影像傳感器的可調(diào)適降低功率消耗的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明系有關(guān)一種影像傳感器，特別是關(guān)于一種影像傳感器的可調(diào)適降低功率消耗的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]影像傳感器，例如互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)影像傳感器，可用以將光學(xué)影像轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)。影像傳感器普遍使用于各種的應(yīng)用，例如行動(dòng)電話或相機(jī)。
[0003]配備有電子式滾動(dòng)快門(rolling shutter)的影像傳感器系一列一列地進(jìn)行重置，接著一列一列地讀取積分(integrated)電荷。二圖框讀取之間具有一遮蔽(blanking)期，在此期間，讀取(readout)電路為閑置的。因此，可關(guān)閉讀取電路以節(jié)省功率消耗。然而，于一般亮度狀態(tài)下，遮蔽期間通常很短，讀取電路從關(guān)閉狀態(tài)回復(fù)時(shí)，往往無法實(shí)時(shí)達(dá)到穩(wěn)定，因而降低影像傳感器的效能。
[0004]鑒于傳統(tǒng)影像傳感器無法有效節(jié)省功率消耗，因此亟需提出一種新穎的影像傳感器，以克服傳統(tǒng)影像傳感器的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述，本發(fā)明實(shí)施例的目的之一在于提出一種影像傳感器及一種影像傳感器的可調(diào)適降低功率消耗的方法，用以有效節(jié)省功率消耗，且不會(huì)造成帶狀(banding)現(xiàn)象。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，使用電子式滾動(dòng)快門一列一列地重置影像傳感器的像素，再一列一列地從像素讀取信號(hào)電荷。獲得積分時(shí)間與圖框高度，其中積分時(shí)間代表根據(jù)入射光線的亮度從像素的光傳感器收集信號(hào)電荷所需時(shí)間。比較積分時(shí)間與圖框高度。當(dāng)積分時(shí)間遠(yuǎn)大于圖框高度時(shí)，產(chǎn)生功率節(jié)省信號(hào)，且于功率節(jié)省信號(hào)的主動(dòng)期間，關(guān)閉與操作無關(guān)的至少一電路。
【附圖說明】
[0007]圖1顯示本發(fā)明實(shí)施例的影像傳感器的示意圖。
[0008]圖2顯示圖1的影像傳感器所執(zhí)行的重置與讀取事件的相關(guān)信號(hào)時(shí)序圖。
[0009]圖3的流程圖顯示本發(fā)明實(shí)施例的影像傳感器(圖1)的可調(diào)適降低功率消耗的方法。
[0010]圖4例示當(dāng)積分時(shí)間未遠(yuǎn)大于圖框高度時(shí)，重置域與讀取域的時(shí)序圖。
[0011]圖5例示當(dāng)積分時(shí)間遠(yuǎn)大于圖框高度時(shí)，重置域與讀取域的時(shí)序圖。
[0012]圖6例示本發(fā)明另一實(shí)施例中，當(dāng)積分時(shí)間遠(yuǎn)大于圖框高度時(shí)，重置域與讀取域的時(shí)序圖。
[0013]【主要組件符號(hào)說明】
[0014]100影像傳感器
[0015]11 像素
[0016]12掃描電路
[0017]13讀取電路
[0018]131相關(guān)雙重取樣電路
[0019]132模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器
[0020]14電子式滾動(dòng)快門
[0021]15控制器
[0022]31提供 I 與 Η
[0023]32I是否大于Η
[0024]33產(chǎn)生功率節(jié)省信號(hào)
[0025]41重迭期
[0026]42重置域遮蔽期
[0027]43讀取域遮蔽期
[0028]51重迭期
[0029]52重置域遮蔽期
[0030]52Α重置域遮蔽期
[0031]53讀取域遮蔽期
[0032]54前置時(shí)間
[0033]55延遲時(shí)間
[0034]61重迭期
[0035]I積分時(shí)間
[0036]Η圖框高度
【具體實(shí)施方式】
