專利名稱：光電轉(zhuǎn)換設(shè)備和圖像拾取系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，并且更具體地，涉及輸出數(shù)字信號的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備。
背景技術(shù)：
在數(shù)字照相機(jī)等中使用的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備需要具有各種功能。在日本專利待審公開No. 08-111821中公開了一種配置，其中使用多個彼此相鄰的列作為單元，將像素部分分為多個區(qū)域，并且每個區(qū)域具有輸出端口。然而，在日本專利待審公開No. 08-111821公開的配置的情況下，模擬信號被傳輸?shù)矫總€輸出端口，并且未考慮輸出數(shù)字信號的情況。

發(fā)明內(nèi)容
下面將公開的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備包括像素陣列，其中多個像素以行和列布置；對應(yīng)于像素陣列的列提供的并且配置為具有至少多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號處理單元，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器將從像素輸出的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；輸出單元，配置為具有兩個或更多個輸出端子，并且包括對應(yīng)于輸出端子提供的多個輸出塊；以及配置為輸出同步信號的同步信號產(chǎn)生單元。彼此相鄰的多個列中的信號處理單元或每隔一個列中的信號處理單元被布置為塊。多個輸出塊輸出從屬于相同塊的多個信號處理單元輸出的信號。還包括同步碼添加單元，其配置為與同步信號同步，并且給從多個輸出塊輸出的信號添加同步碼。結(jié)合附圖，從對示例實(shí)施例的下列描述中將會明了本發(fā)明的其它特征。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的示例配置的方框圖；圖2是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的輸出信號的狀態(tài)的時序圖；圖3是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的示例配置的方框圖；圖4是示出了根據(jù)第三實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的示例配置的方框圖；圖5是示出了根據(jù)第三實(shí)施例的輸出信號的狀態(tài)的時序圖；圖6是示出了根據(jù)第三實(shí)施例的輸出信號的狀態(tài)的另一個時序圖；圖7是示出了根據(jù)第四實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的示例配置的圖；圖8是示出了根據(jù)第四實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的另一個示例配置的圖；圖9是根據(jù)第五實(shí)施例，用于解釋圖像拾取面的狀態(tài)的圖；圖10是示出了根據(jù)第六實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作的狀態(tài)的圖；圖11是示出了根據(jù)第七實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作的狀態(tài)的圖；圖12是示出了根據(jù)第八實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的示例配置的方框圖；圖13是示出了根據(jù)第九實(shí)施例的圖像拾取系統(tǒng)的示例配置的方框圖。
具體實(shí)施方式
第一實(shí)施例將參考附圖描述實(shí)施例。圖1是示出了根據(jù)這個實(shí)施例的例如形成在相同半導(dǎo)體襯底上的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的示例配置的方框圖。光電轉(zhuǎn)換設(shè)備1包括像素陣列PA，其中像素101以行和列布置。此處，提供像素 101的N行和M列。像素陣列PA的相同列內(nèi)的像素101通過公共信號線104連接到信號處理單元102。信號處理單元102各具有至少一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器并且輸出數(shù)字信號。行選擇單元103提供信號以便選擇向信號線104輸出信號的一行像素101，并且該行像素101向?qū)?yīng)的信號線104同時輸出信號。輸出選擇單元105包括開關(guān)單元106，并且向第一輸出單元 107或第二輸出單元109傳輸從信號處理單元102輸出的數(shù)字信號。以從未示出的控制單元輸入的信號控制開關(guān)單元106。第一輸出單元107包括多個第一輸出塊，每個第一輸出塊與三個相鄰列內(nèi)的信號處理單元102相關(guān)聯(lián)。從信號處理單元102輸入的數(shù)字信號被順序地從第一輸出端子108輸出。第二輸出單元109包括多個第二輸出塊，每個第二輸出塊與六個相鄰列內(nèi)的信號處理單元102相關(guān)聯(lián)。從信號處理單元102輸入的數(shù)字信號被順序地從第二輸出端子110輸出。即，借助于將多個信號處理單元102視為塊，第一輸出單元107 從兩個或更多個輸出端子108輸出從屬于相同塊的信號處理單元102輸入的信號，并且第二輸出單元109從一個或多個輸出端子110輸出屬于不同塊的信號處理單元102輸入的信號。為了概括第一輸出單元107和第二輸出單元109之間的關(guān)系，第一輸出單元107從M/ S個輸出端子108輸出信號，其中S(S>幻個信號處理單元102被布置為一個塊。另一方面，第二輸出單元109從M/T個輸出端子110輸出信號，其中T (T > 2)個信號處理單元102 被布置為一個塊，其中T大于S。圖1示出了 S = 3并且T = M/2的情況。將詳細(xì)描述配置光電轉(zhuǎn)換設(shè)備1的元件。像素101對入射光執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換，并且輸出對應(yīng)于入射光的量的電信號。像素101可以是結(jié)合有放大元件(諸如源跟隨器電路) 的放大類型的像素，或可以是輸出通過光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電荷的無源類型的像素。除了模數(shù)轉(zhuǎn)換器之外，信號處理單元102還可以包括相關(guān)雙采樣(⑶幻電路作為用于減少包括在從像素101輸出的信號中的噪聲分量的噪聲減小電路。通過對已被減小噪聲的信號執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，可以提高準(zhǔn)確性。另外，信號處理單元102還可以包括臨時保持從模數(shù)轉(zhuǎn)換器獲得的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的存儲器單元?？捎衫珈o態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM)配置每個存儲器單元。在圖1中，出于簡化視圖的目的，以單線指示每個信號處理單元102的輸出， 但是在實(shí)際配置中并行輸出η位數(shù)據(jù)。輸出選擇單元105將從信號處理單元102輸出的數(shù)字信號選擇性地傳輸?shù)降谝惠敵鰡卧?07或第二輸出單元109。在圖1中，輸出選擇單元105具有用于每個信號處理單元 102的開關(guān)106-1和106-2。通過分別閉合開關(guān)106-2或開關(guān)106-1，數(shù)字信號被傳輸?shù)降谝惠敵鰡卧?07或第二輸出單元109。第一輸出單元107的第一輸出塊107-1、107_2等具有并行到串行轉(zhuǎn)換器(下面稱為P/S轉(zhuǎn)換器)。第一輸出塊107-1、107-2等將通過輸出選擇單元105輸入的η位并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，并且從第一輸出端子108輸出串行數(shù)據(jù)。第一輸出端子108可以使用其中單個端子執(zhí)行電壓輸出的方法，或可以使用其中使用兩個差分端子的低壓差分信令 (LVDS)方法。另外，為了從自信號處理單元102的三個列并行傳輸?shù)男盘栔羞x擇將被傳輸
5到每個第一輸出端子108的信號，第一輸出單元107具有列選擇單元?？梢允褂媒獯a器和移位寄存器作為列選擇單元。因此，可以通過從信號處理單元102輸出并行數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)高速傳輸，并且可以通過在第一輸出單元107中將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)來抑止輸出端子數(shù)目的增加。由于形成在半導(dǎo)體襯底上的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備需要面積較小，抑止輸出端子數(shù)目的增加是有效的。當(dāng)從第一輸出單元107輸出信號時，對應(yīng)于輸出塊數(shù)目的若干信號可被彼此并行輸出。即，采用圖1所示的配置作為例子，從各第一列中的信號處理單元102(其中每一個是與每個輸出塊相關(guān)聯(lián)的三個信號處理單元102中的一個)傳輸?shù)男盘柋煌瑫r從對應(yīng)的第一輸出端子108輸出。此處從像素陣列PA的最左列起計數(shù)第η列。然后，從每個輸出塊的第二列的信號處理單元102傳輸?shù)妮敵鰤K中的信號被同時從對應(yīng)的第一輸出端子108輸出。 簡而言之，對于整個像素陣列ΡΑ，在輸出來自第一、第四和第七列等中的信號處理單元102 的信號之后，輸出來自第二、第五和第八列等中的信號處理單元102的信號。結(jié)果，以不連續(xù)方式輸出信號。換言之，輸出來自不相鄰列的信號。因此，在未示出的處理電路中，執(zhí)行用于重新排列信號順序的處理。如同第一輸出單元107的情況，第二輸出單元109的輸出塊109_1、109_2等具有 P/S轉(zhuǎn)換器，并且可以具有這樣的配置，其中通過輸出選擇單元105輸入的η位并行數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，并且然后被從第二輸出端子110輸出。另外，如同第一輸出單元107，第二輸出單元109具有列選擇單元，以便從自信號處理單元102的六個列并行傳輸?shù)男盘栔羞x擇將被傳輸?shù)矫總€第二輸出端子110的信號?？梢允褂媒獯a器和移位寄存器作為列選擇單兀。當(dāng)將從第二輸出單元109輸出信號時，由于在輸出從第一和第((M/2)+l)列中的信號處理單元102傳輸?shù)男盘栔筝敵鰪牡诙偷?(Μ/2)+》列中的信號處理單元102傳輸?shù)男盘枺ㄟ^未示出的處理電路執(zhí)行重新排列信號順序的處理。光電轉(zhuǎn)換設(shè)備1可以操作于從第一輸出端子108輸出信號的第一模式，或從第二輸出端子110輸出信號的第二模式，在第一模式和第二模式之間切換。在兩種模式中，通過停止給不輸出信號的輸出單元供電或通過停止部分電路的操作或這兩者，來實(shí)現(xiàn)減少電力消耗。在第二模式中從Μ/Τ個輸出端子110同時輸出信號，而在第一模式中從M/S個輸出端子108同時輸出信號(S < Τ)，這使得可以較高的速度讀取信號。例如，當(dāng)需要高讀取速度時，諸如在拍攝影片的情況下，第一模式是有效的。然而，由于在第一模式中較多數(shù)目的輸出塊操作，電力消耗較大。另一方面，在第二模式中，由于數(shù)目少于第一模式的輸出塊操作，可以減少電力消耗，不過讀取速度較低。例如，當(dāng)不需要高讀取速度時，如在拍攝靜態(tài)圖像的情況下，第二模式是有效的?？梢栽谳敵鲞x擇單元105和每個輸出單元之間提供能夠執(zhí)行加法、減法、增益調(diào)整等的數(shù)字信號處理單元。例如，可以通過相加從多個信號處理單元102傳輸?shù)男盘柌⑶覍⒔Y(jié)果信號視為單個信號來提高靈敏度。另外，通過對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)執(zhí)行移位，可以數(shù)字地應(yīng)用增益。通過將這些功能結(jié)合在內(nèi)，光電轉(zhuǎn)換設(shè)備1可以減小后級處理電路上的負(fù)載。后級處理電路可被例如形成在與在其上形成光電轉(zhuǎn)換設(shè)備1的半導(dǎo)體襯底不同的半導(dǎo)體襯底上。如這個實(shí)施例中所述，通過配置光電轉(zhuǎn)換設(shè)備1從而可以從第一輸出單元107或第二輸出單元109輸出信號，可以抑止電力消耗的增加，同時實(shí)現(xiàn)高速讀取。本發(fā)明的一個特征點(diǎn)是包括同步信號產(chǎn)生單元701和同步碼添加單元702。同步信號產(chǎn)生單元701包括例如鎖相環(huán)(PLL)電路?？梢酝ㄟ^在光電轉(zhuǎn)換設(shè)備1 內(nèi)提供振蕩器，通過振蕩器產(chǎn)生要提供給PLL電路的周期信號，或可以從光電轉(zhuǎn)換設(shè)備1外部提供所述周期信號。PLL電路可以包括對輸入周期信號進(jìn)行乘法的乘法器，從而改變同步信號的頻率。PLL電路可以使得提供給第一輸出單元107和第二輸出單元109的同步信號具有不同頻率。同步碼添加單元702給從每個輸出塊輸出的數(shù)字信號的頭部添加與從同步信號產(chǎn)生單元701輸出的同步信號同步的同步碼。同步碼用于識別每段數(shù)據(jù)的頭部。更具體地， 同步碼添加單元702在輸出選擇單元105開始向每個輸出塊傳輸數(shù)字信號之前的預(yù)定時刻輸出同步碼。該預(yù)定時刻可以是，例如，通過與未示出的外部設(shè)備通信設(shè)置的時刻，或可以是事先存儲在未示出的存儲器設(shè)備內(nèi)的時刻。從每行讀取的數(shù)據(jù)的量根據(jù)讀取模式(如，讀取像素陣列PA中的所有像素101的情況，讀取特定區(qū)域內(nèi)的像素101的情況，或讀取數(shù)目減少的像素的情況)而不同。因此， 通過為水平方向的每個讀取操作(即，為每行)添加同步碼，后級處理電路可以容易地識別行的開始，并且從而可以減少數(shù)據(jù)采樣時可能發(fā)生的錯誤。