TWI333368B - System and method for reducing read-out noise in a pixel array - Google Patents

Description

九、發明說明： C 明所屬冬紆領】 本發明是關於用來減少像素陣列中之讀出雜訊的系統 與方法。

t Λ* J 發明背景 數位攝景>機和數位成像裝置一般使用像素陣列，例如 CMOS陣列（互補金氧半導體）或CCD陣列（電荷_耦合裝 置），用以依像素-接-像素方式捕捉光線而形成數位影像。 當光線打擊一般像素時，一感光裝置，例如光二極體，被 充電至對應入射該像素之光數量之位準。一旦電荷被儲存 於該發光-感知裝置，該電荷可以接著被使用以產生一組表 示對應光位準的電氣脈波，這電氣脈波，一般表示為電壓， 可以依據習知類比和數位處理方法被操作並且儲存。—習 知方法可以參考第1圖的習見成像系統被說明。 习第1圖展不供收集並且儲存入射光作為影像之一部份 ^見的成像系統1〇〇。該系統包含像素陣列14〇，於這範例 之用途’可以是⑽沉陣列。該像素陣列⑽一般被組織成 a 151η和行161a-161n以至於列控制電路15〇可以被使 用、依列_接-列基礎而操作該像素以及行讀出電路⑽可以 被使用以依行·接·行基礎而取樣該像素。 在影像捕捉方法的一般“讀出”步驟時，各像素的對 號可以被讀取和儲存。列控制電路15〇引動第一列 15U以至於被健存電荷可被轉化成電壓信號，其經由行讀 出電路160 ’經由對應至各行16 la-16 In之讀出電路 1623-16211而傳輸。亦即’在第一列151&讀出步驟時，從第 一行161a中像素產生之電Μ^吕號經由第一讀出電路162a被 讀出’第一行161b中像素經由第二讀出電路i62b被讀出， 第三行中像素經由第二讀出電路162c被讀出，等等。 以此方式，所給予列151a-151n的各像素可以經由該行 讀出電路160同時地被讀出。該程序重複於下一列151b和下 一列151c直至所有的列已經讀出為止。行讀出電路16〇之讀 出電路162a-162n—般耦合至一多工器（未展示），以至於從 該像素被收集之資料可以被取樣和儲存於記憶體（也未被 展示）。該被收集資料可以接著被重建以形成代表各像素捕 捉光線之影像。 但是，當經由特定分別的讀出電路162a-162n讀取各行 像素161a-161n中各像素時’問題可能產生。讀出電路 162a-162n—般包含固態裝置，例如MOSFET電晶體和類似 者’其遭受製造變數、性能變數、以及整體地被稱為“誤差” 的其他現象。誤差可能於任何所給予的裝置中太嚴重，因 而裝置被製造之目的不能被實現。但是，多數誤差是輕微 並且通常在製造程序時無成本效益可修改及/或消除。因 此，於多數電子中’容忍度和誤差範圍被提供、預期、忽 略，及/或一般自形成系统加工。為避免極昂貴容忍度於製 造像素陣列140之讀出電路I62a-162η(—般均於一組積體電 路）’製造誤差一般為所預期，但可能是雜訊主要來源，如 第2圖展示。 第2圖展示利用第i圖中具有一組具顯著誤差之行讀出 電路的習見成像系統1〇〇被收集資料構成之數位圖像2〇〇。 一般’發生於像素本身之誤差可能不是大問題。例如，於 數百萬像素之像素陣列，非常不易由人們眼睛看清楚利用 5像素陣列被收集資料重建之圖像中一把“不良像素’’。但 是’當誤差發生於一組或更多組讀出電路162a_i62n時，因 為誤差引介之雜訊重複於經由誤差_傾向讀出電路傳輸之 各列中對應至各像素之各電壓信號。因此，如果一特定的 讀出電路具有誤差導致雜訊被引介，則產生的影像雜訊， 10 實際上，成為人們眼睛可看清楚。進一步地，於需要代表 捕捉光信號的較高放大之低發光情況，於一組或更多組讀 出電路之誤差更惡化。 