專利名稱：光電轉換裝置和圖像拾取系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光電轉換裝置，更具體地，涉及輸出數(shù)字信號的光電轉換裝置。
背景技術：
用在數(shù)字相機等等中的光電轉換裝置需要具有各種功能。在日本專利公開第2008-283331號中，描述了一種技術，其中通道的數(shù)量根據(jù)操作模式而改變。在該公開中，描述了一種方法，其中包括傳感器部分(其為半導體器件)的圖像拾取單元與圖像處理單元之間通道的數(shù)量是變化的。不論操作模式如何，都使用一定數(shù)量的通道從傳感器部分輸出信號。通道與每多個列中的像素相關聯(lián)。傳感器部分中的一行像素被同時選擇，然后來自彼此相鄰的多個列中的像素的信號通過該一定數(shù)量的通道被傳送至后續(xù)階段。在日本專利公開第2003-179816號中，披露了一種配置，其中通過用彼此相鄰的多個列作為一個單元而將像素部分分成多個區(qū)域，從而通過為每個區(qū)域提供輸出端口來實現(xiàn)高速讀取。如果信號要從像素部分的特定區(qū)域被讀取，則所有這些信號都從單個輸出端口被讀取。然而，在日本專利公開第2008-283331號所披露的配置中，由于傳感器部分中的通道與每多個列中的像素相關聯(lián)，所以需要在整個傳感器部分之上延伸的數(shù)據(jù)線。因此，信號線的寄生電容和布線電阻變得不期望的大，從而需要大功耗來驅動該大負荷。此外，因為隨著信號線上的負荷變得更大，信號的建立時間(settling time)變得更長，所以難以實現(xiàn)高速讀取。此外，在日本專利公開第2003-179816號所披露的配置中，模擬信號被發(fā)送至每個輸出端口。模擬信號被信號線的電容衰減。因此，在日本專利公開第2003-179816號所公開的配置中，如果信號線的電容在各區(qū)域之間存在差異，則導致從輸出端口獲得的信號的信號電平的差異，從而使獲得的圖像的質量變差。此外，在日本專利公開第2003-179816號所公開的配置中，信號是在隨機訪問過程中從單個輸出端口獲得的。因此，難以實現(xiàn)高速讀取。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，光電轉換裝置包括像素陣列，其中多個像素被布置為行和列；與所述像素陣列的列相對應地設置的信號處理單元，所述信號處理單元包括將從所述多個像素輸出的信號轉換為數(shù)字信號的模數(shù)轉換器；第一輸出單元，具有多個第一輸出端子，所述信號處理單元包括與第一輸出端子相對應地設置的第一輸出塊；第二輸出單元， 具有一個或多個第二輸出端子和分別與所述多個第二輸出端子相對應地設置的第二輸出塊；以及輸出選擇單元，用于選擇性地將信號處理單元輸出的信號發(fā)送至第一輸出單元或第二輸出單元。第一輸出端子的數(shù)量大于第二輸出端子的數(shù)量。在彼此相鄰或每隔一列的多個列中的信號處理單元被布置為一個塊。多個第一輸出塊輸出由屬于同一個塊的多個信號處理單元輸出的信號。第二輸出塊輸出由屬于不同的塊的多個信號處理單元輸出的信號。本發(fā)明的其它特征將從下面結合附圖對示例性實施例的描述而變得顯而易見。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光電轉換裝置的示例性配置的框圖。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的光電轉換裝置的示例性配置的框圖。圖3是示出了根據(jù)第二實施例的輸出信號的狀態(tài)的時序圖。圖4是示出了根據(jù)第三實施例的光電轉換裝置的示例性配置的框圖。圖5是示出了根據(jù)第四實施例的光電轉換裝置的示例性配置的框圖。圖6是示出了根據(jù)第四實施例的輸出信號的狀態(tài)的時序圖。圖7是示出了根據(jù)第四實施例的輸出信號的狀態(tài)的另一時序圖。圖8是示出了根據(jù)第五實施例的光電轉換裝置的示例性配置的示意圖。圖9是示出了根據(jù)第五實施例的光電轉換裝置的另一示例性配置的示意圖。圖10是用于解釋根據(jù)第六實施例的成像區(qū)域的狀態(tài)的示意圖。圖11是示出了根據(jù)第七實施例的光電轉換裝置的操作的狀態(tài)的示意圖。圖12是示出了根據(jù)第八實施例的光電轉換裝置的操作的狀態(tài)的示意圖。圖13是示出了根據(jù)第九實施例的光電轉換裝置的示例性配置的框圖。圖14是示出了根據(jù)第十實施例的圖像拾取系統(tǒng)的示例性配置的框圖。
具體實施例方式第一實施例將參考附圖描述實施例。圖1是示出了根據(jù)該實施例的圖像拾取裝置的示例性配置的框圖，該圖像拾取裝置例如布置在相同的半導體襯底上。光電轉換裝置1包括像素陣列PA，其中像素101被布置為行和列。這里，提供了 N 行和M列像素101。像素陣列PA的同一列中的像素101通過公共信號線104連接至一個信號處理單元102。每個信號處理單元102至少具有模數(shù)轉換器，并輸出數(shù)字信號。行選擇單元103提供信號，該信號用于選擇輸出信號至信號線104的一行像素101，并且該行像素 101同時地輸出信號至相應的信號線104。輸出選擇單元105包括開關單元106，并將從信號處理單元102輸出的數(shù)字信號傳送至第一輸出單元107或第二輸出單元109。開關單元 106由從控制單元(未示出)輸入的信號控制。第一輸出單元107包括多個第一輸出塊， 每個第一輸出塊與在三個相鄰列中的信號處理單元102相關聯(lián)。從信號處理單元102輸入的數(shù)字信號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中的信號處理單元102相關聯(lián)。從信號處理單元102輸入的數(shù)字信號順序地從第二輸出端子110-1和110-2輸出。即，在多個信號處理單元102被看作一個塊的情況下，第一輸出單元107從兩個或更多個輸出端子108輸出由屬于同一個塊的信號處理單元102輸入的信號，而第二輸出單元109從一個或多個輸出端子110-1和 110-2輸出由屬于不同的塊的信號處理單元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^2)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110-1和110-2輸出信號，其中T(T >幻個信號處理單元102被布置為一個塊，其中T大于S。圖1示出了 S = 3以及T = Μ/2的情況。將具體描述構成光電轉換裝置1的元件。像素101對入射光執(zhí)行光電轉換，并輸出對應于入射光量的電信號。像素101可以是結合了諸如源極跟隨器電路之類的放大元件的放大型像素，或可以是輸出由光電轉換生成的電荷的被動型像素。信號處理單元102除了模數(shù)轉換器之外，還可以包括相關雙采樣(⑶幻電路作為降噪電路，用于減少包括在像素101輸出的信號中的噪聲分量。通過對已經(jīng)降噪的信號進行模數(shù)轉換，可以增加精度。此外，信號處理單元102還可以包括存儲單元，其臨時保存從模數(shù)轉換器獲得的數(shù)字數(shù)據(jù)。每個存儲單元可以由例如靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)構成。 在圖1中，每個信號處理單元102的輸出由一根線表示以簡化該示意圖，但是在實際配置中，η位數(shù)字數(shù)據(jù)被并行輸出。輸出選擇單元105選擇性地將信號處理單元102輸出的數(shù)字信號發(fā)送至第一輸出單元107或第二輸出單元109。在圖1中，輸出選擇單元105對于每個信號處理單元102具有開關106-1和106-2。通過分別閉合開關106-2或開關106-1，數(shù)字信號被發(fā)送至第一輸出單元107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-串轉換器(以下稱作P/ S轉換器)。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)轉換為串行數(shù)據(jù)，并從第一輸出端子108輸出該串行數(shù)據(jù)。第一輸出端子108可以使用由單個端子進行電壓輸出的方法，或可以使用低壓差分信號(LVDQ方法，其中使用兩個差分端子。此外，為了在從三列信號處理單元102并行發(fā)送的信號中選擇要發(fā)送至每個第一輸出端子108的信號，第一輸出單元107具有列選擇單元。作為列選擇單元，可以使用解碼器和移位寄存器。因此，可以通過從信號處理單元102輸出并行數(shù)據(jù)來實現(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)轉換為串行數(shù)據(jù)來抑制輸出端子數(shù)量的增加。由于在半導體襯底上形成的光電轉換裝置必須面積很小，所以抑制輸出端子數(shù)量的增加是有效果的。當信號從第一輸出單元107輸出時，與輸出塊的數(shù)量相對應的多個信號可以彼此并行輸出。即，用圖1中示出的配置作為示例，從各第一列中的各信號處理單元102發(fā)送的信號——其中的每個信號處理單元102是與每個輸出塊相關聯(lián)的三個信號處理單元102之一——同時從相應的第一輸出端子108輸出。這里，第η列是從像素陣列PA的最左列開始計數(shù)。由每個輸出塊的第二列中的信號處理單元102發(fā)送的輸出塊中的信號然后同時從相應的第一輸出端子108輸出。簡言之，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、第五和第八列等等中的信號處理單元102的信號。結果，信號以不連續(xù)方式輸出。換言之，來自不相鄰列的信號被輸出。 因此，在處理電路(未示出)中執(zhí)行用于重排信號順序的處理。與第一輸出單元107的情況相同，第二輸出單元109的輸出塊109_1、109_2等具有ρ/s轉換器，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)被轉換為串行數(shù)據(jù)，然后從第二輸出端子110-1和110-2輸出。此外，為了在從六列信號處理單元102并行發(fā)送的信號中選擇要發(fā)送至每個第二輸出端子110-1或110-2的信號， 第二輸出單元109具有列選擇單元，就像第一輸出單元107那樣。作為列選擇單元，解碼器和移位寄存器可以被使用。當信號要從第二輸出單元109輸出時，由于在輸出從第一和第((M/2)+l)列中的信號處理單元102發(fā)送的信號之后，輸出從第二和第((M/2)+》列中的信號處理單元102 發(fā)送的信號，所以由處理電路(未示出)執(zhí)行用于重排信號順序的處理。光電轉換裝置1可以以第一模式或第二模式操作，在第一模式和第二模式之間切換，其中，在第一模式下從第一輸出端子108輸出信號，而在第二模式下從第二輸出端子 110-1和110-2輸出信號。在兩個模式下，都是通過停止向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兩者來實現(xiàn)功耗的降低。在第二模式下，信號同時從M/T個輸出端子110輸出，而在第一模式下，信號同時從M/S個輸出端子108輸出(S <T)，這使得能夠以更高的速度讀取信號。第一模式在例如需要高讀取速度時很有效，例如在拍攝電影的情況下。然而，由于大量的輸出塊在第一模式下操作，功耗較大。另一方面，在第二模式下，由于與第一模式相比，較少數(shù)量的輸出塊在操作，所以功耗可以被降低，盡管讀取速度較低。第二模式在例如不需要高讀取速度時很有效，例如在捕捉靜態(tài)圖像的情況下。在輸出選擇單元105和每個輸出單元之間可以提供能夠執(zhí)行加、減、增益調節(jié)等的數(shù)字信號處理單元。例如，通過將從多個信號處理單元102發(fā)送的信號相加并將結果信號作為單個信號來對待，可以增加靈敏度。此外，通過對數(shù)字數(shù)據(jù)執(zhí)行移位，可以數(shù)字化地應用增益。光電轉換裝置1可以通過并入這些功能來減少后續(xù)階段中的處理電路上的負荷。后續(xù)階段中的處理電路可以形成在例如與其上形成有光電轉換裝置1的半導體襯底不同的半導體襯底上。如在該實施例中所述，通過將光電轉換裝置1配置為使得信號可以從第一輸出單元107或第二輸出單元109輸出，功耗的增加可以被抑制，同時實現(xiàn)高速讀取。第二實施例參考附圖描述另一實施例。圖2是根據(jù)該實施例的光電轉換裝置的示例性配置的框圖，該光電轉換裝置例如布置在相同的半導體襯底上。以下將主要描述與圖1中示出的光電轉換裝置1的不同之處。與光電轉換裝置1的主要不同之處在于，在該實施例中增加了同步信號生成單元 701、同步碼添加單元702、以及驅動信號生成單元703。同步信號生成單元701包括例如鎖相環(huán)(PLL)電路。要提供給PLL電路的周期信號可以通過在光電轉換裝置1的內(nèi)部設置振蕩器而由該振蕩器生成，或者可以從光電轉換裝置1的外部提供。PLL電路可以包括乘法器，其對輸入周期信號做乘法，從而改變同步信號的頻率。PLL電路可以使提供至第一輸出單元107和第二輸出單元109的同步信號具有不同的頻率。