專(zhuān)利名稱(chēng)：固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固態(tài)圖像感測(cè)(sensing)設(shè)備，其中排列多個(gè)單位像素，并可由地址控制任意選擇并讀取來(lái)自每個(gè)單位像素的信號(hào)。
背景技術(shù)：
在為一種X-Y尋址類(lèi)型固態(tài)圖像感測(cè)裝置的放大固態(tài)圖像感測(cè)裝置(也被稱(chēng)為APS；活動(dòng)像素感測(cè)器/增益單元)中，使用具有MOS結(jié)構(gòu)等(MOS晶體管)的活動(dòng)裝置構(gòu)成像素，從而像素自身具有放大功能。具體的，存儲(chǔ)在是光電變換裝置的光電二極管內(nèi)的信號(hào)電荷由該活動(dòng)裝置放大，并作為圖像信息讀出。
在X-Y尋址類(lèi)型的固態(tài)圖像感測(cè)裝置內(nèi)，例如，在二維矩陣內(nèi)排列大量像素晶體管以構(gòu)成像素區(qū)域。為每個(gè)行(行)或每個(gè)像素開(kāi)始存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)入射光的信號(hào)電荷。通過(guò)尋址(例如參考日本未審查的專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)11-239299，2001-069408，2001-298748，以及2003-031785)從每個(gè)像素順序讀取基于存儲(chǔ)的信號(hào)電荷的電流或電壓信號(hào)。例如，在30萬(wàn)像素的VGA格式中，每秒輸出30幅(pieces)圖像，在12MHz輸出速率時(shí)它對(duì)人眼表現(xiàn)出平滑的動(dòng)畫(huà)。
并且，近年來(lái)，期望使用例如具有極多像素的圖像感測(cè)裝置以30幅每秒輸出圖像。在特定例子中，從具有3百萬(wàn)像素或3千萬(wàn)像素的固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備以30幅每秒輸出圖像。而且，當(dāng)要求高時(shí)間分辨率時(shí)，例如在汽車(chē)碰撞試驗(yàn)或監(jiān)測(cè)棒球擊球手擊打棒球的沖擊瞬間的情況中，每秒必須輸出10萬(wàn)到1萬(wàn)幅圖像。
在此，作為一種在低數(shù)據(jù)速率滿(mǎn)足上述要求的方法，考慮增加輸出終端，提供成百上千個(gè)輸出終端并并行輸出信號(hào)的方法。
然而，如果那樣，輸出終端的數(shù)目非常大，因此引起了多種問(wèn)題。例如，固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備的區(qū)域變得非常大(增加了成本)，由于輸入終端的增加，下一級(jí)內(nèi)的IC增大，實(shí)現(xiàn)困難，攝像機(jī)的小型化變得困難，如此多的輸出終端的同步也很困難，并且因?yàn)橥嚼щy，高時(shí)鐘速率的輸出也變得困難了。
作為改進(jìn)這些問(wèn)題的方法，考慮讀取速度的增加。這樣，例如，為從具有3百萬(wàn)或3千萬(wàn)像素的固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備以每秒30幅輸出圖像，運(yùn)行分別變?yōu)?20MHz或1.2GHz。而且，當(dāng)要求高時(shí)間分辨率時(shí)，例如，在輸出1000到10000幅圖像的情況中，提高讀取速度是有效的。
然而，如果僅增加讀取速度，可能發(fā)生例如功耗、噪聲、不必要的輻射增加等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況做出本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種固態(tài)圖像感測(cè)裝置，該裝置解決至少以上問(wèn)題之一，即功耗、噪聲和不必要的輻射的增加，并能獲得較高速度的輸出。
為獲得上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種固態(tài)圖像感測(cè)裝置。該圖像感測(cè)裝置包括像素區(qū)域，它具有用于產(chǎn)生信號(hào)電荷的電荷產(chǎn)生部分，以及輸出和由電荷產(chǎn)生部分產(chǎn)生的信號(hào)電荷對(duì)應(yīng)的模擬像素信號(hào)；AD轉(zhuǎn)換部分，將從像素區(qū)域輸出的像素信號(hào)轉(zhuǎn)換為是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的像素?cái)?shù)據(jù)；高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分，產(chǎn)生高速時(shí)鐘信號(hào)，該信號(hào)是具有比基本時(shí)鐘信號(hào)頻率高的脈沖信號(hào)，該基本時(shí)鐘信號(hào)是和驅(qū)動(dòng)像素區(qū)域的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)的基本脈沖信號(hào)；以及數(shù)據(jù)輸出部分，根據(jù)由高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生的高速時(shí)鐘信號(hào)基于由AD轉(zhuǎn)換部分轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的像素?cái)?shù)據(jù)向外輸出預(yù)定輸出數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種固態(tài)圖像感測(cè)裝置。該圖像感測(cè)裝置包括包括用于根據(jù)入射光產(chǎn)生電荷的電荷產(chǎn)生部分的像素區(qū)域；以及AD轉(zhuǎn)換部分，將從像素區(qū)域發(fā)送的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，其中根據(jù)第一時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)像素區(qū)域，以及根據(jù)具有比第一時(shí)鐘信號(hào)頻率高的頻率的第二時(shí)鐘信號(hào)輸出來(lái)自AD轉(zhuǎn)換部分的數(shù)字信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種攝像機(jī)。該攝像機(jī)包括具有根據(jù)入射光產(chǎn)生電荷的電荷產(chǎn)生部分的像素區(qū)域；AD轉(zhuǎn)換部分，將從像素區(qū)域發(fā)送的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；以及光學(xué)系統(tǒng)，用于將入射光導(dǎo)向像素區(qū)域，其中根據(jù)第一時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)該像素區(qū)域，以及根據(jù)具有比第一時(shí)鐘信號(hào)頻率高的頻率的第二時(shí)鐘信號(hào)輸出來(lái)自AD轉(zhuǎn)換部分的數(shù)字信號(hào)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CMOS固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備的示意結(jié)構(gòu)圖；圖2A和2B是示出時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分和輸出電路裝置配置模式例子的解釋圖；圖3A，3B和3C是示出數(shù)據(jù)輸出方法例子的定時(shí)圖；圖4示出輸出電路第一示例結(jié)構(gòu)的變型的電路框圖；圖5是示出在第一示例變型內(nèi)的數(shù)據(jù)輸出方法的定時(shí)圖；圖6是示出輸出電路第二示例結(jié)構(gòu)的電路框圖；圖7是示出第二示例輸出電路變型的電路框圖；圖8A和8B是用于第二示例輸出電路不必要的輻射的改進(jìn)效果的解釋圖；圖9是示出輸出電路第三示例結(jié)構(gòu)的電路框圖；圖10是示出第三示例輸出電路變型的電路框圖；圖11是示出在第三示例及其變型中數(shù)據(jù)輸出方法的定時(shí)圖；圖12是示出第二和第三輸出電路示例結(jié)構(gòu)的組合示例結(jié)構(gòu)的電路框圖；圖13是示出另一個(gè)第二和第三輸出電路示例結(jié)構(gòu)的組合示例結(jié)構(gòu)的電路框圖；圖14A和14B是示出輸出電路第四示例結(jié)構(gòu)的電路框圖；圖15是示出輸出電路第五示例結(jié)構(gòu)變型的電路框圖；圖16是示出在第五例子中使用的選通信號(hào)產(chǎn)生部分的示例結(jié)構(gòu)的電路框圖；圖17是示出第五例子中數(shù)據(jù)輸出方法的定時(shí)圖；圖18是示出輸出電路第六示例結(jié)構(gòu)的電路框圖；圖19是示出第六例子中數(shù)據(jù)輸出方法的定時(shí)圖；以及圖20是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的固態(tài)圖像感測(cè)裝置(模塊類(lèi)型)或攝像機(jī)結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在下面，參考附圖給出本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明。在此，下面給出將本發(fā)明應(yīng)用到CMOS圖像感測(cè)裝置情形的說(shuō)明，CMOS圖像感測(cè)裝置是X-Y尋址類(lèi)型固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備的一個(gè)例子。而且，給出假定CMOS圖像感測(cè)裝置包括所有NMOS像素的說(shuō)明。
固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CMOS固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備的示意結(jié)構(gòu)圖。而且，圖2A和2B是示出時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分和輸出電路裝置配置模式例子的解釋圖。而且，圖3A，3B和3C是示出數(shù)據(jù)輸出方法的定時(shí)圖。
構(gòu)成固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備1，從而可將其應(yīng)用到能拾取彩色圖像的電子照相機(jī)。例如，在靜態(tài)圖像拾取模式，設(shè)定順序讀取所有像素的模式。
固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備1具有像素區(qū)域，在該區(qū)域中，用于根據(jù)入射光量輸出信號(hào)的包括光接收元件(電荷產(chǎn)生部分的一個(gè)例子)的多個(gè)像素以行和列(即以二維矩陣)排列。固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備1是列類(lèi)型，其中來(lái)自每個(gè)像素的信號(hào)輸出是電壓信號(hào)，為每個(gè)列配置CDS(相關(guān)雙取樣，correlated double sampling)處理部分和數(shù)字轉(zhuǎn)換部分。
更具體的，如圖1所示，固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備1包括像素區(qū)域(圖像感測(cè)部分)10，在該區(qū)域內(nèi)以行和列排列多個(gè)單位像素3；在像素區(qū)域10外部配置的驅(qū)動(dòng)控制部分7；和列處理部分26。驅(qū)動(dòng)控制部分7包括，例如，水平掃描電路12，垂直掃描電路14，通信/定時(shí)產(chǎn)生部分20，以及時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21，該部分是高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分的一個(gè)例子，并產(chǎn)生具有比輸入時(shí)鐘信號(hào)頻率高的時(shí)鐘頻率的脈沖信號(hào)。
在圖1中，為簡(jiǎn)明起見(jiàn)省略部分行和列。然而，在實(shí)際中，配置成千上萬(wàn)像素。而且，作為驅(qū)動(dòng)控制部分7的其他組件，提供水平掃描電路12，垂直掃描電路14以及通信/定時(shí)產(chǎn)生部分20。驅(qū)動(dòng)控制部分7的每個(gè)組件都和像素區(qū)域10一起使用與半導(dǎo)體集成電路制造技術(shù)相同的技術(shù)在單晶硅等的半導(dǎo)體區(qū)域整體成形，并構(gòu)成為固態(tài)圖像感測(cè)裝置(圖像拾取裝置)，該裝置是半導(dǎo)體系統(tǒng)的一個(gè)例子。
單位像素3分別通過(guò)垂直控制線(xiàn)15和垂直信號(hào)線(xiàn)19連接到垂直掃描電路14和列處理部分26，垂直掃描電路14用于選擇垂直列，在列處理部分26內(nèi)為每個(gè)列配置列AD電路。在此，垂直控制線(xiàn)15表示所有從垂直掃描電路14到像素的接線(xiàn)線(xiàn)路。
水平掃描電路12和垂直掃描電路14如下所述分別包括解碼器，并響應(yīng)來(lái)自通信/定時(shí)產(chǎn)生部分20的驅(qū)動(dòng)脈沖開(kāi)始移位操作(掃描)。因此，垂直控制線(xiàn)15包括用于驅(qū)動(dòng)單位像素3的不同脈沖信號(hào)(例如，復(fù)位脈沖RST，變換脈沖TFR，以及DRN控制脈沖DRN)。
