專利名稱：互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體圖像感測(cè)器的操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(complementary metal oxidesemiconductor, CMOS)圖像感測(cè)器及其操作方法,尤指一種可通過(guò)自我校正方式來(lái)改善組裝良品率的CMOS圖像感測(cè)器及其操作方法。
背景技術(shù)：
由于近年來(lái)圖像感測(cè)器的發(fā)展及圖像處理速度提高，使得光電式觸控屏幕愈來(lái)愈受到重視。目前，圖像感測(cè)器大致上可分類成電荷稱合元件(charge coupled device, CCD)圖像感測(cè)器以及CMOS圖像感測(cè)器。一般而言，CCD圖像感測(cè)器比CMOS圖像感測(cè)器具有更少的噪聲(noise)，且可產(chǎn)生更好的圖像品質(zhì)。然而，CMOS圖像感測(cè)器可將信號(hào)處理電路整合于單一芯片上，使得產(chǎn)品易于小型化。此外，CMOS圖像感測(cè)器在功率消耗上非常低，因此，CMOS圖像感測(cè)器的應(yīng)用也愈來(lái)愈廣泛。請(qǐng)參閱圖1，圖I為現(xiàn)有技術(shù)的光電式觸控屏幕I的示意圖。如圖I所示，光電式觸控屏幕I包含觸控面板10以及兩個(gè)CMOS圖像感測(cè)器12、14。CMOS圖像感測(cè)器12、14分別設(shè)置在觸控面板10的兩側(cè)。當(dāng)使用者使用手指、觸控筆等物件16在觸控面板10上進(jìn)行操作時(shí)，CMOS圖像感測(cè)器12、14即會(huì)分別感測(cè)到物件16的投影，此時(shí)，只要知道投影位置到觸控位置的角度，再量測(cè)兩個(gè)CMOS圖像感測(cè)器12、14之間的距離，就可以算出觸控位置的座標(biāo)。請(qǐng)參閱圖2以及圖3，圖2為物件16的移動(dòng)軌跡160在圖I中的CMOS圖像感測(cè)器12上的投影示意圖，圖3為物件16的移動(dòng)軌跡160’在圖I中的CMOS圖像感測(cè)器12上的投影示意圖。以CMOS圖像感測(cè)器12為例，如果CMOS圖像感測(cè)器12與觸控面板10在組裝時(shí)沒(méi)有發(fā)生偏差或歪斜，則物件16的移動(dòng)軌跡160在CMOS圖像感測(cè)器12的像素陣列單元120上的投影即會(huì)呈現(xiàn)如圖2所示的方正的四邊形。然而，如果CMOS圖像感測(cè)器12與觸控面板10在組裝時(shí)受到組裝公差的影響而發(fā)生偏差或歪斜，則物件16的移動(dòng)軌跡160’在CMOS圖像感測(cè)器12的像素陣列單元120上的投影即會(huì)呈現(xiàn)如圖3所示的歪斜的平行四邊形。此時(shí)，讀出電路122便需要抓取更多的像素?cái)?shù)據(jù)以供后端的演算法進(jìn)行判斷，才能消除組裝公差的影響，進(jìn)而增加系統(tǒng)的操作頻率及功耗。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種CMOS圖像感測(cè)器的操作方法，可通過(guò)自我校正方式來(lái)改善組裝良品率，以解決上述問(wèn)題。根據(jù)一實(shí)施例，本發(fā)明的CMOS圖像感測(cè)器的操作方法包含下列步驟通過(guò)一像素陣列單元感測(cè)一物件，所述像素陣列單元包括M個(gè)像素以及P個(gè)多工器，所述M個(gè)像素中的每ー個(gè)分別與所述P個(gè)多エ器的其中之一電性連接，M為一正整數(shù)，P為ー小于或等于M的正整數(shù)；計(jì)算對(duì)應(yīng)所述物件的ー感測(cè)區(qū)域，所述感測(cè)區(qū)域包括所述M個(gè)像素中的N個(gè)像素，N為ー小于或等于M的正整數(shù)；產(chǎn)生一列選擇信號(hào)；以及控制與所述N個(gè)像素電性連接的Q個(gè)多エ器將所述列選擇信號(hào)供應(yīng)給所述N個(gè)像素，Q為ー小于或等于N且小于或等于P的正整數(shù)；用以列為主的順序讀取所述感測(cè)區(qū)域的所述N個(gè)像素所產(chǎn)生的信號(hào)。根據(jù)另ー實(shí)施例，本發(fā)明的CMOS圖像感測(cè)器的操作方法包含下列步驟通過(guò)ー像素陣列單元感測(cè)一物件，其中，所述像素陣列單元包含M個(gè)像素，且M為一正整數(shù)；計(jì)算對(duì)應(yīng)所述物件的ー感測(cè)區(qū)域，其中，所述感測(cè)區(qū)域包含所述M個(gè)像素中的N個(gè)像素，且N為ー小于或等于M的正整數(shù)；產(chǎn)生一列選擇信號(hào)，以控制所述M個(gè)像素輸出其所產(chǎn)生的信號(hào)；計(jì)算位于所述感測(cè)區(qū)域中的每一列的一第一個(gè)像素與一最后ー個(gè)像素；用以列為主的順序自每一列的所述第一個(gè)像素讀取至所述最后一個(gè)像素；以及輸出所述N個(gè)像素所產(chǎn)生的信號(hào)。