专利名称：图像感测装置及图像感测方法
技术领域：
本发明关于一种图像感测系统，特别是一种图像感测装置及图像感测方法。
背景技术：
在信息发达的现代社会中，图像传递已成为人们传递信息的重要方式之一。随着科技的进步，图像感测系统已广泛地应用到许多领域上，例如医疗、太空、军事、及民生等 各种领域。在图像感测系统中，主要是利用图像传感器来撷取图像。图像感测系统的基本原 理是将图像投射到图像传感器的图像阵列(image array)上，然后通过图像阵列进行图像 的撷取，再通过电子电路的信号处理来获得相应于图像的数字图像数据，而后再把得到的 数字图像信号储存在储存媒体中。目前市面上常见的图像传感器主要可分为电荷耦合组件(charge coupled device ； CCD)禾口互补式金氧半图像传感器(complementary metal-oxi de-semi conductor image sensor ；CMOS image sensor)两禾中。其中，相较于CCD，CMOS图像传感器具有低电压与低功率操作、低制造成本、易于 缩小化、高读出速率、及可实现系统芯片(system-on-a-chip ；S0C)(即高整合性)等优点。 因此，随着CMOS工艺技术的进步，CMOS图像传感器越来越受到重视，且更具有其发展的潜 力。一般来说，在图像感测系统中，图像传感器耦合于图像处理单元，以利于接收和处 理撷取得的图像数据。虽然于图像数据取得之后，已会进行图像数据中噪声的消去处理，但 若能于撷取图像的过程中，减少噪声源的存在来避免噪声的产生，将能更有效地取得相应 于图像的图像数据。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明提供一种图像感测装置及图像感测方法，借以解决先前 技术的于撷取图像的过程中，噪声源所产生的噪声影响撷取得的图像数据的质量的问题。本发明所揭露的图像感测装置，包括时序产生器、图像撷取电路、至少一第一逻 辑电路、至少一第二逻辑电路和中断电路。第一逻辑电路电性连接于图像撷取电路和时序产生器之间。第二逻辑电路电性连 接至图像撷取电路。并且，中断电路电性连接于时序产生器和第二逻辑电路之间。这样，时序产生器接收一系统频率，并且依据系统频率输出一频率信号。第一逻辑 电路接收频率信号，并且依据频率信号控制图像撷取电路的运作。这样，图像感测过程可大 致上分为感测期间和读取期间。图像撷取电路在感测期间感测一撷取信号，并且在读取期 间读取撷取信号并产生图像信号。中断电路在感测期间提供频率信号至第二逻辑电路，并 且在读取期间停止提供频率信号至至少一第二逻辑电路。本发明所揭露的图像感测方法，包括借助第一逻辑电路依据频率信号产生控制信号；输入频率信号至第二逻辑电路；利用控制信号控制图像数据的读出；以及于图像数 据的读出期间，中断输入至第二逻辑电路的频率信号。综上所述，根据本发明的图像感测装置及图像感测方法，应用于图像感测系统，可在执行图像数据读取期间，利用中断电路中断输入至第二逻辑电路的系统频率，借以减少 逻辑电路运作时产生的电流所造成的电源噪声。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1为根据本发明一实施例的图像感测装置的概要示意图；图2显示根据本发明一实施例中，各信号的时序关系图；图3为根据本发明另一实施例的图像感测装置的概要示意图；图4为根据本发明第一实施例的图像感测方法的流程图；图5为根据本发明第二实施例的图像感测方法的流程图；图6为根据本发明第三实施例的图像感测方法的流程图；以及图7为于根据本发明一实施例中，读取图像数据的细部流程图。其中，附图标记110图像撷取电路111图像阵列元件112像素单元113水平扫描电路114垂直扫描电路115读出电路116关联双取样组件117多任务器118放大器119模拟数字转换器130第一逻辑电路150时序产生器170第二逻辑电路180电压源190中断电路Vl 电压V2 电压CKs系统频率CKl频率信号flag旗标信号CK2频率信号A图像撷取区域L垂直信号线
