TWI739130B - 可見光通信感測器 - Google Patents

可見光通信感測器 Download PDF

Info

Publication number
TWI739130B
TWI739130B TW108124265A TW108124265A TWI739130B TW I739130 B TWI739130 B TW I739130B TW 108124265 A TW108124265 A TW 108124265A TW 108124265 A TW108124265 A TW 108124265A TW I739130 B TWI739130 B TW I739130B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
visible light
light communication
pixel units
sensing
readout circuit
Prior art date
Application number
TW108124265A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202007136A (zh
Inventor
印秉宏
王佳祥
Original Assignee
大陸商廣州印芯半導體技術有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大陸商廣州印芯半導體技術有限公司 filed Critical 大陸商廣州印芯半導體技術有限公司
Publication of TW202007136A publication Critical patent/TW202007136A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI739130B publication Critical patent/TWI739130B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/648—Specially adapted constructive features of fluorimeters using evanescent coupling or surface plasmon coupling for the excitation of fluorescence
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H04N25/771—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising storage means other than floating diffusion
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55—Specular reflectivity
    • G01N21/552—Attenuated total reflection
    • G01N21/553—Attenuated total reflection and using surface plasmons
    • G01N21/554—Attenuated total reflection and using surface plasmons detecting the surface plasmon resonance of nanostructured metals, e.g. localised surface plasmon resonance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6452—Individual samples arranged in a regular 2D-array, e.g. multiwell plates
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/22—Absorbing filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/28—Interference filters
    • G02B5/285—Interference filters comprising deposited thin solid films
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/112—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor
    • H01L31/1124—Devices with PN homojunction gate
    • H01L31/1126—Devices with PN homojunction gate the device being a field-effect phototransistor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114—Indoor or close-range type systems
    • H04B10/116—Visible light communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0075—Arrangements for synchronising receiver with transmitter with photonic or optical means
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50—Control of the SSIS exposure
    • H04N25/53—Control of the integration time
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/702—SSIS architectures characterised by non-identical, non-equidistant or non-planar pixel layout
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N2021/6463—Optics
    • G01N2021/6471—Special filters, filter wheel
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/064—Stray light conditioning

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

本發明提出一種可見光通信感測器。可見光通信感測器包括感測模組、影像資料讀出電路以及可見光通信資料讀出電路。感測模組包括陣列排列的多個像素單元。當感測模組執行影像感測操作時，所述多個像素單元的第一部分進行影像感測，並且影像資料讀出電路為閒置。當感測模組執行可見光通信操作時，所述多個像素單元的第二部分接收可見光通信信號，以使可見光通信資料讀出電路輸出可見光通信資料，並且影像資料讀出電路對所述多個像素單元在經由影像感測操作所輸出的多個影像感測信號執行類比至數位轉換，以輸出影像感測資料。

