[发明专利]图像传感器，电子装置以及电子装置的驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像传感器、电子装置、以及电子装置的驱动方法，尤 其是涉及一种能够以一种简单的结构获得一种高质量图像的图像传感器、电 子装置、以及电子装置的驱动方法。

背景技术

一种CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器以及传感器放大在作 为一种光电转换元件的具有有源元件的光电二极管中积累的信号电荷，并读 取所放大的信号电荷作为图像信息。

例如，在一种诸如CMOS图像传感器的X-Y地址型固态成像装置中， 多个像素晶体管以矩阵形式排列。此外，与入射光对应的信号电荷的积累针 对每条线(每行)开始机型，并且具有基于所积累的信号电荷的电流或电压 的信号依据地址指定从每个像素给顺序读出。因此，与通过采用移位寄存器 选择像素而顺序读取在像素中获得的信号电荷的CCD(电荷耦合器件)图像 传感器不同，X-Y地址型固态成像器件的特征在于，因为信号可以根据地址 指定从位于随机位置的像素中获取，其读取像素信号的顺序可以相对自由地 设定。

例如，在一种以数字静态照相机为代表的形成静态图像的技术中，通过 使用一种CMOS型固态成像器件独立地读取关于所有像素的像素信息而获得 静态图像的“全像素读取模式”是众所周知的。除了该模式外，例如也可以 进行一种在跳过一些行和列来进行读取的“稀释(thinning-out)读取模式”。

而且，在CMOS图像传感器中，执行一种快门(shutter)操作(电子快 门)，以便增加像素中获取的信号电荷的精度。响应于该快门操作，在像素中 积累的电荷被一次清扫掉(sweep out)。例如，在基于上面的“稀释读取模式” 的读取像素的情况下，需要一种更为复杂的快门操作作为克服来自相邻像素 等的电荷泄漏的措施。

例如，在稀释读取模式中，除了用于指明曝光时间的快门操作之外，还 需要用于清扫一行上的像素中所积累的电荷的、其中不执行像素信号的读取 的一种所谓的防晕(anti-blooming)快门。如果不执防晕快门，就不会发生对 在一个被稀释行上的像素的电荷的清扫操作。因此，电荷从光电二极管溢出 并且该电荷泄漏到相邻的像素。因此就会出像诸如图像混合的问题。

而且，也可以通过根据在照相机操作期间的亮度、以帧为单位、基于电 子快门改变曝光时间，来执行用于优化曝光量等的控制。在这种情况下，当 曝光量已经改变时，在相同时刻的电子快门的数量可以增加。

因此，在CMOS图像传感器中，需要复杂的读取行货快门行的选择。为 了实际上给予读取顺序的较大的自由度，需要一种根据每个模式执行地址指 定的控制机制。因此，在许多种情况下，不但要使用一种移位寄存器而且要 使用一种解码器作为一种像素行或列选择电路。原因在于，在移位寄存器的 情况下，行或列在某种程度上需要顺序选择，并且因此不能自由地选择任意 行或列。

在使用解码器的情况下，选择像素行的垂直选择解码器在1H周期 (period)(一个水平扫描周期)内执行读取行的选择以及快门行的选择，以 便执行每个像素的电荷的读取以及对电荷的清扫操作。

例如，在1/2稀释读取模式中，当考虑到由于上述防晕快门和电子快门 导致曝光时间的改变时，有必要在选择一个读取行的时间(1H周期)中在最 大的四个位置同时生成电子快门行，以便获得高质量的图像而不会有较差的 曝光。因此，需要四个解码器来选择四个电子快门行以及需要一个解码器来 选择一个读取行，总共需要五个解码器。因此将增加电路的尺寸。

由于这种原因，已经提出对解码器所选择的地址执行时分多路复用，以 便采用一个解码器选择多个电子快门行货读取行(例如，参见 JP-A-2004-166269)。

发明内容

不过，在JP-A-2004-166269所披露的技术中，尽管能够减小电路的尺寸， 但是需要在水平消隐(blanking)周期中将所有的电子快门选择行写入锁存器。 为此，例如当需要同时选择的电子快门行的数量增加时，需要使得水平消隐 周期更长。因此，以高速帧率进行读取变得比较困难。

因此，鉴于以上原因，需要以一种简单的配置获得一种高质量的图像。