支持具有相位检测自动聚焦及图像感测光电二极管的像素阵列的合并模式的位线控制制造技术

本申请案涉及支持具有相位检测自动聚焦和图像感测光电二极管的像素阵列的合并模式的位线控制。一种成像装置包含像素阵列，所述像素阵列包含布置成行和列的像素电路。多个位线中的每一位线耦合到所述像素阵列的相应列像素电路。所述多个位线被分组成位线对。多个合并电路耦合到所述多个位线。每一合并电路耦合到相应位线对且响应于多模式选择信号。每一合并电路配置成在第一模式中响应于所述相应位线对中的所述第一和第二位线而输出合并信号。每一合并电路配置成在第二模式中从所述相应位线对中的第一位线输出第一信号。每一合并电路配置成在第三模式中从所述相应位线对中的所述第二位线输出第二信号。的所述第二位线输出第二信号。的所述第二位线输出第二信号。

【技术实现步骤摘要】
支持具有相位检测自动聚焦及图像感测光电二极管的像素阵列的合并模式的位线控制


[0001]本公开大体上涉及图像传感器，且特别来说但非排他，涉及包含使用像素合并的相位检测自动聚焦及图像感测光电二极管的图像传感器。

技术介绍

[0002]图像传感器已变得无处不在，且现广泛用于数码相机、手机、安全摄像头以及医疗、汽车及其它应用中。随着图像传感器集成到更广范围的电子装置中，期望通过装置架构设计以及图像获取处理两者以尽可能多的方式(例如，分辨率、功耗、动态范围等)增强其功能性、性能指标及类似者。用于制造图像传感器的技术不断快速发展。例如，更高分辨率及更低功耗的需求促使这些装置进一步小型化及集成。
[0003]典型互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器响应于来自外部场景的图像光入射到图像传感器上而操作。图像传感器包含具有光敏元件(例如光电二极管)的像素阵列，所述光敏元件吸收入射图像光的一部分且在吸收图像光时产生图像电荷。由像素光生的图像电荷可被测量为列位线上的依据入射图像光变化的模拟输出图像信号。换句话说，所产生的图像电荷量与图像光的强度成比例，所述图像电荷作为模拟信号从列位线被读出且转换成数字值以提供代表外部场景的数字图像(即图像数据)。

技术实现思路

[0004]本公开的方面提供一种成像装置，其包括：像素阵列，其包含在所述像素阵列中布置成行及列的多个像素电路；多个位线，其中每一位线耦合到所述像素阵列的相应列像素电路，其中所述多个位线被分组成位线对；和多个合并电路，其耦合到所述多个位线，其中每一合并电路耦合到相应位线对且经配置以响应于多模式选择信号，其中每一合并电路经配置以在第一模式中响应于所述相应位线对中的所述第一及第二位线而输出合并信号，其中所述每一合并电路经配置以在第二模式中从所述相应位线对中的第一位线输出第一信号，其中所述每一合并电路经配置以在第三模式中从所述相应位线对中的所述第二位线输出第二信号。
[0005]本公开的方面提供一种成像系统，其包括：像素阵列，其包含在所述像素阵列中布置成行及列的多个像素电路；多个位线，其中每一位线耦合到所述像素阵列的相应列像素电路，其中所述多个位线被分组成位线对；控制电路，其耦合到所述像素阵列以控制所述像素阵列的操作；和读出电路，其耦合到所述像素阵列以通过所述多个位线从所述像素阵列读出信号，其中所述读出电路包含耦合到所述多个位线的多个合并电路，其中每一合并电路耦合到相应位线对且经配置以响应于多模式选择信号，其中每一合并电路经配置以在第一模式中响应于所述相应位线对中的所述第一及第二位线而输出合并信号，其中所述每一合并电路经配置以在第二模式中从所述相应位线对中的第一位线输出第一信号，其中所述每一合并电路经配置以在第三模式中从所述相应位线对中的所述第二位线输出第二信号。
附图说明
[0006]参考下图描述本专利技术的非限制性及非穷尽性实施例，其中除非另有指定，否则各种视图中的相同元件符号指相同部件。
[0007]图1说明根据本专利技术的教示的具有像素阵列的成像系统的一个实例，所述像素阵列包含散布于图像感测像素电路之间的相位检测自动聚焦像素电路。
[0008]图2A说明根据本专利技术的教示的包含散布于耦合到实例多模式合并电路的图像感测像素电路之间的相位检测自动聚焦像素电路的像素阵列的一个实例的更多细节。
[0009]图2B描绘根据本专利技术的教示的包含散布于说明竖直合并的实例的图像感测像素电路之间的相位检测自动聚焦像素电路的像素阵列的一个实例。
[0010]图2C描绘根据本专利技术的教示的包含散布于说明水平合并及竖直合并的实例的图像感测像素电路之间的相位检测自动聚焦像素电路的像素阵列的一个实例。
[0011]图2D描绘根据本专利技术的教示的包含散布于说明水平合并及竖直合并的另一实例的图像感测像素电路之间的相位检测自动聚焦像素电路的像素阵列的一个实例。
[0012]图2E描绘根据本专利技术的教示的包含散布于说明水平合并及竖直合并的另一实例的图像感测像素电路之间的相位检测自动聚焦像素电路的像素阵列的一个实例。
[0013]图3说明根据本专利技术的教示的耦合到包含于成像系统中的列位线的一列竖直合并像素电路的一个实例，所述成像系统具有包含散布于图像感测像素电路之间的相位检测自动聚焦像素电路的像素阵列。
[0014]图4说明根据本专利技术的教示的耦合到与包含于像素阵列中的像素电路耦合的多列位线的多模式合并电路的一个实例，所述像素阵列包含散布于图像感测像素电路中的相位检测自动聚焦像素电路。
[0015]在图式的若干视图中，对应元件符号指示对应组件。所属领域技术人员将了解，图中的元件是为了简单及清楚而说明且不一定按比例绘制。例如，图中一些元件的尺寸可相对于其它元件放大以帮助改进对本专利技术的各种实施例的理解。此外，为了较少地妨碍对本专利技术的这些各种实施例的观察，通常不描绘在商业上可行的实施例中有用或必要的常见但众所周知的元件。
具体实施方式
[0016]本文描述针对包含像素阵列的成像系统的实例，所述像素阵列具有包含散布于图像感测像素电路之间的相位检测自动聚焦像素电路的合并像素电路。在以下描述中，阐述许多特定细节以提供对实例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可在没有特定细节中的一或多者的情况下或使用其它方法、组件、材料等实践本文中描述的技术。在其它例子中，未展示或详细描述众所周知的结构、材料或操作以免混淆某些方面。
[0017]在本说明书中参考“一个实例”或“一个实施例”意味着结合所述实例描述的特定特征、结构或特性包含于本专利技术的至少一个实例中。因此，在本说明书各处出现的短语“在一个实例中”或“在一个实施例中”不一定全部指相同实例。此外，特定特征、结构或特性可在一或多个实例中依任何合适的方式组合。
[0018]空间相对术语，例如“下面”、“下方”、“之上”、“之下”、“上方”、“上”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“中心”、“中间”及类似者在本文中为了易于描述而可用于描述一个元件或
特征相对于另一元件或特征的关系，如图中说明。应理解，除了图中所描绘的定向之外，空间相对术语希望涵盖装置在使用或操作中的不同定向。例如，如果图中的装置经旋转或翻转，那么描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”或“之下”的元件将定向为在其它元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”及“之下”可涵盖上方及下方的两种定向。装置可依其它方式定向(旋转九十度或以其它定向)且相应地解释本文中所使用的空间相对描述词。另外，还应理解，当一个元件称为在两个其它元件“之间”时，其可为两个其它元件之间的唯一元件，或也可存在一或多个中间元件。
[0019]在本说明书中，使用若干技术术语。这些术语将采用其所属领域的一般含义，除非本文中另有明确定义或其使用的上下文另有清楚说明。应注意，元件名称及符号在本文件中可互换使用(例如Si与硅)；然而，两者具有相同含义。
[0020]如将讨论，成像系统的各种实例包含具有像素阵列的成像装置，其中多个像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成像装置，其包括：像素阵列，其包含在所述像素阵列中布置成行及列的多个像素电路；多个位线，其中每一位线耦合到所述像素阵列的相应列像素电路，其中所述多个位线被分组成位线对；和多个合并电路，其耦合到所述多个位线，其中每一合并电路耦合到相应位线对且经配置以响应于多模式选择信号，其中每一合并电路经配置以在第一模式中响应于所述相应位线对中的所述第一及第二位线而输出合并信号，其中所述每一合并电路经配置以在第二模式中从所述相应位线对中的第一位线输出第一信号，其中所述每一合并电路经配置以在第三模式中从所述相应位线对中的所述第二位线输出第二信号。2.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述多个像素电路包含多个图像感测像素电路及多个相位检测自动聚焦PDAF像素电路，其中所述多个PDAF像素电路中的每一者散布于所述像素阵列中的所述多个图像感测像素电路之间。3.根据权利要求2所述的成像装置，其进一步包括包含于所述像素阵列中的多个光电二极管，其中所述多个光电二极管包含图像感测光电二极管及PDAF光电二极管，其中所述图像感测像素电路中的每一者包含图像感测光电二极管且所述PDAF像素电路中的每一者包含PDAF光电二极管。4.根据权利要求3所述的成像装置，其中所述每一合并电路经配置以当所述相应位线对中的所述第一位线经耦合以从耦合到所述相应位线对中的所述第一位线的第一图像感测像素电路接收第一图像信号时且当所述相应位线对中的所述第二位线经耦合以从耦合到所述相应位线对中的所述第二位线的第二图像感测像素电路接收第二图像信号时以所述第一模式操作。5.根据权利要求3所述的成像装置，其中所述第一位线进一步经耦合以从耦合到所述相应位线对中的所述第一位线的第三图像感测像素电路接收第三图像信号，其中所述第二位线进一步经耦合以从耦合到所述相应位线对中的所述第二位线的第四图像感测像素电路接收第四图像信号。6.根据权利要求3所述的成像装置，其中所述每一合并电路经配置以当所述相应位线对中的所述第一及第二位线中的一者经耦合以从耦合到所述相应位线对中的所述第一及第二位线中的所述一者的第一PDAF像素电路接收第一PDAF信号时且当所述相应位线对中的所述第一及第二位线中的另一者经耦合以从耦合到所述相应位线对中的所述第一及第二位线中的所述另一者的第一图像感测像素电路接收第一图像信号时以所述第二模式或以所述第三模式操作。7.根据权利要求6所述的成像装置，其中所述相应位线对中的所述第一及第二位线中的所述一者进一步经耦合以从耦合到所述相应位线对中的所述第一及第二位线中的所述一者的第二PDAF像素电路接收第二PDAF信号，其中所述相应位线对中的所述第一及第二位线中的所述另一者进一步经耦合以从耦合到所述相应位线对中的所述第一及第二位线中的所述另一者的第二图像感测像素电路接收第二图像信号。8.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述多个像素电路中的每一者包括：所述多个光电二极管中的一者，其经配置以响应于入射光而产生电荷；转移晶体管，其耦合到所述多个光电二极管中的所述一者；
浮动扩散区，其耦合到所述转移晶体管，其中所述转移晶体管经配置以响应于转移控制信号而将产生于所述多个光电二极管中的所述一者中的所述电荷转移到所述浮动扩散区；复位晶体管，其耦合于电压源与所述浮动扩散区之间；源极跟随器晶体管，其具有耦合到所述浮动扩散区的栅极；和行选择晶体管，其耦合到所述源极跟随器晶体管，其中所述源极跟随器晶体管及所述行选择晶体管耦合于所述电压源与所述多个位线中的一者之间。9.根据权利要求1所述的成像装置，其进一步包括放置于所述像素阵列上方的滤色器阵列，其中放置于包含于耦合到所述相应位线对中的所述第一位线的所述像素阵列的第一列中的图像感测像素电路上方的所述滤色器阵列的滤色器的图案是相同于放置于包含于耦合到所述相应位线对中的所述第二位线的所述像素阵列的第二列中的图像感测像素电路上方的所述滤色器阵列的滤色器的图案。10.根据权利要求9所述的成像装置，其中所述相应位线对是所述位线对中的第一位线对，其中所述位线对进一步包含第二位线对，所述第二位线对包含所述第二位线对中的第一及第二位线，其中所述第二位线对中的所述第一位线耦合到所述像素阵列的第三列，所述像素阵列包含放置于所述像素阵列的所述第三列上方的具有滤色器的不同图案的图像感测像素电路。11.根据权利要求10所述的成像装置，其中所述像素阵列的所述第三列放置于所述像素阵列的所述第一列与所述像素阵列的所述第二列之间。12.根据权利要求1所述的成像装置，其进一步包括多个模数转换器ADC，其中每一ADC耦合到所述多个合并电路中的相应一者的输出。13.根据权利要求12所述的成像装置，其中所述多个合并电路中的所述相应一者包括：第一多路复用器，其经耦合以接收所述多模式选择信号及所述相应位线对中的所述第一及第二位线，其中所述第一多路复用器经配置以响应于所述多模式选择信号而输出所述相应位线对中的所述第一位线或所述第二位线；第二多路复用器，其经耦合以接收所述多模式选择信号及所述相应位线对中的所述第一及第二位线，其中所述第二多路复用器经配置以响应于所述多模式选择信号而输出所述相应位线对中的所述第二位线或所述第一位线；第一电容器，其耦合于所述第一多路复用器的输出与所述多个合并电路中的所述相应一者的所述输出之间；和第二电容器，其耦合于所述第二多路复用器的输出与所述多个合并电路中的所述相应一者的所述输出之间。14.一种成像系统，其包括：像素阵列，其包含在所述像素阵列中布置成行及列的多个像素电路；多个位线，其中每一位线耦合到所述像素阵列的相应列像素电路，其中所述多个位线被分组成位线...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓伟，舘知恭，王睿，
申请(专利权)人：豪威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：