TWI241844B - CMOS sensor array with a memory interface - Google Patents

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TWI241844B
TWI241844B TW090132263A TW90132263A TWI241844B TW I241844 B TWI241844 B TW I241844B TW 090132263 A TW090132263 A TW 090132263A TW 90132263 A TW90132263 A TW 90132263A TW I241844 B TWI241844 B TW I241844B
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TW
Taiwan
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memory
interface
image sensor
image
pixel
Prior art date
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TW090132263A
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English (en)
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Odutola Oluseye Ewedemi
Zhonghan John Deng
Ricardo Jansson Motta
David Xiao-Dong Yang
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Pixim Inc
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Description

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五、發明説明（） 發明領 ..............· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係概括關於影像感測器系統；特別是有關於具 備1己憶體介面的影像感測器。 璧：明背景： 數位攝影係過去數年來最引人矚目的技術之一。任何 人皆可利用適當的硬體和軟體（以及些許的知識）來操作數 位攝影術原理。舉例而言，數位相機吟位於數位攝影術的 。近來引進的產品、技術進展、價格的調降，以及電 子郵件和網際網路的出現，已促使數位相機成為最熱門的 消費性電子產品類別。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然而’數位相機的運作方式不同於傳統的底片相機。 事實上，數位相機較近似於電腦掃描器、影印機或傳真 機。大部分的數位相機係利用影像感測器或光感裝置一例 如電荷輕合元件（CCD)或互補式金氧半元件（CMOS device)—來感測景象。光感裝置可與來自於景象的反射光 產生感應，並將此感應之強度轉換成為可進一步加以數位 化處理的電子訊號。舉例而言，使光通過紅、綠和藍色綠 光器’此感應即可在個別的色彩光譜上被量測。當各讀數 被合成並經由軟體加以計算時，相機可決定出圖像中各區 段的特定色彩。由於影像在實質上為數字資料之集合的緣 故，其可輕易地被下載到電腦當中，並加以處理而獲得更 精美的效果。 在傳統的數位攝影應用當中，影像感測器係耦合於影 第5頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) 1241844 A7 五、發明説明（ 像處理單元（通常為積體電路或晶片），以利接收和處理已 攝取的影像…圖係圖示傳統式數位攝影系統，此手统 具備影像感測器，其轉合於影像處理單元。請參照第i圖， 影像感測H 1G-其可為電荷M^(CCD)或互補式金氧 半感測器—係經由像素資料匯流排12而與影像處理單元 2〇聯繫。當影像感測器10拍攝到影像之後，感測器的讀 出動作係以一次一個像素的方式將像素資料輸出到像素 位π範圍的像素資料匯流排i 2。傳統的影像感測器可將數 位像素資料或類比像素值輸出到像素資料匯流排而做為 訊號在此’像素資料」（“pixel data”）一詞係用於 總稱由影像感測器所產生的數位像素資料或類比像素 值。