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Stand der Technik
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Die Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verarbeiten von mit einem Bildsensor assoziierten Signalen.
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Die Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verarbeiten von mit einem Bildsensor assoziierten Signalen.
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Offenbarung der Erfindung
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Manche Beispiele beziehen sich auf ein Verfahren zum Verarbeiten von mit einem Bildsensor assoziierten Signalen, aufweisend: wenigstens teilweises Auslesen von Bildelementen des Bildsensors basierend auf einer physikalischen Auflösung des Bildsensors und auf einer vorgebbaren Sollauflösung, die (beispielsweise in wenigstens einer Dimension) von der physikalischen Auflösung des Bildsensors verschieden ist, wobei erste Bildinformationen erhalten werden, Bereitstellen von zweiten Bildinformationen mit der vorgebbaren Sollauflösung basierend auf dem wenigstens teilweisen Auslesen.
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Bei manchen Beispielen sind die mit dem Bildsensor assoziierten Signale charakterisiert durch wenigstens eine physikalische Größe, beispielsweise einen Zeitverlauf (z.B. im Falle eines zeitkontinuierlichen Signals) oder eine Zeitreihe (z.B. im Falle eines zeitdiskreten Signals) der wenigstens einen physikalischen Größe, wobei beispielsweise die wenigstens eine physikalische Größe einen Intensitätswert, beispielsweise wenigstens eines Intensitätskanals oder Farbkanals, wenigstens eines Bildelements des Bildsensors charakterisiert, beispielsweise repräsentiert. Bei manchen Beispielen ist die wenigstens eine physikalische Größe z.B. eine elektrische Ladung oder eine elektrische Spannung oder ein elektrischer Strom.
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Bei manchen Beispielen kann ein mit dem Bildsensor assoziiertes Signal z.B. auch ein Ausgangssignal eines Bildsensors sein, das Informationen über wenigstens manche Bildelemente (z.B. einer Gruppe von Bildelementen, z.B. Zeile oder Spalte oder Kachel) bzw. deren Intensitätswerte aufweist.
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Bei manchen Beispielen ist der Bildsensor ein CMOS (Complementary Metal Oxid Semiconductor)-Bildsensor.
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Bei manchen Beispielen akkumuliert der Bildsensor elektrische Ladungen, z.B. jeweils mittels eines kapazitiven Elements, das mit einer entsprechenden Fotodiode eines Bildelements des Bildsensors assoziiert ist. Bei manchen Beispielen kann eine elektrische Spannung, auf die das kapazitive Element bei Belichtung des Bildelements durch einen Fotostrom der Fotodiode aufgeladen wird, als mit dem Bildsensor bzw. mit dem betreffenden Bildelement des Bildsensors assoziiertes Signal betrachtet werden.
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Bei manchen Beispielen kann ein Auslesen eines Bildelements beispielsweise das Ermitteln, beispielsweise Messen, der Spannung aufweisen, wobei in manchen Beispielen das kapazitive Element des betreffenden Bildelements wieder zumindest teilweise entladen wird.
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Bei manchen Beispielen erfolgt das Bereitstellen der zweiten Bildinformationen hardwarebasiert, beispielsweise rein hardwarebasiert.
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Bei manchen Beispielen weist das Verfahren auf: vollständiges Auslesen einer ersten Anzahl von Bildelementen des Bildsensors, wobei erste Bildsignale erhalten werden, teilweises Auslesen einer zweiten Anzahl von Bildelementen des Bildsensors, wobei zweite Bildsignale erhalten werden, Bilden der zweiten Bildinformationen basierend auf den ersten Bildsignalen und den zweiten Bildsignalen.
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Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Beschreibung die Begriffe „erstes“, „zweites“ usw. bei manchen Beispielen rein für eine Unterscheidung der dadurch beschriebenen Elemente bzw. Aspekte verwendet werden, jedoch beispielsweise keine Hierarchie oder Präferenz oder Vorzugsstellung z.B. eines ersten Elements, beispielsweise Signals, beispielsweise gegenüber einem zweiten Element bzw. Signal, charakterisieren.
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Bei manchen Beispielen weist das Verfahren auf: Ermitteln eines Signals für ein Bildelement gemäß den zweiten Bildinformationen durch Kombinieren, beispielsweise Addieren (beispielsweise hardwarebasiert), der ersten Bildsignale und der zweiten Bildsignale, und, optional, Ermitteln wenigstens eines weiteren Signals für wenigstens ein weiteres Bildelement gemäß den zweiten Bildinformationen durch jeweiliges Kombinieren, beispielsweise Addieren (beispielsweise hardwarebasiert), jeweiliger erster Bildsignale und jeweiliger zweiter Bildsignale.
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Bei manchen Beispielen weist das teilweise Auslesen auf: Aktivieren eines Halbleiterschalters, beispielsweise Transistors, beispielsweise Reihenauswahltransistors, für das Auswählen, beispielsweise Auslesen, eines betreffenden Bildelements für eine vorgebbare erste Auslesezeit, wobei beispielsweise die vorgebbare erste Auslesezeit kleiner ist als eine Auslesezeit für ein vollständiges Auslesen des betreffenden Bildelements, wobei beispielsweise die vorgebbare erste Auslesezeit so gewählt ist, dass ein vorgebbarer Anteil, beispielsweise eine Hälfte, einer mit dem betreffenden Bildelement assoziierten, beispielsweise durch eine mit dem betreffenden Bildelement assoziierte Kapazität gespeicherten, elektrischen Ladung, ausgelesen wird.
