影像感测装置的制作方法

本发明有关于一种影像感测装置，特别关于一种在短暂时间内可产生高动态范围影像的影像感测装置。

背景技术：

1、近年自驾车产业的需求日趋蓬勃，对自驾车而言，用于侦测实时道路状况的影像传感器是必备组件。目前，应用于侦测实时道路状况的影像传感器又以动态视觉传感器(dynamic vision sensor,dvs)为主流，其原因在于，动态视觉传感器是以事件(event)为单位记录影像信息。这种基于动态事件的传感器使得机器的自主性更加接近现实，因而适用于自动驾驶车领域中基于视觉的高速应用。

2、然而，在道路驾驶过程中，偶尔会发生照明程度在短时间的内剧烈改变的情形，从而造成影像传感器局部(或全部)暂时性的产生过度曝光(或曝光不足)的问题。在此短暂的时间内，自驾车的影像辨识算法在面对细节不足的画面，无法做出正确的对象侦测，因而提高发生事故的风险。

3、高动态范围(high-dynamic range,hdr)成像大体而言关于允许摄取并表示介于影像的最明亮区域与最黑暗区域的间的较大动态范围照度(与标准数字成像技术相比)的一组成像技术。较广泛动态范围允许高动态范围影像更准确地表示在真实世界场景中所见到的广泛范围的强度等级。用于摄取高动态范围影像的一种方法包括多个独立摄取的相片的合并。举例而言，此处理程序可包括以不同曝光连续摄取多个影像，且接着处理所述多个影像以产生复合高动态范围影像。

4、然而，自多个独立摄取的影像产生高动态范围影像的处理程序存在缺点。举例而言，多个独立摄取的影像进行合并时，一般会迭加多张曝光时间较短的影像以获得更好的影像。但是，当处于低亮度的环境中时，曝光时间较短的影像无法在短曝光时间内接收任何信号，造成影像进行合并后仍无法产生高动态范围影像。此外，过往以不同曝光连续摄取多个影像时，受限于必须等待最长曝光时间的影像产生才能进行合并，从而无法在短暂时间内产生高动态范围影像。

5、因此，本案发明人在观察上述缺失后，而遂有本发明的产生。

技术实现思路

1、本发明的目的提供一种影像感测装置，其藉由影像感测阵列包括的多个感测单元分别产生多个像素数据，所述多个像素数据依据不同的多个帧率以不同的多个曝光时间产生，所述多个像素数据依据不同的曝光时间产生，所述多个像素数据包括有第一子图框的第一像素数据以及第二子图框的第二像素数据，第一像素数据以第一帧率曝光第一曝光时间产生，第二像素数据以第二帧率曝光第二曝光时间产生，第一曝光时间大于第二曝光时间，并且在一次取像操作期间产生多笔第二像素数据。藉此，根据本发明的影像感测装置可以实现在低光源以及高亮度下清晰的影像资讯，并突破影像融合时间必须小于曝光时间的限制，在短暂时间内产生高动态范围影像。

2、为达上述目的，本发明提供一种影像感测装置，其包括：一影像感测阵列，其包括有多个感测单元，所述多个感测单元分别产生多个像素数据，所述多个像素数据依据不同的多个帧率以不同的多个曝光时间产生；一影像处理电路，其耦接于所述影像感测阵列；其中，所述多个像素数据包括有一第一子图框的一第一像素数据以及一第二子图框的一第二像素数据，所述第一像素数据以一第一帧率曝光一第一曝光时间产生，所述第二像素数据以一第二帧率曝光一第二曝光时间产生，所述第一帧率小于所述第二帧率，所述第一曝光时间大于所述第二曝光时间，并且在所述影像处理电路执行的一次取像操作期间产生多笔所述第二像素数据，所述多个感测单元可分为多个像素群，其中，所述多个像素群用以在多个次取像操作中通过所述影像处理电路依据不同帧率以不同曝光时间的所述多个像素数据进行影像融合产生一高动态范围影像信号，其中，所述多个感测单元包括有一控制电路，所述控制电路包括有：一第一曝光控制电路，用于产生一第一传输信号以及一第一重置信号；以及一第二曝光控制电路，用于产生一第二传输信号以及一第二重置信号，以及其中，所述第一曝光控制电路与所述第二曝光控制电路两者独立，以用于分别控制不同的所述多个帧率及不同的所述多个曝光时间。

