示的第四實(shí)施例的另一應(yīng)用例的第三應(yīng)用例。在圖16 和21所示的布置中，在垂直方向上彼此相鄰的像素的信號(hào)同時(shí)被處理。在第三應(yīng)用例中， 多條垂直信號(hào)線經(jīng)開關(guān)HASW連接，并且在水平方向上彼此相鄰的像素的信號(hào)同時(shí)被處理。
[0085] 圖24示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖像感測(cè)系統(tǒng)的布置。圖像感測(cè)系統(tǒng)800包 括光學(xué)單元810、圖像感測(cè)元件100、圖像信號(hào)處理單元830、記錄/通信單元840、定時(shí)控制 單元850、系統(tǒng)控制單元860以及回放/顯示單元870。圖像感測(cè)單元820包括圖像感測(cè)元 件100和圖像信號(hào)處理單元830。圖像感測(cè)元件100是由以上實(shí)施例中解釋的固態(tài)圖像傳 感器1和1'表示的固態(tài)圖像傳感器。
[0086] 作為諸如透鏡的光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)單元810把來(lái)自對(duì)象的光成像在圖像感測(cè)元件 100的圖像感測(cè)單元110上，其中多個(gè)像素二維布置，由此形成對(duì)象的圖像。在基于來(lái)自定 時(shí)控制單元850的信號(hào)的定時(shí)，圖像感測(cè)元件100輸出對(duì)應(yīng)于圖像感測(cè)單元110上成像的 光的信號(hào)。來(lái)自圖像感測(cè)元件100的輸出信號(hào)輸入到作為圖像信號(hào)處理器的圖像信號(hào)處理 單元830,并且圖像信號(hào)處理單元830根據(jù)由程序等確定的方法執(zhí)行信號(hào)處理。由圖像信號(hào) 處理單元830中的處理獲得的信號(hào)作為圖像數(shù)據(jù)被傳輸?shù)接涗?通信單元840。記錄/通 信單元840把用于形成圖像的信號(hào)傳輸?shù)交胤?顯示單元870,并且使回放/顯示單元870 回放/顯示移動(dòng)圖像或靜止圖像。當(dāng)從圖像信號(hào)處理單元830接收到信號(hào)時(shí)，記錄/通信 單元840與系統(tǒng)控制單元860通信，并且還在記錄介質(zhì)（未示出）上記錄用于形成圖像的 信號(hào)。
[0087] 系統(tǒng)控制單元860全面控制圖像感測(cè)系統(tǒng)的操作，并且控制光學(xué)單元810、定時(shí)控 制單元850、記錄/通信單元840和回放/顯示單元870的驅(qū)動(dòng)。并且，系統(tǒng)控制單元860 包括諸如記錄介質(zhì)的存儲(chǔ)設(shè)備（未示出），并且在存儲(chǔ)設(shè)備中記錄例如控制圖像感測(cè)系統(tǒng) 的操作所必需的程序。此外，系統(tǒng)控制單元860向圖像感測(cè)系統(tǒng)提供例如用于根據(jù)用戶的 操作切換驅(qū)動(dòng)模式的信號(hào)。實(shí)際的例子是讀取目標(biāo)行或復(fù)位目標(biāo)行的變化、由電子變焦導(dǎo) 致的視角的變化、以及由電子振動(dòng)隔離導(dǎo)致的視角的偏移。在系統(tǒng)控制單元860的控制之 下，定時(shí)控制單元850控制圖像感測(cè)元件100和圖像信號(hào)處理單元830的驅(qū)動(dòng)定時(shí)。
[0088] 雖然本發(fā)明已經(jīng)參考示例性實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所 公開的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)遵循最寬泛的解釋，從而涵蓋所有這樣的修 改以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種固態(tài)圖像傳感器，包括包含多個(gè)像素塊的圖像感測(cè)單元以及被配置為從圖像感 測(cè)單元讀出信號(hào)的讀出單元， 其中像素塊包括光電轉(zhuǎn)換器、第一晶體管、第二晶體管和電流源， 第一晶體管的第一主電極和第二晶體管的第一主電極連接到公共節(jié)點(diǎn)，并且電流源被 設(shè)置在所述公共節(jié)點(diǎn)與預(yù)定電壓之間的路徑中， 用于從圖像感測(cè)單元讀出信號(hào)的讀出操作包括如下操作：在該操作中，與光電轉(zhuǎn)換器 中生成的電荷對(duì)應(yīng)的電壓供給第一晶體管的控制電極，并且在時(shí)間上變化的參考電壓供給 第二晶體管的控制電極；及 讀出單元經(jīng)第一晶體管的第二主電極從圖像感測(cè)單元讀出信號(hào)。2. 如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中讀出單元被配置為經(jīng)垂直傳輸路徑從圖像感測(cè)單 元讀出信號(hào)。3. 如權(quán)利要求2所述的傳感器，其中讀出單元包括被配置為經(jīng)多條垂直傳輸路徑從圖 像感測(cè)單元讀出多個(gè)信號(hào)的多個(gè)信號(hào)處理單元。4. 如權(quán)利要求2所述的傳感器，其中 垂直傳輸路徑包括形成差動(dòng)信號(hào)線對(duì)的第一垂直信號(hào)線和第二垂直信號(hào)線， 第一晶體管的第二主電極經(jīng)第一垂直信號(hào)線連接到讀出單元，以及 第二晶體管的第二主電極經(jīng)第二垂直信號(hào)線連接到讀出單元。5. 如權(quán)利要求4所述的傳感器，其中讀出單元包括被配置為對(duì)經(jīng)第一晶體管的第二主 電極供給的電流的值與經(jīng)第二晶體管的第二主電極供給的電流的值進(jìn)行比較的信號(hào)處理 單元。6. 如權(quán)利要求5所述的傳感器，還包括計(jì)數(shù)器， 其中，根據(jù)來(lái)自信號(hào)處理單元的輸出的反轉(zhuǎn)，讀出單元確定由計(jì)數(shù)器獲得的計(jì)數(shù)值是 從圖像感測(cè)單元讀出的信號(hào)的值。7. 如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中 像素塊包括包含所述光電轉(zhuǎn)換器的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器、包含所述第一晶體管的多個(gè)第一 晶體管、包含所述第二晶體管的多個(gè)第二晶體管以及包含所述電流源的多個(gè)電流源，使得 形成多個(gè)像素，以及 所述多個(gè)像素中的每一個(gè)像素包括所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器之一、所述多個(gè)第一晶體管之 一、所述多個(gè)第二晶體管之一以及所述多個(gè)電流源之一。8. 如權(quán)利要求7所述的傳感器，其中所述多個(gè)像素中的每一個(gè)像素是通過(guò)激活該像素 的電流源而被選擇的。9. 如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中 像素塊包括包含所述光電轉(zhuǎn)換器的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器、包含所述第一晶體管的多個(gè)第一 晶體管以及包含所述第二晶體管的多個(gè)第二晶體管，使得形成多個(gè)像素， 所述多個(gè)像素中的每一個(gè)像素包括所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器之一、所述多個(gè)第一晶體管之 一以及所述多個(gè)第二晶體管之一，以及 所述多個(gè)像素共享所述電流源。10. 如權(quán)利要求9所述的傳感器，其中所述多個(gè)像素中的每一個(gè)像素在第二晶體管與 電流源之間包括選擇晶體管。11. 如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中預(yù)定電壓施加到第二晶體管的第二主電極。12. 如權(quán)利要求11所述的傳感器，其中讀出單元包括被配置為對(duì)經(jīng)第一晶體管的第二 主電極供給的電流的值與參考電流的值進(jìn)行比較的信號(hào)處理單元。13. 如權(quán)利要求12所述的傳感器，還包括計(jì)數(shù)器， 其中，根據(jù)來(lái)自信號(hào)處理單元的輸出的反轉(zhuǎn)，讀出單元確定由計(jì)數(shù)器獲得的計(jì)數(shù)值是 從圖像感測(cè)單元讀出的信號(hào)的值。14. 如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中 像素塊還包括連接到第一晶體管的控制電極的第一電荷-電壓轉(zhuǎn)換器、第二光電轉(zhuǎn)換 器以及連接到第二晶體管的控制電極的第二電荷-電壓轉(zhuǎn)換器，以及 用于從光電轉(zhuǎn)換器讀出信號(hào)的讀出操作包括如下操作：在該操作中，在光電轉(zhuǎn)換器中 生成的電荷被傳送至第一電荷-電壓轉(zhuǎn)換器，并且所述參考電壓供給第二晶體管的控制電 極。15. 如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中像素塊包括包含所述光電轉(zhuǎn)換器的多個(gè)光電轉(zhuǎn) 換器，并且像素塊被配置為使得第一晶體管用于從所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器中的每一個(gè)光電轉(zhuǎn) 換器讀出信號(hào)。16. 如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中 像素塊還包括連接到第一晶體管的控制電極的第一電荷-電壓轉(zhuǎn)換器、第二光電轉(zhuǎn)換 器、連接到第二晶體管的控制電極的第二電荷-電壓轉(zhuǎn)換器、在信號(hào)線和第一電荷-電壓轉(zhuǎn) 換器之間的路徑中設(shè)置的第一開關(guān)、以及在信號(hào)線和第二電荷-電壓轉(zhuǎn)換器之間的路徑中 設(shè)置的第二開關(guān)，以及 用于從光電轉(zhuǎn)換器讀出信號(hào)的讀出操作包括如下操作：在該操作中，在第一電荷-電 壓轉(zhuǎn)換器的電壓經(jīng)信號(hào)線和第一開關(guān)被復(fù)位之后，所述參考電壓經(jīng)信號(hào)線和第二開關(guān)供給 第二電荷-電壓轉(zhuǎn)換器。17. 如權(quán)利要求16所述的傳感器，其中用于從第二光電轉(zhuǎn)換器讀出信號(hào)的讀出操作包 括如下操作：在該操作中，在第二電荷_電壓轉(zhuǎn)換器的電壓經(jīng)信號(hào)線和第二開關(guān)被復(fù)位之 后，所述參考電壓經(jīng)信號(hào)線和第一開關(guān)供給第一電荷-電壓轉(zhuǎn)換器。18. 如權(quán)利要求2所述的傳感器，其中 像素塊還包括連接到第一晶體管的控制電極的第一電荷-電壓轉(zhuǎn)換器、第二光電轉(zhuǎn)換 器以及連接到第二晶體管的控制電極的第二電荷_電壓轉(zhuǎn)換器， 垂直傳輸路徑包括形成差動(dòng)信號(hào)線對(duì)的第一垂直信號(hào)線和第二垂直信號(hào)線， 當(dāng)從光電轉(zhuǎn)換器讀出信號(hào)時(shí)，在光電轉(zhuǎn)換器中生成的電荷被傳送至第一電荷_電壓轉(zhuǎn) 換器，所述參考電壓供給第二晶體管的控制電極，第一晶體管的第二主電極經(jīng)第一垂直信 號(hào)線連接到讀出單元，并且第二晶體管的第二主電極經(jīng)第二垂直信號(hào)線連接到讀出單元， 以及 當(dāng)從第二光電轉(zhuǎn)換器讀出信號(hào)時(shí)，在第二光電轉(zhuǎn)換器中生成的電荷被傳送至第二電 荷-電壓轉(zhuǎn)換器，在時(shí)間上變化的參考電壓供給第一晶體管的控制電極，第一晶體管的第 二主電極經(jīng)第二垂直信號(hào)線連接到讀出單元，并且第二晶體管的第二主電極經(jīng)第一垂直信 號(hào)線連接到讀出單元。19. 如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中讀出單元生成代表至少兩個(gè)像素塊的信號(hào)的信 號(hào)。20. 如權(quán)利要求19所述的傳感器，其中所述代表至少兩個(gè)像素塊的信號(hào)的信號(hào)是所述 至少兩個(gè)像素塊的信號(hào)的平均值和中值之一。21. -個(gè)圖像感測(cè)系統(tǒng)，包括： 如權(quán)利要求1至20中任何一項(xiàng)所述的固態(tài)圖像傳感器；以及 處理單元，被配置為處理來(lái)自所述固態(tài)圖像傳感器的信號(hào)。
【專利摘要】本公開內(nèi)容涉及固態(tài)圖像傳感器和圖像感測(cè)系統(tǒng)。一種傳感器具有包括像素塊的圖像感測(cè)單元以及用于從圖像感測(cè)單元讀出信號(hào)的讀出單元。像素塊包括光電轉(zhuǎn)換器、第一和第二晶體管以及電流源。第一和第二晶體管的第一主電極連接到公共節(jié)點(diǎn)，并且電流源被設(shè)置在該公共節(jié)點(diǎn)與預(yù)定電壓之間。信號(hào)讀出操作包括如下操作：在該操作中，與光電轉(zhuǎn)換器中的電荷對(duì)應(yīng)的電壓供給第一晶體管的控制電極，并且在時(shí)間上變化的參考電壓供給第二晶體管的控制電極。讀出單元經(jīng)第一晶體管的第二主電極從圖像感測(cè)單元讀出信號(hào)。
【IPC分類】H04N5/378, H04N5/335
【公開號(hào)】CN104954703
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510137664
【發(fā)明人】吉田大介, 松野靖司, 戶塚洋史, 武藤隆, 小林昌弘, 小泉徹
【申請(qǐng)人】佳能株式會(huì)社
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年3月27日
【公告號(hào)】EP2924980A1, US20150281614