TWI520030B - 互補式金氧半導體影像感測器及其操作方法 - Google Patents

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Description

互補式金氧半導體影像感測器及其操作方法
本發明關於一種互補式金氧半導體(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)影像感測器及其操作方法，尤指一種可透過自我校正方式來改善組裝良率的CMOS影像感測器及其操作方法。
由於近年來影像感測器的發展及影像處理速度提高，使得光電式觸控螢幕愈來愈受到重視。目前，影像感測器大致上可分類成電荷耦合元件(charge coupled device,CCD)影像感測器以及CMOS影像感測器。一般而言，CCD影像感測器比CMOS影像感測器具有更少的雜訊(noise)，且可產生更好的影像品質。然而，CMOS影像感測器可將訊號處理電路整合於單一晶片上，使得產品易於小型化。此外，CMOS影像感測器在功率消耗上非常低，因此，CMOS影像感測器的應用也愈來愈廣泛。
請參閱第1圖，第1圖為先前技術之光電式觸控螢幕1的示意圖。如第1圖所示，光電式觸控螢幕1包含觸控面板10以及兩個CMOS影像感測器12、14。CMOS影像感測器12、14分別設置在觸控面板10的兩側。當使用者使用手指、觸控筆等物件16在觸控面板10上進行操作時，CMOS影像感測器12、14即會分別感測到物件16的投影，此時，只要知道投影位置到觸控位置的角度，再量測兩個CMOS影像感測器12、14間的距離，就可以算出觸控位置的座標。
請參閱第2圖以及第3圖，第2圖為物件16之移動軌跡160在第1圖中的CMOS影像感測器12上的投影示意圖，第3圖為物件16之移動軌跡160'在第1圖中的CMOS影像感測器12上的投影示意圖。以CMOS影像感測器12為例，如果CMOS影像感測器12與觸控面板10在組裝時沒有發生偏差或歪斜，則物件16之移動軌跡160在CMOS影像感測器12的像素陣列單元120上的投影即會呈現如第2圖所示的方正的四邊形。然而，如果CMOS影像感測器12與觸控面板10在組裝時受到組裝公差的影響而發生偏差或歪斜，則物件16之移動軌跡160'在CMOS影像感測器12的像素陣列單元120上的投影即會呈現如第3圖所示的歪斜的平行四邊形。此時，讀出電路122便需要抓取更多的像素資料以供後端的演算法進行判斷，才能消除組裝公差的影響，進而增加系統的操作頻率及功耗。
因此，本發明的目的之一在於提供一種CMOS影像感測器及其操作方法，可透過自我校正方式來改善組裝良率，以解決上述問題。
根據一實施例，本發明之CMOS影像感測器包含一像素陣列單元、一列驅動單元以及一邏輯電路。該像素陣列單元用以感測一物件，其中，該像素陣列單元包含M個像素以及P個多工器，每一該M個像素分別與該P個多工器的其中之一電性連接，M為一正整數，且P為一小於或等於M的正整數。該列驅動單元以及該邏輯電路分別與該P個多工器電性連接。該列驅動單元用以產生一列選擇訊號。該邏輯電路則用以計算對應該物件之一感測區域，其中，該感測區域包含該M個像素中的N個像素，N為一小於或等於M的正整數。此外，該邏輯電路並且用以控制與該N個像素電性連接的Q個多工器將該列選擇訊號供應給該N個像素，Q為一小於或等於N且小於或等於P的正整數。
根據另一實施例，本發明之CMOS影像感測器的操作方法包含下列步驟：藉由一像素陣列單元感測一物件，其中，該像素陣列單元包含M個像素以及P個多工器，每一該M個像素分別與該P個多工器的其中之一電性連接，M為一正整數，且P為一小於或等於M的正整數；計算對應該物件之一感測區域，其中，該感測區域包含該M個像素中的N個像素，N為一小於或等於M的正整數；產生一列選擇訊號；以及控制與該N個像素電性連接的Q個多工器將該列選擇訊號供應給該N個像素，Q為一小於或等於N且小於或等於P的正整數。
