TWI777685B - 影像感測裝置及影像感測方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提出一種影像感測裝置及影像感測方法。影像感測裝置包括像素陣列及讀出電路。像素陣列包括陣列排列的多個感測子像素。在一個圖框期間的一個第一曝光期間中，多個感測子像素同時進行曝光，以分別將多個第一感測信號儲存於多個感測子像素的多個儲存單元。在一個圖框期間的多個第一讀出期間中，讀出電路在不同期間依序讀出儲存在多個儲存單元的多個第一感測信號。在一個圖框期間的多個動態視覺感測期間的每一個中，多個感測子像素的全部或一部分經重置後再次同時進行曝光，並且讀出電路接著同時讀出所述多個感測子像素的多個第二感測信號。

Description

影像感測裝置及影像感測方法
本發明是有關於一種感測技術，且特別是有關於一種影像感測裝置及影像感測方法。
目前的影像感測器若要實現影像感測以及動態視覺感測，則影像感測器會將一部分的感測子像素作為影像感測，並且將另一部分的感測子像素用於動態視覺感測。換言之，傳統的影像感測器若要實現影像感測功能以及動態視覺感測功能，則會導致影像解析度下降，並且影像感測器需要額外的電路配置成本(例如具有較多的讀出電路需求)。有鑑於此，如何實現一種可同時具備有影像感測功能以及動態視覺感測功能的影像感測器，並且可提供具有較高影像解析度的影像感測結果，以下將提出幾個實施例的解決方案。
本發明提供一種影像感測裝置及影像感測方法，可實現良好的影像感測以及動態視覺感測功能。
本發明的影像感測裝置包括像素陣列以及讀出電路。像素陣列包括陣列排列的多個感測子像素。讀出電路耦接所述像素陣列。在一個圖框期間的一個第一曝光期間中，所述多個感測子像素同時進行曝光，以分別將多個第一感測信號儲存於所述多個感測子像素的多個儲存單元。在所述一個圖框期間的多個第一讀出期間中，所述讀出電路在不同期間依序讀出儲存在所述多個儲存單元的所述多個第一感測信號。在所述一個圖框期間的多個動態視覺感測期間的每一個中，所述多個感測子像素的全部或一部分經重置後再次同時進行曝光，並且所述讀出電路接著同時讀出所述多個感測子像素的多個第二感測信號。
本發明的影像感測方法適於影像感測裝置。所述影像感測裝置包括像素陣列以及讀出電路。所述像素陣列包括陣列排列的多個感測子像素。所述影像感測方法包括以下步驟：在一個圖框期間的一個第一曝光期間中，通過所述多個感測子像素同時進行曝光，以分別將多個第一感測信號儲存於所述多個感測子像素的多個儲存單元；在所述一個圖框期間的多個第一讀出期間中，通過所述讀出電路在不同期間依序讀出儲存在所述多個儲存單元的所述多個第一感測信號；以及在所述一個圖框期間的多個動態視覺感測期間的每一個中，通過所述多個感測子像素的全部或一部分經重置後再次同時進行曝光，並且通過所述讀出電路接著同時讀出所述多個感測子像素的多個第二感測信號。
基於上述，本發明的影像感測裝置以及影像感測方法可在一個圖框期間進行影像感測以及動態視覺感測，並且可具有良好的影像解析度。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
為了使本發明之內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例做為本揭示確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟，係代表相同或類似部件。
圖1是本發明的一實施例的影像感測裝置的示意圖。圖2是本發明的一實施例的感測陣列的示意圖。參考圖1，影像感測裝置100包括像素陣列110以及讀出電路120。像素陣列110耦接讀出電路120。像素陣列110包括陣列排列的多個感測子像素R_1~R_N、G1_1~G1_N、G2_1~G2_N、B_1~B_N、多個讀出節點I_1~I_K以及多個讀出節點D_1~D_P，其中N、K、P為正整數。讀出節點I_1~I_K以及讀出節點D_1~D_P分別用於讀出最鄰近的周圍四個感測子像素的感測結果。
在本實施例中，感測子像素R_1~R_N可為紅色感測子像素，並且用於感測紅色光。感測子像素G1_1~G1_N可為第一綠色感測子像素，並且用於感測綠色光。感測子像素G2_1~G2_N可為第二綠色感測子像素，並且用於感測綠色光。感測子像素B_1~B_N可為藍色感測子像素，並且用於感測藍色光。另外，在本發明的另一些實施例中，感測子像素G2_1~G2_N可作為紅外光感測子像素，並且用於距離感測。
在本實施例中，一個紅色感測子像素(例如感測子像素R_1)、一個第一綠色感測子像素(例如感測子像素G1_1)、一個第二綠色感測子像素(例如感測子像素G2_1)以及一個藍色感測子像素(例如感測子像素B_1)可組成一個影像感測像素(例如影像感測像素111)。
在本實施例中，對於影像感測(作為影像感測器(Image Sensor))而言，任一個影像感測像素的四個感測子像素的多個感測信號由同一的讀出節點(例如讀出節點I_1)被讀出電路120分時讀出。具體而言，感測子像素R_1、G1_1、G2_1、B_1的多個感測信號由讀出節點I_1被讀出電路120分時讀出。感測子像素R_2、G1_2、G2_2、B_2的多個感測信號由讀出節點I_2被讀出電路120分時讀出。感測子像素R_3、G1_3、G2_3、B_3的多個感測信號由讀出節點I_3被讀出電路120分時讀出。以此類推，其他感測子像素的感測信號可如同上述方式由對應的讀出節點來被讀出至讀出電路120。
在本實施例中，四個紅色感測子像素(例如感測子像素R_5、R_6、R_8、R_9)、四個第一綠色感測子像素(例如感測子像素G1_4、G1_5、G1_7、G1_8)、四個第二綠色感測子像素(例如感測子像素G2_2、G2_3、G2_5、G2_6)以及四個藍色感測子像素(例如感測子像素B_1、B_2、B_4、B_5)可組成一個動態視覺感測像素(例如動態視覺感測像素112)，但本發明並不限於此。在本發明的另一實施例中，動態視覺感測像素也可由一個紅色感測子像素(例如感測子像素R_5)、一個第一綠色感測子像素(例如感測子像素G1_4)、一個第二綠色感測子像素(例如感測子像素G2_2)以及一個藍色感測子像素(例如感測子像素B_1)所組成。
在本實施例中，對於動態視覺感測(作為動態視覺感測器(Dynamic Vision Sensor, DVS))而言，任十六個感測子像素的多個感測信號可由四個讀出節點(例如讀出節點D_1、D_2、D_3、D_4)可被讀出電路120同時讀出。具體而言，十六個感測子像素R_5、R_6、R_8、R_9、G1_4、G1_5、G1_7、G1_8、G2_2、G2_3、G2_5、G2_6、B_1、B_2、B_4、B_5的多個感測信號由讀出節點D_1、D_2、D_3、D_4被讀出電路120同時讀出。此外，由於像素陣列110最外側的多個感測子像素(例如感測子像素R_1、G1_1、R_2、R2_1、R_42等)在進行動態視覺感測時，未被使用，因此像素陣列110的最外側的(未被使用的)多個感測子像素可在像素陣列110進行動態視覺感測時被禁能(disable)。