雖然在圖中沒(méi)有示出，通信/定時(shí)產(chǎn)生部分20包括提供每個(gè)部分操作所必需的時(shí)鐘信號(hào)和預(yù)定定時(shí)脈沖信號(hào)的定時(shí)產(chǎn)生器TG(讀地址控制器的一個(gè)例子)的功能塊、以及接收用于操作模式等的輸入時(shí)鐘信號(hào)和命令數(shù)據(jù)的通信接口功能塊，并輸出包含固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備1的信息的數(shù)據(jù)。例如，水平地址信號(hào)被提供給水平解碼器12a，垂直地址信號(hào)被提供給垂直解碼器14a，每個(gè)解碼器12a和14a接收該信號(hào)以選擇對(duì)應(yīng)的行或列。
而且，在本實(shí)施例的通信/定時(shí)產(chǎn)生部分20中，具有和通過(guò)終端5a輸入的輸入時(shí)鐘信號(hào)(主時(shí)鐘)CLK0相同頻率的時(shí)鐘CLK1，具有輸入時(shí)鐘信號(hào)一半頻率的時(shí)鐘信號(hào)，以及具有進(jìn)一步分頻的低速時(shí)鐘信號(hào)被提供給裝置內(nèi)的每個(gè)部分，例如，水平掃描電路12，垂直掃描電路14，列處理部分26或前級(jí)側(cè)(front stage side)，即不是接近輸出電路28的輸出終端5c的信號(hào)處理系統(tǒng)的一側(cè)。在下面，將具有二分頻的時(shí)鐘信號(hào)以及具有進(jìn)一步分頻的時(shí)鐘信號(hào)統(tǒng)稱(chēng)為低速時(shí)鐘CLK2。
垂直掃描電路14選擇像素區(qū)域的一行，并提供必需的脈沖信號(hào)到該行。例如，垂直掃描電路14具有垂直解碼器14a，用于指定(選擇像素區(qū)域10的一行)垂直方向的讀取行，以及垂直驅(qū)動(dòng)電路14b，用于為在由用于驅(qū)動(dòng)的垂直解碼器14a指定的讀取地址(行方向)上的單位像素3提供脈沖信號(hào)到控制線(xiàn)。這樣，垂直解碼器14a除了讀取信號(hào)的行外選擇用于電子快門(mén)的一行。
水平掃描電路12與低速時(shí)鐘同步地依順序選擇列處理部分26的列AD電路，并將該信號(hào)導(dǎo)向水平信號(hào)線(xiàn)18。例如，水平掃描電路12具有水平解碼器12a，用于指定(選擇列處理部分26內(nèi)的單個(gè)列電路)水平方向的讀取列，以及水平驅(qū)動(dòng)電路12b，用于將列處理部分26的每個(gè)信號(hào)根據(jù)由水平解碼器12a指定的讀取地址導(dǎo)向水平信號(hào)線(xiàn)18。這樣，水平信號(hào)線(xiàn)18配置，例如用于由列AD電路處理的n(n是正整數(shù))比特?cái)?shù)目，例如，給定10(＝n)比特，對(duì)應(yīng)比特?cái)?shù)目配置10條線(xiàn)。
時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21包括產(chǎn)生比輸入時(shí)鐘頻率速度高的時(shí)鐘頻率的脈沖信號(hào)的乘法電路。時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21從通信/定時(shí)產(chǎn)生部分20接收低速時(shí)鐘信號(hào)CLK2，并根據(jù)該信號(hào)產(chǎn)生具有兩倍或更高倍頻率的時(shí)鐘信號(hào)。在下面，所有具有低速時(shí)鐘CLK2兩倍或更高倍頻率的時(shí)鐘信號(hào)都被稱(chēng)為高速時(shí)鐘信號(hào)。在此，更具體的，通過(guò)加上參考代碼CLK3，該信號(hào)被稱(chēng)為高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3。時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21提供從通信/定時(shí)產(chǎn)生部分20接收的低速時(shí)鐘CLK2，以及由時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21產(chǎn)生的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3到輸出電路28，該電路是數(shù)據(jù)輸出部分的一個(gè)例子。
在此，假定高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3是低速時(shí)鐘CLK2的兩倍或更高倍頻率。然而，并不限于整數(shù)倍，可以使用不是整數(shù)倍的其他倍數(shù)。注意到從數(shù)據(jù)連接觀(guān)點(diǎn)，優(yōu)選的將該值設(shè)定為整數(shù)倍。
優(yōu)選的允許通過(guò)經(jīng)通信/定時(shí)產(chǎn)生部分20的外部命令改變高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3的頻率，該部分執(zhí)行和外界的通信功能。在此例子中，優(yōu)選的，頻率轉(zhuǎn)換命令P3能根據(jù)操作模式自動(dòng)切換，例如，靜態(tài)圖像感測(cè)模式，活動(dòng)感測(cè)模式或附加的讀取模式。例如，優(yōu)選的，由時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21產(chǎn)生的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3應(yīng)當(dāng)由從裝置外的中央控制部分接收操作模式命令并結(jié)合該操作模式發(fā)布頻率切換命令P3到時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21的通信/定時(shí)產(chǎn)生部分20切換。
可選的，從裝置之外的中央控制部分發(fā)布的用于時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21的頻率切換命令P3獨(dú)立于操作模式(實(shí)際上直接)進(jìn)行通知，因此可由該通知自動(dòng)進(jìn)行頻率切換。這樣，在根據(jù)本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的例子中，在通信/定時(shí)產(chǎn)生部分20配置和外界的通信功能，因此通過(guò)通信/定時(shí)產(chǎn)生部分20將頻率切換命令P3通知給時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21。注意到該結(jié)構(gòu)并不限于此。該結(jié)構(gòu)可以是通過(guò)具有和外界通信功能的時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21，時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21直接和外界通信。
這樣，時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21可配置在TG塊(圖中未示出)內(nèi)。然而，時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21和其中的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3的接線(xiàn)線(xiàn)路使得噪聲出現(xiàn)，因此優(yōu)選的是時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21和輸出電路28各自單獨(dú)設(shè)計(jì)，并在裝置的輸出側(cè)相鄰配置。這樣，如圖2A所示，優(yōu)選的每個(gè)部分的邊界部分應(yīng)當(dāng)被劃分為形狀近似矩形，因此兩個(gè)部分應(yīng)當(dāng)相鄰配置，之間不留空隙。
而且，進(jìn)一步希望設(shè)計(jì)該裝置從而將時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21和輸出電路28集成為配置在輸出側(cè)的一個(gè)方塊。通過(guò)將兩個(gè)部分實(shí)際配置為一個(gè)單元，例如，不象在如圖2B所示，其中每個(gè)部分是混繞在一起的狀態(tài)那樣，兩個(gè)邊界部分都可被確定，獲得了以最小距離連接具有接近關(guān)系的信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)。
對(duì)于時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21的乘法電路，假定k1是低速時(shí)鐘CLK2頻率的倍數(shù)，應(yīng)當(dāng)提供k1-乘法電路，因此可以使用已知的多種技術(shù)。例如，日本未審查的專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2003-8435，日本已審查專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)3360667，第6和7段，如在圖10中公開(kāi)的技術(shù)，可使用采用PLL(鎖相環(huán))的PLL頻率合成器的電路技術(shù)。通過(guò)使用PLL方法，高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3和低速時(shí)鐘CLK2可以是相位鎖定的。而且，不僅僅是使用PLL的方法，在日本已審查專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)3366223內(nèi)描述的已知電路技術(shù)也可被使用。
可選的，如在“頻率乘法電路說(shuō)明[在線(xiàn)][2003年6月20日檢索]互聯(lián)網(wǎng)<URLhttp//www.nakaco.co.jp/technical/freqmultiplier.pdf>”內(nèi)描述的，可使用采用帶通濾波器重復(fù)放大的模式的電路技術(shù)。通過(guò)使用此方法，根據(jù)作為初始振蕩的低速時(shí)鐘CLK2，可以覆蓋到倍乘高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3的范圍的所有頻率。而且，可以獲得具有較少噪聲并和PLL電路相乘方法比較相對(duì)純凈的高速時(shí)鐘信號(hào)。
在固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備1中，從單元像素3輸出的像素信號(hào)經(jīng)過(guò)垂直信號(hào)線(xiàn)19被提供給每個(gè)垂直列的列處理部分26的列AD電路。列處理部分26的列AD電路接收用于一列的像素信號(hào)，并處理該信號(hào)。例如，列AD電路根據(jù)兩個(gè)采樣脈沖，從通信/定時(shí)產(chǎn)生部分20給出的采樣脈沖SHP和采樣脈沖SHD執(zhí)行處理以獲得通過(guò)垂直信號(hào)線(xiàn)19輸入的電壓模式的像素信號(hào)和緊跟在像素復(fù)位之后的信號(hào)電平(噪聲電平)之間的信號(hào)電平差。從而消除被稱(chēng)為固定模式噪聲(FPN)或復(fù)位噪聲的噪聲信號(hào)分量。這樣，可在列處理部分26的后面級(jí)提供具有信號(hào)放大功能等的AGC(自動(dòng)增益控制)電路，等等，它必須在與列處理部分26一樣的半導(dǎo)體區(qū)域中。
而且，每個(gè)列AD電路具有ADC(模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器)電路，該電路使用例如低速時(shí)鐘CLK2將處理后的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為10比特?cái)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在此，數(shù)字化像素?cái)?shù)據(jù)通過(guò)水平選擇開(kāi)關(guān)被傳輸?shù)剿叫盘?hào)線(xiàn)18，并進(jìn)一部被輸入到輸出電路28，該水平選擇開(kāi)關(guān)由來(lái)自水平掃描電路12的在圖中示出的水平選擇信號(hào)驅(qū)動(dòng)。在這一方面，10比特是一個(gè)例子，可以使用其它數(shù)目的比特，例如少于10比特(例如8比特)或超過(guò)10個(gè)比特的比特?cái)?shù)目(例如14比特)。
而且，為每個(gè)列電路提供AD轉(zhuǎn)換功能，從而為每個(gè)垂直列將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。然而，該AD轉(zhuǎn)換功能不僅可在列電路部分提供，還可在其它部分提供。例如，可以使用在其內(nèi)為像素區(qū)域(提供乘法功能)的每個(gè)像素單獨(dú)提供AD轉(zhuǎn)換功能的結(jié)構(gòu)。可選的，可以輸出模擬像素信號(hào)到水平信號(hào)線(xiàn)18，此后執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換，從而傳送數(shù)據(jù)到輸出電路28。
在任何一種結(jié)構(gòu)中，用于每行的每垂直列的像素信號(hào)從像素區(qū)域10被順序輸出，在像素區(qū)域中作為電荷產(chǎn)生部分的光接收元件排列在矩陣中。對(duì)應(yīng)其內(nèi)排列光接收元件的像素區(qū)域10的一幅圖像，即一幀圖像，由全部像素區(qū)域10的一組像素信號(hào)代表。
輸出電路第一例子在此，在第一例子的輸出電路28中，使用低速時(shí)鐘CLK2和時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21提供的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3，或時(shí)鐘信號(hào)CLK1和來(lái)自通信/定時(shí)產(chǎn)生部分20的其他脈沖信號(hào)P1緩存來(lái)自水平信號(hào)線(xiàn)18的像素?cái)?shù)據(jù)D0，并將該數(shù)據(jù)向外輸出為視頻(圖像拾取)數(shù)據(jù)D1。這樣，如下所述，在執(zhí)行例如黑色電平調(diào)整，列差值校正，信號(hào)放大，色彩關(guān)系處理，信號(hào)壓縮處理等之后輸出視頻數(shù)據(jù)D1。
