внешней освещенности вследствие постоянной величины светочувствительности пикселей и отсутствия устройств, способных поддерживать необходимый уровень выходного сигнала в условиях низкой освещенности.The disadvantage of this video sensor is the lack of adaptation to changing ambient light conditions due to the constant photosensitivity of pixels and the lack of devices that can maintain the required output signal level in low light conditions.

Технической задачей изобретения является поддержание величины выходного сигнала на заданном уровне в условиях изменяющейся внешней освещенности путем расширения динамического диапазона датчика за счет управления диапазоном светочувствительности каждого пикселя.An object of the invention is to maintain the value of the output signal at a given level in a changing ambient light environment by expanding the dynamic range of the sensor by controlling the photosensitivity range of each pixel.

Техническая задача решается тем, что в устройство, включающее МПИ, содержащий [m×n] активных пикселей, блок формирования управляющих сигналов, блок формирования адреса и считывания сигнала пикселя, блок обработки сигналов пикселей, мультиплексор сигналов пикселей, АЦП, введены в каждый пиксель транзисторный усилитель с управляемым коэффициентом усиления и схема определения коэффициента усиления, мультиплексор коэффициентов усиления, первый усилитель, второй усилитель, устройство перемножения сигналов, выходной усилитель, причем вход SERIAL COMMANDS блока формирования управляющих сигналов является внешним входом и предназначен для передачи команд по последовательному интерфейсу от внешних управляющих устройств, выход RESET блока формирования управляющих сигналов соединен со входом блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя, выход SHS блока формирования управляющих сигналов соединен с первым входом блока обработки сигналов пикселей, выход SHR блока формирования управляющих сигналов соединен со вторым входом блока обработки сигналов пикселей, группа выходов RESET блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя соединена с группой одноименных входов МПИ, группа выходов READ&

Figure 00000002
блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя соединена с группой одноименных входов МПИ, группа выходов RS блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя соединена с группой одноименных входов МПИ, группа выходов CS блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя соединена с одноименной группой входов блока обработки сигналов пикселей, группа выходов SIGNAL МПИ подключена к одноименной группе входов блока обработки сигналов пикселей, группа выходов К МПИ подключена к группе входов мультиплексора коэффициентов усиления, группа выходов V_OUT блока обработки сигналов пикселей подключена к группе входов мультиплексора сигналов пикселя, выход мультиплексора сигналов пикселя подключен ко входу первого усилителя, выход мультиплексора коэффициентов усиления подключен ко входу второго усилителя, выход первого усилителя подключен к первому входу устройства перемножения сигналов, выход второго усилителя подключен ко второму входу устройства перемножения сигналов, выход устройства перемножения сигналов подключен ко входу выходного усилителя и ко входу АЦП, выход V_ANALOG выходного усилителя является внешним выходом однокристального датчика и используется для формирования выходного аналогового сигнала, содержащего информацию о распределении яркостей рабочей сцены, выход V_DIGITAL является внешним цифровым выходом датчика и используется для подключения цифровых устройств обработки изображения.The technical problem is solved in that a transistor is introduced into a device including an MPI containing [m × n] active pixels, a block for generating control signals, a block for generating an address and reading a pixel signal, a block for processing pixel signals, a multiplexer of pixel signals, ADCs controlled gain amplifier and gain determination circuit, gain multiplexer, first amplifier, second amplifier, signal multiplier, output amplifier, wherein SE input RIAL COMMANDS of the control signal generating unit is an external input and is intended for transmitting commands via a serial interface from external control devices, the RESET output of the control signal generating unit is connected to the input of the address generating unit and reading the pixel signal, the SHS output of the control signal generating unit is connected to the first input of the unit processing of pixel signals, the output SHR of the control signal generating unit is connected to the second input of the pixel signal processing unit, the group of outputs RESET bl OKA of forming the address and reading the pixel signal is connected to the group of inputs of the same name MPI, the group of outputs READ &
Figure 00000002
the unit for generating the address and reading the pixel signal is connected to the group of the same inputs as the MPI, the group of outputs RS of the unit for generating the addresses and reading the signal for the pixel is connected to the group of the same inputs for the MPI, the group of outputs CS of the unit for generating the address and reading the pixel signal is connected to the group of inputs of the unit for processing the pixel signals , the group of outputs SIGNAL MPI is connected to the group of inputs of the pixel signal processing unit of the same name, the group of outputs K MPI is connected to the group of inputs of the multiplexer of coefficients lane, the group of outputs V_OUT of the pixel signal processing unit is connected to the input group of the pixel signal multiplexer, the output of the pixel signal multiplexer is connected to the input of the first amplifier, the output of the amplification multiplexer is connected to the input of the second amplifier, the output of the first amplifier is connected to the first input of the signal multiplier, the output of the second the amplifier is connected to the second input of the signal multiplier, the output of the signal multiplier is connected to the input of the output amplifier and to the input ADC output V_ANALOG of the output amplifier is an external output of a single-chip sensor and is used to generate an analog output signal containing information about the distribution of the brightness of the working scene, the output V_DIGITAL is an external digital output of the sensor and is used to connect digital image processing devices.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена структурная схема активного пикселя МПИ и часть схемы блока обработки сигналов пикселей, отвечающая за обработку сигнала с одного пикселя считываемой строки, на фиг.2 представлена структурная схема однокристального адаптивного видеодатчика.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a block diagram of an active pixel of an MPI and a part of a circuit of a pixel signal processing unit responsible for processing a signal from one pixel of a read line, Fig. 2 shows a block diagram of a single-chip adaptive video sensor.

