专利名称：以模拟方式处理直流偏移量的信号补偿电路及其相关方法
技术领域：
本发明提供一种以模拟方式处理直流偏移量(DC offset)的信号补偿电路与方法， 尤其是一种针对不同的电荷耦合器给予其相对应正确的直流偏移量的信号补偿电路与方法。
背景技术：
电荷耦合器(Charge-coupled Device, CCD)是一种将光信号转换成电信号的光学 电子组件，再将电信号数字化并加以处理。电荷耦合器的应用很广泛，凡是显示器 (monitor),录音设备以及照相机(camera)都可见其踪影，电荷耦合器具有较高分辨率、 低噪声、以及极高感度的特性。另一种被广泛应用的光学电子组件为CMOS感光二极管
(photodiode)，其应用范围包括个人计算机相机(PC camera)、影像电话、汽车倒车雷 达以及数字相机(digital camera)等。
电荷耦合器目前分为两种型态线型电荷耦合器(Linear CCD)及面型电荷耦合器 (AreaCCD)。线型电荷耦合器主要应用于传真机(Fax)、扫描仪(scanner)及多功能事 务机等产品，面型电荷耦合器则应用于摄录像机(Camcorder)、数字相机等民用电子产品。 请参考图1。图1为先前技术电荷耦合器10的示意图。电荷耦合器IO包含多个影像 感应单元Pl Pn、模拟移位缓存器12以及输出放大器0P。
多个影像感应单元Pl Pn用来感测光信号而产生相对应的电荷。模拟移位缓存器12 耦接于多个影像感应单元Pl Pn，具有多个移位缓存单元SH, Shk，用以储存多个影像 感应单元Pl Pn产生的电荷。输出放大器0P耦接于模拟移位缓存器12，用以将模拟移 位缓存器12输出的电荷转换成相对应的电压值V0。其中，每一个影像感应单元对应到两 个移位缓存单元，比如说影像感应单元P1对应到移位缓存单元SH,、 SH2,影像感应单元
P2对应到移位缓存单元SH3、 SH4,以此类推，影像感应单元Pn对应到移位缓存单元SH^,、 SH吣模拟移位缓存器12由两个时脉信号。1、 cD2来控制，依序将多个移位缓存单元SH,
SH2n中所存的电荷串行输出至输出放大器0P。
请参考图2。图2为图1中多个移位缓存单元SH, SH2n的结构图。多个移位缓存单元 SH, Sfk包含多个移位栅极电极Gl G5 (本图仅以G1 G5来表示)，用来储存电荷，以及 半导体基底Psub,耦接于多个移位栅极电极G1 G5。而每一个移位栅极电极G1 G5和半 导体基底Psub分别构成移位缓存单元。通过时脉信号Ol、 0>2的控制，在不同的时间点， 由于移位栅极电极G1 G5下方的势垒(potential barrier)会有所不同，电荷会被移转 至势垒较低处，在经过一段时间后，所有的电荷会被输出至输出放大器OP(如图l所示)。
请参考图3。图3为奇偶型电荷耦合器30的示意图。奇偶型电荷耦合器30包含多个 影像感应单元Pl Pn、两个模拟移位缓存器32、 34,以及两个输出放大器0P1、 0P2。多 个影像感应单元Pl Pn用来感测光信号而产生相对应的电荷。模拟移位缓存器32耦接于 奇数的影像感应单元，如Pl、 P3 Pn-1，具有多个奇数移位缓存单元SHla、 SHlb、 SH3a、 SH3b SH( -1)a、 SH( -1)b，用以储存多个奇数的影像感应单元P1、 P3 Pn-l产生的电荷。输出放 大器0P1耦接于模拟移位缓存器32，用以将模拟移位缓存器32输出的电荷转换成相对应 的电压值V1。模拟移位缓存器34耦接于偶数的影像感应单元，如P2、 P4 Pn，具有多个 偶数移位缓存单元SH2a、 SH2b、 SH4a、 SH4b SHna、 SHnb，用以储存多个耦数的影像感应单元 P2、 P4 Pn产生的电荷。输出放大器0P2耦接于模拟移位缓存器34，用以将模拟移位缓 存器34输出的电荷转换成相对应的电压值V2。其中，每一个影像感应单元对应到两个移 位缓存单元，比如说影像感应单元Pl对应到移位缓存单元SHla、 SH,b，影像感应单元P2 对应到移位缓存单元SH2a、 SH2b，以此类推，影像感应单元Pn对应到移位缓存单元SFL、 SH b。模拟移位缓存器32由时脉信号。11、①12来控制，其中移位缓存单元SJL、 SH3a SH( —,)a受时脉信号①11所控制，移位缓存单元SH,b、 SH3b SH( —nb受时脉信号012所控 制，依序将多个奇数的移位缓存单元SH,a、 SHlb SH( —na、 SH( —w中所存的电荷串行输出 至输出放大器0P1;模拟移位缓存器34由时脉信号021、①22来控制，其中移位缓存单 元Stk、 SH4a Sl受时脉信号021所控制，移位缓存单元SH^、 SH4b SHnb受时脉信号022
