專利名稱：以模擬方式處理直流偏移量的信號補(bǔ)償電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供一種以模擬方式處理直流偏移量(DC offset)的信號補(bǔ)償電路，尤其是一種針對不同的電荷耦合器給予其相對應(yīng)正確的直流偏移量的信號補(bǔ)償電路。
背景技術(shù)：
電荷耦合器(Charge-coupled Device，CCD)是一種將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的光學(xué)電子組件，再將電信號數(shù)字化并加以處理。電荷耦合器的應(yīng)用很廣泛，凡是顯示器(monitor)、錄音設(shè)備以及照相機(jī)(camera)都可見其蹤影，電荷耦合器具有較高分辨率、低噪聲、以及極高感度的特性。另一種被廣泛應(yīng)用的光學(xué)電子組件為CMOS感光二極管(photodiode)，其應(yīng)用范圍包括個(gè)人計(jì)算機(jī)相機(jī)(PC camera)、影像電話、汽車倒車?yán)走_(dá)以及數(shù)字相機(jī)(digital camera)等。
電荷耦合器目前分為兩種型態(tài)線型電荷耦合器(Linear CCD)及面型電荷耦合器(Area CCD)。線型電荷耦合器主要應(yīng)用于傳真機(jī)(Fax)、掃描儀(scanner)及多功能事務(wù)機(jī)等產(chǎn)品，面型電荷耦合器則應(yīng)用于攝錄像機(jī)(Camcorder)、數(shù)字相機(jī)等民用電子產(chǎn)品。
請參考圖1。圖1為先前技術(shù)電荷耦合器10的示意圖。電荷耦合器10包含多個(gè)影像感應(yīng)單元P1～Pn、模擬移位緩存器12以及輸出放大器OP。
多個(gè)影像感應(yīng)單元P1～Pn用來感測光信號而產(chǎn)生相對應(yīng)的電荷。模擬移位緩存器12耦接于多個(gè)影像感應(yīng)單元P1～Pn，具有多個(gè)移位緩存單元SH1～SH2n，用以儲存多個(gè)影像感應(yīng)單元P1～Pn產(chǎn)生的電荷。輸出放大器OP耦接于模擬移位緩存器12，用以將模擬移位緩存器12輸出的電荷轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的電壓值V0。其中，每一個(gè)影像感應(yīng)單元對應(yīng)到兩個(gè)移位緩存單元，比如說影像感應(yīng)單元P1對應(yīng)到移位緩存單元SH1、SH2，影像感應(yīng)單元P2對應(yīng)到移位緩存單元SH3、SH4，以此類推，影像感應(yīng)單元Pn對應(yīng)到移位緩存單元SH2n-1、SH2n。模擬移位緩存器12由兩個(gè)時(shí)脈信號Φ1、Φ2來控制，依序?qū)⒍鄠€(gè)移位緩存單元SH1～SH2n中所存的電荷串行輸出至輸出放大器OP。
請參考圖2。圖2為圖1中多個(gè)移位緩存單元SH1～SH2n的結(jié)構(gòu)圖。多個(gè)移位緩存單元SH1～SH2n包含多個(gè)移位柵極電極G1～G5(本圖僅以G1～G5來表示)，用來儲存電荷，以及半導(dǎo)體基底Psub，耦接于多個(gè)移位柵極電極G1～G5。而每一個(gè)移位柵極電極G1～G5和半導(dǎo)體基底Psub分別構(gòu)成移位緩存單元。通過時(shí)脈信號Φ1、Φ2的控制，在不同的時(shí)間點(diǎn)，由于移位柵極電極G1～G5下方的勢壘(potential barrier)會有所不同，電荷會被移轉(zhuǎn)至勢壘較低處，在經(jīng)過一段時(shí)間后，所有的電荷會被輸出至輸出放大器OP(如圖1所示)。
