CMOS光传感器及其操作方法技术

本发明专利技术公开了一种ＣＭＯＳ光传感器及其操作方法，此ＣＭＯＳ光传感器具有光感测线与电容列。其中，光感测线具有多个光感测单元，而电容列所具有的电容数量则少于一条光感测线上的光感测单元的数量，其时用以储存部分光感测线的光感测单元因感应光线而产生的电位。而此ＣＭＯＳ光传感器的操作方法则时将光感测线中的资料分段倾倒（储存）至电容列中并依序读出，借此以减少电容漏电的机会。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种CMOS光传感器及其操作方法，且特别涉及一种可以分段处理的CMOS光传感器及其操作方法。
技术介绍
现行的光传感器一般可分为电荷耦合器件(Charge CoupledDevice，CCD)感应器与CMOS光传感器两类。而在传统的CCD感应器中，对于每一条光感测线会分配一组移位缓存器，此组移位缓存器用以储存由CCD光感测线因感应光线强度而得的电荷，并将这些电荷依序的移出移位缓存器而送到下一级的处理电路中。同样的，如图1所示，在目前的CMOS光传感器10之中也同样对于每一条光感测线(12a、14a与16a)分别配备有一组类似前述的移位缓存器的功能的器件，这些具类似功能的器件由电容所组成，在此称为电容列(12b、14b与16b)。由于在CMOS光传感器10之中是以电容来代替CCD感应器中的移位缓存器，其它的架构则大致不变，因此CMOS光传感器10的操作方式也与CCD感应器的操作方式大致相同。目前一般的作法是，先对CMOS光传感器10进行曝光以使光感测线(12a、14a与16a)中的感测单元(如120a、122a、140a、142a、160a与162a等)能产生与光线强度相对应的电荷。接下来，整条光感测线(如12a)中不同感测单元(如120a、122a、136a与138a)所产生的电荷在经过电位取样操作后会转换为相对应的不同电位。前述的电容列(如12b)即是用以储存这些经电位取样操作而得的电位。由于电容列一次必须储存对应于整条光感测线所产生的多个电位，且其读取方式为循序式(serial)读取，因此由电容列中读取储存电位时所需要的时间将随着光感测线中的感测单元的增加而增加。然而，由于一般电容多少都会有漏电(leakage)的情形发生，因此一旦电位储存于电容中的时间被拉长，漏电的状况就会越驱严重，而所储存的资料(电位)也将会有严重的失真。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种CMOS光传感器及其操作方法。在本专利技术所提出的CMOS光传感器中，电容列中所包含的电容数量比一条光感测线中所包含的感测单元的数量来得少。借此，一条光感测线所产生的资料可分多次读出，相对之下资料储存在电容中的时间将可比公知技术减少许多。本专利技术提出一种CMOS光传感器，此CMOS光传感器具有光感测线与电容列。其中，光感测线具有多个光感测单元，而电容列所具有的电容数量则少于一条光感测线上的光感测单元的数量，其是用以储存部分光感测线的光感测单元因感应光线而产生的电位。本专利技术另外提出一种CMOS光传感器，此种CMOS光传感器具有多条光感测线与电容列群。其中，每一条光感测线都分别具有多个光感测单元，而电容列群则具有一个以上的电容列。再者，电容列具有数量少于每一条光感测线上的光感测单元数量的电容，且每一条光感测线上的光感测单元因感应光线而产生的电位是依预定顺序轮流储存于此电容列群的电容列中。此外，本专利技术尚提出一种CMOS光传感器的操作方法。此操作方法先曝光至少部分的光感测单元以产生相应的电荷，之后转变部分曝光过而尚未处理的光感测单元的电荷而得相应的电位，并储存电位于电容列中，最后再由电容列中读取所储存的电位。上述的本专利技术的中，在CMOS光传感器具备多个电容列的状况下，当电容列的一所储存的电位尚未读取完毕时，就将部分曝光过而尚未处理的该些光感测单元的电荷转变而得相应的电位，并将电位储存于除此尚未读取完毕的电容列以外的任一个电容列中，而这些电容列中所储存的电位则依某一种预定的顺序来读取。综上所述，由于本专利技术使用的电容列所包含的电容数量少于一条光感测线所包含的感测单元的数量，因此每次读取电容列时所需的时间就可以比公知技术所需的时间短。正因如此，电容漏电所造成的影响将可以大幅的缩小，且资料失真的程度也可以减少许多。附图说明为让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文配合附图，作详细说明图1是公知技术所使用的CMOS光传感器的光感测线与电容列的关系示意图； 图2是本专利技术的一较佳实施例的线性CMOS光传感器中光感测线与电容列间的关系示意图；图3是本专利技术的一较佳实施例的交错式CMOS光传感器中光感测线与电容列间的关系示意图；图4是本专利技术的另一较佳实施例的交错式CMOS光传感器中光感测线与电容列间的关系示意图；图5是本专利技术的又一较佳实施例的交错式CMOS光传感器中光感测线与电容列间的关系示意图；图6是本专利技术的一较佳实施例以单一电容列对应于一条以上的光感测线的CMOS光传感器架构的操作时序图；图7A是本专利技术的一较佳实施例的以多电容列对应至一条光感测线的CMOS光传感器架构示意图；图7B是图7A所可采用的操作方法的一较佳实施例的操作时序图。图中标记分别为10，20，30，40，50CMOS光传感器12a～16a，22a～26a，32a，34a，42，44，52r，52，52b，54r54g，54b，70光感测线12b～16，22～26b，32b，34b，46，56，58，73，75电容列37，74末阶电路120a～178a，221a～275a，321a～355a，421～455，521r～555r，521g～555g，521b～555b，701～720感测单元 120b～178b，221b～265b，321b～345b，461～465，561～585，731～755电容602～606，760～774资料CK_1，CK_2，CK_3脉冲讯号具体实施方式请参照图2，其绘示的是依照本专利技术一较佳实施例的线性CMOS光传感器中光感测线与电容列间的关系示意图。在CMOS光传感器10之中，包括了分别用以感应红色(R)、绿色(G)与蓝色(B)三种原色的光感测线22a、24a与26a，此外尚有分别用于储存由光感测线22a、24a与26a所产生的电位的电容列22b、24b与26b。由于三条光感测线22a、24a与26a及其相对应的电容列22b、24b与26b的运作关系大致相同，所以在此只对其中一组光感测线与电容列做进一步的说明。如图2所示，在本实施例中假设电容列22b中所含的电容221b～225b的数量为光感测线22a中感测单元221a～235a的三分之一。当然，本领域的技术人员公知的，此等比例并非是必要的，仅是为了便于说明而采用。而在电容列22b中的电容221b～225b仅为光感测线22a中感测单元221a～235a数量的三分之一的状况下，要完全取得由感测单元221a～235a感应光线而得的资料就必须要以分段的方式取得。以下将详细解释光感测线22a与电容列22b的相关操作方式。由于电容221b～225b的数量仅为感测单元221a～235a的三分之一，因此电容221b～225b一次仅能储存如图2所示的三段感测单元221a～225a的其中一段所产生的电压。而由于感测单元221a～235a所产生的电压会被分成三次储存到电容列22b之中，所以曝光时所用的较佳的方式为分段曝光，亦即，先曝光感测单元221a～225a，再依序曝光感测单元226a～230a与231a～235a，或是依其它顺序来分次曝光这三段感测单元。当然，本领域的技术人员公知可以将所有感测单元221a～235a在同一个时间进行曝光，之后再分段将所产生的电位移入电容列22b，但此种作法必须负担感测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＣＭＯＳ光传感器，其特征在于：包括： 一第一光感测线，具有一第一数量的光感测单元； 一第一电容列，具有一第二数量的电容，且该第二数量小于该第一数量，该第一电容列用以储存部分该第一光感测线的光感测单元因感应光线而产生的电位。

【技术特征摘要】
1.一种CMOS光传感器，其特征在于包括一第一光感测线，具有一第一数量的光感测单元；一第一电容列，具有一第二数量的电容，且该第二数量小于该第一数量，该第一电容列用以储存部分该第一光感测线的光感测单元因感应光线而产生的电位。2.根据权利要求1所述的CMOS光传感器，其特征在于还包括一第二电容列，该第二电容列具有一第三数量的电容，且该第三数量小于该第一数量，该第二电容列与该第一电容列分别储存不同部分的该第一光感测线的光感测单元因感应光线而产生的电位。3.根据权利要求1所述的CMOS光传感器，其特征在于还包括一第二光感测线，该第二光感测线的光感测单元因感应光线而产生的电位与该该第一光感测线的光感测单元因感应光线而产生的电位依预定顺序轮流储存于该第一电容列中。4.根据权利要求1所述的CMOS光传感器，其特征在于还包括一第二电容列，该第二电容列具有一第三数量的电容，且该第三数量小于该第一数量，该第二光感测线的光感测单元因感应光线而产生的电位则分段储存于该第二电容列之中。5.一种CMOS光传感器，其特征在于包括复数个光感测线，该些光感测线分别具有复数个光感测单元；一电容列群，该电容列群具有一个以上的电容列，且每一个电容列具有数量少于每一该些光感测线的该些光感测单元的数量的复数个电容，每一该些光感测线的该些光感测单元因感应光线而产生的电位是依预定顺序轮流储存于该电容列群的电容列之中。6.根据权利要求5所述的CMOS光传感器，其特征在于当该电容列群具有多个电容列时，每一该些光感测线的该些光感测单元因感应光线而产生的电位是分段储存于该电容列群的部分电容列中。7.根据权利要求5所述的CMOS光传感器，其特征在于该些光感测线中的每一条可将所产生的电位储存至该电容列群中的一个电容列。8.根据权利要求5所述的CMOS光传感器，其特征在于该些光感测线中的每一条可将所产生的电位储存至...

【专利技术属性】
技术研发人员：林敏哲，陈世煌，
申请(专利权)人：力晶半导体股份有限公司，力捷电脑股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]