[發明專利]矩陣傳感器

無效

• 申請號: 200980150837.1
• 申請日: 2009-12-16
• 公開（公告）號: CN102257809A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: Y·尼
• 申請（專利權）人: 新成像技術公司;株式會社施樂庫
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H04N5/345;H04N5/347;H04N5/376
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

技術領域

本發明涉及矩陣光學傳感器。

本發明應用于例如使用此類傳感器以在傳感器上的檢測平面的圖像中檢測物體，例如為確定觸摸屏前的指針的位置。

本發明還可以應用于視頻監控或遙測技術。

背景技術

現有的CCD矩陣光學傳感器相對昂貴，且在像素上形成的圖像要按順序逐塊讀取。由于必須存儲所有的像素，因此處理該圖像會相對復雜。

還有被稱為快照傳感器的CMOS矩陣傳感器，CMOS矩陣傳感器中每一像素與模擬存儲器相關聯。像素相當大且存儲器在強光照下可能遭受信息的高泄露。

而且，已經提出用于生產觸摸屏的大量技術方案，該觸摸屏包括屏幕和用于在與該屏幕相關聯的檢測平面的圖像中定位指針的系統，例如該指針剛好放置在該屏幕的前面。

依賴使用光學部件的定位系統特別適合于相對大的屏幕。相對于屏幕安置光源和傳感器，使得指針攔截由這些光源發出的光或者由安置在屏幕周邊的反射表面反射的光，且在傳感器上形成圖像。對采用此方法形成的圖像進行分析，使得可能通過三角測量確定物體的位置。

圖15示出了專利申請US?2007/0089915中公開的觸摸屏的示例。為確定檢測平面103中指針D的位置，兩個矩陣傳感器101和102分別安置在屏幕的拐角處。檢測平面103中的指針D的笛卡爾坐標X和Y可以由對應于指針D在檢測平面103中的遮蔽效果的角α和角β確定。

配有線性傳感器的觸摸屏也是已知的。不同于使用矩陣傳感器的觸摸屏，線性傳感器必須非常精確地相對于檢測平面安置。此結構的一個缺點是這些傳感器對制造或使用過程中遇到的間隙或機械變形具有敏感性，以至于指針的圖像可能形成于傳感器的外部。

為減輕該問題，使用的線性傳感器具有矩形像素，矩形像素的長邊垂直于檢測平面。使用矩形像素的缺陷是由于光電二極管寄生電容較高而使像素的靈敏度降低。此外，這樣的像素收集更多的雜散光。

在已知的檢測系統中使用矩陣傳感器會導致數據處理比使用線性傳感器多，這使觸摸屏更加昂貴。

最后，已知包含開窗口功能的矩陣傳感器。傳感器接收窗口地址作為輸入，窗口地址例如為上角的地址，且將該窗口中的像素值傳送為輸出。當發生錯誤對準時，此窗口可能仍保持相當大且因此大大增加待處理的像素的數量。此外，由于對行和列來說，讀取矩陣傳感器的速度不同，則在豎直方向中增大讀窗口明顯地增長了讀取圖像花費的時間。

專利申請US?2004/0155175公開了一種與讀取裝置相關聯的矩陣傳感器，該讀取裝置設置成讀取在傳感器像素矩陣上形成的圖像。該讀取裝置順序地讀取像素矩陣的列。這樣的傳感器不允許并行處理像素的列，且采用此種傳感器讀取圖像可能耗費相當長的時間。

需要一種新型矩陣傳感器，該新型矩陣傳感器能夠使對來自用于一些應用的像素矩陣的數據的處理簡化，所述的一些應用諸如為觸摸屏、視頻監控和遙測技術。

還需要進一步改善現存的傳感器，以具有精確快速同時制造成本相對低的傳感器。

發明內容

本發明的一個方面提供一種矩陣光學傳感器，所述矩陣光學傳感器包括：

像素矩陣，每一個像素由行地址和列地址標識；及

可編程電子電路，所述可編程電子電路包括多個用于讀取所述像素的可編程讀取單元；

每一個可編程讀取單元與像素的至少一個列地址關聯，且設置成：

在編程所述傳感器的步驟期間能夠存儲至少一個行地址；

接收行地址；以及

對于一些接收到的行地址值，比較接收到的行地址和被編程的行地址，且如果它們相等則能夠讀取對應的像素的值。

更具體地，本發明提供一種矩陣光學傳感器，該矩陣光學傳感器包括：

多個可編程讀取單元，所述可編程讀取單元用于讀取像素，每一個可編程讀取單元連接到至少一列像素，且每一個可編程讀取單元設置成：

在編程所述傳感器的步驟期間能夠存儲至少一個行地址；

接收行地址；

對于一些接收到的行地址值，比較接收到的行地址和被編程的行地址，且如果它們相等則能夠讀取對應的像素的值。

例如，至少一個行地址用于不同于讀取像素的值的功能，且接收此行地址作為讀地址的可編程讀取單元例如設置成能夠執行所述功能，這使得能夠降低傳感器控制信號的數量。

本文中使用的措辭“能夠讀取”表示可編程讀取單元能夠將像素的值傳送給傳感器的外部，或傳送給傳感器的另一部件，目的是例如在傳感器內存儲像素的值和/或處理像素的值，例如對像素的值進行微分處理。可以通過先對行定址且接著對列定址來實現讀取。