TWI382747B

TWI382747B - 改良的成像裝置

Info

Publication number: TWI382747B
Application number: TW097103404A
Authority: TW
Inventors: H Bechtel Jon; C Andrus Jeremy
Original assignee: Gentex Corp
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2013-01-11
Also published as: US8289430B2; IL200259A0; US9013616B2; KR101108536B1; TW200904150A; IL243704A0; CN101637030A; KR20110028404A; CA2677737C; CA2677737A1; EP2119249A1; US20080192132A1; EP2119249A4; EP2119249B1; US20130009042A1; IL200259A; JP5361072B2; WO2008100307A1; CN101637030B; JP2010518746A

Description

改良的成像裝置

依據35 U.S.C§119(e)，本申請案要求依以下美國專利暫時申請案享有優先權：2007年2月22日列案的60//902.728以及2007年2月9日列案的60/900,588。所揭示的這些暫時申請案以其整體併入本文列為參考。

成像驅動器，包括CMOS以及CCD的版本，在許多狀況下變得很受歡迎。本發明提供一種改良的成像裝置，其具有高度的動態範圍，而且有多種設備併入這些高動態範圍的成像裝置。

消費電子裝置逐漸變得普及，像是數位相機、數位錄像機、影像電話以及類似品。這些裝置還有家用、商用、工業用以及車用影像系統已使得CCD和CMOS為主的影像感測器普及化。譬如，設計用來自動控制車外燈光的已知系統，利用一數位成像系統以取得一般而言是在所控制車輛之前及(或)之後的圖像並分析圖像，以偵測迎面而來車輛的頭燈以及前方車輛的尾燈。保全攝影機普遍見於居家、商場及工業場所，還有相關的停車場。許多這些已知應用例引發對於高動態範圍的需求；在該場景內的光源包含如此激烈變化的相對亮度，以致某像素的曝光可能由於強光源而不容許偵測並未飽和的昏暗光源。最好能運用一已知數位成像系統，以便在寬廣的周圍照明範圍內提供足夠的對比，像是偵測夜間的光源，並且能夠在日間的特定場合區辨各種物體。在日間，場景內的物體主要是由太陽照明而不是物體本身為光源(例如，頭燈、尾燈、路標，等等)。本發明提供一種高動態範圍影像感測器，其可準確偵測並數位化呈現昏暗光源、明亮光源以及由該場景中其他光源所照射的物體。

先前技藝中已知多種成像技術可提供高動態範圍的影像。這些包括以不同組合選擇性重設像素。美國專利6,175,383的一具體實施例中包括多種可用的積分期間，其中第二可用積分期間為第一期間的一半，第三為第二的一半，依此類推。換句話說，就一可用積分期間的連續列表，各個可用積分期間是比其前一項縮小2倍。本發明也注意到可能使用非破壞性讀出以判定所論及區域的最佳曝光期間。該專利指出，使用傳統讀出一列像素並接著在將其送至求值電路之前逐個處理該列像素而序列化，藉以監測像素數值。然而，該專利並未詳述當已知影像的讀出序列正在進行時，用來判定要為該影像各像素選用什麼積分期間的快速反應自動化方式。另一先前技藝裝置併入一週期性的取樣週期，在各個取樣週期中該影像中的每個像素以一機構據此掃描，以便在該陣列的每個接續掃描時有條件地重設各像素。該裝置具有一記憶體以記錄重置任務，以及一單獨的類比輸出，由整個成像陣列而來的各個類比像素數值以序列方式呈現並導向一單獨的比較器。此方式的固有週期性、難以由重置數目的記錄重建有用的光度數值、以及序列歷經即便是很小尺寸成像器陣列之所有像素所需要的掃描重覆速率嚴重受限，使得此方式並不適合實施於美國專利6,175,383號所教授的廣域、接續縮短之積分期間。而且，在本專利之發明的較佳具體實施例中，要重設或不重設一像素的決定最好是依據該像素的積分電荷數值，其即使相較於次短積分期間。在本發明的一示範設計中，為了能合理地指出目前積分期間是否適當地跟隨了要開始最短的積分期間的決定並跟隨了該像素的條件重設，足夠電荷的累積需要在先前重設僅6秒之後完成。若本文中所用詞句「示範例(an exemplary、the exemplary)」或用「示範的(exemplary)」一字的任何類似變化型，應理解為是要參考本發明的某一特定具體實施例，且並無意要限制本發明範疇是標為示範的任何特定具體實施例。以一列之中許多像素所共用的比較功能，為典型列長為100或更多像素串列地將一列之中的像素移入一放大器，並串列地與一閥限比較個別像素輸出所需要的額外時間，正如具有序列化比較功能的裝置延伸，需要不切實際快速的電路。而且，以一列之中許多像素所共用的比較功能，循環通過成像陣列以實施最終條件重設並以最短積分期間(在一示範設計中僅為2微秒)再次循環通過該陣列以讀取數值的能力更為不切實際。這些就是先前技藝中為條件重設採納平均間隔取樣的原因，其中一相關重設比較器由整個影像陣列共享。

在本發明一較佳設計中，為克服先前技藝的限制，整合列平行處理以讀取該列各個像素的光誘致電荷之信號指示；以為該列各像素之光誘致電荷的指示電壓與一閥限電壓做比較；以探詢該列各像素之重設條件的記憶體記錄；以依據比較結果、記憶體指示以及所處讀出序列的階段，判定是否要重設該列各像素；如有所需，為該列各像素儲存一分部分重設史的更新記錄；並且最終依據上述個別像素的資訊有條件地重設該列各像素。或者，若一像素積分時間設定序列的先前條件重設已為一特定像素判定其積分時間，在讀出該像素數值之前，可略過前文所指出的有些或也許全部剩餘步驟。一般來說，若上述步驟中任一判定使其在該序列中某一特定階段不需使用其他判定，可視需要地略過此不需要的資訊。可想而知，「列平行」僅為本發明的一具體實施例。在本文別處所用的「平行可定址像素組(parallel adressable group of pixels)」一詞係包含「列平行」。本發明範疇中，「平行可定址像素組」的另一例可應用至具有貝爾圖樣(bayer pattern)的成像器。該像素組是由特定濾譜群所組成(例如，一列中的紅色濾波像素，或一列中的藍色像素或一列中的綠色像素)。列平行條件重設任務(與一像素之特定數值讀出有關)的規定序列總結，與所累積電荷有關的像素數值最好是以傳統方式讀取且轉換成數位型式。由該列像素而來的類比數值讀數最好是以列平行方式完成，且該列的數值讀取及暫存最好是轉換成數位型式。為各像素所選取的積分期間之數位記錄最好與個別像素的像素讀出數值結合，以建立用於該像素的所接收光度數值指示。該數值最好是以可直接運用的型式，以致於不需要記錄用來積分光度以取得像素讀數的積分期間。此數值的編碼可採多種樣式的其中一項，且該數值可為線性或對數型式。此時，所處理像素數值最好可供讀出。或者，一或多個步驟可由並非該成像陣列某部分的一處理器完成。

接續重設的像素開啟一較短積分期間，各相繼重設給予該像素一有效率的光學敏感度，其約略與該序列各重設任務中用於該像素之積分期間的減少量等比例而逐次減少。最好配置該條件重設邏輯，以致於一旦用於一給定像素的條件重設被略過，該像素直到被讀取都不會被重設。累加光誘致電荷的像素信號指示，是在部分(而非全部)積分時間中為該像素累加。最好能夠擇部分積分之後所指示像素電荷所要與之比較的閥值，以至該閥值夠高使得在積分時間終結時會有充足電荷累積，以適度地運用該像素的讀出範圍。另一方面，該閥值最好不要設得太高而使像素容易在積分期間終結前飽和。這些偏好設定指出需要有一種平衡，可依應用例、該特定成像器的類比品質，以及該序列之特定積分期間的持續期間(即為其做出重設決定)，改變此平衡。因此，最好設定比較閥值條件為可用積分期間其中特定一組的函數，其可為之應用並(或)使比較閥值設定的一或多個特性可供選擇或可程式化，做為給予該成像器的部分設定指令。

該電路最好經配置以致整合各像素的讀出，為各列實施預定的列平行重設序列。用於列讀取序列的第一列平行重設任務最好沒有條件限定，該與各像素關聯的記憶體最好更新至反映啟始重設狀態。為實施於各列的預定重設序列初次無條件重設之後，該列的接續重設最好是如上述依條件進行。用於積分期間、被各接續列平行條件重任務啟始的光學增益，最好是比例地小於由緊接前項列平行重設任務所啟始之積分期間的光學增益。該光學增益一般是與積分期間成比例，以致在示範設計中所想要的比例將直接應用於積分期間。

剛才略述的新穎讀出及積分期間判定順序有多個優勢。其一，依據用於條件像素重設的快速列平行處理，在進行像素讀取的曝光順序期間，實際為各像素設定積分期間。其二，各像素的曝光相當嚴密地予以包圍，並且若在示範具體實施例中使用的是10位元讀出是調整至譬如像是4比1的增量，該等讀數可跨越相當大光度範圍在名義上由全部量尺的四分之一擴展至全量尺，名義上給出250比1或更佳的讀出解析度。此為理想值而且可提供若干額外餘裕以最小化該等像素飽和的可能性。即使是以非常保守的重設閥值選擇，例如像是100對1左右的最低解析度可維持示範具體實施例超過16,000對1的積分範圍，其可給出大過100,000對1的光度範圍，而100對1的解析度可維持在此範圍。特別要提的是，在一給定影像之中可用光度範圍的測量往往會被光學組件中的光散射限制。但是，依然可能不經任何曝光調整，如此往往使其適於跨越相對大範圍的周圍光度而無曝光調整。這對具有相同10位元A/D的一般感測器明顯有別，其中任一給定影像的100對1或更佳解析度僅可在10對1的光度範圍間得到。以多重步驟跨越廣大範圍所選擇的積分期間，依然可在所選積分期間實現A/D的完整準確度，該積分期間為已知且準確判定以到於實現極度增加的測量範圍而不用犧牲A/D的準確度。相較於傳統取得影像，陰影區域中的噪訊、條紋及全黑面積應被極度減少，飽和強光區亦如是。要有某些妥協但，但有許多用於靜止圖像或視訊攝影機應用例的大幅改進可能。

許多用於非破壞性讀出的技術並不提供讀出的完整準確度。舉例來說，為一非破壞性讀出一像素通常並非可被重設，因此以重設後所取得的這些成像器參照讀數，並不能用來改善用於判定條件重設之中間讀數的讀出準確度。這意味的是，要重設一像素的決定，往往需要依據可能並非最佳準確度的測量值。條件重設勝過某些計算技術的補償優勢是要重設的決定判定了所選用的讀出範圍，而且範圍選擇依據的數值不準確度並不直接添加使用所選範圍所進行讀取的不準確度。舉例來說，若一電表具有一伏特的完整量尺讀出範圍，以及接下來更大的四伏特完整量尺讀出範圍，如果0.8伏特的估計預期會在實際數值的10%以內，估計為0.8伏特的輸入可能將會用一伏特的範圍讀取，但如果0.8伏特的估計僅預期會在實際數值的30%以內，估計為0.8伏特的輸入可能將會用四伏特的範圍讀取。以較不準確的估計，可能有較大風險會選擇讀數飽和的讀出範圍，且可能造成偏向選擇較小準確度較大讀出範圍；但在範例中讀數可能仍被認為具有遠小於10%或30%的誤差。

在最後的觀點中，示範性的系統也較寬廣動態範圍的感應器具備固有的優勢，其響應特性中使用複斜率以增加有效範圍。其一，就非線性裝置而論，各像素的非線性通常至少有部分是藉由各像素中的組件所判定，因此除了處理以逐段線性讀出所取得讀數的困難，由於斷點的像素電壓特性與斜率判定機構的失配，斜率與斷點並不太可能良好匹配。其二，既然斜率改變通常應用在類比部分，整個數值必須由A/D讀取，就一給定解析度的A/D其進一步損失讀數準確度。其三，資料的逐段線性倍進並不利其處理，因為除了由上述因素所致的讀出準確度問題，逐段線性格式需要稍稍計算密集的處理，以便將其轉換成更容易計算的形式，像是線性或也許是對數形式。

由於各像素的多重積分範圍而在極度更廣範圍的光度維持讀出解析度的優勢如前文所述。有許多方法運用此優勢以調和一設計的特性。為記錄各像素積積分期間設定之指示的另增記憶體需求，比用於較小線寬的製程需要較大線寬之矽晶圓製程；但，以較低電壓運作的較小線寬矽製程，對該像素可得之動態範圍設下另增的限制。在利用為一給定影像採單一積分期間之成像器的許多應用例中，使用更高動態範圍主要是為跨較大光度範圍取得適當解析度。用本發明之成像器依逐像素方式所選出的積分期間，即使在一單獨影像內跨相當寬廣動態範圍維持良好解析度，往往可調低尖峰動態範圍以交換延展的動態範圍，其係由個別影像之內所實施的多重積分期間擷取所提供。