根據另一實施例，本發明之CMOS影像感測器包含一像素陣列單元、一列驅動單元、一讀出電路以及一邏輯電路。該讀出電路及該列驅動單元皆與該像素陣列單元電性連接，且該邏輯電路與該讀出電路電性連接。該像素陣列單元用以感測一物件，其中，該像素陣列單元包含M個像素，且M為一正整數。該列驅動單元用以產生一列選擇訊號，該列選擇訊號控制該M個像素輸出其所產生的訊號。該讀出電路用以讀取該M個像素所產生的訊號。該邏輯電路用以計算對應該物件之一感測區域，其中，該感測區域包含該M個像素中的N個像素，且N為一小於或等於M的正整數。該邏輯電路計算位於該感測區域中之每一列之一第一個像素與一最後一個像素，並且控制該讀出電路用以列為主的順序自每一列之該第一個像素讀取至該最後一個像素，以輸出該N個像素所產生的訊號。
根據另一實施例，本發明之CMOS影像感測器的操作方法包含下列步驟：藉由一像素陣列單元感測一物件，其中，該像素陣列單元包含M個像素，且M為一正整數；計算對應該物件之一感測區域，其中，該感測區域包含該M個像素中的N個像素，且N為一小於或等於M的正整數；產生一列選擇訊號，以控制該M個像素輸出其所產生的訊號；計算位於該感測區域中之每一列之一第一個像素與一最後一個像素；用以列為主的順序自每一列之該第一個像素讀取至該最後一個像素；以及輸出該N個像素所產生的訊號。
因此，根據本發明之CMOS影像感測器及其操作方法，本發明僅需要將對應物件軌跡的感測區域中的像素資料輸出，即可消除組裝公差的影響，進而大幅降低系統的操作頻率及功耗。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
請參閱第4圖，第4圖為根據本發明一實施例之CMOS影像感測器3的示意圖。如第4圖所示，CMOS影像感測器3包含一像素陣列單元30、一列驅動單元32、一邏輯電路34以及一讀出電路36。列驅動單元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用以感測一物件(未繪示於圖中)或其移動軌跡。於此實施例中，像素陣列單元30包含M個像素300以及P個多工器302，其中，每一個像素300分別與P個多工器302的其中之一電性連接，且M為一正整數，P為一小於或等於M的正整數。進一步說明，如果P等於M，即表示像素300與多工器302的數量相同，且每一個多工器302分別與唯一的像素300電性連接；如果P小於M，即表示多工器302的數量少於像素300的數量，此時，每一個多工器302可分別與至少一個像素300電性連接。第4圖中的像素陣列單元30即為包含相同數量的像素300以及多工器302的實施例。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的數量相同，則M與P皆等於640*480，亦即像素陣列單元30包含640*480個像素300以及640*480個多工器302。此外，像素300可吸收自一物件所反射之光，並將所吸收的光轉換為一電訊號。像素300通常為具有電晶體以及光電二極體的結構。需說明的是，像素300的結構特徵以及作用原理為習知技藝之人可輕易達成，在此不再贅述。
列驅動單元32自一控制器(未繪示於圖中)接收一時序訊號以及一控制訊號，並產生一列選擇訊號。列選擇訊號為一用於控制像素陣列單元30中的像素300資料輸出的訊號。邏輯電路34則用以計算對應像素陣列單元30所感測到的物件或其移動軌跡之一感測區域，其中，感測區域包含該M個像素300中的N個像素300，且N為一小於或等於M的正整數。接著，邏輯電路34控制與該N個像素300電性連接的Q個多工器302將列選擇訊號供應給該N個像素300，Q為一小於或等於N且小於或等於P的正整數。以第4圖中的像素陣列單元30為例，Q即等於N且小於P。讀出電路36則用以讀取該感測區域的該N個像素300所產生的訊號。
