Sensor de imagen de salidas de imágenes entrelazadas.

Sistema de sensor de imagen, que comprende:

una matriz de píxeles (12) en un sensor de imagen CMOS,

la matriz de pixels (12) estando dispuesta para generaruna primera imagen y una segunda imagen, en el cual la matriz de píxeles (12) comienza a generar datos de píxelesde la segunda imagen después de un retraso después de que datos de píxeles de la primera imagen comienzan aser generados, y antes de que termine la generación de datos de píxel de la primera imagen;

una memoria (74);

un bus (68; 504) que linda con la memoria (74) y acopla la memoria (74) para recibir datos de píxeles de la matriz depixels (12) vía el bus (69, 504); y,

un controlador de memoria (44, 510) dispuesto:

para almacenar datos de píxeles de la primera imagen en la memoria (74) y recuperar los datos de píxeles de laprimera imagen a partir de la memoria (74) de una manera de entrelazado de la cual los datos de píxeles que sealmacenan y los datos de píxeles que se recuperan, tanto para la primera imagen, se transmiten alternativamente através del bus (68, 504); o

para almacenar datos de píxeles de las primera y segunda imágenes en la memoria (74) de una manera deentrelazado de la cual los datos de píxeles que se almacenan para la primera imagen y los datos de píxeles que sealmacenan para la segunda imagen se transmiten alternativamente a través del bus (68 ; 504).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10180376.

Solicitante: Candela Microsystems, Inc.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 6 Mount Vernon Irvine, CA 92620 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: TAY,HIOK NAM.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H04N1/32 SECCION H — ELECTRICIDAD.H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04N TRANSMISION DE IMAGENES, p. ej. TELEVISION. › H04N 1/00 Exploración, transmisión o reproducción de documentos o similares, p. ej. transmisión facsímil; Sus detalles. › Circuitos o dispositivos para control o supervisión entre el emisor y el receptor.
  • H04N1/40 H04N 1/00 […] › Circuitos de señales de imagen (H04N 1/387 tiene prioridad).
  • H04N5/355 H04N […] › H04N 5/00 Detalles de los sistemas de televisión (detalles de la exploración o su combinación con la producción de las tensiones de alimentación H04N 3/00; adaptados especialmente para la televisión en color H04N 9/00; servidores especialmente adaptados para la distribución de contenido H04N 21/20; Dispositivos de cliente específicamente adaptados para la recepción de, o interacción con, contenidos H04N 21/40). › Control del rango dinámico.
  • H04N5/357 H04N 5/00 […] › Procesamiento de ruido, p. ej. detección, corrección, reducción o eliminación de ruido.
  • H04N5/374 H04N 5/00 […] › Dirigido a sensores, p. ej. MOS o sensores CMOS.
  • H04N9/04 H04N […] › H04N 9/00 Detalles de los sistemas de televisión en color. › Generadores de señales de imagen.
  • H04N9/07 H04N 9/00 […] › con un solo dispositivo analizador.
  • H04N9/64 H04N 9/00 […] › Circuitos para el tratamiento de las señales de color (H04N 9/77 tiene prioridad).

PDF original: ES-2427274_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Sensor de imagen de salidas de imagenes entrelazadas.

1. Campo de la invención

La asunta divulgada se relaciona generalmente al campo de sensores de imagen de semiconductores.

2. Antecedentes

El equipo fotografico como camaras fotografic as digitales y videocamaras digitales contiene los sensores electrónicos de imagen que cogen la luz para procesamiento en una fotografia o un video, respectivamente. Hay dos tipos principales de sensores de imagen electrónicas, dispositivos de carga acoplada (CCOs) y sensores de semiconductor de 6xido metalico complementario (CMOS) . Sensores de imagen CCO tienen razones de senal-aruido (SNR) relativamente altas que proveen imagenes de calidad. Por otra parte, CCOs se pu ede fabricar para tener matrices de pixeles que son relativamente pequenos sin embargo se conforman con la mayoria de requisitos de resolución de camaras fotograficas y de video. Un pixel es el elemento discreto lo mas pequeno de una imagen. Por estas raz ones, CCOs se utilizan en la mayoria de camaras fotograficas y de videocamaras disponibles comercialmente.

Sensores CMOS son mas rapidos y consumen menos energia que dispositivos CCO. Por otra parte, procesos de la fabricación para CMOS se utilizan para hacer muc hos tipos de circ uitos integrados. Por lo tanto, tiene un a abundancia de capacidad de fabricación mas grande para sensores CMOS de lo que para sensores CCO.

