TWI501641B - 具有寬廣動態範圍的影像感測器及用於增加影像感測器之動態範圍的方法 - Google Patents

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Description

具有寬廣動態範圍的影像感測器及用於增加影像感測器之動態範圍的方法
本發明大致關於互補式金氧半導體(CMOS)影像感測器，特別是關於供使用在相同感測器上具有長曝光時間之像素和具有短曝光時間之像素的感測器、系統和方法，以提供具有寬廣動態範圍之感測器。
在數位照相術中，照明條件很少在理想狀況。待照相的場景可能太暗、太亮、太多變、或太動態，例如當雲快速阻擋太陽時。為了調整不同的照明條件，影像感測器須具有寬廣的動態範圍。亦即，感測器應能夠調整現在的照明條件，以使影像內的細節最大化，且藉此產生最佳的可能照片。
許多場景在陰影和明亮的區域中含有有用的資訊，該兩種區域在傳統上很難同時成像。重複出現的習知技藝解決方案是：使用不同的曝光時間對相同的場景拍攝多個影像。例如A.E1 Gamal在2002年二月指導發表於IEEE Int.固態電路會議(Solid State Circuits Conf.)的「高動態範圍影像感測器」中所討論者，感測器可拍攝三張照片---一張具有短曝光時間、一張具有中等曝光時間、和一張具有長曝光時間。另一例子是由Komiya揭露在美國US 5,264,940號專利內，該專利也描述使用不同的曝光累積超過一次影像的好處。在長曝光訊框(frame)中可能過度曝光之場景內的某些特徵，在短曝光影像中可看得見。類似地，在短曝光影像中太暗的或一點都看不見的場景特徵，因為較長的曝光時間而看得見。可使用影像處理技術組合複數影像，以產生比任何單一個別影像含有更多可見細節之已處理的影像。然而，此方法的缺點是：己處理的影像常常含有各不同曝光之間因場景運動所造成之活動產物。另一主要缺點是：在不同的時間採用不同的曝光，因此不同的曝光完全代表不同的影像。美國US 4,584,606號專利揭露使用多個感測器，以及時在大致相同的瞬間同時累積不同的曝光。
另一解決方案描述在2000年6月Vol.1,pp 472-479,ISBN：0-7695-0662-3針對「電腦視覺和圖案辨識」之IEEE會議，Nayar,S.K. Mitsunaga,T.,「高動態範圍成像：空間改變像素曝光」中。依據此方法，成陣列且具有不同不透明度的中性密度濾光器沉積在感測器上，以致具有較暗濾光器的像素從場景的較亮部分取樣，而具有較亮濾光器的像素擷取較低光特徵(見圖1)。使用低通濾光或例如三次插值(cubic interpolation)的技術可組合資訊。此解決方案的問題是：不管選定的濾光器圖案是否也包括顏色構造(例如Bayer濾光器矩陣)或是具有交替光學透射率的單色構造，感測器的動態範圍被選定的濾光器和濾光器圖案有效率地固定。
大體而言，本發明是一種影像感測器、系統、和方法，其使用相同感測器上具有長曝光時間之像素和具有短曝光時間之像素，以提供具有改良寬廣動態範圍(WDR)的感測器。
依據本發明的一實施例，一種影像感測器包含：複數像素列，每一列包括複數像素；第一信號線，連接至列中第一子組的像素；第二信號線，連接至列中第二子組的像素；和信號讀出和重置正時控制器，其被該第一和第二信號線分別連接至該第一和第二子組的像素；其中該控制器控制像素信號的讀出，以致在第一時間時段期間讀出來自該第一子組像素的信號，且在第二時間時段期間讀出來自該第二子組像素的信號；且其中該控制器在第一時間間隔重置列中該第一子組像素中的該等像素，和在第二時間間隔重置該第二子組像素中的該等像素。該第二子組像素在該第一子組像素之前被重置，以致該第二子組像素的積分時間比該第一子組像素的積分時間長。在另一實施例中，可在相同的時間重置第二子組像素和第一子組像素，且第二子組像素和第一子組像素在不同的時間開始其積分時期，藉此具有較長或較短的積分時間。在遍及該影像感測器中每一列的像素，每一列中的該第一和第二子組像素以交替的圖案形成。該第一和第二子組像素形成如N×M區塊的像素，其在遍及該影像感測器的至少一部分交替和重複。在較佳實施例中，該第一和第二子組像素被形成為在第一列中的紅和綠兩交替像素組，和在第二列中的綠和藍兩交替像素組。使用較佳的2×2區塊，該2×2區塊包括一紅、兩綠、和一藍像素，其中遍及整個該感測器重複該2×2區塊。較佳地，第一子組像素和第二子組像素的2×2區塊交替，以致沒有兩個第一子組像素的2×2區塊正交地位在第一子組像素的另一個2×2區塊旁邊。該信號讀出和重置正時控制器可包括第一可編程積分時間控制器以設定該第一時間間隔、和第二可編程積分時間控制器以設定該第二時間間隔。藉由該控制器調整該第一和第二時間間隔，以設定所欲之該影像感測器的動態範圍。
在另一實施例中，該信號讀出和重置正時控制器在每一訊框的末端增加額外的列讀出延遲時間，藉以增加該第二時間間隔超越讀取一個訊框所需的正常時間，而不會物理性地增加影像感測器的尺寸(亦即控制器處理「有名無實」的列)。
在另一實施例中，一種影像感測器包含：複數像素列，每一列包括複數像素；複數第一信號線，等於該感測器內之像素列的數目，其中，每一第一信號線連接至一列之像素中第一子組的像素；複數第二信號線，等於該感測器內之像素列的數目，其中，每一第二信號線連接至一列之像素中第二子組的像素；和正時控制器，連接至該複數的第一和第二信號線，以控制在一列列基底上之像素的讀出；其中在第一時間時段讀出個別列中之該第一子組的像素，且在第一時間時段之後和讀出下一列之前的第二時間時段讀出該第二子組的像素；和其中該正時控制器在第一積分開始時間間隔重置個別列內該第一子組像素內的該等像素，及在第二積分開始時間間隔重置個別列內該第二子組的像素。該第二子組像素在該第一子組像素之前被重置，以致該第二子組像素的積分時間比該第一子組像素的積分時間還長。在另一實施例中，可在相同的時間重置第二子組像素和第一子組像素，且第二子組像素和第一子組像素在不同的時間開始其積分時期，藉此具有較長或較短的積分時間。
在遍及該影像感測器中每一列的像素，每一列中的該第一和第二子組像素以交替的圖案形成。較佳地，該第一和第二子組像素形成如N×M區塊的像素，其在遍及該影像感測器的至少一部分交替和重複。影像感測器可更包含顏色濾光器陣列形成在該等像素上，其中該第一和第二子組像素被形成為在第一列中的紅和綠兩交替像素組，和在第二列中的綠和藍兩交替像素組。在較佳實施例中，2×2區塊的顏色濾光器形成在感測器內的像素上，該2×2區塊的顏色濾光器包括一紅、兩綠、和一藍像素，其中遍及整個該感測器重複該2×2區塊。該感測器包括第一子組像素和第二子組像素交替的2×2區塊，以致沒有兩個第一子組像素的2×2區塊正交第一子組像素的另一個2×2區塊。該正時控制器可包括第一可編程積分時間控制器以設定該第一積分開始時間間隔、和第二可編程積分時間控制器以設定該第二積分開始時間間隔。
此外，該正時控制器可在每一訊框的末端增加額外的列讀出延遲時間，以增加該第二時間間隔超越讀取一個訊框所需的正常時間。在另一實施例中，該正時控制器只讀出該第一和第二子組像素其中之一，以產生低解像力影像。在另一實施例中，該正時控制器讀出該第一和第二子組像素兩者，供只有該影像感測器的一部分產生影像中的較高解像力影像部分。