如第2圖中所見，數位影像2〇〇展示自單一行中誤差產 生的雜訊，其重複於每一單一列而導致非常不需的暗線21〇 15 (為展示目的被誇大）。因此，即使單一讀出電路中之單一誤 差可能於利用成像系統1〇〇被收集影像具有可觀的影響。 一般，可導致這些型式問題之誤差包含行未匹配誤 差、由於製造變數之裝置尺寸不同、MOSFET臨限電壓範 園偏移、以及類似者。這些誤差型式時常耗時而不易於製 20造程序完全消除。因此，即使誤差發生於行讀出電路160， V能因為經由讀出電路162a-162η資料收集之重複性質而 產生整個1C不可被使用》 【發明内容】 發明概要 ⑤ 像中影 一傻去陆 . K糸統和方法。該裝置包含 ’、列，其被組織成為多數値像素集人，久後去隹 中像素可操作讀存對應n …、。 多數2 組讀出電路，其具雜合至該像素陣列之 2:讀出通道，各讀出通道可操作以讀取儲存於一像素 :對應像素的㈣，各讀出通道對應轉於各像辛集 5在讀出步驟時之一像素。該裝置進-步地包含-㈣出 t選擇電路，其衫至該讀出電路並且可操作而對於各 讀出步驟之各像素集合設定供匹配—組讀出通道至—像素 之—樣型’該樣型從-集合至另—集合而不同。 利用在-組影像捕捉裝置之内之—讀出通道分配系 統，任何特定的讀出電路可以具有誤差以至於雜訊經由誤 差·傾向讀出電路被引介至任何信號傳輸，所產生對於任何 重建和儲存影賴影響被減少。該誠料鱗多影像行 而非如習見的成像系統所有對齊於—行 '结果，該被分^ 雜訊較不為人㈣睛看較，因為對於各狀隨機成型讀 出通道’被誤差，傾向讀ih電路㈣之像素錢對應至不同 的行。 圖式簡單說明 本發明上述論點和許多優點當配合附圖閱讀時，利用 參考至下面的詳細說明，將成為更容易了解且成為更了 解，其中： ~ 第1圖展示用於收集和儲存入射光為數位影像的部份 習見成像系統； 第2圖展示利用具有一組行讀出電路有顯著誤差之第j 圖的習見成像系統被收集之資料構成之數位圖像； 第3圖展示依據本發明實施例使用像素陣列用於收集 和儲存入射光之部份成像系統3〇〇 ; 第4圖展示依據本發明實施例具有以有顯著誤差之讀 出電路的相關四行分佈之讀出通道之第3圖成像系統所收 集資料而構成之數位圖像；以及 第5圖展示依據本發明實施例包含第3圖成像裝置之成 像系統方塊圖。 C實施方式3 較佳實施例之詳細說明 下面的討論呈現使熟習該技術人員製作和使用本發 明。此處說明一般原理可以被應用至除了上面說明之外的 實施例和應用而不脫離本發明之精神和範疇。本發明不欲 限定於所展*實_，但是其廣義料遵循此處被顯露或 建議之原理和特點。 第3圖展示依據本發明實施例使用像素陣列34〇收集和 儲存入射光之部份成像系統300。這實施例中，各像素讀出 通道經由讀出通道電路37G從-列至另—列操作。該系統 300包含像素陣列340,對於這實施例用途，其可以是 陣列。那絲習本技術者將了解任何像料列，例如CCD 陣列，同時也可讀❹。習見地，贿料列娜—般被 組織成為列351a-351n和行361a-361n以至於列控制電路35〇 可以被使錄列_接_縣礎以操作料像素並且行讀出電 路37S可以被使用依行·接-行基礎以取樣該等像素。 熟習該技術人員同時也將了解該等列和行控制可以是 相反，因該控制電路350和375不需要是相關於列和行。反 而’此處被使用之參考和概念可以簡單地指示一群選擇電 ^列控制電路350)以及像素選擇電路(行讀出電路Μ)。但 疋’廷揭7F之其餘部份’列控制電路35G和行控制電路3乃 被使用以指示這些構件。 一般的影像敵步财，打擊於該像素_34〇之光在 各像素可錢，當曝露於树對應至人射綠準之電荷， 例如，當攝影機快Η快速地打開和關_。在各像素之感 應電荷絲主仏射於雜輯列3做料。