因此，根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像感測(cè)器的操作方法，本發(fā)明僅需要將對(duì)應(yīng)物件軌跡的感測(cè)區(qū)域中的像素?cái)?shù)據(jù)輸出，即可消除組裝公差的影響，進(jìn)而大幅降低系統(tǒng)的操作頻率及功耗。關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過(guò)以下的實(shí)施例及所附附圖得到進(jìn)ー步的了解。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)的光電式觸控屏幕的示意圖；圖2為物件軌跡在圖I中的CMOS圖像感測(cè)器上的投影示意圖；圖3為物件軌跡在圖I中的CMOS圖像感測(cè)器上的投影示意圖； 圖4為根據(jù)本發(fā)明ー實(shí)施例的CMOS圖像感測(cè)器的示意圖；圖5為圖4中的像素陣列單元具有一 3*3像素矩陣的示意圖；圖6為圖5中的CMOS圖像感測(cè)器的電路圖；圖7為圖5中的感測(cè)區(qū)域加入一虛擬像素的示意圖；圖8為CMOS圖像感測(cè)器的操作方法的流程圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的CMOS圖像感測(cè)器的操作方法的流程圖；圖10為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的CMOS圖像感測(cè)器的電路圖；圖11為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的CMOS圖像感測(cè)器的示意圖；圖12為像素?cái)?shù)據(jù)讀取順序轉(zhuǎn)換的時(shí)序圖；圖13為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的CMOS圖像感測(cè)器的示意圖；圖14為圖13中的像素陣列單元具有一 3*3像素矩陣的示意圖；圖15為圖14中的CMOS圖像感測(cè)器的電路圖；圖16為圖14中的感測(cè)區(qū)域加入一虛擬像素的示意圖；圖17為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的感測(cè)區(qū)域的示意圖；圖18為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的CMOS圖像感測(cè)器的操作方法的流程圖；圖19為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的CMOS圖像感測(cè)器的操作方法的流程圖。附圖標(biāo)號(hào)I光電式觸控屏幕10觸控面板
12、14、3、3'、5CM0S 圖像感測(cè)器16 物件30、30’、50、70、120 像素陣列單元32、72列驅(qū)動(dòng)單元34>54>74 邏輯電路36、56、76、122 讀出電路 52行驅(qū)動(dòng)單元58圖像寄存器160、160'移動(dòng)軌跡300、700、P1-P32 像素302、302a_302c 多工器304,504,704,704'感測(cè)區(qū)域PO、PlO虛擬像素S100-S108、S200-S212、S300-S310、S400-S414 流程步驟
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖4，圖4為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的CMOS圖像感測(cè)器3的示意圖。如圖4所示，CMOS圖像感測(cè)器3包含一像素陣列單元30、一列驅(qū)動(dòng)單元32、一邏輯電路34以及一讀出電路36。列驅(qū)動(dòng)單元32、邏輯電路34以及讀出電路36分別與像素陣列單元30電性連接。像素陣列單元30用以感測(cè)一物件(未繪示于圖中)或其移動(dòng)軌跡。于此實(shí)施例中，像素陣列單元30包含M個(gè)像素300以及P個(gè)多工器302，其中，每一個(gè)像素300分別與P個(gè)多工器302的其中之一電性連接，且M為一正整數(shù)，P為一小于或等于M的正整數(shù)。