請參考圖3。圖3為奇偶型電荷耦合器30的示意圖。奇偶型電荷耦合器30包含多個(gè)影像感應(yīng)單元P1～Pn、兩個(gè)模擬移位緩存器32、34，以及兩個(gè)輸出放大器OP1、OP2。多個(gè)影像感應(yīng)單元P1～Pn用來感測光信號而產(chǎn)生相對應(yīng)的電荷。模擬移位緩存器32耦接于奇數(shù)的影像感應(yīng)單元，如P1、P3～Pn-1，具有多個(gè)奇數(shù)移位緩存單元SH1a、SH1b、SH3a、SH3b～SH(n-)a、SH(n-1)b，用以儲存多個(gè)奇數(shù)的影像感應(yīng)單元P1、P3～Pn-1產(chǎn)生的電荷。輸出放大器OP1耦接于模擬移位緩存器32，用以將模擬移位緩存器32輸出的電荷轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的電壓值V1。模擬移位緩存器34耦接于偶數(shù)的影像感應(yīng)單元，如P2、P4～Pn，具有多個(gè)偶數(shù)移位緩存單元SH2a、SH2b、SH4a、SH4b～SHna、SHnb，用以儲存多個(gè)耦數(shù)的影像感應(yīng)單元P2、P4～Pn產(chǎn)生的電荷。輸出放大器OP2耦接于模擬移位緩存器34，用以將模擬移位緩存器34輸出的電荷轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的電壓值V2。其中，每一個(gè)影像感應(yīng)單元對應(yīng)到兩個(gè)移位緩存單元，比如說影像感應(yīng)單元P1對應(yīng)到移位緩存單元SH1a、SH1b，影像感應(yīng)單元P2對應(yīng)到移位緩存單元SH2a、SH2b，以此類推，影像感應(yīng)單元Pn對應(yīng)到移位緩存單元SHna、SHnb。模擬移位緩存器32由時(shí)脈信號Φ11、Φ12來控制，其中移位緩存單元SH1a、SH3a～SH(n-1)a受時(shí)脈信號Φ11所控制，移位緩存單元SH1b、SH3b～SH(n-1)b受時(shí)脈信號Φ12所控制，依序?qū)⒍鄠€(gè)奇數(shù)的移位緩存單元SH1a、SH1b～SH(n-1)a、SH(n-1)b中所存的電荷串行輸出至輸出放大器OP1；模擬移位緩存器34由時(shí)脈信號Φ21、Φ22來控制，其中移位緩存單元SH2a、SH4a～SHna受時(shí)脈信號Φ21所控制，移位緩存單元SH2b、SH4b～SHnb受時(shí)脈信號Φ22所控制，依序?qū)⒍鄠€(gè)偶數(shù)的移位緩存單元SH2a、SH2b～SHna、SHnb中所存的電荷串行輸出至輸出放大器OP2。
請參考圖4。圖4為先前技術(shù)信號補(bǔ)償電路40的示意圖。信號補(bǔ)償電路40包含儲存單元46、數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器47及加法器48。儲存單元46用來儲存直流偏移量DC0；數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器47的輸入端472耦接于儲存單元46，用來將輸入的直流偏移量DC0轉(zhuǎn)換成模擬信號。加法器48的第一輸入端482耦接于數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器47的輸出端，第二輸入端484用來接收影像信號SI，用來將這兩個(gè)輸入端482、484所接收的模擬信號相加，最后將相加的結(jié)果以模擬方式輸出。其中影像信號SI為電荷耦合器產(chǎn)生的模擬信號。
由于先前技術(shù)的信號補(bǔ)償電路40在擷取影像過程中，處理直流補(bǔ)償時(shí)，無論是多個(gè)電荷耦合器中的任一個(gè)，均減去或加上單一且相同的直流偏移量DC0。但因電荷耦合器制程的關(guān)系，使得每一個(gè)電荷耦合器的直流偏移量不盡相同，若使用單一的直流偏移量DC0對多個(gè)電荷耦合器作處理，會造成所得到的信號有誤差，精準(zhǔn)度不夠。如此一來，在屏幕中顯示會發(fā)生直線條的現(xiàn)象，降低影像的品質(zhì)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種以模擬方式處理直流偏移量的信號補(bǔ)償電路，其包含儲存單元、多任務(wù)器以及運(yùn)算器。該儲存單元用來儲存多個(gè)直流偏移量，該多任務(wù)器的輸入端耦接于該儲存單元。該多任務(wù)器的控制端用來由該多個(gè)直流偏移量中選擇一個(gè)直流偏移量輸出。該運(yùn)算器的第一輸入端耦接于該多任務(wù)器的輸出端，第二輸入端用來接收影像信號，用來對該二輸入端所接收的模擬信號進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)算。其中該影像信號為電荷耦合器產(chǎn)生的信號。該信號補(bǔ)償電路另包含數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，其輸入端耦接于該多任務(wù)器的輸出端，用來將該多任務(wù)器輸出的直流偏移量轉(zhuǎn)換成模擬信號。