當(dāng)根據(jù)高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3輸出數(shù)據(jù)時(shí)，首先，輸出電路28從列處理部分26提取像素?cái)?shù)據(jù)(例如10比特?cái)?shù)據(jù))，作為和低速時(shí)鐘CLK2同步的并行數(shù)據(jù)。此后，如圖3A所示，輸出電路28將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為和高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3上升沿或下降沿(圖中為上升沿)同步的串行格式數(shù)據(jù)。對(duì)于將并行格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行格式數(shù)據(jù)(在下面，稱(chēng)為并串轉(zhuǎn)換)的電路結(jié)構(gòu)，可以使用已知的并串轉(zhuǎn)換電路。而且，如下所述，可以使用和開(kāi)關(guān)部分(switching part)284相同的結(jié)構(gòu)。
在此，假定對(duì)于低速時(shí)鐘CLK2的每個(gè)周期由n比特/并行代表的像素?cái)?shù)據(jù)D0從列處理部分26的每個(gè)列AD電路輸出，以被信號(hào)處理部分282提取，則高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3必須具有足夠高的頻率以將該數(shù)據(jù)在同一時(shí)間周期內(nèi)轉(zhuǎn)換為串行格式數(shù)據(jù)。具體的，該頻率必須至少是比特?cái)?shù)目的倍數(shù)，即，低速時(shí)鐘CLK2頻率的n倍(在此例子中n＝10)或更高。不必具有不需要的非常高的頻率。在此，如圖3A，3B和3C所示，假定高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3的頻率是低速時(shí)鐘CLK2的10倍。
而且，輸出電路28優(yōu)選的具有高速時(shí)鐘信號(hào)輸出功能，除了從輸出終端5c輸出視頻數(shù)據(jù)D1的功能之外，該高速時(shí)鐘信號(hào)輸出功能從數(shù)據(jù)終端之外的終端輸出由時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21產(chǎn)生的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3。例如，圖像拾取數(shù)據(jù)D0或視頻數(shù)據(jù)D1的比特?cái)?shù)據(jù)從終端5c順序輸出作為與上升沿同步的串行格式數(shù)據(jù)，此時(shí)使用的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3從終端5d輸出。并且，考慮到視頻數(shù)據(jù)D1的延遲輸出高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3?？紤]到延遲意思是保持串行格式的視頻數(shù)據(jù)D1的每個(gè)比特的數(shù)據(jù)切換位置，從而和高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3的每個(gè)邊沿具有恒定關(guān)系(例如具有相同位置)。這與下面是相同的。
這樣，通過(guò)使用如輸入時(shí)鐘CLK0的低頻以低速操作像素區(qū)域10和列處理部分26，并以高速僅操作輸出電路28，能夠?qū)⑦\(yùn)行在高速的電路部分限制在最小范圍，從而降低了功耗。而且，從為其提供輸入時(shí)鐘CLK0的前級(jí)電路或IC(集成電路)到固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備1的連接變得容易。
此外，在此實(shí)施例中，時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21配置在輸出電路28的附近，該輸出電路執(zhí)行要求高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3的并串轉(zhuǎn)換功能，高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3在輸出電路28的附近產(chǎn)生。因此不必連線(xiàn)高速線(xiàn)，能防止噪聲對(duì)像素區(qū)域10和列處理部分26操作的影響。而且，由于無(wú)需連線(xiàn)高速線(xiàn)，可在輸出電路28附近保持高速線(xiàn)，解決了不必要輻射的問(wèn)題。例如，降低了在視頻數(shù)據(jù)D1上的不必要輻射而引起噪聲的干擾。
使用具有此種結(jié)構(gòu)的CMOS-感測(cè)器類(lèi)型的固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備1，通過(guò)在低頻操作像素區(qū)域和列電路并且之后在輸出部分使用高速時(shí)鐘信號(hào)執(zhí)行并串轉(zhuǎn)換，能夠在輸出部分用幾個(gè)終端執(zhí)行高速操作。從而可以防止功耗的增加，并減少噪聲。而且，由于從外界到圖像拾取裝置的的輸入時(shí)鐘信號(hào)是低頻的，從前級(jí)到CMOS感測(cè)器的損失維持在較小，抑制了不必要的輻射。因此，能生產(chǎn)可靠的和便宜的小型攝像機(jī)(動(dòng)畫(huà)，靜態(tài)圖像)。
例如，在VGA(大約30萬(wàn)像素)固態(tài)圖像感測(cè)裝置中，假定輸入時(shí)鐘頻率是24MHz，除了輸出電路28之外的電路運(yùn)行在12MHz或24MHz(低速時(shí)鐘)，使用來(lái)自輸出電路28的信號(hào)輸出終端5c的120MHz高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3，10比特視頻數(shù)據(jù)D1以30fps(幀/秒)的幀速率串行輸出。
由于圖像感測(cè)裝置的大部分都運(yùn)行在12MHz，即使輸出速率是120MHz，對(duì)功耗也沒(méi)有什么影響。通常，固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備是非常精確并對(duì)1毫伏或更低的噪聲十分敏感的模擬電路。同時(shí)，特別的，接收光并保持光電轉(zhuǎn)換電荷一段時(shí)間，輸出電荷的像素必須在VGA級(jí)別中大約3百萬(wàn)幅中，以及在這些級(jí)別(in these orders)中的幾兆像素中的成百萬(wàn)幅中具有均勻特性。對(duì)于和像素?cái)?shù)目相比具有較少部分，即成百或成千部分的列處理部分26也需要以而且方式保持該精確性。
相應(yīng)的，像素區(qū)域10和列處理部分26必須盡可能降低頻率以減少白噪聲，并盡可能運(yùn)行在低頻以減少依據(jù)位置而定的脈沖延遲的不規(guī)則性等。此外，作為預(yù)期的輸出圖像信息，必須以每秒幾十至幾千幅輸出幾十萬(wàn)到百萬(wàn)像素×10比特的圖像。此外，為在例如移動(dòng)電話(huà)、PDA(個(gè)人數(shù)字助理)的小型設(shè)備上安裝這些部件，要求生產(chǎn)盡可能小、盡可能便宜以及盡可能可靠的部件。因此需要減少輸出終端的數(shù)目，到下一級(jí)LSI的連接負(fù)載需要較小。
在此，固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備和外界通信從而切換輸出模式并進(jìn)行確認(rèn)。然而，和輸出數(shù)據(jù)相比，此數(shù)據(jù)量非常小。在此種固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備中，其中接收低頻作為輸入時(shí)鐘、像素區(qū)域10和列處理部分26都運(yùn)行在低頻、并僅輸出電路28運(yùn)行在高頻的本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)是非常有效的。
這樣，除了視頻數(shù)據(jù)D1之外，考慮到來(lái)自視頻數(shù)據(jù)D1的延遲高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3還從除了數(shù)據(jù)輸出終端(在此實(shí)施例中5c)之外的終端(在此實(shí)施例中5d)輸出，因此在裝置外部的數(shù)據(jù)接收側(cè)可以提取和高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3同步的視頻數(shù)據(jù)D1，因此防止了錯(cuò)誤。
這樣，當(dāng)高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3和視頻數(shù)據(jù)D1一起輸出時(shí)，限制高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3抖動(dòng)的指標(biāo)放松了。因此可將PLL做成小型的。然而，為防止抖動(dòng)的影響，優(yōu)選的在處理模擬信號(hào)的部分不使用高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3，例如像素區(qū)域10和列處理部分26。
這樣，以和通信領(lǐng)域使用的相同方式，通過(guò)采用其中使用串行格式數(shù)據(jù)并在數(shù)據(jù)內(nèi)嵌入時(shí)鐘(例如作為同步信號(hào))的數(shù)據(jù)模式，視頻數(shù)據(jù)D1和高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3實(shí)際可從公共終端輸出。因此可以減少接口終端和接線(xiàn)線(xiàn)路。
而且，除了輸出高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3之外，如圖3B所示，從除了視頻數(shù)據(jù)D1和高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3的終端5c和5d之外的終端5e可以輸出表示一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)的分隔符的邊界數(shù)據(jù)P2作為比高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3頻率低的數(shù)據(jù)。例如，在此實(shí)施例中，具有和低速時(shí)鐘CLK2相同頻率，表示10比特視頻數(shù)據(jù)D1的開(kāi)始或結(jié)束的時(shí)鐘作為邊界數(shù)據(jù)P2輸出。
這是因?yàn)楫?dāng)輸出串行格式數(shù)據(jù)時(shí)，如果在接收端沒(méi)有正確認(rèn)出一個(gè)像素的數(shù)據(jù)分隔符，自然不能再現(xiàn)正確圖像。當(dāng)使用幾十MHz數(shù)據(jù)速率時(shí)，有很小可能會(huì)造成錯(cuò)誤。然而，速度越高越復(fù)雜。因此優(yōu)選的含有識(shí)別信息以防止錯(cuò)誤。即，當(dāng)頻率低時(shí)，由于可以不使用邊界數(shù)據(jù)P2獲得接收側(cè)的跟蹤特性，因此可以正確識(shí)別串行格式數(shù)據(jù)內(nèi)的一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)。然而，當(dāng)頻率高時(shí)，由于數(shù)據(jù)再現(xiàn)的不穩(wěn)定，對(duì)一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)定界時(shí)出錯(cuò)的可能性增加。此外，如果發(fā)生錯(cuò)誤，在隨后的像素中會(huì)繼續(xù)該錯(cuò)誤。因此影響巨大，從而使用頻率低于高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3的頻率的邊界數(shù)據(jù)P2是十分有效的。
這樣，邊界數(shù)據(jù)P2可在任何部分產(chǎn)生，例如，在通信/定時(shí)產(chǎn)生部分20的TG塊內(nèi)，時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21或下面說(shuō)明的信號(hào)處理部分282。而且，在圖3B中，它的負(fù)荷(＝一個(gè)高電平周期/一個(gè)周期)被設(shè)定為50％，邊界數(shù)據(jù)實(shí)際是具有和低頻時(shí)鐘CLK2相反極性的數(shù)據(jù)。然而，不限于此，如圖3C所示，可將負(fù)荷改變?yōu)榕c50％不同的數(shù)值。
輸出電路第一例子的變型圖4是示出輸出電路第一示例結(jié)構(gòu)的變型的電路框圖。在此，僅示出輸出緩存器周?chē)?。而且，圖5是示出在此變型中數(shù)據(jù)輸出方法的定時(shí)圖。該變型具有其中用于n比特的串行格式輸出數(shù)據(jù)和高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3分別從兩個(gè)輸出終端差動(dòng)(differentially)輸出的特征結(jié)構(gòu)。