進(jìn)一步說(shuō)明，如果P等于M，即表示像素300與多工器302的數(shù)量相同，且每一個(gè)多工器302分別與唯一的像素300電性連接；如果P小于M，即表示多工器302的數(shù)量少于像素300的數(shù)量，此時(shí)，每一個(gè)多工器302可分別與至少一個(gè)像素300電性連接。圖4中的像素陣列單元30即為包含相同數(shù)量的像素300以及多工器302的實(shí)施例。舉例而言，若像素陣列單元30具有一 640*480的像素矩陣，且像素300與多工器302的數(shù)量相同，則M與P皆等于640*480，也即像素陣列單元30包含640*480個(gè)像素300以及640*480個(gè)多工器302。此夕卜，像素300可吸收自一物件所反射的光，并將所吸收的光轉(zhuǎn)換為一電信號(hào)。像素300通常為具有晶體管以及光電二極管的結(jié)構(gòu)。需說(shuō)明的是，像素300的結(jié)構(gòu)特征以及作用原理為本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易達(dá)成，在此不再贅述。列驅(qū)動(dòng)單元32自一控制器(未繪示于圖中)接收一時(shí)序信號(hào)以及一控制信號(hào)，并產(chǎn)生一列選擇信號(hào)。列選擇信號(hào)為一用于控制像素陣列單元30中的像素300數(shù)據(jù)輸出的信號(hào)。邏輯電路34則用以計(jì)算對(duì)應(yīng)像素陣列單元30所感測(cè)到的物件或其移動(dòng)軌跡的一感測(cè)區(qū)域,其中，感測(cè)區(qū)域包含該M個(gè)像素300中的N個(gè)像素300，且N為一小于或等于M的正整數(shù)。接著，邏輯電路34控制與該N個(gè)像素300電性連接的Q個(gè)多工器302將列選擇信號(hào)供應(yīng)給該N個(gè)像素300，Q為一小于或等于N且小于或等于P的正整數(shù)。以圖4中的像素陣列單元30為例，Q即等于N且小于P。讀出電路36則用以讀取該感測(cè)區(qū)域的該N個(gè)像素300所產(chǎn)生的信號(hào)。請(qǐng)參閱圖5，圖5為圖4中的像素陣列單元30具有一 3*3像素矩陣的示意圖。以下利用圖5所繪示的3*3像素矩陣來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)特征。于此實(shí)施例中，像素陣列單元30包含相同數(shù)量的像素300以及多エ器302，也即上述的M及P皆等于9。請(qǐng)ー并參閱圖6，圖6為圖5中的CMOS圖像感測(cè)器3的電路圖。當(dāng)使用者使用手指、觸控筆等物件(未繪示于圖中)在一具有CMOS圖像感測(cè)器3的光電式定位系統(tǒng)(未繪示于圖中)上進(jìn)行操作時(shí)，像素陣列單元30即會(huì)感測(cè)到該物件或其移動(dòng)軌跡。接著，邏輯電路34則根據(jù)像素陣列單元30所感測(cè)到的物件或其移動(dòng)軌跡計(jì)算對(duì)應(yīng)的感測(cè)區(qū)域304。如圖5所示，感測(cè)區(qū)域304包含五個(gè)像素(也即上述的N及Q皆等 于5)，即P1、P2、P5、P6及P9。接著，邏輯電路34再控制與上述五個(gè)像素電性連接的多エ器302將列選擇信號(hào)供應(yīng)給此五個(gè)像素，并且使讀出電路36可以用以列為主(row-major)的順序讀取感測(cè)區(qū)域304的五個(gè)像素所產(chǎn)生的信號(hào)。換言之，讀出電路36讀取感測(cè)區(qū)域304的像素次序依序?yàn)镻2、P6、P1、P5、P9。也即，讀出電路36讀取的第一列像素為P2、P6，且第二列像素為PI、P5、P9。于此實(shí)施例中，感測(cè)區(qū)域304是可以變動(dòng)的，可根據(jù)開(kāi)機(jī)時(shí)自我校正結(jié)果設(shè)定。此外，當(dāng)物件或其移動(dòng)軌跡為不規(guī)則形狀時(shí)，為避免后續(xù)演算法變復(fù)雜，邏輯電路34可計(jì)算ー包含物件或其移動(dòng)軌跡的平行四邊形，以作為感測(cè)區(qū)域。需說(shuō)明的是，由于圖5中的感測(cè)區(qū)域304超出像素陣列單元30的實(shí)體區(qū)域，會(huì)使得毎次的掃瞄時(shí)間不固定，而增加曝光時(shí)間的計(jì)算。此時(shí)，本發(fā)明的讀出電路36可在讀取像素?cái)?shù)據(jù)時(shí)，在超出的部分加入虛擬像素(drnnrny pixel)，以維持每次掃瞄時(shí)間固定，進(jìn)而簡(jiǎn)化曝光時(shí)間計(jì)算。請(qǐng)參閱圖7，圖7為圖5中的感測(cè)區(qū)域304加入一虛擬像素PO的示意圖。如圖7所示，在加入虛擬像素PO后，感測(cè)區(qū)域304中的像素排列呈ー平行四邊形，且每一列皆包含相同數(shù)量的像素，由此即可維持固定的掃瞄時(shí)間。請(qǐng)參閱圖8，圖8為CMOS圖像感測(cè)器的操作方法的流程圖。請(qǐng)ー并參閱圖4至圖6，配合上述的CMOS圖像感測(cè)器3，本發(fā)明的CMOS圖像感測(cè)器的操作方法包含下列步驟步驟S100 :通過(guò)像素陣列單元30感測(cè)物件或其移動(dòng)軌跡；步驟S102 :計(jì)算對(duì)應(yīng)該物件或其移動(dòng)軌跡的感測(cè)區(qū)域304 ；步驟S104 :產(chǎn)生列選擇信號(hào)；步驟S 106 :控制與感測(cè)區(qū)域304中的像素P2、P6、PU P5、P9電性連接的多エ器302將該列選擇信號(hào)供應(yīng)給像素P2、P6、P1、P5、P9 ；以及步驟S108 :用以列為主的順序讀取感測(cè)區(qū)域304的像素P2、P6、P1、P5、P9所產(chǎn)生
的信號(hào)。請(qǐng)參閱圖9，圖9為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的CMOS圖像感測(cè)器的操作方法的流程圖。請(qǐng)ー并參閱圖7，配合上述的CMOS圖像感測(cè)器3，如果感測(cè)區(qū)域304超出像素陣列單元30的實(shí)體區(qū)域，則本發(fā)明的CMOS圖像感測(cè)器的操作方法可包含下列步驟步驟S200 :通過(guò)像素陣列單元30感測(cè)物件或其移動(dòng)軌跡；步驟S202 :計(jì)算對(duì)應(yīng)該物件或其移動(dòng)軌跡的感測(cè)區(qū)域304 ；步驟S204 :產(chǎn)生列選擇信號(hào)；步驟S206 :控制與感測(cè)區(qū)域304中的像素P2、P6、P1、P5、P9電性連接的多エ器302將該列選擇信號(hào)供應(yīng)給像素P2、P6、P1、P5、P9 ；
步驟S208 :判斷感測(cè)區(qū)域304是否超出像素陣列單元30的實(shí)體區(qū)域，若是，則執(zhí)行步驟S210，若否，則執(zhí)行步驟S212 ；步驟S210 :在超出的部分加入虛擬像素PO ；以及步驟S212 :用以列為主的順序讀取感測(cè)區(qū)域304的虛擬像素PO (若有)以及像素P2、P6、P1、P5、P9所產(chǎn)生的信號(hào)。請(qǐng)參閱圖10，圖10為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的CMOS圖像感測(cè)器3’的電路圖。如圖10所示，CMOS圖像感測(cè)器3’包含一像素陣列單元30’、一列驅(qū)動(dòng)單元32、一邏輯電路34以及一讀出電路36，其中列驅(qū)動(dòng)單元32、邏輯電路34以及讀出電路36的作用原理如前所述，在此不再贅述。于此實(shí)施例中，像素陣列單元30’具有一4*5像素矩陣，也即像素陣列單 元30’包含20個(gè)像素P1-P20。相比于圖6中的像素陣列單元30，像素陣列單元30’中的多工器的數(shù)量少于像素的數(shù)量。如圖10所示，像素陣列單元30’僅包含17個(gè)多工器，其中像素P1、P2電性連接于同一個(gè)多工器302a，像素P3、P4電性連接于同一個(gè)多工器302b，且像素P11、P12電性連接于同一個(gè)多工器302c。換言之,本發(fā)明可利用一個(gè)多工器同時(shí)控制多個(gè)像素，進(jìn)而減少多工器的數(shù)量。與單一多工器電性連接的像素?cái)?shù)量可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用而設(shè)計(jì)，不以圖10所示的兩個(gè)為限。需說(shuō)明的是，如果有多個(gè)像素同時(shí)電性連接至一個(gè)多工器，則此多個(gè)像素需位于像素陣列單元30’中的不同行。如圖10所示，像素PU P2位于不同行，像素P3、P4位于不同行，且像素P11、P12也位于不同行。特別地，同時(shí)電性連接至一個(gè)多工器的多個(gè)像素可位于像素陣列單元30’中的同一列，但不以此為限。如圖10所示，像素PU P2位于同一列,像素P3、P4位于同一列,且像素Pll、P12也位于同一列。請(qǐng)參閱圖11以及圖12，圖11為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的CMOS圖像感測(cè)器5的示意圖，圖12為像素?cái)?shù)據(jù)讀取順序轉(zhuǎn)換的時(shí)序圖。如圖11所示，CMOS圖像感測(cè)器5包含一像素陣列單元50、一行驅(qū)動(dòng)單元52、一邏輯電路54、一讀出電路56以及一圖像寄存器(framebuffer) 58。