在示範具體實施例中，為感測陣列中各像素選擇積分期間的列平行重設程序，其實施順序是就任一給定列而論以該列之無條件平行重設開始，以開始用於讀取(已知該成像器的設定)該列各像素的最長可達到積分期間。然後在該積分期間過去剛好3/4之前，如前述完成該列中各像素的條件重設，以條件重設以目前積分期間設定已飽和或太過容易飽和的像素。對於被條件重設的像素，接續各積分期間再重覆六次此程序，該像素的重設大小是要使讀出敏感度為接鄰前項範圍之敏感度的四分之一。該示範設計的結果，積分期間的範圍可為4比1的增量，由最長可選擇積分期間約32,768毫秒至最短可選擇積分期間2毫秒，得到最長與最短積分期間的比率為16,384比1，該等積分期間係為示範設計中圖框內的各像素自動並個別地設定。用於重設及讀取程序的計時節拍，最好依據對應一掃描列各像素之循欄增量掃描窮盡該欄的掃描計數。經由一已知列計數之欄計數的增量掃描或欄位址數值的完成，接著最好造成該列掃描增量前進至下一掃描列，直到影像掃描圖框中所有列都被包含，此時影像擷取可中止或前進至另外的欄及列掃描順序。一般來說，像素/列掃描圖框中兩像素位置之間的時間間隔，是以由第一像素(欄、列)位置到第二像素(欄、列)位置之增量像素的倍率數目表示。啟始與結束像素位置之間的增量像素倍率可用增量行偏移來表示，其可定義為第二像素的行位址減去啟始像素的行位址。若啟始像素的行位址大於結束像素的位址，此為負數，反之即為正數。列偏移可定義為由包含啟始像素那列增量至包含結束像素那列所需的增量列偏移。示範設計中列讀取是以規定的行時間完成，且八項個別積分期間是在和個別積分期間相關的行時間啟動，以致重設恰巧完成的時點與該列讀取的時點之間的時間間隔幾乎等於所要的積分時間。在示範設計中，掃描圖框中的行及列數目是選為626行乘420列，且配上每毫秒8像素的像素掃描率。以此行數、列數以及像素時間的組合，積分時間及可用的積分列數目可以且經選擇，以至列讀取任務與該等8個可用積分期間的8個像素重設任務分布於未重疊的列時間間隔以及行時間間隔。如此一來，列擇選電路、陣列讀出行線、行平行重設邏輯的列，以及重設歷史記錄的存取可被共享，不在8個重設任務或列讀取任務之間有所衝突。8個積分時間特定的行重設或條件列重設任務以及列讀取最好是在特定行計數時啟始。這將在本文其他部分更深入討論。一般來說，示範具體實施例中，列長度等等經選擇以致該列讀取以及八個重設任務(各自啟始一積分期間一段特定期間)落在特定的未重疊行時間間隔。一特定的行計數數值最好是用來啟始各個順序且最好預先選定，以致堅持該節奏提供適當行偏移以為各個積分期間製造適當的間隔。在較佳配置中，讀出最好是實施在由列計數器所指出的列，可能是用較適於用來為讀出窗口提供原點的一列偏移數值所修正。接著為列重設或條件列重設任務所選擇的各列，將一額外的積分期間特定之列偏移數值(其係對應至要實施重設或條件重設的積分期間)加到列計數，最好是用模演算，以選擇要實施重設任務的那列。此增加的積分期間特定之列偏移，是用來為要實施當前重設任務的該列設定重設任務與列讀取任務之間的時間間隔。

就一寬廣動態範圍的感測器，最好自動地在多達例如16,000比1或更高的範圍選取積分期間。為如此的感測器，積分期間可由譬如約32毫秒至約2微秒。此外，用於一列中之像素最好是在幾乎相同時間進行曝光。可達成此要求的的一種方法是用於列中像素的曝光週期至少分享一共同的瞬時。

更進一步最好能選取積分期間以致於以不同積分期間取得的像素值很容易整合成單一、共通的廣域數值格式。由於像素值通常是以線性或對數加權二進制形式，最好選擇接續的積分期間致使任一積分期間的成像器敏感度對其下一個較短積分期間的成像器敏感度比率是約略等於2的整數冪。光學增益或敏感度是更適於此比率的特性。然而，大多數成像器的光學敏感度幾乎與積分期間成直接等比例變化。因此，在示範設計中，積分期間的比率經選擇致使其係2的整數冪。可想而知，若感測器敏感度對上積分期間若為系統化的非線性，那麼，最好調整積分期間致使由一範圍對下一較低範圍的光學增益之比率約略等於一2的整數冪。應可進一步理解，即使此係本發明許多應用例的良好選擇，本發明並不侷限於選擇前文所具體指明的接續增益範圍。此外，一或多個較長積分期間可進行小百分比的週期調整，以消除使用共享組件的衝突而系統準確度僅有小損失。

如前文指出，即使列平行重設任務(條件及無條件兩者)，需要組織以提供時間交錯所有重設以及要進行的列讀取任務，而用於共享組件(像是列選取電路、行讀出線路、重設記憶體記錄存取，以及條件重設比較器以及相關的邏輯)的需求並不衝突。前文所參照到的示範具體實施例是用圖一至圖三說明該順序如何能以不衝突的方式組織起來。在示範設計中，是用滾動快門順序歷經重設、積分及讀出順序。掃描是一重覆順序，讀出順序中要擷取之影像框有多少就為其針對各列由行0至行625循環並在各行循環完成時前進至下一列，由列0至列419再回到列0等等。如同的傳統滾動快門其操作是要讀取僅一個或少數影像框，或許可選擇地也是連續讀取，第一次掃描或可能是部分掃描通常是用來啟始列讀出被抑制的積分期間，直到有一積分期間提供給該列。此暗示需要一啟始框(或部分框)以實施初次重設任務，以致要讀出n框，讀出順序需要n框加上該啟始重設所需之框的部分。就某些應用例來說，主要興趣是要以連續模式讀取影像，在這情況下開始框之讀出的抑制可能並不必要。就那些在第一框之後擷取接續影像框的應用例而論，積分是與讀出交錯以致像框重覆時間要比為一像素所提供之最長積分時間僅稍稍長些。對於僅用於擷取確定數目影像框的設計來說，可藉由計算像素建立同步。對於經設計要用於連續或長序列影像框擷取或甚至要在僅取得一或少數影像框時增加穩健性的成像器而論，讀出格式最好包含要建立列及影像框同步的信令。

參照第一圖，所繪出的是用於重設列0之中像素的重設順序，其係用於採420掃描列乘上626掃描行之示範設計的成像器所取得之高動態範圍影像。此處所用掃描一詞指的是掃描順序中所歷經的列及行。並非需要用到每個行經的數值以存取進展中的一列或行，而且一般來說僅需要在掃描順序中有足夠的列與行，以存取在一適當順序中確實讀取的列與行；以及大概足夠的額外掃描列及(或)行，以為高動態範圍之多重積分期間提供用於讀取和重設任務的非交疊或非衝突任務調度。確實的影像陣列可較掃描順序中循環通過者具有較少列和(或)行(或在某些例子中更多列和(或)行)。第一圖至第三圖中，顯示的是用掃描順序以製造用於重設及讀取順序的時間基準。第一圖中僅繪出實施至列0之像素的重設或條件重設任務之啟始。示範設計包括一高動態範圍掃描順序，行與列計數以此順序為具有626行(行0直到625)的各列前進通過接續的行計數，並通過具420行之影像的各列(列0直至419)該順序要由行0直至625為各列編索引，當由行625循環至行0時以及由列419循環至列0時要編索引至下一列。重覆該順序直到已讀取所需的影像框數目。在示範設計中，行計數是以每秒8百萬次的速率編索引，因此262,920像素的影像框是以32.865毫秒順序通過，其提供剛好超過每秒30個影像框的框速率。

用於列0的列讀取順序(101)是在列0(121)的行1啟始，且有效讀出是在行14實行。在掃描通過啟始圖框期間此讀出最好被抑制，以致該重設順序可在此圖框期間啟始，且最好是為包括在該讀出順序中的所有接續圖框實施。舉例來說，當僅有一圖框被讀取時，提供兩掃描框，第一個是要開始積分期間的啟始，且第二個是要開始讀出並持續處理重置、重設及條件重設，以為所讀取各列的各像素提供適當重設順序。

用於列0(121)的32.768毫秒無條件重設順序(102)是在列1(122)的行132啟始。要被重設的列，是藉由將用於32.768毫秒積分期間的偏移419累加至實施重設的列1計算而得，得到420以420為模為也就是0，所以該順序(102)中的列0被重設。在行164(112)放掉重設且開始積分期間，因此由積分之始(行164)至所讀取列(行14)的行偏移是：14-164=-150.

由放掉重設至讀取的時間，是列偏移乘上各掃描列的像素數目加上再加上該積分期間開始與結束之間的帶有正負號之行偏移，除以掃描率。

(419 * 626-150)/8=32.768毫秒。

提供一標準動態範圍模式的一種可替換選擇，是像剛才所描述抑制在啟始條件重設之後的某些或部分接續條件重設，並提供彈性去依關聯的列與行偏移為列與行偏移以及積分時間編程，以得出積分期間設定的寬廣可能選擇。影像控制可提供彈性，以為影像資料由之讀取的掃描圖框以及次圖框調整圖框長。

用於列0(121)的8.192毫秒無條件重設順序(103)是在列315(123)的行176啟始。要被重設的列，是藉由將用於8.192毫秒積分期間列偏移105累加至實施重設的列315計算而得，得到420以420為模為也就是0，所以該順序(103)中的列0被重設。在行208(113)放掉重設且開始積分期間，因此由積分之始(行208)至所讀取列(行14)的行偏移是：14-208=-194.

(105 * 626-194)/8=8.192毫秒。

用於列0(121)的2.048毫秒逐像素無條件重設順序(104)是在列393(124)的行500啟始。要被重設的列，是藉由將用於2.048毫秒積分期間的列偏移27累加至實施重設的列393計算而得，得到420以420為模為也就是0，所以該順序(104)中的列0被重設。在行532(117)放掉重設且開始積分期間，因此由積分之始(行208)至所讀取列(行14)的行偏移是：14－532＝－518.

(27 * 626－518)/8＝2.048微秒。

用於列0(121)的512微秒逐像素無條件重設順序(105)是在列413(125)的行268啟始。要被重設的列，是藉由將用於512微秒積分期間的列偏移7累加至實施重設的列413計算而得，得到420以420為模為也就是0，所以該順序(105)中的列0被重設。在行300(115)放掉重設且開始積分期間，因此由積分之始(行300)至所讀取列(行14)的行偏移是：14－300＝－286.

(7 * 626－286)/8＝512微秒。

用於列0(121)的128微秒逐像素條件重設順序(106)是在列418(126)的行210啟始。要被重設的列，是藉由將用於128微秒積分期間的列偏移2累加至實施重設的列418計算而得，得到420以420為模為也就是0，所以該順序(106)中的列0被重設。在行242(114)放掉重設且開始積分期間，因此由積分之始(行242)至所讀取列(行14)的行偏移是：14－242＝－228.

(2 * 626－228)/8＝128微秒。

用於列0(121)的32微秒逐像素無條件重設順序(107)是在列419(127)的行352啟始。要被重設的列，是藉由將用於32微秒積分期間的列偏移1累加至實施重設的列419算而得，得到420以420為模為也就是0，所以該順序(107)中的列0被重設。在行384(116)放掉重設且開始積分期間，因此由積分之始(行384)至所讀取列(行14)的行偏移是：14－384＝－370.

(1 * 626－370)/8＝32微秒。

用於列0(121)的8微秒逐像素無條件重設順序(108)是在列419(127)的行544啟始。要被重設的列，是藉由將用於8微秒積分期間的列偏移1累加至實施重設的列419算而得，得到420以420為模為也就是0，所以該順序(108)中的列0被重設。在行576(118)放掉重設且開始積分期間，因此由積分之始(行576)至所讀取列(行14)的行偏移是：14－576＝－562.

(1 * 626－562)/8＝8微秒。

用於列0(121)的2微秒逐像素無條件重設順序(109)是在列419(127)的行592啟始。要被重設的列，是藉由將用於2微秒積分期間的列偏移1累加至實施重設的列419算而得，得到420以420為模為也就是0，所以該順序(109)中的列0被重設。在行6244(119)放掉重設且開始積分期間，因此由積分之始(行624)至所讀取列(行14)的行偏移是：14－624＝－610.

(1 * 626－610)/8＝2微秒。

為該成像掃描圖框其餘419列，實施與詳細描述列0之重設與讀取順序的類似順序。在第二圖中，顯示出列50內像素之重設的重設順序是運用與第一圖中所描述的相同成像陣列。第二圖中僅繪出實施至列50之像素的重設或條件重設任務之啟始。

用於列50(201)的列讀取順序是在列50的行1(221)啟始，且有效讀出是在行14發生。在掃描通過啟始圖框期間此讀出最好被抑制，以致該重設順序可在此圖框期間啟始，且最好是為包括在該讀出順序中的所有接續圖框實施。舉例來說，當僅有一圖框被讀取時，提供兩掃描框，第一個是要開始積分期間的啟始，且第二個是要開始讀出並持續處理重置、重設及條件重設，以為所讀取各列的各像素提供適當重設順序。

用於列50(221)的32.768毫秒無條件設順序(202)是在列51(222)的行132啟始。要被重設的列，是藉由將用於32.768毫秒積分期間的列偏移419累加至實施重設的列51計算而得，得到470以420為模為也就是50，所以該順序(202)中的列50被重設。在行164(212)放掉重設且開始積分期間，因此由積分之始(行164)至所讀取列(行14)的行偏移是：14－164＝－150.

(419 * 626－150)/8＝32.768毫秒。

用於列50(221)的8.192毫秒逐像素無條件重設順序(203)是在列365(223)的行176啟始。要被重設的列，是藉由將用於8.192毫秒積分期間的列偏移105累加至實施重設的列365計算而得，得到470以420為模為也就是50，所以該順序(203)中的列50被重設。在行208(213)放掉重設且開始積分期間，因此由積分之始(行208)至所讀取列(行14)的行偏移是： 14－208＝－194.

(176 * 626－194)/8＝8.192毫秒。

用於列50(221)的2.048毫秒逐像素條件重設順序(204)是在列23(224)的行500啟始。要被重設的列，是藉由將用於2.048毫秒積分期間的列偏移27累加至實施重設的列50計算而得，得到50以420為模為也就是50，所以該順序(204)中的列50被重設。在行532(217)放掉重設且開始積分期間，因此由積分之始(行208)至所讀取列(行14)的行偏移是：14－532＝－518.

(27 * 626－518)/8＝2.048毫秒。

用於列50(221)的512微秒逐像素條件重設順序(205)是在列43(225)的行268啟始。要被重設的列，是藉由將用於512微秒積分期間的列偏移7累加至實施重設的列43計算而得，得到50以420為模為也就是50，所以該順序(205)中的列50被重設。在行300(215)放掉重設且開始積分期間，因此由積分之始(行300)至所讀取列(行14)的行偏移是：14－300＝－286.