相應(yīng)的，如圖5所示，輸出電路28的輸出緩沖器286具有差動(dòng)轉(zhuǎn)換部分功能，該部分基于由具有并串轉(zhuǎn)換部分的開(kāi)關(guān)部分284產(chǎn)生的、用串行格式表示的n比特(在此例子中，10)視頻數(shù)據(jù)D1、將接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為差動(dòng)格式的數(shù)據(jù)，該差動(dòng)格式的數(shù)據(jù)包括具有與視頻數(shù)據(jù)D1相同極性的標(biāo)準(zhǔn)視頻數(shù)據(jù)D1P以及具有相反極性的反相視頻數(shù)據(jù)D1N。具有差動(dòng)轉(zhuǎn)換部分功能的輸出緩沖器286具有輸出終端5cP，用于向外輸出標(biāo)準(zhǔn)的視頻數(shù)據(jù)D1P，以及輸出終端5cN，用于向外輸出反相視頻數(shù)據(jù)D1N。輸出緩沖器分別從對(duì)應(yīng)的兩個(gè)輸出終端5cP和5cN向外輸出標(biāo)準(zhǔn)視頻數(shù)據(jù)D1P和反相視頻數(shù)據(jù)D1N的差動(dòng)輸出。
以同樣的方式，不同于輸出緩沖器286的輸出緩沖器288具有差動(dòng)轉(zhuǎn)換部分功能，該部分將接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為差動(dòng)格式數(shù)據(jù)，該差動(dòng)格式數(shù)據(jù)包括具有與經(jīng)開(kāi)關(guān)部分284接收的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3極性相同的標(biāo)準(zhǔn)高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3P，以及具有相反極性的反相高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3N。輸出緩沖器288具有輸出終端5dP，用于向外輸出標(biāo)準(zhǔn)高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3P，以及輸出終端5dN，用于向外輸出反相高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3N。然后輸出緩沖器288從對(duì)應(yīng)的兩個(gè)輸出終端5dP和5dn考慮到視頻數(shù)據(jù)D1的延遲輸出經(jīng)開(kāi)關(guān)部分284輸入的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3以及考慮到反相視頻數(shù)據(jù)D1N的延遲輸出反相高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3N，分別作為高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3和反相高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3N的差動(dòng)輸出。
當(dāng)以此方式在高速時(shí)鐘頻率執(zhí)行數(shù)據(jù)輸出時(shí)，除了如圖3A，3B和3C所示使用高速時(shí)鐘的上升沿或下降沿的輸出方法外，可以使用如圖5所示的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3的上升沿和下降沿。從而，可以實(shí)際上在原始頻率兩倍的頻率(輸出速率的兩倍)上輸出。相反，當(dāng)使用相同的輸出速率時(shí)，該頻率可以是高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3頻率的一半。
這樣，考慮視頻數(shù)據(jù)D1P和D1N的延遲，每個(gè)差動(dòng)輸出從與數(shù)據(jù)輸出終端(在此例子中是5cP和5cN)不同的終端(在此例子中是5dP和5dN)輸出。因此，能在裝置外部的數(shù)據(jù)接收側(cè)和對(duì)應(yīng)的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3P和CLK3N同步地提取用于任意差動(dòng)輸出的視頻數(shù)據(jù)D1P和D1N，從而防止了錯(cuò)誤。
輸出電路第二例子圖6是示出輸出電路第二示例結(jié)構(gòu)的電路框圖。而且，圖7是示出第二例輸出電路變型的電路框圖。在此，圖6示出到差動(dòng)輸出的應(yīng)用，圖7示出到單個(gè)輸出的應(yīng)用。而且，圖8A和8B是用于第二例的輸出電路28的不必要的輻射的改進(jìn)效果的示例框圖。
圖6示出的第二例的輸出電路28具有包含有數(shù)字信號(hào)處理部分以及使用差動(dòng)輸出的特性。相比而言，圖7示出的第二例的變型包含有和第二例相同的數(shù)字信號(hào)處理部分，然而，和第二例的不同之處在于使用單個(gè)輸出。下面，給出詳細(xì)說(shuō)明。
圖6示出的第二例的輸出電路28具有對(duì)從水平信號(hào)線(xiàn)18輸入的10比特?cái)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D0執(zhí)行處理的信號(hào)處理部分282、開(kāi)關(guān)部分284、以及輸出緩沖器286和288。
信號(hào)處理部分282從通信/定時(shí)產(chǎn)生部分20的TG塊接收預(yù)定數(shù)據(jù)輸入，以及來(lái)自時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21的低速時(shí)鐘CLK2。而且，開(kāi)關(guān)部分284接收來(lái)自時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3的輸入。
信號(hào)處理部分282和低速時(shí)鐘CLK2同步的從10條水平信號(hào)線(xiàn)18并行提取像素?cái)?shù)據(jù)D0。這和第一例的輸出電路28是相同的。信號(hào)處理部分282使用例如相同的低速時(shí)鐘CLK2對(duì)提取的數(shù)據(jù)D0執(zhí)行黑色電平調(diào)整，列差值校正，信號(hào)放大，色彩關(guān)系處理，信號(hào)壓縮處理等。然后信號(hào)處理部分282為每個(gè)比特輸入處理的10比特?cái)?shù)據(jù)D1到開(kāi)關(guān)部分284的不同輸入終端。
開(kāi)關(guān)部分284包括多路復(fù)用器(多輸入和一個(gè)輸出開(kāi)關(guān)；省略了細(xì)節(jié))，來(lái)自信號(hào)處理部分282的并行格式數(shù)據(jù)各自被輸入到多路復(fù)用器的多個(gè)輸入終端284a的每一個(gè)中。選擇輸入到多個(gè)輸入終端284a的每個(gè)數(shù)據(jù)的任意之一以從輸出終端284b輸出。來(lái)自時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3作為切換命令被輸入到多路復(fù)用器的控制終端284c。通過(guò)使用具有此種結(jié)構(gòu)的多路復(fù)用器，能用簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)并行-串行轉(zhuǎn)換。
具有此種結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)部分284使用高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3作為切換命令、根據(jù)預(yù)定順序從由單個(gè)終端輸入的10比特中選擇每一個(gè)比特以從輸出終端248b輸出。因此開(kāi)關(guān)部分284將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行格式數(shù)據(jù)(在下文中，指的是并-串轉(zhuǎn)換)。然后開(kāi)關(guān)部分284將并-串轉(zhuǎn)換之后的視頻數(shù)據(jù)D1導(dǎo)向數(shù)據(jù)輸出緩沖器286。而且，開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換部分284將在并-串轉(zhuǎn)換中使用的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3導(dǎo)向時(shí)鐘輸出緩沖器288。
輸出緩沖器286和288具有和第一例的變型相同方式的差動(dòng)轉(zhuǎn)換部分功能。例如，輸出緩沖器286分別從對(duì)應(yīng)的兩個(gè)輸出終端5cP、5cN向外輸出標(biāo)準(zhǔn)視頻數(shù)據(jù)D1P和反相視頻數(shù)據(jù)D1N的差動(dòng)輸出。以同樣的方式，輸出緩沖器288分別從對(duì)應(yīng)的兩個(gè)輸出終端5dP和5dN考慮視頻數(shù)據(jù)D1的延遲和反相視頻數(shù)據(jù)D1N的延遲，輸出高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3和反相高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3N作為高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3和反相高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3N的差動(dòng)輸出。
例如，以和第一例相同的方式，在VGA(大約30萬(wàn)像素)固態(tài)圖像監(jiān)測(cè)裝置中，假定輸入時(shí)鐘的頻率是24MHz，除了輸出電路28之外的電路運(yùn)行在12MHz或24MHz(低速時(shí)鐘)，使用來(lái)自輸出電路28的兩個(gè)差動(dòng)輸出終端5cP和5cN的120MHz高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3，10比特視頻數(shù)據(jù)D1以30fps(幀/秒)的幀速率串行輸出。
這樣，圖7所示第二例的變型僅在輸出緩沖器286和288是單個(gè)輸出這一點(diǎn)不同，因此省略對(duì)它的電路結(jié)構(gòu)和操作的描述。
以和第一例相同的方式，在圖6所示第二例的輸出電路28中，和低速時(shí)鐘CLK2同步地執(zhí)行到輸出電路28的數(shù)據(jù)輸入。另一方面，和高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3同步執(zhí)行視頻數(shù)據(jù)D1的輸出。而且，以和第一例相同的方式，也輸出高速時(shí)鐘信號(hào)。因此，雖然存在是單個(gè)輸出還是差動(dòng)輸出的差別，在第二例的輸出電路28中，基本可以獲得和上述第一例相同的效果。
而且，在圖6所示第二例的輸出電路28中，可以獲得由于差動(dòng)輸出的特定效果。即，在脈沖波形內(nèi)的異常分量，例如鈍度(dullness)、阻尼振蕩等易于隨著信號(hào)速度的增加而發(fā)生。在使用任一個(gè)輸出的單個(gè)輸出中，該輸出直接遭受該影響。相反，通過(guò)使用差動(dòng)輸出，能使用兩個(gè)差動(dòng)輸出再現(xiàn)波形，從而改進(jìn)了抗噪性。這并不限于數(shù)據(jù)D1，對(duì)于高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3也是相同的。因此，采用差動(dòng)輸出的第二例，具有比第一例的結(jié)構(gòu)更能應(yīng)付更高頻率的結(jié)構(gòu)。相反，對(duì)于中速頻率，使用采用單個(gè)輸出的第一例是足夠的。
而且，對(duì)于第二例的結(jié)構(gòu)，能使用在其內(nèi)采用電流模式差動(dòng)接口的結(jié)構(gòu)(LVDS低電壓差動(dòng)信令)。這樣，利于克服抗噪性和不必要的輻射問(wèn)題。例如，作為圖7所示第二例的變型當(dāng)采用電流模式單個(gè)輸出的接口時(shí)，在第一例結(jié)構(gòu)中，如圖8A所示，電流在發(fā)射側(cè)的輸出電路28和下一級(jí)電路以及接收側(cè)的下一級(jí)IC之間來(lái)回流動(dòng)(定時(shí)不同時(shí))。因此，每次都發(fā)生造成不必要輻射的電磁場(chǎng)，影響外圍電路和固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備1的外部。
相反，當(dāng)如在第二例結(jié)構(gòu)中所示的采用使用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)P和反相數(shù)據(jù)N的電流模式差動(dòng)輸出的結(jié)構(gòu)時(shí)，如圖8B所示，雖然電流在發(fā)送側(cè)的輸出電路28和下一級(jí)電路以及接收側(cè)的下一級(jí)IC之間來(lái)回流動(dòng)，定時(shí)總是同時(shí)的，因此在相互相反的方向出現(xiàn)電磁場(chǎng)。因此產(chǎn)生的電磁場(chǎng)互相抵消。因此總的來(lái)說(shuō)認(rèn)為不出現(xiàn)導(dǎo)致不必要的輻射的電磁場(chǎng)。在這一點(diǎn)上，為增強(qiáng)這些效果，采用輸出電路28和外部電路之間的接口，在外部電路內(nèi)兩個(gè)差動(dòng)輸出線(xiàn)相互靠近。為此目的，例如，應(yīng)使用具有雙絞線(xiàn)結(jié)構(gòu)的連接線(xiàn)。
輸出電路第三例圖9是例示輸出電路第三例結(jié)構(gòu)的電路框圖。而且，圖10是例示第三例的輸出電路的變型的電路框圖。在此，圖10例示對(duì)差動(dòng)輸出的應(yīng)用，圖11例示對(duì)單個(gè)輸出的應(yīng)用。而且，圖11是示出在第三例及其變型內(nèi)的數(shù)據(jù)輸出方法的定時(shí)圖。