行驅(qū)動(dòng)單元52、邏輯電路54以及讀出電路56分別與像素陣列單元50電性連接，且圖像寄存器58與讀出電路56電性連接。圖11所繪示的4*3像素矩陣僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)特征，本發(fā)明并不以此為限。像素P1-P12可吸收自一物件所反射的光,并將所吸收的光轉(zhuǎn)換為一電信號(hào)。像素P1-P12通常為具有晶體管以及光電二極管的結(jié)構(gòu)。需說(shuō)明的是，像素P1-P12的結(jié)構(gòu)特征以及作用原理為本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易達(dá)成，在此不再贅述。行驅(qū)動(dòng)單兀52自一控制器(未繪不于圖中)接收一時(shí)序信號(hào)以及一控制信號(hào)，并產(chǎn)生一行選擇信號(hào)。行選擇信號(hào)為一用于控制像素陣列單元50中的像素P1-P12數(shù)據(jù)輸出的信號(hào)。邏輯電路54則用以計(jì)算對(duì)應(yīng)像素陣列單元50所感測(cè)到的物件或其移動(dòng)軌跡的一感測(cè)區(qū)域。然后，讀出電路56先用以行為主(column-major)的順序讀取該感測(cè)區(qū)域的像素所產(chǎn)生的信號(hào)。之后，圖像寄存器58再將采用以行為主的順序輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以列為主的順序。舉例而言，當(dāng)使用者使用手指、觸控筆等物件(未繪示于圖中)在一具有CMOS圖像感測(cè)器5的光電式定位系統(tǒng)(未繪示于圖中)上進(jìn)行操作時(shí)，像素陣列單元50即會(huì)感測(cè)到該物件或其移動(dòng)軌跡。接著，邏輯電路54則根據(jù)像素陣列單元50所感測(cè)到的物件或其移動(dòng)軌跡計(jì)算對(duì)應(yīng)的感測(cè)區(qū)域504。如圖11所示，感測(cè)區(qū)域504包含五個(gè)像素，即P2、P3、P7、P8及P12。需說(shuō)明的是，由于圖11中的感測(cè)區(qū)域504超出像素陣列單元50的實(shí)體區(qū)域，會(huì)使得毎次的掃瞄時(shí)間不固定，而增加曝光時(shí)間的計(jì)算。此時(shí)，本發(fā)明的讀出電路56可在讀取像素?cái)?shù)據(jù)時(shí)，在超出的部分加入虛擬像素PO，以維持每次掃瞄時(shí)間固定，進(jìn)而簡(jiǎn)化曝光時(shí)間計(jì)算。通過(guò)行驅(qū)動(dòng)單元52產(chǎn)生的行選擇信號(hào)的控制，讀出電路56先用以行為主的順序讀取感測(cè)區(qū)域504的像素所產(chǎn)生的信號(hào)，讀取的順序依序?yàn)镻O、P2、P3、P7、P8及P12。接著，圖像寄存器58再將采用以行為主的順序輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以列為主的順序。如圖12所示，經(jīng)過(guò)圖像寄存器58轉(zhuǎn)換之后，讀取的順序即變?yōu)镻O、P3、P8、P2、P7及P12。此外，于此實(shí)施例中，由于掃瞄出的結(jié)果會(huì)因?yàn)閽呙榫€與物件輪廓并非正交，而輸出歪斜的輪廓。本發(fā)明可以利用圖像寄存器58重新排列讀取的像素?cái)?shù)據(jù)，以改善上述現(xiàn)象。請(qǐng)參閱圖13，圖13為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的CMOS圖像感測(cè)器7的示意圖。如圖13所示，CMOS圖像感測(cè)器7包含一像素陣列單元70、一列驅(qū)動(dòng)單元72、ー邏輯電路74以及ー讀出電路76。列驅(qū)動(dòng)單元72以及讀出電路76分別與像素陣列單元70電性連接，且邏輯電路74與讀出電路76電性連接。像素陣列單元70用以感測(cè)一物件(未繪示于圖中)或其移動(dòng)軌跡。于此實(shí)施例中，像素陣列單元70包含M個(gè)像素700，其中，M為一正整數(shù)。此外，像素700可吸收自一物件所反射的光，并將所吸收的光轉(zhuǎn)換為ー電信號(hào)。像素700通常為具有晶體管以及光電ニ極管的結(jié)構(gòu)。需說(shuō)明的是，像素700的結(jié)構(gòu)特征以及作用原理為本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易達(dá)成，在此不再贅述。列驅(qū)動(dòng)單兀72自ー控制器(未繪不于圖中)接收ー時(shí)序信號(hào)以及ー控制信號(hào)，并產(chǎn)生一列選擇信號(hào)。列選擇信號(hào)為ー用于控制像素陣列單元70中的像素700數(shù)據(jù)輸出的信號(hào)。讀出電路76用以讀取像素陣列單元70的像素700所產(chǎn)生的信號(hào)。邏輯電路74則用以計(jì)算對(duì)應(yīng)像素陣列單元70所感測(cè)到的物件或其移動(dòng)軌跡的ー感測(cè)區(qū)域，其中，感測(cè)區(qū)域包含該M個(gè)像素700中的N個(gè)像素700，且N為ー小于或等于M的正整數(shù)。接著，邏輯電路74計(jì)算位于感測(cè)區(qū)域中的每一列的第一個(gè)像素與最后ー個(gè)像素，并且控制讀出電路76用以列為主的順序自每一列的第一個(gè)像素讀取至最后ー個(gè)像素，以輸出感測(cè)區(qū)域中的N個(gè)像素所產(chǎn)生的信號(hào)。請(qǐng)參閱圖14以及圖15，圖14為圖13中的像素陣列單元70具有一 3*3像素矩陣的示意圖，圖15為圖14中的CMOS圖像感測(cè)器7的電路圖。以下利用圖14以及圖15所繪示的3*3像素矩陣來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)特征。當(dāng)使用者使用手指、觸控筆等物件(未繪示于圖中)在一具有CMOS圖像感測(cè)器7的光電式定位系統(tǒng)(未繪示于圖中)上進(jìn)行操作時(shí)，像素陣列單元70即會(huì)感測(cè)到該物件或其移動(dòng)軌跡。接著，邏輯電路74則根據(jù)像素陣列單元70所感測(cè)到的物件或其移動(dòng)軌跡計(jì)算對(duì)應(yīng)的感測(cè)區(qū)域704。如圖14所示，感測(cè)區(qū)域704包含五個(gè)像素(也即上述的N等于5)，即P1、P2、P5、P6及P9，其中像素P1、P2位于感測(cè)區(qū)域704中的第一列，像素P5、P6位于感測(cè)區(qū)域704中的第二列，且像素P9位于感測(cè)區(qū)域704中的第三列。接著，邏輯電路74計(jì)算位于感測(cè)區(qū)域704中的每一列的第一個(gè)像素與最后ー個(gè)像素。如圖14所示，感測(cè)區(qū)域704中的第一列的第一個(gè)像素為Pl且最后ー個(gè)像素為P2，感測(cè)區(qū)域704中的第二列的第一個(gè)像素為P5且最后ー個(gè)像素為P6,感測(cè)區(qū)域704中的第三列的第一個(gè)像素與最后ー個(gè)像素皆為P9。接著，邏輯電路74控制讀出電路76用以列為主的順序自每一列的第一個(gè)像素讀取至、最后一個(gè)像素，以輸出感測(cè)區(qū)域704中的五個(gè)像素所產(chǎn)生的信號(hào)。于此實(shí)施例中，感測(cè)區(qū)域704中的五個(gè)像素的輸出順序即為P1、P2、P5、P6、P9。于此實(shí)施例中，感測(cè)區(qū)域704是可以變動(dòng)的，可根據(jù)開(kāi)機(jī)時(shí)自我校正結(jié)果設(shè)定。此夕卜，當(dāng)物件或其移動(dòng)軌跡為不規(guī)則形狀時(shí)，為避免后續(xù)演算法變復(fù)雜，邏輯電路74可計(jì)算一包含物件或其移動(dòng)軌跡的平行四邊形，以作為感測(cè)區(qū)域。需說(shuō)明的是，由于圖14中的感測(cè)區(qū)域704超出像素陣列單元70的實(shí)體區(qū)域，會(huì)使得每次的掃瞄時(shí)間不固定，而增加曝光時(shí)間的計(jì)算。此時(shí)，本發(fā)明的讀出電路76可在讀取像素?cái)?shù)據(jù)時(shí)，在超出的部分加入虛擬 像素，以維持每次掃瞄時(shí)間固定，進(jìn)而簡(jiǎn)化曝光時(shí)間計(jì)算。請(qǐng)參閱圖16，圖16為圖14中的感測(cè)區(qū)域704加入一虛擬像素PlO的示意圖。如圖16所示，在加入虛擬像素PlO后，感測(cè)區(qū)域704中的像素排列呈一平行四邊形，且每一列皆包含相同數(shù)量的像素，由此即可維持固定的掃瞄時(shí)間。此時(shí)，感測(cè)區(qū)域704中的第三列的第一個(gè)像素為P9且最后一個(gè)像素為虛擬像素PlO。請(qǐng)參閱圖17，圖17為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的感測(cè)區(qū)域704’的示意圖。除了上述的平行四邊形外，本發(fā)明在經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)定后，讀出電路76也可讀取并輸出如圖17所示的感測(cè)區(qū)域704’的像素?cái)?shù)據(jù)。