專利名稱：數(shù)據(jù)傳送電路、固態(tài)成像裝置和照相機系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳送電路、通常諸如CMOS圖像傳感器之類的固態(tài)成像 裝置以及照相機系統(tǒng)，特別地，涉及包括列并行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的固態(tài)成 像裝置和照相機系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在1999年2月的ISSCC Digest OF Technical Papers, pp 304-305中的 W.Yang等人的"An Intergrated 800 x 600 CMOS Image System"中提出了具有 列并行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(下面將簡稱為ADC)的CMOS圖像傳感器。
圖1是顯示具有列并行ADC的固態(tài)成像裝置(CMOS圖像傳感器)的 結(jié)構(gòu)示例的方框圖。
固態(tài)成像裝置l包括用作成像部件的像素陣列部件2、水平掃描電路3、 垂直掃描電路4、定時控制電路5、 ADC組6、數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(下面將簡 稱為DAC ) 7、計數(shù)器8和減法電路9。
像素陣列部件2具有以矩陣形式布置的單元像素21。每個單元像素21 包含光電二極管和像素內(nèi)放大器。
在固態(tài)成像裝置l中，產(chǎn)生內(nèi)部時鐘的定時控制電路5、控制行地址和/ 或水平掃描的水平掃描電路3和控制列地址和/或垂直掃描的垂直掃描電路4 被配置為用于順序讀出像素陣列部件2的信號的控制電路。
ADC組6具有多ADC (其每一個具有比較器61和存儲器62 )的陣列。 比較器61比較從改變DAC 7產(chǎn)生的參考電壓以具有階梯形狀(step shape ) 而導(dǎo)致的斜坡波形RAMP與通過垂直線VO、 VI等、從水平線H0、 Hl等上 的單元像素21獲得的模擬信號。存儲器裝置62保持由計數(shù)比較時間的計數(shù)器8計數(shù)的結(jié)果。
ADC組6具有n位數(shù)字信號轉(zhuǎn)換功能，并且被提供給在列并行ADC塊
63中的垂直線V0、 Vl等中的每一個。
存儲器裝置62的輸出端連接到2位帶寬的水平傳送線。
然后，在其中提供與水平傳送線64對應(yīng)的2n個感測電路、減法電路9
和輸出電路。
現(xiàn)在，將關(guān)于圖2的定時圖和圖1的方框圖描述固態(tài)成像裝置(CMOS 圖像傳感器)1的操作。
在從任意行Hx上的單元像素21至垂直線V0、 VI等的第一次讀取變得 穩(wěn)定之后，通過DAC 7將其中參考電壓隨時間改變的階梯形狀的斜坡波形 RAMP輸入到比較器61，并且在比較器61中執(zhí)行與任意垂直線Vx的電壓的 比較。
計數(shù)器8與斜坡波形RAMP的階梯形狀波的輸入并行地執(zhí)行第一次計數(shù)。
這里，當(dāng)RAMP的電壓和Vx相等時倒置(invert)比較器61的輸出， 并且同時，在存儲器裝置62中保持基于比較時間段的計數(shù)。第一次讀取讀出 單元像素21的重置分量AV，并且重置分量AV內(nèi)部地包含在單元像素21間 變化的噪聲作為偏移(offset )。
然而，重置分量AV的變化通常很小，并且在所有像素中重置電平是共 同的。因此，任意垂直線Vx的輸出是幾乎已知的。
為此，通過在重置分量AV的第一次讀出時調(diào)節(jié)斜坡波形(RAMP)電 壓，可以減少比較時間段。在該示例中，在用于7位(等于128個時鐘)的 計數(shù)時間段中執(zhí)行AV比較。
除了重置分量AV之外，第二次讀取讀出與每個像素單元21的入射光量 對應(yīng)的信號分量，并且執(zhí)行與第一次讀取的操作相同的操作。
