專利名稱：固態(tài)圖像拾取裝置和相機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由CMOS圖像傳感器代表的固態(tài)圖像拾取裝置，以及相機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，代替(XD，CM0S圖像傳感器已作為固態(tài)圖像拾取裝置(圖像傳感器)而引
起關(guān)注。這是因?yàn)镃MOS圖像傳感器克服了包括以下的問題制造CXD像素需要專門的制造工藝；其操作需要多個(gè)電源電壓；以及系統(tǒng)由于需要將以組合形式操作的多個(gè)外圍IC而變得非常復(fù)雜?？墒褂门c通用CMOS IC的制造工藝類似的制造工藝來制造CMOS圖像傳感器。同樣，CMOS圖像傳感器可通過單個(gè)電源來驅(qū)動(dòng)。此外，使用CMOS工藝的模擬電路和邏輯電路可混合在單個(gè)芯片中，從而使外圍IC的數(shù)目減少。即，CMOS傳感器具有多個(gè)優(yōu)勢。CCD的輸出電路一般是使用具有浮動(dòng)擴(kuò)散層(FD 浮動(dòng)擴(kuò)散)的FD放大器的1溝道(ch)輸出。相反，CMOS圖像傳感器在每個(gè)像素中都具有一個(gè)FD放大器，且通常使用列并行輸出方案，即，從像素陣列中選擇一行且同時(shí)沿列方向讀取并輸出來自所選行中的像素的信號(hào)。因?yàn)槭褂貌贾迷谙袼刂械腇D放大器難以獲得充分的驅(qū)動(dòng)功率，所以數(shù)據(jù)速率必然下降。在此方面，認(rèn)為并行處理是有利的。在由CCD和CMOS圖像傳感器代表的固態(tài)圖像拾取設(shè)備中，由于像素?cái)?shù)目的進(jìn)一步增多，所以還要進(jìn)一階躍行小型化。與此同時(shí)，需要高速信號(hào)讀取處理。作為在CMOS圖像傳感器中用于實(shí)現(xiàn)高速讀取的裝置，二維排列的像素被配置為共用垂直方向上的信號(hào)讀取線。此外，為各個(gè)列都提供讀取電路，且通過同時(shí)驅(qū)動(dòng)它們，執(zhí)行對(duì)應(yīng)于總數(shù)列的同時(shí)信號(hào)處理。同樣，一般在模擬信號(hào)處理中，高速處理和低噪聲處理互相矛盾。因此，高速模擬信號(hào)處理具有可能導(dǎo)致圖像質(zhì)量劣化的問題。相反，上述用于各個(gè)列的讀取電路執(zhí)行相當(dāng)于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換的處理。對(duì)應(yīng)于一條到幾條總線的列數(shù)據(jù)項(xiàng)的處理變?yōu)閿?shù)字信號(hào)處理，從而可以實(shí)現(xiàn)顯著的高速處理和噪聲強(qiáng)電路。已提出列并行輸出CMOS圖像傳感器中各種類型的信號(hào)輸出電路。最先進(jìn)類型之一是在每列中都包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(下文簡稱為ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器))且獲得像素信號(hào)作為數(shù)字信號(hào)的類型。在(例如)W.Yang 等人(W. Yang 等人，"An Integrated 800 X 600CM0S ImageSystem，，，ISSCC Digest of Technical Papers，第 304-305 頁，1999 年 2 月)以及日本未審查專利申請(qǐng)公開第2005-303648號(hào)和日本未審查專利申請(qǐng)公開第2005-323331號(hào)中披露了具有列并行ADC的CMOS圖像傳感器。圖1是說明具有列并行ADC的固態(tài)圖像拾取裝置(CMOS圖像傳感器)的結(jié)構(gòu)實(shí)例的框圖。此固態(tài)圖像拾取裝置1包括像素陣列部2，用作圖像拾取單元；行掃描電路3 ；列掃描電路4 ；定時(shí)控制電路5 ；ADC組6 ；數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(下文簡稱為DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器))7 ； 以及數(shù)據(jù)輸出電路8，包括讀出放大器電路(S/A)。像素陣列部2通過布置單元像素2-1來配置，每個(gè)單元像素都包括光電二極管和像素內(nèi)放大器，它們都以矩陣形式排列。同樣，在固態(tài)圖像拾取裝置1中，用于產(chǎn)生內(nèi)部時(shí)鐘的定時(shí)控制電路5、用于控制行地址和行掃描的行掃描電路3以及用于控制列地址和列掃描的列掃描電路4經(jīng)布置作為用于順次讀取來自像素陣列部2的信號(hào)的控制電路。ADC組6包括ADC 6A，以與各列的像素矩陣相關(guān)的方式布置給各列線V0、V1、...。 ADC 6A包括(n+1)個(gè)比較器6-1，每個(gè)比較器都將斜坡波形(ramp waveform) RAMP (通過將由用作基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的DAC 7產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓變?yōu)殡A躍電壓獲得)與關(guān)于每一行線H0、H1、…的來自單元像素2-1通過列線V0、V1、...而獲得的模擬信號(hào)進(jìn)行比較；異步計(jì)數(shù)/倒計(jì)數(shù)器(下文稱作計(jì)數(shù)器)6-2，每個(gè)計(jì)數(shù)器都響應(yīng)于比較器6-1中對(duì)應(yīng)的一個(gè)的輸出和時(shí)鐘CK來執(zhí)行計(jì)數(shù)(或倒計(jì)數(shù))，且每個(gè)計(jì)數(shù)器都包括保持計(jì)數(shù)值的存儲(chǔ)器(鎖存器)6-5、保持計(jì)數(shù)器6-2的計(jì)數(shù)值的存儲(chǔ)器(鎖存器)6-5(圖2中示出)和響應(yīng)于信號(hào)SEL 而在計(jì)數(shù)器6-2與存儲(chǔ)器6-5的輸出之間選擇性地進(jìn)行連接的開關(guān)6-4。因此，配置了列并行 ADC 塊 6-3。各計(jì)數(shù)器6-2的輸出經(jīng)由開關(guān)6-4連接到數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線9。包括對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線9的傳感電路和減法電路的數(shù)據(jù)輸出電路(數(shù)字信號(hào)處理電路)8布置在數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線9上。在初始時(shí)間，具有作為保持電路的功能的每個(gè)計(jì)數(shù)器6-2進(jìn)入計(jì)數(shù)(或倒計(jì)數(shù)) 狀態(tài)，且執(zhí)行重置計(jì)數(shù)。