在另一實施例中，未使用顏色濾光器。反而單色感測器產生單色場景的寬廣動態範圍影像。使用各種方法光學地組合多個感測器，可形成彩色影像。該等方法例如美國US 4,584,606號專利(Nagasaki)所教示者；或其他標準技術，例如使用在每一形成影像之小平面具有感測器的稜鏡。
本發明包含一種用於增加影像感測器之動態範圍的方法，該影像感測器包括複數像素列，每一像素列包括複數像素，該方法包含：在第一時間時段期間讀出第一列中第一子組的像素；在第二時間時段期間但在讀取下一列之像素之前，讀出第一列中第二子組的像素；在第一積分開始時間間隔X之後，重置該第一子組的像素中之該等像素；和在第二積分開始時間間隔Y之後，重置該第二子組的像素中之該等像素。該方法較佳地包含：在讀取之後開頭，重置該第一子組像素；和在讀取之後開頭，重置該第二子組像素。在一實施例中，該第一積分開始時間間隔X等於讀出該感測器之X列的時間時段，和該第二積分開始時間間隔Y等於讀出該感測器之Y列的時間時段。在一實施例中，X大於Y，以致該第二子組像素比該第一子組像素具有較長的信號積分時間。Y大於X，以致該第一子組的像素比該第二子組的像素具有較長的信號積分時間。在一取代性實施例中，X或Y任一者等於一時間時段，該時間時段大於讀出該影像感測器中全部列所需的時間，以致像素的積分時間大於正常訊框時段。該方法較佳地包含處理來自該影像感測器中每一列之該第一和第二子組像素之該等像素信號，以形成單一影像。
本發明一實施例的一種影像感測器系統，包含：複數像素列，每一列包括複數像素；複數第一信號線等於該感測器中像素列的數目，其中，每一第一信號線連接至一列像素中第一子組像素；複數第二信號線等於該感測器中像素列的數目，其中，每一第二信號線連接至一列像素中第二子組像素；正時控制器，連接至該複數的第一和第二信號線，以控制在一列列基底上之像素信號的讀出；其中在第一時間時段讀出個別列中之該第一子組像素，且在第一時間時段之後和讀出下一列之前的第二時間時段讀出該第二子組像素；和其中該正時控制器在第一積分開始時間間隔重置個別列內該第一子組像素內的該等像素，及在第二積分開始時間間隔重置個別列內該第二子組像素；和影像處理器，以組合來自該第一和第二子組像素的該等像素信號。
提供下文的描述，以使熟悉此項技藝人士能實施或使用本發明，且下文的描述記載發明人所深思熟慮的最佳模式，供實施本發明。然而對熟悉該項技藝人士，各種修飾仍是顯然的。意欲使任一和全部該等修飾、均等者、和替代者落入本發明的精神和範圍之內。
依據本發明，濾光器的獨特方格盤圖案被沉積在影像感測器上，其中像素的不同子區塊具有不同的積分時間。因為積分時間可編程地變化，所以可持續地調整感測器的動態範圍。再者，因為長和短曝光時間被組合在整個影像感測器的單一鄰接訊框內，所以相較於習知技藝的寬廣動態(WDR)影像，本發明只有可忽略的活動產物。
例如圖2所示者，形成一紅(Red)、兩綠(Green)、和一藍(Blue)像素的交替子區塊。複數子區塊(白匣子)的一半被觸發供長曝光時間，且交錯(交替)之一半的複數子區塊(灰匣子)被觸發供短曝光時間。此導致亮曝光和暗曝光區域之正交方格盤圖案，其中每一子區塊也是自給自足的解像力區塊。藉由擷取在相同訊框內的長曝光和短曝光像素，感測器能擷取具有最小活動產物的寬廣動態範圍，並輸出寬廣動態範圍資訊。相對於標準感測器和其他WDR感測器，該資訊的解像力大幅地改善。雖然在圖2的首兩列中，短積分的像素方塊跟隨著長積分的像素方塊，但是長和短方塊的個別位置可對調，重點是在每一訊框內從子區塊至子區塊具有長和短積分時間交替之鄰接的像素子區塊。
