DE102011081405B4

DE102011081405B4 - Image sensor, imaging device and method for an image sensor

Info

Publication number: DE102011081405B4
Application number: DE102011081405.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Schweiger; Harald Neubauer; Frank Wippermann; Andreas Brückner; Alexander Oberdörster
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2016-09-29
Anticipated expiration: 2031-08-24
Also published as: DE102011081405A1; WO2013026824A1

Abstract

Abbildungsvorrichtung (601, 603) mit folgenden Merkmalen: einem Bildsensor (100, 500) mit einer ersten Gruppe (101a) von Bilddetektoren (105) und einer zweiten Gruppe (101b) von Bilddetektoren (105), wobei eine Belichtungszeit der ersten Gruppe (101) von Bilddetektoren (105) unabhängig von einer Belichtungszeit der zweiten Gruppe (101b) von Bilddetektoren (105) einstellbar ist, wobei der Bildsensor (100, 500) ausgebildet ist, um die Belichtungszeit der ersten Gruppe (101a) von Bilddetektoren (105) und die Belichtungszeit der zweiten Gruppe (101b) von Bilddetektoren (105) so einzustellen, dass in einem Belichtungszyklus des Bildsensors (100, 500), zumindest für ein vorgegebenes Zeitintervall, sowohl die erste Gruppe (101a) von Bilddetektoren (105) als auch die zweite Gruppe (101b) von Bilddetektoren (105) zeitgleich belichtet werden; und einer Mehrkanaloptik (605) die ausgebildet ist, um in einem ersten Kanal ein erstes Bildfeld (607a) auf die erste Gruppe (101a) von Bilddetektoren (105) abzubilden und um in einem zweiten Kanal ein zweites Bildfeld (607b) auf die zweite Gruppe (101b) von Bilddetektoren (105) abzubilden, wobei das erste Bildfeld (607a) und das zweite Bildfeld (607b) aneinander anschließen und wobei der erste Kanal durch eine erste Linse (609a) oder ein erstes Linsenfeld in Verbindung mit der ersten Gruppe (101a) von Bilddetektoren gebildet wird und der zweite Kanal durch eine zweite Linse (609b) oder ein zweites Linsenfeld in Verbindung mit der zweiten Gruppe (101b) von Bilddetektoren gebildet wird.An imaging device (601, 603) comprising: an image sensor (100, 500) having a first group (101a) of image detectors (105) and a second group (101b) of image detectors (105), wherein an exposure time of the first group (101 ) is adjustable by image detectors (105) independently of an exposure time of the second group (101b) of image detectors (105), wherein the image sensor (100, 500) is adapted to control the exposure time of the first group (101a) of image detectors (105) and set the exposure time of the second group (101b) of image detectors (105) so that, in one exposure cycle of the image sensor (100, 500), at least for a predetermined time interval, both the first group (101a) of image detectors (105) and the second Group (101b) of image detectors (105) are exposed at the same time; and multi-channel optics (605) adapted to image in a first channel a first image field (607a) on the first group (101a) of image detectors (105) and in a second channel a second image field (607b) on the second group (101b) of image detectors (105), wherein the first image field (607a) and the second image field (607b) adjoin one another and wherein the first channel is connected through a first lens (609a) or a first lens array in conjunction with the first group (101a ) is formed by image detectors and the second channel is formed by a second lens (609b) or a second lens array in conjunction with the second group (101b) of image detectors.

Description

Technisches GebietTechnical area

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen eine Abbildungsvorrichtung mit einem Bildsensor, wie er beispielsweise in Kamerasystemen zum Einsatz kommen kann. Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren für eine solche Abbildungsvorrichtung mit Bildsensor.Embodiments of the present invention provide an imaging device with an image sensor such as may be used in camera systems. Further embodiments provide a method for such an imaging device with image sensor.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Zur Erhöhung des Dynamikumfangs von Kameras existieren zahlreiche Verfahren. Eine gute Übersicht bieten Fowler (B. Fowler: High dynamic range image sensor architectures, SPIE Electronic Imaging 2011, Digital Photography VII, Proceedings Vol. 7876) und Wetzstein (G. Wetzstein, I. Ihrke, D. Lanman, W. Heidrich, State of the Art in Computational Plenoptic Imaging, Eurographics 2011).To increase the dynamic range of cameras, there are numerous methods. A good overview is provided by Fowler (B. Fowler: High dynamic range image sensor architectures, SPIE Electronic Imaging 2011, Digital Photography VII, Proceedings Vol. 7876) and Wetzstein (G. Wetzstein, I. Ihrke, D. Lanman, W. Heidrich, State of the Art in Computational Plenoptic Imaging, Eurographics 2011).

Fowler beschreibt Verfahren, die innerhalb des Bildsensors implementiert sind; Ziel ist hier jeweils, den Dynamikumfang jedes einzelnen Pixels zu erhöhen. Die Verfahren unterscheiden sich hinsichtlich der zusätzlichen Fläche/Kosten pro Pixel und dem Rauschverhalten und hinsichtlich der Bildstörungen, die sie verursachen, etwa durch Bewegung (der Szene oder der Kamera) oder durch Inhomogenität der Pixel eines Sensors untereinander (Fixed Pattern Noise). Einige Verfahren erfordern einen hohen Kalibrieraufwand, der sie für Anwendungen im Massenmarkt disqualifiziert. Als Beispiel seien Pixel mit logarithmischer Empfindlichkeitskennlinie genannt; Kameras mit solchen Pixeln sind in Spezialanwendungen im Einsatz (z. B. zur Kontrolle von Schweißvorgängen). Sie haben eine sehr hohe Dynamik, aber die Kennlinien der Pixel untereinander sind stark unterschiedlich. Diese Unterschiede müssen für einen homogenen Bildeindruck gemessen und korrigiert werden.Fowler describes methods implemented within the image sensor; The goal here is to increase the dynamic range of each individual pixel. The methods differ in terms of additional area / cost per pixel and noise performance and the image disturbances they cause, such as motion (of the scene or camera) or inhomogeneity of the pixels of a sensor (fixed pattern noise). Some methods require a high calibration effort that disqualifies them for mass market applications. As an example, pixels with a logarithmic sensitivity characteristic are mentioned; Cameras with such pixels are used in special applications (eg to control welding processes). They have a very high dynamic, but the characteristics of the pixels with each other are very different. These differences must be measured and corrected for a homogenous image impression.

Die oben angegebene Veröffentlichung von Wetzstein ist eine gute Übersicht von Verfahren, die mit herkömmlichen Bildsensoren zu implementieren sind. Vorgeschlagen werden zum Beispiel zusätzliche optische Elemente wie Masken mit ND-Filtern oder dynamische Lichtmodulatoren (etwa Mikrospiegel). Eine weitere Möglichkeit sind Mehrfachbelichtungen oder Multi-Kamerasysteme mit gestaffelten Belichtungszeiten, ND-Filtern oder Blenden. Von diesen Verfahren ist lediglich die Mehrfachbelichtung mit gestaffelten Belichtungszeiten außerhalb des Labors üblich. Dieses Verfahren funktioniert nur für statische Szenen zuverlässig, sonst entstehen Geisterbilder.The above mentioned Wetzstein publication is a good overview of methods to be implemented with conventional image sensors. For example, additional optical elements such as masks with ND filters or dynamic light modulators (such as micromirrors) are proposed. Another possibility is multiple exposures or multi-camera systems with staggered exposure times, LP filters or apertures. Of these methods, only multiple exposure with staggered exposure times outside the laboratory is common. This method only works reliably for static scenes, otherwise ghosting occurs.

Eine gattungsgemäße Abbildungsvorrichtung ist auch aus der WO 90/01 845 A1 bekannt. Hier werden mehrere einzelne Kameras beziehungsweise Bildsensoren gleichzeitig ausgelöst, wobei jeder Sensor dasselbe Bild innerhalb eines Überlappungsbereichs mit unterschiedlichen Belichtungswerten aufnimmt. Eine andere Anordnung sieht vor, die einzelnen Kameras beziehungsweise Bildsensoren in einer Reihe anzuordnen und die Kameras nacheinander auszulösen, um so beispielsweise ein bewegtes Objekt abzulichten.A generic imaging device is also from the WO 90/01 845 A1 known. Here, several individual cameras or image sensors are triggered simultaneously, each sensor picking up the same image within an overlapping area with different exposure values. Another arrangement provides for the individual cameras or image sensors to be arranged in a row and the cameras to be triggered one after the other in order to scan, for example, a moving object.