當(dāng)比較器6-1中對(duì)應(yīng)的一個(gè)的輸出COMPOUTi反轉(zhuǎn)時(shí)，計(jì)數(shù)器6-2 終止計(jì)數(shù)操作，且計(jì)數(shù)值被保持在存儲(chǔ)器6-5中。此時(shí)，計(jì)數(shù)器6-2的初始值是AD轉(zhuǎn)換等級(jí)電平的任意值，例如，0。在此重置計(jì)數(shù)期，計(jì)數(shù)器6-2讀取單元像素2-1的重置分量Δ V。此后，計(jì)數(shù)器6-2進(jìn)入倒計(jì)數(shù)狀態(tài)，且對(duì)應(yīng)于入射光的強(qiáng)度執(zhí)行數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)。當(dāng)對(duì)應(yīng)比較器6-1的輸出COMPOUTi反轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)應(yīng)于比較期的計(jì)數(shù)值被保持在存儲(chǔ)器6-5中。保持在存儲(chǔ)器6-5中的計(jì)數(shù)值通過列掃描電路4掃描且經(jīng)由數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線9作為數(shù)字信號(hào)輸入至數(shù)據(jù)輸出電路8。此處，將描述固態(tài)圖像拾取裝置(CMOS圖像傳感器)1的操作。在第一次從任意行Hx的單元像素2-1到列線V0、VI、...的讀取變穩(wěn)定之后，DAC 7將斜坡波形RAMP輸入至每個(gè)比較器6-1，斜坡波形RAMP是通過將基準(zhǔn)電壓臨時(shí)變?yōu)殡A躍電壓獲得的。在比較器6-1中對(duì)應(yīng)的一個(gè)中執(zhí)行與任意列線Vx的電壓的比較。與具有斜坡波形RAMP的階躍電壓的輸入同時(shí)，每個(gè)計(jì)數(shù)器6-2執(zhí)行第一次的計(jì)數(shù)。此處，當(dāng)RAMP電壓與Vx電壓變相等時(shí)，反轉(zhuǎn)比較器6_1的輸出。因此，計(jì)數(shù)器6_2 的計(jì)數(shù)操作終止，且對(duì)應(yīng)于比較時(shí)間的計(jì)數(shù)值被保持在存儲(chǔ)器6-5中。在此第一次讀取時(shí)，計(jì)數(shù)器6-2讀取單元像素2-1的重置分量Δ V。在重置分量 AV中，包括在單元像素2-1之間不同的噪聲作為偏移。然而，重置分量AV的變化通常很小。同樣，由于重置電平是所有像素共用的，所以一般來說預(yù)先已知了任意列線Vx的輸出。因此，在第一次讀取重置分量AV時(shí)，可通過調(diào)整斜坡波形(RAMP)電壓來縮短比較期。在此情況下，例如，在對(duì)應(yīng)于7位的計(jì)數(shù)期(1 個(gè)時(shí)鐘)中比較Δ V。在第二次讀取時(shí)，除了重置分量Δ V之外，還讀取對(duì)于每一單元像素2-1不同的對(duì)應(yīng)于入射光強(qiáng)度的信號(hào)分量，且執(zhí)行類似于第一次讀取中的操作。S卩，在第二次從任意行Hx上的單元像素2-1到列線W、VU ...的讀取變穩(wěn)定之后，DAC 7將斜坡波形RAMP輸入至每個(gè)比較器6_1，斜坡波形RAMP是通過在將基準(zhǔn)電壓臨時(shí)變?yōu)殡A躍電壓獲得的。在比較器6-1中對(duì)應(yīng)的一個(gè)中執(zhí)行與任意列線Vx的電壓的比較。與具有斜坡波形RAMP的階躍波形的輸入同時(shí)，每個(gè)計(jì)數(shù)器6-2執(zhí)行第二次計(jì)數(shù)。此處，當(dāng)RAMP電壓與Vx電壓變相等時(shí)，反轉(zhuǎn)比較器6-1的輸出。此時(shí)，對(duì)應(yīng)于比較時(shí)間的計(jì)數(shù)值被保持在存儲(chǔ)器6-5中。此時(shí)，在第一次和第二次計(jì)數(shù)中獲得的計(jì)數(shù)值被保持在存儲(chǔ)器6-5中的不同位置處。在上述AD轉(zhuǎn)換期結(jié)束之后，使用列掃描電路4，第一次和第二次獲得且保持在存儲(chǔ)器6-5中的η位數(shù)字信號(hào)經(jīng)由數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線9被傳送，且在數(shù)據(jù)輸出電路8處被檢測。 在通過減法電路順次執(zhí)行(第二次的信號(hào))_(第一次的信號(hào))之后，將差輸出到外部。此后，對(duì)各行順次重復(fù)類似操作，且產(chǎn)生二維圖像。在一個(gè)水平單元周期(IH)中執(zhí)行以上操作。在IH中，任意行Hx上的單元像素2-1到列線V0、VI、...的第一次讀取用P相讀取ra標(biāo)示；比較器6-1中的第一次比較用P相比較PC標(biāo)示；第二次讀取用D相讀取DR標(biāo)示；比較器6-1中的第二次比較用D相比較DC標(biāo)示；以及在D相處理之后的后處理用D相后處理DAP標(biāo)示。這些各操作是連續(xù)執(zhí)行的。P相讀取ra、P相比較PC、D相讀取DR、D相比較DC以及D相后處理DAP的定時(shí)的控制是通過定時(shí)控制電路5來執(zhí)行。

發(fā)明內(nèi)容
上述實(shí)例是使用計(jì)數(shù)器、比較器和基準(zhǔn)電壓(RAMP波形)來執(zhí)行集成型模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換處理的電路結(jié)構(gòu)。首先，計(jì)數(shù)器6-2均存儲(chǔ)AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。其被傳送到另一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域，然后連續(xù)地，執(zhí)行下一 AD轉(zhuǎn)換。同時(shí)，按列順次地存取移到不同處的數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)被沿水平方向傳送且被發(fā)送到數(shù)字信號(hào)處理電路。也就是說，以流水線(pipeline)方式處理AD轉(zhuǎn)換處理和水平傳送處理，從而實(shí)現(xiàn)了高速的信號(hào)讀取處理。
