TWI311021B - - Google Patents

Description

1311021 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種讀取電路，特別是指一種應用於 影像感測器之讀取電路。 【先前技術】 互補式金屬氧化半導體（CMOS)影像感測器已廣泛應用 於例如攝影機、數位相機、照相手機、或視訊攝影機等數 位取像裝置中。如圖1所示，習知的影像感測器丨大體上 包括一感應陣列l〇(Sensoi· array)，其包括有呈矩陣型式排 列的感應單元（sensor unit，圖未示）’每一感應單元可感應 光源並受控制地成行依序傳出一行類比影像訊號A1，行類 比影像訊號A1接著輸出至一讀取電路2的放大位移單元2〇 進打放大及加減的訊號運算處理，然後輸出一放大位移類 比影像訊號A2。接著再經由一 n位元類比/數位轉換器2ι 將該放大位移類比影像訊號人2轉換為一對應的η位元數位 訊號D1後傳至後端電路（例如數位訊號處理單元（Dsp))進行 訊號處理。 但上述傳統的讀取電路在進行類比/數位訊號轉換時會 有訊號失真的可能’如圖2所示，理想的影像分佈範圍二 會在0〜VI ’實際上的影像訊號分佈範圍較理想的電壓值分 佈範圍有-誤差偏移值，而會使實際影像分佈範圍 A2介於Voffset〜V2,在經一類比加減法器（圖未示）減去作 正訊號VP後，雖然可減少失真，然而類比加減法器（圖未 示）的解析度通常較類比/數位轉換器之解析度大，因此△ 1311021 v一vP，修正後的影像分佈線段A3雖誤差減少，仍難 完全消除誤差，因此影像分佈_取解析度較差。 【發明内容】 因此本發明之目的’即在提供—種降低影像訊號失 真及提高影像分_取解析度之影像感測H之讀取電路。 於疋，本發明提供-影像感測器之讀取電路係用以 接收由感應陣列所輸出之行類比影像訊號，該讀取電路包 括：_放大位移單元’ Μ將該行類比影像訊號放大及修正 後輸出一放大修正類比却棘 頰比訊唬、一 m位元類比/數位轉換器， 將該放大修正類比訊號轉換成一對應乂 m位元數位訊號， 、及 1 n位元轉換單元，根據- k位元控制訊號，將 該m位元數位訊號轉換為—n位元數位訊號輸出，其中該 mg η。 【實施方式】 有關本發明t前述及其他技術内[特點與功效，在 以下配合參考圖式的一個較佳實施例的詳細說明中，將可 清楚的呈現。 ，閱Η 3至圖4，疋本發明影像感測器之讀取電路的一 較佳實施例，本實施例影像感測器3之讀取電路4包含一 放大位移單元41、—爪位元類比/數位轉換器42及一 m至 η位兀數位轉換單元43，mgn。影像感測器3更包括一感 應陣列30’該感應陣列3G包括有呈矩陣型式排列的感應單 元（sensor unit,圖未示）。其中，每一感應單元可感應光源 並受控制地成行傳出一對應的行類比影像訊號Ai。 1311021 該放大位移單元41用以接收由感應陣列3〇所傳出之 行類比影像訊號A1並經由放大、加減等運算處理後輸出一 放大修正類比訊號A2。如圖4所示，放大位移單元4丨包括 可程式化增益放大器410及一加/減法器4Π，其中該可 程式化增益放大器410用以將行類比影像訊號A1放大至具 有一預定增益的放大類比訊號A11。該加/減法器411則是 接收由後端電路（例如圖3的數位訊號處理（DSP)電路5)中的 邏輯單元50算出之偏移量，經由數位/類比轉換器51轉換 後輸入之對應的類比訊號，對該放大類比訊號A丨1進行加/ 減法運具後輸出該放大修正類比訊號A2。 該m位元類比/數位轉換器42用以將該放大修正類比 訊號A2轉換為一對應的m位元數位訊號D1，然後傳送至 該m至η位元轉換單元43，mgn。該111至n位元轉換單元 43會受該後端電路5所傳之一 η位元控制訊號D3的控制， (在本實施例k=n)，選擇其中連續n位元數位訊號D2(即2n 個數位訊號輸出。 舉例來說’在此定義n= 1 〇，1 = 11，如圖5所示， 影像感測器3的輸出位元為1 〇位元。依照上述定義條件， m位元數位訊號D1為一 π位元的數位訊號，因此m位元 數位訊號D1的分佈範圍為〇〜2047。min位元轉換單元 43為一 11位元至10位元轉換單元。若爪至n位元轉換單 元43接收到的10位元控制訊號D3為例如為〇 ·〇〇(二進位 )=〇(十進位）時，則爪至η位元轉換單元43會擷取範圍為〇 〜1023的10位元數位訊號D2輪出。若1〇位元控制訊號 1311021 D3為00..1(二進位）=丨（十進位）時，則會擷取的連 續H)位元數位訊號D2輸出。依此類推，當輸出訊號為若 11..1(二進位）=1〇23(十進位）時，則會掏取分佈範圍為1〇23 〜2046的連續1〇位元數位訊號輸出。 如此，藉由該m至η位元轉換單元43由該輸入之瓜位 元數位訊號D1中任意選取其中連續的1/2m_n區域以作為 最佳化的η位元數位訊號D2輸出，不但可降低失真，且可 提供較佳化的動態擷取範圍。 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍’即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是-電路示意圖’說明習知一影像感測器之讀取 電路； 圖2是-示意圖，說明理想影像分佈範圍、實際上的 影像訊號分佈範圍與修正後的影像分佈範圍差異； 圖3是-電路示意圖，說明本發明一影像感測器其讀 取電路一較佳實施例； 圖4是一電路示意圖，說明圖3中該放大位移單元的 詳細電路方塊圖；及 圖5是-不意圖，舉例說明n位元控制訊號控制選擇 其中η位元數位訊號之輸出。 1311021 【主要元件符號說明】 3 .......... 影像感測器 號 3 0 · …，… 感應陣列 410 ·… …可程式化增益放 4 .......... 讀取電路 大器 4 1 ···*·*«*· 放大位移單元 411 .... …加/減法器 4 ^^^ «·«······ m位元類比/數位 5 ....... …後端電路 轉換器 50…… …邏輯單元 43......... m至η位元數位 51…… …數位/類比轉換器 轉換單元 D1 ••… …m位元數位訊號 A1 ........ 行類比影像訊號 D3 ….· …η位元控制訊號 A2........ 放大修正類比訊 D2…. …η位元數位訊號