Eine weitere Abbildungsvorrichtung ist aus der WO 90/01 844 A1 desselben Anmelders bekannt. Diese Druckschrift zeigt eine Alternative zu der aus der WO 90/01 845 A1 bekannten Vorrichtung.Another imaging device is from the WO 90/01 844 A1 of the same applicant. This document shows an alternative to that from the WO 90/01 845 A1 known device.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Konzept zu schaffen, welches sowohl einen hohen Dynamikumfang bei der Bildaufnahme für statische und dynamische Szenen bietet als auch für den Massenmarkt anwendbar ist.It is an object of the present invention to provide a concept which offers both a high dynamic range in image capturing for static and dynamic scenes, as well as being applicable to the mass market.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Abbildungsvorrichtung mit einem Bildsensor gemäß Anspruch 1 sowie mit einem Verfahren gemäß Anspruch 12.This object is achieved by an imaging device with an image sensor according to claim 1 and with a method according to claim 12.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen eine Abbildungsvorrichtung mit einem Bildsensor mit einer ersten Gruppe von Bilddetektoren und einer zweiten Gruppe von Bilddetektoren, wobei eine Belichtungszeit der ersten Gruppe von Bilddetektoren unabhängig von einer Belichtungszeit der zweiten Gruppe von Bilddetektoren einstellbar ist.Embodiments of the present invention provide an imager having an image sensor with a first group of image detectors and a second group of image detectors, wherein an exposure time of the first group of image detectors is adjustable independently of an exposure time of the second group of image detectors.

Es ist ein Kerngedanke von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, dass bei einem Bildsensor, der eine Mehrzahl von Bilddetektoren aufweist, diese Bilddetektoren in verschiedene Gruppen eingeteilt werden können, während deren Belichtungszeiten unabhängig voneinander einstellbar sind. Durch die unabhängige Einstellbarkeit der Belichtungszeiten verschiedener Gruppen von Bilddetektoren des Bildsensors lässt sich ermöglichen, dass sowohl bei überlappendem Bildfeld als auch bei nicht-überlappendem Bildfeld der verschiedenen Gruppen von Bilddetektoren ein hoher Dynamikumfang in einem von dem Bildsensor aufgenommenen Bild erreicht wird.It is a core idea of embodiments of the present invention that in an image sensor having a plurality of image detectors, these image detectors can be classified into various groups while their exposure times are independently adjustable. The independent adjustability of the exposure times of different groups of image detectors of the image sensor makes it possible to achieve a high dynamic range in an image captured by the image sensor both in the overlapping image field and in the non-overlapping image field of the different groups of image detectors.

Ausführungsbeispiele ermöglichen es damit, pro Gruppe von Bilddetektoren die richtige Belichtungszeit einzustellen. Die richtige Belichtungszeit kann dabei für jede Gruppe spezifisch sein, da beispielsweise jede Gruppe einen anderen Bereich einer Szene sehen kann (abhängig von einer Optik, welche an dem Bildsensor angebracht ist) und damit die Blickrichtung der verschiedenen Gruppen voneinander abweichen können. Da in verschiedenen Bereichen der verschiedenen Gruppen voneinander abweichen können. Da in verschiedenen Bereichen der Szene unterschiedlich helle Bereiche auftreten können, wird somit, durch die Möglichkeit der unabhängigen Einstellungen der Belichtungszeiten der verschiedenen Gruppen von Bilddetektoren des Bildsensors, eine Anpassung der Belichtungszeit für die verschiedenen Bereiche der Szene ermöglicht.Embodiments thus make it possible to set the correct exposure time per group of image detectors. The correct exposure time can be specific for each group, since, for example, each group can see a different area of a scene (depending on an optic attached to the image sensor) and thus the viewing direction of the different groups from each other may differ. Because in different areas of different groups may differ. Since different bright areas can occur in different areas of the scene, the possibility of independently adjusting the exposure times of the different groups of image detectors of the image sensor thus makes it possible to adjust the exposure time for the different areas of the scene.

Durch die Anpassung der Belichtungszeiten für die verschiedenen Gruppen von Bilddetektoren kann somit der Dynamikumfang in einem kompletten Bild erhöht werden, wodurch helle und dunkle Bereiche eines Bildes besser belichtet werden und damit mehr Zeichnung haben (mit anderen Worten, Kontraste sind besser zu erkennen).By adjusting the exposure times for the various groups of image detectors, the dynamic range in a complete image can thus be increased, thereby better illuminating light and dark areas of an image and thus having more drawing (in other words, contrasts are easier to see).

Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann die Belichtungszeit der ersten Gruppe von Bilddetektoren und die Belichtungszeit der zweiten Gruppe von Bilddetektoren so eingestellt werden, dass in einem Belichtungszyklus des Bildsensors (beispielsweise für eine durchzuführende Aufnahme), zumindest für ein vorgegebenes Zeitintervall, sowohl die erste Gruppe von Bilddetektoren als auch die zweite Gruppe von Bilddetektoren zeitgleich belichtet werden.According to some embodiments, the exposure time of the first group of image detectors and the exposure time of the second group of image detectors may be set such that in one exposure cycle of the image sensor (for example, for a shot), at least for a predetermined time interval, both the first group of image detectors also the second group of image detectors are exposed at the same time.

Mit anderen Worten, werden nicht, wie bei konventionellen Aufnahmesystemen zwei Bilder mit unterschiedlichen Belichtungszeiten zeitlich nacheinander aufgenommen, sondern es wird lediglich in einem Belichtungszyklus ein Bild mit dem Bildsensor aufgenommen, wobei verschiedene Gruppen von Bilddetektoren des Bildsensors unterschiedlich lange Belichtungszeiten haben. So wird auch eine Aufnahme von dynamischen (bewegten) Szenen mit einem hohen Dynamikumfang ermöglicht, ohne dass Geisterbilder entstehen.In other words, as in conventional imaging systems, two images with different exposure times are not taken in succession, but an image is captured with the image sensor only in one exposure cycle, with different groups of image sensors of the image sensor having different exposure times. This also allows recording of dynamic (moving) scenes with a high dynamic range without creating ghosting.

FigurenkurzbeschreibungBrief Description

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Bildsensors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic representation of an image sensor according to an embodiment of the present invention;

2 Diagramme zur Visualisierung der voneinander unabhängigen Belichtungssteuerung zweier Gruppen des Bildsensors aus 1; 2 Diagrams for the visualization of the independent exposure control of two groups of the image sensor 1 ;

3 eine Beispielschaltung für einen Bilddetektor, wie er bei dem Bildsensor aus 1 Verwendung finden kann; 3 an example circuit for an image detector, as in the image sensor off 1 Can be used;

4 Diagramme zur Visualisierung der Funktionalität des in 3 gezeigten Bilddetektors; 4 Diagrams for visualizing the functionality of in 3 shown image detector;

5 eine schematische Darstellung eines Bildsensors gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 5 a schematic representation of an image sensor according to another embodiment of the present invention.

6a eine beispielhafte Schnittzeichnung durch eine Abbildungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei der sich Bildfelder verschiedener Gruppen von Bilddetektoren aneinander anschließen; 6a an exemplary cross-sectional view through an imaging device according to an embodiment of the present invention, in which connect image fields of different groups of image detectors to each other;

6b eine beispielhafte Schnittzeichnung einer Abbildungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei der sich Bildfelder verschiedener Gruppen von Bilddetektoren überlappen; und 6b an exemplary sectional view of an imaging device according to another embodiment in which overlap image fields of different groups of image detectors; and

7 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 7 a flowchart of a method according to an embodiment of the present invention.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden ErfindungDetailed description of embodiments of the present invention

Bevor im Folgenden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren detailliert beschrieben werden, wird darauf hingewiesen, dass gleiche Elemente oder Elemente gleicher Funktion mit denselben Bezugszeichen versehen sind und dass auf eine wiederholte Beschreibung von Elementen, die mit denselben Bezugszeichen versehen sind, verzichtet wird. Beschreibungen von Elementen mit gleichen Bezugszeichen sind daher untereinander austauschbar.Before the exemplary embodiments of the present invention are described in detail below with reference to the figures, it is pointed out that identical elements or elements having the same function are provided with the same reference symbols and that a repeated description of elements provided with the same reference symbols is dispensed with. Descriptions of elements with the same reference numerals are therefore interchangeable.

1 zeigt einen Bildsensor 100 mit einer Mehrzahl von Gruppen 101a–101d von Bilddetektoren 105. Belichtungszeiten der Gruppen 101a–101d von Bilddetektoren sind unabhängig voneinander einstellbar. 1 shows an image sensor 100 with a plurality of groups 101 - 101d of image detectors 105 , Exposure times of the groups 101 - 101d of image detectors are independently adjustable.