具体实施例方式参照图1，其显示根据本发明一实施例的图像感测装置。图像感测装置包括图像撷取电路110、多个逻辑电路、时序产生器150和中断电路 190。这样，于图像感测装置中，可将所有相关的逻辑电路区分成与图像数据的读取相 关的逻辑电路(即，第一逻辑电路130)和与图像数据的读取不相关的逻辑电路(即，第二 逻辑电路170)。换句话说，图像感测过程可大致上分为感测期间和读取期间。第一逻辑电路130电性连接于图像撷取电路110和时序产生器150之间。第二逻 辑电路170电性连接至图像撷取电路110。并且，中断电路190电性连接于时序产生器150 和第二逻辑电路170之间。其中，中断电路190的输出端与第二逻辑电路170的输入端电性相连。这样，第一逻辑电路130与第二逻辑电路170分别属于执行不同功能的电路。图像撷取电路110包括图像阵列元件111和读出电路115。在感测期间，图像撷取电路110感测并储存一撷取信号。在读取期间，图像撷取电 路110读取撷取信号并据以产生图像信号。多个像素信号(S卩，撷取信号)经由信号线从图像阵列元件111读出后，由读出电 路115进行噪声消除和/或信号放大等处理以输出模拟信号的图像数据(即，图像信号)。于读出电路115的输出端可电性连接模拟数字转换器119，即模拟数字转换器119 电性连接至图像撷取电路110。这样，可借助模拟数字转换器119将读出电路115读取的图 像数据由模拟信号转换成数字信号，以提供数字信号的图像数据给后级的图像处理单元进 行各项图像处理。第一逻辑电路130和第二逻辑电路170可电性连接至一电压源180。此电压源180 可分别提供第一逻辑电路130和第二逻辑电路170运作时所需的电压VI、V2。这样，时序产生器150会接收系统频率CKs，并依据系统频率CKs产生频率信号 CKl给第一逻辑电路130和第二逻辑电路170。然后，第一逻辑电路130再依据频率信号CKl 产生控制信号，以借助控制信号控制图像撷取电路110的运作。例如，第一逻辑电路130可 利用控制信号控制图像阵列元件111撷取一图像，以得到多个像素信号。并且，第一逻辑电 路130可利用控制信号控制读出电路115取样自图像阵列元件111读取的像素信号以产生 图像数据。而第二逻辑电路170会经由中断电路190接收频率信号CKl并依据接收到的频率 信号CKl而运作。换句话说，中断电路190的输出端电性连接至第二逻辑电路170的输入 端。这样，中断电路190会选择性输出频率信号CKl给第二逻辑电路170。
其中，于执行图像数据的读取期间，旗标信号flag会被产生，以致使中断电路190 依据旗标信号flag中断输入至第二逻辑电路170的频率信号CK1。换句话说，于执行图像 数据读取的期间，中断电路190将不输出频率信号CKl给第二逻辑电路170。如此一来， 即可减少逻辑电路(即，第二逻辑电路170)运作时产生的电流所造成的电源噪声。这样， 旗标信号flag可由图像撷取电路110产生，即，图像撷取电路110可电性连接至中断电路 190 (图中未示)。或者是由时序产生器150来产生旗标信号flag。
参照图2，频率信号CKl可区分成执行图像数据读取期间和非执行图像数据读取 期间。于非执行图像数据读取期间，中断电路190接收到低准位的旗标信号flag，因而将 接收到的频率信号CKl输出给第二逻辑电路170。因此，于非执行图像数据读取期间，第二 逻辑电路170可接收到等同于频率信号CKl的频率信号CK2。此时，进行运作的逻辑电路较 多，相对所产生的数字电流也较大。而于执行图像数据读取的期间，中断电路190接收到高准位的旗标信号flag，因而中断频率信号CKl的输出。因此，于执行图像数据读取期间，第二逻辑电路170可接收到 低准位的频率信号CK2。此时，进行运作的逻辑电路较少，相对所产生的数字电流也较小。 换句话说，通过中断电路190中断输出给第二逻辑电路170的频率信号CK1，以致于可使第 二逻辑电路170暂停运作，因而减少于执行图像数据读取期间，运作的逻辑电路的数量，以 相对减少因逻辑电路运作而产生的数字电流。