影像傳感器的可調適降低功率消耗的方法
【技術領域】
[0001]本發明系有關一種影像傳感器，特別是關于一種影像傳感器的可調適降低功率消耗的方法。
【背景技術】
[0002]影像傳感器，例如互補式金屬氧化物半導體(CMOS)影像傳感器，可用以將光學影像轉換為電子信號。影像傳感器普遍使用于各種的應用，例如行動電話或相機。
[0003]配備有電子式滾動快門(rolling shutter)的影像傳感器系一列一列地進行重置，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，可關閉讀取電路以節省功率消耗。然而，于一般亮度狀態下，遮蔽期間通常很短，讀取電路從關閉狀態回復時，往往無法實時達到穩定，因而降低影像傳感器的效能。
[0004]鑒于傳統影像傳感器無法有效節省功率消耗，因此亟需提出一種新穎的影像傳感器，以克服傳統影像傳感器的缺點。
【發明內容】
[0005]鑒于上述，本發明實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適降低功率消耗的方法，用以有效節省功率消耗，且不會造成帶狀(banding)現象。
[0006]根據本發明實施例，使用電子式滾動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電荷。獲得積分時間與圖框高度，其中積分時間代表根據入射光線的亮度從像素的光傳感器收集信號電荷所需時間。比較積分時間與圖框高度。當積分時間遠大于圖框高度時，產生功率節省信號，且于功率節省信號的主動期間，關閉與操作無關的至少一電路。
【附圖說明】
[0007]圖1顯示本發明實施例的影像傳感器的示意圖。
[0008]圖2顯示圖1的影像傳感器所執行的重置與讀取事件的相關信號時序圖。
[0009]圖3的流程圖顯示本發明實施例的影像傳感器(圖1)的可調適降低功率消耗的方法。
[0010]圖4例示當積分時間未遠大于圖框高度時，重置域與讀取域的時序圖。
[0011]圖5例示當積分時間遠大于圖框高度時，重置域與讀取域的時序圖。
[0012]圖6例示本發明另一實施例中，當積分時間遠大于圖框高度時，重置域與讀取域的時序圖。
[0013]【主要組件符號說明】
[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相關雙重取樣電路
[0019]132模擬至數字轉換器
[0020]14電子式滾動快門
[0021]15控制器
[0022]31提供 I 與 Η
[0023]32I是否大于Η
[0024]33產生功率節省信號
[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前置時間
[0033]55延遲時間
[0034]61重迭期
[0035]I積分時間
[0036]Η圖框高度
【具體實施方式】
[0037]圖1顯示本發明實施例的影像傳感器100 (例如互補式金屬氧化物半導體(CMOS)影像傳感器)的示意圖。影像傳感器100主要包含多個像素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，以及包含數個晶體管。對于像素11的每一行(或數行組成的群組)，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或像素驅動器，于每一時間選擇并重置像素11當中一列的至少一部份。接著，于該選擇像素11中累積或積分信號電荷，再由讀取電路13來讀取。根據本實施例的特征之一，使用電子式滾動快門14，用以一列一列地讀取信號電荷。讀取電路13可包含相關雙重取樣(correlated double sampling, CDS)電路131，后接模擬至數字轉換器(ADC)132。相關雙重取樣電路131可用以減少因制程差異所造成的噪聲，而模擬至數字轉換器132則用以將信號電荷從模擬形式轉換為數字形式，以利后續的處理，例如以數字信號處理器(未顯示)來處理。上述各組件可由控制器15來控制，其可進行時序控制以協調或同步上述組件所執行的事件。控制器15可使用單一芯片或(整合或分離的)多芯片來實施或制造。此外，電子式滾動快門可整合于控制器15。
[0039]圖2顯示圖1的影像傳感器100所執行的重置與讀取事件的相關信號時序圖。當像素11的一列(例如第一列)的重置(事件)變為主動(asserted)，即開始進行積分(事件)。當積分完成時，同一列的讀取(事件)即變為主動。介于重置的起點與讀取的起點之間的時間定義為積分時間。同于影像傳感器領域，本說明書的“積分時間”一詞系指根據入射光線的亮度(illuminat1n),從像素的光傳感器收集信號電荷所需的時間。對于現代的影像傳感器，可根據入射光線的亮度不同，使得每一圖框的積分時間不同。例如，入射光線的亮度愈低，則積分時間愈長，反之亦是。
[0040]繼續參閱圖2，在本實施例中，介于第一列重置與最后一列重置之間的時間定義為重置域(reset field)。介于相鄰重置域之間的時間為重置域遮蔽期(reset fieldblanking)。在本實施例中，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間定義為讀取域(read field)。介于相鄰讀取域之間的時間為讀取域遮蔽期(read field blanking)。上述的積分時間與圖框高度可由控制器15得到。
[0041]圖3的流程圖顯示本發明實施例的影像傳感器100 (圖1)的可調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來比較積分時間I與圖框高度H。如果積分時間I未遠大于圖框高度H，則不進行功率的節省。在本實施例中，所謂“積分時間I遠大于圖框高度H”或步驟32的“I>H”系指I的值較Η的值來得大，且兩者間具有預設的差額(margin)。于一例子中，該差額可設為重置像素11之一列所需的時間。
[0042]圖4例示當積分時間I未遠大于圖框高度H(未顯示于圖4)時，重置域與讀取域的時序圖。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當中，重置域與讀取域皆為非主動。在此例