影像處理單元20係耦合於記憶體24，此記憶體係在 處理或操作影像資料之前，用於儲存接收於影像感測器1 0 的像素資料。請參照第1圖；在典型情況下，影像處理單 元20具備兩種介面：感測器介面琿22a和記憶體介面埠 22b ’其中，感測器介面埠22a係耦合於影像感測器1 〇， 用以接收影像感測器的感測器讀出值，而記憶體介面埠 22b則轉合於記憶體.24，用以儲存感測器讀出值。如此， 在操作當中，對於每一個被拍攝影像之畫面而言，影像處 理單元2 0首先會在像素資料匯流排1 2上以一次一個像素 的方式接收來自於影像感測器1〇的感測器讀出值。影像 處理單元2 0會將接收到的像素資料傳送到記憶體2 4内而 加以儲存。隨後，影像處理單元20可透過記憶體介面埠 22b來存取影像資料的畫面。 第6頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公楚) ..........1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1t· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ----- 1241844 A7 ____ ___ B7 五、發明説明（） ..............I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1圖所示之傳統式數位攝影系統具有若干缺點。第 一，由於像素資料係以一次一個像素的方式從影像感測器 讀出，使得感測器的讀出運作非常緩慢一特別是當處理大 型影像陣列時。傳統式數位攝影系統的速度會受到像素資 料匯流排1 2之傳輸率的限制，而使得像素資料匯流排成 為攝影系統在資料傳輸上的障礙瓶頸。其次，影像感測器 10係根據預先載入的像素存取模式來輸出像素資料，因而 存取模式無法立即且輕易地在感測器讀出的過程中加以 變更。因此，若吾人希冀改變像素的存取模式，則影像處 理單元勢必要暫停目前的存取動作，並且在感測器的讀出 動作重新開始之前，先重新載入新的存取模式。 鑒於上述者，吾人實需要一種影像感測器，其可為影 像處理裝置提供方便且有效率的像素資料介面。 發明目的及概诫： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之影像感測器至少包含：一感測器陣列、一資 料記憶體以及一邏輯電路，以上各者均在同一積體晶片上 製造。上述感測器陣列係為一種像素元件之二維陣列 (two-dimensional array),此陣列可輸出代表景象之像素資 料的數位訊號。上述資料記憶體係耦合於感測器陣列，用 以儲存像素資料。上述邏輯電路係耦合於資料記憶體，並 且提供用於輸出像素資料的記憶體介面。 在一具體實施例中，上述記憶體介面係為SRAM(靜雒 隨機存取記憶體）、DRAM(動態隨機存取記憶體）或封包協 第7頁 本紙張尺度適用中國國家標準(cns)a4規格(210X297公釐） 1241844 A7 B7 五、發明説明（） 定同步dram介面等其中之一。 在一具體實施例中，上述影像感測器之感測器陣列具 備像素元件之陣列，其中各像素元件具備光偵測器和類比 -數位轉換電路。當上述影像感測器暴露於一目標時，光 偵測器會產生類比訊號，而此類比訊號會立即被轉換為數 位訊號。 在另一具體實施例中，上述影像感測器具備主動式像 素陣列而非感測器陣列。此像素陣列係輸出類比像素值以 做為像素資料。上述影像感測器可另具備類比··數位轉換 電路’以利將像素陣列的類比像素值轉換成數位像素資 料。 在另一具體實施例中，上述影像感測器具備感測器陣 列或像素陣列，以及耦合於該感測器或像素陣列的雙埠記 憶體，以上各者均在同一積體晶片上製造。雙埠記憶體係 提供用於輸出像素資料的記憶體介面。 藉由在本發明之影像感測器中納入記憶體介面，影像 感測器即可直接棋合至外部影像處理單元之記憶體介面 埠。上述影像處理單元能夠利用習用的記憶體存取協定來 取用影像感測器，因而能夠提昇效率並降低影像處理單元 在操作上的複雜度。 參照以下的詳細說明和所附圖式之後，當可更透徹瞭 解本發明。 第8頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公愛) ........Γ…變： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 計. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1241844 A7 B7 五、發明說明（） 簡簞說明：― ..............I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1圖係圖示傳統式攝影系統’其具備槁合於影像處理單 元的影像感測器。 第2圖係圖示本發明之影像感測器實施例的方塊圖。 第3圖係圖示本發明之影像感測器實施例的方塊圖，其中 該影像感測器具備APS像素陣列。 第4圖係圖示本發明之影像感測器實施例的方塊圖，其中 該影像感測器具備雙埠記憶體。 第5圖係圖示介面協定轉換電路之實施例，此電路係用於 SRAM介面與DRAM介面之間的轉換。 在本說明書所揭路之内各中’出現於一個以上之圖式 中的物件係以相同圖號來表示。 1號對照說明： 10 影像感測器 12 像素資料匯流排 20 影像處理早元 22a 感測器介面埠 22b 記憶體介面埠 24 記憶體 100 影像感測器 102 感測器陣列 103 匯流排 109 匯流排 110 近端記憶體 114 介面協定轉換電路 115 像素資料匯流排 116 匯流排 200 影像感測器 202 像素陣列 210 晶片上記憶體 214 介面協定轉換電路 220 A/D轉換電路 300 影像感測器 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第9頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) 1241844 A7 B7 五、發明説明（） 302感測為陣列 3 10近端（雙埠）記憶體 ........-…Γ費： (請先閱讀背面之注意事項存瑱寫本頁) 414介面蛔定轉換電路 416 SRAM介面埠 418 DRAM介面埠 發明詳細說明： 本發明 < 影像感測器具備一積體晶片上記憶體和/ 用於輸出像素資料的記憶體介面。 藉由在本發明之影像感測器中納入記憶體介面，影像 感測器即可直接耦合至外部影像處理單元之記憶體介面 埠。上述影像處理單TG能夠利用習用的記憶體存取協定來 取用影像感測器《在某些實施例中，本發明之影像感測器 可支援sram、dram $ Rambus(記憶體匯流排）記憶體 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 介面。藉由將晶片上圮憶體和記憶體介面提供於影像感測 咨中，本發明足影像感測器即可在影像感測器與影像處理 裝置之間達成南速像素讀出之功效。如此，像素資料之傳 輸頻寬僅受限於記憶體介面的速度。此外，經由在感測器 璜出時利用影像感測器之記憶體介面，影像處理裝置可在 存取影像感測器内的像素資料時，獲得傳統型影像感測器 所無法達成的便利性和靈活性。舉例而言，像素資料存取 模式不限定於預先載入的存取模式，而影像處理單元能夠 在運作過程中依照影像應用的需要來改變像素的存取模 式。 第2圖係圖示本發明之影像感測器實施例的方塊圖。 影像感測器100可應用於攝影裝置—例如用於拍攝靜態或 第10頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公楚) A7 B7 1241844 五、發明説明（） 錄影圖像的數位相機。在本實施例中，影像感測器1 00具 備一感測器陣列1 02、一近端記憶體丨丨〇和一介面協定轉 換電路1 1 4。感測器陣列丨〇2係為一種光偵測元件之二維 陣列，其亦稱作光偵測器。在第2圖中，感測器陣列丨〇2 係排列成N列Μ行的光偵測器，而其影像解析度為NxM 個像素。若吾人需要色彩的應用，則可將相間的選擇性傳 輸濾光器疊加於各個光偵測器，以使第一、第二和第三選 擇性群組的光偵測器可感測三種不同頻譜範圍的色彩，例 如分別感測可見光譜範圍内的紅、綠和藍色光。 在第2圖的影像感測器丨〇〇中，感測器陣列丨〇2係以 數位像素感測益（D P S)陣列加以實作，其可產生在輸出匯 流排1 03做為感測器讀出值的數位訊號。在本說明書中， D P S陣列或感測為陣列係指一種像素元件陣列，其中各像 素元件具備一光偵測器‘ 一類比-數位（A/D)轉換電路。當 影像感測器暴露於目標光源時，上述光偵測器會產生類比 訊號。此類比訊號會立即藉由A/D轉換電路被轉換成數位 訊號’使得各像素元件可產生數位輸出訊號。因此，上述 影像感測器被稱作數位像素感測器（DPS)，而上述像素陣 列則被稱作感測陣列或DPS陣列。 