專利名稱：掃描電路、固態(tài)圖像傳感器和照相機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及掃描電路、固態(tài)圖像傳感器和照相機。
背景技術(shù)：
CMOS圖像傳感器或CXD圖像傳感器包括包含光電轉(zhuǎn)換器的像素和包含讀出電路的周邊電路，所述讀出電路用于讀出通過像素光電轉(zhuǎn)換的信號。特別是在CMOS圖像傳感器中，讀出電路的功能得到提升。例如，存在能夠切換分辨率或讀出速度的讀出電路。日本專利公開N0.2004-304688公開了一種固態(tài)圖像傳感器，該固態(tài)圖像傳感器包括包含多個單位寄存器的掃描電路和用于將所述多個單位寄存器的輸入/輸出信號的連接路徑切換到正常操作模式或縮小操作模式的選擇電路。在正常操作模式中，選擇電路串聯(lián)連接多個單位寄存器。在縮小操作模式中，選擇電路通過包括跳躍連接的連接路徑來連接多個單位寄存器，通過所述跳躍連接來連接由一個或多個寄存器分離的單位寄存器。在縮小操作模式中，來自多個單位寄存器的輸出信號同時變得有效，所以多個像素的信號被混合。在日本專利公開N0.2004-304688中描述的布置要求包括跳躍連接的連接路徑和開關(guān)，所以面積不可避免地增加。并且，當(dāng)在日本專利公開N0.2004-304688中描述的布置中作為信號混合目標(biāo)的像素的數(shù)量增加時，連接路徑和開關(guān)的數(shù)量變得巨大，這使得布置復(fù)雜化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供有利于簡化布置并使模式多樣化的技術(shù)。本發(fā)明的第一方面提供一種掃描電路，該掃描電路包括通過串聯(lián)連接多個單位電路配置的移位寄存器和控制所述移位寄存器的控制單元，其中各單位電路包括接收脈沖信號的輸入端子、輸出脈沖信號的輸出端子以及控制端子，所述多個單位電路被分成多個組，在第一模式中，所述控制單元向所述多個組的各單位電路的控制端子供給時鐘信號，由此操作所述多個單位電路以響應(yīng)于時鐘信號移位脈沖信號，以及在第二模式中，所述控制單元向所述多個組中的至少一個組的單位電路的控制端子供給將所述至少一個組的單位電路作為緩沖器來操作的邏輯電平，并向所述多個組的其它組的單位電路的控制端子供給時鐘信號，由此操作所述其它組的各單位電路以響應(yīng)于時鐘信號將從布置在所述其它組的各單位電路的輸入側(cè)的單位電路的輸出端子輸出的脈沖信號傳送到布置在所述其它組的各單位電路的輸出側(cè)的單位電路的輸入端子，并在一個時間段內(nèi)輸出來自所述至少一個組的單位電路和布置在所述至少一個組的輸入側(cè)的單位電路的脈沖信號。本發(fā)明的第二方面提供一種固態(tài)圖像傳感器，該固態(tài)圖像傳感器包括:多個像素被布置為配置多個行和多個列的像素陣列；被配置為從所述多個行選擇作為信號讀取目標(biāo)的行的垂直掃描電路；以及被配置為從所述多個列選擇作為信號讀取目標(biāo)的列的水平掃描電路，其中，所述垂直掃描電路和所述水平掃描電路中的至少一個包括上述掃描電路。
本發(fā)明的第三方面提供一種照相機，該照相機包括:上述固態(tài)圖像傳感器；以及被配置為處理來自所述固態(tài)圖像傳感器的輸出信號的處理器。(參照附圖)根據(jù)示例性實施例的如下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。