在本實施例中，在一個圖框期間的一個第一曝光期間中，感測子像素R_1~R_N、G1_1~G1_N、G2_1~G2_N、B_1~B_N同時進行曝光，以分別將多個第一感測信號儲存於各自感測子像素的儲存單元。在所述一個圖框期間的多個第一讀出期間中，讀出電路120在不同期間依序讀出儲存在多個儲存單元的多個第一感測信號。在所述一個圖框期間的多個動態視覺感測期間的每一個中，感測子像素R_1~R_N、G1_1~G1_N、G2_1~G2_N、B_1~B_N的全部或一部份經重置後再次同時進行曝光，並且讀出電路120接著同時讀出動態視覺感測像素內所述多個感測子像素的多個第二感測信號。換言之，本實施例的影像感測裝置100在影像感測模式中是採用全局式快門(Global Shutter, GS)的曝光操作，並且採用滾動式(Rolling)的讀出操作。本實施例的影像感測裝置100在動態視覺感測模式中是採用全局式快門的曝光操作。
圖3是本發明的一實施例的感測子像素的示意圖。參考圖1，在本實施例中，上述的感測子像素R_1可各別具有如圖3所示的感測子像素300的架構，並且感測子像素R_2~R_N、G1_2~G1_N、G2_2~G2_N、B_2~B_N也具有相同架構可以此類推。在本實施例中，感測子像素300包括光電二極體(Photodiode, PD)PD、第一感測電路310以及第二感測電路320。光電二極體PD的陽極(Anode)耦接接地電壓，並且陰極(Cathode)耦接第一感測電路310以及第二感測電路320。
在本實施例中，第一感測電路310包括儲存單元。在第一曝光期間中，第一感測電路310將光電二極體PD提供的第一感測信號儲存於儲存單元。在對應的第一讀出期間中，第一感測電路310將儲存在儲存單元中的第一感測信號從讀出節點I_1輸出。在所述多個動態視覺感測期間的每一個中，第二感測電路320從讀出節點D_1輸出由光電二極體PD提供的第二感測信號。因此，本實施例的像素陣列110可利用相同的感測子像素在一個圖框期間同時進行影像感測以及動態視覺感測。
圖4是本發明的一實施例的影像感測方法的流程圖。參考圖1、圖2以及圖4，本實施例的影像感測裝置100可執行以下操作S410~450，以實現在一個圖框期間中可進行影像感測操作以及動態視覺感測操作。在步驟S410，在一個圖框期間的一個第一曝光期間中，多個感測子像素R_1~R_N、G1_1~G1_N、G2_1~G2_N、B_1~B_N可同時進行曝光，以分別將第一感測信號儲存於感測子像素R_1~R_N、G1_1~G1_N、G2_1~G2_N、B_1~B_N的多個儲存單元。在步驟S420，在所述一個圖框期間的多個第一讀出期間中，讀出電路120在不同期間依序讀出儲存在多個儲存單元的多個第一感測信號。在步驟S430，讀出電路120及後端數位處理電路可根據所述多個第一感測信號產生一個感測影像。在步驟S440，在所述一個圖框期間的多個動態感測期間的每一個中，感測子像素的全部或一部份經重置後再次同時進行曝光，並且通過讀出電路120接著同時讀出多個動態視覺感測像素(例如圖2的動態視覺感測像素112)內的多個感測子像素的多個第二感測信號。在步驟S450，讀出電路120及後端數位處理電路可根據所述多個第二感測信號產生動態感測結果。值得注意的是，步驟S420與步驟S440可為在同一個圖框期間執行(可同時或非同時)，因此無限制執行的先後順序。並且，步驟S430與步驟S450也無限制執行的先後順序。因此，本實施例的影像感測裝置100以及影像感測方法可在一個圖框期間中取得影像感測結果以及動態視覺感測結果，並且影像感測結果可具有良好的影像解析度。
圖5是本發明的一實施例的多個感測子像素在一個圖框期間中的操作時序圖。參考圖1、圖2及圖5，以下以感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的操作為例。影像感測時序IS1~IS4可分別對應於感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的影像感測動作。動態視覺感測時序DVS1~DVS4可分別對應於感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的動態視覺感測動作。在時間t0至時間t1，感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5同時進行曝光(影像感測)。在時間t2至時間t3，感測子像素R_5的儲存單元所儲存的感測信號從讀出節點I_5被讀出。接著，在時間t4至時間t5，感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5同時進行曝光(第一次動態視覺感測)，其中感測子像素R_6、R_8、R_9、G1_4、G1_7、G1_8、G2_2、G2_3、G2_6、B_1、B_2、B_4也同時進行曝光(第一次動態視覺感測)。在時間t5至時間t6，感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的多個感測信號從讀出節點D_1、D_2、D_3、D_4被讀出，其中感測子像素R_6、R_8、R_9、G1_4、G1_7、G1_8、G2_2、G2_3、G2_6、B_1、B_2、B_4的多個感測信號也同時從讀出節點D_1、D_2、D_3、D_4被讀出。在時間t7至時間t8，感測子像素G1_5的儲存單元所儲存的感測信號從讀出節點I_5被讀出。在時間t9至時間t10，感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5同時進行曝光(第二次動態視覺感測)，其中感測子像素R_6、R_8、R_9、G1_4、G1_7、G1_8、G2_2、G2_3、G2_6、B_1、B_2、B_4也同時進行曝光(第二次動態視覺感測)。在時間t10至時間t11，感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的多個感測信號從讀出節點D_1、D_2、D_3、D_4被讀出，其中感測子像素R_6、R_8、R_9、G1_4、G1_7、G1_8、G2_2、G2_3、G2_6、B_1、B_2、B_4的多個感測信號也同時從讀出節點D_1、D_2、D_3、D_4被讀出。在時間t12至時間t13，感測子像素G2_5的儲存單元所儲存的感測信號從讀出節點I_5被讀出。