專利名稱:影像感測器、影像感測器的讀取電路及其模擬/數(shù)字轉換方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字/模擬轉換，特別是涉及一種應用于影像感測器的讀取電路中的數(shù)字/模擬轉換。
背景技術：
互補式金屬氧化半導體(CMOS)影像感測器已廣泛應用于例如攝影機、數(shù)字相機、照相手機、或視訊攝影機等數(shù)字取像裝置中。如圖1所示，習知的影像感測器1大體上包括一感應陣列10(Sensor array)，其包括有呈矩陣型式排列的感應單元(sensorunit，圖未示)，每一感應單元可感應光源并受控制地成行依序傳出一行模擬影像訊號23，行模擬影像訊號23接著輸出至一讀取電路2的放大位移單元20進行放大及加減的訊號運算處理，然后輸出一放大位移模擬影像訊號24。接著再經(jīng)由一n位元模擬/數(shù)字轉換器21將該放大位移模擬影像訊號24轉換為一對應的n位元數(shù)字訊號25后傳至后端電路(例如數(shù)字訊號處理單元(DSP))進行訊號處理。
但上述傳統(tǒng)的讀取電路在進行模擬/數(shù)字訊號轉換時會有訊號失真的可能，如圖2所示，理想的影像分布范圍23會在0～V1，實際上的影像訊號分布范圍較理想的電壓值分布范圍有一誤差偏移值ΔVoffset，而會使放大位移模擬影像訊號24其實際影像分布范圍介于Voffset～V2，在經(jīng)一模擬加減法器(圖未示)減去修正訊號Vp后，雖然可減少失真，然而模擬加減法器(圖未示)的分辨率通常較模擬/數(shù)字轉換器的分辨率大，因此ΔVoffset≠Vp，修正后的影像分布線段26雖誤差減少，仍難完全消除誤差，因此影像分布的擷取分辨率較差。

發(fā)明內容因此，本發(fā)明的目的，即在提供一種降低影像訊號失真及提高影像分布擷取分辨率的影像感測器、影像感測器的讀取電路及其模擬/數(shù)字轉換方法。
于是，本發(fā)明提供一種影像感測器的讀取電路，是用以接收由影像感測器的一影像感應陣列所輸出的一行模擬影像訊號，其特征在于該讀取電路是包含一放大位移單元、一m位元模擬/數(shù)字轉換器，及一m至n位元數(shù)字轉換單元。其中放大位移單元，用以將該行模擬影像訊號放大及修正后輸出一放大修正模擬訊號；m位元模擬/數(shù)字轉換器，將該放大修正模擬訊號轉換成一對應的m位元數(shù)字訊號。m至n位元數(shù)字轉換單元，根據(jù)一k位元控制訊號，將該m位元數(shù)字訊號轉換為一n位元數(shù)字訊號輸出，其中m≥n。
本發(fā)明另提供一種應用于影像感測器的模擬/數(shù)字轉換方法，該影像感測器可感測影像并輸出一行模擬影像訊號，其特征在于該方法是包括下列步驟首先，將該行模擬影像訊號轉換成一對應的m位元數(shù)字訊號；以及接著經(jīng)由一k位元控制訊號控制，將該m位元數(shù)字訊號轉換成一n位元數(shù)字訊號以進行后續(xù)數(shù)字訊號處理，其中該m≥n。
借由本發(fā)明，由該輸入的m位數(shù)字訊號中任意選取其中連續(xù)的1/2m-n區(qū)域，以作為最佳化的n位數(shù)字訊號輸出，不但可降低失真，且可提供較佳化的動態(tài)擷取范圍。
下面通過最佳實施例及附圖對本發(fā)明進行詳細說明，附圖中圖1是一電路示意圖，說明習知一影像感測器的讀取電路；圖2是一示意圖，說明理想影像分布范圍、實際上的影像訊號分布范圍與修正后的影像分布范圍差異；圖3是一電路示意圖，說明本發(fā)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是一示意圖，舉例說明n位元控制訊號控制選擇其中n位元數(shù)字訊號的輸出。
具體實施方式有關本發(fā)明的前述及其它技術內容、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(xiàn)。
參閱圖3至圖4，是本發(fā)明影像感測器的讀取電路的一較佳實施例，本實施例影像感測器3的讀取電路4包含一放大位移單元41、一m位元模擬/數(shù)字轉換器42及一m至n位元數(shù)字轉換單元43，m≥n。影像感測器3更包括一感應陣列30，該感應陣列30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并受控制地成行傳出一對應的行模擬影像訊號23。
該放大位移單元41用以接收由感應陣列30所傳出的行模擬影像訊號23并經(jīng)由放大、加減等運算處理后輸出一放大修正模擬訊號24。如圖4所示，放大位移單元41包括一可程序化增益放大器410及一加/減法器411，其中該可程序化增益放大器410用以將行模擬影像訊號23放大至具有一預定增益的放大模擬訊號230。該加/減法器411則是接收由后端電路(例如圖3的數(shù)字訊號處理(DSP)電路5)中的邏輯單元50算出的偏移量，經(jīng)由數(shù)字/模擬轉換器51轉換后輸入的對應的模擬訊號，對該放大模擬訊號230進行加/減法運算后輸出該放大修正模擬訊號24。