此處的關(guān)鍵問題在于，可用于列讀取電路的布局區(qū)域受到小型像素的寬度的限制。因此，每列的讀取電路變?yōu)樵诖怪狈较蛏戏浅ｉL的結(jié)構(gòu)，且由于布局的約束，垂直方向可通過的信號(hào)線的數(shù)目變得有限。由于約束，當(dāng)對(duì)電路進(jìn)行布局時(shí)，例如，電路布局變?yōu)槿鐖D2所示。圖2是說明列讀取電路的布局實(shí)例的示圖。在圖2中，參考數(shù)字6-5標(biāo)示存儲(chǔ)器；CDT標(biāo)示使用定時(shí)控制電路5的列內(nèi)數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)；以及LHTC-l、LHTC-2、...標(biāo)示列方向(水平方向)控制線。同樣，在許多階段都布置了數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線9-1、9-2、9_3、...。用于水平傳送的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域(鎖存電路)6-5排列在計(jì)數(shù)器6-2的各位之間。因此，每位數(shù)據(jù)在每位內(nèi)都可以是封閉的。因此，跨過一位的信號(hào)線變得并不必須，且垂直方向上的信號(hào)線的數(shù)目可被抑制到最小，從而實(shí)現(xiàn)了有限寬度內(nèi)的布局。請(qǐng)注意，對(duì)此存在缺點(diǎn)。首先，因?yàn)橛?jì)數(shù)器6-2的各位變得彼此遠(yuǎn)離了對(duì)應(yīng)于用于水平傳送(列方向傳送) 的每個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域(存儲(chǔ)器)6-5的距離，所以添加了大布線電容和大布線電阻。這就增加了操作電流且導(dǎo)致操作速度劣化。第二個(gè)問題在于連接計(jì)數(shù)器的各位的信號(hào)線跨過水平傳送信號(hào)線LHTC，且計(jì)數(shù)器6-2的驅(qū)動(dòng)噪聲被施加到數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線9-1、9-2、9-3、...上。同樣，盡管每列中的計(jì)數(shù)器6-2是同時(shí)操作的，但是由于數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線9是在水平方向(列方向)上共用的信號(hào)線，所以各列中的計(jì)數(shù)器噪聲被數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線9接收，這導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳送的噪聲很嚴(yán)重。本發(fā)明的目的在于提供一種固態(tài)圖像拾取裝置和相機(jī)系統(tǒng)，它們可以去除導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳送誤差的噪聲且可以實(shí)現(xiàn)低功耗驅(qū)動(dòng)和高速計(jì)數(shù)器操作。本發(fā)明的第一方面的固態(tài)圖像拾取裝置包括像素部，包括以矩陣形式排列的多個(gè)像素，多個(gè)像素執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換；以及像素信號(hào)讀取電路，以多個(gè)像素為單位從像素部讀取像素信號(hào)。像素信號(hào)讀取電路包括多個(gè)比較器，對(duì)應(yīng)于像素矩陣的列而布置，多個(gè)比較器中的每個(gè)都將讀取信號(hào)電位與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較并輸出所獲得的確定信號(hào)；以及多個(gè)計(jì)數(shù)鎖存器，其操作由比較器的輸出控制，多個(gè)計(jì)數(shù)鎖存器中的每個(gè)都對(duì)比較器中對(duì)應(yīng)的一個(gè)的比較時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)且包括保持計(jì)數(shù)值的鎖存器。計(jì)數(shù)鎖存器被按列區(qū)分成計(jì)數(shù)器組和鎖存器組。在每列中，各計(jì)數(shù)器在各位之間級(jí)聯(lián)連接，且第一開關(guān)被設(shè)置在各計(jì)數(shù)器的位輸出部處。各第一開關(guān)的連接端共同連接到列信號(hào)傳送線，而第一開關(guān)的輸出端與其他各位共用。用于存儲(chǔ)將被沿列方向傳送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的鎖存器的輸入也共用列信號(hào)傳送線。對(duì)應(yīng)于各位的鎖存器的輸出經(jīng)由第二開關(guān)連接到被布線成與列信號(hào)傳送線正交的數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線。優(yōu)選地，鎖存器組按照計(jì)數(shù)器組而布置在數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線的布線區(qū)域側(cè)上。優(yōu)選地，列信號(hào)傳送線被分成多段且被各列共用。優(yōu)選地，固態(tài)圖像拾取裝置包括控制由像素信號(hào)讀取電路所執(zhí)行的處理的定時(shí)控制單元。定時(shí)控制單元使用第一數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)來控制第一開關(guān)的接通/斷開，且使用第二數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)來控制數(shù)據(jù)在鎖存器中的傳送。用于開關(guān)的第一數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)和用于鎖存器的第二數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)以相同定時(shí)提供，開關(guān)和鎖存器連接至一對(duì)計(jì)數(shù)器的輸出部。優(yōu)選地，計(jì)數(shù)器組和鎖存器組沿列方向被分為多個(gè)組。定時(shí)控制單元使用第一數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)和第二數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)來對(duì)所劃分的組中的每個(gè)執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送控制。優(yōu)選地，計(jì)數(shù)器和鎖存器彼此相鄰排列且在最有效位側(cè)上彼此連接。本發(fā)明的第二方面的相機(jī)系統(tǒng)包括固態(tài)圖像拾取裝置；以及光學(xué)系統(tǒng)，在固態(tài)圖像拾取裝置上形成攝影對(duì)象的圖像。固態(tài)圖像拾取裝置包括像素部，包括以矩陣形式排列的多個(gè)像素，多個(gè)像素執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換；以及像素信號(hào)讀取電路，以多個(gè)像素為單位從像素部讀取像素信號(hào)。像素信號(hào)讀取電路包括多個(gè)比較器，多個(gè)比較器，對(duì)應(yīng)于像素矩陣的列而布置，多個(gè)比較器中的每個(gè)都將讀取信號(hào)電位與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較并輸出所獲得的確定信號(hào)；以及多個(gè)計(jì)數(shù)鎖存器，其操作由比較器的輸出控制，多個(gè)計(jì)數(shù)鎖存器中的每個(gè)都對(duì)比較器中對(duì)應(yīng)的一個(gè)的比較時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)且包括保持計(jì)數(shù)值的鎖存器。