СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ФИКСАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ
EXCITATION METHOD FOR IMAGE FIXING DEVICE AND IMAGE FIXING DEVICE

Уровень техники
Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к конфигурации, в которой сигналы совместно считываются для каждой пиксельной группы в устройстве фиксации изображений, включающем в себя множество пиксельных групп.
Описание предшествующего уровня техники
[0002] Предложено устройство фиксации изображений, в котором пиксельная группа, состоящая из строк пикселов фиксации изображений, и пиксельная группа, состоящая из строк пикселов обнаружения фокуса, предоставляются на поверхности фиксации изображений, и считываются соответствующие сигналы. В качестве примера вышеописанного устройства фиксации изображений, выложенный патент Японии номер 2010-074243 описывает устройство фиксации изображений, в котором строки пикселов фиксации изображений совместно сканируются при пропуске строк пикселов обнаружения фокуса, и после этого строки пикселов обнаружения фокуса совместно сканируются.
Сущность изобретения
[0003] Устройство фиксации изображений согласно аспекту настоящего изобретения включает в себя пиксельную часть, в которой множество пикселов, включающих в себя узел фотоэлектрического преобразования, размещено в матрице, и выводит сигналы на основе электрических зарядов, сформированных в периодах накопления электрического заряда посредством последовательного сканирования строк пикселов, в то время как периоды накопления электрического заряда соответствующих пикселов управляются посредством работы электронного затвора, при этом пиксельная часть включает в себя первую пиксельную группу, включающую в себя множество строк первых пикселов, и вторую пиксельную группу, включающую в себя множество строк вторых пикселов, каждая из которых размещается таким образом, что она является смежной со строкой первых пикселов, периоды накопления электрического заряда строки первых пикселов и строк вторых пикселов, которые размещены таким образом, что они являются смежными друг с другом, управляются таким образом, что после того, как периоды накопления электрического заряда соответствующих узлов фотоэлектрического преобразования, включенных в одну строку пикселов, завершаются, периоды накопления электрического заряда соответствующих узлов фотоэлектрического преобразования, включенных в другую строку пикселов, начинаются, сигналы во множестве строк первых пикселов и сигналы во множестве строк вторых пикселов выводятся посредством последовательного сканирования множества строк вторых пикселов второй пиксельной группы после того, как множество строк первых пикселов первой пиксельной группы последовательно сканируется, и из строки первых пикселов и строк вторых пикселов, которые размещены таким образом, что они являются смежными друг с другом, в течение по меньшей мере части периода от конца периода накопления электрического заряда в строке вторых пикселов до конца периода вывода, в котором сигналы пикселов в строке первых пикселов завершаются, электрические заряды, накопленные в узлах фотоэлектрического преобразования пикселов в строке вторых пикселов, сбрасываются.
[0004] Дополнительные признаки настоящего изобретения должны становиться очевидными из нижеприведенного описания примерных вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
[0005] Фиг. 1 является блок-схемой устройства фиксации изображений.
[0006] Фиг. 2 является принципиальной схемой пиксела.
[0007] Фиг. 3 является пояснительной схемой для описания пиксельной части.
[0008] Фиг. 4 является диаграммой последовательности считывания.
[0009] Фиг. 5 является временной диаграммой возбуждения для описания проблемы.
[0010] Фиг. 6 является временной диаграммой возбуждения согласно первому примерному варианту осуществления.
[0011] Фиг. 7 является временной диаграммой возбуждения согласно второму примерному варианту осуществления.
[0012] Фиг. 8 является временной диаграммой возбуждения согласно третьему примерному варианту осуществления.
[0013] Фиг. 9 является временной диаграммой возбуждения согласно четвертому примерному варианту осуществления.
[0014] Фиг. 10 является временной диаграммой возбуждения согласно пятому примерному варианту осуществления.
[0015] Фиг. 11 является временной диаграммой возбуждения согласно шестому примерному варианту осуществления.
[0016] Фиг. 12 иллюстрирует флуктуацию электрического потенциала FD согласно шестому примерному варианту осуществления.
Подробное описание вариантов осуществления
[0017] В дальнейшем в этом документе, описывается устройство фиксации изображений согласно примерным вариантам осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Компонентам, имеющим аналогичные функции, назначаются идентичные ссылочные позиции на чертежах. Кроме того, дублированные описания опускаются в примерных вариантах осуществления.
Первый примерный вариант осуществления
[0018] Со ссылкой на фиг. 1-6 описывается устройство 10 фиксации изображений согласно настоящему примерному варианту осуществления. Конфигурация устройства фиксации изображений, описанного со ссылкой на фиг. 1 и фиг. 2, также может применяться к другим примерным вариантам осуществления.
[0019] Фиг. 1 является блок-схемой устройства 10 фиксации изображений согласно настоящему варианту осуществления. Устройство 10 фиксации изображений включает в себя пиксельную часть 100, узел 160 управления, схему 120 вертикального сканирования, сигнальную линию 115, схему 140 столбцов, схему 150 горизонтального сканирования и узел 170 вывода.
[0020] Пиксельная часть 100 включает в себя множество пикселов 101, выполненных с возможностью преобразовывать свет в сигнал электрического заряда и выводить преобразованный электрический сигнал. Множество пикселов 101 размещено в матрице.
[0021] Узел 160 управления формирует управляющий импульс. Схема 120 вертикального сканирования принимает управляющий импульс из узла 160 управления и подает возбуждающие импульсы в соответствующие строки V1-Vn пикселов. Возбуждающие импульсы узла управления включают в себя возбуждающий импульс pTX для возбуждения транзистора переноса, который описывается ниже, возбуждающий импульс pRES для возбуждения транзистора сброса и возбуждающий импульс pSEL для возбуждения транзистора выбора. Схема 140 столбцов включает в себя узел аналого-цифрового (AD) преобразования, и узел аналого-цифрового преобразования преобразует пиксельный сигнал, соответствующий аналоговому сигналу, выводимому из единичного пиксела, в цифровой сигнал. Схема 150 горизонтального сканирования выводит сигналы, обработанные параллельно в схеме 140 столбцов, в узел 170 вывода для каждого столбца. Следует отметить, что схема 140 столбцов может включать в себя усилитель и схему уменьшения уровня шума в дополнение к вышеописанным компонентам.