Beispielsweise kann der Bildsensor 100 eine Belichtungszeiteinstelleinrichtung 103 aufweisen, welche die Belichtungszeiten für die Gruppen 101a–101d von Bilddetektoren unabhängig voneinander einstellt. Diese erlaubt es, pro Gruppe 101a–101d von Bilddetektoren die richtige Belichtungszeit einzustellen. Die richtige Belichtungszeit kann dabei für jede Gruppe 101a–101d von Bilddetektoren spezifisch sein, da beispielsweise in einer Abbildungsvorrichtung, in der der Bildsensor 100 verwendet wird, jede Gruppe 101a–101d einen anderen Bereich der Szene sehen kann (die Blickrichtung der verschiedenen Gruppen 101a–101d von Bilddetektoren weichen voneinander ab) und in verschiedenen Bildbereichen der Szene unterschiedlich helle Bereiche auftreten können.For example, the image sensor 100 an exposure time setting device 103 have the exposure times for the groups 101 - 101d of image detectors independently of one another. This allows, per group 101 - 101d of image detectors to set the correct exposure time. The right shutter speed can be used for each group 101 - 101d of image detectors, for example, in an imaging device in which the image sensor 100 is used, each group 101 - 101d can see another area of the scene (the line of sight of the different groups 101 - 101d of image detectors differ from each other) and in different image areas of the scene different bright areas can occur.

Durch die Anpassung der Belichtungszeiten (beispielsweise in Einzelkanälen, welche durch jeweils eine Gruppe 101a–101d von Bilddetektoren mit einer zugehörigen Mehrkanaloptik gebildet werden) wird der Dynamikumfang im kompletten Bild erhöht, wodurch helle und dunkle Bereiche eines Bildes besser belichtet werden und damit mehr Zeichnung haben (Kontraste sind besser zu erkennen).By adjusting the exposure times (for example, in individual channels, each by a group 101 - 101d formed by image detectors with an associated multi-channel optics) the dynamic range is increased in the entire image, which makes it easier to expose light and dark areas of an image and thus have more drawing (contrasts are easier to see).

Jede Gruppe 101a–101d von Bilddetektoren kann jeweils eine Mehrzahl von Bilddetektoren 105 (beispielsweise in Form von 3T-Zellen oder 4T-Zellen) aufweisen. Ein solcher Bilddetektor 105 kann auch als Pixel bezeichnet werden und kann beispielsweise jeweils eine Fotodiode aufweisen.Every group 101 - 101d Image detectors may each comprise a plurality of image detectors 105 (for example in the form of 3T cells or 4T cells). Such an image detector 105 may also be referred to as a pixel and may for example each have a photodiode.

Bilddetektoren 105 einer Gruppe 101a–101d von Bilddetektoren können dabei alle dieselbe Belichtungszeit aufweisen. Mit anderen Worten können Belichtungszeiten von Bilddetektoren 105 verschiedener Gruppen 101a–101d von Bilddetektoren unabhängig voneinander einstellbar sein, aber innerhalb einer Gruppe 101a–101d von Bilddetektoren dieselbe Belichtungszeit aufweisen.image detectors 105 a group 101 - 101d Image detectors can all have the same exposure time. In other words, exposure times of image detectors 105 different groups 101 - 101d of image detectors be independently adjustable but within a group 101 - 101d of image detectors have the same exposure time.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Belichtungszeiteinstelleinrichtung für jede Gruppe 101a–101d einen eigenen Zeitgenerator (Timing Generator) 103a–103d aufweisen, um die Belichtungszeiten für die verschiedenen Gruppen 101a–101d von Bilddetektoren unabhängig voneinander einzustellen. Auf diese Weise kann jede Gruppe 101a–101d von Bilddetektor über eine spezifische Belichtungszeit (oder Integrationszeit) verfügen.According to other embodiments, the exposure time setting means may be for each group 101 - 101d a separate timing generator (timing generator) 103a - 103d have the exposure times for the different groups 101 - 101d of image detectors independently of each other. This way each group can 101 - 101d of image detector have a specific exposure time (or integration time).

Obwohl in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel vier verschiedene Gruppen 101a–101d von Bilddetektoren gezeigt sind, können Bildsensoren gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eine beliebige Anzahl von Gruppen von Bilddetektoren aufweisen, bei denen die Belichtungszeiten unterschiedlich voneinander einstellbar sind.Although in the in 1 shown embodiment, four different groups 101 - 101d of image detectors, image sensors according to embodiments of the present invention may include any number of groups of image detectors in which the exposure times are differentially adjustable from each other.

In einem einfachsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein Bildsensor auch nur eine erste Gruppe 101a und eine zweite Gruppe 101b von Bilddetektoren aufweisen, wobei eine Belichtungszeit der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren unabhängig von einer Belichtungszeit der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren einstellbar ist.In a simplest embodiment of the present invention, an image sensor may be only a first group 101 and a second group 101b of image detectors, wherein an exposure time of the first group 101 of image detectors independent of an exposure time of the second group 101b is adjustable by image detectors.

Auch unter Nutzung dieses einfachsten Ausführungsbeispiels ergeben sich deutliche Vorteile gegenüber konventionellen Bildsensoren, beispielsweise in dem Fall, dass in einer Abbildungsvorrichtung, in der der Bildsensor verwendet wird, die beiden Gruppen 101a, 101b von Bilddetektoren dasselbe Bildfeld aufweisen. In einem solchen Anwendungsfall kann in einem einzigen Belichtungszyklus des Bildsensors ein Bild mit einem hohen Dynamikumfang aufgenommen werden, da jede Objektzelle in dem Bild von einem Bilddetektor der ersten Gruppe 101a und einem Bilddetektor der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren erfasst wird. Durch die unterschiedliche Einstellung der Belichtungszeiten der Gruppen 101a, 101b von Bilddetektoren wird ermöglicht, dass, falls einer der Bilddetektoren für eine Objektzelle im Bild überbelichtet oder unterbelichtet ist, der Wert des anderen Bilddetektoren für die jeweilige Objektzelle im Bild verwendet werden kann. So werden in einem einzigen Belichtungszyklus sowohl helle als auch dunkle Bereiche einer Szene optimal belichtet.Even using this simplest embodiment, there are clear advantages over conventional image sensors, for example in the case that in an imaging device in which the image sensor is used, the two groups 101 . 101b of image detectors have the same image field. In such an application, an image with a high dynamic range can be captured in a single exposure cycle of the image sensor since each object cell in the image is from an image detector of the first group 101 and an image detector of the second group 101b is detected by image detectors. Due to the different setting of the exposure times of the groups 101 . 101b Image detectors allow, if one of the image detectors for one object cell in the image is overexposed or underexposed, the value of the other image detector for the respective object cell in the image can be used. Thus, both bright and dark areas of a scene are optimally exposed in a single exposure cycle.

2 zeigt in vier Diagrammen 201, 203, 205, 207, wie von dem Bildsensor 100 die Belichtungszeiten der unterschiedlichen Gruppen 101a–101d von Bildsensoren am Beispiel der ersten Gruppe 101a (Gruppe 1) und der zweiten Gruppe 101b (Gruppe 2) von Bilddetektoren eingestellt werden können. 2 zeigt dazu in zwei oberen Diagrammen 201, 203 eine erste Möglichkeit der unabhängigen Einstellung der Belichtungszeiten der beiden Gruppen 101a, 101b von Bilddetektoren und in zwei unteren Diagrammen 205, 207 eine zweite Möglichkeit der Einstellung der Belichtungszeiten der ersten Gruppe 101a und der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren unabhängig voneinander. 2 shows in four diagrams 201 . 203 . 205 . 207 as from the image sensor 100 the exposure times of the different groups 101 - 101d of image sensors using the example of the first group 101 (Group 1) and the second group 101b (Group 2) can be adjusted by image detectors. 2 shows in two upper diagrams 201 . 203 a first possibility of independently setting the exposure times of the two groups 101 . 101b from image detectors and in two lower charts 205 . 207 a second possibility of setting the exposure times of the first group 101 and the second group 101b of image detectors independently.

