固態(tài)成像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法
【專利摘要】一種固態(tài)成像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法，該固態(tài)成像裝置包括：像素陣列單元，所述像素陣列單元中以矩陣形式布置有多個(gè)像素，所述多個(gè)像素包括：作為用于視頻輸出的像素的多個(gè)通常像素，以及作為用于焦點(diǎn)檢測(cè)的像素的多個(gè)相位差像素；A/D轉(zhuǎn)換單元，配置為將從所述像素陣列單元的像素輸出的像素信號(hào)與充當(dāng)基準(zhǔn)信號(hào)的斜坡信號(hào)進(jìn)行比較，從而對(duì)所述像素信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；以及控制單元，配置為進(jìn)行控制以使得要與相位差像素進(jìn)行比較的斜坡信號(hào)的坡度不同于要與至少一部分通常像素進(jìn)行比較的斜坡信號(hào)的坡度。
【專利說明】固態(tài)成像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本技術(shù)涉及固態(tài)成像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法，更具體地，涉及包括相位差像素的固態(tài)成像裝置及其驅(qū)動(dòng)方法，其中在A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間增加最小的情況下所述相位差像素的A/D轉(zhuǎn)換分辨率提高。
【背景技術(shù)】
[0002]存在這樣的固態(tài)成像裝置，其中在包括矩陣形式的多個(gè)像素的像素陣列單元中，除了設(shè)有用于視頻輸出的通常像素之外，還設(shè)有用于焦點(diǎn)檢測(cè)的相位差像素(例如，參見未審查的日本專利申請(qǐng)公開N0.2000-156823 (相應(yīng)的美國(guó)專利:US6，829，008))。
[0003]固態(tài)成像裝置中提供了被配置為對(duì)從像素輸出的模擬像素信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器將從像素輸出的模擬像素信號(hào)與具有電平(電壓)隨著時(shí)間的推移逐漸變化的斜坡波形的基準(zhǔn)信號(hào)(以下，也稱為斜坡信號(hào))進(jìn)行比較。還與所述比較處理并行地執(zhí)行計(jì)數(shù)處理，并且基于比較處理完成時(shí)的計(jì)數(shù)值來確定像素信號(hào)的數(shù)字值(例如，參見未審查的日本專利申請(qǐng)公開N0.2011-244249 (相應(yīng)的美國(guó)專利:US2013/0076948))。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]然而，在時(shí)鐘頻率固定的情況下，提高A/D轉(zhuǎn)換分辨率以改進(jìn)自動(dòng)聚焦(AF)的聚焦精度會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)換時(shí)間增加，這是因?yàn)橐惨韵嗤腁/D轉(zhuǎn)換分辨率來對(duì)通常像素進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。
[0005]希望能夠在使A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間的增加最小化的同時(shí)，改進(jìn)包括相位差像素的固態(tài)成像裝置中的相位差像素的A/D轉(zhuǎn)換分辨率。
[0006]根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例的一種固態(tài)成像裝置包括:像素陣列單元，所述像素陣列單元中以矩陣形式布置有多個(gè)像素，所述多個(gè)像素包括:作為用于視頻輸出的像素的多個(gè)通常像素，以及作為用于焦點(diǎn)檢測(cè)的像素的多個(gè)相位差像素；A/D轉(zhuǎn)換單元，配置為將從所述像素陣列單元的像素輸出的像素信號(hào)與充當(dāng)基準(zhǔn)信號(hào)的斜坡信號(hào)進(jìn)行比較，從而對(duì)所述像素信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；以及控制單元，配置為進(jìn)行控制以使得要與相位差像素進(jìn)行比較的斜坡信號(hào)的坡度不同于要與至少一部分通常像素進(jìn)行比較的斜坡信號(hào)的坡度。
[0007]根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例的一種驅(qū)動(dòng)方法，用于包括像素陣列單元的固態(tài)成像裝置，所述像素陣列單元中以矩陣形式布置有多個(gè)像素，所述多個(gè)像素包括:作為用于視頻輸出的像素的多個(gè)通常像素，以及作為用于焦點(diǎn)檢測(cè)的像素的多個(gè)相位差像素。所述驅(qū)動(dòng)方法包括:將從所述像素陣列單元的像素輸出的像素信號(hào)與充當(dāng)基準(zhǔn)信號(hào)的斜坡信號(hào)進(jìn)行比較，從而對(duì)所述像素信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；以及進(jìn)行控制以使得要與相位差像素進(jìn)行比較的斜坡信號(hào)的坡度不同于要與至少一部分通常像素進(jìn)行比較的斜坡信號(hào)的坡度。
[0008]根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，從像素陣列單元中的像素輸出的像素信號(hào)與充當(dāng)基準(zhǔn)信號(hào)的斜坡信號(hào)進(jìn)行比較，從而對(duì)所述像素信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。對(duì)要與相位差像素進(jìn)行比較的斜坡信號(hào)和要與至少一部分通常像素進(jìn)行比較的斜坡信號(hào)進(jìn)行控制以使其具有不同坡度。[0009]根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例的一種固態(tài)成像裝置包括:像素陣列單元，所述像素陣列單元中以矩陣形式布置有多個(gè)
[0010]像素，所述多個(gè)像素包括:作為用于視頻輸出的像素的多個(gè)通常像素，以及作為用于焦點(diǎn)檢測(cè)的像素的多個(gè)相位差像素；選擇器單元，配置為選擇性地輸出第一斜坡信號(hào)和第二斜坡信號(hào)；以及A/d轉(zhuǎn)換單元，配置為將從所述像素陣列單元的像素輸出的像素信號(hào)與從所述選擇器單元輸出的斜坡信號(hào)進(jìn)行比較，從而對(duì)所述像素信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。
