半导体装置、其控制方法和照相的制造方法
【专利摘要】本发明涉及半导体装置、其控制方法和照相机。一种半导体装置，包括：各自包含在光电转换时蓄积电荷的传感器单元和存储信息的存储单元的多个单元，以及控制多个单元中的每一个的控制单元，其中，控制单元对于多个单元中的每一个依次执行比较基准电压与基于蓄积电荷量的传感器单元的输出信号的第一操作和如果传感器单元的输出信号在第一操作中达到基准电压则在与传感器单元对应的存储单元中存储基于比较结果的信息的第二操作，并且，控制单元被配置为能够跳过第二操作而开始对于下一单元的第一操作并在预先确定的时段中跳过第二操作。
【专利说明】半导体装置、其控制方法和照相机
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体装置、其控制方法和照相机。
【背景技术】
[0002]日本专利公开N0.11-150686公开了包括包含光电转换元件和存储部件的光电转换部件以及用于控制光电转换部件的控制部件的光电转换装置。控制部件基于存储于存储部件中的控制信息控制光电转换元件的电荷蓄积操作。控制部件在预先确定的定时基于各光电转换元件的电荷蓄积状态的监测结果产生控制信息，并且在存储部件中存储信息。对于用于检测照相机的焦点的各距离检测点设置光电转换部件。以上的控制使得能够根据被摄体的亮度执行适当的焦点检测。
[0003]重复监测光电转换元件的操作和基于监测结果在存储单元中存储控制信息的操作将导致开始监测各光电转换部件的光电转换元件的定时的延迟。这将导致监测各光电转换元件的频率不足，并由此可导致监测精度的劣化。
【发明内容】
[0004]发明人在认识到以上的问题之后提出本发明，并且，本发明提供有利于在依次控制各光电转换部件时提高多个光电转换部件的光电转换元件的存储状态的监测精度的技术。
[0005]本发明在其第一方面中提供一种半导体装置，该半导体装置包括各自包含在光电转换时蓄积电荷的传感器单元和存储信息的存储单元的多个单元以及控制所述多个单元中的每一个的控制单元，
[0006]其中，控制单元对于多个单元中的每一个依次执行比较基准电压与基于蓄积电荷量的传感器单元的输出信号的第一操作和如果传感器单元的输出信号在第一操作中达到基准电压则在与传感器单元对应的存储单元中存储基于比较结果的信息的第二操作，并且，控制单元被配置为能够在跳过第二操作的情况下开始对于下一单元的第一操作并在预先确定的时段中跳过第二操作。
[0007]本发明在其第二方面中提供一种半导体装置的控制方法，该半导体装置包括多个单元，每个单元包含在光电转换时蓄积电荷的传感器单元和存储信息的存储单元，该方法包括对于多个单元中的每一个依次执行比较基准电压与基于蓄积电荷量的传感器单元的输出信号的第一操作和如果传感器单元的输出信号在第一操作中达到基准电压则在与传感器单元对应的存储单元中存储基于比较结果的信息的第二操作的步骤，并且，在该步骤中，第二操作在预先确定的时段内被跳过。
[0008]从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是用于解释半导体装置的布置的例子的框图；[0010]图2A?2C是用于解释根据第一实施例的半导体装置的操作内容的例子的示图；
[0011]图3是用于解释根据第一实施例的半导体装置的布置的具体例子的框图；
[0012]图4A和图4B是用于解释根据第一实施例的半导体装置的操作的例子的流程图；
[0013]图5A和图5B分别是用于解释根据第一实施例的半导体装置的操作的一部分的流程图；
[0014]图6是用于解释根据第一实施例的半导体装置的操作的图；
[0015]图7A和图7B分别是用于解释根据第二实施例的半导体装置的操作内容的例子的示图；
[0016]图8用于解释根据第二实施例的半导体装置的布置的具体例子的框图；
[0017]图9A和图9B分别是用于解释根据第二实施例的半导体装置的操作的例子的流程图；
[0018]图10是用于解释根据第二实施例的半导体装置的操作的例子的一部分的流程图；以及
[0019]图11是用于解释基准设定单元110的布置的例子的电路图。
【具体实施方式】
[0020](第一实施例)
