JP5051473B2 - 撮像装置中の電気的な安定化のために画素格納ゲートの電荷の感知を提供する方法と装置 - Google Patents
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Description
インク.に譲渡されており、その全容が参照により本明細書に組み込まれる。
線22へ選択的に接続する。
構成要素の変更が、本発明の趣旨と範囲を逸脱することなく成されうる事を理解されたい。
するための格納ゲート124を含む。図2は、また、アンチブルーミングゲート125を示し、アンチブルーミングゲートは、アンチブルーミングゲート信号ABが適用された際に、フォトセンサ112からの過剰な電荷を逃がすために使用され得る。アンチブルーミングゲート125は、本発明を実施するのには必要のないものである事が、理解されるだろう。
、その行にある全てのフォトセンサ信号の合計を表している。
よびホールド回路190は、行回路内にある必要はない。(以下にさらに詳細を説明する。)
の更なる情報を獲得するために、対角線方向の構成(矢印466)に配向された追加の格納ゲート424c有する画素410を利用する。すなわち、画素410において、三つの格納ゲート424a、424b、424cによって、場面内で3つの方向が調べられ、画像が変位したかどうか、および、どれくらい変位したかを決定する。より複雑な配向(例えば、蛇行した配向)が、望まれた場合には使用されてもよい事が、理解されるだろう。追加の格納ゲートを提供するために、撮像装置400は、追加の格納ゲートドライバおよび感知回路を、行ドライバ432ならびに列格納ゲートドライバおよび感知回路437内で使用し、三つの必要とされる格納ゲート制御信号SG_A、SG_B、SG_Cを生成する。
.0Vである事が推測される。寄生電荷Qは、C×V=1.2fF×1600×3V=5.76e−12クーロンである。フィードバックキャパシタの予備充電(電圧オフセットVoffsetを0Vに設定する)は、3V×2pF=6e−12クーロンである。センス回路の出力のオフセットは、−0.24e−12/2pF=0.12Vである。このオフセットは、画像中の暗い行で測定することができ、フィードバックキャパシタにかかる予備充電電圧を設定するVoffsetを適切な値に設定することにより、差し引くことができる。
定するために、アレイの指標情報を使用してもよい。
Claims (34)
- 複数の画素であって、それぞれの画素が、フォトセンサと、少なくとも第1のゲートとを含み、前記少なくとも第1のゲートが、第1の制御信号によって活性化されたときに前記フォトセンサからの電荷を格納する、複数の画素と、
複数の第1の回路であって、それぞれの第1の回路が、複数の画素のそれぞれの第1のセットと接続され、且つ、関連し、それぞれの第1の回路が、対応するそれぞれの第1のセットにある全ての画素に関係する前記第1の制御信号を第1の制御線上に生成し、前記それぞれの第1のセットにある、前記第1のゲートの下に格納された電荷の量を前記第1の制御線を経由して感知する、回路と、
を含む撮像装置。 - それぞれの画素が、さらに、第2のゲートを含み、前記第2のゲートが、第2の制御信号によって活性化されたときに前記フォトセンサからの電荷を格納し、
前記撮像装置が、さらに、複数の第2の回路を含み、それぞれの第2の回路が、複数の画素のそれぞれの第2のセットと接続され、且つ、関連し、それぞれの第2の回路が、対応するそれぞれの第2のセットにある全ての画素に関係する前記第2の制御信号を生成し、前記それぞれの第2のセットにある、前記第2のゲートの下に格納された電荷の量を感知する、
請求項1の撮像装置。 - 前記第1と第2のゲートが格納ゲートトランジスタである、請求項2の撮像装置。
- 前記画素の一部分が、さらに、第3のゲートを含み、前記第3のゲートが、第3の制御信号により活性化されたときに前記フォトセンサからの電荷を格納する、請求項2の撮像装置。
- 前記撮像装置が、さらに、複数の第3の回路を含み、それぞれの第3の回路が、それぞれの第3のゲートと接続され、且つ、関連し、それぞれの第3の回路が、対応するそれぞれの第3のゲートの前記第3の制御信号を生成し、前記第3のゲートの下に格納された電荷の量を感知する、
請求項4の撮像装置。 - 前記第1、第2および第3のゲートから感知された電荷のデジタル化された値を格納するラインバッファメモリを、さらに含む請求項5の撮像装置。
- 複数の前記画素が、複数の行と列のアレイに配設され、前記第3のゲートが、前記アレイの対角線方向に位置する前記画素に配設される、請求項4の撮像装置。
- 前記感知された電荷が、得られた画像の場面情報を判定するのに使用される、請求項1の撮像装置。
- 前記場面情報が、得られた画像中の対象物の動きを検出するのに使用される、請求項8の撮像装置。
- 前記場面情報が、前記撮像装置の自動バランス処理に使用される、請求項8の撮像装置。
- 前記場面情報が、前記撮像装置のホワイトバランス処理に使用される、請求項8の撮像装置。
- 前記複数の画素が、複数の行と列のアレイに配設され、複数の画素のそれぞれの第1のセットが、複数の画素のそれぞれの行に相当する、請求項1の撮像装置。
