TW465226B - Apparatus for panning and scaling window in image sensor - Google Patents

Description

465226 A7 , ? ____B7 五、發明說明（1 ) ' 發明背景 ^發明關於—影像感測器，特別關於用以在影像感測器 中讀出感測賢料之移鏡和縮放一视窗。 通常’影像感測器爲利用半導體之并鉋盔4土 u 〒版 < 尤敏感特性以捕捉影 像<裝置，係由數百至百萬個像點組成，其中之每—單元 ，點含一光敏感裝置。其將光子轉換爲電子洞對以儲存= 荷。電荷之數量視光強度及光照時間而定。其後，影像感 測器觀察電荷及轉換光之像點資料爲電資料。 扮〜 圖1爲以往技術之CCD(電荷耦合裝置）影像感測器之方塊 圖。 如圖1所示，CCD影像感測器將自像點陣列1〇〇含許多單 π像點之光影像資料，轉換爲電資料。因此，ccd影像感 測器因爲轉移電荷，無法選擇性讀出全視窗之特別部份。 即’影像感測器垂直轉移電荷，像點陣列1 〇〇之一列，及將 此列送至類比移位寄存器1 10 ^之後，影像感測器水平轉移 此列，並以一像點資料輸出。 準此’因爲此CCD影像感測器必須_出所有各傾，即使 其欲讀出幀之個別部份，因而浪費讀出作業之時間a 圖2爲含主動’像點陣列之以往技術CMOS影像感測器之方 塊圖。 如圖2所示CMOS影像感測器含一列驅動器210，其能選擇 性驅動理想之像點陣列2〇〇之一列，及由一列位址產生器 (未示出）讀出一像點資料。此列之像點資料轉移至移位寄 存器220，在自移位寄存器220水平及系列移轉後以像點資 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ir-----)- -----------------. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .' A7

465226 五、發明說明（2 ) 料輸出。 移位寄存器22〇能儲存及移位在寄存器220前選擇之，由 列之像點資料轉換之類比像點資料或數位像點資料。前者 情況下，需要以下程序將移位寄存器22〇輸出之類比像點資 料，轉換爲數位像點資料。 因此’如圖2之CCD影像感測器能選擇—列像點陣列，因 爲一列讀出之像點資料輸出，其無法選擇性讀出—行像點 陣列。 ‘ 本發明概述 本發明之目的爲提供一裝置，用以在一影像感測器中移 鏡及縮放一影像，此裝置能以選擇性一列及一行像點陣列 ，以實施視窗之移鏡及縮放作業。 完成此目的’本發明提供一裝置用以在CMOS影像感測器 中移鏡及縮放一視窗，感測器具有許多單元像點組成之像 點陣列’及列驅動部份以根據列位址驅動一列像點陣列， 此裝置包含：一位址產生部份以產生一列位址，及—行位 址用以移鏡及縮放，移鏡及縮放之列位址爲—列開始位址 ’移叙用視窗之南度及縮放補償之和，而供移鏡及縮放、之 行位址則爲行開始位址’視窗之寬度及縮放補償之和；— 類比·數位轉換部份用以接收列驅動部份選擇之列類比像點 資科，及將其轉换爲數位像點資料；及線緩衝部份用以接 收自類比數位轉換部份輸出之數位像點資料，及根據行位 址輸出像點資料。 本發明之裝置包含一可定址線缓衝部份，用以儲存數位 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2ί0 X 297公楚） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝-------訂·ί — ！ 線、 A7 465226 ______B7__ 五、發明說明（3 ) 像點資料’而非以往之移位寄存器。由於此裝置可利用行 位址’存取儲存在線緩衝部份之數位像點資料中理想之一 行，故可控制一列及一行中之像點資料，及實施移鏡及縮 放作業。特別在本發明中，在線缓衝部份，在理想期間之 連續列讀取後，以行位址讀取一預定時間，可實施移鏡作 業。在縮放作業下，實施增加一補償至一列及—行以產生 —列及一行，而不讀取一連續列。同時，本發明可在實施 移鏡及縮放作業之同時，利用一視窗期間以用底移鏡及作 縮放補償。 本發明之線緩衝部份包含二線緩衝器，因爲寫入一列像 點貴料之寫作業，及讀取作業在一線緩衝器中必須同時實 施。