CN112243097B - 影像传感装置及影像传感方法 - Google Patents

影像传感装置及影像传感方法 Download PDF

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Abstract

一种影像传感装置及影像传感方法。影像传感装置包括影像传感阵列、多个模拟数字转换器、复用器、写入控制器、存储器以及读取控制器。影像传感阵列中的每个像素捕获区域同时地依序获取多个模拟像素数据。每个模拟数字转换器将这些模拟像素数据转换为多个数字像素数据。写入控制器从复用器接收由模拟数字转换器产生的数字像素数据，并依据相关于这些数字像素数据的第一像素排列将这些数字像素数据写入存储器。读取控制器依据符合视讯格式的第二像素排列以读取存储器中的这些数字像素数据，从而产生符合视讯格式的视讯信号。

Description

影像传感装置及影像传感方法
技术领域
本发明是有关于一种影像传感技术，且特别是有关于一种实现高画质影像传感及视讯编码的影像传感装置及影像传感方法。
背景技术
由于影像传感技术持续进步，当今影像传感系统所捕获的影像画质亦逐步提升，使得影像传感元件(如，CMOS像素阵列)上的像素数目急遽增加。
然而，为了追求高分辨率，影像传感元件将需要传感更多数目的像素。当像素数目愈多，能够分配给影像传感元件上每个像素的工作时间便会愈短。使得模拟设计线路难度大幅增加，操作频率越高杂讯也相对提高，对于影像品质影响甚巨，若以每秒30个帧(frame)的帧率来实现影像传感系统的话，虽然每一行(row)扫描线上的像素可以同时进行传感及捕获，但因高画质影像的需求而使得影像传感元件的行数目持续增加，导致在传感像素时的工作时间愈发不足。例如，在分辨率为具备525条扫描线的美国国家电视系统委员会(NTSC)标准影像的情况下，每条扫描线的工作时间约略为(1/30)/525秒；而在分辨率为具备2000条的影像的情况下，每条扫描线的工作时间约略为(1/30)/2000秒。为此，许多厂商皆在寻找如何在高分辨率的情况下，增加影像传感元件在传感每条扫描线的工作时间的方式。
发明内容
本发明提供一种影像传感装置及影像传感方法，是利用多个像素捕获区域以及对应的多个模拟数字转换器同时进行信号转换，并在从存储器读取数字像素数据时直接按照符合视讯格式的像素排列进行，即可迅速地产生特定视讯格式的视讯信号，不需进行繁杂的模拟-数字信号转换。
本发明的影像传感装置包括影像传感阵列、多个模拟数字转换器、复用器、写入控制器、存储器以及读取控制器。影像传感阵列区分为多个像素捕获区域。每个像素捕获区域的扫描线长度皆为相同，且每个像素捕获区域同时地依序获取多个模拟像素数据。每个模拟数字转换器耦接至对应的每个像素捕获区域，以将从对应的像素捕获区域所传感到的模拟像素数据转换为多个数字像素数据。复用器耦接这些模拟数字转换器的输出端，写入控制器耦接复用器，存储器耦接写入控制器，且读取控制器耦接存储器。存储器用以暂存及缓冲数字像素数据。写入控制器从复用器接收由模拟数字转换器产生的数字像素数据，并依据相关于数字像素数据的第一像素排列将数字像素数据写入存储器。读取控制器依据符合视讯格式的第二像素排列以读取存储器中的数字像素数据，从而产生符合视讯格式的视讯信号。
本发明的影像传感方法包括下列步骤。通过影像传感阵列来捕获影像，此影像传感阵列区分为多个像素捕获区域，每个像素捕获区域的扫描线长度皆为相同，且每个像素捕获区域同时地依序获取多个模拟像素数据。通过多个模拟数字转换器以将与模拟数字转换器对应的像素捕获区域所传感到的模拟像素数据转换为多个数字像素数据。接收由模拟数字转换器产生的数字像素数据，并依据相关于数字像素数据的第一像素排列将数字像素数据写入存储器。以及，依据符合视讯格式的第二像素排列以读取存储器中的数字像素数据，从而产生符合视讯格式的视讯信号。
