[發明專利]圖像傳感器，電子裝置以及電子裝置的驅動方法

無效

• 申請號: 200810097154.1
• 申請日: 2008-05-19
• 公開（公告）號: CN101309343A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 牧野榮治
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H04N3/15
• 分類號: H04N3/15;H04N5/335
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 黃小臨

技術領域

本發明涉及一種圖像傳感器、電子裝置、以及電子裝置的驅動方法，尤 其是涉及一種能夠以一種簡單的結構獲得一種高質量圖像的圖像傳感器、電 子裝置、以及電子裝置的驅動方法。

背景技術

一種CMOS(互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器以及傳感器放大在作 為一種光電轉換元件的具有有源元件的光電二極管中積累的信號電荷，并讀 取所放大的信號電荷作為圖像信息。

例如，在一種諸如CMOS圖像傳感器的X-Y地址型固態成像裝置中， 多個像素晶體管以矩陣形式排列。此外，與入射光對應的信號電荷的積累針 對每條線(每行)開始機型，并且具有基于所積累的信號電荷的電流或電壓 的信號依據地址指定從每個像素給順序讀出。因此，與通過采用移位寄存器 選擇像素而順序讀取在像素中獲得的信號電荷的CCD(電荷耦合器件)圖像 傳感器不同，X-Y地址型固態成像器件的特征在于，因為信號可以根據地址 指定從位于隨機位置的像素中獲取，其讀取像素信號的順序可以相對自由地 設定。

例如，在一種以數字靜態照相機為代表的形成靜態圖像的技術中，通過 使用一種CMOS型固態成像器件獨立地讀取關于所有像素的像素信息而獲得 靜態圖像的“全像素讀取模式”是眾所周知的。除了該模式外，例如也可以 進行一種在跳過一些行和列來進行讀取的“稀釋(thinning-out)讀取模式”。

而且，在CMOS圖像傳感器中，執行一種快門(shutter)操作(電子快 門)，以便增加像素中獲取的信號電荷的精度。響應于該快門操作，在像素中 積累的電荷被一次清掃掉(sweep?out)。例如，在基于上面的“稀釋讀取模式” 的讀取像素的情況下，需要一種更為復雜的快門操作作為克服來自相鄰像素 等的電荷泄漏的措施。

例如，在稀釋讀取模式中，除了用于指明曝光時間的快門操作之外，還 需要用于清掃一行上的像素中所積累的電荷的、其中不執行像素信號的讀取 的一種所謂的防暈(anti-blooming)快門。如果不執防暈快門，就不會發生對 在一個被稀釋行上的像素的電荷的清掃操作。因此，電荷從光電二極管溢出 并且該電荷泄漏到相鄰的像素。因此就會出像諸如圖像混合的問題。

而且，也可以通過根據在照相機操作期間的亮度、以幀為單位、基于電 子快門改變曝光時間，來執行用于優化曝光量等的控制。在這種情況下，當 曝光量已經改變時，在相同時刻的電子快門的數量可以增加。

因此，在CMOS圖像傳感器中，需要復雜的讀取行貨快門行的選擇。為 了實際上給予讀取順序的較大的自由度，需要一種根據每個模式執行地址指 定的控制機制。因此，在許多種情況下，不但要使用一種移位寄存器而且要 使用一種解碼器作為一種像素行或列選擇電路。原因在于，在移位寄存器的 情況下，行或列在某種程度上需要順序選擇，并且因此不能自由地選擇任意 行或列。

在使用解碼器的情況下，選擇像素行的垂直選擇解碼器在1H周期 (period)(一個水平掃描周期)內執行讀取行的選擇以及快門行的選擇，以 便執行每個像素的電荷的讀取以及對電荷的清掃操作。

例如，在1/2稀釋讀取模式中，當考慮到由于上述防暈快門和電子快門 導致曝光時間的改變時，有必要在選擇一個讀取行的時間(1H周期)中在最 大的四個位置同時生成電子快門行，以便獲得高質量的圖像而不會有較差的 曝光。因此，需要四個解碼器來選擇四個電子快門行以及需要一個解碼器來 選擇一個讀取行，總共需要五個解碼器。因此將增加電路的尺寸。

由于這種原因，已經提出對解碼器所選擇的地址執行時分多路復用，以 便采用一個解碼器選擇多個電子快門行貨讀取行(例如，參見 JP-A-2004-166269)。

發明內容

不過，在JP-A-2004-166269所披露的技術中，盡管能夠減小電路的尺寸， 但是需要在水平消隱(blanking)周期中將所有的電子快門選擇行寫入鎖存器。 為此，例如當需要同時選擇的電子快門行的數量增加時，需要使得水平消隱 周期更長。因此，以高速幀率進行讀取變得比較困難。

因此，鑒于以上原因，需要以一種簡單的配置獲得一種高質量的圖像。