該成像系統 300可以接著經由對應至該感應電荷位準之產生電壓信號 讀出在各像素之電荷。該電Μ信號可以接著被量測和指定 被儲存於記憶體中之一數位值。 在影像捕捉讀出步驟時，該像素陣列340中各像素可以 被取樣以至於該對應的魏信號可以被分別量測振幅。因 此，該列控制電路350(族群選擇）隔離整個讀出像素列(族 群），其利用啟動導通在各像素之列電晶體之列控制線的高 電壓-信號(未糾展*)。接著，# —行線從該行讀出電路 375以高的電壓信號被啟動時（其導通行電晶體同時也未 被詳細展㈤’被引動列各像餘轉叫定諸存電壓信 號。因此’各行361a-361n可以依據時脈順序而行接行被取 樣，並且被引動列中在各信號之各電壓信號可被讀出。這 處理程序重複於各列直至該像素陣列340中各像素已經讀 出並且影像被儲存於記憶體(未展示）為止。 如在上面背景部份被說明，各行361a-361n中各像素可 以相關於讀出電路375a-375n。但是，不同於先前的技術， 列-至-列各行遵循的特定讀出通道可能改變。這實施例中， 一讀出通道選擇電路370被耦合在該像素陣列340之行讀出 電路375和各行361a-361n之間。該讀出通道選擇電路37〇利 用讀出通道控制電路38〇被控制以至於分別的行361a 361n 可以相關於（亦即，經由讀出通道選擇電路370電氣地耦合) 不同的讀出電路375a-375n。 因此，對於任何所給予行像素361a-361n的特定讀出通 道可以在行讀出電路375a_375n之間隨機化或系統地互相 改變。亦即，所給予列的像素因其讀出之樣型可以從列至 列混洗。如果一特定的讀出電路375a_375n是誤差·傾向，經 由該誤差-傾向讀出電路被讀取之行361a 361n將從列至列 而不同。由於該誤差讀出通道產生的雜訊接著被分佈跨越 產生的儲存影像中許多影像行。為了以其適當的格式儲存 -組影像，-讀出通道重組合電路39〇，其同時也利用該讀 出通道控制電路38G被控制，重分佈該行信號回至它們的原 始順序。亦即’該讀出通道重組合電路解混洗該先前讀 出像素信號⑽由-多K料也未被展示)儲存於記憶 體(未展示）。 例如，在一讀出步驟時，第-列35听以依據第-列 樣型被讀出。因此’第-列351之第一行腿中像素可以經

1333368 由第一讀出通道375a被讀出，第一列351a之第二行361b中 像素可以經由第二讀出通道375b被讀出，第一列351a之第 三行361c中像素可以經由第三讀出通道375c被讀出，等 等。接著，在第一列被讀出之後，第二列351b可以同樣地 5 讀出，但是有不同的讀出樣型。因此，於第二列351b讀出 中，第二列351b之第一行361a中像素可以經由第二讀出通 道375b被讀出，第二列351b之第二行361b中像素可以經由 第三讀出通道375c被讀出，第二列351b之第三行361c中像 素可以經由第四讀出通道被讀出（未詳細展示），等等。其餘 10 列351c-351n也可以依隨機方式或預定樣型相似地讀出。 以這方式，如果一讀出電路375a-375n是誤差傾向，例 如，第二讀出電路375b，則從該誤差傾向讀出電路375b產 生的雜訊將從不同的行361a-361n被分佈在不同的像素信 號之間。在上面範例中，第一列35la將具有雜訊（來自該誤 15 差-傾向讀出電路375b)於第二行361b中像素，但是第二列 351b將具有雜訊於第三行361c之像素信號，等等。隨機化 或系統改變讀出通道之效應可於第4圖的產生影像更易看 出。 第4圖展示利用第3圖成像系統300被收集資料構成之 20 數位圖像400，其具有依據本發明實施例系統分佈於四行之 讀出通道。如所見，相關於一組特定讀出通道的雜訊分散 以至於該雜訊比較於第2圖之圖像是較不可觀的。