像素積分時間控制兩組像素之每一者的曝光，其可被編程具有高準確度和可再製性。再者，寬廣動態範圍增進特徵可容易地依所需要地被導通、關掉、或動態地再編程至各種循環正時時段。
如同2008年1月5日申請之第11/969,303共同申請案(發明名稱為「在成像系統晶片(system-on-chip)內的2×2像素構造」)所揭露者，在較佳實施例中，以2×2共享像素結構實施本發明。茲將共同申請案併入做參考。將本發明併入具有2×2共享結構之影像感測器，不需任何新的元件被引入像素陣列內。所需的唯一附加機能是修飾感測器的時間控制器，以控制二或更多積分期間，且將列的讀出同步化。因為此是全數位的改變，所以對像素陣列的效能沒有不利的衝擊。因此，當使用WDR模式時，可容易獲得在非WDR模式的操作中通常可獲得之全部效能位準。如同熟悉該項技藝人士其中之一者可瞭解的，在成像系統晶片感測器內之正時控制器傳輸各種重置脈衝，其依據影像感測器內所用的特定像素電路，藉由適當的刺激例如重置電晶體的閘、傳輸(TX)電晶體、或其他此控制電晶體之任一者，而設定積分時間。
在較佳實施例中，TX閘促進在具有建制共享像素之結構的感測器內的此控制。就規則且非共享像素結構而言，需要額外增加導線以獨立地控制兩分離組的TX脈衝。就相對大尺寸的像素(大約＞4微米節距，視處理微影術而定)而言，沒有因為此額外增加而損失量子效率。
為了方便說明，最好想像為像素的每一物理列如同由兩區別性的像素半列所組成，其從子區塊至子區塊彼此正交地交插(interleaved；圖2)。含有來自交替子區塊之像素的每半列是在區別性時期之時間的讀出值，此處的每一時期稱為半線，因為可利用複數像素的一半。為了讀出物理列，需要兩半線時期，且一個接著另一個。就具有N列的影像而言，有2×N的半線。
將奇數的半線和偶數的半線當作形成兩區別性的組是方便的。每一半線組(奇數/偶數)可被其自己的積分時間控制器所控制。具有N列像素之本發明的WDR成像器以實質類似於2×N的半線所構成之一般成像器的方式被控制，且每組的半線(奇數/偶數)具有其自己獨立之可編程積分時間控制器的差異。如果每一列可由兩半線取代，則可應用於一般成像器之全部相同時間規則，也可應用於本發明的WDR成像器。
圖3例示本發明之WDR影像感測器的讀出作業。即使真實的陣列包含許多這些子陣列，但是為了清楚顯示，在圖的頂部是2列×8行的「子陣列」。標示為T1之匣子內的像素於積分時間T1積分；在T2匣子內的像素於分離的T2時段積分。顯示在圖之底部的是沿著對應於T1和T2積分時期之像素讀出和積分時間順序。每一列包含兩半列(由用於列1的Tx1/Tx2匯流排和用於列2的Tx3/Tx4匯流排服務)。標示以G為開始的像素是綠色的，B是藍色的，R是紅色的。
雖然不限於此一般情況，但是就基本的圖解，T1和T2積分時期在相同的時間結束。因此我們在T1和T2剛結束時，開始讀出程序和特定的讀出間隔。
在積分時間時期T1結束時，由線TX1控制而讀出像素Gb1、B1、Gb3、B3。同時，匯流排TX4觸發讀出像素R1、Gr1、R3、Gr3。當第二時間時期T2結束時，在被線TX2觸發以後，讀出像素BX、Gb2、B2、Gb4；且在像素GrX、R2、Gr2、R4被線TX3觸發以後，讀出該等像素。因此包含兩積分時期(T1和T2)的像素，以Gb1、B1、Gb3、B3、BX、Gb2、B2、Gb4、R1、Gr1、R3、Gr3、GrX、R2、Gr2、R4的順序被讀出。然後，這些信號構成在晶片上或在下游的電子線路中，以使用來自長和短積分時期之資料經由顏色逆馬賽克變換而產生一組彩色像素。