所控制，依序将多个偶数的移位缓存单元SH2a、SH2b SHna、 SHnb中所存的电荷串行输出至
输出放大器OP2。
请参考图4。图4为先前技术信号补偿电路40的示意图。信号补偿电路40包含储存 单元46、数字至模拟转换器47及加法器48。储存单元46用来储存直流偏移量DC0;数 字至模拟转换器47的输入端472耦接于储存单元46，用来将输入的直流偏移量DCO转换 成模拟信号。加法器48的第一输入端482耦接于数字至模拟转换器47的输出端，第二输 入端484用来接收影像信号SI，用来将这两个输入端482、 484所接收的模拟信号相加， 最后将相加的结果以模拟方式输出。其中影像信号SI为电荷耦合器产生的模拟信号。
由于先前技术的信号补偿电路40在撷取影像过程中，处理直流补偿时，无论是多个 电荷耦合器中的任一个，均减去或加上单一且相同的直流偏移量DCO。但因电荷耦合器制 程的关系，使得每一个电荷耦合器的直流偏移量不尽相同，若使用单一的直流偏移量DCO 对多个电荷耦合器作处理，会造成所得到的信号有误差，精准度不够。如此一来，在屏幕 中显示会发生直线条的现象，降低影像的品质。
发明内容
本发明提供一种以模拟方式处理直流偏移量的信号补偿电路，其包含储存单元、多任 务器以及运算器。该储存单元用来储存多个直流偏移量，该多任务器的输入端耦接于该储 存单元。该多任务器的控制端用来由该多个直流偏移量中选择一个直流偏移量输出。该运
算器的第一输入端耦接于该多任务器的输出端，第二输入端用来接收影像信号，用来对该 二输入端所接收的模拟信号进行补偿运算。其中该影像信号为电荷耦合器产生的信号。该 信号补偿电路另包含数字至模拟转换器，其输入端耦接于该多任务器的输出端，用来将该 多任务器输出的直流偏移量转换成模拟信号。
本发明提供一种以模拟方式处理直流补偿的方法，其步骤包含储存单元储存多个直流 偏移量，由该储存单元中选择一个直流偏移量输出，以及将影像信号与该模拟信号进行补 偿运算。该方法另包含将该选择输出的直流偏移量转换成模拟信号。
图1为先前技术电荷耦合器的示意图。
图2为图1中多个移位缓存单元的结构图。 图3为奇偶型电荷耦合器的示意图。 图4为先前技术信号补偿电路的示意图。 图5为本发明信号补偿电路的示意图。
具体实施例方式
请参考图5。图5为本发明信号补偿电路50的示意图。信号补偿电路50包含第一储 存单元55、第二储存单元56、多任务器52、数字至模拟转换器47及加法器48。第一储 存单元55用来储存直流偏移量DC1，第二储存单元56用来储存另一直流偏移量DC2。多 任务器52具有第一输入端522，耦接于第一储存单元55，第二输入端524，耦接于第二 储存单元56，通过多任务器52的控制端526从两个储存单元中选择一个储存单元输出直 流偏移量(输出DC1或DC2)。数字至模拟转换器47的输入端472耦接于多任务器52的 输出端，用来将多任务器52输出的直流偏移量转换成模拟信号。加法器48的第一输入端 482耦接于数字至模拟转换器47的输出端，第二输入端484用来接收影像信号SI，用来 将二输入端482、 484所接收的模拟信号相加，最后将相加的结果以模拟方式输出。其中 影像信号SI为电荷耦合器产生的模拟信号。而储存单元55、 56可为内存。
以上所述的实施例仅用来说明本发明，并不局限本发明的范畴。文中提到的信号补偿 电路50包含两个储存单元55、 56，用来储存直流偏移量DC1、 DC2,但并不限定储存单元 的数量，也不限定储存单元为内存，也可为其它储存装置。而影像信号SI也不局限于由 交错型电荷耦合器或奇偶型电荷耦合器所产生的信号，凡是电荷耦合器数量大于一个的影 像感测装置皆属于本发明的范畴。且本发明利用加法器48将影像信号SI与数字至模拟转 换器47输出的模拟信号482相加，但并不局限于加法器，也可以使用减法器或其它的运 算器对影像信号SI与数字至模拟转换器47输出的模拟信号482进行补偿运算。而当直流 偏移量DC1、 DC2为模拟形态，则无须再将直流偏移量DC1、 DC2转换成模拟信号，数字至
模拟转换器47可省略。