Однокристальный адаптивный видеодатчик включает блок формирования управляющих сигналов 1, блок формирования адреса и считывания сигнала пикселя 2, МПИ 3 с активными пикселями 4, каждый из которых содержит транзисторный усилитель с управляемым коэффициентом усиления и схему определения коэффициента усиления, блок обработки сигналов пикселей 5, мультиплексор сигналов пикселей 6, мультиплексор коэффициентов усиления 7, первый усилитель 8, второй усилитель 9, устройство перемножения сигналов 10, АЦП 11, выходной усилитель 12, причем вход SERIAL COMMANDS блока формирования управляющих сигналов 1 является внешним входом и предназначен для передачи команд по последовательному интерфейсу от внешних управляющих устройств, выход RESET блока формирования управляющих сигналов 1 соединен со входом блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя 2, выход SHS блока формирования управляющих сигналов 1 соединен с первым входом блока обработки сигналов пикселей 5, выход SHR блока формирования управляющих сигналов 1 соединен со вторым входом блока обработки сигналов пикселей 5, группа выходов RESET блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя 2 соединена с группой одноименных входов МПИ 3, группа выходов READ&

Figure 00000002
блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя 2 соединена с группой одноименных входов МПИ 3, группа выходов RS блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя 2 соединена с группой одноименных входов МПИ 3, группа выходов CS блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя 2 соединена с одноименной группой входов блока обработки сигналов пикселей 5, группа выходов SIGNAL МПИ 3 подключена к одноименной группе входов блока обработки сигналов пикселей 5, группа выходов К МПИ 3 подключена к группе входов мультиплексора коэффициентов усиления 7, группа выходов V_OUT блока обработки сигналов пикселей 5 подключена к группе входов мультиплексора сигналов пикселя 6, выход которого подключен ко входу первого усилителя 8, выход мультиплексора коэффициентов усиления 7 подключен ко входу второго усилителя 9, выход первого усилителя 8 подключен к первому входу устройства перемножения сигналов 10, выход второго усилителя 9 подключен ко второму входу устройства перемножения сигналов 10, чей выход подключен ко входу выходного усилителя 12 и ко входу АЦП 11, выход V_ANALOG выходного усилителя 12 является внешним выходом однокристального датчика и используется для формирования выходного аналогового сигнала, содержащего информацию о распределении яркостей рабочей сцены, выход V_DIGITAL АЦП 11 является внешним цифровым выходом датчика и используется для подключения цифровых устройств обработки изображения.The single-chip adaptive video sensor includes a control signal generating unit 1, an address 2 reading and signal reading unit 2, MPI 3 with active pixels 4, each of which contains a transistor amplifier with a controlled gain and a gain determination circuit, a pixel signal processing unit 5, a signal multiplexer pixels 6, amplification multiplexer 7, first amplifier 8, second amplifier 9, signal multiplier 10, ADC 11, output amplifier 12, with SERIAL COMMANDS input the control signal generation unit 1 is an external input and is designed to transmit commands via a serial interface from external control devices, the RESET output of the control signal generation unit 1 is connected to the input of the address generation and reading unit of the pixel 2 signal, the SHS output of the control signal generation unit 1 is connected to the first the input of the pixel signal processing unit 5, the SHR output of the control signal generation unit 1 is connected to the second input of the pixel signal processing unit 5, the group of outputs RESET b eye address generation and the read signal of the pixel 2 is connected with a group of similar inputs IIP 3, the band outputs READ &
Figure 00000002
the unit for generating the address and reading the signal of pixel 2 is connected to the group of the same inputs as the MPI 3, the group of outputs RS of the unit for forming the address and reading the signal of the pixel 2 is connected to the group of the same inputs for the MPI 3, the group of outputs CS of the unit for generating the signal for reading the signal of the pixel 2 is connected to the group of the same name the inputs of the pixel signal processing unit 5, the output group of the SIGNAL MPI 3 is connected to the same group of inputs of the pixel signal processing unit 5, the output group of the MPI 3 is connected to the input multiplexer group of coefficients amplification 7, the group of outputs V_OUT of the pixel signal processing unit 5 is connected to the input group of the pixel 6 signal multiplexer, the output of which is connected to the input of the first amplifier 8, the output of the amplification multiplexer 7 is connected to the input of the second amplifier 9, the output of the first amplifier 8 is connected to the first input signal multiplier 10, the output of the second amplifier 9 is connected to the second input of the signal multiplier 10, whose output is connected to the input of the output amplifier 12 and to the input of the ADC 11, the output V_ANALOG of the output amplifier the capacitor 12 is an external output of a single-chip sensor and is used to generate an analog output signal containing information about the distribution of the brightness of the working scene, the output of V_DIGITAL ADC 11 is an external digital output of the sensor and is used to connect digital image processing devices.