如同在圖之下半部所例示者，先讀出短積分組的像素，但是也可能先讀出長積分組的像素。此外，如上所述，可以長或短積分像素開始方格盤圖案。
圖4進一步例示讀出構造。當一半列被讀出時，另一半列以滾動快門的方式被重置。為了使用電子快門操作和滾動快門正時以控制WDR內的積分時間，每半線需要兩正時「指示器」，亦即每物理列需要四個指示器，而不是在習知的非WDR結構中所用之每物理列的兩個指示器。
更明確地說，為了控制和改變積分時間，依據不同的時間控制器將每一組的半列(奇數和偶數)重置。就短積分時間的半列而言，滾動重置操作會在一列快被讀出之前將該列重置。而就較長積分時間的半列而言，重置操作會發生在相關短積分半列被重置之前。此導致在較長積分半列的像素具有在被重置和被讀出之間的較長積分時間。正時控制器可就每一組半列而被獨立編程，以因此補償相對的積分時間。
此程序例示在圖9A，其中為了清楚起見，交插之像素子組(sub-sets)的方格盤被分離。在發生在線時間TLINE 內之第一時間時段內，列1的第一半列被讀取，且較佳是在被指標1讀取以後被重置。然後在下一時間時段期間(該時段也在時間TLINE 內)，列1的第二半列被讀取且被指標2重置。每一列被此前兩個指標類似地讀出和重置。因此利用分離的正時指標記錄每一半列的讀取正時，所以每一物理列使用一組兩個正時指標＃1和＃2。
在稍後的時間，讀取列M。當列M的第一半列被讀出時，列(M-X)的第一半列被重置。類似地，當列N被讀出時，列(N-Y)的第一半列被重置。為了記錄兩不同的重置時間(X和Y)，使用兩額外的正時「指標」(指標＃3和＃4)，每陣列全部4個。藉由調整X和Y的值，可修正每一半列之相對積分時間。X和Y的值通常等於讀出某數目列的時間時段。在此實施例中，最長積分時間的最大值等於讀出整個訊框(列的數目×TLINE )的時間。最短的積分時間將是讀出一列的時間(TLINE )。圖9B將圖9A改編成沒有完整方格盤的交插感測器。較佳方格盤實施例的最後改編沿用圖9C所示的匯流排連接。
就某些應用而言，例如視訊安全照相機，希望其增加短積分時間對長積分時間的相對比值。圖10例示完成此希望的另一實施例。「空白」或假想列被有效率地增加至感測器陣列，以致額外的時間可被增加至長積分時間。額外增加的積分時間可被用於產生短和長積分時間之間較大的差異。此外，在訊框空白間隔期間，額外增加的列可被「讀取」(亦即沒做什麼事)，因此整個感測器訊框正時不被影響。實際上，額外增加的列並非實際地增加，而是正時控制器在每一訊框的末端只運行額外的時間時段。
本結構的額外優點是：WDR可功能性地變成只供影像陣列的一部分之用。換言之，在「正常(normal)」的模式中，影像感測器可只讀取每一列中的短積分像素或只讀取長積分像素，以產生較低解像力影像。當希望較大解像力時，可讀出在陣列之一些子組中的額外半列像素，藉此在關注的區域中產生較高解像力子影像。此實施例在希望儲存較少資料的情況中是有用的，但是具有基於所觀察特徵增進影像的能力。
當實施時，本案WDR影像感測器的新穎構造允許具有明和暗對比區域的場景被成像在單一訊框內。例如圖6是以本發明所設計之影像感測器所拍攝的樣本照片。注意場景的前景是多麼暗，且背景是多麼亮。圖7顯示以本發明所設計之影像感測器所拍攝的放大照片。基於下方子區塊的積分時間，不同的子像素組產生亮和暗區塊的方格盤圖案。最後，圖8是在數位影像處理已被應用於原始影像檔案以後之圖6的照片。數位處理將短積分時間資料增加至每一相素的長積分時間資料，然後將來自每一像素之結果已增進的資料去馬賽克化(在具有顏色濾光器陣列之WDR感測器的情況)(亦即寬廣動態範圍)，以產生完全彩色(full color)的WDR影像。當缺少顏色濾光器矩陣(CFA)時，則產生單色WDR影像。注意：先前看起來陰暗的前景場景，現在看得多清楚。類似地，先前顯得太亮的背景場景也清楚可見。