線缓衝部份可讀取另一線缓衝器中儲存之像點資料， 在一線緩衝器寫入列資料。 圖式簡略説明 本發明之目的，優點及特性可營以下之較佳實施例之説 明而瞭解。較佳實施例之説明均符合所附之圖式。圖式構 成本揭示之實質部份，其中： 圖1爲方塊圖説明以往技術CCD(電荷輕合裝置）影像感測 器； 圖2爲方塊圖説明包含主動像點降列之以往技術影 像感測器； 圖3爲方塊圖説明本發明之含像點陣列之像感測 器； 圖4爲一略圖説明移鏡作業之移鏡視窗計劃； 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝------一1 訂·！-- 線、 ^65226 A7 1 -------— R7_____ 五、發明說明（4 ) 圖5爲略圖説明全視窗之1/2移鏡視窗； 圖6爲方塊圖説明本發明一實施例之位址產生部份； 圖7爲方塊圖説明本發明—實施例之線緩衝部份； 圖8爲方塊圖説明本發明另一實施例之另—線緩衝部份。 較佳實施例之説明 以下説明一較佳實施例。 圖3爲一方塊圖説明本發明含像點陣列之cmos影像感測 器。 ~ 如圖3説明，本發明之裝置包括；—像點陣列3〇〇由多數 單元像點組成；列驅動部份3 10用以根據列位址驅動—列像 點陣列；—類比數位轉換部份330用以轉換選擇列之類比像 點資料爲數位像點資料；一可定址線緩衝器部份· 34〇用以根 據行位址輸出數位像點資料之理想像點資料；及一位址產 生部份320用以列位址及行位址。 圖4爲一略圖説明移鏡作業之移鏡視窗計劃。移鏡作業可 定義爲，在全視窗中影像感測器選擇性讀取一特別窗之資 料。一移鏡視窗可用列開始位址，行開始位址，視窗寬度 及视窗高度予以程式，並以下列説明由位址產生部份3 20產 生。 位址產生部份320利用列開始位址及移鏡視窗高度產列位 址。其以11 1 "增加開始列位址直到.列末位址（列位址+視窗 高度）3如一列位址變爲一列末位址，位址產生部份320使 其返回至列開始位址。此外，位址產生部份320利用行開始 位址及視窗寬度，產生一行位址。此時，行位址指出線緩衝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 訂----- 線'. 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21D 297公釐） A7 4S5226 --------------B7__ 五、發明說明（5 ) 器位址。位址產生部份320 ’如產生列一樣，增加"1，，至開 始列位址’直到一行末位址（行位址+視窗高度）。如行位址 變爲行末位址’位址產生部份320使其返回至行開始位址。 而且’列驅動部份31〇根據產生之列位址驅動像素陣列 300的一列，此等資料經ADC330儲存於線緩衝部份340。 圖5爲一略圖説明全視窗之1/2移鏡視窗β 移鏡作業並不影響一目標之放大，縮放作業可由縮放補 償影響像點之大小縮收補償η使得全像素的大小變成縮小 1 /η大小。例如，當一影像感測器之全像點陣列爲4〇〇 X 3〇〇 ’縮放作業可使全像點之大小降低至原大小之〗/2，2〇〇 X 150。位址產生部份32〇以縮放補償增加一列及—行，以產 生一列及行位址。 此外’同時利用移鏡及縮放作業可如所願將一理想视窗 之像電資料移鏡。 圖6説明本發明較佳實施例之位址產生部份32〇 ,同時使 用移鏡及縮放作業。位址產生部份320包含列位址產生器 600及行位址產生器640。 列位址產生器600包含多工器（MUX)610，相加器620及比 較器630，接收列開始位址，視窗高度，縮放補償及列時脈 。列位址產生器600以列開始位址開始，加一縮放補償至列 位址，以根據列時脈產生一，新列位址。此時，當縮放補償 爲"1"，因爲列位址增加"1"，結果之縮放作業等於無作業 。因爲列位址不必較列末位址爲高，比較器630生之列位址 與列末位址相比較（列開始位址+視窗高度），以決定產生之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝—丨---丨訂--------線， 465226 A7 __B7 _五、發明說明（6 ) 列位址是否較列末位址爲高。如列位址較列末位址爲高， 列位址產生器600進行至列開始位址。 