需說(shuō)明的是，由于感測(cè)區(qū)域704’在第二列中包含六個(gè)像素P10、P11、P12 以及 P14、P15、P16，且像素 P10、P11、P12 與像素 P14、P15、P16 為不連續(xù)，此時(shí)，邏輯電路74會(huì)分別計(jì)算像素P10、PlU P12與像素P14、P15、P16中的第一個(gè)像素與最后一個(gè)像素，也即像素P10、P11、P12中的第一個(gè)像素為PlO且最后一個(gè)像素為P12,且像素P14、P15、P16中的第一個(gè)像素為P14且最后一個(gè)像素為P16。因此,對(duì)于圖17所示的第二列而言，讀出電路76會(huì)先自第一個(gè)像素PlO依序讀取至最后一個(gè)像素P12，再自另外一個(gè)第一個(gè)像素P14依序讀取至最后一個(gè)像素P16。換言之，讀出電路76在同一列中所讀取的像素可為連續(xù)或不連續(xù)，視感測(cè)區(qū)域所涵蓋的范圍而定。請(qǐng)參閱圖18，圖18為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的CMOS圖像感測(cè)器的操作方法的流程圖。請(qǐng)一并參閱圖13至圖15，配合上述的CMOS圖像感測(cè)器7，本發(fā)明的CMOS圖像感測(cè)器的操作方法包含下列步驟步驟S300 :通過(guò)像素陣列單元70感測(cè)物件或其移動(dòng)軌跡；步驟S302 :計(jì)算對(duì)應(yīng)該物件或其移動(dòng)軌跡的感測(cè)區(qū)域704 ；步驟S304 :產(chǎn)生列選擇信號(hào)，以控制像素陣列單元70中的像素輸出其所產(chǎn)生的信號(hào);步驟S306 :計(jì)算位于感測(cè)區(qū)域704中的每一列的第一個(gè)像素與最后一個(gè)像素；步驟S308 :用以列為主的順序自每一列的第一個(gè)像素讀取至最后一個(gè)像素；以及步驟S310 :輸出感測(cè)區(qū)域704的像素PU P2、P5、P6、P9所產(chǎn)生的信號(hào)。請(qǐng)參閱圖19，圖19為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的CMOS圖像感測(cè)器的操作方法的流程圖。請(qǐng)一并參閱圖16，配合上述的CMOS圖像感測(cè)器7，如果感測(cè)區(qū)域704超出像素陣列單元70的實(shí)體區(qū)域，則本發(fā)明的CMOS圖像感測(cè)器的操作方法可包含下列步驟步驟S400 :通過(guò)像素陣列單元70感測(cè)物件或其移動(dòng)軌跡；步驟S402 :計(jì)算對(duì)應(yīng)該物件或其移動(dòng)軌跡的感測(cè)區(qū)域704 ；步驟S404 :產(chǎn)生列選擇信號(hào)，以控制像素陣列單元70中的像素輸出其所產(chǎn)生的信號(hào);
步驟S406 :判斷感測(cè)區(qū)域704是否超出像素陣列單元70的實(shí)體區(qū)域，若是，則執(zhí)行步驟S408，若否，則執(zhí)行步驟S410 ；步驟S408 :在超出的部分加入虛擬像素PlO ；步驟S410 :計(jì)算位于感測(cè)區(qū)域704中的每一列的第一個(gè)像素與最后一個(gè)像素；步驟S412 :用以列為主的順序自每一列的第一個(gè)像素讀取至最后一個(gè)像素；以及步驟S414 :輸出感測(cè)區(qū)域704的像素P1、P2、P5、P6、P9所產(chǎn)生的信號(hào)以及虛擬像素PlO (若有)。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明利用多工器控制像素?cái)?shù)據(jù)輸出，使得邏輯電路可以通過(guò) 控制多工器來(lái)定義每一條列選擇信號(hào)所選到的掃瞄線斜率。此外，本發(fā)明也可先用以行為主的順序讀取感測(cè)區(qū)域中的像素?cái)?shù)據(jù)，再通過(guò)圖像寄存器把采用以行為主的順序輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以列為主的順序。再者，本發(fā)明還可在讀出電路增加一邏輯電路，以根據(jù)感測(cè)到的物件或其移動(dòng)軌跡計(jì)算感測(cè)區(qū)域中的每一列的起點(diǎn)(即第一個(gè)像素)與終點(diǎn)(即最后一個(gè)像素)，進(jìn)而控制讀出電路輸出感測(cè)區(qū)域的像素?cái)?shù)據(jù)。由于本發(fā)明僅需要將對(duì)應(yīng)物件或其移動(dòng)軌跡的感測(cè)區(qū)域中的像素?cái)?shù)據(jù)輸出，所以可以大幅降低系統(tǒng)操作頻率以及功耗。