圖1是示出本發(fā)明的實施例的固態(tài)圖像傳感器的布置的示意性示圖；圖2是示出本發(fā)明的第一實施例的水平掃描電路的布置的示圖；圖3是當(dāng)本發(fā)明的第一實施例的水平掃描電路通過第一模式(全像素模式)操作時的時序圖；圖4是當(dāng)本發(fā)明的第一實施例的水平掃描電路通過作為第二模式(縮小模式)的子模式的1/2縮小模式操作時的時序圖；圖5是當(dāng)本發(fā)明的第一實施例的水平掃描電路通過作為第二模式(縮小模式)的子模式的1/3縮小模式操作時的時序圖；圖6是示出本發(fā)明的第二實施例的水平掃描電路的布置的示圖；圖7是當(dāng)本發(fā)明的第二實施例的水平掃描電路通過作為第二模式(縮小模式)的子模式的1/2縮小模式操作時的時序圖；圖8是當(dāng)本發(fā)明的第二實施例的水平掃描電路通過作為第二模式(縮小模式)的子模式的1/3縮小模式操作時的時序圖；圖9是示出本發(fā)明的第三實施例的水平掃描電路的布置的示圖；圖10是當(dāng)本發(fā)明的第三實施例的水平掃描電路通過作為第二模式(縮小模式)的子模式的1/2縮小模式操作時的時序圖；圖11是當(dāng)本發(fā)明的第三實施例的水平掃描電路通過作為第二模式(縮小模式)的子模式的1/3縮小模式操作時的時序圖；圖12是當(dāng)本發(fā)明的第二實施例的水平掃描電路通過作為第二模式(縮小模式)的子模式的1/2縮小模式操作時的時序圖；圖13是當(dāng)本發(fā)明的第二實施例的水平掃描電路通過作為第二模式(縮小模式)的子模式的1/3縮小模式操作時的時序圖；以及圖14是示出本發(fā)明的實施例的固態(tài)圖像傳感器中的控制單元的配置例子的示圖。
具體實施例方式以下參照圖1解釋本發(fā)明的實施例的固態(tài)圖像傳感器。固態(tài)圖像傳感器I包括像素陣列PA、垂直掃描電路108和水平掃描電路105。通過布置多個像素101以配置多個行和多個列，形成像素陣列PA。垂直掃描電路108包括用于從像素陣列PA中的多個行選擇作為信號讀取目標(biāo)的行的掃描電路。水平掃描電路105包括用于從像素陣列PA中的多個列選擇作為信號讀取目標(biāo)的列的掃描電路。固態(tài)圖像傳感器I還可包括多個列讀出電路102、多個列選擇開關(guān)103、共用輸出線104和放大器電路106。每個列讀出電路102通過列信號線從與通過垂直掃描電路108從像素陣列PA中的多個行選擇的行相對應(yīng)的列中的像素101讀出信號。每個列選擇開關(guān)103在從水平掃描電路105輸出的選擇信號107 (107a至107f)中的相應(yīng)一個的邏輯電平變?yōu)橛行щ娖綍r被接通，并且連接相應(yīng)的列讀出電路和共用輸出線104。放大器電路106放大發(fā)送到共用輸出線104的信號并輸出放大后的信號。本發(fā)明的掃描電路可被應(yīng)用到例如水平掃描電路105和垂直掃描電路108。當(dāng)本發(fā)明的掃描電路被應(yīng)用到例如水平掃描電路105時，來自掃描電路的輸出信號可被供給到列選擇開關(guān)103。當(dāng)本發(fā)明的掃描電路被應(yīng)用到例如垂直掃描電路108時，傳送信號、復(fù)位信號和行選擇信號可基于來自掃描電路的輸出信號被產(chǎn)生，并被供給到各行上的像素。各像素可包括光電轉(zhuǎn)換器、浮動擴散區(qū)(floating diffusion)、傳送晶體管、放大器晶體管、復(fù)位晶體管和行選擇晶體管。傳送晶體管根據(jù)傳送信號將在光電轉(zhuǎn)換器中累積的電荷傳送到浮動擴散區(qū)。放大器晶體管將與浮動擴散的電勢對應(yīng)的信號輸出到列信號線。復(fù)位晶體管根據(jù)復(fù)位信號將浮動擴散的電勢復(fù)位。行選擇晶體管根據(jù)行掃描信號變得有效，并使得放大器晶體管驅(qū)動列信號線。以下，作為實際的例子，將解釋把本發(fā)明的掃描電路應(yīng)用到水平掃描電路105的例子。固態(tài)圖像傳感器I或水平掃描電路105包括作為操作模式的第一模式和第二模式。第一模式是固態(tài)圖像傳感器I從多個像素輸出多個信號的模式。第二模式是固態(tài)圖像傳感器I對于每批的多個像素輸出一個信號的模式。