在另一實施例中，未使用顏色濾光器。反而單色感測器產生單色場景的寬廣動態範圍影像。使用各種方法光學地組合多個感測器，以形成彩色影像。該等方法例如美國US 4,584,606號專利(Nagasaki)所教示者；或其他標準技術，例如使用在每一形成影像之小平面具有感測器的稜鏡。
圖11例示本發明實施例之影像感測器和影像感測器系統的簡化方塊圖。影像感測器2包括像素陣列4和正時控制器6。正時控制器提供控制信號給像素信號線，以使像素信號從像素陣列被讀出，且也重置像素半列。正時控制器可例如包含圖4所例示的讀出構造，並依據圖5所例示之正時圖操作。正時(和重置)控制器可包括可編程暫存器8、10，供編程長和短積分間隔。然後以影像處理器12處理原始的影像資料。該影像處理器將長積分像素內所包含的影像資訊和短積分像素內所包含的影像資訊組合(例如藉由內插法等)，以形成單一WDR已處理的影像，例如圖8所示者。較佳是一次處理一列的像素，但是由於增加全部或局部訊框緩衝器，所以可立即處理較大的影像部分。可將影像處理器併入習知技藝已知的可商業使用之影像處理軟體。取決於被認為適於影像感測器和對應處理位準之數位電路積分的量，影像處理器也可為成像系統晶片14之附加的IP區塊。
圖12顯示例示本發明之方法的流程圖。在步驟121讀取和重置第一半列。然後，在步驟122讀取和重置第二半列。(在步驟123，讀出過程期間或以後)處理來自第一和第二半列的像素。然後，在步驟124，在時間間隔x重置第二半列。然後，在步驟125，在時間間隔Y重置第一半列。在影像感測器中的每一列重複此程序，且就視訊應用而言，該處理持續地運行，直到視訊照相機或WDR特徵被關掉為止。
熟悉該項技藝者應可瞭解，可建構剛剛描述之較佳實施例的各種改編和修飾，而不會脫離本發明的範圍和精神。因此應瞭解，可在所附請求項的範圍(而非本文所明確描述者)內實施本發明。
2．．．影像感測器
4．．．像素陣列
6．．．正時控制器
8．．．(短)暫存器
10．．．(長)暫存器
12．．．影像處理器
14．．．成像系統晶片
B．．．藍
G．．．綠
R．．．紅
T1,T2．．．匣子(積分時間)
TX1~TX4．．．匯流排
TLINE ．．．線時間
藉由上文結合附圖的詳細描述，將可容易瞭解本發明。其中，類似的參考數字指類似的構造元件。其中：
圖1顯示習知的感測器，其具有固定的中性密度濾光器；
圖2例示本發明一實施例之像素的獨特方格盤圖案，其具有不同的積分時間；
圖3例示圖2之影像感測器的讀出結構；
圖4更詳細地顯示讀出結構；
圖5是本發明一實施例之直立讀出正時的簡化正時圖；
圖6是以依據本發明而設計之影像感測器所拍攝的樣本照片；
圖7是以依據本發明而設計之影像感測器所拍攝的放大視圖照片；
圖8是在對原始影像檔案施加數位影像處理以後之圖6的照片；
圖9A例示長和短積分子組的像素之間不同的重置正時；
圖9B例示交插陣列中長和短積分子組的像素之間不同的重置正時；
圖9C例示用於建構具有長和短積分子組的像素之方格盤陣列所需的匯流排連接；
圖10例示增加「空白列」於影像訊框，以增加長積分時段之長度的概念；
圖11是本發明實施例之感測器系統的簡化方塊圖；和
圖12是本發明之方法的流程圖。

Claims (28)