(7 * 626－286)/8＝512微秒。

用於列50(221)的128微秒逐像素條件重設順序(206)是在列48(226)的行210啟始。要被重設的列，是藉由將用於128微秒積分期間的列偏移2累加至實施重設的列48計算而得，得到50以420為模為也就是50，所以該順序(206)中的列50被重設。在行242(214)放掉重設且開始積分期間，因此由積分之始(行242)至所讀取列(行14)的行偏移是：14－242＝－228.

(2 * 626－228)/8＝128微秒。

用於列50(221)的32微秒逐像素條件重設順序(207)是在列49(227)的行352啟始。要被重設的列，是藉由將用於32微秒積分期間的列偏移1累加至實施重設的列49計算而得，得到50以420為模為也就是50，所以該順序(207)中的列50被重設。在行384(216)放掉重設且開始積分期間，因此由積分之始(行384)至所讀取列(行14)的行偏移是：14－384＝－370.

(1 * 626－370)/8＝32微秒。

用於列50(221)的8微秒逐像素條件重設順序(208)是在列49(227)的行544啟始。要被重設的列，是藉由將用於8微秒積分期間的列偏移1累加至實施重設的列49計算而得，得到50以420為模為也就是50，所以該順序(208)中的列50被重設。在行576(218)放掉重設且開始積分期間，因此由積分之始(行576)至所讀取列(行14)的行偏移是：14－576＝－562.

(1 * 626－562)/8＝8微秒。

用於列50(221)的2毫秒逐像素條件重設順序(209)是在列49(227)的行592啟始。要被重設的列，是藉由將用於2微秒積分期間的列偏移1累加至實施重設的列49計算而得，得到50以420為模為也就是50，所以該順序(209)中的列50被重設。在行624(219)放掉重設且開始積分期間，因此由積分之始(行624)至所讀取列(行14)的行偏移是：14－624＝－610.

(1 * 626－610)/8＝2微秒。

第一圖及第二圖合起來說明所選擇用於重設及列讀取調度的模式。列50是在列0之後50列出現。以模運算表示，其中列數是所掃描圖框之列數為模而得的最小非負整數表示，第二列中的重設及列讀取任務全部發生在用於列0的對應列讀取或重設任務。對於成像陣列中任一配對列，相同的對應也成立。也就是說，就成像陣列中任一配對列而論，為該配對中個別列實施對應任務所跨的間隔之間有固定的列偏移(使用模運算)。第三圖說明此性質與另一性質結合所含的意義，後者係指列讀取及各個列重設任務是跨過增量行計數值或行時間的多個範圍，其中該等數值係相互不衝突且為一特定高動態範圍成像器讀取順序預定。示範設計中，此性質是藉由更強硬限制特定高動態範圍讀取順序所達成，其中用於各列讀取及積分時間相關重設任務的處理間隔是與行時間間隔相關，其中該時間間隔最好是為該讀取順序預先選定且經安排要在未重疊的行定時數值範圍內發生。進一步，行間隔最好是一致實施至用於該成像器各列之列讀取及重設任務，其中該成像器係以特定影像讀取順序讀取。較佳設計中，為各列實行列讀取的行範圍最好是為特定讀取任務預先選定。接下來，與一特定積分期間相關之重設任務所要為之實施的行計數範圍最好經選擇以提供所需的行偏移，此行偏移是與特定積分期間相關；且該列偏移最好經選擇是要提供與特定積分期間相關的所需列偏移。行及列偏移與該掃描順序的計時節奏合起來最好提供所需的積分期間。為了資料處理最好是至少部分地列平行之目的，行計數適於提供逐列計時並且也用來當作是用於資料處理的時間基準，其係與列排序任務同步。或者，此計時並不需要與列中的數字或像素行數直接相關。將行計數關聯至實際的像素行僅係便利行事，因為該時間基準可接著被輕易用來排序像素A/D轉換，以及通常直接關聯至通過圖框之逐像素排序的像素格式處理及讀出任務。

參照第三圖，掃描框由行0(303)延展至行625(304)並由列0(301)延展至列419(302)。某些具體實施例中，通用列或行偏移可累加至在此參照的列和(或)行計數，以有效地調整成像框的起源。此選擇被認為是本發明的部分，但為簡化描述，將不會包含在第三圖的說明中。

各列的列讀出應用至已定址的列，且在由行1延展至由橫槓(305)所代表的行34之間隔期間實施。有效的讀出是在行週期14(300)的開始處發生。

各列所用的32.768毫秒列重設實行至列，其位址是藉由把419(用於32.768毫秒積分期間的列偏移)加到列位址以420(成像器掃描框內的列數)為模數所得的餘數。重設在由行132延伸至行165的行間隔(以橫槓306表示)之內發生。重設被釋出以致積分期間在行週期164(314)的啟始處開始。如此為該32.768毫秒積分期間將所想要的－150行之行偏移提供給在行14的列讀取任務。

各列所用的8.192毫秒像素電壓條件列重設實行至列，其位址是藉由把105(用於8.192毫秒積分期間的列偏移)加到列位址以420(成像器掃描框內的列數)為模數所得的餘數。重設在由行176延伸至行209的行間隔(以橫槓307表示)之內發生。重設被釋出以致積分期間在行週期208(315)的啟始處開始。如此為該8.192毫秒積分期間將所想要的－194行之行偏移提供給在行14的列讀取任務。

各列所用的2.048毫秒像素電壓條件列重設實行至列，其位址是藉由把27(用於2.048毫秒積分期間的列偏移)加到列位址以420(成像器掃描框內的列數)為模數所得的餘數。重設在由行500延伸至行533的行間隔(以橫槓311表示)之內發生。重設被釋出以致積分期間在行週期532(319)的啟始處開始。如此為該2.048毫秒積分期間將所想要的－518行之行偏移提供給在行14的列讀取任務。

各列所用的512微秒像素電壓條件列重設實行至列，其位址是藉由把7(用於512微秒積分期間的列偏移)加到列位址以420(成像器掃描框內的列數)為模數所得的餘數。重設在由行268延伸至行301的行間隔(以橫槓309表示)之內發生。重設被釋出以致積分期間在行週期300(317)的啟始處開始。如此為該512微秒積分期間將所想要的－286行之行偏移提供給在行14的列讀取任務。

各列所用的128微秒像素電壓條件列重設實行至列，其位址是藉由把2(用於128微秒積分期間的列偏移)加到列位址以420(成像器掃描框內的列數)為模數所得的餘數。重設在由行210延伸至行243的行間隔(以橫槓308表示)之內發生。重設被釋出以致積分期間在行週期242(316)的啟始處開始。如此為該128微秒積分期間將所想要的－228行之行偏移提供給在行14的列讀取任務。

各列所用的32微秒像素電壓條件列重設實行至列，其位址是藉由把1(用於32微秒積分期間的列偏移)加到列位址以420(成像器掃描框內的列數)為模數所得的餘數。重設在由行352延伸至行385的行間隔(以橫槓310表示)之內發生。重設被釋出以致積分期間在行週期384(318)的啟始處開始。如此為該32微秒積分期間將所想要的－370行之行偏移提供給在行14的列讀取任務。

各列所用的8微秒像素電壓條件列重設實行至列，其位址是藉由把1(用於8微秒積分期間的列偏移)加到列位址以420(成像器掃描框內的列數)為模數所得的餘數。重設在由行544延伸至行577的行間隔(以橫槓312表示)之內發生。重設被釋出以致積分期間在行週期576(320)的啟始處開始。如此為該8微秒積分期間將所想要的－562行之行偏移提供給在行14的列讀取任務。

各列所用的2微秒像素電壓條件列重設實行至列，其位址是藉由把1(用於2微秒積分期間的列偏移)加到列位址以420(成像器掃描框內的列數)為模數所得的餘數。重設在由行592延伸至行625的行間隔(以橫槓313表示)之內發生。重設被釋出以致積分期間在行週期624(321)的啟始處開始。如此為該2微秒積分期間將所想要的－610行之行偏移提供給在行14的列讀取任務。

就第三圖中的陰影區域而論，其包覆相對處理密集之全部面積的大約一半，至少部分列平行任務在此實施。如此做法指出在示範具體實施例中曝光控制處理已被分散，以致將列平行任務至少部分地關聯至曝光控制以及影像擷取共享列平行處理組件、列選擇及行讀出選擇邏輯、列與行交點像素可選擇重設邏輯，以及積分期間設定記憶體存取而沒有彼此衝突，並且該等任務在影像擷取期間約略50%的時間發揮作用。藉由分割積分期間特定的重設任務以及列讀取任務，以致就各相關積分期間而言其係在預先選定的行時間實行，該等行時間和與其他積分期間關連的行時間通常並不重疊；且藉由為各個積分期間特定的重設任務提供適當列偏移，為同一積分期間實施相同列偏移至所有重設，以致各重設任務仍具有其特屬那行，在該列的所指派行範圍內具有其特有的非衝突時間空檔，重設任務可在該空檔內實行。

第四圖顯示一高動態範圍成像裝置之示範設計的方塊圖。該成像裝置最好是依據一傳統滾動快門CMOS設計，其經強化以包括本發明的動態範圍改進能力。該圖係經簡化，尤其是關於由傳統滾動快門所保有的特徵。圖示方塊(410)直至(415)全都以某種方法操作與成像器中像素行相關之信號。因此，假設與行相關的信號可行經某些步驟而不必需在每個步驟中使用，並且各步驟可取用適當的行相關信號。積分及列讀取計時是依據掃描行計數器(403)，在示範設計中遞增地由0直至其最高數值(示範設計中為625)，接下來歸0，再遞增地由0直至其最高數值並持續下去。每次掃描行計數循環回到0時，掃描列計數器增加至其下一個數值。在示範設計中，掃描列計數(402)由計數值0開始，遞增地往上計數直至其最高數值(在示範設計中為419)，接下來歸0，再遞增地由0往上計數直至其最高數值，並持續下去。

為了順應可用積分期間(示範設計中共有八項)其中一項的自動選擇，一列像素最好在最長積分期間的開始重部重設，並接著在各接續之較短積分期間剛要開始之前查詢各像素及其相關重設記錄，且依據當前像素值對一閥值的比較以及該像素的重設歷史條件地重設該列各像素。一旦像素未經重設，最好在讀出之前不再重設但是允許其積分，以完成由最近一次先設重設所發起的積分期間。一旦像素被重設(最好包括啟始無條件重設)，與該像素相關的記憶體(每像素需要3位元以識別8個可能的可選重設狀態)被更新，以指示要被重設所用的積分期間。對於未被重設的像素，用於一像素的記憶數值在條件重設任務其間最好並未改變。積分期間結束時，與該像素相關的數值指示哪一個積分期間要用於讀取。此資訊最好是以和該列像素之讀出及A/D轉換同步的方式讀出，且其最好用來適當地按比率調整最終讀出值。在較佳設計中，一列中的積分期間的啟始最好致使其全都同時終止，也就是使得終止積分期間的列讀取可為該列全部像素同時實行，不管各像素的實際積分期間。積分期間終止時，該列被讀取，所用的順序最好將所選列之中的像素數值傳送至一列取樣電容器，且最好也將重設電壓傳送至第二列的取樣電容器，而且將該等數值數位化並調整以反映所用積分期間的記錄。此數值通常由成像器輸出。

第四圖的方塊圖中，掃描列計數器(402)、掃描行計數器(403)、通用行偏移加法器(404)、通用列偏移加法器(405)、列選擇(409)、列讀取取樣並暫存(411)、放大器(416)以及類比至數位轉換(417)，可類似於傳統之先前技藝成像陣列所用者。具有所有這些特徵保留先前技藝，很清楚可想而知如此可提供實現本發明之成像器時的彈性，以提供一可替換選擇以便除了能夠在一或多個高動態範圍模式中運作還能在一標準動態範圍模式中運作。一控制電路(400)接收通信至成像器的指令，並控制如下述的指令順序。

