影像感测装置及其操作方法与流程

1.本案是有关于一种影像感测装置及其操作方法，且特别是有关于包含不同敏感度的感测电路的影像感测装置及其操作方法。


背景技术：

2.由于交通信号灯的发光二极管(led)大多被控制为以特定频率闪烁。通常，国际标准(例如en12966)为90hz或更高，因此检测led信号的曝光时间需要超过1/90(11.1m/sec)，以确保有一种方法可以检测到每次曝光的led信号。但是，在强光环境下，曝光时间被缩短，借以取得更好的场景检测，然而led的感测能力可能会被牺牲。


技术实现要素：

3.本揭示的一些实施方式是关于一种影像感测装置的操作方法，适用于感测多个发光二极管(led)，多个发光二极管分别包含闪烁周期时间，影像感测装置包含多个像素电路，多个像素电路分别包含第一感测电路以及第二感测电路，操作方法包含以下步骤：以第一操作模式操作影像感测装置。以第一操作模式操作影像感测装置包含：由第一感测电路以长于闪烁周期时间的第一曝光时间进行发光感测，借以取得第一感测结果；同时由第一感测电路以及第二感测电路以短于闪烁周期时间的第二曝光时间进行发光感测，借以取得第二感测结果以及第三感测结果；以及依据第一感测结果、第二感测结果以及第三感测结果判断是否有发光二极管闪烁。
4.于部分实施例中，其中该第一感测电路的一敏感度低于该第二感测电路的一敏感度。
5.于部分实施例中，其中该第一感测电路的一尺寸小于该第二感测电路的一尺寸。
6.于部分实施例中，还包含：取得该第一感测电路以及该第二感测电路的该第二曝光时间；以及依据该影像感测装置的该第二曝光时间判断该影像感测装置的一操作模式。
7.于部分实施例中，其中依据该影像感测装置的该第二曝光时间判断该影像感测装置的该操作模式包含：当该影像感测装置的该第二曝光时间短于该闪烁周期时间时，判定该影像感测装置是操作于该第一操作模式。
8.于部分实施例中，其中依据该影像感测装置的该曝光时间判断该影像感测装置的该操作模式还包含：当该影像感测装置的该第二曝光时间大于该闪烁周期时间时，判定该影像感测装置是操作于一第二操作模式。
9.于部分实施例中，其中以该第二操作模式操作该影像感测装置包含：同时由该第一感测电路以及该第二感测电路以长于该闪烁周期时间的一第四曝光时间进行发光感测，借以取得一第四感测结果以及一第五感测结果；以及依据该第四感测结果以及该第五感测结果判断是否有led闪烁。
10.于部分实施例中，还包含：于一储存时间中，在取得该第一感测结果后，由一储存电路暂时储存该第一感测结果。
11.于部分实施例中，还包含：当该第二感测结果以及该第三感测结果指示没有led闪烁但该第一感测结果指示有led闪烁时，判定有led闪烁。
12.于部分实施例中，还包含：分别于读出该第一感测结果、该第二感测结果以及该第三感测结果之前，重置一浮接节点的一电压，其中该浮接节点耦接于该第一感测电路以及该第二感测电路。
13.本揭示的一些实施方式是关于一种影像感测装置的操作方法，适用于感测各自包含闪烁周期时间的多个发光二极管，影像感测装置包含多个像素电路，多个像素电路包含多个感测电路，操作方法包含：判定第一曝光时间以感测是否有闪烁；以及当判定以短于闪烁周期时间的第一曝光时间进行发光感测以感测是否有led闪烁时，于以短于闪烁周期时间的第一曝光时间执行发光感测之前，以长于闪烁周期时间的第二曝光时间执行额外的发光感测以增加led闪烁的感测准确度。
14.于部分实施例中，还包含：由所述多个感测电路中的至少一第一感测电路以长于该闪烁周期时间的该第二曝光时间执行发光感测，从而取得至少一第一感测结果；以及由所述多个感测电路中的多个第二感测电路同时以短于该闪烁周期时间的一第一曝光时间执行发光感测，从而取得多个第二感测结果。
15.于部分实施例中，还包含依据该至少一第一感测结果以及所述多个第二感测结果判断是否有led闪烁。
16.于部分实施例中，其中所述多个第二感测电路中的至少二者有不同的敏感度。
17.于部分实施例中，其中该至少一第一感测电路的敏感度小于所述多个第二感测电路中的至少一者的敏感度。