本发明的影像传感装置包括影像传感阵列、多个模拟数字转换器、复用器、写入控制器、存储器以及读取控制器。影像传感阵列区分为多个像素捕获区域。每个像素捕获区域的扫描线长度皆为相同，且每个像素捕获区域同时地依序获取多个模拟像素数据。每个模拟数字转换器耦接至对应的每个像素捕获区域，以将从对应的像素捕获区域所传感到的模拟像素数据转换为多个数字像素数据。复用器耦接模拟数字转换器的输出端。写入控制器耦接复用器，写入控制器用以控制复用器以接收数字像素数据。存储器耦接写入控制器。写入控制器透过存储器以暂存及缓冲数字像素数据。读取控制器耦接存储器。读取控制器用以将存储器中的数字像素数据整合为视讯信号。相邻的像素捕获区域对于模拟像素数据的获取顺序互不相同。
基于上述，本发明实施例所述的影像传感装置及影像传感方法系利用多个像素捕获区域以及对应的多个模拟数字转换器同时进行信号转换以使像素数据成为数字形式，从而增加工作效率，且使影像传感阵列中的每个像素传感单元获得更多的扫描线工作时间。并且，在从存储器读取数字像素数据时，本实施例直接采用符合视讯格式的像素排列。如此一来，在这些数字像素数据已按照符合视讯格式的像素排列的情况下，即可迅速地产生特定视讯格式的视讯信号，不需进行繁杂的模拟-数字信号转换，例如，不需利用诸如“像素顺序重新排列”、“视讯编码”等设备再次调整数字像素数据。再者，本实施例在每个像素传感单元所占的布局区域中设计有数量等同于像素捕获区域的数目的数据线，这些数据线中虽然仅有其中一条会连接到对应的像素传感单元，但会使每个像素传感单元在经布局后的物理特性(如，电容耦合特性)上相近似，不会因为不同像素传感单元所占的布局区域上经过不同数量的数据线而产生更均匀的物理特性。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1是依照本发明一实施例的一种影像传感装置的方块图。
图2是依照本发明的一实施例的一种影像传感方法的流程图。
图3是依照本发明另一实施例的影像传感阵列中多个像素捕获区域及其采用的模拟像素数据的获取顺序的示意图。
图4是依照本发明一实施例的一种影像传感方法的流程图。
附图标号说明
100：影像传感装置
110：影像传感阵列
120：复用器
130：写入控制器
140：存储器
150：读取控制器
S410～S440：步骤
Y1～Y2000：扫描线
X1～X4000：像素
VD1～VD4：像素捕获区域
LVD1～LVD4：数据线组
DL1～DL4、LVD1-1、LVD2-1、LVD3-1、LVD4-1：数据线
ADC1～ADC4：模拟数字转换器
A1～A2000：像素传感单元的布局区域
D1～D4：箭头
具体实施方式
图1是依照本发明一实施例的一种影像传感装置100的方块图。影像传感装置100主要包括影像传感阵列110、多个模拟数字转换器(ADC)ADC1～ADC4、复用器120、写入控制器130、存储器140以及读取控制器150。本实施例的影像传感装置100可应用于高分辨率之监视设备、保全系统、车用设备、手机、AI影像辨识…等与影像捕获相关的资讯系统或电子设备中。存储器140亦可称为帧缓存器(frame buffer)，可由动态随机存储器、闪存等实现。
影像传感阵列110可用CMOS像素阵列实现。影像传感阵列110包括排列成行(row)与列(column)的多个像素传感单元。像素传感单元可由光二极体和多个电晶体构成。应用本实施例者可依其需求设定影像传感阵列110的分辨率与像素排列的数量。影像传感阵列110的分辨率可与目前经常使用的视讯格式相当，亦可使用上述视讯格式的扫瞄时序，例如循序扫瞄(Progressive Scan)/交错式扫描(Interlanced Scan)等，来捕获影像。本实施例的影像传感阵列110亦可由使用者自行定义其分辨率，例如，本实施例以4000×2000像素呈现的视讯格式来作为影像传感装置100的影像传感阵列110中的分辨率。也就是说，影像传感阵列110具备2000条扫描线(依序标示为扫描线Y1至扫描线Y2000)。每条扫描线具备4000个像素传感单元，这些像素传感单元侦测到的像素值依序标示为像素X1至像素X4000。
影像传感装置100中的各个元件(影像传感阵列110、模拟数字转换器ADC1～ADC4、复用器120、写入控制器130、存储器140以及读取控制器150)依需求可利用背照(back sideillumination；BSI)进程整合在同一个或多个集成电路中，更为节省电路板的布线面积且增加这些元件的工作效率。
另一方面，为增加影像传感阵列110在捕获影像的工作效率，且使影像传感阵列中的每个像素传感单元获得更多的扫描线工作时间，本实施例的影像传感阵列110区分为多个像素捕获区域。像素捕获区域是将影像传感阵列110的扫描线Y1～Y200除以N而产生，N为正整数。在此假设N为4，因此像素捕获区域的数目等于4，例如是图1呈现的4个像素捕获区域VD1～VD4。像素捕获区域VD1～VD4的扫描线长度皆为相同，也就是，扫描线长度皆为4000个像素。每个像素捕获区域VD1～VD4中扫描线数目为2000除以4后的数值(亦即，”500”)。换句话说，像素捕获区域VD1由扫描线Y1～Y500组成；像素捕获区域VD2由扫描线Y501～Y1000组成；像素捕获区域VD3由扫描线Y1001～Y1500组成；像素捕获区域VD4由扫描线Y1501～Y2000组成。于符合本发明实施例的其他实施例中，像素捕获区域的数目N可以是任意正整数2、3、4、5…等。于符合本发明实施例的其他实施例中，每个像素捕获区域的扫描线数量也不一定皆为相同，例如，当上述N为3且影像传感阵列110具备2000条扫描线时，前两个像素捕获区域可具备667条扫描线，最后一个像素捕获区域则具备666条扫描线。本实施例的所述多个像素捕获区域是从同一个影像传感阵列中进行区分，并不是将不同的影像传感阵列整合在一起，因此这些像素捕获区域之间并没有边界效应，不需另外处理如“影像拼接”等情形。
当影像传感阵列110在捕获影像时，像素捕获区域VD1～VD4将会同时地依序获取多个模拟像素数据。为方便说明，以下将各个像素数据表示为(Xa，Yb)，亦即，像素数据(Xa，Yb)表示在扫描线Yb上像素Xa的像素数据，其中a为1到4000之间的自然数，b为1到2000之间的自然数。像素捕获区域VD1～VD4中对应像素捕获单元的多个数据线分别以数据线组LVD1、LVD2、LVD3以及LVD4标示。本发明实施例以每个模拟像素数据为10比特(10-bit)作为举例，因此模拟数字转换器ADC1～ADC4每次可转换10比特的信号，且复用器120从模拟数字转换器ADC1～ADC4分别获得10比特的信号并且受到写入控制器130的控制而将这四个10比特信号依序排列。于其他实施例中，每个模拟像素数据也可以为8比特来实现，应用本发明者不限制于此。
在此举例说明像素捕获区域VD1～VD4如何同时地依序获取多个模拟像素数据。在捕获此画面的第一时间点时，像素捕获区域VD1获得其最左上角的模拟像素数据(X1，Y1)，与此同时，像素捕获区域VD2获得其最左上角的模拟像素数据(X1，Y501)，像素捕获区域VD3获得其最左上角的模拟像素数据(X1，Y1001)，且像素捕获区域VD4获得其最左上角的模拟像素数据(X1，Y1501)。在捕获此画面的第二时间点时，像素捕获区域VD1获得其最左上角的模拟像素数据(X2，Y1)，与此同时，像素捕获区域VD2获得其最左上角的模拟像素数据(X2，Y501)，像素捕获区域VD3获得其最左上角的模拟像素数据(X2，Y1001)，且像素捕获区域VD4获得其最左上角的模拟像素数据(X2，Y1501)，并依此类推，直至扫描线Y1、Y501、Y1001以及Y1501上所有的像素皆获取模拟像素数据后，像素捕获区域VD1～VD4同时地转向下一条扫描线Y2、Y502、Y1002以及Y1502以获取这些扫描线上的模拟像素数据，直至像素捕获区域VD1～VD4中所有的模拟像素数据皆被获取。在获取完像素捕获区域VD1～VD4上某些像素捕获单元中的模拟像素数据后，这些像素捕获单元会进行重置操作，并接续地进行下个画面的像素传感。也就是说，像素捕获区域VD1～VD4是从第一条扫描线(如，像素捕获区域VD1的扫描线Y1、像素捕获区域VD2的扫描线Y501、像素捕获区域VD3的扫描线Y1001、像素捕获区域VD4的扫描线Y1501)正序排列地至最后一条扫描线(如，像素捕获区域VD1的扫描线Y500、像素捕获区域VD2的扫描线Y1000、像素捕获区域VD3的扫描线Y1500、像素捕获区域VD4的扫描线Y2000)以获取这些扫描线上想素传感单元的模拟像素数据。此种扫描时序亦可称为是Z型循序扫描。
模拟数字转换器ADC1、ADC2、ADC3以及ADC4分别耦接至对应的像素捕获区域VD1、VD2、VD3以及VD4以接收数据线组LVD1、LVD2、LVD3以及LVD4，并且将对应的像素捕获区域VD1、VD2、VD3以及VD4所传感到的模拟像素数据转换为多个数字像素数据。例如，在上述第一时间点时，模拟数字转换器ADC1、ADC2、ADC3以及ADC4分别地且同时地接收模拟像素数据(X1，Y1)、(X1，Y501)、(X1，Y1001)及(X1，Y1501)并将这些模拟像素数据转换为数字像素数据(X1，Y1)、(X1，Y501)、(X1，Y1001)及(X1，Y1501)，之后依此类推。例如，在上述第二时间点时，模拟数字转换器ADC1、ADC2、ADC3以及ADC4分别地且同时地接收模拟像素数据(X2，Y1)、(X2，Y501)、(X2，Y1001)及(X2，Y1501)并将这些模拟像素数据转换为数字像素数据(X2，Y1)、(X2，Y501)、(X2，Y1001)及(X2，Y1501)。
复用器120耦接模拟数字转换器ADC1～ADC4的输出端。复用器120的每个输入端为10比特，且其输出端亦为10比特。写入控制器130耦接复用器120，存储器140耦接写入控制器130，且读取控制器150耦接存储器140。
写入控制器130可控制复用器120以接收数字像素数据。详细来说，写入控制器130控制复用器120以调整同一时间点从模拟数字转换器ADC1、ADC2、ADC3以及ADC4所获得的数字像素数据的顺序，以从复用器120接收由模拟数字转换器ADC1～ADC4产生的数字像素数据，并依据相关于数字像素数据的第一像素排列将这些数字像素数据写入存储器140。例如，在上述第一时间点时，复用器120的四个输入端分别接收数字像素数据(X1，Y1)、(X1，Y501)、(X1，Y1001)及(X1，Y1501)，写入控制器130便控制复用器120来依序地从模拟数字转换器ADC1、ADC2、ADC3以及ADC4接收数字像素数据(X1，Y1)、(X1，Y501)、(X1，Y1001)及(X1，Y1501)。在此将数字像素数据(X1，Y1)、(X1，Y501)、(X1，Y1001)及(X1，Y1501)的像素排列称为是第一像素排列的一部分。并且，写入控制器130将以此第一像素排列而形成的这些数字像素数据依序地、以存储器140的连续性位址写入到存储器140的对应位置。藉此来实现写入控制器130利用数字像素数据的第一像素排列以将数字像素数据写入存储器140。
在此以本实施例上述描述来举例数字像素数据的“第一像素排列”。“第一像素排列”依序为：像素捕获区域VD1～VD4中第一条扫描线上同时获取的数字像素数据(X1，Y1)、(X1，Y501)、(X1，Y1001)、(X1，Y1501)、数字像素数据(X2，Y1)、(X2，Y501)、(X2，Y1001)、(X2，Y1501)…，并类推至数字像素数据(X4000，Y1)、(X4000，Y501)、(X4000，Y1001)、(X4000，Y1501)，然后类推至像素捕获区域VD1～VD4中下一个扫描线上同时获取的数字像素数据，即数字像素数据(X1，Y2)、(X1，Y502)、(X1，Y1002)、(X1，Y1502)…数字像素数据(X4000，Y2)、(X4000，Y502)、(X4000，Y1002)、(X4000，Y1502)…，直至像素捕获区域VD1～VD4中最后一个扫描线上同时获取的数字像素数据，即数字像素数据(X1，Y500)、(X1，Y1000)、(X1，Y1500)、(X1，Y2000)…数字像素数据(X4000，Y500)、(X4000，Y1000)、(X4000，Y1500)、(X4000，Y2000)。
读取控制器150依据符合视讯格式的第二像素排列以读取存储器140中的数字像素数据，整合这些数字像素数据，从而产生符合此视讯格式的视讯信号。详细来说，读取控制器150利用第一像素排列作为数字像素数据的位置索引，然后依据符合所需视讯格式的第二像素排列来依序地排列这些数字像素数据。然后，只要将已排列成所需视讯格式的这些数字像素数据略为整理，例如，增加视讯信号的标头、系统参数…等资讯，便可即时地产生所需视讯格式的视讯信号。
本实施例以4000×2000像素呈现的视讯格式作为所需视讯格式，且符合此所需视讯格式的第二像素排列是以依序对扫描线进行扫描的方式进行像素排列。在此以本实施例上述描述来举例符合此所需视讯格式的“第二像素排列”。“第二像素排列”依序为：位于扫描线Y1上的数字像素数据(X1，Y1)、(X2，Y1)…(X4000，Y1)、位于扫描线Y2上的数字像素数据(X1，Y2)、(X2，Y2)…(X4000，Y2)…直至位于扫描线Y2000上的数字像素数据(X1，Y2000)、(X2，Y2000)…(X4000，Y2000)。
换句话说，写入控制器130所采用的第一像素排列与读取控制器150所采用的第二像素排列并不相同。第一像素排列系以像素捕获区域VD1～VD4中扫描线上同时获取的数字像素数据作为像素排列依据；第二像素排列则是以视讯格式所需、依序对扫描线中各个像素进行扫描作为像素排列依据。虽然两者并不相同，读取控制器150仍然可利用写入控制器130所采用的第一像素排列作为数字像素数据的位置索引，透过列表查表的方式将所需数字像素数据位于存储器100中对应的地址找出，从而使读取控制器150在读取这些数字像素数据的同时一并地调整这些数字像素数据的排列顺序。如此一来，在这些数字像素数据已按照符合视讯格式的像素排列的情况下，即可迅速地产生特定视讯格式的视讯信号，不需进行繁杂的模拟-数字信号转换，例如，不需利用诸如“像素顺序重新排列”、“视讯编码”等设备再次调整数字像素数据。
再者，本实施例在每个像素传感单元所占的布局区域中设计有数量等同于像素捕获区域的数目(例如，”4”)的数据线。图2是图1中影像传感阵列110部分影像传感单元的布局示意图。由图2可知，影像传感阵列110包括多个像素传感单元以及多个数据线。图2仅绘示扫描线Y1、Y2、Y500、Y501、Y1000、Y1001、Y1500、Y1501及Y2000上与像素X1对应的像素传感单元的布局区域作为举例，应用本实施例者可依此描述而延伸实施例的应用。扫描线Y1、Y2～Y500位于像素捕获区域VD1；扫描线Y501～Y1000位于像素捕获区域VD2；扫描线Y1001～Y1500位于像素捕获区域VD3；扫描线Y1501～Y2000位于像素捕获区域VD4。每个像素传感单元所占的布局区域中包括N个数据线，例如，4条数据线。
在以往的技术中，因每条扫描线中相同位置的像素不会同时读取数据，因此这些像素会电性耦接到同一条数据线，从而藉由此数据线获得这些像素的模拟像素数据。本发明实施例能够让像素捕获区域VD1～VD4同时读取每条扫描线中相同位置的像素，因此每个像素传感单元所占的布局区域中便会包括等同于像素捕获区域的数目(”4”)的数据线。
例如，图2中与扫描线Y1、Y2～Y500、Y501～Y1000、Y1001～Y1500、Y1501～Y2000上与像素X1对应的像素传感单元的布局区域分别标记为A1、A2～A500、A501～A1000、A1001～A1500、A1501～A2000。位在这些布局区域上的数据线有4条，分别为DL1、DL2、DL3及DL4。数据线DL1、DL2、DL3及DL4分别耦接数据线组LVD1中的数据线LVD1-1、数据线组LVD2中的数据线LVD2-1、数据线组LVD3中的数据线LVD3-1、及数据线组LVD4中的数据线LVD4-1。数据线DL1～DL4所在的布局层可与像素传感单元所在的布局层位于不同层。