在時間t14至時間t15，感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5同時進行曝光(第三次動態視覺感測)，其中感測子像素R_6、R_8、R_9、G1_4、G1_7、G1_8、G2_2、G2_3、G2_6、B_1、B_2、B_4也同時進行曝光(第三次動態視覺感測)。在時間t15至時間t16，感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的多個感測信號從讀出節點D_1、D_2、D_3、D_4被讀出，其中感測子像素R_6、R_8、R_9、G1_4、G1_7、G1_8、G2_2、G2_3、G2_6、B_1、B_2、B_4的多個感測信號也同時從讀出節點D_1、D_2、D_3、D_4被讀出。在時間t17至時間t18，感測子像素B_5的儲存單元所儲存的感測信號從讀出節點I_5被讀出。因此，感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的四個影像訊號讀出期間與感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的三個動態視覺感測期間交錯進行，並且此四個影像訊號讀出期間與三個動態視覺感測期間之間彼此未時序重疊。
如此一來，本實例的像素陣列110可利用相同的感測子像素在一個圖框期間同時進行影像感測以及動態視覺感測。並且，在本實施例中，像素陣列110經由上述影像感測所產生的感測影像的解析度高於(例如16倍)經由上述動態視覺感測所產生的感測影像。此外，值得注意的是，本實例的動態視覺感測可利用後端數位處理器將上述第一次至第三次動態視覺感測結果之間的三個感測影像比較，以透過其差異來判斷當前感測對象的動作結果，或是輸出連續的動態視覺感測影像。
另外，值得注意的是，由於本實施例的影像感測及動態視覺感測的讀出操作在不同時間區間進行，因此本實施例的感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的第一感測電路以及本實施例的感測子像素R_5、R_6、R_8、R_9、G1_4、G1_5、G1_7、G1_8、G2_2、G2_3、G2_5、G2_6、B_1、B_2、B_4、B_5的第二感測電路可耦接讀出電路120的相同列讀出電路或不同列讀出電路。
圖6是本發明的另一實施例的多個感測子像素在一個圖框期間中的操作時序圖。參考圖1、圖2及圖6，以下以感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的操作為例。影像感測時序IS1’~IS4’可分別對應於感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的影像感測動作。動態視覺感測時序DVS1’~DVS4’可分別對應於感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的動態視覺感測動作。在時間t0’至時間t1’，感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5同時進行曝光(影像感測)。在時間t2’至時間t3’，感測子像素R_5的儲存單元所儲存的感測信號從讀出節點I_5被讀出。接著，在時間t4’至時間t5’，感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5同時進行曝光(第一次動態視覺感測)，其中感測子像素R_6、R_8、R_9、G1_4、G1_7、G1_8、G2_2、G2_3、G2_6、B_1、B_2、B_4也同時進行曝光(第一次動態視覺感測)。在時間t5’至時間t6’，感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的多個感測信號從讀出節點D_1、D_2、D_3、D_4被讀出，其中感測子像素R_6、R_8、R_9、G1_4、G1_7、G1_8、G2_2、G2_3、G2_6、B_1、B_2、B_4的多個感測信號也同時從讀出節點D_1、D_2、D_3、D_4被讀出。同時，在時間t4’至時間t6’，感測子像素G1_1的儲存單元所儲存的感測信號從讀出節點I_5被讀出。在時間t7’至時間t8’，感測子像素G2_5的儲存單元所儲存的感測信號從讀出節點I_5被讀出。在時間t9’至時間t10’，感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5同時進行曝光(第二次動態視覺感測)，其中感測子像素R_6、R_8、R_9、G1_4、G1_7、G1_8、G2_2、G2_3、G2_6、B_1、B_2、B_4也同時進行曝光(第二次動態視覺感測)。在時間t10’至時間t11’，感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的多個感測信號從讀出節點D_1、D_2、D_3、D_4被讀出，其中感測子像素R_6、R_8、R_9、G1_4、G1_7、G1_8、G2_2、G2_3、G2_6、B_1、B_2、B_4的多個感測信號也同時從讀出節點D_1、D_2、D_3、D_4被讀出。同時，在時間t9’至時間t11’，感測子像素B_5的儲存單元所儲存的感測信號從讀出節點I_5被讀出。因此，感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的四個影像訊號讀出期間的偶數期間部分(或是奇數期間部分)與感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的兩個動態視覺感測期間交錯進行。感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的四個影像訊號讀出期間的偶數期間部分以及奇數期間部分的其中之一與兩個動態視覺感測期間之間彼此未時序重疊，並且感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的四個影像訊號讀出期間的奇數期間部分(或是偶數期間部分)與兩個動態視覺感測期間逐一同步進行。
換言之，由於本實施例的各感測子像素設計有如上述圖3的兩個感測電路設計，以使本實施例的感測子像素可在一個圖框期間中的影像感測信號的讀出期間來操作空閒的光電二極體進行動態視覺感測，並且可不影響(增加)一個圖框期間的時間長度。相較上述圖5的實施時序，圖6的影像感測裝置100所提供的感測結果可具有較高的影格率(frame rate)。並且，本發明的動態視覺感測期間不限於圖6，依其設計精神動態視覺感測期間(曝光+讀出)可設計於任意的影像感測信號的讀出期間來同步執行。