為取得高動態範圍影像，掃描行計數器(403)為各列循環通過其行範圍，且掃描列計數器(402)為各新列遞增，其係藉由掃描行計數器(403)所計數、通過該行之循環完成所指示。像素重設與列讀取功能選擇電路(407)解碼行計數信號，並產生信號以啟始並控制列讀取以及各種重設功能。像素重設閥值生成器(408)產生一閥值，該值係視需要地依據由作用之重設任務所啟始的特定積分期間。閥值與指示所選擇列各像素之積分充電電壓的信號做比較，以部分判定是否要重設該列各像素。此判定最好是以逐像素的基準實行。像素重設列偏移生成器(406)由像素重設列讀取功能選取電路(407)接收信號，其係指示(若有)列讀取或重設任務哪個在作用，並且(為該等列重設任務)產生列偏移，該偏移與要被該重設啟始之積分期間的持續時間成比例。重設列偏移模數加法器(401)將偏移數值與列位址相加(該偏移數值是與要被處理之重設相關的積分期間持續期間成比例)，最好是用模運算以確保所產生列位址是在能適度地由掃描框底部循環回到頂部的範圍內。通用列與行偏移在步驟(404)及(405)中係視需要地加至該等列與行數值，以提供增加的彈性以控制成像陣列(410)中圖框的起始處。列選擇電路(409)解碼列選擇位址，並且將用於列行進的控制信號以一閘控制通往所選列。成像陣列(410)包括個別像素重設能力，此能力最好是藉由在各像素中提供一特徵實現，重設是藉此由為要被重設的各像素同時判定列與行信號達成。使用時，選擇性地重設一列像素，用於所選擇列的列重設以及行重設線路僅為經選擇要被重設之列的像素被判定。列讀取取樣及暫存電路(411)最好包括取樣電容器，以為成像器中各行像素取樣類比數值。此電路類似於通常使用的電路，並最好包括循序取樣在各個行讀出線路上的讀數以及其重設參照電壓。此電路也預備要回應於由行選擇電路(412)而來的信號，並將用於所選行的類比數值以閘導引至輸出放大器(416)。由放大器(416)而來的放大以及最好是經偏移校正的數值，轉換至由類比至數位轉換器(417)而來的類位形式。像素處理電路(418)調節由類比至數位轉換器(417)而來的數位數值，將其與積分期間的指標(該積分期間是用來由可定址行之像素列緩衝記憶體(413)取得讀數)合在一起，以致於該輸出值按比例調整以適度指示由像素接收的光度，其係藉由儲存在記憶體中的數值所指示將用來取讀數的積分期間納入考慮。就此運算而言，像素讀取行選擇電路(412)最好選擇由列讀取取樣及暫存電路(411)以及可定址行之列緩衝記憶體(413)而來的對應數值。若使用一管線化的類比至位轉換電路，納入對應管線或定址方式中的適當偏移，以致像素處理電路(418)將數位化讀數與用於該像素之積分期間的對應指標結合。可定址行之像素列緩衝記憶體在列讀取任務期間最好能存取像素重設記憶體(415)，並將被讀取列的重設資訊緩衝在記憶體暫存器(413)中。在示範設計中，像素重設記憶體(415)最好包含每像素三位元。該記憶體最好經組成以致用於列選擇(視需要地在實施通用列偏移之前)的相同信號是用來定址該記憶體。每像素的三個位元最好可平行地為所選擇列的各像素(或像素相關行)取用。此取用最好包括讀取及寫入能力。像素閥值比較及條件重設步驟(414)能存取由像素重設閥值生成器(408)而來的像素重設閥值、以信號驅動的行線(此信號指示由成像陣列(410)而來之陣列之所選擇列各像素的積分電荷位準)，可讀寫取用像素重設記憶體(415)、連至成像陣列(410)的行重設行線，並控制由像素重設及列讀取功能選擇步驟(407)而來的信號。就是此步驟最好包括邏輯以為大部分被處理之列實施平行任務並回應控制信號，該信號的操作是依據積分光誘致電荷的指標再結合屬於所選擇列中各像素(或該列中大部分像素)的像素重設記憶體項目，以判定是否要重設該行各個或大部分的作用像素。該電路選擇性地輸出行重設信號，以選擇性地重設該列的像素並且視需更新該列像素之重設記憶體。此更新最好包括寫入新積分期間之持續期間的指標，該積分期間係為選擇性地重設的像素所建立。

第五圖顯示與成像陣列中某一行像素相關的電路簡圖。第五圖中，以方塊(501)之中的像素(516)表示該行之內的一像素(舉例來說，此行在示範設計中此行包含420個像素)。在較佳設計中，像素處理在雜訊至關重要的列讀取任務期間通常被抑制，而且在此時段期間的像素處理抑制也允許在該列之像素的逐像素處理開始之前完成列讀取任務的平行部分，消除兩任務之間的時間安排衝突。因此，該成像器編號前36個左右的行最好不實際作用，提供約590的可讀取行。成像器像素陣列最好侷限於確實讀取的行，或許加上若干防護行以及環繞在作用成像區域周圍未照光的合適陰暗參照像素列或行。行處理電路需要僅僅為被讀取行實施。因此，為示範電路的完全實施，該陣列應有各自具備420像素的590行，該示範成像器的420列各自具有1像素。電路的其餘部分會為626像素之掃描列中的590個作用像素各自重覆590次。在此補充說明，示範成像器係經簡化以最佳說明提供異常高動態範圍的重設程序。也被認為是在專利範疇內之成像器的實現，可包括幾乎任何先前技藝成像器所提供的特徵。舉例來說，可在讀出構造中包括特徵，以抑制該圖框被掃描程序涵蓋的部分被讀出，此部分要比有可能與列讀取任務之平行部分衝突的那些部分更大。成像器指令組可包括並不用高動態範圍能力的指令，而且其可因此提供增加的能力，像是更高得多的圖框重覆率。在以影像為基礎的控制應用例中，經常需要為高動態範圍影像的讀取補充以更快順序取得的影像，使用涵蓋總視野較小部分的較小掃描框。舉例來說，這些影像的曝光可能至少部分地根據在高動態範圍影像中所觀察到的光度。針對此類應用例，更傳統的正常動態範圍成像(也許與用於高動態範圍特徵的彈性設定能力結合)是常見成像技術的組合，該等技術可和本發明的高動態範圍特徵結合使用。掃描框大小、用於各個重設的列與行偏位之選擇，還有甚至各讀取的條件重設數，可能視需要地可程式化。由一重設到下一重設的積分期間比例並不需要如同示範設計中為4，並且並不需要為各接續積分期間均固定不變。舉例來說，一成像器可具有某些重設週期，其中由一週期至另一週期的比值是4，並且另一週期至次一週期的比值是8，或者甚至有些非整數或有些並不是2之整數冪的數值。有許多邏輯上相等的方法實現列與行計數以及定址電路。計數範圍可展開在高和低數值之間，其中低數值可以不是零而且甚至可以是負數。計數方向可倒過來以由高到低。藉如此改變，模運算的概念必須擴大，以致計數值被排序以留在目標圖框的界限內，並包含目標範圍。讀出甚至並不需要是嚴格的單調順序，但是非標準掃描順序實現成為特徵(例如像是要建立積分時間所實施的列偏位)必須小心計畫以提供適當操作。要計算掃描時間的公式也必須擴大以適當地指示用於改良圖框掃描構造的積分時間。

在示範設計中，要啟始標稱32毫秒積分間隔的第一重設，與要啟始標稱8毫秒積分間隔的下一重設之間，有24毫秒間隔。相隔更近的重設配上像素中常用的抗輝散電路，有助於將電荷由過度曝光像素溢流到鄰近像素的現象減到最少。或者，為縮短重設之間的長間隔，第二積分期間可選為用於2對1比例的18.384毫秒，而不是用於4對1比例的8.192毫秒。那麼接續積分期間可用2比1倍拉長，或者一週期可改變成8對1，或可用額外位元以編碼用於積分期間的標籤並且可用多於8個積分期間。列偏位和列長度之間的平衡，以及為了各積分期間提供非衝突行週期間隔的積分期間可能調整，需經評估並為高動態範圍操作模式中所使用的各組積分期間適當地選取。

列重設線路(515(每列一條)、列讀出啟動線路(520)(每列一條)、行位址匯流排(521)、像素讀出匯流排(523)、像素重設參照值(524)、列緩衝記憶體寫入啟動(526)、積分時間輸出匯流排(506)、無條件像素重設啟動(529)、重設指示正反器時脈(530)、積分期間標籤匯流排(513)、標籤記憶體更新啟動(531)，以及列位址匯流排(54)最好經安排通往用於各個作用行的相應電路並由之共享。行重設線路(503)以及行讀出線路(519)最好是由該行中的各個作用像素所共享。代表像素(501)的選擇是藉由在列選擇線路(520)判定一選擇信號。在(520)的列選擇信號判定啟動電晶體電路(518)，該電路驅動行讀出線路(519)至一電壓位準，代表該像素之光線收集區域(517)所收集到的電荷。若在列重設線路(515)以及行重設線路(503)同時有信號判定，重設電路(502)導致像素重設。以極度簡化形式表示的方塊(504)包含電路(522)，該電路包括行取樣電容器以及行選擇電路以回應在行選擇位址與控制匯流排(521)的信號，並且回應匯流排(521)上的控制信號取樣在行讀出線路(519)上的信號，並且回應匹配行選擇位址的判定以及匯流排(521)上的適當控制信號，以閘道控制所取樣像素讀出信號通往讀出匯流排(523)。示範具體實施例中，當該行由匯流排(521)上判定的行位址選擇時，所選擇線路(535)上判定一信號。如後文說明，選擇信號(535)是用來把記憶體記錄(此記錄指示用來讀出所選像素的積分期間)以閘道控制通往匯排流(56)，其係與類比像素值(此數值得自經閘道通往匯流排(523)的信號及類比值)的讀出同步。

比較電路(525)比較在行讀出線路(519)上的信號位準，此信號是所選像素上的光誘致電荷對比線路(524)上之臨界參照位準的指標。若信號(519)指示在像素上的光誘致電荷超過由信號(524)所指示的參照位準，輸出(536)上判定一邏輯為真的信號。(預期中，光誘致電荷指的是由曝光所導致的電荷位準改變，不論是實際增加或啟始電荷位準耗盡。)

匯流排(513)是用來為傳送積分期間之數值積分期間辨別記憶體標記。此數值記憶體標籤可用許多方法編碼。在示範設計中，最長直至最短積分期間分別指定由0直到7的辨別數值記憶體標籤。在較佳具體實施例中，像素將以在一讀取順序中最長的積分期間無條件地被重設並且以該順序中接續較短積分期間重設，像素將被重設，若且唯若該像素的比較輸出(536) 判定指出像素上的光誘致積分電荷超過(524)上的閥值，且該像素也已被以讀取順序中每個先前更長的積分期間重設。為達成若該像素一旦錯過重設時要暫時中止進一步重設的需求，檢查該像素的積分期間辨別記憶體標籤項目就足以了解該像素是否已為傾刻前積分期間所重設。若否，不論比較輸出(536)的狀態如何，像素的當前重設被抑制。若像素的標籤指示它已為之前積分期間重設，而且在該像素上累積的電荷如比較輸出(536)所指示超過閥值，像素被重設並且用於該像素積分期間的積分期間識別記憶體標籤被更新，以識別由此像素重設所建立的積分期間。記憶體方塊(533)最好為該行各像素具備一條目，當前像素是由所選擇列之列位址為讀取及寫入任務所選擇，該位址在匯流排(534)上傳送並當作是輸入記憶體方塊(533)的位址。比較電路(528)實施逐位元匹配比較，將該像素所儲存之積分期間識別數值標籤與匯流排(513)上所判定的標籤值對照。及閘(510)判定一真值輸出若且唯若所有三個按位元比較匹配，如此指出該像素的記憶體標籤值匹配在匯流排(513)上廣播之標籤值，而且比較輸出(536)的判定指出該行中所選擇列的像素之光誘致積分電荷超過閥值。若「D」型正反器(512)被線路(530)上的時脈信號定時，該正反器為該像素記錄一重設判定。線路(519)在適當時間被判定，以迫使該像素以啟始的最長積分期間設定重設。或閘(511)將此無條件重設命令與方才描述由及閘(510)而來的條件重設指示結合。正反器(512)的輸出為所選擇行驅動行重設線路(503)，若列重設線路(515)也在重疊的時間週期內被判定，線路(503)的判定造成像素(516)重設。重設線路(515)在列處理順序中的適當時間被判定，以選擇性地重設像素，為此相關的行重設線路(503)也被設定。，可增加額外閘控邏輯以便僅在當該重設任務要被判定時判定垂直重設線路(503)。接下來列選擇線路(520)和列重設線路(515)的功能可視需要地合併至單一線路，以致選擇線路(520)和行重設線路(503)的同時判定造成像素重設。記憶體更新啟動(531)被判定以便為記憶體(533)中被處理的像素更新積分期間識別標籤。當記憶體更新線路(531)被判定時，更新實施至位址匯流排(534)上判定的列位址所選擇之記憶體位置，而且像素被重設，如行重設線路(503)的判定所指出。將更新線路(531)與像素行重設線路(503)相加的及閘(514)之輸出(538)作為記憶體方塊(533)的寫入啟動。若寫入啟動(538)被判定，用於積分期間的數值積分期間識別記憶體標籤值(此值係在匯流排(513)上通信)被寫入記憶體方塊(533)中該像素的項目。條件重設任務中，匯流排(513)是用來連繫兩分離的積分期間識別標籤，各自位於該順序中的分離時間間隔。到該順序的開始處，用於先前積分期間的標籤是在為由比較電路(528)使用的匯流排(513)上通信。到該順序的結尾處，用於當前積分期間的標籤值是在匯流排(513)上通信，以如剛才所描述為像素更新記憶體指標，該等像素被重設以啟始一新穎並且較短的積分期間。

之前的討論，主要針對行相關的條件和無條件重設任務，這些任務是用於關連行之選擇列內的像素。在由重設任務順序所建立之積分期間的結尾，讀取該列的像素。列讀取任務是以兩階段完成。兩階段的第一項最好是列平行任務，該任務最好是在列計數期間的範圍內實行，該範圍並未與為該等重設任務所用之行計數範圍重疊。第二階段最好是逐像素或逐個小像素組處理階段，並且最好是經過配置以致並不需要進行中重設任務所需的存取列選擇、列讀出、行讀出或行重設線路。因而第二階段中的像素處理可與進行中的重設任務重疊，並且可視需要地用多種組織辦法中任一項實施。舉例來說，處理可能是逐像素操作，或可能是在該列內的像素分組上使用管線或平行處理的循序操作。若是逐像素操作，該操作的平行階段更好，讀出選擇線路(520)為被處理的那列像素判定，將像素值經閘道控制通往行讀出線路(519)。實施一個可能十分類似在先前技藝中所用的讀出順序，其中在行線路(519)上判定的像素值是由像素讀出處理區塊(522)中的電容器或其他電路取樣。該順序可包括像素的無條件重設，並且在最終讀出任務中額外取樣重設值，該值是要做為用於該像素的原點參考值。在較佳具體實施例中，被讀取列的列位址在位址匯流排(534)判定，以致用於被讀取像素的積分期間識別標籤呈現在記憶體區塊(533)的輸出線路(532)上。做為列讀出程序的一部分，寫入啟動線路(526)被判定，以便為在標籤緩衝記憶體(507)中讀取之像素儲存積分期間識別標籤。該任務最好為該列所有作用像素平行實施，以致該列各像素的積分期間可在所複製列邏輯區塊的相關緩衝記憶體(507)之中取得。