Das in 2 gezeigte Konzept unterscheidet sich von konventionellen Konzepten zur Aufnahme eines Bildes mit einem erhöhten Dynamikumfang dadurch, dass das Bild in einem einzigen Belichtungszyklus aufgenommen wird und nicht, wie bei konventionellen Konzepten, in zwei nacheinander folgenden Belichtungszyklen, zwischen denen die Belichtungszeiten für alle Bilddetektoren des Bildsensors variiert werden. Mit anderen Worten kann der Bildsensor 100 ausgebildet sein, um die Belichtungszeit der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren und die Belichtungszeit der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren so einzustellen, dass in einem Belichtungszyklus des Bildsensors 100 sowohl die erste Gruppe 101a von Bildsensoren als auch die zweite Gruppe 101b von Bildsensoren belichtet werden. Dies ist auch in den Diagrammen 201, 203, 205, 207 von 2 gezeigt. Dadurch, dass eine Szene in einem Belichtungszyklus aufgenommen wird, anstatt in zwei aufeinanderfolgenden Belichtungszyklen, wird ermöglicht, dass auch dynamische (sich bewegende) Szenen aufgenommen werden können, ohne dass dabei Geisterbilder entstehen.This in 2 The concept shown differs from conventional concepts for taking an image with an increased dynamic range in that the image is taken in a single exposure cycle and not, as in conventional concepts, in two consecutive exposure cycles, between which the exposure times for all image detectors of the image sensor varies become. In other words, the image sensor can 100 be formed to the exposure time of the first group 101 of image detectors and the exposure time of the second group 101b of image detectors so that in one exposure cycle of the image sensor 100 both the first group 101 from image sensors as well as the second group 101b be exposed by image sensors. This is also in the diagrams 201 . 203 . 205 . 207 from 2 shown. Capturing a scene in one exposure cycle, instead of two consecutive exposure cycles, allows you to capture dynamic (moving) scenes without creating ghosting.

Ferner kann der Bildsensor 100 ausgebildet sein, um die Belichtungszeit der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren und die Belichtungszeit der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren so einzustellen, dass in dem Belichtungszyklus des Bilddetektors 100, zumindest für ein vorgegebenes Zeitintervall sowohl die erste Gruppe 101a von Bilddetektoren als auch die zweite Gruppe 101b von Bilddetektoren zeitgleich belichtet werden. Dieses vorgegebene Zeitintervall, in dem sowohl die erste Gruppe 101a von Bilddetektoren als auch die zweite Gruppe 101b von Bilddetektoren zeitgleich belichtet werden, kann beispielsweise der kürzeren Belichtungszeit aus den Belichtungszeiten der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren und der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren entsprechen. In den in 2 gezeigten Diagrammen 201, 203, 205, 207 entspricht dieses vorgegebene Zeitintervall der Belichtungszeit der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren, da diese kürzer belichtet werden als die erste Gruppe 101a von Bilddetektoren. Auch durch dieses zeitgleiche Belichten der Gruppen 101a, 101b von Bilddetektoren des Bildsensors 100 lassen sich Geisterbilder bei dynamischen Szenen vermeiden.Furthermore, the image sensor 100 be formed to the exposure time of the first group 101 of image detectors and the exposure time of the second group 101b of image detectors so that in the exposure cycle of the image detector 100 , at least for a given time interval both the first group 101 from image detectors as well as the second group 101b be exposed by image detectors at the same time. This predetermined time interval, in which both the first group 101 from image detectors as well as the second group 101b of image detectors can be exposed simultaneously for example, the shorter exposure time from the exposure times of the first group 101 of image detectors and the second group 101b of image detectors. In the in 2 shown diagrams 201 . 203 . 205 . 207 corresponds to this predetermined time interval of the exposure time of the second group 101b of image detectors since they are exposed shorter than the first group 101 of image detectors. Also by this simultaneous exposure of the groups 101 . 101b of image detectors of the image sensor 100 can avoid ghosting during dynamic scenes.

Neben der Dauer der Belichtung (bzw. Integration) kann auch der Startzeitpunkt der Belichtung (bzw. Integration) reguliert werden. Auf diese Weise können die Belichtungszeiträume (bzw. Integrationszeiträume) der Gruppen 101a, 101b gegeneinander verschoben werden. Zum Beispiel ist es möglich, statt der Startpunkte für die Belichtung der Gruppen 101a, 101b von Bilddetektoren die Mittelpunkte der Belichtungszeiträume (oder Integrationszeiträume) aufeinander zu legen (dies ist in den unteren Diagrammen 205, 207 von 2 gezeigt). Dies minimiert Bewegungsartefakte. Mit anderen Worten kann der Bildsensor ausgebildet sein, um die Belichtungszeit der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren und die Belichtungszeit der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren so einzustellen, dass Mitten der Belichtungszeiten der beiden Gruppen 101a, 101b von Bilddetektoren auf denselben Zeitpunkt fallen oder maximal 2%, 5% oder 10% von der kürzeren Belichtungszeit aus den Belichtungszeiten der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren und der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren zeitlich zueinander verschoben sind.In addition to the duration of the exposure (or integration), the start time of the exposure (or integration) can be regulated. In this way, the exposure periods (or integration periods) of the groups 101 . 101b be moved against each other. For example, it is possible instead of the starting points for the exposure of the groups 101 . 101b of image detectors to superimpose the centers of the exposure periods (or integration periods) on each other (this is in the lower diagrams 205 . 207 from 2 shown). This minimizes motion artifacts. In other words, the image sensor may be formed to the exposure time of the first group 101 of image detectors and the exposure time of the second group 101b of image detectors so that centers of the exposure times of the two groups 101 . 101b of image detectors fall to the same time or at most 2%, 5% or 10% of the shorter exposure time from the exposure times of the first group 101 of image detectors and the second group 101b are shifted in time by image detectors.

Der Belichtungszyklus des Bildsensors 100 kann beispielsweise der längeren Belichtungszeit aus den Belichtungszeiten der ersten Gruppe 101a und der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren entsprechen. In dem in 2 gezeigten Beispiel entspricht der Belichtungszyklus der Belichtungszeit der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren.The exposure cycle of the image sensor 100 For example, the longer exposure time may be from the exposure times of the first group 101 and the second group 101b of image detectors. In the in 2 As shown, the exposure cycle corresponds to the exposure time of the first group 101 of image detectors.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann der Bildsensor 100 ausgebildet sein, um den Belichtungszyklus des Bildsensors durch Belichten einer der beiden Gruppen 101a, 101b von Bilddetektoren zu starten und um die Belichtung der beiden Gruppen 101a, 101b von Bilddetektoren zeitversetzt zueinander zu starten. Dies ist in den unteren Diagrammen 205, 207 in 2 gezeigt, in denen der Belichtungszyklus durch Belichten der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren gestartet wird und die Belichtung der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren zeitversetzt zu der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren (nach dieser) gestartet wird.According to further embodiments, the image sensor 100 be configured to the exposure cycle of the image sensor by exposing one of the two groups 101 . 101b from image detectors to start and to the exposure of the two groups 101 . 101b of image detectors start with a time delay to each other. This is in the lower diagrams 205 . 207 in 2 shown in which the exposure cycle by exposing the first group 101 is started by image detectors and the exposure of the second group 101b from image detectors skewed to the first group 101 of image detectors (after this) is started.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann jede der Gruppen 101a–101d des Bildsensors 100 über eine eigene automatische Steuerung der Belichtungszeit verfügen (ABC – Automatic Exposure Control). Diese kann die Belichtungszeit den Lichtverhältnissen anpassen, beispielsweise um Überbelichtung und Unterbelichtungen zu vermeiden. Durch lokale Anpassung der Belichtungszeit können auch Szenen mit großem Kontrastumfang ohne Überbelichtung oder Unterbelichtung abgebildet werden.According to further embodiments, each of the groups 101 - 101d of the image sensor 100 have their own automatic control of the exposure time (ABC - Automatic Exposure Control). This can adapt the exposure time to the light conditions, for example to avoid overexposure and underexposure. By locally adjusting the exposure time, scenes with a high contrast range can be imaged without overexposure or underexposure.

So kann beispielsweise der Bildsensor 100 ausgebildet sein, um für den Belichtungszyklus des Bildsensors 100 die Belichtungszeit der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren und die Belichtungszeit der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren so einzustellen, dass in dem Belichtungszyklus kein Bilddetektor 105 der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren unterbelichtet wird und kein Bilddetektor 105 der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren überbelichtet wird. Dies ist in 2 dadurch gezeigt, dass die Belichtungszeit für die erste Gruppe 101a von Bilddetektoren deutlich länger gewählt ist als die Belichtungszeit für die zweite Gruppe 101b von Bilddetektoren.For example, the image sensor 100 be configured to for the exposure cycle of the image sensor 100 the exposure time of the first group 101 of image detectors and the exposure time of the second group 101b of image detectors so that in the exposure cycle no image detector 105 the first group 101 underexposed by image detectors and no image detector 105 the second group 101b overexposed by image detectors. This is in 2 shown by the exposure time for the first group 101 Image detector is chosen much longer than the exposure time for the second group 101b of image detectors.