同步碼添加單元702將與同步信號生成單元701輸出的同步信號同步的同步碼添加至從每個輸出塊輸出的數(shù)字信號的頭部。同步碼被用于識別每一數(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開始發(fā)送數(shù)字信號至每個輸出塊之前，以預定定時輸出同步碼。該預定定時可以是例如通過與外部設備(未示出)的通信而設置的定時，或者可以是預先存儲在存儲器設備(未示出)中的定時。將從每行讀取的數(shù)據(jù)量根據(jù)讀取模式而不同，諸如像素陣列PA中的所有像素101 都被讀取的情況、特定區(qū)域中的像素101被讀取的情況、或減少數(shù)量的像素被讀取的情況。 因此，通過為水平方向上的每次讀取操作(即，為每行)增加同步碼，行的開始可以容易由后續(xù)階段中的處理電路識別，從而能夠減少在采樣數(shù)據(jù)時可能發(fā)生的錯誤。驅動信號生成單元703向同步信號生成單元701提供同步信號輸出控制信號704， 并且向同步碼添加單元702提供同步碼添加控制信號705，以控制操作定時和同步碼被添加的定時。圖3是示出當數(shù)字信號從第一輸出單元107或第二輸出單元109輸出時同步信號和同步碼的狀態(tài)的時序圖。在圖3中，“同步信號”表示從同步信號生成單元701輸出的同步信號，“數(shù)字輸出”表示從第一輸出端子108或第二輸出端子110-1和110-2輸出的數(shù)字信號。與同步信號轉換至高電平同步，從第一輸出端子108或第二輸出端子110-1和 110-2逐位地輸出數(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110-1和110-2輸出同步碼。當?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110-1和 110-2輸出同步碼。這里，16位數(shù)據(jù)“1111000011110000”被添加作為同步碼。通過接收該同步碼，后續(xù)階段中的處理電路可以識別特定行的數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始，從而減少獲取數(shù)據(jù)時可能發(fā)生的錯誤。特別地，通過將同步碼添加至每個輸出塊的輸出，即使在輸出塊之間產(chǎn)生了關于信號輸出的定時的錯誤，數(shù)據(jù)的頭部也可以被識別。盡管在上述的示例中，為第一輸出單元107和第二輸出單元109 二者共同提供了同步信號生成單元701和同步碼添加單元702，但是也可以為第一輸出單元107和第二輸出單元109分別提供同步信號生成單元和同步碼添加單元。第三實施例圖4是示出了根據(jù)另一實施例的配置的示例的框圖。這里，示出了輸出選擇單元 105和后續(xù)部件的配置。在第二實施例中，在第一輸出端子107的一側提供了同步信號生成單元701和同步碼添加單元702;然而，在該配置中，第一輸出單元107的所有輸出塊由公共線路驅動，這可能導致信號的延遲，特別是當像素陣列PA的列的數(shù)量大時。另一方面，在圖4示出的配置中，同步信號生成單元901和902以及同步碼添加單元903和904設置在第一輸出單元 107的兩側，以提高驅動該線路的驅動能力，從而減小延遲。同步信號生成單元901和902以及同步碼添加單元903和904被驅動信號生成單元905控制。為了維持被設置得彼此遠離的同步信號生成單元901和902之間以及同步碼添加單元903和904之間的操作的同步性，同步信號生成單元901和902以及同步碼添加單元903和904通過具有相同長度的線而連接至驅動信號生成單元905。即，在同步信號生成單元901和902之間以及在同步碼添加單元903和904之間的信號的延遲相等。盡管圖4中示出了提供了兩個同步信號生成單元901和902以及兩個同步碼添加單元903和904的配置，但是三個或更多個同步信號生成單元和同步碼添加單元可以被提 {共。