數位像素感測器（DPS)係在各像素元件上提供數位輸 出訊號’其代表該像素元件所偵測到的光強度。光偵測器 與類比-數位轉換電路（例如A/D轉換器）的結合有助於增 強訊號的偵測、降低電源消耗，以及提昇系統的整體^ 能。在本實施例中，DPS陣列係以數位像素感測器架構來 第11頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公梦^ ----------- -.......…金： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 計. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1241844 A7 - B7 五、發明説明（） 實作。美國專利第5,461,425號（以下簡稱「‘425專利」） 揭示一種DPS架構之範例即利用像素階層的類比-數位轉 換；在此以引用方式併入’425專利之完整内容^ DPS陣列 之光偵測器有時被稱作感測器像素、感測器元件或數位像 素。此等用語係用於指稱具備類比-數位（A/D)轉換電路的 DPS陣列之各個光偵測器，以有別於具備光感測器且產生 類比訊號的傳統式光偵測器。由於數位訊號被讀出的速率 非常高，因此DPS陣列之數位輸出訊號較優於傳統的類比 訊號。當然，別種於區域影像感測器中所實作之像素階層 A/D轉換的系統架構亦可運用於本發明之影像感測器。 再者，在本實施例中，DPS陣列102係利用如授予 Fowler等人的美國專利第5,801，657號所描述之多頻道位 元串列（Multi-Channel Bit Serial, MCBS)類比-數位轉換 (ADC)，在此以引用方式併入上述專利之完整内容。DPS P車列1 0 2係利用k -位元M C B S A D C，並輸出以G r a y碼所 表示的數位訊號。MCBS ADC具有許多可應用於獲取影像 的優點，而更為重要的是其有助於高速讀出。當然，亦可 使用別種ADC技術，例如一階sigma delta調變ADC。 當然，可利用其它類型的影像陣列一例如CCD像素陣 列或CMOS像素陣列一來建構本發明之影像感測器，並具 備主動像素感測器（APS)陣列。第3圖係圖示本發明之影 像感測器實施例，其中該影像感測器具備APS像素陣列。 以下會更詳細加以說明。 於像感測器1 0 0另具備積體晶片上記憶體（亦稱作近 第12頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2ΐ〇χ 297公笼) ..............« (請先閲讀背面之注意事項再填、寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 1241844 五、發明説明（ 读把憶體）11 ο ’以用於儲存來自於感測器陣列1 02之至少 ’影像資料之畫面。美國專利申請案第〇9/567,638號描述 一種具備晶片上記憶體的積體數位像素感測器（Dps)，該 記憶體係用於儲存至少一影像資料之畫面。在影像感測器 中納入晶片上記憶體，可稍解使用晶片外記憶體來儲存像 素資料所產生的資料傳輸障礙問題。特別是記憶體和DPS 感測器的結合可利用多重取樣來提昇拍攝影像的品質。美 國專利申清案第09/567,786號描述一種利用時間索引處 理來協助影像的多重取樣。在此係以引用方式併入上述專 利申請案之完整内容。在影像感測器丨〇〇内，近端記憶體 1 具備將至少N乘以Μ個像素儲存於位元的容量。當 然，近端記憶體U 0亦可納入額外的儲存容量，用來儲存 影像感測器1 00在操作過程中所使用到的其它參數，例如 多重取樣過程中所使用的資料.在其它實施例中，近端記 憶體1 1 0之容量能夠儲存像素資料的多重畫面或像素資料 的部分畫面。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ........‘：…會： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在操作過程中，影像聚焦於感測器陣列丨〇2而使聚焦 影像的不同部分照射在陣列中的各個感測器像素上。各感 測器像素具備一光偵測器，其導電率（即電荷儲存率）與照 射在光偵測器上的光強度有關。如此，通過光偵測器的類 比電流即對應於照射在光偵測器上的光強度。來自於陣列 1〇2的所有光偵測器的類比訊號會同時藉由緊接於各感測 益像素的專用A/D轉換電路而被轉換成串列位元流。此等 在畫面週期上產生的串列位元流會提供到匯流排1 〇 3，以 第13頁