Gemäß weiterer Ausführungsbeispiele können die Gruppen 101a–101d von Bilddetektoren (oder die Pixelgruppen 101a–101d) mit Farbfiltern versehen sein (bzw. Farbfilter aufweisen), die eine homogene Filterung innerhalb eines Kanals einer Abbildungsvorrichtung in der der Bildsensor 100 verwendet wird ermöglichen. In diesem Fall kann der Bildsensor 100 ausgebildet sein, die Belichtungszeiten für die Gruppen 101a–101d von Bildsensoren automatisch der Lichtfarbe anzupassen. Dies ermöglicht einen automatischen Weißabgleich. Ferner kann ein lokaler Farbstich ausgeglichen werden (etwa durch Mischlicht, das heißt Tages- und Kunstlicht innerhalb einer Szene).According to further embodiments, the groups 101 - 101d of image detectors (or the pixel groups 101 - 101d ) may be provided with color filters (or having color filters) which provide homogeneous filtering within a channel of an imaging device in which the image sensor 100 will be used. In this case, the image sensor 100 be formed, the exposure times for the groups 101 - 101d automatically adjust the light color of image sensors. This allows automatic white balance. Furthermore, a local color cast can be compensated (for example by mixed light, ie daylight and artificial light within a scene).

Ist ein Kamerasystem (beispielsweise die Abbildungsvorrichtung, wie sie noch anhand von 6a und 6b beschrieben wird) zu dem der Bildsensor 100 gehört, so ausgelegt, dass ein Bereich der Szene von mehreren Pixelgruppen oder Gruppen von Bilddetektoren erfasst wird (sich also die Blickfelder der Gruppen überlappen), so ist es sinnvoll, jeden Punkt der Szene mit mehreren verschiedenen Belichtungszeiten zu messen. Wird ein Punkt in der Szene z. B. von zwei Gruppen erfasst, so kann, wie anhand von 2 gezeigt, für die erste Gruppe 101a von Bilddetektoren eine lange Belichtungszeit eingestellt werden und für die zweite Gruppe 101b von Bilddetektoren eine kurze Belichtungszeit eingestellt werden.Is a camera system (for example, the imaging device, as still based on 6a and 6b described) to which the image sensor 100 If it is designed so that an area of the scene is detected by several pixel groups or groups of image detectors (ie the fields of view of the groups overlap), it makes sense to measure each point of the scene with several different exposure times. If a point in the scene z. B. detected by two groups, it can, as based on 2 shown for the first group 101 be set by image detectors a long exposure time and for the second group 101b be set by image detectors a short exposure time.

Die Dauer dieser Belichtungszeiten kann ebenfalls automatisch den Lichtverhältnissen angepasst werden, so kann z. B. die Belichtungszeit der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren so eingestellt werden, dass kein Pixel dieser Gruppe überbelichtet ist und die der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren so eingestellt werden, dass kein Pixel dieser Gruppe unterbelichtet ist. Gemäß weiterer Ausführungsbeispiele kann der Bildsensor 100 auch ein festes Verhältnis zwischen den Belichtungszeiten der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren und der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren aufweisen, oder eine dynamische Einstellung mit einer Begrenzung des Verhältnisses der Belichtungszeiten nach oben oder unten. Dies gilt analog für größere Überdeckungen.The duration of these exposure times can also be automatically adapted to the lighting conditions, so z. B. the exposure time of the second group 101b from Image detectors are set so that no pixel of this group is overexposed and that of the first group 101 be set by image detectors so that no pixel of this group is underexposed. According to further embodiments, the image sensor 100 also a fixed ratio between the exposure times of the first group 101 of image detectors and the second group 101b of image detectors, or dynamic adjustment with a limitation on the ratio of the exposure times up or down. This applies analogously for larger overlaps.

Zum anderen ist die gruppenspezifische Belichtungszeit vorteilhaft, wenn pro Gruppe 101a–101d von Bilddetektoren, wie oben bereits erwähnt, ein gleichfarbiger Filter verwendet wird. Die Empfindlichkeit der Gruppen 101a–101d variiert; dies ist abhängig von der Beleuchtung, der Absorption der Farbfiltermaterialien und der spektralen Empfindlichkeiten der Fotodioden. Mit der gruppenspezifischen Belichtungszeit (der unabhängigen Einstellbarkeit der Belichtungszeit und der verschiedenen Gruppen 101a–101d von Bilddetektoren) können diese unterschiedlichen Empfindlichkeiten ausgeglichen werden.On the other hand, the group-specific exposure time is advantageous if per group 101 - 101d of image detectors, as mentioned above, a same color filter is used. The sensitivity of the groups 101 - 101d varies; this depends on the illumination, the absorption of the color filter materials and the spectral sensitivities of the photodiodes. With the group-specific exposure time (the independent adjustability of the exposure time and the different groups 101 - 101d from image detectors) these different sensitivities can be compensated.

Ein Vorteil davon ist eine bessere Rekonstruktion der Farbe. Die Farben im Bild werden natürlicher.An advantage of this is a better reconstruction of the color. The colors in the picture become more natural.

3 zeigt beispielhaft eine Schaltung einer aktiven CMOS-Pixelzelle (sogenannte APS-Zelle, APS-Amplifier (Verstärker), Photodiode (Fotodiode), and Switches (Schalter), auch bezeichnet als Active Pixel Sensor – Sensor mit aktiven Pixelzellen), wie sie beispielsweise als Bilddetektor 105 bei einem Bildsensor 100 Verwendung finden kann. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen sind aber auch andere Realisierungen der Bilddetektoren 105 des Bildsensors 100, beispielsweise in Form von 4T-Zellen möglich. 3 shows by way of example a circuit of an active CMOS pixel cell (so-called APS cell, APS amplifier (amplifier), photodiode (photodiode), and switches, also referred to as active pixel sensor sensor with active pixel cells), such as image detector 105 with an image sensor 100 Can be used. According to further embodiments, however, other implementations of the image detectors are also possible 105 of the image sensor 100 , For example, in the form of 4T cells possible.

Die in 3 gezeigte CMOS-Pixelzelle wird im Prinzip in drei Phasen ausgelesen (idealisiert, 3T-Pixel).In the 3 shown CMOS pixel cell is read in principle in three phases (idealized, 3T pixels).

Die erste Phase ist eine Reset-Phase, in der ein Transistor M_rst mit Hilfe einer Leitung RST an seinem Gateanschluss eingeschaltet wird, was eine Fotodiode der Pixelzelle mit einer Resetspannung V_RST verbindet. Noch vorhandene Ladung von der vorherigen Belichtung kann dann abfließen. RST bleibt eingeschaltet, bis die Spannung V_S an der Fotodiode auf V_RST zurückgesetzt ist. Das Abschalten von RST startet die darauf folgende Belichtungsphase.The first phase is a reset phase in which a transistor M _{rst is turned on} by means of a line RST at its gate, which connects a photodiode of the pixel cell with a reset voltage V _RST . Any remaining charge from the previous exposure can then drain off. RST remains on until the voltage V _S on the photodiode is reset to V _RST . Turning off RST will start the subsequent exposure phase.

In dieser Belichtungsphase entstehen durch den Fotoeffekt Ladungsträger in der Fotodiode. Die Spannung V_S an der Fotodiode sinkt. Die Länge dieser Belichtungsphase entspricht der Belichtungszeit oder der Integrationszeit der Pixelzelle 105.In this exposure phase caused by the photoelectric effect charge carriers in the photodiode. The voltage V _S at the photodiode decreases. The length of this exposure phase corresponds to the exposure time or the integration time of the pixel cell 105 ,

Nach Ablauf der Belichtungs- und Integrationszeit folgt die Auslesephase, in der über einen Zeilenbus (Zeile-ROW) das Pixel adressiert wird: ein Transistor M_SEL dessen Gateanschluss mit dem Zeilenbus verbunden ist, wird eingeschaltet und die Spannung Vs an der Fotodiode wird über einen Sourcefolger M_SF, dessen Gateanschluss mit der Fotodiode verbunden ist, und der zwischen Versorgungsspannung und den Transistor M_SEL geschaltet ist, auf einen Spaltenbus (Spalte-COL) gelegt. Dieser Spaltenbus ist typischerweise mit einem Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) verbunden (je einer pro Spalte), der die Spannung in einen digitalen Wert umwandelt.After expiration of the exposure and integration time, the read-out phase follows, in which the pixel is addressed via a row bus (row ROW): a transistor M _SEL whose gate is connected to the row bus is turned on and the voltage Vs across the photodiode is switched on Source follower M _SF , whose gate terminal is connected to the photodiode, and which is connected between the supply voltage and the transistor M _SEL , placed on a column bus (column COL). This column bus is typically connected to an analog-to-digital converter (ADC) (one per column), which converts the voltage to a digital value.