这样，虽然是以于非执行图像数据读取期间，旗标信号flag呈现低准位，而于执 行图像数据读取期间，旗标信号flag呈现高准位为例，但此并非本发明的限制，即旗标信 号flag的准位也可相反，即为于非执行图像数据读取期间为高准位，而于执行图像数据读 取间为低准位。于一实施例中，参照图3，图像阵列元件111主要具有以二维配置排列的多个像素 单元112所构成矩形图像撷取区域A。于此图像撷取区域A的上面部分可配置水平扫描电 路113。水平扫描电路113沿着图像撷取区域A中像素单元112的列(水平)方向延伸。于 此图像撷取区域的侧边部分可配置有垂直扫描电路114。垂直扫描电路114沿着图像撷取 区域中像素单元112的行(垂直)方向延伸。借助水平扫描电路113及垂直扫描电路114 相继扫描图像撷取区域中的像素单元112，以于感测期间执行像素信号的感测以及电子快 门操作。读出电路115可包括行处理电路和放大器118。行处理电路电性连接至少一第一 逻辑电路130和图像阵列元件111。放大器118电性连接至少一第一逻辑电路130和行处 理电路。其中，行处理电路可为关联双取样(correlated double sampling ;CDS)组件 116。此⑶S组件116的后级(输出端)可配置有多任务器117。⑶S组件116配置于图像阵列元件111的后级(输出端)。于⑶S组件116中，以 对应于每一行像素单元112的方式配置有多个⑶S电路。像素信号经由对应的垂直信号线L从图像阵列元件111中每一行像素单元112中 读取并相继输入至⑶S组件116对应的⑶S电路中，以执行像素信号的消去噪声的信号处理。多任务器117电性连接于⑶S组件116和放大器118之间。多任务器117可控制 ⑶S组件116的信号输出，即其可于一时间点选择一行的信号输出。于此，放大器118可为可程序化增益放大器。读出电路115的后级(输出端)可配置模拟数位转换器119。这样，模拟数字转换 器119电性连接于放大器118的输出端。模拟数字转换器119接收放大器118放大后而输出的图像数据，并且将读取的图 像数据由模拟信号转换成数字信号。换句话说，模拟数字转换器119可将模拟图像数据转换成数字图像数据。其中，模拟数字转换器119可为Δ Σ调变器。于模拟数字转换器119的后级(输出端)可配置图像处理单元。图像处理单元用以进行数字信号的处理。换句话说，于模拟数字转换器119的前段区域进行模拟图像数据 的图像处理，而模拟数字转换器119的后段区域则进行数字图像数据的图像处理。图像处理单元即可包括有第二逻辑电路170，并且利用第二逻辑电路170来进行 模拟图像处理。这样，图像阵列元件111、⑶S组件116、多任务器117、放大器118和模拟数字转换 器119接收来自第一逻辑电路130的控制信号，并且依据接收到的控制信号而运作。其中，第一逻辑电路130依据频率信号CKl而产生控制信号。而第二逻辑电路170会接收来自中断电路190的频率信号CKl，并依据接收到的频 率信号CKl而运作。时序产生器150于接收系统频率CKs后，会依据系统频率CKs产生频率信号CKl 给第一逻辑电路130和中断电路190。并且，于执行图像数据读取期间，中断电路190依据旗标信号flag中断输入至第 二逻辑电路170的频率信号CKl，因而第二逻辑电路170因未接收到频率信号CKl ( S卩，输入 信号为低准位)而不运作。如此一来，即于执行图像数据读取期间，可减少逻辑电路运作时 产生的电流所造成的电源噪声。参照图4，为根据本发明一实施例的图像感测方法的流程图。这样，借助第一逻辑电路依据频率信号产生控制信号(步骤210)。输入频率信号 至第二逻辑电路(步骤220)。利用控制信号控制图像数据的读取，并且于图像数据的读取 期间，中断输入至第二逻辑电路的频率信号(步骤230)。并且，参照图5，可将读取的图像数据由模拟信号转换成数字信号(步骤240)，以 提供给后级处理单元进行数字图像数据的信号处理。即，可将读取的模拟图像数据转换成 数字图像数据。此外，参照图6，可借助第二逻辑电路依据频率信号进行读取的图像数据的信号处 理(步骤250)。再者，参照图7，可先利用控制信号控制图像的撷取，以得到多个像素信号(步骤 232)，然后再通过取样此些像素信号而读取图像数据(步骤234)。根据本发明的图像感测装置及图像感测方法，应用于图像感测系统，可于执行图 像数据读取期间，利用中断电路中断输入至第二逻辑电路的系统频率，借以减少逻辑电路 运作时产生的电流所造成的电源噪声。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