数据线DL1～DL4中的数据线DL1电性耦接到布局区域A1、A2～A500中像素传感单元的数据端；数据线DL2电性耦接到布局区域A501～A1000中像素传感单元的数据端；数据线DL3电性耦接到布局区域A1001～A1500中像素传感单元的数据端；数据线DL4电性耦接到布局区域A1501～A2000中像素传感单元的数据端。相对地，数据线DL2～DL4不电性耦接到布局区域A1、A2～A500中像素传感单元的数据端；数据线DL1、DL3～DL4不电性耦接到布局区域A501～A1000中像素传感单元的数据端；数据线DL1～DL2、DL4不电性耦接到布局区域A1001～A1500中像素传感单元的数据端；且，数据线DL1～DL3不电性耦接到布局区域A1501～A2000中像素传感单元的数据端。
换句话说，数据线DL1～DL4虽然仅有其中一条会连接到对应像素传感单元的布局区域，未连接到像素传感单元的数据线则是浮空于像素传感单元的布局区域。如此一来，每个像素传感单元在经布局后的物理特性(如，电容耦合特性)上相近似，不会因为不同像素传感单元所占的布局区域上经过不同数量的数据线而产生不同的物理特性。
于本发明的另一实施例中，影像传感装置100中的影像传感阵列110被区分为多个像素捕获区域(如，图1中的VD1～VD4)。由于本发明实施例会让每个像素捕获区域VD1～VD4同时地依序获取多个模拟像素数据，因此当影像传感装置100所捕获到的画面是移动速度较快的动态画面时，将因为同时地让每个像素捕获区域VD1～VD4捕获模拟像素数据而使画面有断裂感。换句话说，画面中的物体可能会在相邻像素捕获区域VD1～VD4的接缝位置发生错位、断裂等情形，导致在观看视讯信号的感受上不佳。为了避免上述情形，本发明实施例可将相邻的像素捕获区域(如，图1的像素捕获区域VD1～VD4)对于这些模拟像素数据的获取顺序互不相同，并利用下图3来进行说明。
图3是依照本发明另一实施例的影像传感阵列110中多个像素捕获区域VD1～VD4及其采用的模拟像素数据的获取顺序的示意图。于本实施例中，相邻的像素捕获区域(如，图1的像素捕获区域VD1～VD4)对于这些模拟像素数据的获取顺序互不相同，也就是，像素捕获区域中VD1～VD4的基数个像素捕获区域VD1、VD3是从第一条扫描线(如，像素捕获区域VD1中的扫描线Y1、像素捕获区域VD3中的扫描线Y1001)以正序(对应第一顺序)排列地至最后一条扫描线(如，像素捕获区域VD1中的扫描线Y500、像素捕获区域VD3中的扫描线Y1500)上获取对应像素传感单元的模拟像素数据；像素捕获区域中VD1～VD4的偶数个像素捕获区域VD2、VD4是从最后一条扫描线(如，像素捕获区域VD2中的扫描线Y1000、像素捕获区域VD4中的扫描线Y2000)以反序(对应第二顺序)排列地至第一条扫描线(如，像素捕获区域VD2中的扫描线Y501、像素捕获区域VD4中的扫描线Y1501)上获取对应像素传感单元的模拟像素数据。从另一角度来看，基数个像素捕获区域VD1、VD3采用Z型循序扫描，而偶数个像素捕获区域VD2、VD4则采用反Z型循序扫描。在此以分别以正序、反序作为第一顺序、第二顺序的举例，第一顺序与第二顺序互为反相，应用本实施例者应可依其需求调整，例如将反序作为第一顺序、将正序作为第二顺序。
像素捕获区域VD1采用Z型循序扫描(如图3中的箭头D1所示)以从扫描线Y1、Y2、…Y500以依序获取模拟像素数据；像素捕获区域VD2采用反Z型循序扫描(如图3中的箭头D2所示)以从扫描线Y1000、Y999、…Y502、Y501以依序获取模拟像素数据；像素捕获区域VD3采用Z型循序扫描(如图3中的箭头D3所示)以从扫描线Y1001、Y1002、…Y1499、Y1500以依序获取模拟像素数据；像素捕获区域VD4采用反Z型循序扫描(如图3中的箭头D4所示)以从扫描线Y2000、Y1999、…Y1502、Y1501以依序获取模拟像素数据。
如此一来，由于像素捕获区域VD2中的扫描线Y1000以及像素捕获区域VD3中的扫描线Y1001将会同时地捕获模拟像素数据，从而消除像素捕获区域VD2与VD3接缝处的影像传感元件在像素的工作时间差，使接缝处的画面因扫描顺序的配置而更为滑顺，进而减少画面的断裂感。