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Bei manchen Beispielen weist das teilweise Auslesen auf: Beaufschlagen einer Steuerelektrode eines Halbleiterschalters, beispielsweise Transistors, beispielsweise Reihenauswahltransistors, für das Auswählen, beispielsweise Auslesen, eines betreffenden Bildelements, mit einem, beispielsweise gegenüber einem nominalen Ansteuersignal für ein vollständiges Auslesen, reduzierten Ansteuersignal, wobei beispielsweise das reduzierte Ansteuersignal eine geringere Amplitude aufweist als ein bzw. das nominale Ansteuersignal für ein bzw. das vollständige Auslesen, wobei beispielsweise das reduzierte Ansteuersignal so gewählt ist, dass ein vorgebbarer Anteil, beispielsweise eine Hälfte, einer mit dem betreffenden Bildelement assoziierten, beispielsweise durch eine mit dem betreffenden Bildelement assoziierte Kapazität gespeicherten, elektrischen Ladung, ausgelesen wird.
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Bei manchen Beispielen ist die erste Anzahl von Bildelementen entlang wenigstens einer Dimension des Bildsensors benachbart zu der zweiten Anzahl von Bildelementen.
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Bei manchen Beispielen weist das Verfahren auf: Auslesen, beispielsweise vollständiges Auslesen, einer dritten Anzahl von Bildelementen des Bildsensors, wobei dritte Bildsignale erhalten werden, Bilden eines Signals für ein erstes Bildelement gemäß den zweiten Bildinformationen durch Kombinieren, beispielsweise Addieren, der dritten Bildsignale, Auslesen, beispielsweise vollständiges Auslesen, einer vierten Anzahl von Bildelementen des Bildsensors, wobei vierte Bildsignale erhalten werden, wobei die vierte Anzahl verschieden ist von der dritten Anzahl, Bilden eines Signals für ein zweites Bildelement gemäß den zweiten Bildinformationen durch Kombinieren, beispielsweise Addieren, der vierten Bildsignale.
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Bei manchen Beispielen ist die dritte Anzahl von Bildelementen entlang wenigstens einer Dimension des Bildsensors benachbart zu der vierten Anzahl von Bildelementen.
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Bei manchen Beispielen weist das Verfahren auf: Auslesen, beispielsweise vollständiges Auslesen, einer fünften Anzahl von Bildelementen des Bildsensors, wobei fünfte Bildsignale erhalten werden, Bilden eines Signals für ein erstes Bildelement gemäß den zweiten Bildinformationen durch Kombinieren, beispielsweise Addieren, der fünften Bildsignale, Auslesen, beispielsweise vollständiges Auslesen, einer sechsten Anzahl von Bildelementen des Bildsensors, wobei sechste Bildsignale erhalten werden, Bilden eines Signals für ein zweites Bildelement gemäß den zweiten Bildinformationen durch Kombinieren, beispielsweise Addieren, der sechsten Bildsignale, wobei die sechste Anzahl von Bildelementen entlang wenigstens einer Dimension des Bildsensors um wenigstens ein Bildelement beabstandet ist von der fünften Anzahl, wobei beispielsweise wenigstens ein Bildelement zwischen der fünften Anzahl und der sechsten Anzahl ausgelassen wird bei dem Auslesen.
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Bei manchen Beispielen weist das Verfahren auf: Auslassen, beispielsweise entlang wenigstens einer Dimension des Bildsensors, wenigstens mancher Bildelemente, bei einem Auslesen der Bildelemente des Bildsensors, wobei beispielsweise das Auslassen ein, beispielsweise räumlich entlang der wenigstens einen Dimension des Bildsensors betrachtetes, wiederholtes, beispielsweise periodisches, Auslassen aufweist, und, optional, Bilden jeweiliger Signale für entsprechende Bildelemente gemäß den zweiten Bildinformationen basierend auf den bei dem Auslesen nicht ausgelassenen Bildelementen des Bildsensors.
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Bei manchen Beispielen weist das Verfahren auf: Kombinieren jeweiliger Signale wenigstens mancher jeweils direkt zueinander benachbarter Bildelemente.
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Bei manchen Beispielen weist das Verfahren auf: Ermitteln wenigstens eines, beispielsweise nicht ganzzahligen, Unterabtastfaktors, beispielsweise für wenigstens eine Dimension des Bildsensors, basierend auf der physikalischen Auflösung des Bildsensors und auf der vorgebbaren Sollauflösung, Bereitstellen der zweiten Bildinformationen basierend auf den ersten Bildinformationen und dem wenigstens einen Unterabtastfaktor.
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Bei manchen Beispielen weist das Verfahren auf: Vorgeben, beispielsweise dynamisches Vorgeben wenigstens eines, beispielsweise nicht ganzzahligen, Unterabtastfaktors, beispielsweise für wenigstens eine Dimension des Bildsensors, beispielsweise basierend auf der physikalischen Auflösung des Bildsensors und auf der vorgebbaren Sollauflösung, Bereitstellen, beispielsweise dynamisches Bereitstellen, der zweiten Bildinformationen basierend auf den ersten Bildinformationen und dem wenigstens einen Unterabtastfaktor.
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Manche Beispiele beziehen sich auf eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Offenbarung.
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Bei manchen Beispielen ist vorgesehen, dass die Vorrichtung als reine Hardwareschaltung ausgebildet ist.
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Manche Beispiele beziehen sich auf einen Bildsensor mit wenigstens einer Vorrichtung gemäß der Offenbarung, wobei beispielsweise die Vorrichtung in den Bildsensor integriert, beispielsweise auf einem selben Halbleitersubstrat wie der Bildsensor angeordnet, ist.