也就是，在從任意行Hx上的單元像素21至垂直線V0、 Vl等的第一次 讀取變得穩(wěn)定之后，通過DAC 7將其中參考電壓隨時間改變的階梯形狀的斜 坡波形RAMP輸入到比較器61,并且在比較器61中執(zhí)行與任意垂直線Vx 的電壓的比豐支。
計數(shù)器8與斜坡波形RAMP的階梯形狀波的輸入并行地執(zhí)行第二次計數(shù)。這里，當(dāng)RAMP的電壓和Vx相等時倒置比較器61的輸出，并且同時，
在存儲器裝置62中保持基于比較時間段的計數(shù)。
此時，在存儲器裝置62內(nèi)的不同位置保持第一計數(shù)和第二計數(shù)。 在以上AD轉(zhuǎn)換時間段的完成之后，通過垂直掃描電路4保持在存儲器
裝置62中的第 一和第二 n位數(shù)字信號通過2n條水平傳送線64在感測電路和
減法電路9中順序地經(jīng)歷(第二信號)-(第一信號)的處理。之后，針對
每一行順序執(zhí)行相同的操作，并且創(chuàng)建二維圖像。

發(fā)明內(nèi)容
然而，如上所述的固態(tài)成像裝置(CMOS圖像傳感器)中的水平傳送線 非常長，且可能具有大約7mm的長度，并且由于寄生電容和/或電阻導(dǎo)致枱r 測時間在接近感測電路側(cè)和遠離感測電路側(cè)之間變化。
結(jié)果，調(diào)諧感測電路以允許變化是非常重要的，而這不利地使電路設(shè)計 復(fù)雜化。
還存在混合作為數(shù)字電路的存儲器裝置的數(shù)字噪聲的問題。 因此，希望提供數(shù)據(jù)傳送電路、固態(tài)成像裝置和照相機系統(tǒng)，其可以減 少在到數(shù)據(jù)檢測電路的傳送線上的寄生電容和/或寄生電阻，并且可以增加到 數(shù)據(jù)檢測電路的數(shù)據(jù)傳送的速度。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種數(shù)據(jù)傳送電路，包括傳送數(shù)字數(shù)據(jù)的至 少一條傳送線；連接到傳送線的至少一個數(shù)據(jù)檢測電路；保持與輸入電平對 應(yīng)的數(shù)字值并將數(shù)字值傳送到傳送線的多個保持電路；和選擇多個保持電路 的掃描電路，其中并行布置多個保持電路，并且將傳送線放置在與保持電路 的并行布局的方向正交的方向上，并且連接到放置在該正交方向上的數(shù)據(jù)檢 測電^各。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供固態(tài)成像裝置，包括以矩陣形式布置執(zhí) 行光電轉(zhuǎn)換的多個像素的成像部件；傳送數(shù)字數(shù)據(jù)的至少一條傳送線；連接 到傳送線的至少一個數(shù)據(jù)檢測電路；保持與通過成像部件的垂直線讀出的模 擬輸入電平對應(yīng)的數(shù)字值并將數(shù)字值傳送到傳送線的多個保持電路；和選擇 多個保持電路的掃描電路，其中并行布置多個保持電路，并且將傳送線放置 在與保持電路的并行布局的方向正交的方向上，并且連接到放置在該正交方 向上的數(shù)據(jù)檢測電路。最好，將多個掃描電路和傳送線分組，并且針對每一組放置數(shù)據(jù)檢測電路。
最好，數(shù)據(jù)傳送電路還包括連接到數(shù)據(jù)檢測電路的輸出端的主傳送線以 及連接到主傳送線的主數(shù)據(jù)檢測電路。
最好，在保持電路的并行布局的方向上放置主傳送線，并且將其連接到 放置在該方向上的主數(shù)據(jù)檢須'J電路。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供照相機系統(tǒng)，包括固態(tài)成像裝置；在成 像裝置上形成對象圖像的光系統(tǒng)；和處理成像裝置的輸出圖像信號的信號處 理電路，該固態(tài)成像裝置具有在其中以矩陣形式布置執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換的多個像 素的成像部件；傳送數(shù)字數(shù)據(jù)的至少一條傳送線；連接到傳送線的至少一個 數(shù)據(jù)檢測電路；保持與通過成像部件的垂直線讀出的模擬輸入電平對應(yīng)的數(shù) 字值并將數(shù)字值傳送到傳送線的多個保持電路；和選擇多個保持電路的掃描 電路，其中并行布置多個保持電路，并且將傳送線放置在與保持電路的并行 布局的方向正交的方向上，并且連接到放置在該正交方向上的數(shù)據(jù)檢測電路。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以減少在到數(shù)據(jù)檢測電路的傳送線上的寄生電 容和/或寄生電阻。