在此，以和第二例相同的方式，圖9所示第三例的輸出電路28具有內(nèi)含數(shù)字信號(hào)處理部分并使用差動(dòng)輸出的特征。而且，在列處理部分26中，可同時(shí)為m列(m是2或更大的正整數(shù))輸出n(n是正整數(shù))比特?cái)?shù)據(jù)。比較而言，圖10所示第三例的變型內(nèi)含數(shù)字信號(hào)處理部分，使用差動(dòng)輸出，并和第三例相同，可以同時(shí)輸出在列處理部分26中的用于m列的數(shù)據(jù)。然而，和第三例不同的是以和第二例的變型相同的方式使用單個(gè)輸出。在下面給出詳細(xì)說(shuō)明。
在此，作為特定例子，示出包括40條水平信號(hào)線(xiàn)18的情況的例子，從而同時(shí)為4(＝m)列輸出10(＝n)比特列AD電路的數(shù)據(jù)。在此例子中，總計(jì)40比特的像素?cái)?shù)據(jù)D0在信號(hào)處理部分282進(jìn)行信號(hào)處理，4段10比特?cái)?shù)據(jù)被輸入到開(kāi)關(guān)部分284。
以和第二例相同的方式，開(kāi)關(guān)部分284包括未在圖中示出的多路復(fù)用器。開(kāi)關(guān)部分284使用頻率為低速時(shí)鐘CLK2頻率的m倍的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK4對(duì)于第一到第九比特、將m段數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行格式數(shù)據(jù)(下面也稱(chēng)為并-串轉(zhuǎn)換)。
在此例子中，如圖11所示，輸出電路28的開(kāi)關(guān)部分284將4段數(shù)據(jù)的每個(gè)雙穩(wěn)態(tài)電路轉(zhuǎn)換為和高速時(shí)鐘信號(hào)CLK4(圖中是上升沿)上升沿或下降沿同步的串行格式數(shù)據(jù)。對(duì)于每個(gè)第一到第九比特，開(kāi)關(guān)部分284將并-串轉(zhuǎn)換之后的D1引導(dǎo)到各個(gè)數(shù)據(jù)輸出緩沖器286-0到286-9。而且，開(kāi)關(guān)部分284將在并-串轉(zhuǎn)換中使用的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK4引導(dǎo)到時(shí)鐘輸出緩沖器288。
輸出緩沖器286-0到286-9根據(jù)輸入像素?cái)?shù)據(jù)D1的每個(gè)比特從對(duì)應(yīng)的兩個(gè)輸出終端5cP和5cN輸出視頻數(shù)據(jù)D1和反相視頻數(shù)據(jù)D1N的差動(dòng)輸出。以相同的方式，輸出緩沖器288，而不是輸出緩沖器286，考慮到延遲，根據(jù)輸入高速時(shí)鐘信號(hào)CLK4，從對(duì)應(yīng)的兩個(gè)輸出終端5dP和5dN輸出高速時(shí)鐘信號(hào)CLK4和反相高速時(shí)鐘信號(hào)CLK4N。
在這一點(diǎn)上，圖10所示第三例的變型的不同僅在于輸出緩沖器286-0到286-9以及288是單個(gè)輸出，因此省略其電路結(jié)構(gòu)和操作的描述。
以此方式，當(dāng)輸出電路28具有用于處理和m個(gè)垂直列數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)時(shí)，即，多個(gè)像素，首先接收和多個(gè)像素對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)的信號(hào)處理部分282使用低速時(shí)鐘CLK2并行處理多個(gè)像素(在本例中是四個(gè)像素)。開(kāi)關(guān)部分284使用頻率是低速時(shí)鐘CLK2頻率的m倍的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK4、順序選擇對(duì)應(yīng)來(lái)自信號(hào)處理部分282的數(shù)據(jù)輸出上的一個(gè)像素的每個(gè)信號(hào)，并以高速輸出。因此使得輸出數(shù)據(jù)變?yōu)楦咚俚牟?串轉(zhuǎn)換部分可在最接近數(shù)據(jù)輸出(在先前例子中，開(kāi)關(guān)部分284或輸出緩沖器286-0到286-9，以及288)的地方配置。因而，在第三例及其變型中，可以獲得和第一以及第二例結(jié)構(gòu)相同的效果。
第二和第三輸出電路的組合圖12和圖13是例示第二和第三輸出電路示例結(jié)構(gòu)的組合示例結(jié)構(gòu)的電路框圖。在兩個(gè)結(jié)構(gòu)中，為轉(zhuǎn)換到串行格式數(shù)據(jù)的部分提供兩級(jí)開(kāi)關(guān)部分248a和248b。然而，在圖12和圖13中的角色是不同的。在這一點(diǎn)上，在圖12和13中以和第二和第三例相同的方式采用差動(dòng)輸出結(jié)構(gòu)。然而，可以和第二以及第三例變型的相同方式采用單個(gè)輸出。下面給出詳細(xì)說(shuō)明。
圖12的例子特征在于，以和第三例相同的方式，首先，使用開(kāi)關(guān)部分284a中的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK4對(duì)于每個(gè)比特將m列數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為串行格式數(shù)據(jù)，然后使用開(kāi)關(guān)部分284b中的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK5應(yīng)用第二例的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步將該n比特并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行格式數(shù)據(jù)。在開(kāi)關(guān)部分284b內(nèi)用于將n比特并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行格式數(shù)據(jù)的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK5的頻率是高速時(shí)鐘信號(hào)CLK4頻率的n倍，即，是低速時(shí)鐘CLK2頻率的m×n倍，在該例中是4×10＝40。
比較而言，圖13的例子的特征在于，以和第三例相同的方式，首先，應(yīng)用第二例，使用開(kāi)關(guān)部分284a的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3在列處理部分26中對(duì)于每個(gè)m列的n比特將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行格式數(shù)據(jù)，接著使用在開(kāi)關(guān)部分284b中的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK6應(yīng)用第三例，進(jìn)一步將m-列數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行格式數(shù)據(jù)。在開(kāi)關(guān)部分284b內(nèi)用于轉(zhuǎn)換m-列數(shù)據(jù)為串行格式數(shù)據(jù)的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK6的頻率是高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3的頻率的m倍，即，是低速時(shí)鐘CLK2的頻率的n×m倍，在該例中是4×10＝40。
以此種配置，當(dāng)輸出電路28具有一起處理m垂直列數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)時(shí)，通過(guò)對(duì)于全部m幅將原始的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換串行格式數(shù)據(jù)，能夠比第三例及其變型減少更多的數(shù)據(jù)輸出終端。而且，使得輸出數(shù)據(jù)變?yōu)楦咚俚牟?串轉(zhuǎn)換部分可在最接近數(shù)據(jù)輸出(在先前例子中，開(kāi)關(guān)部分284或輸出緩沖器286-0到286-9，以及288)的地方配置。這樣做，可以獲得和第一到第三例結(jié)構(gòu)相同的效果。
輸出電路第四例圖14A和14B是例示輸出電路28的第四示例結(jié)構(gòu)的電路框圖。圖14A例示到差動(dòng)輸出的應(yīng)用，圖14B例示到單個(gè)輸出的應(yīng)用。通過(guò)對(duì)第二例的信號(hào)處理部分282添加某些改變產(chǎn)生第四例。在這一點(diǎn)上，可對(duì)第三例信號(hào)處理部分282添加相同的改變。
在此，在第二和第三例的信號(hào)處理部分282內(nèi)，使用低速時(shí)鐘CLK2執(zhí)行數(shù)字信號(hào)處理。然而，第四例的輸出電路28不同之處在于使用具有比低速時(shí)鐘CLK2頻率的兩倍或更高倍高但低于高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3頻率一半的較高頻率的時(shí)鐘信號(hào)(不限于一個(gè)，在下文中，一起稱(chēng)為中速時(shí)鐘信號(hào)CLK7)執(zhí)行信號(hào)處理。在這一點(diǎn)上，在此情況下，如圖所示，信號(hào)處理部分282包括不僅使用中速時(shí)鐘信號(hào)CLK7還使用低速時(shí)鐘信號(hào)CLK2執(zhí)行預(yù)定處理的功能部分。在這一點(diǎn)上，該中速時(shí)鐘信號(hào)CLK7為頻率是低速時(shí)鐘信號(hào)CLK2的頻率的2倍的信號(hào)，并且是本發(fā)明高速時(shí)鐘信號(hào)的一個(gè)例子。
中速時(shí)鐘信號(hào)CLK7應(yīng)當(dāng)由時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21產(chǎn)生。也就是說(shuō)，確定時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21產(chǎn)生具有多個(gè)不同高于低速時(shí)鐘CLK2的頻率的頻率的時(shí)鐘信號(hào)(在此例子中是CLK3和CLK5)。對(duì)于在時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21內(nèi)產(chǎn)生具有比低速時(shí)鐘CLK2頻率高的頻率的多個(gè)時(shí)鐘的技術(shù)，可以和產(chǎn)生一個(gè)高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3的情況相同的方式，使用各種已知電路的乘法電路的方案。例如，假定k1和k2是低速時(shí)鐘CLK2的倍數(shù)，應(yīng)當(dāng)提供k1-乘法電路和k2-乘法電路。在此，省略對(duì)其具體方案的說(shuō)明。
在此，使用信號(hào)處理部分282內(nèi)的低速時(shí)鐘CLK2的信號(hào)處理內(nèi)容包括對(duì)每一個(gè)像素信號(hào)執(zhí)行簡(jiǎn)單加法，減法，乘法以及除法的處理，例如，數(shù)字增益控制，垂直線(xiàn)校正等。相比而言，使用中速時(shí)鐘CLK7的信號(hào)處理內(nèi)容包括要求參考多個(gè)像素信號(hào)的乘法計(jì)算的處理，例如，色彩關(guān)系處理，壓縮處理等。
當(dāng)在圖像感測(cè)裝置內(nèi)提供由高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3操作的數(shù)字信號(hào)處理電路時(shí)，裝置的功耗增加了。另一方面，如果在圖像感測(cè)裝置內(nèi)不提供此種數(shù)字信號(hào)處理電路，在該電路外部配置類(lèi)似電路。這樣，整個(gè)攝像機(jī)的功耗和是否在裝置內(nèi)提供數(shù)字信號(hào)處理電路沒(méi)有什么不同。有時(shí)在其中和像素信號(hào)的連接更加強(qiáng)有力的裝置內(nèi)執(zhí)行該處理更加有效。第二例滿(mǎn)足這一要求。
在此種情況下，注意到應(yīng)當(dāng)在由高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3操作的固態(tài)圖像感測(cè)裝置內(nèi)提供數(shù)字信號(hào)處理電路，但如果在同一芯片內(nèi)數(shù)字信號(hào)處理部分內(nèi)產(chǎn)生的熱量變大，則附近像素的暗電流增加，因此產(chǎn)生陰影。因此，在此，在固態(tài)圖像感測(cè)裝置內(nèi)的信號(hào)處理部分282在處理目標(biāo)范圍內(nèi)提取中速時(shí)鐘CLK7的信號(hào)，使用具有高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3一半或更低頻率的中速時(shí)鐘CLK7而非高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3并沒(méi)有任何不便。
也就是說(shuō)，在第四例中，使用信號(hào)處理部分282而非從中輸出數(shù)據(jù)的最終電路部分(在此例中為輸出緩沖器286和288)、頻率比低速時(shí)鐘CLK2頻率高的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3(在此例中是中速時(shí)鐘CLK7)。在這一點(diǎn)上，在此，信號(hào)頻率限于具有比高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3的頻率低的頻率的中速時(shí)鐘CLK7的范圍。然而，不排除使用具有在上述每一個(gè)結(jié)構(gòu)中所示的頻率范圍的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3，或比信號(hào)處理部分282的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3頻率高的時(shí)鐘信號(hào)。
輸出電路第五例圖15是例示輸出電路第五例結(jié)構(gòu)的電路框圖。在這一點(diǎn)上，在此，僅示出了差動(dòng)輸出的輸出緩沖器臨近部分。而且，圖16是例示第五例中使用的選通信號(hào)產(chǎn)生部分的示例結(jié)構(gòu)的電路框圖。在這一點(diǎn)上，在此，示出差動(dòng)輸出之一。而且，圖17是示例第五例中數(shù)據(jù)輸出方法的定時(shí)圖。第五例特征在于，通過(guò)在時(shí)鐘和串行格式n比特輸出數(shù)據(jù)之間執(zhí)行異或操作，輸出能再現(xiàn)該時(shí)鐘的選通數(shù)據(jù)STB。
假定代替高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3使用該選通數(shù)據(jù)STB。也就是說(shuō)，選通數(shù)據(jù)STB從終端5d輸出。在此，假定選通數(shù)據(jù)STB是在視頻數(shù)據(jù)D1不反相的定時(shí)反相的信號(hào)。
由信號(hào)處理部分282或在輸出緩沖器290前級(jí)的開(kāi)關(guān)部分284產(chǎn)生選通信號(hào)STB。通過(guò)輸出緩沖器290以和輸出緩沖器286相同的方式向外輸出該信號(hào)。例如，作為在信號(hào)串行化之后提供選通信號(hào)產(chǎn)生部分情況的例子，應(yīng)當(dāng)使用如圖16所示的電路結(jié)構(gòu)。
在選通信號(hào)產(chǎn)生部分300，并-串轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)在D觸發(fā)器312內(nèi)由高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3延遲一個(gè)時(shí)鐘，在異或操作電路(NXOR)314內(nèi)執(zhí)行異或運(yùn)算，然后將該信號(hào)輸入到T觸發(fā)器316，從而產(chǎn)生選通數(shù)據(jù)STB。
此時(shí)，D觸發(fā)器312和T觸發(fā)器316(和下降沿同步)通過(guò)如圖所示使用高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3的邊沿防止錯(cuò)誤。因此，通過(guò)經(jīng)D觸發(fā)器306(和下降沿同步)傳送串行數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)了半個(gè)時(shí)鐘延遲。
然后通過(guò)經(jīng)D觸發(fā)器308(和上升沿同步)和318(和下降沿同步)傳送該串行數(shù)據(jù)和選通數(shù)據(jù)STB，將其調(diào)整為具有相同相位，上述觸發(fā)器分別由不同邊沿操作。
從D觸發(fā)器308和318的標(biāo)準(zhǔn)終端Q輸出的每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)DIP和STBP分別經(jīng)輸出緩沖器286和290從標(biāo)準(zhǔn)終端5cP和5dP向外輸出。而且，從D觸發(fā)器308和318的反相終端QN輸出的每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)DIN和STBN分別經(jīng)輸出緩沖器286和290從反相終端5cN和5dN向外輸出。
如從圖5所理解的，當(dāng)正常輸出高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3時(shí)，可能發(fā)生高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3和視頻數(shù)據(jù)D1同時(shí)倒相的定時(shí)。當(dāng)它們兩個(gè)都倒相時(shí)，加在裝置輸出上的負(fù)載變?yōu)閮蓚€(gè)負(fù)載，并且定時(shí)依賴(lài)于視頻數(shù)據(jù)D1，因此定時(shí)不是恒定的。
相比而言，如從圖17中所理解的，當(dāng)使用選通數(shù)據(jù)STB時(shí)，或者是視頻數(shù)據(jù)D1P或者是選通數(shù)據(jù)STBP倒相，或者是視頻數(shù)據(jù)D1N或者是選通數(shù)據(jù)STBN倒相。在每個(gè)時(shí)鐘定時(shí)加在裝置輸出上的負(fù)載是一半，因此恒定。而且，通過(guò)在選通數(shù)據(jù)STB和視頻數(shù)據(jù)D1之間執(zhí)行異或操作，可通過(guò)配置在輸出電路28后一級(jí)或下一級(jí)IC的電路塊再現(xiàn)高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3。
在這一點(diǎn)上，在此，示出了到差動(dòng)輸出的應(yīng)用。然而，通過(guò)改變其中對(duì)每個(gè)視頻數(shù)據(jù)D1和選通數(shù)據(jù)STB，或者使用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，或者使用倒相信號(hào)的結(jié)構(gòu)能以和第一例相同的方式應(yīng)付單個(gè)輸出。
輸出電路第六例圖18是例示輸出電路第六示例結(jié)構(gòu)的電路框圖。在這一點(diǎn)上，在此，僅示出單個(gè)輸出的輸出緩沖器臨近部分。而且，圖19是例示第六例中數(shù)據(jù)輸出方法的定時(shí)圖。第六例特征在于，充分獲得用于像素?cái)?shù)據(jù)輸出的高速時(shí)鐘信號(hào)的頻率，通過(guò)剩余部分輸出其他信息。
例如，如圖3A，3B和3C所示，在前面的例子中，使用其頻率是低速時(shí)鐘CLK2頻率比特?cái)?shù)目倍的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3，從而在和低速時(shí)鐘CLK2一個(gè)周期的相同時(shí)間段內(nèi)將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行格式數(shù)據(jù)，信號(hào)處理部分282通過(guò)低速時(shí)鐘CLK2提取由10比特/并行表示的像素?cái)?shù)據(jù)。
相比而言，如圖19所示，在第六例中，通過(guò)使得頻率高于比特?cái)?shù)目倍，首先，獲得在串行格式數(shù)據(jù)中代表一個(gè)像素的數(shù)據(jù)的更多比特?cái)?shù)(在此例中是10比特)作為數(shù)據(jù)分配部分。在此例中，通過(guò)使用頻率是低速時(shí)鐘CLK2頻率的16倍的高速時(shí)鐘信號(hào)CLK8，為每個(gè)單元獲得總計(jì)16比特。期望的數(shù)據(jù)而非像素?cái)?shù)據(jù)被分配給剩余部分(在下面，稱(chēng)為附加數(shù)據(jù)部分，在該例中是6比特)，從數(shù)據(jù)分配部分的一個(gè)單元中減去一個(gè)像素的比特?cái)?shù)目，也就是說(shuō)實(shí)際上為每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)嵌入附加的數(shù)據(jù)。
例如，通過(guò)增加比高速時(shí)鐘信號(hào)CLK3頻率高的高速時(shí)鐘信號(hào)的頻率，輸出不是從像素獲得的信息的其他信息。迄今很小可能在例如幾十MHz的數(shù)據(jù)速率上發(fā)生錯(cuò)誤。然后，隨著速度的增加，變得更復(fù)雜。因此優(yōu)選地包含識(shí)別信息以防止錯(cuò)誤。
由輸出緩沖器292輸出的邊界數(shù)據(jù)P2被分配給視頻數(shù)據(jù)D1的每個(gè)單元(在此例中是16比特)。如圖19所示，可將其負(fù)載設(shè)定為50％，并且可以實(shí)際上是具有和低速時(shí)鐘CLK2相反的極性的數(shù)據(jù)?？蛇x的，如圖3C所示其負(fù)載可變?yōu)椴煌?0％的數(shù)值。
分配給為6比特獲得的附加數(shù)據(jù)部分的期望數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)P4，該數(shù)據(jù)指示線(xiàn)的開(kāi)始和結(jié)束(也就是說(shuō)，該數(shù)據(jù)指示線(xiàn)的改變)，或數(shù)據(jù)P5，指示幀開(kāi)始和結(jié)束(也就是說(shuō)，該數(shù)據(jù)指示幀改變)。例如，如圖18所示，開(kāi)關(guān)部分284不僅從信號(hào)處理部分282獲得視頻數(shù)據(jù)D1的比特?cái)?shù)據(jù)，而且獲得數(shù)據(jù)P4和P5。然后開(kāi)關(guān)部分284使用高速時(shí)鐘信號(hào)CLK8將一個(gè)像素比特?cái)?shù)據(jù)和數(shù)據(jù)P4、P5一起轉(zhuǎn)換為串行格式數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)P4和P5作為附加數(shù)據(jù)被嵌入到像素?cái)?shù)據(jù)中。
迄今為止，從固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備的外部輸入線(xiàn)的開(kāi)始和幀的開(kāi)始，固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備的信號(hào)和它們同步輸出。然而，在該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，獲得此同步很困難，因?yàn)檩敵鰯?shù)據(jù)的頻率非常高。因此優(yōu)選的從固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備重新輸出指示線(xiàn)的開(kāi)始和幀的開(kāi)始的數(shù)據(jù)。此時(shí)，如果提供另一終端，終端數(shù)目增加。然而，如上所述，該輸出可以在相同終端，因此終端數(shù)目不會(huì)增加。
而且，對(duì)于另一例子，當(dāng)和本實(shí)施例一樣，固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備1用于彩色圖像感測(cè)時(shí)，例如，色彩濾波器布置根據(jù)偶數(shù)列和奇數(shù)列而不同。因此，為防止在識(shí)別中的錯(cuò)誤，考慮指示像素信號(hào)對(duì)應(yīng)哪個(gè)色彩分離濾波器(色彩分量)的識(shí)別信息的分配。而且，當(dāng)執(zhí)行變薄(thinning-out)讀取時(shí)，可能習(xí)慣于分配指示變薄操作跳過(guò)多少像素的信息，或是否具有或沒(méi)有附加。這些信號(hào)具有檢查增加高速輸出的錯(cuò)誤的角色。因此可以不增加終端就消除較高速度輸出的障礙。
在任何速率，隨頻率增加，在線(xiàn)改變、幀改變或配置色彩濾波器上的錯(cuò)誤發(fā)生的可能性增加了。此外，一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤，該錯(cuò)誤繼續(xù)到隨后的數(shù)據(jù)，因此不能再現(xiàn)正常的圖像。因此，該效果是巨大的，在每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)內(nèi)嵌入指示線(xiàn)或幀或色彩濾波器改變的數(shù)據(jù)是非常有效的。
在這一點(diǎn)上，在此，還輸出邊界數(shù)據(jù)P2。然而，可以不使用邊界數(shù)據(jù)P2。而且，在此，每個(gè)數(shù)據(jù)和高速時(shí)鐘信號(hào)CLK8的下降沿同步。然而，也可和上升沿同步。而且，示出了應(yīng)用到單個(gè)輸出方法的情況的例子。然而，對(duì)于每個(gè)視頻數(shù)據(jù)D1和選通數(shù)據(jù)STB，可如在第一例的變型和其他結(jié)構(gòu)例子中一樣通過(guò)改變不僅使用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)而且使用反相信號(hào)的結(jié)構(gòu)來(lái)處理差動(dòng)輸出。
在這一點(diǎn)上，根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備可以是形成為一個(gè)芯片的固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備，或形成為多個(gè)芯片集合的組合類(lèi)型固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備。當(dāng)固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備形成為多個(gè)芯片的集合時(shí)，例如，如圖20所示，該設(shè)備可由用于拾取圖像的感測(cè)器芯片、用于執(zhí)行數(shù)字信號(hào)處理的信號(hào)處理芯片等單獨(dú)形成，并可進(jìn)一步包括光學(xué)系統(tǒng)。
而且，當(dāng)將本發(fā)明應(yīng)用到攝像機(jī)時(shí)，能保持整個(gè)攝像機(jī)的功耗為低，并獲得優(yōu)良的圖像質(zhì)量。
雖然以上使用實(shí)施例描述本發(fā)明，本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于以上在特定實(shí)施例中所闡明的范圍?？蓪?duì)以上所述實(shí)施例作出不同改變和修改，而不背離本發(fā)明的精神和范圍，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為所有這樣的改變和修改都落入本發(fā)明的技術(shù)范圍之內(nèi)。
而且，上述實(shí)施例并不限制在附隨的權(quán)利要求中所闡明的發(fā)明。而且，在實(shí)施例中所描述的特征的所有組合對(duì)于本發(fā)明的解決方案并不都是必需的。上述實(shí)施例包括本發(fā)明的多種階段，并可從公開(kāi)的多種組件的適當(dāng)組合中提取出不同的發(fā)明。如果從實(shí)施例所示的所有組件中刪除某些組件，只要能獲得效果，可將沒(méi)有這些組件的結(jié)構(gòu)提取為一個(gè)發(fā)明。
例如，在上述實(shí)施例中，當(dāng)使用高速時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，為減少噪聲和不必要的輻射，示出了這樣一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21配置在從中輸出高速數(shù)據(jù)的圖像感測(cè)裝置部分(即，使用高速時(shí)鐘信號(hào)的電路部分)的最鄰近的地方(在先前例子中，為輸出電路28)。然而，例如，如果僅注意功耗，當(dāng)不考慮噪聲和不必要的輻射時(shí)，時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21可配置在另一地方。例如，能將時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21配置在通信/定時(shí)產(chǎn)生部分20的附近，或可將時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21設(shè)計(jì)成和通信/定時(shí)產(chǎn)生部分20集成在一起。
而且，作為僅在輸出電路使用高速時(shí)鐘信號(hào)的例子，示出了將整個(gè)一個(gè)像素或一個(gè)像素和附加數(shù)據(jù)一起轉(zhuǎn)換為串行格式數(shù)據(jù)的例子。然而，該結(jié)構(gòu)并不限于此。當(dāng)根據(jù)像素?cái)?shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)被輸出到外部時(shí)，允許從比AD轉(zhuǎn)換數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)比特?cái)?shù)目少的終端輸出數(shù)據(jù)。例如，可將一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)的一部分轉(zhuǎn)換為串行格式數(shù)據(jù)，例如，將第S比特和第(2S-1)比特這兩個(gè)比特轉(zhuǎn)換。在此情況中，優(yōu)點(diǎn)在于，輸出電路高速運(yùn)行，同時(shí)終端少于簡(jiǎn)單輸出并行格式數(shù)據(jù)中所有比特的情況下的終端。
作為僅在輸出電路使用高速時(shí)鐘信號(hào)的例子，描述了串行化數(shù)據(jù)的例子。然而，高速時(shí)鐘信號(hào)的使用不限于數(shù)據(jù)串行化。例如，高速時(shí)鐘信號(hào)可用于需要多種高速計(jì)算和壓縮處理的動(dòng)作提取。
而且，當(dāng)通過(guò)外部頻率切換命令P3切換高速時(shí)鐘信號(hào)的頻率時(shí)，如果時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分21產(chǎn)生多個(gè)高速時(shí)鐘信號(hào)，可以使用其中可對(duì)于每個(gè)頻率通知切換指令的結(jié)構(gòu)。
而且，作為能通過(guò)地址控制從個(gè)單位像素內(nèi)任意選擇和讀取信號(hào)的固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備，將作為例子說(shuō)明了CMOS感測(cè)器，它包括通過(guò)接收光來(lái)產(chǎn)生信號(hào)電荷的像素區(qū)域。然而，信號(hào)電荷的產(chǎn)生不限于光，并可應(yīng)用到通常的電磁波，例如，紅外光，紫外光，或X射線(xiàn)。上述實(shí)施例可應(yīng)用到包括像素區(qū)域的圖像感測(cè)設(shè)備中，該像素區(qū)域具有接收電磁波，并根據(jù)其數(shù)量輸出模擬信號(hào)的大量像素的陣列。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)圖像感測(cè)裝置，包括像素區(qū)域，該區(qū)域具有用于產(chǎn)生信號(hào)電荷的電荷產(chǎn)生部分，并輸出對(duì)應(yīng)于由電荷產(chǎn)生部分產(chǎn)生的信號(hào)電荷的模擬像素信號(hào)；AD轉(zhuǎn)換部分，將從像素區(qū)域輸出的像素信號(hào)轉(zhuǎn)換為是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的像素?cái)?shù)據(jù)；高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分，產(chǎn)生為具有比基本時(shí)鐘信號(hào)頻率高的頻率的脈沖信號(hào)的高速時(shí)鐘信號(hào)，該基本時(shí)鐘信號(hào)是對(duì)應(yīng)于用于驅(qū)動(dòng)像素區(qū)域的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的基本脈沖信號(hào)；以及數(shù)據(jù)輸出部分，根據(jù)由高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生的高速時(shí)鐘信號(hào)基于由AD轉(zhuǎn)換部分轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的像素?cái)?shù)據(jù)向外輸出預(yù)定輸出數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中數(shù)據(jù)輸出部分根據(jù)由高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生的高速時(shí)鐘信號(hào)的上升沿和下降沿輸出數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生頻率是基本時(shí)鐘信號(hào)頻率的k倍(k是2或更大的正整數(shù))或更高倍的高速時(shí)鐘信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生頻率是基本時(shí)鐘信號(hào)頻率的k倍(k是2或更大的正整數(shù))或更高倍、并和基本時(shí)鐘信號(hào)同步的高速時(shí)鐘信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分和數(shù)據(jù)輸出部分以該兩個(gè)部分的分割區(qū)域相當(dāng)復(fù)雜(complicated)的狀態(tài)配置在固態(tài)圖像感測(cè)裝置的半導(dǎo)體基底上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分以及數(shù)據(jù)輸出部分配置在固態(tài)圖像感測(cè)裝置的半導(dǎo)體基底上，并在兩個(gè)部分分割區(qū)域邊緣相互相臨。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中數(shù)據(jù)輸出部分包括數(shù)據(jù)接收部分，和基本時(shí)鐘信號(hào)同步地接收并行格式的像素?cái)?shù)據(jù)，該像素?cái)?shù)據(jù)已由AD轉(zhuǎn)換部分轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；以及數(shù)據(jù)處理部分，使用由高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生的高速時(shí)鐘信號(hào)對(duì)由數(shù)據(jù)接收部分接收的并行格式像素?cái)?shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定處理，以輸出具有比并行格式像素?cái)?shù)據(jù)的時(shí)鐘頻率高的頻率的數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生具有各自不同頻率的多個(gè)高速時(shí)鐘信號(hào)；以及數(shù)據(jù)處理部分包括第一數(shù)據(jù)處理部分，該第一數(shù)據(jù)處理部分使用在多個(gè)高速時(shí)鐘信號(hào)中具有較低頻率的高速時(shí)鐘信號(hào)、對(duì)由數(shù)據(jù)接收部分接收的并行格式像素?cái)?shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定數(shù)字信號(hào)處理，以輸出具有并行格式的數(shù)據(jù)；以及第二數(shù)據(jù)處理部分，該第二數(shù)據(jù)處理部分使用多個(gè)高速時(shí)鐘信號(hào)中具有較高頻率的高速時(shí)鐘信號(hào)對(duì)從信號(hào)處理部分輸出的并行格式數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定處理，以輸出具有比并行格式數(shù)據(jù)的時(shí)鐘頻率高的頻率的數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，進(jìn)一步包括通信部分，用于和外部控制器通信，其中高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分根據(jù)由通信部分接收的頻率切換命令切換高速時(shí)鐘頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中數(shù)據(jù)輸出部分包括高速時(shí)鐘輸出部分，該高速時(shí)鐘輸出部分從用于輸出輸出數(shù)據(jù)的終端以外的終端輸出由高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生的高速時(shí)鐘信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中數(shù)據(jù)處理部分包括并-串轉(zhuǎn)換部分，該并-串轉(zhuǎn)換部分使用由高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生的高速時(shí)鐘信號(hào)將由數(shù)據(jù)接收部分接收的并行格式像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行格式數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中并-串轉(zhuǎn)換部分具有開(kāi)關(guān)部分，該開(kāi)關(guān)部分包括輸出終端，用于通過(guò)選擇接收各個(gè)并行格式數(shù)據(jù)輸入的多個(gè)輸入終端任意之一及輸入到該終端的每個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出，以及控制終端，用于接收由高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生的高速時(shí)鐘信號(hào)的輸入作為切換命令，其中選擇輸入到輸入終端的每個(gè)數(shù)據(jù)的任意之一，并使用由高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生的高速時(shí)鐘信號(hào)作為切換命令、根據(jù)預(yù)定程序從該輸出終端輸出以被轉(zhuǎn)換為串行格式數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求7的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中數(shù)據(jù)處理部分包括并串轉(zhuǎn)換部分，該并串轉(zhuǎn)換部分使用由高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生的高速時(shí)鐘信號(hào)、對(duì)于并行格式數(shù)據(jù)的每個(gè)比特轉(zhuǎn)換由數(shù)據(jù)接收部分接收的多個(gè)像素的并行格式像素?cái)?shù)據(jù)，從而將多個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行格式數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求7的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生具有各自不同頻率的多個(gè)高速時(shí)鐘信號(hào)，以及數(shù)據(jù)處理部分包括第一并串轉(zhuǎn)換部分，該第一并串轉(zhuǎn)換部分使用由高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生的多個(gè)高速時(shí)鐘信號(hào)中具有較低頻率的高速時(shí)鐘信號(hào)、對(duì)于多個(gè)像素并行格式數(shù)據(jù)的每個(gè)比特、將由數(shù)據(jù)接收部分接收的多個(gè)像素的并行格式像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行格式數(shù)據(jù)；以及第二并串轉(zhuǎn)換部分，該第二并串轉(zhuǎn)換部分使用由高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生的多個(gè)高速時(shí)鐘信號(hào)中具有較高頻率的高速時(shí)鐘信號(hào)、將從第一并串轉(zhuǎn)換部分輸出的每個(gè)比特的串行格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為用于這些比特的串行格式數(shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求7的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生具有各自不同頻率的多個(gè)高速時(shí)鐘信號(hào)，以及數(shù)據(jù)處理部分包括第一并串轉(zhuǎn)換部分，該第一并串轉(zhuǎn)換部分使用由高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生的多個(gè)高速時(shí)鐘信號(hào)中具有較低頻率的高速時(shí)鐘信號(hào)、對(duì)于每個(gè)像素的比特、將由數(shù)據(jù)接收部分接收的多個(gè)像素的并行格式像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行格式數(shù)據(jù)；以及第二并串轉(zhuǎn)換部分，該第二并串轉(zhuǎn)換部分使用由高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生的多個(gè)高速時(shí)鐘信號(hào)中具有較高頻率的高速時(shí)鐘信號(hào)，將從第一并串轉(zhuǎn)換部分輸出的每個(gè)像素的串行格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多個(gè)像素的串行格式數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中數(shù)據(jù)輸出部分產(chǎn)生具有足夠高頻率的高速時(shí)鐘信號(hào)，從而將像素?cái)?shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)一起輸出，該附加數(shù)據(jù)是關(guān)于像素?cái)?shù)據(jù)的其它信息，以及數(shù)據(jù)輸出部分根據(jù)預(yù)定規(guī)則使用由高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生的高速時(shí)鐘信號(hào)處理并輸出由數(shù)據(jù)接收部分接收的并行格式像素?cái)?shù)據(jù)以及附加數(shù)據(jù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中數(shù)據(jù)輸出部分包括并串轉(zhuǎn)換部分，該并串轉(zhuǎn)換部分使用由高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生的高速時(shí)鐘信號(hào)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)接收部分接收的并行格式像素?cái)?shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中像素區(qū)域在矩陣內(nèi)具有多個(gè)電荷產(chǎn)生部分，并輸出每列、每行的像素信號(hào)，以及附加數(shù)據(jù)是指示行改變的數(shù)據(jù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中像素區(qū)域在矩陣內(nèi)具有多個(gè)電荷產(chǎn)生部分，并輸出每列、每行的像素信號(hào)，以及附加數(shù)據(jù)是指示幀圖像改變的數(shù)據(jù)，該幀圖像是對(duì)應(yīng)于其中電荷產(chǎn)生部分在矩陣內(nèi)配置的像素區(qū)域的一幅圖像。
20.根據(jù)權(quán)利要求11的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中數(shù)據(jù)輸出部分具有向外輸出由并串轉(zhuǎn)換部分產(chǎn)生的表示成串行格式的n比特輸出數(shù)據(jù)的一個(gè)數(shù)據(jù)輸出終端。
21.根據(jù)權(quán)利要求11的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中數(shù)據(jù)輸出部分具有用于產(chǎn)生選通數(shù)據(jù)的選通數(shù)據(jù)產(chǎn)生部分，該選通數(shù)據(jù)通過(guò)和n比特輸出數(shù)據(jù)執(zhí)行異或操作可再現(xiàn)時(shí)鐘信號(hào)，該n比特輸出數(shù)據(jù)表示成串行格式，并由并串轉(zhuǎn)換部分產(chǎn)生，以及除數(shù)據(jù)輸出終端之外，選通數(shù)據(jù)產(chǎn)生部分具有選通輸出終端，用于向外輸出選通數(shù)據(jù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求13的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中數(shù)據(jù)輸出部分具有n個(gè)數(shù)據(jù)輸出終端，用于對(duì)于多個(gè)像素向外輸出由并串轉(zhuǎn)換部分產(chǎn)生的串行格式數(shù)據(jù)作為n比特?cái)?shù)據(jù)，該n比特?cái)?shù)據(jù)對(duì)于每個(gè)像素表示為并行格式。
23.根據(jù)權(quán)利要求11的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中數(shù)據(jù)輸出部分具有差動(dòng)轉(zhuǎn)換部分，該差動(dòng)轉(zhuǎn)換部分將像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為差動(dòng)格式數(shù)據(jù)，該差動(dòng)格式數(shù)據(jù)包括與由并串轉(zhuǎn)換部分產(chǎn)生的、表示為串行格式的n比特輸出數(shù)據(jù)具有相同極性的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)以及具有相反極性的反相數(shù)據(jù)，以及差動(dòng)轉(zhuǎn)換部分具有兩個(gè)數(shù)據(jù)輸出終端，用于分別向外輸出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)以及反相數(shù)據(jù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中數(shù)據(jù)輸出部分具有高速時(shí)鐘輸出部分，該高速時(shí)鐘輸出部分將像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為差動(dòng)格式時(shí)鐘信號(hào)，該差動(dòng)格式時(shí)鐘信號(hào)包括和由高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生的高速時(shí)鐘信號(hào)具有相同極性的標(biāo)準(zhǔn)高速時(shí)鐘信號(hào)以及具有相反極性的反相高速時(shí)鐘信號(hào)，以及除了兩個(gè)數(shù)據(jù)輸出終端外，高速時(shí)鐘輸出部分具有兩個(gè)時(shí)鐘輸出終端，用于分別向外輸出標(biāo)準(zhǔn)高速時(shí)鐘信號(hào)和反相高速時(shí)鐘信號(hào)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中數(shù)據(jù)輸出部分具有選通數(shù)據(jù)產(chǎn)生部分，用于產(chǎn)生選通數(shù)據(jù)，該選通數(shù)據(jù)通過(guò)在由差動(dòng)轉(zhuǎn)換部分產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和反相數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)之間執(zhí)行異或操作來(lái)再現(xiàn)時(shí)鐘信號(hào)，以及除了兩個(gè)數(shù)據(jù)輸出終端外，選通數(shù)據(jù)產(chǎn)生部分具有選通輸出終端，用于向外輸出用于每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和反相數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)選通數(shù)據(jù)。
26.根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中數(shù)據(jù)輸出部分具有用于n比特的差動(dòng)轉(zhuǎn)換部分，該差動(dòng)轉(zhuǎn)換部分將像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為差分格式數(shù)據(jù)，該差分格式數(shù)據(jù)包括與表示為并行格式的、所接收的n比特?cái)?shù)據(jù)具有相同極性的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)以及具有相反極性的反相數(shù)據(jù)，以及用于n比特的每個(gè)差動(dòng)轉(zhuǎn)換部分具有兩個(gè)數(shù)據(jù)輸出終端，分別用于向外輸出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和反相數(shù)據(jù)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，其中數(shù)據(jù)輸出部分具有高速時(shí)鐘輸出部分，該高速時(shí)鐘輸出部分將時(shí)鐘信號(hào)轉(zhuǎn)換為差動(dòng)格式時(shí)鐘信號(hào)，該差動(dòng)格式時(shí)鐘信號(hào)包括具有和由高速時(shí)鐘產(chǎn)生部分產(chǎn)生的高速時(shí)鐘信號(hào)相同極性的標(biāo)準(zhǔn)高速時(shí)鐘信號(hào)以及具有相反極性的反相高速時(shí)鐘信號(hào)，以及除了分別配置用于n個(gè)比特的兩個(gè)數(shù)據(jù)輸出終端外，高速時(shí)鐘輸出部分有兩個(gè)時(shí)鐘輸出終端，分別用于向外輸出標(biāo)準(zhǔn)高速時(shí)鐘信號(hào)和反相高速時(shí)鐘信號(hào)。
28.根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)圖像感測(cè)裝置，進(jìn)一步包括光學(xué)系統(tǒng)，用于將入射光引導(dǎo)到像素區(qū)域；以及數(shù)字信號(hào)處理器，用于執(zhí)行輸出數(shù)據(jù)處理。
29.一種固態(tài)圖像感測(cè)裝置，包括像素區(qū)域，包括用于根據(jù)入射光產(chǎn)生電荷的電荷產(chǎn)生部分；以及AD轉(zhuǎn)換部分，將從像素區(qū)域發(fā)送的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，其中像素區(qū)域根據(jù)第一時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)，以及來(lái)自AD轉(zhuǎn)換部分的數(shù)字信號(hào)根據(jù)比第一時(shí)鐘信號(hào)頻率高的第二時(shí)鐘信號(hào)輸出。
30.一種攝像機(jī)，包括像素區(qū)域，包括用于根據(jù)入射光產(chǎn)生電荷的電荷產(chǎn)生部分；AD轉(zhuǎn)換部分，將從像素區(qū)域發(fā)送的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；以及光學(xué)系統(tǒng)，用于將入射光引導(dǎo)到像素區(qū)域，其中像素區(qū)域根據(jù)第一時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)，以及來(lái)自AD轉(zhuǎn)換部分的數(shù)字信號(hào)根據(jù)具有比第一時(shí)鐘信號(hào)頻率高的頻率的第二時(shí)鐘信號(hào)輸出。
全文摘要
在尋址方法的固態(tài)圖像感測(cè)設(shè)備中，時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分產(chǎn)生頻率是低速時(shí)鐘信號(hào)頻率兩倍或更高倍的高速時(shí)鐘信號(hào)。信號(hào)處理部分經(jīng)水平信號(hào)線(xiàn)接收10比特像素?cái)?shù)據(jù)，執(zhí)行預(yù)定的信號(hào)處理，并傳送并行格式的數(shù)據(jù)到開(kāi)關(guān)部分。開(kāi)關(guān)部分使用來(lái)自時(shí)鐘轉(zhuǎn)換部分的高速時(shí)鐘信號(hào)作為切換命令以預(yù)定順序選擇并行格式10比特?cái)?shù)據(jù)的每一個(gè)比特，以從輸出終端輸出，因而將并行格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行格式數(shù)據(jù)，并將其傳送到輸出緩沖器。輸出緩沖器分別從各輸出終端將標(biāo)準(zhǔn)視頻數(shù)據(jù)和反相視頻數(shù)據(jù)的差動(dòng)輸出輸出到外部。從而，解決了功耗、噪聲以及不必要輻射的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了較高速度的輸出。
文檔編號(hào)H04N5/341GK1599414SQ200410089939
公開(kāi)日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月4日
發(fā)明者馬渕圭司 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社