Однокристальный адаптивный видеодатчик работает следующим образом.Single-chip adaptive video sensor operates as follows.

С выхода блока формирования управляющих сигналов 1 на вход блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя 2 поступает сигнал RESET, который затем с группы выходов RESET блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя 2 поступает на одноименную группу входов МПИ 3. Данный сигнал подается последовательно на каждую строку МПИ 3 через равные временные промежутки и производит сброс всех пикселей текущей строки МПИ 3, в результате чего напряжение на фотодиоде 41 каждого пикселя 4 достигает максимального значения. Напряжение на фотодиоде 41 уменьшается под действием входного излучения пропорционально его яркости. Сигналы с группы выходов READ&

Figure 00000002
блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя 2 поступают на одноименную группу входов МПИ 3 и управляют процессом регулировки диапазона светочувствительности каждого пикселя 4, в котором сигнал с фотодиода 41 поступает на управляемый транзисторный усилитель 42, коэффициент усиления КУ которого рассчитывается схемой определения коэффициента усиления 43 по формуле
Figure 00000003
, где Umax задается от внешнего источника, КУ(t) - коэффициент усиления в текущем цикле считывания, КУ(t-1) - коэффициент усиления в предыдущем цикле считывания, UPD(t) - напряжение на фотодиоде 41 в текущем цикле считывания. По сигналу
Figure 00000002
производится определение коэффициента усиления КУ, по сигналу READ производится передача усиленного в соответствии с рассчитанным коэффициентом усиления Ку сигнала на транзистор доступа 44. Сигналы с группы выходов RS блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя 2 поступают на одноименную группу входов МПИ 3 и управляют процессами считывания сигнала и коэффициента усиления КУ каждого пикселя, открывая транзисторы доступа 44 и 45 соответственно. Процесс считывания происходит построчно, все выходные информационные сигналы и коэффициенты усиления КУ каждого пикселя текущей строки считываются одновременно и передаются на шину столбца и шину КУ соответственно. Далее в блоке обработки сигналов пикселя 5 производится двойная коррелированная выборка сигнала каждого пикселя (значение пикселя считывается дважды по сигналам SHS и SHR, поступающих на соответствующие входы блока обработки сигналов пикселя 5 с одноименных выходов блока формирования управляющих сигналов 1, и по сигналу CS, полученному от группы выходов CS блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя 2, передается на дифференциальный усилитель, с выхода которого снимается обработанный сигнал SIGNAL). С группы выходов блока обработки сигналов пикселя 5 на группу входов мультиплексора сигналов пикселя 6 поступают сигналы со всех пикселей очередной строки. В мультиплексоре сигналов пикселя 6 производится мультиплексирование сигналов пикселей строки и их последовательная выдача на вход первого усилителя 8. В результате на выходе первого усилителя 8 формируется ненормированный видеосигнал. Одновременно с этим со второй группы выходов МПИ 3 на группу входов мультиплексора коэффициентов усиления 7 поступают коэффициенты усиления каждого пикселя считываемой строки - нормирующие множители. В мультиплексоре коэффициентов усиления 7 производится мультиплексирование нормирующих множителей и их последовательная выдача на вход второго усилителя 9. Таким образом, на выходах первого усилителя 8 и второго усилителя 9 синхронно формируются сигналы яркости, зафиксированные каждым пикселем, и нормирующие множители каждого пикселя соответственно. С выхода первого усилителя 8 и с выхода второго усилителя 9 сигналы поступают соответственно на первый и второй входы устройства перемножения сигналов 10, которое производит перемножение входных сигналов, в результате чего на его выходе формируется нормированный видеосигнал. Данный видеосигнал с выхода блока 10 подается на вход выходного усилителя 12 и на вход АЦП 11. В результате на выходе выходного усилителя 12 формируется аналоговый видеосигнал V_ANALOG, а на выходе АЦП 11 - цифровой видеосигнал V_DIGITAL.From the output of the control signal