回到圖3，該m位元模擬/數(shù)字轉換器42用以將該放大修正模擬訊號24轉換為一對應的m位元數(shù)字訊號44，然后傳送至該m至n位元轉換單元43，m≥n。該m至n位元轉換單元43會受該后端電路5所傳的一n位元控制訊號46的控制，(在本實施例k＝n)，選擇其中連續(xù)n位元數(shù)字訊號45(即2n個數(shù)字訊號輸出)。
舉例來說，在此定義n＝10，假設m＝n+1＝11，如圖5所示，影像感測器3的輸出位元為10位元。依照上述定義條件，m位元數(shù)字訊號44為一11位元的數(shù)字訊號，因此m位元數(shù)字訊號44的分布范圍為0～2047。m至n位元轉換單元43則為一11位元至10位元轉換單元。若m至n位元轉換單元43接收到的10位元控制訊號46為例如為0..00(二進制)＝0(十進制)時，則m至n位元轉換單元43會擷取范圍為0～1023的10位元數(shù)字訊號45輸出。若10位元控制訊號46為00..1(二進制)＝1(十進制)時，則會擷取1～1024的連續(xù)10位元數(shù)字訊號45輸出。依此類推，當輸出訊號為若11..1(二進制)＝1023(十進制)時，則會擷取分布范圍為1023～2046的連續(xù)10位元數(shù)字訊號45輸出。
如此，藉由該m至n位元轉換單元43由該輸入的m位元數(shù)字訊號44中任意選取其中連續(xù)的1/2m-n區(qū)域，以作為最佳化的n位元數(shù)字訊號D2輸出，不但可降低失真，且可提供較佳化的動態(tài)擷取范圍。
權利要求
1.一種影像感測器的讀取電路，是用以接收由影像感測器的一影像感應陣列所輸出的一行模擬影像訊號，其特征在于該讀取電路是包含一放大位移單元，用以將該行模擬影像訊號放大及修正后輸出一放大修正模擬訊號；一m位元模擬/數(shù)字轉換器，將該放大修正模擬訊號轉換成一對應的m位元數(shù)字訊號；及一m至n位元數(shù)字轉換單元，根據(jù)一k位元控制訊號，將該m位元數(shù)字訊號轉換為一n位元數(shù)字訊號輸出，其中m≥n。
2.如權利要求
1所述的影像感測器的讀取電路，其特征在于該放大位移單元包括一可程序化增益放大器，用以將該模擬影像訊號放大至一具有一預定增益的放大模擬訊號；以及一加/減法器，對該放大模擬訊號進行加/減法運算以輸出該放大修正模擬訊號。
3.如權利要求
1所述的影像感測器的讀取電路，其特征在于該m≥k。
4.一種應用于影像感測器的模擬/數(shù)字轉換方法，該影像感測器可感測影像并輸出一行模擬影像訊號，其特征在于該方法是包括下列步驟(a).將該行模擬影像訊號轉換成一對應的m位元數(shù)字訊號；以及(b).經(jīng)由一k位元控制訊號控制，將該m位元數(shù)字訊號轉換成一m位元數(shù)字訊號以進行后續(xù)數(shù)字訊號處理，其中該m≥n。
5.如權利要求
1所述的模擬/數(shù)字轉換方法，其特征在于在該步驟(a)中，在產(chǎn)生該行模擬影像訊號后，更包括將該模擬影像訊號進行放大及修正的步驟。
6.一影像感測器，其特征在于是包括一感應陣列，用以感應影像并受控制地依序輸出一行模擬影像訊號；及一讀取電路，包括一放大位移單元，用以將該行模擬影像訊號放大及修正后輸出一放大修正模擬訊號；一m位元模擬/數(shù)字轉換器，將該放大修正模擬訊號轉換成一對應的m位元數(shù)字訊號；及一m至n位元數(shù)字轉換單元，根據(jù)一k位元控制訊號，將該m位元數(shù)字訊號轉換為一n位元數(shù)字訊號輸出，其中該m≥n。
7.如權利要求
6所述的影像感測器，其特征在于該放大位移單元是包括一可程序化增益放大器，用以將該模擬影像訊號放大至一具有一預定增益的放大模擬訊號；以及一加/減法器，對該放大模擬訊號進行加/減法運算以輸出該放大修正模擬訊號。
8.如權利要求
7所述的影像感測器，其特征在于該m≥k。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種影像感測器、影像感測器的讀取電路及其模擬/數(shù)字轉換方法，其主要特征是在于首先藉由一放大位移單元接收由感應陣列所輸出的行模擬影像訊號，接著再由一m位元模擬/數(shù)字轉換器將該行模擬影像訊號轉換成一對應的m位元數(shù)字影像訊號。最后，再經(jīng)由一受一k位元控制訊號控制的m至n位元轉換單元(m≥n)，以選擇該m位元數(shù)字影像訊號其中連續(xù)的n位元訊號輸出至后端處理電路。如此，可降低影像失真，藉以取得最佳動態(tài)范圍。
文檔編號H04N3/15GK1992783SQ200510132968
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月29日
發(fā)明者黃猷淳 申請人:原相科技股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan