CN102456676B

CN102456676B - 影像感测器

Info

Publication number: CN102456676B
Application number: CN201010521154.7A
Authority: CN
Inventors: 罗文安
Original assignee: YATAI IMAGE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: YATAI IMAGE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-10-27
Filing date: 2010-10-27
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2030-10-27
Also published as: CN102456676A

Abstract

一种影像感测器，包含：一第一感测芯片；以及一第二感测芯片，该两感测芯片内各设有自成一列之若干个画素单元，这些画素单元用以感测影像以对应产生影像资料，其中该第一感测芯片内之画素单元与该第二感测芯片内之画素单元错开而分属两列，且该第一感测芯片内有一部份的画素单元与该第二感测芯片内一部份的画素单元位在相同的列位置上。该影像感测器能够提升扫描影像品质。

Description

影像感测器

技术领域

本发明是关于一种影像感测器，特别有关一种线型的影像感测器。

背景技术

接触式影像感测器模组（contact image sensor, CIS）已广泛应用于扫描仪、打印机及传真机等产品中，接触式影像感测器模组作为感测待扫描文件或待扫瞄物的电子元件，其感测的类型可如文字、照片及图片等。

在扫描纸本文件的过程中，接触式影像感测器模组先整合文件的第一条线，在读出文件的第一条线后，接触式影像感测器模组会送出信号予步进马达，收到信号后步进马达会驱动滚轮，直到文件的第二条线进入接触式影像感测器模组的读取区，接触式影像感测器模组接着继续读取文件的第二条线，如此重复步骤直到读取完文件上所有的线。

图1显示现有的影像感测器10的结构示意图。现有的影像感测器10主要是由若干个感测芯片11、12排列成长条而形成，每个感测芯片11、12内都设有自成一列的若干个画素单元15，这些画素单元15用以感测影像以对应产生影像资料，而位于不同感测芯片11、12的画素单元15亦对齐而成一列。这一列的画素单元15一次可感测文件一条线而产生对应文件一条线的影像资料。

现有的影像感测器10中，两感测芯片11、12之间会留有间隙，使得两感测芯片11、12间相邻接的画素单元15的间距与一般的画素单元15的间距不一致，甚至超过一般之画素单元15的间距，而导致扫描影像产生缺陷，严重者，扫描出的影像会有一条一条明显的细线。

如图1所示，就可支援最大解析度1200 DPI的影像感测器10为例。

D1	画素单元15的宽度	20um
			D2	两画素单元15的距离	21.16um
D3	最末端的画素单元15至感测芯片边缘之宽	2um
			D4	两感测芯片11、12切割后残留宽度	5~10um
D5	两感测芯片11、12间隔之宽度	5~15um

保守估计，感测芯片11之第一个画素单元15至感测芯片12之最末一个画素单元15的距离D，最小为20+2+5+5+5+2=39um，仍然超过支援解析度1200 DPI时两画素单元15的距离D2，即21.16um。甚至，最糟的状况，距离D最大为20+2+10+15+10+2=57um，中间已经少了超过两个画素宽度。可见，两感测芯片11、12间的间隙对扫描影像的品质影响很大，若设计不良，可能成为一个严重的问题。

图2显示现有的画素读取架构的示意图。各画素单元15内有光电二极管22、放大器24、晶体管开关26及重置晶体管28。光电二极管22用以感测光信号而产生代表影像资料的电流信号，该电流信号通过放大器24增益加强信号强度，晶体管开关26可以控制影像资料之输出，而重置晶体管28用以重置（offset）或清除资料。

利用在控制线201上施加控制信号，依次开启各画素单元15内的晶体管开关26，以依序读取光电二极管22产生的影像资料，该影像资料经由画素资料线202输出。但是，现有的画素读取架构中光电二极管22产生的影像资料为单向输出，因此限制了感测芯片11、12或画素单元15之排列设计的多样性，而无法解决两感测芯片11、12间之间隙所造成的扫描影像品质低劣的问题。

因此，如何改善感测芯片间之间隙所造成之扫描影像品质不佳的情况，实为目前产业中亟待解决的问题。

发明内容

本发明之目的在于提供一种影像感测器，以解决感测芯片间之间隙所造成之扫描影像品质不佳的问题。

根据前述目的，本发明提供一种影像感测器，包含：一第一感测芯片；以及一第二感测芯片，该两感测芯片内各设有自成一列之若干个画素单元，这些画素单元用以感测影像以对应产生影像资料，其中该第一感测芯片内之画素单元与该第二感测芯片内之画素单元错开而分属两列，且该第一感测芯片内有一部份的画素单元与该第二感测芯片内一部份的画素单元位在相同的列位置上。

由于第一感测芯片及第二感测芯片在端缘的画素单元是互相交迭或在相同的列位置上，因此于列方向而言，该两感测芯片中所有的画素单元都具有相同的间距，两感测芯片间于列方向上没有明显的间距，因此扫描出的影像品质较佳，不会有一条一条的细线，故可解决两感测芯片间之间隙所造成扫描影像品质不佳的问题。

附图说明

图1显示现有的影像感测器的结构示意图。

图2显示现有的画素读取架构的示意图。

图3显示依本发明实施之影像感测器的结构示意图。

图4显示依本发明实施之画素读取架构的示意图。

具体实施方式

本发明之影像感测器是将一长条型的影像感测器中至少一个感测芯片水平旋转180度后排列而成，且该旋转后的感测芯片与其他的感测芯片之画素单元成两列设置，且有些画素单元位在相同的列位置，藉此克服两感测芯片间之间隙所造成扫描影像品质不佳的问题。

图3显示依本发明实施之影像感测器30的结构示意图。本发明之影像感测器30包含若干个感测芯片31、32、33。每个感测芯片31、32、33内各设有自成一列之若干个画素单元35，这些画素单元35用以感测影像以对应产生影像资料。

如图3所示，第一感测芯片31内之画素单元35与第二感测芯片32内之画素单元35错开而分属两列，且第一感测芯片31内之画素单元35与第三感测芯片33内之画素单元35错开而分属两列，而第二感测芯片32内之画素单元35与第三感测芯片33内之画素单元35隶属同一列。

第一感测芯片31内有一部份的画素单元35与第二感测芯片32内一部份的画素单元35位在相同的列位置上，而第一感测芯片31内有另一部份的画素单元35与第三感测芯片33内一部份的画素单元35位在另一相同的列位置上。需注意的是，此处所谓列位置是指一维座标之定位，相同的列位置是指以一维座标定位时具有基本上相同的座标值。

第一感测芯片31、第二感测芯片32及第三感测芯片33中在端缘的画素单元35互相交迭或在相同的列位置上。例如：第一感测芯片31内末段之画素单元35与第二感测芯片32内首段之画素单元35同行排列，而第一感测芯片31内首段之画素单元35与第三感测芯片33内末段之画素单元35同行排列。需注意的是，上述首段与末段交迭之画素单元35的个数不限，但较佳可设定1~2个画素单元35交迭。如交迭之画素单元35的个数为一个，则为第一感测芯片31内最末一个画素单元35与第二感测芯片32内第一个画素单元35同行排列，或者是第一感测芯片31内第一个画素单元35与第三感测芯片33内最末一个画素单元35同行排列。

如上排列之第一感测芯片31、第二感测芯片32及第三感测芯片33中的两列画素单元15一次可感测文件一条线而产生对应文件一条线的影像资料，且各画素单元15产生的影像资料是于同一方向依序读出。

本发明中，由于第一感测芯片31、第二感测芯片32及第三感测芯片33中在端缘的画素单元35互相交迭或在相同的列位置上，因此于列方向而言，感测芯片31、32、33中所有的画素单元35都具有相同的间距，任两感测芯片间于列方向上没有明显的间距，因此扫描出的影像品质较佳，不会有一条一条的细线，故可解决两感测芯片间之间隙所造成扫描影像品质不佳的问题。

需进一步说明的是，互相交迭或在相同的列位置上的画素单元35产生之影像资料可通过软体补正，例如：将该两交迭之画素单元35各别产生的影像资料平均计算，取其两者之平均输出。

此外，本发明之影像感测器30中每个感测芯片31、32、33各具有一辨识点36及一控制单元38。各辨识点36可作为机具排列、对位各感测芯片31、32、33之用，设置各感测芯片31、32、33时，机具的取样相机可以按照各辨识点36，计算好距离来摆放各感测芯片31、32、33，因此可以精确地设置、排列画素单元35在相同的列位置上，交迭之画素单元35的距离可以获得适当的控制，可以将误差控制在±7um的范围内。

此外，本发明之影像感测器30中每个感测芯片31、32、33各具有一控制单元38。各控制单元38用以分别控制各感测芯片31、32、33内各自之画素单元35产生之影像资料的读取次序，并可使感测芯片31、32、33内之所有画素单元35产生之影像资料依相同方向依次读取。

此外，本发明之影像感测器30中各感测芯片31、32、33可为相同的感测芯片，或规格相一致的感测芯片，或者是相容的感测芯片，规格不同但相容的感测芯片亦可实施。

图4显示依本发明实施之画素读取架构的示意图。各画素单元35内有光电二极管42、放大器44、晶体管开关46及重置晶体管48。光电二极管42用以感测光信号而产生代表影像资料的电流信号，该电流信号通过放大器44增益加强信号强度，晶体管开关46可以控制影像资料之输出，而重置晶体管28用以重置（offset）或清除资料。

如图3及图4所示，本发明之影像感测器30中的控制单元38会产生控制信号通过控制线201传输，控制信号为具有高位准及低位准互相交替的信号，当控制信号为高位准（high level）时可使晶体管开关46开启（turn on）以输出光电二极管42所产生的影像资料，而当控制信号为低位准（low level）时，晶体管开关46关闭（turn off），此时不输出影像资料。另需说明的是，光电二极管42所产生的影像资料是经由画素资料线402传输。

控制单元38产生的控制信号会依次开启各画素单元35内的晶体管开关46，以依序读取光电二极管42产生的影像资料。控制单元38产生的控制信号可以于控制线401上依不同方向传输，亦即控制信号可以双向输入，而控制信号可控制影像资料以一第一方向依次读出，亦可控制影像资料以与该第一方向相反之一第二方向依次读出，亦即光电二极管42产生的影像资料可以选择两个方向之一输出，具双向输出之特性。

由于各感测芯片31、32、33产生之影像资料具有可双向输出的特性，因此各感测芯片31、32、33或画素单元35之排列设计局限较小，同时可以满足影像资料依同一方向依次读出的要求，将感测芯片水平旋转180度后（如第一感测芯片31）排列而成的线型架构能够获得支持并据以实施。

Claims

1.一种影像感测器，包含：

一第一感测芯片；以及

一第二感测芯片，该两感测芯片内各设有自成一列之若干个画素单元，这些画素单元用以感测影像以对应产生影像资料，其中该第一感测芯片内之画素单元与该第二感测芯片内之画素单元错开而分属两列，且该第一感测芯片内有一部份的画素单元与该第二感测芯片内一部份的画素单元位在相同的列位置上；

其中该第一感测芯片和该第二感测芯片内各具有一控制单元，用以分别控制该两感测芯片内各自之画素单元产生之影像资料的读取次序，该控制单元能够控制影像资料以一第一方向依次读出，亦能够使影像资料以与该第一方向相反之一第二方向依次读出。

2.根据权利要求1所述的影像感测器，其特征在于，更包含：

一第三感测芯片，其内设有自成一列之若干个画素单元，其中该第一感测芯片内之画素单元与该第三感测芯片内之画素单元错开而分属两列，且该第一感测芯片内有另一部份的画素单元与该第三感测芯片内一部份的画素单元位在另一相同的列位置上。

3.根据权利要求1所述的影像感测器，其特征在于：该第一感测芯片内末段之画素单元与该第二感测芯片内首段之画素单元同行排列。

4.根据权利要求3所述的影像感测器，其特征在于：该第一感测芯片内最末一个画素单元与该第二感测芯片内第一个画素单元同行排列。

5.根据权利要求1所述的影像感测器，其特征在于：该两感测芯片内之画素单元产生之影像资料是依相同方向依次读取。

6.根据权利要求1所述的影像感测器，其特征在于：该控制单元是藉由传送具有高位准及低位准互相交替的一控制信号，以控制影像资料的读取次序。

7.根据权利要求1所述的影像感测器，其特征在于：该两感测芯片内各具有一辨识点，作为机具排列、对位该两感测芯片之用。

8.根据权利要求1所述的影像感测器，其特征在于：该两感测芯片为相同的感测芯片。