generating unit 1, the RESET signal is received at the input of the address forming and reading unit of the pixel 2 signal, which then goes from the RESET group of the address forming and reading signal unit of the pixel 2 to the group of inputs of the MPI 3 of the same name. This signal is applied sequentially to each line MPI 3 at equal time intervals and performs a reset of all the pixels of the current row of MPI 3, as a result of which the voltage across the photodiode 41 of each pixel 4 reaches its maximum value. The voltage at the photodiode 41 decreases under the influence of the input radiation in proportion to its brightness. Signals from output group READ &
Figure 00000002
of the unit for generating the address and reading the signal of the pixel 2 are fed to the same group of inputs of the MPI 3 and control the process of adjusting the photosensitivity range of each pixel 4, in which the signal from the photodiode 41 is fed to a controlled transistor amplifier 42, the gain K At which is calculated by the determination of the gain 43 by the formula
Figure 00000003
where U max is set from an external source, K U (t) is the gain in the current read cycle, K U (t-1) is the gain in the previous read cycle, U PD (t) is the voltage across the photodiode 41 in the current cycle reading out. On signal
Figure 00000002
the gain K U is determined, the READ signal is transmitted amplified in accordance with the calculated gain K of the signal to the access transistor 44. The signals from the group of outputs RS of the unit for generating the address and reading signal of pixel 2 are sent to the group of inputs MPI 3 of the same name and control the processes reading the signal and gain K At each pixel, opening the access transistors 44 and 45, respectively. The reading process takes place line by line, all output information signals and gain K For each pixel of the current row are read at the same time and transmitted to the column bus and bus K Y, respectively. Then, in the pixel signal processing unit 5, a double correlated sampling of the signal of each pixel is performed (the pixel value is read twice by the SHS and SHR signals received at the corresponding inputs of the pixel 5 signal processing unit from the outputs of the same control signal generation unit 1 and by the CS signal received from the group of CS outputs of the block for generating the address and reading the signal of pixel 2, is transmitted to a differential amplifier, from the output of which the processed signal SIGNAL is removed). From the group of outputs of the block of signal processing of the pixel 5 to the group of inputs of the multiplexer of the signals of pixel 6, signals from all pixels of the next row are received. In the pixel 6 signal multiplexer, the pixel signals of the row are multiplexed and sequentially output to the input of the first amplifier 8. As a result, an irregular video signal is generated at the output of the first amplifier 8. At the same time, from the second group of outputs of the MPI 3 to the group of inputs of the multiplexer of amplification factors 7, the amplification factors of each pixel of the read line — normalizing factors — are received. In the multiplexer of amplification factors 7, the normalization factors are multiplexed and sequentially output to the input of the second amplifier 9. Thus, the outputs of the first amplifier 8 and the second amplifier 9 synchronously generate luminance signals fixed by each pixel and normalization factors of each pixel, respectively. From the output of the first amplifier 8 and from the output of the second amplifier 9, the signals are respectively supplied to the first and second inputs of the signal multiplier 10, which multiplies the input signals, as a result of which a normalized video signal is generated at its output. This video signal from the output of block 10 is fed to the input of the output amplifier 12 and to the input of the ADC 11. As a result, the output of the output amplifier 12 produces the analog video signal V_ANALOG, and the output of the ADC 11 produces the digital video signal V_DIGITAL.