此外，當(dāng)邏輯電路判斷感測(cè)區(qū)域超出像素陣列單元的實(shí)體區(qū)域時(shí)，讀出電路會(huì)在超出的部分加入虛擬像素，以維持每次掃瞄時(shí)間固定，進(jìn)而簡(jiǎn)化曝光時(shí)間計(jì)算。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體圖像感測(cè)器的操作方法，其特征在于，所述方法包括下列步驟 通過(guò)一像素陣列單元感測(cè)一物件，所述像素陣列單元包括M個(gè)像素以及P個(gè)多工器，所述M個(gè)像素中的每一個(gè)分別與所述P個(gè)多工器的其中之一電性連接，M為一正整數(shù)，P為一小于或等于M的正整數(shù)； 計(jì)算對(duì)應(yīng)所述物件的一感測(cè)區(qū)域，所述感測(cè)區(qū)域包括所述M個(gè)像素中的N個(gè)像素，N為一小于或等于M的正整數(shù)； 產(chǎn)生一列選擇信號(hào)；以及 控制與所述N個(gè)像素電性連接的Q個(gè)多工器將所述列選擇信號(hào)供應(yīng)給所述N個(gè)像素，Q為一小于或等于N且小于或等于P的正整數(shù)； 用以列為主的順序讀取所述感測(cè)區(qū)域的所述N個(gè)像素所產(chǎn)生的信號(hào)。
2.如權(quán)利要求I所述的操作方法，其特征在于，所述方法還包括下列步驟 當(dāng)所述感測(cè)區(qū)域超出所述像素陣列單元的一實(shí)體區(qū)域時(shí)，在超出的部分加入至少一虛擬像素，且所述感測(cè)區(qū)域?yàn)橐黄叫兴倪呅巍?br> 3.如權(quán)利要求I所述的操作方法，其特征在于，當(dāng)P小于M時(shí)，所述M個(gè)像素中的至少兩個(gè)像素同時(shí)電性連接至所述P個(gè)多工器中的一個(gè)多工器，且所述至少兩個(gè)像素位于所述像素陣列單元中的不同行和同一列。
4.一種互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體圖像感測(cè)器的操作方法，其特征在于，所述方法包括下列步驟 通過(guò)一像素陣列單元感測(cè)一物件，所述像素陣列單元包括M個(gè)像素，M為一正整數(shù)；計(jì)算對(duì)應(yīng)所述物件的一感測(cè)區(qū)域，所述感測(cè)區(qū)域包括所述M個(gè)像素中的N個(gè)像素，N為一小于或等于M的正整數(shù)； 產(chǎn)生一列選擇信號(hào)，以控制所述M個(gè)像素輸出其所產(chǎn)生的信號(hào)； 計(jì)算位于所述感測(cè)區(qū)域中的每一列的一第一個(gè)像素與一最后一個(gè)像素； 用以列為主的順序自每一列的所述第一個(gè)像素讀取至所述最后一個(gè)像素；以及 輸出所述N個(gè)像素所產(chǎn)生的信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的操作方法，其特征在于，所述方法還包括下列步驟 當(dāng)所述感測(cè)區(qū)域超出所述像素陣列單元的一實(shí)體區(qū)域時(shí)，在超出的部分加入至少一虛擬像素，且所述感測(cè)區(qū)域?yàn)橐黄叫兴倪呅巍?br> 全文摘要
一種互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體圖像感測(cè)器的操作方法，該方法包括下列步驟通過(guò)一像素陣列單元感測(cè)一物件，像素陣列單元包括M個(gè)像素以及P個(gè)多工器，M個(gè)像素中的每一個(gè)分別與P個(gè)多工器的其中之一電性連接，M為一正整數(shù)，P為一小于或等于M的正整數(shù)；計(jì)算對(duì)應(yīng)物件的一感測(cè)區(qū)域，感測(cè)區(qū)域包括M個(gè)像素中的N個(gè)像素，N為一小于或等于M的正整數(shù)；產(chǎn)生一列選擇信號(hào)；以及控制與N個(gè)像素電性連接的Q個(gè)多工器將列選擇信號(hào)供應(yīng)給N個(gè)像素，Q為一小于或等于N且小于或等于P的正整數(shù)；用以列為主的順序讀取感測(cè)區(qū)域的N個(gè)像素所產(chǎn)生的信號(hào)。本發(fā)明僅需要將對(duì)應(yīng)物件軌跡的感測(cè)區(qū)域中的像素?cái)?shù)據(jù)輸出，進(jìn)而大幅降低系統(tǒng)的操作頻率及功耗。
文檔編號(hào)H04N5/374GK102752562SQ20121020260
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者詹偉廷, 許恩峰, 高銘璨 申請(qǐng)人:原相科技股份有限公司