CN115834995A - 线性图像传感器以及图像传感方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线性图像传感器以及图像传感方法。线性图像传感器包括主控制芯片以及多个传感芯片。主控制芯片耦接一个芯片选择走线的一端以及一个数据输出致能走线的一端。多个传感芯片包括多个串列周边接口、多个数据输出接脚以及多个数据输出致能接脚。多个串列周边接口的多个芯片选择接脚耦接一个芯片选择走线的另一端，以接收由主控制芯片输出的芯片选择信号。多个串列周边接口的多个数据输出致能接脚耦接一个数据输出致能走线的另一端，以接收由主控制芯片输出的致能信号。本发明的线性图像传感器以及图像传感方法可有效减少线性图像传感器内的走线数量与所占有的空间。

Description

线性图像传感器以及图像传感方法

技术领域

本发明涉及一种传感技术，尤其涉及一种线性图像传感器以及图像传感方法。

背景技术

传统的线性图像传感器内的多个传感芯片是各自通过多个走线来分别耦接控制芯片，并且控制芯片需通过大量接脚来耦接这些走线。控制芯片需产生多个控制指令来分别控制这些传感芯片。因此，传统的线性图像传感器具有内部走线过多而占有大量设备空间，而导致传统的线性图像传感器的体积无法精简，并且还具有控制设定复杂的问题。

发明内容

本发明是针对一种线性图像传感器以及图像传感方法，可有效减少线性图像传感器内的走线数量与所占有的空间。

根据本发明的实施例，本发明的线性图像传感器包括主控制芯片以及多个传感芯片。主控制芯片耦接一个芯片选择走线的一端以及一个数据输出致能走线的一端。多个传感芯片包括多个串列周边接口、多个数据输出接脚以及多个数据输出致能接脚。多个串列周边接口的多个芯片选择接脚耦接一个芯片选择走线的另一端，以接收由主控制芯片输出的芯片选择信号。多个串列周边接口的多个数据输出致能接脚耦接一个数据输出致能走线的另一端，以接收由主控制芯片输出的致能信号。当芯片选择信号以及致能信号分别为第一电压电平时，多个传感芯片操作为接收命令模式，以依序且分时接收多个控制指令。当芯片选择信号为第二电压电平，并且该致能信号为第一电压电平时，多个传感芯片操作为执行命令模式。当芯片选择信号为第一电压电平，并且致能信号为第二电压电平时，多个传感芯片操作为输出数据模式，以依序且分时输出多个传感信号至该主控制芯片，以使主控制芯片根据多个传感信号产生传感图像。

根据本发明的实施例，本发明的图像传感方法适于线性图像传感器。线性图像传感器的主控制芯片耦接一个芯片选择走线的一端以及一个数据输出致能走线的一端。线性图像传感器的多个传感芯片包括多个串列周边接口、多个数据输出接脚以及多个数据输出致能接脚。多个串列周边接口的多个芯片选择接脚耦接一个芯片选择走线的另一端，以接收由主控制芯片输出的芯片选择信号。多个串列周边接口的多个数据输出致能接脚耦接一个数据输出致能走线的另一端，以接收由主控制芯片输出的致能信号。图像传感方法包括以下步骤：当芯片选择信号以及致能信号分别为第一电压电平时，通过多个传感芯片操作为接收命令模式，以依序且分时接收多个控制指令；当芯片选择信号为第二电压电平，并且致能信号为第一电压电平时，通过多个传感芯片操作为执行命令模式；以及当芯片选择信号为第一电压电平，并且致能信号为第二电压电平时，通过多个传感芯片操作为输出数据模式，以依序且分时输出多个传感信号至主控制芯片，以使主控制芯片根据多个传感信号产生传感图像。

基于上述，本发明的线性图像传感器以及图像传感方法，可有效减少线性图像传感器中的芯片选择走线的数量，并且可有效率地操作线性图像传感器中的多个传感芯片。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的一实施例的线性图像传感器的电路示意图；

