專利名稱：圖像傳感器和光學(xué)指向系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖^f象傳感器(image sensor )，且更明確地i兌，涉及一 種用于檢測光的圖像傳感器以及使用所述圖像傳感器的光學(xué)指向系統(tǒng) (optical pointing system)。
背景技術(shù)：
常規(guī)的圖像傳感器經(jīng)配置有N x N像素陣列且獲得一種對(duì)象(subject) 的二維圖像。所述陣列的每一像素產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng)于相應(yīng)圖像區(qū)域的亮度的 電壓的模擬信號(hào)，且圖像傳感器輸出W個(gè)由每一像素產(chǎn)生的模擬信號(hào)。
圖1是繪示具有圖像傳感器的常規(guī)光學(xué)指向系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。 所述光學(xué)指向系統(tǒng)包含圖像傳感器1、模擬/數(shù)字(analog/digital, A/D) 轉(zhuǎn)換器2、前置濾波器(pre-filter ) 3、圖像處理器4以及快門控制電路 (shutter control circuit) 5。
圖像傳感器1獲得一種對(duì)象的二維圖像且產(chǎn)生并輸出N2個(gè)輸出信號(hào)， 所述輸出信號(hào)具有對(duì)應(yīng)于所獲得的圖像的每一區(qū)域的亮度的模擬電壓值。
A/D轉(zhuǎn)換器2將從圖像傳感器1輸出的每一信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有n位結(jié)構(gòu)的 數(shù)字信號(hào)，即，轉(zhuǎn)換為"n位數(shù)字信號(hào)(n-bit digital signal )"，且前置 濾波器3將從A/D轉(zhuǎn)換器2輸出的每一經(jīng)轉(zhuǎn)換的n位數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有1 位結(jié)構(gòu)的數(shù)字信號(hào)，即，轉(zhuǎn)換為"l位數(shù)字信號(hào)(1-bit digital signal )"。
圖像處理器4使用由前置濾波器3轉(zhuǎn)換的1位數(shù)字信號(hào)來檢測對(duì)象的 圖像，將對(duì)象的所檢測到的當(dāng)前圖像與對(duì)象的所檢測到的先前圖像進(jìn)行比 較，計(jì)算移動(dòng)值V(K)，并輸出所計(jì)算的移動(dòng)值V(K)。
響應(yīng)于從A/D轉(zhuǎn)換器2輸出的n位數(shù)字信號(hào)，快門控制電路5產(chǎn)生快 門控制信號(hào)CSH并將其提供到圖像傳感器1。
快門控制信號(hào)CSH控制圖像傳感器1的曝光時(shí)間，使得入射于圖像傳 感器1上的光總是維持給定的平均值，因此允許圖像傳感器1獲得該對(duì)象 的準(zhǔn)確圖像。
以此方式，常規(guī)的光學(xué)指向系統(tǒng)最小化計(jì)算移動(dòng)值所需要的數(shù)據(jù)的位 (bits)數(shù)目，且將結(jié)果提供到圖像處理器，使得其可具有快速響應(yīng)特性。
然而，常規(guī)的光學(xué)指向系統(tǒng)必須包含A/D轉(zhuǎn)換器和前置濾波器以便向 圖像處理器提供經(jīng)最小化的1位數(shù)字信號(hào)。因此，其布局與A/D轉(zhuǎn)換器和 前置濾波器的面積成比例地增加。換句話說，當(dāng)常規(guī)的光學(xué)指向系統(tǒng)實(shí)施
8為半導(dǎo)體集成電路時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換器和前置濾波器增加了芯片大小。
由此可見，上述現(xiàn)有的圖像傳感器和光學(xué)指向系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)與使用上，顯 然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問 題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的 設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題，此顯然 是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型的圖像傳感器和光 學(xué)指向系統(tǒng)，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的是提供一種圖像傳感器，其能夠在沒有模擬/數(shù)字
(analog/digital ， A/D )轉(zhuǎn)換器和前置濾波器的情況下執(zhí)行信號(hào)處理功能 并輸出數(shù)字信號(hào)。
本發(fā)明的第二目的是提供一種光學(xué)指向系統(tǒng)，其能夠通過使用圖像傳 感器而減小布局面積且通過將圖像傳感器中像素的輸出信號(hào)與相鄰像素的 輸出信號(hào)、多個(gè)參考電壓或用于快門控制的信號(hào)進(jìn)行比較而改變快門打開 時(shí)間。
為了實(shí)現(xiàn)第一目的，本發(fā)明的第一方面提供一種圖像傳感器，其具有 多個(gè)像素，每一像素包括光電池，用于接收光并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述接收光 的量的模擬信號(hào)；比較器，用于將所述光電池的模擬信號(hào)與相鄰像素的光 電池的模擬信號(hào)進(jìn)行比較，且產(chǎn)生具有比較結(jié)果的值的數(shù)字信號(hào)；以及開 關(guān)，用于輸出比較器的數(shù)字信號(hào)。此處，所述數(shù)字信號(hào)具有l(wèi)位結(jié)構(gòu)。 所述相鄰像素的光電池的模擬信號(hào)可以是參考電壓。 所迷光電池可具有產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述接收光的量的光電流的光電二極管。
所述比較器可以是鎖存器型比較器，所述比較器當(dāng)所述光電池的模擬 信號(hào)大于所述相鄰像素的光電池的模擬信號(hào)時(shí)輸出第一信號(hào)，且當(dāng)所述光 電池的模擬信號(hào)小于所述相鄰像素的光電池的模擬信號(hào)時(shí)輸出第二信號(hào)。
為了實(shí)現(xiàn)第二目的，本發(fā)明的第一方面提供一種光學(xué)指向系統(tǒng)，其包 括多個(gè)像素(每一像素具有光電池，用于接收光并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述接 收光的量的模擬信號(hào)；比較器，用于將所述光電池的模擬信號(hào)與參考信號(hào) 進(jìn)行比較，且產(chǎn)生具有比較結(jié)果的值的數(shù)字信號(hào)；以及開關(guān)，用于在像素選 擇信號(hào)的控制下輸出比較器的數(shù)字信號(hào))；圖像處理器，用于使用從像素輸 出的數(shù)字信號(hào)來計(jì)算移動(dòng)值，且產(chǎn)生像素選擇信號(hào)和快門控制信息信號(hào)；以 及快門控制電路，用于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于圖像處理器的快門控制信息信號(hào)的快門 控制信號(hào)。此處，所述數(shù)字信號(hào)具有l(wèi)位結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)第一目的，本發(fā)明的第二方面提供一種圖像傳感器，其具有
多個(gè)像素，每一像素包括光電池，用于接收光并產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng)于所述接 收光的量的電壓的模擬信號(hào)；比較器，用于響應(yīng)于快門控制信號(hào)而將所述 光電池的模擬信號(hào)與相鄰像素的模擬信號(hào)進(jìn)行比較以產(chǎn)生用于移動(dòng)計(jì)算的 數(shù)字信號(hào)，或?qū)⒐怆姵氐哪M信號(hào)與參考電壓進(jìn)行比較以產(chǎn)生用于快門控 制的數(shù)字信號(hào)；以及開關(guān)，用于響應(yīng)于像素選擇信號(hào)而傳送用于移動(dòng)計(jì)算 的數(shù)字信號(hào)和用于快門控制的數(shù)字信號(hào)。
所述光電池可具有產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述接收光的量的光電流的光電二極管。
所述比較器可以是鎖存器型比較器，所述比較器當(dāng)所述光電池的模擬 信號(hào)大于所述相鄰像素的模擬信號(hào)或參考信號(hào)時(shí)輸出第一信號(hào)，且當(dāng)所述 光電池的模擬信號(hào)小于所述相鄰像素的模擬信號(hào)或參考信號(hào)時(shí)輸出第二信 號(hào)。
所述圖像傳感器的第一信號(hào)可以是具有高電壓的用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字 信號(hào)和用于快門控制的數(shù)字信號(hào)，且第二信號(hào)可以是具有低電壓的用于移 動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)和用于快門控制的數(shù)字信號(hào)。
為了實(shí)現(xiàn)第二目的，本發(fā)明的第二方面提供一種光學(xué)指向系統(tǒng)，其包 括參考電壓產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生參考電壓；圖像傳感器，其具有多個(gè)像 素，接收光，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述接收光的量的多個(gè)模擬信號(hào)，且響應(yīng)于快門 控制信號(hào)而比較相鄰像素的模擬信號(hào)以產(chǎn)生用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)，或 將所述模擬信號(hào)與參考電壓進(jìn)行比較以產(chǎn)生用于快門控制的數(shù)字信號(hào)；信 號(hào)選擇器，用于接收所述用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)和所述用于快門控制的 數(shù)字信號(hào)，且響應(yīng)于快門控制周期選擇信號(hào)而選擇并輸出所述用于移動(dòng)計(jì) 算的數(shù)字信號(hào)和所述用于快門控制的數(shù)字信號(hào)中的一者；移動(dòng)計(jì)算與快門 控制單元，用于接收所述用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)以獲得物體的圖像并輸 出所述光學(xué)指向系統(tǒng)的移動(dòng)值和快門控制周期選擇信號(hào)，且接收所述用于 快門控制的數(shù)字信號(hào)以將高電平計(jì)數(shù)值與最大計(jì)數(shù)值和最小計(jì)數(shù)值進(jìn)行比 較并輸出快門控制信號(hào)。
所述移動(dòng)計(jì)算與快門控制單元可包含圖像處理器，用于產(chǎn)生復(fù)位信 號(hào)和像素選擇信號(hào)，且接收所述用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)以獲得所述物體 的圖像并輸出所述光學(xué)指向系統(tǒng)的移動(dòng)值和快門控制周期選擇信號(hào)；以及 快門控制電路，用于接收所述用于快門控制的數(shù)字信號(hào)以預(yù)先設(shè)定高電平 最大計(jì)數(shù)值和最小計(jì)數(shù)值，且將用于快門控制的高電平數(shù)字信號(hào)的數(shù)目與 最大計(jì)數(shù)值和最小計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較以輸出快門控制信號(hào)。
所述圖像傳感器可包含光電池，用于接收光并產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng)于所述接 收光的量的電壓的模擬信號(hào)；比較器，用于響應(yīng)于快門控制信號(hào)而比較相鄰像素的模擬信號(hào)以產(chǎn)生用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)，或?qū)⑺鱿袼氐哪M
信號(hào)與參考電壓進(jìn)行比較以產(chǎn)生用于快門控制的數(shù)字信號(hào)；以及開關(guān)，用 于接收所述用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)和所述用于快門控制的數(shù)字信號(hào)，并 響應(yīng)于所述像素選擇信號(hào)而切換以傳送用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)和用于快 門控制的數(shù)字信號(hào)。
所述圖像處理器可產(chǎn)生初始化所述像素的復(fù)位信號(hào)、選擇所述像素中 的至少 一者的像素選擇信號(hào)以及為將選定像素的輸出信號(hào)與參考電壓進(jìn)行 比較而選擇快門控制幀時(shí)期的快門控制周期選擇信號(hào)并將以上信號(hào)輸出到 圖像傳感器，接收用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)以使用所述數(shù)字信號(hào)來獲得所 述物體的圖像，且將所述物體的所述圖像與所述物體的先前獲得的圖像進(jìn) 行比較以計(jì)算并輸出所述光學(xué)指向系統(tǒng)的移動(dòng)值。
所述快門控制電路可以當(dāng)用于快門控制的高電平數(shù)字信號(hào)的數(shù)目是最 大計(jì)數(shù)值或更大時(shí)輸出減少快門打開時(shí)間的快門控制信號(hào)，當(dāng)用于快門控 制的高電平數(shù)字信號(hào)的數(shù)目小于最大計(jì)數(shù)值時(shí)將用于快門控制的高電平數(shù) 字信號(hào)的數(shù)目與最小計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較，當(dāng)用于快門控制的高電平數(shù)字信號(hào) 的數(shù)目是最小計(jì)數(shù)值或更小時(shí)輸出增加快門打開時(shí)間的快門控制信號(hào)，且 當(dāng)用于快門控制的高電平數(shù)字信號(hào)的數(shù)目大于最小計(jì)數(shù)值時(shí)輸出維持快門 打開時(shí)間的快門控制信號(hào)。
所述快門控制電路可預(yù)先設(shè)置用于快門控制的高電平數(shù)字信號(hào)的最大 計(jì)數(shù)值和最小計(jì)數(shù)值，且將用于快門控制的高電平數(shù)字信號(hào)的數(shù)目與最大 計(jì)數(shù)值和最小計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較以輸出參考電壓選擇信號(hào)。
所述參考電壓產(chǎn)生單元可包含參考電壓產(chǎn)生器，用于從外部接收電 源電壓并產(chǎn)生多個(gè)參考電壓；以及多路復(fù)用器，用于接收所述參考電壓并 響應(yīng)于參考電壓選擇信號(hào)而選擇所述參考電壓中的一者。
所述快門控制電路可以當(dāng)用于快門控制的高電平數(shù)字信號(hào)的數(shù)目是最
信號(hào)，當(dāng)用于快門控制的高電平數(shù)字信號(hào)的數(shù)目小于最大計(jì)數(shù)值時(shí)將用于 快門控制的高電平數(shù)字信號(hào)的數(shù)目與最小計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較，當(dāng)高電平數(shù)字 信號(hào)的數(shù)目是最小計(jì)數(shù)值或更小時(shí)輸出從所述參考電壓中選擇高參考電壓 的參考電壓選擇信號(hào)，且當(dāng)高電平數(shù)字信號(hào)的數(shù)目大于最小計(jì)數(shù)值時(shí)輸出 維持參考電壓的參考電壓選擇信號(hào)。
為了實(shí)現(xiàn)第二目的，本發(fā)明的第三方面提供一種光學(xué)指向系統(tǒng)，其包 括圖像傳感器，用于響應(yīng)于復(fù)位信號(hào)和像素選擇信號(hào)而接收光，且產(chǎn)生 并輸出對(duì)應(yīng)于所接收光的量的多個(gè)模擬信號(hào)；比較器，用于接收模擬信號(hào) 以響應(yīng)于快門控制信號(hào)而比較電壓并產(chǎn)生第一比較數(shù)字信號(hào)，且接收所述 模擬信號(hào)中的一者以及最大參考電壓或最小參考電壓以比較電壓且產(chǎn)生并
ii輸出第二和第三比較數(shù)字信號(hào)；以及移動(dòng)計(jì)算與快門控制單元，用于接收 第一比較數(shù)字信號(hào)以計(jì)算所述光學(xué)指向系統(tǒng)的移動(dòng)值，且接收第二和第三 比較數(shù)字信號(hào)以將高電平計(jì)數(shù)值與高電平第 一比較數(shù)字信號(hào)的最大計(jì)數(shù)值 和最小計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較并輸出快門控制信號(hào)。
所述比較器可包含第一比較器，用于接收模擬信號(hào)以響應(yīng)于快門控 制信號(hào)而比較所述電壓，且產(chǎn)生并輸出第一比較數(shù)字信號(hào)；以及第二比較 器，用于接收所述模擬信號(hào)中的所述一者以及所述最大參考電壓或所述最 小參考電壓以比較各電壓，且產(chǎn)生并輸出第二和第三比較數(shù)字信號(hào)。
所述移動(dòng)計(jì)算與快門控制單元可包含圖像處理器，用于產(chǎn)生復(fù)位信 號(hào)和像素選擇信號(hào)，且接收第一比較數(shù)字信號(hào)以獲得物體的圖像，且計(jì)算 并輸出所述光學(xué)指向系統(tǒng)的移動(dòng)值；以及快門控制電路，用于預(yù)先設(shè)定高 電平第一比較數(shù)字信號(hào)的最大計(jì)數(shù)值和最小計(jì)數(shù)值，且將高電平第二比較 數(shù)字信號(hào)的數(shù)目和高電平第三比較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目與所述最大計(jì)數(shù)值和所 述最小計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較以輸出快門控制信號(hào)。
所述光學(xué)指向系統(tǒng)可進(jìn)一步包括參考電壓產(chǎn)生單元，用于從外部接 收電源電壓且產(chǎn)生最大參考電壓和最小參考電壓；行選擇器，用于輸出通 過指定所述圖像傳感器中像素的行地址來在垂直方向上選擇像素的多個(gè)行 選擇信號(hào)；以及列選擇器，用于響應(yīng)于像素選擇信號(hào)而在水平方向上指定 像素，且選擇處于沿著由所述行選擇信號(hào)中的一者指定的行地址的交叉點(diǎn) 處的 一個(gè)像素以接收并傳送模擬信號(hào)。
所述列選擇器可包含多個(gè)開關(guān)，用于響應(yīng)于像素選擇信號(hào)而切換， 從圖像傳感器接收所述選定像素的模擬信號(hào)，且傳送所述模擬信號(hào)。
所述圖像傳感器可包含光電池，用于響應(yīng)于復(fù)位信號(hào)而執(zhí)行初始化 操作，且當(dāng)響應(yīng)于像素選擇信號(hào)而選擇了 一個(gè)或一個(gè)以上像素時(shí)獲得所述 物體的圖像，以產(chǎn)生具有與所述接收光的量成比例的電壓的模擬信號(hào)。
所述第一比較器可接收所述選定像素的電壓信號(hào)，響應(yīng)于快門控制信 號(hào)而比較各電壓，當(dāng)所述選定像素中的一者具有高于所述選定像素中的另 一者的輸出信號(hào)電壓時(shí)產(chǎn)生并輸出具有高電平的第一比較數(shù)字信號(hào)，且當(dāng) 所述選定像素中的一者具有低于所述選定像素中的另一者的輸出信號(hào)電壓 時(shí)產(chǎn)生并輸出具有低電平的第 一 比較數(shù)字信號(hào)。
所述圖像處理器可產(chǎn)生并輸出初始化所述像素的復(fù)位信號(hào)和選擇所述 一個(gè)或一個(gè)以上像素的像素選擇信號(hào)，接收第一比較數(shù)字信號(hào)以使用第一 比較數(shù)字信號(hào)來獲得所述物體的圖像，且將所述物體的所述圖像與所述物 體的先前獲得的圖像進(jìn)行比較以計(jì)算并輸出所述光學(xué)指向系統(tǒng)的移動(dòng)值。
所述第二比較器可接收所述選定像素的電壓信號(hào)中的一者和最大參考 電壓，比較各電壓，當(dāng)所述電壓信號(hào)的電壓高于最大參考電壓時(shí)產(chǎn)生并輸出具有高電平的第二比較數(shù)字信號(hào)，且當(dāng)所述電壓信號(hào)的電壓低于最大參 考電壓時(shí)產(chǎn)生并輸出具有低電平的第二比較數(shù)字信號(hào)。
所述第二比較器可接收所述選定像素的電壓信號(hào)中的一者和最小參考 電壓，比較各電壓，當(dāng)所述電壓信號(hào)的電壓高于最小參考電壓時(shí)產(chǎn)生并輸 出具有高電平的第三比較數(shù)字信號(hào)，且當(dāng)所述電壓信號(hào)的電壓低于最小參 考電壓時(shí)產(chǎn)生并輸出具有低電平的第三比較數(shù)字信號(hào)。
所述快門控制電路可以當(dāng)高電平第二比較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目是最大計(jì)數(shù) 值或更大時(shí)輸出減少快門打開時(shí)間的快門控制信號(hào)，當(dāng)高電平第二比較數(shù) 字信號(hào)的數(shù)目小于最大計(jì)數(shù)值時(shí)將高電平第三比較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目與最小 計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較，當(dāng)高電平第三比較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目是最小計(jì)數(shù)值或更小 時(shí)輸出增加快門打開時(shí)間的快門控制信號(hào)，且當(dāng)高電平第三比較數(shù)字信號(hào) 的數(shù)目大于最小計(jì)數(shù)值時(shí)輸出維持快門打開時(shí)間的快門控制信號(hào)。
所述光學(xué)指向系統(tǒng)可進(jìn)一步包括多個(gè)用于快門控制的像素，用于響 應(yīng)于復(fù)位信號(hào)而執(zhí)行初始化操作，且當(dāng)響應(yīng)于像素選擇信號(hào)而選擇了所述 一個(gè)或 一個(gè)以上像素時(shí)產(chǎn)生并輸出具有與所述接收光的量成比例的電壓的 多個(gè)用于快門控制的模擬信號(hào)；以及用于快門控制的信號(hào)選擇器，用于接 收用于快門控制的模擬信號(hào)，且響應(yīng)于來自所述快門控制電路的用于快門 控制的模擬信號(hào)選擇信號(hào)而選擇并輸出用于快門控制的模擬信號(hào)中的至少 一者。
所述第二比較器可接收所述模擬信號(hào)中的一者和用于快門控制的模擬 信號(hào)中的至少一者，比較各電壓，且產(chǎn)生并輸出第四比較數(shù)字信號(hào)。
所述第二比較器可以當(dāng)所述選定像素的電壓信號(hào)中的一者具有高于用 于快門控制的模擬信號(hào)的電壓時(shí)產(chǎn)生并輸出具有高電平的第四比較數(shù)字信 號(hào)，且當(dāng)所述選定像素的電壓信號(hào)中的一者具有低于用于快門控制的模擬 信號(hào)的電壓時(shí)產(chǎn)生并輸出具有低電平的第四比較數(shù)字信號(hào)。
所述快門控制電路可以當(dāng)高電平第四比較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目是最大計(jì)數(shù) 值或更大時(shí)輸出減少快門打開時(shí)間的快門控制信號(hào)，當(dāng)高電平第四比較數(shù) 字信號(hào)的數(shù)目小于最大計(jì)數(shù)值時(shí)將高電平第四比較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目與最小 計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較，當(dāng)高電平第四比較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目是最小計(jì)數(shù)值或更小 時(shí)輸出增加快門打開時(shí)間的快門控制信號(hào)，當(dāng)高電平第四比較數(shù)字信號(hào)的 數(shù)目大于最小計(jì)數(shù)值時(shí)輸出維持快門打開時(shí)間的快門控制信號(hào)，且接收用 于快門控制的模擬信號(hào)以輸出選擇用于快門控制的模擬信號(hào)中的所述至少 一者的用于快門控制的模擬信號(hào)選擇信號(hào)。
用于快門控制的像素可位于所述像素的外部的一部分處、包圍所述像 素的外部或位于所述像素的內(nèi)部的 一部分處。
所述光學(xué)指向系統(tǒng)可進(jìn)一步包括:拾取狀態(tài)^^測器，其與用于快門控制
13的信號(hào)選擇器并聯(lián)連接，接收用于快門控制的模擬信號(hào)，比較各輸出，確
定所述光學(xué)指向系統(tǒng)是否被拾取，且使保持請(qǐng)求信號(hào)輸出；以及表面狀態(tài)
檢測器，其與用于快門控制的信號(hào)選擇器并聯(lián)連接，接收用于快門控制的 模擬信號(hào)，比較所述輸出，且向外部主機(jī)計(jì)算機(jī)輸出指示工作臺(tái)表面狀態(tài) 的表面信息信號(hào)。


通過參看附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員
將更容易了解本發(fā)明的上述和其它特征與優(yōu)點(diǎn)，在附圖中
圖1是具有圖像傳感器的常規(guī)光學(xué)指向系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖2是根據(jù)本發(fā)明第一示范性實(shí)施例的圖像傳感器的配置的圖。 圖3是圖2的單位像素的詳細(xì)電路圖。
圖4是具有圖2的圖像傳感器的光學(xué)指向系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖5是根據(jù)本發(fā)明第二示范性實(shí)施例的具有圖像傳感器的總體光學(xué)指 向系統(tǒng)的方框圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明第二示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)中的圖像傳感器 的配置的圖。
圖7說明在根據(jù)本發(fā)明第二示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)中根據(jù)操作 時(shí)間分類的幀與快門控制周期選擇信號(hào)之間的關(guān)系。
圖8是根據(jù)本發(fā)明第二示范性實(shí)施例的包含經(jīng)改進(jìn)的參考電壓產(chǎn)生單 元的總體光學(xué)指向系統(tǒng)的方框圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明第三示范性實(shí)施例的具有圖像傳感器的總體光學(xué)指 向系統(tǒng)的方框圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明第三示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)中的圖像傳感 器、行選擇器、列選擇器以及第一比較器的詳細(xì)方框圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明第四示范性實(shí)施例的具有圖像傳感器的總體光學(xué)指 向系統(tǒng)的方框圖。
圖12說明根據(jù)本發(fā)明第四示范性實(shí)施例的具有圖像傳感器的另一光學(xué) 指向系統(tǒng)的總體方框圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將在下文中參看附圖更全面地描述本發(fā)明，附圖中繪示本發(fā)明的示 范性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以不同形式來實(shí)施，且不應(yīng)解釋為限于本文 陳述的實(shí)施例。事實(shí)上，提供這些實(shí)施例以使得本揭示內(nèi)容將是詳盡且完 整的，并將本發(fā)明的范圍全面?zhèn)鬟_(dá)給所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員。說明書中相同 標(biāo)號(hào)始終指代相同元件。圖2是根據(jù)本發(fā)明第一示范性實(shí)施例的圖像傳感器的配置的圖。 參看圖2,本發(fā)明的圖像傳感器10包含多個(gè)像素111到1NN，其構(gòu)成N
x N像素陣列(其中N為正整數(shù))。每一像素(例如，像素112)均具有光
電池(photocell ) 1121、比4交器1122以及開關(guān)1123。
像素111到l麗在復(fù)位信號(hào)RS和快門控制信號(hào)CSH的控制下產(chǎn)生一種
對(duì)象的二維圖像，且每一像素產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng)于其圖像區(qū)域的亮度的值的1
位數(shù)字信號(hào)IS0。
圖像傳感器10在像素選擇信號(hào)PS的控制下將通過像素111到INN產(chǎn)
生的W個(gè)l位數(shù)字信號(hào)ISO輸出到外部。
下文將更詳細(xì)地描述圖像傳感器10的每一像素，例如像素112。 像素113的光電池1121響應(yīng)于復(fù)位信號(hào)RS而執(zhí)行初始化操作。當(dāng)完
成初始化操作時(shí)，光電池1121產(chǎn)生具有與入射光量成比例的電壓的模擬信
號(hào)PC12。
將產(chǎn)生的模擬信號(hào)PC12提供到相應(yīng)像素112的比較器1122以及相鄰 像素113的比較器1132。
比較器1122在快門控制信號(hào)CSH的控制下將位于相應(yīng)像素112內(nèi)的光 電池1121的輸出信號(hào)PC12與位于相鄰像素113內(nèi)的光電池1131的輸出信 號(hào)PC13進(jìn)行比較。
由于比較器1122的比較操作的緣故，當(dāng)位于相應(yīng)像素112內(nèi)的光電池 1121的輸出信號(hào)PC12的電壓高于位于相鄰像素113內(nèi)的光電池1131的輸 出信號(hào)PC13的電壓時(shí)，產(chǎn)生具有高電平的1位數(shù)字信號(hào)。然而，當(dāng)光電池 1121的輸出信號(hào)PC12的電壓低于光電池1131的輸出信號(hào)PC13的電壓時(shí)，產(chǎn) 生具有低電平的1位數(shù)字信號(hào)C0M012。
此時(shí)，對(duì)于包含在沒有相鄰像素的像素INN中的比較器1N3，可使用由 參考電壓產(chǎn)生電路(未圖示)產(chǎn)生的參考電壓Vref或另一相鄰像素的輸出 信號(hào)。
此處，比較器1122是鎖存器型比較器，其在快門控制信號(hào)CSH的控制 下類似于存儲(chǔ)器那樣操作，且維持著通過比較而產(chǎn)生的l位數(shù)字信號(hào)。
在此方面，比較器1122執(zhí)行快門功能，使得本發(fā)明的圖像傳感器不需 要單獨(dú)的快門結(jié)構(gòu)。
開關(guān)1123接收比較器1122的輸出信號(hào)C0M012,且在像素選擇信號(hào)PS 的控制下將所接收的輸出信號(hào)C0M012輸出到外部。
圖3是圖2的單位像素112的詳細(xì)電路圖。
參看圖3,本發(fā)明的單位像素112包含光電池1121、比較器1122以及 開關(guān)1123。光電池1121包含第一光電二極管PD1和第四p溝道金屬氧化物 半導(dǎo)體(p-channel metal oxide semiconductor, PM0S)晶體管MP4。 第一光電二極管PD1以連接到接地VSS的陽極來接收光，并產(chǎn)生與所接收光 的量成比例的光電流IPH，且第四PM0S晶體管MP4具有連接到電源電壓VDD 的源極端子、復(fù)位信號(hào)RS施加到的柵極端子以及連接到第 一光電二極管PD1 的陰極的漏極端子。此處，根據(jù)一般光電二極管電路的特性，光電池1121 的第一光電二極管PD1在其自身中具有寄生電容器(未圖示)。
比較器1122包含第一PM0S晶體管MP1,其具有連接到電源電壓VDD的 源極端子和偏置控制信號(hào)BS施加到的柵極端子；第二 PM0S晶體管MP2，其 具有連接到第一PMOS晶體管MP1的源極端子和光電池1121的;^莫擬信號(hào)PC10 施加到的柵極端子；第三PMOS晶體管MP3，其具有連接到第一 PMOS晶體管 MP1的源極端子和相鄰光電池1131 (未圖示)的模擬信號(hào)PC13施加到的柵 極端子；第一 N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(N-channel metal oxide semiconductor, NM0S )晶體管MN1，其具有連接到第二 PMOS晶體管MP2的 漏極端子的漏極端子和連接到接地VSS的源極端子；第二 NMOS晶體管MN2, 其具有連接到第三PMOS晶體管MP3的漏極端子的漏極端子和連接到接地 VSS的源極端子；第三NMOS晶體管MN3，其具有連接到第二 PMOS晶體管MP2 的漏極端子的漏極端子、快門控制信號(hào)CSH施加到的柵極端子和連接到接 地VSS的源極端子；以及第四麗OS晶體管MN4,其具有連接到第三PMOS晶 體管MP3的漏極端子的漏極端子、快門控制信號(hào)CSH施加到的柵極端子和 連接到接地VSS的源極端子。
開關(guān)1123包含第五NMOS晶體管應(yīng)5，其具有接收像素選擇信號(hào)PS的 柵極端子、比較器1122的數(shù)字信號(hào)C0M012施加到的漏極端子和圖像傳感 器的數(shù)字信號(hào)ISO輸出到的源極端子。
下文將描述如上配置的單位像素112的操作。
僅在緊隨施加功率之后的初始化時(shí)間處或在操作期間需要的情況下設(shè) 定通過具有低電平的復(fù)位信號(hào)RS初始化的第一光電二極管PD1的初始電 壓。而且，在操作期間的初始化時(shí)間處，施加具有高電平的快門控制信號(hào) CSH和具有適當(dāng)電平的偏置信號(hào)BS。偏置信號(hào)BS當(dāng)其不執(zhí)行接通/斷開操 作時(shí)在電路中穩(wěn)定地操作，但其可在初始化時(shí)間處執(zhí)行接通/斷開操作以便 減少電流消耗。在操作期間的初始化時(shí)間處，第一 PMOS晶體管MPl響應(yīng)于 具有高電平的偏置信號(hào)BS而斷開，且第三麗OS晶體管MN3和第四NMOS晶 體管MN4響應(yīng)于具有高電平的快門控制信號(hào)CSH而接通。因此，節(jié)點(diǎn)A和B 具有接地電壓。因此，在操作期間的初始化時(shí)間處，使比較器1122的操作 停止，且產(chǎn)生具有接地電壓的輸出信號(hào)C0M012。
在此狀態(tài)中，當(dāng)施加具有適當(dāng)電平的偏置電壓BS且將快門控制信號(hào)CSH 切換到低電平時(shí)，第四PMOS晶體管MP4以及第三NMOS晶體管MN3和第四 麗OS晶體管MN4斷開，且第一 PMOS晶體管MPl接通，因此啟用該比較器1122的操作。因此，單位像素112可檢測光量。
當(dāng)單位像素112的第一光電二極管PD1接收到比相鄰單位像素113的 相鄰光電二極管(未圖示)的光量多的光量時(shí)，流過第一光電二極管PD1 的電流大于流過相鄰光電二極管(未圖示)的電流。
因此，輸出信號(hào)PC12具有低于輸出信號(hào)PC13的電壓。
接著，流過第二 PMOS晶體管MP2的電流變?yōu)榇笥诹鬟^第三PMOS晶體 管MP3的電流，因此，節(jié)點(diǎn)A的電壓變?yōu)楦哂诠?jié)點(diǎn)B的電壓。
另外，當(dāng)節(jié)點(diǎn)A的電壓變?yōu)樽銐蚋咭越油ǖ诙﨨M0S晶體管MN2時(shí)，節(jié) 點(diǎn)B的電壓變?yōu)榻拥仉妷?。換句話說，輸出信號(hào)C0M012變?yōu)榈碗娖健?br> 此時(shí)，當(dāng)將具有高電平的像素選擇信號(hào)PS施加于開關(guān)1123時(shí)，第五 麗OS晶體管MN5接通，且傳送具有低電平的輸出信號(hào)COM012作為信號(hào)ISO。
另一方面，當(dāng)單位像素112的第一光電二極管PD1 4妻收到比相鄰單位 像素113的相鄰光電二極管(未圖示)的光量少的光量時(shí)，流過第一光電 二極管PD1的電流小于流過相鄰光電二極管(未圖示)的電流。
因此，輸出信號(hào)PC12具有高于輸出信號(hào)PC13的電壓。接著，流過第 三PMOS晶體管MP3的電流變?yōu)榇笥诹鬟^第二 PMOS晶體管MP2的電流，因 此節(jié)點(diǎn)B的電壓變?yōu)楦哂诠?jié)點(diǎn)A的電壓。
另外，當(dāng)節(jié)點(diǎn)B的電壓變?yōu)樽銐蚋咭越油ǖ谝划?S晶體管MN1時(shí)，節(jié) 點(diǎn)A的電壓變?yōu)榻拥仉妷海夜?jié)點(diǎn)B的電壓變得更高。換句話說，輸出信 號(hào)C0M012變?yōu)楦唠娖健?br> 此時(shí)，當(dāng)將具有高電平的像素選擇信號(hào)PS施加于開關(guān)1123時(shí)，第五 畫OS晶體管MN5接通，且傳送具有高電平的輸出信號(hào)C0M012作為信號(hào)ISO。
由此，本發(fā)明的單位像素包含以鎖存器類型操作的比較器1122，進(jìn)而 提供與具有相當(dāng)高分辨率等級(jí)的模擬/數(shù)字(analog/digital, A/D)轉(zhuǎn)換 器相同的效用。
另外，由于比較器1122維持著通過比較操作而產(chǎn)生的1位數(shù)字信號(hào) C0M012直到施加下一快門控制信號(hào)CSH為止，因此比較器1122不需要單獨(dú) 的快門結(jié)構(gòu)。
圖4是具有圖2的圖像傳感器的光學(xué)指向系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。
參看圖4，本發(fā)明的光學(xué)指向系統(tǒng)除了圖2的圖像傳感器10以外還進(jìn) 一步包含圖像處理器11和快門控制電路12。
圖4的圖像傳感器IO具有與圖1的圖像傳感器相同的結(jié)構(gòu)和操作，因 此將省略其詳細(xì)描述。
圖像傳感器10產(chǎn)生N2個(gè)具有對(duì)應(yīng)于每一圖像區(qū)域的亮度的值的1位數(shù) 字信號(hào)ISO，且將所產(chǎn)生的1位數(shù)字信號(hào)輸出到外部。
圖像處理器11使用從圖像傳感器10接收的W個(gè)1位數(shù)字信號(hào)ISO以
17獲得一種對(duì)象的圖像，將對(duì)象的所獲得的當(dāng)前圖像與對(duì)象的先前圖像進(jìn)行
比較以計(jì)算移動(dòng)值V (K)，且接著輸出所計(jì)算的移動(dòng)值V (K)。
另外，圖像處理器11產(chǎn)生用于初始化圖像傳感器10的每一像素的復(fù) 位信號(hào)RS和用于從圖像傳感器10接收W個(gè)1位數(shù)字信號(hào)ISO的像素選擇 信號(hào)PS，且接著將它們提供到圖像傳感器10。另外，圖像處理器ll產(chǎn)生 用于控制圖像傳感器10的快門的曝光時(shí)間的快門信息供應(yīng)信號(hào)IP0 (用于 提供快門信息的信號(hào))，且接著將其提供到快門控制電路12。當(dāng)快門控制電 路12執(zhí)行用于計(jì)算復(fù)雜的快門打開時(shí)期的主動(dòng)功能時(shí)，快門信息供應(yīng)信號(hào) IP0可以是指示操作時(shí)間的簡單開始信號(hào)。然而，當(dāng)快門控制電路12執(zhí)行 簡單的被動(dòng)功能時(shí)，快門信息供應(yīng)信號(hào)IP0必須是包含關(guān)于其中快門必須 打開的時(shí)期的信息的信號(hào)。
快門控制電路12響應(yīng)于從圖像處理器11給出的快門信息供應(yīng)信號(hào)IP0 而產(chǎn)生快門控制信號(hào)CSH并將其提供到圖像傳感器10。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第二示范性實(shí)施例的具有圖像傳感器的總體光學(xué)指 向系統(tǒng)的方框圖。所述光學(xué)指向系統(tǒng)包含參考電壓產(chǎn)生單元14、圖像傳感 器10、多路分用器16、圖像處理器11和快門控制電路12。
所述光學(xué)指向系統(tǒng)不同于圖4所示的根據(jù)本發(fā)明第一示范性實(shí)施例的 光學(xué)指向系統(tǒng)的地方在于，其另外具有參考電壓產(chǎn)生單元14和多路分用器 16。
此處，圖像處理器11和快門控制電路12可組合為移動(dòng)計(jì)算與快門控 制單元，或者所有區(qū)塊都可集成在一個(gè)半導(dǎo)體芯片上。
圖6是根據(jù)本發(fā)明第二示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)中的圖像傳感器 10的配置的圖。所述圖像傳感器包含多個(gè)像素111到1NN，其構(gòu)成N x N 像素陣列，且每一像素(例如，像素112)具有光電池1121、比較器1122 以及開關(guān)1123。
圖7說明在根據(jù)本發(fā)明第二示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)中根據(jù)操作 時(shí)間分類的幀與快門控制周期選擇信號(hào)之間的關(guān)系。多個(gè)計(jì)算幀M-l到M-m 和多個(gè)快門控制幀S-l到S-n在共享時(shí)間的同時(shí)多路傳輸。
圖7中，舉例來說，3400個(gè)幀可對(duì)應(yīng)于一秒。在此情況下，在每一移 動(dòng)計(jì)算幀期間，從N x N個(gè)像素來施加圖像數(shù)據(jù)，且將位于相應(yīng)像素112 中的光電池1121的輸出信號(hào)PC12與位于相鄰像素113中的光電池1121的 輸出信號(hào)PC13進(jìn)行比較。在每一快門控制幀期間，從NxN個(gè)像素施加圖 像數(shù)據(jù)，且將位于相應(yīng)像素112中的光電池1121的輸出信號(hào)PC12與參考 電壓進(jìn)行比較。
當(dāng)各移動(dòng)計(jì)算幀M-l到M-m以及各快門控制幀S-l到S-n(共3400個(gè)) 共享一秒(即，多路傳輸)時(shí)，快門控制信號(hào)CHS在快門控制幀S-l到S-n
18被選取的時(shí)期中變?yōu)楦唠娖?。可存在具有高電平的多個(gè)快門控制信號(hào)CHS。參看圖5到7，下文將描述根據(jù)本發(fā)明第二示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)的區(qū)塊的功能。
參考電壓產(chǎn)生單元14從外部接收電源電壓VDD并產(chǎn)生參考電壓Vref以與從相應(yīng)像素111到l麗輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行比較。
在響應(yīng)于圖像處理器11的復(fù)位信號(hào)RS而執(zhí)行初始化操作之后，圖像傳感器IO獲得物體的二維圖像以產(chǎn)生具有與入射光量成比例的電壓的模擬信號(hào)，并響應(yīng)于快門控制信號(hào)CHS而將所述模擬信號(hào)提供到相應(yīng)像素112的比較器1122和相鄰像素113的比較器1132，以將所述模擬信號(hào)與位于相鄰像素113中的光電池1121的輸出信號(hào)PC13或參考電壓Vref進(jìn)行比較，且輸出用于移動(dòng)計(jì)算的1位數(shù)字信號(hào)sig-m或用于快門控制的1位數(shù)字信號(hào)s ig —sh。
多路分用器16接收用于移動(dòng)計(jì)算的l位數(shù)字信號(hào)sig—m和用于快門控制的1位數(shù)字信號(hào)sig_sh，并響應(yīng)于快門控制周期選擇信號(hào)SCS而輸出所述兩個(gè)1位數(shù)字信號(hào)sig-m和sig-sh中的一者。
圖像處理器11輸出初始化圖像傳感器10的復(fù)位信號(hào)RS、選擇像素111到l麗之一的像素選擇信號(hào)PS以及選擇快門控制幀時(shí)期的快門控制周期選擇信號(hào)SCS，在所述快門控制幀時(shí)期中從像素111到1NN施加圖像數(shù)據(jù)，且將位于相應(yīng)像素112中的光電池1121的輸出信號(hào)PC12與參考電壓Vref進(jìn)行比較。而且，圖像處理器11從多路分用器16接收用于移動(dòng)計(jì)算的1位數(shù)字信號(hào)sigj,獲得物體的圖像，且計(jì)算并輸出移動(dòng)值V(K)。
快門控制電路12接收用于快門控制的l位數(shù)字信號(hào)sig-sh，對(duì)高電平信號(hào)數(shù)目計(jì)數(shù)，將所計(jì)數(shù)數(shù)目與先前設(shè)定的高電平信號(hào)最大計(jì)數(shù)值和最小計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較，并輸出調(diào)節(jié)快門打開時(shí)間的快門控制信號(hào)CSH。
將參看圖5和7描述根據(jù)本發(fā)明第二示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)的操作。
假定圖像傳感器10由18 x 18像素陣列(即，324個(gè)像素)組成，當(dāng)因?yàn)槲挥谙鄳?yīng)像素112中的光電池的輸出信號(hào)PC12的電壓高于參考電壓Vref而具有高電平的用于快門控制的l位數(shù)字信號(hào)sig-sh的數(shù)目是兩百或兩百以上時(shí)，入射光量可認(rèn)為太大，且最大計(jì)數(shù)值可為例如兩百。另一方面，當(dāng)具有高電平的用于快門控制的l位數(shù)字信號(hào)sig-sh的數(shù)目是一百或一百以下時(shí)，入射光量可認(rèn)為太小，且最小計(jì)凄t值可為例如一百。
當(dāng)參考電壓產(chǎn)生單元14從外部接收電源電壓VDD并產(chǎn)生參考電壓Vref時(shí)，圖像傳感器10的像素111到1NN在復(fù)位信號(hào)RS和快門控制信號(hào)CSH的控制下產(chǎn)生物體的二維圖像，且包含于相應(yīng)像素111到1NN中的光電池響應(yīng)于復(fù)位信號(hào)RS而執(zhí)行初始化操作，且接著產(chǎn)生具有與入射光量成比例的電壓的模擬信號(hào)。
將產(chǎn)生的模擬信號(hào)PC12提供到相應(yīng)像素112的比較器1122和相鄰像素113的比較器1132，且比較器1122響應(yīng)于快門控制信號(hào)CHS而將位于像素112中的光電池1121的輸出信號(hào)PC12與位于相鄰像素113中的光電池1121的輸出信號(hào)PC13或參考電壓Vref進(jìn)行比較。
換句話說，當(dāng)快門控制信號(hào)CHS為低電平時(shí)，將位于像素112中的光電池1121的輸出信號(hào)PC12與位于相鄰像素113中的光電池1121的輸出信號(hào)PC13進(jìn)行比較。當(dāng)位于像素112中的光電池1121的輸出信號(hào)PC12具有比位于相鄰像素113中的光電池1121的輸出信號(hào)PC13高的電壓時(shí)，產(chǎn)生并輸出具有高電平的用于移動(dòng)計(jì)算的l位數(shù)字信號(hào)sig_m。另一方面，當(dāng)位于像素112中的光電池1121的輸出信號(hào)PC12具有比位于相鄰像素113中的光電池1121的輸出信號(hào)PC13低的電壓時(shí)，產(chǎn)生并輸出具有低電平的用于移動(dòng)計(jì)算的1位數(shù)字信號(hào)sig_m。
當(dāng)快門控制信號(hào)CHS是高電平時(shí)，將位于像素112中的光電池1121的輸出信號(hào)PC12與參考電壓Vref進(jìn)行比較。此處，當(dāng)位于像素112中的光電池1121的輸出信號(hào)PC12具有比參考電壓Vref高的電壓時(shí)，產(chǎn)生并輸出具有高電平的用于快門控制的1位數(shù)字信號(hào)sig-sh。另一方面，當(dāng)位于像素112中的光電池1121的輸出信號(hào)PC12具有比參考電壓Vref低的電壓時(shí)，產(chǎn)生并輸出具有高電平的用于快門控制的1位數(shù)字信號(hào)s ig_sh。
多路分用器16接收用于移動(dòng)計(jì)算的l位數(shù)字信號(hào)sig-m和用于快門控制的1位數(shù)字信號(hào)sig-sh。接著，多路分用器16在快門控制周期選擇信號(hào)SCS為低電平時(shí)選擇并輸出用于移動(dòng)計(jì)算的1位數(shù)字信號(hào)sig-m，且在快門控制周期選擇信號(hào)SCS為高電平時(shí)選擇并輸出用于快門控制的1位數(shù)字信號(hào)sig—sh。
圖像處理器11從多路分用器16接收W個(gè)用于移動(dòng)計(jì)算的1位數(shù)字信號(hào)sig-m，并使用所述用于移動(dòng)計(jì)算的1位數(shù)字信號(hào)sig-m來獲得物體的圖像。而且，圖像處理器ll將所獲得的物體圖像與先前獲得的物體圖像進(jìn)行比較，且計(jì)算并輸出一移動(dòng)值V(K)。
快門控制電路12從多路分用器16接收用于快門控制的1位數(shù)字信號(hào)sig-sh,對(duì)高電平信號(hào)計(jì)數(shù)，將所計(jì)數(shù)數(shù)目與先前設(shè)定的高電平信號(hào)最大計(jì)數(shù)值和最小計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較，且輸出調(diào)節(jié)快門打開時(shí)間的快門控制信號(hào)CSH。
更具體地說，當(dāng)從多路分用器16輸出的用于快門控制的1位數(shù)字信號(hào)sig_sh的數(shù)目是先前設(shè)定的高電平信號(hào)最大計(jì)數(shù)值(即，200或200以上)，那么輸出減少快門打開時(shí)間的快門控制信號(hào)CSH。另一方面，當(dāng)用于快門控制的1位數(shù)字信號(hào)sig-sh的數(shù)目小于先前設(shè)定的高電平信號(hào)最大計(jì)數(shù)值
20(即，200 )，那么將其與先前設(shè)定的高電平信號(hào)最小計(jì)數(shù)值(即，100)進(jìn)行比較。
當(dāng)用于快門控制的1位數(shù)字信號(hào)s ig_sh的數(shù)目是最小計(jì)數(shù)值100或100以下時(shí)，輸出增加快門打開時(shí)間的快門控制信號(hào)CSH。然而，當(dāng)用于快門控制的1位數(shù)字信號(hào)sig_sh的數(shù)目大于最小計(jì)數(shù)值100時(shí)，維持快門打開時(shí)間。
圖8說明根據(jù)本發(fā)明第二示范性實(shí)施例的包含經(jīng)改進(jìn)的參考電壓產(chǎn)生單元14的光學(xué)指向系統(tǒng)的總體方框圖。所述光學(xué)指向系統(tǒng)包含參考電壓產(chǎn)生單元14、圖像傳感器IO、多路分用器16、圖像處理器11以及快門控制電路12，且參考電壓產(chǎn)生單元14包含參考電壓產(chǎn)生器15和多路復(fù)用器17。
圖8所示的光學(xué)指向系統(tǒng)中包含的除參考電壓產(chǎn)生單元14以外的區(qū)塊的功能和操作是與圖5到7所示的根據(jù)本發(fā)明第二示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)中包含的區(qū)塊的功能和操作相同，因此將不再描述。
所述兩個(gè)光學(xué)指向系統(tǒng)之間的差異在于，由參考電壓產(chǎn)生單元14產(chǎn)生的參考電壓Vref可根據(jù)快門控制幀被選擇的時(shí)期中所獲得的計(jì)數(shù)值而自適應(yīng)地變化。因此，參考電壓Vref可在包含最大參考電壓和最小參考電壓的多個(gè)電壓電平產(chǎn)生，并接著被選擇和使用。
更具體地說，當(dāng)從多路分用器16輸出的用于快門控制的高電平l位數(shù)字信號(hào)sig-sh的數(shù)目是先前設(shè)定的高電平信號(hào)最大計(jì)數(shù)值(即，200或200以上)時(shí)，增加或減小參考電壓Vref。而且，當(dāng)用于快門控制的高電平1位數(shù)字信號(hào)sig_sh的數(shù)目小于最大計(jì)數(shù)值200時(shí)，將其與先前設(shè)定的高電平信號(hào)最小計(jì)數(shù)值(即，100)進(jìn)行比較。
當(dāng)用于快門控制的高電平1位數(shù)字信號(hào)sig-sh的數(shù)目是最小計(jì)數(shù)值100或100以下時(shí)，增加或減小參考電壓Vref。然而，當(dāng)用于快門控制的高電平1位數(shù)字信號(hào)sig-sh的數(shù)目大于最小計(jì)數(shù)值100時(shí)，維持該參考電壓Vref。
為此，參考電壓產(chǎn)生單元14可包含參考電壓產(chǎn)生器15，其從外部接收電源電壓VDD并產(chǎn)生多個(gè)參考電壓；以及多路復(fù)用器17，其響應(yīng)于來自快門控制電路12的參考電壓選擇信號(hào)而選擇參考電壓中的一者，并將選定的參考電壓施加到圖像傳感器10。
在根據(jù)本發(fā)明第二示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)中，單位像素中的比較器如同根據(jù)本發(fā)明第一示范性實(shí)施例的單位像素中的比較器那樣以鎖存器類型操作，進(jìn)而提供與具有相當(dāng)高分辨率等級(jí)的A/D轉(zhuǎn)換器相同的效用。另外，單位像素中的比較器或者響應(yīng)于快門控制信號(hào)CHS而將位于相應(yīng)像素112中的光電池1121的輸出信號(hào)PC12與位于相鄰像素113中的光電池1121的輸出信號(hào)PC13或參考電壓Vref進(jìn)行比較，進(jìn)而控制快門打開時(shí)間。
21此外，有可能使用根據(jù)快門控制幀被選擇的時(shí)期中的用于快門控制的高電
平1位數(shù)字信號(hào)sig-sh的計(jì)lt值而自適應(yīng)變化的參考電壓Vref,且因此可改變快門打開時(shí)間。
圖9是根據(jù)本發(fā)明第三示范性實(shí)施例的具有圖像傳感器100的總體光學(xué)指向系統(tǒng)的方框圖。所述光學(xué)指向系統(tǒng)包含圖像傳感器100、行選擇器18、列選擇器19、參考電壓產(chǎn)生單元24、第一到第三比較器20、 23和25、圖像處理器11以及快門控制電路22。
圖10說明根據(jù)本發(fā)明第三示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)中的圖像傳感器IOO、行選擇器18、列選擇器19以及第一比較器20的詳細(xì)方框圖。列選擇器19包含多個(gè)列特定的開關(guān)SW1到SWN。
參看圖9，圖像傳感器100包含多個(gè)像素211到2麗，其構(gòu)成NxN像素陣列。每一像素(例如，像素212 )類似于圖2所示的根據(jù)本發(fā)明第一示范性實(shí)施例的圖^f象傳感器10的^^素lll到l麗而配置有單獨(dú)的光電池1121,且在其外側(cè)具有圖2的比較器1122和開關(guān)1123。
此處，圖像處理器11和快門控制電路22可組合為移動(dòng)計(jì)算與快門控制單元，第一到第三比較器20、 23和25可組合為一個(gè)比較單元，或者所有區(qū)塊可集成在一個(gè)半導(dǎo)體芯片中。
下文將參看圖9和10來描述根據(jù)本發(fā)明第三示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)的功能。
圖像傳感器100的像素211到2NN在復(fù)位信號(hào)RS和快門控制信號(hào)CSH的控制下產(chǎn)生物體的二維圖像，且包含在相應(yīng)像素211到2NN中的光電池響應(yīng)于復(fù)位信號(hào)RS而執(zhí)行初始化操作，且接著產(chǎn)生具有與入射光量成比例的電壓的模擬信號(hào)。
行選擇器18輸出多個(gè)行選擇信號(hào)PS_rl到PS-rN，其通過指定圖像傳感器100中的像素211到2NN的行地址而在垂直方向上選擇像素。
列選擇器19中的列特定的開關(guān)SW1到SWN響應(yīng)于像素列選擇信號(hào)PS一c而切換，且在水平方向上指定像素以使得在由行選擇器18指定的行地址處選擇一個(gè)像素。在選擇像素之后，列選擇器19接收并傳送來自所述像素的與光量成比例的電壓信號(hào)。
參考電壓產(chǎn)生單元24從外部接收電源電壓VDD并產(chǎn)生最大參考電壓Vref-max和最小參考電壓Vref-min以與從相應(yīng)像素211到2NN輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行比較。
第一比較器20接收從列選擇器19傳送的選定像素的電壓信號(hào)，響應(yīng)于快門控制信號(hào)CSH而比較各電壓，且產(chǎn)生并輸出具有高電平或低電平的第一比較數(shù)字信號(hào)Sig-cl。
第二比較器23和第三比較器25從列選擇器19接收各選定像素的電壓
22信號(hào)中的一者并從參考電壓產(chǎn)生單元24接收最大參考電壓Vref-max和最小參考電壓Vref-rain，比較各電壓，且產(chǎn)生并輸出具有高電平或低電平的第二比較數(shù)字信號(hào)Sig_c2和第三比較數(shù)字信號(hào)Sig_c3。
圖像處理器11產(chǎn)生用于初始化像素的復(fù)位信號(hào)RS和像素選擇信號(hào)PS，并將復(fù)位信號(hào)RS和像素選擇信號(hào)PS提供到圖像傳感器100。另外，圖像處理器11接收從第一比較器20輸出的W個(gè)第一比較數(shù)字信號(hào)Sig-cl，使用所述第一比較數(shù)字信號(hào)Sig—cl來獲得物體的圖像，將所獲得的物體圖像與先前獲得的物體圖像進(jìn)行比較，且計(jì)算并輸出一移動(dòng)值V(K)。
快門控制電路12將從第二比較器2 3和第三比較器25輸出的高電平信號(hào)的計(jì)數(shù)值與先前設(shè)定的高電平信號(hào)最大計(jì)數(shù)值和最小計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較，且將調(diào)節(jié)快門打開時(shí)間的快門控制信號(hào)CSH輸出并提供到第一比較器20。
下文將參看圖9和10來描述4艮據(jù)本發(fā)明第三示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)的操作。
假定圖像傳感器100如同在第二示范性實(shí)施例中由18 x 18像素陣列(即，324個(gè)像素)組成，當(dāng)因?yàn)槲挥谙鄳?yīng)像素212中的光電池1121的輸出信號(hào)PC12的電壓高于位于像素212的上側(cè)、下側(cè)、左側(cè)或右側(cè)的一個(gè)選定的像素213中的光電池1131的輸出信號(hào)PC13的電壓而使具有高電平的1位數(shù)字信號(hào)的數(shù)目是兩百或兩百以上時(shí)，入射光量可認(rèn)為太大，且最大計(jì)數(shù)值可為例如兩百。另一方面，當(dāng)具有高電平的l位數(shù)字信號(hào)的數(shù)目是一百或一百以下時(shí)，入射光量可認(rèn)為太小，且最小計(jì)數(shù)值可為例如一百。
圖像傳感器的像素211到2NN從圖像處理器11接收復(fù)位信號(hào)RS和快門控制信號(hào)CSH,且響應(yīng)于所述信號(hào)而產(chǎn)生物體的二維圖像。
舉例來說，包含在像素211到2NN中的一個(gè)像素212中的光電池1121響應(yīng)于復(fù)位信號(hào)RS而執(zhí)行初始化操作，且當(dāng)初始化操作完成時(shí)產(chǎn)生具有與入射光量成比例的電壓的模擬信號(hào)PC12。
行選擇器18和列選擇器19依序指定具有對(duì)應(yīng)于由圖像處理器11設(shè)定的選擇時(shí)間和待選擇的像素的行地址和列地址的像素，且通過逐個(gè)讀取像素而接收從每一像素的光電池輸出的模擬圖像數(shù)據(jù)。
舉例來說，當(dāng)圖像處理器11指定第一行地址PS_rl時(shí)，通過指定第一列地址到第N列地址來接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)。在此之后，當(dāng)圖像處理器11指定第二行地址PS-r2時(shí)，通過再次指定第一列地址到第N列地址來接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)。以此方式，接收所有像素?cái)?shù)據(jù)，進(jìn)而獲得一個(gè)幀的圖像數(shù)據(jù)。
此處，行選擇器18輸出行選擇信號(hào)PS_rl到PS-rN，其通過指定圖像傳感器100中的像素211到2NN的行地址來在垂直方向上選擇像素，且列選擇器19的相應(yīng)的列特定的開關(guān)SW1到S麗響應(yīng)于來自圖像處理器11的像素列選擇信號(hào)PS-c而切換以在水平方向上指定像素。因此，位于沿著由從行選擇器18輸出的行選擇信號(hào)PS_rl到PS-rN指定的行地址的交叉點(diǎn)處的一個(gè)像素被選擇，且從選定的像素輸出多個(gè)與光量成比例的電壓信號(hào)。
第一比較器20從列選擇器19接收選定的像素的電壓信號(hào)Vsig_A和Vsig-B，且響應(yīng)于快門控制電路22的快門控制信號(hào)CSH而比較電壓。第一比較器20當(dāng)位于相應(yīng)像素212中的光電池1121的輸出信號(hào)PC12具有高于位于像素212的上側(cè)、下側(cè)、左側(cè)或右側(cè)的一個(gè)選定的^f象素213中的光電池1131的輸出信號(hào)PC13的電壓時(shí)，產(chǎn)生并輸出具有高電平的第一比較數(shù)字信號(hào)Sig_cl，且當(dāng)光電池1121的輸出信號(hào)PC12具有低于光電池1131的輸出信號(hào)PC13的電壓時(shí)，產(chǎn)生并輸出具有低電平的第一比較數(shù)字信號(hào)Sig一cl。
同時(shí)，當(dāng)參考電壓產(chǎn)生單元24從外部接收電源電壓VDD且產(chǎn)生最大參考電壓Vref—max和最小參考電壓Vref—min時(shí)，第二比較器23從列選擇器19接收選定的像素的電壓信號(hào)Vsig—A和Vsig-B之一并從參考電壓產(chǎn)生單元24接收最大參考電壓Vref _max,且比較各電壓。第二比較器23當(dāng)位于相應(yīng)像素212中的光電池1121的輸出信號(hào)PC12具有高于最大參考電壓Vref-max的電壓時(shí)，產(chǎn)生^HIr出具有高電平的第二比較數(shù)字信號(hào)Sig-c2,且當(dāng)光電池1121的輸出信號(hào)PC12具有低于最大參考電壓Vref-max的電壓時(shí)，產(chǎn)生并輸出具有低電平的第二比較數(shù)字信號(hào)Sig—c2。
第三比較器25從列選擇器19接收選定的像素的電壓信號(hào)Vsig—A和Vsig-B之一且從參考電壓產(chǎn)生單元24接收最小參考電壓Vref-min，且比較各電壓。第三比較器25當(dāng)位于相應(yīng)像素212中的光電池1121的輸出信號(hào)PC12具有高于最小參考電壓Vref-min的電壓時(shí)，產(chǎn)生并輸出具有高電平的第三比較數(shù)字信號(hào)Sig-c3,且當(dāng)光電池1121的輸出信號(hào)PC12具有低于最小參考電壓Vref-min的電壓時(shí)，產(chǎn)生并輸出具有低電平的第三比較數(shù)字信號(hào)Sig-c3。
圖像處理器11從第一比較器20接收W個(gè)第一比較數(shù)字信號(hào)Sig-cl，且使用第一比較數(shù)字信號(hào)Sig-cl獲得物體的圖像。而且，圖像處理器11將所獲得的物體圖像與先前獲得的物體圖像進(jìn)行比較，且計(jì)算并輸出一移動(dòng)值V (K)。
快門控制電路22從第二比較器23接收第二比較數(shù)字信號(hào)Sig-c2并從第三比較器25接收第三比較數(shù)字信號(hào)Sig_c3,對(duì)具有高電平的第二比較數(shù)字信號(hào)Sig_c2的數(shù)目和具有高電平的第三比較數(shù)字信號(hào)Sig_c3的數(shù)目計(jì)數(shù)，將所得數(shù)目與先前設(shè)定的高電平信號(hào)最大和最小計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較，且輸出調(diào)節(jié)快門打開時(shí)間的快門控制信號(hào)CSH。
更具體地說，當(dāng)由第二比較器23產(chǎn)生的高電平第二比較數(shù)字信號(hào)Sig-c2的數(shù)目是先前設(shè)定的高電平信號(hào)最大計(jì)數(shù)值(即，200或200以上)時(shí)，輸出減少快門打開時(shí)間的快門控制信號(hào)CSH。另一方面，當(dāng)高電平第二比較數(shù)字信號(hào)Sig—c2的數(shù)目小于先前設(shè)定的最大計(jì)數(shù)值200時(shí)，將由第三比較器25產(chǎn)生的高電平第三比較數(shù)字信號(hào)Sig_c3的數(shù)目與先前設(shè)定的高電平信號(hào)最小計(jì)數(shù)值(即，IOO)進(jìn)行比較。
當(dāng)高電平第三比較數(shù)字信號(hào)Sig-c3的數(shù)目是最小計(jì)數(shù)值100或100以下時(shí)，輸出增加快門打開時(shí)間的快門控制信號(hào)CSH。然而，當(dāng)高電平第三比較數(shù)字信號(hào)Sig_c3的數(shù)目大于最小計(jì)數(shù)值100時(shí)，維持快門打開時(shí)間。
在根據(jù)本發(fā)明第三示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)中，比較器20、 23和25如同根據(jù)本發(fā)明第 一示范性實(shí)施例的單位像素中的比較器以鎖存器類型操作，進(jìn)而提供與具有相當(dāng)高分辨率等級(jí)的A/D轉(zhuǎn)換器相同的效用。另夕卜，通過圖像傳感器100中的每一像素均配置有單獨(dú)的光電池，將位于相應(yīng)像素212中的光電池1121的輸出信號(hào)PC12的電壓與位于像素212上側(cè)、下側(cè)、左側(cè)或右側(cè)的一個(gè)選定的像素213中的光電池1131的輸出信號(hào)PC13的電壓進(jìn)行比較。因此，可改變快門打開時(shí)間。
圖11是根據(jù)本發(fā)明第四示范性實(shí)施例的具有圖像傳感器100的總體光學(xué)指向系統(tǒng)的方框圖。所述光學(xué)指向系統(tǒng)包含圖像傳感器100、行選擇器18、列選擇器19、多個(gè)用于快門控制的像素100-1到100-4、用于快門控制的信號(hào)選擇器34、第一比較器30和第二比較器33、圖像處理器ll以及快門控制電路32。
圖12說明根據(jù)本發(fā)明第四示范性實(shí)施例的具有圖像傳感器的另 一 光學(xué)指向系統(tǒng)的總體方框圖。所述光學(xué)指向系統(tǒng)除了圖ll所示的才艮據(jù)本發(fā)明第四示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)的組成以外還包含電壓電平比較器36、拾取狀態(tài);險(xiǎn)測器(pickup state detector ) 37以及表面狀態(tài);險(xiǎn)測器(surfacestate detector ) 39。
如同在圖9所示的根據(jù)本發(fā)明第三示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)中，根據(jù)本發(fā)明第四示范性實(shí)施例的圖像傳感器100包含多個(gè)像素211到2NN,其構(gòu)成NxN像素陣列，且每一像素(例如，像素212)均配置有單獨(dú)的光電池1121且在其外側(cè)具有比較器1122和開關(guān)1123。根據(jù)本發(fā)明第四示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)不同于圖9所示的光學(xué)指向系統(tǒng)的地方在于，其具有用于快門控制的像素100-1到100-4和用于快門控制的信號(hào)選擇器34來代替參考電壓產(chǎn)生單元24。
類似地，圖像處理器11和快門控制電路32可組合為移動(dòng)計(jì)算與快門控制單元，第一比較器30和第二比較器33可組合為一個(gè)比較單元，或者所有區(qū)塊可集成在一個(gè)半導(dǎo)體芯片中。
下文將參看圖11和12來描述根據(jù)本發(fā)明第四示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)的區(qū)塊的功能。
圖像傳感器IOO、行選擇器18、列選擇器19、第一比較器30以及圖像處理器11的功能與圖9所示的根據(jù)本發(fā)明第三示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)的那些功能相同，因此將不再次描述。
類似于圖像傳感器100的像素211到2麗，用于快門控制的像素IOO-I到100-4響應(yīng)于圖像處理器11的復(fù)位信號(hào)RS而執(zhí)行初始化操作，以產(chǎn)生物體的二維圖像，且產(chǎn)生具有與入射光量成比例的電壓的模擬信號(hào)。然而，像素100-1到100-4不同于像素211到2麗的地方在于，其既定目標(biāo)并不用于移動(dòng)值計(jì)算而是用于快門控制。
用于快門控制的信號(hào)選擇器34從用于快門控制的像素IOO-I到100-4接收多個(gè)用于快門控制的信號(hào)Sl到S4，且響應(yīng)于來自快門控制電路32的用于快門控制的信號(hào)選擇信號(hào)SCSS而選擇并輸出至少一個(gè)用于快門控制的信號(hào)Sig-sh。
第二比較器33從列選擇器19接收選定的像素的電壓信號(hào)Vsig-A和Vs ig_B之一且從用于快門控制的信號(hào)選擇器34接收選定的用于快門控制的信號(hào)Sig-sh,比較各電壓，且產(chǎn)生并輸出具有高電平或^f氐電平的用于快門控制的第二比較數(shù)字信號(hào)Sig—c2。
快門控制電路32將從第二比較器33輸出的高電平信號(hào)計(jì)數(shù)值與先前設(shè)定的高電平信號(hào)最大和最小計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較，且將調(diào)節(jié)快門打開時(shí)間的快門控制信號(hào)CSH輸出并提供到第一比較器30。
如圖11說明，用于快門控制的像素100-1到100-4可安置在像素陣列外部的數(shù)個(gè)部分處、在像素陣列外部周圍或在像素陣列內(nèi)部的數(shù)個(gè)部分處。
另外，如圖12說明，根據(jù)本發(fā)明第四示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)可另外包含拾取狀態(tài)檢測器37，其與用于快門控制的信號(hào)選擇器34并聯(lián)連接，從用于快門控制的像素100-1到100-4接收用于快門控制的信號(hào)Sl到S4,比較各輸出，確定光學(xué)指向系統(tǒng)是否被拾取，且輸出一保持請(qǐng)求信號(hào)Hold-req;以及表面狀態(tài)檢測器39，其根據(jù)用于快門控制的信號(hào)Sl到S4之間的差異而輸出指示工作臺(tái)狀態(tài)的表面信息信號(hào)Sur — st。
下文將參看圖11和圖12來描述根據(jù)本發(fā)明第四示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)的操作。
圖像傳感器100、行選擇器18、列選擇器19、第一比較器30以及圖像處理器11以與圖6所示的根據(jù)本發(fā)明第四示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)的那些相同的方式來進(jìn)行操作，因此將不再描述。
假定圖像傳感器100如同在第二和第三示范性實(shí)施例中由18 x 18像素陣列(即，324個(gè)像素)組成，當(dāng)因?yàn)槲挥谙鄳?yīng)像素212中的光電池1121的輸出信號(hào)PC12的電壓高于一個(gè)選定的用于快門控制的信號(hào)Sig_sh的電壓而使具有高電平的用于快門控制的第二比較數(shù)字信號(hào)Sig—c2的數(shù)目是兩百或兩百以上時(shí)，入射光量可認(rèn)為太大，且最大計(jì)數(shù)值可為例如兩百。另一方面，當(dāng)具有高電平的用于快門控制的第二比較數(shù)字信號(hào)Sig-c2的數(shù)目是一百或一百以下時(shí)，入射光量可認(rèn)為太小，且最小計(jì)數(shù)值可為例如一百。
當(dāng)用于快門控制的像素100-1到100-4在響應(yīng)于圖像處理器11的復(fù)位信號(hào)RS而執(zhí)行初始化操作之后獲得物體的二維圖像并產(chǎn)生與入射光量成比例的用于快門控制的模擬信號(hào)時(shí)，用于快門控制的信號(hào)選擇器34從用于快門控制的像素100-1到100-4接收用于快門控制的信號(hào)Sl到S4，并響應(yīng)于來自快門控制電路32的用于快門控制的信號(hào)選擇信號(hào)SCSS而選擇并輸出至少一個(gè)用于快門控制的信號(hào)Sig-sh。
第二比較器33從列選擇器19接收選定的像素的電壓信號(hào)Vsig_A和Vsig-B之一且從用于快門控制的信號(hào)選擇器34接收選定的用于快門控制的信號(hào)Sig-sh,且比較各電壓。第二比較器33當(dāng)位于相應(yīng)像素212中的光電池1121的輸出信號(hào)PC12具有高于選定的用于快門控制的信號(hào)Sig-sh的電壓時(shí)，產(chǎn)生并輸出具有高電平的用于快門控制的第二比較數(shù)字信號(hào)Sig—c2，且當(dāng)光電池1121的輸出信號(hào)PC12具有低于選定的用于快門控制的信號(hào)Sig_sh的電壓時(shí)，產(chǎn)生并輸出具有低電平的用于快門控制的第二比較數(shù)字信號(hào)Sig—c2。
當(dāng)由第二比較器33產(chǎn)生的高電平第二比較數(shù)字信號(hào)Sig_c2的數(shù)目是先前設(shè)定的高電平信號(hào)最大計(jì)數(shù)值(即，200或200以上)時(shí)，快門控制電路32輸出減少快門打開時(shí)間的快門控制信號(hào)CSH。另一方面，當(dāng)高電平第二比較數(shù)字信號(hào)Sig_c2的數(shù)目小于最大計(jì)數(shù)值200時(shí)，快門控制電路32將高電平第二比較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目與先前設(shè)定的高電平最小計(jì)數(shù)值(即，100)進(jìn)行比較。
快門控制電路32當(dāng)高電平第二比較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目是最小計(jì)數(shù)值100或100以下時(shí)輸出增加快門打開時(shí)間的快門控制信號(hào)CSH,且當(dāng)高電平第二比較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目大于最小計(jì)數(shù)值100時(shí)維持快門打開時(shí)間。
同時(shí)，如圖12的說明，根據(jù)本發(fā)明第四示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)可另外包含拾取狀態(tài)檢測器37，其與用于快門控制的信號(hào)選擇器34并聯(lián)連接，從用于快門控制的像素100-1到100-4接收用于快門控制的信號(hào)Sl到S4，比較各電壓以分析電壓差異，確定光學(xué)指向系統(tǒng)是否被拾取，且輸出一保持請(qǐng)求信號(hào)Hold-req;以及表面狀態(tài)檢測器39,其根據(jù)用于快門控制的信號(hào)Sl到S4之間的電壓差異而向外部主機(jī)計(jì)算機(jī)輸出指示工作臺(tái)表面狀態(tài)的表面信息信號(hào)Sur_st。
在根據(jù)本發(fā)明第四示范性實(shí)施例的光學(xué)指向系統(tǒng)中，第一比較器30如同根據(jù)本發(fā)明第 一示范性實(shí)施例的單位像素中的比較器以鎖存器類型操
27作，進(jìn)而提供與具有相當(dāng)高分辨率等級(jí)的A/D轉(zhuǎn)換器相同的效用。另外，通過圖像傳感器100中的每一像素均配置有單獨(dú)的光電池，將位于相應(yīng)像素212中的光電池1121的輸出信號(hào)PC12的電壓以及位于像素212的上側(cè)、下側(cè)、左側(cè)或右側(cè)的一個(gè)選定的像素213中的光電池1131的輸出信號(hào)PC13的電壓與從用于快門控制的像素100-1到100-4輸出的用于快門控制的信號(hào)Sl到S4的電壓(并非參考電壓)進(jìn)行比較。因此，可改變快門打開時(shí)間。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明圖像傳感器和使用其的光學(xué)指向系統(tǒng)，所述圖像傳感器通過每一像素的比較器來執(zhí)行數(shù)字轉(zhuǎn)換和前置濾波的功能，因此有可能輸出l位數(shù)字信號(hào)。因此，不需要具有高分辨率的A/D轉(zhuǎn)換器和前置濾波器，且有可能減小布局面積。
另外，通過圖像傳感器中的每一像素均配置有單獨(dú)的光電池，將位于相應(yīng)像素中的光電池的輸出信號(hào)的電壓以及位于所述相應(yīng)像素的上側(cè)、下側(cè)、左側(cè)或右側(cè)的像素中的光電池的輸出信號(hào)的電壓與參考電壓或用于快門控制的信號(hào)的電壓進(jìn)行比較。因此，可改變快門打開時(shí)間。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何筒單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
28
權(quán)利要求
1. 一種圖像傳感器，其特征在于其具有多個(gè)像素，每一像素包括光電池，用于接收光并產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng)于所述接收光的量的電壓的模擬信號(hào)；比較器，用于將所述光電池的所述模擬信號(hào)與相鄰像素的模擬信號(hào)進(jìn)行比較以輸出用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)，或?qū)⑺龉怆姵氐乃瞿M信號(hào)與參考值進(jìn)行比較以輸出用于快門控制的數(shù)字信號(hào)；以及開關(guān)，用于響應(yīng)于像素選擇信號(hào)而傳送所述用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)和所述用于快門控制的數(shù)字信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述光電池具有產(chǎn)生 對(duì)應(yīng)于所述接收光的量的光電流的光電二極管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像傳感器，其特征在于，所述比較器是鎖存器 型比較器，所述比較器當(dāng)所述光電池的所述模擬信號(hào)大于所述相鄰像素的所述 模擬信號(hào)或參考信號(hào)時(shí)輸出第一信號(hào)，且當(dāng)所述光電池的所述模擬信號(hào)小于所述相鄰像素的所述模擬信號(hào)或所述參考信號(hào)時(shí)輸出第二信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像傳感器，其特征在于，所述第一信號(hào)是具有 高電壓的所述用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)和所述用于快門控制的數(shù)字信號(hào)，且所 述第二信號(hào)是具有低電壓的所述用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)和所述用于快門控制 的數(shù)字信號(hào)。
5. —種光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于其包括 參考電壓產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生參考電壓；圖像傳感器，其具有多個(gè)像素，接收光，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述接收光的量的多個(gè) 模擬信號(hào)，且響應(yīng)于快門控制信號(hào)而比較相鄰像素的模擬信號(hào)以產(chǎn)生用于移動(dòng) 計(jì)算的數(shù)字信號(hào)，或?qū)⑺瞿M信號(hào)與所述參考電壓進(jìn)行比較以產(chǎn)生用于快門 控制的數(shù)字信號(hào)；信號(hào)選擇器，用于接收所述用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)和所述用于快門控制 的數(shù)字信號(hào)，且響應(yīng)于快門控制周期選擇信號(hào)而選擇并輸出所述用于移動(dòng)計(jì)算 的數(shù)字信號(hào)和所述用于快門控制的數(shù)字信號(hào)中的一者；移動(dòng)計(jì)算與快門控制單元，用于接收所述用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)以獲得 物體的圖像并輸出所述光學(xué)指向系統(tǒng)的移動(dòng)值和所述快門控制周期選擇信號(hào)， 且接收所述用于快門控制的數(shù)字信號(hào)以將高電平計(jì)數(shù)值與最大計(jì)數(shù)值和最小計(jì) 數(shù)值進(jìn)行比較并輸出所述快門控制信號(hào)。
6. 才艮據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述移動(dòng)計(jì)算與快 門控制單元包含圖像處理器，用于產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)和像素選擇信號(hào)，且接收所述用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)以獲得所述物體的所述圖像并輸出所述光學(xué)指向系統(tǒng)的所述移動(dòng)值和所述快門控制周期選擇信號(hào)；以及快門控制電路，用于接收所述用于快門控制的數(shù)字信號(hào)以預(yù)先設(shè)定所述高 電平最大計(jì)數(shù)值和最小計(jì)數(shù)值，且將用于快門控制的高電平數(shù)字信號(hào)的數(shù)目與 所述最大計(jì)數(shù)值和所述最小計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較以輸出所述快門控制信號(hào)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像傳感器的 每一像素包含光電池，用于接收所述光并產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng)于所述接收光的量的電壓的模擬 信號(hào)；比較器，用于響應(yīng)于所述快門控制信號(hào)而比較相鄰像素的所述模擬信號(hào)以 產(chǎn)生所述用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)，或?qū)⑺鱿袼氐乃瞿M信號(hào)與所述參考 電壓進(jìn)行比較以產(chǎn)生所述用于快門控制的數(shù)字信號(hào)；以及開關(guān)，用于接收所述用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)和所述用于快門控制的數(shù)字 信號(hào)，并響應(yīng)于所述像素選擇信號(hào)而切換以傳送所述用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào) 和所述用于快門控制的數(shù)字信號(hào)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理器產(chǎn) 生初始化所述像素的所述復(fù)位信號(hào)、選擇所述像素中的至少一者的所述像素選 擇信號(hào)以及為將所述選定像素的輸出信號(hào)與所述參考電壓進(jìn)行比較而選擇快門 控制幀時(shí)期的所述快門控制周期選擇信號(hào)并將以上信號(hào)輸出到所述圖像傳感 器，接收所述用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)以使用所述數(shù)字信號(hào)獲得所述物體的所 述圖像，且將所述物體的所述圖像與所述物體的先前獲得的圖像進(jìn)行比較以計(jì) 算并輸出所述光學(xué)指向系統(tǒng)的所述移動(dòng)值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述快門控制電路 當(dāng)所述用于快門控制的高電平數(shù)字信號(hào)的數(shù)目是所述最大計(jì)數(shù)值或更大時(shí)輸出 減少快門打開時(shí)間的所述快門控制信號(hào)，當(dāng)所述用于快門控制的高電平數(shù)字信 號(hào)的數(shù)目小于所述最大計(jì)數(shù)值時(shí)將所述用于快門控制的高電平數(shù)字信號(hào)的數(shù)目 與所述最小計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較，當(dāng)所述用于快門控制的高電平數(shù)字信號(hào)的數(shù)目是 所述最小計(jì)數(shù)值或更小時(shí)輸出增加所述快門打開時(shí)間的所述快門控制信號(hào)，且 當(dāng)所述用于快門控制的高電平數(shù)字信號(hào)的數(shù)目大于所述最小計(jì)數(shù)值時(shí)輸出維持 所述快門打開時(shí)間的所述快門控制信號(hào)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述快門控制電路 預(yù)先設(shè)置所述用于快門控制的高電平數(shù)字信號(hào)的所述最大計(jì)數(shù)值和所述最小計(jì) 數(shù)值，且將所述用于快門控制的高電平數(shù)字信號(hào)的數(shù)目與所述最大計(jì)數(shù)值和所 述最小計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較以輸出參考電壓選擇信號(hào)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述參考電壓產(chǎn)生單元包含參考電壓產(chǎn)生器，用于從外部接收電源電壓并產(chǎn)生多個(gè)參考電壓；以及 多路復(fù)用器，用于接收所述參考電壓并響應(yīng)于所述參考電壓選擇信號(hào)而選 擇所述多個(gè)參考電壓中的一者。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述快門控制電 路當(dāng)所述用于快門控制的高電平數(shù)字信號(hào)的數(shù)目是所述最大計(jì)數(shù)值或更大時(shí)輸 出從所述參考電壓中選擇低參考電壓的所述參考電壓選擇信號(hào)，當(dāng)所述用于快 門控制的高電平數(shù)字信號(hào)的數(shù)目小于所述最大計(jì)數(shù)值時(shí)將所述用于快門控制的 高電平數(shù)字信號(hào)的數(shù)目與所述最小計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較，當(dāng)所述高電平數(shù)字信號(hào)的 數(shù)目是所述最小計(jì)數(shù)值或更小時(shí)輸出從所述參考電壓中選擇高參考電壓的所述 參考電壓選擇信號(hào)，且當(dāng)所述高電平數(shù)字信號(hào)的數(shù)目大于所述最小計(jì)數(shù)值時(shí)輸 出維持所述參考電壓的所述參考電壓選擇信號(hào)。
13. —種光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于其包括圖像傳感器，用于響應(yīng)于復(fù)位信號(hào)和像素選擇信號(hào)而接收光，且產(chǎn)生并輸 出對(duì)應(yīng)于所述接收光的量的多個(gè)模擬信號(hào)；比較器，用于接收所述模擬信號(hào)以響應(yīng)于快門控制信號(hào)而比較電壓并產(chǎn)生 第一比較數(shù)字信號(hào)，且接收所述模擬信號(hào)中的一者、最大參考電壓和最小參考 電壓以比較各電壓且產(chǎn)生并輸出第二和第三比較數(shù)字信號(hào)；以及移動(dòng)計(jì)算與快門控制單元，用于接收所述第一比較數(shù)字信號(hào)以計(jì)算所述光 學(xué)指向系統(tǒng)的移動(dòng)值，且接收所述第二和第三比較數(shù)字信號(hào)以將高電平計(jì)數(shù)值 與高電平第一比較數(shù)字信號(hào)的最大計(jì)數(shù)值和最小計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較并輸出所述快 門控制信號(hào)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述比較器包含 第一比較器，用于接收所述模擬信號(hào)以響應(yīng)于所述快門控制信號(hào)而比較所述各電壓，且產(chǎn)生并輸出所述第一比較數(shù)字信號(hào)；以及第二比較器，用于接收所述模擬信號(hào)中的所述一者、所述最大參考電壓和 所述最小參考電壓以比較各電壓，且產(chǎn)生并輸出所述第二和第三比較數(shù)字信號(hào)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述移動(dòng)計(jì)算與 快門控制單元包含圖像處理器，用于產(chǎn)生所述復(fù)位信號(hào)和所述像素選擇信號(hào)，且接收所述第 一比較數(shù)字信號(hào)以獲得物體的圖像，且計(jì)算并輸出所述光學(xué)指向系統(tǒng)的所述移 動(dòng)值；以及快門控制電路，用于預(yù)先設(shè)定所述高電平第一比較數(shù)字信號(hào)的所述最大計(jì) 數(shù)值和所述最小計(jì)數(shù)值，且將高電平第二比較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目和高電平第三比 較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目與所述最大計(jì)數(shù)值和所述最小計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較以輸出所述快門控制信號(hào)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括 參考電壓產(chǎn)生單元，用于從外部接收電源電壓且產(chǎn)生所述最大參考電壓和所述最小參考電壓；行選擇器，用于輸出通過指定所述圖像傳感器中像素的行地址來在垂直方 向上選擇像素的多個(gè)行選擇信號(hào)；以及列選擇器，用于響應(yīng)于所述像素選擇信號(hào)而在水平方向上指定像素，且選 擇處于沿著由所述行選擇信號(hào)中之一指定的行地址的交叉點(diǎn)處的一個(gè)像素以接 收并傳送模擬信號(hào)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述列選擇器包含多個(gè)開關(guān)，用于響應(yīng)于所述像素選擇信號(hào)而切換，從所述圖像傳感器接收 所述選定像素的所述模擬信號(hào)，且傳送所述模擬信號(hào)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像傳感器 的每一像素包含光電池，用于響應(yīng)于所述復(fù)位信號(hào)而執(zhí)行初始化操作，當(dāng)響應(yīng)于所述像素 選擇信號(hào)而選擇一個(gè)或一個(gè)以上像素時(shí)獲得所述物體的所述圖像，且產(chǎn)生具有 與所述接收光的量成比例的電壓的模擬信號(hào)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述第一比較器 接收所述選定像素的電壓信號(hào)，響應(yīng)于所述快門控制信號(hào)而比較電壓，當(dāng)所述 選定像素中的一者具有高于所述選定像素中的另一者的輸出信號(hào)電壓時(shí)產(chǎn)生并 輸出具有高電平的所述第 一比較數(shù)字信號(hào)，且當(dāng)所述選定像素中的一者具有低 于所述選定像素中的另 一者的輸出信號(hào)電壓時(shí)產(chǎn)生并輸出具有低電平的所述第 一比較數(shù)字信號(hào)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理器 產(chǎn)生并輸出初始化所述像素的所述復(fù)位信號(hào)和選擇所述一個(gè)或一個(gè)以上像素的 所述像素選擇信號(hào)，接收所述第一比較數(shù)字信號(hào)以使用所述第一比較數(shù)字信號(hào) 來獲得所述物體的所述圖像，且將所述物體的所述圖^f象與所述物體的先前獲得 的圖像進(jìn)行比較以計(jì)算并輸出所述光學(xué)指向系統(tǒng)的所述移動(dòng)值。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述第二比較器 接收所述選定像素的所述電壓信號(hào)中的一者和所述最大參考電壓，比較電壓， 當(dāng)所述電壓信號(hào)的電壓高于所述最大參考電壓時(shí)產(chǎn)生并輸出具有高電平的所述 第二比較數(shù)字信號(hào)，且當(dāng)所述電壓信號(hào)的所述電壓低于所述最大參考電壓時(shí)產(chǎn) 生并輸出具有低電平的所述第二比較數(shù)字信號(hào)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述第二比較器接收所述選定像素的所述電壓信號(hào)中的一者和所述最小參考電壓，比較各電壓， 當(dāng)所述電壓信號(hào)的電壓高于所述最小參考電壓時(shí)產(chǎn)生并輸出具有高電平的所述 第三比較數(shù)字信號(hào)，且當(dāng)所述電壓信號(hào)的所述電壓低于所述最小參考電壓時(shí)產(chǎn) 生并輸出具有低電平的所述第三比較數(shù)字信號(hào)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述快門控制電 路當(dāng)所述高電平第二比較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目是所述最大計(jì)數(shù)值或更大時(shí)輸出減少 快門打開時(shí)間的所述快門控制信號(hào)，當(dāng)所述高電平第二比較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目小 于所述最大計(jì)數(shù)值時(shí)將所述高電平第三比較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目與所述最小計(jì)數(shù)值 進(jìn)行比較，當(dāng)所述高電平第三比較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目是所述最小計(jì)數(shù)值或更小時(shí) 輸出增加所述快門打開時(shí)間的所述快門控制信號(hào)，且當(dāng)所述高電平第三比較數(shù) 字信號(hào)的數(shù)目大于所述最小計(jì)數(shù)值時(shí)輸出維持所述快門打開時(shí)間的所述快門控 制信號(hào)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括多個(gè)用于快門控制的像素，用于響應(yīng)于所述復(fù)位信號(hào)而執(zhí)行所述初始化操 作，且當(dāng)響應(yīng)于所述像素選擇信號(hào)而選擇所述一個(gè)或一個(gè)以上像素時(shí)產(chǎn)生并輸 出具有與所述接收光的量成比例的電壓的多個(gè)用于快門控制的模擬信號(hào)；以及用于快門控制的信號(hào)選擇器，用于接收所述用于快門控制的模擬信號(hào)，且 響應(yīng)于來自所述快門控制電路的用于快門控制的模擬信號(hào)選擇信號(hào)而選擇并輸 出所述用于快門控制的模擬信號(hào)中的至少一者。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述第二比較器接收所述模擬信號(hào)中的所述一者和所述用于快門控制的模擬信號(hào)中的至少一 者，比較各電壓，且產(chǎn)生并輸出第四比較數(shù)字信號(hào)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述第二比較器 當(dāng)所述選定像素的所述電壓信號(hào)中的一者具有高于所述用于快門控制的模擬信 號(hào)的電壓時(shí)產(chǎn)生并輸出具有高電平的所述第四比較數(shù)字信號(hào)，且當(dāng)所述選定像 素的所述電壓信號(hào)中的一者具有低于所述用于快門控制的模擬信號(hào)的電壓時(shí)產(chǎn) 生并輸出具有低電平的所述第四比較數(shù)字信號(hào)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述快門控制電路當(dāng)高電平第四比較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目是所述最大計(jì)數(shù)值或更大時(shí)輸出減少所述 快門打開時(shí)間的所述快門控制信號(hào)，當(dāng)所述高電平第四比較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目小 于所述最大計(jì)數(shù)值時(shí)將所述高電平第四比較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目與所述最小計(jì)數(shù)值 進(jìn)行比較，當(dāng)所述高電平第四比較數(shù)字信號(hào)的數(shù)目是所述最小計(jì)數(shù)值或更小時(shí) 輸出增加所述快門打開時(shí)間的所述快門控制信號(hào)，當(dāng)所述高電平第四比較數(shù)字 信號(hào)的數(shù)目大于所述最小計(jì)數(shù)值時(shí)輸出維持所述快門打開時(shí)間的所述快門控制 信號(hào)，且接收所述用于快門控制的模擬信號(hào)以輸出選擇所述用于快門控制的模擬信號(hào)中的所述至少 一者的所述用于快門控制的模擬信號(hào)選擇信號(hào)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其特征在于，所述用于快門控 制的像素位于所述像素的外部的一部分處，包圍所述像素的外部或位于所述像 素的內(nèi)部的一部分處。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的光學(xué)指向系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括 拾取狀態(tài)檢測器，其與所述用于快門控制的信號(hào)選擇器并聯(lián)連接，接收所述用于快門控制的模擬信號(hào)，比較各輸出，確定所述光學(xué)指向系統(tǒng)是否被拾取，且 使保持請(qǐng)求信號(hào)輸出；以及表面狀態(tài)檢測器，其與所述用于快門控制的信號(hào)選擇器并聯(lián)連接，接收所 述用于快門控制的模擬信號(hào)，比較所述各輸出，且向外部主機(jī)計(jì)算機(jī)輸出指示 工作臺(tái)表面狀態(tài)的表面信息信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像傳感器和使用其的光學(xué)指向系統(tǒng)。圖像傳感器具有多個(gè)像素，每一像素包含光電池，用于接收光并產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng)于接收光的量的電壓的模擬信號(hào)；比較器，用于響應(yīng)于快門控制信號(hào)而將光電池的模擬信號(hào)與相鄰像素的模擬信號(hào)進(jìn)行比較以產(chǎn)生用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)，或?qū)⒐怆姵氐哪M信號(hào)與參考電壓進(jìn)行比較以產(chǎn)生用于快門控制的數(shù)字信號(hào)；以及開關(guān)，用于響應(yīng)于像素選擇信號(hào)而傳送用于移動(dòng)計(jì)算的數(shù)字信號(hào)和用于快門控制的數(shù)字信號(hào)。光學(xué)指向系統(tǒng)包含參考電壓產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生參考電壓；圖像傳感器；信號(hào)選擇器；以及移動(dòng)計(jì)算與快門控制單元。
文檔編號(hào)H04N3/15GK101500096SQ20091000528
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日
發(fā)明者鄭德暎, 郭鍾擇 申請(qǐng)人:艾勒博科技股份有限公司