[0022] Фиг. 2 иллюстрирует пример эквивалентной схемы пиксела. Согласно настоящему примерному варианту осуществления, электроны используются в качестве сигнальных зарядов, и описания приводятся при условии, что каждый транзистор состоит из транзистора с каналом n-типа. Тем не менее, следует отметить, что дырки могут использоваться в качестве сигнальных зарядов, и транзистор с каналом p-типа может использоваться в качестве транзистора пиксела.
[0023] Помимо этого, эквивалентная схема не ограничена этим, и часть конфигурации может совместно использоваться посредством множества пикселов.
[0024] Пиксел 101 включает в себя узел 103 фотоэлектрического преобразования, транзистор 104 переноса, транзистор 105 сброса, усиливающий транзистор 106, плавающую диффузионную область 108 (в дальнейшем в этом документе, упоминается как "FD") и транзистор 107 выбора.
[0025] Узел 103 фотоэлектрического преобразования формирует величину пары электрических зарядов в соответствии с количеством падающего света через фотоэлектрическое преобразование и накапливает электроны. Фотодиод используется, например, в качестве узла 103 фотоэлектрического преобразования.
[0026] Транзистор 104 переноса переносит электроны, накопленные в узле 103 фотоэлектрического преобразования, в FD 108. На затвор транзистора 104 переноса подается возбуждающий импульс pTX, и включенное состояние и отключенное состояние переключаются. FD 108 удерживает электроны, переносимые посредством транзистора 104 переноса.
[0027] Затвор усиливающего транзистора 106 соединен с FD 108. Усиливающий транзистор 106 усиливает сигнал на основе электронов, переносимых посредством транзистора 104 переноса в FD 108, и выводит усиленный сигнал. Более конкретно, электроны, переносимые в FD 108, преобразуются в напряжение в соответствии с их количеством, и электрический сигнал в соответствии с напряжением выводится в сигнальную линию 115 через усиливающий транзистор 106. Усиливающий транзистор 106 составляет схему истокового повторителя вместе с источником тока, который не проиллюстрирован на чертежах.
[0028] Транзистор 105 сброса сбрасывает электрический потенциал входного узла усиливающего транзистора 106. Помимо этого, операция сброса выполняется для сброса электрических зарядов, накопленных в узле 103 фотоэлектрического преобразования (сброса узла 103 фотоэлектрического преобразования при предварительно определенном электрическом потенциале) посредством перекрытия периода включения транзистора 105 сброса с периодом включения транзистора 104 переноса. На затвор транзистора 105 сброса подается возбуждающий импульс pRES, и включенное состояние и отключенное состояние переключаются. Тем не менее, следует отметить, что в данном документе приспосабливается конфигурация, в которой узел 103 фотоэлектрического преобразования сбрасывается через транзистор 104 переноса, но также может быть приспособлена конфигурация, в которой транзистор 105 сброса непосредственно соединен с узлом 103 фотоэлектрического преобразования, чтобы сбрасывать узел 103 фотоэлектрического преобразования.
[0029] Транзистор 107 выбора выводит сигналы множества пикселов 101, размещенных относительно одной сигнальной линии 115 для одного пиксела или для множества пикселов. Сток транзистора 107 выбора соединен с истоком усиливающего транзистора 106, и исток транзистора 107 выбора соединен с сигнальной линией 115.
[0030] В качестве альтернативы конфигурации согласно настоящему примерному варианту осуществления транзистор 107 выбора может предоставляться между стоком усиливающего транзистора 106 и линией питания, в которую подается питающее напряжение. Транзистор 107 выбора может быть размещен таким образом, что электропроводящее состояние между усиливающим транзистором 106 и сигнальной линией 115 управляется. На затвор транзистора выбора 107 подается возбуждающий импульс pSEL, и включенное состояние и отключенное состояние транзистора 107 выбора переключаются.
[0031] Следует отметить, что транзистор 107 выбора может опускаться. В такой конфигурации, исток усиливающего транзистора 106 соединен с сигнальной линией 115, чтобы переключать электрический потенциал стока усиливающего транзистора 106 или затвора усиливающего транзистора 106 таким образом, что выбранное состояние и невыбранное состояние переключаются. То же также применимо к нижеприведенным соответствующим примерным вариантам осуществления.
[0032] Далее, со ссылкой на фиг. 3, описывается компоновка множества строк V1-Vn пикселов в пиксельной части 100. На фиг. 3, 12 строк (V1-V12) пикселов описываются в качестве примера. В пиксельной части 100, размещены строка первых пикселов, в которой пикселы, выполненные с возможностью получать изображение, скомпонованы с возможностью формировать строку 201 (в дальнейшем в этом документе, упоминается как "строка пикселов фиксации изображений"), и строка вторых пикселов, в которой пикселы, выполненные с возможностью получать сигнал для обнаружения фокуса, скомпонованы с возможностью формировать строку 202 (в дальнейшем в этом документе, упоминается как "строка пикселов обнаружения фокуса"). Пикселы, выполненные с возможностью получать изображение, представляют собой пикселы фиксации изображений, а пикселы, выполненные с возможностью получать сигнал для обнаружения фокуса, представляют собой пикселы обнаружения фокуса. Множество строк пикселов фиксации изображений и множество строк пикселов обнаружения фокуса размещаются. Множество строк 201 пикселов фиксации изображений составляют первую пиксельную группу (в дальнейшем в этом документе, упоминается как "пиксельная группа фиксации изображений"), и множество строк 202 пикселов обнаружения фокуса составляют вторую пиксельную группу (в дальнейшем в этом документе, упоминается как "пиксельная группа обнаружения фокуса"). Согласно настоящему примерному варианту осуществления, как проиллюстрировано на фиг. 3, строка 202 пикселов обнаружения фокуса размещена таким образом, что она является смежной со строкой 201 пикселов фиксации изображений. Помимо этого, согласно настоящему примерному варианту осуществления, число строк пикселов обнаружения фокуса ниже числа строк пикселов фиксации изображений, и множество строк (V5-V7) пикселов фиксации изображений размещены между двумя строками (V4 и V8) пикселов обнаружения фокуса.