Таким образом, устройство обеспечивает расширение динамического диапазона за счет адаптивного к внешней освещенности управления коэффициентом усиления каждого пикселя, которое реализуется благодаря внедрению в каждый пиксель транзисторного усилителя с управляемым коэффициентом усиления и схемы определения коэффициента усиления в зависимости от уровня выходного сигнала пикселя.Thus, the device provides the expansion of the dynamic range due to adaptive to external illumination control of the gain of each pixel, which is realized through the introduction of a transistor amplifier with a controlled gain in each pixel and a gain determination circuit depending on the level of the pixel output signal.

Изобретение позволяет поддерживать выходной сигнал датчика на заданном уровне и адаптировать его таким образом к изменяющейся внешней освещенности путем расширения динамического диапазона за счет управления диапазоном светочувствительности каждого пикселя.The invention allows to maintain the output signal of the sensor at a given level and adapt it in this way to changing ambient illumination by expanding the dynamic range by controlling the photosensitivity range of each pixel.

Claims (1)

Однокристальный адаптивный видеодатчик, содержащий матричный приемник излучения (МПИ) с активными пикселями, блок формирования управляющих сигналов, блок формирования адреса и считывания сигнала пикселя, блок обработки сигналов пикселей, мультиплексор сигналов пикселей, АЦП, отличающийся тем, что в устройство введены в каждый пиксель транзисторный усилитель с управляемым коэффициентом усиления и схема определения коэффициента усиления, мультиплексор коэффициентов усиления, первый усилитель, второй усилитель, устройство перемножения сигналов, выходной усилитель, причем вход SERIAL COMMANDS блока формирования управляющих сигналов является внешним входом и предназначен для передачи команд по последовательному интерфейсу от внешних управляющих устройств, выход RESET блока формирования управляющих сигналов соединен со входом блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя, выход SHS блока формирования управляющих сигналов соединен с первым входом блока обработки сигналов пикселей, выход SHR блока формирования управляющих сигналов соединен со вторым входом блока обработки сигналов пикселей, группа выходов RESET блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя соединена с группой одноименных входов МПИ, группа выходов
Figure 00000004
блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя соединена с группой одноименных входов МПИ, группа выходов RS блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя соединена с группой одноименных входов МПИ, группа выходов CS блока формирования адреса и считывания сигнала пикселя соединена с одноименной группой входов блока обработки сигналов пикселей, группа выходов SIGNAL МПИ подключена к одноименной группе входов блока обработки сигналов пикселей, группа выходов К МПИ подключена к группе входов мультиплексора коэффициентов усиления, группа выходов V_OUT блока обработки сигналов пикселей подключена к группе входов мультиплексора сигналов пикселя, выход мультиплексора сигналов пикселя подключен ко входу первого усилителя, выход мультиплексора коэффициентов усиления подключен ко входу второго усилителя, выход первого усилителя подключен к первому входу устройства перемножения сигналов, выход второго усилителя подключен ко второму входу устройства перемножения сигналов, выход устройства перемножения сигналов подключен ко входу выходного усилителя и ко входу АЦП, выход V_ANALOG выходного усилителя является внешним выходом однокристального датчика и используется для формирования выходного аналогового сигнала, содержащего информацию о распределении яркостей рабочей сцены, выход V_DIGITAL является внешним цифровым выходом датчика и используется для подключения цифровых устройств обработки изображения.A single-chip adaptive video sensor containing a matrix radiation receiver (MPI) with active pixels, a block for generating control signals, a block for generating an address and reading a pixel signal, a block for processing pixel signals, a multiplexer of pixel signals, an ADC, characterized in that a transistor is introduced into each pixel controlled gain amplifier and gain determination circuit, gain multiplexer, first amplifier, second amplifier, multiplier I have a signal, an output amplifier, and the SERIAL COMMANDS input of the control signal generation unit is an external input and is designed to transmit commands on the serial interface from external control devices, the RESET output of the control signal generation unit is connected to the input of the address generation and reading unit of the pixel signal, the output of the SHS block the control signal generation unit is connected to the first input of the pixel signal processing unit, the SHR output of the control signal generation unit is connected to the second input of the processing unit the pixel signals, the group of outputs RESET of the block for generating the address and reading the pixel signal is connected to the group of the inputs of the same name MPI, the group of outputs
Figure 00000004
the unit for generating the address and reading the pixel signal is connected to the group of the same inputs as the MPI, the group of outputs RS of the unit for generating the addresses and reading the signal for the pixel is connected to the group of the same inputs for the MPI, the group of outputs CS of the unit for generating the address and reading the pixel signal is connected to the group of inputs of the unit for processing the pixel signals , the group of outputs SIGNAL MPI is connected to the group of inputs of the pixel signal processing unit of the same name, the group of outputs K MPI is connected to the group of inputs of the multiplexer of coefficients lane, the group of outputs V_OUT of the pixel signal processing unit is connected to the input group of the pixel signal multiplexer, the output of the pixel signal multiplexer is connected to the input of the first amplifier, the output of the amplification multiplexer is connected to the input of the second amplifier, the output of the first amplifier is connected to the first input of the signal multiplier, the output of the second the amplifier is connected to the second input of the signal multiplier, the output of the signal multiplier is connected to the input of the output amplifier and to the input ADC output V_ANALOG of the output amplifier is an external output of a single-chip sensor and is used to generate an analog output signal containing information about the distribution of the brightness of the working scene, the output V_DIGITAL is an external digital output of the sensor and is used to connect digital image processing devices.
RU2005132710/09A 2005-10-24 2005-10-24 Single-crystal adaptive video sensor RU2299521C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005132710/09A RU2299521C1 (en) 2005-10-24 2005-10-24 Single-crystal adaptive video sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005132710/09A RU2299521C1 (en) 2005-10-24 2005-10-24 Single-crystal adaptive video sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2299521C1 true RU2299521C1 (en) 2007-05-20