图2是本发明的一实施例的传感芯片的示意图；

图3是本发明的一实施例的图像传感方法的流程图；

图4是本发明的一实施例的信号以及致能信号的信号时序图。

附图标记说明

100:线性图像传感器；

101:芯片选择走线；

102:数据传输走线；

103:数据输出致能走线；

110:主控制芯片；

120、120_1～120_N:传感芯片；

121:芯片选择接脚；

122:数据传输接脚；

123:数据输出致能接脚；

124:芯片编号接脚；

125_1～125_M:传感单元；

CSB:芯片选择信号；

DO_EN:致能信号；

t1、t2、t3、t4:时间；

S310～S330:步骤。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

图1是本发明的一实施例的线性图像传感器的电路示意图。参考图1，线性图像传感器100包括主控制芯片110以及多个传感芯片120_1～120_N，其中N为正整数。在本实施例中，主控制芯片110耦接一个芯片选择(Chip Select Bar，CSB)走线101的一端。传感芯片120_1～120_N分别包括串列周边接口(Serial Peripheral Interface，SPI)以及多个数据输出接脚。传感芯片120_1～120_N的多个串列周边接口的多个芯片选择接脚(CSB pin)耦接此一个芯片选择走线101的另一端。对此，主控制芯片110可只需通过一条芯片选择走线来耦接至传感芯片120_1～120_N的每一个的一个芯片选择接脚。在本实施例中，传感芯片120_1～120_N可沿着一方向排列设置，以实现线性的图像传感功能。在一实施例中，传感芯片120_1～120_N的数量可为17个。

在本实施例中，主控制芯片110还耦接多个数据传输走线102的一端。传感芯片120_1～120_N还包括多个数据传输接脚(data output pin)，并且此多个数据传输接脚耦接多个数据传输走线102的另一端。多个数据传输走线102的数量可例如是8条。并且，传感芯片120_1～120_N各别的多个数据传输接脚的数量等于多个数据传输走线的数量。对此，传感芯片120_1～120_N的每一个可例如包括8个数据传输接脚。

在本实施例中，主控制芯片110还耦接一个数据输出致能走线103的一端。传感芯片120_1～120_N还包括多个数据输出致能接脚(data output enable pin)。一个传感芯片具有一个数据输出致能接脚。此多个数据输出致能接脚耦接此一个数据输出致能走线103的另一端。对此，主控制芯片110是通过一条走线来耦接至传感芯片120_1～120_N的每一个的一个数据输出致能接脚。

在本实施例中，传感芯片120_1～120_N可同时进行曝光操作。传感芯片120_1～120_N可分别经配置以具有不同的多个芯片编号，并且传感芯片120_1～120_N可分别根据不同的芯片编号来依序且分时输出传感信号至主控制芯片110。因此，本实施例的线性图像传感器100只需通过一条芯片选择走线101即可输出传感芯片120_1～120_N分别的传感信号，而可有效降低线性图像传感器100的走线数量及其走线所占的体积。

另外，传感芯片120_1～120_N还可具有其他功能接脚，但本发明并不加以限制。

图2是本发明的一实施例的传感芯片的示意图。参考图2，图1实施例的传感芯片120_1～120_N的每一个可实现如图2所示的传感芯片120的架构。在本实施例中，传感芯片120包括一个芯片选择接脚121、多个数据传输接脚122、一个数据输出致能接脚123、一个或多个芯片编号接脚124以及多个传感单元125_1～125_M，其中M为正整数。在本实施例中，传感芯片120的芯片选择接脚121可耦接至如图1所示的芯片选择走线101的另一端。传感芯片120的多个数据传输接脚122可耦接至如图1所示的多个数据传输走线102的另一端。传感芯片120的数据输出致能接脚123可耦接至如图1所示的一个数据输出致能走线103的另一端。

在一实施例中，传感芯片120可包括多个芯片编号接脚124。传感芯片120可通过多个芯片编号接脚124接收不同的数字信号，以决定不同的芯片编号。举例而言，传感芯片120可具有四个芯片编号接脚，并且可分别接收例如具有代表数值“1”的高电压电平或具有代表数值“0”的低电压电平的数字信号(例如根据对应于四个接脚所接收到数字信号的依序排列的数值“1011”来决定对应的芯片编号)。因此，传感芯片120的内部控制电路可根据特定的芯片编号而在特定的时间(或称特定的时隙(time slot))输出传感单元125_1～125_M的传感信号至主控制芯片。

在另一实施例中，传感芯片120可包括一个芯片编号接脚。传感芯片120可通过此一个芯片编号接脚接收不同的模拟信号，以决定不同的芯片编号。举例而言，传感芯片120可具有一个芯片编号接脚，并且可接收特定电压的模拟信号。因此，传感芯片120的内部控制电路可根据特定电压来决定特定的芯片编号，而根据此特定的芯片编号在特定的时间输出传感单元(或称传感像素)125_1～125_M的传感信号至主控制芯片。对此，图1的传感芯片120_1～120_N可设置在同一电路板(例如同一个印刷电路板(Printed circuit board，PCB))上。传感芯片120_1～120_N分别的一个芯片编号接脚耦接电路板上的分压电路，并且分别接收由分压电路所提供的不同的分压信号。因此，传感芯片120_1～120_N可接收到分别对应于不同特定电压的模拟信号(即不同的分压信号)，以分别定义不同的芯片编号。