4 zeigt diesen Zyklus anhand dreier Diagramme, wobei in dem oberen Diagramm die Resetspannung über die Zeit abgetragen ist, in dem mittleren Diagramm die Zeilenspannung über die Zeit abgetragen ist und in dem unteren Diagramm die Spannung Vs an der Fotodiode abgetragen ist. 4 shows this cycle with reference to three diagrams, wherein in the upper diagram, the reset voltage is plotted over time, plotted in the middle diagram, the line voltage over time and in the lower diagram, the voltage Vs is plotted on the photodiode.

Nach dem Auslesen der Fotodiode startet der Zyklus (mit dem nächsten Belichtungszyklus) erneut. Die Integrations- oder effektive Belichtungszeit ist die Zeit zwischen dem Abschalten von RST und dem Einschalten der Spannung an dem Zeilenbus.After reading the photodiode, the cycle (with the next exposure cycle) starts again. The integration or effective exposure time is the time between turning off RST and turning on the voltage on the row bus.

5 zeigt einen Bildsensor 500 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Bildsensor 500 unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten Bildsensor 100 dadurch, dass er beispielhaft sechs Gruppen 101a–101f von Bilddetektoren 105 aufweist und dass die Gruppen von Bilddetektoren 101a–101f detaillierter dargestellt sind. Jede der Gruppen 101a–101f weist eine wie in 3 gezeigte Pixelzelle 105, sowie eine Mehrzahl von Zeilenbussen 501 und eine Mehrzahl von Spaltenbussen 503 auf. Ferner weist jede der Gruppen 101a–101f eine vertikale Abtastschaltung 505 (vertical scan circuit) auf, welche mit den Zeilenbussen 501 verbunden ist. Ferner weist jede der Gruppen 101a–101f eine Mehrzahl von Analog/Digital-Wandlern (A/D) und eine horizontale Abtastschaltung 507 (horizontal scan circuit) auf. Die Analog/Digital-Wandler sind dabei zwischen die Spaltenbusse 503 und die horizontalen Abtastschaltungen 507 geschaltet. 5 shows an image sensor 500 according to another embodiment of the present invention. The image sensor 500 is different from the one in 1 shown image sensor 100 in that he exemplifies six groups 101 - 101f of image detectors 105 and that the groups of image detectors 101 - 101f are shown in more detail. Each of the groups 101 - 101f has a like in 3 shown pixel cell 105 , as well as a plurality of line buses 501 and a plurality of column buses 503 on. Further, each of the groups has 101 - 101f a vertical scanning circuit 505 (vertical scan circuit), which with the line buses 501 connected is. Further, each of the groups has 101 - 101f a plurality of analog-to-digital converters (A / D) and a horizontal scanning circuit 507 (horizontal scan circuit). The analog / digital converters are between the column buses 503 and the horizontal scanning circuits 507 connected.

Wie in 5 gezeigt, verfügt bei dem Bildsensor 500 mit aufgeteiltem Bildfeld jede Gruppe 101a–101f über eigene COL-Busse (Spaltenbusse 503) und ROW-Busse (Zeilenbusse 501) sowie RST-Busse (welche parallel zu den Zeilenbussen 501 verlaufen, aber in 5 nicht eingezeichnet sind).As in 5 shown has at the image sensor 500 with split image field each group 101 - 101f via own COL buses (column buses 503 ) and ROW buses (line buses 501 ) and RST buses (which are parallel to the row buses 501 run, but in 5 not shown).

Bei konventionellen Bildsensoren mit aufgeteiltem Bildfeld werden diese Busse aus einem globalen Timing-Generator versorgt und somit werden alle Gruppen 101a–101f mit dem gleichen Timing und der gleichen Belichtungszeit betrieben. In diesem Fall ist die Integrationszeit für alle Pixelgruppen des Sensors gleich.In conventional split field image sensors, these buses are powered by a global timing generator, and thus all groups become 101 - 101f with the same timing and the same exposure time. In this case, the integration time is the same for all pixel groups of the sensor.

Aber bei Ausführungsbeispielen der Erfindung, wie beispielsweise bei dem in 5 gezeigten Bildsensor 500, kann jede Gruppe 101a–101f einen getrennten Timing-Generator (in der Belichtungszeiteinstelleinrichtung 103) aufweisen. Für jede Gruppe 101a–101f kann so die Zeit zwischen dem Abschalten von RST und dem Messen der Spannung an der Fotodiode der einzelnen Pixelzellen 105 unabhängig von den anderen Gruppen 101a–101f eingestellt werden. Auf diese Weise kann jede Gruppe über eine spezifische Integrationszeit verfügen.But in embodiments of the invention, such as in the 5 shown image sensor 500 , every group can 101 - 101f a separate timing generator (in the exposure time setting means 103 ) exhibit. For each group 101 - 101f Thus, the time between switching off RST and measuring the voltage across the photodiode of the individual pixel cells 105 independent of the other groups 101 - 101f be set. In this way, each group can have a specific integration time.

Die einzelnen Gruppen 101a–101f von Bildsensoren können beispielsweise auf einem gemeinsamen Chip bzw. Substrat des Bildsensors angeordnet sein. Beispielsweise kann das Substrat für die verschiedenen Transistoren und Fotodioden der verschiedenen Gruppen 101a–101f von Bilddetektoren für alle Gruppen 101a–101f von Bilddetektoren identisch sein.The individual groups 101 - 101f of image sensors can be arranged, for example, on a common chip or substrate of the image sensor. For example, the substrate may be for the various transistors and photodiodes of the different groups 101 - 101f of image detectors for all groups 101 - 101f be identical to image detectors.

Im Gegensatz zu dem in 5 gezeigten Bildsensor 500 gibt es bei marktgängigen (konventionellen) Bildsensoren genau eine RST-Leitung und eine ROW-Leitung pro Zeile. Die RST-Eingänge aller Pixel innerhalb einer Zeile sind miteinander verbunden. Einschalten von RST setzt alle Pixel dieser Zeile gleichzeitig zurück. Ebenso werden durch Einschalten der ROW-Leitung dieser Zeile alle Pixel dieser Zeile gleichzeitig gemessen. Üblich ist es, zunächst alle Zeilen eines Sensors der Reihe nach zurückzusetzen und sie dann, nach Ablauf der Integrationszeit, der Reihe nach auszulesen Dieses Verfahren heißt 'Rolling Shutter'.Unlike the in 5 shown image sensor 500 With commercially available (conventional) image sensors, there is exactly one RST line and one ROW line per line. The RST inputs of all pixels within a row are interconnected. Turning on RST resets all pixels of this row at the same time. Likewise, by turning on the ROW line of this row, all pixels of that row are measured simultaneously. It is customary to first reset all the lines of a sensor in sequence and then, after the integration time has elapsed, to read them out sequentially. This method is called 'rolling shutter'.

Da bei diesem Verfahren die Belichtungszeitpunkte der Zeilen gegeneinander verschoben sind und dies zu Bildartefakten führen kann, gibt es außerdem Sensoren, bei denen eine Ladungsspeicherung vorgesehen ist. Bei diesen Sensoren werden zunächst alle Pixel gleichzeitig zurückgesetzt (globales RST-Netz). Dann wird in allen Pixeln simultan die akkumulierte Ladung aus der Fotodiode transferiert; dazu verfügt jedes Pixel über eine weitere Kapazität. Schließlich werden wie oben die gespeicherten Ladungen Zeile für Zeile ausgelesen.In this method, since the exposure timings of the lines are shifted from each other and this can lead to image artifacts, there are also sensors in which a charge storage is provided. With these sensors, all pixels are reset at the same time (global RST network). Then, in all pixels, the accumulated charge is simultaneously transferred from the photodiode; Each pixel has an additional capacity. Finally, as above, the stored charges are read line by line.

Bei beiden Verfahren ist die Integrationszeit prinzipbedingt für alle Pixel einer Zeile (Rolling Shutter – rollender Verschluss) oder des ganzen Sensors (Global Shutter – globaler Verschluss) gleich. In marktgängigen Sensoren ist die Belichtungszeit auch bei einem Rolling Shutter für alle Zeilen gleich.In both cases, the integration time is the same for all pixels in a row (Rolling Shutter) or the whole sensor (Global Shutter). In commercially available sensors, the exposure time is the same even for a rolling shutter for all lines.

Wie bereits oben beschrieben, können Bildsensoren gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ihren Einsatz in Abbildungsvorrichtungen finden. Solche Abbildungsvorrichtungen können beispielsweise Kamerasysteme sein.As described above, image sensors according to embodiments of the present invention may find use in imaging devices. Such imaging devices may be, for example, camera systems.

Die 6A und 6B zeigen zwei Abbildungsvorrichtungen 601, 603 gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.The 6A and 6B show two imaging devices 601 . 603 according to embodiments of the present invention.

Die beiden Abbildungsvorrichtungen 601, 603 sind in ihrer Funktionalität ähnlich und unterscheiden sich lediglich dadurch, dass bei der in 6A gezeigten Abbildungsvorrichtung 601 sich Bildfelder 607a, 607b aneinander anschließen (und nicht überlappen), während sich bei der in 6B gezeigten Abbildungsvorrichtung 603 die Bildfelder 607a, 607b überlappen.The two imaging devices 601 . 603 are similar in their functionality and differ only in that in the in 6A shown imaging device 601 picture fields 607a . 607b connect to each other (and do not overlap), while at the in 6B shown imaging device 603 the picture fields 607a . 607b overlap.

6A zeigt eine Schnittansicht der Abbildungsvorrichtung 601. Die Abbildungsvorrichtung 601 weist einen Bildsensor (beispielsweise den Bildsensor 100) auf. Ferner weist die Abbildungsvorrichtung 601 eine Mehrkanaloptik 605 auf, die ausgewählt ist, um in einem ersten (optischen) Kanal ein erstes Bildfeld 607a auf die erste Gruppe 101a von Bilddetektoren abzubilden und in einem zweiten (optischen) Kanal ein zweites Bildfeld 607b auf die zweite Gruppe 101b von Bilddetektoren abzubilden. 6A shows a sectional view of the imaging device 601 , The imaging device 601 has an image sensor (for example, the image sensor 100 ) on. Furthermore, the imaging device 601 a multi-channel look 605 selected to be in a first (optical) channel, a first image field 607a to the first group 101 from image detectors and in a second (optical) channel a second image field 607b to the second group 101b from image detectors.

Der erste (optische) Kanal wird dabei beispielsweise durch eine Linse 609a oder ein Linsenfeld der Mehrkanaloptik 605 in Verbindung mit der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren gebildet. Der erste (optische) Kanal ist daher der Weg, den einfallendes Licht, welches durch die erste Linse das erste Linsenfeld 609a hindurch fällt, in der Abbildungsvorrichtung 601 zurücklegt, um auf die Bilddetektoren 105 der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren zu treffen.The first (optical) channel is, for example, by a lens 609a or a lens array of multi-channel optics 605 in connection with the first group 101 formed by image detectors. The first (optical) channel is therefore the path, the incident light, which through the first lens, the first lens array 609a through, in the imaging device 601 travels back to the image detectors 105 the first group 101 of image detectors.

Der zweite (optische) Kanal wird durch eine zweite Linse oder ein zweites Linsenfeld 609b der Abbildungsvorrichtung 605 in Verbindung mit der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren gebildet. Der zweite (optische) Kanal ist daher der Weg, den einfallendes Licht, welches durch die zweite Linse oder das zweite Linsenfeld 609a hindurch fällt, in der Abbildungsvorrichtung 601 zurücklegt, um auf die Bilddetektoren 105 der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren zu treffen.The second (optical) channel is through a second lens or a second lens array 609b of the imaging device 605 in conjunction with the second group 101b formed by image detectors. The second (optical) channel is therefore the path, the incident light passing through the second lens or the second lens array 609a through, in the imaging device 601 travels back to the image detectors 105 the first group 101 of image detectors.

Wie bereits erwähnt, überlappen sich bei der in 6A gezeigten Abbildungsvorrichtung 601 die Bildfelder 607a, 607b nicht, sondern schließen aneinander an.As mentioned above, overlap at the in 6A shown imaging device 601 the picture fields 607a . 607b not, but connect to each other.

Gemäß weiterer Ausführungsbeispiele kann der erste Kanal ein erstes Farbfilter 611a, beispielsweise zwischen der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren und der Mehrkanaloptik 605 aufweisen. Ferner kann der zweite Kanal ein zweites Farbfilter 611b, beispielsweise zwischen der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren und der Mehrkanaloptik 605 aufweisen.According to further embodiments, the first channel may be a first color filter 611 , for example, between the first group 101 of image detectors and multi-channel optics 605 exhibit. Furthermore, the second channel may have a second color filter 611b . for example, between the second group 101b of image detectors and multi-channel optics 605 exhibit.

Das erste Farbfilter 611a kann dabei eine andere Farbe aufweisen als das zweite Farbfilter 611b.The first color filter 611 may have a different color than the second color filter 611b ,

Die Farbfilter 611a, 611b können beispielsweise verwendet werden, um Farbaufnahmen der Bildfelder 607a, 607b zu ermöglichen. Die gruppenspezifische Belichtungszeit bei den Gruppen 101a, 101b von Bilddetektoren ist bei Verwendung der Farbfilter 611a, 611b vorteilhaft, da in diesem Fall die Empfindlichkeit der Gruppen 101a, 101b variiert, sie ist abhängig von der Beleuchtung, der Absorption der Farbfiltermaterialien, und der spektralen Empfindlichkeiten der Fotodioden. Die unterschiedlichen Empfindlichkeiten können mit der gruppenspezifischen Belichtungszeit (der unabhängigen Einstellbarkeit der Belichtungszeiten der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren und der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren) ausgeglichen werden.The color filters 611 . 611b For example, they can be used to take color photographs of the image fields 607a . 607b to enable. The group-specific exposure time for the groups 101 . 101b of image detectors is when using the color filters 611 . 611b advantageous, since in this case the sensitivity of the groups 101 . 101b varies, it depends on the illumination, the absorption of the color filter materials, and the spectral sensitivities of the photodiodes. The different sensitivities can be adjusted with the group-specific exposure time (the independent adjustment of the exposure times of the first group 101 of image detectors and the second group 101b from image detectors).

Gemäß weiterer Ausführungsbeispiele kann der Bildsensor 100 ausgebildet sein, um die Belichtungszeit der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren in Abhängigkeit von einer Lichtfarbe in dem ersten Bildfeld 607a einzustellen und um die Belichtungszeit der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren in Abhängigkeit von einer Lichtfarbe in dem zweiten Bildfeld 607b und unabhängig von der Lichtfarbe in dem ersten Bildfeld 607a einzustellen. Diese Einstellungen der Belichtungszeit in Abhängigkeit von der Lichtfarbe sorgt für einen automatischen Weißlichtabgleich und zum anderen kann ein lokaler Farbstich (in dem Bildfeld 607a und/oder dem Bildfeld 607b) ausgeglichen werden.According to further embodiments, the image sensor 100 be formed to the exposure time of the first group 101 of image detectors depending on a light color in the first image field 607a adjust and the exposure time of the second group 101b of image detectors in response to a light color in the second image field 607b and regardless of the light color in the first frame 607a adjust. This adjustment of the exposure time depending on the light color provides for an automatic white balance and on the other hand, a local color cast (in the image field 607a and / or the image field 607b ).

Allgemein kann der Bildsensor 100 ausgebildet sein, um die Belichtungszeit der ersten Gruppe 101a von Bilddetektoren in Abhängigkeit von Lichtverhältnissen in dem ersten Bildfeld 607a einzustellen, und um die Belichtungszeit der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren in Abhängigkeit von Lichtverhältnissen in dem zweiten Bildfeld 607b und unabhängig von den Lichtverhältnissen in dem ersten Bildfeld 607a einzustellen.Generally, the image sensor 100 be formed to the exposure time of the first group 101 of image detectors depending on lighting conditions in the first image field 607a and the exposure time of the second group 101b of image detectors depending on lighting conditions in the second image field 607b and regardless of the lighting conditions in the first frame 607a adjust.

6b zeigt eine Schnittansicht der Abbildungsvorrichtung 603, welche sich, wie im vorhergehenden bereits beschrieben, von der Abbildungsvorrichtung 601 nur dadurch unterscheidet, dass sich das erste Bildfeld 607a und das zweite Bildfeld 607b überlappen, das heißt, dass Objektzellen oder Objektpunkte einer Szene von einem Bilddetektor der ersten Gruppe 101a von Bilddetektor und einem Bilddetektor der zweiten Gruppe 101b von Bilddetektoren erfasst werden. Dies ermöglicht, dass jeder Punkt der Szene mit mehreren verschiedenen Belichtungszeiten gemessen werden kann. Beispielsweise so, dass, wie anhand von 2 bereits beschrieben, die Belichtungszeit der ersten Gruppe 611a von Bilddetektoren so eingestellt wird, dass kein Pixel dieser Gruppe unterbelichtet ist und die Belichtungszeit der zweiten Gruppe 611b von Bilddetektoren so eingestellt wird, dass kein Pixel dieser Gruppe überbelichtet ist. 6b shows a sectional view of the imaging device 603 , which, as already described above, from the imaging device 601 only differs in that the first field of view 607a and the second frame 607b overlap, that is, object cells or object points of a scene from an image detector of the first group 101 of image detector and an image detector of the second group 101b be detected by image detectors. This allows each point of the scene to be measured at several different exposure times. For example, such that, as based on 2 already described, the exposure time of the first group 611 of image detectors is set so that no pixel of this group is underexposed and the exposure time of the second group 611b of image detectors is set so that no pixel of this group is overexposed.