計(jì)數(shù)鎖存器被按列區(qū)分成計(jì)數(shù)器組和鎖存器組。在每列中，各計(jì)數(shù)器在各位之間級(jí)聯(lián)連接，且第一開關(guān)被設(shè)置在各計(jì)數(shù)器的位輸出部處。各第一開關(guān)的連接端共同連接到列信號(hào)傳送線，而第一開關(guān)的輸出端與其他各位共用。用于存儲(chǔ)將被沿列方向傳送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的鎖存器的輸入也共用列信號(hào)傳送線。對(duì)應(yīng)于各位的鎖存器的輸出經(jīng)由第二開關(guān)連接到被布線成與列信號(hào)傳送線正交的數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線。根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)圖像拾取裝置和相機(jī)系統(tǒng)，可去除導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳送誤差的噪聲， 而且可實(shí)現(xiàn)低功耗驅(qū)動(dòng)和高速計(jì)數(shù)器操作。


圖1是說明具有列并行ADC的固態(tài)圖像拾取裝置(CMOS圖像傳感器)的結(jié)構(gòu)實(shí)例的框圖。圖2是說明列讀取電路的布局實(shí)例的示圖。圖3是說明具有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的列并行ADC的固態(tài)圖像拾取裝置(CMOS圖像傳感器)的結(jié)構(gòu)實(shí)例的框圖。圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的ADC中的計(jì)數(shù)器的第一布局實(shí)例的示圖。圖5是圖4的電路中的控制信號(hào)的時(shí)序圖。圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的ADC中的計(jì)數(shù)器的第二布局實(shí)例的示圖。圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的ADC中的計(jì)數(shù)器的第三布局實(shí)例的示圖。圖8是圖7的電路中的控制信號(hào)的時(shí)序圖。圖9包括說明根據(jù)本發(fā)明的ADC中的計(jì)數(shù)器的布局的其他實(shí)例的示圖。圖10是圖9的電路中的控制信號(hào)的時(shí)序圖。圖11是說明應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的相機(jī)系統(tǒng)的配置實(shí)例的示圖。
具體實(shí)施例方式接下來將參看附圖在下文中描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖3是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有列并行ADC(包括數(shù)據(jù)傳送電路)的固態(tài)圖像拾取裝置(CMOS圖像傳感器)的結(jié)構(gòu)實(shí)例的框圖。固態(tài)圖像拾取裝置10包括充當(dāng)圖像拾取單元的像素陣列部11、行掃描電路12、列掃描電路13、定時(shí)控制電路14、ADC組15、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器電路(下文簡稱為DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器))16以及包括讀出放大器電路(S/A)的數(shù)據(jù)輸出電路17等等。像素陣列部11通過布置單元像素111配置，每個(gè)單元像素包括以矩陣形式排列的光電二極管和像素內(nèi)放大器。同樣，在固態(tài)圖像拾取裝置10中，用于產(chǎn)生內(nèi)部時(shí)鐘的定時(shí)控制電路14、用于控制地址和列掃描的行掃描電路12以及用于控制列地址和列掃描的列掃描電路13經(jīng)布置作為用于從順次讀取來自像素陣列部11的信號(hào)的控制電路。ADC組15包括ADC(A/D轉(zhuǎn)換器電路)15A，以與各列的像素矩陣相關(guān)的方式布置用于各列線V0、V1、...。ADC 15A包括(n+l)個(gè)比較器(CMP) 151，每個(gè)比較器都將斜坡波形RAMP(通過將由DAC 16產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓變?yōu)殡A躍電壓而獲得)與從單元像素111通過列線W、VU ...的每個(gè)行線HO、HU...獲得的模擬信號(hào)進(jìn)行比較；以及計(jì)數(shù)鎖存器(下文稱作計(jì)數(shù)器CNT) 152，每個(gè)計(jì)數(shù)鎖存器都響應(yīng)于比較器151和時(shí)鐘CK的輸出來執(zhí)行計(jì)數(shù) (或倒計(jì)數(shù))且具有保持計(jì)數(shù)值的功能。因此，配置了列并行ADC塊153。稍后將詳細(xì)描述ADC 15A中的計(jì)數(shù)器152、存儲(chǔ)器等的布局結(jié)構(gòu)和功能。各計(jì)數(shù)器152的輸出經(jīng)由開關(guān)154連接到數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線18。包括對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線18的傳感電路和減法電路的數(shù)據(jù)輸出電路(數(shù)字信號(hào)處理電路)17布置在數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線18上。在初始時(shí)間，具有作為保持電路的功能的每個(gè)計(jì)數(shù)器152進(jìn)入(例如)計(jì)數(shù)(或倒計(jì)數(shù))狀態(tài)，且執(zhí)行重置計(jì)數(shù)。當(dāng)對(duì)應(yīng)的一個(gè)比較器151的輸出COMPOUTi反轉(zhuǎn)時(shí)，計(jì)數(shù)器155終止計(jì)數(shù)操作，且計(jì)數(shù)值被保持。此時(shí)，計(jì)數(shù)器152的初始值是AD轉(zhuǎn)換等級(jí)電平的任意值，例如0。在此重置計(jì)數(shù)階段，計(jì)數(shù)器152讀取單元像素111的重置分量Δ V。此后，計(jì)數(shù)器152-2進(jìn)入倒計(jì)數(shù)(或計(jì)數(shù))狀態(tài)，且根據(jù)入射光的強(qiáng)度執(zhí)行數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)。當(dāng)對(duì)應(yīng)比較器151的輸出COMPOUTi反轉(zhuǎn)時(shí)，保持對(duì)應(yīng)于比較期的計(jì)數(shù)值。