由上可知，本发明提供一种以模拟方式处理直流偏移量的信号补偿电路，尤其是一种 针对不同的电荷耦合器给予其相对应正确的直流补偿的信号补偿电路。在数字至模拟转换 器47前端，加入多任务器52，多个储存单元中储存多个相异的直流偏移量，多任务器52 依据目前输入信号的电荷耦合器由该多个储存单元中选择相对应的直流偏移量输出。将输 出的直流偏移量通过数字至模拟转换器47转换成模拟信号，将影像信号SI与该模拟信号 相加。由于本发明针对不同的电荷耦合器给予其相对应正确的直流偏移量作补偿，可以改 善电荷耦合器因制程关系而造成每一个电荷耦合器直流偏移量不同的差异，避免在屏幕显 示中发生直线条的现象，提高影像的品质。此外，直接以模拟方式处理电荷耦合器的直流 补偿，可避免因数字量化后造成的量化误差。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰， 皆应属本发明的涵盖范围。
主要组件符号说明Pl Pn影像感应单元
12、 32、 34模拟移位缓存器
0P、 0P1、 0P2输出放大器
SHl SH2n移位缓存单元
V0、 VI、 V2电压值
OK 0>2、 Oil、012、 021、 。22
G1 G5移位栅极电极
Psub半导体基底
30奇偶型电荷耦合器
SHla、 SHIh SH' —1) a、 SH (n—i) b
SH2a、 SH2h SHM、SHnb
40、 50信号补偿电路
时脉信号
奇数移位缓存单元 偶数移位缓存单元10 电荷耦合器
46 储存单元
51 影像信号
55 第一储存单元
56 第二储存单元
52 多任务器
47 数字至模拟转换器
48 加法器 DC0、 DC1、 DC2 直流偏移量 472 输入端 482、 522 第一输入端 484、 524 第二输入端 526 控制端
权利要求
1.一种以模拟方式处理直流偏移量的信号补偿电路，其特征在于，包含储存单元，用来储存多个直流偏移量；多任务器，其具有至少两个输入端耦接于该储存单元，每一个输入端用来接收一相对应的直流偏移量，以及至少一个控制端，根据影像信号来源决定该控制端的信号，该控制端用来从该多个直流偏移量中选择一个直流偏移量输出；以及运算器，其具有两个输入端，其中第一输入端耦接于该多任务器的输出端，第二输入端用来接收影像信号，该运算器用来对这两个输入端所接收的模拟信号进行补偿运算。
2. 如权利要求l所述的信号补偿电路，其特征在于，该运算器为加法器。
3. 如权利要求1所述的信号补偿电路，其特征在于，该储存单元可包含至少一个内存。
4. 如权利要求1所述的信号补偿电路，其特征在于，该影像信号为电荷耦合器产生的信 号。
5. 如权利要求1所述的信号补偿电路，其特征在于，其另包含数字至模拟转换器，该数 字至模拟转换器的输入端耦接于该多任务器的输出端，用来将该多任务器输出的直流偏移 量转换成模拟信号。
6. —种以模拟方式处理直流补偿的方法，其特征在于，包含 使用储存单元储存多个直流偏移量；使用多任务器根据控制信号从该储存单元中选择一个直流偏移量输出； 使用数字至模拟转换器将该多任务器输出的直流偏移量转换成模拟信号； 使用电荷耦合器产生影像信号；以及 使用运算器将该影像信号与该模拟信号进行补偿运算。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，使用该运算器将该影像信号与该模拟信号进 行补偿运算是使用该运算器将该影像信号与该模拟信号相加。
8. —种以模拟方式处理直流补偿的方法，其特征在于，包含 使用多任务器根据控制信号由多个直流偏移量中选择一个直流偏移量输出； 使用电荷耦合器产生影像信号；使用运算器将该影像信号与该选择输出的直流偏移量进行补偿运算。
9. 如权利要求8所述的方法，其中使用该运算器将该影像信号与该选择输出的直流偏移量进行补偿运算是使用该运算器将该影像信号与该选择输出的直流偏移量相加。
全文摘要
信号补偿电路包含储存单元、多任务器及运算器。该储存单元用来储存多个直流偏移量，该多任务器的输入端耦接于该储存单元。该多任务器的控制端用来从该多个直流偏移量中选择一个直流偏移量输出。该运算器的第一输入端耦接于该多任务器的输出端，第二输入端用来接收影像信号，用来对这两个输入端所接收的模拟信号进行补偿运算。
文档编号H04N5/335GK101106634SQ200610028968
公开日2008年1月16日 申请日期2006年7月14日 优先权日2006年7月14日
发明者陈琰成 申请人:虹光精密工业(苏州)有限公司