根據(jù)上面所述的這個實施例，通過添加同步碼，數(shù)據(jù)的頭部可以被識別，并且由于輸出塊之間的線路延遲導致的不利影響可被減小。更具體地，能夠減少由于獲取數(shù)據(jù)時輸出塊中的錯誤和非故意的各行之間數(shù)據(jù)獲取的定時的差異所導致的不利影響，該錯誤和差異是由提供給每個輸出塊的同步信號和同步碼的線路延遲導致的。第四實施例圖5是示出了根據(jù)另一實施例的配置的示例的框圖。這里，示出了輸出選擇單元 105和后續(xù)部件的配置。在該實施例中，在第一輸出單元107的每個輸出塊中包括同步信號生成單元1002 和同步碼添加單元1003。對于第二輸出單元109的輸出塊，提供了共用的同步信號生成單元1006和同步碼添加單元1007。設置在第一輸出單元107的每個輸出塊中的同步信號生成單元1002和同步碼添加單元1003、同步信號生成單元1006以及同步碼添加單元1007由公共驅動信號生成單元1001控制。在該實施例中，與第二實施例中相同，同步碼也被添加至每行像素輸出(由信號處理單元102提供的數(shù)字信號)的頭部。圖6是示出了某一行的像素輸出與同步信號之間的關系的時序圖。圖6中示出的同步信號輸出控制信號1004和同步碼添加控制信號1005是從驅動信號生成單元1001輸出的。“同步信號”表示由同步信號生成單元1002生成的同步信號，而“傳輸信號”表示用于使輸出選擇單元105中的開關單元106將信號處理單元102輸出的數(shù)字信號傳送至第一輸出單元107的信號。此外，“數(shù)字輸出”表示從第一輸出端子108輸出的信號。在圖6中，在同步信號輸出控制信號1004變?yōu)楦唠娖綍r，同步信號被輸出。此后， 與開始生成同步信號之后的第二個周期的脈沖同步地，同步碼添加控制信號1005變?yōu)楦唠娖剑⑾鄳剌敵鐾酱a。這里，“1010”作為同步碼被添加。在同步碼的最后一位被輸出后，傳輸信號立即與同步信號到高電平的轉變同步地變?yōu)楦唠娖?。從而，從信號處理單?102輸出的數(shù)字信號被轉換為串行數(shù)據(jù)并順序地輸出。此外，同步碼可以不僅表明行的頭部，還可以添加其它信息。圖7示出了一個示例，其中除了關于行的頭部的信息之外，關于輸出塊的位置的信息和關于像素輸出的位的數(shù)量的信息也被添加作為同步碼。用于識別行的頭部的碼“1010”被添加作為同步碼的前 4位，然后用于識別輸出塊的碼“00110”被添加。最后，用于表明像素輸出的位的數(shù)量的碼 “01010”被添加。在根據(jù)該實施例的配置中，由于相位關系在每個輸出塊中是完整的，所以輸出塊之間的相位控制可以被省略，從而減少后續(xù)階段中處理電路上的負荷。第五實施例參考附圖描述另一實施例。該實施例將集中描述輸出選擇單元的配置。在圖1中示出的配置中，當信號要從第二輸出單元109輸出時，為各個列提供的信號處理單元102驅動相應的信號線104以將信號發(fā)送至第二輸出單元109。然而，由靠近第二輸出單元109的信號處理單元102驅動的信號線104具有較短的長度，而由遠離第二輸出單元109的信號處理單元102驅動的信號線104具有較長的長度。因此，從遠離第二輸出單元109的信號處理單元102輸出的信號的傳輸速度可能會較
1低，這是不期望的。在該實施例中，從第二輸出單元109的相同輸出塊輸出信號的信號處理單元102 被配置為通過一個公共傳輸線連接至第二輸出單元109。如圖8中所示，多個列被布置為一個塊，各個塊由連接單元501連接，這隔開了不必要的部分的傳輸線。使用這樣的配置，可以減少信號處理單元102上用于驅動線路的負荷，從而抑制傳輸速度的降低。連接單元501可以被配置為包括緩沖器，代替圖8中示出的被配置為開關。當連接單元501包括緩沖器時，各塊之間信號的連續(xù)性可以通過將每個緩沖器配置為具有同步功能并與時鐘信號同步地將信號發(fā)送至下一緩沖器來維持(未示出)。圖9中示出了另一示例性配置。在該配置中，單個傳輸線用于整個像素陣列PA，各個塊由緩沖器連接。因此，可以抑制信號的傳輸速度的降低。此外，由于僅一個輸出塊被用在第二輸出單元109中，所以第二模式中的功耗可以被進一步降低。特別地，當僅使用單個傳輸線時，由于第二輸出端子110從第一列發(fā)送的信號開始順序地輸出信號，所以后續(xù)階段中的處理電路不需要重排信號的順序。第六實施例參考附圖描述另一實施例。光電轉換裝置有時需要在部分讀取模式下操作，在該模式下，信號從一部分成像區(qū)域讀出。圖10是示意性示出了作為成像區(qū)域的像素陣列PA以及信號處理單元102的示意圖。將描述圖10中示出的區(qū)域201被切出和讀取的情況。當僅區(qū)域201被讀取時，只要對應于該區(qū)域的列中的信號處理單元102操作就足夠了。因此，通過設置省電狀態(tài)，例如通過停止為讀取操作中沒有涉及的列中的信號處理單元102供電，光電轉換裝置1的功耗可以被降低。作為一個具體示例，可以關閉驅動模數(shù)轉換器的比較器的電流。