驅(qū)動信號產(chǎn)生單元703給同步信號產(chǎn)生單元701提供同步信號輸出控制信號704， 并且給同步碼添加單元702提供同步碼添加控制信號705，以便控制操作定時和添加同步碼的定時。圖2是示出了從第一輸出單元107或第二輸出單元109輸出數(shù)字信號時的同步信號狀態(tài)和同步碼的時序圖。在圖2中，“同步信號”指從同步信號產(chǎn)生單元701輸出的同步信號，并且“數(shù)字輸出”指從第一輸出端子108或第二輸出端子110輸出的數(shù)字信號。與同步信號變?yōu)楦唠娖酵降貜牡谝惠敵龆俗?08或第二輸出端子110逐位輸出數(shù)字信號。在第一行的像素輸出(從信號處理單元102提供的數(shù)字信號)之前，從第一輸出端子108或第二輸出端子110輸出同步碼。當(dāng)?shù)谝恍械南袼剌敵鐾瓿蓵r，在第二行的像素輸出之前再次從第一輸出端子108或第二輸出端子110輸出同步碼。此處，添加16位數(shù)據(jù)“1111000011110000”作為同步碼。通過接收這個同步碼，后級處理電路可以識別某行的數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始，從而減少了獲得數(shù)據(jù)時可能發(fā)生的錯誤。具體地，通過給每個輸出塊的輸出添加同步碼，即使在輸出塊之間發(fā)生了關(guān)于信號輸出的時刻的錯誤，也可以識別數(shù)據(jù)的頭部。雖然在上面描述的例子中為第一輸出單元107和第二輸出單元109兩者共同提供同步信號產(chǎn)生單元701和同步碼添加單元702，但可以為第一輸出單元107和第二輸出單元 109分別提供同步信號產(chǎn)生單元和同步碼添加單元。第二實(shí)施例圖3是示出了根據(jù)另一個實(shí)施例的配置的例子的方框圖。此處，示出了輸出選擇單元105和后續(xù)組件的配置。在第一個實(shí)施例中，在第一輸出單元107的一側(cè)提供同步信號產(chǎn)生單元701和同步碼添加單元702 ；然而，在這個配置中，以公共導(dǎo)線驅(qū)動第一輸出單元107的所有輸出塊， 這可能造成信號延遲，尤其是當(dāng)像素陣列PA的列的數(shù)目大時。另一方面，在圖3所示的配置中，在第一輸出單元107的兩側(cè)提供同步信號產(chǎn)生單元901和902以及同步碼添加單元 903和904，以便改進(jìn)驅(qū)動導(dǎo)線的驅(qū)動能力，從而減小延遲。以驅(qū)動信號產(chǎn)生單元905控制同步信號產(chǎn)生單元901和902以及同步碼添加單元 903和904。為了保持被彼此分離提供的同步信號產(chǎn)生單元901和902之間以及同步碼添加單元903和904之間的操作的同步，同步信號產(chǎn)生單元901和902以及同步碼添加單元 903和904被以具有相同長度的線路連接到驅(qū)動信號產(chǎn)生單元905。即，使同步信號產(chǎn)生單元901和902之間以及同步碼添加單元903和904之間的信號延遲相等。雖然在圖3中示出了提供兩個同步信號產(chǎn)生單元901和902以及兩個同步碼添加單元903和904的配置，不過也可以提供三個或更多同步信號產(chǎn)生單元和同步信號添加單兀。根據(jù)上述這個實(shí)施例，通過添加同步碼，可以識別數(shù)據(jù)的頭部，并且可以減少由于輸出塊之間的導(dǎo)線延遲引起的不利影響。更具體地，可以減少由于獲得數(shù)據(jù)時在輸出塊中的錯誤以及行之間在獲得數(shù)據(jù)的時刻的非預(yù)期變化(它們是由提供給每個輸出塊的同步碼和同步信號的導(dǎo)線延遲造成的)引起的不利影響。第三實(shí)施例圖4是示出了根據(jù)另一個實(shí)施例的配置的例子的方框圖。此處，示出了輸出選擇單元105和后續(xù)組件的配置。在這個實(shí)施例中，同步信號產(chǎn)生單元1002和同步碼添加單元1003被包括在第一輸出單元107的每個輸出塊內(nèi)。對于第二輸出單元109的輸出塊，提供了公共使用的同步信號產(chǎn)生單元1006和同步碼添加單元1007。由公共驅(qū)動信號產(chǎn)生單元1001控制在第一輸出單元107的每個輸出塊內(nèi)提供的同步信號產(chǎn)生單元1002和同步碼添加單元1003以及同步信號產(chǎn)生單元1006和同步碼添加單元1007。在這個實(shí)施例中，同樣，如同第一實(shí)施例，同步碼被添加到每行像素輸出(從信號處理單元102提供的數(shù)字信號)的頭部。圖5是示出了某行像素輸出和同步信號之間的關(guān)系的時序圖。從驅(qū)動信號產(chǎn)生單元1001輸出圖5所示的同步信號輸出控制信號1004和同步碼添加控制信號1005。“同步信號”指由同步信號產(chǎn)生單元1002產(chǎn)生的同步信號，并且“傳輸信號”指使得輸出選擇單元 105中的開關(guān)單元106將從信號處理單元102輸出的數(shù)字信號傳輸?shù)降谝惠敵鰡卧?07的信號。另外，“數(shù)字輸出”指從第一輸出端子108輸出的信號。在圖5中，當(dāng)同步信號輸出控制信號1004變?yōu)楦唠娖綍r輸出同步信號。此后，同步碼添加控制信號1005與在同步信號的產(chǎn)生開始后的第二周期的脈沖同步地變?yōu)楦唠娖剑?并且因此輸出同步碼。此處，添加“1010”作為同步碼。在輸出同步碼的最后一位之后，傳輸信號立刻與同步信號變?yōu)楦唠娖酵降刈優(yōu)楦唠娖?。因此，從信號處理單?02輸出的數(shù)字信號被轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，并且被順序輸出。另外，同步碼不僅可以指示行的頭部，而且可以添加另一段信息。圖6示出了一個例子，其中除了關(guān)于行的頭部的信息之外，添加關(guān)于輸出塊的位置的信息和關(guān)于輸出像素的位數(shù)的信息作為同步碼。添加用于標(biāo)識行的頭部的代碼“1010”作為同步碼的前4位，并且然后添加用于標(biāo)識輸出塊的代碼“00110”。最后，添加用于指示輸出的像素位數(shù)的代碼 “01010”。
在根據(jù)這個實(shí)施例的配置中，由于相位關(guān)系在每個輸出塊內(nèi)是完整的，可以忽略輸出塊之間的相位控制，從而減少后級處理電路上的負(fù)載。第四實(shí)施例將參考附圖描述另一個實(shí)施例。將描述這個實(shí)施例，重點(diǎn)在于輸出選擇單元的配置。在圖1所示的配置中，當(dāng)從第二輸出單元109輸出信號時，為相應(yīng)列提供的信號處理單元102驅(qū)動對應(yīng)的信號線104，以便將信號傳輸?shù)降诙敵鰡卧?09。然而，被位于靠近第二輸出單元109的信號處理單元102驅(qū)動的信號線104具有較短長度，而被遠(yuǎn)離第二輸出單元109的信號處理單元102驅(qū)動的信號線104具有較長長度。因此，從遠(yuǎn)離第二輸出單元109的信號處理單元102輸出的信號的傳輸速度可能不合需要地低。在這個實(shí)施例中，輸出來自第二輸出單元109中的相同輸出塊的信號的信號處理單元102配置為通過公共傳輸線連接到第二輸出單元109。如圖7所示，多個列被布置為一個塊，并且這些塊通過連接單元501連接，連接單元501分離不必要部分的傳輸線。采用這種配置，可以減少信號處理單元102在驅(qū)動線路方面的負(fù)載，從而抑止傳輸速度的減小。連接單元501可被配置為包括緩沖器，而不是被配置為圖7所示的開關(guān)。當(dāng)連接單元501包括緩沖器時，可以通過配置每個緩沖器具有同步功能并且與未示出的時鐘信號同步地將信號傳輸?shù)较乱粋€緩沖器，保持塊之間的信號的連續(xù)性。圖8示出了另一個示例配置。在這個配置中，單個傳輸線用于像素陣列PA的整體，并且塊被以緩沖器連接。因此，可以抑止信號傳輸速度的減小。另外，由于第二輸出單元109中僅使用一個輸出塊，可以進(jìn)一步減小第二模式中的電力消耗。具體地，當(dāng)僅使用單個傳輸線時，由于第二輸出端子110從傳輸自第一列的信號順序地輸出信號，后級處理電路不必重新排列信號的順序。第五實(shí)施例將參考附圖描述另一個實(shí)施例。光電轉(zhuǎn)換設(shè)備有時需要以部分讀取模式操作，其中讀出成像區(qū)域的一部分。圖9 是示意地示出了作為成像區(qū)域的像素陣列PA和信號處理單元102的圖。將描述剪切并且讀取圖9所示的區(qū)域201的情況。當(dāng)僅讀取區(qū)域201時，僅有對應(yīng)于這個區(qū)域的列中的信號處理單元102操作就足夠了。因此，通過設(shè)置省電狀態(tài)，諸如通過停止給讀取操作中不涉及的列內(nèi)的信號處理單元 102供電，可以減小光電轉(zhuǎn)換設(shè)備1的電力消耗。作為特定例子，可以切斷驅(qū)動模數(shù)轉(zhuǎn)換器的比較器的電流。省電機(jī)制可被結(jié)合在每個信號處理單元102內(nèi)，或可針對圖1所示的每個塊提供。如果為每個塊提供省電機(jī)制，不需要讀取信號的列內(nèi)的信號處理單元102可能不合需要地操作，但是與為每列提供省電機(jī)制時相比，可以用更簡單的配置實(shí)現(xiàn)電力消耗的減小。另外，通過將讀取操作中不涉及的輸出塊設(shè)置為省電狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)電力消耗的
進(jìn)一步減小。根據(jù)上述這個實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)高速讀取，同時抑止電力消耗的增加。第六實(shí)施例
將參考附圖描述另一個實(shí)施例。光電轉(zhuǎn)換設(shè)備有時需要以縮減讀取模式操作，其中從成像區(qū)域上間隔已被增加的像素讀取信號。圖10是示意地示出了當(dāng)從每隔一列的像素讀取信號時像素陣列PA和信號處理單元102的圖。假設(shè)從對應(yīng)于陰影的信號處理單元102的列中的像素讀取信號。在這個實(shí)施例中，同樣，通過僅將要在其中讀取信號的列中的信號處理單元102 設(shè)置為操作狀態(tài)，并且通過將其它列中的信號處理單元102設(shè)置為省電狀態(tài)，可以減少電力消耗。從信號處理單元102輸出的信號可從第一輸出單元107或第二輸出單元109輸出。根據(jù)用途選擇將要使用的輸出單元。為了簡化描述，已經(jīng)描述了從在其上執(zhí)行讀取操作的列中的所有像素讀取信號的情況。然而，可以驅(qū)動行選擇單元103，從而例如從每隔一行的像素讀取信號。第七實(shí)施例將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例。此處，將考慮提供有對應(yīng)于像素101的濾色器的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備。如圖11所示，當(dāng)使用具有交替布置的紅色(R)像素和綠色(G)像素的像素行和具有交替布置的綠色(G)像素和藍(lán)色(B)像素的像素行被交替排列的Bayer模式時，如果從每隔一列或每隔一行的像素讀取信號，存在不能獲得其信號的顏色。因此，如圖11所示，可以從每三列或每三行中的所選擇的像素讀取信號。這樣一來，可以獲得所有顏色的信號。在這個實(shí)施例中，如同第六實(shí)施例，通過將要在其中讀取信號的列中的信號處理單元102設(shè)置為操作狀態(tài)，并且通過將其它列中的信號處理單元102設(shè)置為省電狀態(tài)，可以減少電力消耗。另外，從信號處理單元102輸出的信號可從第一輸出單元107或第二輸出單元109輸出?？梢愿鶕?jù)用途選擇將要使用的輸出單元。第八實(shí)施例將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例。圖12是示出了根據(jù)這個實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備1”的配置的方框圖。光電轉(zhuǎn)換設(shè)備1”與圖ι所示的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備1的不同之處在于不是相鄰列中的信號處理單元102而是每隔一個列中的兩個信號處理單元102被布置為一個塊。雖然圖12中未示出驅(qū)動信號產(chǎn)生單元、同步信號產(chǎn)生單元和同步碼添加單元以便簡化附圖，但是在本實(shí)施例中同樣如同上述實(shí)施例那樣添加同步碼。提供信號處理單元102，輸出選擇單元105，第一輸出單元107A和107B和第二輸出單元109A和109B，像素陣列PA在它們之間。在像素陣列PA中，從圖12下部所示的輸出單元輸出傳輸自從左邊起的奇數(shù)列中的像素的信號，并且從圖12上部所示的輸出單元輸出傳輸自從左邊起的偶數(shù)列中的像素的信號。為了概括討論，彼此相鄰的多個(圖12中為四個)列被布置為一個塊，并且每個塊被劃分為多個(圖12中為兩個)子塊(例如，圖12中子塊107A-1和107B-1、子塊107A-2 和107B-2等)。每個子塊對應(yīng)于像素陣列PA中每隔一列內(nèi)的多個像素。由于為每個子塊提供第一輸出端子108A和108B和第二輸出端子IlOA和110B，與不將每個塊劃分為子塊時相比，能夠以更高的速度讀取信號。每隔一列中的多個信號處理單元102被選擇并且布置為子塊的這種配置的優(yōu)點(diǎn)
10是由未示出的提供在第一輸出單元107A和107B以及第二輸出單元109A和109B的后級的處理電路執(zhí)行的處理更簡單，這是因?yàn)楫?dāng)提供以Bayer模式布置的濾色器時，僅從任意一側(cè)的子塊輸出R和G或G和B信號。第九實(shí)施例將參考圖13描述根據(jù)這個實(shí)施例的圖像拾取系統(tǒng)的概況。圖像拾取系統(tǒng)800包括例如光學(xué)單元810、光電轉(zhuǎn)換設(shè)備1000、圖像信號處理單元 830、記錄和通信單元840、定時控制電路單元850、系統(tǒng)控制電路單元860、播放和顯示單元 870。可以使用上面實(shí)施例中描述的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備作為光電轉(zhuǎn)換設(shè)備1000。作為諸如透鏡的光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)單元810將來自物體的光聚焦到光電轉(zhuǎn)換設(shè)備 1000的像素陣列上，以便形成物體的圖像，在光電轉(zhuǎn)換設(shè)備1000的像素陣列中，多個像素以二維方式布置。光電轉(zhuǎn)換設(shè)備1000在基于從定時控制電路單元850傳輸?shù)男盘柕臅r刻， 輸出對應(yīng)于聚焦到像素部分上的光的信號。從光電轉(zhuǎn)換設(shè)備1000輸出的信號被輸入作為處理電路的圖像信號處理單元830。 圖像信號處理單元830然后執(zhí)行處理，諸如根據(jù)由程序等定義的方法重新排列信號的順序等。作為圖像信號處理單元830執(zhí)行的處理的結(jié)果獲得的信號被作為圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)接涗浐屯ㄐ艈卧?40。記錄和通信單元840向播放和顯示單元870傳輸形成圖像的信號，使得播放和顯示單元870回放或顯示影片或靜態(tài)圖像。播放和顯示單元870還從圖像信號處理單元830接收信號，并且與系統(tǒng)控制電路單元860通信，以及執(zhí)行在未示出的記錄介質(zhì)上記錄用于形成圖像的信號的操作。系統(tǒng)控制電路單元860控制圖像拾取系統(tǒng)800的整個操作，并且還控制光學(xué)單元 810、定時控制電路單元850、記錄和通信單元840以及播放和顯示單元870，以便驅(qū)動這些組件。另外，系統(tǒng)控制電路單元860具有例如存儲設(shè)備作為未示出的存儲介質(zhì)，并且在存儲設(shè)備上記錄控制圖像拾取系統(tǒng)800的操作所必需的程序等。另外，在圖像拾取系統(tǒng)800中， 系統(tǒng)控制電路單元860提供例如用于根據(jù)用戶操作切換驅(qū)動模式的信號。特定例子包括改變將要讀取或重置的行，根據(jù)電子變焦改變視角，以及為了電子圖像穩(wěn)定性而移動視角。定時控制電路單元850基于作為控制單元的系統(tǒng)控制電路單元860執(zhí)行的控制， 控制光電轉(zhuǎn)換設(shè)備1000和圖像信號處理單元830的驅(qū)動定時。上述實(shí)施例是用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的示例實(shí)施例，并且可被以各種方式修改或彼此組合，只要不偏離本發(fā)明的技術(shù)思路。雖然已經(jīng)參考示例實(shí)施例描述了本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于公開的示例實(shí)施例。下面的權(quán)利要求的范圍與最寬的解釋一致，以便包括所有這些修改和等同結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，包括像素陣列，其中多個像素以行和列布置；對應(yīng)于像素陣列的列提供的信號處理單元，所述信號處理單元包括多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器， 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器將從所述多個像素輸出的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；輸出單元，所述輸出單元具有兩個或更多個輸出端子，并且包括對應(yīng)于所述輸出端子提供的多個輸出塊；以及用于輸出同步信號的同步信號產(chǎn)生單元， 其中彼此相鄰的多個列中的信號處理單元被布置為一個塊， 其中多個輸出塊輸出從屬于相同塊的多個信號處理單元輸出的信號，和其中所述光電轉(zhuǎn)換設(shè)備還包括同步碼添加單元，用于與同步信號同步地給從多個輸出塊輸出的信號添加同步碼。
2.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，其中同步信號產(chǎn)生單元包括鎖相環(huán)電路，并且使用從鎖相環(huán)電路輸出的信號作為同步信號。
3.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，其中同步碼添加單元對應(yīng)于像素陣列的行添加同步碼。
4.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，其中信號處理單元輸出數(shù)字信號作為并行數(shù)據(jù)，和其中多個輸出塊將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，并且從輸出端子輸出串行數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，其中信號處理單元具有噪聲減小電路，用于減小從多個像素輸出的信號中的噪聲，并且用于將信號傳輸?shù)蕉鄠€模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
6.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，其中信號處理單元具有用于存儲數(shù)字信號的存儲器單元。