图4是依照本发明一实施例的一种影像传感方法的流程图。此影像传感方法适用于图1的影像传感装置100。请参见图4，于步骤S410中，通过图1的影像传感阵列110来捕获影像。影像传感阵列110区分为多个像素捕获区域VD1～VD4，每个像素捕获区域VD1～VD4的扫描线长度皆为相同，且每个像素捕获区域VD1～VD4同时地依序获取多个模拟像素数据。于步骤S420中，通过多个模拟数字转换器ADC1～ADC4以将与模拟数字转换器ADC1～ADC4对应的像素捕获区域VD1～VD4所传感到的模拟像素数据转换为多个数字像素数据。于步骤S430中，接收由模拟数字转换器ADC1～ADC4产生的数字像素数据，并依据相关于这些数字像素数据的第一像素排列将这些数字像素数据写入存储器140。存储器140暂存及缓冲这些数字像素数据。于步骤S440中，依据符合视讯格式的第二像素排列以读取存储器140中的数字像素数据，从而产生符合此视讯格式的视讯信号。影像传感方法的其他详细描述请参见上述实施例。
综上所述，本发明实施例所述的影像传感装置及影像传感方法系利用多个像素捕获区域以及对应的多个模拟数字转换器同时进行信号转换以使像素数据成为数字形式，从而增加工作效率，且使影像传感阵列中的每个像素传感单元获得更多的工作时间。并且，在从存储器读取数字像素数据时，本实施例直接采用符合视讯格式的像素排列。如此一来，在这些数字像素数据已按照符合视讯格式的像素排列的情况下，即可迅速地产生特定视讯格式的视讯信号，不需进行繁杂的模拟-数字信号转换，例如，不需利用诸如“像素顺序重新排列”、“视讯编码”等设备再次调整数字像素数据。再者，本实施例在每个像素传感单元所占的布局区域中设计有数量等同于像素捕获区域的数目的数据线，这些数据线中虽然仅有其中一条会连接到对应的像素传感单元，但会使每个像素传感单元在经布局后的物理特性(如，电容耦合特性)上相近似，不会因为不同像素传感单元所占的布局区域上经过不同数量的数据线而产生不同的物理特性。并且，藉由调整相邻的像素捕获区域的模拟像素数据的获取顺序，可使像素捕获区域之间接缝处的画面因扫描顺序的配置而更为滑顺，进而减少画面的断裂感。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求范围所界定者为准。

Claims (11)

1.一种影像传感装置，其特征在于，包括：
影像传感阵列，所述影像传感阵列利用所述的影像传感阵列各扫描线为单位来区分为多个像素捕获区域，每个像素捕获区域的扫描线长度皆为相同且等于所述影像传感阵列中各扫描线的长度，且每个像素捕获区域同时地依序获取多个模拟像素数据；
多个模拟数字转换器，每个模拟数字转换器耦接至对应的每个像素捕获区域，以将从对应的所述像素捕获区域所传感到的所述模拟像素数据转换为多个数字像素数据；
复用器，耦接所述模拟数字转换器的输出端；
写入控制器，耦接所述复用器；
存储器，耦接所述写入控制器，用以暂存及缓冲所述数字像素数据；以及
读取控制器，耦接所述存储器，
其中，所述写入控制器从所述复用器接收由所述模拟数字转换器产生的所述数字像素数据，并依据相关于所述数字像素数据的第一像素排列将所述数字像素数据写入所述存储器，并且，
所述读取控制器依据符合视讯格式的第二像素排列以读取所述存储器中的所述数字像素数据，从而产生符合所述视讯格式的视讯信号；
其中，所述影像传感阵列包括多个像素传感单元以及多个数据线，
每个像素传感单元所占的布局区域中包括N个数据线，N个所述数据线中的一个数据线耦接至所述像素传感单元，且N个所述数据线中的其他个数据线不耦接至所述像素传感单元。
2.根据权利要求1所述的影像传感装置，其特征在于，所述读取控制器利用所述第一像素排列作为所述数字像素数据的位置索引，并依据符合所述视讯格式的所述第二像素排列来依序地排列所述数字像素数据以产生所述视讯格式的所述视讯信号。