因此，可以增加到數(shù)據(jù)檢測電路的數(shù)據(jù)傳送的速度。


圖i是具有列并行ADC的固態(tài)成像裝置(CMOS圖像傳感器)的配置 示例的方框圖2是用于解釋圖1的固態(tài)成像裝置的操作的定時圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的具有列并行ADC的固態(tài)成像裝置 (CMOS圖像傳感器)的配置示例的方框圖4是顯示圖3中的ADC和固態(tài)成像裝置的數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)的更具體配 置示例的圖示；
圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的驅(qū)動晶體管Tr的具體示例的電路圖； 圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的感測放大器的具體示例的電路圖； 圖7是顯示用于通用固態(tài)成像裝置的像素、ADC和感測放大器(S/A) 電路的布局圖像的圖示；
圖8是用于圖3中的固態(tài)成像裝置的像素、ADC和感測放大器(S/A)電路的布局圖像的圖示；
圖9是顯示圖3中的ADC和固態(tài)成像裝置的^t據(jù)傳送系統(tǒng)的另一配置 示例的圖示；
圖IO是用于解釋固態(tài)成像裝置的操作的定時圖；和
圖11是顯示可應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明實施例的照相機系統(tǒng)的配置的示例的圖
具體實施例方式
關(guān)于附圖，將描述本發(fā)明的實施例,
的固態(tài)成像裝置(CMOS圖像傳感器)的配置示例的方框圖。圖4是顯示圖 3中的ADC和固態(tài)成像裝置的數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)的更具體配置示例的圖示。
固態(tài)成像裝置10具有用作成像部件的像素陣列部件11、水平掃描電路 12、垂直掃描電路13 (-0到-i到-n)、定時控制電路14、 ADC組15、 DAC 16 和用作數(shù)據(jù)檢測電路的多個感測放大器(S/A )電路17。
像素陣列部件11具有每一個包含光電二極管和像素內(nèi)放大器的單元像 素111。以M行N列的矩陣形式布置單元像素111。
固態(tài)成像裝置10包括產(chǎn)生內(nèi)部時鐘的定時控制電路14、控制行地址和 水平掃描的水平掃描電路12和控制列地址和垂直掃描的垂直掃描電^各13。 固態(tài)成像裝置IO用作用于順序讀出像素陣列部件11的信號的控制電路。
ADC組15包括列并行ADC塊153，在其中將(n + 1 )個ADC 15A中 的每一個提供給像素陣列的列的垂直線V0、 Vl等的每一個。每個ADC15A 包括比較器151和異步上升/下降計數(shù)器(計數(shù)器鎖存器)152。每個比較器 151被提供給像素陣列的每一列，并且比較從DAC16產(chǎn)生的參考電壓的變化 而具有階梯形狀而導(dǎo)致的斜坡波形RAMP與通過垂直線V0、 VI等針對每條 水平線H0、 Hl等從單元像素111獲得的模擬信號。每個異步上升/下降計數(shù) 器152響應(yīng)于對應(yīng)比較器151的輸出執(zhí)行上升/下降計數(shù)。
例如，每個計數(shù)器鎖存器152的輸出連接到1+1位帶寬的數(shù)據(jù)傳送線 154。數(shù)據(jù)傳送線154連接到對應(yīng)感測放大器電路17的輸入。
用作保持電路的計數(shù)器鎖存器152初始地具有下降計數(shù)狀態(tài)。當(dāng)在其上 執(zhí)行重置計數(shù)，并且對應(yīng)比較器151的輸出COMPOUTi被倒置時，計數(shù)器鎖存器152停止下降計數(shù)操作并保持計數(shù)值。
此時，計數(shù)器鎖存器152的初始值可以是AD轉(zhuǎn)換的電平的任意值，諸 如零(0)。在重置計數(shù)時間段期間，計數(shù)器152讀出單元像素111的重置分 量AV。
計數(shù)器鎖存器152在那之后進入上升計數(shù)狀態(tài)，并且執(zhí)行與入射光量對 應(yīng)的數(shù)據(jù)計數(shù)。當(dāng)對應(yīng)的比較器151的輸出COMPOUTi被倒置時，計數(shù)器鎖 存器152保持與比較時間段對應(yīng)的計翁:值。
由垂直掃描電路13掃描在計數(shù)器鎖存器152中保持的計數(shù)值，并且通過 傳送線154將其作為數(shù)字信號輸入到感測放大器電路17。
例如，可以響應(yīng)于開始脈沖的提供激活垂直掃描電路13 - 0。
之后，順序地選擇相鄰垂直掃描電路13 - 1到13 - n。
現(xiàn)在，關(guān)于圖4,將描述圖3中的ADC和提供成像裝置的數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng) 的更具體的配置示例。
例如，計數(shù)器鎖存器152包括計數(shù)器CNT/鎖存LTC/驅(qū)動DRV晶體管(Tr) 陣列，針對一位(或者，例如，針對10位或12位)提供它們中的每一個。 此外，對齊(n + 1)列ADC 15A。
在數(shù)據(jù)傳送期間，通過選擇嫌SEL0到SELn由垂直掃描電路13-0到 13 -n順序地選擇特定列。
通過開始脈沖選擇每個垂直掃描電路13-0到13 - n的開始位置，并且 通過移位寄存器順序地選擇垂直掃描電路13-0到13 - n。
由作為數(shù)據(jù)檢測電路的感測放大器電路17讀出并輸出在所選擇的列的 驅(qū)動晶體管Tr的信息(1或0 )。
圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的計數(shù)器鎖存器電路內(nèi)的驅(qū)動晶體管(下 面稱為驅(qū)動Tr)的具體示例的電路圖。
如圖5所示，驅(qū)動晶體管DRVtr包括直接連接在預(yù)定電勢和數(shù)據(jù)傳送線 154之間的選擇晶體管Nl和數(shù)據(jù)晶體管N2。可以從n溝道MOS (NMOS ) 晶體管形成選擇晶體管Nl。可以從NMOS晶體管形成數(shù)據(jù)晶體管N2。然后， 選擇晶體管Nl的柵極連接到選擇線SEL來被垂直掃描電路13 (-0到n )驅(qū) 動，并且數(shù)據(jù)晶體管N2的柵極連接到鎖存LTC的輸出。
由要被垂直掃描電路13的輸出驅(qū)動的SEL實現(xiàn)到數(shù)據(jù)傳送線(S/A總 線)154的連接，并且從作為數(shù)據(jù)檢測電路的感測放大器電路13讀出依賴于鎖存數(shù)據(jù)的晶體管N2的狀態(tài)。
如果鎖存數(shù)據(jù)是l,則提供電流流過的電流路徑。如果鎖存數(shù)據(jù)是o,則 關(guān)閉電流44圣，這阻止電流。
感測放大器電路17包括每一個都包含P溝道MOS (PMOS)的晶體管 P21到P23和每一個都包含n溝道MOS (NMOS )的晶體管N21到N23。
晶體管P21到P23的源極連接到電源電勢VCC,而晶體管N21到N23 的源極連接到參考電勢VSS。
連接晶體管P21的漏極和晶體管N21的漏極，并且二者之間的連接節(jié)點 ND21連接到晶體管N21和N22的柵極。
連接晶體管P22的漏極和晶體管N22的漏極，并且二者之間的連接節(jié)點 ND22連接到晶體管P23的柵-波。
連接晶體管P23的漏極和晶體管N23的漏極，并且輸出節(jié)點ND23具有 連接點。
然后，在該電路中，LOAD用作偏置S/A總線的恒流源，并且電源線連 接到晶體管P22的柵極。
多個驅(qū)動Tr連接到S/A總線，并且基于所選擇的驅(qū)動Tr的數(shù)據(jù)將S/A 總線的電平驅(qū)動到H狀態(tài)或L狀態(tài)。
基于該電平和用作參考的參考電壓REF之間的比較結(jié)果確定最終輸出。
與S/A總線的配置類似，REF側(cè)還可以配置來執(zhí)行差分操作。在這種情 況下，驅(qū)動Tr可以是反相的晶體管。
然后，如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明，在垂直方向(或圖4的縱向方向)，也 就是在垂直線Vx的布線方向上布置數(shù)據(jù)傳送線(總線)154。因此，可以劃 分數(shù)據(jù)傳送總線，這可以減少寄生電阻和/或寄生電容。換句話說，層級的感 測放大器可以減少寄生電阻和/或寄生電容。
根據(jù)該實施例，針對每數(shù)百列或數(shù)千列劃分和分組垂直掃描電路13、數(shù) 據(jù)傳送線154和感測放大器17,這允許并行執(zhí)行感測操作的結(jié)構(gòu)。
以相同的方式，可以將列并行ADC塊153劃分為每一個包含數(shù)百或數(shù) 千列的多個塊。
同步上升/下降計數(shù)器152的輸出連接到(n + 1 )條數(shù)據(jù)傳送線154，并 且通過感測放大器電路17執(zhí)行讀出由垂直掃描電路13選擇的列的數(shù)據(jù)的操作。
通過以到單元像素111的相等間距(諸如2pm)放置ADC 15A。 然而，根據(jù)該實施例，以比單元像素111的間距稍微窄一點的間距放置 像素ADC 15A可以提供用于擴展數(shù)據(jù)傳送線154的空間。
量的增加可以增加減少效果。
接下來，將考慮在固態(tài)成像裝置中的布局上的感測放大器電路的位置。
圖7是顯示用于通用固態(tài)成像裝置的像素、ADC和感測放大器(S/A) 電路的布局圖像的圖示。
圖8是用于圖3中的固態(tài)成像裝置的像素、ADC和感測放大器(S/A) 電路的布局圖像的圖示。
在CMOS傳感器中，在一個陣列中布置像素中非常重要的。在存儲器中， 由于沒有關(guān)于物理位置的限制，因此可以合適地劃分像素。
如上所述，雖然依賴于單元像素尺寸，但是可以在明顯良好的間距(諸 如2到3pm)上布置像素。
為此，基于間距布置ADC組15的ADC 15A是非常重要的。
特別地，基于該像素間距比較器151的布置對于抑制特性變化是非常重 要的，這是因為布局的統(tǒng)一對于防止不均勻的特定是非常重要的。
結(jié)果，如圖7所示，跨越ADC 15A布置連接到用作數(shù)據(jù)檢測電路的感 測放大器電路17的數(shù)據(jù)傳送線(總線)。
例如，在這種情況下可以將每個數(shù)據(jù)傳送線(總線)的長度擴展大約 7mm,其經(jīng)受非常大的寄生電阻和/或寄生電容。
這可能是讀取時間(數(shù)據(jù)檢測時間)的延遲的因素。
因此，根據(jù)本實施例，如圖4所示，在垂直方向(或圖4的縱向方向)， 也就是在垂直線Vx的布線方向上布置數(shù)據(jù)傳送總線，這可以減少寄生電阻
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結(jié)果可以減少讀取時間。
此外，允許在其中并行處理可以進一步增加速度。
在這種情況下，將多個ADC分組為小組GRPS,并且大組包括多個小組。 針對小組GRPS和大組GRPL配置感測;改大器電^各17。然而，直到作為模擬電路的比較器151,該間距最好等于像素間距，并 且從數(shù)字化計數(shù)器單元開始變窄。
數(shù)據(jù)傳送線(總線)的劃分還允許部分讀取(激活)。換句話說，允許所 謂窗口提取。
在圖4的示例中，形成兩組多個ADC 15A,并且將各位中的層級傳感器 放大器總線配置給兩組，也就是左組LGRP和右組RGRP。
圖9是顯示圖3中的ADC和固態(tài)成像裝置的數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)的另一配置 示例的圖示。
除了圖4的配置之外，圖9的配置還包括數(shù)據(jù)傳送線155和主感測放大 器電路(MS/A) 18。
主數(shù)據(jù)傳送線連接到感測放大器電路17的輸出端，并且其一段連接到主 感測;故大器電路18。
以列并行ADC塊153的ADC 15A的布線方向布置主數(shù)據(jù)傳送線155, 并且在該方向的末端布置主感測;改大器電路18。
在圖9的配置示例中，左組LGRP的感測i丈大器電路17L-0的輸出端 和右組RGRP的感測放大器電路17R-0的輸出端共同地連接到主數(shù)據(jù)傳送 線155-0,并且主數(shù)據(jù)傳送線155-0連接到主感測放大器電路18-0的輸 入端。
以相同的方式，左組LGRP的感測放大器電路17L- 1的輸出端和右組 RGRP的感測放大器電路17R- 1的輸出端共同地連接到主數(shù)據(jù)傳送線155 -1,并且主數(shù)據(jù)傳送線155 - 1連接到主感測放大器電路18 - 1的輸入端。
左組LGRP的感測放大器電路17L-2的輸出端和右組RGRP的感測放 大器電路17R-2的輸出端共同地連接到主數(shù)據(jù)傳送線155-2,并且主數(shù)據(jù) 傳送線155 - 2連接到主感測放大器電路18-2的輸入端。
左組LGRP的感測放大器電路17L-3的輸出端和右組RGRP的感測放 大器電路17R-3的輸出端共同地連接到主數(shù)據(jù)傳送線155-3,并且主數(shù)據(jù) 傳送線155 - 3連接到主感測放大器電路18-3的輸入端。
左組LGRP的感測放大器電路17L - 4的l命出端和右組RGRP的感測放 大器電路17R-4的輸出端共同地連接到主數(shù)據(jù)傳送線155-4,并且主數(shù)據(jù) 傳送線155 - 4連接到主感測放大器電路18-4的輸入端。
在該配置中，感測放大器17通過數(shù)據(jù)傳送線154讀取預(yù)定的數(shù)據(jù)，然后選擇性地驅(qū)動主數(shù)據(jù)傳送線155。
然后由主感測放大器電路18接收數(shù)據(jù)。
該配置允許主感測放大器電路18快速讀取數(shù)據(jù)，還允許感測放大器電路 17的較慢的操作。
接下來，關(guān)于圖IO的定時圖和圖3的方框圖，將描述根據(jù)本實施例的固 態(tài)成像裝置(CMOS圖像傳感器)的操作。
在任意行Hx上的、關(guān)于單元像素111的垂直線V0、 VI等的第一次讀 取變得穩(wěn)定之后，從DAC 16的輸出端輸出基于參考電壓的斜坡波形RAMP。 輸入基于參考電壓的斜坡波形RAMP作為階梯形狀的波形，該波形作為比較 器151的參考電壓。每個比較器151將參考電壓與任意垂直線Vx的電壓進 行比較。
在這種情況下，計數(shù)器152具有下降計數(shù)狀態(tài)，并且在其中執(zhí)行重置計 數(shù)。當(dāng)參考電壓REF與Vx的電壓相等時，比較器151的輸出COMPOUi被 倒置。然后，計數(shù)器鎖存器152停止下降計數(shù):操作并且保持計數(shù)值。
在這種情況下，計數(shù)器鎖存器152的初始值可以是AD轉(zhuǎn)換的電平任意 值，諸如零(0)。在重置計數(shù)時間段期間，計數(shù)器152讀出單元像素111的 重置分量AV。
然后，在關(guān)于垂直線V0、 VI等的讀取變得穩(wěn)定之后，將數(shù)據(jù)計數(shù)時間 段中的斜坡波形RAMP作為參考電壓REF輸入到比較器151,然后該比較器 151將參考電壓REF和任意垂直線V0、 VI等的電壓進行比較。
與階梯形狀的斜坡波形RAMP的輸入并行，計數(shù)器鎖存器152執(zhí)行上升 計數(shù)。當(dāng)參考電壓REF和Vx的電壓相等時，比較器151的輸出COMPOUTi 被倒置，并且保持與比較時間段對應(yīng)的計數(shù)。
由垂直掃描電路13掃描保持在計數(shù)器鎖存器152中的計數(shù)值，并且通過 數(shù)據(jù)傳送線154將其輸入到感測放大器電路17作為數(shù)字信號。然后，順序地 檢測并輸出數(shù)字值。