請參閱第5圖，第5圖為第4圖中的像素陣列單元30具有一3**3像素矩陣的示意圖。以下利用第5圖所繪示的3*3像素矩陣來說明本發明的技術特徵。於此實施例中，像素陣列單元30包含相同數量的像素300以及多工器302，亦即上述的M及P皆等於9。請一併參閱第6圖，第6圖為第5圖中的CMOS影像感測器3的電路圖。
當使用者使用手指、觸控筆等物件(未繪示於圖中)在一具有CMOS影像感測器3的光電式定位系統(未繪示於圖中)上進行操作時，像素陣列單元30即會感測到該物件或其移動軌跡。接著，邏輯電路34則根據像素陣列單元30所感測到的物件或其移動軌跡計算對應的感測區域304。如第5圖所示，感測區域304包含五個像素(亦即上述的N及Q皆等於5)，即P1、P2、P5、P6及P9。接著，邏輯電路34再控制與上述五個像素電性連接的多工器302將列選擇訊號供應給此五個像素，並且使讀出電路36可以用以列為主(row-major)的順序讀取感測區域304的五個像素所產生的訊號。換言之，讀出電路36讀取感測區域304的像素次序依序為P2、P6、P1、P5、P9。亦即，讀出電路36讀取的第一列像素為P2、P6，且第二列像素為P1、P5、P9。於此實施例中，感測區域304是可以變動的，可根據開機時自我校正結果設定。此外，當物件或其移動軌跡為不規則形狀時，為避免後續演算法變複雜，邏輯電路34可計算一包含物件或其移動軌跡的平行四邊形，以作為感測區域。
需說明的是，由於第5圖中的感測區域304超出像素陣列單元30的實體區域，會使得每次的掃瞄時間不固定，而增加曝光時間的計算。此時，本發明的讀出電路36可在讀取像素資料時，在超出的部分加入虛擬像素(dummy pixel)，以維持每次掃瞄時間固定，進而簡化曝光時間計算。請參閱第7圖，第7圖為第5圖中的感測區域304加入一虛擬像素P0的示意圖。如第7圖所示，在加入虛擬像素P0後，感測區域304中的像素排列呈一平行四邊形，且每一列皆包含相同數量的像素，藉此即可維持固定的掃瞄時間。
請參閱第8圖，第8圖為CMOS影像感測器之操作方法的流程圖。請一併參閱第4圖至第6圖，配合上述的CMOS影像感測器3，本發明的CMOS影像感測器之操作方法包含下列步驟：步驟S100：藉由像素陣列單元30感測物件或其移動軌跡；步驟S102：計算對應該物件或其移動軌跡之感測區域304；步驟S104：產生列選擇訊號；步驟S106：控制與感測區域304中的像素P2、P6、P1、P5、P9電性連接的多工器302將該列選擇訊號供應給像素P2、P6、P1、P5、P9；以及步驟S108：用以列為主的順序讀取感測區域304的像素P2、P6、P1、P5、P9所產生的訊號。
請參閱第9圖，第9圖為根據本發明另一實施例的CMOS影像感測器之操作方法的流程圖。請一併參閱第7圖，配合上述的CMOS影像感測器3，如果感測區域304超出像素陣列單元30的實體區域，則本發明的CMOS影像感測器之操作方法可包含下列步驟：步驟S200：藉由像素陣列單元30感測物件或其移動軌跡；步驟S202：計算對應該物件或其移動軌跡之感測區域304；步驟S204：產生列選擇訊號；步驟S206：控制與感測區域304中的像素P2、P6、P1、P5、P9電性連接的多工器302將該列選擇訊號供應給像素P2、P6、P1、P5、P9；步驟S208：判斷感測區域304是否超出像素陣列單元30的實體區域，若是，則執行步驟S210，若否，則執行步驟S212；步驟S210：在超出的部分加入虛擬像素P0；以及步驟S212：用以列為主的順序讀取感測區域304的虛擬像素P0(若有)以及像素P2、P6、P1、P5、P9所產生的訊號。