當然，該 雜訊效應是比正常展示目的更詳細展示於第2圖。一般，當 處理數百萬像素時，人們眼睛是不易看清楚單一像素。 12 (g 1333368 相關於第3和4圖被說明之實施例採用四行族群以分佈 讀出通道。亦即，所有的行361a-361n，其數目可能在1000 至100000範圍，可以被分割成為各四行之族群或子集，以 至於各子集是相關於四組相關的讀出電路。因此，在各行 5 子集之内，特定的讀出通道可以是相關於該行族群之四組 讀出電路之一組。於四組之子集中分配行讀出通道之樣型 可以是利用在該讀出通道控制電路380之内隨機器（未展示) 隨機設計。接著，從列至列，在各子集之内的各特定行可 以從該四組相關的讀出通道之一組被讀出以至於該等四行 10 之各組是經由一特定讀出電路唯一地讀出。例如，於各四 行子集中，（稱為行1，2，3，和4)，第一列讀出通道隨機樣 型可能為讀出電路3，2，1，4，第二列讀出通道隨機樣型 可能為卜3，2，4，第三讀出通道樣型可能為4，3，2，1， 等等。因此，四組之族群中各行的相關讀出電路可以是， 15 以隨機方式，四組讀出電路之任何一組。） 另外地，該讀出通道控制電路380可以對於各列之各行 族群提供一指定預定樣型（亦即，不隨機）。因此，第一列中， 編號1，2，3，4之行樣型可以是讀出通道1，2，3，4。於 下一列中，該讀出樣型可能移成2，3，4，1並且下一列可 20 能再次移成3，4, 1，2,等等。以這方式，相關於誤差傾 向行的任何雜訊也可以依隨機樣型顯示至人們眼睛被分 佈，但是依據儲存於讀出通道控制電路中預定樣型在讀出 通道之間系統地互變。 被使用於第3圖成像系統3 00中任何讀出通道樣型同時 13 ⑧ 1333368 10 也被使用以重建當儲存時記憶體中之影像。該讀出通道控 制電路380不_合至讀出通道電路37()，但是同時也至^ 出通道重組合電路爛。因此，對於該讀出通道電路37_ 用該讀出通道控制電路38G指定以決定特定行信號傳輸的 讀出通道樣翻時也錄心所料轉素列設定 該讀出通道重組合電物G至適#的讀出通道。例如，該減 出通道控制電路可對於各四行子集提供樣心，4，3，= 該讀出通道電路37Q。接著，這樣型同時也被提供至該讀出 通道重組合電路390以便以相同樣型1，4，3，2從各子集讀 取，因而該產生的資料以其適當的脈絡儲存。 ’、 第3和4圖之實施例已經被說明具有行指定於四組子集 而供讀出通道分配。於另一實施例中，行可以被指定於8或 16之子集巾^上述相同方式，該讀㈣道可崎機或系 15 統地被分佈跨越該8或16行子集。進―步地，該子集可以市 任傭數目，即使包含所有行的單—族群。_，相關於 較大打族群之電路可能太複雜化而不易於有限空間應用中 實現。 20 再另-實施例中，各行讀出通道可能對於各列被移位 -或二單位。例如’第一列中第一行可能經由第一讀出通 道被讀取’第二列中第二行可能於第二讀出通道(或該第三 讀出通道’如移位二單位)被讀出，第三列中第三行 三讀出通道(或第五讀出通道’如移位二單位)可能被讀出， 等等。移位讀出通道-或二行可以_該讀出通道控制電 路38〇被控制’相同於隨機通道分配或預定樣型分配方式。 14 、^再另一實施例中，第二層讀出通道分配可以被實現。 於這實施射，奸可叫關於四行子集 ，以及四組讀出 通道，如上所述。進一步地，第二讀出通道電路（未展示） ° ^於第二級通道分配中各行子集提供一第二讀出通道分 因此，一誤差傾向讀出通道可能跨越四組第一位準行 —、 β从及另外的四組行子集之一。二級讀出通道分配之結 =·知像具有由於讀出通道誤差之甚至較少的可視雜訊。 人地，任何行數目和行子集可以被實現。進一步地，任 10 °級數目可以破實現以達成更隨機分配樣型。 