專利名稱：改進(jìn)型成像設(shè)備的制作方法
改進(jìn)型成像設(shè)備
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)按35U.S.C Sll9(e)要求2007年2月22日遞交的美國(guó)臨 時(shí)專利申請(qǐng)No.60/卯2，728和2007年2月9日遞交的美國(guó)臨時(shí)專利申 請(qǐng)No. 60/900,588的優(yōu)先權(quán)。這些臨時(shí)專利申請(qǐng)的公開內(nèi)容的全部通 過引用^皮包含于此。
背景技術(shù)：
在許多領(lǐng)域內(nèi)正在流行使用包括CMOS和CCD型的成像驅(qū)動(dòng) 器。本發(fā)明提供了 一種具有大動(dòng)態(tài)范圍的改進(jìn)型成像設(shè)備和裝有這種 大動(dòng)態(tài)范圍成像設(shè)備的各種裝置。


圖l和2示出了復(fù)位和行讀出調(diào)度的模式；
圖3示出了定時(shí)序列；
圖4示出了一個(gè)示范性方案的框圖5示出了與成像陣列內(nèi) 一列像素關(guān)聯(lián)的電路的簡(jiǎn)圖6示出了自動(dòng)車輛裝備控制系統(tǒng)；
圖7示出了帶有各種裝備的受控車輛；
圖8a和8b示出了車輛內(nèi)部后視鏡組合；
圖9示出了車輛的附件和后視鏡安裝組合的分解透視圖；以及
圖10示出了數(shù)字照相機(jī)的輪廊圖。
具體實(shí)施例方式
諸如數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字錄像機(jī)、可視電話機(jī)之類的消費(fèi)型電子設(shè) 備越來越普及。這些設(shè)備隨著許多住宅、商業(yè)、工業(yè)和車輛的視覺系統(tǒng)已經(jīng)使基于CCD和CMOS的圖像傳感器得到普及。已知的設(shè)計(jì)成 能自動(dòng)控制車輛對(duì)外燈光的系統(tǒng)例如應(yīng)用了前視數(shù)字成像系統(tǒng)來獲取 通常在受控車輛前方和/或后方的景象圖像，通過對(duì)圖像的分析來檢測(cè) 迎面而來的車輛的前燈和前面行駛的車輛的后燈。保安相機(jī)遍及住宅、 商業(yè)和工業(yè)設(shè)施，以及所關(guān)聯(lián)的停車區(qū)域。這些已知的應(yīng)用中有許多 導(dǎo)致需要大的動(dòng)態(tài)范圍；景象內(nèi)的光源包括激烈改變的相對(duì)亮度，使 得在強(qiáng)光源還沒有引起飽和的情況下給定的像素爆光可能不允許檢測(cè) 到弱的光源。所希望的是應(yīng)用 一種可以在環(huán)境照明很寬的范圍內(nèi)提供 足夠的對(duì)比度的數(shù)字成像系統(tǒng)，例如來檢測(cè)夜間的光源，而且能區(qū)分 白天在給定景象內(nèi)的各個(gè)物體。在白天，景象內(nèi)的物體主要是受到太 陽(yáng)的照射，而這些物體本身并不是光源(即不是前燈、后燈、路標(biāo)之 類)。本發(fā)明提供了一種能精確檢測(cè)和用數(shù)字表示弱光源、強(qiáng)光源和 受同一景象內(nèi)其他光源照射的物體的大動(dòng)態(tài)范圍圖像傳感器。
在現(xiàn)有技術(shù)中已知有不少成像技術(shù)可以提供大動(dòng)態(tài)范圍圖像。這 些技術(shù)包括以各種組合方式將一些像素選擇性復(fù)位(selective reset)。 美國(guó)專利6，175，383內(nèi)的一個(gè)實(shí)施例包括選擇一些可用積分周期 (available integration period )，對(duì)于這些可用積分周期來說，第二 個(gè)可用積分周期為第一個(gè)可用積分周期的二分之一，而第三個(gè)可用積 分周期為第二個(gè)可用積分周期的二分之一，諸如此類。也就是說，對(duì) 于相繼的可用積分周期的列表，每個(gè)可用積分周期為上一個(gè)可用積分 周期的二分之一。這個(gè)專利還注意到，可以用非破壞性讀出來確定所 關(guān)心區(qū)域的最佳曝光時(shí)間。該專利示出了用常規(guī)讀出 一行像素再通過
視。然而，該專利沒有詳細(xì)說明在對(duì)給定圖像進(jìn)行順序讀出中確定為 圖像的每個(gè)像素選擇積分周期的快速響應(yīng)的自動(dòng)化方法。另一種現(xiàn)有 技術(shù)的設(shè)備采用周期性的采樣周期(sample period )，在每個(gè)采樣周 期期間對(duì)成像器內(nèi)的每個(gè)像素進(jìn)行掃描，采用對(duì)每個(gè)相繼陣列掃描上 的每個(gè)像素進(jìn)行條件復(fù)位(conditional reset)的機(jī)制。這種設(shè)備具有 一個(gè)存儲(chǔ)器，用來記錄復(fù)位任務(wù)(reset task)和整個(gè)成像陣列按順序
10給它的要傳送給單個(gè)比較器的每個(gè)模擬像素值一個(gè)的模擬輸出。這種 解決途徑的固有周期性、根據(jù)復(fù)位個(gè)數(shù)和最終像素讀出重建有用光強(qiáng)
度值(useful light level value )的困難和對(duì)必需按順序歷經(jīng)即使是中等 尺寸的成像器陣列的所有像素的掃描的重復(fù)頻率的嚴(yán)格限制，使得將 這種解決途徑應(yīng)用于美國(guó)專利6,175,383中所揭示的寬量程、越來越短 的積分周期是不實(shí)際的。此外，在該專利發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，優(yōu)選 的是判斷是否對(duì)一個(gè)像素復(fù)位是根據(jù)這個(gè)像素的當(dāng)前所積累的電荷 量，甚至對(duì)于次最短的積分周期也是這樣。在本發(fā)明的一個(gè)示范性設(shè) 計(jì)中，在上個(gè)復(fù)位后只有6微秒需要完成累積足以適當(dāng)指示當(dāng)前積分 周期是否適當(dāng)?shù)碾姾?、判斷是否開始最短的積分周期的復(fù)位再對(duì)像素 條件復(fù)位。詞"示范性的"或任何類似的派生詞在這里用來指本發(fā)明 的具體實(shí)施例，而不是意味著將本發(fā)明的范圍局限于任何標(biāo)為示范性 的具體實(shí)施例。采用由行內(nèi)許多像素共享的比較功能，串行地將一行
的像素移入一個(gè)放大器和串行地將一個(gè)個(gè)像素輸出與門限值相比較所 需的附加時(shí)間，對(duì)于如由具有串行化行比較功能的設(shè)備的擴(kuò)展所蘊(yùn)涵 的典型行長(zhǎng)度為100或更多個(gè)像素的情況來說，需要快到不現(xiàn)實(shí)的電 路。而且，采用由行內(nèi)許多像素共享的比較功能，歷經(jīng)成像陣列循環(huán) 進(jìn)行最終的條件復(fù)位和再次歷經(jīng)陣列循環(huán)讀出這些值的能力對(duì)于最短 的積分周期(在一個(gè)示范性設(shè)計(jì)中僅為2 p)的情況更是不現(xiàn)實(shí)的。 這些就是在整個(gè)圖像陣列共享一個(gè)所關(guān)聯(lián)的復(fù)位比較器的現(xiàn)有技術(shù)設(shè) 備內(nèi)對(duì)條件復(fù)位采用等間隔采樣的原因。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案中，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的限制，采用行 并行處理(row parallel processing )來讀表示行每個(gè)像素的光感應(yīng)
電荷的信號(hào)；將縮指示的光感應(yīng)電荷量與行每個(gè)像素的門限量相比較； 向存儲(chǔ)器記錄查詢行每個(gè)像素的復(fù)位狀況；根據(jù)比較結(jié)果、存儲(chǔ)器指 示和讀出順序內(nèi)的階段確定行每個(gè)像素是否需復(fù)位；根據(jù)需要存儲(chǔ)經(jīng) 更新的行每個(gè)像素的局部復(fù)位歷史記錄；最后根據(jù)各個(gè)像素的以上信 息對(duì)行每個(gè)像素進(jìn)行條件復(fù)位。作為一個(gè)任選方案，在像素積分時(shí)間 i殳置順序(pixel integration time setting sequence )內(nèi)先前的條件復(fù)位已經(jīng)確定了 一個(gè)特定像素的積分時(shí)間時(shí)，可以在讀出這個(gè)像素的值前 繞過有些甚至所有剩下的以上所指出的步驟。通常，在以上步驟中任 何一個(gè)確定結(jié)果使得在順序的特定步驟使用其他確定結(jié)果成為不必要
時(shí)，可以任選地不用確定不需要的信息?？梢岳斫?，"行并行(row parallel)"只是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。在本說明別處使用術(shù)語(yǔ)"并行 可尋址像素組(parallel addressable group of pixels )，，,作為是包括 "行并行"在內(nèi)的。在本發(fā)明范圍內(nèi)"并行可尋址像素組，，的另一個(gè) 實(shí)例適用于具有bayer模式的成像器。并行可尋址像素組為構(gòu)成給定 的經(jīng)光鐠過濾的組的像素(即行內(nèi)經(jīng)經(jīng)紅色濾光的像素或行內(nèi)經(jīng)藍(lán)色 濾光的像素或行內(nèi)經(jīng)綠色濾光的像素)的集合。在與特定的像素值讀 出關(guān)聯(lián)的行并行條件復(fù)位任務(wù)的規(guī)定順序結(jié)束時(shí)，與所積累的電荷關(guān) 聯(lián)的像素值優(yōu)選的是以常規(guī)方式讀出和變換成數(shù)字形式。優(yōu)選的是， 從像素行讀出模擬值以行并行方式執(zhí)行，然后將所讀出的和為行暫時(shí) 存儲(chǔ)的值優(yōu)選地變換成數(shù)字形式。優(yōu)選的是，將為每個(gè)像素選擇的積 分周期的數(shù)字記錄與本像素的像素讀出值組合在一起，以確定指示該 像素接收到的光強(qiáng)度的值。這個(gè)值優(yōu)選的是呈現(xiàn)為直接可用的形式， 因此就不必再保留用來將光強(qiáng)度積分以得到像素讀出的積分周期的記 錄。對(duì)這個(gè)值的編碼可以用許多格式中的任何格式，例如，值可以呈 現(xiàn)為線性或?qū)?shù)形式。優(yōu)選的是使經(jīng)處理的像素值可用作在此的讀出。 任選的是，這些步驟中的一個(gè)或多個(gè)步驟可以由不屬于成像陣列的處 理器執(zhí)行。
相繼被復(fù)位的像素開始較短的積分周期，每個(gè)相繼復(fù)位使像素具 有近似與順序的每個(gè)復(fù)位任務(wù)的像素積分周期的縮短成比例的相繼減 小的有效光靈敏度。優(yōu)選的是將條件復(fù)位邏輯配置成一旦跳過了對(duì)一 個(gè)給定像素的條件復(fù)位，在讀出這個(gè)像素前就不再對(duì)這個(gè)像素復(fù)位。 指示所積累的光感應(yīng)電荷的像素信號(hào)是像素在部分而不是整個(gè)積分時(shí) 間期間積累起來的。優(yōu)選的是將所指示的在部分積分后的像素電荷所 比較的比較門限選擇成使它高到足以在積分時(shí)間結(jié)束時(shí)可以積累起足 夠的電荷以合理利用像素的讀出范圍。另一方面，優(yōu)選的是，不將門
12限設(shè)置成高到使像素在積分周期結(jié)束前就會(huì)飽和。這些優(yōu)先選擇表明 需要可以隨應(yīng)用、隨具體成像器的模擬質(zhì)量和隨進(jìn)行復(fù)位判斷的順序 的特定積分周期的持續(xù)時(shí)間而改變的平衡。因此，優(yōu)選的是，根據(jù)所 應(yīng)用的在可用積分周期組中的具體可用積分周期調(diào)整比較門限和/或 使比較門限設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)屬性作為給成像器的設(shè)置指令部分成為 可選或可編程的。
電路優(yōu)選地配置成確立用于讀出每個(gè)像素的積分，為每個(gè)行執(zhí)行
行并行復(fù)位(row parallel reset)的規(guī)定順序。優(yōu)選的是，行讀出順序 (row read sequence)的第一個(gè)行并行復(fù)位任務(wù)(row parallel reset task)是無條件復(fù)位任務(wù)(unconditional reset task),并且將與每個(gè) 像素關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器更新成反映這個(gè)初始復(fù)位狀態(tài)。對(duì)于所規(guī)定的每個(gè) 行的復(fù)位順序來說，第一個(gè)無條件復(fù)位之后，相繼的對(duì)行的復(fù)位優(yōu)選 的是如以上所概述的條件復(fù)位。優(yōu)選的是，由每個(gè)相繼的行并行條件 復(fù)4立4壬務(wù)(row parallel conditional reset task)啟動(dòng)的積分周期的光 增益成比例地小于由上個(gè)行并行復(fù)位任務(wù)啟動(dòng)的積分周期的光學(xué)增 益。光增益通常與積分周期成正比，所以在這個(gè)示范性設(shè)計(jì)中所需的 比例將直接應(yīng)用于積分周期。
剛才所概述的新穎的讀出和積分周期確定順序(readout and integration period determining sequence )有著許多優(yōu)點(diǎn)。首先，由于 將快速行并行處理用于條件像素復(fù)位(conditional pixel reset)，實(shí)際 上在得到《象素讀出的曝光順序(exposure sequence)期間為每個(gè)l象素 設(shè)置積分周期。其次，每個(gè)像素的曝光被分為頗為接近的等級(jí)，例如 在這個(gè)示范性實(shí)施例中調(diào)整為4: l的增量，因此如果使用IO比特的 讀出，讀出可以從標(biāo)稱滿刻度的四分之一擴(kuò)展到標(biāo)稱滿刻度，在整個(gè) 非常大的光強(qiáng)度范圍內(nèi)給出標(biāo)稱250: l的讀出分辨率，甚至更好。這 是理想的，還可以提供某些額外的使像素飽和的可能性減到最小的容 限。即使非常保守地選擇復(fù)位門限(reset threshold )，可以在這個(gè)示 范性實(shí)施例的整個(gè)16，000: 1的積分范圍內(nèi)保持例如為100: 1左右的 最小分辨率，這會(huì)給出大于100,000: l的光強(qiáng)度范圍，在這個(gè)整個(gè)范圍內(nèi)可以保持100: 1的分辨率。實(shí)際上，在給定圖像內(nèi)可用的光強(qiáng)度 測(cè)量范圍往往受到光組件內(nèi)散射的光的限制。盡管如此，這在沒有任 何曝光調(diào)整的情況下是完全可能的，往往可以不用爆光調(diào)整在比較大 的環(huán)境光強(qiáng)度范圍內(nèi)工作。這與具有同樣的IO比特A/D、對(duì)于任何給 定圖像的100: l或更好的分辨率只是在10: l的光強(qiáng)度范圍內(nèi)可得到 的常用傳感器形成明顯的對(duì)比。采用以多個(gè)步驟在大范圍內(nèi)選擇的積 分周期，在所選擇的已知的和精確確定的積分周期上仍然可實(shí)現(xiàn)A/D 的完滿精度，因此可以實(shí)現(xiàn)顯著增大的測(cè)量范圍而不用犧牲A/D的讀 出精度。與以傳統(tǒng)方式獲取的圖像相比，在陰影區(qū)域內(nèi)的噪聲、條紋 和全黑區(qū)域應(yīng)該如飽和的高亮度區(qū)域那樣有顯著減少。有一些折衷需 做，但有許多為靜止圖像或視頻相機(jī)應(yīng)用作出重大改進(jìn)的可能性。
非破壞性讀出(nondestructive readout) 4支術(shù)許多并不為讀出提 供完滿的精度。例如，像素對(duì)于非破壞性讀出來說通常不是可復(fù)位的， 因此，采用這些成像器，對(duì)于確定條件復(fù)位的中間讀數(shù)來說，復(fù)位后 所取得的參考讀數(shù)不能用來改善讀出精度。這意味著往往需要根據(jù)可 能不是最佳精度的測(cè)量作出對(duì)像素復(fù)位的判斷。與有些竟?fàn)幮约夹g(shù)相 比，條件復(fù)位的補(bǔ)償優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)復(fù)位的判斷是確定所選擇的讀出量程 的判斷，而作為量程選擇依據(jù)的值的誤差并不直接添加給用所選擇的 量程進(jìn)行讀出的誤差。例如，如果一個(gè)儀表具有1伏的滿刻度量程和 下一個(gè)較大的4伏滿刻度讀出量程，估計(jì)為0.8伏的輸入如果預(yù)計(jì)0.8 伏的估計(jì)在實(shí)際值的10%之內(nèi)就可能用l伏的量程讀出，但是如果只 預(yù)計(jì)0，8伏的估計(jì)在實(shí)際值的30%之內(nèi)就要用4伏的量程讀出。采用 不大精確的估計(jì)，就可能有較大風(fēng)險(xiǎn)選擇一個(gè)讀出被飽和的讀出量程， 而這可以造成偏向選擇不大精確的較大讀出量程；但是在這個(gè)例子中， 仍然可以期望讀出具有比10%或30%還小的誤差。
在最后這個(gè)方面，與為了增大測(cè)量范圍使用響應(yīng)特性有多個(gè)斜率 的大動(dòng)態(tài)范圍傳感器相比，這個(gè)示范性系統(tǒng)還具有一些固有的優(yōu)點(diǎn)。 首先，對(duì)于這些非線性設(shè)備來說，每個(gè)像素的非線性通常至少部分由 每個(gè)像素內(nèi)的組件決定，所以除了在處理讀出中分段線性讀出帶來的
14困難之外，由于拐點(diǎn)和斜率確定機(jī)制的像素級(jí)特性的失配，斜率和拐 點(diǎn)不大會(huì)匹配得好。其次，由于斜率改變通常用于模擬域，因此整個(gè)
值必須由A/D讀出，對(duì)于一個(gè)給定分辨率的A/D來說讀出精度有進(jìn)一
步的損失。第三，數(shù)據(jù)的分段線性定標(biāo)不易處理，因?yàn)槌擞梢陨弦?br> 素所引起的讀出精度之外，分段線性格式需要計(jì)算強(qiáng)度較強(qiáng)的處理來
將它變換成計(jì)算更為容易的諸如線性或?qū)?shù)之類的形式。
以上指出了由于每個(gè)像素多個(gè)積分范圍而引起的在整個(gè)非常大
的光強(qiáng)度范圍內(nèi)保持讀出分辨率的優(yōu)點(diǎn)。有許多方式將這個(gè)優(yōu)點(diǎn)用于
平衡一個(gè)設(shè)計(jì)的一些特性。為了記錄每個(gè)像素積分周期設(shè)置的指示所
增添的存儲(chǔ)器要求需要用較大形體尺寸制造工藝而不是較小形體尺寸
制造工藝制造的較大硅面積；但是，較小形體尺寸硅工藝在較低電壓
下操作，這給可以從像素得到的動(dòng)態(tài)范圍增添了限制。在許多利用對(duì)
于給定圖像具有單個(gè)積分周期的成像器的應(yīng)用中，較大的動(dòng)態(tài)范圍主
要用來在整個(gè)較大的光量范圍內(nèi)獲得適當(dāng)?shù)姆直媛?。釆用使用本發(fā)明 的甚至在單個(gè)圖像內(nèi)在非常大的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)保持良好分辯率的成像器
逐像素選擇的積分周期，最大動(dòng)態(tài)范圍常?？梢越档?，換取得到擴(kuò)展 的在各個(gè)圖像內(nèi)進(jìn)行的多個(gè)積分周期采集所提供的動(dòng)態(tài)范圍。