第一模式可以是例如固態(tài)圖像傳感器I從像素陣列PA中的所有像素輸出信號的模式。第一模式可被稱為例如全像素模式。第二模式可以是例如從多個像素的信號獲得從固態(tài)圖像傳感器I輸出的每個信號的模式。從多個像素的信號獲得來自固態(tài)圖像傳感器I的每個輸出信號的方法的例子是合成(例如，相加或取平均)多個像素的信號的方法以及從多個像素的信號選擇一個信號的方法(即，排除其它像素的方法)。第二模式可被稱為例如縮小模式。以下將解釋第二模式包括作為子模式的1/2縮小模式和1/3縮小模式的例子。1/2縮小模式是從兩個像素的信號獲得來自固態(tài)圖像傳感器I的每個輸出信號的模式。1/3縮小模式是從三個像素的信號獲得來自固態(tài)圖像傳感器I的每個輸出信號的模式。圖2示出本發(fā)明的第一實施例的水平掃描電路105的布置。第一實施例的水平掃描電路105支持第一模式和第二模式(1/2縮小模式和1/3縮小模式)。水平掃描電路105包括通過串聯(lián)連接多個單位電路201配置的移位寄存器SR和用于控制移位寄存器SR的控制單元204。各單位電路201包括用于接收脈沖信號的輸入端子IN、用于接收第一控制信號的控制端子(第一控制端子)CNT1、用于接收第二控制信號的控制端子(第二控制端子)CNT2和用于輸出脈沖信號的輸出端子OUT。各單位電路201還包括第一反相器202a、第二反相器202b、第一開關(guān)203a和第二開關(guān)203b。第一開關(guān)203a被布置在輸入端子IN與第一反相器202a的輸入端子之間,第二開關(guān)203b被布置在第一反相器202a的輸出端子與第二反相器202b的輸入端子之間。第二反相器202b的輸出端子可以是單位電路201的輸出端子。多個單位電路201被分成多個組。在圖2所示的例子中，多個單位電路201被分成第一組G1、第二組G2、第三組G3和第四組G4。例如，通過重復(fù)布置第一組、第二組、第三組和第四組的單位電路201來配置掃描電路105。第一控制信號Φ IA和第二控制信號Φ2Α分別通過控制信號線205被供給到第一組Gl的單位電路201的控制端子CNTl和CNT2。第一控制信號Φ IB和第二控制信號Φ 2B分別通過控制信號線205被供給到第二組G2的單位電路201的控制端子CNTl和CNT2。第一控制信號Φ IC和第二控制信號Φ2(:分別通過控制信號線205被供給到第三組G3的單位電路201的控制端子CNTl和CNT2。第一控制信號Φ ID和第二控制信號Φ 2D分別通過控制信號線205被供給到第四組G4的單位電路201的控制端子CNTl和CNT2。在各單位電路201中，第一控制端子CNTl和第二控制端子CNT2分別與第一開關(guān)203a和第二開關(guān)203b連接。第一開關(guān)203a在要被供給到第一控制端子CNTl的第一控制信號變?yōu)橛行щ娖綍r被接通，第二開關(guān)203b在要被供給到第二控制端子CNT2的第二控制信號變?yōu)橛行щ娖綍r被接通。當(dāng)具有相反相位的時鐘信號(例如，Φ1Α和Φ2Α)作為控制信號被供給到控制端子CNTl和CNT2時，各單位電路201響應(yīng)于時鐘信號將供給到輸入端子IN的脈沖信號輸出到輸出端子OUT。這是移位寄存器SR中的一個移位操作。當(dāng)用于接通開關(guān)203a和203b的邏輯電平(即，有效電平)作為控制信號被供給到控制端子CNTl和CNT2時，各單位電路201用作緩沖器。