Claims (1)

1311021 年月日修〈始王替換頁 、申請專利範園·· -放大位移單元’用以將該行類比影像訊號放大及 i後輸出&大修正類比訊號，此放大位移單元包括： 』η 一可程式化增益放大器，用以將該類比影像 φ Λ號放大至一具有一預定增益之放大類比訊號；及 、一加/減法器，對該放大類比訊號進行加/減法 運算以輸出該放大修正類比訊號； -Π1位元類比/數位轉換器’將該放大修正類比訊號 轉換成一對應之m位元數位訊號；以及 η位元數位轉換單元，根據一 k位元控制訊 號將《衾m位元數位訊號轉換為一 n位元數位訊號輸出 ，其中m 2 η。 2. 依據U利圍第丨項所述之影像感測器之讀取電路 ，其中該m g k。 3. -種應』於影像感測器之類比/數位轉換方法，該影像感 - 測器可感測影像並輸出—行類比影像訊號，該方法係包 括下列步驟： (a) 將該類比影像訊號進行放大及修正； (b) 將該行類比影像訊號轉換成一對應的m位元數 位訊號；以及 (c) 經由k位元控制訊號控制，將該m位元數位

1311021 訊號轉換成一 η位元數位訊號以進行後續數位訊號處理 ，其中該m2 η。 4. 一影像感測器，包括： 一感應陣列，用以感應影像並受控制地依序輸出一 行類比影像訊號；及 一讀取電路，包括：

一放大位移單元’用以將該行類比影像訊號放 大及修正後輸出一放大修正類比訊號，此放大位移 單元包括： 一可程式化增益放大器，用以將該類比影 像訊號放大至一具有一預定增益之放大類比訊 號；及 一加/減法器’對該放大類比訊號進行加/減 法運算以輸出該放大修正類比訊號； 一 m位元類比/數位轉換器，將該放大修正類比 訊號轉換成一對應之山位元數位訊號；及 一 m至n位元數位轉換單元，根據一让位元控制 訊號，將該m位元數位訊號轉換為一η位元數位訊號 輸出，其中該mgn。 5.依據中明專利範圍第4項所述之影像感測器，其中該 2k。 2