在這個(gè)示范性實(shí)施例中，在對(duì)于任何給定行由對(duì)行內(nèi)像素執(zhí)行無 條件并行復(fù)位以開始用于讀出行內(nèi)每個(gè)像素的最長(zhǎng)可用積分周期(所 給定的成像器設(shè)置)作為開始的順序內(nèi)，應(yīng)用為傳感陣列內(nèi)每個(gè)像素 選擇積分周期的行并行復(fù)位過程。然后，在即將過去這個(gè)積分周期的 3/4時(shí)，執(zhí)行如上所述的對(duì)行內(nèi)每個(gè)像素的條件復(fù)位，以有條件地復(fù)位 由于當(dāng)前的積分周期設(shè)置而飽和或很可能飽和的像素。這個(gè)過程重復(fù) 6次或更多次，像素被條件復(fù)位的每個(gè)后繼積分周期的長(zhǎng)度定成使得 讀出靈敏度為上個(gè)量程的讀出靈敏度的四分之一。對(duì)于這個(gè)示范性設(shè) 計(jì)來說，結(jié)果是積分周期可以以4: l的增量排列，從最長(zhǎng)可選積分周 期的大約32,768微秒到最短可選積分的2微秒，得到最長(zhǎng)與最短的積 分周期之比為16,384: 1，這些積分周期是自動(dòng)和逐個(gè)為幀內(nèi)每個(gè)像素 設(shè)置的。復(fù)位和讀出過程的定時(shí)節(jié)奏(timing cadence)優(yōu)選的是基于歷經(jīng)與掃描行各個(gè)像素——相應(yīng)的列掃描計(jì)數(shù)的逐列增量掃描
(column by column incremental scan )。對(duì)于一個(gè)給定行計(jì)數(shù)，完成 了歷經(jīng)列計(jì)數(shù)或列地址值的增量掃描后，優(yōu)選的是導(dǎo)致使行掃描計(jì)數(shù) 增量前進(jìn)到下一個(gè)掃描行，直到覆蓋了這個(gè)圖像掃描幀內(nèi)所有的行， 此時(shí)可以暫停圖像獲取或者前進(jìn)到另一個(gè)列和行掃描順序。通常，在 像素/行掃描幀內(nèi)兩個(gè)像素位置之間的時(shí)間間隔表示為從第一個(gè)像素 的(列、行)位置前進(jìn)到第二個(gè)像素的(列、行)位置的增量像素時(shí) 間(incremental pixel time)的個(gè)數(shù)。開始與結(jié)束的^f象素位置之間的 這些增量像素時(shí)間可以用定義為第二個(gè)像素的列地址減去開始像素的 列地址的增量列偏移(incremental column offset)來表示。它在開始 像素的列地址大于結(jié)束像素的列地址時(shí)是負(fù)的，否則就是非負(fù)的。行 偏移(row offset)可以定義為從含有開始像素的行增加到含有結(jié)束像 素的行所需的增量行偏移(incremental row offset)。在這個(gè)示范性 設(shè)計(jì)中，行讀出在規(guī)定的列時(shí)間執(zhí)行，而8個(gè)相應(yīng)的積分周期各在各 自的積分周期所關(guān)聯(lián)的列時(shí)間啟動(dòng)，使得復(fù)位剛完成的點(diǎn)到行讀出的 點(diǎn)之間的時(shí)間間隔幾乎等于所預(yù)期的積分時(shí)間。在這個(gè)示范性設(shè)計(jì)中， 掃描幀內(nèi)的列和行的數(shù)目選擇為626列和420行，像素掃描率(pixel scan rate)為每微秒8個(gè)像素。采用行數(shù)、列數(shù)和像素時(shí)間數(shù)這個(gè)組 合，積分時(shí)間和可用積分行數(shù)可以是和被選擇成使得行讀出任務(wù)(row read task)和8個(gè)可用積分時(shí)間周期的8個(gè)^象素復(fù)位任務(wù)(pixel reset task)中的每個(gè)像素復(fù)位任務(wù)在行列時(shí)間間隔的不相重疊的范圍內(nèi)出 現(xiàn)。這樣，行選擇電路(row select circuit)、陣列讀出列線(array read-out column line )、歹'J并4亍復(fù)位逆輯4亍(row of column parallel reset logic )和復(fù)位歷史存儲(chǔ)器訪問(reset history memory access )就 可以被共享，而在8個(gè)復(fù)位任務(wù)和行讀出任務(wù)之間不會(huì)有沖突。8個(gè) 積分時(shí)間專用行復(fù)位或條件行復(fù)位任務(wù)中的每個(gè)復(fù)位任務(wù)和行讀出優(yōu) 選的是在所規(guī)定的列計(jì)數(shù)時(shí)啟動(dòng)。在本說明中別處將更為深入地涉及 到這個(gè)問題。在這個(gè)示范性實(shí)施例中，通常，行長(zhǎng)度等被選擇成使得 行讀出和8個(gè)各啟動(dòng)一個(gè)特定持續(xù)時(shí)間的積分周期的復(fù)位任務(wù)中的每個(gè)復(fù)位任務(wù)落在特定的不相重疊的列時(shí)間間隔內(nèi)。優(yōu)選的是，所規(guī)定 的列計(jì)數(shù)值被用來啟動(dòng)這些順序中的每個(gè)順序，而且被預(yù)先選擇成按 照定時(shí)提供適當(dāng)?shù)牧衅?，以便為每個(gè)積分周期建立適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔。 在這個(gè)優(yōu)選配置中，優(yōu)選的是，對(duì)行計(jì)數(shù)器指向的行執(zhí)行讀出，對(duì)行 偏移值的可能修改用來提供讀出窗口的起點(diǎn)。于是，對(duì)于為行復(fù)位或 條件行復(fù)位任務(wù)選擇的這些行中的每個(gè)行，將與正予以復(fù)位或條件復(fù) 位的積分周期相應(yīng)的附加積分周期專用行偏移值加到行計(jì)數(shù)上(優(yōu)選
的是用模運(yùn)算)，以選擇要施加復(fù)位任務(wù)的行。所加的積分周期專用 行偏移用來設(shè)置在復(fù)位任務(wù)與復(fù)位任務(wù)當(dāng)前所施加的行的行讀出任務(wù) 之間的行時(shí)間間隔。
對(duì)于大動(dòng)態(tài)范圍傳感器來說，所希望的是自動(dòng)在大到例如
16,000: l甚至更大的范圍內(nèi)選擇積分時(shí)間周期。對(duì)于這樣的傳感器， 積分周期可以例如在從32 ms左右到2 ns左右的范圍內(nèi)。更為優(yōu)選的 是行內(nèi)像素的啄光幾乎同時(shí)進(jìn)行?？梢哉f， 一種方式是行內(nèi)像素的曝 光周期按時(shí)共享至少一個(gè)共同的瞬間。
還希望的是，將這些積分周期選擇成使得以不同的積分周期所取 得的像素值容易合乎單個(gè)普通廣泛使用的數(shù)字表示格式。由于像素值 通常用線性或?qū)?shù)加權(quán)的二進(jìn)制形式表示，因此所希望的是將相繼積 分周期選擇成使得從任何一個(gè)積分周期得到的成像器靈敏度與下個(gè)較 短的積分周期的成像器靈敏度之比近似等于2的整數(shù)冪。光增益或靈 敏度具有較為合意的作為這個(gè)比例的基礎(chǔ)的屬性。然而，大多數(shù)成像 器的光靈敏度幾乎與積分周期成正比改變。因此，在這個(gè)示范性設(shè)計(jì) 中，將積分周期的比例選擇成使得它們一個(gè)為下一個(gè)的2的整數(shù)冪。 可以理解，如果傳感器的光靈敏度與積分周期之間有系統(tǒng)性的非線性 關(guān)系，那么優(yōu)選的是將積分周期調(diào)整成使得光增益從一個(gè)量程到下一 個(gè)較小的量程的比例近似等于2的整數(shù)冪。還應(yīng)該理解的是，即使這 對(duì)于本發(fā)明的許多應(yīng)用來說是一個(gè)良好的選擇，但本發(fā)明并不局限于 按照以上所說明的那樣來選擇相繼的增益量程。此外，可以對(duì)一個(gè)或 多個(gè)較長(zhǎng)的積分周期的周期作一些小百分比的調(diào)整，以消除在使用共享組件中的一些沖突，這使系統(tǒng)精度有些損失，但很小。
如上面所指出的那樣，即使采用行并行復(fù)位任務(wù)(條件和無條件 復(fù)位任務(wù))，也要求體系結(jié)構(gòu)提供時(shí)間來交叉需執(zhí)行的所有復(fù)位和行 讀出任務(wù)、保證使用諸如行選擇電路、列讀出線、復(fù)位存儲(chǔ)器記錄訪 問和條件復(fù)位比較器及所關(guān)聯(lián)的邏輯之類的共享組件的要求不會(huì)沖
突。在圖1至3中用以上已經(jīng)引用的示范性實(shí)施例來例示可以用不沖 突的方式來組織順序的情況。在這個(gè)示范性設(shè)計(jì)中，用普通的巻簾式 快門順序(rolling shutter sequence )來推行復(fù)位、積分和讀出順序。 掃描是一個(gè)重復(fù)順序，對(duì)于每個(gè)行從列0至列625循環(huán)，在完成每個(gè) 列循環(huán)時(shí)進(jìn)到下一行，從行0至行419，對(duì)于在讀出順序中需獲取許 多圖像幀的來說，再回到行0，如此等等。如采用傳統(tǒng)的只用來讀出 一個(gè)或幾個(gè)幀或許采用還連續(xù)讀出的任選方案的巻簾式快門操作那 樣，掃過圖像幀的第一個(gè)掃描或者也許是部分掃描通常用來初始化積 分周期，在為行提供了積分周期之前行讀出是被遏止的。這意味著需 要一個(gè)初始幀(或部分幀)來執(zhí)行第一個(gè)復(fù)位任務(wù)，因此為了讀出n 個(gè)幀，對(duì)于讀出順序來i兌需要n個(gè)幀再加上初始復(fù)位所需的幀的部分。 對(duì)于有些應(yīng)用，感興趣的可以主要是以連續(xù)方式讀出一系列圖像，而 在這種情況下可以不必遏止對(duì)啟動(dòng)幀的讀出。對(duì)于這些應(yīng)用，正如采 集第一幀后的一系列后繼幀的情況，積分與讀出交叉，使得幀重復(fù)時(shí) 間只需比為像素提供的最長(zhǎng)的積分時(shí)間稍長(zhǎng)一些。對(duì)于只是用于獲取 一些非連續(xù)的幀的設(shè)計(jì)，同步可以通過對(duì)像素計(jì)數(shù)來建立。對(duì)于為連 續(xù)或長(zhǎng)系列幀采集設(shè)計(jì)的成像器，或者甚至為了在只獲取一個(gè)或幾個(gè) 幀時(shí)增加穩(wěn)固性，包括建立行和幀同步的信令的讀出格式是合乎需要 的。
參見圖1，圖中例示了對(duì)于使用420個(gè)掃描行、626個(gè)掃描列的 示范性方案的成像器所獲得的大動(dòng)態(tài)范圍圖像的情況對(duì)行O內(nèi)的像素 進(jìn)行復(fù)位的復(fù)位順序(reset sequence )。所謂掃描在這里用來指在掃 描順序(scan sequence )內(nèi)定序歷經(jīng)的行和列。不是需要用定序歷經(jīng) 的每個(gè)值來訪問有效行或列，通常只需要具有足夠的在掃描順序列內(nèi)的行和列來訪問在適當(dāng)順序?qū)嶋H讀出的行和列，或許還需要具有足夠 的附加掃描行和/或列來為大動(dòng)態(tài)范圍傳感器的多個(gè)積分周期提供無 交疊或不沖突的對(duì)讀出和復(fù)位任務(wù)的任務(wù)調(diào)度。實(shí)際的成像陣列可以 具有比在掃描順序內(nèi)循環(huán)歷經(jīng)的少一些的行和/或列(或者在有些情況
下多一些的行和/或列)。在圖1至3中，例示了用掃描順序產(chǎn)生復(fù)位 和讀出順序的情況。在圖1中只是例示了啟動(dòng)用于行0內(nèi)像素的復(fù)位 或條件復(fù)位任務(wù)情況。這個(gè)示范性設(shè)計(jì)包括大動(dòng)態(tài)范圍掃描順序(high dynamic range scan sequence)， 歹寸和4亍計(jì)數(shù)歷經(jīng)每4亍626歹'J (歹寸0 至625)的相繼列計(jì)數(shù)和歷經(jīng)一幀420行(行0至419)的行計(jì)數(shù)。這 個(gè)順序是對(duì)于每個(gè)行從列0至625，在從列625循環(huán)回列0時(shí)指向下 一行，再?gòu)男?19循環(huán)回行0。這個(gè)順序一直重復(fù)到讀出了所需數(shù)量 的幀。在這個(gè)示范性設(shè)計(jì)中，列計(jì)數(shù)的速率是每秒8百萬個(gè)計(jì)數(shù)，因 此在32.865亳秒內(nèi)順序歷經(jīng)幀的262,920個(gè)像素，所提供的幀速率稍 稍超過每秒30幀。
對(duì)行O的行讀出順序(101)在行O (121)的列l(wèi)啟動(dòng)，而有效 讀出發(fā)生在列14。優(yōu)選的是，這個(gè)讀出在掃描歷經(jīng)初始幀期間是被遏 止的，因此復(fù)位順序可以在這個(gè)幀期間啟動(dòng)，優(yōu)選的是對(duì)在讀出順序 內(nèi)所包括的所有的后繼幀執(zhí)行。例如，在只讀出一個(gè)幀時(shí)，提供2個(gè) 掃描幀，第一個(gè)開始啟動(dòng)積分周期，而第二個(gè)開始讀出和繼續(xù)處理復(fù) 位和條件復(fù)位，以為所讀出的每個(gè)行的每個(gè)像素提供適當(dāng)?shù)膹?fù)位順序。
32.768 ms的對(duì)行0 (121)的無條件復(fù)位順序(102 )在行1 (122 ) 的列132啟動(dòng)。需復(fù)位的行通過將32.768毫秒積分周期的為419的行 偏移加上執(zhí)行復(fù)位的行1計(jì)算，得到420的模420，為0，因此行0 在順序(102)中被復(fù)位。在列164 (112)，復(fù)位解除，積分周期開 始，因此從積分開始(列164)到行讀出(列14)的列偏移為
14-164 = -150
從解除復(fù)位到讀出的時(shí)間是行偏移乘以每個(gè)掃描行的像素?cái)?shù)加
率,
19(419*626畫150)/8 = 32.768毫秒
提供標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)范圍模式的一個(gè)選項(xiàng)是在剛才所說明的初始復(fù)
聯(lián)的行和列偏移的積分時(shí)間編程的靈活性，以在設(shè)置積分周期中給出 一些使范圍增寬的選項(xiàng)。這種圖像控制可以提供調(diào)整掃描幀和讀出圖 像數(shù)據(jù)的子幀的幀尺寸的靈活性。
8.192 ms的對(duì)行0 (121)的逐像素條件復(fù)位順序(103 )在行315 (123)的列176啟動(dòng)。需復(fù)位的行通過將8.192亳秒積分周期的為105 的行偏移加上執(zhí)行復(fù)位的行315計(jì)算，得到420的模420，為0，因此 行O在順序103中被復(fù)位。在列208 ( 113)，復(fù)位解除，積分周期開 始，因此從積分開始(列208)到行讀出(列14)的列偏移為
14-208 = -194
從解除復(fù)位到讀出的時(shí)間是行偏移乘以每個(gè)掃描行的像素?cái)?shù)加率。
(176*626國(guó)194)/8 = 8.192毫秒
2.048 ms的對(duì)行0 (121)的逐像素條件復(fù)位順序(104 )在行393
(124) 的列500啟動(dòng)。需復(fù)位的行通過將2.048毫秒積分周期的為27 的行偏移加上執(zhí)行復(fù)位的行393計(jì)算，得到420的模420，為0，因此 行O在順序104中被復(fù)位。在列532 ( 117)，復(fù)位解除、積分周期開 始，因此從積分開始(列532)到行讀出(列14)的列偏移為
14 532 = -518
從解除復(fù)位到讀出的時(shí)間是行偏移乘以每個(gè)掃描行的像素?cái)?shù)加 上在積分周期開始與結(jié)束時(shí)的像素之間帶符號(hào)的列偏移再除以掃描率。
(27*626-518)/8 = 2.048毫秒
512 iis的對(duì)行O (121)的逐像素條件復(fù)位順序(105)在行413
(125) 的列268啟動(dòng)。需復(fù)位的行通過將512微秒積分周期的為7 的行偏移加上執(zhí)行復(fù)位的行413計(jì)算，得到420的模420，為0，因此行0在順序105中被復(fù)位。在列300 ( 115)，復(fù)位解除、積分周期開 始，因此從積分開始(列300)到行讀出(列14)的列偏移為 14-300 = -286
從解除復(fù)位到讀出的時(shí)間是行偏移乘以每個(gè)掃描行的像素?cái)?shù)加 上在積分周期開始與結(jié)束時(shí)的像素之間帶符號(hào)的列偏移再除以掃描 率。
(7*626陽(yáng)286)/8 = 512微秒.
128 ps的對(duì)行0 (121)的逐像素條件復(fù)位順序(106 )在行418 (126)的列210啟動(dòng)。需復(fù)位的行通過將128微秒積分周期的為2 的行偏移加上執(zhí)行復(fù)位的行418計(jì)算，得到420的才莫420，為0,因此 行0在順序106中被復(fù)位。在列242 ( 114)，復(fù)位解除、積分周期開 始，因此從積分開始(列242)到行讀出(列14)的列偏移為
14-242 = -228.
從解除復(fù)位到讀出的時(shí)間是行偏移乘以每個(gè)掃描行的像素?cái)?shù)加 上在積分周期開始與結(jié)束時(shí)的像素之間帶符號(hào)的列偏移再除以掃描 率。
(2*626國(guó)228)/8 = 128微秒.
32 ps的對(duì)行0( 121 )的逐像素條件復(fù)位順序(107 )在行419( 127) 的列352啟動(dòng)。需復(fù)位的行通過將32微秒積分周期的為1的行偏移加 上執(zhí)行復(fù)位的行419計(jì)算，得到420的模420，為0，因此行0在順序 107中^皮復(fù)位。在列384,復(fù)位解除、積分周期開始(116)，因此從 積分開始(列384)到行讀出(列14)的列偏移為
14-384 = -370
從解除復(fù)位到讀出的時(shí)間是行偏移乘以每個(gè)掃描行的像素?cái)?shù)加率。
(1*626陽(yáng)370)/8 = 32微秒
8 |iis的對(duì)行0( 121)的逐像素條件復(fù)位順序(108 )在行419( 127) 的列544啟動(dòng)。需復(fù)位的行通過將8微秒積分周期的為1的行偏移加上執(zhí)行復(fù)位的行419計(jì)算，得到420的模420，為0，因此行0在順序 108中被復(fù)位。在列576 ( 118)，復(fù)位解除、積分周期開始，因此從 積分開始(列576)到行讀出(列14)的列偏移為 14-576 = -562
從解除復(fù)位到讀出的時(shí)間是行偏移乘以每個(gè)掃描行的像素?cái)?shù)加率。
(1*626-562)/8 = 8微秒
2 ns的對(duì)行0( 121)的逐像素條件復(fù)位順序(109 )在行419( 127 ) 的列592啟動(dòng)。需復(fù)位的行通過將2微秒積分周期的為1的行偏移加 上執(zhí)行復(fù)位的行419計(jì)算，得到420的模420，為0，因此行0在順序 109中被復(fù)位。在列624 ( 119),復(fù)位解除、積分周期開始，因此從 積分開始(列624)到行讀出(列14)的列偏移為
14-624 = -610
從解除復(fù)位到讀出的時(shí)間是行偏移乘以每個(gè)掃描行的像素?cái)?shù)加率。
(1*626畫610)/8 = 2微秒
對(duì)于圖像掃描幀內(nèi)其余419行的每個(gè)行，執(zhí)行與圖l詳細(xì)示出的 對(duì)于行0的復(fù)位和讀出順序類似的順序。在圖2中，用在圖l中所示 的同一個(gè)成像陣列例示了對(duì)行50內(nèi)的像素復(fù)位的復(fù)位順序。在圖2 中只例示了啟動(dòng)用于行50內(nèi)像素的復(fù)位或條件復(fù)位任務(wù)的情況。
對(duì)行50的行讀出順序(201)在行50 ( 221 )的列l(wèi)啟動(dòng)，而有 效讀出發(fā)生在列14。優(yōu)選的是，這個(gè)讀出在掃描歷經(jīng)初始幀期間是被 遏止的，因此復(fù)位順序可以在這個(gè)幀期間啟動(dòng)，優(yōu)選的是對(duì)在讀出順 序內(nèi)所包括的所有的后繼幀執(zhí)行。例如，在只讀出一個(gè)幀時(shí)，提供2 個(gè)掃描幀，第一個(gè)開始啟動(dòng)積分周期，而第二個(gè)開始讀出和繼續(xù)處理 復(fù)位和條件復(fù)位，以為所讀出的每個(gè)行的每個(gè)像素提供適當(dāng)?shù)膹?fù)位順 序。
2232.768 ms的對(duì)行50( 221 )的無條件復(fù)位順序(202 )在行51( 222 ) 的列132啟動(dòng)。需復(fù)位的行通過將32.768毫秒積分周期的為419的行 偏移加上執(zhí)行復(fù)位的行51計(jì)算，得到470的模420，為50，因此行 50在順序(202)中被復(fù)位。在列164 (212)，復(fù)位解除、積分周期 開始，因此從積分開始(列164)到行讀出(列14)的列偏移為
14-64 = -150.