在第一模式中，控制單元204向多個組61、62、63和64中的各單位電路201的控制端子CNTl和CNT2供給時鐘信號，從而操作多個單位電路201以響應(yīng)于時鐘信號移位脈沖信號。即，在第一模式中，控制單元204操作多個單位電路201以響應(yīng)于時鐘信號移位供給到第一單位電路201的開始脈沖(tSP。在第二模式中，控制單元204將用于把多個組Gl、G2、G3和G4中的至少一個組的單位電路201作為緩沖器操作的邏輯電平供給到所述至少一個組的單位電路201的控制端子CNTl和CNT2。并且，在第二模式中，控制單元204將時鐘信號供給到所述多個組中的其它組的單位電路201的控制端子CNTl和CNT2。從而，控制單元204操作所述其它組的各單位電路201，以響應(yīng)于時鐘信號將從布置在所述其它組的各單位電路201的輸入側(cè)的單位電路201的輸出端子OUT輸出的脈沖信號傳送到布置在所述其它組的各單位電路201的輸出側(cè)的單位電路201的輸入端子IN。因此，在第二模式中，至少一個組的單位電路201和布置在該至少一個組的輸入側(cè)的單位電路201在一個時間段中輸出脈沖信號。本實施例通過使用多個單位電路201來簡單地配置移位寄存器SR并改善將被供給到移位寄存器SR的控制信號，可以實現(xiàn)多個模式。因此，實施例提供有利于簡化配置并使模式多樣化的水平掃描電路或掃描電路。圖14示出控制單元204的實際配置例子。通過使用時鐘信號CLK產(chǎn)生控制信號Φ1Α、Φ2Α、Φ1Β、Φ2Β、Φ 1C、Φ20, Φ ID 和 Φ2 。在第一模式中，具有相反相位的時鐘信號被產(chǎn)生為控制信號Φ1Α和Φ2Α,
具有相反相位的時鐘信號被產(chǎn)生為控制信號Φ IB和Φ2Β,具有相反相位的時鐘信號被產(chǎn)生為控制信號Φ1〇和Φ2(3,以及具有相反相位的時鐘信號被產(chǎn)生為控制信號Φ ID和Φ20。在第二模式中，控制信號Φ1Α和Φ2Α對、控制信號Φ1Β和Φ2Β對、控制信號Φ1〇和Φ2(:對和控制信號Φ 和Φ2 對中的至少一對被控制到使得單位電路201用作緩沖器的邏輯電平。在第二模式中，如第一模式中那樣，控制信號Φ IA和Φ2Α對、控制信號Φ IB和Φ2Β對、控制信號Φ1(:和Φ2(:對和控制信號Φ 和Φ 2D對中的其它對是具有相反相位的時鐘信號。
例如，當(dāng)包括固態(tài)圖像傳感器I的圖像感測系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)將模式選擇信號SEL_BS置為高電平時，控制信號Φ1Β和Φ2Β變?yōu)閷⑦@些控制信號被供給到的單位電路201作為緩沖器操作的邏輯電平(在這種情況下，為高電平)。類似地，當(dāng)模式選擇信號SEL_C被設(shè)置為高電平時，控制信號Φ1(:和Φ2(:變?yōu)閷⑦@些控制信號被供給到的單位電路201作為緩沖器操作的邏輯電平(在這種情況下，為高電平)。類似地，當(dāng)模式選擇信號SEL_D被設(shè)置為高電平時，控制信號ΦΠ)和Φ 2D變?yōu)閷⑦@些控制信號被供給到的單位電路201作為緩沖器操作的邏輯電平(在這種情況下，為高電平)。類似地，當(dāng)模式選擇信號SEL_A被設(shè)置為高電平時，控制信號Φ1Α和Φ2Α變?yōu)閷⑦@些控制信號被供給到的單位電路201作為緩沖器操作的邏輯電平·(在這種情況下，為高電平)。圖3是當(dāng)圖2所示的水平掃描電路105在第一模式(全像素模式)中操作時的時序圖。在第一模式中，水平掃描電路105作為與時鐘信號同步地移位開始脈沖CtSP的簡單移位寄存器來操作。從控制單元204輸出到控制信號線205的控制信號Φ1Α和Φ2Α是具有相反相位的時鐘信號。這類似地應(yīng)用到控制信號Φ1Β和Φ2Β對、控制信號Φ1(:和Φ2(:對和控制信號Φ 和Φ2 對。Φ1Α、Φ1Β、Φ1(:和Φ ID同時從高電平轉(zhuǎn)變到低電平，并同時從低電平轉(zhuǎn)變到高電平。類似地，Φ2Α、Φ2Β、Φ2(:和Φ2 同時從高電平轉(zhuǎn)變到低電平，并同時從低電平轉(zhuǎn)變到高電平。第一開關(guān)203a在第一控制信號Φ1Α、Φ1Β、Φ IC和Φ ID處于高電平時被接通，第二開關(guān)203b在第二控制信號Φ2Α、Φ2Β、Φ2(:和Φ 2D處于高電平時被接通。