Hasta ahora no ha sido desarrollado un sensor CMOS que tiene el mismo requisitos de SNR y tamano de pixel como los sensores CCO disponibles en el comercio. El tamano de pixel es el espacio entre los centros de pixeles adyacentes. Seria deseable proporcionar un sensor de CMOS que tiene relativamente alta SNR mientras que proporciona un tamano de pixel comercialmente aceptable.

El sensor de imagen esta conectado tipicamente a un procesador externo y una memoria externa. La memoria externa almacena los datos provenientes del sensor de imagen. El procesador procesa los datos almacenados. Para mejorar la calidad de imagen, a veces es deseable capturar dos diferentes imagenes de la misma photo. Con los sensores de CCO hay un retraso inherente entre la captura de la primera imagen y la captura de la segunda imagen. La imagen puede moverse durante este retraso. Este movimiento de la imagen puede degradar la calidad de la imagen resultante. Seria deseable disminuir el tiempo requerido para capturar y transmitir imagenes a partir de la matriz de pixeles. Tambien seria deseable proporcionar un sensor de imagen de bajo ruido, alta velocidad y alta resolución que puede utilizar la memoria externa.

WO 95/22180 da a conocer un sensor de imagen CMOS incluyendo un array pixel.

BREVE RESUMEN OE LA INVENCION

Un sensor de imagen con un circuito de lector de luz acoplado a una matriz de pixeles. El circuito de lector de luz recupera una primera imagen y una segunda imagen generadas por el array pixel. El sensor de im agen tambien puede incluir un controlador de memoria y / o interfaz de datos que transfiere (s) las primera y segunda imagenes a un dispositivo externo de una manera de entrelazado.

BREVE OESCRIPCION OE LOS OIBUJOS

La Figura 1 es un esquematico de una realización de un sensor de imagen;

La Figura 2 es una ilustración de un metodo para almacenar datos de pixel en una memoria externa para una imagen estatica;

La Figura 3 es una ilustración de un metodo para recuperar y para combinar datos de pixel para una imagen estatica;

La Figura 4 es una ilustración de un metodo alternativo para recuperar y para combinar datos de pixel;

La Figura 5 es una ilustración de metodo alternativo para recuperar y para combinar datos de pixel;

La Figura 6 es una ilustración de metodo alternativo para recuperar y para combinar datos de pixel;

La Figura 7 es una ilustración de metodo alternativo para recuperar y para combinar datos de pixel;

La Figura 8 es una ilustrac ión que demuestra un metodo para recuperar y para combinar datos de pixel para una imagen video;

La Figura 9 es otra ilustración que demuestra el metodo para recuperar y para combinar datos de pixel para una imagen video;

La Figura 10 es una ilustración que demuestra un metodo para convertir la resolución de datos de pixel;

La Figura 11 es una ilustración que demuestra un metodo alternativo para convertir la resolución de los datos de pixel; La Figura 12 es una ilustración que demuestra un metodo alternativo para convertir la resolución de los datos de pixel;

La Figura 13 es un esquematico de una realización de un pixel del sensor de imagen;

La Figura 14 es un esquematico de una realización de un circuito de lector de luz del sensor de imagen;

La Figura 15 es un organigrama para un primero modo de operación del sensor de imagen;

La Figura 16 es un diagrama de tiempos para el primero modo de operación del sensor de imagen;

La Figura 17 es un diagrama que demuestra los niveles de una senal a traves de un fotodiodo de un pixel; La Figura 18 es un esquematico para un circuito lógico generar los diagramas de tiempos de la Figura 16; La Figura 19 es un esquematico de un circuito lógico para generar una senal RST para una fila de pixeles; La Figura 20 es un diagrama de tiempos para el circuito lógico mostrado en la Figura 19; La Figura 21 es un organigrama que demuestra un segundo modo de operación del sensor de imagen;

La Figura 22 es un diagrama de tiempos para el segundo modo de operación del sensor de imagen; La Figura 23a es un esquematico de una realización alternativa de un sistema de sensor de imagen; La Figura 23b es un esquematico de una realización alternativa de un sistema de sensor de imagen; La Figura 24 es un esquematico de una realización alternativa de un sistema de sensor de imagen; La Figura 25 es un esquematico de una realización alternativa de un sistema de sensor de imagen;

La Figura 26 es un esquematico de una realización alternativa de un procesador externo. OESCRIPCION OETALLAOA La divulgada es un sensor de imagen que tiene uno o mas pixeles dentro de una matriz de pixeles. La matriz de pixeles se puede conectar con un circuito de control y un circuito de substracción. El circuito de control puede hacer cada pixel proveer una senal de salida de primera referencia y una senal de salida de reinicio. El circuito de control 25 puede hacer cada pixel proveer una senal de salida de repuesta-a-luz y una senal de salida de segunda referencia.