從解除復(fù)位到讀出的時(shí)間是行偏移乘以每個(gè)掃描行的像素?cái)?shù)加 上在積分周期開始與結(jié)束時(shí)的像素之間帶符號(hào)的列偏移再除以掃描 率。
(419*626-150)/8 = 32.768毫秒
8.192 ms的對(duì)行50 (221)的逐像素條件復(fù)位順序(203)在行 365 ( 223)的列176啟動(dòng)。需復(fù)位的行通過將8.192毫秒積分周期的 為105的行偏移加上執(zhí)行復(fù)位的行365計(jì)算，得到470的模420,為 50，因此行50在順序203中被復(fù)位。在列208 (213),復(fù)位解除、 積分周期開始，因此從積分開始(列208)到行讀出(列14)的列偏 移為
14-208 = -194
從解除復(fù)位到讀出的時(shí)間是行偏移乘以每個(gè)掃描行的像素?cái)?shù)加率。
(176*626畫194)/8 = 8.192毫秒
2.048 ms的對(duì)行50 (221 )的逐像素條件復(fù)位順序(204)在行 23 (224)的列500啟動(dòng)。需復(fù)位的行通過將2.048毫秒積分周期的為 27的行偏移加上執(zhí)行復(fù)位的行23計(jì)算，得到50的模420，為50,因 此行50在順序204中被復(fù)位。在列532 (217)，復(fù)位解除、積分周 期開始，因此從積分開始(列532)到行讀出(列14)的列偏移為
14-532 = -518
從解除復(fù)位到讀出的時(shí)間是行偏移乘以每個(gè)掃描行的像素?cái)?shù)加 上在積分周期開始與結(jié)束時(shí)的像素之間的帶符號(hào)的列偏移再除以掃描率
(27*626-518)/8 = 2.048亳秒
512 ps的對(duì)行50 (221 )的逐像素條件復(fù)位順序(205)在行43
(225) 的列268啟動(dòng)。需復(fù)位的行通過將512微秒積分周期的為7 的行偏移加上執(zhí)行復(fù)位的行43計(jì)算，得到50的模420，為50，因此 行50在順序205中被復(fù)位。在列300 (215)，復(fù)位解除、積分周期 開始，因此從積分開始(列300)到行讀出(列14)的列偏移為
14-300 = -286
從解除復(fù)位到讀出的時(shí)間是行偏移乘以每個(gè)掃描行的像素?cái)?shù)加 上在積分周期開始與結(jié)束時(shí)的像素之間帶符號(hào)的列偏移再除以掃描 率。
(7*626-286)/8 = 512微秒
128 ps的對(duì)行50 (221)的逐像素條件復(fù)位順序(206)在行48
(226) 的列210啟動(dòng)。需復(fù)位的行通過將128微秒積分周期的為2 的行偏移加上執(zhí)行復(fù)位的行48計(jì)算，得到50的模420，為50，因此 行50在順序206中被復(fù)位。在列242 (214)，復(fù)位解除、積分周期 開始，因此從積分開始(列242)到行讀出(列14)的列偏移為
14-242 = -228.
從解除復(fù)位到讀出的時(shí)間是行偏移乘以每個(gè)掃描行的像素?cái)?shù)加
率?！?— '9 ' 、
(2*626國(guó)228)/8 = 128微秒.
32 ps的對(duì)行50( 221 )的逐像素條件復(fù)位順序(207 )在行49( 227) 的列352啟動(dòng)。需復(fù)位的行通過將32微秒積分周期的為1的行偏移加 上執(zhí)行復(fù)位的行49計(jì)算，得到50的模410，為50，因此行50在順序 207中被復(fù)位。在列384 (216)，復(fù)位解除、積分周期開始，因此從 積分開始(列384)到行讀出(列14)的列偏移為
14-384 = -370
從解除復(fù)位到讀出的時(shí)間是行偏移乘以每個(gè)掃描行的像素?cái)?shù)加上在積分周期開始與結(jié)束時(shí)的像素之間帶符號(hào)的列偏移再除以掃描 率。
(1*626國(guó)370)/8 = 32微秒
8 ns的對(duì)行50( 221 )的逐像素條件復(fù)位順序(208 )在行49( 227) 的列544啟動(dòng)。需復(fù)位的行通過將8微秒積分周期的為1的行偏移加 上執(zhí)行復(fù)位的行49計(jì)算，得到50的模420，為50，因此行50在順序 208中被復(fù)位。在列576 (218)，復(fù)位解除、積分周期開始，因此從 積分開始(列576)到行讀出(列14)的列偏移為
14-576 = -562
上在積分周期開始與結(jié)束時(shí)的像素之間帶符號(hào)的列偏移再除以掃描 率。
(1*626國(guó)562)/8 = 8微秒
2 ps的對(duì)行50( 221 )的逐像素條件復(fù)位順序(209 )在行49( 227 ) 的列592啟動(dòng)。需復(fù)位的行通過將2微秒積分周期的為1的行偏移加 上執(zhí)行復(fù)位的行49計(jì)算，得到50的模420，為50，因此行50在順序 209中被復(fù)位。在列624 ( 219),復(fù)位解除、積分周期開始，因此從 積分開始(列624)到行讀出(列14)的列偏移為
14-624 = -610
從解除復(fù)位到讀出的時(shí)間是行偏移乘以每個(gè)掃描行的像素?cái)?shù)加 上在積分周期開始與結(jié)束時(shí)的像素之間帶符號(hào)的列偏移再除以掃描 率。
(1*626-610)/8 = 2微秒
圖1和2組合在一起例示了所選擇的復(fù)位和行讀出調(diào)度的模式。 行50為行0后來的第50行。用模運(yùn)算表示，在行序號(hào)表示為以掃描 幀內(nèi)的行數(shù)求模的最小非負(fù)整數(shù)，圖2中的復(fù)位和行讀出任務(wù)都出現(xiàn) 在行O的相應(yīng)行讀出或復(fù)位任務(wù)后50行。同樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系適用于成像 陣列內(nèi)任何一對(duì)行。也就是說，對(duì)于成像陣列內(nèi)任何一對(duì)行，在為這 對(duì)獨(dú)立的行執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)的間隔之間有恒定的行偏移(經(jīng)模運(yùn)算)。圖3例示了這個(gè)性質(zhì)在與行讀出和每個(gè)行復(fù)位任務(wù)在相互不沖突和為 特定的大動(dòng)態(tài)范圍成像器讀出順序預(yù)先確定的增列計(jì)數(shù)值或列時(shí)間的 范圍內(nèi)執(zhí)行的性質(zhì)結(jié)合時(shí)的意義。在這個(gè)示范性設(shè)計(jì)中，這個(gè)性質(zhì)通 過較強(qiáng)的對(duì)特定的大動(dòng)態(tài)范圍讀出順序的限制滿足，使得每個(gè)行讀出 和與積分時(shí)間有關(guān)的復(fù)位任務(wù)的處理間隔與優(yōu)先為讀出順序預(yù)先選擇 的、安排成在不相重疊的列定時(shí)值的范圍內(nèi)出現(xiàn)的列時(shí)間間隔有關(guān)。 此外，優(yōu)選的是將列間隔均勻地用于對(duì)成像器在特定的圖像讀出順序 中讀出的每個(gè)行的行讀出和復(fù)位任務(wù)的定序。在這個(gè)優(yōu)選設(shè)計(jì)中，優(yōu) 選的是為特定的讀出任務(wù)預(yù)先選擇為每個(gè)行執(zhí)行行讀出的列范圍。然 后，優(yōu)選的是，將執(zhí)行與一個(gè)特定積分周期關(guān)聯(lián)的復(fù)位任務(wù)的列計(jì)數(shù) 范圍選擇成提供與這個(gè)特定積分周期關(guān)聯(lián)的所需列偏移，而將行偏移 選擇成提供與這個(gè)特定積分周期關(guān)聯(lián)的所需行偏移。這樣，將列和行 偏移與掃描順序的定時(shí)節(jié)奏結(jié)合起來就可以提供所需積分周期。對(duì)于 在這里所說明的用途，在處理優(yōu)選的是至少部分行并行進(jìn)行的情況下， 列計(jì)數(shù)用來提供逐行定時(shí)，還用作與行定序任務(wù)同步的處理的時(shí)基。 作為 一個(gè)任選方案，這定時(shí)不必直接與 一行內(nèi)的像素個(gè)數(shù)或列有關(guān)。 將列計(jì)數(shù)與像素的實(shí)際列聯(lián)系在一起只是為了方便，因?yàn)檫@樣時(shí)基就 可以方便地用來對(duì)通常直接與逐像素歷經(jīng)圖像幀的定序有關(guān)的像素 A/D變換以及像素格式處理和讀出任務(wù)定序。
參見圖3，掃描幀從303處的列0延伸至304處的列625和從301 處的行0延伸至302處的行419。在有些實(shí)施例中，可以將總的行或 列偏移加到在這里所標(biāo)出的行和/或列計(jì)數(shù)上，以有效地調(diào)整成像幀的 起點(diǎn)。這種任選方案被認(rèn)為是本發(fā)明的一部分，但是為了簡(jiǎn)化說明， 將不包括在對(duì)圖3的說明內(nèi)。
每個(gè)行的行讀出應(yīng)用于所尋址的行，在由粗線305表示的從列1 延伸至列34的時(shí)間間隔期間執(zhí)行。有效讀出在列周期14 (300)開始 時(shí)進(jìn)行。
32.768毫秒的對(duì)每個(gè)行的行復(fù)位應(yīng)用于地址通過將419 (32.768 毫秒積分周期的行偏移)加上行地址再求模420 (成像器掃描幀的行數(shù))計(jì)算得到的行上。復(fù)位在由粗線306表示的從列132延伸到列165 的整個(gè)列時(shí)間間隔內(nèi)執(zhí)行。復(fù)位解除成使得積分周期從列周期164 (314)開始時(shí)開始。這為在列14執(zhí)行的對(duì)于32.768亳秒積分周期的 行讀出任務(wù)提供了為-150列的所需列偏移。
8.192毫秒的對(duì)每個(gè)行的像素級(jí)條件行復(fù)位應(yīng)用于地址通過將 105 (8.192毫秒積分周期的行偏移)加上行地址再求模420 (成像器 掃描幀的行數(shù))計(jì)算得出的行上。復(fù)位在由粗線307表示的從列176 延伸到列209的整個(gè)列時(shí)間間隔內(nèi)執(zhí)行，復(fù)位解除成使得積分周期從 列周期208 (315)開始時(shí)開始。這為在列14執(zhí)行的對(duì)于8.192亳秒積 分周期的行讀出任務(wù)提供了為-194列的所需列偏移。
2.048毫秒的對(duì)每個(gè)行的像素級(jí)條件行復(fù)位應(yīng)用于地址通過將27 (2.048毫秒積分周期的行偏移)加上行地址再求模420 (成像器掃描 幀的行數(shù))計(jì)算得出的行上。復(fù)位在由粗線311表示的從列500延伸 到列533的整個(gè)列時(shí)間間隔內(nèi)執(zhí)行。復(fù)位解除成使得積分周期從列周 期532 (319)開始時(shí)開始。這為在列14執(zhí)行的對(duì)于2.048亳秒積分周 期的行讀出任務(wù)提供了為-518列的所需列偏移。
512微秒的對(duì)每個(gè)行的像素級(jí)條件行復(fù)位應(yīng)用于地址通過將7 (512微秒積分周期的行偏移)加上行地址再求模420 (成像器掃描幀 的行數(shù))計(jì)算得出的行上。復(fù)位在由粗線309表示的從列268延伸到 列301的整個(gè)列時(shí)間間隔內(nèi)執(zhí)行。復(fù)位解除成使得積分周期從列周期 300 (317)開始時(shí)開始。這為在列14執(zhí)行的對(duì)于512微秒積分周期的 行讀出任務(wù)提供了為-286列的所需列偏移。
128微秒的對(duì)每個(gè)行的像素級(jí)條件行復(fù)位應(yīng)用于地址通過將2 (128微秒積分周期的行偏移)加上行地址再求模420 (成像器掃描幀 的行數(shù))計(jì)算得出的行上。復(fù)位在由粗線308表示的從列210延伸到 列243的整個(gè)列時(shí)間間隔內(nèi)執(zhí)行。復(fù)位解除成使得積分周期從列周期 242 (316)開始時(shí)開始。這為在列14執(zhí)行的對(duì)于128微秒積分周期的 行讀出任務(wù)提供了為-228列的所需列偏移。
32微秒的對(duì)每個(gè)行的像素級(jí)條件行復(fù)位應(yīng)用于地址通過將1 ( 32
27微秒積分周期的行偏移)加上行地址再求模420 (成像器掃描幀的行 數(shù))計(jì)算得出的行上。復(fù)位在由粗線310表示的從列352延伸到列385 的整個(gè)列時(shí)間間隔內(nèi)執(zhí)行。復(fù)位解除成使得積分周期從列周期384 (318)開始時(shí)開始。這為在列14執(zhí)行的對(duì)于32^L秒積分周期的行讀 出任務(wù)提供了為-370列的所需列偏移。
8微秒的對(duì)每個(gè)行的像素級(jí)條件行復(fù)位應(yīng)用于地址通過將1 (8 微秒積分周期的行偏移)加上行地址再求模420 (成像器掃描幀的行 數(shù))計(jì)算得出的行上。復(fù)位在由粗線312表示的從列544延伸到列577 的整個(gè)列時(shí)間間隔內(nèi)執(zhí)行。復(fù)位解除成使得積分周期從列周期576
(320) 開始時(shí)開始。這為在列14執(zhí)行的對(duì)于8微秒積分周期的行讀 出任務(wù)提供了為-562列的所需列偏移。
2微秒的對(duì)每個(gè)行的像素級(jí)條件行復(fù)位施加到地址通過將1 (2 微秒積分周期的行偏移)加上行地址再求模420 (成像器掃描幀的行 數(shù))計(jì)算得出的行上。復(fù)位在由粗線313表示的從列592延伸到列625 的整個(gè)列時(shí)間間隔內(nèi)執(zhí)行。復(fù)位解除成使得積分周期從列周期624
(321) 開始時(shí)開始。這為在列14執(zhí)行的對(duì)于2微秒積分周期的行讀 出任務(wù)提供了為-610列的所需列偏移。
對(duì)于圖3中覆蓋總面積一半的這些陰影區(qū)，要執(zhí)行處理強(qiáng)度較強(qiáng) 的至少部分行并行任務(wù)。這表示，在這個(gè)示范性實(shí)施例中，已將曝光 控制處理分配成使得與曝光控制和圖像獲取有關(guān)的至少部分行并行任 務(wù)共享行并行處理組件、行選擇和列讀出選擇邏輯、行列交叉點(diǎn)像素 可選復(fù)位邏輯和積分周期設(shè)置存儲(chǔ)器訪問而不會(huì)沖突，而這些任務(wù)占 用圖像獲取期間50%左右的時(shí)間。通過將積分周期專用復(fù)位任務(wù)和行 讀出任務(wù)劃分成對(duì)于每個(gè)所關(guān)聯(lián)的積分周期這些任務(wù)在一些預(yù)先選擇 的通常不與與其他積分周期關(guān)聯(lián)的列時(shí)間交疊的列時(shí)間期間執(zhí)行，以 及通過為每個(gè)積分周期專用復(fù)位任務(wù)提供適當(dāng)?shù)男衅?，?duì)于在給定 的列時(shí)間范圍內(nèi)對(duì)相同的積分周期進(jìn)行的所有復(fù)位，施加相同的行偏 移，使得每個(gè)復(fù)位任務(wù)仍然具有它自身的行和它自身的在它可予以執(zhí) 行的行內(nèi)的專用列范圍內(nèi)的不沖突時(shí)隙。圖4示出了大動(dòng)態(tài)范圍成像設(shè)備的示范性設(shè)計(jì)的框圖。這個(gè)成像 設(shè)備優(yōu)選的是基于常規(guī)的巻簾式快門CMOS設(shè)計(jì)，增強(qiáng)成具有本發(fā)明 的動(dòng)態(tài)范圍改進(jìn)能力。該圖作了簡(jiǎn)化，特別是結(jié)合了一些從常規(guī)的巻 簾式快門設(shè)計(jì)引伸的功能。圖中的方框410至415都是以某種方式對(duì) 與成像器內(nèi)的像素列有關(guān)的信號(hào)進(jìn)行操作。因此，假設(shè)與列有關(guān)的信 號(hào)可以通過其中一些方框而不一定在每個(gè)方框內(nèi)都使用，每個(gè)方框可 以訪問適當(dāng)?shù)呐c列有關(guān)的信號(hào)。積分和行讀出定時(shí)基于掃描列計(jì)數(shù)器 403，在這個(gè)示范性設(shè)計(jì)中掃描列計(jì)數(shù)器403從零遞增地計(jì)數(shù)到它的最 大值(在這個(gè)示范性設(shè)計(jì)中為625)，下一個(gè)計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)為零，再?gòu)牧氵f 增地計(jì)數(shù)到最大值，諸如此類。每當(dāng)掃描列計(jì)數(shù)循環(huán)回零時(shí)，掃描行 計(jì)數(shù)器就遞增為它的下一個(gè)值。在這個(gè)示范性設(shè)計(jì)中，掃描行計(jì)數(shù)器 從零開始計(jì)數(shù)，遞增地計(jì)數(shù)到它的最大值(在這個(gè)示范性設(shè)計(jì)中為 419)，在下一個(gè)計(jì)數(shù)時(shí)轉(zhuǎn)為零，再遞增地計(jì)數(shù)到它的最大值，諸如此 類。
為了適應(yīng)自動(dòng)選擇可能的積分周期(在這個(gè)示范性設(shè)計(jì)中總共為 8個(gè))中的一個(gè)積分周期，優(yōu)選的是在這些積分周期的最長(zhǎng)的積分周 期開始時(shí)將一行的像素全部復(fù)位，然后在每個(gè)后繼的較短積分周期即 將開始前查詢每個(gè)像素和它所關(guān)聯(lián)的復(fù)位記錄，再對(duì)這行的每個(gè)像素 根據(jù)當(dāng)前像素值與門限值的比較結(jié)果和該像素的復(fù)位歷史進(jìn)行條件復(fù) 位。每當(dāng)一個(gè)像素沒有被復(fù)位，優(yōu)選的是這個(gè)像素在讀出前不再被復(fù) 位而允許它繼續(xù)積分，以完成由它的上個(gè)復(fù)位啟動(dòng)的積分周期。每當(dāng) 一個(gè)像素被復(fù)位(優(yōu)選的是包括最初的無條件復(fù)位)，與這個(gè)像素關(guān) 聯(lián)的存儲(chǔ)器(每個(gè)像素3比特，用來標(biāo)識(shí)8個(gè)可能的可選復(fù)位狀態(tài)中 的一個(gè)復(fù)位狀態(tài))就被更新成指示它被復(fù)位的積分周期。優(yōu)選的是， 一個(gè)像素的存儲(chǔ)器值在這個(gè)像素不復(fù)位的條件復(fù)位任務(wù)期間不改變。 在積分周期結(jié)束時(shí)，與像素關(guān)聯(lián)的值指出這些積分周期中哪個(gè)積分周 期用于讀出。這信息優(yōu)選的是以與對(duì)行內(nèi)像素的讀出和A/D變換同步 的方式讀出，優(yōu)選的是用來對(duì)最終的讀出值進(jìn)行適當(dāng)定標(biāo)。在這個(gè)優(yōu) 選設(shè)計(jì)中， 一行內(nèi)的這些積分周期優(yōu)選的是啟動(dòng)成使它們同時(shí)結(jié)束，(就疋卞兄口J " w ^ 時(shí)力化矛w加* *a厶 無論每個(gè)像素的實(shí)際積分周期是多長(zhǎng)。在積分周期結(jié)束時(shí)，進(jìn)行行讀 出，優(yōu)選的是通過一個(gè)順序，將所選行內(nèi)的像素值傳送給一排采樣電 容器以及優(yōu)選的是還將復(fù)位電壓傳送給第二排采樣電容器，再將這些 值數(shù)字化后調(diào)整成反映所用的積分周期的記錄。這值通常是從成像器 輸出的。
在圖4這個(gè)框圖中，掃描行計(jì)數(shù)器402、掃描列計(jì)數(shù)器403、總
列偏移加法器404、總行偏移加法器405、行選擇電路409、行讀出采 樣保持器411、放大器416和模-數(shù)變換器417可以與在常規(guī)的現(xiàn)有 技術(shù)成像陣列內(nèi)所用的類似。由于有著從現(xiàn)有技術(shù)成像器保留下來的 所有這些功能部件，因此合理地在本發(fā)明的成像器的一個(gè)實(shí)現(xiàn)中直接 提供了靈活性，除了能以一種或多種大動(dòng)態(tài)范圍方式工作外，還提供 了以標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍方式工作的選項(xiàng)?？刂齐娐?00接收傳送給成像器 的指令，并對(duì)下面所說明的指令序列進(jìn)行控制。
為了獲得大動(dòng)態(tài)范圍圖像，掃描列計(jì)數(shù)器403對(duì)于每個(gè)行循環(huán)都 歷經(jīng)整個(gè)列范圍，而掃描行計(jì)數(shù)器402按掃描列計(jì)數(shù)器403完成一個(gè) 歷經(jīng)列計(jì)數(shù)的循環(huán)的指示遞增，指向一個(gè)新的行。像素復(fù)位和行讀出 功能選擇電路407對(duì)列計(jì)數(shù)值解碼，產(chǎn)生啟動(dòng)和控制行讀出和各個(gè)復(fù) 位功能的信號(hào)。像素復(fù)位門限產(chǎn)生器408產(chǎn)生任選地取決于有效復(fù)位 任務(wù)所啟動(dòng)的特定積分周期的門限值。將這個(gè)門限值與所選行的每個(gè) 像素的所積電荷量相比較，以局部確定對(duì)行的每個(gè)像素是否需予以復(fù) 位。優(yōu)選的是，這種確定逐像素進(jìn)行。像素復(fù)位行偏移產(chǎn)生器406接 收來自像素復(fù)位行讀出功能選擇電路407的指示行讀出和復(fù)位任務(wù) (如果有的話)中哪個(gè)任務(wù)是有效任務(wù)的信號(hào)，并且為行復(fù)位任務(wù)產(chǎn) 生適合需由復(fù)位啟動(dòng)的積分周期的持續(xù)時(shí)間的行偏移。復(fù)位行偏移模 加法器401將適合與要處理的復(fù)位關(guān)聯(lián)的積分周期的持續(xù)時(shí)間的偏移 值添加到行地址上，優(yōu)選的是使用模運(yùn)算，以使所產(chǎn)生的行地址保持 在從掃描幀的底循環(huán)回頂?shù)姆秶鷥?nèi)?？傂泻土衅圃诜娇?04和405 內(nèi)可任選地加到行和列值上，以提供附加的控制成像陣列410內(nèi)圖像
