固态图像传感器和照相机制造技术

一种固态图像传感器和照相机，该固态图像传感器具有像素阵列以及被配置为处理来自像素阵列的信号的处理器，像素阵列包括具有第一光电转换器和第二光电转换器的光接收像素以及具有第三光电转换器和第四光电转换器的光屏蔽像素。处理器输出：(a)与第一光电转换器的电荷对应的像素信号，(b)与第一光电转换器的电荷和第二光电转换器的电荷之和对应的加和像素信号，以及(c)与第三光电转换器的电荷和第四光电转换器的电荷之和对应的加和基准信号，但不输出(d)与第三光电转换器的电荷对应的基准信号以及与第四光电转换器的电荷对应的基准信号。

【技术实现步骤摘要】
固态图像传感器和照相机
本专利技术涉及一种固态图像传感器以及一种照相机。
技术介绍
日本专利公开No.2012-191400公开了一种图像传感器，其包括分别具有一对光电二极管的像素并且通过光瞳分割(pupildivision)方法来检测焦点。该图像传感器具有第一读出模式和第二读出模式。在第一读出模式下，图像传感器从所有像素的各对光电二极管读出加和输出信号，以记录通过成像所生成的图像。在第二读出模式下，图像传感器从所有像素的各对光电二极管读出加和输出信号，以在液晶显示设备上显示图像，并且还从每个像素的光电二极管之一读出输出信号(单个输出信号)以检测焦点。注意，日本专利公开No.2012-191400并未考虑读出用于检测像素中的暗电流的来自光屏蔽像素的信号。通常，固态图像传感器具有光屏蔽像素区域(光学黑色像素区域)，其中布置有用于获得基准信号的光屏蔽像素(光学黑色像素)。光屏蔽像素区域被布置为与布置有用于检测图像感测表面上所形成的光学图像的光接收像素(有效像素)的光接收像素区域邻近。也就是说，固态图像传感器的像素阵列包括光接收像素区域和光屏蔽像素区域。从固态图像传感器输出的一帧信号包括光屏蔽像素区域中的信号和光接收像素区域中的信号。当被设计为通过光瞳分割方法来检测焦点的固态图像传感器输出来自构成每个光接收像素的一对光电转换器之一的信号时，又输出来自构成每个光屏蔽像素的一对光电转换器之一的信号花费很长的时间段来输出所有信号。
技术实现思路
本专利技术提供一种在缩短输出信号所需的时间方面有效的技术。本专利技术在其第一方面中提供一种固态图像传感器，包括像素阵列以及被配置为处理来自像素阵列的信号的处理器，该像素阵列包括具有第一光电转换器和第二光电转换器的光接收像素以及具有第三光电转换器和第四光电转换器的光屏蔽像素，其中，在输出与第一光电转换器、第二光电转换器、第三光电转换器和第四光电转换器的电荷对应的信号的信号输出时段中，该处理器输出：(a)与第一光电转换器的电荷对应的像素信号，(b)与第一光电转换器的电荷和第二光电转换器的电荷之和对应的加和像素信号，以及(c)与第三光电转换器的电荷和第四光电转换器的电荷之和对应的加和基准信号，但不输出(d)与第三光电转换器的电荷对应的基准信号以及与第四光电转换器的电荷对应的基准信号。本专利技术在其第二方面中提供一种照相机，包括：如第一方面所述的固态图像传感器；处理器，被配置为处理从固态图像传感器输出的信号。本专利技术在其第三方面中提供一种固态图像传感器，包括像素阵列以及被配置为处理来自像素阵列的信号的处理器，所述像素阵列包括具有第一光电转换器和第二光电转换器的光接收像素、以及具有第三光电转换器和第四光电转换器的光屏蔽像素，其中，在输出与第一光电转换器、第二光电转换器、第三光电转换器和第四光电转换器的电荷对应的信号的信号输出时段中，该处理器输出：(a)与第一光电转换器的电荷对应的像素信号，(b)通过对与第一光电转换器的电荷对应的信号和与第二光电转换器的电荷对应的信号进行相加所获得的加和像素信号，以及(c)通过对与第三光电转换器的电荷对应的信号和与第四光电转换器的电荷对应的信号进行相加所获得的加和基准信号，但不输出(d)与第三光电转换器的电荷对应的基准信号以及与第四光电转换器的电荷对应的基准信号。本专利技术在其第四方面中提供一种照相机，包括：如第三方面所述的固态图像传感器；处理器，被配置为处理从固态图像传感器输出的信号。根据参照附图对示例性实施例的以下描述，本专利技术的更多特征将变得清楚。