La senal de salida de repuesta-a-luz corresponde a la imagen que debe ser capturada por el sensor. El circuito de substracción puede proveer una diferencia entre la senal de salida de reinicio y la senal de salida de primera r eferencia p ara cre ar una se nal de rui do q ue se almac ena en un a memo ria e xterna. El circuito de substracción tambien puede proveer una diferencia entre la senal de salida de repuesta-a-luz y la senal de salida de segunda referencia para crear una senalnormalizada de salida de repuesta-a-luz. Lasenal de ruido se recupera desde memoria y se combina con la senal normalizada de salida de repuesta-a-luz para generar los datos de salida del sensor. [0011] El pixel puede ser una estructura de tres transistor que reduce al minimo el tamano de pixel del sensor de imagen. El entero sensor de imagen se construye con procesos de fabricación y circuitos de CMOS. El sensor de imagen CMOS tiene las caracteristicas de la al ta velocidad, el bajo consumo de potencia, el tamano de pixel pequeno y el alto SNR. El pixel puede ser una estructura de tres transistor que reduce al minimo el tamano de pixel del sensor de imagen. El entero sensor de imagen se construye con procesos de fabricación y circuitos de CMOS. El sensor de imagen CMOS tiene las caracteristicas de la alta vel ocidad, el bajo consumo de potencia, el tamano de pixel pequeno yel alto SNR. 40 Con referencia a los dibujosmas particularmente por numeros de referencia, la Figura 1 demuestra un sensor de imagen 10. El sensor de imagen 10 incluye una matriz de pixeles 12 que contiene una pluralidad de individuo pixeles de fotodetección 14. Los pixeles 14 son dispuestos en una matriz bidimensional de filas y de columnas. La matriz de pixeles 12 esta acoplada a un circuito de lector de luz 16 por bus 18 y a un decodificador de fila 20 por

lineas de control 22. El decodificador de fila 20 puede seleccionar un individua fila de la matriz de pixeles 12. Por 45 consiguiente, el lector de luz 16 puede leer columnas discretas especificas dentro de lafila seleccionada. Junto, el decodificador de fila 20 y el lector de luz 16 permiten leer una individual pixel 14 en la matriz 12.

El lector de luz 16 puede ser acoplada con un conversor analógico-digital 24 (AOC) por linea (s) de salida 26. El AOC 24 genera... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de sensor de imagen, que comprende:

una matriz de pixeles (12) en un sensor de imagen CMOS, la matriz de pixels (12) estando dispuesta para generar una primera imagen y una segunda imagen, en el cual la matriz de pixeles (12) comienza a generar datos de pixeles de la segunda imagen despues de un retraso despues de que datos de pixeles de la p rimera imagen comienzan a ser generados, y antes de que termine la generación de datos de pixel de la primera imagen;

una memoria (74) ;

un bus (68; 504) que linda con la memoria (74) y acopla la memoria (74) para recibir datos de pixeles de la matriz de pixels (12) via el bus (69, 504) ; y,

un controlador de memoria (44, 510) dispuesto:

para almacenar datos de pixeles de la primera imagen en la memoria (74) y recuperar los datos de pixeles de la primera imagen a partir de la memoria (74) de una manera de entrelazado de la cual los datos de pixeles que se almacenan y los datos de pixeles que se recuperan, tanto para la primera imagen, se transmiten alternativamente a traves del bus (68, 504) ; o para almacenar datos de pixeles de las primera y segunda imagenes en la memoria (74) de una manera de entrelazado de la cual los datos de pixeles que se almacenan para la primera imagen y los datos de pixeles que se almacenan para la segunda imagen se transmiten alternativamente a traves del bus (68 ; 504) .

2. Sistema de sensor de imagen segun la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, en caso de que el controlador de memoria (44; 510) almacena datos de pixeles de las primera y segunda imagenes en la memoria (74) de una manera de entrelazado via el bus (68) , el controlador (44; 510) recupera datos de pixeles de las primera y segunda imagenes despues de que datos de pixeles de las primera ysegunda imagenes han sido recibidos por la memoria (74) .

3. Sistema de sensor de imagen segun la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

un bus de procesador (502) ; y,

un procesador (72) , el bus (504) estando acoplado para recibir datos de pixeles generados a partir de la matriz de pixeles via el procesador (72) , el procesador (72) estando dispuesto para recibir del bus del procesador (502 ) de una manera de entrelazado los datos de pixeles de las primera y segunda imagenes que se emiten a partir del sensor de imagen CMOS (10) .