[0033] На фиг. 3 три строки V4, V8 и V12 пикселов соответствуют строкам пикселов обнаружения фокуса, и другие строки пикселов соответствуют строкам пикселов фиксации изображений. Строка пикселов фиксации изображений составляется посредством включения пикселов фиксации изображений, и строка пикселов обнаружения фокуса составляется посредством включения пикселов обнаружения фокуса. Строка пикселов фиксации изображений также может включать в себя пикселы для другой цели (например, пикселы обнаружения фокуса) в дополнение к пикселам фиксации изображений, но в этом случае число пикселов фиксации изображений выше числа пикселов для другой цели. Аналогично, строка пикселов обнаружения фокуса также может включать в себя пикселы для другой цели (например, пикселы фиксации изображений) в дополнение к пикселам обнаружения фокуса, но в этом случае число пикселов обнаружения фокуса выше числа пикселов для другой цели.
[0034] Один пиксел направления фокуса соответствует одной микролинзе, и может использоваться конфигурация, в которой узел фотоэлектрического преобразования разделен на множество областей (или множество узлов фотоэлектрического преобразования предоставляются таким образом, что они соответствуют одной микролинзе), или конфигурация, в которой свет экранирован в части узла фотоэлектрического преобразования. Обнаружение фокуса на основе определения разности фаз в предшествующем уровне техники может выполняться посредством использования сигналов пикселов обнаружения фокуса.
[0035] Фиг. 4 иллюстрирует последовательности считывания сигналов соответствующих пиксельных групп, проиллюстрированных на фиг. 3. На фиг. 4, вертикальное направление представляет номера строк пикселов, а горизонтальное направление представляет время. Строки пикселов размещены в этом заявленном порядке номеров при виде сверху. Согласно настоящему примерному варианту осуществления, период Ts накопления электрического заряда управляется посредством работы электронного затвора в пиксельной части 100. Согласно настоящему примерному варианту осуществления, когда фокус сконцентрирован на одном пикселе или одной строке пикселов, период накопления электрического заряда начинается посредством сброса узла фотоэлектрического преобразования пиксела, а после истечения предварительно определенного периода, период накопления электрического заряда завершается посредством переноса электрических зарядов узла фотоэлектрического преобразования.
[0036] Период накопления электрического заряда каждой из множества строк пикселов фиксации изображений начинается посредством последовательного сброса электрических зарядов, накопленных в узле фотоэлектрического преобразования пиксела в каждой из строк пикселов фиксации изображений для каждой строки. Затем период накопления электрического заряда каждой из множества строк пикселов фиксации изображений завершается посредством последовательного переноса электрических зарядов, накопленных в узле фотоэлектрического преобразования пиксела в каждой из строк пикселов фиксации изображений для каждой строки.
[0037] С другой стороны, период накопления электрического заряда каждой из множества строк пикселов обнаружения фокуса начинается посредством последовательного сброса электрических зарядов, накопленных в узле фотоэлектрического преобразования пиксела в каждой из строк пикселов обнаружения фокуса для каждой строки. Затем период накопления электрического заряда каждой из множества строк пикселов обнаружения фокуса завершается посредством последовательного переноса электрических зарядов, накопленных в узле фотоэлектрического преобразования пиксела в каждой из строк пикселов обнаружения фокуса для каждой строки.
[0038] После того, как период накопления электрического заряда завершается, множество строк пикселов последовательно сканируются для каждой строки, и сигналы на основе электрических зарядов, сформированных в узлах фотоэлектрического преобразования в течение периода накопления электрического заряда, последовательно выводятся в сигнальную линию 115 для каждой строки пикселов. В дальнейшем в этом документе, период от момента времени, когда период накопления электрического заряда в предварительно определенной строке пикселов завершается, до момента времени, когда вывод сигнала на основе электрических зарядов, сформированных в каждом из узлов фотоэлектрического преобразования в предварительно определенной строке пикселов, в сигнальную линию 115, завершается, упоминается как "период Top вывода" для сигналов. Период, указываемый посредством начальной точки и конечной точки стрелки на фиг. 4, представляет период, полученный посредством комбинирования периода Ts накопления электрического заряда с периодом Top вывода в каждой строке.
[0039] На фиг. 4 период, включающий в себя начало периода накопления электрического заряда во всех строках пикселов, составляющих пиксельную часть 100, и конец периода вывода, задается в качестве периода в один кадр. В случае если множество периодов кадра являются непрерывными, соответствующие периоды представляются как первый период FR1 кадра и второй период FR2 кадра. Следует отметить, что период FR3 кадра и последующие периоды кадра опускаются на фиг. 4.
[0040] Первый период S1 и второй период S2 задаются в первом периоде кадра (в FR1), и третий период S3 и четвертый период S4 задаются во втором периоде кадра (в FR2). Первый период S1 и третий период S3 соответствуют периоду, в который операция считывания для пиксельной группы фиксации изображений выполняется при пропуске строки 202 пикселов обнаружения фокуса. Второй период S2 и четвертый период S4 соответствуют периоду, в который выполняется операция считывания для пиксельной группы обнаружения фокуса, причем операция считывания не выполняется в первом периоде S1 и третьем периоде S3. При этом вышеописанные периоды кадра повторяются в течение предварительно определенного периода таким образом, что можно выполнять съемку фильма.
[0041] Операция считывания, описанная в данном документе, означает операцию в течение периода от начала периода Ts накопления в предварительно определенной строке пикселов (более конкретно, начала периода Tres сброса) до конца периода Top вывода. Следовательно, в примере по фиг. 4, период в один кадр соответствует периоду от начала периода Ts накопления во всех строках пикселов, составляющих пиксельную часть 100 (более конкретно, начала периода Tres сброса), до конца периода Top вывода. Первый период S1 и третий период S3 соответствуют периоду от начала периода Ts накопления во множестве строк первых пикселов (более конкретно, начала периода Tres сброса) до конца периода Top вывода. Аналогично, второй период S2 и четвертый период S4 соответствуют началу периода Ts накопления во множестве строк вторых пикселов (более конкретно, началу периода Tres сброса) до конца периода Top вывода.