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Manche Beispiele beziehen sich auf ein Erzeugnis, beispielsweise Fahrzeug, beispielsweise Kraftfahrzeug, aufweisend wenigstens einen Vorrichtung gemäß der Offenbarung und/oder wenigstens einen Bildsensor gemäß der Offenbarung.
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Manche Beispiele beziehen sich auf eine Verwendung des Verfahrens gemäß der Offenbarung und/oder der Vorrichtung gemäß der Offenbarung und/oder des Bildsensors gemäß der Offenbarung und/oder des Erzeugnisses gemäß der Offenbarung für wenigstens eines der folgenden Elemente: a) Realisieren einer, beispielsweise rein hardwarebasierten, beispielsweise eindimensionalen oder mehrdimensionalen, Unterabtastung, beispielsweise mit wenigstens einem nichtganzzahligen Unterabtastungsfaktor, oder b) Bereitstellen von zweiten Bildinformationen mit einer vorgebbaren Sollauflösung basierend auf ersten Bildinformationen eines Bildsensors mit einer physikalischen Auflösung, die verschieden ist von der vorgebbaren Sollauflösung, oder c) Beibehalten eines Sichtfelds, beispielsweise field of view, des Bildsensors, beispielsweise bei gleichzeitigem Vorgeben der Sollauflösung, oder d) Ermöglichen wenigstens eines nicht ganzzahligen Unterabtastungsfaktors, oder e) Bereitstellen von Digitalbildern mit vorgebbarer Auflösung, oder f) Bereitstellen von Digitalbildern eines Innenraums eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise mit, beispielsweise dynamisch, vorgebbarer bzw. wählbarer Auflösung, beispielsweise für Insassenüberwachungssysteme, beispielsweise occupant monitoring systems, und/oder für Fahrerüberwachungssysteme, beispielsweise driver monitoring systems.
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Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Beispielen, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
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In der Zeichnung zeigt:
- 1 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm,
- 2 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm,
- 3 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm,
- 4 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm,
- 5 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm,
- 6 schematisch ein vereinfachtes Schaltungsdiagramm,
- 7 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm,
- 8 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm,
- 9 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm,
- 10 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm,
- 11 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm,
- 12 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm,
- 13 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm,
- 14 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm,
- 15 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm,
- 16 schematisch Aspekte von Verwendungen.
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Manche Beispiele, 1, 2, beziehen sich auf ein Verfahren zum Verarbeiten von mit einem Bildsensor 10 (2) assoziierten Signalen, aufweisend: wenigstens teilweises Auslesen 100 (1) von Bildelementen des Bildsensors 10 basierend auf einer physikalischen Auflösung RES-P des Bildsensors 10 und auf einer vorgebbaren Sollauflösung RES-S, die von der physikalischen Auflösung RES-P des Bildsensors 10 verschieden ist, wobei erste Bildinformationen BI-1 erhalten werden, Bereitstellen 102 von zweiten Bildinformationen BI-2 mit der vorgebbaren Sollauflösung RES-S basierend auf dem wenigstens teilweisen Auslesen 100.
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Bei manchen Beispielen, 2, ist der Bildsensor 10 ein CMOS (Complementary Metal Oxid Semiconductor)-Bildsensor.
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Bei manchen Beispielen, 2, weist der Bildsensor 10 eine zweidimensionale, beispielsweise matrixförmige, also z.B. ein oder mehrere Zeilen und ein oder mehrere Spalten aufweisende, Anordnung von mehreren Bildelementen auf, die in 2 nicht individuell bezeichnet sind. Zum Beispiel erstrecken sich die Zeilen der Bildelemente entlang einer ersten Dimension D1, und die Spalten der Bildelemente erstrecken sich entlang einer zweiten Dimension D2.
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Bei manchen Beispielen akkumuliert der Bildsensor 10 mittels seiner Bildelemente elektrische Ladungen, z.B. jeweils mittels eines kapazitiven Elements (nicht gezeigt), das mit einer entsprechenden Fotodiode (nicht gezeigt) eines Bildelements des Bildsensors 10 assoziiert ist. Bei manchen Beispielen kann eine elektrische Spannung, auf die das kapazitive Element bei Belichtung des Bildelements durch einen Fotostrom der Fotodiode aufgeladen wird, als mit dem Bildsensor 10 bzw. mit dem betreffenden Bildelement des Bildsensors 10 assoziiertes Signal betrachtet werden. Bei manchen Beispielen repräsentieren also z.B. mit den Bildelementen assoziierte elektrische Ladungen bzw. damit korrespondierende elektrische Spannungen mit dem Bildsensor 10 assoziierte Signale.
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Bei manchen Beispielen, 1, kann ein Auslesen, beispielsweise ein teilweises Auslesen 100, eines Bildelements beispielsweise das Ermitteln, beispielsweise Messen, der Spannung aufweisen, wobei in manchen Beispielen das kapazitive Element des betreffenden Bildelements wieder zumindest teilweise entladen wird.
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Bei manchen Beispielen, 1, erfolgt das Bereitstellen 102 der zweiten Bildinformationen 102 hardwarebasiert, beispielsweise rein hardwarebasiert, s. den optionalen Block 102a.
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Bei manchen Beispielen, 1, erfolgt das teilweise Auslesen 100 hardwarebasiert, beispielsweise rein hardwarebasiert.
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Bei manchen Beispielen, 2, ist eine optionale Vorrichtung 200 zur Ausführung von Aspekten des Verfahrens gemäß der Offenbarung vorgesehen. Bei manchen Beispielen kann die Vorrichtung 200 z.B. in den Bildsensor 10 integriert sein. Bei manchen Beispielen ist die Vorrichtung 200 als Hardwareschaltung, beispielsweise reine Hardwareschaltung, ausgebildet.
