图像传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种图像传感器，该图像传感器包含一感测矩阵和多条快门控制线。感测矩阵具有多个感测单元，各感测单元具有一个电子快门及一光检测元件，其中该电子快门控制该光检测元件的曝光时间。每一条快门控制线耦接该感测矩阵中同一列或同一行的电子快门，借此独立地控制相异列或相异行的光检测元件的曝光时间，且使耦接同一条的该快门控制线的所述光检测元件具有相同曝光时间。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器本专利技术是一件分案申请，原申请的申请日为2011年03月03日，申请号为201110050503.6，专利技术名称为：图像传感器。
本专利技术涉及一种图像传感器，特别涉及具光源变异补偿功能的图像传感器。
技术介绍
图像传感器可将光转换成电荷(electricalcharges)，并将电荷经处理后，输出构成图像的数字电信号。数字电信号可存储在存储媒体上，或输出至图像显示装置，以在显示屏上呈现由其所构成的图像，因此使用上甚为方便。由于其方便性，图像传感器业已运用在许多的电子装置，例如：数字相机、数字摄影机、手机或鼠标等等。一般图像传感器包含一半导体装置，其可为电荷耦合元件(charge-coupleddevice；CCD)或互补式金属氧化物半导体(complementarymetaloxidesemiconductor；CMOS)。图像传感器通常为以矩阵排列的像素(pixel)所构成。受光照射时，像素产生代表图像信息的电荷或电压。存储在像素中的电荷或电压可通过耦接所述像素的位移寄存器(shiftregister)依序地输出处理。图像传感器亦可被应用在触控技术上。图1显示一光学触控系统1。参照图1所示，光学触控系统1包含两条状导光件11、多个发光二极管12，以及一图像传感器13。导光件11设置于感测区域14的相邻两侧。多个发光二极管12邻置于导光件11的末端，通过导光件11将其向发光感测区域14投射。图像传感器13则相对导光件11设置。图2显示图像传感器13所提取的一背景光图像中，其亮度分布图。参照图1与图2所示，在光学触控系统1中，投射在图像传感器13上的背景光，其亮度分布不易均匀。不均匀的亮度分布会造成以下的缺点：受光强的像素，其电荷累积较快，容易造成像素饱和，进而影响到物件的辨识；在亮度较弱的区域，由于信噪比(signal-to-noiseratio；SNR)较低，因此容易产生大的物件图像重心计算误差；以及若物件图像落在图2曲线斜率较大之处，其重心计算不易准确。以软件计算的方式，将图2的亮度曲线正规化，以获得较均匀的亮度分布，是现今常采用的方法。此种方法虽然可让物件图像的重心计算，不再受不均匀的亮度分布所影响，但是仍无法改进物件在亮度较弱的区域产生的图像，其重心计算误差的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的一目的为提供一种可提供背景光亮度分布均匀的图像的图像传感器。根据上述目的，本专利技术一实施例揭示一种图像传感器，其包含一感测矩阵和多条快门控制线。感测矩阵具有多个感测单元，各感测单元具有一个电子快门及一光检测元件，其中该电子快门控制该光检测元件的曝光时间。每一条快门控制线耦接该感测矩阵中同一列或同一行的电子快门，借此独立地控制相异列或相异行的光检测元件的曝光时间，且使耦接同一条的该快门控制线的所述光检测元件具有相同曝光时间。本专利技术另一实施例揭示一种图像传感器，其包含至少一列或行的多个感测单元、多个电子快门，以及一存储装置。每一个感测单元包含一光检测元件。多个电子快门分别耦接相对应的光检测元件。存储装置存储有与所述电子快门相对应的多个时序指令，其中所述时序指令对应产生快门控制信号，以分别用于控制所述电子快门。本专利技术再一实施例揭示一种图像传感器，其包含至少一行或列的多个感测单元、多个电子快门，以及一图像处理单元。每一个感测单元包含一光检测元件。多个电子快门分别耦接相对应的光检测元件。图像处理单元电性连接所述多个感测单元并取得所述多个感测单元的输出信号，并产生对应的感测信号，其中所述多个电子快门的快门开启时间根据所对应所述感测信号而分别控制。上文已经概略地叙述本揭示的技术特征及优点，以使下文的本专利技术详细描述得以获得较佳了解。构成本专利技术权利要求标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本专利技术所属
技术人员应可了解，下文揭示的概念与特定实施例可作为基础而相当轻易地予以修改或设计其它结构或工艺而实现与本专利技术相同的目的。本专利技术所属