在列位址產生600中’相加器620根據列時脈將縮放補償 加至一列位址，及將其輸出至MUX 610及比較器630。比較 器63 0將列末位址（列開始位址+視窗高度）與自相加器62〇輸 入之列位址相比較以決定相加器620之列位址是否較供移鏡 之列位址爲高。於是比較器630輸出比較結果信號（c〇ml)至 MUX 610。MUX 610根據比較信號（coml),選擇及輸出列開 始位址’或自相加器620輸入之列位址回授。如比較信號 (〇〇1111)指出相加器620之列位址小於列末位址，河17乂610選 擇自相加器620輸入之列位址回授。如比較信號指出相加器 620之列位址高於列末位址，MUX 610選擇列開始位址。 關於列位址產生器600，行位址產生器640亦含MUX 650， 相加器660及比較器67〇 ’及接收行開始位址，視窗寬度， 一縮放補償及像點時脈。行位址產生器64〇以行開始位址開 始’及加一縮放補償至行位址，以根據像點時脈產生一新 行位址。此時’掌縮放補償爲"；，因爲列位址增加，，i"， 結果之縮放作業等於無作業。因爲行位址不必高於行末位 址’比較器670將產生之行位址與行末位（行開始位址加視 窗寬度）相比較，以決定產生之列位址是否高於列末位址。 如行位址較行末位址爲高，行位址產生器640進行至行開始 位址。 同時，在行位址產生器64〇中，相加器660將縮放補償， 根據像點時脈加至—行位址，及將其輸出至MUX 650及比 ---------ί、-·---裝-------— —訂 ------I 線. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _ ，丨 本紙張尺度過用中國國家標準（CNS〉A4規格（21Q χ观公楚） 465226 A7 ___B7 _ __ 五、發明說明（7 ) 較器670。比較器670將行末位址（行開始位址加視窗寬度） 與自相加器660輸入之行位址比較以決定相加器660之行位 址是否高於供移鏡之行位址。於是比較器670輸出一結果比 較信號（com2)至MXJX 650。MUX 650選擇及輸出行開始位址 或根據比較信號（com2)輸出自相加器660輸入之行位址回授 。如比較信號（com2)指出相加器660之行位址小於列末位址 ’ MUX 650選擇自相加器660輸入之行位址回授。如比較信 號（com2)指出相加器660之行位址高於行末位址，MUX 650 選擇行開始位址。 圖7爲一方塊圖説明本發明一實施例之線缓衝部份340。 此線缓衝部份340包含一對緩衝器700，710及MUX 720以連 續顧取一影像巾貞。 在線緩衝部份340中，自ADC 330輸出之數位像點資料， 根據啓動信號ΜΕ0或ME1，可窝入第一線緩衝器700或窝入 第二緩衝器710。於是，MUX 720將第一及第二線缓衝器 700，710停止啓動而選擇及輸出像點資料。此時，MUX 720由讀取啓動信號（RS)啓動。因爲行位址通常連接至第一 及第二線緩衝器700，710，線緩衝器700，710之一可執行 讀取作業，儘管另一個正執行寫入作業* 圖8爲一方塊圖説明本發明另一實施例之另一線緩衝部份 34〇。在此實施例中，線緩衝部份340包含一寫入線緩衝器 800及讀出線缓衝器810 »自ADC 330輸出之數位像點資料， 根據寫入啓動信號WE0首先儲存在窝入線緩衝器800中，於 是，數位資料根據寫入啓動信號WE1儲存在讀取線缓衝器 -10- 紙張尺度適用令國囪家榡準（CNSM4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝-----I--訂---- 線、 465226 A7 _ —__ B7五、發明說明（8 ) 810中。之後，數位資料根據行位址，作爲像點資料輪出。 在此線緩衝部份34〇中，其優點爲行位址僅控制—個讀取線 緩衝器810，而不須輸出像點資料。 根據本發明’由於一列及一行位址由一位址產生部份所 產生，以便在CMOS影像感測器中移鏡及縮放一視窗，此裝 置可直接擷取一理想解析度及縮放補償之像點資料，而不 需額外處理。此外，本發明之裝置輕易操作視窗而不需另 外負載加於主系統上。 儘管本發明之較佳實施例已如上所述，不同之備選方案 及修改均可使用。因此，上述之説明不構成對本發明範圍 之限制，該範圍限定在附加之申請專利範圍中。 f靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·---- -訂------丨線'

B 11 t紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 4 6 5 2 2 6 六、申請專利範圍 1. 種裝置，用以移鏡一在CMOS影像感測器中之視窗， 認感測器具有由許多單元像點組成之像點陣列’及一列 驅動部份，根據列位址用以驅動像點陣列之一列，該裝 置包含： Λ 一位址產生部份，用以產生作移鏡之用的一列位址及 一行位址，其中，供移鏡之列位址係列開始位址與移鏡 用視窗高度之和，供移鏡用行位址係行開始位址與移鏡 視窗寬度之和； 一類比數位轉換部份，用以接收由列驅動部份選擇之 列類比像點資料，及將其轉換爲數位像點資料；及 一線緩衝部份，用以接收自類比數位轉換部份輸出之 數位像點資料，及根據行位址輸.出像，點資料。 2. 如申請專利範園第〖項之裝置，位址產生部份包含列位 址產生部份，該列位址產生器包含： 第一相加器，用以根據列時脈增加—列位址； 第一比較器，用以接收自第一相加器之列位址，將列 位址與供移鏡之列位址比較，及輸出第_比較信號； 第一選擇器，用以接收自第一比較器之第一比較信號 ，選擇列開始位址並將其輸出至第—相加器，如第—比 較信號指出自第一相加器之列位址較供移鏡之列位址爲 高，否則，自第一相加器選擇列位址固授及將其輸出至 第一相加器。 3 ·如申請專利範圍第1項之裝置，該位址產生部份包含_ 行位址產生部份，該行位址產生器包含： -12- 仁紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐〉 46 522 6 as C8 六、申請專利範圍 第二加法器，用以根據像素時脈增加一行位址； 第二比較器，用以接收自第二相加器之行位址，比較 行位址與供移鏡之行位址，輸出第二比較信號； 第一選擇器，用以接收自第二比較器之第二比較作號 ’如第二比較信號指出自第二相加器之行位址高於制多 鏡之行位址，則選擇行開始位址並將其輸出至第二相加 器，否則’選擇自第二相加器輸入之行位址回授，並將 其輸出至第一相加器。 ^ 4.如申請專利範園第1項之裝置，該線緩衝部份包含： 第一線缓衝器，用以根據第一寫入啓動信號，儲存自 類比數位轉換邵份輸出之數位像點資料； 第二線緩衝器，用以根據第二寫入啓動信號，儲存自 類比數位轉換部份輸出之數位像點資料；及 弟二選擇器由讀取啓動信號啓動，用以根據行位址， 選擇及輸出儲存在第一及第二線緩衝器中之像點資料。 5_如申請專利範圍第4項之裝置，供移鏡之行位址共同連 接至第一及第二線缓衝器。 6.如申請專利範園第1項之裝置，該線缓衝部份包含： 一寫入線缓衝器，用以根據第一窝入啓動信號，儲存 自類比數位轉換部份輸出之數位像點資料； 一讀取線緩衝器，用以根據第二窝入啓動信號，儲存 自窝入線缓衝器輸出之像點資料，及根據行位址選擇性 輸出儲存之像點資料。 7 —種用以縮放在CMOS影像感測器之一視窗的裝置，該 -13- 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） π請先βθ讀背面之涑意事頊存填寫水茛)

   465226 AS B8 C8 __—— D8 ___ 六、申請專利範圍 感測器包含由許多單元像點組成之像點陣列，及—列驅 動邵份用以根據列位址驅動像點陣列之一列，此裝置包 含： ~位址產生部份，用以產生一列位址及一行位址供縮 放之用； —類比數位轉換部价，用以接收由列驅動部份選擇之 列類比像點資料’及將其轉換為數位像點資料；及 —線緩衝部份，用以接收自類比數位轉換部份輸出數 位像點資料’並根據行位址輸出像點資料a 8 .如申請專利範圍第7項之裝置，住址產生部份包含： —列位址產生部份，用以產生供縮放之列位址，其方 式為增加一縮故補償至列位址；及 一行位址產生部份’用以產生供縮放之行位址，其方 式為增加一縮放補償至列位址。 9 ·如申請專利範圍第7項之裝置，該線緩衝部扮包含： 第一線緩衝器，用以根據第—窝入啟動信號’儲存自 類比數位轉換部份輸出之數位像點資料； 第二線緩衝器’用以根據第二寫入啟動信號’儲存自 類比數位轉換部份輸出之數位像點資料；及 第三選擇器由讀取啟動信號啟動，用以根據行位址選 擇及輸出儲存在第一或第二線緩衝器之像點資料。 1 0 .如申請專利範園第9項之裝置，供縮放之行位址共同連 接至第一及第二線緩衝器。 ϊ 1 ·如申請專利範圍第7項之裝置，該線缓衝部份包含·· -14- 本紙張尺度適用中國囷家榇準（CNS〉Λ4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁j

   46 5226 A8 g ________ D8 —— — . _ 六、申請專利範圍 一寫入線緩衝器，用以根據第-寫入啓動信號，儲存 自類比數位轉換部份輸出之數位像點資料； -讀取線缓衝器，用以根據第二寫入啓動信號，儲存 自寫入線緩衝器輸出之像點資料，及根據行位址，選擇 性輸出儲存之像點資料。 12. —種用以移鏡及縮放在CM〇s影像感測器中—視窗的裝 置，該感測器具有多個單元像點組成之像點陣列，及一 列驅動郅份，用以根據列位址驅動像點陣列之—列，該 裝置包含： 位址產生部份，用以產生列位址及行位址供移鏡及 縮放之用，其中，用以移鏡及縮放之列位址係列開始位 址、移鏡視窗之高度及縮放補償之和，供移鏡及縮放之 行位址係行開始位址、視窗寬度及縮放補償之和； 一類比數位轉換邵份，用以接收由列驅動部份選擇之 列之類比像點資料’及將其轉換爲數位像點資料；及 一線缓衝部份，用以接收自類比數位轉換部份輸出數 位像點資料’及根據行位址輸出像點資料。 1 3 .如申請專利範園第1 2項之裝置，位址產生部份包含—列 位址產生部份，列位址產生器包含： 第一相加器，根據列時脈增加一列位址； 弟一比較器，接收自第一相加器之列位址，比較列位 址與供移鏡及縮放之列位址，及輸出第一比較信號； 第一選擇器，接收自第一比較器之第—比較信號，選 擇列開始位址及將其輸出至第一相加器，前提是如第— -15' 氏張尺度適用_國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

   ^ 4-65226 as gl ------- <、申請專利範圍 比較信號指出自第一相加器之列位址高於移鏡及縮放之 列位址，否則，自第一相加器選擇列位址回授及將其輸 出至第一相加器。 1 4 .如申請專利範圍第1 2項之裝置，位址產生部份包含列位 址產生部份，列位址產生器包含： 第二相加器，根據像點時脈增加一行位址； 第二比較器，用以接收自第二相加器之行位址，比較 行位址與移鏡及縮放之行位址，及輸出第二比較信號； .第二選擇器’用以接收自第二比較器之第二比較信號 ，選擇行開始位址及將其輸出至第二相加器，前提是， 第二比較信號指出自第二相加器之行位址高於移鏡及縮 放之行位址，否則，選擇自第二相加器輸入之行位址回 授，並將其輸出至第二相加器。 1 5 .如申請專利範圍第1 2項之裝置，線缓衝器部份包含： 第一線缓衝器，用以根據第—窝入啓動信號，儲存自 類比數位轉換部份輸出之數位像點資料； 第二線缓衝器，用以根據第二寫入啓動信號，儲存自 類比數位轉換部份輸出之數位像點資料；及 第三選擇器’由讀取啓動信號啓動，用以根據行位址 選擇及輸出儲存在第一或第二線緩衝器之像點資料。 16. 如申請專利範圍第15項之裝置，用以移鏡及縮放之行位 I 址共同連接至第—及第二線緩衝器。 17. 如申請專利範圍第12項之裝置，該線緩衝部份包含： 一窝入線缓衝器，用以根據第一窝入啓動信號，儲存 ϋ尺度適用中國國家標準規格Qio X 297^57 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

   4652 2 6 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 自類比數位轉換部份輸出之數位像點資料；及 一讀取線缓衝器，根據第二窝入啓動信號儲存自窝入 線緩衝器輸出之像點資料，及根據行位址選擇性輸出儲 存之像點資料。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---- 訂---------尊， 17- 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）