[0042] На фиг. 5 части, в которых строка 201 пикселов фиксации изображений и строка 202 пикселов обнаружения фокуса размещены с возможностью быть смежными друг с другом (строки V3-V5 пикселов на фиг. 4), извлекаются из последовательности считывания сигналов для строк пикселов, проиллюстрированных на фиг. 4, и описывается проблема настоящего примерного варианта осуществления. Вертикальное направление на фиг. 5 представляет возбуждающие импульсы соответствующих строк V3-V5 пикселов, а горизонтальное направление представляет истечение времени. Период HD горизонтального сканирования задается посредством горизонтального синхронного импульса. Транзистор выбора пиксела 101, из которого считывается сигнал, считываемый из устройства фиксации изображений в течение периода HD горизонтального сканирования, переводится во включенное состояние в течение периода HD горизонтального сканирования.
[0043] На фиг. 5 соответствующие транзисторы переводятся во включенное состояние в течение периода, в который соответствующие возбуждающие импульсы имеют высокий уровень. В течение периода, указываемого посредством сплошной линии в возбуждающих импульсах соответствующих транзисторов, в соответствующие транзисторы в строке пикселов подаются соответствующие возбуждающие импульсы (pRES, pTX и pSEL) из схемы 120 вертикального сканирования. Соответствующие сигналы не подаются из схемы 120 вертикального сканирования в течение периода, указываемого посредством пунктирной линии, что означает то, что электрические потенциалы соответствующих линий управления поддерживаются посредством паразитных емкостей. Тем не менее, следует отметить, что возбуждающий импульс может подаваться из схемы 120 вертикального сканирования даже в течение периода, указываемого посредством пунктирной линии.
[0044] Сначала, во время t0, первый период HD1 горизонтального сканирования начинается посредством горизонтального синхронного импульса. В это время, возбуждающий импульс pRES3 и возбуждающий импульс pTX3 в строке V3 пикселов переключаются на высокий уровень. Затем, во время t1 возбуждающий импульс pRES3 и возбуждающий импульс pTX3 переключаются на низкий уровень. Соответственно, узел 103 фотоэлектрического преобразования сбрасывается, период Ts накопления электрического заряда узла 103 фотоэлектрического преобразования каждого из пикселов, составляющих строку V3 пикселов, начинается. Иными словами, время t1 является начальным временем периода Ts накопления электрического заряда в строке V3 пикселов.
[0045] Период t0-t1 соответствует периоду Tres сброса, в котором выполняется операция сброса узла 103 фотоэлектрического преобразования. Хотя не проиллюстрировано на фиг. 5, сигналы пикселов в предварительно определенной строке пикселов (например, строка V1 пикселов на фиг. 4) могут выводиться во внешнюю часть устройства фиксации изображений посредством схемы 150 горизонтального сканирования в течение части первого периода HD1 горизонтального сканирования в некоторых случаях. Во время t2 первый период HD1 горизонтального сканирования завершается.
[0046] Во время t3 второй период HD2 горизонтального сканирования начинается. В это время, возбуждающий импульс pRES5 и возбуждающий импульс pTX5 в строке V5 пикселов переключаются на высокий уровень. Затем, во время t4 возбуждающий импульс pRES5 и возбуждающий импульс pTX5 переключаются на низкий уровень. Соответственно, узел 103 фотоэлектрического преобразования сбрасывается, и период Ts накопления электрического заряда в узле фотоэлектрического преобразования пикселов в строке V5 пикселов начинается. Иными словами, время t4 соответствует начальному времени периода Ts накопления электрического заряда в строке V5 пикселов. Во время t5 второй период HD2 горизонтального сканирования завершается.
[0047] Во время t6 третий период HD3 горизонтального сканирования начинается, и возбуждающие импульсы pSEL3 и pRES3 в строке V3 пикселов переключаются на высокий уровень. Во время t7 pRES3 переключается на низкий уровень. Когда возбуждающий импульс pSEL3 переключается на высокий уровень, транзистор 107 выбора переводится во включенное состояние. Помимо этого, возбуждающий импульс pRES3 переключается на высокий уровень таким образом, что FD сбрасывается.
[0048] По этой причине шумовой сигнал в строке V3 пикселов выводится в сигнальную линию 115 в течение периода t7-t8.
[0049] Во время t8 возбуждающий импульс pTX3 переключается на высокий уровень, и во время t9 возбуждающий импульс pTX3 переключается на низкий уровень. При этой операции, электрические заряды, накопленные в узле 103 фотоэлектрического преобразования, переносятся в FD 108. Период t1-t9 от времени t1 до времени t9 соответствует периоду Ts накопления электрического заряда в строке V3 пикселов.
[0050] Во время t10 возбуждающий импульс pSEL переключается на низкий уровень, так что он переводится в отключенное состояние, и третий период HD3 горизонтального сканирования завершается.
[0051] По этой причине электрические заряды, сформированные в течение периода Ts накопления электрического заряда в узлах фотоэлектрического преобразования, составляющих соответствующие пикселы в строке V3 пикселов, выводятся в сигнальную линию 115 в течение периода t9-t10 от времени t9 до времени t10. В данном документе, период t9-t10 упоминается как "период Top вывода".
[0052] Следует отметить, что когда разностная обработка для сигнала, выводимого в течение периода t7-t8, и сигнала, выводимого в течение периода t9-t10, выполняется посредством схемы 140 столбцов или схемы двойной коррелированной дискретизации (CDS), которая не проиллюстрирована на чертеже, можно получать сигнал, для которого уменьшается шум.
[0053] В течение периода от времени t9, соответствующего концу периода Ts накопления электрического заряда, до времени t19, соответствующего началу операции сброса второго периода кадра в строке V3 пикселов, устанавливается состояние, в котором электрические заряды могут накапливаться в узлах 103 фотоэлектрического преобразования в строке V3 пикселов. Тем не менее, в течение этого периода, поскольку электрические заряды, накопленные в каждом из узлов 103 фотоэлектрического преобразования в строке V3 пикселов, не используются для сигнала, выводимого из строки V3 пикселов, этот период упоминается в качестве нулевого периода Tnu пикселов, составляющих строку V3 пикселов.
[0054] Следует отметить, что после периода Tres сброса в строке V3 пикселов, операция накопления электрического заряда в строке V5 пикселов начинается в течение второго периода HD2 горизонтального сканирования, соответствующего следующему периоду горизонтального сканирования (период Tres сброса в строке V5 пикселов возникает в течение второго периода HD2 горизонтального сканирования).