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Bei manchen Beispielen, 3, 4, weist das Verfahren auf: vollständiges Auslesen 110 einer ersten Anzahl Z1 von Bildelementen 10-1, 10-2 des Bildsensors 10 (s. z.B. die in 3 beispielhaft gezeigten Bildelemente 10-1, 10-2, ..., 10-10), wobei erste Bildsignale BS1 erhalten werden, teilweises Auslesen 112 (4) einer zweiten Anzahl Z2 von Bildelementen 10-3 des Bildsensors 10, wobei zweite Bildsignale BS2 erhalten werden, Bilden 114 der zweiten Bildinformationen BI-2 basierend auf den ersten Bildsignalen BS1 und den zweiten Bildsignalen BS2.
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Bei manchen Beispielen, 5, weist das Verfahren auf: Ermitteln 120 eines Signals SIG-20-1 für ein Bildelement gemäß den zweiten Bildinformationen BI-2 (also beispielsweise für ein Bildelement, dass einem Bild mit der Sollauflösung RES-S zugeordnet ist) durch Kombinieren 120a, beispielsweise Addieren 120b, der ersten Bildsignale BS1 (3) und der zweiten Bildsignale BS2, und, optional, Ermitteln 122 wenigstens eines weiteren Signals SIG-20-2, SIG-20-3, SIG-20-4, ... für wenigstens ein weiteres Bildelement 20-2, 20-3, 20-4, ...gemäß den zweiten Bildinformationen BI-2 durch jeweiliges Kombinieren 122a (z.B. analog Block 120a), beispielsweise Addieren 122b (z.B. analog Block 120b), jeweiliger erster Bildsignale und jeweiliger zweiter Bildsignale.
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Mit anderen Worten werden bei manchen Beispielen, s. 3, die Bildelemente 20-1, 20-2, 20-3, 20-4, ... für ein Bild mit der Sollauflösung RES-S gebildet, indem z.B. zwei Bildelemente 10-1, 10-2 vollständig ausgelesen werden, was auf das Signal BS1 führt, und indem das weitere Bildelement 10-3 teilweise ausgelesen wird (z.B. die Hälfte der vorhandenen elektrischen Ladung des Bildelements 10-3), was auf das Signal BS2 führt. Ein mit dem Bildelement 20-1 korrespondierendes Signal SIG-20-1 kann bei manchen Beispielen als Summe der Signale BS1, BS2 erhalten werden. Optional kann die Summe gewichtet werden. Analog hierzu wird das Signal SIG-20-2 gebildet durch vollständiges Auslesen der beiden Bildelemente 10-4, 10-5, und durch teilweises Auslesen des Bildelements 10-3, und durch Kombination, beispielsweise Summation, der durch das (teilweise) Auslesen der Bildelemente 10-3, 10-4, 10-5 erhaltenen Signale. Analog hierzu wird das Signal SIG-20-3 gebildet durch vollständiges Auslesen der beiden Bildelemente 10-6, 10-7, und durch teilweises Auslesen des Bildelements 10-8, und durch Kombination, beispielsweise Summation, der durch das (teilweise) Auslesen der Bildelemente 10-6, 10-7, 10-8 erhaltenen Signale. Analog hierzu wird das Signal SIG-20-4 gebildet durch vollständiges Auslesen der beiden Bildelemente 10-9, 10-10, und durch teilweises Auslesen des Bildelements 10-8, und durch Kombination, beispielsweise Summation, der durch das (teilweise) Auslesen der Bildelemente 10-8, 10-9, 10-10 erhaltenen Signale.
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Bei weiteren Beispielen kann das vorstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf 3, 4 beschriebene Schema, z.B. entlang der ersten Dimension D1 (2) fortgesetzt werden, beispielsweise für eine gesamte Reihe von Bildelementen des Bildsensors 10. Bei weiteren Beispielen kann das vorstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf 3, 4 beschriebene Schema optional auch auf weitere, beispielsweise alle, Reihen von Bildelementen des Bildsensors 10 angewendet werden.
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Bei weiteren Beispielen kann ein teilweises Auslesen eines Bildelements auch vorsehen, dass ein anderer Anteil als die vorstehend als Beispiel genannte Hälfte der elektrischen Ladung ausgelesen wird.
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Bei weiteren Beispielen kann das vorstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf 3, 4 beschriebene Schema z.B. entlang einer anderen Dimension D2, oder entlang beider Dimensionen D1, D2, angewandt werden.
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Bei manchen Beispielen, 4, weist das teilweise Auslesen 112 auf: Aktivieren 112a eines Halbleiterschalters, beispielsweise Transistors, beispielsweise Reihenauswahltransistors, T3 (s. auch 6) für das Auswählen, beispielsweise Auslesen, eines betreffenden Bildelements für eine vorgebbare erste Auslesezeit AZ1, wobei beispielsweise die vorgebbare erste Auslesezeit AZ1 kleiner ist als eine, beispielsweise nominale, Auslesezeit für ein vollständiges Auslesen des betreffenden Bildelements, wobei beispielsweise die vorgebbare erste Auslesezeit AZ1 so gewählt ist, dass ein vorgebbarer Anteil, beispielsweise eine Hälfte, einer mit dem betreffenden Bildelement 10-3 assoziierten, beispielsweise durch eine mit dem betreffenden Bildelement 10-3 assoziierte Kapazität gespeicherten, elektrischen Ladung, ausgelesen wird.
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6 zeigt hierzu vereinfacht ein Schaltungsdiagramm einer Konfiguration CFG eines Bildelements 10-3 gemäß manchen Beispielen. Bei manchen Beispielen kann jedes Bildelement des Bildsensors 10 die Konfiguration CFG bzw. zumindest eine hierzu ähnliche Konfiguration aufweisen.
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Element PD1 von 6 symbolisiert eine Photodiode zur Umwandlung von auf das Bildelement 10-3 einfallender elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise Licht im für Menschen sichtbaren Bereich (und/oder UV Bereich oder IR oder einem sonstigen Wellenlängenbereich) in eine einen Intensitätswert des Bildelements 10-3 charakterisierende elektrische Ladung. Element T1 symbolisiert einen ersten Transistor, der beispielsweise für ein Zurücksetzen des Zustands des Bildelements vorgesehen ist, z.B. „reset transistor“. Wie aus 6 ersichtlich, kann bei Aktivieren des ersten Transistors T1, z.B. durch Anlegen einer entsprechenden Steuerspannung, z.B. V_reset, an den ersten Schaltungsknotenpunkt N1, eine mit der Photodiode PD1 assoziierte, nicht abgebildete, Kapazität zur Speicherung der Ladung des Bildelements 10-3, entladen werden, beispielsweise über das Bezugspotential BP, beispielsweise Massepotential, und einen zweiten Schaltungsknotenpunkt N2, der beispielsweise mit einem Betriebsspanungspotential, z.B. V_DD, assoziiert ist.
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Element T2 symbolisiert einen weiteren Transistor, z.B. in Sourcefolger-Konfiguration, und Element T3 symbolisiert einen weiteren Transistor, der z.B. als Reihenauswahltransistor, z.B. row select transistor, ausgebildet und/oder geschaltet ist.
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Bei manchen Beispielen, 6, liegt an dem vierten Schaltungsknotenpunkt N4 als Ausgangsspannung z.B. eine der Ladung bzw. dem Intensitätswert des Bildelements 10-3 entsprechende elektrische Spannung an, wenn der Reihenauswahltransistor T3 aktiviert ist, z.B. durch Beaufschlagen seiner Steuerelektrode, beispielsweise Gateelektrode, T3-a, an dem dritten Schaltungsknotenpunkt N3, z.B. mit einem Ansteuersignal AS1, z.B. für die erste Auslesezeit AZ1.
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Bei manchen Beispielen, 4, weist das teilweise Auslesen 112 auf:
- Beaufschlagen 112b einer bzw. der Steuerelektrode T3-a des Halbleiterschalters T3, beispielsweise Reihenauswahltransistors, für das Auswählen, beispielsweise Auslesen, eines betreffenden Bildelements, mit einem, beispielsweise gegenüber einem nominalen Ansteuersignal für ein vollständiges Auslesen, reduzierten Ansteuersignal AS1, wobei beispielsweise das reduzierte Ansteuersignal AS1 eine geringere Amplitude aufweist als ein bzw. das nominale Ansteuersignal für ein bzw. das vollständige Auslesen, wobei beispielsweise das reduzierte Ansteuersignal AS1 so gewählt ist, dass ein vorgebbarer Anteil, beispielsweise eine Hälfte, einer mit dem betreffenden Bildelement 10-3 assoziierten, beispielsweise durch eine mit dem betreffenden Bildelement assoziierte Kapazität gespeicherten, elektrischen Ladung, ausgelesen wird.
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Bei manchen Beispielen, 4, kann das teilweise Auslesen 112 eines Bildelements auch eine Kombination aus den vorstehend beschriebenen Beispielen 112a, 112b aufweisen, was in 4 durch den optionalen Block 112c symbolisiert ist. Mit anderen Worten kann ein teilweise Auslesen eines Bildelements 10-3 bei manchen Beispielen durch wenigstens eines der folgenden Elemente bzw. eine Kombination hieraus realisiert werden: a) Ansteuern des Auswahltransistors T3 (bzw. seiner Steuerelektrode T3-a) mit einem reduzierten Ansteuersignal AS1 so, dass nur ein Teil, z.B. 50 Prozent, der Ladung des Bildelements 10-3 ausgelesen wird, oder b) Ansteuern des Auswahltransistors (bzw. seiner Steuerelektrode T3-a) mit einem, z.B. nominalen (also z.B. nicht z.B. hinsichtlich seiner Amplitude, z.B. Spannung, reduzierten) Ansteuersignal für die erste Auslesezeit AZ1, die z.B. kürzer ist als eine nominale Auslesezeit, oder c) Ansteuern des Auswahltransistors (bzw. seiner Steuerelektrode T3-a) mit einem reduzierten Ansteuersignal, z.B. für eine kürzere (also z.B. die nominale) Auslesezeit.
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Bei manchen Beispielen, 3, ist die erste Anzahl Z1 von Bildelementen 10-1, 10-2 entlang wenigstens einer Dimension D1 des Bildsensors 10 benachbart zu der zweiten Anzahl Z2 von Bildelementen 10-3.
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Bei manchen Beispielen, 7, 8, weist das Verfahren auf: Auslesen, beispielsweise vollständiges Auslesen, 130 (7) einer dritten Anzahl Z3 von Bildelementen 10-1, 10-2, 10-3 (8) des Bildsensors 10, wobei dritte Bildsignale BS3 erhalten werden, Bilden 132 eines Signals SIG-20-1' für ein erstes Bildelement 20-1' gemäß den zweiten Bildinformationen BI-2 durch Kombinieren 132a, beispielsweise Addieren 132b, der dritten Bildsignale BS3, Auslesen, beispielsweise vollständiges Auslesen, 134 einer vierten Anzahl Z4 von Bildelementen 10-4, 10-5 des Bildsensors 10, wobei vierte Bildsignale BS4 erhalten werden, wobei die vierte Anzahl Z4 verschieden ist von der dritten Anzahl Z3, vorliegend z.B. Z4 < Z3, vorliegend z.B. Z4 = 2, Z3 = 3, Bilden 136 eines Signals SIG-20-2' für ein zweites Bildelement 20-2' gemäß den zweiten Bildinformationen BI-2 durch Kombinieren 136a, beispielsweise Addieren 136b, der vierten Bildsignale BS4.
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Bei manchen Beispielen, 8, ist die dritte Anzahl Z3 von Bildelementen entlang wenigstens einer Dimension D1 des Bildsensors 10 benachbart zu der vierten Anzahl Z4 von Bildelementen, d.h., entlang der betrachteten Dimension D1 schließen sich die Bildelemente 10-4, 10-5 der vierten Anzahl Z4 direkt an die Bildelemente 10-1, 10-2, 10-3 der dritten Anzahl Z3 an.
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Bei weiteren Beispielen, 8, kann das vorstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf 7, 8 beschriebene Schema, z.B. entlang der ersten Dimension D1 (2) fortgesetzt werden, beispielsweise für eine gesamte Reihe von Bildelementen des Bildsensors 10, so dass die Signale SIG-20-3', SIG-20-4', ... für die Bildelemente 20-3', 20-4', ... beispielsweise in zu SIG-20-1' bzw. SIG-20-2' analoger Weise ermittelbar sind. Bei weiteren Beispielen kann das vorstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf 7, 8 beschriebene Schema optional auch auf weitere, beispielsweise alle, Reihen von Bildelementen des Bildsensors 10 angewendet werden.
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Bei weiteren Beispielen kann das vorstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf 7, 8 beschriebene Schema z.B. entlang einer anderen Dimension D2, oder entlang beider Dimensionen D1, D2, angewandt werden.
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Bei manchen Beispielen, 9, 10, weist das Verfahren auf: Auslesen, beispielsweise vollständiges Auslesen, 140 einer fünften Anzahl Z5 von Bildelementen 10-1, 10-2 (10) des Bildsensors 10, wobei fünfte Bildsignale BS5 erhalten werden, Bilden 142 (9) eines Signals SIG-20-1" für ein erstes Bildelement 20-1" gemäß den zweiten Bildinformationen BI-2 durch Kombinieren 142a, beispielsweise Addieren 142b, der fünften Bildsignale BS5, Auslesen, beispielsweise vollständiges Auslesen, 144 einer sechsten Anzahl Z6 von Bildelementen 10-4, 10-5 des Bildsensors 10, wobei sechste Bildsignale BS6 erhalten werden, Bilden 146 eines Signals SIG-20-2" für ein zweites Bildelement 20-2" gemäß den zweiten Bildinformationen BI-2 durch Kombinieren 146a, beispielsweise Addieren 146b, der sechsten Bildsignale BS6, wobei die sechste Anzahl Z6 von Bildelementen entlang wenigstens einer Dimension D1 des Bildsensors 10 um wenigstens ein Bildelement 10-3 beabstandet ist von der fünften Anzahl Z5, wobei beispielsweise wenigstens ein Bildelement 10-3 zwischen der fünften Anzahl Z5 und der sechsten Anzahl Z6 ausgelassen wird bei dem Auslesen 140, 144.
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Bei manchen Beispielen, 10, 11, weist das Verfahren auf: Auslassen 152, beispielsweise entlang wenigstens einer Dimension D1 des Bildsensors 10, wenigstens mancher Bildelemente 10-3 (9), bei einem Auslesen 150 der Bildelemente des Bildsensors 10, wobei beispielsweise das Auslassen 152 ein, beispielsweise räumlich entlang der wenigstens einen Dimension D1 des Bildsensors 10 betrachtetes, wiederholtes, beispielsweise periodisches, Auslassen 152a aufweist, und, optional, Bilden 154 jeweiliger Signale SIG-BI-2 für entsprechende Bildelemente gemäß den zweiten Bildinformationen BI-2 basierend auf den bei dem Auslesen 150 nicht ausgelassenen Bildelementen 10-1, 10-2, 10-4, 10-5, ... des Bildsensors 10.
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Bei weiteren Beispielen, 10, kann ein Schema derart fortgesetzt werden, dass z.B. die Bildelemente 10-6, 10-7 verwendet werden zur Bildung eines Signals SIG-20-3" für das Bildelement 20-3", dass das Bildelement 10-8 ausgelassen wird für eine Bildung eines Signals gemäß den zweiten Bildinformationen BI-2, dass die Bildelemente 10-9, 10-10 verwendet werden zur Bildung eines Signals SIG-20-4" für das Bildelement 20-4", usw..
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Bei weiteren Beispielen, 10, kann ein alternatives Schema derart fortgesetzt werden, dass z.B. das Bildelement 10-6 ausgelassen wird für eine Bildung eines Signals gemäß den zweiten Bildinformationen BI-2, dass die Bildelemente 10-7, 10-8 verwendet werden zur Bildung eines Signals SIG-20-3" für das Bildelement 20-3", usw..
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Bei manchen Beispielen, 11, weist das Verfahren auf: Kombinieren 154a jeweiliger Signale wenigstens mancher jeweils direkt zueinander benachbarter Bildelemente 10-1, 10-2 (10).
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Bei manchen Beispielen, 12, weist das Verfahren auf: Ermitteln 160 wenigstens eines, beispielsweise nicht ganzzahligen, Unterabtastfaktors F-UA, F-UA-D1, F-UA-D2, beispielsweise für wenigstens eine Dimension D1, D2 ( 2) des Bildsensors 10, basierend auf der physikalischen Auflösung RES-P des Bildsensors 10 und auf der vorgebbaren Sollauflösung RES-S, Bereitstellen 162 der zweiten Bildinformationen BI-2 basierend auf den ersten Bildinformationen BI-1 und dem wenigstens einen Unterabtastfaktor F-UA, F-UA-D1, F-UA-D2.
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Bei manchen Beispielen weist das Ermitteln 160 auf: Dividieren 160a der vorgebbaren Sollauflösung RES-S durch die physikalische Auflösung RES-P.
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Bei manchen Beispielen, 13, weist das Verfahren auf: Vorgeben 170, beispielsweise dynamisches (also z.B. während eines Betriebs des Bildsensors 10 bzw. der Vorrichtung 200) Vorgeben 170a wenigstens eines, beispielsweise nicht ganzzahligen, Unterabtastfaktors F-UA, F-UA-D1, F-UA-D2, beispielsweise für wenigstens eine Dimension D1, D2 des Bildsensors 10, beispielsweise basierend auf der physikalischen Auflösung RES-P des Bildsensors 10 und auf der vorgebbaren Sollauflösung RES-S, Bereitstellen 172, beispielsweise dynamisches Bereitstellen 172 (also z.B. während eines Betriebs des Bildsensors 10 bzw. der Vorrichtung 200), der zweiten Bildinformationen BI-2 basierend auf den ersten Bildinformationen BI-1 und dem wenigstens einen Unterabtastfaktor F-UA, F-UA-D1, F-UA-D2.
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Bei manchen Beispielen können die vorstehend als Beispiele unter Bezugnahme auf 1 bis 13 beschriebenen Aspekte auch miteinander kombiniert werden, z.B. für eine Erzeugung zweiter Bildinformationen BI-2. Beispielsweise kann in manchen Ansätzen entlang der ersten Dimension D1 z.B. ein Verfahren gemäß 4 verwendet werden, um die zweiten Bildinformationen bereitzustellen, während z.B. entlang der zweiten Dimension D2 z.B. ein Verfahren gemäß 7 oder 9 verwendet wird, um die zweiten Bildinformationen bereitzustellen.
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Bei manchen Beispielen kann das Verfahren auch entlang wenigstens einer Dimension D1, D2, beispielsweise innerhalb eines Bildes des Bildsensors 10, beispielsweise hinsichtlich seiner Parameter (z.B. Anzahl von vollständig auszulesenden Bildelementen und/oder Anzahl von teilweise auszulesenden Bildelementen und/oder Anteil einer auszulesenden Ladung bei teilweisem Auslesen und/oder Anzahl Z3, Z4 zusammenzufassender Bildelemente und/oder Anzahl und/oder Anordnung auszulassender Bildelemente 10-3) und/oder Varianten (s. z.B. 4 oder 7 oder 10) variiert werden. Mit anderen Worten kann bei manchen Beispielen wenigstens ein Bild, z.B. Digitalbild (z.B. nach einer optionalen Analog/Digital-Wandlung der betrachteten Signale 20-1, 20-2, ...), in Form der zweiten Bildinformationen BI-2 erhalten werden, bei dem unterschiedlichen Bildelemente bzw. Gruppen bzw. Regionen von Bildelementen mittels unterschiedlicher Varianten (s. z.B. 4 oder 7 oder 10) bzw. unterschiedlicher Parameter (z.B. Anzahl von vollständig auszulesenden Bildelementen und/oder Anzahl von teilweise auszulesenden Bildelementen und/oder Anteil einer auszulesenden Ladung bei teilweisem Auslesen und/oder Anzahl Z3, Z4 zusammenzufassender Bildelemente und/oder Anzahl und/oder Anordnung auszulassender Bildelemente 10-3) wenigstens einer Variante des Verfahrens gemäß der Offenbarung erhalten worden sind.
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Manche Beispiele, 2, 14, beziehen sich auf eine Vorrichtung 200 zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Offenbarung.
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Bei manchen Beispielen, 2, 14, ist vorgesehen, dass die Vorrichtung 200 als reine Hardwareschaltung ausgebildet ist.
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Manche Beispiele, 14, beziehen sich auf einen Bildsensor 10 mit wenigstens einer Vorrichtung 200 gemäß der Offenbarung, wobei beispielsweise die Vorrichtung 200 in den Bildsensor 10 integriert, beispielsweise auf einem selben Halbleitersubstrat 12 wie der Bildsensor 10 angeordnet, ist.
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Manche Beispiele, 15, beziehen sich auf ein Erzeugnis, beispielsweise Fahrzeug, beispielsweise Kraftfahrzeug 1, aufweisend wenigstens eine Vorrichtung 200 gemäß der Offenbarung und/oder wenigstens einen Bildsensor 10 gemäß der Offenbarung. Beispielsweise kann der wenigstens eine Bildsensor 10 für eine Überwachung eines Innenraums 1-I des Kraftfahrzeugs 1 verwendet werden.