4. Sensor de imagen CMOS, que comprende:

una matriz de pixeles (12) dispuesta para generar una primera imagen y una segunda imagen, la matriz de pixels (12) estando dispuesto para comenzar a g enerar datos d e pixeles d e la segunda imagen despues de un retraso despues de que datos de pixeles de la primera imagen comienzan a ser generados, y antes de que termina la generación de datos de pixel de la primera imagen;

un controlador de bus (70) que acopla la matriz de pixeles (12) a un bus (68) que linda y se acopla adicionalmente a una memoria (74) ;

un controlador de memoria (44) dispuesto:

para almacenar datos de pixeles de la primera imagen en la memoria (74) y recuperar datos de pixeles de la primera imagen a partir de la memoria (74) de una manera de entrelazado de la cual los datos de pixeles que se almacenan y los datos de pixeles que se recuperan, tanto para la primera imagen, se transmiten alternativamente a traves del bus (68) ; o para almacenar datos de pixeles de las primera y segunda imagenes en la memoria (74) de una manera de entrelazado de la cual los datos de pixeles que se almacenan para la primera imagen y los datos de pixeles que se almacenan para la segunda imagen se transmiten alternativamente a traves del bus (68) .

5. El sensor d e imagen CMOS segun la r eivindicación 4, caracterizado por el hec ho de que e l controlador de memoria (44) recupera datos de pixeles de las primera ysegunda imagenes despues de datos de pixeles de las primera y segunda imagenes han sido almacenados en la memoria (74) .

6. Un procesador (72) para el uso en un sistema de sensor de imagen, el procesador (72) estando acoplado para recibir una primera imagen y una segunda imagen generadas a partir de una matriz de pixeles (12) de un sensor de imagen CMOS (10) , el procesador (72) comprendiendo:

un bus de procesador (502) , el procesador (72) recibendo datos de pixeles de la primera imagen y datos de pixeles de la segunda imagen via el bus de procesador (502) de una manera de entrelazado;

un bus de memoria (504) acoplado para transferir datos de pixeles a / de una memoria externa (74) ;

un controlador OMA (510) dispuesto:

para almacenar datos de pixeles de la primera imagen en la memoria externa (74) y recuperar datos de pixeles de la primera imagen a partir de la memoria externa (74) de una manera de entrelazado de la cual los datos de pixeles que s e a lmacenan y l os d atos de pi xeles qu e se r ecuperan, tanto para la primera im agen, s e transmite n alternativamente a traves del bus de memoria (504) ; o para almacenar datos de pixeles de las primera y segunda imagenes en la memoria externa (74) de una manera de entrelazado de la cual los datos de pixeles que se almacenan para la primera imagen y los datos de pixeles que se almacenan para la segunda imagen se transmiten alternativamente a traves del bus dememoria (504) .

7. Metodo para transferir una primera imagen, o tanto una primera imagen yuna segunda imagen, a partir de una matriz de pixeles (12) de un sensor de imagen CMOS (10) a una memoria externa (74) en el cual datos de pixeles de la primera imagen comienzan a ser generados antes de datos depixeles de lasegunda imagen y datos de pixeles de la segunda imagen comienzan a ser generados antes de datos de pixeles de la primera imagen deja de ser generados, la memoria externa (74) estando acoplada al sensor de imagen CMOS por un bus externo (68 ; 504) que linda con la memoria externa (74) , comprendiendo el metodo:

almacenar datos de pixeles de la primera imagen en la memoria externa (74) yrecuperar datos de pixeles de la primera imagen a partir de la memoria externa (74) de una manera de entrelazado de la cual los datos de pixeles que se almacenan y los datos de pixeles que se recuperan, tanto para los la primera imagen, se transmiten alternativamente a traves del bus externo (68, 504) ; o

almacenar datos de pixeles de la primera y segunda imagenes en la memoria externa (74) de una manerade entrelazado en la cual los datos de pixeles que se almacenan para la primera imagen y los datos de pixeles que se almacenan para la segunda imagen se transmiten alternativamente a traves del bus externo (68; 504) .

8. Metodo segun la reivindicación 7, que comprende adicionalmente:

recibir en un procesador (72) datos de pixeles de las primera y segunda imagenes a partir del sensor de imagen CMOS (10) a traves de un bus de pr ocesador (50 2) de un a man era de e ntrelazado, el procesador esta ndo conectado adicionalmente a la memoria externa (74) via la bus externa (69, 504) .


 

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