省電機制可以結合到每個信號處理單元102中，或可以為圖1中示出的每個塊提供。如果為每個塊提供省電機制，則不需要讀取信號的列中的信號處理單元 102可能會不期望地操作，但是這可以利用與為每個列提供省電機制相比更簡單的配置來實現(xiàn)功耗的降低。此外，通過將讀取操作中不涉及的輸出塊設置為省電狀態(tài)，可以實現(xiàn)功耗的進一步降低。根據(jù)上面描述的該實施例，可以實現(xiàn)高速讀取，同時抑制功耗的增加。第七實施例參考附圖描述另一實施例。光電轉換裝置有時需要在縮減讀取模式(reduced reading mode)下操作，在該模式下，從成像區(qū)域上其間隔已被增大的像素讀取信號。圖11是示意性地示出了每隔一列從像素讀取信號時的像素陣列PA和信號處理單元102的示意圖。假設從與畫陰影線的信號處理單元102相對應的列中的像素讀取信號。同樣，在該實施例中，通過僅將要從中讀取的信號的列中的信號處理單元102設置為工作狀態(tài)，以及通過將其它列中的信號處理單元102設置為省電狀態(tài)，可以減少功耗。信號處理單元102輸出的信號可以從第一輸出單元107或第二輸出單元109輸出。要使用的輸出單元可以根據(jù)使用被選擇。為了簡化描述，已描述的是從執(zhí)行讀取操作的列中的所有像素讀取信號的情況。然而，行選擇單元103可以被驅動，以使得例如每隔一行從像素讀取信號。第八實施例參考附圖描述另一實施例。這里，考慮配備有與像素101相對應的濾色鏡的光電轉換裝置。如圖12中所示， 當使用拜耳圖案(Bayer pattern)時(在該圖案中，具有交替布置的紅(R)像素和綠(G) 像素的像素行和具有交替布置的綠(G)像素和藍(B)像素的像素行被交替布置)，如果每隔一列或每隔一行從像素讀取信號，則存在沒有獲得其信號的顏色。因此，如圖12所示，可以每隔兩列或每隔兩行從所選擇的像素讀取信號。這樣做，可以獲得所有顏色的信號。在該實施例中，與第七實施例相同，通過將要讀取的信號的列中的信號處理單元 102設置為工作狀態(tài)，以及通過將其它列中的信號處理單元102設置為省電狀態(tài)，可以減少功耗。此外，從信號處理單元102輸出的信號可以從第一輸出單元107或第二輸出單元109 輸出。要使用的輸出單元可以根據(jù)使用來選擇。第九實施例參考附圖描述另一實施例。圖13是示出了根據(jù)該實施例的光電轉換裝置1”的配置的框圖。光電轉換裝置1” 不同于圖1中示出的光電轉換裝置1，區(qū)別在于，不是相鄰列的信號處理單元102被布置為一個塊，而是每隔一列的兩個信號處理單元102被布置為一個塊。提供了信號處理單元102、輸出選擇單元105、第一輸出單元107A和107B、以及第二輸出單元109A和109B，像素陣列PA位于它們之間。在像素陣列PA中，從左側開始的奇數(shù)列中的像素所發(fā)送的信號從圖13的下部示出的輸出單元輸出，而從左側開始的偶數(shù)列中的像素所發(fā)送的信號從圖13的上部示出的輸出單元輸出。為了概括討論，彼此相鄰的多個列(圖13中為四列)布置為一個塊，并且每個塊被分成多個(圖13中為兩個)子塊(例如，圖13中的子塊107A-1和107B-1，子塊107A-2 和107B-2，等等)。每個子塊對應于像素陣列PA中每隔一列的多個像素。因為第一輸出端子108A和108B以及第二輸出端子IlOA和IlOB被提供給各個子塊，所以與每個塊沒有被分成子塊時相比，可以以較高速度讀取信號。這種每隔一列的多個信號處理單元102被選擇并且布置為子塊的配置的一個優(yōu)點是，由設置在第一輸出單元107A和107B和第二輸出單元109A和109B的后續(xù)階段中的處理單元(未示出)執(zhí)行的操作是簡單的，因為當提供以拜耳圖案布置的濾色器時，僅R和 G的信號或G和B的信號從任一側的子塊輸出。第十實施例接下來，將參考圖14描述根據(jù)該實施例的圖像拾取系統(tǒng)的概述。圖像拾取系統(tǒng)800包括例如光學單元810、光電轉換裝置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、以及重放和顯示單元870。對于光電轉換裝置1000，使用上面實施例中描述的光電轉換裝置。光學單元810，其是諸如透鏡之類的光學系統(tǒng)，將來自物體的光聚焦在光學轉換裝置1000的像素陣列上從而形成物體的圖像，在像素陣列中，多個像素以二維方式被布置。 光電轉換裝置1000以基于從定時控制電路單元850發(fā)送的信號的定時，輸出與聚焦在像素部分上的光相對應的信號。