另外，值得注意的是，由於本實施例的影像感測及動態視覺感測的讀出操作可能在相同時間區間進行，因此本實施例的感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的第一感測電路以及本實施例的感測子像素R_5、R_6、R_8、R_9、G1_4、G1_5、G1_7、G1_8、G2_2、G2_3、G2_5、G2_6、B_1、B_2、B_4、B_5的第二感測電路可耦接讀出電路120的不同列讀出電路。
圖7是本發明的一實施例的感測子像素的感測電路圖。參考圖7，上述的感測子像素R_1~R_N、G1_1~G1_N、G2_1~G2_N、B_1~B_N可各別具有如圖7所示的感測子像素700的電路架構。在本實施例中，感測子像素700包括光電二極體PD、第一感測電路710以及第二感測電路720。在本實施例中，第一感測電路710以及第二感測電路720耦接光電二極體PD。在本實施例中，第一感測電路710包括第一電晶體GTX、儲存單元MN、第二電晶體RTX、第三電晶體RST以及第四電晶體SF。第一電晶體GTX的第一端耦接光電二極體PD。儲存單元MN耦接第一電晶體GTX的第二端。儲存單元MN可為另一光電二極體(不受光)或電容等儲能元件。第二電晶體RTX的第一端耦接儲存單元MN。第三電晶體RST的第一端耦接重置信號V_RST。第三電晶體RST的第二端耦接第二電晶體RTX的第二端。第四電晶體SF的控制端耦接第三電晶體RST的第二端。在本實施例中，第四電晶體SF的控制端耦接讀出節點FN(可例如是上述圖2及圖3的讀出節點I1)。第三電晶體RST可重置讀出節點FN的電位及/或重置光電二極體PD。當第二電晶體RTX開啟時，第四電晶體SF的第二端可輸出儲存在儲存單元MN中的感測信號的結果。
在本實施例中，第二感測電路720包括第五電晶體DTX、第六電晶體DRST以及第七電晶體DSF。第五電晶體DTX的第一端耦接光電二極體PD。第六電晶體DRST的第一端耦接另一重置信號V_DRST。第六電晶體DRST的第二端耦接第五電晶體DTX的第二端。第七電晶體DSF的控制端耦接第六電晶體DRST的第二端。在本實施例中，第七電晶體DSF的控制端耦接讀出節點DFN(可例如是上述圖2及圖3的讀出節點D1)。第六電晶體DRST可重置讀出節點DFN的電位及/或重置光電二極體PD。當第五電晶體DTX開啟時，第七電晶體DSF的第二端可輸出光電二極體PD的感測信號。
圖8是本發明的另一實施例的感測子像素的感測電路圖。參考圖8，上述的感測子像素R_1~R_N、G1_1~G1_N、G2_1~G2_N、B_1~B_N可各別具有如圖8所示的感測子像素800的電路架構。在本實施例中，感測子像素800包括光電二極體PD、第一感測電路810以及第二感測電路820。在本實施例中，第一感測電路810以及第二感測電路820耦接光電二極體PD。參考圖8的第一感測電路810以及第二感測電路820的內部電路元件具有如圖7的第一感測電路710以及第二感測電路720的內部電路元件，因此不再贅述。與圖7不同的是，本實施例的第一感測電路810還包括第一電容Cr1。第一電容Cr1的第一端可耦接斜坡信號Vr1(取樣斜坡信號)。斜坡信號Vr1可為上斜坡信號或下斜坡信號。第一電容Cr1的第二端耦接第二電晶體RTX的第二端。在本實施例中，第二感測電路820還包括第二電容Cr2。第二電容Cr2的第一端耦接另一斜坡信號Vr2(取樣斜坡信號)。另一斜坡信號Vr2可為另一上斜坡信號或另一下斜坡信號。第二電容Cr2的第二端耦接第五電晶體DTX的第二端。
對此，例如圖2的感測子像素R_1可與感測子像素R_4作為差動輸出。對此，感測子像素R_1可與感測子像素R_4的兩個第一感測電路的讀出節點可例如耦接類比數位轉換器(Analog-to-Digital Converter, ADC)的第一輸入端以及第二輸入端。感測子像素R_1可與感測子像素R_4的兩個第二感測電路的讀出節點也可例如耦接類比數位轉換器的第一輸入端以及第二輸入端。
圖9是本發明的一實施例的多個感測子像素的感測電路圖。先參考圖2，感測陣列110中的感測子像素R_1~R_N、G1_1~G1_N、G2_1~G2_N、B_1~B_N的每四個耦接同一個第四電晶體(4-share)。搭配參考圖9，感測像素910可如同上述的感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5耦接同一個第三電晶體RST以及同一個第四電晶體SF。在本實施例中，感測子像素R_5的感測電路911可包括光電二極體PD1、第一電晶體GTX1、儲存單元MN1以及第二電晶體RTX1。感測子像素G1_5的感測電路912可包括光電二極體PD2、第一電晶體GTX2、儲存單元MN2以及第二電晶體RTX2。感測子像素G2_5的感測電路913可包括光電二極體PD3、第一電晶體GTX3、儲存單元MN3以及第二電晶體RTX3。感測子像素B_5的感測電路914可包括光電二極體PD4、第一電晶體GTX4、儲存單元MN4以及第二電晶體RTX4。對此，本實施例的各感測子像素的第一感測電路的內部電路元件的耦接方式可參考上述圖7實施例的說明，因此不再贅述。在本實施例中，感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5耦接同一個第三電晶體RST以及同一個第四電晶體SF。因此，感測像素910可透過分時開啟第二電晶體RTX1、RTX2、RTX3、RTX4，以從第四電晶體SF分時讀出多個感測信號，而可實現如上述圖5或圖6的實施例的分時讀出影像感測信號的信號讀出動作。
再同時參考圖2及圖9，感測陣列110中的感測子像素R_1~R_N、G1_1~G1_N、G2_1~G2_N、B_1~B_N中全部或一部分的每十六個感測子像素耦接同一個第七電晶體(16-share)。搭配參考圖9，感測像素910~990可包括如同上述的感測子像素R_5、R_6、R_8、R_9、G1_4、G1_5、G1_7、G1_8、G2_2、G2_3、G2_5、G2_6、B_1、B_2、B_4、B_5，並且感測子像素R_5、R_6、R_8、R_9、G1_4、G1_5、G1_7、G1_8、G2_2、G2_3、G2_5、G2_6、B_1、B_2、B_4、B_5耦接同一個第七電晶體。感測像素910可包括感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5，並且感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5耦接同一個第三電晶體RST以及同一個第四電晶體SF。感測像素920可包括感測子像素R_2、G1_2、G2_2、B_2，並且感測子像素R_2、G1_2、G2_2、B_2耦接同一個第三電晶體以及同一個第四電晶體。感測像素930可包括感測子像素R_4、G1_4、G2_4、B_4，並且感測子像素R_4、G1_4、G2_4、B_4耦接同一個第三電晶體以及同一個第四電晶體。