30幀的原點(diǎn)的靈活性。行選擇電路409對(duì)供所選行的行處理使用的行選 擇地址和選通控制信號(hào)進(jìn)行解碼。成像陣列410具有單獨(dú)像素復(fù)位能 力，優(yōu)選的是通過在每個(gè)像素內(nèi)各提供一個(gè)功能部件來實(shí)現(xiàn)，從而通 過將給每個(gè)需復(fù)位的像素的行和列信號(hào)同時(shí)置為有效完成復(fù)位。在使
用中，為了有選擇地復(fù)位一行的像素，將所選行的行復(fù)位置為有效， 而僅將行內(nèi)選定要復(fù)位的像素的列復(fù)位線置為有效。行讀出釆樣保持 電路411優(yōu)選的是包括一些分別對(duì)成像器內(nèi)各列像素的模擬值進(jìn)行采 樣的采樣電容器。這個(gè)電路與通常所使用的類似，優(yōu)選的是包括順序 對(duì)每根列讀出線上的讀出值和復(fù)位基準(zhǔn)電平兩者采樣。該電路還響應(yīng) 來自列選擇電路412的信號(hào)將所選列的模擬值選通給輸出放大器416。 經(jīng)放大器416放大優(yōu)選的是還得到偏移校正的值由模-數(shù)變換器417 轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式。像素處理電路418調(diào)節(jié)來自模-數(shù)變換器417的數(shù) 字值，將這數(shù)字值與取得從列可尋址像素行緩沖存儲(chǔ)器413得到的讀 數(shù)所用的積分周期的存儲(chǔ)器指示組合在一起，以便考慮取得如由存儲(chǔ) 在存儲(chǔ)器內(nèi)的值所指示的讀數(shù)所用的積分周期，將輸出值定標(biāo)成正確 指示像素接收到的光強(qiáng)度。對(duì)于這個(gè)操作來說，優(yōu)選的是像素讀出列 選擇電路412選擇來自行讀出采樣保持電路411和列可尋址像素行緩 沖存儲(chǔ)器413的相應(yīng)值。在使用的是流水線式的模-數(shù)變換電路時(shí)， 采用尋址方案內(nèi)的相應(yīng)流水線或適當(dāng)偏移，以便像素處理電路418將 經(jīng)數(shù)字化的讀出與對(duì)本像素所用的積分周期的相應(yīng)指示組合在一起。 列可尋址像素行緩沖存儲(chǔ)器優(yōu)選的是在行讀出任務(wù)期間訪問像素復(fù)位 存儲(chǔ)器415，將本行的復(fù)位信息緩存在存儲(chǔ)寄存器413內(nèi)。在這個(gè)示 范性設(shè)計(jì)中，像素復(fù)位存儲(chǔ)器415優(yōu)選的是含有每像素三個(gè)比特。存 儲(chǔ)器優(yōu)選的是組織成用供行選擇使用的同一個(gè)信號(hào)可任選地在施加一 般行偏移前對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行尋址。優(yōu)選的是，每像素三個(gè)比特對(duì)于所選 行的每個(gè)像素或與像素有關(guān)的列是可并行得到的。這個(gè)訪問優(yōu)選的是 具有讀、寫能力。像素門限比較和條件復(fù)位塊414可以訪問來自電路
408的像素復(fù)位門限產(chǎn)生器輸出的像素復(fù)位門限、用來自成像陣列410 的指示陣列的所選行的每個(gè)像素上所積電荷量的信號(hào)驅(qū)動(dòng)的列線、對(duì)像素復(fù)位存儲(chǔ)器415的與所尋址的列有關(guān)的字的讀和寫訪問、接至成
像陣列410的列復(fù)位線和來自像素復(fù)位和行讀出功能選擇電路407的
控制信號(hào)。這個(gè)電路優(yōu)選的是含有執(zhí)行用于正在處理的行的一些有效
部分的并行任務(wù)的邏輯，它響應(yīng)控制信號(hào)結(jié)合所選行的每個(gè)像素(或
者行內(nèi)有效部分像素)的像素復(fù)位存儲(chǔ)器登錄項(xiàng)對(duì)所積光感應(yīng)電荷的
指示進(jìn)行操作，以確定是否對(duì)行的每個(gè)有效像素或有效數(shù)目的有效像
素進(jìn)行復(fù)位。電路有選擇地輸出有選擇地復(fù)位行的像素的列復(fù)位信號(hào)， 并根據(jù)需要更新行的像素的復(fù)位存儲(chǔ)器。這更新優(yōu)選的是包括寫入為
被有選擇地復(fù)位的像素確立的新的積分周期的持續(xù)時(shí)間的指示。
圖5示出了與成像陣列內(nèi)一列像素關(guān)聯(lián)的電路的簡(jiǎn)化電路圖。在 圖5這個(gè)電路圖中，列(例如，在這個(gè)示范性設(shè)計(jì)中含有420個(gè)像素) 的一個(gè)像素示為方框501內(nèi)的像素516。在一個(gè)優(yōu)選設(shè)計(jì)中，像素處 理通常在噪聲抑制特別關(guān)鍵的行讀出任務(wù)期間是受遏止的，而在這期
素處理前完成，從而消除了在這兩個(gè)任務(wù)之間的定時(shí)沖突。因此，優(yōu) 選的是不實(shí)現(xiàn)成像器的前36個(gè)左右的列，所提供的是590個(gè)左右的可 讀列。優(yōu)選的是成像器像素陣列只是那些實(shí)際讀出的行，圍著這個(gè)有 效成像區(qū)域周邊的是任意添加的一些保護(hù)行和一些受到光屏蔽的暗參 考像素的潛在行和列。只需為要讀出的列配置列處理電路。因此，對(duì) 于完全實(shí)現(xiàn)這個(gè)示范性電路來說，陣列就具有590個(gè)列，每列具有420 個(gè)分別屬于這個(gè)示范性成像器的420個(gè)行的像素。電路的其余部分要 復(fù)制590次，對(duì)于626個(gè)像素掃描行內(nèi)的590個(gè)有效像素，每個(gè)復(fù)制 一次。在這里，作為旁注，這個(gè)示范性成像器是簡(jiǎn)化了的，以便很好 地例示提供特別大的動(dòng)態(tài)范圍的復(fù)位過程。也認(rèn)為是在本專利的范圍 內(nèi)的成像器的實(shí)現(xiàn)可以包括現(xiàn)有技術(shù)成像器提供的幾乎任何功能部 件。例如， 一些功能部件可以包括在讀出結(jié)構(gòu)內(nèi)，以遏止對(duì)掃描過程 所覆蓋的幀的一些比只是可能與行讀出任務(wù)的并行部分沖突的那些大 的部分的讀出。成像器指令集可以包括不使用大動(dòng)態(tài)范圍能力、因此 可以提供附加的諸如高許多的幀重復(fù)率的能力的指令。在基于圖像的控制應(yīng)用中，所希望的往往是用 一 些可以在較快的順序內(nèi)用覆蓋整個(gè)視場(chǎng)的較小部分的較小掃描幀取得的圖像補(bǔ)充對(duì)大動(dòng)態(tài)范圍圖像的讀出。對(duì)于這些圖像，曝光例如可以至少部分基于在大動(dòng)態(tài)范圍圖像內(nèi)觀察到的光強(qiáng)度。對(duì)于這樣的應(yīng)用，較為傳統(tǒng)的普通動(dòng)態(tài)范圍成像，或許結(jié)合大動(dòng)態(tài)范圍功能部件的靈活設(shè)置能力，是可以與本發(fā)明的大動(dòng)態(tài)范圍功能部件結(jié)合使用的常規(guī)成像技術(shù)的有用結(jié)合。掃描幀的大小、每個(gè)復(fù)位的行和列偏移的選擇甚至每個(gè)讀出的條件復(fù)位的個(gè)數(shù)按需要可以是可編程的。從一個(gè)復(fù)位到下一個(gè)復(fù)位的積分周期的比例不
必如在這個(gè)示范性設(shè)計(jì)中的那樣為4，也不必對(duì)于每個(gè)相繼的積分周期是不變的。例如，成像器可以具有一些從一個(gè)到下一個(gè)的周期的比例為4而另一個(gè)到下一個(gè)的比例為8，甚至有些為非整數(shù)或者不是2的整數(shù)冪。有若干在邏輯上等效的實(shí)現(xiàn)行和列計(jì)數(shù)和尋址電路的方式。計(jì)數(shù)范圍可以在低的與高的值之間延伸，低的值可以是非零的，甚至可以是負(fù)的。計(jì)數(shù)指示可以是后退的，從高到低。如果采用這樣的一些改變，必須將模運(yùn)算的概念擴(kuò)展成使得將計(jì)數(shù)值定序保持在預(yù)定的幀的界限內(nèi)和覆蓋預(yù)定的范圍。讀出甚至不必是以嚴(yán)格單調(diào)的順序，但是將非標(biāo)準(zhǔn)的掃描順序用于諸如施加建立積分時(shí)間的行偏移之類的功能部件必須謹(jǐn)慎地予以規(guī)劃，以提供適當(dāng)操作。還必須將計(jì)算掃描時(shí)間的公式擴(kuò)展成適當(dāng)指示對(duì)于經(jīng)修改的幀掃描結(jié)構(gòu)的積分時(shí)間。
在這個(gè)示范性設(shè)計(jì)中，在啟動(dòng)標(biāo)稱32毫秒積分周期的第一個(gè)復(fù)位與啟動(dòng)標(biāo)稱8毫秒積分周期的下個(gè)復(fù)位之間有24毫秒的間隔。較靠近的復(fù)位連同通常在像素內(nèi)使用的抗光暈電路一起有助于使從曝光過度的像素溢入鄰近像素的電荷減至最少。作為一個(gè)任選方案，為了縮短復(fù)位之間的長(zhǎng)的間隔，可以將第二積分周期選為2: 1的16.384毫秒而不是4: l的8.192亳秒。于是，后繼的積分周期可以延長(zhǎng)為2: 1或者可以將一個(gè)周期改為8: 1，或者可以用額外的比特來對(duì)積分周期的標(biāo)志編碼，從而可以使用超過8個(gè)的積分周期。需要為在大動(dòng)態(tài)范圍工作模式中使用的每組積分周期評(píng)估和適當(dāng)選擇行偏移與行長(zhǎng)度之間的平衡和對(duì)積分周期的可能調(diào)整，以為每個(gè)積分周期提供不沖突的列周期間隔。
優(yōu)選的是，行復(fù)位線515 (每行一根)、行讀出允許線520 (每行一根)、列地址總線521、像素讀出總線523、像素復(fù)位基準(zhǔn)值524、行緩沖存儲(chǔ)器寫入允許526、積分時(shí)間輸出總線506、無條件像素復(fù)位允許529、復(fù)位指示觸發(fā)時(shí)鐘530、積分周期標(biāo)志總線513、標(biāo)志存儲(chǔ)器更新允許531和行地址總線534布至每個(gè)有效列的相應(yīng)電路，由這些電路共享。優(yōu)選的是，列復(fù)位線503和列讀出線519由列內(nèi)每個(gè)有效像素共享。通過將行選擇線520上的選擇信號(hào)置為有效選定代表性的像素501。將行選擇線520上的選擇信號(hào)置為有效使晶體管電路518可以將列讀出線519驅(qū)動(dòng)到表示像素的光收集區(qū)517內(nèi)所收集的電荷的電壓電平。復(fù)位電路502在行復(fù)位線515和列復(fù)位線503同時(shí)被置為有效時(shí)使像素復(fù)位。以大大簡(jiǎn)化的形式示出的電路504含有包括響應(yīng)列選擇地址和控制總線521上的信號(hào)的列采樣電容器和列選擇電路522，列選擇電路522響應(yīng)總線521上的控制信號(hào)對(duì)列讀出線519上的信號(hào)進(jìn)行采樣，并響應(yīng)匹配列選擇地址置為有效和總線521上的適當(dāng)控制信號(hào)將所采樣的像素讀出信號(hào)加到讀出總線523上。在這個(gè)示范性實(shí)施例中，在列由于列地址在總線521上置為有效而選定時(shí)選擇線535上的信號(hào)被置為有效。如將要成說明的那樣，選擇信號(hào)535用來將指示讀出所選像素所用的積分周期的存儲(chǔ)器記錄選通給總線506，
與讀出從一些信號(hào)得出的模擬像素值并將模擬值選通給總線523同步。
比較電路525將列讀出線519上的指示所選像素上的光感應(yīng)電荷的信號(hào)電平與線524上的門限基準(zhǔn)電平相比較。在信號(hào)519指出像素上的光感應(yīng)電荷超過信號(hào)524所指示的基準(zhǔn)電平時(shí)，在輸出536上將邏輯真信號(hào)置為有效。(注意，光感應(yīng)電荷是指由于曝光而引起的電
荷量的改變，無論是初始電荷量的實(shí)際增加還是減少。)
總線513用來傳送標(biāo)識(shí)積分周期的存儲(chǔ)器標(biāo)志的數(shù)字積分周期。這個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)器標(biāo)志可以用若干方式編碼。在這個(gè)示范性設(shè)計(jì)中，為最長(zhǎng)至最短的積分周期分別指配0至7的標(biāo)識(shí)數(shù)字存儲(chǔ)器標(biāo)志。在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，對(duì)于讀出程序中最長(zhǎng)的積分周期將對(duì)像素進(jìn)行無條件復(fù)位，而對(duì)于在讀出程序中的相繼較短的積分周期，當(dāng)且僅當(dāng)像素
的比較輸出536被置為有效、指出在像素上光感應(yīng)所積電荷超過524
素復(fù)位時(shí)才對(duì)像素復(fù)位。為了滿足這個(gè)停止對(duì)錯(cuò)過」次i位的像素再
復(fù)位的要求，只要檢驗(yàn)像素的積分周期標(biāo)識(shí)存儲(chǔ)器標(biāo)志登錄項(xiàng)，看看對(duì)于上個(gè)積分周期像素是否被復(fù)位就足夠了。如果沒有，無論比較輸出536的狀態(tài)如何都禁止對(duì)像素的當(dāng)前復(fù)位。如果對(duì)于像素的標(biāo)志指出對(duì)于上個(gè)積分周期像素已被復(fù)位并且如比較輸出536所示像素上的所積電荷超過門限值，就將像素復(fù)位，并且將像素積分周期的積分周期標(biāo)識(shí)存儲(chǔ)器標(biāo)志更新成標(biāo)識(shí)這個(gè)像素復(fù)位所確立的積分周期。存儲(chǔ)器電路533優(yōu)選的是具有列每個(gè)像素一個(gè)的登錄項(xiàng)，對(duì)于讀和寫任務(wù)，當(dāng)前像素由傳送到總線534上的用作給存儲(chǔ)器電路533的地址輸入的所選行的行地址選定。比較電路528執(zhí)行為像素保存的積分周期標(biāo)識(shí)數(shù)字標(biāo)志與在總線513上置為有效的標(biāo)志值的逐比特匹配比較。"與"門510當(dāng)且僅當(dāng)三個(gè)逐比特匹配比較都匹配、表示像素的存儲(chǔ)器標(biāo)志值與總線513上傳播的標(biāo)志值匹配并且比較輸出536被置為有效、表示列內(nèi)所選行的像素上光感應(yīng)所積電荷超過門限值時(shí)才將真輸出置為有效。"D，，型觸發(fā)器512在被線530上的時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)時(shí)寄存像素的復(fù)位指示。對(duì)于初始的最長(zhǎng)積分周期設(shè)置來說，線529在適當(dāng)時(shí)間被置為有效，以迫使像素復(fù)位。"或"門511將無條件復(fù)位命令與剛才所說明的來自"與"門510的條件復(fù)位指示組合在一起。觸發(fā)器512的輸出驅(qū)動(dòng)選定列的列復(fù)位線503，列復(fù)位線503在被置為有效時(shí)而行復(fù)位線515在一段重疊時(shí)間期間也被置為有效時(shí)使像素516復(fù)位。復(fù)位線515在行處理程序內(nèi)固有時(shí)間被置為有效，以有選擇地將也被置為有效的列復(fù)位線503所關(guān)聯(lián)的像素復(fù)位。作為一個(gè)任選方案，可以增添附加的選通邏輯，使得只有在復(fù)位任務(wù)需置為有效時(shí)才將垂直復(fù)位線503置為有效。于是，可以任選地將行選擇線520和行復(fù)位線515的功能合并成單根線，以便在將選擇線520和列復(fù)位線503同時(shí)
35置為有效時(shí)可以使像素復(fù)位。在存儲(chǔ)器更新允許線531被置為有效時(shí)，可以更新存儲(chǔ)器533內(nèi)的正在處理的像素的積分周期標(biāo)識(shí)標(biāo)志。更新在存儲(chǔ)器更新線531被置為有效時(shí)對(duì)由在地址總線534上置為有效的行地址選定的存儲(chǔ)單元執(zhí)行，而像素在列復(fù)位線503被置為有效時(shí)被復(fù)位。對(duì)更新線531和像素列復(fù)位線503進(jìn)行與操作的"與"門514的輸出538用作給存儲(chǔ)器533的寫允許。在寫允許538被置為有效時(shí)，在總線513上傳送的積分周期的數(shù)字積分周期標(biāo)識(shí)存儲(chǔ)器標(biāo)志值就寫入存儲(chǔ)器533內(nèi)的該像素的登錄項(xiàng)。在條件復(fù)位任務(wù)中，總線513用
志。i順序開始處，將上個(gè)積分周期J標(biāo)志傳送到總線5"上，"比較電路528使用。靠順序結(jié)束處，將當(dāng)前積分周期的標(biāo)志值傳送到總線513上，以更新存儲(chǔ)器指示，如剛才對(duì)將像素復(fù)位以啟動(dòng)新的、較短的積分周期所說明的那樣。
以上討論主要集中在與列有關(guān)的在所關(guān)聯(lián)的列的所選行內(nèi)的像素的條件和無條件復(fù)位任務(wù)上。在復(fù)位任務(wù)的順序所確立的積分周期結(jié)束時(shí)，讀行的像素。行讀出任務(wù)以兩個(gè)階段完成。第一個(gè)階段優(yōu)選的是行并行任務(wù)，優(yōu)選的是在與用于任何復(fù)位任務(wù)的列計(jì)數(shù)范圍不交疊的列計(jì)數(shù)范圍期間執(zhí)行。第二個(gè)階段優(yōu)選的是逐像素或逐小像素組處理階段，優(yōu)選的是配置成使這個(gè)階段不需要訪問正在進(jìn)行的復(fù)位任務(wù)所需要的行選擇線、行讀出線、列讀出線或列復(fù)位線。于是，在第二個(gè)階段內(nèi)的像素處理可以與正在進(jìn)行的復(fù)位任務(wù)交疊，并且可以任選地用若干組織方式中的任何一個(gè)方式執(zhí)行。例如，處理可以是逐像素操作或者也許是使用對(duì)行內(nèi)一些像素小組進(jìn)行流水線或并行處理的順序操作。對(duì)于第一個(gè)優(yōu)選的是并行操作階段來說，需處理的像素行的讀出選擇線520被置為有效，將像素值選通給列讀出線519。執(zhí)行可以與在現(xiàn)有技術(shù)的成像器內(nèi)所使用的非常類似的讀出順序，從而在列線519上置為有效的像素值由像素讀出處理電路522內(nèi)的電容器或其他電路采樣。這個(gè)順序可以包括對(duì)像素的無條件復(fù)位和對(duì)在最終讀出任務(wù)內(nèi)用作像素的零基準(zhǔn)的復(fù)位值的附加采樣。在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，要讀出的行的行地址在地址總線534上被置為有效，因此要讀出 的像素的積分周期標(biāo)識(shí)標(biāo)志出現(xiàn)在存儲(chǔ)器533的輸出線532上。作為 行讀出過程的一部分，允許寫入線526被置為有效，以將要讀出的像 素的積分周期標(biāo)識(shí)標(biāo)志存儲(chǔ)在標(biāo)志緩沖存儲(chǔ)器507內(nèi)。任務(wù)優(yōu)選的是 對(duì)于行的所有有效像素并行執(zhí)行，因此行的每個(gè)像素的積分周期是在 重復(fù)的列邏輯電路的所關(guān)聯(lián)的緩沖存儲(chǔ)器507內(nèi)可得到的。
在這個(gè)示范性實(shí)施例中，對(duì)于讀出順序的第二階段來說，列地址 在列地址總線521上傳送給像素讀出電路522。這個(gè)依次遞增的列地 址在電路522內(nèi)解碼后，用來依次選擇對(duì)所采樣的像素值進(jìn)行模-數(shù) 變換和對(duì)像素進(jìn)行處理的列采樣電容器以及將用于該像素的積分周期 選通到總線506上。像素的最終讀出值調(diào)整成表示在給定用來獲得這 讀數(shù)的積分周期時(shí)的適當(dāng)光強(qiáng)度讀數(shù)。用于像素讀出的積分周期的記 錄緩存在存儲(chǔ)器507內(nèi)。電路522內(nèi)的列地址解碼邏輯在列被選定時(shí) 將輸出線535置為有效，從而使總線驅(qū)動(dòng)器527將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器507 內(nèi)的積分周期標(biāo)識(shí)標(biāo)志選通到總線506上。在電路522內(nèi)采樣保持的 像素讀出信息選通給讀出總線523，優(yōu)選的是用來自選通像素的積分 周期標(biāo)識(shí)標(biāo)志所用的同 一個(gè)列選擇解碼電路的選擇輸出進(jìn)行選通。在 這個(gè)示范性設(shè)計(jì)中，由于就在完成模-數(shù)變換和調(diào)整成反映所用的積 分周期后依次讀出，因此給出的是調(diào)整成反映積分周期的像素值。