18.本揭示的一些实施方式是关于一种影像感测装置，适用于感测各自包含闪烁周期时间的多个发光二极管，影像感测装置包含多个像素电路，其中多个像素电路各自包含：第一感测电路、第二感测电路以及输出电路。第一感测电路用以以长于闪烁周期时间的第一曝光时间执行发光感测，从而取得第一感测结果。第一感测电路以及第二感测电路是用以以短于闪烁周期时间的第二曝光时间同时执行发光感测，从而取得第二感测结果以及第三感测结果。输出电路用以依据第一感测结果、第二感测结果以及第三感测结果判断是否有led闪烁。
19.于部分实施例中，其中该第一感测电路的一敏感度低于该第二感测电路的一敏感度。
20.于部分实施例中，其中该第一感测电路的一尺寸小于该第二感测电路的一尺寸。
21.于部分实施例中，其中所述多个像素电路中的每一者还包含输出节点、浮接节点、读取电路与重置电路。读取电路耦接于该浮接节点以及该输出节点之间。重置电路耦接于该浮接节点，并用以分别于该读取电路读出该第一感测结果、该第二感测结果以及该第三感测结果之前，重置该浮接节点的一电压。
22.于部分实施例中，其中所述多个像素电路分别还包含一储存电路，用以暂时储存该第一感测结果。
23.综上所述，本揭示通过在强光环境下对led以长于闪烁周期时间的照射时间进行额外的发光感测，可以在不牺牲动态范围的情况下维持强光下的led检测能力。
附图说明
24.为让本揭示的上述和其他目的、特征、优点与实施例能够更明显易懂，所附附图的说明如下：
25.图1是根据本案的一些实施例所绘示的一种影像感测装置的示意图；
26.图2是根据本案的一些实施例所绘示的一种像素电路的示意图；
27.图3是根据本案的一些实施例所绘示的一种像素电路的操作方法的流程图；
28.图4是根据本案的一些实施例所绘示的一种像素电路的操作方法的流程图；
29.图5是根据本案的一些实施例所绘示的一种操作方法的流程图；
30.图6是根据本案的一些实施例所绘示的一种图5中的步骤s520的流程图；
31.图7根据本案的一些实施例所绘示的一种图5中的步骤s520的操作波形的示意图；
32.图8是根据本案的一些实施例所绘示的一种图5中的步骤s530的操作波形的示意图；以及
33.图9是根据本案的一些实施例所绘示的一种图5中的步骤s530的操作波形的示意图。
34.【符号说明】
35.1:影像感测装置
36.100:像素电路
37.110:感测电路
38.130:感测电路
39.150:输出电路
40.170:控制电路
41.190:控制电路
42.195:控制电路
43.n1、n2:浮接节点
44.t1至t7:开关
45.s1、s2:光电二极管
46.c:电容
47.300、400:操作流程图
48.tp1、tp2、tp3、tp4、tp5:时间区间
49.500:操作方法
50.s510、s515、s520、s530:步骤
51.s522、s524、s526:步骤
52.700、800、900:波形图
53.t0、t1、t2d1、t2a、t2b、t2d2、t3:时间区间
54.t4、t5、t6、t7、t8:时间区间
具体实施方式
55.在本文中所使用的用词“耦接”亦可指“电性耦接”，且用词“连接”亦可指“电性连接”。“耦接”及“连接”亦可指二个或多个元件相互配合或相互互动。
56.在本文中，使用第一、第二与第三等等的词汇，是用于描述各种元件、组件、区域、层与/或区块是可以被理解的。但是这些元件、组件、区域、层与/或区块不应该被这些术语所限制。这些词汇只限于用来辨别单一元件、组件、区域、层与/或区块。因此，在下文中的一第一元件、组件、区域、层与/或区块也可被称为第二元件、组件、区域、层与/或区块，而不脱离本发明的本意。如本文所用，词汇“与/或”包含了列出的关联项目中的一个或多个的任何组合。本案文件中提到的“及/或”是指表列元件的任一者、全部或至少一者的任意组合。
57.请参阅图1。图1是根据本案的一些实施例所绘示的一种影像感测装置1的示意图。影像感测装置1是用于感测多个各自具有闪烁周期时间的发光二极管，其中发光二极管的闪烁周期时间可能不同。如图1所绘式，影像感测测装置1包含多个像素电路100。
58.请参阅图2。图2是根据本案的一些实施例所绘示的一种像素电路100的示意图。如图2所绘式，像素电路100包含感测电路110、感测电路130以及输出电路150。
59.于连接关系上，感测电路110、感测电路130以及输出电路150彼此相耦接。为了便于说明，像素电路的操作方法100将参阅图3一并进行说明。请参阅图3。图3是根据本案的一些实施例所绘示的一种像素电路100的操作方法300的流程图。