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Manche Beispiele, 16, beziehen sich auf eine Verwendung 300 des Verfahrens gemäß der Offenbarung und/oder der Vorrichtung 200 gemäß der Offenbarung und/oder des Bildsensors 10 gemäß der Offenbarung und/oder des Erzeugnisses 1 gemäß der Offenbarung für wenigstens eines der folgenden Elemente: a) Realisieren 301 einer, beispielsweise rein hardwarebasierten, beispielsweise eindimensionalen oder mehrdimensionalen, Unterabtastung, beispielsweise mit wenigstens einem nichtganzzahligen Unterabtastungsfaktor, oder b) Bereitstellen 302 von zweiten Bildinformationen BI-2 mit einer vorgebbaren Sollauflösung RES-S basierend auf ersten Bildinformationen BI-1 eines Bildsensors 10 mit einer physikalischen Auflösung RES-P, die verschieden ist von der vorgebbaren Sollauflösung RES-S, oder c) Beibehalten 303 eines Sichtfelds, beispielsweise field of view, des Bildsensors 10, beispielsweise bei gleichzeitigem Vorgeben der Sollauflösung RES-S, oder d) Ermöglichen 304 wenigstens eines nicht ganzzahligen Unterabtastungsfaktors, oder e) Bereitstellen 305 von Digitalbildern mit vorgebbarer Auflösung, oder f) Bereitstellen 306 von Digitalbildern eines Innenraums I-1 (15) eines Kraftfahrzeugs 1, beispielsweise mit, beispielsweise dynamisch, vorgebbarer bzw. wählbarer Auflösung, beispielsweise für Insassenüberwachungssysteme, beispielsweise occupant monitoring systems, und/oder für Fahrerüberwachungssysteme, beispielsweise driver monitoring systems.
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Bei manchen konventionellen Ansätze wird eine Auflösung eines Ausgabebildes eines Bildsensors z.B. durch die physikalische Auflösung des Bildsensors (z.B. Anzahl der horizontalen Bildelemente (z.B. „Pixel“ x Anzahl der vertikalen Pixel) charakterisiert. Wenn ein bestimmter Anwendungsfall ein Ausgabebild mit einer anderen Auflösung erfordert, gibt es bei den konventionellen Ansätzen in der Regel zwei Möglichkeiten - Cropping und Binning. Beim Cropping wird die Anzahl der Zeilen und Spalten, die ausgelesen werden, reduziert, was zu einem Ausgabebild mit geringerer Auflösung, aber auch zu einem kleineren Sichtfeld führt. Wenn das Sichtfeld gleich bleiben soll, wie es z.B. durch ein Objektiv einer Kamera, die den Bildsensor enthalten kann, definiert ist, ist Binning eine Möglichkeit. Dabei werden die Ladungen einer bestimmten Anzahl von Pixeln (z. B. 2, 4, 8) kombiniert, z.B. zusammen an einen ADC übertragen. Das Ergebnis bei einem konventionellen Binning ist ein Ausgangsbild mit gleichem Sichtfeld, aber geringerer Auflösung (z. B. 1/2, 1/4, 1/8 der physikalischen Auflösung des Bildsensors). Ein Nachteil bei manchen konventionellen Ansätzen ist, dass nur wenige spezielle Ausgabeauflösungen zur Verfügung stehen und z.B. keine Anpassungen möglich sind.
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Bei manchen Beispielen kann das Prinzip gemäß der Offenbarung z.B. verwendet werden für eine flexible, beispielsweise dynamische, Bereitstellung von Bildern eines Bildsensors, z.B. in Form der zweiten Bildinformationen BI-2, wobei zumindest zeitweise und/oder zumindest teilweise wenigstens manche der vorstehend genannten Nachteil der konventionellen Ansätze überwunden werden können.
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Bei manchen konventionellen (z.B. den Binning-) Ansätzen werden z.B. jeweils zwei Bildelemente eines Bildsensors zusammengefasst, um eine gewünschte Auflösung für ein Ausgangsbild zu erzielen. Solche konventionellen Binning-Ansätze haben den Nachteil, dass damit nur vergleichsweise wenige unterschiedliche Auflösungen realisierbar sind (z.B. halbe/viertel/achtel/... physikalische Auflösung des Bildsensors). Demgegenüber ermöglicht das Prinzip gemäß den Ausführungsformen bei manchen Beispielen die Realisierung nichtganzzahliger Unterabtastungsfaktoren und damit Ausgangsauflösungen, die der gewünschten Auflösung RES-S entsprechen. Zudem kann bei der Verwendung des Prinzips gemäß den Ausführungsformen ein ursprüngliches Sichtfeld des Bildsensors 10 erhalten werden.
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Bei manchen Beispielen kann z.B. eine horizontale physikalische Auflösung des Bildsensors 10 (2) entlang der ersten Dimension D1 1500 Pixel betragen, und eine gewünschte horizontale Auflösung ist z.B. 600 Pixel. Um dies zu erreichen, kann z.B. die Variante gemäß 3, 4 der Offenbarung gewählt werden, bei der z.B. jeweils zwei horizontal zueinander benachbarte Bildelemente 10-1, 10-2 vollständig und ein drittes benachbartes Bildelement 10-3 nur teilweise, beispielsweise zu 50% seiner Ladung, ausgelesen und miteinander zu einem ersten Bildelement 20-1 der horizontalen Sollauflösung von 600 Pixel kombiniert werden, usw..
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Bei manchen Beispielen kann vorgesehen sein, z.B. eine ganzzahlige, aber nicht identische Anzahl aufeinander folgender Pixel des Bildsensors 10 auszulesen oder beim Auslesen eine bestimmte Anzahl von Pixeln dazwischen auszulassen. In dem vorstehend beschriebenen Beispiel mit 1500 Pixel physikalischer Auflösung versus 600 Pixel Sollauflösung könnten bei manchen Beispielen die folgenden Ansätze verwendet werden: a) 3 Pixel zusammen, dann die nächsten 2 Pixel zusammen, dann die nächsten 3 Pixel zusammen, dann die nächsten 2 Pixel zusammen, auslesen und jeweils kombinieren zu einem Pixel für die zweiten Bildinformationen BI-2, oder b) 2 Pixel zusammen, nächstes Pixel nicht auslesen, dann die nächsten 2 Pixel zusammen, ... usw.