3.根据权利要求1所述的影像传感装置，其特征在于，所述影像传感阵列、所述模拟数字转换器、所述复用器、所述写入控制器、所述存储器以及所述读取控制器利用背照进程整合在同一个或多个集成电路中。
4.根据权利要求1所述的影像传感装置，其特征在于，所述像素捕获区域是将所述影像传感阵列的扫描线除以N而产生，所述像素捕获区域的数目等于N，N为正整数。
5.根据权利要求4所述的影像传感装置，其特征在于，所述视讯格式是以4000×2000像素呈现的视讯格式，且每个像素捕获区域中扫描线数目为2000除以N后的数值。
6.一种影像传感方法，其特征在于，包括：
通过影像传感阵列来捕获影像，其中所述影像传感阵列利用所述的影像传感阵列各扫描线为单位来区分为多个像素捕获区域，每个像素捕获区域的扫描线长度皆为相同且等于所述影像传感阵列中各扫描线的长度，且每个像素捕获区域同时地依序获取多个模拟像素数据；
通过多个模拟数字转换器以将与所述模拟数字转换器对应的所述像素捕获区域所传感到的所述模拟像素数据转换为多个数字像素数据；
接收由所述模拟数字转换器产生的所述数字像素数据，并依据相关于所述数字像素数据的第一像素排列将所述数字像素数据写入存储器；以及
依据符合视讯格式的第二像素排列以读取所述存储器中的所述数字像素数据，从而产生符合所述视讯格式的视讯信号；
其中，所述影像传感阵列包括多个像素传感单元以及多个数据线，
每个像素传感单元所占的布局区域中包括N个数据线，N个所述数据线中的一个数据线耦接至所述像素传感单元，且N个所述数据线中的其他个数据线不耦接至所述像素传感单元。
7.根据权利要求6所述的影像传感方法，其特征在于，产生符合所述视讯格式的所述视讯信号包括下列步骤：
利用所述第一像素排列作为所述数字像素数据的位置索引，并依据符合所述视讯格式的所述第二像素排列来依序地排列所述数字像素数据，以产生所述视讯格式的所述视讯信号。
8.根据权利要求6所述的影像传感方法，其特征在于，所述像素捕获区域是将所述影像传感阵列的扫描线除以N而产生，所述像素捕获区域的数目等于N，N为正整数。
9.根据权利要求8所述的影像传感方法，其特征在于，所述影像传感阵列包括多个像素传感单元以及多个数据线，
每个像素传感单元所占的布局区域中包括N个数据线，N个所述数据线中的一个数据线耦接至所述像素传感单元，且N个所述数据线中的其他个数据线不耦接至所述像素传感单元。
10.一种影像传感装置，其特征在于，包括：
影像传感阵列，所述影像传感阵列利用所述的影像传感阵列各扫描线为单位来区分为多个像素捕获区域，每个像素捕获区域的扫描线长度皆为相同且等于所述影像传感阵列中各扫描线的长度，且每个像素捕获区域同时地依序获取多个模拟像素数据；
多个模拟数字转换器，每个模拟数字转换器耦接至对应的每个像素捕获区域，以将从对应的所述像素捕获区域所传感到的所述模拟像素数据转换为多个数字像素数据；
复用器，耦接所述模拟数字转换器的输出端；
写入控制器，耦接所述复用器，用以控制所述复用器以接收所述数字像素数据；
存储器，耦接所述写入控制器，其中所述写入控制器透过所述存储器以暂存及缓冲所述数字像素数据；以及
读取控制器，耦接所述存储器，用以将所述存储器中的所述数字像素数据整合为视讯信号，
其中，相邻的所述像素捕获区域对于所述模拟像素数据的获取顺序互不相同；其中，
所述影像传感阵列包括多个像素传感单元以及多个数据线，
每个像素传感单元所占的布局区域中包括N个数据线，N个所述数据线中的一个数据线耦接至所述像素传感单元，且N个所述数据线中的其他个数据线不耦接至所述像素传感单元。
11.根据权利要求10所述的影像传感装置，其特征在于，所述像素捕获区域的每个包括多个扫描线，每个扫描线包括多个像素传感单元，
所述像素捕获区域中的奇数个像素捕获区域是从第一条扫描线以第一顺序排列地至最后一条扫描线上获取所述模拟像素数据，以及，
所述像素捕获区域中的偶数个像素捕获区域是从所述最后一条扫描线以第二顺序排列地至第一条扫描线上获取所述模拟像素数据，其中所述第一顺序与所述第二顺序互为反相。
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