[0021]图1示出根据第一实施例的半导体装置I的示意性布置。参照图1，半导体装置I包含多个单元k (k=l?η)和控制它们的控制单元100。可以与距离检测点对应地设置各单元k。单元k包含传感器单元10k、第一存储单元20k和第二存储单元30k。参照图1，传感器单元10k、第一存储单元20k和第二存储单元30k彼此相邻布置。但是，可根据芯片布局布置传感器单元10k、第一存储单元20k和第二存储单元30k。例如，可通过使用不同的半导体芯片形成传感器单元10k、第一存储单元20k和第二存储单元30k，只要控制单元100管理它们以形成单元k即可。传感器单元IOk可包括包含诸如光电二极管的光接收元件的光电转换单元、从光电转换单元读出输出信号的读取单元和保持来自光电转换单元的电荷的电荷保持单元。半导体装置I可被应用于诸如照相机的焦点检测装置。焦点检测装置在执行焦点检测处理时根据被摄体的亮度水平控制由传感器单元中的光电转换产生的电荷的蓄积时间。
[0022]控制单元100决定关于用于决定传感器单元IOk的蓄积结束的基准值(称为蓄积结束水平)的控制信息，并且在第一存储单元20k中存储控制信息。控制单元100然后基于存储于第一存储单元20k中的控制信息在传感器单元IOk中蓄积电荷，直到蓄积结束水平。在这种情况下，控制单元100在第二存储单元30k中存储蓄积开始到结束所需要的时间(蓄积时间)作为关于被摄体的亮度的信息。能够通过用定时器测量经过时间(测量值将被称为定时器值)设定蓄积时间。该布置可根据来自检测了外部输入信息(在这种情况下，为接收光量)的传感器单元IOk的输出适当地控制例如传感器单元IOk的电荷蓄积操作。
[0023]首先，控制单元100根据被摄体的亮度水平决定用于控制蓄积操作的控制信息。在后面建立的焦点的检测步骤中，控制单元100基于存储于第一存储单元20k中的控制信息使传感器单元IOk蓄积电荷，直到蓄积结束水平，并且在第二存储单元30k中存储蓄积时间。关于即使在经过预先确定的时段之后也没有到达蓄积结束水平的单元，控制单元100通过重写相应的控制信息来改变蓄积结束水平，以缩短电荷蓄积时间。执行计算处理的计算单元(例如，散焦量检测单元(未示出))可基于以这种方式蓄积的电荷量执行输出信号的预先确定的计算处理。该计算结果然后被反馈到执行聚焦操作的聚焦单元(例如，透镜驱动单元(未示出))。这使得能够使透镜聚焦。
[0024]将参照图2A?6描述被摄体的亮度高的情况下的各焦点检测点的以上操作的例子。图2A?2C示出半导体装置I的操作的内容。图2A示出各单元的操作的内容(各单元如何随时间执行处理)。横轴代表时间，纵轴代表单元k的处理内容。在这种情况下，为了便于理解，假定单元的数量为四个(η = 4，k = I?4)。在开始蓄积操作之后，装置依次对于单元I?4执行预先确定的处理。在完成单元4的处理之后，处理返回单元I的处理。
[0025]“检查”处理与第一操作对应，并且监测单元k。更具体而言，装置基于存储于第一存储单元20k中的控制信息确定来自单元k的传感器单元IOk的与蓄积电荷量对应的输出信号是否达到了蓄积结束水平。如果输出信号达到了蓄积结束水平，那么装置终止单元k的蓄积操作。在横轴上绘制的定时器值代表从蓄积操作的开始经过的时间。当单元k完成蓄积时，第二存储单元30k存储该值。虽然定时器值随时间增加，但是，各单元在某个定时器值的时段中多次执行“检查”处理。即，各单元相对于定时器值的测量在足够短的时间段内执行“检查”处理。
[0026]图2B和图2C示出与单元1、3和4对应的被摄体的亮度高、单元1、3和4各自在与定时器值=O对应的时段内达到蓄积结束水平并且单元2在与定时器值=I对应的时段内达到蓄积结束水平的情况下的操作内容。
[0027]图2B示出比较例中的操作，其中，单元1、3和4中的每一个中的传感器单元的输出在第一“检查”处理中达到蓄积结束水平，并且，装置在“检查”处理之后立即执行“写入”处理。“写入”处理对应于第二存储单元30k存储在紧靠第二操作之前执行的“检查”处理时的定时器值的第二操作。在这种情况下，通过“写入”处理，第二存储单元301、303和304各自存储定时器值“O”。然后，装置对于还没有执行“写入”处理的单元2以相同的方式执行“检查”处理，由此存储确定第二存储单元302中的蓄积结束时的定时器值“I”。
[0028]在这种情况下，根据该方案，执行“写入”处理将使得执行单元2?4的“检查”处理的时间比图2A所示的情况晚来(延迟)。即，依次监测各单元的开始时间延迟。例如，这可导致当被摄体的亮度高时“检查”处理不能跟随蓄积电荷量的增加的问题，由此，应获得的传感器单元的输出信号饱和。结果，具有高的光强度的部分作为散焦量的计算信息丢失。这可导致焦点检测精度的劣化。
[0029]图2C与上述情况同样地示出单元1、3和4在第一“检查”处理中达到蓄积结束水平的情况。在这种情况下，装置不对于任何的单元k执行“写入”处理，直到经过预先确定的时段。即，该方案跳过“写入”处理，直到经过定时器值=O为止，并且不关于执行各单元k的“检查”处理的时间导致以上的延迟。这可因此提高焦点检测精度。在单元2的“检查”处理中，虽然来自单元2的传感器单元的输出还没有达到蓄积结束水平，但是，装置将在输出达到蓄积结束水平以后执行“写入”处理。
[0030]图3是用于解释半导体装置I的布置的具体例子的框图。传感器单元IOk可包含例如输出根据通过蓄积操作蓄积的电荷量的信号的光电转换单元llk、从光电转换单元Iik读出输出信号的读取单元12k、以及保持蓄积于光电转换单元Ilk中的电荷的电荷保持单元13k。控制单元100可包含例如控制器150、放大单元40、基准设定单元110和比较单元120。放大单元40放大从传感器单元IOk输出的信号并且输出得到的信号。基准设定单元110向比较单元120输出用于与来自读取单元12k的输出信号比较的基准电压Vref (电势为VrefO~Vref3)。比较单元120比较基准电压Vref与来自读取单元12k的输出信号。控制器150根据来自各块的信号向各块发出操作指令。
[0031]单元k的第一存储单元20k和第二存储单元30k可由例如一个SRAM中的相同的地址形成。更具体而言，对于单个地址控制，通过选择与单元k对应的地址，控制器150可同时在第一存储单元20k和第二存储单元30k中存储信息或者同时从它们读出信息。更具体而言，假定准备与η个地址对应的SRAM，并且，向一个地址分配16个位。在这种情况下，例如，能够向第一存储单元20k分配2个位，并向第二存储单元30k分配14个位。
[0032]在单元k中，光电转换单元Ilk由例如各自具有多个像素的一对传感器阵列(或传感器区域)构成，并且，可包含约30~80个像素。一对传感器阵列中的一个和另一个输出基于被摄体的图像的两个数据。半导体装置I可通过使用两个数据通过相位差检测方案执行焦点检测。在检测蓄积于光电转换单元IIk中的电荷量时，读取单元12k输出来自光电转换单元Ilk的多个像素的输出的峰值信号。在这种情况下，读取单元12k可与峰值信号一起检测底部信号并且使用从它们之间的差值获得的峰值/底部信号。该输出结果可根据来自控制器150的指令作为信号s_out被输出到比较单元120。电荷保持单元13k暂时保持蓄积于光电转换单元Ilk中的电荷作为像素信号q_out。像素信号q_out根据来自控制器150的指令被输出到放大单元40。
[0033]第一存储单元20k根据来自控制器150的指令在光电转换单元Ilk中存储关于电荷的蓄积的控制信息。在完成蓄积操作时，装置在第一存储单元20k中存储确定结果。如本实施例那样，该控制信息可以是2位信息(“O”~“3”)。所述控制信息根据来自控制器150的指令被输出到基准设定单元110和放大单元40。
[0034] 如图11例示的那样，基准设定单元110包含计数器111、选择器160、解码器112、多个电阻元件113、放大器114和多个开关115。当比较单元120比较来自放大器114的基准电压Vref与来自读取单元12k的输出信号时，使用计数器111。选择器160可选择来自计数器111的测量结果c_out或来自第一存储单元20k的控制信息ixnitl。解码器112基于来自选择器160的输出产生用于选择基准电压Vref的电势的控制信号。放大器114输出通过这些控制信号和电阻元件113产生的基准电压Vref。
[0035]基准设定单元110使用存储于多个第一存储单元20k中的控制信息ixnitI，以基于通过解码器112获得的解码结果通过使用开关115选择基准电压Vref的电势。基准设定单元110将基准电压Vref输出到比较单元120以验证(certify)来自读取单元12k的输出信号的输出水平。基准设定单元110输出通过计数器111获得的测量结果(3_0机。测量结果c_out存储于根据来自控制器150的指令选择的第一存储单元20k中。比较单元120比较基准电压Vref与从读取单元12k读出的信号s_out,并且将比较结果comp_out输出到控制器150。在本实施例中，如果s_out≥Vref,那么com_out = Hi。
[0036]放大单元40根据由第一存储单元20k设定的放大因子放大和输出来自电荷保持单元13k的输出信号q_out。控制器150与这些功能块通信并且根据执行程序发出操作指令。图3所示的包含于控制器150中的程序存储器151可存储执行程序。[0037]以下将参照图4A和图4B的流程图描述半导体装置I的各操作。首先，装置在步骤SlOO中开始该执行程序(在以下的描述中，各步骤将只简单地由符号表示)。在SllO中，装置初始化定时器152 (例如，包含于控制器150中)中的值timer (timer = O)。在S120中，装置根据图5A所示的流程图执行复位处理(S120~S126)。首先，装置根据来自控制器150的指令将光电转换单元Ilk中蓄积的电荷复位(S121)。然后，装置开始蓄积电荷。在S122中，装置初始化要选择的各单元和存储于存储单元20k中的控制信息(例如，“3”(S123))，并且在所有单元的存储单元20k中存储控制信息。另外，第二存储单元30k存储定时器152的初始化值(timer = O) (S124、S125、S126)。如本实施例那样，可根据来自控制器150的指令根据计数器111 (图11)的输出c_out存储作为该初始值的控制信息“3”。
[0038]在S130中，定时器152开始测量经过时间(在预先确定的时间间隔处加上定时器值)。在S140中，装置初始化指定单元k的寄存器(未示出)中的值(k= I)。在S150中，控制器150参照定时器值，以确定它是否超过预设的电荷蓄积时间的上限值Etime(与第二时间对应)。如果timer≥Etime,那么处理前进到S220。如果timer〈Etime,那么处理前进到S160。在S160中，比较单元120根据来自控制器150的指令基于存储于单元k中的第一存储单元20k中的控制信息接收来自读取单元12k的输出s_out和基准电压Vref。在S170中，比较单元120比较在S160中设定的s_out与Vref。此时，如果比较单元120的输出com_out = Hi (s_out ^ Vref),那么处理前进到S22CK后面描述)。如果com_out = Low(S_out〈Vref)，那么处理前进到S180。在S180中，控制器150参照定时器值，以确定它是否等于预设的中间确定时间(中间时间Htime等于第一时间)。Htime可以是在timer = O之后到来并适于检查电荷蓄积状态的时间，并且可以是例如强制终止蓄积操作的结束时间Etime之前的中间时间。如果timer=Htime,那么处理前进至Ij S190。如果timer Φ Htime,那么处理前进到S200 (后面描述)。在S190中，控制器150基于直到该时间点蓄积的电荷量再次设定单元k的光电转换单元Ilk中的控制信息，以缩短蓄积时间，并且在第一存储单元20k中存储信息。该控制信息允许装置基于根据来自控制器150的指令从基准设定单元110输出的基准电压Vref和通过比较单元120获得的结果确定多少电荷已蓄积于光电转换单元Ilk中。
[0039]通过基于图5B所示的流程图的程序实现S190中的操作。将与指示图6所示的具体操作的图一起描述该操作。图6是横轴代表timer、纵轴代表与蓄积于光电转换单兀Ilk中的电荷量对应的输出电势Vq的图。参照图6，虚线90a表示被摄体暗的情况，虚线91a表示被摄体足够明亮的情况。
[0040]在由虚线90a表示的情况下，当timer = Htime时，装置在S190中执行操作。在S191中，装置根据来自控制器150的指令将来自计数器111的输出c_out复位(c_out =O)。在S192中，装置根据c_out的值设定基准电压Vref。装置通过导致选择器160根据来自控制器150的指令选择c_out来设定此时的基准电压Vref。如果例如c_out = 2,那么装置将基准电压Vref设为“水平2”。在S193中，比较单元120比较Vq与Vref。如果比较单元120白勺输出comp_out = Low (Vq〈Vref),那么处理前进到S196。如果comp_out =HiCVq≥Vref )，那么处理前进到S194。在S194中，控制器150确定基准电压Vref是否被设为“水平3” (c_out = 3)。如果基准电压Vref为“水平3” (c_out = 3)，那么处理前进到S196。如果基准电压Vref不是“水平3”(c_out关3)，那么处理前进到S195。在S195中，装置根据来自控制器150的指令将基准电压Vref设为高I个水平(在c_out的值上加+1)。处理然后返回S192。装置在S193中重复相同的过程直到Vq≥Vref为止并且处理前进到S196，或者，直到在S194中基准电压Vref被设为“水平3” (c_out = 3)为止并且处理前进到S196。在S196中，装置根据在S193或S194中设定的基准电压Vref设定控制信息。即，第一存储单元20k根据来自控制器150的指令存储此时的c_out的值作为控制信息。因此，在由虚线90a表示的情况下，第一存储单元20k在上述的S190~S196中存储c_out = I作为控制信息。虽然第二存储单元30k同时存储该时间点的时间即进行中间确定的时间(Htime)，但是，存储单元在蓄积结束时间再次存储蓄积结束时间。
[0041]在由虚线91a表示的情况下，由于Vq在timer〈Htime时达到“水平3”处的基准电压Vref并且处理在S170之后前进到S220，因此，装置不执行S190中的操作。这是因为，由于任意的存储单元20k通过图4A所示的复位处理(S120)存储初始化的控制信息“3”，因此在S160中，基准电压Vref被设为根据控制信息“3”的电势“水平3”。
[0042]在图4B中的S200中，控制器150确定是否对于所有的单元k完成了 S220中的处理。如果已对于所有的单元k完成了 S220中的处理，那么处理前进到S250 (后面描述)。如果还没有完成该处理，那么处理前进到S210。在S210中，装置指定下一单元k。处理然后返回S150中的操作。更具体而言，如果k〈n,那么装置指定下一单元k(将k的值加+1)。如果k=n，那么装置复位k=l，并且指定下一时间(例如，将定时器值加+1)。
[0043]在S220中，控制器150终止单元k的光电转换单元Ilk中的电荷蓄积操作，同时，暂时在电荷保持单元13k中保存蓄积的电荷作为像素信号q_out。在S230中，如果在S220中参照结束蓄积操作时的定时器值而timer>0，那么装置在S240中在第二存储单元30k中存储定时器值。处理然后前进到S200。如果在S230中timer = 0，那么装置跳过S240，并且，处理前进到S200。在上述的S210中，已完成蓄积操作的单元有时被指定为新的单元k。在这种情况下，装置不执行S220~S240中的处理。
[0044]S250对应于在对于所有的单元k执行S220之后由控制器150执行的操作。在该操作中，装置从任意的电荷保持单元13k读出像素信号q_out。在S260中，装置读出存储于第一存储单元20k中的控制信息并且设定放大因子。此时，能够在图5B所示的S190中再次设定控制信息(未示出)，以在执行S260之前检查在S190中设定的控制信息的有效性。在S270中，装置以在S260中设定的放大因子放大在S250中读出的像素信号q_out并且输出经放大的信号。在S280中，能够终止一系列的操作并实现功能。
[0045]如上所述，如果定时器152的值等于复位值“0”，那么，在结束蓄积操作时，半导体装置I跳过在第二存储单元30k中存储关于蓄积时间的信息的步骤。半导体装置I执行图2C所不的操作，并且提闻焦点检测精度。
[0046](第二实施例)
[0047]第二实施例将例示要参照图7A~10描述的被摄体的亮度低的情况下的半导体装置的操作。如图1例示的那样，半导体装置P具有与第一实施例相同的布置。与图2A~2C类似，图7A和图7B示出半导体装置的操作的内容。图7A和图7B中的“检查”处理和“写入”处理与图2A~2C中的相同。以下将描述“检测”处理和“写入”处理。
[0048]“检测”处理是当定时器值达到Htime时关于要被监测的单元k将基准电压Vref变为与被摄体的亮度对应的值的处理。更具体而言，例如，在被摄体的亮度低的情况下，如果即使当定时器值达到Htime时与蓄积电荷量对应的信号也达不到基准电压Vref (不完成蓄积操作)，那么对于相应的单元k设定新的基准电压Vref。要被设定的基准电压Vref可被设为例如电势Vref2 (Vref2〈Vref3)。以这种方式，半导体装置缩短以后的电荷蓄积所需要的时间，并且根据亮度执行适当的处理。假定Vref2是比Vref3的初始值小的值。“WriteD”处理是在第一存储单元20k中存储关于设定的(选择的)基准电压的信息的处理。与该处理同时地，第二存储单元30k存储该时间点的定时器值。
[0049]以下将描述由图7A和图7B例示的操作。在这种情况下，单元2在定时器值达到Htime之前终止了蓄积操作。对于单元1、3和4，被摄体的亮度低，并且，在定时器值达到Htime时已执行了“检测”处理，同时新的基准电压Vref已被设定。在这种情况下，在这些传感器单元中，没有电荷被蓄积，直到新的基准电压Vref被设定，同时定时器值已达到Etime而强制终止蓄积操作。
[0050]图7A示出参考例的操作，其中，当定时器值达到Etime时，装置对于单元1、3和4执行“写入”处理，并且，在第二存储单元30k中存储该时间点处的定时器值(Etime)。BP,该操作延迟依次监测各单元的定时，并且还在被摄体的亮度低时延迟参考例的操作结束时间。相反，图7B示出本实施例的操作，其中，当定时器值达到Etime时，装置没有对于单元
1、3和4执行“写入”处理，并且比参考例早地终止了蓄积操作。
[0051]图8示出半导体装置I'的布置的例子。注意，将省略参照图3描述的部分的冗余描述。本实施例与第一实施例的不同在于，第二存储单兀30k存储定时器152的定时器值，并且，装置在由控制器150控制的定时处切换选择器153，以允许存储Etime。可根据图9A和图9B所示的流程图执行该操作。从SlOO到定时器值达到Htime的步骤的处理与图4A所示的流程图中的相同。
[0052]如果定时器值在S1 80中变得与Htime相等，那么处理前进到S190-2。可通过基于图10所示的流程图的程序执行S190-2中的操作。S190-2中的操作与图5B例示的操作不同。即，通过在控制器150的控制下切换选择器153，能够在S196-2中在第二存储单元30k中存储Etime (代替该时间点处的定时器152的值(Htime))。
[0053]当定时器值达到Etime而没有在任意单元k中终止蓄积操作时，处理在S150中的确定后前进到S220，由此强制终止蓄积操作。由于在S230中定时器值>0，因此，处理前进到S235。在S235中，装置比较定时器值与Etime。在这种情况下，由于timer〈Etime不成立，因此，处理跳过S240而前进到S200。如果装置在S200中确定存在没有完成蓄积操作的任何单元k，那么处理经由S210返回S150以对于下一单元k执行类似的处理。如上所述，当定时器值达到Etime时，装置导致没有完成蓄积操作的所有单元k跳过S240中的对于存储单元的存储处理而终止蓄积操作。然后，处理经由S200前进到S250以执行随后的处理。
[0054]如上所述，当定时器值达到Htime时，半导体装置I，在第二存储单元30k中存储Etime0当定时器值在后面达到Etime时，装置在完成了蓄积操作的各单元k中在第二存储单元30k中存储该时间点的定时器值作为关于蓄积时间的信息。另一方面，装置在没有完成蓄积操作的各单元k中跳过在第二存储单元30k中存储关于蓄积时间的信息的处理。以这种方式，半导体装置P可执行图7B所示的操作。虽然以上的描述涉及当被摄体的亮度低时执行的操作，但是，可与第一实施例组合地应用本实施例。
[0055]虽然以上描述了两个实施例，但是，本发明不限于它们。显然，可根据需要改变本发明的目的、状态、应用、功能和其它规范，并且，其它的实施例可实现本发明。传感器单元例如形成为CMOS图像传感器，并且可实现为任何其它类型的传感器。与控制器协作或者作为其替代，在计算机上运行的OS等可执行上述的各功能块的操作控制的全部或一部分。
[0056]作为根据上述的实施例的半导体装置的典型的应用例，描述了包含于照相机中的焦点检测装置。照相机的概念不仅包含其主要操作是成像的装置，而且包括附加具有成像功能的装置(例如，个人计算机或便携式终端)。照相机可包含以上的焦点检测装置、固态图像传感器和处理从固态图像传感器输出的信号的处理器。处理器可包括例如A/D转换器和处理从A/D转换器输出的数字数据的处理器。处理器可执行焦点检测处理，并且，可在焦点检测装置中包括执行焦点检测处理的计算单元。可根据需要进行改变。
[0057]虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。
【权利要求】
1.一种半导体装置，包括多个单元和控制所述多个单元中的每一个的控制单元，所述多个单元各自包含在光电转换时蓄积电荷的传感器单元和存储信息的存储单元， 其中，所述控制单元对于所述多个单元中的每一个依次执行:比较基准电压与基于蓄积电荷量的传感器单元的输出信号的第一操作，以及，如果传感器单元的输出信号在第一操作中达到基准电压则在与传感器单元对应的存储单元中存储基于比较结果的信息的第二操作，并且， 所述控制单元被配置为能够:跳过第二操作而开始对于下一单元的第一操作，并且在预先确定的时段中跳过第二操作。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述预先确定的时段从开始蓄积的定时开始，并且， 在预先确定的时段中对于所述多个单元中的每一个被执行的第一操作中传感器单元的输出信号达到基准电压的情况下，所述控制单元跳过对于该单元的第二操作。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，在经过了预先确定的时段之后，在对于所述多个单元中的每一个的第一操作中传感器单元的输出信号达到基准电压的情况下，所述控制单元执行对于该单元的第二操作。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制单元在从蓄积开始经过了预先确定的时段的第一时刻在具有在第一操作中输出信号没有达到基准电压的传感器单元的单元的存储单元中存储预先确定的信息，并且在第一时刻之后的第二时刻对于具有在第一操作中输出信号没有达到基准电压的传感器单元的单元跳过第二操作。
5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述控制单元在经过预先确定的时段之后的第一时刻在具有在第一操作中输出信号没有达到基准电压的传感器单元的单元的存储单元中存储预先确定的信息，并且在第一时刻之后的第二时刻对于具有在第一操作中输出信号没有达到基准电压的传感器单元的单元跳过第二操作并对于下一单元开始第一操作。
6.根据权利要求4所述的装置，其中，所述控制单元在第一时刻对于具有在第一操作中输出信号没有达到基准电压的传感器单元的单元将基准电压变为与输出信号对应的值。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述基于比较结果的信息是基于从开始蓄积时到传感器单元的输出信号达到基准电压时的时间的。
8.根据权利要求1所述的装置，还包括计算单元， 其中，所述传感器单元中的每一个形成一对传感器阵列，在所述一对传感器阵列中排列了多个光电转换单元，并且， 所述计算单元基于来自所述一对传感器阵列中的一个的输出信号和来自所述一对传感器阵列中的另一个的输出信号执行相位差检测。
9.一种照相机，包括: 权利要求1~8中任一项中限定的半导体装置； 固态图像传感器；和 处理从所述固态图像传感器输出的信号的处理器。
10.一种半导体装置的控制方法，该半导体装置包括多个单元，所述多个单元各自包含在光电转换时蓄积电荷的传感器单元和存储信息的存储单元，该方法包括: 对于所述多个单元中的每一个依次执行:比较基准电压与基于蓄积电荷量的传感器单元的输出信号的第一操作，以及，如果传感器单元的输出信号在第一操作中达到基准电压则在与传感器单元对应的存储单元中存储基于比较结果的信息的第二操作的步骤， 其中，在所述步骤中，第二操作在预先确定的时段内被跳过。
11.根据权利要求10的方法，其中，所述预先确定的时段从蓄积开始的定时开始，并且， 在所述步骤中，当在预先确 定的时段中对于多个单元中的每一个执行的第一操作中传感器单元的输出信号达到基准电压时，跳过对于该单元的第二操作。
【文档编号】H04N5/225GK103581573SQ201310301259
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月18日 优先权日:2012年7月23日
【发明者】山崎竜彦 申请人:佳能株式会社