在范圍檢測(cè)與讀出同時(shí)執(zhí)行時(shí)，有益的是非破壞性讀出所積電荷 的指示，以確定什么時(shí)侯需進(jìn)行復(fù)位。如果采用插針和/或埋入型光電 二極管結(jié)構(gòu)或光選通結(jié)構(gòu)， 一個(gè)任選方案是在最終讀出前將電荷傳送 給讀出節(jié)點(diǎn)，但是這可能干擾復(fù)位和讀出讀出節(jié)點(diǎn)的復(fù)位值再傳送所 積電荷和在相關(guān)的雙重采樣模式中所用的二次讀出。對(duì)于這些結(jié)構(gòu)來 說，優(yōu)選的可以是執(zhí)行縮短的讀出順序來確定要使用的積分周期。對(duì) 于這個(gè)任務(wù)，可以在讀出的積分開始前增添一個(gè)范圍確定周期，并且 可以用 一 系列優(yōu)選的是與對(duì)組合條件復(fù)位范圍所說明的類似的行并行 比較任務(wù)(也許包括在一個(gè)比較任務(wù)內(nèi)的多個(gè)門限比較以處理確定多 于一個(gè)的復(fù)位周期選項(xiàng))來確定要使用的范圍。所確定的積分周期可
37以分別保存在與相應(yīng)像素關(guān)聯(lián)的積分周期存儲(chǔ)器內(nèi)。這個(gè)存儲(chǔ)器值于 是可以在讀出階段期間用來設(shè)置每個(gè)像素的適當(dāng)積分周期以及在讀出 時(shí)用來讀出像素以適當(dāng)對(duì)讀出值定標(biāo)。
為了分別確定需使用的專用積分周期，優(yōu)選的可以是，將確定積 分周期的比較和/或讀出任務(wù)安排成使用最短的積分周期的選項(xiàng)首先 確定而使用相繼較長(zhǎng)的積分周期的決策再依次確定。然后，用于實(shí)際 讀出的這些積分周期優(yōu)選的是按最長(zhǎng)的積分周期首先設(shè)置的次序設(shè) 置，使得讀出優(yōu)選地以行并行或部分行并行任務(wù)的形式實(shí)現(xiàn)，如采用 組合的讀出和積分周期確定順序那樣。如果采用剛才所說明的順序， 需要像素選擇性復(fù)位在適當(dāng)時(shí)間啟動(dòng)積分周期，使得組內(nèi)像素的所有 積分周期優(yōu)選地在適當(dāng)時(shí)間結(jié)束。采用這個(gè)順序，有選擇地將電荷傳 送給讀出節(jié)點(diǎn)可以代替對(duì)讀出節(jié)點(diǎn)的選擇性復(fù)位。
在至少 一 個(gè)實(shí)施例中，成像設(shè)備配置成在單個(gè)讀出幀的正常圖像
獲取周期期間動(dòng)態(tài)地為每個(gè)所需像素分別選擇一個(gè)積分周期，這個(gè) 積分周期是自動(dòng)從一個(gè)包括有限個(gè)各具有一個(gè)標(biāo)識(shí)附標(biāo)的可選周期的
可選積分周期組中選擇的；將給定像素的積分周期設(shè)置為所選積分周
期并且將為像素選擇的積分周期的標(biāo)識(shí)附標(biāo)的指示記錄在與給定像素
關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器內(nèi)；執(zhí)行積分；在預(yù)定時(shí)間讀出和數(shù)字化像素讀出；以 及將數(shù)字化讀出的指示與所選積分周期的指示一起輸出。
在至少一個(gè)實(shí)施例中，成像設(shè)備包括排列成一些各由可并行尋址 的像素組成的組的成像像素陣列，以及包括對(duì)當(dāng)前所尋址的并行可尋 址組內(nèi)的像素執(zhí)行各個(gè)并行任務(wù)的電路。所有像素讀出和復(fù)位任務(wù)， 包括執(zhí)行條件選擇性復(fù)位任務(wù)的任務(wù)，都是要對(duì)正被訪問的并行可尋
址像素組(parallel addressable group of pixels)的所有有效像素進(jìn)行 操作。對(duì)于所有這些任務(wù)，優(yōu)選的是為在所尋址的并行可尋址組內(nèi)任 務(wù)中受操作的有效像素并行或至少部分并行執(zhí)行所有以下任務(wù)或至少
以下任務(wù)的實(shí)質(zhì)性部分像素讀出；像素復(fù)位；條件選擇性像素復(fù)位; 將部分積分后的像素值與門限相比較；讀和寫與像素關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器； 邏輯確定什么時(shí)侯對(duì)像素選擇性復(fù)位，以及在最終像素讀出時(shí)讀出與每個(gè)像素關(guān)聯(lián)的積分周期。在至少一個(gè)在這里所說明的實(shí)施例中，可 并行尋址的像素組排列成行，讀出以控制像素變換率和為時(shí)鐘和順序 邏輯功能提供較細(xì)的定時(shí)增量的像素時(shí)鐘執(zhí)行， 一次一行。在這個(gè)討
論中，術(shù)語(yǔ)"行(row)"替換為更為廣義的術(shù)語(yǔ)"并行可尋址組(parallel addressable group)，，。術(shù)語(yǔ)"行時(shí)間(row time)，，替換為表示用
的復(fù)位和選擇性復(fù)位任務(wù)的'M壬務(wù)定序間隔(task sequencing interval)"。術(shù)語(yǔ)"像素時(shí)鐘(pixel clock)"替換為更為功能描述 性術(shù)語(yǔ)"定序時(shí)鐘(sequencing clock)"?？梢岳斫猓景l(fā)明的原理 不局限于讀出以一次一行方式執(zhí)行或時(shí)鐘直接依賴于像素率的設(shè)備， 而是可以擴(kuò)展到由"并行可尋址組"、"所關(guān)聯(lián)的任務(wù)定序間隔"和 "定序時(shí)鐘，，所蘊(yùn)涵的更為廣義的范圍。并行可尋址組的每個(gè)像素根 據(jù)它對(duì)所曝光的光的響應(yīng)設(shè)置積分周期，而并行可尋址組內(nèi)的每個(gè)像 素在所關(guān)聯(lián)的任務(wù)定序間隔期間在部分并行讀出任務(wù)中被讀出。陣列 的像素具有選擇性復(fù)位能力，從而可以逐像素選擇每個(gè)并行可尋址組 的像素，予以復(fù)位。像素優(yōu)選的是還包括提供在部分積分后優(yōu)選的是 非破壞性讀出所積電荷的優(yōu)選的是模擬的指示。為了獲取特定的圖像， 成像設(shè)備優(yōu)選的是配置成可以通過使用選擇性復(fù)位能力為每個(gè)有效像 素從一個(gè)優(yōu)選的是預(yù)定的可用積分周期組中選擇一些越來越短的積分 周期。可用積分周期組的每個(gè)可用積分周期優(yōu)選的是各用 一個(gè)所關(guān)聯(lián) 的積分周期標(biāo)識(shí)附標(biāo)(integration period identifying index )標(biāo)識(shí)。陣 列中的每個(gè)有效像素各有一個(gè)存儲(chǔ)單元，用來存儲(chǔ)本像素進(jìn)行積分的 積分周期的積分周期標(biāo)識(shí)附標(biāo)的指示。為了開始新的讀出，每個(gè)像素 無條件復(fù)位成開始它的最長(zhǎng)的可用積分周期，而它所關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)單元 初始化成指示最長(zhǎng)的可用積分周期的積分周期標(biāo)識(shí)附標(biāo)。在給定像素 的最長(zhǎng)的可用積分周期期間，在這個(gè)周期期間的一組預(yù)定時(shí)間中的每 個(gè)預(yù)定時(shí)間，像素經(jīng)受有條件地啟動(dòng)可用積分周期中一個(gè)較短周期的 條件選擇性復(fù)位任務(wù)。 一般意向是提供一些條件復(fù)位準(zhǔn)則，這些條件 復(fù)位準(zhǔn)則可以很好利用每個(gè)像素的滿標(biāo)量程，而使積分周期短到足以使每個(gè)像素會(huì)飽和的概率低到可以接受。如在本說明中別處詳細(xì)說明 的那樣，有選擇地復(fù)位每個(gè)像素的每個(gè)判斷部分取決于在部分積分后 (即在部分完成像素的當(dāng)前有效的積分周期后)所讀出(優(yōu)選的是以 模擬形式)的所積電荷的指示與預(yù)定的門限量(預(yù)定的門限量可以是 恒定的，也可以取決于施加到像素上的積分周期或許還有像素在陣列 內(nèi)的位置或其他變量)的比較結(jié)果。每個(gè)選擇性復(fù)位任務(wù)用來有條件 地啟動(dòng)可選積分周期組內(nèi) 一個(gè)依次較短的積分周期。每當(dāng) 一個(gè)像素被 復(fù)位、開始一個(gè)較短的積分周期時(shí)，與這個(gè)像素關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器內(nèi)的對(duì) 于所關(guān)聯(lián)的像素的當(dāng)前有效積分周期的標(biāo)識(shí)附標(biāo)就被更新成指示正啟 動(dòng)的積分周期的標(biāo)識(shí)附標(biāo)。最終的像素復(fù)位確立了用來讀出像素的積 分周期。在這個(gè)對(duì)于給定讀出周期的對(duì)給定像素的相繼復(fù)位任務(wù)的優(yōu) 選順序中， 一旦由于部分根據(jù)比較任務(wù)的結(jié)果得出的判斷而繞過一個(gè) 對(duì)一個(gè)像素的條件復(fù)位，在讀出這個(gè)像素前就不再對(duì)這個(gè)像素執(zhí)行復(fù) 位。為了貫徹這個(gè)準(zhǔn)則，根據(jù)需要檢驗(yàn)像素的存儲(chǔ)器指示，如果一個(gè) 像素在對(duì)它執(zhí)行的上個(gè)條件復(fù)位任務(wù)中沒有被復(fù)位，就禁止再對(duì)這個(gè) 像素進(jìn)行條件復(fù)位。對(duì)于一個(gè)條件復(fù)位任務(wù)，如果像素在對(duì)它執(zhí)行的 上個(gè)復(fù)位任務(wù)中被復(fù)位，優(yōu)選的是這個(gè)像素當(dāng)且僅當(dāng)對(duì)它執(zhí)行的比較 任務(wù)的結(jié)果指出像素上所積光感應(yīng)電荷量超過作為所關(guān)聯(lián)的可選積分 周期的條件復(fù)位任務(wù)的一部分與之比較的門限值時(shí)才被復(fù)位。在對(duì)一 個(gè)給定像素的積分周期結(jié)束時(shí)，從與這個(gè)像素關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)單元讀出為
素上所存儲(chǔ)的光i應(yīng)所積電、荷，優(yōu)選的是經(jīng)數(shù)字化成數(shù)字^像素電荷 量讀出。將優(yōu)選經(jīng)數(shù)字化的像素電荷量的讀出與來自與像素關(guān)聯(lián)的存 儲(chǔ)器的用于像素的積分周期的指示配成對(duì)。數(shù)字化像素電荷量讀出與 為像素所選的積分周期一起指示了像素受到曝光的光強(qiáng)度。這信息通 常被匯編成相關(guān)的方便形式，從成像設(shè)備傳送給外部設(shè)備，或者任選 地傳送給成像設(shè)備本身內(nèi)的另 一個(gè)存儲(chǔ)器或圖像處理功能。
在一個(gè)示范性設(shè)計(jì)中，將這些可選積分周期選擇成按規(guī)定比例依 次一個(gè)比一個(gè)短。在至少一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)后繼可選積分周期為上個(gè)較長(zhǎng)可選積分周期的四分之一，因此在任何兩個(gè)相繼可選積分周期
之比標(biāo)稱為4: 1。這使得8個(gè)可選積分周期的最長(zhǎng)的積分周期與最短 的積分周期之比標(biāo)稱為16，384: 1?？梢赃x擇4之外的其他比例，而且 不是所有的相繼可選積分周期必須與前個(gè)或后個(gè)積分周期相差同樣的 比例，也可以提供多一些或少一些的可選積分周期。在至少一個(gè)實(shí)施 例中，從最長(zhǎng)的到最短的積分周期的大約16,384: 1的范圍使通過數(shù) 字化像素上的光感應(yīng)所積電荷提供的通常大于50dB的動(dòng)態(tài)范圍增加 84dB。這提供了大于134dB的動(dòng)態(tài)范圍，而對(duì)于所獲得的每個(gè)圖像的 每個(gè)像素幾乎都是獨(dú)立線性輸出。這些是保守的估計(jì)，采用這種設(shè)計(jì) 的一些變型可達(dá)到大大超過l40dB的動(dòng)態(tài)范圍。此外，如在本說明中
別處所詳細(xì)說明的那樣，采用10比特的A/D，最小分辨率可以好于 100分之一，理論上在大部分總光強(qiáng)度范圍內(nèi)好于250分之一。如果 采用較高分辨率的A/D和/或在可選積分周期內(nèi)較大范圍的積分時(shí)間， 可以擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍，而采用較高的A/D分辨率或者較靠近的可選積分 周期，可以在整個(gè)大光強(qiáng)度范圍內(nèi)保持大于250: l的最小分辨率。
與某些其他大動(dòng)態(tài)范圍成像器相比，在存儲(chǔ)器電路內(nèi)只需記錄所 選積分周期的附標(biāo)。在至少一個(gè)實(shí)施例中，用一個(gè)3比特的存儲(chǔ)器項(xiàng) 來存儲(chǔ)它所關(guān)聯(lián)的像素的當(dāng)前有效的積分周期的標(biāo)識(shí)附標(biāo)。與需要存 儲(chǔ)一個(gè)完整的或幾乎完整的圖像幀的大動(dòng)態(tài)范圍設(shè)計(jì)相比較，3比特 的項(xiàng)需要比存儲(chǔ)完整的13比特值所需的四分之一還少的存儲(chǔ)器，從而 節(jié)約了相當(dāng)大的存儲(chǔ)空間。用來標(biāo)識(shí)每個(gè)像素的積分周期的存儲(chǔ)器電 路優(yōu)選的是與成像陣列被制造在同 一個(gè)硅基底上，可以任選地由 一些 動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元構(gòu)成。每個(gè)像素的值只需要被存儲(chǔ)所關(guān)聯(lián)的像素的整個(gè) 積分和讀出周期的持續(xù)時(shí)間。在實(shí)際曝光順序期間所需的有限存儲(chǔ)時(shí) 間限制了值需要保持存儲(chǔ)的時(shí)間周期，而在條件復(fù)位任務(wù)期間重復(fù)的 存儲(chǔ)器訪問和寫任務(wù)提供了附加的自然刷新任務(wù)，這些自然刷新任務(wù) 限制甚至消除了在使用動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元時(shí)可能需要的附加刷新任務(wù)。在 一個(gè)示范性設(shè)計(jì)中，在初始的無條件復(fù)位與第一個(gè)條件復(fù)位之間的 24ms周期是在為存儲(chǔ)器內(nèi)特定位置提供刷新的相繼存儲(chǔ)器讀寫任務(wù)
41之間最長(zhǎng)的間隔。對(duì)于一些動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)來說，可以不需要更為頻 繁的刷新周期。如果需要更為靠近的刷新周期，可以在每個(gè)任務(wù)定序
間的 一些空閑周期期間插入一些附加的存儲(chǔ)器訪問周期，以按需要提 供 一 些附加的刷新周期。可以通過指配任務(wù)定序間隔時(shí)間周期中適合 定時(shí)要求的這些任務(wù)定序間隔時(shí)間周期和指配一個(gè)定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)值 (任務(wù)定序間隔和定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)在下面定義)啟動(dòng)執(zhí)行所增添的刷新 周期的訪問和重寫(根據(jù)需要)存儲(chǔ)器單元的刷新任務(wù)，將這些刷新 任務(wù)結(jié)構(gòu)和調(diào)度為在每個(gè)任務(wù)定序間隔期間的一個(gè)或幾個(gè)非常像所增 添的條件復(fù)位任務(wù)的刷新任務(wù)。由于不同的對(duì)定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)值的選擇
間周期是非常小的，所以可以選擇定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)時(shí)間中不干擾并行可 尋址組讀出的可用間隔或已經(jīng)安排在任務(wù)定序間隔期間的這些復(fù)位間 隔之一來提供所增添的存儲(chǔ)器刷新周期。
選擇一些按比例一個(gè)比一個(gè)短的積分周期允許在任何兩個(gè)相鄰
積分周期之比比較小(在至少一個(gè)實(shí)施例中為4)但仍可以適當(dāng)少量 的可選積分周期提供非常大的積分時(shí)間范圍(在以上引用的示范性設(shè) 計(jì)中以8個(gè)可選積分周期提供16,384: 1的積分時(shí)間范圍)。有一種 著眼于8個(gè)可用積分周期和標(biāo)稱最長(zhǎng)積分周期為32ms的傾向，推斷 處理每個(gè)積分范圍可用的是標(biāo)稱32ms/8或4ms。帶著這個(gè)觀點(diǎn)，容易 忽視在由啟動(dòng)次最短可選積分周期與最短可選積分周期之間的非常短 的時(shí)間間隔(在至少一個(gè)實(shí)施例中為6 ps)給出的可用處理時(shí)間上所 增添的定時(shí)限制以及為了使成像器能在這樣短的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)多個(gè)像 素執(zhí)行所要求的操作而形成的對(duì)調(diào)度和硬件性能的要求。在本發(fā)明的 至少 一個(gè)實(shí)施例中，用巻簾式快門作為出發(fā)點(diǎn)再增添一些功能部件的 新穎組合，來提供在不同的可用時(shí)間周期(包括那些非常短的可用時(shí) 間周期)期間執(zhí)行必需的任務(wù)的必需設(shè)備功能，以得到特別寬的逐像 素動(dòng)態(tài)范圍。像素被劃分成一些讀出和復(fù)位任務(wù)的并行可尋址組，而 并行可尋址像素組的讀出是按在用來讀出圖像幀的所有并行可尋址像素組的時(shí)間周期內(nèi)由任務(wù)定序間隔提供的均勻時(shí)間增量分配，優(yōu)選的 是逐任務(wù)定序間隔和所關(guān)聯(lián)的并行可尋址組分配。為每個(gè)像素選擇和 確立適當(dāng)?shù)姆e分周期也在任務(wù)定序間隔內(nèi)調(diào)度和組織。優(yōu)選的是，讀 出 一個(gè)并行可尋址組內(nèi)的像素至少部分并行執(zhí)行，在相繼的任務(wù)定序 間隔期間一次一個(gè)并行可尋址組，將所選的并行可尋址組的一些像素 值傳送給一組采樣電路。然后，優(yōu)選的是將在采樣電路組內(nèi)的與像素 有關(guān)的值調(diào)整和數(shù)字化(可任選的是按順序)成反映指示所采樣的并 行可尋址組的每個(gè)像素的光感應(yīng)所積電荷的數(shù)字化讀出。對(duì)于每個(gè)像
素來說，再將指示光感應(yīng)所積電荷的數(shù)字化讀出與從本像素所關(guān)聯(lián)的 存儲(chǔ)器項(xiàng)讀出的本像素的積分周期的指示配成對(duì)。像素讀出和讀出的 積分周期一起表示像素所檢測(cè)到的光強(qiáng)度，像素所讀出這個(gè)光強(qiáng)度指 示從成像設(shè)備輸出。
在一個(gè)具有8個(gè)可選積分周期的示范性設(shè)計(jì)的圖像獲取序列中， 為每個(gè)可尋址組的像素調(diào)度9個(gè)任務(wù)，以完成對(duì)可尋址組的像素的積 分和讀出。這些任務(wù)包括無條件復(fù)位和多個(gè)條件復(fù)位(在第一個(gè)可選 積分周期后的每個(gè)可選積分一個(gè)條件復(fù)位)，以便在任務(wù)定序間隔內(nèi) 根據(jù)順序計(jì)數(shù)通過在適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)定序間隔內(nèi)適當(dāng)時(shí)間調(diào)度和執(zhí)行每個(gè) 所需任務(wù)在適當(dāng)時(shí)間有條件地啟動(dòng)可選積分周期。最后，在給定并行 可尋址組的像素的這些積分周期結(jié)束時(shí)，調(diào)度對(duì)可尋址組內(nèi)的像素的 讀出。在所引用的這個(gè)示范性設(shè)計(jì)中，必須為每個(gè)并行可尋址像素組 調(diào)度8個(gè)分開的任務(wù)(每個(gè)可選積分周期一個(gè)任務(wù))，以啟動(dòng)或者有 條件地啟動(dòng)并行可尋址組的每個(gè)有效像素的每個(gè)可選積分周期。在將 對(duì)于給定可選組的像素的所有可選積分周期啟動(dòng)成無論所選的具體積 分周期是哪個(gè)都使它們同時(shí)結(jié)束的優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，啟動(dòng)給定并行可尋址 組內(nèi)的像素的各個(gè)可選積分周期通常不是發(fā)生在同一個(gè)任務(wù)定序間 隔。在所引用的具有8個(gè)可選積分周期的這個(gè)示范性設(shè)計(jì)中，對(duì)于一 個(gè)給定并行可尋址組的三個(gè)最短的積分周期在同一個(gè)任務(wù)定序間隔內(nèi) 不同的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)處啟動(dòng)，而對(duì)于給定并行可尋址組的其余五個(gè)可