如上所述，該實施例包括以矩陣形式布置的執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換的多個像素的 像素陣列部件11、傳送數(shù)字數(shù)據(jù)的至少一條傳送線154;連接到傳送線154 的至少一個數(shù)據(jù)檢測電路(感測放大器電路)；保持與通過像素陣列部件11 的垂直線讀出的模擬輸入電平對應(yīng)的數(shù)字值并傳送數(shù)字值的多個保持電路和 選擇多個保持電路的垂直掃描電路。在垂直線Vx的方向(垂直方向)上布置傳送線154，并且將其連接到垂直線Vx的布線方向的用作數(shù)據(jù)檢測電路的 感測放大器。因此，該實施例提供以下效果。
也就是，可以因此劃分數(shù)據(jù)傳送總線，這可以減少寄生電容和/或寄生電 阻，因此增加數(shù)據(jù)傳送速度。
用作進一步包括主感測電路的第一讀取電路的感測電路可以具有較慢的 配置，并且可以有利地增加用于增加驅(qū)動部件的速度的自由度。這是因為可 以從作為將噪聲帶給水平輸出線的數(shù)字電路的異步上升/下降計數(shù)器隔離該 電路。
具有那些效果的固態(tài)成像裝置可以應(yīng)用到用于數(shù)字照相機和/或視頻照 相機的成像裝置。
圖11是顯示應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明實施例的固態(tài)成像裝置的照相機系統(tǒng)的配 置的示例的圖示。
如圖ll所示，照相機系統(tǒng)20包括可應(yīng)用根據(jù)實施例的固態(tài)成像裝置10 的成像裝置21、諸如在成像平面上形成入射光(圖像光)的透鏡22之類的 將入射光引導(dǎo)到成像裝置21的像素區(qū)域(或在上面形成對象圖像)的光學(xué)系 統(tǒng)、驅(qū)動成像裝置21的驅(qū)動電路(DRV) 23和處理成像裝置21的輸出信號 的信號輸出電路(PRC) 24。
驅(qū)動電路23具有產(chǎn)生包括在成像裝置內(nèi)驅(qū)動電路的開始脈沖和時鐘脈 沖的定時信號的定時產(chǎn)生器(未示出)，并且使用預(yù)定的定時信號驅(qū)動成像裝 置21。
信號處理電路24對成像裝置21的輸出信號執(zhí)行諸如CDS(相關(guān)雙采樣) 之類的信號處理。
在諸如存儲器之類的記錄介質(zhì)上記錄在信號處理電路24中處理的圖像 信號。例如，由打印機硬復(fù)制在記錄介質(zhì)上記錄的圖像信息。例如，在包括 液晶顯示器之類的監(jiān)視器上將在信號處理電路24中處理的圖像信號顯示為 運動畫面。
如上所述，可以通過將作為成像裝置21的成像裝置IO安裝到諸如數(shù)字 靜態(tài)照相機之類的成像設(shè)備中實現(xiàn)高分辨率照相機。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以根據(jù)設(shè)計需要和其它因素進行各種修改、 組合、子組合和改變，而它們均落入所附權(quán)利要求或其等效物中。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)傳送電路，包括至少一條傳送線，用于傳送數(shù)字數(shù)據(jù)；連接到傳送線的至少一個數(shù)據(jù)檢測電路；多個保持電路，用于保持與輸入電平對應(yīng)的數(shù)字值并將數(shù)字值傳送到傳送線；和掃描電路，用于選擇多個保持電路，其中并行布置多個保持電路；和將傳送線放置在與保持電路的并行布局的方向正交的方向上，并且將其連接到放置在該正交方向上的檢測電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳送電路，其中將多個掃描電路和傳送線分 纟i^和根據(jù)每一組提供數(shù)據(jù)檢測電路。
3. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳送電路，還包括 連接到數(shù)據(jù)檢測電路的輸出端的主傳送線；和 連接到主傳送線的主數(shù)據(jù)檢測電路。
4. 如權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)傳送電路，還包括 連接到數(shù)據(jù)檢測電路的輸出端的主傳送線；和 連接到主傳送線的主數(shù)據(jù)檢測電路。
5. 如權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)傳送電路，其中在保持電路的并行布局的方 向上放置主傳送線，并且將其連接到放置在該方向上的主數(shù)據(jù)檢測電路。
6. 如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)傳送電路，其中以保持電路的并行布局的方 向放置主傳送線，并且將其連接到放置在該方向上的主數(shù)據(jù)檢測電路。
7. —種固態(tài)成像裝置，包括在其中以矩陣形式布置執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換的多個像素的成像部件； 至少一條傳送線，用于傳送數(shù)字數(shù)據(jù)； 連接到傳送線的至少一個數(shù)據(jù)檢測電路；多個保持電路，用于保持與通過成像部件的垂直線讀出的模擬輸入電平 對應(yīng)的數(shù)字值并將該數(shù)字值傳送到傳送線；和 掃描電路，用于選擇多個保持電路，其中并行布置多個保持電路；和將傳送線放置在與保持電路的并行布局的方向正交的方向上，并且將其 連接到放置在該正交方向上的數(shù)據(jù)檢測電路。
8. 如權(quán)利要求7所述的固態(tài)成像裝置，其中將多個掃描電路和傳送線都分組；和根據(jù)每一組放置數(shù)據(jù)檢測電路。
9. 如權(quán)利要求8所述的固態(tài)成像裝置，還包括 連接到數(shù)據(jù)檢測電路的輸出端的主傳送線；和 連接到主傳送線的主數(shù)據(jù)檢測電路。
10. 如權(quán)利要求9所述的固態(tài)成像裝置，其中在保持電路的并行布局的 方向上放置主傳送線，并且將其連接到放置在該方向上的主數(shù)據(jù)檢測電路。
11. 一種照相機系統(tǒng)，包括 固態(tài)成像裝置；在該成像裝置上形成對象圖像的光系統(tǒng)；和 處理成像裝置的輸出圖像信號的信號處理電路， 該固態(tài)成像裝置包括在其中以矩陣形式布置執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換的多個像素的成像部件； 至少一條傳送線，用于傳送數(shù)字數(shù)據(jù)； 連"t妄到傳送線的至少一個數(shù)據(jù);險測電^各；多個保持電路，用于保持與通過成像部件的垂直線讀出的模擬輸入電平 對應(yīng)的數(shù)字值并將該數(shù)字值傳送到傳送線；和 掃描電路，用于選擇多個保持電路， 其中并行布置該多個保持電路；和將傳送線放置在與保持電路的并行布局的方向正交的方向上，并且將其 連接到放置在該正交方向上的數(shù)據(jù)檢測電路。
全文摘要
數(shù)據(jù)傳送電路、固態(tài)成像裝置和照相機系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)傳送電路包括傳送數(shù)字數(shù)據(jù)的至少一條傳送線；連接到傳送線的至少一個數(shù)據(jù)檢測電路；保持與輸入電平對應(yīng)的數(shù)字值并將數(shù)字值傳送到傳送線的多個保持電路；和選擇多個保持電路的掃描電路，其中并行布置多個保持電路，并且將傳送線放置在與保持電路的并行布局的方向正交的方向上，并且將其連接到放置在該正交方向上的數(shù)據(jù)檢測電路。
文檔編號H04N5/369GK101409771SQ200810095979
公開日2009年4月15日 申請日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月2日
發(fā)明者田浦忠行 申請人:索尼株式會社