圖1為先前技術(shù)電荷耦合器的示意圖。
圖2為圖1中多個(gè)移位緩存單元的結(jié)構(gòu)圖。
圖3為奇偶型電荷耦合器的示意圖。
圖4為先前技術(shù)信號補(bǔ)償電路的示意圖。
圖5為本實(shí)用新型信號補(bǔ)償電路的示意圖。
具體實(shí)施方式
請參考圖5。圖5為本實(shí)用新型信號補(bǔ)償電路50的示意圖。信號補(bǔ)償電路50包含第一儲存單元55、第二儲存單元56、多任務(wù)器52、數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器47及加法器48。第一儲存單元55用來儲存直流偏移量DC1，第二儲存單元56用來儲存另一直流偏移量DC2。多任務(wù)器52具有第一輸入端522，耦接于第一儲存單元55，第二輸入端524，耦接于第二儲存單元56，通過多任務(wù)器52的控制端526從兩個(gè)儲存單元中選擇一個(gè)儲存單元輸出直流偏移量(輸出DC1或DC2)。數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器47的輸入端472耦接于多任務(wù)器52的輸出端，用來將多任務(wù)器52輸出的直流偏移量轉(zhuǎn)換成模擬信號。加法器48的第一輸入端482耦接于數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器47的輸出端，第二輸入端484用來接收影像信號SI，用來將二輸入端482、484所接收的模擬信號相加，最后將相加的結(jié)果以模擬方式輸出。其中影像信號SI為電荷耦合器產(chǎn)生的模擬信號。而儲存單元55、56可為內(nèi)存。
以上所述的實(shí)施例僅用來說明本實(shí)用新型，并不局限本實(shí)用新型的范疇。文中提到的信號補(bǔ)償電路50包含兩個(gè)儲存單元55、56，用來儲存直流偏移量DC1、DC2，但并不限定儲存單元的數(shù)量，也不限定儲存單元為內(nèi)存，也可為其它儲存裝置。而影像信號SI也不局限于由交錯(cuò)型電荷耦合器或奇偶型電荷耦合器所產(chǎn)生的信號，凡是電荷耦合器數(shù)量大于一個(gè)的影像感測裝置皆屬于本實(shí)用新型的范疇。且本實(shí)用新型利用加法器48將影像信號SI與數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器47輸出的模擬信號482相加，但并不局限于加法器，也可以使用減法器或其它的運(yùn)算器對影像信號SI與數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器47輸出的模擬信號482進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)算。而當(dāng)直流偏移量DC1、DC2為模擬形態(tài)，則無須再將直流偏移量DC1、DC2轉(zhuǎn)換成模擬信號，數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器47可省略。
由上可知，本實(shí)用新型提供一種以模擬方式處理直流偏移量的信號補(bǔ)償電路，尤其是一種針對不同的電荷耦合器給予其相對應(yīng)正確的直流補(bǔ)償?shù)男盘栄a(bǔ)償電路。在數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器47前端，加入多任務(wù)器52，多個(gè)儲存單元中儲存多個(gè)相異的直流偏移量，多任務(wù)器52依據(jù)目前輸入信號的電荷耦合器由該多個(gè)儲存單元中選擇相對應(yīng)的直流偏移量輸出。