60.请一并参阅图2以及图3。如图3所绘式，于时间区间tp1，感测电路110是用以采用长于闪烁周期时间的曝光时间执行发光感测，借以取得第一感测结果。于时间区间tp2，感测电路110以及感测电路130是操作于短于闪烁周期时间的曝光时间，借以取得第二感测结果以及第三感测结果。详细而言，第二感测结果是由感测电路110所取得，而第三感测结果是由感测电路130所取得。
61.于时间区间tp3中，输出电路150是用以依据第一感测结果、第二感测结果以及第三感测结果判断是否有led闪烁。
62.于部分实施例中，感测电路110的敏感度低于感测电路130的敏感度。于部分实施例中，感测电路110的尺寸小于感测电路130的尺寸。然而，本案的实施方式不以上述为限制。
63.请再次参阅图2。如图2所绘式，于部分实施例中，像素电路100还包含输出节点n1、浮接节点n2、读取电路170以及重置电路190。于连接关系上，读取电路170耦接于浮接节点n1以及输出节点n2之间。重置电路190耦接于浮接节点n1。
64.于操作关系上，读取电路170是用以读出并传送第一感测结果、第二感测结果以及第三感测结果。重置电路190是用以于读取电路170读出第一感测结果、第二感测结果以及第三感测结果之前重置浮接节点n1的电压。
65.如图2所绘式，于部分实施例中，像素电路100还包含储存电路195。储存电路195在取得第一感测结果之后，于储存时间内暂时储存第一感测结果。
66.需注意的是，如图3所绘式的操作流程图300是操作于强光环境下。于部分实施例中，于时间区间tp2内进行操作的曝光时间是由影像感测装置100依据环境光所预设。若是预设曝光时间短于闪烁周期时间，执行如图3所绘式的操作流程图300。另一方面，请参阅图4。若是预设曝光时间不短于闪烁周期时间，执行如图4所绘式的操作流程图400。
67.图4是根据本案的一些实施例所绘示的一种像素电路100的操作方法400的流程图。如图4所绘式，于时间区间tp4内，感测电路110以及感测电路130同时以曝光时间(即为预设曝光时间)执行发光感测曝光时间，且预设曝光时间长于闪烁周期时间，借以取得第四
感测结果与第五感测结果。详细而言，第四感测结果是由感测电路110取得，且第五感测结果是由感测电路130取得。
68.于时间区间tp5中，输出电路150是用以依据第四感测结果以及第五感测结果判断是否有led闪烁。
69.请参阅图5。图5是根据本案的一些实施例所绘示的一种操作方法500的流程图。操作方法500包含步骤s510、s515、s520以及s530。为了便于理解，以下参照图1至图4来解释操作方法500。这些操作是作为例式说明之用。额外的操作在本案的预期范围内。举例而言，于不同的实施例中，在操作方法500中的操作之前，期间及/或之后提供其操作，及/或所描述的一些操作被操作方法500的其他实施例替代或消除，均为本案的预期范围之内。
70.于步骤s510中，判定用以感测是否有led闪烁的预设曝光时间。于部分实施例中，步骤s510可由如图1所绘式的影像感测装置1执行。预设曝光时间是依据环境光所取得。当环境光越强，预设曝光时间越短。
71.于步骤s515中，判断预设曝光时间是否短于闪烁周期时间。闪烁周期时间是发光二极管被感测的特征。需注意的是，闪烁周期时间于发光二极管之间不同。
72.于部分实施例中，步骤s515是由如图2所绘式的像素电路100或如图1所绘式的影像感测装置1操作。当预设曝光时间短于闪烁周期时间时，执行步骤s250。另一方面，当预设曝光时间没有短于闪烁周期时间时，执行步骤s530。也就是说，依据于步骤s510中取得的预设曝光时间，影像感测装置1的操作模式是依据预设曝光时间判定。
73.于步骤s520，以第一操作模式操作影像感测装置。于部分实施例中，步骤s520可由感测电路110以及感测电路130执行。步骤s520的细节将于以下参照图6进行描述。
74.图6是根据本案的一些实施例所绘示的一种图5中的步骤s520的流程图。步骤s520包含步骤s522至s526。
75.于步骤s522中，由第一感测电路以长于闪烁周期时间的第一曝光时间进行发光感测，从而取得第一感测结果。于部分实施例中，步骤s522可由如图2所绘式的感测电路110。举例而言，于部分实施例中，感测电路110以长于闪烁周期时间的曝光时间执行发光感测，借以取得第一感测结果。
76.于部分实施例中，于步骤s522之后，第一感测结果是暂时储存于储存电路195中。
77.于步骤s524中，由第一感测电路以及第二感测电路同时以短于闪烁周期时间的第二曝光时间进行发光感测，从而取得第二感测结果以及第三感测结果。于部分实施例中，步骤s524是由如图2所绘式的感测电路110以及感测电路130执行。于部分实施例中，于步骤s524中所提及的第二曝光时间是为于步骤s510中所提及的预设曝光时间。
78.举例而言，于步骤s524中，于部分实施例中，是以感测电路110以短于闪烁周期时间的曝光时间执行发光感测，借以取得第二感测结果，而感测电路130以短于闪烁周期时间的曝光时间执行发光感测，借以取得第三感测结果。
79.于步骤s526中，依据第一感测结果、第二感测结果以及第三感测结果判断是否有led闪烁。于部分实施例中，步骤s526是由如图2所绘式的输出电路150所执行。于部分实施例中，第一感测结果、第二感测结果以及第三感测结果是透过读取电路170传送至输出电路150。
80.于步骤s526中，若第二感测结果以及第三感测结果指示没有led闪烁但第一感测
结果指示有led闪烁，输出电路150判定有led闪烁。此外，若是所有的第一感测结果、第二感测结果以及第三感测结果指示没有led闪烁，输出电路150判定没有led闪烁。另一方面，若是所有第一感测结果、第二感测结果以及第三感测结果指示有led闪烁，输出电路150判定有led闪烁。
81.于步骤s526中，于部分实施例中，于读取电路170读出第一感测结果、第二感测结果、并读出第三感测结果前，如图2所绘式浮接节点n1的电压是由重置电路190进行重置。
82.请再次参阅图5。于步骤s530中，以第二操作模式操作影像感测装置。于部分实施例中，步骤s530是由如图2所绘式的感测电路110以及感测电路130所执行。
83.详细而言，于步骤s530中，感测电路110以及感测电路130以长于闪烁周期时间的曝光时间同时执行发光感测，借以取得第四感测结果以及第五感测结果。于部分实施例中，步骤s530中的曝光时间是为步骤s510中取得的预设曝光时间。于步骤s530中，感测电路110取得第四感测结果，且感测电路130取得第五感测结果。接着，读取电路150依据第四感测结果以及第五感测结果判断于曝光期间判断是否有led闪烁。
84.也就是说，若是感测是否有led闪烁的预设曝光时间小于闪烁周期时间，以长于闪烁周期时间的曝光时间所进行的额外的发光感测被执行以增加led闪烁的感测准确度。
85.于部分实施例中，请再次参阅图3。于时间区间tp1，发光感测可以由至少一感测电路以长于闪烁周期时间的曝光时间执行，从而取得至少一第一感测结果。于时间区间tp2，发光感测可以同时以短于闪烁周期时间的曝光时间由多个感测电路执行，从而取得多个第二感测结果。于时间区间tp3，依据至少一第一感测结果以及第二感测结果以判断是否有led闪烁。于部分实施例中，于时间区间tp2进行操作的感测电路彼此之间包含不同的敏感度，且于时间区间tp1内进行操作的感测电路的敏感度低于于时间区间tp2内进行操作的至少一感测电路。然而，本案的实施方式不以上述为限制。
86.请再次参阅图2。于部分实施例中，感测电路110包含光电二极管s1以及开关t1。感测电路130包含光电二极管s1以及开关t2。读取电路170包含开关t6和t7。重置电路190包含开关t5。储存电路195包含电容以及开关t3和t4。
87.请参阅图7。图7是根据本案的一些实施例所绘示的一种图5中的步骤s520的操作波形700的示意图。为了便于说明，以下将一并参阅图2对图7进行说明。
88.于时间区间t0，开关t1至t7是位于待机模式。于时间区间t1，开关t1至t5是为开(on)。于时间区间t2d1，只有开关t5是为开(on)，以重置浮接节点n1的电压。光电二极管s1于时间区间t2d1执行发光感测，借以取得第一感测结果。于时间区间t2a，开关t2是为关(off)，且开关t4是为开(on)，以使由光电二极管s1取得的第一感测结果可被传送至电容c。于时间区间t2b，开关t4是为关(off)，且开关t5、t2以及t1是为开(on)。也就是说，于时间区间t2b内，第一感测结果是储存于电容c，浮接节点n1的电压被重置且光电二极管s1和s2的电压也被重置。
89.接着，于时间区间t2d2中，开关t1至t4为关(off)，且光电二极管s1和s2执行发光感测，借以取得第二感测结果以及第三感测结果。于时间区间t3前，开关t5是为on以重置浮接节点n1的电压。
90.于时间区间t3至t8，开关t7是为开(on)，以读出感测结果至输出电路150。详细而言，于时间区间t3，开关t5是为开(on)，且浮接节点n1的电压被重置。于时间区间t4，开关t2
是为开(on)，且由光电二极管s2所获得的第三感测结果被传送至读取电路170以及输出电路150。于时间区间t5，开关t5是为开(on)，且浮接节点n1的电压被重置。于时间区间t6，开关t1是为开(on)，且由光电二极管s1所取得的第二感测结果被传送至读取电路170以及输出电路150。于时间区间t7，开关t5是为开(on)，且浮接节点n1的电压被重置。于时间区间t8，开关t3是为开(on)，且储存于电容c的第一感测结果被传送至读取电路170以及输出电路150。
91.请参阅图8。图8是根据本案的一些实施例所绘示的一种图5中的步骤s530的操作波形800的示意图。为了便于说明，以下将一并参阅图2对图8进行说明。
92.于时间区间t0，所有的开关t1至t7是位于待机状态。于时间区间t1，开关t1至t5以及t7(除了t6之外)是为开(on)。于时间区间t2，只有开关t5是为开(on)，以重置浮接节点n1的电压。于时间区间t2，光电二极管s1执行发光感测，借以取得第四感测结果，且光电二极管s2执行发光感测，借以取得第五感测结果。
93.于时间区间t3至t6，开关t7是为开(on)，借以读出感测结果至输出电路150。详细而言，于时间区间t3，开关t5是为开(on)，且浮接节点n1的电压被重置。于时间区间t4，开关t2是为开(on)，光电二极管s2所取得的第五感测结果被传送至读取电路170以及输出电路150。于时间区间t5，开关t5是为开(on)，且浮接节点n1的电压被重置。于时间区间t6，开关t1是为开(on)，且由光电二极管s1取得的第四感测结果被传送至读取电路170以及输出电路150。
94.请参阅图9。图8是根据本案的一些实施例所绘示的一种图5中的步骤s530的操作波形900的示意图。为了便于说明，以下将一并参阅图2对图9进行说明。
95.如此，于光电二极管s1取得第四感测结果时，电容c以及开关t4的电容可以被利用。波形图900与波形图800的区别在于，在波形图900中，于时间间隔从t1到t6中开关t4是为开(on)。如此，当光电二极管s1取得第四感测结果时，电容c和开关t4中的电容可以被利用。
96.需注意的是，传送感测结果的顺序可以被调整，图7至图9中提到的感测结果的传送顺序仅用于说明目的，本案的实施方式不限于此。
97.于部分实施例中，影像感测装置1可以应用于用户不希望看到闪烁的电子后视镜。影像感测装置1也可以应用于具有adas(高级驾驶员辅助系统)的某些汽车，它将检测交通信号灯和速限。影像感测装置也可以是其他具有发光感测功能的电路。开关t1至t7可以为pmos晶体管、nmos晶体管，或其他包含开关功能的电路。
98.由上述实施例中可以得知，本案的实施方式提供了一种影像感测装置及其操作方法，尤其涉及一种具有不同敏感度的感测电路的影像感测装置及其操作方法。通过在强光环境下以长于闪烁周期时间的曝光时间对led进行额外的发光感测，可以在不牺牲动态范围检测的情况下保持强光下的led感测能力。
99.上述例示包含依序的示范步骤，但这些步骤不必依所显示的顺序被执行。以不同顺序执行这些步骤皆在本揭示内容的考量范围内。在本揭示内容的实施例的精神与范围内，可视情况增加、取代、变更顺序及/或省略这些步骤。
100.虽然本揭示已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭示，任何本领域具通常知识者，在不脱离本揭示的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭示的保护
范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。