請參閱第10圖，第10圖為根據本發明另一實施例之CMOS影像感測器3'的電路圖。如第10圖所示，CMOS影像感測器3'包含一像素陣列單元30'、一列驅動單元32、一邏輯電路34以及一讀出電路36，其中列驅動單元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。於此實施例中，像素陣列單元30'具有一4*5像素矩陣，亦即像素陣列單元30'包含20個像素P1-P20。相較於第6圖中的像素陣列單元30，像素陣列單元30'中的多工器的數量少於像素的數量。如第10圖所示，像素陣列單元30'僅包含17個多工器，其中像素P1、P2電性連接於同一個多工器302a，像素P3、P4電性連接於同一個多工器302b，且像素P11、P12電性連接於同一個多工器302c。換言之，本發明可利用一個多工器同時控制多個像素，進而減少多工器的數量。與單一多工器電性連接的像素數量可根據實際應用而設計，不以第10圖所示的兩個為限。需說明的是，如果有多個像素同時電性連接至一個多工器，則此多個像素需位於像素陣列單元30'中的不同行。如第10圖所示，像素P1、P2位於不同行，像素P3、P4位於不同行，且像素P11、P12亦位於不同行。特別地，同時電性連接至一個多工器的多個像素可位於像素陣列單元30'中的同一列，但不以此為限。如第10圖所示，像素P1、P2位於同一列，像素P3、P4位於同一列，且像素P11、P12亦位於同一列。
請參閱第11圖以及第12圖，第11圖為根據本發明另一實施例之CMOS影像感測器5的示意圖，第12圖為像素資料讀取順序轉換的時序圖。如第11圖所示，CMOS影像感測器5包含一像素陣列單元50、一行驅動單元52、一邏輯電路54、一讀出電路56以及一影像暫存器(frame buffer)58。行驅動單元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，且影像暫存器58與讀出電路56電性連接。第11圖所繪示的4*3像素矩陣僅是用來說明本發明的技術特徵，本發明並不以此為限。像素P1-P12可吸收自一物件所反射之光，並將所吸收的光轉換為一電訊號。像素P1-P12通常為具有電晶體以及光電二極體的結構。需說明的是，像素P1-P12的結構特徵以及作用原理為習知技藝之人可輕易達成，在此不再贅述。
行驅動單元52自一控制器(未繪示於圖中)接收一時序訊號以及一控制訊號，並產生一行選擇訊號。行選擇訊號為一用於控制像素陣列單元50中的像素P1-P12資料輸出的訊號。邏輯電路54則用以計算對應像素陣列單元50所感測到的物件或其移動軌跡之一感測區域。然後，讀出電路56先用以行為主(column-major)的順序讀取該感測區域的像素所產生的訊號。之後，影像暫存器58再將採用以行為主的順序輸出的資料轉換為以列為主的順序。
舉例而言，當使用者使用手指、觸控筆等物件(未繪示於圖中)在一具有CMOS影像感測器5的光電式定位系統(未繪示於圖中)上進行操作時，像素陣列單元50即會感測到該物件或其移動軌跡。接著，邏輯電路54則根據像素陣列單元50所感測到的物件或其移動軌跡計算對應的感測區域504。如第11圖所示，感測區域504包含五個像素，即P2、P3、P7、P8及P12。需說明的是，由於第11圖中的感測區域504超出像素陣列單元50的實體區域，會使得每次的掃瞄時間不固定，而增加曝光時間的計算。此時，本發明的讀出電路56可在讀取像素資料時，在超出的部分加入虛擬像素P0，以維持每次掃瞄時間固定，進而簡化曝光時間計算。