图3是本发明的一实施例的图像传感方法的流程图。图4是本发明的一实施例的芯片选择信号以及致能信号的信号变化图。参考图1、图3以及图4，线性图像传感器100可执行如以下步骤S310～S330。主控制芯片110可通过一个芯片选择走线101输出芯片选择信号CSB至传感芯片120_1～120_N，并且可通过一个数据输出致能走线103输出致能信号DO_EN至传感芯片120_1～120_N。

在步骤S310，当芯片选择信号CSB以及致能信号DO_EN分别为第一电压电平时，传感芯片120_1～120_N可自动地操作在接收命令模式，以依序且分时接收多个控制指令。如图4所示，在时间t1至时间t2的期间，当芯片选择信号CSB以及致能信号DO_EN分别为低电压电平时(例如对应数值为“00”)，传感芯片120_1～120_N可自动地操作在接收命令模式，以依序且分时接收多个控制指令。传感芯片120_1～120_N分别从主控制芯片110依序且分时接收多个控制指令(例如通过传感芯片的其他接脚或是SPI接口的其他接脚接收)。

在步骤S320，当芯片选择信号CSB为第二电压电平，并且致能信号DO_EN为第一电压电平时，传感芯片120_1～120_N操作为执行命令模式。在所述执行命令模式中，传感芯片120_1～120_N可进行曝光值调整操作、增益(Gain)值调整操作、偏移值调整操作、图像传感操作、进入等待模式或重置操作等，而本发明并不限于此。如图4所示，在时间t2至时间t3的期间，当芯片选择信号CSB为高电压电平，并且致能信号DO_EN为低电压电平时(例如对应数值为“10”)，主控制芯片110可操作传感芯片120_1～120_N可分别根据接收到的对应的控制指令进行相关操作。另外，在前述的图像传感操作中，传感芯片120_1～120_N可同时进行曝光或分时进行曝光，而本发明并不加以限制。

在步骤S330，当芯片选择信号CSB为第一电压电平，并且致能信号DO_EN为第二电压电平时，传感芯片120_1～120_N操作为输出数据模式，以依序且分时输出多个传感信号至主控制芯片110。主控制芯片110通过传感芯片120_1～120_N根据各自的芯片编号的顺序而依序且分时输出多个传感信号。如图4所示，在时间t3至时间t4的期间，当芯片选择信号CSB为低电压电平，并且致能信号DO_EN为高电压电平时(例如对应数值为“01”)，传感芯片120_1～120_N依序且分时输出多个传感信号，并且通过多个数据传输走线102传送至主控制芯片110，以使主控制芯片110根据这些传感信号产生传感图像。因此，本实施例的线性图像传感器100可只需通过一条芯片选择走线101和一条数据输出致能走线103即可输出传感芯片120_1～120_N分别的传感信号。

值得注意的是，上述的步骤S310～S330的执行顺序并不限制。步骤S310～S330仅用于表示传感芯片120_1～120_N的操作条件。线性图像传感器100可根据当前操作需求来决定执行步骤S310～S330的其中之一。图3仅用于表示传感芯片120_1～120_N可根据当前接收到的芯片选择信号CSB以及致能信号DO_EN分别的电压电平，来执行相对应的模式或操作。另外，当芯片选择信号CSB以及致能信号DO_EN分别为高电压电平时(例如“11”)，传感芯片120_1～120_N为无反应，但本发明并不限于此。

综上所述，本发明的线性图像传感器以及图像传感方法，可只需通过一条芯片选择走线和一条致能信号走线即可控制线性图像传感器中的多个传感芯片，以操作线性图像传感器中的多个传感芯片分时传送多个传感信号至主控制芯片，以实现线性图像传感功能。因此，本发明的线性图像传感器以及图像传感方法，可有效降低线性图像传感器中所需设置的芯片选择走线的走线数量及其走线所占的体积。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种线性图像传感器，其特征在于，包括：

主控制芯片，耦接一个芯片选择走线的一端以及一个数据输出致能走线的一端；以及

多个传感芯片，包括多个串列周边接口、多个数据输出接脚以及多个数据输出致能接脚，其中所述多个串列周边接口的多个芯片选择接脚耦接所述一个芯片选择走线的另一端，以接收由所述主控制芯片输出的芯片选择信号，并且所述多个串列周边接口的所述多个数据输出致能接脚耦接所述一个数据输出致能走线的另一端，以接收由所述主控制芯片输出的致能信号，

其中当所述芯片选择信号以及所述致能信号分别为第一电压电平时，所述多个传感芯片操作为接收命令模式，以依序且分时接收多个控制指令，

其中当所述芯片选择信号为第二电压电平，并且所述致能信号为所述第一电压电平时，所述多个传感芯片操作为执行命令模式，

其中当所述芯片选择信号为所述第一电压电平，并且所述致能信号为所述第二电压电平时，所述多个传感芯片操作为输出数据模式，以依序且分时输出多个传感信号至所述主控制芯片，以使所述主控制芯片根据所述多个传感信号产生传感图像。

