[發(fā)明專利]固態(tài)成像裝置和使用固態(tài)成像裝置的成像系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510037463.X
• 申請日: 2015-01-26
• 公開（公告）號: CN104811635B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 豐口銀二郎
• 申請（專利權(quán)）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H04N5/3745
• 分類號: H04N5/3745;H04N5/232
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 羅銀燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及其上安裝有焦點檢測器件的固態(tài)成像裝置、以及使用該固態(tài)成像裝置的成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在日本專利申請公開No.2011-60815中，公開了其中在成像表面上設(shè)置焦點檢測像素(用于自動聚焦(AF)的像素)的相位差檢測系統(tǒng)的焦點檢測器件。相位差檢測系統(tǒng)是其中通過檢測焦點檢測像素之間的圖像間隔(相位差)來檢測光學系統(tǒng)的焦點調(diào)節(jié)狀態(tài)的焦點檢測系統(tǒng)。焦點檢測器件的焦點檢測像素各自包含出于將通過光學系統(tǒng)的光束選擇性地引入到焦點檢測像素的光電轉(zhuǎn)換單元中的目的而遮蔽光電轉(zhuǎn)換單元中的開口的一部分的遮光層。

在日本專利申請公開No.2013-102383中，公開了通過將來自成像像素的信號的放大因子和來自相位差檢測系統(tǒng)的AF像素的信號的放大因子設(shè)定為相互不同來提高AF像素的信號的S/N比的固態(tài)成像裝置。

日本專利申請公開No.2011-60815中公開的固態(tài)成像裝置的焦點檢測像素各自包含用于遮蔽開口的一部分的遮光層。與成像像素中的開口相比，這使得焦點檢測像素中的開口變窄，由此焦點檢測像素的輸出信號趨于比成像像素的小。因此，存在其中不能獲得用于檢測焦點的足夠靈敏度的情況。

如日本專利申請公開No.2013-102383中公開的那樣，在這種結(jié)構(gòu)中提高檢測焦點的靈敏度的一種方式是增大AF像素的放大因子。但是，當增大放大因子時，與來自像素的信號一起輸出的噪聲也可被放大，由此，依賴于噪聲源，S/N比可能不被提高。特別地，當亮度低時，從像素輸出的信號的S/N比低，由此，可能出現(xiàn)焦點檢測性能降低的問題。另一方面，關(guān)于成像像素，不僅需要較高靈敏度，而且需要較高分辨率成像。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供一種固態(tài)成像裝置，包括：多個成像像素，各自被配置為通過光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生成像信號；多個焦點檢測像素，各自被配置為通過光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生聚焦信號；以及相加單元，被配置為相加由所述多個成像像素產(chǎn)生的多個成像信號以產(chǎn)生相加成像信號，并被配置為相加由所述多個焦點檢測像素產(chǎn)生的多個聚焦信號以產(chǎn)生相加聚焦信號，其中，要由相加單元使用以產(chǎn)生一個相加聚焦信號的聚焦信號的數(shù)量比要由相加單元使用以產(chǎn)生一個相加成像信號的成像信號的數(shù)量大，并且用于輸出相加聚焦信號的操作和用于在沒有相加的情況下輸出所述多個聚焦信號中的每一個的操作被選擇性地實施。

從參照附圖對示例性實施例的以下描述，本發(fā)明的進一步的特征將變得明顯。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的像素電路結(jié)構(gòu)的一部分。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的像素結(jié)構(gòu)的布局的平面圖。

圖3是示出用于驅(qū)動圖1所示的像素電路的定時的定時圖。

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的像素結(jié)構(gòu)的布局的平面圖。

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的像素結(jié)構(gòu)的布局的平面圖。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第四實施例的像素結(jié)構(gòu)的布局的平面圖。

圖7示出根據(jù)本發(fā)明第五實施例的像素電路結(jié)構(gòu)的一部分。

圖8示出根據(jù)本發(fā)明第六實施例的成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

現(xiàn)在將根據(jù)附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在整個附圖中，使用類似的附圖標記來指示類似的組件，并且有時省略相似組件的冗余描述。

(第一實施例)

本發(fā)明的第一實施例涉及諸如CMOS圖像傳感器的固態(tài)成像裝置的像素結(jié)構(gòu)及其驅(qū)動方法。圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的成像區(qū)域的像素電路結(jié)構(gòu)，示出了其中以矩陣布置多個像素的像素陣列10的一部分。在像素陣列10中，例如，在1920列×1080行的像素行和像素列中布置像素。圖1例示像素陣列10中的6行(從第n像素行到第(n+5)像素行)×3列(從第(N-1)像素列到第(N+1)像素列)的像素電路。

像素陣列10包含輸出成像信號的成像像素100和輸出相位差檢測系統(tǒng)的焦點檢測信號的焦點檢測像素200。像素中的每一個包含光電轉(zhuǎn)換單元11、浮動擴散區(qū)域12、傳送晶體管13、放大器晶體管14、選擇晶體管15和復位晶體管16。晶體管中的每一個可由N溝道MOSFET等形成。

多個像素的光電轉(zhuǎn)換單元11和傳送晶體管13與成像像素100的浮動擴散區(qū)域12連接。換句話說，一組的浮動擴散區(qū)域12、放大器晶體管14、選擇晶體管15和復位晶體管16被多個光電轉(zhuǎn)換單元11和傳送晶體管13共享。