  1. 一種影像感測器，包含：複數像素列，每一列包括複數像素；第一信號線，連接至列中第一子組的像素；第二信號線，連接至列中第二子組的像素；和信號讀出和重置正時控制器，其被該第一和第二信號線分別連接至該第一和第二子組的像素；其中該控制器控制像素信號的讀出，以致在第一時間時段期間讀出來自該第一子組像素的信號，且在第二時間時段期間讀出來自該第二子組像素的信號；且其中該控制器在第一時間間隔重置列中該第一子組像素中的該等像素，和在第二時間間隔重置該第二子組像素中的該等像素；其中該信號讀出和重置正時控制器在每一訊框的末端增加額外的列讀出延遲時間，以增加該第二時間間隔超越讀取一個訊框所需的正常時間。
  2. 如申請專利範圍第1項之影像感測器，其中該第二子組像素的積分時間比該第一子組像素的積分時間長。
  3. 如申請專利範圍第1項之影像感測器，其中該第二子組像素在該第一子組像素之前被重置，以致該第二子組像素的積分時間比該第一子組像素的積分時間長。
  4. 如申請專利範圍第1項之影像感測器，其中在遍及該影像感測器中每一列的像素，每一列中的該第一和第二子組像素以交替的圖案形成。
  5. 如申請專利範圍第1項之影像感測器，其中該第一 和第二子組像素形成如N×M區塊的像素，其在遍及該影像感測器的至少一部分交替和重複。
  6. 如申請專利範圍第1項之影像感測器，其中該第一和第二子組像素被形成為在第一列中的紅和綠兩交替像素組，和在第二列中的綠和藍兩交替像素組。
  7. 如申請專利範圍第1項之影像感測器，更包含：2×2區塊的顏色濾光器形成在該感測器內之該等像素上，該2×2區塊的顏色濾光器包括一紅、兩綠、和一藍像素，其中遍及整個該感測器重複該2×2區塊。
  8. 如申請專利範圍第5項之影像感測器，其中該感測器包括第一子組像素和第二子組像素交替的2×2區塊，以致沒有兩個第一子組像素的2×2區塊正交第一子組像素的另一個2×2區塊。
  9. 如申請專利範圍第1項之影像感測器，其中該信號讀出和重置正時控制器包括第一可編程積分時間控制器以設定該第一時間間隔、和第二可編程積分時間控制器以設定該第二時間間隔。
  10. 如申請專利範圍第1項之影像感測器，其中藉由該控制器調整該第一和第二時間間隔，以設定所欲之該影像感測器的動態範圍。
  11. 一種影像感測器，包含：複數像素列，每一列包括複數像素；複數第一信號線，等於該感測器內之像素列的數目，其中，每一第一信號線連接至一列之像素中第一子組的像 素；複數第二信號線，等於該感測器內之像素列的數目，其中，每一第二信號線連接至一列之像素中第二子組的像素；和正時控制器，連接至該複數的第一和第二信號線，以控制在一列列基底上之像素的讀出；其中在第一時間時段讀出個別列中之該第一子組的像素，且在第一時間時段之後和讀出下一列之前的第二時間時段讀出該第二子組的像素；和其中該正時控制器在第一積分開始時間間隔重置個別列內該第一子組像素內的該等像素，及在第二積分開始時間間隔重置個別列內該第二子組的像素；其中該正時控制器在每一訊框的末端增加額外的列讀出延遲時間，以增加該第二時間間隔超越讀取一個訊框所需的正常時間。
  12. 如申請專利範圍第11項之影像感測器，其中該第二子組像素在該第一子組像素之前被重置，以致該第二子組像素之積分時間比該第一子組像素之積分時間長。
  13. 如申請專利範圍第11項之影像感測器，其中在遍及該影像感測器中每一列的像素，每一列中的該第一和第二子組像素以交替的圖案形成。
  14. 如申請專利範圍第11項之影像感測器，其中該第一和第二子組像素形成如N×M區塊的像素，其在遍及該影像感測器的至少一部分交替和重複。
  15. 如申請專利範圍第11項之影像感測器，更包含顏 色濾光器陣列形成在該等像素上，其中該第一和第二子組像素被形成為在第一列中的紅和綠兩交替像素組，和在第二列中的綠和藍兩交替像素組。