藉由行驅動單元52產生的行選擇訊號的控制，讀出電路56先用以行為主的順序讀取感測區域504的像素所產生的訊號，讀取的順序依序為P0、P2、P3、P7、P8及P12。接著，影像暫存器58再將採用以行為主的順序輸出的資料轉換為以列為主的順序。如第12圖所示，經過影像暫存器58轉換之後，讀取的順序即變為P0、P3、P8、P2、P7及P12。此外，於此實施例中，由於掃瞄出的結果會因為掃瞄線與物件輪廓並非正交，而輸出歪斜的輪廓。本發明可以利用影像暫存器58重新排列讀取的像素資料，以改善上述現象。
請參閱第13圖，第13圖為根據本發明另一實施例之CMOS影像感測器7的示意圖。如第13圖所示，CMOS影像感測器7包含一像素陣列單元70、一列驅動單元72、一邏輯電路74以及一讀出電路76。列驅動單元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用以感測一物件(未繪示於圖中)或其移動軌跡。於此實施例中，像素陣列單元70包含M個像素700，其中，M為一正整數。此外，像素700可吸收自一物件所反射之光，並將所吸收的光轉換為一電訊號。像素700通常為具有電晶體以及光電二極體的結構。需說明的是，像素700的結構特徵以及作用原理為習知技藝之人可輕易達成，在此不再贅述。
列驅動單元72自一控制器(未繪示於圖中)接收一時序訊號以及一控制訊號，並產生一列選擇訊號。列選擇訊號為一用於控制像素陣列單元70中的像素700資料輸出的訊號。讀出電路76用以讀取像素陣列單元70的像素700所產生的訊號。邏輯電路74則用以計算對應像素陣列單元70所感測到的物件或其移動軌跡之一感測區域，其中，感測區域包含該M個像素700中的N個像素700，且N為一小於或等於M的正整數。接著，邏輯電路74計算位於感測區域中之每一列之第一個像素與最後一個像素，並且控制讀出電路76用以列為主的順序自每一列之第一個像素讀取至最後一個像素，以輸出感測區域中之N個像素所產生的訊號。
請參閱第14圖以及第15圖，第14圖為第13圖中的像素陣列單元70具有一3*3像素矩陣的示意圖，第15圖為第14圖中的CMOS影像感測器7的電路圖。以下利用第14圖以及第15圖所繪示的3*3像素矩陣來說明本發明的技術特徵。
當使用者使用手指、觸控筆等物件(未繪示於圖中)在一具有CMOS影像感測器7的光電式定位系統(未繪示於圖中)上進行操作時，像素陣列單元70即會感測到該物件或其移動軌跡。接著，邏輯電路74則根據像素陣列單元70所感測到的物件或其移動軌跡計算對應的感測區域704。如第14圖所示，感測區域704包含五個像素(亦即上述的N等於5)，即P1、P2、P5、P6及P9，其中像素P1、P2位於感測區域704中的第一列，像素P5、P6位於感測區域704中的第二列，且像素P9位於感測區域704中的第三列。接著，邏輯電路74計算位於感測區域704中之每一列之第一個像素與最後一個像素。如第14圖所示，感測區域704中的第一列的第一個像素為P1且最後一個像素為P2，感測區域704中的第二列的第一個像素為P5且最後一個像素為P6，感測區域704中的第三列的第一個像素與最後一個像素皆為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之第一個像素讀取至最後一個像素，以輸出感測區域704中的五個像素所產生的訊號。於此實施例中，感測區域704中的五個像素的輸出順序即為P1、P2、P5、P6、P9。
於此實施例中，感測區域704是可以變動的，可根據開機時自我校正結果設定。此外，當物件或其移動軌跡為不規則形狀時，為避免後續演算法變複雜，邏輯電路74可計算一包含物件或其移動軌跡的平行四邊形，以作為感測區域。
