电子装置以及取像方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种电子装置以及取像方法。电子装置包括图像传感器、斜坡式模拟至数字转换器以及存储器。图像传感器包括阵列排列的多个像素单元，并且这些像素单元在取像操作中输出多个第一取像信号以及多个第二取像信号。斜坡式模拟至数字转换器依据第一非线性斜率信号以及这些第一取像信号来产生对应于多个像素的多个最高有效位数据，并且依据第二非线性斜率信号以及这些第二取像信号来产生对应于多个像素的多个最低有效位数据。存储器一并储存这些像素的这些最高有效位数据以及这些像素的这些最低有效位数据，以产生图框数据。

【技术实现步骤摘要】
电子装置以及取像方法
本专利技术涉及一种图像感测技术，尤其涉及一种电子装置以及取像方法。
技术介绍
随着图像感测技术的演进，有越来越多的电子产品配置有图像感测功能，例如照片拍摄或指纹感测等功能。然而，为求高质量的图像获取结果，例如高动态范围(HighDynamicRange,HDR)的图框，一般的图像传感器会获取两张具有不同曝光程度的图框，以将明亮区域以及阴影区域加以重叠，以取得一张高动态范围的图框。对此，一般的图像传感器会例如先获取并储存两张图框中的每个像素的数据量分别为10bits的图框数据(10bits+10bits＝20bits)至存储器，接着进行数据压缩(例如将20bits压缩为16bits)。也就是说，传统取得具有高动态范围的图框的方式需要花费较多个图像获取时间以及图像处理时间，并且还需要花费较多的存储器空间。有鉴于此，如何取得高质量的图框，并且可有效节省存储器空间，以下将提出几个实施例的解决方案。
技术实现思路
本专利技术提供一种电子装置以及取像方法，可取得高质量的图框，并且可有效节省存储器空间(memorysize)。本专利技术的电子装置包括图像传感器、斜坡式模拟至数字转换器以及存储器。图像传感器包括阵列排列的多个像素单元，并且这些像素单元用以在取像操作中输出多个第一取像信号以及多个第二取像信号。斜坡式模拟至数字转换器耦接图像传感器。斜坡式模拟至数字转换器用以产生第一非线性斜率信号以及第二非线性斜率信号。斜坡式模拟至数字转换器依据第一非线性斜率信号以及这些第一取像信号来产生对应于多个像素的多个最高有效位数据，并且依据第二非线性斜率信号以及这些第二取像信号来产生对应于这些像素的多个最低有效位数据。处理器耦接斜坡式模拟至数字转换器。存储器一并储存这些像素的这些最高有效位数据以及这些像素的这些最低有效位数据，以产生图框数据。本专利技术的取像方法包括以下步骤：通过在图像传感器中阵列排列的多个像素单元在取像操作中输出多个第一取像信号以及多个第二取像信号；通过斜坡式模拟至数字转换器产生第一非线性斜率信号以及第二非线性斜率信号；通过斜坡式模拟至数字转换器依据第一非线性斜率信号以及这些第一取像信号来产生对应于多个像素的多个最高有效位数据；通过斜坡式模拟至数字转换器依据第二非线性斜率信号以及这些第二取像信号来产生对应于这些像素的多个最低有效位数据；以及通过存储器一并储存这些像素的这些最高有效位数据以及这些像素的这些最低有效位数据，以产生图框数据。基于上述，本专利技术的电子装置以及取像方法可通过斜坡式模拟至数字转换器依据第一非线性斜率信号以及多个第一取像信号来产生对应于多个像素的多个最高有效位数据，并且依据第二非线性斜率信号以及多个第二取像信号来产生对应于多个像素的多个最低有效位数据，其中这些像素的这些最高有效位数据以及这些最低有效位数据可合并为一图框数据。因此，本专利技术的电子装置以及取像方法可取得高质量的图框数据(高动态范围)，并且可有效节省存储器空间。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。附图说明图1是依照本专利技术的一实施例的电子装置的示意图。图2A是依照本专利技术的一实施例的第一非线性斜率信号的示意图。图2B是依照本专利技术的一实施例的第二非线性斜率信号的示意图。图3是依照本专利技术的一实施例的像素单元的示意图。图4是依照本专利技术的一实施例的操作像素单元的时序图图5是依照本专利技术的一实施例的取像方法的流程图。【符号说明】100：电子装置110：图像传感器120：斜坡式模拟至数字转换器140：存储器210、220：曲线300：像素单元P1、P2：端点S1：第一开关S2：重置开关PD：感光二极管RS1、RS2：重置信号RO1、RO2：读出信号T1T2S510～S550：步骤具体实施方式为了使本专利技术的内容可以被更容易明了，以下特举实施例作为本专利技术确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤，是代表相同或类似部件。图1是依照本专利技术的一实施例的电子装置的示意图。参考图1，电子装置100包括图像传感器110、斜坡式模拟至数字转换器(rampAnalogtoDigitalConverter,rampADC)120以及存储器140。图像传感器110耦接斜坡式模拟至数字转换器120。斜坡式模拟至数字转换器120耦接存储器140。在本实施例中，图像传感器110可包括阵列排列的多个像素单元，并且这些像素单元用以在取像操作中输出多个第一取像信号以及多个第二取像信号。斜坡式模拟至数字转换器120可依据第一非线性斜率(non-linearramp)信号以及第二非线性斜率信号来比对这些第一取像信号以及这些第二取像信号，以取得对应于多个像素的多个最高有效位数据(MostSignificantBit,MSB)以及多个最低有效位数据(LeastSignificantBit,LSB)。存储器140可合并储存这些像素的这些最高有效位数据以及这些最低有效位数据为一笔图框数据，并且存储器140在取像操作中仅需储存此笔图框数据。举例而言，在一实施例中，斜坡式模拟至数字转换器120可包括比较器。对于图框中的每一个像素而言，上述的取像信号可输入至比较器的一端，并且非线性斜率信号可输入至比较器的另一端。非线性斜率信号的电压值随着时间变化而增加，直到与取像信号的电压值相同时，斜坡式模拟至数字转换器120即可读出此像素的照度值(Luminance)所对应的数字数值(DigitalNumber,DN)。在本实施例中，电子装置100可为一集成电路或一种携带式电子产品，例如移动电话(Mobilephone)、平板(Tablet)或笔记本电脑(Laptop)等，本专利技术并不加以限制。在本实施例中，图像传感器110可为COMS图像传感器(CMOSImageSensor,CIS)或感光耦合元件(ChargeCoupledDevice,CCD)。在本实施例中，斜坡式模拟至数字转换器120可产生第一非线性斜率信号以及第二非线性斜率信号，并且通过第一非线性斜率信号以及第二非线性斜率信号来比对经由图像传感器110取得的这些第一取像信号以及这些第二取像信号，来取得对应于多个像素的多个最高有效位数据以及多个最低有效位数据。在本实施例中，存储器140用以储存本专利技术各实施例所述的图框数据。在一实施例中，电子装置100可为一种具有屏下光学指纹辨识技术(Under-displayopticalfingerprint)功能的集成电路或携带式电子产品，并且图像传感器110可为指纹传感器。对此，电子装置100可用于执行指纹感测，并且图像传感器110可依据不同曝光时间来取得两个指纹取像信号，并且斜坡式模拟至数字转换器120依据第一非线性斜率信号以及第二非线性斜率信号来扫描此两个指纹取像信号，以获得对应于在一指纹图框当中的多个像素的多个最高有效位数据以及多个最低有效位数据。因此，在此一实施例中，电子装置100可取得高质量的指纹图框(高动态范围)，并且可有效节省存储器空间。图2A是依照本专利技术的一实施例的第一非线性斜率信号的示意图。图2B是依照本专利技术的一实施例的第二非线性斜率信号的示意图。参考图1、图2A以及图2B，图2A以及图2B为表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子装置，包括：图像传感器，包括阵列排列的多个像素单元，并且所述多个像素单元用以在取像操作中输出多个第一取像信号以及多个第二取像信号；斜坡式模拟至数字转换器，耦接所述图像传感器，并且用以产生第一非线性斜率信号以及第二非线性斜率信号，其中所述斜坡式模拟至数字转换器依据所述第一非线性斜率信号以及所述多个第一取像信号来产生对应于多个像素的多个最高有效位数据，并且依据所述第二非线性斜率信号以及所述多个第二取像信号来产生对应于所述多个像素的多个最低有效位数据；以及存储器，耦接所述斜坡式模拟至数字转换器，用以一并储存所述多个像素的所述多个最高有效位数据以及所述多个像素的所述多个最低有效位数据，以产生图框数据。

【技术特征摘要】
2017.10.05 US 62/568,7721.一种电子装置，包括：图像传感器，包括阵列排列的多个像素单元，并且所述多个像素单元用以在取像操作中输出多个第一取像信号以及多个第二取像信号；斜坡式模拟至数字转换器，耦接所述图像传感器，并且用以产生第一非线性斜率信号以及第二非线性斜率信号，其中所述斜坡式模拟至数字转换器依据所述第一非线性斜率信号以及所述多个第一取像信号来产生对应于多个像素的多个最高有效位数据，并且依据所述第二非线性斜率信号以及所述多个第二取像信号来产生对应于所述多个像素的多个最低有效位数据；以及存储器，耦接所述斜坡式模拟至数字转换器，用以一并储存所述多个像素的所述多个最高有效位数据以及所述多个像素的所述多个最低有效位数据，以产生图框数据。2.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述多个像素单元在所述取像操作中依据第一曝光时间来输出所述多个第一取像信号，并且依据第二曝光时间来输出所述多个第二取像信号，其中所述第一曝光时间不同于所述第二曝光时间。3.根据权利要求2所述的电子装置，其中所述多个像素单元分别包括：感光二极管；第一开关，耦接所述感光二极管；以及重置开关，耦接所述感光二极管，其中所述重置开关用以在所述取像操作中接收第一重置信号以及第二重置信号，并且所述第一开关用以在所述取像操作中接收第一读出信号以及第二读出信号，其中所述第一重置信号与所述第一读出信号之间的第一时间差为所述第一曝光时间，并且所述第二重置信号与所述第二读出信号之间的第二时间差为所述第二曝光时间。4.根据权利要求2所述的电子装置，其中所述第一曝光时间不等于所述第二曝光时间。5.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述存储器还用以在所述取像操作中仅储存所述图框数据。6.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述多个最高有效位数据为4比特数据，并且所述多个最低有效位数据为6比特数据。7.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述第一非线性斜率信号以及所述第二非线性斜率信号各自的电压与时间关系曲线为斜率变化渐增的曲线或分段直线。8.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述图像传感器为指纹传感器。9.一种取像方法，包括：通过在图像传感器中阵列排列的多个像素单...

【专利技术属性】
技术研发人员：印秉宏，王佳祥，
申请(专利权)人：印芯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81