感測像素940可包括感測子像素R_6、G1_6、G2_6、B_6，並且感測子像素R_6、G1_6、G2_6、B_6耦接同一個第三電晶體以及同一個第四電晶體。感測像素950可包括感測子像素R_8、G1_8、G2_8、B_8，並且感測子像素R_8、G1_8、G2_8、B_8耦接同一個第三電晶體以及同一個第四電晶體。感測像素960可包括感測子像素R_1、G1_1、G2_1、B_1，並且感測子像素R_1、G1_1、G2_1、B_1耦接同一個第三電晶體以及同一個第四電晶體。感測像素970可包括感測子像素R_3、G1_3、G2_3、B_3，並且感測子像素R_3、G1_3、G2_3、B_3耦接同一個第三電晶體以及同一個第四電晶體。感測像素980可包括感測子像素R_7、G1_7、G2_7、B_7，並且感測子像素R_7、G1_7、G2_7、B_7耦接同一個第三電晶體以及同一個第四電晶體。感測像素990可包括感測子像素R_9、G1_9、G2_9、B_9，並且感測子像素R_9、G1_9、G2_9、B_9耦接同一個第三電晶體以及同一個第四電晶體。
在本實施例中，感測像素910的感測子像素R_5的感測電路911還可包括第五電晶體DTX1。感測像素910的感測子像素G1_5的感測電路912還可包括第五電晶體DTX2。感測像素910的感測子像素G2_5的感測電路913還可包括第五電晶體DTX3。感測像素910的感測子像素B_5的感測電路914還可包括第五電晶體DTX4。對此，本實施例的各感測子像素的感測電路的內部電路元件的耦接方式可參考上述圖7實施例的說明，因此不再贅述。在本實施例中，感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5耦接同一個第六電晶體DRST以及第七電晶體DSF。
在本實施例中，感測像素920的感測子像素G2_2、B_2的感測電路923、924同樣耦接同一個第六電晶體DRST以及第七電晶體DSF，並且感測子像素R_2、G1_2的感測電路921、922未耦接第六電晶體DRST以及第七電晶體DSF或耦接其他第六電晶體以及其他第七電晶體。以此類推，感測像素930的感測子像素G1_4、B_4的感測電路同樣耦接同一個第六電晶體DRST以及第七電晶體DSF，並且感測子像素R_4、G2_4的感測電路未耦接第六電晶體DRST以及第七電晶體DSF或耦接其他第六電晶體以及其他第七電晶體。感測像素940的感測子像素R_6、G2_6的感測電路同樣耦接同一個第六電晶體DRST以及第七電晶體DSF，並且感測子像素G1_6、B_6的感測電路未耦接第六電晶體DRST以及第七電晶體DSF或耦接其他第六電晶體以及其他第七電晶體。感測像素950的感測子像素R_8、G1_8的感測電路同樣耦接同一個第六電晶體DRST以及第七電晶體DSF，並且感測子像素G2_8、B_8的感測電路未耦接第六電晶體DRST以及第七電晶體DSF或耦接其他第六電晶體以及其他第七電晶體。
在本實施例中，感測像素960的感測子像素B_1的感測電路964同樣耦接第六電晶體DRST以及第七電晶體DSF，並且感測子像素R_1、G1_1、G2_1的感測電路961~963未耦接第六電晶體DRST以及第七電晶體DSF或耦接其他第六電晶體以及其他第七電晶體。以此類推，感測像素970的感測子像素G2_3的感測電路同樣耦接第六電晶體DRST以及第七電晶體DSF，並且感測子像素R_3、G1_3、B_3的感測電路未耦接第六電晶體DRST以及第七電晶體DSF或耦接其他第六電晶體以及其他第七電晶體。感測像素980的感測子像素G1_7的感測電路同樣耦接第六電晶體DRST以及第七電晶體DSF，並且感測子像素R_7、G2_7、B_7的感測電路未耦接第六電晶體DRST以及第七電晶體DSF或耦接其他第六電晶體以及其他第七電晶體。感測像素990的感測子像素R_9的感測電路同樣耦接第六電晶體DRST以及第七電晶體DSF，並且感測子像素G1_9、G2_9、B_9的感測電路未耦接第六電晶體DRST以及第七電晶體DSF或耦接其他第六電晶體以及其他第七電晶體。
因此，感測像素910~990的感測子像素R_5、R_6、R_8、R_9、G1_4、G1_5、G1_7、G1_8、G2_2、G2_3、G2_5、G2_6、B_1、B_2、B_4、B_5可透過同時開啟各別的第五電晶體，以從第七電晶體DSF同時讀出多個感測信號的加總信號結果，而可實現如上述圖5或圖6的實施例的同時讀出動態視覺感測信號的信號讀出動作。
圖10是本發明的另一實施例的多個感測子像素的感測電路圖。先參考圖2，動態視覺感測像素112的十六個感測子像素可與另一感測像素組的另十六個感測子像素形成差動輸出。搭配參考圖10，感測像素1010~1090可包括如同上述的感測子像素R_5、R_6、R_8、R_9、G1_4、G1_5、G1_7、G1_8、G2_2、G2_3、G2_5、G2_6、B_1、B_2、B_4、B_5，並且感測像素1010~1090的內部電路耦接方式可參考上述圖9實施例，在此不多加贅述。感測像素1010可如同包括上述的感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5。在本實施例中，感測子像素R_5的感測電路1011可包括第一電晶體GTX1、儲存單元MN1以及第二電晶體RTX1。感測子像素G1_5的感測電路1012可包括第一電晶體GTX2、儲存單元MN2以及第二電晶體RTX2。感測子像素G2_5的感測電路1013可包括第一電晶體GTX3、儲存單元MN3以及第二電晶體RTX3。感測子像素B_5的感測電路1014可包括第一電晶體GTX4、儲存單元MN4以及第二電晶體RTX4。感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的感測電路1011~1014耦接相同的第三電晶體RST1、第四電晶體SF1以及第一電容Cr1。
在本實施例中，感測像素1110可為另一感測像素，並且同樣包括四個感測子像素。在本實施例中，另一紅色感測子像素的感測電路1111可包括第一電晶體GTX5、儲存單元MN5以及第二電晶體RTX5。另一第一綠色感測子像素的感測電路1112可包括第一電晶體GTX6、儲存單元MN6、第二電晶體RTX6。另一第二綠色感測子像素的感測電路1113可包括第一電晶體GTX7、儲存單元MN7、第二電晶體RTX7。另一藍色感測子像素的感測電路1114可包括第一電晶體GTX8、儲存單元MN8、第二電晶體RTX8。另一紅色感測子像素、另一第一綠色感測子像素、另一第二綠色感測子像素以及另一藍色感測子像素的感測電路1111~1114耦接相同的第三電晶體RST2、第四電晶體SF2以及第一電容Cr3。