Description

可見光通信感測器
本發明是有關於一種通信技術，且特別是有關於一種可見光通信感測器。
隨著無線通信技術的演進，利用可見光來進行訊息的傳遞是無線通信產業目前重要的研發方向之一。可見光通信(Visible Light Communication,VLC)技術可例如應用於光照上網、可見光點播電視業務、可見光無線廣播或可見光定位等應用領域，並且具有高能源效率、低電磁波干擾以及開發新頻譜的優點。然而，如何將可見光通信技術整合至當前的電子產品的現有的特定功能元件中，以增加可見光通信的可應用性是目前仍待解決的問題。 因此，如何使整合有可見光通信功能的電子產品的特定功能元件除了可正常執行其既有功能，同時亦可有效且準確地感測可見光信號，以下將提出幾個實施例的解決方案。
本發明提供一種可見光通信感測器，可整合影像感測 器，以提供影像感測功能以及可見光通信功能。
本發明的可見光通信感測器包括感測模組、影像資料讀出電路以及可見光通信資料讀出電路。感測模組包括陣列排列的多個像素單元。影像資料讀出電路耦接所述多個像素單元的第一部分。可見光通信資料讀出電路耦接所述多個像素單元的第二部分。當感測模組執行影像感測操作時，所述多個像素單元的第一部分進行影像感測，並且影像資料讀出電路為閒置。當感測模組執行可見光通信操作時，所述多個像素單元的第二部分接收可見光通信信號，以使可見光通信資料讀出電路輸出可見光通信資料，並且影像資料讀出電路對所述多個像素單元在經由影像感測操作所輸出的多個影像感測信號執行類比至數位轉換，以輸出影像感測資料。
在本發明的一實施例中，上述的可見光通信資料讀出電路包括比較器以及同步電路。同步電路耦接比較器的輸出端。所述多個像素單元的第二部分耦接比較器的第一輸入端。當感測模組執行可見光通信操作時，所述多個像素單元的第二部分依據可見光通信信號輸出多個可見光感測信號至比較器，以使比較器以及同步電路讀出可見光通信資料。
在本發明的一實施例中，上述的所述多個像素單元的第一部分包括所述多個像素單元的第二部分。感測模組交替執行影像感測操作以及可見光通信操作。
在本發明的一實施例中，上述的感測模組在同一幀時間 內交替執行影像感測操作以及可見光通信操作。
在本發明的一實施例中，上述的可見光通信感測器同步輸出可見光通信資料以及影像感測資料。
在本發明的一實施例中，上述的所述多個像素單元的第一部分為多個第一顏色類型像素。所述多個像素單元的第二部分為所述多個第一顏色類型像素的一部分。
在本發明的一實施例中，上述的所述多個像素單元的第一部分與所述多個像素單元的第二部分各自獨立運作。感測模組執行影像感測操作的週期重疊於執行可見光通信操作的週期。
在本發明的一實施例中，上述的所述多個像素單元的第一部分為多個第一顏色類型像素的一部分。所述多個像素單元的第二部分為所述多個第一顏色類型像素的另一部分。
基於上述，本發明的可見光通信感測器可利用影像感測器的多個像素單元來同時或分時提供影像感測功能以及可見光通信功能，並且可有效且準確地感測可見光信號。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100:可見光通信感測器
110、510:感測模組
111:重複單元
120:影像資料讀出電路
130、530:可見光通信資料讀出電路
531:比較器
534:同步電路
535、536:電容
CDS:雙相關取樣
ADC:類比至數位轉換操作
clk:時脈信號
VLC:可見光通信操作
Idle:閒置狀態
T1、T2、T3、T4、T5:週期長度
OP1、OP1’、OP2、OP2’:操作時序
VLCD:可見光通信資料
圖1是依照本發明的一實施例的可見光通信感測器的功能方塊圖。
圖2是依照本發明的圖1實施例的可見光通信感測器的架構示意圖。
圖3是依照本發明的第一實施例的執行影像感測操作以及可見光通信操作的時序圖。
圖4是依照本發明的第二實施例的執行影像感測操作以及可見光通信操作的時序圖。
圖5是依照本發明的一實施例的可見光通信資料讀出電路的電路示意圖。
為了使本發明之內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例做為本發明確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟，係代表相同或類似部件。