所保持的計(jì)數(shù)值通過列掃描電路13被掃描，且經(jīng)由數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線18作為數(shù)字信號(hào)被輸入到數(shù)據(jù)輸出電路17。例如，當(dāng)將開始脈沖STR和主時(shí)鐘MCK提供給列掃描電路13時(shí)，列掃描電路13啟動(dòng)，并與對(duì)應(yīng)于主時(shí)鐘MCK (參考MCK)的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘CK同步地驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的選擇線SEL，并將計(jì)數(shù)器152的鎖存數(shù)據(jù)讀取到數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線18。在具有此類結(jié)構(gòu)的固態(tài)圖像拾取裝置10中，在一個(gè)水平單位周(IH)中執(zhí)行以下處理。S卩，在IH中，從任意行Hx上的單元像素111到列線V0、V1、...的第一次讀取用P 相讀取I3R標(biāo)示；比較器151中的第一次比較用P相比較PC標(biāo)示；第二次讀取用D相讀取 DR標(biāo)示；比較器151中的第二次比較用D相比較DC標(biāo)示；以及在D相處理之后的后處理用 D相后處理DAP標(biāo)示。這些各操作是連續(xù)執(zhí)行的。P相讀取ra、P相比較PC、D相讀取DR、D相比較DC以及D相后處理DAP的定時(shí)的控制是通過定時(shí)控制電路14來執(zhí)行的。
接著，將描述ADC (AD轉(zhuǎn)換器電路)15A中計(jì)數(shù)器152的具體結(jié)構(gòu)和功能。根據(jù)本實(shí)施例的ADC 15A通過使用比較器151和異步計(jì)數(shù)器152而配置為集成型的AD轉(zhuǎn)換器電路。圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的ADC中的第一布局實(shí)例的圖。圖5是圖4的電路中的控制信號(hào)的時(shí)序圖。如圖4所示，計(jì)數(shù)器152和存儲(chǔ)器155被按列區(qū)分為計(jì)數(shù)器組210和存儲(chǔ)器組220。在每列中，各計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)連接在各位之間。開關(guān)211設(shè)置在各計(jì)數(shù)器152的位輸出部處，且各開關(guān)211的連接端共同連接到列信號(hào)傳送線212。換句話說，開關(guān)111的輸出端與其他各位共用。通過使用定時(shí)控制電路14，響應(yīng)于列內(nèi)第一數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)⑶T1A、⑶T2A、 CDT3A、· · ·來控制開關(guān)211以使其接通/斷開。另外，如圖4所示，存儲(chǔ)用于水平傳送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)器(鎖存電路)155的輸入共用列信號(hào)傳送線212。對(duì)應(yīng)于各位的存儲(chǔ)器155的輸出經(jīng)由開關(guān)巧4連接到被布線成與列信號(hào)傳送線 212正交的數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線18-1、18-2、18-3、· · ·。通過使用定時(shí)控制電路14，響應(yīng)于列內(nèi)第二數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)⑶T1B、⑶T2B、 ⑶T3B、...來執(zhí)行來自各存儲(chǔ)器155的數(shù)據(jù)的傳送控制。注意，開關(guān)211對(duì)應(yīng)于第一開關(guān)，而開關(guān)IM對(duì)應(yīng)于第二開關(guān)。可如下執(zhí)行通過使用此電路將數(shù)據(jù)從計(jì)數(shù)器152傳送到存儲(chǔ)器(鎖存電路)155 的方法。首先，在計(jì)數(shù)器152的輸出部處的第一開關(guān)211、以及列內(nèi)第一數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào) CDT1A、CDT2A、CDT3A、· · ·和第二數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)CDTIB, CDT2B、CDT3B、· · ·(鎖存控制脈沖)被配置為受控于各位。在輸出側(cè)(計(jì)數(shù)器)和輸入側(cè)(存儲(chǔ)器、鎖存器)處的各位形成一對(duì)，且大體上同時(shí)脈沖控制一對(duì)控制信號(hào)，如圖5所示，然后傳送數(shù)據(jù)。此時(shí)，其他控制信號(hào)對(duì)未被驅(qū)動(dòng)，從而防止輸出沖突。在其他各位上順次且分別地執(zhí)行，從而將數(shù)據(jù)從計(jì)數(shù)器152傳送到存儲(chǔ)器(鎖存電路)155。由于傳送信號(hào)在列信號(hào)傳送線212上被共用，所以在布局方面，沿垂直方向布線的信號(hào)線的數(shù)目限于共用信號(hào)傳送線的數(shù)目。即使在水平方向上具有極窄寬度的布局區(qū)域中，如同在圖像拾取設(shè)備中的列讀取電路中，即使在完全獨(dú)立的區(qū)域中布置計(jì)數(shù)器和鎖存電路時(shí)仍可以進(jìn)行布線，且另外，可獲得所要的驅(qū)動(dòng)結(jié)果。因此，可抑制各計(jì)數(shù)器位之間的布線長度，這是常規(guī)實(shí)例中所論述的問題。提高了計(jì)數(shù)器的低功率消耗驅(qū)動(dòng)和高速操作容限。另外，由于存儲(chǔ)器(鎖存電路)被布置在隔離區(qū)域中，所以可顯著減少計(jì)數(shù)器152 的驅(qū)動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線18的串音噪聲。同樣，由于區(qū)域被劃分，所以計(jì)數(shù)器部和存儲(chǔ)器部(鎖存器電路部)可從阱中分離出來，且另外，電源和接地GND可彼此分離?？蓽p少從電源和接地GND偷偷進(jìn)入的計(jì)數(shù)器驅(qū)動(dòng)噪聲。