將輸出的直流偏移量通過數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器47轉(zhuǎn)換成模擬信號，將影像信號SI與該模擬信號相加。由于本實(shí)用新型針對不同的電荷耦合器給予其相對應(yīng)正確的直流偏移量作補(bǔ)償，可以改善電荷耦合器因制程關(guān)系而造成每一個(gè)電荷耦合器直流偏移量不同的差異，避免在屏幕顯示中發(fā)生直線條的現(xiàn)象，提高影像的品質(zhì)。此外，直接以模擬方式處理電荷耦合器的直流補(bǔ)償，可避免因數(shù)字量化后造成的量化誤差。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型的權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。
主要組件符號說明P1～Pn 影像感應(yīng)單元12、32、34 模擬移位緩存器OP、OP1、OP2輸出放大器SH1～SH2n 移位緩存單元V0、V1、V2 電壓值Φ1、Φ2、Φ11、Φ12、Φ21、Φ22時(shí)脈信號G1～G5 移位柵極電極Psub半導(dǎo)體基底30 奇偶型電荷耦合器SH1a、SH1b～SH(n-1)a、SH(n-1)b奇數(shù)移位緩存單元SH2a、SH2b～SHna、SHnb偶數(shù)移位緩存單元40、50 信號補(bǔ)償電路10 電荷耦合器46 儲存單元SI 影像信號55 第一儲存單元
56 第二儲存單元52 多任務(wù)器47 數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器48 加法器DC0、DC1、DC2 直流偏移量472輸入端482、522 第一輸入端484、524 第二輸入端526控制端
權(quán)利要求1.一種以模擬方式處理直流偏移量的信號補(bǔ)償電路，其特征在于，包含儲存單元，用來儲存多個(gè)直流偏移量；多任務(wù)器，其具有至少兩個(gè)輸入端耦接于該儲存單元，每一個(gè)輸入端用來接收一相對應(yīng)的直流偏移量，以及至少一個(gè)控制端，根據(jù)影像信號來源決定該控制端的信號，該控制端用來從該多個(gè)直流偏移量中選擇一個(gè)直流偏移量輸出；以及運(yùn)算器，其具有兩個(gè)輸入端，其中第一輸入端耦接于該多任務(wù)器的輸出端，第二輸入端用來接收影像信號，該運(yùn)算器用來對這兩個(gè)輸入端所接收的模擬信號進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)算。
2.如權(quán)利要求1所述的信號補(bǔ)償電路，其特征在于，該運(yùn)算器為加法器。
3.如權(quán)利要求1所述的信號補(bǔ)償電路，其特征在于，該儲存單元可包含至少一個(gè)內(nèi)存。
4.如權(quán)利要求1所述的信號補(bǔ)償電路，其特征在于，該影像信號為電荷耦合器產(chǎn)生的信號。
5.如權(quán)利要求1所述的信號補(bǔ)償電路，其特征在于，其另包含數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，該數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的輸入端耦接于該多任務(wù)器的輸出端，用來將該多任務(wù)器輸出的直流偏移量轉(zhuǎn)換成模擬信號。
專利摘要信號補(bǔ)償電路包含儲存單元、多任務(wù)器及運(yùn)算器。該儲存單元用來儲存多個(gè)直流偏移量，該多任務(wù)器的輸入端耦接于該儲存單元。該多任務(wù)器的控制端用來從該多個(gè)直流偏移量中選擇一個(gè)直流偏移量輸出。該運(yùn)算器的第一輸入端耦接于該多任務(wù)器的輸出端，第二輸入端用來接收影像信號，用來對這兩個(gè)輸入端所接收的模擬信號進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)算。
文檔編號H04N5/335GK2919732SQ20062004391
公開日2007年7月4日 申請日期2006年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月14日
發(fā)明者陳琰成 申請人:虹光精密工業(yè)(蘇州)有限公司