附图说明图1是示出根据本专利技术第一实施例的固态图像传感器的布置的电路图；图2是示例性示出像素阵列的布置的视图；图3是用于示例性解释在非输出模式下的固态图像传感器的操作的定时图；图4是示出根据本专利技术第二实施例的固态图像传感器的布置的电路图；以及图5是示出根据本专利技术一个实施例的照相机的布置的框图。具体实施方式以下将参照附图描述本专利技术的示例性实施例。图1示出根据本专利技术的第一实施例的固态图像传感器1000的布置。固态图像传感器1000包括：像素阵列PA；处理器SP，其处理来自像素阵列PA的信号。如图2示例性所示，像素阵列PA包括：光接收像素区域EPA，其中布置有多个光接收像素(有效像素)EP；光屏蔽像素区域OBPA，其中布置有多个光屏蔽像素(光学黑色像素)OBP。光接收像素EP既是用于检测由成像透镜在光接收像素区域EPA上所形成的光学图像的像素，又是用于通过相位差检测方法来检测成像透镜的散焦量的像素。光屏蔽像素OBP是被光屏蔽的像素，并且用于生成基准信号(光学黑色电平)。在光接收像素区域EPA中布置有多个光接收像素EP，以便形成多行和多列。在光屏蔽像素区域OBPA中布置有多个光屏蔽像素OBP，以便形成多行和多列。此外，固态图像传感器1000包括行选择部分(未示出)，行选择部分选择像素阵列PA中的行。图1示出多个光接收像素EP中的仅一个光接收像素EP和多个光屏蔽像素OBP中的仅一个光屏蔽像素OB。光接收像素EP包括第一光电转换器102a和第二光电转换器102b。光接收像素EP可以包括：第一浮置扩散(浮置扩散在下文中将写作FD)1041；第一传送部分103a，其将第一光电转换器102a的电荷传送到第一FD1041；第二传送部分103b，其将第二光电转换器102b的电荷传送到第一FD1041。第一FD1041的电势被设置为与传送到第一FD1041的电荷量对应的电势。光接收像素EP可以包括：放大器部分1051，其将与第一FD1041的电势对应的信号输出到列信号线1111；重置部分1061，其重置第一FD1041的电势。放大器部分1051连同连接到列信号线1111的恒流源1121一起构成源极跟随器电路。光接收像素EP可以包括选择部分1071，用于将光接收像素EP设置为选择状态。可以根据第一FD1041的电势而不是提供选择部分1071来将光接收像素EP控制为选择状态或未选择状态。虽然未示出，但对于包括第一光电转换器102a和第二光电转换器102b的一个光接收像素EP提供一个微透镜。可以从基于多个光接收像素EP中的每一个的第一光电转换器102a中所累积的电荷的信号和基于多个光接收像素EP中的每一个的第二光电转换器102b中所累积的电荷的信号获得表示成像透镜的散焦量的相位差信息。可以通过驱动成像透镜的聚焦透镜在固态图像传感器1000的图像感测表面上聚焦，以使得散焦量落入可允许的范围内。除了光屏蔽像素OBP被光屏蔽之外，光屏蔽像素OBP可以具有与光接收像素EP相同的布置。光屏蔽像素OBP包括第三光电转换器102c和第四光电转换器102d。光屏蔽像素OBP还可以包括：第二FD1042；第三传送部分103c，其将第三光电转换器102c的电荷传送到第二FD1042；第四传送部分103d，其将第四光电转换器102d的电荷传送到第二FD1042。第二FD1042的电势被设置为与传送到第二FD1042的电荷量对应的电势。光屏蔽像素OBP还可以包括：放大器部分1052，其将与第二FD1042的电势对应的信号输出到列信号线1112；重置部分1062，其重置第二FD1042的电势。放大器部分1052连同连接到列信号线1112的恒流源1122一起构成源极跟随器电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态图像传感器，包括像素阵列以及被配置为处理来自所述像素阵列的信号的处理器，所述像素阵列包括具有第一光电转换器和第二光电转换器的光接收像素以及具有第三光电转换器和第四光电转换器的光屏蔽像素，其中，在输出与第一光电转换器、第二光电转换器、第三光电转换器和第四光电转换器的电荷对应的信号的信号输出时段中，所述处理器输出：(a)与第一光电转换器的电荷对应的像素信号，(b)与第一光电转换器的电荷和第二光电转换器的电荷之和对应的加和像素信号，以及(c)与第三光电转换器的电荷和第四光电转换器的电荷之和对应的加和基准信号，并且不输出(d)与第三光电转换器的电荷对应的基准信号以及与第四光电转换器的电荷对应的基准信号。