在本實施例中，第一電容Cr1可例如接收上斜坡信號Vr1，並且第一電容Cr3可例如接收下斜坡信號Vr3。光電二極體PD1及光電二極體PD5的影像感測信號的讀出結果可作為差動輸出。光電二極體PD2及光電二極體PD6的影像感測信號的讀出結果可作為差動輸出。光電二極體PD3及光電二極體PD7的影像感測信號的讀出結果可作為差動輸出。光電二極體PD4及光電二極體PD8的影像感測信號的讀出結果可作為差動輸出。因此，後端差動放大器或類比數位轉換器可利用上述多個差動輸出結果來產生感測影像。
在本實施例中，感測像素1010可分時開啟第二電晶體RTX1、RTX2、RTX3、RTX4，以及感測像素1110可分時開啟第二電晶體RTX5、RTX6、RTX7、RTX8。因此，讀出電路可從第四電晶體SF1及第四電晶體SF2分時讀出經由讀出節點FN1及讀出節點FN2提供的多個差動感測信號，而可實現如上述圖5或圖6的實施例的分時讀出影像感測信號的信號讀出動作。以此類推，感測像素1020~1090以及感測像素1120~1190可執行相同操作，而分時讀出各自的影像感測信號。
再同時參考圖2及圖10，感測陣列110中的感測子像素R_1~R_N、G1_1~G1_N、G2_1~G2_N、B_1~B_N中的每十六個感測子像素耦接同一個第七電晶體。在本實施例中，感測子像素R_5的感測電路1011可還包括第五電晶體DTX1。感測子像素G1_5的感測電路1012可包括第五電晶體DTX2。感測子像素G2_5的感測電路1012可包括第五電晶體DTX3。感測子像素B_5的感測電路1013可包括第五電晶體DTX4。感測子像素R_5、G1_5、G2_5、B_5的感測電路1011~1014耦接相同的第六電晶體DRST1、第七電晶體DSF1以及第二電容Cr2。以此類推，感測像素1020~1090中的感測子像素R_6、R_8、R_9、G1_4、G1_7、G1_8、G2_2、G2_3、G2_6、B_1、B_2、B_4的感測電路同樣耦接第六電晶體DRST1、第七電晶體DSF1以及第二電容Cr2。
在本實施例中，另一紅色感測子像素的感測電路1111可包括第五電晶體DTX5。另一第一綠色感測子像素的感測電路1112可包括第五電晶體DTX6。另一第二綠色感測子像素的感測電路1113可包括第五電晶體DTX7。另一藍色感測子像素的感測電路1114可包括第五電晶體DTX8。另一紅色感測子像素、另一第一綠色感測子像素、另一第二綠色感測子像素以及另一藍色感測子像素的感測電路1111~1114耦接相同的第六電晶體DRST2、第七電晶體DSF2以及第二電容Cr4。以此類推，感測像素1120~1190中的對應的十二個感測子像素的感測電路同樣耦接第六電晶體DRST2、第七電晶體DSF2以及第二電容Cr4。
在本實施例中。第二電容Cr2可例如接收上斜坡信號，並且第二電容Cr4可例如接收下斜坡信號。光電二極體PD1及光電二極體PD5的動態視覺感測信號的讀出結果可作為差動輸出。光電二極體PD2及光電二極體PD6的動態視覺感測信號的讀出結果可作為差動輸出。光電二極體PD3及光電二極體PD7的動態視覺感測信號的讀出結果可作為差動輸出。光電二極體PD4及光電二極體PD8的動態視覺感測信號的讀出結果可作為差動輸出。因此，後端差動放大器或類比數位轉換器可利用上述多個差動輸出結果來產生動態視覺感測影像。
在本實施例中，感測像素1020~1090可具有如感測像素1010相同的電路配置。感測像素1120~1190可具有如感測像素1110相同的電路配置。因此，感測陣列110可同時開啟感測像素1010~1090的感測子像素R_5、R_6、R_8、R_9、G1_4、G1_5、G1_7、G1_8、G2_2、G2_3、G2_5、G2_6、B_1、B_2、B_4、B_5的全部的第五電晶體，並且可同時開啟感測像素1110~1190的另十六個感測子像素的全部的第五電晶體。因此，讀出電路可從第七電晶體DSF1及第七電晶體DSF2讀出經由讀出節點DFN1及讀出節點DFN2提供的差動感測信號，而可實現如上述圖5或圖6的實施例的動態視覺感測信號的信號讀出動作。
綜上所述，本發明的影像感測裝置以及影像感測方法可在一個圖框期間進行影像感測以及動態視覺感測。本發明的影像感測裝置以及影像感測方法還可透過影像感測以及動態視覺感測的曝光操作的時序設計，以實現具有較高影格率的影像感測結果以及動態視覺感測結果。本發明的影像感測裝置以及影像感測方法還可透過差動輸出的資料讀出手段設計，以實現具有低雜訊及高精度的影像感測結果以及動態視覺感測結果。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:影像感測裝置 110:像素陣列 111、910~990、1010~1090、1110~1190:感測像素 112:動態視覺感測像素 120:讀出電路 310、710、810:第一感測電路 320、720、820:第二感測電路 911~914、921~924、961~964、1011~1014、1111~1114:感測電路 R_1~R_N、G1_1~G1_N、G2_1~G2_N、B_1~B_N、300、700、800:感測子像素 I_1~I_K、D_1~D_P、FN、DFN、FN1、FN2、DFN1、DFN2:讀出節點 PD、PD1~PD8:光電二極體 S410~S450:步驟 IS1~IS4、IS1’~IS4’:影像感測時序 DVS1~DVS4、DVS1’~DVS4’:動態視覺感測時序 t0~t18、t0’~t11’:時間 GTX、GTX1~GTX8:第一電晶體 RTX、RTX1~RTX8:第二電晶體 RST、RST1、RST2:第三電晶體 SF、SF1、SF2:第四電晶體 DTX、DTX1~DTX8:第五電晶體 DRST、DRST1、DRST2:第六電晶體 DSF、DSF1、DSF2:第七電晶體 MN、MN1~MN8:儲存單元 V_RST、V_DRST、V_RST1、V_RST2、V_DRST1、V_DRST2:重置信號 Cr1、Cr3:第一電容 Cr2、Cr4:第二電容 Vr1、Vr2、Vr3、Vr4:斜坡信號
圖1是本發明的一實施例的影像感測裝置的示意圖。 圖2是本發明的一實施例的感測陣列的示意圖。 圖3是本發明的一實施例的感測子像素的示意圖。 圖4是本發明的一實施例的影像感測方法的流程圖。 圖5是本發明的一實施例的多個感測子像素在一個圖框期間中的操作時序圖。 圖6是本發明的另一實施例的多個感測子像素在一個圖框期間中的操作時序圖。 圖7是本發明的一實施例的感測子像素的感測電路圖。 圖8是本發明的另一實施例的感測子像素的感測電路圖。 圖9是本發明的一實施例的多個感測子像素的感測電路圖。 圖10是本發明的另一實施例的多個感測子像素的感測電路圖。
100:影像感測裝置
110:像素陣列
120:讀出電路

Claims (22)