從連續(xù)的單位電路201輸出的選擇信號107a 107f (即，從移位寄存器SR輸出的選擇信號)與Φ2Α、Φ2Β、Φ2(:和Φ 2D同步地依次變?yōu)橛行щ娖?。在這種情況下，通過多個列讀出電路102讀出的信號被依次輸出到共用輸出線104。因此，所有像素(所有列和行中的像素)的信號從固態(tài)圖像傳感器I被輸出。圖4是當(dāng)圖2所示的水平掃描電路105在作為第二模式(縮小模式)的子模式的1/2縮小模式中操作時的時序圖。在1/2縮小模式中,水平掃描電路105操作來在時鐘信號CLK的一個周期中選擇兩個列。從控制單元204輸出到控制信號線205的控制信號Φ 1Β、Φ2Β、Φ 和Φ 2D的邏輯電平固定為高電平。在這種情況下，控制信號Φ1Β、Φ2Β、Φ ID和Φ2 被供給到的單位電路201用作由兩個反相器202a和20b配置的緩沖器。因此，選擇信號107b成為相對于選擇信號107a具有由反相器202a和202b以及開關(guān)203a和203b引起的延遲的信號，但是選擇信號107a和107b幾乎同時轉(zhuǎn)變。這類似地適用于選擇信號107c與107d之間的關(guān)系和選擇信號107e與107f之間的關(guān)系。在1/2縮小模式中，一次有兩個列讀出電路102與共用輸出線104連接，因此，兩個像素的信號被合成(相加或取平均)。因此，來自固態(tài)圖像傳感器I的輸出圖像中的水平像素的數(shù)量減少到1/2。圖5是當(dāng)圖2所示的水平掃描電路105在作為第二模式(縮小模式)的子模式的1/3縮小模式中操作時的時序圖。在1/3縮小模式中,水平掃描電路105操作來在時鐘信號CLK的一個周期中選擇三個列。從控制單元204輸出到控制信號線205的控制信號Φ 1B、Φ2Β、Φ1(:和Φ2(:的邏輯電平固定為高電平。在這種情況下，控制信號Φ1Β和Φ2Β被供給到的單位電路201以及控制信號Φ1(:和Φ2(:被供給到的單位電路201用作由兩個反相器202a和202b配置的緩沖器。相反,選擇信號107b成為相對于選擇信號107a具有由反相器202a和202b以及開關(guān)203a和203b引起的延遲的信號。并且，選擇信號107c成為相對于選擇信號107b具有由反相器202a和202b以及開關(guān)203a和203b引起的延遲的信號。但是，這些延遲是輕微的，選擇信號107a、107b和107c幾乎同時轉(zhuǎn)變。這類似地適用于選擇信號107d、107e和107f之間的關(guān)系。在1/3縮小模式中，一次有三個列讀出電路102與共用輸出線104連接，所以三個像素的信號被合成(相加或取平均)。因此，來自固態(tài)圖像傳感器I的輸出圖像中的水平像素的數(shù)量減少到1/3。雖然日本專利公開N0.2004-304688的圖2省略了用于控制單位寄存器的控制信號，但是對于一個單位寄存器需要至少兩個控制信號。另一方面，在第一實施例中，通過根據(jù)模式改變被供給到開關(guān)203a和203b的控制信號，將單位電路201作為與時鐘信號同步的寄存器或緩沖器來操作。這不再需要在日本專利公開N0.2004-304688中描述的包括跳躍連接的連接路徑和開關(guān)。并且，在第一實施例中，通過根據(jù)全像素模式、1/2縮小模式或1/3縮小模式來控制控制信號Φ1Α、Φ2Α、Φ1Β、Φ2Β、Φ 1C、Φ20, Φ ID和Φ 2D，可以用簡單的布置來使模式多樣化。由于在圖像感測系統(tǒng)中對于選擇性地使用多個圖像尺寸和多個幀率存在強烈的需求，因此第一實施例對于這樣的需求是有用的。雖然在以上的解釋中控制信號Φ1Β、Φ2Β、Φ1 和Φ 2D在1/2縮小模式中被設(shè)置為高電平，但是控制信號Φ1Α、Φ2Α、Φ1(:和Φ2(:也可被設(shè)置為高電平。在本實施例中，形成水平掃描電路105的單位電路201被分成組1、組2、組3和組4，并且四個相應(yīng)的控制信號線205對被形成。然而，當(dāng)單位電路201被分成組1、組2、組3、組4、組5和組6并且6個控制信號線205對被形成時，可通過控制這些控制信號線來實現(xiàn)諸如1/2縮小模式、1/3縮小模式、1/4縮小模式、1/5縮小模式和1/6縮小模式的許多第二模式。將在下面解釋本發(fā)明的第二實施例。注意，沒有在第二實施例中提到的項目可遵循在第一實施例中描述的那些。圖6示出本發(fā)明的第二實施例的水平掃描電路105的布置。注意，將在下面解釋本發(fā)明的掃描電路被應(yīng)用到水平掃描電路105的例子，但是本發(fā)明的掃描電路也可應(yīng)用到垂直掃描電路108。在第一實施例的1/2縮小模式中，在選擇信號107a和107b組、選擇信號107c和107d組以及選擇信號107e和107f組中的每一組中的轉(zhuǎn)變定時之間存在輕微差異。類似地，在第一實施例的1/3縮小模式中，在選擇信號107a、107b和107c組以及選擇信號107d、107e和107f組中的每一組中的轉(zhuǎn)變定時之間存在輕微差異。當(dāng)不允許類似這樣的轉(zhuǎn)變定時之間的差異時，第二實施例是有用的。第二實施例的水平掃描電路105包括用于將從多個單位電路201中的每一個輸出的脈沖信號的有效時間段限制為比時鐘信號CLK的一個周期短的時間段的脈沖寬度限制電路206。脈沖寬度限制電路206可由門電路形成，例如用于將從單位電路201的輸出端子OUT輸出的脈沖信號整形的AND (與)門。在圖6所示的例子中，脈沖寬度限制電路206由具有兩個輸入端子的AND門形成。整形信號ΦG被供給到AND門的一個輸入端子，并且單位電路201的輸出端子OUT與其另一輸入端子連接。整形信號Φ6具有比時鐘信號CLK(或基于時鐘信號CLK生成為控制信號的時鐘信號)的一個周期短的有效時間段。從單位電路201的輸出端子OUT輸出的脈沖信號的有效時間段受整形信號Φ6的有效時間段限制。圖7是當(dāng)圖6所示的水平掃描電路105在作為第二模式(縮小模式)的子模式的1/2縮小模式中操作時的時序圖 。通過脈沖寬度限制電路206輸出的從單位電路201輸出的選擇信號107a和107b同時轉(zhuǎn)變。這類似地應(yīng)用到選擇信號107c與107d之間的關(guān)系和選擇信號107e與107f之間的關(guān)系。參照圖7，虛線表示在圖6所示的水平掃描電路105中當(dāng)單位電路201具有大的延遲時的輸出信號。圖8是當(dāng)圖6所示的水平掃描電路105在作為第二模式(縮小模式)的子模式的1/3縮小模式中操作時的時序圖。在1/2縮小模式中，控制信號Φ1Β和Φ2Β的邏輯電平不需要總是被設(shè)置為有效電平，也可僅在第二組G2的單位電路201必須用作緩沖器的時間段中被設(shè)置為有效電平，如圖12所示。第二組G2和第四組G4的單位電路201必須用作緩沖器的時間段是包括時鐘信號CLK的轉(zhuǎn)變定時但比時鐘信號CLK的一個周期短的時間段。同樣在1/3縮小模式中，控制信號Φ1Β和Φ2Β以及控制信號Φ1(:和Φ2(:的邏輯電平也不需要總是被設(shè)置為有效電平。如圖13所示，這些控制信號的邏輯電平也可僅在第二組G2和第三組G3的單位電路201必須用作緩沖器的時間段中被設(shè)置為有效電平。將在下面解釋本發(fā)明的第三實施例。注意，沒有在第三實施例中提到的項目可遵循在第一實施例和第二實施例中描述的那些。圖9示出本發(fā)明的第三實施例的水平掃描電路105的布置。注意，將在下面解釋本發(fā)明的掃描電路被應(yīng)用到水平掃描電路105的例子，但是本發(fā)明的掃描電路也可被應(yīng)用到垂直掃描電路108。在第一實施例和第二實施例中，通過合成多個像素的信號并輸出合成信號來減少輸出信號的數(shù)量。在第三實施例中，通過不輸出多個像素的一些信號來減少輸出信號的數(shù)量。第三實施例的水平掃描電路105包括門電路207。門電路207可由例如AND門形成。在圖9所示的例子中，門電路207由具有兩個輸入端子的AND門形成。輸出控制信號Φ6Α, Φ6Β, cjiGC或Φ⑶被供給到AND門的一個輸入端子，并且單位電路201的輸出端子
OUT與其另一輸入端子連接。在第一模式中，門電路207使從形成移位寄存器SR的多個單位電路201輸出的所有脈沖信號通過。在作為第二模式的子模式的1/2縮小模式中，門電路207僅使從單位電路201中的在一個時間段中輸 出脈沖信號的任三個單位電路201所輸出的脈沖信號通過。即，在作為第二模式的子模式的1/2縮小模式中，門電路207阻擋從除了在該時間段中輸出脈沖信號的單位電路201以外的單位電路201所輸出的脈沖信號。輸出控制信號Φ6Α、Φ6Β, <tGC或Φ⑶分別被供給到用于第一組Gl、第二組G2、第三組G3和第四組G4的單位電路201的門電路207的輸入端子。與第二實施例中的整形信號類似，輸出控制信號Φ6Α、Φ6Β、Φ6(:或Φ⑶也可被用于將脈沖信號整形。即，輸出控制信號Φ6Α、C^GBjGC或Φ⑶也可以是具有比時鐘信號CLK的一個周期短的有效時間段的信號。在輸出控制信號Φ6Α、Φ6Β, cjiGC或Φ⑶處于有效電平的時間段中，來自單位電路201的輸出信號通過門電路207。圖10是當(dāng)圖9所示的水平掃描電路105在作為第二模式(縮小模式)的子模式的1/2縮小模式中操作時的時序圖。在圖10所示的本例子中，輸出控制信號Φ6Β和(tGD的邏輯電平固定為低電平，輸出控制信號Φ6Α和CtGC與第二實施例的整形信號類似。選擇信號107a、107c和107e依次變?yōu)橛行щ娖?，并且相?yīng)的列讀出電路102與共用輸出線104連接。因此，排除兩個像素中的一個的信號。因此，來自固態(tài)圖像傳感器I的輸出圖像中的水平像素的數(shù)量減少到1/2。圖11是當(dāng)圖9所示的水平掃描電路105在作為第二模式(縮小模式)的子模式的1/3縮小模式中操作時的時序圖。在圖11所示的本例子中，輸出控制信號Φ6Β和cjiGC的邏輯電平固定為低電平，輸出控制信號^GA和MD與第二實施例的整形信號類似。選擇信號107a和選擇信號107d依次變?yōu)橛行щ娖?，并且相?yīng)的列讀出電路102與共用輸出線104連接。因此，排除三個像素中的兩個的信號。因此，來自固態(tài)圖像傳感器I的輸出圖像中的水平像素的數(shù)量減少到1/3。通過以上描述的第一到第三實施例解釋了全像素模式、1/2縮小模式和1/3縮小模式的例子。然而，本發(fā)明也可應(yīng)用到其它的縮小比。作為根據(jù)上述各實施例的固態(tài)圖像傳感器的應(yīng)用例子，將在下面解釋具有固態(tài)圖像傳感器的照相機。照相機的概念不僅包括其主要目的是圖像感測的裝置，而且包括具有圖像感測功能作為輔助功能的裝置(例如，個人計算機或便攜式終端)。照相機包括在上述實施例中解釋的根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)圖像傳感器和用于處理來自固態(tài)圖像傳感器的輸出信號的處理單元。該處理單元可包括A/D轉(zhuǎn)換器和用于處理從A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的處理器。雖然已參照示例性實施 例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明不限于所公開的示例性實施例。以下的權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬泛的解釋以包括所有這樣的變更方式以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種掃描電路，包括通過串聯(lián)連接多個單位電路配置的移位寄存器和控制所述移位寄存器的控制單元，其中 各單位電路包括接收脈沖信號的輸入端子、輸出脈沖信號的輸出端子以及控制端子， 所述多個單位電路被分成多個組， 在第一模式中，所述控制單元向所述多個組的各單位電路的控制端子供給時鐘信號，由此操作所述多個單位電路以響應(yīng)于時鐘信號移位脈沖信號，以及 在第二模式中，所述控制單元向所述多個組中的至少一個組的單位電路的控制端子供給將所述至少一個組的單位電路作為緩沖器來操作的邏輯電平，并向所述多個組的其它組的單位電路的控制端子供給時鐘信號，由此操作所述其它組的各單位電路以響應(yīng)于時鐘信號將從布置在所述其它組的各單位電路的輸入側(cè)的單位電路的輸出端子輸出的脈沖信號傳送到布置在所述其它組的各單位電路的輸出側(cè)的單位電路的輸入端子，并在一個時間段內(nèi)輸出來自所述至少一個組的單位電路和布置在所述至少一個組的輸入側(cè)的單位電路的脈沖信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，還包括脈沖寬度限制電路，所述脈沖寬度限制電路被配置為將從所述多個單位電路中的每一個輸出的脈沖信號的有效時間段限制為比時鐘信號的一個周期短的時間段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中，在第二模式中，所述控制單元在包括時鐘信號的轉(zhuǎn)變定時但比時鐘信號的一個周期短的時間段中向所述多個組中的至少一個組的單位電路的控制端子供給所述邏輯電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，還包括門電路， 其中，在第一模式中，所述門電路使從所述多個單位電路輸出的所有脈沖信號通過，以及 在第二模式中，所述門電路使從在一個時間段中輸出脈沖信號的單位電路中的一個單位電路輸出的脈沖信號通過，并阻擋從在一個時間段中輸出脈沖信號的單位電路中的其它單位電路輸出的脈沖信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電路，其中 所述單位電路包括: 第一反相器； 第二反相器； 被布置在單位電路的輸入端子和第一反相器的輸入端子之間的第一開關(guān)；以及被布置在第一反相器的輸出端子和第二反相器的輸入端子之間的第二開關(guān)，以及控制端子包括被配置為控制第一開關(guān)的第一控制端子和被配置為控制第二開關(guān)的第二控制端子。
6.一種固態(tài)圖像傳感器,包括: 像素陣列，在所述像素陣列中多個像素被布置為配置多個行和多個列； 垂直掃描電路，被配置為從所述多個行選擇作為信號讀取目標(biāo)的行；以及 水平掃描電路，被配置為從所述多個列選擇作為信號讀取目標(biāo)的列， 其中，所述垂直掃描電路和所述水平掃描電路中的至少一個包括在權(quán)利要求1中所述的掃描電路。
7.一種照相機，包括:在權(quán)利要求6中所述的固態(tài)圖像傳感器；以及被配置為處理來自所述固態(tài)圖像傳 感器的輸出信號的處理器。
全文摘要
本公開內(nèi)容提供了掃描電路、固態(tài)圖像傳感器和照相機。一種掃描電路包括通過連接多個單位電路配置的移位寄存器和控制移位寄存器的控制單元。在某一模式中，控制單元向均由單位電路組成的多個組中的至少一個組的單位電路的控制端子供給將所述至少一個組的單位電路作為緩沖器來操作的邏輯電平，并向其它組的單位電路的控制端子供給時鐘信號，由此操作所述其它組的各單位電路以傳送脈沖信號，并在一個時間段內(nèi)輸出來自所述至少一個組的單位電路和布置在它的輸入側(cè)的單位電路的脈沖信號。
文檔編號H04N5/225GK103096001SQ201210417380
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者小倉正徳, 前田康次, 小林秀央 申請人:佳能株式會社