TW200917830A - Image detectors and image detection module - Google Patents

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200917830 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種影像感測器，特別是有關於一種 影像感測器，其具有多模式之感測陣列。 【先前技#?】 第1圖係表示習知彩色線性影像感測模組1，其包括 紅色光源RL、綠色光源GL、藍色光源BL、導光板10、 柱狀鏡頭11、及感測陣列12。感測陣列12具有複數個感 測單元12(^-12(^。紅色光源RL、綠色光源GL、及藍色光 源BL透過導光板10而依序提供光線至目標物，且感測陣 列12根據由目標物所反射的光線來產生影像資料。由於馬 達驅動彩色線性影像感測模組1前進，使得彩色線性影像 感測模組1所感測到之影像會有線差的問題。此外，由於 紅色光源RL、綠色光源GL、及藍色光源BL三者依序切 換發光，使得需要額外的記憶體來儲存感測陣列12所感測 之影像信號，才能獲得單點的彩色資料輸出。參閱第2圖， 驅動信號LEDR之高邏輯位準驅動紅色光源RL發光，且 感測單元120r120N*別產生紅色影像資料IDR^-IDRn;驅 動信號LEDG之高邏輯位準驅動示綠光源GL發光，且感 測單元120! -120N分別產生綠色影像資料IDGkIDGn ;驅動 信號LEDB之高邏輯位準驅動示藍色光源BL發光，且感 測單元分別產生藍色影像資料IDB^IDBn。此 外，轉換閘信號TG係用來指示影像資料讀出。因此，根