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五、發明説明（） 做為代表照射於光偵測器上之平妁 心卞吟先強度的數位輸出訊 號。 ........ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在第2圖的影像感測器丨〇〇中， T 恐，則恭陣列102的讀 出動作係在匯流排1 〇 3上利用咸·、目,丨哭居 、 扪用慼測詻讀出協定來執行❶來 自於感測器陣·列1 0 2的像素資料係以 打你以次—個像素的方式 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 被窝入近端記憶體110内。在某些情況下，感測器障列1〇2 可提供位元面形式的感測器讀幻直’像素資料則以感測器 -位元的排列方式而儲存於近端記憶體丨丨〇。若儲存於近端 記憶體1 1 0内的像素資料有必要以像素-位元的方式加以 排列，則描述於Ewedemi等人之美國專利申請案第 09/638,503號的方法可用於重新排列近端記憶體内的像素 資料，其中該方法係用於在影像感測器内執行像素-位元 的重新排列；上述專利申請案與本案為共同申請中，i具 相同之專利受讓。此外，若有必要執行其它的像素歸一化 功能一例如Gray碼轉換成二元碼、數位相關雙取樣操作和 多重取樣~ 一化操作等功能’則本發明之影像感測器1 〇 〇 可納入如同描述於Ewedemi等人之美國專利申請案第 09/63 8,5 02號及第09/638,520號的像素歸一化電路；上述 專利申請案與本案為共同申請中，並具相同之專利受讓。 在匯流排1 〇3上來自於感測器陣列1 〇2的感測器讀出 值係儲存於近端記憶體11 0内。在典型操作中，儲存於近 端記憶體1 1 〇内的像素資料係於匯流排1 09上提供給外部 影像處理裝置，其中匯流排1 09係為一種像素-位元範園 資料匯流排，且像素資料係以一次一個像素的方式輸出。 第Η頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210Χ 297公釐) 1241844 A7 五、發明説明（） 在本實施例中，影像感測器100具備另一像素資料介面， 此介面有助於影像感測器之像素資料的高速且靈活的輸 出。請參照第2圖，影像感測器1〇〇另具備介面協定轉^ 電路U4,其提供介面用於輸出儲存於近端記憶體11〇内 的像素資料。如此，外部影像處理裝置可利用上述記憶矜 介面來存取拍攝並儲存於影像感測器丨〇〇内的像素資料， 而非利用傳統的像素資料匯流排協定。
在第2圖中，影像感測器1〇〇係耦合於影像處理單元 20。影像處理單元20可為一種數位訊號處理器（Dsp)或其 Έ：類型的影像處理裝置，例如影像壓縮和分析裝置。影像 處理單元20具備一感測器介面埠22a，其用於耦合傳統式 於像感測器之像素資料介面。影像處理單元2 〇另具備一 圯憶體介面埠22b ,其耦合於一記憶體一即如第i圖所示 之典型配置，此記憶體係用於儲存在感測器介面埠22&上 接收自影像感測器的像素資料。在第2圖中，影像感測器 100係耦合於影像處理單元20之記憶體介面埠22b，而非 如同傳統方式耦合於記憶體介面埠22a。具體而言，影像 感測器1 0 0係在像素資料匯流排1 1 5上與影像處理單元2〇 聯繫’並利用記憶體介面協定來控制匯流排丨丨6 ^在範例 中’記憶體1 1 0係以畫面暫存器來實作，而影像處理單元 2〇可支援記憶體介面蜂22b上的DRAM介面。介面協定 轉換電路1 1 4係利用畫面暫存協定來針對近端記憶體u 〇 進行存取，並利用DRAM介面協定將像素資料提供到影像 處理單元20。在另一範例中，近端記憶體丨丨〇係以SRAM 第15頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) .......... (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1241844 A7 B7 五、發明説明（） ............I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 來實作，而影像處理單元20可支援記憶體介面埠22b上 的DRAM介面。介面協定轉換電路1 14係利用SRAM介 面協定來針對近端記憶體1 1 〇進行存取，並利用DRAM介 面協定將像素資料提供到影像處理單元20。