示的第四实施例的另一应用例的第三应用例。在图16 和21所示的布置中，在垂直方向上彼此相邻的像素的信号同时被处理。在第三应用例中， 多条垂直信号线经开关HASW连接，并且在水平方向上彼此相邻的像素的信号同时被处理。
[0085] 图24示出了本发明的一个实施例的图像感测系统的布置。图像感测系统800包 括光学单元810、图像感测元件100、图像信号处理单元830、记录/通信单元840、定时控制 单元850、系统控制单元860以及回放/显示单元870。图像感测单元820包括图像感测元 件100和图像信号处理单元830。图像感测元件100是由以上实施例中解释的固态图像传 感器1和1'表示的固态图像传感器。
[0086] 作为诸如透镜的光学系统的光学单元810把来自对象的光成像在图像感测元件 100的图像感测单元110上，其中多个像素二维布置，由此形成对象的图像。在基于来自定 时控制单元850的信号的定时，图像感测元件100输出对应于图像感测单元110上成像的 光的信号。来自图像感测元件100的输出信号输入到作为图像信号处理器的图像信号处理 单元830,并且图像信号处理单元830根据由程序等确定的方法执行信号处理。由图像信号 处理单元830中的处理获得的信号作为图像数据被传输到记录/通信单元840。记录/通 信单元840把用于形成图像的信号传输到回放/显示单元870,并且使回放/显示单元870 回放/显示移动图像或静止图像。当从图像信号处理单元830接收到信号时，记录/通信 单元840与系统控制单元860通信，并且还在记录介质（未示出）上记录用于形成图像的 信号。
[0087] 系统控制单元860全面控制图像感测系统的操作，并且控制光学单元810、定时控 制单元850、记录/通信单元840和回放/显示单元870的驱动。并且，系统控制单元860 包括诸如记录介质的存储设备（未示出），并且在存储设备中记录例如控制图像感测系统 的操作所必需的程序。此外，系统控制单元860向图像感测系统提供例如用于根据用户的 操作切换驱动模式的信号。实际的例子是读取目标行或复位目标行的变化、由电子变焦导 致的视角的变化、以及由电子振动隔离导致的视角的偏移。在系统控制单元860的控制之 下，定时控制单元850控制图像感测元件100和图像信号处理单元830的驱动定时。
[0088] 虽然本发明已经参考示例性实施例进行了描述，但是应当理解，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遵循最宽泛的解释，从而涵盖所有这样的修 改以及等同的结构和功能。
【主权项】
1. 一种固态图像传感器，包括包含多个像素块的图像感测单元以及被配置为从图像感 测单元读出信号的读出单元， 其中像素块包括光电转换器、第一晶体管、第二晶体管和电流源， 第一晶体管的第一主电极和第二晶体管的第一主电极连接到公共节点，并且电流源被 设置在所述公共节点与预定电压之间的路径中， 用于从图像感测单元读出信号的读出操作包括如下操作：在该操作中，与光电转换器 中生成的电荷对应的电压供给第一晶体管的控制电极，并且在时间上变化的参考电压供给 第二晶体管的控制电极；及 读出单元经第一晶体管的第二主电极从图像感测单元读出信号。2. 如权利要求1所述的传感器，其中读出单元被配置为经垂直传输路径从图像感测单 元读出信号。3. 如权利要求2所述的传感器，其中读出单元包括被配置为经多条垂直传输路径从图 像感测单元读出多个信号的多个信号处理单元。4. 如权利要求2所述的传感器，其中 垂直传输路径包括形成差动信号线对的第一垂直信号线和第二垂直信号线， 第一晶体管的第二主电极经第一垂直信号线连接到读出单元，以及 第二晶体管的第二主电极经第二垂直信号线连接到读出单元。5. 如权利要求4所述的传感器，其中读出单元包括被配置为对经第一晶体管的第二主 电极供给的电流的值与经第二晶体管的第二主电极供给的电流的值进行比较的信号处理 单元。6. 如权利要求5所述的传感器，还包括计数器， 其中，根据来自信号处理单元的输出的反转，读出单元确定由计数器获得的计数值是 从图像感测单元读出的信号的值。7. 如权利要求1所述的传感器，其中 像素块包括包含所述光电转换器的多个光电转换器、包含所述第一晶体管的多个第一 晶体管、包含所述第二晶体管的多个第二晶体管以及包含所述电流源的多个电流源，使得 形成多个像素，以及 所述多个像素中的每一个像素包括所述多个光电转换器之一、所述多个第一晶体管之 一、所述多个第二晶体管之一以及所述多个电流源之一。8. 如权利要求7所述的传感器，其中所述多个像素中的每一个像素是通过激活该像素 的电流源而被选择的。9. 