3、较佳地，根据本发明的影像感测装置，其中，所述高动态范围影像信号的融合以及输出在每次的取像操作中进行，以将所述高动态范围影像信号输出作为具有完整分辨率的一彩色高动态范围影像，以及其中，所述高动态范围影像信号以大于或等于所述第二帧率的方式输出。

4、较佳地，根据本发明的影像感测装置，其中，所述第一曝光时间大于所述第二子图框的一个图框时间长度。

5、较佳地，根据本发明的影像感测装置，其中，所述多个感测单元各别包括：一光电二极管；一传输电路，其耦接于所述光电二极管；一重置电路，其耦接于所述光电二极管；其中，所述重置电路用以接收一重置信号，并且所述传输电路用以接收一传输信号，所述重置电路根据所述重置信号重置所述光电二极管中的电荷，所述传输电路根据所述传输信号将累积于所述光电二极管中的电荷转换为所述感测信号。

6、较佳地，根据本发明的影像感测装置，其中，至少一部分的所述多个感测单元为一第一感测单元，所述第一感测单元的所述重置电路接收所述第一重置信号，并且所述第一感测单元的所述传输电路接收所述第一传输信号，所述第一重置信号与所述第一传输信号之间的时间差为所述第一曝光时间。

7、较佳地，根据本发明的影像感测装置，其中，不同像素群的所述多个第一感测单元具有相同的所述第一曝光时间。

8、较佳地，根据本发明的影像感测装置，其中，至少一部分的所述多个感测单元为一第二感测单元，所述第二感测单元的所述重置电路接收所述第二重置信号，所述第二感测单元的所述传输电路接收所述第二传输信号，又，所述第二重置信号以及所述第二传输信号的时序介于所述第一重置信号以及所述传输信号之间。

9、较佳地，根据本发明的影像感测装置，其中，所述多个感测单元各别的所述第二重置信号以及所述第二传输信号之间的时间差为所述第二曝光时间。

10、较佳地，根据本发明的影像感测装置，其中，不同像素群的所述多个第二感测单元具有相同的所述第二曝光时间。

11、较佳地，根据本发明的影像感测装置，其中，所述多个像素群包括一红光像素群、一绿光像素群以及一蓝光像素群，所述红光像素群、所述绿光像素群以及所述蓝光像素群分别包括有两个以上的具有不同帧率与不同曝光时间的感测单元，以使所述影像处理电路根据所述多个像素群分别产生的不同颜色的所述多个像素数据进行融合后输出所述高动态范围影像信号。

12、较佳地，根据本发明的影像感测装置，其进一步包括有多个滤波片，所述多个滤波片包括一红光滤波片、一绿光滤波片以及一蓝光滤波片，所述红光滤波片、所述绿光滤波片以及所述蓝光滤波片对应地设置于所述红光像素群、所述绿光像素群以及所述蓝光像素群的所述多个感测单元上。

13、较佳地，根据本发明的影像感测装置，其中，所述多个像素群进一步包括一红外光像素群，所述影像处理电路根据所述红外光像素群产生的所述影像资讯输出一红外光影像资讯。

14、较佳地，根据本发明的影像感测装置，其进一步包括有一红外光滤波片，所述红外光滤波片对应地设置于所述红外光像素群的所述多个感测单元上。

15、较佳地，根据本发明的影像感测装置，其中，所述控制电路耦接于所述传输电路以及所述重置电路，所述控制电路用于产生所述多个传输信号以及所述多个重置信号。

16、较佳地，根据本发明的影像感测装置，进一步包括有一影像图框暂存器，其耦接于所述影像处理电路，所述影像图框暂存器用于存储至少一个子图框的所述多个像素数据，以用于影像融合。

17、综上，本发明所提供的影像感测装置，其藉由影像感测阵列包括的多个感测单元分别产生多个像素数据，所述多个像素数据依据不同的多个帧率以不同的多个曝光时间产生，所述多个像素数据包括有第一子图框的第一像素数据以及第二子图框的第二像素数据，第一像素数据以第一帧率曝光第一曝光时间产生，第二像素数据以第二帧率曝光第二曝光时间产生，第一帧率小于第二帧率，第一曝光时间大于第二曝光时间，并且在一次取像操作期间产生多笔第二像素数据。藉此，根据本发明的影像感测装置可以实现在低光源以及高亮度下清晰的影像资讯，并突破影像融合时间必须小于曝光时间的限制，在短暂时间内产生高动态范围影像。

18、为使熟悉所述项技艺人士了解本发明的目的、特征及功效，兹藉由下述具体实施例，并配合所附的图式，对本发明详加说明如下。