需說明的是，由於第14圖中的感測區域704超出像素陣列單元70的實體區域，會使得每次的掃瞄時間不固定，而增加曝光時間的計算。此時，本發明的讀出電路76可在讀取像素資料時，在超出的部分加入虛擬像素，以維持每次掃瞄時間固定，進而簡化曝光時間計算。請參閱第16圖，第16圖為第14圖中的感測區域704加入一虛擬像素P10的示意圖。如第16圖所示，在加入虛擬像素P10後，感測區域704中的像素排列呈一平行四邊形，且每一列皆包含相同數量的像素，藉此即可維持固定的掃瞄時間。此時，感測區域704中的第三列的第一個像素為P9且最後一個像素為虛擬像素P10。
請參閱第17圖，第17圖為根據本發明另一實施例之感測區域704'的示意圖。除了上述的平行四邊形外，本發明在經過適當的設定後，讀出電路76亦可讀取並輸出如第17圖所示的感測區域704'的像素資料。需說明的是，由於感測區域704'在第二列中包含六個像素P10、P11、P12以及P14、P15、P16，且像素P10、P11、P12與像素P14、P15、P16為不連續，此時，邏輯電路74會分別計算像素P10、P11、P12與像素P14、P15、P16中的第一個像素與最後一個像素，亦即像素P10、P11、P12中的第一個像素為P10且最後一個像素為P12，且像素P14、P15、P16中的第一個像素為P14且最後一個像素為P16。因此，對於第17圖所示的第二列而言，讀出電路76會先自第一個像素P10依序讀取至最後一個像素P12，再自另外一個第一個像素P14依序讀取至最後一個像素P16。換言之，讀出電路76在同一列中所讀取的像素可為連續或不連續，視感測區域所涵蓋的範圍而定。
請參閱第18圖，第18圖為根據本發明另一實施例的CMOS影像感測器之操作方法的流程圖。請一併參閱第13圖至第15圖，配合上述的CMOS影像感測器7，本發明的CMOS影像感測器之操作方法包含下列步驟：步驟S300：藉由像素陣列單元70感測物件或其移動軌跡；步驟S302：計算對應該物件或其移動軌跡之感測區域704；步驟S304：產生列選擇訊號，以控制像素陣列單元70中的像素輸出其所產生的訊號；步驟S306：計算位於感測區域704中之每一列之第一個像素與最後一個像素；步驟S308：用以列為主的順序自每一列之第一個像素讀取至最後一個像素；以及步驟S310：輸出感測區域704的像素P1、P2、P5、P6、P9所產生的訊號。
請參閱第19圖，第19圖為根據本發明另一實施例的CMOS影像感測器之操作方法的流程圖。請一併參閱第16圖，配合上述的CMOS影像感測器7，如果感測區域704超出像素陣列單元70的實體區域，則本發明的CMOS影像感測器之操作方法可包含下列步驟：步驟S400：藉由像素陣列單元70感測物件或其移動軌跡；步驟S402：計算對應該物件或其移動軌跡之感測區域704；步驟S404：產生列選擇訊號，以控制像素陣列單元70中的像素輸出其所產生的訊號；步驟S406：判斷感測區域704是否超出像素陣列單元70的實體區域，若是，則執行步驟S408，若否，則執行步驟S410；步驟S408：在超出的部分加入虛擬像素P10；步驟S410：計算位於感測區域704中之每一列之第一個像素與最後一個像素；步驟S412：用以列為主的順序自每一列之第一個像素讀取至最後一個像素；以及步驟S414：輸出感測區域704的像素P1、P2、P5、P6、P9所產生的訊號以及虛擬像素P10(若有)。