  1. 一種影像感測裝置，包括： 一像素陣列，包括陣列排列的多個感測子像素；以及 一讀出電路，耦接所述像素陣列， 其中在一個圖框期間的一個第一曝光期間中，所述多個感測子像素同時進行曝光，以分別將多個第一感測信號儲存於所述多個感測子像素的多個儲存單元， 其中在所述一個圖框期間的多個第一讀出期間中，所述讀出電路在不同期間依序讀出儲存在所述多個儲存單元的所述多個第一感測信號， 其中在所述一個圖框期間的多個動態視覺感測期間的每一個中，所述多個感測子像素的全部或一部分經重置後再次同時進行曝光，並且所述讀出電路接著同時讀出所述多個感測子像素的多個第二感測信號。
  2. 如請求項1所述的影像感測裝置，其中所述多個第一讀出期間與所述多個動態視覺感測期間交錯進行，並且所述多個第一讀出期間與所述多個動態視覺感測期間之間彼此未時序重疊。
  3. 如請求項1所述的影像感測裝置，其中所述多個第一讀出期間的偶數期間部分以及奇數期間部分的其中之一與所述多個動態視覺感測期間交錯進行，並且所述多個第一讀出期間的所述偶數期間部分以及所述奇數期間部分的其中之一與所述多個動態視覺感測期間之間彼此未時序重疊， 其中所述多個第一讀出期間的偶數期間部分以及奇數期間部分的其中之另一與所述多個動態視覺感測期間逐一同步進行。
  4. 如請求項1所述的影像感測裝置，其中所述多個感測子像素包括一紅色感測子像素、一第一綠色感測子像素、一第二綠色感測子像素以及一藍色感測子像素。
  5. 如請求項1所述的影像感測裝置，其中所述讀出電路根據所述多個第一感測信號產生一個感測影像，並且所述讀出電路根據所述多個第二感測信號產生一動態視覺感測結果。
  6. 如請求項1所述的影像感測裝置，其中在所述一個圖框期間的所述多個第一讀出期間中，所述讀出電路在不同期間依序讀出儲存在所述多個感測子像素的另多個儲存單元的另多個第一感測信號，其中所述多個第一感測信號與所述另多個第一感測信號分別形成多個差動信號，並且所述讀出電路根據所述多個差動信號產生一個感測影像。
  7. 如請求項1所述的影像感測裝置，其中在所述多個動態視覺感測期間的每一個中，所述讀出電路同時讀出所述多個感測子像素的另多個第二感測信號，其中所述多個第二感測信號與所述另多個第二感測信號分別形成另多個差動信號，並且所述讀出電路根據所述另多個差動信號產生一動態視覺感測結果。
  8. 如請求項1所述的影像感測裝置，其中所述多個子像素的每一個包括： 一光電二極體； 一第一感測電路，耦接所述光電二極體，並且包括所述儲存單元；以及 一第二感測電路，耦接所述光電二極體， 其中在所述第一曝光期間中，所述第一感測電路將所述光電二極體提供的所述第一感測信號儲存於所述儲存單元， 其中在對應的第一讀出期間中，所述第一感測電路將儲存在所述儲存單元中的所述第一感測信號輸出， 其中在所述多個動態視覺感測期間的每一個中，所述第二感測電路輸出由所述光電二極體提供的所述第二感測信號。
  9. 如請求項8所述的影像感測裝置，其中所述第一感測電路以及所述第二感測電路耦接所述讀出電路的不同列讀出電路。
  10. 如請求項8所述的影像感測裝置，其中所述第一感測電路以及所述第二感測電路耦接所述讀出電路的相同列讀出電路。
  11. 如請求項8所述的影像感測裝置，其中所述第一感測電路包括： 一第一電晶體，其中所述第一電晶體的一第一端耦接所述光電二極體； 所述儲存單元，耦接所述第一電晶體的一第二端； 一第二電晶體，其中所述第二電晶體的一第一端耦接所述儲存單元； 一第三電晶體，其中所述第三電晶體的一第一端耦接一重置信號，並且所述第三電晶體的一第二端耦接所述第二電晶體的一第二端；以及 一第四電晶體，其中所述第四電晶體的一控制端耦接所述第三電晶體的所述第二端。
  12. 如請求項11所述的影像感測裝置，其中所述多個感測子像素中的每四個不同顏色感測子像素耦接同一個第四電晶體。
  13. 如請求項11所述的影像感測裝置，其中所述第一感測電路還包括： 一第一電容，其中所述第一電容的一第一端耦接一上斜坡信號或一下斜坡信號，並且所述第一電容的一第二端耦接所述第二電晶體的所述第二端。
  14. 如請求項8所述的影像感測裝置，其中所述第二感測電路包括： 一第五電晶體，其中所述第五電晶體的一第一端耦接所述光電二極體； 一第六電晶體，其中所述第六電晶體的一第一端耦接另一重置信號，並且所述第六電晶體的一第二端耦接所述第五電晶體的一第二端；以及 一第七電晶體，其中所述第七電晶體的一控制端耦接所述第六電晶體的所述第二端。
  15. 如請求項14所述的影像感測裝置，其中所述多個感測子像素中的每十六個感測子像素耦接同一個第七電晶體。
  16. 如請求項14所述的影像感測裝置，其中所述第二感測電路還包括： 一第二電容，其中所述第二電容的一第一端耦接另一上斜坡信號或另一下斜坡信號，並且所述第二電容的一第二端耦接所述第五電晶體的所述第二端。
  17. 一種影像感測方法，適於一影像感測裝置，所述影像感測裝置包括一像素陣列以及一讀出電路，所述像素陣列包括陣列排列的多個感測子像素，其中所述影像感測方法包括： 在一個圖框期間的一個第一曝光期間中，通過所述多個感測子像素同時進行曝光，以分別將多個第一感測信號儲存於所述多個感測子像素的多個儲存單元； 在所述一個圖框期間的多個第一讀出期間中，通過所述讀出電路在不同期間依序讀出儲存在所述多個儲存單元的所述多個第一感測信號；以及 在所述一個圖框期間的多個動態視覺感測期間的每一個中，通過所述多個感測子像素的全部或一部分經重置後再次同時進行曝光，並且通過所述讀出電路接著同時讀出所述多個感測子像素的多個第二感測信號。
  18. 如請求項17所述的影像感測方法，其中所述多個第一讀出期間與所述多個動態視覺感測期間交錯進行，並且所述多個第一讀出期間與所述多個動態視覺感測期間之間彼此未時序重疊。
  19. 如請求項17所述的影像感測方法，其中所述多個第一讀出期間的偶數期間部分以及奇數期間部分的其中之一與所述多個動態視覺感測期間交錯進行，並且所述多個第一讀出期間的所述偶數期間部分以及所述奇數期間部分的其中之一與所述多個動態視覺感測期間之間彼此未時序重疊， 其中所述多個第一讀出期間的偶數期間部分以及奇數期間部分的其中之另一與所述多個動態視覺感測期間逐一同步進行。
  20. 如請求項17所述的影像感測方法，還包括： 通過所述讀出電路根據所述多個第一感測信號產生一個感測影像；以及 通過所述讀出電路根據所述多個第二感測信號產生一動態視覺感測結果。
  21. 如請求項17所述的影像感測方法，還包括： 在所述一個圖框期間的所述多個第一讀出期間中，通過所述讀出電路在不同期間依序讀出儲存在所述多個感測子像素的另多個儲存單元的另多個第一感測信號，其中所述多個第一感測信號與所述另多個第一感測信號分別形成多個差動信號；以及 通過所述讀出電路根據所述多個差動信號產生一個感測影像。
