Wide dynamic range optical sensor

H - Electricity – 04 – N

Patent

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Details

H04N 3/15 (2006.01)

Patent

CA 2315145

A system and method is described for increasing effective integration time of an optical sensor including holding a first signal within each pixel cell, proportional to light integrated by the pixel cell over the previous frame period, generating a second signal within each pixel cell proportional to light integrated by the pixel cell over the current frame period, and summing the first signal and the second signal from each pixel, thereby producing an output signal representing the light integrated by each pixel over two frame periods. If saturation of pixel cells is possible, a further method of extending dynamic range is described including generating and storing a first signal in each pixel cell indicative of light integrated by the pixel cell over a long period, generating a second signal in each pixel cell indicative of light integrated by the pixel cell over a short period, and determining an output for each pixel as the first signal whenever the first signal is less than a threshold value, otherwise determining the output as the second signal. Also included are double correlated sampling for noise reduction, interlacing for increased integration time, and individual pixel reset for additional gains in dynamic range.

Cette invention a trait à un système et au procédé correspondant permettant d'accroître le temps d'intégration effectif d'un capteur optique, consistant à maintenir un premier signal dans chaque cellule de pixels proportionnel à la lumière intégrée par la cellule pendant la précédente période de trame, à produire un second signal dans chaque cellule de pixels proportionnel à la lumière intégrée par la cellule pendant la période de trame en cours et à faire la somme du premier et du second signal de chaque pixel, donnant, de la sorte, lieu à un signal de sortie représentant la lumière intégrée par chaque pixel pendant les deux périodes de trame. Si une saturation des cellules de pixels est possible, il est fait état d'un autre procédé d'extension de la plage dynamique consistant à produire et à mémoriser un premier signal dans chaque cellule de pixels, indicatif de la lumière intégrée par la cellule pendant une longue période, à produire un second signal dans chaque cellule de pixels, indicatif de la lumière intégrée pendant une courte période et à déterminer une sortie pour chaque pixel en tant que premier signal chaque fois que le premier signal est inférieur à une valeur de seuil, et sinon, à déterminer la sortie en tant que second signal. Le procédé suppose également un échantillonnage corrélé double aux fins de la réduction du bruit, un entrelacement aux fins de l'accroissement du temps d'intégration et une remise à l'état initial de pixel aux fins de gains supplémentaires dans la plage dynamique.

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