相較於先前技術，本發明利用多工器控制像素資料輸出，使得邏輯電路可以透過控制多工器來定義每一條列選擇訊號所選到的掃瞄線斜率。此外，本發明亦可先用以行為主的順序讀取感測區域中的像素資料，再透過影像暫存器把採用以行為主的順序輸出的資料轉換為以列為主的順序。再者，本發明還可在讀出電路增加一邏輯電路，以根據感測到的物件或其移動軌跡計算感測區域中的每一列的起點(即第一個像素)與終點(即最後一個像素)，進而控制讀出電路輸出感測區域的像素資料。由於本發明僅需要將對應物件或其移動軌跡的感測區域中的像素資料輸出，所以可以大幅降低系統操作頻率以及功耗。此外，當邏輯電路判斷感測區域超出像素陣列單元的實體區域時，讀出電路會在超出的部分加入虛擬像素，以維持每次掃瞄時間固定，進而簡化曝光時間計算。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1．．．光電式觸控螢幕
10．．．觸控面板
12、14、3、3'、5．．．CMOS影像感測器
16．．．物件
30、30'、50、70、120．．．像素陣列單元
32、72．．．列驅動單元
34、54、74．．．邏輯電路
36、56、76、122．．．讀出電路
52．．．行驅動單元
58．．．影像暫存器
160、160'．．．移動軌跡
300、700、P1-P32．．．像素
302、302a-302c．．．多工器
304、504、704、704'．．．感測區域
P0、P10．．．虛擬像素
S100-S108、S200-S212、S300-S310、S400-S414．．．流程步驟
第1圖為先前技術之光電式觸控螢幕的示意圖。
第2圖為物件軌跡在第1圖中的CMOS影像感測器上的投影示意圖。
第3圖為物件軌跡在第1圖中的CMOS影像感測器上的投影示意圖。
第4圖為根據本發明一實施例之CMOS影像感測器的示意圖。
第5圖為第4圖中的像素陣列單元具有一3*3像素矩陣的示意圖。
第6圖為第5圖中的CMOS影像感測器的電路圖。
第7圖為第5圖中的感測區域加入一虛擬像素的示意圖。
第8圖為CMOS影像感測器之操作方法的流程圖。
第9圖為根據本發明另一實施例的CMOS影像感測器之操作方法的流程圖。
第10圖為根據本發明另一實施例之CMOS影像感測器的電路圖。
第11圖為根據本發明另一實施例之CMOS影像感測器的示意圖。
第12圖為像素資料讀取順序轉換的時序圖。
第13圖為根據本發明另一實施例之CMOS影像感測器的示意圖。
第14圖為第13圖中的像素陣列單元具有一3*3像素矩陣的示意圖。
第15圖為第14圖中的CMOS影像感測器的電路圖。
第16圖為第14圖中的感測區域加入一虛擬像素的示意圖。
第17圖為根據本發明另一實施例之感測區域的示意圖。
第18圖為根據本發明另一實施例的CMOS影像感測器之操作方法的流程圖。
第19圖為根據本發明另一實施例的CMOS影像感測器之操作方法的流程圖。
3．．．CMOS影像感測器
30．．．像素陣列單元
32．．．列驅動單元
34．．．邏輯電路
36．．．讀出電路
300．．．像素
302．．．多工器

Claims (19)

  1. 一種互補式金氧半導體影像感測器，包含：一像素陣列單元，用以感測一物件，該像素陣列單元包含M個像素以及P個多工器，每一該M個像素分別與該P個多工器的其中之一電性連接，M為一正整數，P為一小於或等於M的正整數；一列驅動單元，與該P個多工器電性連接，用以產生一列選擇訊號；以及一邏輯電路，與該P個多工器電性連接，用以計算對應該物件之一感測區域，該感測區域包含該M個像素中的N個像素，N為一小於或等於M的正整數，該邏輯電路並且用以控制與該N個像素電性連接的Q個多工器將該列選擇訊號供應給該N個像素，Q為一小於或等於N且小於或等於P的正整數。
  2. 如請求項1所述之互補式金氧半導體影像感測器，更包含一讀出電路，與該像素陣列單元電性連接，用以讀取該感測區域的該N個像素所產生的訊號。
  3. 如請求項2所述之互補式金氧半導體影像感測器，其中該讀出電路是用以列為主的順序讀取該感測區域的該N個像素所產生的訊號。
