[发明专利]固态成像器件、驱动固态成像器件的方法以及成像设备

说明书

技术领域

本发明涉及固态成像器件、固态成像器件的驱动方法以及成像设备。

背景技术

在相关技术的固态成像器件，例如CMOS图像传感器中，为提高信号输出率以及减少功耗，当水平传输从像素读出的像素数据时，使用像素矩阵阵列内的多个列作为一个单元，并且多个列中的像素信号按行并行水平传输和输出(例如，见JP-A-2000-32344)。

在配置为执行并行传输和输出的CMOS图像传感器内，例如，当多个列的数目为四个时，水平传输的输出数目为四个，即四个输出1、2、3和4。每列的信号将根据被传输的列的顺序4n+1、4n+2、4n+3和4n+4(n是整数)输出。

发明内容

然而，在相关技术中，当执行所谓开窗(window cutting)(其中信号从像素矩阵阵列中特定区域里的像素读出)、并且这样切割(cut)的窗口内的第一像素的信号被输出为输出1、以简化下游信号处理系统内的信号处理时，切割单元可能总是限于4的倍数，使得要被切割的窗口的像素单元变得不精确，这是不利的。

因此，需要提供固态成像器件，其配置为执行并行传输和输出，并且能够使用小于多列单元的单元实现开窗，而与并行输出的起始位置及并行输出的数目无关。还需要提供该固态成像器件的驱动方法和成像设备。

根据本发明的实施例，提供了一种固态成像器件，其包括：像素阵列单元，其由按照矩阵二维排列的像素形成，每个像素阵列单元具有光电转换器，并且按多列并行输出从像素阵列单元内的像素读出的信号。当按列地址执行开窗，使得窗口与多列单元重叠时，其中信号从像素矩阵阵列中特定区域里的像素读出，保持从当前列地址单元中的像素读出的信号、以及从在前的列地址单元中的像素读出的信号，从保持的信号中，按多列选择并输出连续信号。

在按多列并行输出像素信号的固态成像器件内，由于可从当前列地址单元和在前的列地址单元的信号中，按多列选择连续信号，因此即使当切割单元不是多列单元的倍数时，仍可以按列地址执行开窗，使得窗口与多列单元重叠。

根据本发明的实施例，由于可以执行开窗而不用将切割单元限制为多列单元的倍数，因此能够使用小于多列单元的单元执行开窗，而与并行输出的起始位置及并行输出的数目无关。

附图说明

图1是显示根据本发明一个实施例的固态成像器件的原理性框图。

图2是显示选择器单元的具体配置的一个示例的框图。

图3是显示包括光学黑区的像素阵列单元的示例性配置的概念视图；

图4是显示设计为从光学黑区(optical black area)里的像素、读出信号的配置的主要部分的框图；以及

图5是显示根据本发明实施例的成像设备的示例性配置的框图。

具体实施方式

下面将参照附图详细地描述本发明的实施例。

图1是显示根据本发明一个实施例的固态成像器件的原理性框图。在该实施例中，将参照CMOS图像传感器描述该固态成像器件。

如图1所示，根据该实施例的固态成像器件，包括像素阵列单元11、行扫描电路12、列信号处理电路13、列扫描电路14、总线15、保持电路16以及选择器单元17。这些部件安装在单个半导体基底(substrate)(芯片)18上。

像素阵列单元11包括按照矩阵二维排列的像素20，每个像素阵列单元具有光电转换器。垂直信号线111布线到矩阵像素排列内的每列，并且一条或多条驱动控制线布线到每行。因为像素20的配置与本发明的特征无关，所以将不对其具体描述。为了图的清晰，图1只显示了某一行中八列H1至H8中的像素。

在根据该实施例的固态成像器件内，为了提高信号输出率并减少功耗，像素阵列单元11被配置使得，当水平传输从像素20读出的像素数据时，使用像素矩阵排列的多个列(例如四列)作为一个单元，并且该四列中像素的信号按行并行水平传输和输出(四个并行输出)。

行扫描电路12包括移位寄存器、地址解码器等，并且按行选择和扫描像素阵列单元11中的每个像素20。列信号处理电路13包括多个列电路131，例如为像素阵列单元11中的每个像素列安排的列电路131，也就是说安排使得一个列电路131对应一个像素列，对从(当行扫描电路12执行扫描时选择的)行中的每个像素20通过垂直信号线111输出的信号，执行预定的信号处理，并且暂时保持经信号处理的像素信号。