[0011]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，從像素陣列單元中的像素輸出的像素信號(hào)與從選擇器單元輸出的斜坡信號(hào)進(jìn)行比較。由此對(duì)所述像素信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。
[0012]固態(tài)成像裝置或電子裝置可以是獨(dú)立裝置，或者可以是包含在其他裝置中的模塊。
[0013]根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，可進(jìn)一步減少A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是圖示根據(jù)本技術(shù)的第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的示意性結(jié)構(gòu)的框圖；
[0015]圖2是圖示像素陣列單元中的通常像素和相位差像素的布局示例的圖；
[0016]圖3A至3D是說明A型和B型相位差像素之間的差別的圖；
[0017]圖4是說明通常像素行的像素的A/D轉(zhuǎn)換操作的圖；
[0018]圖5是說明相位差像素行中的像素的A/D轉(zhuǎn)換操作的圖；
[0019]圖6是圖示用于視頻生成的像素區(qū)的圖；
[0020]圖7是圖示根據(jù)本技術(shù)的第二實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的示意性結(jié)構(gòu)的框圖；
[0021]圖8是說明根據(jù)第二實(shí)施例的A/D轉(zhuǎn)換操作的圖；
[0022]圖9是圖示用于視頻生成的像素區(qū)的圖；以及
[0023]圖10是圖示充當(dāng)根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例的電子裝置的成像設(shè)備的結(jié)構(gòu)示例的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下將說明用于實(shí)現(xiàn)本技術(shù)的模式(以下稱為實(shí)施例)。注意，將根據(jù)以下順序來進(jìn)行說明。
[0025]1.第一實(shí)施例(根據(jù)具有一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的固態(tài)成像裝置的方法)
[0026]2.第二實(shí)施例(根據(jù)具有兩個(gè)DAC的固態(tài)成像裝置的方法)
[0027]1.第一實(shí)施例
[0028]1-1.固態(tài)成像裝置的總體結(jié)構(gòu)示例
[0029]圖1是圖示根據(jù)本技術(shù)的第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的示意性結(jié)構(gòu)的框圖。圖1所示的固態(tài)成像裝置I包括像素陣列單元11、垂直掃描電路12、A/D轉(zhuǎn)換單元13、水平掃描電路14、系統(tǒng)控制單元15、像素驅(qū)動(dòng)線16、垂直信號(hào)線17、基準(zhǔn)信號(hào)生成單元18、水平輸出線19、輸出單元20等等。
[0030]像素陣列單元11被配置為使得像素21沿行方向和列方向排列，也就是說以矩陣形式二維排列，其中每個(gè)像素21包括被配置為根據(jù)接收光量生成并存儲(chǔ)光電荷的光電轉(zhuǎn)換單元。這里，術(shù)語“行方向”的意思是沿像素行的像素21的陣列方向，也就是水平方向，術(shù)語“列方向”的意思是沿像素列的像素21的陣列方向，也就是垂直方向。
[0031]以矩陣形式二維排列的像素21包括兩種像素，分別是用于視頻輸出的通常像素21G和用于焦點(diǎn)檢測(cè)的相位差像素21P。以下將參考圖2來說明相位差像素21P在像素陣列單元11中的布局。
[0032]每個(gè)像素21包括通過在基底的深度方向上分層而形成的光電轉(zhuǎn)換單元，以及多個(gè)像素晶體管(也稱為金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管)。所述多個(gè)像素晶體管例如是四個(gè)晶體管，分別是傳輸晶體管、選擇晶體管、重置晶體管和放大晶體管。
[0033]此外，像素21可具有共享的像素結(jié)構(gòu)。該共享的像素結(jié)構(gòu)包括多個(gè)光電二極管、多個(gè)傳輸晶體管、共享的單個(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散部(浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū))、以及共享的各個(gè)其他像素晶體管。換言之，在該共享的像素結(jié)構(gòu)中，構(gòu)成多個(gè)單元像素的光電二極管和傳輸晶體管共享各個(gè)其他像素晶體管。
[0034]像素陣列單元11的矩陣像素陣列在水平方向上通過像素驅(qū)動(dòng)線16以像素行為單位連接，在垂直方向上通過垂直信號(hào)線17以像素列為單位連接。像素驅(qū)動(dòng)線16傳送在從像素21讀出像素信號(hào)VSL時(shí)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)所用的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。盡管圖1將每個(gè)像素驅(qū)動(dòng)線16圖示為單個(gè)導(dǎo)線，然而像素驅(qū)動(dòng)線16不限于單個(gè)導(dǎo)線。像素驅(qū)動(dòng)線16的一端連接到垂直掃描電路12的、與每個(gè)像素行相對(duì)應(yīng)的輸出端。
[0035]垂直掃描電路12包括移位寄存器、地址解碼器等等，并且以行為單位(或以類似方式)來同時(shí)驅(qū)動(dòng)像素陣列單元11中的所有像素21。盡管在圖示中省略了垂直掃描電路12的具體結(jié)構(gòu)，但是垂直掃描電路12通常具有包括兩個(gè)掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，分別是讀出掃描系統(tǒng)和清除掃描(sweep scanning)系統(tǒng)。
[0036]讀出掃描系統(tǒng)以行為單位依次選擇性地掃描像素陣列單元11中的像素21，以從像素21讀出像素信號(hào)VSL。從像素21讀出的像素信號(hào)VSL是模擬信號(hào)。清除掃描系統(tǒng)對(duì)將由讀出掃描系統(tǒng)進(jìn)行讀出掃描的讀出行進(jìn)行清除掃描，該清除掃描比讀出掃描提前與快門速度相等的時(shí)間量。
[0037]由該清除掃描系統(tǒng)進(jìn)行的清除掃描從讀出行中的像素21的光電轉(zhuǎn)換單元中清除不必要的電荷，從而重置光電轉(zhuǎn)換單元。由清除掃描系統(tǒng)進(jìn)行的對(duì)不必要的電荷的清除(重置)實(shí)現(xiàn)了所謂的電子快門操作。這里，術(shù)語“電子快門操作”的意思是通過丟棄光電轉(zhuǎn)換單元中的光電荷來開始新的曝光(開始光電荷的存儲(chǔ))的操作。
[0038]由讀出掃描系統(tǒng)的讀出操作讀出的像素信號(hào)VSL與從其前一讀出操作或前一電子快門操作起接收到的光量相對(duì)應(yīng)。從前一讀出操作的讀出時(shí)刻或者從前一電子快門操作的清除時(shí)刻、到當(dāng)前讀出操作的讀出時(shí)刻的時(shí)段是曝光時(shí)段，在該時(shí)段中光電荷在像素21處存儲(chǔ)。
[0039]從由垂直掃描電路12選擇性地掃描的像素行中的每個(gè)像素21輸出的像素信號(hào)VSL通過每個(gè)像素列的每條垂直信號(hào)線17輸入到A/D轉(zhuǎn)換單元13。
[0040]A/D轉(zhuǎn)換單元13包括多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 22。每個(gè)ADC22與像素陣列單元11中的像素列相對(duì)應(yīng)地排列。每個(gè)ADC22對(duì)通過垂直信號(hào)線17從相同列中的像素21提供的像素信號(hào)VSL執(zhí)行相關(guān)雙采樣(⑶S)處理和A/D轉(zhuǎn)換處理。
[0041]從基準(zhǔn)信號(hào)生成單元18中的DAC18a向ADC22提供斜坡信號(hào)RAMP，其中該斜坡信號(hào)的電平(電壓)隨著時(shí)間的推移逐漸變化。[0042]每個(gè)ADC22包括比較器31和升/降值計(jì)數(shù)器32，比較器31被配置為將從像素陣列單元11的相同列中的像素21輸出的像素信號(hào)VSL與來自DAC18a的斜坡信號(hào)RAMP進(jìn)行比較，升/降值計(jì)數(shù)器32被配置為對(duì)比較器31的比較時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)。
[0043]水平掃描電路14配置有移位寄存器、地址解碼器等等，并且例如依次選擇A/D轉(zhuǎn)換單元13中的與像素列相對(duì)應(yīng)的ADC22。由該水平掃描電路14進(jìn)行的選擇掃描依次輸出暫時(shí)保存在ADC22處的像素?cái)?shù)據(jù)(A/D轉(zhuǎn)換后的像素信號(hào))。
[0044]系統(tǒng)控制單元15配置有被配置為生成各種時(shí)序信號(hào)的時(shí)序生成器等，并且系統(tǒng)控制單元基于時(shí)序生成器生成的各種時(shí)序，對(duì)垂直掃描電路12、A/D轉(zhuǎn)換單元13和水平掃描電路14等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
[0045]基準(zhǔn)信號(hào)生成單元18至少包括DAC18a。DAC18a生成充當(dāng)基準(zhǔn)信號(hào)的斜坡信號(hào)RAMP,并且將該斜坡信號(hào)輸出至A/D轉(zhuǎn)換單元13中的每個(gè)ADC22。
[0046]水平輸出線19連接到輸出單元(放大器電路)20。從每個(gè)ADC22輸出的A/D轉(zhuǎn)換后的像素信號(hào)通過水平輸出線19從輸出單元20向固態(tài)成像裝置I之外輸出。
[0047]如此構(gòu)成的固態(tài)成像裝置I是稱為“列A/D型”的CMOS圖像傳感器，其中被配置為進(jìn)行CDS處理和A/D轉(zhuǎn)換處理的ADC22是以像素列為單位來排列的。此外，固態(tài)成像裝置I是具有內(nèi)置圖像表面相位差像素的CMOS圖像傳感器，其中用于焦點(diǎn)檢測(cè)的相位差像素2IP設(shè)在像素陣列單元11中。
[0048]1-2.相位差像素的布局示例
[0049]圖2是圖示像素陣列單元11中的通常像素21G和相位差像素21P的布局示例的圖。
[0050]像素陣列單元11中的像素行被分類為在通常像素21G之間設(shè)有相位差像素21P的相位差像素行41或僅設(shè)有通常像素21G的通常像素行42。相位差像素行41在列方向上按預(yù)定的行間隔排列。在圖2的示例的情況中，每隔四個(gè)通常像素行42設(shè)有一個(gè)相位差像素行41。
[0051]如圖2所示,相位差像素行41例如被配置為使得通常像素21G和相位差像素21P交替排列。此外，相位差像素21P包括兩種類型的像素，即在圖2中以“A”標(biāo)記的A型相位差像素2IP和以“B”標(biāo)記的B型相位差像素21P。A型和B型像素交替排列。
[0052]注意A型和B型像素的布局不限于圖2圖示的示例，而是可以采用任何布局，只要是A型和B型像素成對(duì)使用即可。例如可以布置為垂直方向上相鄰的兩個(gè)相位差像素行41構(gòu)成對(duì)，在其中一個(gè)相位差像素行41中,A型相位差像素21P和通常像素21G交替排列,在另一相位差像素行41中，B型相位差像素21P和通常像素21G交替排列。
[0053]將參考圖3A至圖3D來說明A型和B型相位差像素21P之間的差別。圖3A是圖示A型相位差像素21P的示意性結(jié)構(gòu)的剖視圖，圖3B是圖示B型相位差像素的示意性結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0054]在圖3A所示的A型相位差像素21P的情況中，在由光電二極管等構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換元件51之上形成遮光膜53A，在遮光膜53A和光電轉(zhuǎn)換元件51之間例如插入有P型第一半導(dǎo)體層52。此外，在遮光膜53A之上形成濾色器55及片上透鏡56，在遮光膜53A和濾色器55及片上透鏡56之間插入有平坦化膜54。
[0055]類似地，在如圖3B所示的B型相位差像素21P的情況中，在光電轉(zhuǎn)換元件51之上形成遮光膜53B,在遮光膜53B和光電轉(zhuǎn)換兀件51之間插入有第一半導(dǎo)體層52。此外,在遮光膜53B之上形成濾色器55及片上透鏡56，在遮光膜53B和濾色器55及片上透鏡56之間插入有平坦化膜54。因此，A型和B型相位差像素21P之間的唯一差別在于遮光膜53A和遮光膜53B之間的差別。
[0056]更具體地，如作為從上表面觀察遮光膜53A和遮光膜53B的圖的圖3C和圖3D所示，遮光膜53A的開口部57向右布置，遮光膜53B的開口部57的位置與遮光膜53A的開口部57對(duì)稱地向左布置。因此，A型和B型像素被配置為使得輸入到光電轉(zhuǎn)換元件51的入射光以水平方向上或垂直方向上對(duì)稱的方式被接收。
[0057]根據(jù)遮光膜53A和遮光膜53B的開口部57的形成位置之間的差別，在從A型相位差像素21P讀出的像素信號(hào)和從B型相位差像素21P讀出的像素信號(hào)之間發(fā)生相移。通過基于這兩種像素信號(hào)的相移量來計(jì)算離焦量從而調(diào)節(jié)(移動(dòng))拍攝透鏡，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聚焦。
[0058]1-3.通常像素行42的A/D轉(zhuǎn)換操作
[0059]圖1中的固態(tài)成像裝置I在AF操作期間，例如以基于像素信號(hào)VSL是從相位差像素行41輸出還是從通常像素行42輸出而切換的A/D轉(zhuǎn)換分辨率來進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。更具體地，對(duì)從相位差像素行41輸出的像素信號(hào)VSL進(jìn)行的A/D轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換分辨率高于對(duì)從通常像素行42輸出的像素信號(hào)VSL進(jìn)行的A/D轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換分辨率。因此，該固態(tài)成像裝置I改進(jìn)了采用來自相位差像素21P的像素信號(hào)VSL的AF聚焦精度。
[0060]現(xiàn)在，將參考圖4和圖5來說明固態(tài)成像裝置I的AF操作時(shí)的A/D轉(zhuǎn)換操作。首先，將參考圖4來說明對(duì)從通常像素行42中的通常像素2IG輸出的像素信號(hào)VSL的A/D轉(zhuǎn)換操作。圖4圖示了輸入至ADC22的斜坡信號(hào)RAMP和像素信號(hào)VSL、以及升/降值計(jì)數(shù)器32的計(jì)數(shù)操作。
[0061]在一個(gè)水平掃描時(shí)段(IXHS)內(nèi)對(duì)通常像素行42中的每個(gè)通常像素2IG進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換操作。這個(gè)水平掃描時(shí)段(IXHS)包括對(duì)從通常像素行42中的每個(gè)通常像素21G輸出的像素信號(hào)VSL的重置電平進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)的P階段(預(yù)置階段)A/D轉(zhuǎn)換時(shí)段、和對(duì)該像素信號(hào)VLS的像素電平進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)的D階段(數(shù)據(jù)階段)A/D轉(zhuǎn)換時(shí)段。
[0062]從通常像素行42中的每個(gè)通常像素21G輸出的像素信號(hào)VSL、以及從基準(zhǔn)信號(hào)生成單元18中的DAC18a輸出的斜坡信號(hào)RAMP被輸入至比較器31。
[0063]比較器31基于對(duì)像素信號(hào)VSL和斜坡信號(hào)RAMP進(jìn)行比較時(shí)的結(jié)果，將計(jì)數(shù)使能信號(hào)輸出至升/降值計(jì)數(shù)器32。具體地，在斜坡信號(hào)RAMP大于像素信號(hào)VSL的情況下，比較器31將Hi (高)電平計(jì)數(shù)使能信號(hào)輸出至升/降值計(jì)數(shù)器32。在斜坡信號(hào)RAMP小于像素信號(hào)VSL的情況下，比較器31將Lo (低)電平計(jì)數(shù)使能信號(hào)輸出至升/降值計(jì)數(shù)器32。
[0064]在最初的P階段A/D轉(zhuǎn)換時(shí)段期間，僅在提供Hi電平計(jì)數(shù)使能信號(hào)的情況下，升/降值計(jì)數(shù)器32基于來自系統(tǒng)控制單元15的時(shí)鐘信號(hào)CLK而遞減。注意，圖4中時(shí)鐘信號(hào)CLK的脈沖僅指示了升/降值計(jì)數(shù)器32計(jì)數(shù)時(shí)的時(shí)段。
[0065]保存該遞減計(jì)數(shù)值直到D階段A/D轉(zhuǎn)換時(shí)段到來。在接下來的D階段A/D轉(zhuǎn)換時(shí)段，在提供Hi電平計(jì)數(shù)使能信號(hào)的情況下，升/降值計(jì)數(shù)器32基于時(shí)鐘信號(hào)CLK而遞增。
[0066]升/降值計(jì)數(shù)器32在P階段A/D轉(zhuǎn)換時(shí)段期間遞減計(jì)數(shù)值，在D階段A/D轉(zhuǎn)換時(shí)段期間遞增計(jì)數(shù)值，并且將最終計(jì)數(shù)值作為CDS處理和A/D轉(zhuǎn)換處理之后的像素?cái)?shù)據(jù)輸出。[0067]該⑶S處理去除了重置噪聲以及諸如像素中的放大晶體管的閾值變化等的像素中固有的固定模式噪聲。此外，A/D轉(zhuǎn)換處理將模擬像素信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)換后的像素信號(hào)被暫時(shí)保存在ADC22處直到該像素信號(hào)被水平掃描電路14輸出。
[0068]應(yīng)注意，也可以布置為升/降值計(jì)數(shù)器32在P階段A/D轉(zhuǎn)換時(shí)段期間遞增計(jì)數(shù)值，在D階段A/D轉(zhuǎn)換時(shí)段期間遞減計(jì)數(shù)值。
[0069]1-4.相位差像素行41的A/D轉(zhuǎn)換操作
[0070]接下來，將參考圖5進(jìn)行與從相位差像素行41中的相位差像素21P輸出的像素信號(hào)VSL的A/D轉(zhuǎn)換操作有關(guān)的說明。在圖5中，在相位差像素行41的A/D轉(zhuǎn)換操作期間從基準(zhǔn)信號(hào)生成單元18中的DAC18a輸出的斜坡信號(hào)RAMP由實(shí)線表示。此外，為有助于比較，在圖4圖示的通常像素行42的A/D轉(zhuǎn)換操作期間從DAClSa輸出的斜坡信號(hào)RAMP由虛線表不。
[0071]如圖5所示，DAC18a生成并輸出斜坡信號(hào)RAMP，該斜坡信號(hào)在相位差像素行41的A/D轉(zhuǎn)換操作期間的坡度比在通常像素行42的A/D轉(zhuǎn)換操作期間的坡度更平緩。
[0072]在如圖5所示的情況中，與通常像素行42的A/D轉(zhuǎn)換操作的情況相比，斜坡信號(hào)RAMP的電平達(dá)到像素信號(hào)VSL的電平所需的時(shí)間更長(zhǎng)。因此，升/降值計(jì)數(shù)器32的計(jì)數(shù)值增大。
[0073]因此，在固態(tài)成像裝置I中，與通常像素行42相比，可以提高在包括相位差像素21P的相位差像素行41處的A/D轉(zhuǎn)換分辨率。例如，在通常像素行42的A/D轉(zhuǎn)換要進(jìn)行的位數(shù)是N位(N是正數(shù))的情況下，相位差像素行41的A/D轉(zhuǎn)換要進(jìn)行的位數(shù)可以設(shè)置為N+1 位。
[0074]注意，根據(jù)該布置，斜坡信號(hào)RAMP的電平達(dá)到像素信號(hào)VSL的電平需要更長(zhǎng)的時(shí)間，因此升/降值計(jì)數(shù)器32的計(jì)數(shù)時(shí)間相應(yīng)的更長(zhǎng)。因此，固態(tài)成像裝置I對(duì)通常像素行42進(jìn)行一個(gè)水平掃描時(shí)段(IXHS)的A/D轉(zhuǎn)換操作，但是對(duì)相位差像素行41進(jìn)行兩倍時(shí)間的A/D轉(zhuǎn)換操作，也就是兩個(gè)水平掃描時(shí)段(2XHS)的A/D轉(zhuǎn)換操作。
[0075]1-5.在AF操作期間的視頻使用像素區(qū)
[0076]圖6圖示了用于AF操作期間的視頻生成的像素區(qū)。AF操作期間，僅使用圖6中的通常像素行42中畫網(wǎng)格的像素信號(hào)來進(jìn)行視頻生成。例如，將基于通常像素行42中的像素信號(hào)的視頻顯示在AF操作下的數(shù)字照相機(jī)的顯示屏上。現(xiàn)在，可布置為用通常像素行42中的像素信號(hào)來插值(interpolate)出相位差像素行41中的像素信號(hào)，并將插值出的像素作為AF操作時(shí)的視頻顯示在顯示屏上。
[0077]相位差像素行41中的各通常像素21G的像素信號(hào)不用于視頻生成,僅相位差像素21P的像素信號(hào)用于焦點(diǎn)檢測(cè)。
[0078]從像素陣列單元11讀出像素信號(hào)的順序可以是從像素陣列單元11中的預(yù)定像素行(例如最高像素行)開始沿列方向依次讀出像素信號(hào)，或者分別讀出相位差像素行41和通常像素行42。例如,可以布置為首先只讀出通常像素行42,然后改變A/D轉(zhuǎn)換分辨率,也就是改變斜坡信號(hào)RAMP的坡度，并讀出相位差像素行41。
[0079]如圖6所示，在如上文所述的相位差像素行41的A/D轉(zhuǎn)換分辨率被改進(jìn)的操作模式的情況下，用于視頻生成的像素?cái)?shù)量少于像素陣列單元11的最大像素?cái)?shù)量。因此，該操作模式可在用于成像靜止圖像的AF操作時(shí)使用，或在拍攝分辨率比靜止圖像低的運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)使用。注意，在利用像素陣列單元11的最大像素?cái)?shù)量進(jìn)行成像的情況下，固態(tài)成像裝置I也可以按與通常像素行42相同的A/D轉(zhuǎn)換分辨率來對(duì)相位差像素行41進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并在為固態(tài)成像裝置I的輸出級(jí)提供的稱為數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的信號(hào)處理電路處，利用周圍的通常像素通過插值來獲得與相位差像素21P的像素位置相同的視頻信號(hào)的像素的值。
[0080]如上所述，圖1中的固態(tài)成像裝置I例如在AF操作時(shí)根據(jù)布置有相位差像素21P的相位差像素行41和未布置相位差像素21P的通常像素行42來生成具有不同坡度(傾斜度)的斜坡信號(hào)RAMP，并將該斜坡信號(hào)輸出至A/D轉(zhuǎn)換單元71。因此，固態(tài)成像裝置I根據(jù)是將斜坡信號(hào)RAMP與通常像素21G比較，還是將斜坡信號(hào)RAMP與相位差像素21P比較，來生成具有不同坡度的斜坡信號(hào)RAMP，并將該斜坡信號(hào)輸出至A/D轉(zhuǎn)換單元71。
[0081]因此，在幀速自適應(yīng)變化的結(jié)構(gòu)中，僅僅是與相位差像素行41有關(guān)的A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間更長(zhǎng)。因此，與在通常像素行42的A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間與相位差像素行41的A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間一致的狀態(tài)下改進(jìn)AF聚焦精度的情況相比，即便在改進(jìn)AF聚焦精度之后，仍然可以抑制幀速的衰減。
[0082]2.第二實(shí)施例
[0083]2-1.固態(tài)成像裝置的整體結(jié)構(gòu)示例。
[0084]圖7是圖示根據(jù)本技術(shù)的第二實(shí)施例的固態(tài)成像裝置的示意性結(jié)構(gòu)的框圖。在圖7中，采用相同的附圖標(biāo)記來表示與第一實(shí)施例相對(duì)應(yīng)的部分，以下僅說明與第一實(shí)施例不同的部分。
[0085]圖7所示的固態(tài)成像裝置I包括像素陣列單元11、垂直掃描電路12、A/D轉(zhuǎn)換單元71、水平掃描電路14、系統(tǒng)控制單元15、像素驅(qū)動(dòng)線16、垂直信號(hào)線17、基準(zhǔn)信號(hào)生成單元72、水平輸出線19、輸出單元20等等。
[0086]具體地，根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)成像裝置I與根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)成像裝置I在關(guān)于A/D轉(zhuǎn)換單元71和基準(zhǔn)信號(hào)生成單元72的結(jié)構(gòu)方面不同。
[0087]A/D轉(zhuǎn)換單元71與根據(jù)第一實(shí)施例的A/D轉(zhuǎn)換單元13的不同之處在于，與布置有相位差像素21P的像素列相對(duì)應(yīng)地、在ADC22的用于斜坡信號(hào)RAMP的輸入端口之前新提供了選擇器23。基準(zhǔn)信號(hào)生成單元72與根據(jù)第一實(shí)施例的基準(zhǔn)信號(hào)生成單元18的差別在于，除了 DAC18a之外，還提供了另一 DAC18b以及控制單元18c。
[0088]選擇器23包括兩個(gè)輸入端口和一個(gè)輸出端口。從DAC18a輸出的斜坡信號(hào)RAMPl輸入至其中一個(gè)輸入端口，從DAC18b輸出的斜坡信號(hào)RAMP2輸入至另一輸入端口。選擇器23在基準(zhǔn)信號(hào)生成單元72的控制單元18c的控制下選擇斜坡信號(hào)RAMPl和斜坡信號(hào)RAMP2中的一個(gè)，并輸出所選擇的斜坡信號(hào)。
[0089]DAC18a生成用于通常像素21G的斜坡信號(hào)RAMP1，并將該斜坡信號(hào)輸出至A/D轉(zhuǎn)換單元71。另一方面，DAC18b生成用于相位差像素2IP的斜坡信號(hào)RAMP2，并將該斜坡信號(hào)輸出至A/D轉(zhuǎn)換單元71。斜坡信號(hào)RAMPl和斜坡信號(hào)RAMP2的斜坡信號(hào)坡度(隨時(shí)間推移的電平變化率)不同，并且斜坡信號(hào)RAMP2的坡度比斜坡信號(hào)RAMPl的坡度更平緩。
[0090]與像素陣列單元11中的每個(gè)像素21的像素信號(hào)讀出操作同時(shí)地，控制單元18c控制選擇器23。具體地，在通常像素21G的像素信號(hào)VSL從像素陣列單元11輸入至ADC22中的比較器31的情況下，控制單元18c進(jìn)行控制以選擇由DAC18a輸出的斜坡信號(hào)RAMPl。在相位差像素2IP的像素信號(hào)VSL被輸入至ADC22中的比較器31的情況下，進(jìn)行控制以選擇由DAC18b輸出的斜坡信號(hào)RAMP2。注意該處理以像素為單位進(jìn)行。
[0091]2-2.根據(jù)第二實(shí)施例的A/D轉(zhuǎn)換操作
[0092]將參考圖8來說明根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)成像裝置I的A/D轉(zhuǎn)換操作。在圖8中，用虛線指示由DAClSa輸出的用于通常像素21G的斜坡信號(hào)RAMPl，并且用實(shí)線指示由DAC18b輸出的用于相位差像素21P的斜坡信號(hào)RAMP2。
[0093]在像素陣列11中的通常像素行42被選擇作為讀出行的情況下，選擇器23在控制單元18c的控制下選擇由DAC18a輸出的斜坡信號(hào)RAMPl并輸出該信號(hào)。
[0094]由此，將通常像素行42中的所有通常像素21G的像素信號(hào)VSL與斜坡信號(hào)RAMPl進(jìn)行比較，并且ADC22執(zhí)行一個(gè)水平掃描時(shí)段(1XHS)的⑶S處理和A/D轉(zhuǎn)換處理。
[0095]另一方面，在像素陣列單元11中的相位差像素行41被選擇作為讀出行的情況下，與通常像素21G相對(duì)應(yīng)的選擇器23在控制單元18c的控制下選擇并輸出由DAC18a輸出的斜坡信號(hào)RAMPl。與相位差像素21P相對(duì)應(yīng)的選擇器23也在控制單元18c的控制下選擇并輸出由DAC18b輸出的斜坡信號(hào)RAMP2。
[0096]由此，從相位差像素行41中的通常像素21G輸出的像素信號(hào)VSL與斜坡信號(hào)RAMPl進(jìn)行電平比較,從相位差像素行41中的相位差像素21P輸出的像素信號(hào)VSL與斜坡信號(hào)RAMP2進(jìn)行電平比較。因此，對(duì)相位差像素21P的像素信號(hào)VSL進(jìn)行的A/D轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換分辨率比通常像素21G的像素信號(hào)VSL高。例如，在通常像素21G的A/D轉(zhuǎn)換要進(jìn)行的位數(shù)為N位的情況下,相位差像素21P的A/D轉(zhuǎn)換要進(jìn)行的位數(shù)可以設(shè)置為N+1位。注意，該處理是以像素為單位進(jìn)行的。
[0097]相位差像素行41的A/D轉(zhuǎn)換操作時(shí)間必須與相位差像素21P的A/D轉(zhuǎn)換操作時(shí)間一致。因此，相位差像素行41的A/D轉(zhuǎn)換操作時(shí)間設(shè)置為兩個(gè)水平掃描時(shí)段(2XHS)。
[0098]2-3.根據(jù)第二實(shí)施例的視頻使用像素區(qū)
[0099]圖9圖示了根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)成像裝置I中的用于視頻生成的像素區(qū)。
[0100]在第一實(shí)施例的情況下，相位差像素行41中的通常像素21G的A/D轉(zhuǎn)換分辨率與通常像素行42中的通常像素21G的A/D轉(zhuǎn)換分辨率不同。因此,沒有使用相位差像素行41中的通常像素21G的像素信號(hào)VSL。
[0101]在第二實(shí)施例中，相位差像素行41中的通常像素21G的A/D轉(zhuǎn)換分辨率與通常像素行42中的通常像素21G的A/D轉(zhuǎn)換分辨率一致。因此,可以容易地利用相位差像素行41中的通常像素21G的像素信號(hào)VSL進(jìn)行視頻生成。
[0102]因此，如圖9中網(wǎng)格所指示的，除了通常像素行42中的通常像素21G的像素信號(hào)VSL之外，相位差像素行41中的通常像素21G的像素信號(hào)VSL也用于視頻生成。在為固態(tài)成像裝置I的輸出級(jí)提供的信號(hào)處理電路(DSP)中，通過來自相位差像素21P周圍的通常像素21G的像素信號(hào)的插值，來獲得與相位差像素行41中的相位差像素21P的像素位置相同的視頻信號(hào)的像素的值。
[0103]固態(tài)成像裝置I沿列方向按行順序讀出像素陣列單元11中的每個(gè)像素行中的像素信號(hào)VSL。A/D轉(zhuǎn)換單元71對(duì)通常像素行42中的像素信號(hào)VSL以及相位差像素行41的通常像素21G中的像素信號(hào)VSL進(jìn)行一個(gè)水平掃描時(shí)段(IXHS)的A/D轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換單元71還對(duì)相位差像素行41中的相位差像素21P的像素信號(hào)VSL進(jìn)行兩個(gè)水平掃描時(shí)段(2XHS)的 A/D 轉(zhuǎn)換。
[0104]如上文所述，第二實(shí)施例使基準(zhǔn)信號(hào)生成單元72能夠同時(shí)輸出用于通常像素21G的斜坡信號(hào)RAMPl和用于相位差像素21P的斜坡信號(hào)RAMP2。因此，也可以容易地利用相位差像素行41中的通常像素21G的像素信號(hào)VSL。進(jìn)一步地,對(duì)于相位差像素21P,可以獲得分辨率改進(jìn)的A/D轉(zhuǎn)換后的像素信號(hào)。
[0105]在第二實(shí)施例中，在A/D轉(zhuǎn)換操作時(shí)，僅根據(jù)針對(duì)相位差像素行41的分辨率的提高來延長(zhǎng)計(jì)數(shù)時(shí)間。在另一方面，針對(duì)通常像素行42的通常A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間保持不變。因此，可以在抑制A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間增加以及抑制幀速降低的同時(shí)改進(jìn)AF聚焦精度。
[0106]注意，已經(jīng)針對(duì)一示例進(jìn)行了說明，在該示例中，根據(jù)作為通常像素行42的A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間的一個(gè)水平掃描時(shí)段(1XHS)，將相位差像素行41的A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間設(shè)置為兩個(gè)水平掃描時(shí)段(2XHS)，并且根據(jù)通常像素2IG的N位，將相位差像素2IP的A/D轉(zhuǎn)換要進(jìn)行的位數(shù)增加到N+1位。具體地，D階段A/D轉(zhuǎn)換時(shí)段的長(zhǎng)度加倍，由此可通過位數(shù)加倍而使分辨率加倍。或者D階段A/D轉(zhuǎn)換時(shí)段的長(zhǎng)度加倍，最大計(jì)數(shù)值加倍，因此，位數(shù)加倍，由此可以使分辨率加倍。注意，在該示例的情況下，為后續(xù)級(jí)提供的信號(hào)處理電路(DSP)必須通過識(shí)別通常像素21G和相位差像素21P在分辨率方面的不同而進(jìn)行不同的處理。
[0107]然而，可選地，可通過調(diào)節(jié)DAClSb中的增益來設(shè)置用于相位差像素21P的斜坡信號(hào)RAMP2的坡度，因此可選地，也可設(shè)置相位差像素21P的A/D轉(zhuǎn)換要進(jìn)行的位數(shù)。例如，可以根據(jù)通常像素21G的N位，將相位差像素21P的A/D轉(zhuǎn)換要進(jìn)行的位數(shù)設(shè)置為N+2位或N+3位。注意，相位差像素21P的A/D轉(zhuǎn)換要進(jìn)行的位數(shù)相對(duì)于通常像素21G的A/D轉(zhuǎn)換要進(jìn)行的位數(shù)的增量的增加延長(zhǎng)了 A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間。因此，相應(yīng)地縮短了相位差像素行41中的每個(gè)像素21處的電荷存儲(chǔ)時(shí)間的可設(shè)置的范圍。
[0108]針對(duì)電子裝置的應(yīng)用示例
[0109]上文所述的固態(tài)成像裝置I可應(yīng)用于各種電子裝置，例如，諸如類似數(shù)字照相機(jī)和數(shù)字?jǐn)z影機(jī)等的成像設(shè)備、具有成像功能的便攜式電話、或者具有成像功能的音頻播放
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[0110]圖10是圖示充當(dāng)應(yīng)用了本技術(shù)的實(shí)施例的電子裝置的成像設(shè)備的結(jié)構(gòu)示例的框圖。
[0111]圖10所示的成像設(shè)備101包括光學(xué)系統(tǒng)102、快門裝置103、固態(tài)成像裝置104、控制電路105、信號(hào)處理電路106、顯示屏107、以及存儲(chǔ)器108，并且該成像設(shè)備101能夠?qū)o止圖像和運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行成像。
[0112]光學(xué)系統(tǒng)102由一個(gè)或多個(gè)透鏡構(gòu)成，將來自被攝體的光(入射光)引導(dǎo)到固態(tài)成像裝置104，并在固態(tài)成像裝置104的光接收表面上形成圖像。
[0113]快門裝置103設(shè)在光學(xué)系統(tǒng)102和固態(tài)成像裝置104之間，并且在控制電路105的控制下控制針對(duì)固態(tài)成像裝置104的光照時(shí)段和遮光時(shí)段。
[0114]固態(tài)成像裝置104由上述固態(tài)成像裝置I構(gòu)成。固態(tài)成像裝置104根據(jù)通過光學(xué)系統(tǒng)102和快門裝置103在光接收表面上形成圖像的光，將信號(hào)電荷存儲(chǔ)特定時(shí)段。根據(jù)從控制電路105提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(時(shí)序信號(hào))傳輸存儲(chǔ)在固態(tài)成像裝置104中的信號(hào)電荷。固態(tài)成像裝置104可配置為獨(dú)立的單片結(jié)構(gòu)，或可配置為封裝有光學(xué)系統(tǒng)102到信號(hào)處理電路106等的照相機(jī)模塊的一部分。[0115]控制電路105輸出用于控制固態(tài)成像裝置104的傳輸操作和快門裝置103的快門操作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置104和快門裝置103。
[0116]信號(hào)處理電路106對(duì)從固態(tài)成像裝置104輸出的像素信號(hào)進(jìn)行各種類型的信號(hào)處理。由對(duì)像素信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理的信號(hào)處理電路106獲得的圖像(圖像數(shù)據(jù))被提供給顯示屏107來顯示，或被提供給存儲(chǔ)器108來存儲(chǔ)(記錄)。
[0117]本技術(shù)的實(shí)施例不限于上述實(shí)施例，可在不背離本技術(shù)的實(shí)質(zhì)的情況下進(jìn)行各種修改。
[0118]注意，本技術(shù)可具有以下結(jié)構(gòu)。
[0119](I) 一種固態(tài)成像裝置，包括:像素陣列單元，所述像素陣列單元中以矩陣形式布置有多個(gè)像素，所述多個(gè)像素包括:作為用于視頻輸出的像素的多個(gè)通常像素，以及作為用于焦點(diǎn)檢測(cè)的像素的多個(gè)相位差像素；A/D轉(zhuǎn)換單元，配置為將從所述像素陣列單元的像素輸出的像素信號(hào)與充當(dāng)基準(zhǔn)信號(hào)的斜坡信號(hào)進(jìn)行比較，從而對(duì)所述像素信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；以及控制單元，配置為進(jìn)行控制以使得要與相位差像素進(jìn)行比較的斜坡信號(hào)的坡度和要與至少一部分通常像素進(jìn)行比較的斜坡信號(hào)的坡度不同。
[0120](2)根據(jù)(I)所述的固態(tài)成像裝置，進(jìn)一步包括:基準(zhǔn)信號(hào)生成單元，配置為生成斜坡信號(hào)。
[0121](3)根據(jù)權(quán)利要求(2)所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述基準(zhǔn)信號(hào)生成單元包括:第一 D/A轉(zhuǎn)換器，配置為生成第一斜坡信號(hào)，以及第二 D/A轉(zhuǎn)換器，配置為生成第二斜坡信號(hào)，所述第二斜坡信號(hào)的坡度比所述第一斜坡信號(hào)的坡度更平緩；其中，所述第一 D/A轉(zhuǎn)換器將所述第一斜坡信號(hào)輸出至從通常像素輸出的像素信號(hào)被輸入到的A/D轉(zhuǎn)換單元；以及其中，所述第二 D/A轉(zhuǎn)換器將所述第二斜坡信號(hào)輸出至從相位差像素輸出的像素信號(hào)被輸入到的A/D轉(zhuǎn)換單元。
[0122](4)根據(jù)(3)所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述像素陣列單元的預(yù)定像素行配置有通常像素和相位差像素；其中，所述第一 D/A轉(zhuǎn)換器將所述第一斜坡信號(hào)輸出至從所述預(yù)定像素行的通常像素輸出的像素信號(hào)被輸入到的A/D轉(zhuǎn)換單元；以及其中，所述第二 D/A轉(zhuǎn)換器將所述第二斜坡信號(hào)輸出至從所述預(yù)定像素行的相位差像素輸出的像素信號(hào)被輸入到的A/D轉(zhuǎn)換單元。
[0123]( 5 )根據(jù)(2 )所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述基準(zhǔn)信號(hào)生成單元針對(duì)所述像素陣列單元中的布置有相位差像素的像素行和未布置相位差像素的像素行生成具有不同坡度的斜坡信號(hào)，并將斜坡信號(hào)輸出至A/D轉(zhuǎn)換單元。
[0124](6)根據(jù)(I)或(5)所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述像素陣列單元將所有未布置相位差像素的像素行的像素信號(hào)輸出至A/D轉(zhuǎn)換單元，隨后將布置有相位差像素的像素行的像素信號(hào)輸出至A/D轉(zhuǎn)換單元。
[0125]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，根據(jù)設(shè)計(jì)需要及其他因素，在所附權(quán)利要求及其等同物的范圍之內(nèi)，可以產(chǎn)生各種修改、組合、下位組合和變化。
[0126]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0127]本申請(qǐng)要求2013年2月19日提交的在先的日本專利申請(qǐng)JP2013-030403的優(yōu)先權(quán),其全部?jī)?nèi)容以引用方式結(jié)合于此。
【權(quán)利要求】
1.一種固態(tài)成像裝置，包括: 像素陣列單元，所述像素陣列單元中以矩陣形式布置有多個(gè)像素，所述多個(gè)像素包括: 作為用于視頻輸出的像素的多個(gè)通常像素，以及 作為用于焦點(diǎn)檢測(cè)的像素的多個(gè)相位差像素； A/D轉(zhuǎn)換單元，配置為將從所述像素陣列單元的像素輸出的像素信號(hào)與充當(dāng)基準(zhǔn)信號(hào)的斜坡信號(hào)進(jìn)行比較，從而對(duì)所述像素信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；和 控制單元，配置為進(jìn)行控制以使得要與相位差像素進(jìn)行比較的斜坡信號(hào)的坡度不同于要與至少一部分通常像素進(jìn)行比較的斜坡信號(hào)的坡度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置，進(jìn)一步包括: 基準(zhǔn)信號(hào)生成單元，配置為生成斜坡信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)成像裝置， 其中，所述基準(zhǔn)信號(hào)生成單元包括: 第一 D/A轉(zhuǎn)換器，配置為生成第一斜坡信號(hào)，以及 第二 D/A轉(zhuǎn)換器， 配置為生成第二斜坡信號(hào)，所述第二斜坡信號(hào)的坡度比所述第一斜坡信號(hào)的坡度更平緩； 其中，所述第一 D/A轉(zhuǎn)換器將所述第一斜坡信號(hào)輸出至從通常像素輸出的像素信號(hào)被輸入到的A/D轉(zhuǎn)換單元；以及 其中，所述第二 D/A轉(zhuǎn)換器將所述第二斜坡信號(hào)輸出至從相位差像素輸出的像素信號(hào)被輸入到的A/D轉(zhuǎn)換單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固態(tài)成像裝置， 其中，所述像素陣列單元的預(yù)定像素行配置有通常像素和相位差像素； 其中，所述第一 D/A轉(zhuǎn)換器將所述第一斜坡信號(hào)輸出至從所述預(yù)定像素行的通常像素輸出的像素信號(hào)被輸入到的A/D轉(zhuǎn)換單元；以及 其中，所述第二 D/A轉(zhuǎn)換器將所述第二斜坡信號(hào)輸出至從所述預(yù)定像素行的相位差像素輸出的像素信號(hào)被輸入到的A/D轉(zhuǎn)換單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述基準(zhǔn)信號(hào)生成單元針對(duì)所述像素陣列單元中的布置有相位差像素的像素行和未布置相位差像素的像素行生成具有不同坡度的斜坡信號(hào)，并將斜坡信號(hào)輸出至A/D轉(zhuǎn)換單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置，其中，所述像素陣列單元將所有未布置相位差像素的像素行的像素信號(hào)輸出至A/D轉(zhuǎn)換單元，隨后將布置有相位差像素的像素行的像素信號(hào)輸出至A/D轉(zhuǎn)換單元。
7.一種固態(tài)成像裝置的驅(qū)動(dòng)方法，所述固態(tài)成像裝置包括像素陣列單元，所述像素陣列單元中以矩陣形式布置有多個(gè)像素，所述多個(gè)像素包括: 作為用于視頻輸出的像素的多個(gè)通常像素，以及 作為用于焦點(diǎn)檢測(cè)的像素的多個(gè)相位差像素， 所述方法包括: 將從所述像素陣列單元的像素輸出的像素信號(hào)與充當(dāng)基準(zhǔn)信號(hào)的斜坡信號(hào)進(jìn)行比較，從而對(duì)所述像素信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；以及進(jìn)行控制以使得要與相位差像素進(jìn)行比較的斜坡信號(hào)的坡度不同于要與至少一部分通常像素進(jìn)行比較的斜坡信號(hào)的坡度。
8.一種固態(tài)成像裝置，包括: 像素陣列單元，所述像素陣列單元中以矩陣形式布置有多個(gè)像素，所述多個(gè)像素包括: 作為用于視頻輸出的像素的多個(gè)通常像素，以及 作為用于焦點(diǎn)檢測(cè)的像素的多個(gè)相位差像素； 選擇器單兀，配置為選擇性地輸出第一斜坡信號(hào)和第二斜坡信號(hào)；以及A/D轉(zhuǎn)換單元，配置為將從所述像素陣列單元的像素輸出的像素信號(hào)與從所述選擇器單元輸出的斜坡信 號(hào)進(jìn)行比較，從而對(duì)所述像素信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。
【文檔編號(hào)】H04N5/374GK103997612SQ201410048367
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月19日
【發(fā)明者】坂根誠(chéng)二郎 申請(qǐng)人:索尼公司