第5圖展不一組成像系統500之方塊圖，其包含依據本 影捲實施例之第3圖成像裝置300。該系統500可以是數位攝 雷 攝H電話、或利用數位捕捉裝置的其他 的、 裝置可以為各包含分別的光二極體或其他 15 直接：：裝置之任何尺寸和數目之像素。該成像系統500 的主 —處理和控制功㉟至單殼封裝，其超越光收集 的主要工作。這此牲 比-至-數位轉換、快門、 像處理演算法。 ^ ^ 二将點—般包含時序邏輯、曝光控制、類 白色平衡、增益調整、以及啟始影 20 立，J:中，像素陣列340使用主動像素感知器(APS)技術建 合成C)和讀出放大器(也未被展示)被配 内被放大的電_㈣之電荷鄕換成像素 類比錢卜㈣娜叫之 因此’除了光二極體之外，各像素包含電晶體閘流體， 15 ⑧ 其轉換被積聚電荷至可量測電壓，重置該光二極體，並且 轉換該電壓至一垂直行匯流排。產生的陣列340是金屬讀出 匯流排組織盤，其在各相交處，亦即，各像素包含光二極 體和相關的彳g號傳輸電路。該匯流排施加時序信號至該光 二極體和返回讀出資訊回至與陣列340隔開之類比解碼和 處理電路。這設計使信號從陣列340中各像素以簡單χ、y位 址技術被讀取。 像素一般以正交格被組織，其可以尺寸從128><丨28像素 (16Κ像素)至更普遍之^8(^1024(百萬像素)範圍。許多最新 陣列340，例如設計於高晝質電視(HDTV)者，包含被組織 於2000平方像素之非常大陣列之上的數百萬像素。來自構 成該陣列各列和各行的所有像素之信號必須被精確地檢測 和量測(讀出）以便從該像素電荷累積資料組合一組影像。像 素陣列340的其他應用以及依序地，第5圖之整個成像系統 500包含手持數位攝影機、行動電話攝影機、個人資料助理 攝影機系統、以及個人電腦攝影機系統。 第5圖之系統包含與匯流排52〇耦合之中央處理單元 (CPU) 515。同時記憶體525也與該匯流排52〇耦合以供儲存 利用該像素陣列340捕捉之數位影像。該cpu 515便利經由 匯流排525控制像素陣列34〇之影像捕捉並且，一旦一組影 像被捕捉，則以數位格式儲存該影像於該記憶體。 該成像系統500包含便利影像捕捉和數位化之許多構 件，如上面相關於第3圖所述並且其是相關於影像捕捉電子 技術所S知的。該陣列34〇中各像素經由讀出通道選擇電路 380控制之讀出通道電路370耦合至列控制電路35〇並且至 行讀出電路375。該讀出通道可接著經由該讀出通道重組合 電路390被反移並且傳送至多工器585。於另外的實施例 中，該讀出通道重組合電路390和該多工器585可以是處理 兩者之一構件。整體地，這些構件如上所述便利用以捕捉 影像之控制信號。進一步地，CMOS陣列240中各像素一般 耦合至Vdd 511和GROUND 512 (分別的連接未被展示）。 在一般的影像捕捉步驟時，各像素電壓信號利用該行 讀出電路375經由對於讀出通道控制電路38〇和讀出通道重 組合電路390之讀出通道電路370決定之特定樣型被讀取並 且被傳送至多工器585。該多工器585組合各電壓信號成單 一多工化信號，其代表在各像素捕捉之電壓信號。在放大 級之後（未展示），在被通訊至匯流排52〇之前，這信號經由 一組類比-至-數位轉換器590轉換成數位信號。cpu 515接 著使該多工化數位信號儲存於記憶體525中。 雖然本發明可有各種修改和不同的構造，其某些實施 例展示於圖形中並且已經詳細如上所述。但是，應該了解， 此處不欲關本發日級該特㈣式揭露，相對地，其將 涵蓋所有修改構造、以及在本發明精神和範嘴内 之等效者。 