  4. 如請求項2所述之互補式金氧半導體影像感測器，其中當該感測區域超出該像素陣列單元之一實體區域時，該讀出電路在超出的部分加入至少一虛擬像素。
  5. 如請求項1所述之互補式金氧半導體影像感測器，其中該感測區域為一平行四邊形。
  6. 如請求項1所述之互補式金氧半導體影像感測器，其中當P小於M時，該M個像素中的至少兩個像素同時電性連接至該P個多工器中的一個多工器，且該至少兩個像素位於該像素陣列單元中的不同行。
  7. 如請求項6所述之互補式金氧半導體影像感測器，其中該至少兩個像素位於該像素陣列單元中的同一列。
  8. 一種互補式金氧半導體影像感測器之操作方法，包含下列步驟：藉由一像素陣列單元感測一物件，該像素陣列單元包含M個像素以及P個多工器，每一該M個像素分別與該P個多工器的其中之一電性連接，M為一正整數，P為一小於或等於M的正整數；計算對應該物件之一感測區域，該感測區域包含該M個像素中的N個像素，N為一小於或等於M的正整數；產生一列選擇訊號；以及 控制與該N個像素電性連接的Q個多工器將該列選擇訊號供應給該N個像素，Q為一小於或等於N且小於或等於P的正整數。
  9. 如請求項8所述之操作方法，更包含下列步驟：用以列為主的順序讀取該感測區域的該N個像素所產生的訊號。
  10. 如請求項8所述之操作方法，更包含下列步驟：當該感測區域超出該像素陣列單元之一實體區域時，在超出的部分加入至少一虛擬像素。
  11. 如請求項8所述之操作方法，其中該感測區域為一平行四邊形。
  12. 如請求項8所述之操作方法，其中當P小於M時，該M個像素中的至少兩個像素同時電性連接至該P個多工器中的一個多工器，且該至少兩個像素位於該像素陣列單元中的不同行。
  13. 如請求項12所述之操作方法，其中該至少兩個像素位於該像素陣列單元中的同一列。
  14. 一種互補式金氧半導體影像感測器，包含：一像素陣列單元，用以感測一物件，該像素陣列單元包含M 個像素，M為一正整數；一列驅動單元，與該像素陣列單元電性連接，用以產生一列選擇訊號，該列選擇訊號控制該M個像素輸出其所產生的訊號；一讀出電路，與該像素陣列單元電性連接，用以讀取該M個像素所產生的訊號；以及一邏輯電路，與該讀出電路電性連接，用以計算對應該物件之一感測區域，該感測區域包含該M個像素中的N個像素，N為一小於或等於M的正整數，該邏輯電路計算位於該感測區域中之每一列之一第一個像素與一最後一個像素，並且控制該讀出電路用以列為主的順序自每一列之該第一個像素讀取至該最後一個像素，以輸出該N個像素所產生的訊號。
  15. 如請求項14所述之互補式金氧半導體影像感測器，其中當該感測區域超出該像素陣列單元之一實體區域時，該讀出電路在超出的部分加入至少一虛擬像素。
  16. 如請求項14所述之互補式金氧半導體影像感測器，其中該感測區域為一平行四邊形。
  17. 一種互補式金氧半導體影像感測器之操作方法，包含下列步驟：藉由一像素陣列單元感測一物件，該像素陣列單元包含M個 像素，M為一正整數；計算對應該物件之一感測區域，該感測區域包含該M個像素中的N個像素，N為一小於或等於M的正整數；產生一列選擇訊號，以控制該M個像素輸出其所產生的訊號；計算位於該感測區域中之每一列之一第一個像素與一最後一個像素；用以列為主的順序自每一列之該第一個像素讀取至該最後一個像素；以及輸出該N個像素所產生的訊號。
  18. 如請求項17所述之操作方法，更包含下列步驟：當該感測區域超出該像素陣列單元之一實體區域時，在超出的部分加入至少一虛擬像素。
  19. 如請求項17所述之操作方法，其中該感測區域為一平行四邊形。
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