作為具體實(shí)例，本文已描述了將數(shù)據(jù)從計(jì)數(shù)器152傳送到存儲(chǔ)器(鎖存器)155的方法。然而，數(shù)據(jù)的傳送并不限于從計(jì)數(shù)器152到存儲(chǔ)器(鎖存器)155，且包括在每列中將數(shù)據(jù)從數(shù)字存儲(chǔ)區(qū)域傳送到數(shù)字存儲(chǔ)區(qū)域的方法，與從存儲(chǔ)器(鎖存器)到存儲(chǔ)器(鎖存器)相同。同樣，在噪聲和布局效率方面，此作為用于物理分離功能電路的手段是有效的。圖6是說明根據(jù)本實(shí)施例的ADC中的計(jì)數(shù)器的第二布局實(shí)例的示圖。在圖4中的電路中，對(duì)于將傳送的位的數(shù)目需要將數(shù)據(jù)從計(jì)數(shù)器傳送到存儲(chǔ)器 (鎖存器)的操作時(shí)間。因此，如圖6所示，可通過在用于列信號(hào)傳送線(共用的線)的布局區(qū)域的容許范圍內(nèi)提供多個(gè)(在圖6的實(shí)例中是兩個(gè))列信號(hào)傳送線來減少傳送時(shí)間。圖7是說明根據(jù)本實(shí)施例的ADC中的第三布局實(shí)例的示圖。圖8是圖7的電路中的控制信號(hào)的定時(shí)表。同樣，此傳送周期在整個(gè)讀取電路系統(tǒng)中引起問題，因?yàn)樵趥魉推陂g不能執(zhí)行任何水平傳送操作。當(dāng)水平傳送時(shí)間是圖像拾取設(shè)備中關(guān)于讀取速度的速率確定條件時(shí)，列內(nèi)數(shù)據(jù)傳送變成圖像拾取設(shè)備中限制讀取速度的因素。為了解決此問題，例如，可采用如圖7所示的結(jié)構(gòu)。在此實(shí)例中，在圖中，計(jì)數(shù)器組210被劃分為左計(jì)數(shù)器組210L和右計(jì)數(shù)器組210R。 同樣，存儲(chǔ)器組220也被劃分為左存儲(chǔ)器組220L和右存儲(chǔ)器組220R。執(zhí)行列內(nèi)數(shù)據(jù)傳送的控制信號(hào)被分離為用于列電路的左和右區(qū)塊的組，且如圖8 所示，在左和右塊中以不同定時(shí)控制列內(nèi)數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)。當(dāng)假定數(shù)據(jù)傳送開始的列是左側(cè)上的列時(shí)，首先執(zhí)行左側(cè)列內(nèi)數(shù)據(jù)傳送。隨后，在左側(cè)上的數(shù)據(jù)傳送開始之前，完成右側(cè)列內(nèi)數(shù)據(jù)傳送。為此，傳送控制信號(hào)被控制為在左側(cè)和右側(cè)上具有延遲。首先，在左側(cè)上，使用用于左列的數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)⑶T1AL、⑶T2AL、 CDT3AL、· · ·以及 CDT1BL、CDT2BL、CDT3BL、· · ·來執(zhí)行列內(nèi)數(shù)據(jù)傳送。隨后，首先，在右側(cè)上，使用用于右列的數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)⑶T1AR、⑶T2AR、 CDT3AR、· · ·以及 CDT1BR、CDT2BR、CDT3BR、· · ·來執(zhí)行列內(nèi)數(shù)據(jù)傳送。以此方式，可在無需使列內(nèi)數(shù)據(jù)傳送期作為圖像拾取設(shè)備中讀取速度的速率確定條件的情況下執(zhí)行驅(qū)動(dòng)。圖9㈧和圖9⑶包括說明根據(jù)本實(shí)施例的ADC中計(jì)數(shù)器的布局的其他實(shí)例的示圖。圖10是圖9的電路中的控制信號(hào)的時(shí)序圖。作為另一種不同的方法，如圖9(A)和圖9(B)所示的技術(shù)(執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送，同時(shí)在用于具有高驅(qū)動(dòng)頻率且充當(dāng)功耗的主要成分的LSB側(cè)上的幾個(gè)位的單獨(dú)區(qū)域中設(shè)置存儲(chǔ)器，而對(duì)MSB側(cè)，交替放置計(jì)數(shù)器152和存儲(chǔ)器15 對(duì)于上述問題是有效的。如圖9(A)和圖9(B)所示，對(duì)于布置LSB側(cè)的存儲(chǔ)器的位置(例如在計(jì)數(shù)器的終止位置和計(jì)數(shù)器的中間位置)可構(gòu)想多個(gè)圖案。如圖10所示，減少垂直傳送控制以處理在LSB側(cè)上的幾個(gè)位，此外，可以相同定時(shí)來執(zhí)行其他存儲(chǔ)器傳送控制(使用列內(nèi)數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)CDTC的傳送控制)，從而減少傳送中所涉及的時(shí)間。同樣，如上文已描述，實(shí)現(xiàn)了低功耗且提高了高速操作容限。注意，在此情況下，存在計(jì)數(shù)器152和數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線(存儲(chǔ)器155的輸出部)彼此交叉的部分。這可導(dǎo)致計(jì)數(shù)器噪聲從而影響水平傳送。此處，將描述固態(tài)圖像拾取裝置(CMOS圖像傳感器)10的操作。在從任意行Hx上的單元像素111到列線V0、VI、...的第一次讀取變穩(wěn)定之后， DAC 16將斜坡波形RAMP輸入到每個(gè)比較器151，斜坡波形RAMP是通過將基準(zhǔn)電壓臨時(shí)變?yōu)殡A躍電壓而獲得的。在比較器151中對(duì)應(yīng)的一個(gè)中執(zhí)行與任意列線Vx的電壓的比較。與具有斜坡波形RAMP的階躍波形的輸入同時(shí)，每個(gè)計(jì)數(shù)器152都執(zhí)行第一次計(jì)數(shù)。此處，當(dāng)RAMP電壓與Vx電壓變得相等時(shí)，反轉(zhuǎn)比較器151的輸出。因此，計(jì)數(shù)器 152的計(jì)數(shù)操作終止，且對(duì)應(yīng)于比較時(shí)間的計(jì)數(shù)值被保持。在此第一次讀取時(shí)，計(jì)數(shù)器152讀取單元像素111的重置分量AV。在重置分量 AV中，包括在單元像素111之間不同的噪聲作為偏移。然而，重置分量AV的變化通常很小。同樣，由于重置電平對(duì)所有像素是共用的， 所以一般來說預(yù)先已知任意列線Vx的輸出。因此，在第一次讀取重置分量AV時(shí)，可通過調(diào)整斜坡波形(RAMP)電壓來縮短比較期。在此情況下，例如，以對(duì)應(yīng)于7位的計(jì)數(shù)期(1 個(gè)時(shí)鐘時(shí)脈)來比較Δ V。在第二次讀取時(shí)，除了重置分量Δ V之外，還讀取對(duì)于每個(gè)單元像素111不同的對(duì)應(yīng)于入射光強(qiáng)度的信號(hào)分量，且執(zhí)行類似于第一次讀取的操作。S卩，在從任意行Hx上的單元像素111到列線W、VU ...的第二次讀取變穩(wěn)定之后，DAC 16將斜坡波形RAMP輸入到每個(gè)比較器151，斜坡波形RAMP通過將基準(zhǔn)電壓臨時(shí)變?yōu)殡A躍電壓而獲得。在比較器151中對(duì)應(yīng)的一個(gè)中執(zhí)行與任意列線Vx的電壓的比較。與具有斜坡波形RAMP的階躍波形的輸入同時(shí)，每個(gè)計(jì)數(shù)器152都執(zhí)行第二次計(jì)數(shù)。此處，當(dāng)RAMP電壓與Vx電壓變相等時(shí)，反轉(zhuǎn)比較器151的輸出。同時(shí)，對(duì)應(yīng)于比較時(shí)間的計(jì)數(shù)值被保持。