如此’介面協 定轉換電路114即可在近端記憶體11〇與影像處理單元20 之間提供記憶體介面協定的轉換。藉由將影像感測器1 00 耦合於影像處理單元20之記憶體介面埠22b，影像處理單 元20即可如同存取傳統式DRAM —般來存取影像感測器 1 00。在此種情況下，影像感測器1 〇〇可為外部影像處理 裝置提供標準化記憶體介面協定，而此種記憶體介面協定 具有寬頻和高度的讀出靈活性等特性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上所述，本發明之影像感測器可利用其它類型的像 素陣列予以實作，其中包括CCD降列或APS陣列。在該 等情況中，像素陣列會在像素資料輸出匯流排上輸出類比 像素訊號，而必要的類比-數位轉換電路係將類比像素訊 號轉換成數位像素資料，以便儲存於近端記憶體内。第3 圖係為納入本發明之APS陣列實施例的影像感測器之方 塊圖。第3圖的影像感測器200具備APS像素陣列202 , 其耦合於A/D轉換電路220。由APS感測器陣列所產生的 類比像素值會被提供到A/D轉換電路220，以便轉換成數 位像素資料。影像感測器200之操作方式類似於第2圖中 的影像感測器1 00。影像感測器200具備一晶片上記憶體 210和一介面協定轉換電路214，其為外部影像處理裝置 提供記憶體介面。在本結構當中，影像感測器2〇〇係搞合 第16頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐)
1241844 A7 B7 五、發明説明（） 於影像處理單元2〇之記憶體介面埠22b，其中影像處理單 元可存取影像感測器200之像素資料，即如同該影像感列 器為記憶體裝置一般。在其它實施例中，具備APS陣列的 影像感測器可以不具備A/D轉換電路。在該情況下，影像 感測器係將類比像素值儲存於近端記憶體内，並於記憶键 界面上輸出類比像素值。然後，外部影像處理單元負貴脾 該等像素值轉換成數位像素資料。 本發明之影像感測器之介面協定轉換電路可建構成 支援任何種類的記憶體介面協定。如上所述，本發明之影 像感測器至少可支援SRAM、DRAM和RAMBUS記憶體介 面。以目前而言，當前的影像處理裝置通常具備工業標準 (例如JEDEC 21-C)所指定的DRAM介面。因此，在影像 感測器上提供DRAM介面即可使影像感測器能夠輕易地 耦合於目前所使用的影像處理裝置，並且如同DRAM相對 於影像處理裝置一般加以存取。此外，DRAM介面可提供 較大的資料頻寬來存取像素資料。標準的DRAM介面係為 13 3MHz、16位元寬，因此其總頻寬為2.218Gbits/s(十億 位元/秒）。相較於傳統式影像感測器於10位元、25MHz 的像素資料匯流排上所能提供的資料頻寬250Mbits/s，此 為顯著的改進。傳統式DRAM介面具備雙向資料匯流排、 位址匯流排，以及CLK、CKE、CS、RAS、CAS、WE及/ 或OE等控制訊號。 另一方面，SRAM介面通常和DRAM介面一樣具有相 似的頻寬大小，但在存取和控制上較為簡單。特定而言， 第17頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X 297公釐) ..............· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -計· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1241844 A7 B7 五、發明説明（ 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 社 印 製 SRAM介面不需要重置時脈，並可提供讀/寫時序的週期 性。當影像感測器整合於影像處理裝置而成為單獨的積體 電路時’ S R A Μ介面特別有效用。在此種結構中，影像感 測器之SRAM介面可提供較寬的資料匯流排，以降低資料 存取的延遲時間。典型的SRAM介面具備雙向資料匯流 排、位址匯流排，以及RE/WE等控制訊號。 若吾人需要非常大的頻寬，則在本發明之影像感測器 上可使用封包協定同步 DRAM介面，其通常稱作 RAMBUS™。RAMBUS介面可維持高達i2.8Gbits/s的資料 速率峰值，而此速率比標準化DRAM介面的速率快六倍。 當影像感測器具備非常大的陣·列或應用於即時性影像處 理時，RAMBUS介面即變得非常適用。