光電轉換裝置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)行操作，諸如根據(jù)由程序等定義的方法來重排信號的順序。作為由圖像信號處理單元830執(zhí)行的處理的結果所獲得的信號被發(fā)送至記錄和通信單元840 作為圖像數(shù)據(jù)。記錄和通信單元840發(fā)送形成圖像的信號至重放和顯示單元870，以使重放和顯示單元870播放電影或顯示靜態(tài)圖像。重放和顯示單元870還從圖像信號處理單元830接收信號，并與系統(tǒng)控制電路單元860通信，以及執(zhí)行用于記錄信號以便在記錄介質 (未示出)上形成圖像的操作。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，并且還控制光學單元 810、定時控制電路單元850、記錄和通信單元840以及重放和顯示單元870以驅動這些部件。此外，系統(tǒng)控制電路單元860具有例如作為記錄介質的存儲裝置(未示出)，并且在存儲裝置上記錄控制圖像拾取系統(tǒng)800的操作所需的程序等。此外，在圖像拾取系統(tǒng)800中， 系統(tǒng)控制電路單元860例如根據(jù)用戶的操作提供用于切換驅動模式的信號。具體示例包括改變要讀取或復位的行，根據(jù)電子縮放改變視角，以及為了電子圖像穩(wěn)定性而偏移視角。定時控制電路單元850基于由作為控制單元的系統(tǒng)控制電路單元860所執(zhí)行的控制，控制光電轉換裝置1000和圖像信號處理單元830的驅動定時。上述實施例是用于實現(xiàn)本發(fā)明的示例性實施例，并且可以以各種方式被修改或彼此結合，只要不偏離本發(fā)明的技術思想。盡管已經(jīng)參考示例性實施例描述了本發(fā)明，但是應該理解本發(fā)明不限于所公開的示例性實施例。權利要求的范圍應給予最寬的解釋，從而包括所有這些修改和等同結構和功能。
權利要求
1.一種光電轉換裝置，包括像素陣列，其中多個像素被布置為行和列；與所述像素陣列的列相對應地設置的信號處理單元，所述信號處理單元包括將從所述多個像素輸出的信號轉換為數(shù)字信號的模數(shù)轉換器；第一輸出單元，具有多個第一輸出端子和分別與所述多個第一輸出端子相對應地設置的多個第一輸出塊；第二輸出單元，具有一個或多個第二輸出端子和分別與所述第二輸出端子相對應地設置的一個或多個第二輸出塊；以及輸出選擇單元，用于選擇性地將從信號處理單元輸出的信號發(fā)送至第一輸出單元或第二輸出單元，其中第一輸出端子的數(shù)量大于第二輸出端子的數(shù)量，其中在彼此相鄰的多個列中的信號處理單元被布置為一個塊，其中所述多個第一輸出塊輸出由屬于同一個塊的多個信號處理單元輸出的信號，以及其中所述第二輸出塊輸出由屬于不同的塊的多個信號處理單元輸出的信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的光電轉換裝置，其中，在第一模式下，輸出選擇單元將從信號處理單元輸出的信號發(fā)送至第一輸出單元，以及其中，在第二模式下，輸出選擇單元將從信號處理單元輸出的信號發(fā)送至第二輸出單兀。
3.根據(jù)權利要求2所述的光電轉換裝置，其中，當要從所述像素陣列中的所有所述多個像素讀取信號時，執(zhí)行第一模式下的操作，以及其中，當要從所述像素陣列中的所述多個像素中的部分像素讀取信號時，執(zhí)行第二模式下的操作。
4.根據(jù)權利要求1所述的光電轉換裝置，還包括 同步信號生成單元，用于輸出同步信號；以及同步碼添加單元，用于與所述同步信號同步地將同步碼添加至從第一輸出單元和第二輸出單元輸出的信號。
5.根據(jù)權利要求4所述的光電轉換裝置，其中所述同步信號生成單元包括鎖相環(huán)電路，并使用從所述鎖相環(huán)電路輸出的信號作為同步信號。
6.根據(jù)權利要求4所述的光電轉換裝置，其中所述同步碼添加單元與所述像素陣列的行相對應地添加同步碼。
7.根據(jù)權利要求1所述的光電轉換裝置，其中所述信號處理單元輸出所述數(shù)字信號作為并行數(shù)據(jù)，并且其中所述多個第一輸出塊和所述第二輸出塊將所述并行數(shù)據(jù)轉換為串行數(shù)據(jù)，并且分別從所述多個第一輸出端子和所述第二輸出端子輸出所述串行數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權利要求1所述的光電轉換裝置，其中所述信號處理單元具有降噪電路，其減少從所述多個像素輸出的信號中的噪聲，并將信號發(fā)送至所述多個模數(shù)轉換器。