Family

ID=38164258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005132710/09A RU2299521C1 (en) 2005-10-24 2005-10-24 Single-crystal adaptive video sensor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2299521C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445723C1 (en) * 2008-04-09 2012-03-20 Кэнон Кабусики Кайся Semiconductor image forming device and method of controlling said device
RU2471286C2 (en) * 2008-03-27 2012-12-27 Кэнон Кабусики Кайся Solid-state device of image generation and system of image generation
RU2515284C1 (en) * 2010-03-17 2014-05-10 Кэнон Кабусики Кайся Image capturing device and image capturing system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2471286C2 (en) * 2008-03-27 2012-12-27 Кэнон Кабусики Кайся Solid-state device of image generation and system of image generation
RU2445723C1 (en) * 2008-04-09 2012-03-20 Кэнон Кабусики Кайся Semiconductor image forming device and method of controlling said device
RU2515284C1 (en) * 2010-03-17 2014-05-10 Кэнон Кабусики Кайся Image capturing device and image capturing system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11050955B2 (en) Solid-state imaging device, method for driving solid-state imaging device, and electronic apparatus
CN107920214B (en) Solid-state imaging device, driving method thereof, imaging system, and movable object
US8184188B2 (en) Methods and apparatus for high dynamic operation of a pixel cell
US11818487B2 (en) Imaging apparatus, driving method, and electronic device
US7986363B2 (en) High dynamic range imager with a rolling shutter
KR102082594B1 (en) Solid-state imaging device, driving method of solid-state imaging device, and electronic device
JP4536901B2 (en) CMOS image sensor with expanded dynamic range
JP4037602B2 (en) MOS image forming device that expands dynamic range
US7719583B1 (en) Active pixel image sensor with selectable source follower and common source amplifier modes
US8026968B2 (en) Method and apparatus providing dynamic boosted control signal for a pixel
US20060119593A1 (en) Solid state imaging apparatus and method for driving the same
US20080218614A1 (en) Dynamic range enhancement scheme for imagers
JP7297850B2 (en) LED flicker mitigation for video
JP2017175345A (en) Solid-state imaging device, method of driving the same, and electronic equipment
US20190230299A1 (en) Imaging apparatus and radiation imaging system
US10051216B2 (en) Imaging apparatus and imaging method thereof using correlated double sampling
RU2299521C1 (en) Single-crystal adaptive video sensor
WO2019186838A1 (en) Solid-state imaging element, solid-state imaging device, solid-state imaging system, and method for driving solid-state imaging element
JP7204480B2 (en) IMAGING DEVICE, IMAGING SYSTEM, MOVING OBJECT, AND IMAGING DEVICE CONTROL METHOD
KR20080113354A (en) Delay circuit for reading out s/h arrays
JP3870905B2 (en) Image processing apparatus and processing method thereof
KR101660276B1 (en) Unit pixel timing control method of Imaging device having WDR pixel array of nPD structure
JP2009296358A (en) Imaging apparatus, and imaging system
JP7439029B2 (en) Imaging device, imaging method, program and storage medium
EP4418674A1 (en) Image capturing apparatus and control method thereof, image processing apparatus, program and storage medium

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20071025