一种图像感测装置，其特征在于，包括一时序产生器，用以产生一频率信号；一图像撷取电路，用以在一感测期间感测一撷取信号，以及在一读取期间读取该撷取信号并产生一图像信号；至少一第一逻辑电路，用以接收该频率信号并依据该频率信号控制该图像撷取电路；至少一第二逻辑电路；以及一中断电路，电性连接于该时序产生器与该至少一第二逻辑电路，用以在该感测期间提供该频率信号至该至少一第二逻辑电路，以及在该读取期间停止提供该频率信号至该至少一第二逻辑电路。
2.根据权利要求1所述的图像感测装置，其特征在于，该中断电路的输出端电性连接 至该至少一第二逻辑电路的输入端。
3.根据权利要求1所述的图像感测装置，其特征在于，更包括一模拟数字转换器，电性连接于该图像撷取电路和该至少一第二逻辑电路；以及 一电压源，电性连接该至少一第一逻辑电路和该至少一第二逻辑电路； 其中，该至少一第二逻辑电路电性连接于该图像撷取电路，以及该至少一第二逻辑电 路不属于该至少一第一逻辑电路。
4.根据权利要求1所述的图像感测装置，其特征在于，该图像撷取电路包括 一图像阵列元件，电性连接该至少一第一逻辑电路中之至少一个；以及一读出电路，电性连接该至少一第一逻辑电路中之至少一个和该图像阵列元件，该读 出电路包括一行处理电路，电性连接该至少一第一逻辑电路中之至少一个和该图像阵列元件；以及一放大器，电性连接该至少一第一逻辑电路中之至少一个和该行处理电路。
5.一种图像感测装置，包括有一图像撷取电路、电性连接该图像撷取电路的至少一第 一逻辑电路、电性连接该至少一第一逻辑电路的一时序产生器和至少一第二逻辑电路，其 特征在于更包括有电性连接于该时序产生器和该至少一第二逻辑电路之间的一中断电路。
6.根据权利要求5所述的图像感测装置，其特征在于，该中断电路的输出端电性连接 至该至少一第二逻辑电路的输入端。
7.根据权利要求5所述的图像感测装置，其特征在于，更包括一模拟数字转换器，电性连接于该图像撷取电路和该至少一第二逻辑电路；以及 一电压源，电性连接该至少一第一逻辑电路和该至少一第二逻辑电路； 其中，该至少一第二逻辑电路电性连接于该图像撷取电路，以及该至少一第二逻辑电 路不属于该至少一第一逻辑电路。
8.根据权利要求5所述的图像感测装置，其特征在于，该图像撷取电路包括 一图像阵列元件，电性连接该至少一第一逻辑电路中之一；以及一读出电路，电性连接该至少一第一逻辑电路中之一和该图像阵列元件，该读出电路 包括一行处理电路，电性连接该至少一第一逻辑电路中之一和该图像阵列元件；以及一放大器，电性连接该至少一第一逻辑电路中之一和该行处理电路。
9.一种图像感测方法，其特征在于，包括借助一第一逻辑电路依据一频率信号产生一控制信号；输入该频率信号至一第二逻辑电路；利用该控制信号控制一图像数据的读取；以及于该图像数据的读取期间，中断输入至该第二逻辑电路的该频率信号。
10.根据权利要求9所述的图像感测方法，其特征在于，更包括借助该第二逻辑电路依据该频率信号进行读取的该图像数据的信号处理。
11.根据权利要求9所述的图像感测方法，其特征在于，更包括 利用该控制信号控制一图像的撷取，以得到多个像素信号；其中该图像数据通过取样该多个像素信号而读取。
12.根据权利要求9所述的图像感测方法，其特征在于，更包括 将读取的该图像数据由模拟信号转换成数字信号。
全文摘要
一种图像感测装置及图像感测方法，其借助设置中断电路，以于执行图像数据读取期间，利用中断电路中断输入至与图像数据的读取不相关的逻辑电路的频率信号，借以暂时中断其运作，进而减少逻辑电路运作时产生的电流所造成的电源噪声。
文档编号H04N5/217GK101841646SQ200910119029
公开日2010年9月22日 申请日期2009年3月18日 优先权日2009年3月18日
发明者何乐群, 张耿豪, 颜文正 申请人:原相科技股份有限公司