43動(dòng)，因此對(duì)于所引用的這個(gè)示范性設(shè)計(jì)來說，對(duì)于一個(gè)給定并行可尋
址組的各個(gè)任務(wù)由總共7個(gè)不同的任務(wù)定序間隔定序?？梢跃哂信c在 一個(gè)幀讀出順序內(nèi)的任務(wù)定序間隔一樣多的有效并行可尋址像素組， 因此通常在每個(gè)任務(wù)定序間隔期間為某個(gè)可尋址像素組(為是有效的 每個(gè)所尋址的可尋址像素組)執(zhí)行讀出任務(wù)和一個(gè)分開的啟動(dòng)或有條 件地啟動(dòng)每個(gè)可選積分周期的任務(wù)。對(duì)于以上所引用的這個(gè)示范性設(shè) 計(jì)，在每個(gè)任務(wù)定序間隔期間調(diào)度讀出任務(wù)加上8個(gè)復(fù)位或條件復(fù)位 任務(wù)，通常在一個(gè)給定任務(wù)定序間隔內(nèi)執(zhí)行的9個(gè)任務(wù)選擇7個(gè)不同 的可尋址組，這7個(gè)不同的并行可尋址組包括在所關(guān)聯(lián)的任務(wù)定序間 隔期間為條件啟動(dòng)三個(gè)最短的積分周期中每個(gè)積分周期調(diào)度的一個(gè)并 行可尋址組。如果所尋址的是沒有配備的或者是非有效的并行可尋址 組，硬件就配置成使這些任務(wù)是無害的或者使這些任務(wù)是受禁止的。 在以上說明中，在一個(gè)給定任務(wù)定序周期內(nèi)所調(diào)度的任務(wù)包括各自對(duì) 不同的并行可尋址組操作的任務(wù)。
任務(wù)定序時(shí)間間隔被分成一些稱為定序時(shí)鐘周期的任務(wù)定序時(shí) 間間隔子增量，而定序時(shí)鐘周期的計(jì)數(shù)通常在每個(gè)任務(wù)定序間隔開始 時(shí)初始化后逐漸遞進(jìn)，以提供任務(wù)定序時(shí)間間隔內(nèi)的時(shí)基。對(duì)于應(yīng)用 串行數(shù)字化和/或輸出像素的設(shè)計(jì)來說，將定序時(shí)鐘周期方便地選擇成 與像素處理率有關(guān)。在傳統(tǒng)的術(shù)語(yǔ)中，像素行與并行可尋址組相應(yīng)， 行處理時(shí)間間隔與任務(wù)定序時(shí)間間隔相應(yīng)，而列或像素時(shí)鐘計(jì)數(shù)時(shí)間 間隔與定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)時(shí)間間隔相應(yīng)。并行可尋址組內(nèi)的像素的讀出優(yōu) 選的是至少部分以并行方式執(zhí)行，為讀出以及為任務(wù)的調(diào)度和執(zhí)行指 配所關(guān)聯(lián)的任務(wù)定序間隔，以便在任務(wù)定序間隔期間為無條件復(fù)位或
中的一個(gè)正確的積分周期。啟動(dòng)一個(gè)給定可尋址像素組的像素的可選 積分周期中一個(gè)給定可選積分周期的每個(gè)無條件和條件復(fù)位任務(wù)在一 個(gè)任務(wù)定序間隔內(nèi)和在這個(gè)任務(wù)定序間隔內(nèi)的一個(gè)定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)范圍 內(nèi)調(diào)度和執(zhí)行，這提供了適當(dāng)個(gè)插入任務(wù)定序間隔和小數(shù)任務(wù)定序間 隔(定序時(shí)鐘偏移計(jì)數(shù))，以提供特定的可選積分周期的正確持續(xù)時(shí)間。 一個(gè)特定的積分周期內(nèi)的整任務(wù)定序間隔的個(gè)數(shù)用作粗時(shí)間增量 而附加的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)偏移值用來提供細(xì)時(shí)間增量，以確定特定的可 選積分周期的持續(xù)時(shí)間。在任務(wù)定序間隔期間，完成對(duì)可尋址組的讀 出和所關(guān)聯(lián)的對(duì)像素的數(shù)字化和輸出。優(yōu)選的是，整個(gè)行讀出任務(wù)的 并行部分只占整個(gè)任務(wù)定序間隔時(shí)間的比較小的部分。在任務(wù)定序間 隔的其余部分期間，在一些特定時(shí)間，優(yōu)選的是基于定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)， 并行可尋址像素組中各個(gè)像素的各自可選積分周期經(jīng)受所調(diào)度的復(fù)位 或條件復(fù)位任務(wù)，以在所調(diào)度的時(shí)間啟動(dòng)或條件啟動(dòng)可選積分周期，
序任務(wù)期間讀出的像素確立了積分時(shí)間。在分配給任務(wù)定序間隔的這 些定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)，用定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)來將任務(wù)定序間隔標(biāo)識(shí)附標(biāo) 定序成指向下一個(gè)任務(wù)定序間隔和所關(guān)聯(lián)的并行可尋址組，并且開始 一個(gè)新的任務(wù)定序時(shí)間間隔。
各個(gè)具有任務(wù)定序間隔和它們所關(guān)聯(lián)的并行可尋址組和具有它 們的定序時(shí)鐘時(shí)間單元的圖像幀通常以 一種重復(fù)的逐幀、逐任務(wù)定序 間隔和所關(guān)聯(lián)的并行可尋址組和逐定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)的節(jié)奏定序。每個(gè)任 務(wù)定序間隔賦予一個(gè)標(biāo)識(shí)它在圖像幀截獲順序內(nèi)的位置的標(biāo)識(shí)附標(biāo)。 任務(wù)定序間隔內(nèi)的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)值(或者相應(yīng)的像素位置)賦予數(shù)字 附標(biāo)值，使得在這個(gè)幀的圖像截獲順序內(nèi)坐標(biāo)可以用包括任務(wù)定序間 隔標(biāo)識(shí)附標(biāo)和定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)值或序號(hào)的坐標(biāo)值對(duì)表示。這些任務(wù)定序
的電路內(nèi)的硬件寄存器內(nèi)，以對(duì)圖像獲取序列內(nèi)的各個(gè)事件，包括積 分周期時(shí)間間隔的控制、并行可尋址組的選擇、組內(nèi)像素的選擇、硬 件組件的選擇和圖像獲取序列內(nèi)事件的啟動(dòng)，進(jìn)行定序。
通過圖像幀、通過幀的相繼任務(wù)定序間隔和通過任務(wù)定序間隔的 定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)范圍依次累進(jìn)有些類似于一個(gè)時(shí)鐘， 一個(gè)小時(shí)可以與一
個(gè)具有60分鐘的圖像幀掃描時(shí)間相比擬，各分鐘可以與具有60秒的 任務(wù)定序間隔相比擬，而每秒可以與定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)時(shí)間相比擬。這是 不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋葦M，因?yàn)樵谝粋€(gè)示范性設(shè)計(jì)中圖像幀獲取時(shí)間大約為32毫秒，分成419個(gè)任務(wù)定序間隔和所關(guān)聯(lián)的并行可尋址組，每個(gè)分成 626個(gè)定序時(shí)鐘周期或像素時(shí)間，每個(gè)像素時(shí)間大約持續(xù)0.125微秒 (在上面引用的這個(gè)示范性設(shè)計(jì)中，行掃描時(shí)間用作任務(wù)定序間隔， 而像素時(shí)鐘用作定序時(shí)鐘)。
時(shí)間間隔，諸如積分時(shí)間之類，方便地通過對(duì)作為粗時(shí)間增量的 任務(wù)定序間隔的計(jì)數(shù)和附加的作為細(xì)時(shí)間增量的出現(xiàn)在任務(wù)定序節(jié)奏 的起點(diǎn)與終點(diǎn)之間的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)偏移確定。 一個(gè)任務(wù)可以從在掃描 順序內(nèi)一個(gè)具有其標(biāo)識(shí)附標(biāo)的定序間隔和在開始任務(wù)定序間隔內(nèi)的開 始定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)處開始和在掃描順序內(nèi)一個(gè)具有其標(biāo)識(shí)附標(biāo)的任務(wù)定 序間隔和在結(jié)束任務(wù)定序間隔內(nèi)結(jié)束定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)處結(jié)束。使用任務(wù) 定序間隔和定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)作為時(shí)基，時(shí)間間隔可以用表示時(shí)間增量的 粗部的任務(wù)定序間隔的個(gè)數(shù)和表示時(shí)間增量的細(xì)部的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)偏 移來表示。優(yōu)選的是，時(shí)間增量的細(xì)部表示為間隔在結(jié)束任務(wù)定序間 隔內(nèi)結(jié)束的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)減去間隔在開始任務(wù)定序間隔內(nèi)開始的時(shí)鐘 計(jì)數(shù)所得到的帶符號(hào)的差。為了表示積分周期的時(shí)間間隔，優(yōu)選的是 使用模運(yùn)算取進(jìn)行讀出的結(jié)束任務(wù)定序間隔的標(biāo)識(shí)附標(biāo)減去進(jìn)行復(fù)位 以開始積分周期的開始任務(wù)定序間隔的標(biāo)識(shí)附標(biāo)所得到的差。結(jié)束積 分，通常出現(xiàn)讀出，在任務(wù)定序間隔周期內(nèi)早些的低定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)處， 而積分周期通常在它們各自的任務(wù)定序間隔內(nèi)遲些的較高定序時(shí)鐘計(jì) 數(shù)處開始，從而積分周期的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)偏移計(jì)算為積分周期結(jié)束時(shí) 的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)(在任務(wù)定序間隔內(nèi))減去積分周期開始時(shí)的定序時(shí) 鐘計(jì)數(shù)(在任務(wù)定序間隔內(nèi))。這個(gè)結(jié)果是帶符號(hào)的，因此可以是負(fù) 的。在至少一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選的是在一個(gè)任務(wù)定序間隔內(nèi)將讀出像 素的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)時(shí)間的范圍選擇成使得在這個(gè)范圍內(nèi)讀出前有效積 分結(jié)束的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)對(duì)于每個(gè)任務(wù)定序間隔是相同的，從而可以標(biāo) 為一個(gè)已知的積分周期結(jié)束的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)值。在以下說明中，將給 定任務(wù)定序間隔的標(biāo)識(shí)附標(biāo)指定為等于在給定任務(wù)定序間隔期間要讀 出的并行可尋址組的地址。作為又一個(gè)任選方案，可以加上對(duì)讀出幀 的起始地址的偏移來計(jì)算物理像素位置。此外，將相繼的定序任務(wù)周期標(biāo)識(shí)附標(biāo)值指定為一些從與幀掃描順序開始相應(yīng)的值逐漸遞增到與 幀掃描順序結(jié)束相應(yīng)的值的相繼整數(shù)。這便于硬件實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榭梢杂?任務(wù)定序間隔標(biāo)識(shí)附標(biāo)直接選擇要讀出的并行可尋址組，而選擇并行
一個(gè)積分周期的"前瞻(look ahead)"功能通過用適當(dāng)?shù)哪＿\(yùn)算將 積分周期的任務(wù)定序間隔的個(gè)數(shù)加上用來選擇要讀出的并行可尋址組 的并行可尋址組地址來實(shí)現(xiàn)。于是，在復(fù)位或條件復(fù)位任務(wù)后，隨著 掃描節(jié)奏的繼續(xù)，施加了復(fù)位任務(wù)的并行可尋址組在經(jīng)過了由以所加
的任務(wù)定序間隔的個(gè)數(shù)表示積分周期的值確定的任務(wù)定序間隔的個(gè)數(shù) 后將被讀出。此外，如果將復(fù)位或選擇性復(fù)位并行可尋址組的定序時(shí) 鐘計(jì)數(shù)范圍選擇成使得復(fù)位在相對(duì)積分周期結(jié)束時(shí)的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)的 所規(guī)定的、帶符號(hào)的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)偏移處出現(xiàn)，復(fù)位將以正確的任務(wù) 定序間隔數(shù)和正確的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)偏移間隔執(zhí)行，以在將得到所需的 積分周期的時(shí)刻啟動(dòng)積分周期。因此，通過使用模運(yùn)算將積分周期內(nèi) 的任務(wù)定序間隔個(gè)數(shù)與任務(wù)定序間隔標(biāo)識(shí)附標(biāo)相加、在為啟動(dòng)復(fù)位預(yù) 先選定的提供相對(duì)為結(jié)束積分周期所選的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)時(shí)間有所需帶
位任務(wù)，結(jié)合選擇所需積分時(shí)間的所需帶符號(hào)的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)偏移， 提供在所需個(gè)數(shù)任務(wù)定序間隔上的積分。
并行讀出的像素組的積分間隔，優(yōu)選的是使用與對(duì)讀出分組相同 的對(duì)這些任務(wù)分組方式，并行予以復(fù)位或條件復(fù)位。在至少一個(gè)實(shí)施 例中，提供了適當(dāng)?shù)膱?zhí)行并行條件像素選擇性復(fù)位任務(wù)的并行比較、 邏輯和存儲(chǔ)器訪問功能。許多組件，包括并行可尋址組選擇、任務(wù)定
序間隔偏移加法器、列讀出線、像素所關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器訪問和并行條件 復(fù)位比較設(shè)置和邏輯電路，由各個(gè)積分周期專用無條件或選擇性復(fù)位 任務(wù)和由并行可尋址組讀出功能可能還由附加的存儲(chǔ)器刷新功能共 享。為了避免在使用硬件資源中的沖突，并行可尋址組讀出、每個(gè)啟 動(dòng)專用可選積分周期和附加存儲(chǔ)器刷新操作在預(yù)先指定的表征為防止 在每個(gè)任務(wù)定序間隔期間爭(zhēng)用共享資源的基本上不相重疊的時(shí)間間隔內(nèi)(或者根據(jù)需要在指定為共享資源可用的時(shí)間間隔期間)執(zhí)行。在 一個(gè)優(yōu)選實(shí)現(xiàn)中，這個(gè)目的是通過提供一些基于硬件的任務(wù)調(diào)度功能 來達(dá)到的，這些任務(wù)調(diào)度功能將并行可尋址組讀出、無條件復(fù)位和各 個(gè)條件復(fù)位任務(wù)(每個(gè)條件可選積分周期一個(gè))定序成使得這些任務(wù) 分別在任務(wù)定序間隔期間基本上不相重疊的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)范圍內(nèi)執(zhí) 行。此外，如果需要，還可以將存儲(chǔ)器刷新任務(wù)添加到在基本上不相 重疊的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)范圍上執(zhí)行的任務(wù)的列表內(nèi)。為了以避免資源使 用沖突的方式進(jìn)行這種調(diào)度，每個(gè)特定任務(wù)優(yōu)選的是在每個(gè)任務(wù)定序 間隔期間達(dá)到預(yù)定的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)時(shí)啟動(dòng)，這些預(yù)定的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù) 被選擇成使得會(huì)沖突的任務(wù)不相交疊。優(yōu)選的是，為歷經(jīng)相繼幀的并 行可尋址組地址中的每個(gè)任務(wù)定序間隔執(zhí)行剛才所說明的順序。每當(dāng) 施加適當(dāng)偏移后選擇一個(gè)具有處在有效區(qū)域內(nèi)的像素的并行可尋址組 時(shí)，執(zhí)行所定序的任務(wù)，但是在一個(gè)所尋址的并行可尋址組不在有效 成像區(qū)域內(nèi)時(shí)遏止或者以沒有不良影響的方式執(zhí)行所定序的任務(wù)。通 過每當(dāng)所尋址的是一個(gè)具有處在有效圖像區(qū)域內(nèi)的像素的并行可尋址 組時(shí)執(zhí)行并行可尋址組讀出和每個(gè)復(fù)位和條件復(fù)位任務(wù)，就為每個(gè)具 有有效像素的并行可尋址組執(zhí)行了所有任務(wù)。
有兩組可能沖突準(zhǔn)則，用來為并行可尋址組讀出和啟動(dòng)各個(gè)積分 周期的復(fù)位任務(wù)選擇定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)范圍。第 一準(zhǔn)則是為任務(wù)定序間隔 內(nèi)任務(wù)指派提供定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)范圍，以便以共享資源在需要時(shí)可得到 的方式執(zhí)行不交疊或至少部分不交疊的并行可尋址組讀出和復(fù)位任 務(wù)?？赡軟_突的第二準(zhǔn)則是為任務(wù)定序間隔內(nèi)任務(wù)指派提供定序時(shí)鐘 計(jì)數(shù)范圍，以便執(zhí)行提供相應(yīng)的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)偏移的并行可尋址組讀 出和復(fù)位任務(wù)，確立每個(gè)可選積分周期的所需積分周期。在一個(gè)示范 性設(shè)計(jì)中，示出了滿足這些準(zhǔn)則的組合的范例。通過將任務(wù)定序間隔 內(nèi)的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)范圍選擇成適當(dāng)設(shè)置積分時(shí)間周期和檢查任務(wù)指派 的交疊的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)范圍和/或在使用資源中的沖突可以發(fā)現(xiàn)沖突。 由于較短的積分周期而出現(xiàn)的沖突往往通過在設(shè)計(jì)中的小調(diào)整，諸如 將所有的積分周期都用一個(gè)小的因子定標(biāo)或者在每個(gè)任務(wù)定序間隔的
48定序時(shí)鐘周期數(shù)上作小的改變之類，來解決。對(duì)于較長(zhǎng)的積分周期， 定序時(shí)鐘偏移的改變相對(duì)在這些積分周期內(nèi)數(shù)量很多的任務(wù)定序間隔 內(nèi)的時(shí)間來說對(duì)積分周期的影響可以非常小，因此往往可以將這些任 務(wù)的定序時(shí)鐘范圍調(diào)整成在使用資源中避免爭(zhēng)用5而對(duì)最終得到的積 分周期影響極小。
可以將積分周期選擇成(如在一個(gè)示范性設(shè)計(jì)中那樣)使得一個(gè) 比一個(gè)短的積分周期提供像素對(duì)每個(gè)積分周期的有效靈敏度與像素對(duì) 下一個(gè)依次較短的積分周期的有效靈敏度之比等于用來表示讀出的記 數(shù)制的指數(shù)的底。例如，在一個(gè)示范性設(shè)計(jì)中，將每個(gè)依次較短的積 分周期選擇成為所緊接的較長(zhǎng)的積分周期的四分之一 ，得到對(duì)每個(gè)依
次較短的積分周期的靈敏度相應(yīng)減小為標(biāo)稱4: 1。此外，將指配給積 分周期的標(biāo)識(shí)附標(biāo)(標(biāo)為i)在一個(gè)示范性設(shè)計(jì)中選擇成將0指配給最 長(zhǎng)的積分周期而對(duì)于7個(gè)依次較短的積分周期所指配的附標(biāo)逐漸增大 到7。設(shè)a表示在像素上的光感應(yīng)積分電荷的A/D讀出。設(shè)b表示對(duì) 于優(yōu)選的是以近似線性形式表示光強(qiáng)度的讀出的數(shù)字表示的指數(shù)的 底。于是，光量v可以表示為
v = a.b'
或者表示為
v = a.4'
其中，a為像素的A/D讀出，i為用來得到讀出的積分周期的附 標(biāo)，而4為底b，通過將相繼的積分周期選擇成每個(gè)標(biāo)稱為上個(gè)較長(zhǎng) 的積分周期的四分之一確定，因此靈敏度減小的相應(yīng)因子為4。這也 可以表示為
v = a.221
在二進(jìn)制格式中，對(duì)于i從0至7的值，可以通過將O指配給二 進(jìn)制數(shù)的比特0和將i的比特0至2分別指配給二進(jìn)制數(shù)的比特1至3 來得到?？梢杂冒▌偛潘攀龅氖痉缎赃^程的各種過程將數(shù)v方便 地映射成浮點(diǎn)格式。在以指數(shù)記數(shù)給出的讀出中，優(yōu)選的是將以上的 a直接映射或任選地定標(biāo)和映射成尾數(shù)，而將i或2i根據(jù)底酌情用任選的偏移和/或比例因子映射成指數(shù)。
作為一個(gè)任選方案，可以使用以上的像素值的指數(shù)表示，以便變 換成對(duì)數(shù)形式。為了將像素值變換成對(duì)數(shù)形式，優(yōu)選的是首先將值標(biāo) 準(zhǔn)化，以將二進(jìn)制或小數(shù)點(diǎn)置于優(yōu)選位置(類似于調(diào)整指數(shù)和尾數(shù)，
對(duì)于科學(xué)記數(shù)法為非零值提供值大于或等于1而小于10的尾數(shù))。然
;?？梢詫⒅笖?shù)^適當(dāng)定標(biāo)i添加給尾數(shù)的對(duì)數(shù):、以提供像素的對(duì)數(shù) 值。適當(dāng)選擇可選積分周期的輻射測(cè)量間隔，比例因子可以是允許直
接將指數(shù)插入尾數(shù)的對(duì)數(shù)的2的整數(shù)冪，以提供像素讀出的對(duì)數(shù)值。
16比特的浮點(diǎn)格式是特別適當(dāng)?shù)模驗(yàn)樗恍枰仍谶@個(gè)示范性 設(shè)計(jì)中得到的13比特的像素讀出多出3個(gè)比特。在開放的圖形格式的 版本中使用的稱為半浮點(diǎn)的16比特浮點(diǎn)格式OpenGL，這個(gè)格式對(duì)于 一定的圖形處理功能是已經(jīng)得到承認(rèn)的16比特浮點(diǎn)格式的一個(gè)例子。 半浮點(diǎn)格式將一個(gè)比特用于符號(hào)、5個(gè)比特用于指數(shù)和IO個(gè)比特用于 尾數(shù)。作為一個(gè)例子，可以通過將符號(hào)比特和指數(shù)的最高有效比特和 最低有效比特設(shè)置為零以及將3比特的指數(shù)i(如以上所說明的那樣指 配的積分周期標(biāo)識(shí)附標(biāo))映射成指數(shù)的3個(gè)中間比特和將表示像素的 光感應(yīng)所積電荷讀出的10比特A/D值映射成尾數(shù)的IO個(gè)比特，將以 上的光讀出值v映射成半浮點(diǎn)格式。這個(gè)值可以任選地標(biāo)準(zhǔn)化和/或定 標(biāo)。如果需要的話，可以將這些任選方案留給圖像數(shù)據(jù)所傳送到的處 理電路來實(shí)現(xiàn)。因此，作為本發(fā)明的示范性設(shè)備的像素級(jí)讀出結(jié)構(gòu)一 部分的這種新穎的極大動(dòng)態(tài)范圍的指數(shù)格式可以以標(biāo)準(zhǔn)化的浮點(diǎn)格式 或者任選地以可以方便地映射成如剛才所例示的標(biāo)準(zhǔn)浮點(diǎn)格式的格式 輸出。對(duì)于許多應(yīng)用來說，用基于指數(shù)和尾數(shù)的像素值輸出格式可以 自動(dòng)化和簡(jiǎn)化對(duì)在非常大的甚至是全動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的圖像像素值的處 理，以便使用這些大部分甚至完全消除了幾乎所有現(xiàn)有技術(shù)的成像系 統(tǒng)所固有的為了使圖像合乎積分范圍而獨(dú)立執(zhí)行的曝光量跟蹤和調(diào)整 的示范性成像設(shè)備。
現(xiàn)在，從任務(wù)、資源和調(diào)度的角度來看成像陣列。成像陣列具有
50一系列組織成多個(gè)并行可尋址像素組(在一個(gè)示范性設(shè)計(jì)中為像素行) 的像素。可以將每個(gè)并行可尋址組的像素編址成作為一個(gè)組來選擇， 以對(duì)它們執(zhí)行，優(yōu)選的是以至少部分并行的方式執(zhí)行作為圖像獲取序 列部分的基于硬件的任務(wù)。對(duì)于要獲取的每個(gè)圖像幀，需為成像陣列 中的每個(gè)像素執(zhí)行的個(gè)別調(diào)度的任務(wù)包括讀出、數(shù)字化和輸出的任務(wù)， 或者任選地對(duì)像素執(zhí)行的其他任務(wù)，以及在為像素啟動(dòng)每個(gè)可選積分 周期時(shí)執(zhí)行的啟動(dòng)積分周期或條件啟動(dòng)新的積分周期的任務(wù)。在一個(gè)
示范性設(shè)計(jì)中包括8個(gè)可選積分周期。因此，對(duì)于一個(gè)示范性設(shè)計(jì)來 說，對(duì)于每個(gè)像素有9個(gè)任務(wù)需調(diào)度和執(zhí)行，以獲取本像素的讀出。 作為一個(gè)任選方案(并非優(yōu)選方案)，可以用作為上個(gè)對(duì)給定像素的 讀出任務(wù)的一部分的復(fù)位來啟動(dòng)這個(gè)像素的可選積分周期中最長(zhǎng)的可 選積分周期，而作為第二個(gè)任選方案，可以將積分周期中最短的組合 為像素的加長(zhǎng)讀出任務(wù)部分。無論是哪個(gè)任選方案都應(yīng)是本發(fā)明的一 部分，但是并不是優(yōu)選的，因?yàn)槊總€(gè)都對(duì)靈活性有所限制。在任何情 況下，對(duì)于這個(gè)示范性設(shè)計(jì)來說，對(duì)于每個(gè)像素，有7個(gè)至9個(gè)用于 讀出和像素復(fù)位的任務(wù)加上一些用于諸如存儲(chǔ)器刷新之類的可能附加 任務(wù)需分別調(diào)度和執(zhí)行，以確立適當(dāng)?shù)目蛇x積分周期和讀出像素。可 以將這個(gè)例子方便地?cái)U(kuò)展到用于其他數(shù)量的可選積分周期，而這樣的 擴(kuò)展也應(yīng)是本發(fā)明的一部分。為所獲取的每個(gè)圖像幀的每個(gè)有效像素 執(zhí)行這些分別調(diào)度的任務(wù)。此外，依次縮短的積分周期的積分時(shí)間如 果成比例或按幾何級(jí)數(shù)減小，那些較短的周期就非常靠近，如在別處 所提示的那樣。在保證在所需時(shí)間完成必需任務(wù)的優(yōu)選成像設(shè)備中 執(zhí)行基于并行硬件的條件復(fù)位任務(wù)；確立(優(yōu)選的是以逐個(gè)像素的方
式)所獲取的每個(gè)圖像的每個(gè)像素積分周期；部分根據(jù)部分積分后所
指示的像素值(優(yōu)選的是以模擬形式)與門限值的比較結(jié)果為每個(gè)像
素選擇較短的可選積分周期；通過在按原來預(yù)定的調(diào)度完成積分的正 確時(shí)刻執(zhí)行對(duì)像素的選擇性復(fù)位啟動(dòng)新的較短的積分周期；在圖像獲 取周期期間和在完成積分周期和最終讀出以及像素值數(shù)字化前為像素 的最長(zhǎng)可選積分周期分配的時(shí)間期間確定用來讀出每個(gè)像素的可選積分周期；對(duì)于所獲取的每個(gè)圖像，像素值只數(shù)字化一次；每個(gè)像素當(dāng)
前進(jìn)行積分的積分周期的指示隨著每個(gè)為本像素啟動(dòng)的新的條件可選 積分周期的啟動(dòng)予以記錄。
釆用以上筒要說明的任務(wù)和資源，主要焦點(diǎn)在這里是給定圖像獲 取序列的組織和調(diào)度。優(yōu)選的是，成像設(shè)備具有調(diào)整諸如選擇復(fù)位任 務(wù)的"比較門限，，以及包括在一個(gè)幀內(nèi)的任務(wù)定序間隔個(gè)數(shù)、在一個(gè) 任務(wù)定序間隔內(nèi)的定序時(shí)鐘周期個(gè)數(shù)和定序時(shí)鐘周期的數(shù)字持續(xù)時(shí)間 的有效"圖像幀大小"之類的許多參數(shù)的靈活性?？蛇x積分周期的使 用和可選積分周期的個(gè)數(shù)優(yōu)選的是也是可編程的。像素被組織成一些 并行可尋址組，組內(nèi)的像素是以至少部分并行方式可訪問的，從而可 以通過發(fā)布并行可尋址組的地址來執(zhí)行任務(wù)。帶有有效像素的并行可 尋址組優(yōu)選的是在每個(gè)并行可尋址組內(nèi)含有同樣數(shù)量的有效像素。圖 像獲取間隔將是在以連續(xù)截獲模式工作時(shí)在截獲一個(gè)圖像與截獲下一 個(gè)圖像之間的間隔。圖像獲取間隔被分成一系列任務(wù)定序間隔，這些 任務(wù)定序間隔優(yōu)選的是具有同樣的持續(xù)時(shí)間，而且優(yōu)選的是充滿了圖 像截獲間隔。優(yōu)選的是，存在至少與帶有有效像素的并行可尋址組一 樣多的任務(wù)定序間隔。任務(wù)定序間隔被分成優(yōu)選的是數(shù)量固定的計(jì)數(shù) 定序時(shí)鐘周期。優(yōu)選的是，在一個(gè)任務(wù)定序間隔內(nèi)存在至少與在一個(gè) 可尋址組內(nèi)的有效像素一樣多的定序時(shí)鐘周期。優(yōu)選的是，指配同樣
隔的附標(biāo)，而更為優(yōu)選的是在一個(gè)任務(wù)定序間隔有效時(shí)調(diào)度對(duì)同樣編 號(hào)的并行可尋址組中的像素的讀出。還優(yōu)選的是按與任務(wù)定序間隔成 為有效相同的相繼次序?qū)⒌刂分概錇橄嗬^的整數(shù)。這樣，可以與加法 或減法一起使用模運(yùn)算，以在硬件中和在積分周期的計(jì)算中處理地址 偏移，其中，定時(shí)控制優(yōu)選的是基于任務(wù)定序間隔的個(gè)數(shù)和根據(jù)定序 時(shí)鐘周期的個(gè)數(shù)得出的任務(wù)定序間隔的小數(shù)部分。
采用以上規(guī)定和術(shù)語(yǔ)對(duì)每個(gè)可尋址組的讀出在相應(yīng)的任務(wù)定序 間隔期間調(diào)度。讀出任務(wù)優(yōu)選的是含有對(duì)并行可尋址組的有效像素基 本上并行執(zhí)行的部分。在讀出的這個(gè)基本上并行執(zhí)行部分期間，積分周期在預(yù)定的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)時(shí)結(jié)束，來自每個(gè)像素的模擬信息被傳送 給所關(guān)聯(lián)的采樣電路。讀出任務(wù)的基本上并行執(zhí)行部分優(yōu)選的是在定 序時(shí)鐘周期的預(yù)定范圍內(nèi)定序。讀出的并行執(zhí)行部分占用任務(wù)定序間 隔的 一個(gè)比較小的部分，而這間隔的其余部分可用于包括復(fù)位和選擇 性復(fù)位任務(wù)的其他一些任務(wù)。對(duì)于調(diào)度復(fù)位任務(wù)來說，有一些可以觀
察調(diào)度安排的有利視角。在與一個(gè)示范性設(shè)計(jì)有關(guān)的圖l和2中，可 以對(duì)這兩個(gè)圖中和有關(guān)說明中的行和列或像素值作如下比擬行時(shí)間
組；以及像素時(shí)鐘或計(jì)數(shù)比擬為更為廣義的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)。圖1和2
各示出了對(duì)陣列的僅一個(gè)行的行讀出任務(wù)，并且示出了對(duì)示為要讀出
的這個(gè)行內(nèi)的像素執(zhí)行的無條件行復(fù)位和7個(gè)條件復(fù)位的行和列偏
移，用以確定和選擇行的每個(gè)像素的適當(dāng)可選積分周期，使行為讀出
作好準(zhǔn)備。在這個(gè)觀察中，我們從被讀出的行開始，回顧使這行為讀
出作好準(zhǔn)備而執(zhí)行的復(fù)位和條件復(fù)位任務(wù)。每個(gè)并行可尋址組的有效
像素在超過一個(gè)任務(wù)定序間隔期間經(jīng)受條件復(fù)位任務(wù)。
現(xiàn)在從著眼于為在特定的任務(wù)定序間隔期間執(zhí)行而調(diào)度的任務(wù)
的列表的角度來觀察任務(wù)調(diào)度的情況。在一個(gè)給定的任務(wù)定序間隔內(nèi)，
調(diào)度一個(gè)讀出一個(gè)所關(guān)聯(lián)的并行可尋址組的有效像素的任務(wù)，以及調(diào) 度一些各與可選積分周期之一關(guān)聯(lián)的復(fù)位任務(wù)。在這個(gè)任務(wù)定序間隔
期間，調(diào)度一個(gè)對(duì)并行可尋址組的像素進(jìn)行無條件復(fù)位的無條件復(fù)位 任務(wù)，為這些像素啟動(dòng)最長(zhǎng)的積分周期。其余的復(fù)位任務(wù)各與較短的 可選積分周期中的一個(gè)特定的可選積分周期關(guān)聯(lián)，被配置成逐像素地 對(duì)像素進(jìn)行選擇性復(fù)位，以有選擇地啟動(dòng)所關(guān)聯(lián)的被選擇性復(fù)位的像 素的較短的積分周期。在任務(wù)定序間隔期間，配置了與每個(gè)可選積分 周期關(guān)聯(lián)的復(fù)位任務(wù)。與讀出一個(gè)并行可尋址組的有效像素關(guān)聯(lián)的這 些并行任務(wù)在任務(wù)定序間隔內(nèi)的一些定序時(shí)鐘時(shí)間范圍內(nèi)調(diào)度，而行 讀出的不需要使用與復(fù)位任務(wù)共享的資源的部分，諸如對(duì)在行讀出任 務(wù)的并行部分采樣的像素值數(shù)字化，通過任務(wù)定序間隔的其余部分調(diào) 度。每個(gè)可選積分周期一個(gè)的復(fù)位任務(wù)優(yōu)選的是在讀出任務(wù)的并行任
53務(wù)后通過任務(wù)定序間隔的其余部分調(diào)度，調(diào)度安排成防止對(duì)共享資源 的爭(zhēng)用和在任務(wù)定序間隔內(nèi)提供啟動(dòng)具有所需持續(xù)時(shí)間的可選積分周 期的定序時(shí)鐘計(jì)數(shù)處按需要無條件或有選擇地啟動(dòng)一個(gè)個(gè)像素的積分 周期。對(duì)于每個(gè)所調(diào)度的復(fù)位任務(wù)，根據(jù)與復(fù)位關(guān)聯(lián)的可選積分周期
行可尋址組(在一個(gè)示范性設(shè)計(jì)中為"行")，從而提供所需的積分 周期。通過在每個(gè)任務(wù)定序間隔內(nèi)對(duì)所選擇的可尋址組內(nèi)的有效像素 按同樣的定序時(shí)鐘間隔重復(fù)地執(zhí)行同 一個(gè)任務(wù)列表內(nèi)的這些任務(wù)，所 有的像素讀出任務(wù)按預(yù)定調(diào)度的預(yù)定次序執(zhí)行，而所有的無條件和條 件復(fù)位對(duì)每個(gè)有效像素執(zhí)行，以為像素選擇可選積分周期中的適當(dāng)可 選積分周期。
對(duì)于每個(gè)并行可尋址組， 一旦為完成一個(gè)圖像讀出了像素，就可 以開始為截獲下一個(gè)圖像的積分。隨著漸進(jìn)性地逐任務(wù)定序間隔所關(guān) 聯(lián)的并行可尋址組讀出圖像的像素，以上所述意味著，對(duì)于逐個(gè)截獲 相繼圖像的工作模式，截獲下個(gè)圖像幀的圖像的積分周期可以在上個(gè) 幀的所有像素的積分和讀出完成前就開始。此外，隨著依次逐任務(wù)定 序間隔所關(guān)聯(lián)的并行可尋址組讀出處理，像素值依次按預(yù)定順序讀出， 對(duì)于每個(gè)所獲取的圖像，正好從每個(gè)像素得出一個(gè)像素值?？蛇x積分 周期調(diào)度和安排成使得讀出根據(jù)不取決于為各個(gè)像素所選擇的個(gè)別積 分的預(yù)定調(diào)度進(jìn)行。這樣，經(jīng)數(shù)字化的像素值對(duì)于每個(gè)圖像的每個(gè)有 效像素來說恰好獲取一次，以已知的預(yù)定次序給出，供直接輸出或進(jìn) 一步處理，而不必在圖像獲取過程中為一個(gè)像素獲取多個(gè)讀出時(shí)或者 在為大部分陣列上的像素逐步進(jìn)行和有效散布獲取數(shù)字化像素值時(shí)將 圖像的主要部分緩存起來以便對(duì)像素重新排序或供值選擇用。對(duì)于陣
列中的每個(gè)像素像素的積分周期從可選積分周期的有限集合中選擇； 記錄所選積分周期的指示；調(diào)度使得在圖像截獲順序內(nèi)的預(yù)定時(shí)間結(jié) 束所選積分周期以及讀出和數(shù)字化像素值。
首先參見圖6，為了例示起見，自動(dòng)車輛設(shè)備控制系統(tǒng)606示為安裝在受控車輛605內(nèi)。雖然控制系統(tǒng)606示為與內(nèi)部后視鏡組件整合在一起，但可以理解，控制系統(tǒng)或其任何獨(dú)立組件可以安裝在受控車輛605內(nèi)部或外表任何適當(dāng)位置。術(shù)語(yǔ)"受控車輛"在這里是指包括自動(dòng)車輛對(duì)外燈控制系統(tǒng)的車輛。安裝所關(guān)聯(lián)的圖像傳感器的適當(dāng)
位置是那些可以對(duì)通常在受控車輛605前方的景像進(jìn)行自由觀察的位置，從而允許圖像傳感器檢測(cè)在與受控車輛關(guān)聯(lián)的眩目區(qū)域608內(nèi)迎面而來的車輛615的前燈616和在前面行-駛的車輛610的后燈611。
圖7示出了包括裝有自動(dòng)車輛對(duì)外燈控制系統(tǒng)的內(nèi)部后視鏡組件706的受控車輛705。處理和控制系統(tǒng)的功能有向成像器發(fā)送配置數(shù)據(jù)、從成像器接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)、處理圖像和產(chǎn)生對(duì)外燈控制信號(hào)的功能。這樣的自動(dòng)車輛對(duì)外燈控制系統(tǒng)的詳細(xì)說明可參見共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利No. 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和美國(guó)專利申請(qǐng)No. 10/208,142, 09/799,310， 60/404,879， 60/394,583，10/235,476， 10/783,431， 10/777,468和09/800,460，這些專利文件在這里全部列為參考予以引用。受控車輛還示為包括駕駛員外側(cè)后視鏡組件710a、乘客外側(cè)后視鏡組件710b、中央高安裝停車燈(CHMSL)745、 A-柱燈750a和750b、B-柱燈755a和755b和C-燈柱760a、760b;可以理解，這些位置中任何一個(gè)位置都可以用來安裝一個(gè)、幾個(gè)圖像傳感器或者有關(guān)的處理和/或控制組件?？梢岳斫猓魏位蛩械暮笠曠R可以是自動(dòng)消光的電光鏡。受控車輛示為包括許多對(duì)外燈，其中有前燈720a和720b、氣象燈730a和730b、前轉(zhuǎn)彎指示/障礙燈735a和735b、后燈725a和725b、后轉(zhuǎn)彎指示燈726a和726b、后障礙燈727a和727b以及倒車燈740a和740b?？梢岳斫?，可以配置附加的對(duì)外燈，諸如獨(dú)立的低光束和高光束前燈、包括多用照明的綜合燈之類。還可以理解，任何對(duì)外燈可以配有調(diào)整給定的對(duì)外燈所關(guān)聯(lián)的主光軸的位置控制器(未示出)?？梢岳斫?，圖7的受控車輛通常只是例示性的，
可以將諸如在這里列為參考予以引用的專利和專利申請(qǐng)中所揭示的那t匕適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)車輛對(duì)夕卜燈控制系統(tǒng)與在這里所說曰/考予以引用的公開內(nèi)所揭示的其他功能部件一起使用。
現(xiàn)在來看圖8a和8b,圖中示出了內(nèi)部后視鏡組件800a、 800b的一個(gè)實(shí)施例。反光鏡組件包括封在前外殼885a、 885b和后外殼8卯a(chǎn)、890b內(nèi)的固定附件組合。前外殼包括給定圖像傳感器可視開口的孔徑886b。固定的附件組合與后視鏡一起由連接件855a、 855b承栽。后視鏡包括反射鏡外軍860a和860b、座圏861a和861b以及反光鏡862a。線蓋894a、 894b用來遮蓋有關(guān)的接線815b。后視鏡組合800a、800b還裝有環(huán)境光傳感器865b、至少一個(gè)麥克風(fēng)866b、眩目光傳感器865a、操作員接口 863a、指示燈864a和至少一個(gè)信息顯示器870。
現(xiàn)在來看圖9，圖中示出了附件和后視鏡安裝組合905的分解透視圖。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，附件和后視鏡安裝組合提供將可重新定位安裝的內(nèi)部后視鏡與精確對(duì)準(zhǔn)的如在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/783,273 ( 7606 )內(nèi)詳細(xì)說明的那樣固定安裝的或者如在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 10/645,801中所說明的那樣自動(dòng)重新定位的圖像傳感器一起安裝的剛性結(jié)構(gòu)，這兩個(gè)美國(guó)專利申請(qǐng)因此在這里全部整體列為參考予以引用。優(yōu)選的附件和后視鏡安裝組合便于讓組合解脫，又保證可重復(fù)地使有關(guān)組件可靠和精確對(duì)準(zhǔn)。在至少一個(gè)實(shí)施例中，將所關(guān)聯(lián)的成像器用于自動(dòng)對(duì)外車燈控制，為此優(yōu)選的是將圖像傳感器精確對(duì)準(zhǔn)?？梢岳斫?，除了汽車和消費(fèi)電子設(shè)備應(yīng)用之外，本發(fā)明通常還可以廣泛地應(yīng)用于光傳感的光學(xué)設(shè)備。
成像器板910裝有帶透鏡911的圖像傳感器。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，成像器板還包括圖像傳感器控制邏輯和定時(shí)電路、通信線路驅(qū)動(dòng)器和線束插座913。任選的是，成像器板可以包括接收和至少部分處理從圖像傳感器得到的圖像的處理器。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，圖像傳感器和至少一個(gè)其他組件集成在一個(gè)共同的ASIC內(nèi)，最好集成在一個(gè)共同的硅片上，這些其他組件是從包括l)圖像傳感器控制邏輯、2)A/D變換器、3)低壓差動(dòng)信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器、4)溫度傳感器、5)控制輸出線、6)電壓調(diào)整器、7)第二圖像傳感器、8)微處理器、9)濕度傳感器和10)指南針的組中選擇的。在至少一個(gè)實(shí)施例中，帶有透鏡911的圖像傳感器包括透鏡蓋鉤扣部912，用來咬接透鏡蓋920的鉤扣卡921。透鏡蓋有與圖像傳感器和透鏡的光軸對(duì)準(zhǔn)的孔徑922?？梢允褂酶鞣N適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)系統(tǒng)，諸如在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利5，990，469、 6，008，486、6，"0，421、 6,130,448、 6,049,171和6,403,942以及美國(guó)專利申請(qǐng)No.60/495,906 (2880)中所示出和說明的那些，這些專利和專利申請(qǐng)?jiān)谶@里全部整體列為參考予以引用。可以理解，按照本發(fā)明的光學(xué)裝置可以省去透鏡蓋920，如在這里詳細(xì)說明的那樣?？梢岳斫猓褂冒凑毡景l(fā)明的光學(xué)元件就可以不用透鏡蓋鉤扣部、透鏡蓋和鉤扣卡。在至少一個(gè)實(shí)施例中，"透鏡蓋"如在這里詳細(xì)說明的那樣在模制的有機(jī)材料的光學(xué)件上用激光形成。
成像器板配線束(未示出)優(yōu)選的是在它的各端上配有插頭。成像器板優(yōu)選的是配有接納成像器板配線束(未示出)的插頭的插座。
圖IO示出了按照本發(fā)明的具有帶透鏡1011的成像器的數(shù)字照相機(jī)1006的輪廓圖?？梢岳斫?，按照本發(fā)明的光學(xué)裝置可以并入許多組合，包括但不限于光傳感、圖像獲取、濕度傳感、后視系統(tǒng)、車道偏離檢測(cè)系統(tǒng)、自適應(yīng)罐控制系統(tǒng)、占位檢測(cè)系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、測(cè)色系統(tǒng)、前燈控制系統(tǒng)、可變反射率后視鏡控制系統(tǒng)、數(shù)字錄像機(jī)和數(shù)字照相機(jī)。
應(yīng)該理解，提供以上詳細(xì)說明以使一般熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員能夠?qū)崿F(xiàn)和使用如在所附權(quán)利要求書中所述的本發(fā)明。本說明不應(yīng)被解釋為將本發(fā)明的范圍限制在任何所給出的實(shí)施例，因此所附權(quán)利要求書旨在涵蓋在相應(yīng)范圍內(nèi)的所有等效結(jié)構(gòu)和等效功能。
權(quán)利要求
1.一種成像設(shè)備，包括像素陣列，其中，所述像素陣列中的每個(gè)有效像素各自經(jīng)受包括下列任務(wù)的一系列任務(wù)為給定像素選擇和啟動(dòng)可用積分周期并記錄為所述給定像素啟動(dòng)的積分周期的指示；在至少部分處在所述像素陣列外的場(chǎng)所取得使用所選積分周期在所述給定像素上所積電荷的單個(gè)數(shù)字化讀出；以及根據(jù)所述數(shù)字化讀出和所述所選積分周期輸出表示所述給定像素的光強(qiáng)度讀出的信號(hào)。
2. 如在權(quán)利要求1中所述的成像設(shè)備，其中，用像素復(fù)位任務(wù) 來啟動(dòng)可選積分周期。
3. 如在權(quán)利要求1中所述的成像設(shè)備，其中，執(zhí)行為給定像素 選擇積分周期的任務(wù)被限制在對(duì)于所述像素可以進(jìn)行最長(zhǎng)的積分的周 期。
4. 如在權(quán)利要求1中所述的成像設(shè)備，其中，并行可尋址像素 組構(gòu)成所述像素陣列內(nèi)像素行的實(shí)質(zhì)部分。
5. 如在權(quán)利要求1中所述的成像設(shè)備，其中， 一個(gè)或多個(gè)可用 積分周期與下一個(gè)較短的積分周期之比大約為2的整數(shù)冪，所述整數(shù) 冪大于1。
6. 如在權(quán)利要求1中所述的成像設(shè)備，其中，在存儲(chǔ)器內(nèi)為每 個(gè)像素存儲(chǔ)4個(gè)或少于4個(gè)比特的數(shù)據(jù)。
7. 如在權(quán)利要求6中所述的成像設(shè)備，其中，所述存儲(chǔ)器與所 述像素陣列被制造在同 一個(gè)集成電路基底上。
8. 如在權(quán)利要求1中所述的成像設(shè)備，其中，對(duì)于每個(gè)像素只 取得所積電荷量的一個(gè)數(shù)字化讀出，對(duì)于各像素按預(yù)定次序取得數(shù)字 化讀出。
9. 如在權(quán)利要求1中所述的成像設(shè)備，其中，為不同的圖像獲 取序列提供不同的可選積分周期組。
10. 如在權(quán)利要求9中所述的成像設(shè)備，其中，所述可選積分周 期組中的第 一個(gè)可選積分周期用于高于門限的環(huán)境光線條件，而所述可選積分周期組中的第二個(gè)可選積分周期用于低于門限的環(huán)境光線條 件。
11. 如在權(quán)利要求1中所述的成像設(shè)備，其中，可為一個(gè)像素選 擇的所有積分周期同時(shí)結(jié)束。
12. 如在權(quán)利要求2中所述的成像設(shè)備，其中，確定對(duì)給定像素 復(fù)位以啟動(dòng)一個(gè)較短的積分周期至少部分基于將部分積分后在所述給 定像素上積累的電荷的指示與門限量相比較的比較任務(wù)的結(jié)果。
13. 如在權(quán)利要求12中所述的成像設(shè)備，其中，比較任務(wù)是模 擬的，并且在通常處在所述像素陣列之外的至少一個(gè)位置執(zhí)行。
14. 如在權(quán)利要求2中所述的成像設(shè)備，其中，如果所記錄的對(duì) 于一個(gè)像素的有效積分周期的指示表明所述像素沒有在對(duì)于所述像素 的前一條件復(fù)位任務(wù)期間被復(fù)位，就為所述像素繞過開始 一 個(gè)較短積 分周期的復(fù)位。
15. 如在權(quán)利要求6中所述的成像設(shè)備，其中，動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器被用 于與每個(gè)像素關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器。
16. 如在權(quán)利要求15中所述的成像設(shè)備，其中，所述動(dòng)態(tài)存儲(chǔ) 器含有存儲(chǔ)比特值的電容性元件。
17. 如在權(quán)利要求15中所述的成像設(shè)備，其中，對(duì)所述動(dòng)態(tài)存 儲(chǔ)器的刷新任務(wù)與其他圖像獲取任務(wù)一起被調(diào)度。
18. 如在權(quán)利要求l中所述的成像設(shè)備，其中，并行可尋址像素 組的讀出在圖像獲取序列期間以周期性間隔執(zhí)行。
19. 如在權(quán)利要求l中所述的成像設(shè)備，其中，最長(zhǎng)的可用積分 周期與最短的可用積分周期之比大于3500。
20. 如在權(quán)利要求1中所述的成像設(shè)備，其中，除最短的可用積 分周期之外的任何可用積分周期與下一個(gè)較短的可用積分周期之比小 于10。
21. 如在權(quán)利要求l中所述的成像設(shè)備，其中，所述可用積分周 期成比例減小。
22. 如在權(quán)利要求1中所述的成像設(shè)備，其中，所述可用積分周期按幾何級(jí)數(shù)減小。
23. —種成像設(shè)備，包括劃分成至少16個(gè)并行可尋址像素組 的像素陣列，被配置成可以獨(dú)立選擇在所述像素陣列內(nèi)的任何給定并 行可尋址像素組和使所述所選并行可尋址像素組中的有效像素經(jīng)受至 少一個(gè)所規(guī)定的任務(wù)，其中，至少一個(gè)任務(wù)是作為對(duì)所述所選并行可 尋址像素組中的有效像素的至少一個(gè)實(shí)質(zhì)子集同時(shí)起作用的單個(gè)任務(wù) 執(zhí)行的選擇性復(fù)位任務(wù)，以確定要選擇性復(fù)位的有效像素并且按照確 定結(jié)果有選擇地執(zhí)行所述復(fù)位和記錄對(duì)每個(gè)被復(fù)位的像素的復(fù)位的指 示，所述任務(wù)對(duì)所述所選并行可尋址像素組內(nèi)的像素的至少一個(gè)實(shí)質(zhì) 子集并行執(zhí)行。
24. 如在權(quán)利要求23中所述的成像設(shè)備，其中， 一個(gè)所述并行 可尋址像素組定義了所述像素陣列內(nèi)像素行的實(shí)質(zhì)部分。
25. 如在權(quán)利要求23中所述的成像設(shè)備，其中， 一系列Bayer 模式排列的濾光器像素的經(jīng)共同濾光的像素組定義了并行可尋址像素 組。
26，如在權(quán)利要求24中所述的成像設(shè)備，還包括復(fù)位控制電路 行，行中每個(gè)復(fù)位控制電路通過所關(guān)聯(lián)的通信路徑與所述所選并行可 尋址像素組內(nèi)的一個(gè)相應(yīng)像素鏈接。
27. 如在權(quán)利要求26中所述的成像設(shè)備，其中，所述復(fù)位控制 電路行配置成以基本上并行的操作方式執(zhí)行對(duì)所述所選并行可尋址像 素組內(nèi)的像素的選擇性復(fù)位。
28. 如在權(quán)利要求23中所述的成像設(shè)備，其中，有一些比較器 和邏輯電路執(zhí)行選擇性復(fù)位功能，這些比較器和邏輯電路被劃分成一 些類似的功能塊，每個(gè)功能塊對(duì)所述所選并行可尋址像素組的一個(gè)或 多個(gè)像素進(jìn)行操作，而這些功能塊內(nèi)的邏輯從一個(gè)功能塊到下 一 個(gè)功 能塊至少部分是相同的。
29. 如在權(quán)利要求23中所述的成像設(shè)備，其中，并行可尋址組 的像素用與選擇性復(fù)位任務(wù)部分交疊的順序任務(wù)至少部分并行采樣和 數(shù)字化。
30. 如在權(quán)利要求23中所述的成像設(shè)備，其中，第一個(gè)并行可 尋址像素組的像素首先被復(fù)位，以開始最長(zhǎng)的積分周期，接著受到一 系列條件復(fù)位的作用，逐像素地對(duì)像素條件復(fù)位和啟動(dòng)較短的積分周 期。
31. 如在權(quán)利要求30中所述的成像設(shè)備，其中，確定對(duì)像素復(fù) 位以啟動(dòng)一個(gè)較短的積分周期至少部分基于將部分積分后在任何給定 像素上積累的電荷的指示與門限量相比較的結(jié)果。
32. 如在權(quán)利要求30中所述的成像設(shè)備，其中，指示任何給定 像素的當(dāng)前積分周期的記錄保存在每個(gè)像素的相應(yīng)存儲(chǔ)器內(nèi)。
33. 如在權(quán)利要求32中所述的成像設(shè)備，其中，所述存儲(chǔ)器與 所述像素陣列被制造在同 一 個(gè)集成電路基底上。
34. 如在權(quán)利要求32中所述的成像設(shè)備，其中，所述與可尋址 組的像素關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器是基本上可以并行訪問的。
35. 如在權(quán)利要求30中所述的成像設(shè)備，其中，如果在所述存 儲(chǔ)器內(nèi)對(duì)于像素所記錄的值表明所述像素在上個(gè)對(duì)所述像素的復(fù)位任 務(wù)期間沒有被復(fù)位，就繞過對(duì)所述像素的開始較短的積分周期的條件 復(fù)位。
36. 如在權(quán)利要求30中所述的成像設(shè)備，其中，對(duì)于每個(gè)被讀 出的像素在像素上的所積電荷只數(shù)字化一次。
37. 如在權(quán)利要求32中所述的成像設(shè)備，其中，用動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器 作為與每個(gè)像素關(guān)聯(lián)的所述存儲(chǔ)器。
38. 如在權(quán)利要求37中所述的成像設(shè)備，其中，所述動(dòng)態(tài)存儲(chǔ) 器含有存儲(chǔ)比特值的電容性元件。
39. 如在權(quán)利要求37中所述的成像設(shè)備，其中，對(duì)所述動(dòng)態(tài)存 儲(chǔ)器的刷新任務(wù)與其他圖像獲取任務(wù)一起調(diào)度。
40. —種成像設(shè)備，包括劃分成并行可尋址像素組的像素陣列； 讀出所尋址的并行可尋址像素組中的有效像素的像素讀出任務(wù)；以及 多個(gè)積分周期啟動(dòng)任務(wù)，各個(gè)積分周期啟動(dòng)任務(wù)用來為各個(gè)所尋址的 并行可尋址像素組內(nèi)的所選像素啟動(dòng)一組可用積分周期中的不同的可用積分周期，所述讀出任務(wù)和每個(gè)所述積分周期啟動(dòng)任務(wù)在任務(wù)定序 間隔內(nèi)的預(yù)定時(shí)間啟動(dòng)，每個(gè)任務(wù)被繞過或被指配一個(gè)具有要對(duì)其執(zhí) 行給定任務(wù)的像素的可尋址像素組。
41. 如在權(quán)利要求40中所述的成像設(shè)備，被配置成提供重復(fù)執(zhí) 行所述任務(wù)定序間隔內(nèi)的任務(wù)，以及將不同的并行可尋址像素組指配 給每個(gè)任務(wù)定序間隔的相應(yīng)任務(wù)，使得基本上所有的任務(wù)都對(duì)每個(gè)并 行可尋址像素組執(zhí)行，以完成圖像獲取序列。
42. 如在權(quán)利要求40中所述的成像設(shè)備，其中，確立最長(zhǎng)的可條件復(fù)位，而每個(gè)啟動(dòng)其余較短的可選積分周期之一的任務(wù)首先逐像 擇性復(fù)位啟動(dòng)所述較短的;分周期。、 ''\ ' … ''
43. 如在權(quán)利要求40中所述的成像設(shè)備，其中，每個(gè)像素的當(dāng) 前積分周期的指示記錄在存儲(chǔ)器內(nèi)。
44. 如在權(quán)利要求40中所述的成像設(shè)備，其中，由特定的任務(wù)的時(shí)間確立而部分由選來供任務(wù)操作的并行可尋址^泉素組的選擇確 立。
45. 如在權(quán)利要求40中所述的成像設(shè)備，其中，并行可尋址像 素組構(gòu)成成像幀內(nèi)的像素行的實(shí)質(zhì)部分。
46. 如在權(quán)利要求41中所述的成像設(shè)備，其中，在單個(gè)圖像獲 取序列期間執(zhí)行任務(wù)定序間隔的這些任務(wù)的總次數(shù)等于或大于具有有 效像素的并行可尋址組的組數(shù)。
47. 如在權(quán)利要求40中所述的成像設(shè)備，其中，任務(wù)定序間隔 內(nèi)的這些任務(wù)調(diào)度成使得由所述任務(wù)共享的組件一時(shí)僅由一個(gè)任務(wù)使 用。
48. 如在權(quán)利要求40中所述的成像設(shè)備，其中，在一個(gè)圖像獲 取序列內(nèi)讀出的像素中至少有一些像素的積分周期在讀出上個(gè)圖像獲 取序列的所有像素前開始。
49. 如在權(quán)利要求40中所述的成像設(shè)備，其中，用動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器 作為與每個(gè)像素關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器。
50. 如在權(quán)利要求49中所述的成像設(shè)備，其中，刷新所述動(dòng)態(tài) 存儲(chǔ)器的任務(wù)在所述任務(wù)定序間隔期間提供和調(diào)度。
51. —種成像設(shè)備，包括像素陣列；可用積分周期組；為基本 上每個(gè)像素選擇所述可用積分周期組中的 一個(gè)可用積分周期并將所選 擇的可用積分周期記錄在存儲(chǔ)器內(nèi)；以及在積分周期結(jié)束時(shí)，將每個(gè) 像素上所積電荷量的讀出數(shù)字化后以可以直接映射成浮點(diǎn)表示的尾數(shù) 的形式輸出，同時(shí)將用來讀出所述像素的所述積分周期的相應(yīng)指示以 可以映射成像素值的浮點(diǎn)表示的指數(shù)的形式輸出。
52. 如在權(quán)利要求51中所述的成像設(shè)備，其中，像素的使用第 一個(gè)可用積分周期的靈敏度與使用所述可用積分周期中另 一個(gè)可用積 分周期的第二靈敏度之比大約為2的整數(shù)冪。
53. —種成像設(shè)備，包括至少一個(gè)并行可尋址像素組，包括在圖像獲取序列內(nèi)動(dòng)態(tài)確定的 對(duì)于在所述并行可尋址像素組內(nèi)的每個(gè)像素的積分周期的起點(diǎn)；以及對(duì)于在所述并行可尋址像素組內(nèi)的所有像素基本上是同時(shí)的、對(duì) 于在所述并行可尋址像素組內(nèi)的每個(gè)像素的積分的終點(diǎn)。
54. 如在權(quán)利要求53中所述的成像設(shè)備，其中，在所述并行可 尋址像素組內(nèi)的任何給定像素的積分的起點(diǎn)與在所述并行可尋址像素 組內(nèi)的任何其他像素?zé)o關(guān)。
55. 如在權(quán)利要求53中所述的成像設(shè)備，其中，至少一個(gè)積分 起點(diǎn)是從可用積分周期組中選擇的。
56. 如在權(quán)利要求55中所述的成像設(shè)備，其中，所述可用積分 周期組根據(jù)圖像獲取序列前的指令得出。
57. —種成像設(shè)備，包括二維像素陣列，以及與所述二維像素陣列中的每個(gè)像素關(guān)聯(lián)的用 來存儲(chǔ)為給定像素所選擇的積分周期的指示的存儲(chǔ)寄存器，其中，所 述所選積分周期是根據(jù)在圖像獲取周期期間的至少一個(gè)比較結(jié)果從一組至少4個(gè)可用積分周期中選擇的。
58. 如在權(quán)利要求57中所述的成像設(shè)備，其中，所述存儲(chǔ)寄存 器至少部分在由所述二維像素陣列給定的區(qū)域之外。
59. —種成像設(shè)備，包括 二維像素陣列；以及圖像獲取序列，包括至少 一個(gè)條件像素復(fù)位任務(wù)； 至少一個(gè)積分周期選擇任務(wù)；以及 至少一個(gè)像素讀出任務(wù)。
60. 如在權(quán)利要求59中所述的成像設(shè)備，其中，所述圖像獲取 序列還包括至少一個(gè)無條件像素復(fù)位任務(wù)。
61. 如在權(quán)利要求59中所述的成像設(shè)備，其中，所述至少一個(gè) 條件像素復(fù)位任務(wù)、所述至少一個(gè)無條件像素復(fù)位任務(wù)和所述至少一 個(gè)積分周期選擇任務(wù)是按照在所述圖像獲取序列內(nèi)的任務(wù)定序間隔調(diào) 度的。
62. 如在權(quán)利要求60中所述的成像設(shè)備，其中，所述至少一個(gè) 條件像素復(fù)位任務(wù)、所述至少一個(gè)條件像素復(fù)位任務(wù)、所述至少一個(gè) 積分周期選擇任務(wù)和所述至少一個(gè)無條件像素復(fù)位任務(wù)是按照在所述 圖像獲取序列內(nèi)的任務(wù)定序間隔調(diào)度的。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有大動(dòng)態(tài)范圍的改進(jìn)型成像設(shè)備和裝有這種改進(jìn)型成像設(shè)備的監(jiān)視和自動(dòng)控制系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04N5/376GK101637030SQ200780052272
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月9日
發(fā)明者J·C·安德勒斯, J·H·貝克特爾 申請(qǐng)人:金泰克斯公司