2.根据权利要求1所述的线性图像传感器，其特征在于，所述主控制芯片还耦接多个数据传输走线的一端，所述多个传感芯片还包括多个数据传输接脚，并且所述多个数据传输接脚耦接所述多个数据传输走线的另一端。

3.根据权利要求2所述的线性图像传感器，其特征在于，所述多个传感芯片各别的所述多个数据传输接脚的数量等于所述多个数据传输走线的数量。

4.根据权利要求1所述的线性图像传感器，其特征在于，所述第一电压电平为低电压电平，并且所述第二电压电平为高电压电平。

5.根据权利要求1所述的线性图像传感器，其特征在于，所述多个传感芯片分别经配置以具有不同的多个芯片编号，并且所述多个传感芯片根据不同的所述多个芯片编号来依序且分时输出所述多个传感信号至所述主控制芯片。

6.根据权利要求5所述的线性图像传感器，其特征在于，所述多个传感芯片还分别包括多个芯片编号接脚，并且所述多个传感芯片分别通过所述多个芯片编号接脚接收不同的数字信号，以决定不同的所述多个芯片编号。

7.根据权利要求5所述的线性图像传感器，其特征在于，所述多个传感芯片还各别包括一个芯片编号接脚，并且所述多个传感芯片各别通过所述一个芯片编号接脚接收不同的模拟信号，以决定不同的所述多个芯片编号。

8.根据权利要求7所述的线性图像传感器，其特征在于，所述多个传感芯片设置在同一电路板上，所述多个传感芯片各别的所述一个芯片编号接脚耦接所述电路板上的分压电路，并且分别接收由所述分压电路所提供的不同的分压信号。

9.一种图像传感方法，其特征在于，适于线性图像传感器，所述线性图像传感器的主控制芯片耦接一个芯片选择走线的一端以及一个数据输出致能走线的一端，所述线性图像传感器的多个传感芯片包括多个串列周边接口、多个数据输出接脚以及多个数据输出致能接脚，所述多个串列周边接口的多个芯片选择接脚耦接所述一个芯片选择走线的另一端，以接收由所述主控制芯片输出的芯片选择信号，并且所述多个串列周边接口的所述多个数据输出致能接脚耦接所述一个数据输出致能走线的另一端，以接收由所述主控制芯片输出的致能信号，其中所述图像传感方法包括：

当所述芯片选择信号以及所述致能信号分别为第一电压电平时，通过所述多个传感芯片操作为接收命令模式，以依序且分时接收多个控制指令；

当所述芯片选择信号为第二电压电平，并且所述致能信号为所述第一电压电平时，通过所述多个传感芯片操作为执行命令模式；以及

当所述芯片选择信号为所述第一电压电平，并且所述致能信号为所述第二电压电平时，通过所述多个传感芯片操作为输出数据模式，以依序且分时输出多个传感信号至所述主控制芯片，以使所述主控制芯片根据所述多个传感信号产生传感图像。

10.根据权利要求9所述的图像传感方法，其特征在于，所述主控制芯片还耦接多个数据传输走线的一端，所述多个传感芯片还包括多个数据传输接脚，并且所述多个数据传输接脚耦接所述多个数据传输走线的另一端。

11.根据权利要求10所述的图像传感方法，其特征在于，所述多个传感芯片各别的所述多个数据传输接脚的数量等于所述多个数据传输走线的数量。

12.根据权利要求9所述的图像传感方法，其特征在于，所述第一电压电平为低电压电平，并且所述第二电压电平为高电压电平。

13.根据权利要求9所述的图像传感方法，其特征在于，所述多个传感芯片分别经配置以具有不同的多个芯片编号，并且所述多个传感芯片根据不同的所述多个芯片编号来依序且分时输出所述多个传感信号至所述主控制芯片。

14.根据权利要求13所述的图像传感方法，其特征在于，所述多个传感芯片还分别包括多个芯片编号接脚，并且所述多个传感芯片分别通过所述多个芯片编号接脚接收不同的数字信号，以决定不同的所述多个芯片编号。

15.根据权利要求13所述的图像传感方法，其特征在于，所述多个传感芯片还各别包括一个芯片编号接脚，并且所述多个传感芯片各别通过所述一个芯片编号接脚接收不同的模拟信号，以决定不同的所述多个芯片编号。

16.根据权利要求15所述的图像传感方法，其特征在于，所述多个传感芯片设置在同一电路板上，所述多个传感芯片各别的所述一个芯片编号接脚耦接所述电路板上的分压电路，并且分别接收由所述分压电路所提供的不同的分压信号。

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