如权利要求1所述的传感器，其中 像素块包括包含所述光电转换器的多个光电转换器、包含所述第一晶体管的多个第一 晶体管以及包含所述第二晶体管的多个第二晶体管，使得形成多个像素， 所述多个像素中的每一个像素包括所述多个光电转换器之一、所述多个第一晶体管之 一以及所述多个第二晶体管之一，以及 所述多个像素共享所述电流源。10. 如权利要求9所述的传感器，其中所述多个像素中的每一个像素在第二晶体管与 电流源之间包括选择晶体管。11. 如权利要求1所述的传感器，其中预定电压施加到第二晶体管的第二主电极。12. 如权利要求11所述的传感器，其中读出单元包括被配置为对经第一晶体管的第二 主电极供给的电流的值与参考电流的值进行比较的信号处理单元。13. 如权利要求12所述的传感器，还包括计数器， 其中，根据来自信号处理单元的输出的反转，读出单元确定由计数器获得的计数值是 从图像感测单元读出的信号的值。14. 如权利要求1所述的传感器，其中 像素块还包括连接到第一晶体管的控制电极的第一电荷-电压转换器、第二光电转换 器以及连接到第二晶体管的控制电极的第二电荷-电压转换器，以及 用于从光电转换器读出信号的读出操作包括如下操作：在该操作中，在光电转换器中 生成的电荷被传送至第一电荷-电压转换器，并且所述参考电压供给第二晶体管的控制电 极。15. 如权利要求1所述的传感器，其中像素块包括包含所述光电转换器的多个光电转 换器，并且像素块被配置为使得第一晶体管用于从所述多个光电转换器中的每一个光电转 换器读出信号。16. 如权利要求1所述的传感器，其中 像素块还包括连接到第一晶体管的控制电极的第一电荷-电压转换器、第二光电转换 器、连接到第二晶体管的控制电极的第二电荷-电压转换器、在信号线和第一电荷-电压转 换器之间的路径中设置的第一开关、以及在信号线和第二电荷-电压转换器之间的路径中 设置的第二开关，以及 用于从光电转换器读出信号的读出操作包括如下操作：在该操作中，在第一电荷-电 压转换器的电压经信号线和第一开关被复位之后，所述参考电压经信号线和第二开关供给 第二电荷-电压转换器。17. 如权利要求16所述的传感器，其中用于从第二光电转换器读出信号的读出操作包 括如下操作：在该操作中，在第二电荷_电压转换器的电压经信号线和第二开关被复位之 后，所述参考电压经信号线和第一开关供给第一电荷-电压转换器。18. 如权利要求2所述的传感器，其中 像素块还包括连接到第一晶体管的控制电极的第一电荷-电压转换器、第二光电转换 器以及连接到第二晶体管的控制电极的第二电荷_电压转换器， 垂直传输路径包括形成差动信号线对的第一垂直信号线和第二垂直信号线， 当从光电转换器读出信号时，在光电转换器中生成的电荷被传送至第一电荷_电压转 换器，所述参考电压供给第二晶体管的控制电极，第一晶体管的第二主电极经第一垂直信 号线连接到读出单元，并且第二晶体管的第二主电极经第二垂直信号线连接到读出单元， 以及 当从第二光电转换器读出信号时，在第二光电转换器中生成的电荷被传送至第二电 荷-电压转换器，在时间上变化的参考电压供给第一晶体管的控制电极，第一晶体管的第 二主电极经第二垂直信号线连接到读出单元，并且第二晶体管的第二主电极经第一垂直信 号线连接到读出单元。19. 如权利要求1所述的传感器，其中读出单元生成代表至少两个像素块的信号的信 号。20. 如权利要求19所述的传感器，其中所述代表至少两个像素块的信号的信号是所述 至少两个像素块的信号的平均值和中值之一。21. -个图像感测系统，包括： 如权利要求1至20中任何一项所述的固态图像传感器；以及 处理单元，被配置为处理来自所述固态图像传感器的信号。
【专利摘要】本公开内容涉及固态图像传感器和图像感测系统。一种传感器具有包括像素块的图像感测单元以及用于从图像感测单元读出信号的读出单元。像素块包括光电转换器、第一和第二晶体管以及电流源。第一和第二晶体管的第一主电极连接到公共节点，并且电流源被设置在该公共节点与预定电压之间。信号读出操作包括如下操作：在该操作中，与光电转换器中的电荷对应的电压供给第一晶体管的控制电极，并且在时间上变化的参考电压供给第二晶体管的控制电极。读出单元经第一晶体管的第二主电极从图像感测单元读出信号。
【IPC分类】H04N5/378, H04N5/335
【公开号】CN104954703
【申请号】CN201510137664
【发明人】吉田大介, 松野靖司, 户塚洋史, 武藤隆, 小林昌弘, 小泉彻
【申请人】佳能株式会社
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年3月27日
【公告号】EP2924980A1, US20150281614