[0055] Когда первый период S1 (период операции считывания пиксельной группы фиксации изображений) завершается, второй период S2 (период операции считывания пиксельной группы обнаружения фокуса) начинается со времени t14. В течение второго периода S2, операция, аналогичная операции считывания пиксельной группы фиксации изображений, выполняемой в течение первого периода S1, который описывается со ссылкой на фиг. 5, выполняется для пиксельной группы обнаружения фокуса (множества строк V4, V8 и V12 пикселов обнаружения фокуса).
[0056] В этом примере строки (V3, V5, V7, V9 и V11) пикселов фиксации изображений и строки (V4, V8 и V12) пикселов обнаружения фокуса размещены таким образом, что они являются смежными друг с другом. Период накопления электрического заряда каждой из строки пикселов фиксации изображений и строки пикселов обнаружения фокуса, размещенных таким образом, что они являются смежными друг с другом, управляется таким образом, что после того, как период накопления электрического заряда каждого из узлов фотоэлектрического преобразования, включенных в одну строку пикселов, завершается, период накопления электрического заряда каждого из узлов фотоэлектрического преобразования, включенных в другую строку пикселов, начинается.
[0057] Когда выполняется вышеописанная последовательность считывания сигналов пиксельной части 100, например утечка электрических зарядов из строки V4 пикселов в строки V3 и V5 пикселов, размещенные таким образом, что они являются смежными со строкой V4 пикселов, возникает в течение первого периода S1. По этой причине неблагоприятное влияние, к примеру шум, может оказываться на сигналы, выводимые из строк (V3 и V5) пикселов, размещенных таким образом, что они являются смежными со строкой V4 пикселов, в сигнальную линию 115 в некоторых случаях.
[0058] Следует отметить, что как показано на фиг. 4, неблагоприятное влияние становится более заметным в случае, если другие строки (V5-V10) пикселов фиксации изображений из числа строк пикселов фиксации изображений размещены между строкой V11 пикселов, в которой операция считывания выполняется последней (или период Ts накопления электрического заряда начинается последним) из множества строк пикселов фиксации изображений (из первой пиксельной группы), и строкой V4 пикселов обнаружения фокуса, в которой операция считывания выполняется первой (или период Ts накопления электрического заряда начинается первым) из множества строк пикселов обнаружения фокуса (из второй пиксельной группы). Неблагоприятное влияние зачастую может возникать, когда количество приема света является чрезмерным относительно величины электрического заряда, которая может накапливаться в узле 103 фотоэлектрического преобразования, в частности, в случае если получается изображение объекта, имеющего высокую яркость, в случае если нулевой период Tnu является большим относительно периода Ts накопления электрического заряда, и т.п. Вышеописанное явление зачастую возникает в случае, если период накопления электрического заряда каждого пиксела управляется посредством работы электронного затвора. Тем не менее, неблагоприятное влияние может возникать в случаях, отличных от случая, в котором работа электронного затвора выполняется, как в случае, когда получается изображение объекта, имеющего высокую яркость, и т.п.
[0059] Как проиллюстрировано на фиг. 4 и фиг. 5, строка V4 пикселов (строка пикселов обнаружения фокуса) переводится в нулевой период Tnu в течение первого периода S1. По этой причине, когда выполняется операция считывания строк V3 и V5 пикселов (строк пикселов фиксации изображений), смежных со строкой V4 пикселов (строкой пикселов обнаружения фокуса), электрические заряды могут утекать из пикселов в строке V4 пикселов в пикселы в строках V3 и V5 пикселов, и неблагоприятное влияние может оказываться на сигналы, считываемые из строк V3 и V5 пикселов, в некоторых случаях.
[0060] Фиг. 6 иллюстрирует синхронизацию возбуждения согласно настоящему примерному варианту осуществления. Отличие от синхронизации возбуждения по фиг. 5 заключается в том, что пикселы в строке V4 пикселов, смежной со строкой V3 пикселов, сбрасываются в течение периода Top вывода в строке V3 пикселов (до того, как завершается период Top вывода). Иными словами, в примере по фиг. 6, в течение периода от начала периода накопления электрического заряда в одной строке пикселов из числа двух смежных строк (V3 и V4 или V4 и V5) пикселов до конца периода Top вывода, соответствующие узлы фотоэлектрического преобразования в другой строке пикселов сбрасываются.
[0061] В частности, по меньшей мере одна операция из следующих трех операций выполняется согласно признаку настоящего примерного варианта осуществления.
[0062] Первая операция представляет собой операцию для сброса узла фотоэлектрического преобразования в строке V4 пикселов в течение периода Top вывода (периода t9-t10) в строке V3 пикселов (до того, как завершается период Top вывода). В частности, возбуждающие импульсы pRES4 и pTX4 задаются равными высокому уровню. Соответственно, можно уменьшать утечку электрических зарядов из строки V4 пикселов в строку V3 пикселов. В частности, в течение периода вывода в строке V3 пикселов, сигналы, выводимые из соответствующих пикселов 101, составляющих строку V3 пикселов, в сигнальную линию 115 основываются на электрических зарядах, переносимых в FD 108. По этой причине можно уменьшать утечку электрических зарядов из узла фотоэлектрического преобразования в строке V4 пикселов в FD в строке V3 пикселов посредством вышеописанной операции сброса.
[0063] Вторая операция представляет собой операцию для сброса узла фотоэлектрического преобразования в строке V4 пикселов в течение периода Top вывода (периода t12-t13) в строке V5 пикселов (до того, как завершается период Top вывода) (не проиллюстрировано). В частности, возбуждающий импульс pRES4 и pTX4 задается равным высокому уровню в течение периода t12-t13. Соответственно, можно уменьшать утечку электрических зарядов из строки V4 пикселов в строку V5 пикселов.
[0064] Третья операция представляет собой операцию для сброса узла фотоэлектрического преобразования в одной из строк V3 и V5 пикселов в течение периода Top вывода (периода t17-t18) в строке V4 пикселов (до того, как завершается период Top вывода). В частности, возбуждающие импульсы pRES3 и pTX3 или возбуждающие импульсы pRES5 и pTX5 задаются равными высокому уровню в течение периода t17-t18. Соответственно, можно уменьшать утечку электрических зарядов, по меньшей мере, из одной из строк V3 и V5 пикселов в строку V4 пикселов.
[0065] В данном документе, в случае если первая операция сравнивается со второй операцией, в течение периода вывода в строке V3 пикселов, в которой операция считывания предварительно выполнена, предпочтительно может выполняться сброс в строке V4 пикселов. Это обусловлено тем, что вышеописанное преимущество, соответственно, может вызываться в обеих смежных строках V3 и V5 пикселов. То же также применимо к нижеприведенным примерным вариантам осуществления.
[0066] Кроме того, могут выполняться вышеописанные три операции, но только первая операция более предпочтительно выполняется. Это обусловлено тем, что сигнал, выводимый из пиксела направления фокуса, не требует высокой точности по сравнению с сигналом, выводимым из пиксела фиксации изображений. Причина, по которой первая операция лучше второй операции, является такой, как описано выше.
[0067] Операция сброса согласно настоящему примерному варианту осуществления также может применяться к строкам V8 и V12 пикселов, в которых операция считывания выполняется в течение второго периода S2, аналогично строке V4 пикселов.
[0068] Помимо этого, согласно настоящему примерному варианту осуществления, пиксельная группа, в которой операция считывания выполняется в течение первого периода S1 и третьего периода S3, задается в качестве пиксельной группы фиксации изображений, и пиксельная группа, в которой операция считывания выполняется в течение второго периода S2 и четвертого периода S4, задается в качестве пиксельной группы обнаружения фокуса, но также может приспосабливаться обратная конфигурация. Иными словами, согласно настоящему примерному варианту осуществления, первый период либо второй период, заданный в периоде в один кадр, может наступать первым во взаимосвязи "до и после", и второй период S2 может задаваться до или после первого периода S1.
[0069] Кроме того, согласно настоящему примерному варианту осуществления, операция считывания пиксельной группы обнаружения фокуса выполняется после того, как выполняется операция считывания пиксельной группы фиксации изображений, но порядок не ограничен этим установленным порядком. Например, после того, как операция считывания одной пиксельной группы может выполняться несколько раз, может выполняться операция считывания другой пиксельной группы. В этом случае, например, после первого периода S1, первый период S1 возникает снова в течение одного кадра, и после этого возникает второй период S2.
[0070] Кроме того, согласно настоящему примерному варианту осуществления, проиллюстрирован пример, в котором пикселы, составляющие пиксельную часть 100, представляют собой пикселы фиксации изображений и пикселы направления фокуса, но преимущество, описанное согласно настоящему примерному варианту осуществления, получается даже в случае, если пикселы, составляющие пиксельную часть 100, представляют собой только пикселы фиксации изображений либо только пикселы направления фокуса. Например, вышеописанное преимущество получается посредством операции выполнения сброса согласно настоящему примерному варианту осуществления также в случае, если пиксельная часть 100 состоит только из множества строк пикселов фиксации изображений, операция считывания в предварительно определенных строках пикселов за исключением части строк пикселов выполняется в течение первого периода S1, и операция считывания в части строк пикселов выполняется в течение второго периода S2.
[0071] Согласно настоящему примерному варианту осуществления в течение периода Top вывода в определенной строке пикселов, когда строка пикселов, расположенная таким образом, что она является смежной с определенной строкой пикселов, соответствует нулевому периоду Tnu, можно уменьшать влияние, такое как шум, на сигнал, выводимый из вышеописанной определенной строки пикселов в сигнальную линию.
Второй примерный вариант осуществления
[0072] Со ссылкой на фиг. 7 описывается устройство фиксации изображений согласно настоящему примерному варианту осуществления.
[0073] Различие между синхронизацией возбуждения согласно настоящему примерному варианту осуществления, проиллюстрированной на фиг. 7, и синхронизацией возбуждения, проиллюстрированной на фиг. 6 согласно первому примерному варианту осуществления, заключается в синхронизации того, когда операция сброса выполняется. Согласно настоящему примерному варианту осуществления, узел фотоэлектрического преобразования в строке V4 пикселов обнаружения фокуса, смежной со строкой пикселов фиксации изображений, сбрасывается одновременно с тем, как операция сброса, которая начинает период накопления электрического заряда строки пикселов фиксации изображений. В частности, возбуждающие импульсы pRES4 и pTX4 строки V4 пикселов обнаружения фокуса задаются равными высокому уровню в течение периода t0-t1, соответствующего периоду Tres сброса в строке V3 пикселов фиксации изображений.
[0074] Соответственно, начало периода Ts накопления электрического заряда в строке V3 пикселов и начало нулевого периода Tnu в строке V4 пикселов могут быть синхронными друг с другом. По этой причине, можно снижать вероятность того, что электрические заряды утекают из строки V4 пикселов в строку V3 пикселов в течение периода Ts накопления электрического заряда в строке V3 пикселов фиксации изображений.
[0075] Помимо этого можно сбрасывать по меньшей мере одну из строк V3 и V5 пикселов фиксации изображений одновременно с операцией сброса, которая начинает период Ts накопления электрического заряда в строке V4 пикселов. В частности, как проиллюстрировано на фиг. 7, строки V3 и V5 пикселов фиксации изображений могут сбрасываться в течение периода Tres сброса (периода t14-t15) в строке V4 пикселов.
[0076] Согласно настоящему примерному варианту осуществления можно получать аналогичные преимущества относительно первого примерного варианта осуществления. Кроме того, согласно настоящему примерному варианту осуществления, управляющие сигналы pTX3 и pRES3 в строке V3 пикселов, смежной со строкой V4 пикселов, или управляющие сигналы pTX5 и pRES5 в строке V5 пикселов, смежной со строкой V4 пикселов, используются в качестве управляющих сигналов pTX4 и pRES4 в строке V4 пикселов. Соответственно, узел 160 управления не должен формировать новые управляющие сигналы.
Третий примерный вариант осуществления
[0077] Со ссылкой на фиг. 8 описывается устройство фиксации изображений согласно настоящему примерному варианту осуществления. Различие между синхронизацией возбуждения согласно настоящему примерному варианту осуществления, проиллюстрированной на фиг. 8, и синхронизацией возбуждения, проиллюстрированной на фиг. 6 согласно первому примерному варианту осуществления, заключается в том, что узел фотоэлектрического преобразования в строке V4 пикселов обнаружения фокуса сбрасывается в течение периода Ts накопления электрического заряда в строке V3 пикселов фиксации изображений (периода t1-t9). Согласно настоящему примерному варианту осуществления, также можно уменьшать утечку электрических зарядов из пикселов в строке V4 пикселов обнаружения фокуса в пикселы в строке V3 пикселов фиксации изображений. Помимо этого, аналогично вышеописанному примерному варианту осуществления, узлы фотоэлектрического преобразования в строках V3 и V5 пикселов фиксации изображений могут сбрасываться в течение периода Ts накопления электрического заряда в строке пикселов обнаружения фокуса (периода t15-t17). Следует отметить, что операция сброса предпочтительно выполняется одновременно в узлах фотоэлектрического преобразования соответствующих строк пикселов в строке V3 пикселов фиксации изображений и строке V5 пикселов фиксации изображений в течение периода Ts накопления электрического заряда в строке пикселов обнаружения фокуса.
[0078] Согласно настоящему примерному варианту осуществления также можно получать аналогичные преимущества относительно вышеописанного примерного варианта осуществлений.
Четвертый примерный вариант осуществления
[0079] Со ссылкой на фиг. 9 описывается устройство фиксации изображений согласно настоящему примерному варианту осуществления.
[0080] Различие между синхронизацией возбуждения, проиллюстрированной на фиг. 9 согласно настоящему примерному варианту осуществления, и синхронизацией возбуждения, проиллюстрированной на фиг. 6 согласно первому примерному варианту осуществления, заключается в синхронизации для операции выполнения сброса. В частности, различие заключается в том, что узел фотоэлектрического преобразования в строке V4 пикселов сбрасывается в течение по меньшей мере части периода от времени t18, соответствующего концу периода Top вывода в строке V4 пикселов обнаружения фокуса, до времени t19, соответствующего началу периода Tres сброса в строке V3 пикселов фиксации изображений. Согласно настоящему примерному варианту осуществления, также может уменьшаться утечка электрических зарядов из пикселов в строке V4 пикселов обнаружения фокуса в пикселы в строке V3 пикселов фиксации изображений. Узел фотоэлектрического преобразования в строке V3 пикселов может сбрасываться в течение по меньшей мере части периода от времени t10, соответствующего концу периода Top вывода в строке V3 пикселов фиксации изображений, до времени t14, соответствующего началу периода Tres сброса в строке V4 пикселов обнаружения фокуса. Кроме того, узел фотоэлектрического преобразования в строке V5 пикселов может сбрасываться в течение по меньшей мере части периода от времени t13, соответствующего концу периода Top вывода в строке V5 пикселов фиксации изображений, до времени t14, соответствующего началу периода Tres сброса в строке V4 пикселов обнаружения фокуса.
[0081] Согласно настоящему примерному варианту осуществления также можно получать аналогичные преимущества относительно первого примерного варианта осуществления.
Пятый примерный вариант осуществления
[0082] Со ссылкой на фиг. 10 описывается устройство фиксации изображений согласно настоящему примерному варианту осуществления.
[0083] Различие между синхронизацией возбуждения, проиллюстрированной на фиг. 10 согласно настоящему примерному варианту осуществления, и синхронизацией возбуждения, проиллюстрированной на фиг. 6 согласно первому примерному варианту осуществления, заключается в том, что узел фотоэлектрического преобразования в строке V4 пикселов продолжает сбрасываться в течение всех периодов за исключением периода Ts накопления электрического заряда и периода Top вывода в строке V4 пикселов обнаружения фокуса. Согласно настоящему примерному варианту осуществления, поскольку большинство электрических зарядов, сформированных в течение нулевого периода Tnu в строке V4 пикселов, сбрасывается, утечка электрических зарядов в строки V3 и V5 пикселов, смежные со строкой V4 пикселов, может уменьшаться по сравнению с вышеописанным примерным вариантом осуществлениями.
[0084] Кроме того, согласно настоящему примерному варианту осуществления, как проиллюстрировано на фиг. 10, операция, аналогичная вышеописанной операции сброса, выполняемой для строки V4 пикселов, также может выполняться для строк V3 и V5 пикселов фиксации изображений.
Шестой примерный вариант осуществления
[0085] В качестве синхронизации возбуждения настоящего примерного варианта осуществления фиг. 11 иллюстрирует модифицированный пример синхронизации возбуждения по фиг. 7. В данном документе, фиг. 7 используется в качестве примера, но также могут использоваться чертежи, отличные от фиг. 7. Описания относительно возбуждения, аналогичные временной диаграмме возбуждения по фиг. 7, опускаются.
[0086] Согласно настоящему примерному варианту осуществления пиксел в строке V1 пикселов фиксации изображений и пиксел в строке V2 пикселов фиксации изображений, проиллюстрированной на фиг. 3, совместно используют FD 108. Пиксел в строке V3 пикселов фиксации изображений и пиксел в строке V4 пикселов обнаружения фокуса совместно используют FD 108. Два пиксела в следующих строках пикселов при последующем переключении также совместно используют FD 108. Следовательно, пиксел в части множества пикселов фиксации изображений и пиксел в строке пикселов обнаружения фокуса совместно используют FD 108.
[0087] Относительно пикселов в другой части множества строк пикселов фиксации изображений (например, V1) взаимные пикселы в строках пикселов фиксации изображений совместно используют FD. В дополнение к вышеуказанному, также может быть приспособлена конфигурация, в которой пиксел в части строки пикселов фиксации изображений и пиксел в строке пикселов для цели, отличной от фиксации изображений или обнаружения фокуса, совместно используют FD 108.
[0088] Согласно настоящему примерному варианту осуществления, пикселы, которые совместно используют FD 108, совместно используют транзистор 105 сброса, усиливающий транзистор 106 и транзистор 107 выбора. По этой причине, операция сброса в строке V3 пикселов фиксации изображений и строке V4 пикселов обнаружения фокуса управляется посредством возбуждающих импульсов pSEL3 и pRES3.
[0089] В течение периода t7-t10 от времени t7, когда возбуждающий импульс pRES3, который сбрасывает FD в строках V3 и V4 пикселов фиксации изображений, выключается до времени t10, когда период Top вывода завершается в первом периоде S1, сигнал в строке V4 пикселов обнаружения фокуса не выводится в FD 108 посредством выключения возбуждающего импульса pTX4.