Client’s Docket No.: TT!s Docket No:0944-A41284TWf.doc/ Yvonne 5 200917830 據第2圖之驅動信號LEDR、LEDG、及LEDB之時序可得 知，品要额外的s己彳,¾體來儲存影像資料id，待單一點之紅 色、綠色、監色影像育料皆產生後，使能獲得此單一點之 彩色資料。 第3圖係表示另一習知彩色線性影像感測模組3，其 包括白光光源WL、導光板30、柱狀鏡頭31、及感測陣列 32。感測陣列32具有複數個感測單元32〇i_32〇n。白光光 源WL透過導光板30❿提供光線至目標物，且感測陣列 32根據由目標物所反射的光線來產生影像資料。每一感測 單元包括三個感測胞，在第3圖中係以紅色感測胞、綠色 感測胞、及藍色感測胞為例。舉例來說，感測單元32〇ι包 括紅色感測胞Rq、綠色感測胞GCi、及藍色感測胞。 參閱第4圖，驅動信號LEDW之高邏輯位準驅動示白光光 源:L發光’且每一感測單元之紅色感測胞、綠色感測胞、 及監色感測胞分別產生紅色影像資料、綠色影像資料、及 監色影像資料，舉例來說，感測單元32Qi之紅色感測胞 Rci、綠色感測胞GCi、及藍色感測胞BCi分別產生紅色 影像資料IDRl、綠色影像資们叫、及藍色影像資料 此轉換閘信號TGW係用來指示影像讀出。因此， 根據第4圖之影像資料，影像感測模組3之影 =可藉由連續讀出之一組紅色影像資料IDRi、綠色影像資 科IDG!、及監色影像資料而獲得單一點之彩色影像、。 假使在第3圖之感測陣列3 2架構下，當以每—感測^元中 三個感測胞所產生之三個影像資料來獲得單—點之灰階影 gent’s Docket No.. S D〇Cket N^〇944-A41284TW£doc/ Yvonne 6 200917830 像日寸此單一點之灰階影像的解析度則降低。 【發明内容】 以 〃本發明提供-種影像感測器，包括第—感測陣列、 及第二感測陣列。第—感測陣列具有依序排列之複數第— 感：單元、。每一第一感測單元具有複數第一感測胞。在每 ，，測單元中，這些第一感測胞產生複數第一信號， 且这些第-信號分別表示相異的顏色資訊。第二感測陣列 :有依序排列之複數第二感測單元。每—第二感測單元具 —至^ —第—感測胞。每一第1感測胞產生第二信號，且 母-第二信!虎絲示—特定顏色/亮度資訊。 本發明更提供-種影像感測模組，用以感測一目桿物 之影像。此影像感測模組包括第一感測陣列、第二感測陣 =、控制單元、以及影像處理單元。第 二第一感測單元’且每-第-感測單元具二 產生複數第一二!此;測:兀中’這些第-感測胞 二# JU k二弟一 k唬分別表示相異的顏色 t感測陣列具有依序排列之複數第二感測單元， 二：：弟二感測單元具有至少一第二感測胞 測胞產生-第二錢，且每—第二錢 ς 2 =輪提供一控制信號，以選擇性地驅動第1 十卢陣列，根據來自目標物之光線以產生第 號。影像處理單元根據第-信號或第二信 就以產生目彳示物之影像。 CWsiLke吏么月之上24目的、特徵和優點能更明顯易懂， TT'SDocketNo：〇944-A41284TWf.doc/Yv〇nne 200917830 文4寸舉較佳貫施例，並配合所附圖式，作詳細說如 下。 【實施方式】 第^ 5圖係表示根據本發明一實施例之影像感測模組。 多閱第5圖，影像感測模組5包括白光光源WL、導光板 5〇。、。鏡頭51、控制單元54、影像處理單元55、及影像感 J 7其中，影像感測态57包括第一感測陣列52、第 ^測陣列53。白光光源WL透過導光板5〇提供光線至 目‘物56。目標物56所反射之光線透過鏡頭51而提供至 第:感測陣列5 2及第二感測陣列5 3。控制單元5 4提供控 制信號CS ’以選擇性地驅動第一感測陣列52或第二感測 陣列5 3。 參，第5圖，第-感測陣列52具有依序排列之複數第 -感測早7G 52(^520〆每一第一感測單元具有複數個第一 感測胞。舉例來說，第-感測單元5 2 〇 i具有三個第一感測 胞，其分別為紅色感測胞RCl、綠色感測胞％、及誌色 感測:。第二感測陣列53具有依序排列之複數個；二 感測，元530r53〇N且分別對應第一感測單元52()…〜。 每-第二感測單元具有至少一個第二感測胞，在第N 實施例中，係以每-第二感測單元具有―㈣二感測 例。舉例來說，第二感測單元53〇]具有灰階感測胞啦，。 在感測單元53〇1爲不需分㈣ 感測早兀52(^-52(^，其可以彼此錯位的方式配置。 影像感測模組5具有兩種感測模式，將於

Clients Docket No.; ; ^^木 s兄明。 TT’s Docket No.O944-A41284TWf.doc/ YV0me 8 200917830 -白二制單元54提供驅動信號™ 曹^ ^源WL，其中，驅動信號LEm^ =光_發光’在第—模式下，控制單元54提= 4CS以驅動弟一感測陣列52,使得第_感測陣列％ :艮=標物56所反射之光線來產生複數第—信號。根據第 圖之貝域，在每-第—感測單元中， 色感測胞、及藍色感測胞根據目標物56所反： 別產生各自的第一信號。舉例來說 、 、”刀 ,h ^ 牛妁木《兄在弟一感測單元52〇 « =/1胞RCl、料感測胞GCi、及藍色感測胞叫 根據目才示物56所反射之光線’分別產生各自的第 =影:Γ::綠色影像信號ISGi、及藍色‘ 虎=Bl，其表示紅色（R)、綠色⑹、及藍色⑻之 相異顏色資訊。控制單元54更提供轉朗信號tgw 不讀出影像信號。 曰 在第—模式下^像處理單元55接絲自第—感測陣 γ之紅色影像#號ISR!、綠色影像信號IS(^、及 衫像彳自唬ISB!來產生目標物56單一點之彩色$像 參閱第5及第6圖，在第二模式下，控制;元M提供 控制信號CS以驅動第二感測陣列53，使得第二感測陣列 53根據目標物56所反射之光線來產生複數第二信號。根 據第5圖之實施例，在每一第二感測單元中，灰階^測胞 根5目標物56所反射之光線，產生第二信號。舉例來說， 在第二感測單元53Gl中，灰階感測胞GIA根據目標物％ 所反射之光線，產生第二信號，即灰階影像信號ISGLi，