  22. 如請求項17所述的影像感測方法，還包括： 在所述多個動態視覺感測期間的每一個中，通過所述讀出電路同時讀出所述多個感測子像素的另多個第二感測信號，其中所述多個第二感測信號與所述另多個第二感測信號分別形成另多個差動信號；以及 通過所述讀出電路根據所述另多個差動信號產生一動態視覺感測結果。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI819631B (zh) * 2022-05-30 2023-10-21 友達光電股份有限公司 影像感測裝置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8605177B2 (en) * 2009-09-16 2013-12-10 Altasens, Inc. Image sensor with wide dynamic range
US9036065B1 (en) * 2012-08-16 2015-05-19 Rambus Inc. Shared-counter image sensor
TWI561083B (en) * 2009-04-01 2016-12-01 Omnivision Tech Inc Exposing pixel groups in producing digital images

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101517264B1 (ko) * 2008-03-18 2015-05-04 노바다크 테크놀러지즈 인코포레이티드 결합된 풀-칼라 반사 및 근-적외선 이미지용 이미지 시스템
KR101467509B1 (ko) * 2008-07-25 2014-12-01 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이미지 센서 동작 방법
CN102487436A (zh) * 2010-12-01 2012-06-06 英属开曼群岛商恒景科技股份有限公司 感测像素阵列及感测装置
KR20120097828A (ko) * 2011-02-25 2012-09-05 삼성전자주식회사 협대역 영상을 제공할 수 있는 내시경 장치 및 상기 내시경 장치의 영상 처리 방법
KR101887988B1 (ko) * 2012-07-03 2018-08-14 삼성전자 주식회사 이미지 센서 칩, 이의 동작 방법, 및 이를 포함하는 시스템
CN102821251B (zh) * 2012-09-03 2016-05-04 广州市盛光微电子有限公司 一种应用快速开关光源的高速摄像方法及应用装置
EP4164338A1 (en) * 2013-03-15 2023-04-12 Stryker Corporation Endoscopic light source and imaging system
ES2811152T3 (es) * 2013-09-16 2021-03-10 Prophesee Circuito de píxel dinámico de un solo fotodiodo y método de funcionamiento del mismo
JP6355531B2 (ja) * 2014-11-06 2018-07-11 富士フイルム株式会社 内視鏡用光源装置、内視鏡システム及びその作動方法
US10419701B2 (en) * 2017-06-26 2019-09-17 Facebook Technologies, Llc Digital pixel image sensor
JP7242697B2 (ja) * 2017-12-11 2023-03-20 プロフェシー イベントベースの画像センサおよびその操作方法
EP3518529A1 (en) * 2018-01-26 2019-07-31 Prophesee Method and apparatus of processing a signal from an event-based sensor
US10812711B2 (en) * 2018-05-18 2020-10-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Semantic mapping for low-power augmented reality using dynamic vision sensor
TWI747052B (zh) * 2018-10-24 2021-11-21 大陸商廣州印芯半導體技術有限公司 具有加密功能的光學感測器及影像資料加密方法
TWI696842B (zh) * 2018-11-16 2020-06-21 精準基因生物科技股份有限公司 飛時測距感測器以及飛時測距方法
US10827135B2 (en) * 2018-11-26 2020-11-03 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. BDI based pixel for synchronous frame-based and asynchronous event-driven readouts
US11089191B2 (en) * 2018-12-18 2021-08-10 Sony Semiconductor Solutions Corporation Image sensor, recording apparatus, and reset method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI561083B (en) * 2009-04-01 2016-12-01 Omnivision Tech Inc Exposing pixel groups in producing digital images
US8605177B2 (en) * 2009-09-16 2013-12-10 Altasens, Inc. Image sensor with wide dynamic range
TWI501641B (zh) * 2009-09-16 2015-09-21 Altasens Inc 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
US9036065B1 (en) * 2012-08-16 2015-05-19 Rambus Inc. Shared-counter image sensor

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