此時(shí)，在第一次和第二次計(jì)數(shù)中獲得的計(jì)數(shù)值保持在不同位置處。在上述AD轉(zhuǎn)換期結(jié)束之后，使用列掃描電路4，第一次和第二次獲得且被保持的η 位數(shù)字信號(hào)經(jīng)由數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線18傳送且在數(shù)據(jù)輸出電路17處被檢測。在通過減法電路順次執(zhí)行(第二次信號(hào))_(第一次信號(hào))之后，將差輸出到外部。此后，對(duì)各行順次重復(fù)類似操作，且產(chǎn)生二維圖像。在一個(gè)水平單元周期(IH)中執(zhí)行上述操作。在IH中，任意行Hx上的單元像素111到列線V0、VI、...的第一次讀取用P相讀取ra標(biāo)示；比較器151中的第一次比較用P相比較PC標(biāo)示；第二次讀取用D相讀取DR標(biāo)示；比較器151中的比較用D相比較DC標(biāo)示；以及在D相處理之后的后處理用D相后處理 DAP標(biāo)示。這些各操作是連續(xù)執(zhí)行的。如上文已描述，根據(jù)本實(shí)施例，計(jì)數(shù)器152被按列區(qū)分為計(jì)數(shù)器組210和存儲(chǔ)器組220。在每列中，各計(jì)數(shù)器152級(jí)聯(lián)連接在各位之間。開關(guān)211設(shè)置在各計(jì)數(shù)器152的位輸出部處。各開關(guān)211的連接端共同連接到列信號(hào)傳送線212，而開關(guān)211的輸出端與其他各位共用。通過使用定時(shí)控制電路14，響應(yīng)于列內(nèi)數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)⑶T1A、⑶T2A、 ⑶T3A、...來控制開關(guān)211以使其接通/斷開。另外，存儲(chǔ)用于水平傳送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)器(鎖存電路)巧5的輸入共用列信號(hào)傳送線212。對(duì)應(yīng)于各位的存儲(chǔ)器155的輸出經(jīng)由開關(guān)154連接到被布線成與列信號(hào)傳送線212正交的數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線18-1、18-2、18-3、...。 通過使用定時(shí)控制電路14，響應(yīng)于列內(nèi)數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)⑶T1B、⑶T2B、⑶T3B、...來執(zhí)行來自各存儲(chǔ)器155的數(shù)據(jù)的傳送控制。因此，可實(shí)現(xiàn)以下有利效果。在使用列讀取電路來執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換且所獲得的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)需要被移動(dòng)到與相同列中的A/D不同的另一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域的圖像拾取設(shè)備中，數(shù)字存儲(chǔ)區(qū)域可被布線成與其他區(qū)域分離，盡管由于列的間距很窄而存在布局約束，但可以使在這些區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域中產(chǎn)生的噪聲與在其他區(qū)域中產(chǎn)生的噪聲分離。因此，可預(yù)期低噪聲驅(qū)動(dòng)和穩(wěn)定操作。同樣，當(dāng)A/D電路單元使用高速驅(qū)動(dòng)電路(例如，計(jì)數(shù)器)時(shí)，通過減少驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線的布線長度，可執(zhí)行低功率消耗驅(qū)動(dòng)。另外，預(yù)期提高了高速操作容限。具有這些有利效果的固態(tài)圖像拾取裝置可應(yīng)用作為數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī)中的圖像拾取裝置。圖11是說明應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的相機(jī)系統(tǒng)的配置的實(shí)例的示圖。如圖11所示，相機(jī)系統(tǒng)300包括可應(yīng)用根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置10 的圖像拾取裝置310 ；光學(xué)系統(tǒng)，將入射光導(dǎo)向圖像拾取裝置310的像素區(qū)域(形成攝影對(duì)象的圖像)；透鏡320，根據(jù)在圖像拾取面的入射光(圖像光)來形成圖像；驅(qū)動(dòng)電路 (DRV) 330，驅(qū)動(dòng)圖像拾取裝置310 ；以及信號(hào)處理電路(PRC) 340，處理圖像拾取裝置310的
輸出信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路330包括產(chǎn)生各種定時(shí)信號(hào)的定時(shí)生成器(在附圖中未示出)，各種定時(shí)信號(hào)包括驅(qū)動(dòng)圖像拾取裝置310中的電路的啟動(dòng)脈沖和時(shí)鐘脈沖。驅(qū)動(dòng)電路330使用預(yù)定定時(shí)信號(hào)來驅(qū)動(dòng)圖像拾取裝置310。同樣，信號(hào)處理電路340將例如⑶S (相關(guān)雙取樣)的信號(hào)處理應(yīng)用于圖像拾取裝置310的輸出信號(hào)。在信號(hào)處理電路340中處理的圖像信號(hào)被記錄在記錄介質(zhì)(諸如，存儲(chǔ)器)上。通過使用打印機(jī)等來生成記錄在記錄介質(zhì)上的圖像信息的硬拷貝。同樣，在監(jiān)視器(包括液晶顯示器或類似物)上顯示在信號(hào)處理電路340中處理的圖像信號(hào)作為移動(dòng)圖像。