Client’s Docket No·: TT's Docket No.O944-A41284TWf.doc/ Yvonne 200917830 即目標物56 其表示灰階齡資訊（特定顏色/亮度資訊） 之灰階/亮度程度。 在弟—模式下’影像處理單元％接收來 列”之灰階影像信號ISGLi侃n來產 =陣 點之灰階影像。 什初％早一 „ 圖之貫施例中，每—第—制單元產生目標物 =二點^色影像，且每—第二感測單元產生目標物％ 早-點之灰階影像。因此’第一感 第二感測陣列53之解析度。 犧寺於 4-些實施例中’可藉由增加每一第二感測單元内之 又階感測胞之數量來增加灰階解析度，即每一第二感、、則單 元可具有兩個以上的第二感測胞，舉例來說，第:感測= 兀53〇1具有兩個灰階感測胞GLCi i及glc"如第7圖所 不。根據第7及8圖，當影像感測模組5處於第二模式下 時，第二感測單元530!之灰階感測胞GLCi i& GLc=分 別產生灰1½衫像彳5唬ISGLi i_ISGLi_2。影像處理單元％接 %收來自第二感測陣列53之灰階影像信號 ISGLu ISGL!—2 ISGL_N_rISGLN-2。影像處理單元 ％ 根 據這些灰階影像信號 ISGLi l_ISGLi 2.....iSGLN.riSGLNX2 來產生目標物56之灰階影像。其中，影像處理單元兄1^ 據每一灰階影像信號來產生目標物56單—點之灰階^ ^根據第8圖可得知，每-第-感測單元產生目標物= 單一點之彩色影像，且每一第二感測單元產生目標物％ 的兩個單一點之灰階影像。因此，第一感測陣列52之解析

Client’s Docket No·: TT's Docket No:0944-A41284TWf.doc/ Yvonne 10 200917830 度等於第二感測_ 53之解析度之二分之一。 根據上述，影像感測模組5可選擇性地以彩色模式及 灰階模式來感測目標物56之号彡傻。备旦，庶汗 、 … 下初⑽之衫像。當影像感測模組5欲以 ^ '式來產生目標物56之影像時，影像處理單元^連 、，讀出之-組紅色影像信號ISRi、綠色影像信號购、及 監色影像錢⑽1，轉得單—狀彩Μ彡像，因此可在 短時間㈣得單—點之純影像，且不f娜的記憶體。 '此外，假使每-第二感測單元具有兩個以上的第二感 測，’當影像感測模組5欲以灰階模式來產生目標物允 之影像時，影像的灰階解析度則可增加。 在第7圖之實施例中，係以第—感測陣列^之解析产 =第二感測陣列53之解析度之二分之—為例。然而，^ 據本發明，第—感測陣列52與第二感_列53之解㈣ 可依據系統之需求而相等或相異。 -在第5圖之實施例中，第一感測陣列％中每一感測單 几具有紅色感測胞、綠色感測胞、及藍色感測胞，並分別 產生表示紅色（R)、綠色⑹、及藍色⑻之相显声員 ，資訊之複數第一信號。如帛9圖所示，在一些實施例 每-第-感測單元可具有四個第—感測胞，其分別為 感測胞cq、洋紅色感測胞MCi、黃色感測胞YCi、1里 色感測胞叫，其分別產生表示青色（c)、洋么工色（心，、、 黃色（Y)/黑色⑻之相異顏色資訊。藉由影像處理單 凡5 5連―出之—組青色影像信號、洋紅色影像传號、龙 色影像信號、及黑色影像信號，以獲得單—點之彩色景燦汽。