9.根據(jù)權利要求1所述的光電轉換裝置，其中所述輸出選擇單元具有公共傳輸線，該公共傳輸線將屬于不同的塊的多個信號處理單元連接至第二輸出單元。
10.一種圖像拾取系統(tǒng)，包括 根據(jù)權利要求1所述的光電轉換裝置；光學系統(tǒng)，被配置用于在所述光電轉換裝置的像素部分上形成圖像；以及圖像信號處理單元，被配置用于通過處理從所述光電轉換裝置輸出的信號來生成圖像數(shù)據(jù)。
11.一種光電轉換裝置，包括像素陣列，其中多個像素被布置為行和列；與所述像素陣列的列相對應地設置的信號處理單元，所述信號處理單元包括將從所述多個像素輸出的信號轉換為數(shù)字信號的模數(shù)轉換器；第一輸出單元，具有多個第一輸出端子和分別與所述多個第一輸出端子相對應地設置的多個第一輸出塊；第二輸出單元，具有一個或多個第二輸出端子和分別與所述第二輸出端子相對應地設置的一個或多個第二輸出塊；以及輸出選擇單元，用于選擇性地將從信號處理單元輸出的信號發(fā)送至第一輸出單元或第二輸出單元，其中第一輸出端子的數(shù)量大于第二輸出端子的數(shù)量， 其中每隔一列的多個信號處理單元被布置為一個塊，其中所述多個第一輸出塊輸出由屬于同一個塊的多個信號處理單元輸出的信號，以及其中所述第二輸出塊輸出由屬于不同塊的多個信號處理單元輸出的信號。
12.根據(jù)權利要求11所述的光電轉換裝置，其中，在第一模式下，所述輸出選擇單元將從信號處理單元輸出的信號發(fā)送至第一輸出單元，以及其中，在第二模式下，所述輸出選擇單元將從信號處理單元輸出的信號發(fā)送至第二輸出單元。
13.根據(jù)權利要求12所述的光電轉換裝置，其中，當要從所述像素陣列中的所有所述多個像素讀取信號時，執(zhí)行第一模式下的操作，以及其中，當要從所述像素陣列中的所述多個像素中的部分像素讀取信號時，執(zhí)行第二模式下的操作。
14.根據(jù)權利要求11所述的光電轉換裝置，還包括 同步信號生成單元，用于輸出同步信號；以及同步碼添加單元，用于與所述同步信號同步地將同步碼添加至從第一輸出單元和第二輸出單元輸出的信號。
15.根據(jù)權利要求14所述的光電轉換裝置，其中所述同步信號生成單元包括鎖相環(huán)電路，并使用從所述鎖相環(huán)電路輸出的信號作為同步信號。
16.根據(jù)權利要求14所述的光電轉換裝置，其中所述同步碼添加單元與所述像素陣列的行相對應地添加所述同步碼。
17.根據(jù)權利要求11所述的光電轉換裝置，其中所述信號處理單元輸出所述數(shù)字信號作為并行數(shù)據(jù)，并且其中所述多個第一輸出塊和所述第二輸出塊將所述并行數(shù)據(jù)轉換為串行數(shù)據(jù)，并且分別從所述多個第一輸出端子和所述第二輸出端子輸出所述串行數(shù)據(jù)。
18.根據(jù)權利要求12所述的光電轉換裝置，其中所述信號處理單元具有降噪電路，其減少從所述多個像素輸出的信號中的噪聲， 并將所述信號發(fā)送至所述多個模數(shù)轉換器。
19.根據(jù)權利要求11所述的光電轉換裝置，其中所述輸出選擇單元具有公共傳輸線，該公共傳輸線將屬于不同的塊的多個信號處理單元連接至第二輸出單元。
20.一種圖像拾取系統(tǒng)，包括 根據(jù)權利要求11所述的光電轉換裝置；光學系統(tǒng)，被配置用于在所述光電轉換裝置的像素部分上形成圖像；以及圖像信號處理單元，被配置用于通過處理從所述光電轉換裝置輸出的信號來生成圖像數(shù)據(jù)。
全文摘要
本公開涉及光電轉換裝置和圖像拾取系統(tǒng)。一種光電轉換裝置，包括具有多個模數(shù)轉換器的信號處理單元；第一輸出單元，具有多個第一輸出端子，并包括與第一輸出端子相對應設置的第一輸出塊；以及第二輸出單元，具有一個或多個第二輸出端子，并包括與第二輸出端子相對應設置的第二輸出塊。
文檔編號H04N5/363GK102387319SQ201110254530
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權日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