7.一種圖像拾取系統(tǒng)，包括如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備；用于在光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的像素部分上形成圖像的光學(xué)系統(tǒng)；和用于通過處理從光電轉(zhuǎn)換設(shè)備輸出的信號產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的圖像信號處理單元。
8.一種光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，包括像素陣列，其中多個像素以行和列布置；對應(yīng)于像素陣列的列提供的信號處理單元，所述信號處理單元包括多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器， 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器將從所述多個像素輸出的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；輸出單元，所述輸出單元具有兩個或更多個輸出端子，并且包括對應(yīng)于所述輸出端子提供的多個輸出塊；以及用于輸出同步信號的同步信號產(chǎn)生單元，其中每隔一列中的多個信號處理單元被布置為一個塊，其中多個輸出塊輸出從屬于相同塊的多個信號處理單元輸出的信號，和其中同步碼添加單元用于與同步信號同步地給從多個輸出塊輸出的信號添加同步碼。
9.如權(quán)利要求8所述的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，其中同步信號產(chǎn)生單元包括鎖相環(huán)電路，并且使用從鎖相環(huán)電路輸出的信號作為同步信號。
10.如權(quán)利要求8所述的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，其中同步碼添加單元對應(yīng)于像素陣列的行添加同步碼。
11.如權(quán)利要求8所述的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，其中信號處理單元輸出數(shù)字信號作為并行數(shù)據(jù)，和其中多個輸出塊將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，并且從輸出端子輸出串行數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求8所述的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，其中信號處理單元具有噪聲減小電路，用于減小從多個像素輸出的信號中的噪聲，并且用于將信號傳輸?shù)蕉鄠€模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
13.如權(quán)利要求8所述的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，其中信號處理單元具有用于存儲數(shù)字信號的存儲器單元。
14.一種圖像拾取系統(tǒng)，包括 如權(quán)利要求8所述的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備；用于在光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的像素部分上形成圖像的光學(xué)系統(tǒng)；和用于通過處理從光電轉(zhuǎn)換設(shè)備輸出的信號產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的圖像信號處理單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及光電轉(zhuǎn)換設(shè)備和圖像拾取系統(tǒng)。所述光電轉(zhuǎn)換設(shè)備包括對應(yīng)于像素陣列的列提供的并且具有至少多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號處理單元，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器將從像素輸出的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；輸出單元，配置為具有兩個或更多個輸出端子，并且包括對應(yīng)于輸出端子提供的多個輸出塊；以及配置為輸出同步信號的同步信號產(chǎn)生單元。彼此相鄰的多個列中的信號處理單元或每隔一列中的信號處理單元被布置為一個塊。多個輸出塊輸出從屬于相同塊的多個信號處理單元輸出的信號。還包括同步碼添加單元，其配置為與同步信號同步，并且給從多個輸出塊輸出的信號添加同步碼。
文檔編號H04N5/357GK102447846SQ20111024846
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者小林大祐, 山崎善一 申請人:佳能株式會社