Client’s Docket Νο_: TT s Docket No:0944-A41284TWf.doc/ Yvonne 200917830 在上述之貫施例之影像感測模組係以接觸式影像感測 (Contact Image Sensor，CIS )模組系統為例。在一些實施 例中，本發明實施例之多模式之感測陣列可應用於電荷耦 合元件（Charge Couple Device，CCD)系統。如第 10 圖 所示，影像感測模組100為CCD系統，其包括光源101、 玻璃板102、反射鏡片103、鏡頭104、及影像感測器105。 其中，影像感測器105包括上述實施例之第一感測陣列52 及第二感測陣列53。目標物106放置在玻璃板102上。光 源101提供光線至目標物106。由目標物106所反射的光 線透過反射鏡片103及鏡頭104而提供至第一感測陣列52 及第二感測陣列53。如上述實施例，光源101以及與感測 陣列組105之第一感測陣列52與第二感測陣列53，同樣 受到上述控制單元54與影像處理單元55之控制。在此實 施例中，光源101提供白光。 本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定 本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在 不脫離本發明之精神和範圍内，當可做些許的更動與潤 飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界 定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖表示習知彩色線性影像感測模組； 第2圖表示第1圖之驅動信號、轉換閘信號、及影像 資料時序圖； 第3圖表示另一習知彩色線性影像感測模組；

Client’s Docket No.: TT’s Docket No:0944-A4i284TWf.doc/ Yvonne ί 〇 200917830 第4圖表示第2圖之驅動信號、轉換閘信號、及影像 資料時序圖； 第5圖表示根據本發明一實施例之影像感測模組； 第6圖表示第5圖之影像感測模組中，驅動信號、轉 換閘信號、控制信號，以及影像資料之時序圖； 第7圖表示根據本發明另一實施例之影像感測模組； 第8圖表示第7圖之影像感測模組中，驅動信號、轉 換閘信號、控制信號，以及影像資料之時序圖； 第9圖表示根據本發明第一感測胞架構之一實施例； 以及 第10圖表示根據本發明另一實施例之影像感測模組。 【主要元件符號說明】 1〜彩色線性影像感測模組；1〇〜導光板；n〜柱狀鏡 頭；12〜感測陣列；〜感測單元；RL〜紅色光源； GL〜綠色光源；BL〜藍色光源； 3〜彩色線性影像感測模組；30〜導光板；31〜柱狀鏡 頭；32〜感測陣列；32(^-32(^〜感測單元；RCVRCn〜紅 色感測胞；GC^-GCn〜綠色感測胞；BCrBCN〜藍色感測 胞；WL〜白光光源； 5〜影像感測模組；5〇〜導光板；51〜鏡頭；52〜第一 感測陣列；53〜第二感測陣列；54〜控制單元；55〜影像 處理單元；56〜目標物；57〜影像感測器；52(^-52(^〜第 一感測單元；RCVRCn〜紅色感測胞；gQ-GCn〜綠色感 測胞；BCrBCN〜藍色感測胞；GLCi_GLCn〜灰階感測胞；

Client's Docket No.: TT's Docket No:0944-A41284TWf.doc/ Yvonne ,. 200917830 WL〜白光光源； GLC!—kGLCm 及 GLCyGLChN-灰階感測胞； CC^-CCn〜青色感測胞；MC!-MCN〜洋紅色感測胞； YCVYCn〜黃色感測胞；KCVKCn〜黑色感測胞。 100〜影像感測模組；101〜光源；102〜玻璃板；103 〜反射鏡片；104〜鏡頭；105〜影像感測器；106〜目標物。

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Claims (1)