【圖式簡單説*明】 第1圖展示用於收集和儲存入射光為數位影像的部份 習見成像系統； 第2圖展示利用具有一組行讀出電路有顯著誤差之第i 圖的習見成像系統被收集之資料構成之數位圖像； 第3圖展示依據本發明實施例使用像素陣列用於收集 和儲存入射光之部份成像系統300 ; 第4圖展示依據本發明實施例具有以有顯著誤差之讀 出電路的相關四行分佈之讀出通道之第3圖成像系統所收 集資料而構成之數位圖像；以及 第5圖展示依據本發明實施例包含第3圖成像裝置之成 像系統方塊圖。 【主要元件符號說明】 100…成像系統 370…讀出通道電路 140…像素陣列 375…行讀出電路 150···列控制電路 376a-376n...讀出電路 151a-151n...列 380…讀出通道控制電路 160…行讀出電路 390…讀出通道重組合電路 161a-161n...行 400…數位圖像 162a-162n...讀出電路 410...被誇大之暗線 200...數位圖像 500…成像系統 210…被誇大之暗線 511...Vdd 310…成像系統 515…中央處理單元(CPU) 340·.·像素陣列 520...匯流排 350…列控制電路 525…記憶體 351a-351...列 585...多工器 36 la-36 In."行 590…類比-至-數位轉換器

Claims (1)

1. 第0951Π622號專利申纟目 中文申請專利範圍替換八(#年巧月 十、申請專利範圍’： 1. 一種成像裝置，其包含： 從多個行及列之一矩陣之像素形成之一像素陣 列，各像素可操作以儲存分別對應至一發光位準的一信 號，該矩陣之該等行分割成個別集合，以至於每一集合 包括大於1的一共同數目的行； 具有耦合至該像素陣列之多數個讀出通道之一讀 出電路，該等讀出通道分割成個別讀出群組，以至於每 一讀出群組係與一個別不同集合之行相關聯，一個別讀 出群組之每一讀出通道經組態以選擇性地從用於一個 別列之一對應集合之行的一個別不同行而讀出一經儲 存之信號； 一讀出通道選擇電路，其耦合至用於設定多個讀出 樣型，每一讀出樣型用於控制一個別讀出群組至該對應 集合之行的耦合，該讀出通道選擇電路連續地改變該等 讀出樣型之每一者，在一個別讀出群組中每一讀出通道 係連續地耦合至該對應集合之行的一個別不同行，以一 順序不同於該矩陣之相關聯像素之一順序而獲得經重 排之讀出信號；以及 一讀出通道重組電路，其用於從該讀出電路反移該 經混洗之讀出信號而以一順序相同於該矩陣之該等相 關聯像素之順序重組該經混洗之讀出信號， 其中該讀出通道選擇電路隨機化介於或在個別讀 出群組之間的該等讀出樣型。 136805-990727.doc 2. '日修·—正替換, 如申請專利範圍第1項之成像裝 置’其進一 組輕合至該像素陣列並且可操作以控制那 被讀出之控制電路。 步地包含一 一行之集合 3.如申請專利範圍第丨項之成 娜衷置，其中該像_聽 3下列之一者：一互補金氧半導 裝置陣列。 ㈣陣列以及—電荷輕合 4.如 W寻糊第1項之成像裝置，其中該讀出通道選 擇電路進一步地包含—可操作以提供隨機數目之隨機 器:該等數目聽㈣料合每—心馳之讀出通道 至母-相關聯集合之該行之該等讀出樣型。 5. 如申請專利第丨項之成像裝置，其中該讀出通道選 擇電路進-步地包含—組可操作以提供預定數目樣型 之樣型產B，料數目對應用料合每-讀出群組之 讀出通道至每一相對應集合之該行之該等讀出樣型。 6. 如申請專利範圍項之成像裂置，其進—步地包含一 可操作下列步驟之多工器： 接收來自各讀出通道之信號； 接收一來自該讀出通道選擇電路之樣型信號； 解釋》玄樣型k龙以至於各讀出通道以對應至各集 合中像素之-絲順叙樣型而被讀取；以及 產生對應至該像素陣列中儲存值之多工化信號。 7·如申請專職圍第1項之成像裝置，其中行之各集合進 -步地次分割成為像素子集，以至_讀出通道選擇電 路-又定對應至各像素子集之該一或多個讀出樣裂。 136805-990727.doc -2- 9.

   8.=Γ範圍第7項之成像裝置，其中各像素子集包 ==素數目之-者:4,8,和16像素。 之該等讀出通道包^^成像裝置，其中每—個別群組 包括至少第-及第之讀出通道，其在該序列中 含一另-讀出通道==道’且該成像裝置進一步包 電路並且可操作以其耗合至該讀出通道選擇 、 Λ。又疋供匹配在該序列中各第—讀屮 各璜出相位之每一個別群組之該第二讀出通道 之個別不同—者的— 列-對·列。 《型’該另一讀出樣型不同於 10.—種影像捕捉系統，其包含： 以經由系統匯流排而控制該 至該系統匯流排，該積體電 一處理單元，其可操作 影像捕捉系統之構件； 一積體電路，其被耦合 路包含： 像素陣列’其被組織成為多數行及列之一矩陣之 像素’各像素可操作以儲存—龍至—分職光位準的 L號’該轉之料行分_個難合，使得每—集合 包括大於1的一共同數目的行； 。貝出电路，其具有耦合至該像素陣列之多數個讀 出通道，該等讀出通道分割成個別讀出群組，使得每— 讀出群組係與該像素陣狀—個科同集合之行相關 聯’-個別讀出群組之每一讀出通道經組態以根據讀出 樣型選擇性地輕合至—對應集合之行的—個別不同行； 136805-990727.d〇( W ” Ο ο , ¥· κ· η'Ύ替換頁 一讀出通道選擇電路，其耦4至該讀出電路並且設 定該等讀出樣型，每一讀出樣型用於控制一個別讀出群 組至該對應集合之行的耦合，該讀出通道選擇電路連續 地改變該等讀出樣型之每一者，在一個別讀出群組中每 一讀出通道係連續地耦合至該對應集合之行的一個別 不同行，以一順序不同於該矩陣之相關聯像素之一順序 而獲得經混洗之讀出信號； 一讀出通道重組電路，其用於從該讀出電路反移該 等經混洗之讀出信號而以一順序相同於該矩陣之該等 相關聯像素之順序重組該等經混洗之讀出信號； 一多工器，其耦合至該讀出重組電路並且可操作以 產生對應至來自該讀出重組電路之該等重組讀出信號 之一多工化信號；以及 一記憶體裝置，其耦合至該系統匯流排並且可操作 以儲存該多工化信號， 其中該讀出通道選擇電路隨機化介於或在個別讀 出群組之間的該等讀出樣型。 11. 如申請專利範圍第10項之影像捕捉系統，其進一步包含 一耦合在該多工器和該系統匯流排之間之數位-至-類比 轉換器。 12. 如申請專利範圍第10項之影像捕捉系統，其配置於下列 之一者：手持數位攝影機，行動電話攝影機，個人資料 助理攝影機系統，以及個人電腦攝影機系統。 13. —種捕捉一影像之方法，其包含： 136805-990727.doc -4- 1333368

   形成一像素陣列為以多個列及行之矩陣之像素； 健存代表在該像素矩陣中影像資料之像素信號； 分割讀出通道為複數個群組； 相關聯讀出通道之每一群組與該像素陣列之該行 之一個別集合；以及 藉由下列步驟選擇性地從該出通道之相關連群組 讀出儲存於該行之每一個別集合之該像素中之像素信 號： (ι)β史定讀出樣型，其用於連續地耦合在一個別讀出 群、’且中母一瀆出通道至包括隨機化介於或在複數個群 組之間的該讀出樣型之行之該對應集合之一個別不同 行； (2) 藉由該讀出電路以一順序不同於該矩陣之相關 聯像素之一順序而混洗讀出信號；以及 (3) 藉由一讀出通道重組電路，從該讀出電路反移該 等銓此洗之讀出信號而以—順序相同於該矩陣之該等 相關聯像素之順序重組該經等混洗之讀出信號。 Μ.如申請翻_第13項之方法其進—步包含多工化該 等紅反移之讀取信號為一影像資料流並且儲存該影像 資料流於一記憶體。 15_如申請專利範圍第13項之方法，其中該選擇性地讀取進 一步包含次分割與行之—個㈣合相Μ之該等像素 信號成騎素信號之子集，各像素信號之子集對廣至— 136805-990727.doc -5- 1333368 —I -.y V. m].: 讀出通道之該相關聯群組之一子群組以至於該讀出通 道選擇電路設定對應至該像素之每一子集。 16. 如申請專利範圍第15項之方法，其進一步包含次分割像 素子集成為四組像素集合。 17. 如申請專利範圍第13項之方法，其進一步包含：對於一 第二級讀出通道電路群聚讀出通道群組； 讀取傳送經由讀出通道之每一群組之像素信號，各 讀出通道依據對於該讀出通道之每一群組之一第二級 讀出樣型經由在一第二級讀出電路中一分別第二級讀 出電路通道而讀取；以及 對於讀出通道之每一群組而區分該第二級讀出樣 型。 136805-990727.doc