【技术特征摘要】
2013.04.24 JP 2013-0917891.一种固态图像传感器，包括：像素阵列，所述像素阵列包括各自包含至少一个光接收像素和至少一个光屏蔽像素的第一行和第二行，光接收像素具有第一光电转换器、第二光电转换器和对于光接收像素的第一光电转换器与第二光电转换器共同地设置的一个微透镜，并且光屏蔽像素具有第三光电转换器和第四光电转换器；以及处理器，其中，在读取从第一行和第二行中的每个行输出的信号时，所述处理器保持(a)与光接收像素的第一光电转换器的电荷对应的第一信号，(b)与光接收像素的第一光电转换器的电荷和第二光电转换器的电荷之和对应的第二信号，以及(c)与光屏蔽像素的第三光电转换器的电荷和第四光电转换器的电荷之和对应的第三信号，并且其中，在从开始输出与第一行相关联的信号至开始输出与第二行相关联的信号的时段中，所述处理器输出(a)与第一信号相关联的信号，(b)与第二信号相关联的信号，以及(c)与第三信号相关联的信号，并且在所述时段中，所述处理器不输出(d)与光屏蔽像素的仅第三光电转换器的电荷或仅第四光电转换器的电荷对应的信号。2.如权利要求1所述的固态图像传感器，其中，所述处理器包括：第一保持部分，被配置为保持所述第一信号，第二保持部分，被配置为保持所述第二信号，第三保持部分，被配置为保持与光屏蔽像素的第三光电转换器的电荷对应的信号，以及第四保持部分，被配置为保持所述第三信号，并且其中，在所述时段中，所述处理器输出由第一保持部分保持的与第一信号相关联的信号，输出由第二保持部分保持的与第二信号相关联的信号，输出由第四保持部分保持的与第三信号相关联的信号，并且不输出与在第三保持部分中保持的信号相关联的信号。3.如权利要求1所述的固态图像传感器，其中，光接收像素包括：第一浮置扩散；第一传送部分，被配置为将第一光电转换器的电荷传送到第一浮置扩散；第二传送部分，被配置为将第二光电转换器的电荷传送到第一浮置扩散；以及第一放大器部分，被配置为输出与第一浮置扩散的电势对应的信号，第一放大器部分输出与第一光电转换器的电荷和第二光电转换器的电荷之和对应的信号以生成所述与第二信号相关联的信号，以及光屏蔽像素包括：第二浮置扩散；第三传送部分，被配置为将第三光电转换器的电荷传送到第二浮置扩散；第四传送部分，被配置为将第四光电转换器的电荷传送到第二浮置扩散；以及第二放大器部分，被配置为输出与第二浮置扩散的电势对应的信号，第二放大器部分输出与第三光电转换器的电荷和第四光电转换器的电荷之和对应的信号以生成所述与第三信号相关联的信号。4.如权利要求2所述的固态图像传感器，其中，所述处理器还包括分别保持与光接收像素的噪声电平对应的信号的第一噪声电平保持部分和第二噪声电平保持部分，其中，所述处理器把与由第一保持部分保持的信号和由第一噪声电平保持部分保持的信号之间的差对应的信号输出作为所述第一信号相关联的信号，以及把与由第二保持部分保持的信号和由第二噪声电平保持部分保持的信号之间的差对应的信号输出作为所述与第二信号相关联的信号。5.如权利要求2所述的固态图像传感器，其中，所述处理器还包括分别保持与光屏蔽像素的噪声电平对应的信号的第三噪声电平保持部分和第四噪声电平保持部分，以及其中，所述处理器把与由第四保持部分保持的信号和由第四噪声电平保持部分保持的信号之间的差对应的信号输出作为所述与第三信号相关联的信号。6.一种照相机，包括：如权利要求1至5中任一项所述的固态图像传感器；以及处理器，被配置为处理从所述固态图像传感器输出的信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：大下内和树，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP