[发明专利]影像感测装置以及使用这个影像感测装置的光学导航装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种影像感测装置以及使用这个影像感测装置的光学导航装置，特别有关一种可避免过曝的影像感测装置以及使用这个影像感测装置的光学导航装置。

背景技术

现有的光学导航装置(例如光学鼠标或光学触控装置)都是以一光源产生光来照射对象(例如手指、触控笔，或是光学导航装置放置的表面)，然后以一影像感测装置撷取包含对象影像的多张图框来计算出对象的位置。为了避免环境光的干扰而造成误判，其中一种做法是将光源关闭而撷取一张图框，然后再将光源打开撷取一张图框，将两张图框相减便可计算出仅有光源光照射下的图框，以增加判断对象位置的精确度。影像感测装置会包含多个感测像素，用以根据感测到的光产生影像感测信号，而这些影像感测信号经过后续处理后会产生前述的图框。图1绘示了现有技术中部分感测像素结构的电路图。如图1所示，感测像素100中会包含一光感应元件PD(例如光二极管)以及一电荷存储元件C(例如电容)。光感应元件PD会根据接收到的光产生电荷而存储在电荷存储元件C中。

图2绘示了现有技术中，光源开启时和关闭时，电荷存储元件存储光感应电荷的示意图。如图2所示，在图1的光源LS关闭时，光感应元件PD根据环境光产生了光感应电荷数量CR_e的光感应电荷(以白色圆圈表示)，这些光感应电荷会传送至电荷存储元件C并被存储。而在图2的光源LS开启时，光感应元件PD根据环境光以及光源LS发出的光源光而产生了光感应电荷数量CR_e+CR_L的光感应电荷(因光源光而产生的光感应电荷以黑色圆点表示)，这些光感应电荷也会传送至电荷存储元件C并被存储。光源开启和关闭的光感应电荷会分别被读出而据以产生影像感测信号，然后再据以产生图框。而将这两状态下产生的图框相减，便可得到仅有光源光时的图框。

然而，当环境光太强时，就可能影响前述步骤的精确度。图3绘示了现有技术中，环境光过强而使得光感应电荷大于电荷存储元件的最大电荷存储数量(即所谓的过曝)的示意图。如图3所示，当环境光相当强时，有可能使光感应元件PD根据环境光产生的光感应电荷(以白色圆圈表示)的电荷数量超出电容的最大电荷存储数量。或者，光感应元件PD根据环境光产生的光感应电荷(以白色圆圈表示)的电荷数量未超出电容的最大电荷存储数量，但根据环境光产生的光感应电荷加上根据光源光所产生的光感应电荷(以黑色圆点表示)的总电荷数量超出电容的最大电荷存储数量。这两种情形下，都无法得到正确的仅有光源光时的图框。

发明内容

因此，本发明一目的是公开一种影像感测装置，其可避免现有技术中图框过曝的问题。

本发明另一目的是公开一种光学导航装置，其可通过未过曝的图框计算出对象的相对位移。

本发明一实施例公开了影像感测装置，包含感测像素以及控制电路。感测像素包含：电荷储存组件；光感应组件，在第一模式下依据所接收的光量产生第一光感应电荷数量的电荷，并在第二模式下依据所接收的光量产生第二光感应电荷数量的电荷，其中该第二光感应电荷数量大于该第一光感应电荷数量；以及开关组件，根据控制电压决定该光感应组件能传送至该电荷储存组件的电荷数量；以及控制电路，用以产生该控制电压，使得该第一模式下该光感应电荷能传送至该电荷储存组件的电荷数量为第一电荷数量，而该第二模式下该光感应电荷能传送至该电荷储存组件的电荷数量为第二电荷数量，其中该第一电荷数量为该第一光感应电荷数量减去一第三电荷数量，该第二电荷数量为该第二光感应电荷数量减去该第三电荷数量；其中该第一电荷数量和该第二电荷数量均小于该电荷储存组件的最大电荷储存数量。此处的第三电荷数量是开关组件部份导通时，未流入电荷储存组件的光感应电荷的数量，将在底下以图示详述。