[0090] Соответственно, сигнал в строке V4 пикселов обнаружения фокуса подавляется таким образом, что он смешивается, когда выводится шумовой сигнал в строке V3 пикселов фиксации изображений, либо когда выводится сигнал в строке V3 пикселов фиксации изображений. В данном документе, описания приведены при условии, что первый период используется в качестве примера. Аналогичное преимущество может получаться посредством выключения pRES3 в течение периода t22-t18 во втором периоде S2.
[0091] Следует отметить, что согласно настоящему примерному варианту осуществления, в случае если время, когда возбуждающий импульс pTX4 или pTX3 выключается из включенного состояния, и время, когда операция сброса FD 108 завершается, которое является ближайшим к периоду вывода, в котором выводятся сигналы из пикселов в части соответствующих строк пикселов в течение каждого из периодов, является идентичным временем в первом периоде S1 и втором периоде S2, электрический потенциал FD 108 колеблется посредством емкости связи затвора транзистора 104 переноса и FD 108 и обратных электрических зарядов, сформированных, когда транзистор 104 переноса выключается, и может формироваться шум.
[0092] С учетом вышеизложенного в первом периоде S1 и втором периоде S2, время, когда возбуждающий импульс pTX4 или pTX3 выключается из включенного состояния, предпочтительно задано раньше времени, когда операция сброса FD 108 завершается, которое является ближайшим к периоду вывода, в котором сигналы из пикселов в части соответствующих строк пикселов выводятся в течение каждого из периодов.
[0093] Предпочтительно, операция для выключения возбуждающего импульса pTX4 или pTX3 из включенного состояния не выполняется в течение периода HD горизонтального сканирования, включающего в себя время, когда операция сброса FD 108 завершается, которое является ближайшим к периоду вывода, в котором сигналы из пикселов в части соответствующих строк пикселов выводятся в первом периоде S1 и втором периоде S2. В этом случае, например, вышеописанная операция выполняется в течение предыдущего периода HD горизонтального сканирования перед вышеописанным периодом HD горизонтального сканирования. Соответственно, можно подавлять шум, сформированный, когда электрический потенциал FD колеблется.
[0094] В качестве альтернативы вышеуказанному, в случае если емкость FD равна 3-6 фФ, как проиллюстрировано на фиг. 12, до того как 9 мкс или более истекают от времени, когда операция сброса FD 108 завершается, которое является ближайшим к периоду вывода, в котором выводятся сигналы из пикселов в части соответствующих строк пикселов, операция для выключения возбуждающего импульса pTX4 или pTX3 из включенного состояния не выполняется в первом периоде S1 и втором периоде S2. Согласно вышеописанной конфигурации, подавляется флуктуация электрического потенциала FD 108, которая вызывается посредством выключения возбуждающего импульса pTX4 или pTX3. Соответственно, может подавляться kTC-шум, включенный в выходной сигнал.
[0095] Настоящее изобретение описано выше посредством конкретных примерных вариантов осуществления, но настоящее изобретение не ограничено соответствующими примерными вариантами осуществления, и модификации и комбинации в рамках идеи могут надлежащим образом осуществляться.
[0096] Взаимно различные периоды сброса задаются согласно первому-четвертому примерным вариантам осуществления, но соответствующие периоды сброса могут быть надлежащим образом комбинированы друг с другом для выполнения.
[0097] Помимо этого, поскольку операция сброса последовательно выполняется для каждой строки пикселов согласно соответствующим примерным вариантам осуществления, сигнал считывается посредством работы в режиме сдвигаемого затвора, при которой период накопления электрического заряда отличается для каждой строки пикселов. Тем не менее, может выполняться работа в режиме глобального электронного затвора, при которой периоды накопления электрического заряда задаются идентичными. Вместо этого может выполняться работа, при которой периоды накопления электрического заряда отличаются для каждых нескольких пиксельных строк.
[0098] При работе в режиме глобального электронного затвора, например, начальные времена периода Ts накопления во всех строках пикселов фиксации изображений могут задаваться идентичными, а также конечные времена периода Ts накопления во всех строках пикселов фиксации изображений могут задаваться идентичными. Помимо этого, относительно строки пикселов обнаружения фокуса, также начальные времена периода Ts накопления во всех строках пикселов обнаружения фокуса могут задаваться идентичными, и конечные времена периода Ts накопления могут задаваться идентичными в течение периода, отличающегося (периода, который не перекрывается) от периода Ts накопления в строке пикселов фиксации изображений.
[0099] Кроме того, согласно вышеописанным соответствующим примерным вариантам осуществления, проиллюстрирован пример, в котором одна строка (V4) пикселов обнаружения фокуса размещена между двумя строками (V3 и V5) пикселов фиксации изображений, но множество строк (V4) пикселов обнаружения фокуса также может быть размещено между двумя строки (V3 и V5) пикселов фиксации изображений.
[00100] Кроме того, позиция строки пикселов обнаружения фокуса не ограничена конкретным образом при условии, что строка пикселов обнаружения фокуса является смежной, по меньшей мере, с одной из строк пикселов фиксации изображений. Например, может приспосабливаться режим, в котором одна или множество строк пикселов обнаружения фокуса размещены на самых дальних концах пиксельной части 100 без размещения между двумя строками (V3 и V5) пикселов фиксации изображений. Например, в случае если n строк (V1-Vn) пикселов размещены в пиксельной части 100, строка V1 пикселов и/или строка Vn пикселов могут задаваться в качестве строк пикселов обнаружения фокуса. Кроме того, например, от строки V1 пикселов до строки V5 пикселов и/или от строки Vn-4 пикселов до строки Vn пикселов могут задаваться в качестве строк пикселов обнаружения фокуса. Помимо этого, согласно вышеописанным соответствующим примерным вариантам осуществления, пиксельная группа фиксации изображений и пиксельная группа обнаружения фокуса задаются в качестве комбинации соответствующих пиксельных групп, но конфигурация не ограничена этим. Например, пиксельная группа обнаружения фокуса может быть заменена посредством пиксельной группы, выполненной с возможностью определять температуру, или пиксельной группы, выполненной с возможностью определять инфракрасный луч в ближнем диапазоне спектра.
[00101] Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на примерные варианты осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытыми примерными вариантами осуществления. Объем прилагаемой формулы изобретения должен соответствовать самой широкой интерпретации, так что он заключает в себе все такие модификации и эквивалентные структуры и функции.