[發明專利]固態成像裝置、驅動方法、和電子設備

有效

• 申請號: 201310061038.5
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN103312998B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 渡邊崇規
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/3745;H01L27/146
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 黃小臨

技術領域

本公開涉及固態成像裝置、驅動方法、和電子設備，并更具體地，涉及能夠降低圖像傳感器的電路尺寸和消耗功率并實現高速度的固態成像裝置、驅動方法、和電子設備。

背景技術

最近幾年，CMOS圖像傳感器已被廣泛用作成像裝置。然而，CMOS圖像傳感器可以不實現整個圖像的同步性，因為它們的像素一般被順序讀取。

即，在CMOS圖像傳感器中，對于每一像素或對于每一行順序掃描和讀取（順序掃描）光電變換部分所生成和積累的光電荷。在順序掃描的情況下，即在其中采用卷簾快門作為電子快門的情況下，用于積累光電荷的曝光開始和曝光結束在所有像素之間可以不一致。所以，順序掃描經受當對移動對象成像時在成像圖像中出現失真的問題。

為了執行不允許這樣的圖像失真的高速移動對象的成像并執行涉及成像圖像的同步性的感測操作，采用全局快門作為電子快門，其中在相同的定時處對于像素陣列的所有像素執行曝光開始和曝光結束。

在采用全局快門作為電子快門的圖像傳感器中，像素具有例如半導體存儲器的電荷積累部分。采用全局快門的圖像傳感器同時從光電二極管向半導體存儲器轉移電荷以便存儲在其中，并然后順序讀取它們，由此確保整個圖像的同步性（例如，見日本專利申請公開號2008-103647）。

此外，最近幾年，已存在對于促使CMOS圖像傳感器具有增加數目的像素并增加它們的速度的增長需求。因此，也請求驅動像素的垂直掃描電路對應于CMOS圖像傳感器的高速度。例如，如果為了高速度將垂直掃描電路排列在像素的兩側，則與其中垂直掃描電路被排列在像素的僅一側的情況相比，可改進CMOS圖像傳感器的驅動性能（例如，見日本專利申請公開號2005-333265和2000-209503）。

發明內容

然而，如果為了高速度將垂直掃描電路排列在像素的兩側，則CMOS圖像傳感器的面積對應增加。另外，如果用于驅動垂直掃描電路的電源焊盤（PAD）和GND（地）焊盤被排列在兩側，則CMOS圖像傳感器的面積進一步增加。

此外，應理解的是，因為垂直掃描電路的數目加倍，所以消耗功率增加。

已考慮到以上情況作出了本公開，并所以期望降低圖像傳感器的電路尺寸和消耗功率并實現高速度。

根據本公開的實施例，提供了一種固態成像裝置，包括像素陣列、兩個垂直掃描電路、和控制部分。該像素陣列具有按照二維矩陣形式排列的多個像素。所述兩個垂直掃描電路被配置為以行為單位沿著垂直方向來順序選擇和掃描每一像素。該控制部分被配置為基于與成像模式對應的模式信號，來生成驅動開關信號，以停止所述兩個垂直掃描電路之一的驅動。

該控制部分可被進一步配置為生成并輸出像素驅動脈沖，以行為單位沿著垂直方向順序選擇和掃描在該像素陣列中排列的每一像素。所述兩個垂直掃描電路之一可具有基于該模式信號停止向轉移晶體管的驅動器供應像素驅動脈沖的電路。該轉移晶體管被配置為轉移在每一像素的光電變換部分中積累的電荷。

該模式信號可以是指示涉及像素信號的高速讀取的高速讀取模式和不涉及像素信號的高速讀取的低速讀取模式之一的信號。當接收到指示該高速讀取模式的模式信號時，可以驅動所述兩個垂直掃描電路。當接收到指示該低速讀取模式的模式信號時，可以停止所述兩個垂直掃描電路之一的驅動。

沿著水平方向在該像素陣列的右端和左端之一處，可以提供與所述兩個垂直掃描電路中的每一個連接的電源端和GND（地）端。

根據本公開的另一實施例，提供了一種驅動方法。該驅動方法包括：兩個垂直掃描電路以行為單位沿著垂直方向來順序選擇和掃描在二維矩陣形式的像素陣列中排列的多個像素中的每一個；和控制部分基于與成像模式對應的模式信號，來生成驅動開關信號，以停止所述兩個垂直掃描電路之一的驅動。

根據本公開的另一實施例，提供了一種包括固態成像裝置的電子設備。該固態成像裝置包括像素陣列、兩個垂直掃描電路、和控制部分。該像素陣列具有按照二維矩陣形式排列的多個像素。所述兩個垂直掃描電路被配置為以行為單位沿著垂直方向來順序選擇和掃描每一像素。該控制部分被配置為基于與成像模式對應的模式信號，來生成驅動開關信號，以停止所述兩個垂直掃描電路之一的驅動。

在本公開的以上實施例中，對于以行為單位沿著垂直方向來順序選擇和掃描在二維矩陣形式的像素陣列中排列的多個像素中的每一像素的兩個垂直掃描電路，基于與成像模式對應的模式信號，來生成停止兩個垂直掃描電路之一的驅動的驅動開關信號。

根據本公開的實施例，可能降低圖像傳感器中的電路尺寸和消耗功率并實現高速度。