技术人员亦应可了解，这类等同的建构并无法脱离权利要求所提出的本专利技术的精神和范围。本专利技术的有益效果在于，本专利技术所提供的图像传感器可提供背景光亮度分布均匀的图像。附图说明图1显示一光学触控系统；图2显示图像传感器上的亮度分布图；图3显示本专利技术一实施例的图像传感器的功能方框示意图；图4显示本专利技术一实施例的图像传感器内的部分感测单元及其控制电路的示意图；图5显示操作图4的图像传感器的时序图；图6显示图像传感器上的补偿前与补偿后的亮度分布图；以及图7显示本专利技术另一实施例的图像传感器的部分电路示意图。其中，附图标记说明如下：1光学触控系统2图像传感器3图像传感器5曲线6曲线7预定亮度区间11导光件12发光二极管13图像传感器14感测区域21感测矩阵22时序产生器23存储装置24图像处理单元211感测单元212电子快门213光检测元件214晶体管215晶体管216定电流217晶体管218晶体管219行解码器220读取电路221快门控制线222快门控制线223快门控制线224快门控制线225时序控制电路226位元线T1曝光时间T2曝光时间具体实施方式图3显示本专利技术一实施例的图像传感器2的功能方框示意图。图4显示本专利技术一实施例的图像传感器2内的部分感测单元211及其控制电路的示意图。参照图3所示，图像传感器2包含一感测矩阵(sensormatrix)21、一时序产生器22、一存储装置23，多个电子快门212，以及一图像处理单元24。感测矩阵21包含多个感测单元211，多个感测单元211在水平与垂直方向上排列成一矩阵。多个电子快门212与多个感测单元211对应设置。如图4所示，各感测单元211包含一光检测元件(photodetector)213，电子快门212耦接相应的光检测元件213，以调控光检测元件213的曝光时间。在本实施例中，各电子快门212包含于于对应的感测单元211内。如图3所示，时序产生器22提供用于在感测单元211上提取光图像所需的时序信号(clocksignals)，其包含快门控制信号。存储装置23耦接时序产生器22，存储装置23可存储时序指令，时序产生器22根据时序指令产生快门控制信号，其中时序指令可修改，使该快门控制信号可调整，借此控制相应的电子快门212的开启时间。图像处理单元24耦接感测矩阵21。图像处理单元24可电性连接所述多个感测单元211，借此取得所述多个感测单元211的输出信号，以产生对应的感测信号。图像传感器2可根据与所述多个感测单元211对应的所述感测信号的强弱，控制电子快门212的开启时间，以使所述多个感测单元211输出背景亮度较为一致的输出信号。在另一实施例中，存储装置23可设置在时序产生器22内。参照图4所示，图像传感器2内的感测单元211可排列成矩阵。在各感测单元211中，光检测元件213根据接收的亮度，相应地产生电荷。晶体管214控制电荷自光检测元件213转移至浮动扩散输出区(floatingdiffusion(FD)outputnode)。晶体管215与定电流216构成一源极随耦器(sourcefollower)，源极随耦器可放大光检测元件213产生的光电转换电压。晶体管217是用于输出数据至位元线226上。当RST1或RST2和TG本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，包含：一感测矩阵，具有多个感测单元，每一感测单元具有一个电子快门及一光检测元件，其中该电子快门控制该光检测元件的曝光时间；多条快门控制线，每一条快门控制线耦接该感测矩阵中同一列或同一行的所述电子快门，借此独立地控制相异列或相异行的所述光检测元件的曝光时间，且使耦接同一条的该快门控制线的所述光检测元件具有相同曝光时间；以及一时序产生器，与所述多条快门控制线耦接，其中该时序产生器通过所述多条快门控制线使相异列或相异行的电子快门开启时间不同。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，包含：一感测矩阵，具有多个感测单元，每一感测单元具有一个电子快门及一光检测元件，其中该电子快门控制该光检测元件的曝光时间；多条快门控制线，每一条快门控制线耦接该感测矩阵中同一列或同一行的所述电子快门，借此独立地控制相异列或相异行的所述光检测元件的曝光时间，且使耦接同一条的该快门控制线的所述光检测元件具有相同曝光时间；以及一时序产生器，与所述多条快门控制线耦接，该时序产生器产生与所述多条快门控制线对应的多个快门控制信号，所述多条快门控制线中至少两条快门控制线的快门控制信号具有不同的脉波宽度，以使所述至少两条快门控制线的所述光检测元件的曝光时间不同。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，该电子快门为一晶体管，设置于相应的该光检测元件与一供应电压之间。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，该图像传感器还包括一存储装置，该存储装置存储多个时序指令，其中多个快门控制信号依所述多个时序指令产生。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，该图像传感器接受一背景光，其中每一列或行的所述光检测元件的该曝光时间增加时，每一列或行的所述光检测元件所接受的该背景光的亮度亦会增加。5.一种图像传感器，包含：一感测矩阵，具有多个感测单元，每一感测单元具有一个电子快门及一光...

【专利技术属性】
技术研发人员：古人豪，林志新，姚文翰，赖鸿庆，杨恕先，黄昱豪，吕志宏，许恩峯，廖祈杰，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71