Zusammenfassend ermöglichen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung einen Bildsensor mit aufgeteiltem Bildfeld (auch bezeichnet als Clusterimager), bei dem pro Gruppe jeweils eine Belichtungszeit verwendet wird. Bildsensoren gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ermöglichen damit eine getrennte Belichtungszeitsteuerung mit den jeweiligen Decoder für die Gruppen von Bilddetektoren.In summary, embodiments of the present invention provide a split field image sensor (also referred to as a cluster image) in which one exposure time is used per group. Image sensors according to embodiments of the present invention thus enable separate exposure timing with the respective decoders for the groups of image detectors.

Mehrere Gruppen von Bilddetektoren oder sogenannten Detektormatrizen können dabei in einem Feld oder Array auf einem gemeinsamen Chip oder Substrat angeordnet sein.Several groups of image detectors or so-called detector arrays can be arranged in a field or array on a common chip or substrate.

7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 700 für einen Bildsensor mit einer ersten Gruppe von Bilddetektoren und einer zweiten Gruppe von Bilddetektoren. Das Verfahren 700 umfasst einen Schritt 701 des Einstellens einer Belichtungszeit der ersten Gruppe von Bilddetektoren unabhängig von einer Belichtungszeit der zweiten Gruppe von Bilddetektoren. 7 shows a flowchart of a method 700 for an image sensor having a first group of image detectors and a second group of image detectors. The procedure 700 includes a step 701 setting an exposure time of the first group of image detectors independently of an exposure time of the second group of image detectors.

Das Verfahren 700 kann beispielsweise mit einem Bildsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung (beispielsweise mit den Bildsensoren 100 oder 500) durchgeführt werden.The procedure 700 For example, with an image sensor according to an embodiment of the present invention (for example, with the image sensors 100 or 500 ) be performed.

Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.Although some aspects have been described in the context of a device, it will be understood that these aspects also constitute a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Similarly, aspects described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.

Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.Depending on particular implementation requirements, embodiments of the invention may be implemented in hardware or in software. The implementation may be performed using a digital storage medium, such as a floppy disk, a DVD, a Blu-ray Disc, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or FLASH memory, a hard disk, or other magnetic disk or optical memory are stored on the electronically readable control signals that can cooperate with a programmable computer system or cooperate such that the respective method is performed. Therefore, the digital storage medium can be computer readable. Thus, some embodiments according to the invention include a data carrier having electronically readable control signals capable of interacting with a programmable computer system such that one of the methods described herein is performed.

Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft. Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.In general, embodiments of the present invention may be implemented as a computer program product having a program code, wherein the program code is operable to perform one of the methods when the computer program product runs on a computer. The program code can also be stored, for example, on a machine-readable carrier.

Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.Other embodiments include the computer program for performing any of the methods described herein, wherein the computer program is stored on a machine-readable medium.

Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.In other words, an embodiment of the method according to the invention is thus a computer program which has a program code for performing one of the methods described herein when the computer program runs on a computer. A further embodiment of the inventive method is thus a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) on which the computer program is recorded for carrying out one of the methods described herein.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden.A further embodiment of the method according to the invention is thus a data stream or a sequence of signals, which represent the computer program for performing one of the methods described herein. The data stream or the sequence of signals may be configured, for example, to be transferred via a data communication connection, for example via the Internet.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.Another embodiment includes a processing device, such as a computer or a programmable logic device, that is configured or adapted to perform one of the methods described herein.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.Another embodiment includes a computer on which the computer program is installed to perform one of the methods described herein.

Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.In some embodiments, a programmable logic device (eg, a field programmable gate array, an FPGA) may be used to perform some or all of the functionality of the methods described herein. In some embodiments, a field programmable gate array may cooperate with a microprocessor to perform one of the methods described herein. In general, in some embodiments, the methods are performed by any hardware device. This may be a universal hardware such as a computer processor (CPU) or hardware specific to the process, such as an ASIC.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.The embodiments described above are merely illustrative of the principles of the present invention. It will be understood that modifications and variations of the arrangements and details described herein will be apparent to others of ordinary skill in the art. Therefore, it is intended that the invention be limited only by the scope of the appended claims and not by the specific details presented in the description and explanation of the embodiments herein.

Claims

Imaging device ( 601 . 603 ) having the following features: an image sensor ( 100 . 500 ) with a first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) and a second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ), wherein an exposure time of the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) independent of an exposure time of the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) is adjustable, wherein the image sensor ( 100 . 500 ) is adapted to the exposure time of the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) and the exposure time of the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) so that in an exposure cycle of the image sensor ( 100 . 500 ), at least for a given time interval, both the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) as well as the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) are exposed at the same time; and a multi-channel optics ( 605 ) which is designed to form a first image field in a first channel ( 607a ) to the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) and in a second channel a second image field ( 607b ) to the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ), the first image field ( 607a ) and the second image field ( 607b ) and wherein the first channel through a first lens ( 609a ) or a first lens array in conjunction with the first group ( 101 ) is formed by image detectors and the second channel by a second Lens ( 609b ) or a second lens array in conjunction with the second group ( 101b ) is formed by image detectors.

Imaging device ( 601 . 603 ) according to claim 1, wherein the image sensor ( 100 . 500 ) is adapted to the exposure time of the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) and the exposure time of the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) so that in an exposure cycle of the image sensor ( 100 . 500 ) both the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) as well as the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) are exposed.

Imaging device ( 601 . 603 ) according to claim 1, wherein the image sensor ( 100 . 500 ) is adapted to the exposure time of the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) and the exposure time of the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) so that the predetermined time interval in which both the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) as well as the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) are exposed at the same time, the shorter exposure time from the exposure times of the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) and the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) corresponds.

Imaging device ( 601 . 603 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the image sensor ( 100 . 500 ) is adapted to the exposure time of the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) and the exposure time of the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) so that the centers of the exposure times fall to the same point in time or to a maximum of 10% of the shorter exposure time from the exposure times of the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) and the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) are shifted in time.

Imaging device ( 601 . 603 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the image sensor ( 100 . 500 ) in response to a trigger signal, an exposure cycle of the image sensor ( 100 ) by exposing the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) or the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) and the exposure of the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) and the exposure of the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) start with a time delay.

Imaging device ( 601 . 603 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the image sensor ( 100 . 500 ) is designed to be used for an exposure cycle of the image sensor ( 100 . 500 ) the exposure time of the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) and the exposure time of the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) so that in the exposure cycle no image detector ( 105 ) of the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) is underexposed and no image detector ( 105 ) of the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) is overexposed.

Imaging device ( 601 . 603 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) and the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) on a common chip of the image sensor ( 100 . 500 ) are arranged.

Imaging device ( 603 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the first image field ( 607a ) and the second image field ( 607b ) overlap.

Imaging device ( 601 . 603 ) according to one of claims 1 to 8, wherein the first channel is a first color filter ( 611 ) and the second channel has a second color filter ( 611b ) having.

Imaging device ( 601 . 603 ) according to one of claims 1 to 9, wherein the image sensor ( 100 . 500 ) is adapted to the exposure time of the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) as a function of a light color in the first image field ( 607a ) and the exposure time of the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) in dependence on a light color in the second image field ( 607b ) and regardless of the light color in the first image field ( 607a ).

Imaging device ( 601 . 603 ) according to one of claims 1 to 10, wherein the image sensor ( 100 . 500 ) is adapted to the exposure time of the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) as a function of light conditions in the first image field ( 607a ) and the exposure time of the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) as a function of light conditions in the second image field ( 607b ) and regardless of the light conditions in the first image field ( 607a ).

Procedure ( 700 ) for an imaging device ( 601 . 603 ) which has an image sensor ( 100 . 500 ) with a first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) and a second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ), with the following steps: setting ( 701 ) an exposure time of the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) independent of an exposure time of the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) such that in an exposure cycle of the image sensor ( 100 . 500 ), at least for a given time interval, both the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) as well as the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) are exposed at the same time; and Imaging a first image field ( 607a ) to the first group ( 101 ) of image detectors ( 105 ) in a first channel and a second image field ( 607b ) to the second group ( 101b ) of image detectors ( 105 ) in a second channel, the first image field ( 607a ) and the second image field ( 607b ) connect to each other.

A computer program comprising program code for performing the method of claim 12 when the program is run on a computer.