CN106561048B - 预闪时间调整电路及使用其的影像感测器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种预闪时间调整电路。所述预闪时间调整电路包括第一预闪时间调整单元。第一预闪时间调整单元耦接于影像感测阵列。影像感测阵列包括多个像素单元。所述第一预闪时间调整单元包括连结切换模块以及储能电容。当影像感测阵列感测到光束时，连结切换模块选择性地导通其第一开关与储能电容，使储能电容开始向第一像素群中的多个第一像素单元充电，直至所述多个第一像素单元的多个双极性晶体管的基极‑射极电压达稳态。

Description

预闪时间调整电路及使用其的影像感测器
技术领域
本发明涉及一种预闪时间调整电路，且特别是一种可自适性地调整影像感测阵列的预闪时间的预闪时间调整电路，及使用其的影像感测器。
背景技术
光学鼠标通常包括用以照射一光学导航装置的工作平面的一光源以及具微型数字相机功能的影像感测器。影像感测器可用以连续检索对应被光学导航装置照亮的工作平面的多个影像以于光学鼠标因操作而于工作平面上移动时，通过依序比较检索的所述多个影像判断光学鼠标的移动速度与方向，藉以控制一显示屏幕上光标的运作。
影像感测器包括了影像感测阵列。影像感测阵列中包括了多个像素单元，以检索光学导航装置所照射的工作表面的影像。请参阅图1以及图2。图1是传统的像素单元的电路示意图。图2是传统的像素单元的运作波形示意图。
像素单元15包括P型金氧半场效晶体管MP1、N型金氧半场效晶体管MN1、N型金氧半场效晶体管MN2、N型金氧半场效晶体管MN3、P型金氧半场效晶体管MP2、双极性晶体管Q、感光元件PD以及电容C。P型金氧半场效晶体管MP1、N型金氧半场效晶体管MN1以及N型金氧半场效晶体管MN2共同组成回授放大电路150。N型金氧半场效晶体管MN3以及P型金氧半场效晶体管MP2共同组成快门电路151。回授放大电路150、快门电路151以及感光元件PD分别耦接于双极性晶体管Q。电容C耦接于快门电路151与接地端。电容C是用以储存感光元件PD所检索影像数据。
像素单元15的操作方式如下。在每一帧(Frame)的开始，发光单元(图1未绘示)提供光束照射工作平面，使得工作平面反射该光束并产生反射光束。感光元件PD根据感测到的反射光线的光强度产生基极电流IB。接着，回授放大电路150开始建立双极性晶体管Q的基极-射极电压VBE，以增加双极性晶体管Q的电流增益值(beta)至达稳态，例如约30。电流增益值为双极性晶体管Q的集极电流IC与基极电流IB之间的比值。当双极性晶体管Q的基极-射极电压VBE达稳态，双极性晶体管Q已操作在稳定的电流增益值并稳定产生射极电流IE。快门电路151接着会被快门信号SHUTTER触发，使得电容C通过射极电流IE进行放电，以检索影像信息。据此，在快门电路151被触发时，电容C的跨压会因电容C通过射极电流IE经双极性晶体管Q的射极进行放电，而随之降低。
自发光单元开始提供光束至双极性晶体管Q的基极-射极电压VBE达稳态所需时间被定义为像素单元15的预闪(Pre-Flash)时间。而从快门电路被触发的时间至完成检索影像所需时间则被定义为曝光时间。传统的影像感测器是将预闪时间设定为约为220微秒，而曝光时间为10微秒。
然而，传统的影像感测器存在一个问题。根据影像数据的亮度不同，像素单元15需要的预闪时间也会不同。为了达到良好的影像品质，亮度较暗的影像数据需要足够的预闪时间。换言之，亮度越暗的影像数据需要更长的预闪时间。另一方面，亮度较亮的影像数据则不需要太长的预闪时间。目前传统的影像感测器是将设定为固定值。当像素单元15在检索亮度较亮的影像数据时，双极性晶体管Q的基极-射极电压VBE达稳态后，预闪时间并不会马上结束。简而言之，若配合亮度较暗的影像数据将预闪时间设定的太长，则发光单元会浪费一部分功率。
发明内容
本发明实施例提供一种预闪时间调整电路。所述预闪时间调整电路包括第一预闪时间调整单元。第一预闪时间调整单元耦接于影像感测阵列。该影像感测阵列包括多个像素单元。所述第一预闪时间调整单元包括连结切换模块以及储能电容。连结切换模块的第一开关耦接于影像感测阵列的第一像素群，且连结切换模块的第二开关耦接于电压源。储能电容的第一端耦接于连结切换模块，且储能电容的第二端接地。第一像素群包括所述多个像素单元的多个第一像素单元。当影像感测阵列感测到光束时，连结切换模块选择性地导通其第一开关与储能电容，使储能电容开始向第一像素群中的所述多个第一像素单元充电，直至所述多个第一像素单元的多个双极性晶体管(bipolar junction transistor，BJT)的基极-射极电压达稳态。
本发明实施例提供一种影像感测器。所述影像感测器包括影像感测阵列以及预闪时间调整电路。预闪时间调整电路包括第一预闪时间调整单元。第一预闪时间调整单元耦接于影像感测阵列。影像感测阵列包括多个像素单元。所述第一预闪时间调整单元包括连结切换模块以及储能电容。连结切换模块的第一开关耦接于影像感测阵列的第一像素群，且连结切换模块的第二开关耦接于电压源。储能电容的第一端耦接于连结切换模块，且储能电容的第二端接地。第一像素群包括所述多个像素单元的多个第一像素单元。当影像感测阵列感测到光束时，连结切换模块选择性地导通其第一开关与储能电容，使储能电容开始向第一像素群中的所述多个第一像素单元充电，直至所述多个第一像素单元的多个双极性晶体管的基极-射极电压达稳态。
综上所述，本发明实施例所提供的预闪时间调整电路以及影像感测器，可以根据工作平面的影像数据的亮度来自适性地调整影像感测阵列中像素单元的预闪时间，以调整影像感测器的发光单元的工作时间。相较于传统的影像感测器将像素单元的预闪时间设为固定值，本发明实施例所提供的预闪时间调整电路以及影像感测器可以有效地减少发光单元所耗费的能量。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与说明书附图仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。
附图说明
图1是传统的像素单元的电路示意图。
图2是传统的像素单元的运作波形示意图。
图3是本发明实施例提供的影像感测器的示意图。
图4是本发明实施例提供的影像感测器的电路示意图。
图5是本发明实施例提供的影像感测器的运作波形示意图。
图6是本发明其他实施例提供的影像感测器的示意图。
图7是本发明其他实施例提供的影像感测器的示意图。
附图标记说明：
3、6、7：影像感测器
15：像素单元
30、60、70：影像感测阵列
31、61、71：预闪时间调整电路
150：回授放大电路
151：快门电路
300：像素群
310、610：预闪时间调整单元
311：比较器
600、700：第一像素群
601、701：第二像素群
710_1：第一预闪时间调整单元
710_2：第二预闪时间调整单元
SW、SW1、SW2、SW’：连结切换模块
SW_1、SW_1’、SW1_1、SW2_1：第一开关
SW_2、SW_2’、SW1_2、SW2_2：第二开关
SW_3’：第三开关
VDD：供应电压
VBIAS：偏压电压
VRST1、VRSTn：控制电压
SHUTTER：快门信号
Q、Q1、Qn：双极性晶体管
C：电容
C1：第一电容
Cn：第n电容
CS、CS’、CS1、CS2：储能电容
PD、PD1、PDn：感光元件
MN1、MN2、MN3、MN1_1、MN2_1、MN3_1、MN1_n、MN2_n、MN3_n：N型金氧半场效晶体管
MP1、MP2、MP1_1、MP2_1、MP1_n、MP2_n：P型金氧半场效晶体管
IB、IB1、IBn：基极电流
IE、IE1、IE2、IEn：射极电流
IETOL：充电电流
VBE：基极-射极电压
VC：电压电平
Vo：比较信号
VTH：门槛电压
S1：第一切换信号
S2：第二切换信号
LED：发光单元
具体实施方式
在下文将参看说明书附图更充分地描述各种例示性实施例，在说明书附图中展示一些例示性实施例。然而，本发明概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。确切而言，提供此等例示性实施例使得本发明将为详尽且完整，且将向熟习此项技术者充分传达本发明概念的范畴。在诸附图中，可为了清楚而夸示层及区的大小及相对大小。类似数字始终指示类似元件。
应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件或信号等，但此等元件或信号不应受此等术语限制。此等术语乃用以区分一元件与另一元件，或者一信号与另一信号。另外，如本文中所使用，术语「或」视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一者或者多者的所有组合。
请参阅图3，图3是本发明实施例提供的影像感测器的示意图。影像感测器3适用于光学导航装置(图3未绘示)，光学导航装置运作于工作平面上。光学导航装置包括发光单元LED(图3未绘示)，例如为发光二极管或激光二极管。发光单元LED用以提供光束照射工作平面。影像感测器3可用以检索影像数据。在本实施例中，光学导航装置包括光学鼠标、触控板(track pad)或是摇杆(joystick)，但本发明不加以限制。影像感测器3包括影像感测阵列30与预闪(Pre-Flash)时间调整电路31。影像感测阵列30耦接于预闪时间调整电路31。
影像感测阵列30包含适当的逻辑、电路和/或编码，用以检索相关于工作平面的影像。具体来说，影像感测阵列30包括多个像素单元(图3未绘示)并形成至少一像素群。像素单元用以接收入射光束并对应检索影像，以产生影像数据。在本实施例中，影像感测阵列30仅包括一个像素群。
影像感测阵列30例如为互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal-OxideSemiconductor，CMOS)影像感测阵列，或是电荷耦合元件(Charge-Coupled Device，CCD)影像感测阵列，本发明并不对此做限制。
预闪时间调整电路31包括至少一预闪时间调整单元310。预闪时间调整单元310包括连结切换模块SW与储能电容CS。连结切换模块SW的第一开关SW_1耦接于影像感测阵列30。连结切换模块SW的第二开关SW_2耦接于电压源，以接收供应电压VDD。连结切换模块SW还耦接于储能电容CS的第一端。储能电容CS的第二端则接地。连结切换模块SW用以选择性地导通其第一开关SW_1与储能电容CS，或是导通其第二开关SW_2与储能电容CS。
预闪时间调整电路31可以根据影像的亮度自适性地调整影像感测阵列30的预闪时间，使得影像感测阵列30检索对应的影像数据。通过设置预闪时间调整电路31于影像感测器3中，发光单元LED可以减少功率浪费。
为进一步说明影像感测器3的结构与作动，请参阅图4，图4是本发明实施例提供的影像感测器的电路示意图。如同前述，影像感测器3包括影像感测阵列30与预闪时间调整电路31。影像感测阵列30包括了像素群300，且像素群300是由N个像素单元并联所组成，N为大于1的正整数。
所述多个像素单元中的第一像素单元包括P型金氧半场效晶体管MP1_1、N型金氧半场效晶体管MN1_1、N型金氧半场效晶体管MN2_1、N型金氧半场效晶体管MN3_1、P型金氧半场效晶体管MP2_1、双极性晶体管Q1、感光元件PD1以及第一电容C1。在本实施例中，双极性晶体管Q1为PNP型双极性晶体管。P型金氧半场效晶体管MP1_1、N型金氧半场效晶体管MN1_1以及N型金氧半场效晶体管MN2_1共同组成回授放大电路。N型金氧半场效晶体管MN3_1以及P型金氧半场效晶体管MP2_1共同组成快门电路。
P型金氧半场效晶体管MP1_1的源极耦接于电压源，以接收供应电压VDD。P型金氧半场效晶体管MP1_1的栅极耦接于偏压端，以接收偏压电压VBIAS。P型金氧半场效晶体管MP1_1的漏极耦接于N型金氧半场效晶体管MN2_1的漏极。N型金氧半场效晶体管MN2_1的栅极耦接于双极性晶体管Q1的基极。N型金氧半场效晶体管MN2_1的源极接地。N型金氧半场效晶体管MN1_1的栅极耦接于P型金氧半场效晶体管MP1_1的漏极。N型金氧半场效晶体管MN1_1的漏极耦接于N型金氧半场效晶体管MN3_1的源极。N型金氧半场效晶体管MN1_1的源极耦接于双极性晶体管Q1的射极。
N型金氧半场效晶体管MN3_1的漏极耦接于控制端，以接收控制电压VRST1。此外，N型金氧半场效晶体管MN3_1的漏极还耦接于连结切换模块SW的第一开关SW_1。N型金氧半场效晶体管MN3_1的栅极耦接于P型金氧半场效晶体管MP2_1的栅极。P型金氧半场效晶体管MP2_1的漏极耦接于N型金氧半场效晶体管MN3_1的源极。P型金氧半场效晶体管MP2_1的栅极耦接于快门端，用以接收快门信号SHUTTER。P型金氧半场效晶体管MP2_1的源极耦接于第一电容C1的第一端。双极性晶体管Q1的集极与第一电容C1的第二端接地。上述的偏压端、控制端以及快门端分别耦接于控制电路(图4未绘示)。
感光元件PD1的阴极耦接于双极性晶体管Q1的基极。感光元件PD1的阳极接地。感光元件PD1的阴极并耦接于双极性晶体管Q1的基极。换句话说，感光元件PD1耦接于双极性晶体管Q1的基极与接地端之间。感光元件PD1例如为光二极管或是任何一种可将光强度对应转换成电压值的感光元件或是电路，故本发明并不加以限制。
像素群300中的其他像素单元的结构类似于第一像素单元，在此不再多加冗述。附带一提，上述像素单元的结构仅为举例说明。像素单元可以是任何一种可检索影像的电路，故本发明并不加以限制。
预闪时间调整电路31包括预闪时间调整单元310与比较器311。预闪时间调整单元310的结构与连接关系如同前述。比较器311的非反向输入端耦接于预闪时间调整单元310的储能电容CS的第一端，比较器311的反向输入端接收门槛电压VTH。
在每一帧(Frame)开始的时候，预闪时间调整单元310的连结切换模块SW的第一开关SW_1与储能电容CS导通，使得储能电容CS提供充电电流IETOL至所述多个像素单元。充电电流IETOL的电流大小相关于所述多个像素单元的双极性晶体管Q1～Qn的射极电流。以数学式来表示，则充电电流IETOL＝IE1+IE2+…+IEn，其中IE1是第一像素单元的双极性晶体管Q1的射极电流，IE2是第二像素单元的双极性晶体管Q2的射极电流，IEn是第二像素单元的双极性晶体管Qn的射极电流。
为方便说明，请配合参阅图5，图5是本发明实施例提供的影像感测器的运作波形示意图。在每一帧开始的时候，控制电路会先开启发光单元LED，以提供光束照射光学导航装置运作的工作平面。感光元件PD1根据感测到的反射光束的光强度产生基极电流IB1，其中反射光束是由工作平面反射该光束而产生。
同时，控制电路输出逻辑高电平的第一切换信号S1至连结切换模块SW，使得连结切换模块SW的第一开关SW_1与储能电容CS导通。此时，连结切换模块SW的第二端SW_2与储能电容CS不导通。
接着储能电容CS提供充电电流IETOL至所述多个像素单元。以第一像素单元来说，第一像素单元通过N型金氧半场效晶体管MN3_1接收充电电流IETOL后，P型金氧半场效晶体管MP1_1、N型金氧半场效晶体管MN1_1以及N型金氧半场效晶体管MN2_1开始建立双极性晶体管Q1的基极-射极电压VBE，以增加双极性晶体管Q1的电流增益值(beta)至达稳态，例如约30。电流增益值为双极性晶体管Q1的集极电流IC1与基极电流IB1之间的比值。当双极性晶体管Q1的电流增益值达稳态，代表双极性晶体管Q1工作于稳定的基极-射极电压VBE并产生稳定的射极电流IE1。
同理，第二像素单元至第N像素单元的双极性晶体管Q2～Qn的基极-射极电压VBE同样会开始升高并达稳态。所述多个像素单元的双极性晶体管的基极-射极电压VBE自开始升高至达稳态所花费的时间即为预闪时间。
储能电容CS所储存的电荷量会随着提供充电电流IETOL至所述多个像素单元而下降，即储能电容CS的第一端的电压电平VC会慢慢下降。进一步说，储能电容CS的第一端的电压电平VC相关于所述多个像素单元的基极-射极电压VBE。当储能电容CS的第一端的电压电平VC尚未低于门槛电压VTH时，比较器311输出逻辑高电平的比较信号Vo至控制电路。
在所述多个像素单元的双极性晶体管的基极-射极电压VBE皆达稳态后，储能电容CS的第一端的电压电平VC将低于门槛电压VTH。届时，比较器311输出逻辑低电平的比较信号Vo至控制电路。
感测到比较信号Vo的逻辑电平由逻辑高电平变化为逻辑低电平后，控制电路输出逻辑低电平的第一切换信号S1，使得连结切换模块SW的第一开关SW_1与储能电容CS停止导通，以结束所述多个像素单元的预闪时间。此外，控制电路还输出逻辑高电平的第二切换信号S2，使得连结切换模块SW的第二开关SW_2与储能电容CS开始导通，以将储能电容CS的第一端的电压电平VC重置为起始电压。
另一方面，控制电路还输出快门信号SHUTTER至所述多个像素单元的快门端，以启动所述多个感光元件PD1…PDn的曝光时间，使得所述多个像素单元的第一电容C1…第n电容Cn可经双极性晶体管Q1…Qn的射极与集极，以稳定的射极电流IE1…IEn进行放电。据此，所述多个像素单元可准确地检索于工作平面的影像数据。
由图5可知，预闪时间与曝光时间之间还有一段间隔时间。在间隔时间，控制电路接收比较器311输出的比较信号Vo，并根据比较信号Vo输出第一切换信号S1、第二切换信号S2以及快门信号SHUTTER。本发明并不限制间隔时间的长度。在较佳实施例中，间隔时间被设定为趋近于零。
总而言之，本发明实施例所提供的预闪时间调整电路31可以根据工作平面的影像数据的亮度来自适性地调整所述多个像素单元的预闪时间。当影像数据的亮度较暗，则预闪时间调整电路31通过连结切模块SW将所述多个像素单元的预闪时间调长。反之，当影像数据的亮度较亮，预闪时间调整电路31通过连结切模块SW将所述多个像素单元的预闪时间调短。如此一来，发光单元LED便不会在双极性晶体管Q1…Qn的基极-射极电压VBE皆达稳态后还继续提供光束，以节省发光单元LED消耗的电量。
举例来说，当影像数据的亮度较亮时，双极性晶体管Q1…Qn的基极-射极电压VBE仅需要30微秒即可达到稳态。发光单元LED便只需要提供光束30微秒即可。相较于传统的影像感测器将预闪时间固定为220微秒，本发明实施例所提供的影像感测器3可以节省发光单元LED 86％的能量消耗。
附带一提，曝光时间的长短相关于预闪时间的长短，即曝光时间的长短会因影像数据的亮度有所变化。预闪时间越长代表影像数据的亮度越低，则所述多个像素单元需要越长的曝光时间来检索影像数据。
当影像感测阵列30中某一个的像素单元(例如为第N像素单元)因毁损或其他因素而无法精准地检索影像数据时，控制电路可停止提供电流至第N像素单元，以减少能量消耗。
请参阅图6，图6是本发明其他实施例提供的影像感测器的示意图。图6的影像感测器6的结构类似于图3的影像感测器3，以下仅针对不同处进行描述。
影像感测器6同样包括影像感测阵列60与预闪时间调整电路61。与影像感测器3不同的地方在于，预闪时间调整电路61的预闪时间调整单元610的连结切换模块SW’除了第一开关SW_1’以及第二开关SW_2’外，还包括第三开关SW_3’。此外，影像感测阵列60被划分为第一像素群600与第二像素群601。第一像素群600与第二像素群601分别包括多个像素单元。
连结切换模块SW’的第一开关SW_1’耦接于第一像素群600。连结切换模块SW’的第二开关SW_2’耦接于电压源，以接收供应电压VDD。连结切换模块SW’还耦接于储能电容CS’的第一端。储能电容CS’的第二端接地。连结切换模块SW’的第三开关SW_3’耦接于第二像素群601。
预闪时间调整电路61的工作原理类似于前述的预闪时间调整电路31。当影像感测器6欲使用第一像素群600检索影像数据时，控制电路(图6未绘示)输出第一切换信号S1’以导通连结切换模块SW’的第一开关SW_1’与储能电容CS’。储能电容CS’接着开始提供充电电流至第一像素群600。预闪时间调整单元610根据影像数据的亮度对应地调整第一像素群600的第一预闪时间。
当第一像素群600内的所有双极性晶体管(图6未绘示)均达稳态后，连结切换模块SW’导通其第二开关SW_2’与储能电容CS’，并停止导通其第二开关SW_1’与储能电容CS’，使得储能电容CS’储存的电荷量被重置。接着，第一像素群600开始曝光并检索影像数据。
或者，当影像感测器6欲使用第二像素群601检索影像数据时，控制电路输出第四切换信号S4’导通连结切换模块SW’的第三开关SW_3’与储能电容CS’。储能电容CS’接着开始提供充电电流至第二像素群601。预闪时间调整单元610根据影像数据的亮度对应地调整第二像素群601的第二预闪时间。
第一像素群600内的所述多个像素单元受控于连结切换模块SW’的第一开关SW_1’，且第二像素群601内的所述多个像素单元受控于连结切换模块SW’的第三开关SW_3’。对连结切换模块SW’而言，第一像素群600内的所述多个像素单元具有相同的第一预闪时间，且第二像素群601内的所述多个像素单元具有相同的第二预闪时间。根据影像数据的亮度，第一像素群600的第一预闪时间可能与第二像素群601的第二预闪时间相同，亦可能与第二像素群601的第二预闪时间不同。
根据影像感测器6的应用，预闪时间调整电路61可以同时提供充电电流至第一像素群600与第二像素群601，也可以是交替地提供充电电流至第一像素群600与第二像素群601。
附带一提，在本实施例中，影像感测阵列60被划分为两个像素群。然而，本发明并不限定于此。于其他实施例中，影像感测阵列60可以被划分为M个像素群(M为大于1的正整数)，且连结切换模块SW’根据所述多个像素群的数量对应地增加接脚数量，以自适性地调整所述多个像素群的预闪时间。
请参阅图7，图7是本发明其他实施例提供的影像感测器的示意图。图7的影像感测器7的结构类似于图3的影像感测器3以及图6的影像感测器6，以下仅针对不同处进行描述。
影像感测器7同样包括影像感测阵列70与预闪时间调整电路71。与影像感测器3、6不同的地方在于，预闪时间调整电路71包括第一预闪时间调整单元710_1以及第二预闪时间调整单元710_2。此外，影像感测阵列70被划分为第一像素群700与第二像素群701。第一像素群700与第二像素群701分别包括多个像素单元。
第一预闪时间调整单元710_1包括连结切换模块SW1。连结切换模块SW1包括第一开关SW1_1以及第二开关SW1_2。连结切换模块SW1的第一开关SW1_1耦接于第一像素群700。连结切换模块SW1的第二开关SW1_2耦接于电压源，以接收供应电压VDD。连结切换模块SW1还耦接于储能电容CS1的第一端。储能电容CS1的第二端接地。
第一预闪时间调整单元710_1的工作原理类似于前述的预闪时间调整电路310，于此不再多加冗述。预闪时间调整电路71可通过第一预闪时间调整单元710_1对应地调整第一像素群700的第一预闪时间。
另一方面，第二预闪时间调整单元710_2包括连结切换模块SW2。连结切换模块SW2包括第一开关SW2_1以及第二开关SW2_2。连结切换模块SW2的第一开关SW2_1耦接于第二像素群701。连结切换模块SW2的第二开关SW2_2耦接于电压源，以接收供应电压VDD。连结切换模块SW2还耦接于储能电容CS2的第一端。储能电容CS2的第二端接地。
第二预闪时间调整单元710_2的工作原理类似于前述的预闪时间调整电路310，于此不再多加冗述。预闪时间调整电路71可通过第二预闪时间调整单元710_2对应地调整第二像素群701的第二预闪时间。
第一预闪时间调整单元710_1与第二预闪时间调整单元710_2为彼此独立的元件。根据影像感测器7的应用，预闪时间调整电路71可以同时提供充电电流至第一像素群700与第二像素群701，也可以是交替地提供充电电流至第一像素群700与第二像素群701。另外，根据影像数据的亮度，第一像素群700的第一预闪时间可能与第二像素群701的第二预闪时间相同，亦可能与第二像素群701的第二预闪时间不同。
附带一提，在本实施例中，预闪时间调整电路71仅包括第一预闪时间调整单元710_1以及第二预闪时间调整单元710_2。然而，本发明并不以此为限。在其他实施例中，预闪时间调整电路71可以包括X个预闪时间调整单元(X为大于1的正整数)，且影像感测阵列70依据预闪时间调整单元的数量被划分为X个像素群。如此一来，预闪时间调整电路71便可自适性地调整所述多个像素群的预闪时间。
综上所述，本发明实施例所提供的预闪时间调整电路以及影像感测器，可以根据工作平面的影像数据的亮度来自适性地调整影像感测阵列中像素单元的预闪时间，以调整影像感测器的发光单元的工作时间。相较于传统的影像感测器将像素单元的预闪时间设为固定值，本发明实施例所提供的预闪时间调整电路以及影像感测器可以有效地减少发光单元所耗费的能量。
以上所述，仅为本发明最佳的具体实施例，而本发明的特征并不局限于此，任何本领域技术人员在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰，皆可涵盖在以下本案的专利范围。

Claims (12)

1.一种预闪时间调整电路，包括一第一预闪时间调整单元，该第一预闪时间调整单元耦接于一影像感测阵列，其中该影像感测阵列包括多个像素单元，其特征在于，该第一预闪时间调整单元包括：
一连结切换模块，其中该连结切换模块的第一开关耦接于该影像感测阵列的一第一像素群，且该连结切换模块的第二开关耦接于一电压源，其中该第一像素群包括所述多个像素单元的多个第一像素单元；以及
一储能电容，其中该储能电容的第一端耦接于该连结切换模块，且该储能电容的第二端接地；
其中，当该影像感测阵列感测到一光束时，该连结切换模块选择性地导通其第一开关与该储能电容，使该储能电容开始向该第一像素群中的所述多个第一像素单元充电，直至所述多个第一像素单元的多个双极性晶体管的一基极-射极电压达稳态；
其中，所述多个第一像素单元的所述多个双极性晶体管的基极-射极电压自开始升高至稳态间所花费的时间是一第一预闪时间；
其中，该储能电容的第一端还耦接于一比较器的一非反向输入端，且该比较器的一反向输入端接收一门槛电压，当该储能电容的第一端的电压电平高于该门槛电压，该比较器输出一逻辑高电平的比较信号；其中，该储能电容的第一端的电压电平相关于该第一像素群中所述多个第一像素单元的基极-射极电压；
其中，该储能电容所储存的电荷量随着时间而下降，使得该储能电容的第一端的电压电平下降，接着该第一像素群中所述多个第一像素单元的基极-射极电压上升，直到该储能电容的第一端的电压电平低于该门槛电压，该比较器输出一逻辑低电平的比较信号，以结束所述多个第一像素单元的预闪；以及
其中，当该比较器输出该逻辑低电平的比较信号时，一控制电路输出一切换信号至该预闪时间调整单元，使得该连结切换模块的第一开关与该储能电容停止导通，且该连结切换模块的第二开关与该储能电容导通，接着该储能电容的第一端的电压电平被重置为一起始电压。
2.如权利要求1所述的预闪时间调整电路，其中当该连结切换模块选择性地导通其第一开关与该储能电容时，该连结切换模块的该第二开关与该储能电容不导通。
3.如权利要求1所述的预闪时间调整电路，其中当该比较器输出该逻辑低电平的比较信号时，一控制电路输出一快门信号至该影像感测阵列，使得所述多个像素单元检索一影像数据。
4.如权利要求1所述的预闪时间调整电路，其中该连结切换模块还包括：
一第三开关，耦接于该影像感测阵列的一第二像素群，其中该第二像素群包括所述多个像素单元的多个第二像素单元；
其中该预闪时间调整单元根据一切换信号选择性地导通其第三开关与该储能电容，使得该储能电容开始向该第二像素群中的所述多个第二像素单元充电，直至所述多个第二像素单元的多个双极性晶体管的一基极-射极电压达稳态。
5.如权利要求1所述的预闪时间调整电路，其中该预闪时间调整电路还包括：
一第二预闪时间调整单元，该第二预闪时间调整单元耦接于该影像感测阵列的一第二像素群，其中该第二像素群包括所述多个像素单元的多个第二像素单元；
其中该第一像素群中的所述多个第一像素单元具有相同的一第一预闪时间，且该第二像素群中的所述多个第二像素单元具有相同的一第二预闪时间。
6.如权利要求1所述的预闪时间调整电路，其中该影像感测阵列是一互补式金属氧化物半导体影像感测阵列，或是一电荷耦合元件影像感测阵列。
7.一种影像感测器，其特征在于，包括：
一影像感测阵列，包括多个像素单元；以及
一预闪时间调整电路，包括一第一预闪时间调整单元，耦接于该影像感测阵列，其中该第一预闪时间调整单元包括：
一连结切换模块，其中该连结切换模块的第一开关耦接于该影像感测阵列的一第一像素群，且该连结切换模块的第二开关耦接于一电压源，其中该第一像素群包括所述多个像素单元的多个第一像素单元；以及
一储能电容，其中该储能电容的第一端耦接于该连结切换模块，且该储能电容的第二端接地；
其中，当该影像感测阵列感测到一光束时，该连结切换模块选择性地导通其第一开关与该储能电容，使该储能电容开始向该第一像素群中的所述多个第一像素单元充电，直至所述多个第一像素单元的多个双极性晶体管的一基极-射极电压达稳态；
其中，所述多个第一像素单元的所述多个双极性晶体管的基极-射极电压自开始升高至稳态间所花费的时间是一第一预闪时间；
其中，该储能电容的第一端还耦接于一比较器的一非反向输入端，且该比较器的一反向输入端接收一门槛电压，当该储能电容的第一端的电压电平高于该门槛电压，该比较器输出一逻辑高电平的比较信号；其中，该储能电容的第一端的电压电平相关于该第一像素群中所述多个第一像素单元的基极-射极电压；
其中，该储能电容所储存的电荷量随着时间而下降，使得该储能电容的第一端的电压电平下降，接着该第一像素群中所述多个第一像素单元的基极-射极电压上升，直到该储能电容的第一端的电压电平低于该门槛电压，该比较器输出一逻辑低电平的比较信号，以结束所述多个第一像素单元的预闪；以及
其中，当该比较器输出该逻辑低电平的比较信号时，一控制电路输出一切换信号至该预闪时间调整单元，使得该连结切换模块的第一开关与该储能电容停止导通，且该连结切换模块的第二开关与该储能电容导通，接着该储能电容的第一端的电压电平被重置为一起始电压。
8.如权利要求7所述的影像感测器，其中当该连结切换模块选择性地导通其第一开关与该储能电容时，该连结切换模块的该第二开关与该储能电容不导通。
9.如权利要求7所述的影像感测器，其中当该比较器输出逻辑低电平的比较信号时，一控制电路输出一快门信号至该影像感测阵列，使得所述多个像素单元检索一影像数据。
10.如权利要求7所述的影像感测器，其中该连结切换模块还包括：
一第三开关，耦接于该影像感测阵列的一第二像素群，其中该第二像素群包括所述多个像素单元的多个第二像素单元；
其中当该预闪时间调整单元根据一切换信号选择性地导通其第三开关与该储能电容，使得该储能电容开始向该第二像素群中的所述多个第二像素单元充电，直至所述多个第二像素单元的多个双极性晶体管的一基极-射极电压达稳态。
11.如权利要求7所述的影像感测器，其中该预闪时间调整电路还包括：
一第二预闪时间调整单元，该第二预闪时间调整单元耦接于该影像感测阵列的一第二像素群，其中该第二像素群包括所述多个像素单元的多个第二像素单元；
其中该第一像素群中的所述多个第一像素单元具有相同的一第一预闪时间，且该第二像素群中的所述多个第二像素单元具有相同的一第二预闪时间。
12.如权利要求7所述的影像感测器，其中该影像感测阵列是一互补式金属氧化物半导体影像感测阵列，或是一电荷耦合元件影像感测阵列。
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