典型的rambus 介面具備雙向資料匯流排（BusData)以及包括BusEnable、 BusCtrl、RxClk 和 TxClk 等控制訊號。 根據本發明之另一實施例，影像感測器具備晶片上雙 埠Λ憶體’其可提供用於輸出像素資料的記憶體介面。請 參照第4圖’影像感測器3 〇〇之近端記憶體3丨〇係以雙崞 記憶體來實作。例如，雙埠SRAM即為習知者。藉由在影 像感測器300中使用雙埠記憶體310，來自於感測器陣列 3 02的像素資料即可經由其中一個埠口而被寫入雙埠記憶 體3 1 0内，影像處理單元2〇則可經由另一埠口來存取儲 存的像素資料。若在影像感測器300中使用雙埠記憶體， 則本發明之影像感測器可獲得較小型的實作。 第5圖係圖示介面協定轉換電路之實施例，其係用於 第18頁 .......…會： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、一-ά
P 1241844 A7 P--- —__JB7 五、發明説明（） SRAM介面與DRAM介面之間的轉換。介面協定轉換電路 414具備SRAM介面埠416，其為連接影像感測器之近端 έ己憶禮提供介面。R A Μ介面崞4 1 6係提供讀取致能/寫入 致能之輸出訊號和位址訊號，並接收來自於近端記憶體的 資料而作為輸入。介面協定轉換電路414同時具備DRAM 介面埠4 1 8，以提供連接位於影像感測器之外部的影像處 理裝置所需的介面。DRAM介面埠4 1 8係接收行位址訊號 (row address strobe, RAS)、行位址訊號（c〇iumil address strobe, CAS)等輸入訊號和位址訊號以作為輸入訊號。 DRAM介面埠418可提供資料輸出，以回應raS、CAS和 位址輸入訊號。 以上所提供的詳細說明係為說明本發明之特定實施 例，而非特意限定本發明。本發明之範圍内存在各式不同 的修飾及變更。因此，本發明係由所附申請專利範圍加以 界定。 ...........·-丨丨 .........訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第19頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公爱)

Claims (1)

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事 頊 再 填 寫 本 頁 料 憶 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ，邏輯電路，其輕合於該資料記憶體，並與該資 5己憶體製造於同-積體晶片丨，該邏輯電路提供一記 體介面’以用於輸出該像素資料。 2.如申，"I圍帛！項所述之影像感測器，其中上述之 5己^體介面係為靜態隨機存取記憶體（SRAM)介面。 3 ·如申請專㈣圍第丨項所述之影像感測器，#中上述之 兄憶體介面係為動態隨機存取記憶體（DRAM)介面。 4.如申請專利範圍第1項所述之影像感測器，其中上述之 記憶體介面係為封包協定同步DRAM介面。 5 · —種影像感測器，其至少包含： 一像素陣列，其包含一像素元件之二維陣列，並輸 出類比訊號作為代表一景象之影像的像素資料； 一類比-數位轉換器，其耦合於該像素陣列，用以將 該等類比訊號轉換成數位像素資料； 第20頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）
六、申請專利範圍 1241844 貝料Z憶體，其_合於該類比·數位轉換器，並盘 “類比-數位轉換器製造於同-積體晶片上，該資料:: .憶體係用於健存該像素資料；以及 W ^邏輯電路，其輕合於該資料記憶體，並與該資料 兄憶體製造於同—積體晶片上，該邏輯電路 體介面，以用於輸出該像素資料。 ^ 6·如申睛專利範圍帛5項所述之影像感測器，其中上述之 記憶體介面係為靜態隨機存取記憶體（SRam)介面。 7 ·如申明專利範圍第5項所述之影像感測器，其中上述之 5己憶體介面係為動態隨機存取記憶體（DRAM)介面。 8·如申請專利範圍第5項所述之影像感測器，其中上述之 έ己憶體介面係為封包協定同步dram介面。 9 · 一種影像感測器，其至少包含： 一像素陣列’其包含一像素元件之二維陣列，並輸 出數位號作為代表一景象之影像的像素資料； 一資料記憶體，其耦合於該像素陣列，並與該像素 陣列製造於同一積體晶片上，該資料記憶體係用於儲存 該像素資料；以及 一邏輯電路，其耦合於該資料記憶體，並與該資料 記憶體製造於同一積體晶片上，該邏輯電路提供一記憶 第21頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Am------.—訂---------線· (請先-M讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1241844 A8 B8 C8 D8 六、 申請專利範圍 體介面，以用於輪出該像素資料。 1〇,如申請專利範圍第9項所述之影像感測器，其中上述之 δ己憶體介面係為靜態隨機存取記憶體（SRam)介面。 •如申凊專利範圍第9項所述之影像感測器，其中上述之 "己憶體介面係為動態隨機存取記憶體（DRAM)介面。 .經 濟 部 智 慧 財 彥 貝 工 消 費 合 作 社 印 製 I 2 •如申請專利範圍第9項所述之影像感測器，其中上述 C憶體介面係為封包協定同步DRAM介面。 13·—種影像感測器，其至少包含： 一感測器陣列，其包含一像素元件之二維陣列， 輪出數位訊號作為代表一景象之影像的像素資料；以 一雙埠資料記憶體’該雙埠資料記憶體之一第一 口係耦合於該感測器陣列，以用於儲存該像素資料， 雙槔資料記憶體之一第二淳口係提供—記憶體二面: 用於輸出該像素資料，該雙埠資料記憶體與該感測器 列係製造於同一積體晶片上。 1 4 ·/種攝影系統，其至少包含： 一影像感測器，該影像感測器包含·· 一感測器陣列，其包含一像+ 士 μ 1豕京7L件之二維 列，並輸出數位訊號作為代表一畢备4 京象之影像的像 第22頁 一國家標準（匚奶)八4規格（2〗(^297公釐） 之 並 及 埠 該 以 素 _____I-------· I I I I I- I I ^ --------- (請先·Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) _ 1241844 § D8 六、申請專利範圍 資料； (請先·Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 一資料記憶體，其耦合於該感測器陣列，並與 該感測.器陣列製造於同一積體晶片上，該資料記憶 體係用於儲存該數位像素資料； 一邏輯電路，其耦合於該資料記憶體，並與該 資料記憶體製造於同一積體晶片上，該邏輯電路提 供一記憶體介面，以用於輸出該像素資料；以及 一影像處理裝置，其包含一記憶體介面.埠； 其中，該影像感測器係耦合於該影像處理裝置之記 憶體介面埠，且該影像處理裝置係利用一記憶體介 面協定來存取該影像感測器内之像素資料。 15. 如申請專利範圍第14項所述之攝影系統，其中上述影 像感測器之記憶體介面係為靜態隨機存取記憶體 (SRAM)介面。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 16. 如申請專利範圍第14項所述之攝影系統，其中上述影 像感測器之記憶體介面係為動態隨機存取記憶體 (DRAM)介面。 17. 如申請專利範圍第14項所述之攝影系統，其中上述影 像感測器之記憶體介面係為封包協定同步DRAM介面。 1 8. —種於影像感測器内之方法，其至少包含： 第23頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮1 1241844 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 利用一感測器陣列來拍攝一景象之影像； 將代表該影像之像素資料儲存於一資料記憶體内， 該資料記憶體係與該感測器陣列製造於同一積體晶片 上；以及 利用一記憶體介面協定，將該像素資料輸出至一影 像處理裝置。 1 9.如申請專利範圍第1 8項所述之方法，其中上述之記憶 體介面係為靜態隨機存取記憶體（SRAM)介面。 2 0.如申請專利範圍第1 8項所述之方法，其中上述之記憶 體介面係為動態隨機存取記憶體（DRAM)介面。 2 1.如申請專利範圍第1 8項所述之方法，其中上述之記憶 體介面係為封包協定同步DRAM介面。 (請先朋讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第24頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉
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