如上文已描述，在例如數(shù)字靜態(tài)相機(jī)的圖像拾取設(shè)備中，通過安裝上述圖像拾取裝置10作為圖像拾取裝置310，得到了高度精確的相機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)圖像拾取裝置，包括像素部，包括以矩陣形式排列的多個(gè)像素；以及像素信號(hào)讀取電路，讀取來自所述像素部的像素信號(hào)， 其中，所述像素信號(hào)讀取電路包括多個(gè)計(jì)數(shù)鎖存器，所述多個(gè)計(jì)數(shù)鎖存器中的每個(gè)都相應(yīng)于所述像素信號(hào)計(jì)數(shù)并保持計(jì)數(shù)值，并且其中，所述計(jì)數(shù)鎖存器被區(qū)分為計(jì)數(shù)器組和鎖存器組，在每列中，各計(jì)數(shù)器連接在各位之間，所述各第一開關(guān)的連接端共同連接到列信號(hào)傳送線，用于存儲(chǔ)將被沿水平方向傳送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的所述鎖存器的輸入也共用所述列信號(hào)傳送線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中，所述鎖存器組按照所述計(jì)數(shù)器組布置在所述數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線的布線區(qū)域側(cè)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像拾取裝置，還包括控制由所述像素信號(hào)讀取電路執(zhí)行的處理的定時(shí)控制單元，其中，所述定時(shí)控制單元使用第一數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)來控制所述第一開關(guān)的接通/斷開，且使用第二數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)來控制數(shù)據(jù)在所述鎖存器中的傳送，以及用于所述第一開關(guān)的第一數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)和用于鎖存器的第二數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)以相同定時(shí)提供，所述第一開關(guān)和所述鎖存器連接到一對(duì)計(jì)數(shù)器的輸出部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中，所述計(jì)數(shù)器組和所述鎖存器組在列方向上被劃分為多個(gè)組，并且其中，所述定時(shí)控制單元使用所述第一數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)和所述第二數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)來對(duì)所劃分的組中的每個(gè)執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送控制。
5.一種相機(jī)系統(tǒng)，包括 固態(tài)圖像拾取裝置；以及光學(xué)系統(tǒng)，在所述固態(tài)圖像拾取裝置上形成圖像， 其中，所述固態(tài)圖像拾取裝置包括 像素部，包括以矩陣形式排列的多個(gè)像素；以及像素信號(hào)讀取電路，讀取來自所述像素部的像素信號(hào)， 其中，所述像素信號(hào)讀取電路包括多個(gè)計(jì)數(shù)鎖存器，所述多個(gè)計(jì)數(shù)鎖存器中的每個(gè)都相應(yīng)于所述像素信號(hào)計(jì)數(shù)并保持計(jì)數(shù)值，并且其中，所述計(jì)數(shù)鎖存器被區(qū)分為計(jì)數(shù)器組和鎖存器組， 在每列中，各計(jì)數(shù)器連接在各位之間， 所述各第一開關(guān)的連接端共同連接到列信號(hào)傳送線，用于存儲(chǔ)將被沿水平方向傳送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的所述鎖存器的輸入也共用所述列信號(hào)傳送線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相機(jī)系統(tǒng)，其中，所述鎖存器組按照所述計(jì)數(shù)器組布置在所述數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線的布線區(qū)域側(cè)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相機(jī)系統(tǒng)，還包括控制由所述像素信號(hào)讀取電路執(zhí)行的處理的定時(shí)控制單元，其中，所述定時(shí)控制單元使用第一數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)來控制所述第一開關(guān)的接通/斷開，且使用第二數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)來控制數(shù)據(jù)在所述鎖存器中的傳送，以及用于所述第一開關(guān)的第一數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)和用于鎖存器的第二數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)以相同定時(shí)提供，所述第一開關(guān)和所述鎖存器連接到一對(duì)計(jì)數(shù)器的輸出部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相機(jī)系統(tǒng)，其中，所述計(jì)數(shù)器組和所述鎖存器組在列方向上被劃分為多個(gè)組，并且其中，所述定時(shí)控制單元使用所述第一數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)和所述第二數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)來對(duì)所劃分的組中的每個(gè)執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送控制。
全文摘要
提供了一種可去除引起數(shù)據(jù)傳送誤差的噪聲而且可以實(shí)現(xiàn)低功耗驅(qū)動(dòng)和高速計(jì)數(shù)器操作的固態(tài)圖像拾取裝置和相機(jī)系統(tǒng)，其中，計(jì)數(shù)器(152)被按列區(qū)分為計(jì)數(shù)器組(210)和存儲(chǔ)器組(220)；在每列中，各計(jì)數(shù)器(152)級(jí)聯(lián)連接在各位之間；開關(guān)(211)設(shè)置在各計(jì)數(shù)器(152)的位輸出部處；各開關(guān)(211)的連接端共同連接到列信號(hào)傳送線(212)；以及開關(guān)(211)的輸出端與其他各位共用；存儲(chǔ)用于水平傳送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)器(鎖存電路)(155)的輸入共用列信號(hào)傳送線(212)；以及對(duì)應(yīng)于各位的存儲(chǔ)器(155)的輸出經(jīng)由開關(guān)(154)連接到被布線成與所述列信號(hào)傳送線(212)正交的數(shù)據(jù)傳送信號(hào)線(18-1)、(18-2)、(18-3)、...。
文檔編號(hào)H04N5/341GK102307283SQ20111025761
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2008年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者久松康秋 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社