[0037]圖1顯示本發(fā)明實(shí)施例的影像傳感器100 (例如互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)影像傳感器)的示意圖。影像傳感器100主要包含多個(gè)像素11，其排列為列與行的矩陣形式。每一像素11可包含光傳感器(photo sensor)，例如光二極管，以及包含數(shù)個(gè)晶體管。對(duì)于像素11的每一行(或數(shù)行組成的群組)，還可包含行放大器(未顯示)或感測放大器。
[0038]影像傳感器100還可包含(垂直)掃描電路12或像素驅(qū)動(dòng)器，于每一時(shí)間選擇并重置像素11當(dāng)中一列的至少一部份。接著，于該選擇像素11中累積或積分信號(hào)電荷，再由讀取電路13來讀取。根據(jù)本實(shí)施例的特征之一，使用電子式滾動(dòng)快門14，用以一列一列地讀取信號(hào)電荷。讀取電路13可包含相關(guān)雙重取樣(correlated double sampling, CDS)電路131，后接模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)132。相關(guān)雙重取樣電路131可用以減少因制程差異所造成的噪聲，而模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器132則用以將信號(hào)電荷從模擬形式轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，以利后續(xù)的處理，例如以數(shù)字信號(hào)處理器(未顯示)來處理。上述各組件可由控制器15來控制，其可進(jìn)行時(shí)序控制以協(xié)調(diào)或同步上述組件所執(zhí)行的事件。控制器15可使用單一芯片或(整合或分離的)多芯片來實(shí)施或制造。此外，電子式滾動(dòng)快門可整合于控制器15。
[0039]圖2顯示圖1的影像傳感器100所執(zhí)行的重置與讀取事件的相關(guān)信號(hào)時(shí)序圖。當(dāng)像素11的一列(例如第一列)的重置(事件)變?yōu)橹鲃?dòng)(asserted)，即開始進(jìn)行積分(事件)。當(dāng)積分完成時(shí)，同一列的讀取(事件)即變?yōu)橹鲃?dòng)。介于重置的起點(diǎn)與讀取的起點(diǎn)之間的時(shí)間定義為積分時(shí)間。同于影像傳感器領(lǐng)域，本說明書的“積分時(shí)間”一詞系指根據(jù)入射光線的亮度(illuminat1n),從像素的光傳感器收集信號(hào)電荷所需的時(shí)間。對(duì)于現(xiàn)代的影像傳感器，可根據(jù)入射光線的亮度不同，使得每一圖框的積分時(shí)間不同。例如，入射光線的亮度愈低，則積分時(shí)間愈長，反之亦是。
[0040]繼續(xù)參閱圖2，在本實(shí)施例中，介于第一列重置與最后一列重置之間的時(shí)間定義為重置域(reset field)。介于相鄰重置域之間的時(shí)間為重置域遮蔽期(reset fieldblanking)。在本實(shí)施例中，重置域遮蔽期與重置域之和定義為圖框高度(frame height)。介于第一列讀取與最后一列讀取之間的時(shí)間定義為讀取域(read field)。介于相鄰讀取域之間的時(shí)間為讀取域遮蔽期(read field blanking)。上述的積分時(shí)間與圖框高度可由控制器15得到。
[0041]圖3的流程圖顯示本發(fā)明實(shí)施例的影像傳感器100 (圖1)的可調(diào)適降低功率消耗的方法。于步驟31，例如由控制器15(圖1)提供影像傳感器100的積分時(shí)間I與圖框高度H。接著，于步驟32，例如由控制器15來比較積分時(shí)間I與圖框高度H。如果積分時(shí)間I未遠(yuǎn)大于圖框高度H，則不進(jìn)行功率的節(jié)省。在本實(shí)施例中，所謂“積分時(shí)間I遠(yuǎn)大于圖框高度H”或步驟32的“I>H”系指I的值較Η的值來得大，且兩者間具有預(yù)設(shè)的差額(margin)。于一例子中，該差額可設(shè)為重置像素11之一列所需的時(shí)間。
[0042]圖4例示當(dāng)積分時(shí)間I未遠(yuǎn)大于圖框高度H(未顯示于圖4)時(shí)，重置域與讀取域的時(shí)序圖。如圖所示，重置域遮蔽期42與讀取域遮蔽期43之間具有重迭期41，在該重迭期41當(dāng)中，重置域與讀取域皆為非主動(dòng)。在此例