  16. 如申請專利範圍第11項之影像感測器，更包含：2×2區塊的顏色濾光器形成在該感測器內之該等像素上，該2×2區塊的顏色濾光器包括一紅、兩綠、和一藍像素，其中遍及整個該感測器重複該2×2區塊。
  17. 如申請專利範圍第14項之影像感測器，其中該感測器包括第一子組像素和第二子組像素交替的2×2區塊，以致沒有兩個第一子組像素的2×2區塊正交第一子組像素的另一個2×2區塊。
  18. 如申請專利範圍第11項之影像感測器，其中該正時控制器包括第一可編程積分時間控制器以設定該第一積分開始時間間隔、和第二可編程積分時間控制器以設定該第二積分開始時間間隔。
  19. 如申請專利範圍第11項之影像感測器，其中藉由該正時控制器調整該第一和第二時間間隔，以設定所欲之該影像感測器的動態範圍。
  20. 如申請專利範圍第11項之影像感測器，其中該正時控制器只讀出該第一和第二子組像素其中之一，以產生低解像力影像。
  21. 如申請專利範圍第20項之影像感測器，其中該正時控制器讀出該第一和第二子組像素兩者，供只有該影像感測器的一部分產生影像中的較高解像力影像部分。
  22. 一種用於增加影像感測器之動態範圍的方法，該影像感測器包括複數像素列，每一像素列包括複數像素，該方法包含：在第一時間時段期間讀出第一列中第一子組的像素；在第二時間時段期間但在讀取下一列之像素之前，讀出第一列中第二子組的像素；在第一積分時間間隔X之後，重置該第一子組的像素中之該等像素；在第二積分時間間隔Y之後，重置該第二子組的像素中之該等像素；在讀取之後開頭，重置該第一子組像素；在讀取之後開頭，重置該第二子組像素；其中X或Y任一者等於一時間時段，該時間時段大於讀出該影像感測器中全部列所需的時間，以致像素的積分時間大於正常訊框時段。
  23. 如申請專利範圍第22項用於增加影像感測器之動態範圍的方法，其中該第一積分開始時間間隔X等於讀出該感測器之X列的時間時段。
  24. 如申請專利範圍第23項用於增加影像感測器之動態範圍的方法，其中該第二積分開始時間間隔Y等於讀出該感測器之Y列的時間時段。
  25. 如申請專利範圍第22項用於增加影像感測器之動態範圍的方法，其中X大於Y，以致該第二子組像素比該第一子組像素具有較長的信號積分時間。
  26. 如申請專利範圍第22項用於增加影像感測器之動態範圍的方法，其中Y大於X，以致該第一子組的像素比該第二子組的像素具有較長的信號積分時間。
  27. 如申請專利範圍第22項用於增加影像感測器之動態範圍的方法，更包含：處理來自該影像感測器中每一列之該第一和第二子組像素之該等像素信號，以形成單一影像。
  28. 一種影像感測器系統，包含：複數像素列，每一列包括複數像素；複數第一信號線等於該感測器中像素列的數目，其中，每一第一信號線連接至一列像素中第一子組像素；複數第二信號線等於該感測器中像素列的數目，其中，每一第二信號線連接至一列像素中第二子組像素；正時控制器，連接至該複數的第一和第二信號線，以控制在一列列基底上之像素信號的讀出；其中在第一時間時段讀出個別列中之該第一子組像素，且在第一時間時段之後和讀出下一列之前的第二時間時段讀出該第二子組像素；和其中該正時控制器在第一積分開始時間間隔重置個別列內該第一子組像素內的該等像素，及在第二積分開始時間間隔重置個別列內該第二子組像素；其中該正時控制器在每一訊框的末端增加額外的列讀出延遲時間，以增加該第二時間間隔超越讀取一個訊框所需的正常時間；和影像處理器，以組合來自該第一和第二子組像素的該等像素信號。
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