示範具體實施例中，致於讀出順序的第二階段，行位址是在行位址匯流排(521)上通信至像素讀出(522)。此循序漸增行位址是在區塊(522)被解碼並適於循序地選擇行取樣電容器以用於所取樣像素值的類比至數位轉換以及像素處理，也適於以閘道控制在匯流排(506)上為該像素所用的積分期間。像素的最終讀出值經調整以指示適當的光度讀數，其條件是已知用來擷取該讀數積分期間。用於像素讀取的積分期間之記錄暫存在記憶體區塊(507)中。若該行被選擇，區塊(522)中的行位址解碼邏輯判定輸出線路(535)以啟動匯流排驅動器(527)，以將儲存在記憶體(507)中的積分期間識別標籤以閘道控制通往匯流排(506)。在區塊(522)中取樣並暫存的像素讀出資訊經閘道通往讀出匯流排(523)，最好是使用由相同行選擇解碼電路而來的選擇輸出，該電路是用來閘控用於該像素的積分期間識別標籤。在示範設計中，經調整以反映積分期間的像素值是在剛完成類比至數位轉換以及要反映所用積分期間的調整之後，循序地呈現以供讀出。

若範圍偵測是與讀出同步完成，最好能非破壞地讀取積分電荷的指示以判定何時進行重設。以梢式及(或)埋入式光二極體構造或光閘構造，一可替換選項是在最終讀出之前傳送電荷至讀出節點，但如此可能干擾該讀出節點的重設以及重設值讀出並伴隨累加電荷的傳送，以及干擾在相關雙重取樣模式中所用的第二讀出值。就這些構造來說，最好實施簡短的讀出順序以判定要用的積分期間。就此任務而言，可在用於讀取的積分開始之前加入一範圍判定週期，而且與用於合併條件重設範圍之描述類似的較佳列平行比較任務(或許包括多重閥值比較以便在一比較任務之中處理一個以上重設週期選項的判定)順序，以判定要用的範圍。積分期間判定可存在與各像素相關的積分期間記憶體中。此記憶體值可接著用在讀出階段以為各像素設定適當的積分期間，並且也用在讀取時以指示用來讀取該像素的積分期間以適度按比例調整讀出數值。

就要使用之特定積分期間的分開判定而言，最好用於判定積分期間的比較和(或)讀出任務最好經配置以致使用最短積分期間的選項被第一個判定，同時決定要依次使用所判定的相繼較長積分期間。用於實際讀取的積分期間接著最好以最長積分期間為首依序排好，以致於讀出最好是以列平行或部分列平行任務完成，如同以合併的讀出與積分期間判定順序。以剛才描述的順序，需要像素選擇性重設以在適當時間開始積分期間，以致用於該群像素的所有積分期間最好在適當時間結束。以如此順序，電荷選擇性傳送到讀出節點可取代該讀出節點的選擇性重設。

在至少一具體實施例中，一成像裝置經配置以(於單一讀出圖框擷取該正常影像期間)動態地為各個所需像素獨立地選擇積分期間，該積分期間係由一組可選擇的積分期間(其包括有限數目的可選擇週期，各自具有一識別索引)自動地選擇；設定用於給定像素的積分期間為所選的積分期間，並在與該給定像素關連的記憶體中記錄為該像素所選擇之積分期間的識別索引；實施積分；在預先決定的時間讀取並數位化該像素讀數；並且輸出該數位化讀數的指示，以及所選擇積分期間的指示。

在至少一具體實施例中，該成像裝置包括一成像陣列，其像素經配置為平行定址的像素組，且包括電路以在那時被定址的平行可定址組中實施多個平行任務。所有像素讀取及重設任務，包括實施條件、選擇性重設的任務，是要在被接通之可平行定址像素組的所有作用像素上操作。就所有這些任務來說，最好為該任務中所操作之已定址可平行定址組內的作用像素，平行地或至少部分平行地實施所有或至少大部分的以下任務：像素讀取、像素重設、條件選擇性像素重設、在啟始積分之後對一閥值比較像素值、讀取並寫入與一像素關連的記憶體、要判定何時選擇性地重設一像素的邏輯操作，以及在最終像素讀出時讀出與各像素關連的積分期間。在至少一本文中所描述的具體實施例中，平行定址的像素組經配置成列，並且讀出是以所提供的像素時脈一次一列實施以控制像素轉換率，並提供更精密的計時增量以為邏輯功能定時並安排順序。在本文中「列(row)」一詞是以更廣泛的用詞「可平行定址組(parallel addressalbe group)」取代。「列時間(row time)」一詞是以「任務排序間隔(task sequencing interval)」取代，後者是用來指示用來安排並實施一可平行定址組中的像素讀出，並且也是要安排並實施更多樣的重設及選擇性重設任務。「像素時脈(pixel clock)」一詞是以更功能性描述的詞「排序時脈(sequencing clock)」取代。可想而知，本發明的原則並不限於一次在一列實施讀出的裝置，或限於直接以像素速率計時的裝置，而拓展到「可平行定址組」、「關連任務排序間隔」以及「排序時脈」所隱含的更一般情境。一可平行定址組的各像素依據其對於所曝露之光的反應設定一積分期間，並且該可平行定址組中各像素是在關連任務排序間隔期間以部分平行的讀取任務讀取。該陣列的像素包括選擇性重設的能力，其中各可平行定址組之像素可在逐像素的基礎上被選擇要被重設。該等像素最好也包括某裝置，要在部分積分之後(最好是非破壞地)讀取積分電荷的指示(最好是類比的)。為擷取一等定影像，，成像裝置最好經配置以致可藉由使用選擇性重設能力從(最好是預先決定的)一組可用積分期間(為各個作用像素)選擇接續較短的積分期間。該組可用積分期間的各項目最好是用一關連積分期間識別索引識別。該陣列的各個作用像素最好具有一關連記憶體元件，用來儲存為關連像素進行中的積分期間之積分期間識別索引的指示。要開始一次新的讀取，各像素被無條件重設以開始最長的可用積分期間，並且其關連記憶體元件被啟始以指示最長可用積分期間的積分期間識別索引。在一像素的最長可用積分期間期間，此週期中的各組預先決定時間，像素送入選擇性條件重設任務以有條件地啟始一較短的可用積分期間。一般目的是要提供條件重設的判準，該判準良好利用各像素的全部可調整範圍，但維持積分期間對各像素來說足夠短，以保持該像素會飽和的可能性為可接受地低。如本文中其他部分更為詳細的描述，選擇性地重設各像素的各個決定部分地是依據部分積分(即部分完成目前作用於該像素的積分期間之後)之後的積分電荷讀數指示(最好是類比形式)與一預選閥值位準的比較結果(該預選閥值位準可為常數，或可獨立於所應用的積分期間並或許獨立於其在陣列中的位置或某些其他變數)。各個選擇性重設任務是用來從該組可選積分期間有條件地啟始一接續較短的積分期間。一旦像素被重設以開始一較短積分期間，記憶體中的記錄(其關連於與目前作用積分期間的識別索引關連之像素)被更新以指示被啟始之積分期間的識別索引。像素的最終重設建立用來讀取該像素的積分期間。在用於一給定像素之給定讀出週期的較佳接續重設任務順序中，一旦因為部分依據比較任務的結果所做之決定而略過像素的條件重設，在讀出該像素之前此給定像素不再實施進一步的重設。為實現此判準，像素的記憶體指示依需要檢驗，並且若一像素並未在前項用於該像素的條件重設任務中重設，此像素的條件重設被抑制。就一條件重設任務而言，若像素在緊接前項用於該像素的重設任務中被重設，像素最好是在且僅在用於該像素的比較任務指出積分位準、像素上的光誘致電荷超過閥值時被重設，對此值的比較是用於所關連可選擇積分期間之條件重設任務的一部分。一給定像素的積分期間終結處，由與像素關連之記憶體讀出為該像素所選擇積分期間的識別索引之指示，而且所選擇積分期間期間儲存在像素上的光誘致積分電荷是從該像素讀出，而且最好是數位化成數位化的像素電荷位準讀數。最好是數位化的像素電荷位準讀數，和與用於該像素之積分期間的像素關連記憶體而來的指示配對。合在一起，數位化像素電荷位準讀數以及為該像素所選擇的積分期間指出像素所曝露的光度。此資訊通常是組成方便、相關的型式，並由成像裝置通信至一外部裝置，或視需要地通信至另一記憶體或該成像裝置自身之內的影像處理功能。

在一示範設計中，可選擇的積分期間經選擇以致各個依次更短的積分期間以一規定的比率短於下一個較長的積分期間。在至少一具體實施例中，各接續可選擇積分期間是4倍短於下個較長的可選擇積分期間，以致在任何兩接續之可選擇積分期間之間是的4對1標稱比率。如此提供在八個可選擇積分期間中最長與最短者之間16,384對1的標稱比率。可選擇4以外的比例，並且所有接續的可選擇積分期間與其前項或後項必需以相同比例有所差異，而且可提供更多或更少的可選擇積分期間。在至少一具體實施例中，最長到最最短積分期間大約16,384對1的範圍增加84dB至通常大於50dB的動態範圍，此係藉由數位化在該像素上的光誘致積分電荷。如此提供大於134dB的動態範圍，此動態範圍具有與用於所擷取各影像之各像素無關的幾近線性輸出。這些是保守的估計值，而且以該設計的變異型可達到頗大於140dB的動態範圍。進一步，如本文別處的詳述，以10位元的A/D，最小解析度可比百分之一還好，理想上是在大部分的總光度範圍之內大到兩百五十分之一。以更高解析度A/D以及(或)可選擇積分期間中積分時間的更大範圍，動態範圍可擴大，而且以更高A/D解析度(或更緊密隔開的可選擇積分期間)，可跨越大範圍的光度維持大於250比1的最小解析度。

對照某些其他高動態範圍的成像器，僅有所選積分期間的代碼需要被記錄在記憶體區塊中。在至少一具體實施例中，一3位元記憶體元件用來儲存當前為其關連像素作用之積分期間的識別索引。此3位元元件需要少於儲存完整13位元數值所需記憶體的四分之一，相較於需要儲存全部或幾近全部影像框之高動態範圍設計節省大量記憶體空間。用識別用於各像素之積分期間的記憶體區塊最好在和成像陣列相同的矽基板上製造，並且可視需要地由動態記憶元件構成。各像素數值僅在完整積分期間以及用於關連像素之讀出週期需要被儲存。實際曝光順序期間所需的有限必需儲存時間限制該數值要被暫存在一儲存體的時間間隔，並且重覆的記憶體存取以及條件重設任務期間的寫入任務提供額外的自然刷新任務限制，或甚至減少當使用動態記憶體元件時可能需要的額外刷新任務。在一示範設計中，啟始無條件重設與第一條件重設之間的24毫秒週期是接續記憶體讀取(寫入)任務之間的最長間隔，該等任為記憶體中特定位置提供刷新。就某些動態記憶體設計，可能並不需要更頻繁的刷新週期。若需要更緊密間隔的更新週期，可在執行可平行定址組讀取任務以及(或)可平行定址組重設任務之間的空檔期間插入附加的記憶體存取週期，以視需要提供額外更新週期。這些刷新任務可經組織以及排序，致使在各任務排序間隔期間的一個或多個刷新任務就像附加的條件重設任務，此係藉由指派適於計時需求之任務排序間隔時間週期的數目，以及藉由指派一排序時脈計數值(任務排序間隔及排序時脈計數定義如下。)以啟始該刷新任務，記憶體位置在此期間被存取並(視需要)被重寫以實施附加更新週期。相對於由多重任務排序間隔所提供的時間週期(為該刷新間隔所需)，藉由排序時脈計數值的不同選擇所造成之時脈改變極小，因此並不與可平行定址組讀取重疊的排序時脈計數時間之可用間隔，或在該任務排序間隔期間已排定的重設間隔之一，可被選擇以提供附加記憶體更新週期。

按比例調整之積分期間的選擇(從一項至較短的下一項)，允許任兩相鄰積分期間之間的比例相對小，並且仍提供相當大範圍的積分時間合理小數目的可選擇積分期間(在上述參照的示範設計中，積分期間中16,384對1的範圍供有8個可選擇積分期間)。看到八個可用積分期間以及標稱32毫秒的最長積分期間，有一種傾向會認為32毫秒/4或4毫秒在名義上可用來處理各積體範圍。以此觀點，很容易忽略在可用處理時間中的附加計時限制，該等計時限制是以次短及最短的可選擇積分期間啟始之間的極短時間間隔表示(在至少一具體實施例中為6微秒)，以及使得該成像器要能夠在短暫時間間隔以內在多重像素實現所需功能的排程和硬體性能需求。在本發明至少一具體實施例中，一滾動快門是用來當作起點，且加上多個特徵的新穎組合以提供必需的裝置功能，以在不同可用時間週期間(包括極短的週期)實現必需的任務，以獲得異常寬廣的逐像素動態範圍。像素被分成用於讀出和重設任務的可平行定址組，且可平行定址的像素組是以所提供時間間隔中任務排序間隔所提供的一致時間增量分佈(最好是逐任務排序間隔以及逐關連可平行定址組)，以讀取該影像框所有可平行定址像素組。選擇及建立用於各像素之適當積分期間的任務也被排程並組織在該等任務排序間隔之內。可平行定址組中的像素讀出最好是至少部分地平行完成，藉由把所選擇可平行定址組像素值傳送至一取樣電路，在接續任務排序間隔期間一次一個可平行定址組。留滯在取樣電路群之中的像素相關數值最好經調節且被數位化(視需要地以循序次序)，以為所抽樣的可平行定址組之各像素實施光誘致積分電荷的數位化讀取指示。就各像素而論，光誘致積分電荷的數位化讀取指示接著(由與該像素關連的記憶體項目)與用於該像素之積分期間的指示配對。像素讀取以及為該讀取所用的積分期間合起來指示由該像素所感測的光度，並且由該像素所讀取之光度的指示由成像裝置輸出。

具有八個可選擇積分期間之一示範設計的影像擷取順序中，為各可定址群之像素所排程九項任務以完全積分並讀取可定址群的像素。該等任務包括無條件重設，多重條件重設，在第一項之後為各可選擇積分期間一條件重設，以便藉由排程並在適當時間實施適當任務排序間隔中各個所需任務，依據順序計數，在任務排序間隔中有條件地在適當時間啟始可選擇積分期間。最後，在給定可平行定址組之像素的積分期間結尾處，讀出在可定址組之中的像素被列入排程。所提到的示範設計中，各個可平行定址像素組必須為八項獨立任務排程(各個可選擇積分期間一任務)以啟始或有條件地啟始該可平行定址組各作用像素之可選擇積分期間。在較佳組織中，在用於給定可選擇像素群的所有可選擇積分期間被啟始以致於在同一時間終止，不論所選擇的是那個特定積分期間，啟始給定可選擇像素群的不同可選擇積分期間一般而言並不會發生在相同任務排序間隔內。所提到具有八個可選擇積分期間的示範設計中，一給定可平行定址組的三個最短積分期間是在相同任務排序間隔中以不同排序時脈計數啟始，而且用於該給定可平行定址組之像素的其餘五個可選擇積分期間全部在不同任務排序間隔中被啟始，以致(就所提出的示範設計而言)用於一給定可平行定址組的不同任務是從總共七個不同任務排序間隔所排序。像素的可平行定址組數目可和一圖框讀取順序中的任務排序間隔一樣多，因此一般來說讀出任務和要啟始或有條件地啟始各個可選擇積分期間的個別任務，是在各任務排序間隔期間為某些可定址像素組(為各個作用中的可定址像素群)實施。就前文所提到的示範設計而言，讀取任務加上八個重設或條件重設任務是排程於各任務排序間隔期間，通常是由一給定任務排序間隔中所實施的九個任務選擇七個不同可定址群，此七項不同可平行定址組包括一可平行定址組，其係經排程以用於關連任務排序間隔期間之三項最短積分期間各自的條件啟始。若並未配備或並不作用的可平行定址組被定址，硬體經配置以致該等任務無害或被抑制。前文中，在一給定任務排序週期中所排序的任務包括在不同可平行定址組上操作的任務。

該任務排序時間間隔切割成(稱為排序時脈週期的)任務排序時間間隔次增量，而且排序時脈週期的計數通常是啟始於各任務排序間隔的開始處，並漸增地進展以在該任務排序時間間隔內提供時脈基準。就使用序列化的像素數位化以及(或)輸出而言，排序時脈週期係合宜地選擇以便和像素處理速率相互關聯。在傳統專用術語中，一列像素對應至一可平行定址組，一列處理時間間隔對應至一任務排序時間間隔，並且一行或像素時脈計數時間間隔對應至一排序時脈計數時間間隔。一可平行定址組中像素讀出的實施，最好是至少部分地為讀出還有任務的排程與表現平行分配一關連任務排序間隔，以便為可定址組中的各像素選擇並建立(在任務排序間隔期間用於一無條件重設或條件重設正確的)那一個正確的可選擇積分期間。啟始用於一給定可定址像素組一已知可選擇積分期間的各個無條件和條件重設任務，經排程並實施於一任務排序間隔中，並分布在該任務排序間隔內的排序時脈計數範圍(其提供適當數目的插入任務排序間隔以及排序時脈偏位計數)，以便為該特定可選擇積分期間提供正確持續時間。在一特定積分期間中之積分任務排序間隔的數目是用來當做進程計時增量，並且額外的排序時脈計數偏位值是用來提供用於判定一特定可選擇積分期間之持續時間的更精細計時增量。在任務排序間隔期間，完成一可定址組的讀出與關連數位化以及該等像素的輸出。全部列讀取任務的平行部分最好占相對小部分的總任務排序間隔時間。利餘任務排序間隔期間，在特定的時間(最好是依據順序時脈計數)，用於不同可平行定址像素組的不同可選擇積分期間歷經排程的重設或條件重設任務，以在所排程時間啟始或條件啟始可選擇積分期間，所排程的時間是要為可平行定址組之像素(該像素是要經歷該等任務並在接續的任務排序任務期間被讀取)適度地建立積分時間。在為該任務排序間隔所指定之排序時脈計數的指定數目結束時，排序時脈計數是用來排序間隔識別索引以參照下個任務排序間隔以及關連的可平行定址組，並開始一新的任務排序時間間隔。

帶有任務排序間隔(具備其關連可平行定址組並具備其排序時脈時間單元)的影像框之排序，通常以反覆的逐圖框、逐任務排序間隔暨關連的可平行定址組，以及逐排序時脈計數節奏方式實施。各任務排序間隔被指派一識別索引，以識別它在該影像框擷取順序中的位置。該任務排序間隔中的排序時脈計數值(或對應的像素位置)被指派數值索引值，以致用於該圖框之影像擷取順序內的坐標可用一對坐標值表示，此坐標值由任務排序間隔識別索引以及排序時脈計數值或數字組成。這些任務排序間隔識別索引及排序時脈計數以某種型式存在成像裝置內電路裡的硬體暫存器中，以提供一時間基準以排序影像擷取順序中的事件，包括積分期間時間間隔控制、可平行定址組的選擇、一組內之像素的選擇、硬體組件選擇，以及影像擷取順序事件的啟始。

經過成像框、經過該圖框的接續任務排序間隔並經過用於一任務排序間隔的排序時脈計數範圍，此按順序的進展有些類似於一時鐘，其中一小時與具有六十分鐘的影像框掃描時間相比擬，其中各分鐘可與具有六十秒的一任務排序間隔相比擬，其中各秒可與排序時脈計數時間相比擬。這是不嚴謹的比較，因為在一示範設計中影像擷取時間是分割成419任務排序間隔的大約32毫秒，且各個關連可平行定址組分割成626排序時脈週期或像素時間，各像素時間約為0.125微秒(前文所參照的示範設計中，列掃描時間是用來作為任務排序間隔，且像素時脈是用來作為排序時脈)。

藉由計數用於粗略計時增量的任務排序間隔和額外順序時脈計數偏位(發生在用於更精細計時增量之任務排序步調的開始與結束點間的順序)，很便利地建立時間間隔(例如積分時間)。一任務可依其在該掃描順序中的識別索引配上在該開始任務排序間隔中的開始排序時脈計數而在一排序間隔開始，並依其在該掃描順序中的識別索引配上在該結束排序間隔中的結束排序時脈計數而在一任務排序間隔結束。使用任務排序間隔以及排序時脈計數做為時間基準，時間間隔可用任務排序間隔的數目來表示，以表現計時增量的粗略部分，並用一排序時脈計數偏位表現該計時增量的精細部分。計時增量的精細部分最好是以帶有正負號的排序時脈計數之差異表示，此差異是結束任務排序間隔中該間隔所結束之處的時脈計數減去開始任務排序間隔中該間隔所開始之處的時脈計數。為表示用於一積分期間的時間間隔，最好(用模運算)以讀取發生處之結束任務排序間隔的識別索引，減去為開始積分期間發生重設處之開始任務排序間隔的識別索引，取得兩者差異。讀出通常發生(結束積分)在任務排序間隔週期早期的低排序時脈計數，且積分期間發生在(通常在其個別任務排序間隔較後期)較高排序時脈計數，且用於該積分期間的排序時脈計數偏位計算，是以該積分期間(在任務排序間隔中)結束之處的排序時脈計數減去該積分期間(在任務排序間隔中)開始之處的排序時脈計數。此結果帶有正負號並可能是負數。在至少一具體實施例中，最好選擇用於在任務排序間隔中讀出像素的排序時脈計數時間範圍，以致在此範圍內讀取之前有效積分結束處的排序時脈計數為各任務排序間隔均相同，且可當做是積分期間結束處的已知排序時脈計數值。在以下描述中，一給定任務排序間隔的識別索引將被指派，以致它與在給定任務排序間隔期間讀取之可平行定址組的位址相同。進一步的選項，可加入以讀出框為原點的偏位以計算實體像素位置。進一步的後續排序任務週期識別索引數值指派為連續的整數，其範圍係由對應至影像框掃描順序開始處之對應數值，逐步地增加至對應影像框掃描順序結束處之對應數值。如此對硬體實現很便利，因為任務排序間隔識別索引可用來直接選擇一用來讀出的可平行定址組，且藉由把用於該積分期間的任務排序間隔數目(用適當的模運算)與用來選擇要讀取之可平行定址組的可平行定組組位址相加，實現「預看」功能以選擇一可平行定址組，以重設或選擇性重設在該可平行定址組之像素以啟始一積分期間。接下來，重設或條件重設任務之後，隨著掃描的節奏持續，待行進經過由表示積分期間之數值(依據被加上的任務排序間隔數)所決定的任務排序間隔數，該重設任務所要實施的可平行定址組會被讀取，進一步，若該可平行定址組重設或選擇性重設所包括的排序時脈計數範圍是經選擇，以致重設是發生在所規定帶有正負號、相對於該積分期間結束處之排序時脈計數的排序時脈計數偏位，重設將以正確任務排序間隔數目以及正確排序時脈計數偏位間隔實施，以在將會獲得所需積分期間的那一瞬間啟始該積分期間。因此(使用模運算)把該積分期間中的任務排序間隔數加到該任務排序間隔識別索引，以及在預選以啟始重設(以提供相對於為積分期間結束所選擇排序時脈計數時間的所需帶正負號之排序時脈計數時間偏位)的排序時脈計數時間啟始重設或條件重設任務，係用來提供積分跨過任務排序間隔以及所需的具正負號之排序時脈計數偏位合起來的所需數字，以選擇所需積分時間。

用於平行讀取像素組的積分間隔，最好是使用如同為讀出之相同任務分組平行地重設或條件重設。在至少一具體實施例中，提供適當的平行比較、邏輯和記憶體存取功能以實現平行的有條件、像素可選擇重設任務。一些組件包括可平行定址組選擇、任務排序間隔偏位加法器、行讀出線、像素關連記憶體存取以及條件重設比較與邏輯電路的平行組，是由不同積分期間特定的無條件或選擇性重設任務分享，並由可平行定址組讀取功能分享，並可能由附加記憶體刷新功能分享。為避免使用硬體資源時的衝突，可平行定址組讀取、各個要啟始一特定可選擇積分期間的重設功能，以及附加的記憶體刷新功能，是以預先指派的實質上非重疊時間間隔實施(或在被指派以致共享資源可如需求取得的時間間隔期間)，其特徵是要避免在各任務排序間隔期間的共享資源競爭。在一較佳實作中，係藉由提供以硬體為主的任務排程功能實現此目標，該等功能為可平行定址組讀取、無條件重設，以及各個條件重設任務排序，為有條件地可選擇的積分期間各有一個，以致他們是在任務排序間隔期間實質上未重疊的排序時脈計數範圍內實施。此外，若有所需，記憶體刷新任務也附加至實質上不跨重疊排序時脈計數範圍所實施之任務的清單。為了以避免使用資源相衝突的方式達成此排程，各特定任務的啟始最好回應在各任務排序間隔期間達到一預定排序時脈計數，該預定排序時脈計數經選擇以致並沒有會衝突的任務彼此重疊。最好在可平行定址組的位址前行經過接續影像框之際，為各任務排序間隔實施剛才描述的順序。實施適當偏位之後，一旦選擇具有在作用區域內之像素的可平行定址組，實施所排序任務，但最好是被抑制或以某方式完成，以致當已解決可平行定址組並不在作用成像區域內時並無有害效果。藉由每當具有在作用影像區域中之像素的可平行定址組被定址時實施可平行定址組讀取及各個重設及條件重設任務，為每個具有作用像素之可平行定址組實行所有任務。

用於可平行定址組讀取及重設任務以啟始不同積分期間之排序時脈計數範圍的選擇，有兩組可能的相衝突準則。第一準則是要為一任務排序間隔之內的任務指派提供排序時脈計數範圍，以供執行可平行定址組讀取及重設任務，該等任務為不重疊或以某方法至少部分不重疊以致共享資源可依需要獲得。一可能衝突的第二準則是要為一任務排序間隔之內的任務指派提供排序時脈計數範圍，以供執行可平行定址組讀取及重設任務，該等任務提供個別排序時脈計數偏位以為各可選擇積分期間建立所需積分期間。在一示範設計中，一組合符合所展示的這些準則。藉由在一任務排序間隔之內選取排序時脈計數範圍以適度設定積分時間週期，並檢查任務指派之排序時脈計數範圍的重疊和(或)資源使用的衝突，可找到衝突處。在較短積分期間所發生的衝突往往可藉設計上的小調整解決，像是用一小因數縮放所有積分期間或每一任務排序間隔的排序時脈週期數目小小調整。就較長積分期間而言，相對於這些積分期間中較大任務排序間隔數目的時間，該排序時脈偏位的改變對該積分期間可能有很小的效果，以至於用於該等任務的排序時脈範圍往往可經調整以對所得積分期間的影響最小而避免使用資源時的競爭。

積分期間可經選擇(如在一示範設計中)以致於相繼較短的積分期間提供一比率，此比率是用於各積分期間之像素的有效敏感度對用於下一較短積分期間之像素的有效敏感度，其係等於用來表示讀取之數字系統的指數之底數。舉例來說，在一示範設計中，各依次較短的積分期間是經選擇，以致其係較前項較長積分期間縮短四倍，得到各相繼較短積分期間的對應敏感度減少在名義上為4對1。此外，在一示範設計中指派給積分期間(假設稱為i)識別指標經選擇，以致於0是指派給最長的積分期間，並且致使所指派索引為依次較短的積分期間逐量增加至7。設a代表該像素上的光誘致積分電荷之A/D讀數。設b表示用於數值化表示該讀數的指數底，其以大致線性的型式最佳表示光度。那麼光度v可表示為v＝a．b¹ 或是v＝a．4¹

其中a是該像素的A/D讀數，i是用來獲取該讀數的積分期間索引，且4是底數(b)，此係藉由選擇各自較下個較長者在名義上短4倍的接繼積分期間所建立，以致於敏感度以對應的4倍減少。這也可表示為v＝a．2^2．i

以二進制形式，對範圍由0至7的i值，可藉由指派0給該二進制數字的位元0並分別指派i的位元0至2給該二進制數字的位元1至3而取得2．i。數字v可用不同程序很快映射至一浮點形式，包括剛才概述的示範程序。在以指數標記所給出的讀數中，上述的a最好直接映射或視需要地按比例縮放且映射至尾數，且i或2．i(依據其底數)是以一可替換的偏位和(或)適當的比例調整因數映射至該指數。

或者，可利用上述像素數值的指數表示以促進轉換至對數形式。為轉換像素數值至對數形式，數值首先最好被正規化以將二進制或數基點放在較佳位置(類似於調整指數及尾數，以提供用於科學記數的大於或等於1且小於10之尾數值)。接著尾數最好是用硬體和(或)軟體為主的電路被轉換至其對數的同等物。適度按比例縮放後，指數可加至尾數的對數運算，以提供像數的對數值。藉著適度選擇用於可選擇積分期間的放射間隔，縮放因數可為2的整數冪，容許該指數直接插入該尾數的對數運算中以提供用於像素讀取的對數值。

16位元浮點形式特別適用，因為它僅比在示範設計中所獲得的13位元像素讀數多需要3個位元。在開放式圖形格式(open graphics fomat OpenOL)版本中所用，又稱做半浮點(half－float/half float)的16位元浮點格式，是已為某些圖形處理功能所接受之16位元浮點格式的一例。半浮點格式為正負號用一位元，為指數用五位元，為尾數用十位元。舉例來說，上述光讀數數值v可映射至半浮點，其方法是設定正負號位元和指數的最大及最小位元為零，並把3位元指數i(所指派積分期間識別碼，如前文所解說)映射成為指數的3個中間位元，並且把指示該像素之光誘致積分電荷的10位元A/D數值a直接映射至尾數的10位元。此值可視需要地被正規化並(或)被按比例調整。若有所需，對於影像資料可被傳輸過去的處理區而言，可不管這些可替換選擇。因此，為本發明示範裝置之像素位準讀出結構一部分的新穎、極高動態範圍指數格式可採標準化浮點格式輸出，或視需要地以可被輕易映射至標準浮點格式的方才說明述格式。就許多應用例而論，使用指數及尾數為主的像素數值輸出格式，適於自動化並簡化跨極大或甚至全部動態範圍之影像像素值的處理，以供使用示範的成像裝置，這些裝置消除許多或全部(實際上所有先前技藝成像系統所固有之)個別曝光位準循跡以及要對齊影像至特定整數範圍的調整。

現在讓我們由任務、資源以及排程觀點來看該成像陣列。一成像陣列具有以多重可平行定址像素組(在示範設計中為像素列)組織起來的像素。各可平行定址組的像素可被定址，以被選為要在其上(最好是至少部分地平行)實施以硬體為主之任務的那一組，其中這些任務是部分的影像擷取順序。為所擷取之各影像框，要為該成像陣列各像素實施的個別獨立排程任務，包括讀取任務、數位化及輸出或視需要地在該像素實施進一步的任務，以及在各可選擇積分期間為各像素啟始以實施該任務的時候，啟始積分或有條件地啟始一新的積分期間。在一示範設計中包括八個可選擇積分期間。因此，就一示範設計而言，為各像素有九項任務要排程並實施，以為該像素取得讀數。或者(並非最佳)，一給定像素之前項讀取任務之一部分的重設可用來啟始用於該像素的最長可選擇積分期間，又或者，最短的積分期間可被結合在一起成為用於該像素之加長讀取任務的一部分。各可替換選項均被認為是本發明的一部分，但因其限制可變性而並非最佳。無論如何，就示範設計而言，各像素有七至九項任務以供讀出及像素重設加上用於像是記憶體刷新的可能額外任務，以獨立地排程並實施以建立適當可選擇積分期間並讀取該像素。此範例可輕易拓展為其他數目的可選擇積分期間，且此類擴張也被認為是本發明的一部分。為各個所擷取影像框的各個作用像素實施獨立排程的任務。此外，以接續較短積分期間之等比例或幾何級數減少的積分時間，較短週期如文中別處所述十分接近。要在所需時間完成必要任務的較佳成像裝置中：實施平行的硬體為主條件重設任務；(最好是個別地)為所擷取各影像的反個像素建立積分期間；各像素之較短可選擇積分期間的選擇有部分是在部分積分之後依據指示像素值(最好是以類比形式)對一閥值的比較；新且較短的積分期間是藉由在正確時間在像素上實行一選擇性重設以完成在原來預定排程上的積分；要用來讀取各像素的可選擇積分期間，是影像擷取期間且積分時間和最終讀出以及像素值數位化完成之前，在為最長可選擇週期所指定時間期間所建立；為各個所擷取影像僅數位化一次像素值；隨著為該像素啟始之各個新的有條件可選擇積分期間被啟始，用於各像素之目前正進行積分期間的指示被記錄下來。

就以上所簡述的任務及資源，本文主要焦點是用於一已知影像擷取順序的組織以及排程。成像裝置最好具有可變性以調整許多參數，像是用於選擇性重設任務的「比較閥值」，有效「影像框大小」包括在該影像枉中的任務排序間隔數目，一任務排序間隔當中的排序時脈週期數以及排序時脈週期持續時間的數目。可選擇積分期間的使用及其數目也更好地可程式化。像素組織為可平行定址組，藉由配給該可平行定址組的位址，在一組中的像素以至少部分平行實施該等任務的方式被取用。具有作用像素的可平行定址組，最好在各可平行定址組中包含相同數目的作用像素。若以連續擷取模式操作，影像擷取間隔會被認為是在擷取一影像和擷取接續影像之間的間隔。影像擷取間隔被分成任務排序間隔，此等間隔最好是相等持續時間並最好充滿該影像擷取間隔。最好至少與具有作用像素之可平行定址組一樣多的排序間隔。任務排序間隔分成最好是固定數目的已編號排序時脈週期。在一任務排序間隔中的排序時脈週期最好至少與可定址組中作用像素一樣多。用來作為選擇可平行定址組之位址的數值和用來作為識別一特定任務排序間隔之索引的數值最好是相同數字，並且若相同編號任務排序間隔啟動，進一步最好排程由一可平行定址組而來之像素的讀出，也最好指派位址為相同循序順序中的連續整數，任務排序間隔為此變成有作用。如此一來，可使用模運算以加法或減法處理硬體和積分期間計算中的位址偏位，其中計時控制最好是依據任務排序間隔的數目，並且一任務排序間隔的少部分最好是依據排序時脈週期。

依上述工作指派及用語，各個可定址組之像素的讀出是被排程在對應任務排序間隔期間。讀出任務最好包括一部分是實質上為該可平行定址組的作用像素平行地實施。在讀出的實質上平行部分，積分期間在預定的排序時脈計數處終止，而且由各像素而來的類比資訊轉換成關連抽樣電路。該讀出任務的實質上平行部分最好是跨一預定的排序時脈週期範圍排序。該讀出的平行部分占相對小部分的任務排序間隔，且該間隔的其餘部分可為其他任務所用，包括重設和選擇性重設任務。就該等重設任務的排程而言，可有複數個可能的優勢位置看待此排程配置。在關於示範設計的第一圖及第二圖中，在這些圖中及相關描述中的列及行或像素數值可如此比較：列時間和相關列，比上具有其相關可平行定址組的更一般化任務排序間隔，以及像素時脈或計數比上更一般化的排序時脈計數。第一圖及第二圖描述僅用於該陣列一列的列讀取任務，並指出無條件列重設的列及行偏移以及在為讀出所指出列的像素上所實施的每個條件重設，以判定並選擇該列各像素的適當可選擇積分期間以準備該列以供讀出。以此觀點，由讀取那列開始並回顧所實施的重設及條件重設任務，以準備該行供讀取。各可平行定址組的作用像素在一個以上的任務排序間隔期間經歷條件重設任務。

現在我們要由觀察任務清單(該等任務經排程以在特定任務排序間隔期間執行)的觀點檢視任務排程。在一給定任務排序間隔中，一任務被排程以讀出一關連可平行定址組的作用像素，且(各與一個可選擇積分期間關連的)重設任務被排程。在任務排序間隔期間，一無條件重設任務經排程以無條件重設該可平行定址組之像素，其中最長積分期間要為該像素啟始。各個剩餘重設任務是與特定的一個較短可選擇積分期間有關，並經配置以選擇性地(依循像素方式)重設像素，以為選擇性地被重設的像素啟始相關較短積分期間。在該任務排序間隔期間，一重設任務相關各自與一所提供可選擇積分期間相關。與一可平行定址組之作用像素關連的平行任務是跨該任務排序間隔之內的一排序時脈時間範圍排程，且不需要使用與重設任務(像是數位化在列讀取任務之平行部分中所抽樣的像素值)共享之資源的部分列讀取是經排程貫穿該任務排序間隔的其餘部分。各可選擇積分期間有一重設任務經排程(最好是依循用於該讀取任務的平行任務)實穿該任務排序間隔的其餘部分，該排程係經配置以避免共享資源競爭，並在該任務排序間隔之內(此任務排序間隔提供所需待續時間之可選擇積分期間的啟始)的一排序時脈計數(視需要無條地或選擇性地為個別像素)啟始積分期間。為各個被排程的重設任務，依據在與該重設關連之可選擇積分期間任務內的排序間隔數目，用來選擇要在其上實施任務的可平行定址像素組的基底位址被更改，以選擇在此數目之任務排序間隔之後要被讀取的可平行定址組(在一示範設計中為一「列」)，藉此提供所需積分期間。藉由為相同任務清單重覆地實施此組任務，以及為在各個任務排序間隔中所選可定址組中的作用像素實施相同排序時脈間隔，所有像素讀出任務是依預定排程以預定順序實施，且為各作用像素實施所有無條件及條件重設以選擇一個適合的用於該像素之可選擇積分期間。

就各可平行定址組而論，一旦像素被讀取以完成一影像，可開始用來擷取下一影像的積分。以此累進、循任務排序間隔關連可平行定址組的影像像素讀出，前文暗示就接續影像一個接一個被擷取的操作模式而言，可在前項影像框之所有像素的積分及讀出已被完成之前開始要為一接續影像框擷取影像的積分期間。此外，就有順序之循任務排序間隔關連可平行定址組的讀出程序，提出像素值以供在一有順序、預定的順序讀出，恰好有一像素值為被擷取的各影像提出。可選擇積分期間的排程及配置是要使讀出發生在預定的排程，其並不依據為不同像素所選擇的個別積分期間。如此一來，每一影像每一像素值恰好取一次數位化的像素值並以已知、預定順序為直接輸出或進一步處理提出該像素值，而不需為了(當影像擷取程序中的影像取得多重讀數時，或是數位化像素值擷取正在進行並有效地跨該陣列一大部分散佈時)重新排序像素或要提供數值的選擇而緩衝大部分的影像。就該陣列的各像素而言：由有限的可選擇積分期間而選出一些用於該像素的積分時間；記錄所選積分期間的指示；排程是要使得所選積分期間在該影像擷取順序中一預定時間終止以及讀出和數位化該像素數值。

參照第六圖，為示範目的，顯示的是要在一受控制汽車(605)之中安裝的自動車輛設備控制系統(606)。雖然該控制系統(606)是繪出要和內部後視鏡組件整合在一起，可想而知該控制系統(以及其任一個別組件)可安裝在受控制汽車的車內(或車外)任何適當位置。本文中所用「受控制汽車(controlled vehicle)」一詞指的是包含一自動車輛內部燈光控制系統的自動汽車。適於安裝關連影像感測器的位置，是提供該受控制汽車(606)大致向前之不受阻礙視野，並容許偵測迎面而來汽車(615)的頭燈(616)和前導汽車(610)的尾燈(611)位在與受控制汽車關連之眩光區(608)內。

第七圖繪出一受控制汽車(705)，其包含併有一自動汽車內部光線控制系統的一內部後視鏡組件(706)。處理及控制系統發揮功能以傳送組態資料至成像器、由成像器接收影像資料、處理影像並產生外部光的控制信號。此類自動車輛外部光控制系統的詳細描述包含在一般指派的美國專利號5,837,994、5,990,469、6,008,486、6,130,448、6,130,421、6,049,171、6,465,963、6,403,942、6,587,573、6,611,610、6,621,616、6,631,316以及美國專利申請案序號10/208,142、09/799,310、60/404,879 、60/394,583、10/235,476、10/783,431、10/777,468及09/800,460；以上所揭示者以其整體併入本文列為參考。受控制汽車也顯示出包括一駕駛側外部後視鏡組件(710a)、一乘客側外部後視鏡組件(710b)、第三煞車燈(CHMSL)(745)、A柱(750a、750b)、B柱(755a、755b)及C柱(760a、760b)；可想而知任何上述位置可為一影像感測器、影像感測器或相關處理以及(或)控制組件提供替換位置。可想而知，任何(或所有)後視鏡可以是自動變暗電子－光學反射鏡。受控制汽車顯示出包括一群外部光，其包含頭燈(720a、720b)、霧燈(730a、730b)、前轉向指示/警示燈(735a、735b)、尾燈(725a、725b)、後轉向指示燈(726a、726b)、後警示燈(727a、727b)以及倒車燈(740a、740b)。可想而知可提供額外的外部燈，像是分離的低光束及高光束燈燈、包含多功能的整合式燈，等等。可想而知任何外部燈可具備定位器(未顯示)以調整該給定外部燈的關連主光軸。可想而知第七圖的受控制汽車大致是為示範目的，而且合適的自動汽車外部燈控制系統(像是併入本文參考之專利及專利申請案所揭示者)，可與本文所描述及併入本文參考所揭示的其他特徵一起實施。

現在來看第八a及第八b圖，顯示的是一內部後視鏡組件(800a、800b)的具體實施例。該後視鏡組件包括一固定的配件組件包圍在一前罩(885a、885b)以及一後罩(890a、890b)之中。該前罩包含一孔隙(886b)定義一影像感測器視覺開口。該固定配件組件以及一後視鏡是由一附著構件(855a、855b)支撐。後視鏡包含一鏡罩(860a、860b)、一嵌槽(861a、861b)以及一鏡片元件(862a)。一接線蓋(894a、894b)包含在內以隱蔽相關接線(815b)。後視鏡組件(800a、800b)也併入一室內光感測器(865b)、至少一麥克風(866b)、一眩光感測器(865a)、操作者介面(863a)、指示器(864a)以及至少一資訊顯示器(870)。

現在轉向第九圖，其中顯示一配件及後視鏡安裝組件(905)的分解透視圖。在一較佳具體實施例中，配件及後視鏡安裝組件提供一堅硬結構以供安裝一可重新定位裝上的內部後視鏡，以及一精確對齊的影像感測器，其係固定地安裝如美國專利申請序號10/83,273(7606)當中更加詳述，或係如美國專利申請序號10/645,801所描述之自動重新定位，以上兩者以其全體併入本文列為參考。一較佳的配件及後視鏡安裝組件促進組裝的便利以及提供相關組件可重複、可靠且精確的定位。在至少一具體實施例中，關連成像器是為自動外部汽車燈光控制所用，其中影像感測器的準確定位較受歡迎。可想而知本發明(除了)一般自動及消費者電子應用例之外已廣為應用於光感測光學。

成像器電路板(910)具有配上鏡片(911)的影像感測器。在一較佳具體實施例中，成像器電路板也將包括一影像感測器控制邏輯及計時電路、通信線路驅動器及連接器插座(913)。視需要地，成像器電路板可包含一處理器用於接收並(至少部分地)處理由影像感測器而來的影像。在一較佳具體實施例中，影像感測器以及至少一其他裝置選自以下組群：1)一影像感測器控制邏輯；2)一A/D轉換器；3)一低電壓區辨信號線驅動器；4)一溫度感測器；5)一控制輸出；6)一電壓調整器；7)一第二影像感測器；8)一微處理器；9)一溼度感測器以及10)一指南針，整合在一共用ASIC，最好是在一共用矽晶圓上。在至少一具體實施例中，具鏡片(911)的影像感測器包括鏡片蓋和合部(912)以供嚙合一鏡片蓋(920)壓和(921)。該鏡片蓋具有一孔隙(922)以供對齊影像感測器和鏡片的光軸。許多合適的光學系統可被採用，像是描述於共同轉讓的美國專利5,990,469、6,008,486、6,130,421、6,130,448、6,049,171和6,403,942；以及美國專利申請序號60/495,906(2880)；所揭示者以其整體併入本文列為參考。可想而知合於本發明的光學儀器可排除對一鏡片蓋(920)的需求，如本文所詳述。可想而知可藉由使用合於本發明的光學元件可排除該鏡片蓋扣合部、鏡片光學蓋和壓扣。在至少一具體實施例中，「鏡片蓋」是用雷射形成於一模塑有機材料光學元件上，如本文所詳述。

一成像器電路板連接器(未顯示)最好在其上兩端具有插塞。成像器電路板最好具有公插頭(913)以供接收成像器電路板連接器(未顯示)的一插塞。

第十圖顯示一合於本發明的數位相機(1006)之側視圖，其具有帶鏡片的成像器(1011)。可想而知合於本發明之光學儀器可併入一群組件，包括(但不限於)光感測影像擷取、溼度感測、後視鏡系統、車道離開偵測系統、適應性定速控制系統、占用偵測系統、保全系統、視像系統、色彩偵測系統、頭燈控制系統、可變反射率後視鏡控制系統、數位錄影機以及數位相機。

可想而知上述詳述的提供是要使得具有本技藝一般能力者能夠製造並使用本發明，如所附申請專利範圍所列舉。本說明書絕不應解讀為限制本發明於任何給定的具體實施例，因此隨附申請專利範圍是要包括所有等效結構和等效功能於個別範疇之內。

101‧‧‧Row read sequence for Row 0 用於列0的列讀取順序

102‧‧‧Unconditional reset sequence 無條件重設順序

103‧‧‧Conditional reset sequence 條件重設順序

104‧‧‧Pixel by pixel conditional reset sequence 逐像素條件重設順序

105‧‧‧Pixel by pixel conditional reset sequence 逐像素條件重設順序

106‧‧‧Pixel by pixel conditional reset sequence 逐像素條件重設順序

107‧‧‧Pixel by pixel conditional reset sequence 逐像素條件重設順序

108‧‧‧Pixel by pixel conditional reset sequence 逐像素條件重設順序

109‧‧‧Pixel by pixel conditional reset sequence 逐像素條件重設順序

113‧‧‧Column 208 行208

114‧‧‧Column 242 行242

115‧‧‧Column 300 行300

116‧‧‧Column 384 行384

117‧‧‧Column 532 行532

118‧‧‧Column 576 行576

119‧‧‧Column 624 行624

121‧‧‧row 0 列0

122‧‧‧row 1 列1

123‧‧‧Row 315 列315

124‧‧‧Row 393 列393

125‧‧‧Row413列413

126‧‧‧Row418列418

127‧‧‧Row419列419

201‧‧‧Row read sequence for row 50 用於列50的列讀取順序

202‧‧‧Unconditional reset sequence 無條件重設順序

203‧‧‧Pixel by pixel conditional reset sequence 逐像素條件重設順序

204‧‧‧Pixel by pixel conditional reset sequence 逐像素條件重設順序

205‧‧‧Pixel by pixel conditional reset sequence 逐像素條件重設順序

206‧‧‧Pixel by pixel conditional reset sequence 逐像素條件重設順序

207‧‧‧Pixel by pixel conditional reset sequence 逐像素條件重設順序

208‧‧‧Pixel by pixel conditional reset sequence 逐像素條件重設順序

209‧‧‧Pixel by pixel conditional reset sequence 逐像素條件重設順序

212‧‧‧Column 164 行164

213‧‧‧Column 208 行208

214‧‧‧Column 242 行242

215‧‧‧Column 300 行300

216‧‧‧Column 384 行384

217‧‧‧Column 532 行532

218‧‧‧Column 576 行576

219‧‧‧Column 624 行624

221‧‧‧Row 50 列50

222‧‧‧Row 51 列51

223‧‧‧Row 365 列365

224‧‧‧Row 23 列23

225‧‧‧Row 43 列43

226‧‧‧Row 48 列48

227‧‧‧Row 49 列49

301‧‧‧Row 0 列0

302‧‧‧Row 419 列419

303‧‧‧Column 0 行0

304‧‧‧Column 625 行625

306‧‧‧Bar 橫槓

307‧‧‧Bar 橫槓

308‧‧‧Bar 橫槓

309‧‧‧Bar 橫槓

310‧‧‧Bar 橫槓

311‧‧‧Bar 橫槓

312‧‧‧Bar 橫槓

313‧‧‧Bar 橫槓

314‧‧‧Column period 164 行週期164

315‧‧‧Column period 208 行週期208

316‧‧‧Column period 242 行週期242

317‧‧‧Column period 300 行週期300

318‧‧‧Column period 384 行週期384

319‧‧‧Column period 532 行週期532

320‧‧‧Column period 576 行週期576

321‧‧‧Column period 624 行週期624

400‧‧‧Control circuit 控制電路

401‧‧‧Reset row offset modulo adder 重設列偏移模數加法器

402‧‧‧Scan row counter 掃描列計數

403‧‧‧Scan column counter 掃描行計數器

404‧‧‧General column offset adder 通用行遍移加法器

405‧‧‧General row offset adder 通用列遍移加法器

406‧‧‧Pixel reset row offset generator 像素重設列偏移生成器

407‧‧‧Pixel reset and row read function selection circuit 像素重設與列讀取功能選擇電路

408‧‧‧Pixel reset threshold generator 像素重設閥值生成器

409‧‧‧Row select 列選擇

410‧‧‧Imaging array 成像陣列

411‧‧‧Row read sample and hold 列讀取取樣並暫存

412‧‧‧Pixel read column select circuit 像素讀取行選擇電路

413‧‧‧Column addressable pixel row buffer memory 可定址行之像素列緩衝記憶體

414‧‧‧Pixel threshold compare and conditional reset 像素閥值比較及條件重設

415‧‧‧Pixel reset memory 像素重設記憶體

416‧‧‧Amplifier 放大器

417‧‧‧Analog to digital conversion 類比至數位轉換

418‧‧‧Pixel processing circuit 像素處理電路

501‧‧‧Block 區塊

503‧‧‧Column reset line 行重設線路

504‧‧‧Block 方塊

506‧‧‧Integration tim eoutput bus 積分時間輸出匯流排

510‧‧‧“and” gate 及閘

511‧‧‧“or” gate 或閘

512‧‧‧“D” type flip－flop D型正反器

513‧‧‧Integration period tag bus 積分週期標籤匯流排

515‧‧‧Row reset line 列重設線路

516‧‧‧Pixel 像素

517‧‧‧Light collection area 光線收集區域

518‧‧‧Transistor circuit 電晶體電路

519‧‧‧Column readout line 行讀出線路

520‧‧‧Row readout enable line 列讀出啟動線路

521‧‧‧Column address bus 行位址匯流排

522‧‧‧Circuit 電路

523‧‧‧Pixel readout bus 像素讀出匯流排

524‧‧‧Pixel rese treference value 像素重設參照值

525‧‧‧Compare circuit 比較電路

526‧‧‧Row buffer memory write enable 列緩衝記憶體寫入啟動

528‧‧‧Compare circuit 比較電路

529‧‧‧Unconditional pixel reset enable 無條件像素重設啟動

530‧‧‧Reset indication flip－flop clock 重設指示正反器時脈

531‧‧‧Tag memory update enable 標籤記憶體更新啟動

533‧‧‧Memory block 記憶體方塊

534‧‧‧Row address bus 列位址匯流排

534‧‧‧Bus 匯流排

535‧‧‧Select signal 選擇信號

536‧‧‧Output 輸出

538‧‧‧Output 輸出

532‧‧‧Output lines 輸出線路

507‧‧‧Buffer memory 緩衝記憶體

507‧‧‧Memory block 記憶體區塊

527‧‧‧Bus driver 匯流排驅動器

605‧‧‧Controlled vehicle 受控制汽車

606‧‧‧Control system 控制系統

616‧‧‧Headlight 頭燈

615‧‧‧Oncoming vehicle 迎面而來汽車

611‧‧‧Taillight 尾燈

610‧‧‧Leading vehicle 前導汽車

608‧‧‧Glare zone 眩光區

705‧‧‧Controlled vehicle 受控制汽車

706‧‧‧Interio rrearview mirror assembly 內部後視鏡組件

710a‧‧‧Outside rearview mirror assembly 外部後視鏡組件

710b‧‧‧Outside rearview mirror assembly 外部後視鏡組件

745‧‧‧Center high mounted stop light 第三煞車燈

750a‧‧‧A－pillar A柱

750b‧‧‧A－pillar A柱

755a‧‧‧B－pillar B柱

755b‧‧‧B－pillar B柱

760a‧‧‧C－pillar C柱

760b‧‧‧C－pillar C柱

720a‧‧‧Headlight 頭燈

730a‧‧‧Foil weather light 霧燈

735a‧‧‧Front turn indicator/hazard light 前轉向指示/警示燈

725‧‧‧Tail light 尾燈

726a‧‧‧Rear turn indicator light 後轉向指示燈

727a‧‧‧Rear hazard light 後警示燈

740a‧‧‧Backup light‵ 倒車燈

720b‧‧‧Headlight 頭燈

730b‧‧‧Foil weather light 霧燈

735b‧‧‧Front turn indicator/hazard light 前轉向指示/警示燈

725b‧‧‧Tail light 尾燈

726b‧‧‧Rear turn indicator light 後轉向指示燈

727b‧‧‧Rear hazard light 後警示燈

740b‧‧‧Backup light‵ 倒車燈

800a‧‧‧Interior rearview mirror assembly 內部後視鏡組件

800b‧‧‧Interior rearview mirror assembly 內部後視鏡組件

885a‧‧‧Front housing 前罩

890a‧‧‧Rear housing 後罩

885b‧‧‧Front housing 前罩

890b‧‧‧Rear housing 後罩

886b‧‧‧Aperture 孔隙

855a‧‧‧Attachment member 附著構件

855b‧‧‧Attachment member 附著構件

860a‧‧‧Mirror housing 鏡罩

861a‧‧‧Bezel 嵌槽

860b‧‧‧Mirror housing 鏡罩

861b‧‧‧Bezel 嵌槽

862a‧‧‧Mirror element 鏡片元件

894a‧‧‧Wire cover 接線蓋

894b‧‧‧Wire cover 接線蓋

815b‧‧‧wiring 接線

800a‧‧‧Rearview mirror assembly 後視鏡組件

800b‧‧‧Rearview mirror assembly 後視鏡組件

865b‧‧‧Ambient light sensor 室內光感測器

866b‧‧‧Microphone 麥克風

865a‧‧‧Glare ligh tsensor 眩光感測器

863a‧‧‧Operator interlace 使用者介面

864a‧‧‧Indicator 指示器

870‧‧‧Information display 資訊顯示器

905‧‧‧Accessory and rearview mirror mount assembly 配件及後視鏡安裝組件

910‧‧‧Imager board 成像器電路板

911‧‧‧Lens 鏡片

913‧‧‧Wir eharness receptacle 連接器插座

912‧‧‧Lens cover snap portions 鏡片蓋扣合部

920‧‧‧Lens cover 鏡片蓋

921‧‧‧Snap clips 壓扣

922‧‧‧Aperture 光軸

1006‧‧‧Digital camera 數位相機

1011‧‧‧Imager with lens 具鏡片的成像器

第一圖及二圖是用於一重設以及列讀取排程的圖案。

第三圖顯示出一計時順序；第四圖顯示用於一示範設計的一方塊圖。

第五圖顯示在一影像理中與成像陣列中某一行像素相關的電路簡圖。

第六圖顯示一自動汽車設備控制系統；第七圖顯示具有多種設備的受控制汽車；第八a圖及第八b圖顯示一汽車內部後視鏡組件。

第九圖顯示用於一汽車之配件及後視視安裝組件的分解透視圖。

第十圖顯示一數位相機的側視圖。