圖1是依照本發明的一實施例的可見光通信感測器的功能方塊圖。參考圖1，可見光通信感測器100包括感測模組110、影像資料讀出電路120以及可見光通信資料讀出電路130。在本實施例中，可見光通信感測器100為應用影像感測器來實現可見光通信功能以及影像感測功能。感測模組110可包括多個像素單元，並且所述多個像素單元用於影像感測操作。在一實施例中，所述影像感測器可為互補式金氧半影像感測器(CMOS Image Sensor,CIS)，並且包括陣列排列的多個像素感測單元，但本發明並不限 於此。
在本實施例中，影像資料讀出電路120耦接感測模組110的所述多個像素單元的至少一部份，並且可見光通信資料讀出電路130耦接感測模組110的所述多個像素單元的其中一部份。因此，當感測模組110執行影像感測操作時，所述多個像素單元的所述至少一部份進行影像感測，並且影像資料讀出電路120以及可見光通信資料讀出電路130為閒置。然而，當感測模組110執行可見光通信操作時，所述多個像素單元的其中一部分接收可見光通信信號，以使可見光通信資料讀出電路130輸出可見光通信資料，並且影像資料讀出電路120對所述多個像素單元在經由影像感測操作所輸出的多個影像感測信號執行類比至數位轉換，以輸出影像感測資料。換言之，本實施例的可見光通信感測器100可分時執行影像感測功能以及可見光通信信號感測功能，並且可同時輸出影像感測資料以及可見光通信資料。
圖2是依照本發明的圖1實施例的可見光通信感測器的架構示意圖。參考圖2，可見光通信感測器100的感測模組110可包括如圖2所示的陣列排列的多個像素單元。所述多個像素單元包括多個紅色像素單元R、多個第一綠色像素單元G1、多個第二綠色像素單元G2以及多個藍色像素單元B。在本實施例中，所述多個紅色像素單元R、所述多個第一綠色像素單元G1、所述多個第二綠色像素單元G2以及所述多個藍色像素單元B交錯排列。一個紅色像素單元R、一個第一綠色像素單元G1、一個第二綠色像 素單元G2以及一個藍色像素單元B以正方形的形式排列，以形成一個重複單元111，並且感測感測模組110的像素單元陣列可由多個重複單元111重複排列而形成。
在第一實施例中，感測模組110的所述多個像素單元的每一個可分別耦接至影像資料讀出電路120。影像資料讀出電路120可例如包括由放大器、電容元件以及開關元件等相關電路元件所組成，本發明並不加以限制。影像資料讀出電路120可用以讀出感測模組110的所述多個像素單元的每一個的影像感測結果。在第一實施例中，感測模組110的所述多個像素單元的一部分可分別耦接至可見光通信資料讀出電路130。可見光通信資料讀出電路130可用以讀出感測模組110的所述多個像素單元的所述一部分的可見光通信信號感測結果。
進一步而言，圖3是依照本發明的第一實施例的執行影像感測操作以及可見光通信操作的時序圖。同時參考圖2以及圖3，在第一實施例中，所述多個紅色像素單元R、所述多個第一綠色像素單元G1、所述多個第二綠色像素單元G2以及所述多個藍色像素單元B皆用於影像感測，並且所述多個紅色像素單元R、所述多個第一綠色像素單元G1、所述多個第二綠色像素單元G2以及所述多個藍色像素單元B皆可更進一步用於可見光通信信號感測。因此，當感測模組110執行影像感測操作時，所述多個紅色像素單元R、所述多個第一綠色像素單元G1、所述多個第二綠色像素單元G2以及所述多個藍色像素單元B為進行操作時序OP1 當中的雙相關取樣CDS的影像感測操作，並且影像資料讀出電路120以及可見光通信資料讀出電路130為閒置狀態Idle(操作時序OP2)。然而，當感測模組110執行可見光通信操作時，所述多個紅色像素單元R、所述多個第一綠色像素單元G1、所述多個第二綠色像素單元G2以及所述多個藍色像素單元B以及可見光通信資料讀出電路130為進行操作時序OP2當中的可見光通信操作VLC，並且影像資料讀出電路120為進行操作時序OP1當中的類比至數位轉換操作ADC。
換言之，影像感測資料的讀出需要花費較多時間來轉換像素單元提供的感測結果，但是像素單元可直接感測可見光通信資料，並由可見光通信資料讀出電路130快速地讀出。因此，本實施例的感測模組110在同一幀(frame)時間內交替執行雙相關取樣CDS以及可見光通信操作VLC，並且可見光通信感測器100可同步輸出可見光通信資料以及影像感測資料。舉例而言，在一實施例中，感測模組110執行雙相關取樣CDS的影像感測操作的週期長度T1可為6微秒(us)，並且影像資料讀出電路120執行類比至數位轉換操作ADC以及感測模組110執行可見光通信操作VLC的週期長度T2可同樣為6微秒。並且，影像資料讀出電路120執行類比至數位轉換操作ADC的週期重疊於感測模組110執行可見光通信操作VLC的週期，並且感測模組110交替執行(例如在同一幀時間內交替)雙相關取樣CDS的影像感測操作以及可見光通信操作VLC。因此，本實施例的可見光通信感測器100可 同步輸出可見光通信資料以及影像感測資料。
再參考圖2，在第二實施例中，感測模組110的所述多個像素單元的一部分可分別耦接至影像資料讀出電路120。影像資料讀出電路120可用以讀出感測模組110的所述多個像素單元的所述一部分的影像感測結果。在第二實施例中，感測模組110的所述多個像素單元的另一部分可分別耦接至可見光通信資料讀出電路130。可見光通信資料讀出電路130可用以讀出感測模組110的所述多個像素單元的所述另一部分的可見光通信信號感測結果。
進一步而言，圖4是依照本發明的第二實施例的執行影像感測操作以及可見光通信操作的時序圖。同時參考圖2以及圖4，在第二實施例中，所述多個紅色像素單元R、所述多個第一綠色像素單元G1以及所述多個藍色像素單元B用於影像感測，並且所述多個第二綠色像素單元G2用於可見光通信信號感測。因此，感測模組110可同時執行影像感測操作以及可見光通信操作。當感測模組110的所述多個紅色像素單元R、所述多個第一綠色像素單元G1以及所述多個藍色像素單元B為進行操作時序OP1’當中的雙相關取樣CDS的影像感測操作時，所述多個第二綠色像素單元G2以及可見光通信資料讀出電路130為進行操作時序OP2’當中的可見光通信操作VLC。然而，當雙相關取樣CDS的影像感測操作結束時，影像資料讀出電路120為進行操作時序OP1當中的類比至數位轉換操作ADC，並且所述多個第二綠色像素單元G2以及可見光通信資料讀出電路130可持續進行操作時序OP2’當中 的可見光通信操作VLC。此外，所述多個紅色像素單元R、所述多個第一綠色像素單元G1以及所述多個藍色像素單元B可為閒置狀態。
換言之，由於影像感測以及執行可見光通信信號感測分別由感測模組110當中的不同的像素單元來執行，因此感測模組110的一部分像素單元執行雙相關取樣CDS的影像感測操作的週期長度T3重疊於感測模組110的另一部分的像素單元執行可見光通信操作VLC的週期長度T5，並且影像資料讀出電路120執行類比至數位轉換操作ADC的週期長度T4也重疊於感測模組110的另一部分的像素單元執行可見光通信操作VLC的週期長度T5。舉例而言，在一實施例中，雙相關取樣CDS的影像感測操作的週期長度T3以及類比至數位轉換操作ADC的週期長度T4可為6微秒，並且可見光通信操作VLC可為12微秒。並且，影像資料讀出電路120執行類比至數位轉換操作ADC的週期重疊於感測模組110執行可見光通信操作VLC的週期。因此，本實施例的可見光通信感測器100可同步輸出可見光通信資料以及影像感測資料。
圖5是依照本發明的一實施例的可見光通信資料讀出電路的電路示意圖。參考圖5，可見光通信資料讀出電路530包括比較器531、同步電路534以及電容535、536。在本實施例中，可見光通信資料讀出電路530耦接感測模組510的多個像素單元的其中一部份。當感測模組510執行可見光通信操作時，比較器531的第一輸入端經由電容535接收由感測模組510的所述多個像素 單元的其中一部份提供的可見光通信信號。比較器531的第二輸入端經由電容536接收一參考電壓。在本實施例中，比較器531依據第一輸入端以及第二輸入端的電壓值輸出一比較結果信號至同步電路534。同步電路534接收時脈信號clk，以依據比較結果信號以及時脈信號clk來產生可見光通信資料VLCD。因此，本實施例的可見光通信資料讀出電路530可正確地讀出對應於感測模組510所感測的可見光通信信號的可見光通信資料VLCD。
綜上所述，本發明的可見光通信感測器可利用影像感測器的多個像素單元的一部分來接收可見光通信信號，並且將所述多個像素單元的另一部分來接收影像感測信號，以同時或分時提供影像感測功能以及可見光通信功能。因此，本發明的可見光通信感測器可有效且準確地感測可見光信號。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧可見光通信感測器
110‧‧‧感測模組
120‧‧‧影像資料讀出電路
130‧‧‧可見光通信資料讀出電路

Claims (6)

  1. 一種可見光通信感測器，包括：一感測模組，包括陣列排列的多個像素單元；一影像資料讀出電路，耦接該些像素單元的一第一部分；及一可見光通信資料讀出電路，耦接該些像素單元的一第二部分，其中當該感測模組執行一影像感測操作時，該些像素單元的該第一部分進行影像感測，並且該影像資料讀出電路為閒置，當該感測模組執行一可見光通信操作時，該些像素單元的該第二部分接收一可見光通信信號，以使該可見光通信資料讀出電路輸出一可見光通信資料，並且該影像資料讀出電路對該些像素單元在經由該影像感測操作所輸出的多個影像感測信號執行一類比至數位轉換，以輸出一影像感測資料，其中該可見光通信資料讀出電路包括一比較器以及一同步電路，並且該同步電路耦接該比較器的一輸出端，其中該些像素單元的該第二部分耦接該比較器的一第一輸入端，並且當該感測模組執行該可見光通信操作時，該些像素單元的該第二部分依據該可見光通信信號輸出多個可見光感測信號至該比較器，以使該同步電路基於該比較器輸出的一數位信號與該同步電路所接收的一時脈信號來讀出該可見光通信資料，其中該影像資料讀出電路執行該類比至數位轉換的週期與該感測模組執行該可見光通信操作的週期在同一幀時間內相互重 疊，以同步輸出該可見光通信資料與該影像感測資料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的可見光通信感測器，其中該些像素單元的該第一部分包括該些像素單元的該第二部分，並且該感測模組交替執行該影像感測操作以及該可見光通信操作。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的可見光通信感測器，其中該感測模組在該同一幀時間內交替執行該影像感測操作以及該可見光通信操作。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的可見光通信感測器，其中該些像素單元的該第一部分為多個第一顏色類型像素，並且該些像素單元的該第二部分為該些第一顏色類型像素的一部分。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的可見光通信感測器，其中該些像素單元的該第一部分與該些像素單元的該第二部分各自獨立運作，並且該感測模組執行該影像感測操作的週期重疊於執行該可見光通信操作的週期。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的可見光通信感測器，其中該些像素單元的該第一部分為多個第一顏色類型像素的一部分，並且該些像素單元的該第二部分為該些第一顏色類型像素的另一部分。
TW108124265A 2018-07-10 2019-07-10 可見光通信感測器 TWI739130B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862696322P 2018-07-10 2018-07-10
US62/696,322 2018-07-10
US16/507,044 US10785434B2 (en) 2018-07-10 2019-07-10 Visible light communication sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202007136A TW202007136A (zh) 2020-02-01
TWI739130B true TWI739130B (zh) 2021-09-11

Family

ID=71092024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108124265A TWI739130B (zh) 2018-07-10 2019-07-10 可見光通信感測器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10785434B2 (zh)
CN (1) CN110708480B (zh)
TW (1) TWI739130B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113489539B (zh) * 2021-08-09 2023-10-13 维沃移动通信有限公司 电子设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040032626A1 (en) * 2002-08-13 2004-02-19 Giuseppe Rossi CMOS active pixel sensor with a sample and hold circuit having multiple injection capacitors and a fully differential charge mode linear synthesizer with skew control
US20150304580A1 (en) * 2014-04-17 2015-10-22 Himax Imaging Limited Sensing devices
US9450671B2 (en) * 2012-03-20 2016-09-20 Industrial Technology Research Institute Transmitting and receiving apparatus and method for light communication, and the light communication system thereof
US20170195604A1 (en) * 2015-12-30 2017-07-06 Omnivision Technologies, Inc. Method and system of implementing an uneven timing gap between each image capture in an image sensor

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9037001B2 (en) * 2013-03-14 2015-05-19 Qualcomm Incorporated Method and apparatus of decoding low-rate visible light communication signals
JP5982323B2 (ja) * 2013-05-16 2016-08-31 日本電信電話株式会社 受信装置、受信方法、およびそのプログラム
TWI547171B (zh) * 2014-08-26 2016-08-21 恆景科技股份有限公司 影像感測器
WO2016072238A1 (ja) * 2014-11-06 2016-05-12 ソニー株式会社 画像処理装置、画像表示装置、画像処理方法及び画像表示方法
CN104378163A (zh) * 2014-11-14 2015-02-25 北京智谷睿拓技术服务有限公司 可见光信号接收控制方法、控制装置及接收设备
CN105721801B (zh) * 2016-01-26 2018-07-17 西安电子科技大学 集成光电探测器的cmos图像传感器双模通信接收系统
KR101829976B1 (ko) * 2016-03-18 2018-02-19 연세대학교 산학협력단 잡음 내성 광수신 기법을 이용한 잡음 완화 장치 및 방법
JP2017191975A (ja) * 2016-04-12 2017-10-19 Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 可視光通信用受信装置及び受信方法
KR102503684B1 (ko) * 2016-06-24 2023-02-28 삼성전자주식회사 전자 장치 및 그의 동작 방법
US10284293B2 (en) * 2016-09-23 2019-05-07 Qualcomm Incorporated Selective pixel activation for light-based communication processing
US10038500B1 (en) * 2017-05-11 2018-07-31 Qualcomm Incorporated Visible light communication
US10348404B1 (en) * 2018-05-09 2019-07-09 Ford Global Technologies, Llc Visible light communication system with pixel alignment for high data rate
US10193627B1 (en) * 2018-05-31 2019-01-29 Ford Global Technologies, Llc Detection of visible light communication sources over a high dynamic range

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040032626A1 (en) * 2002-08-13 2004-02-19 Giuseppe Rossi CMOS active pixel sensor with a sample and hold circuit having multiple injection capacitors and a fully differential charge mode linear synthesizer with skew control
US9450671B2 (en) * 2012-03-20 2016-09-20 Industrial Technology Research Institute Transmitting and receiving apparatus and method for light communication, and the light communication system thereof
US20150304580A1 (en) * 2014-04-17 2015-10-22 Himax Imaging Limited Sensing devices
US20170195604A1 (en) * 2015-12-30 2017-07-06 Omnivision Technologies, Inc. Method and system of implementing an uneven timing gap between each image capture in an image sensor

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
(2014.04.30) Dilukshan Karunatilaka, Fahad Zafar, Vineetha Kalavally, and Rajendran Parthiban," LED Based Indoor Visible Light Communications: State of the Art", The IEEE COMMUNICATION SURVEYS & TUTORIALS, VOL. 17, NO. 3, THIRD QUARTER 2015 *
(2015.09.30) *
Chih-Hao Lin, Chih-Cheng Hsieh, Che-Chun Lin and Ren-Jr Chen,"A dual-mode CMOS image sensor for optical wireless communication", The 2014 International Symposium on VLSI Design, Automation and Test, Hsinchu, Taiwan, Dated: April 28-30, 2014 *
Chih-Hao Lin, Chih-Cheng Hsieh, Che-Chun Lin and Ren-Jr Chen,"A dual-mode CMOS image sensor for optical wireless communication", The 2014 International Symposium on VLSI Design, Automation and Test, Hsinchu, Taiwan, Dated: April 28-30, 2014。(2014.04.30)
Dilukshan Karunatilaka, Fahad Zafar, Vineetha Kalavally, and Rajendran Parthiban," LED Based Indoor Visible Light Communications: State of the Art", The IEEE COMMUNICATION SURVEYS & TUTORIALS, VOL. 17, NO. 3, THIRD QUARTER 2015。(2015.09.30)

Also Published As

Publication number Publication date
CN110708480A (zh) 2020-01-17
TW202007136A (zh) 2020-02-01
US10785434B2 (en) 2020-09-22
CN110708480B (zh) 2021-10-29
US20200021360A1 (en) 2020-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200112664A1 (en) Electronic device and automatic exposure convergence method
TWI399088B (zh) 資料處理器，固態成像裝置，成像裝置，及電子設備
KR100716736B1 (ko) 서브 샘플링 모드에서 고 프레임 레이트를 지원하는 칼럼아날로그-디지털 변환 장치 및 그 방법
KR102275711B1 (ko) 이미지 센서 및 이미지 센서의 데이터 출력 방법
US6867806B1 (en) Interlace overlap pixel design for high sensitivity CMOS image sensors
CN101262553B (zh) 具有温度传感器的图像传感器及其驱动方法
US8111309B2 (en) Solid-state image pickup device and signal processing method using solid-state image pickup device
KR20200075962A (ko) 피드백 루프를 통해 픽셀들의 각각의 변환 이득들을 결정하는 이미지 센서
CN103684460A (zh) 模数转换器
US20140204253A1 (en) Solid-state imaging device
US10616509B2 (en) Imaging device and control method thereof, and electronic apparatus
US10313612B2 (en) Image sensor, control method, and electronic device
US20140104470A1 (en) Data transfer circuit, imaging device and imaginapparatus
KR102244679B1 (ko) 이미지 센서 및 이미지 센서의 동작 방법
TWI739130B (zh) 可見光通信感測器
KR20150146308A (ko) 이미지 센서 및 이미지 센서의 동작 방법
KR20160063856A (ko) 이미지 센서, 및 상기 이미지 센서를 포함하는 이미지 처리 시스템
US20150036033A1 (en) Solid-state imaging device
TWI451758B (zh) Active image sensing circuit and its sensing method
US8502724B2 (en) Semiconductor device and method for driving the same
KR101647102B1 (ko) 2-스텝 아날로그-디지털 변환 회로, 이의 동작 방법, 및 상기 2-스텝 아날로그-디지털 변환 회로를 포함하는 장치들
CN110702219B (zh) 可见光通信传感器以及可见光通信方法
TWI735908B (zh) 可見光通信感測器以及可見光通信方法
KR101046817B1 (ko) 센싱 감도를 개선하기 위한 이미지 센서 및 그 구동 방법
KR102668346B1 (ko) 이미지 센서 및 그 동작 방법