1. 200917830 十、申請專利範圍： 1‘一種影像感測器，包括： _ 感測陣列，具有依序排列之複數第—感測單 二’母—該第-感測料具有複數第—感測胞，豆中 母=第-感測單元中，該等第—感測胞分別產生複數第 一^#^且該等第—信號分別表示相異的顏色資訊；以及 陣列’具有依序排列之複數第二感測單 感測單元具有至少-第二感測胞，其中， 示一特㈣色資訊。弟—且每—該第二信號表 告备2一專利範》圍帛1項所述之影像感測器，其中， 田、^弟一感測單元具有三個第一 第一感測單元中，兮望笛^ 4ι吟在母一 §亥 ^ (Γλ μ 弟k號分別表示紅色（R) 綠 色T、及藍色⑻之相異顏色資訊。 專利範圍第2項所述之影像感測11，其中， 该4寸疋顏色資訊表示灰階程度。 每一該第申二專利。辄圍第2項所述之影像感測器，其中， 感測胞輸= = 胞，且每-該第二 5 ·如申請專利||圊笛 當每—該第-感測單元I有之影像感測器，其中， 第-感測單元中 2四個弟-感測胞時，在每-該 紅色（M)、黃色^號分別表示青色（C)、洋 6·如申請專利範圍第、Λ色(κ)之相異顏色資訊。 ㈤弟5項所述之影像感測器，其中， Client’s Docket Mo _ ™相。魏她、e 15 200917830 忒4寸疋顏色賁訊表示灰階程度。 — _7Λ申請、專利範圍帛5項所述之影像感測器，其中， 成χ第—感測單兀具有兩個第二感測胞，且每一該第二 感測胞輸出表示灰階程度之該第二信號。 8’如中睛專利範㈣1項所述之影像感測H，其中， X弟感轉列之解析度等於該第二感測陣列之解析度。 9.如巾請專利範㈣i項所述之影像感測器，其中， /⑤測陣列之解析度不同於該第二感測陣列之解析 钤」0.!°申请專利範圍第1項所述之影像感測器，其中， 2 ’|\料狀解析料於該第二感測㈣之解析度之 —刀 - 0 n象感測換組，用以感測-目標物之影像’包 二—列，具有依序排列之複數第—感測單 备一:穿4、ί測單70具有複數第一感測胞’其中’在 H且ίί:70中’該等第一感測胞分別產生複數第 二二5亥4弟—信號分別表示相異的顏色資訊；以及 弟=測陣列，具有依序排列之複數第二感測單 每-該第二感測胞產生；感測胞，其中， 示一特定顏色資訊；f且每—該第二信號表 —控制單元，用以提供一控 該第-感測陣列或第二相陣列選擇性地驅動 4 ]陣列根據來自該目標物之光線 Client’s Docket No.: Docket No：0944-A41284TWf.d〇c/ Yvonne Clients Docket No.： 16 200917830 以產生該等第-信號或該等第二信 抒=理單元，用以“該等第-1 口旎以產生該目標物之影像。 -予弟— 時，該第-二-感測陣列 第一信號。 祀據來自邊目標物之光線以產生該等

   中，1二：lf專!12項所述之影像感測模組，其 物之影ί。处理早70根據該等第—信號產生彩色之該目標 中申6月專利範圍第11項所述之影像感測模組，其 制單元提供該控制信號以驅動該第二感測陣列 二"弟—感測陣列根據來自該目標物之光線以產生該 等第二信號。 12項所述之影像感測模組，其 該等第二信號產生灰階之該目標 15.如申請專利範圍第 中，該影像處理單元根據 物之影像。 16.如申請專利範圍第u項所述之影像感測模組，其 中，該控制單元更提供—轉換㈣號，用以指示該等第一 信號及該等第二信號之讀出。 士申明專利範圍第1丨項所述之影像感測模組更包 括： =源，用以提供光線至該目標物； ‘光板，其中，該光源透過該導光板以提供光線至 Client’s Docket No,: TT's Docket No:0944-A41284TWf.doc/ Yvonne 17 200917830 該目標物；以及 一鏡頭，其中，該目標物所反射之光線透過該鏡頭而 提供至該第一感測陣列及第二感測陣列。 18.如申請專利範圍第11項所述之影像感測模組更包 括： 一光源，用以提供光線至該目標物； 一反射鏡片； 一鏡頭，其中，該目標物所反射之光線透過該反射鏡 片及該鏡頭而提供至該第一感測陣列及第二感測陣。 Client’s Docket No.: TT’s Docket No:0944-A41284TWf.doc/ Yvonne