- 前記複数の画素のそれぞれの第2のセットが、前記複数の画素のそれぞれの前記列に相当する、請求項12の撮像装置。
- 前記複数の画素の複数の列と接続された列サンプルおよびホールド回路であって、前記列サンプルおよびホールド回路が、前記複数の第1の回路からの電荷の感知された量をデジタル化し、前記複数の第1の回路からの前記電荷の前記感知された量が、前記複数の画素を含む画素アレイを通してルーティングされることを特徴とする列サンプルおよびホールド回路、
をさらに含む請求項1の撮像装置。 - プロセッサと、
前記プロセッサと通信する撮像装置と、
を含むシステムであって、
前記撮像装置が、
複数の行と列のアレイに配設された複数の画素であって、前記アレイにあるそれぞれの画素が、フォトセンサと、少なくとも第1のゲートとを含み、前記少なくとも第1のゲートが、第1の制御信号により活性化されたとき前記フォトセンサからの電荷を格納する、画素と、
複数の第1の回路であって、それぞれの第1の回路が、複数の画素のそれぞれの第1のセットと接続され、且つ、関連し、それぞれの第1の回路が、対応するそれぞれの第1のセットにある全ての画素に関係する前記第1の制御信号を第1の制御線上に生成し、前記それぞれ第1のセットにある前記第1のゲートの下に格納された電荷の量を前記第1の制御線を経由して感知する、回路と、
を含む、システム。 - それぞれの画素がさらに第2のゲートを含み、前記第2のゲートが、第2の制御信号によって活性化されたときに前記フォトセンサからの電荷を格納することを特徴とし、
前記撮像装置がさらに、複数の第2の回路を含み、それぞれの第2の回路が複数の画素のそれぞれの第2のセットと接続され、且つ、関連し、それぞれの第2の回路が、対応するそれぞれの第2のセットにある全ての画素に関係する前記第2の制御信号を生成し、前記それぞれの第2のセットにある前記第2のゲートの下に格納された電荷の量を感知する、
請求項15のシステム。 - 前記第1と第2のゲートが格納ゲートトランジスタである、請求項16のシステム。
- 前記複数の画素の一部分が、さらに、第3のゲートを含み、前記第3のゲートが、第3の制御信号によって活性化されたときに前記フォトセンサからの電荷を格納する、請求項16のシステム。
- 前記撮像装置が、さらに、複数の第3の回路を含み、それぞれの第3の回路が、それぞれの第3のゲートと接続され、且つ、関連し、それぞれの第3の回路が、対応するそれぞれの第3のゲートに関係する前記第3の制御信号を生成し、前記第3のゲートの下に格納された電荷の量を感知する、請求項18のシステム。
- 複数の前記画素が、複数の行と列のアレイに配設され、前記第3のゲートが、前記アレイの対角線方向に位置する前記画素に配設される、請求項18のシステム。
- 前記感知された電荷が、得られた画像の場面情報を判定するのに使用される、請求項15のシステム。
- 前記場面情報が、得られた画像にある対象物の動きを検出するのに使用される、請求項21のシステム。
- 前記場面情報が、前記撮像装置の自動バランス処理に使用される、請求項21のシステム。
- 前記場面情報が、前記撮像装置のホワイトバランス処理に使用される、請求項21のシステム。
- フォトセンサと、
第1の制御線を経由して第1の回路に接続され、前記第1の回路から前記第1の制御線上に印加される第1の制御信号により活性化されたときに、前記フォトセンサからの電荷を格納し、前記電荷の量は前記第1の制御線を経由して前記第1の回路が感知する第1のゲートと、
第2の制御信号により活性化されたときに、前記フォトセンサからの電荷を格納する第2のゲートと、
を含む、撮像装置画素。 - 第3の制御信号により活性化されたときに、前記フォトセンサからの電荷を格納する第3のゲートを、さらに含む請求項25の撮像装置画素。
- 撮像装置を操作する方法であって、前記撮像装置が、フォトセンサと、少なくとも第1の格納ゲートと、をそれぞれ含む複数の画素を含み、前記方法が、
それぞれの画素において、前記第1のゲートに接続される第1の制御線を経由して第1の制御信号を印加することで前記フォトセンサからの電荷を前記第1のゲートに格納する動作と、
それぞれの画素において、前記第1のゲートに格納された前記電荷を前記第1の制御線を経由して感知する動作と、
前記感知された電荷を、前記撮像装置によって得られた第1の画像場面の第1の指標を得るために利用する動作と、を含み、
前記第1の指標が、動き検出、自動バランス処理、およびホワイトバランス処理から成る機能の少なくとも1つの機能で処理されることを特徴とする、方法。 - それぞれの画素が、第2のゲートを含み、前記方法がさらに、
それぞれの画素において、前記フォトセンサからの電荷を前記第2のゲートに格納する動作と、
それぞれの画素において、前記第2のゲートに格納された前記電荷を感知する動作と、
前記感知された電荷を、前記撮像装置によって得られた前記第1の画像場面の第2の指標を得るために利用する動作と、を含む、
請求項27の方法。 - 前記フォトセンサからの電荷を、前記第1のゲートに格納する前記動作から、前記感知された電荷を、前記撮像装置によって得られた前記画像場面の第2の指標を得るために利用する前記動作までが、前記撮像装置によって得られた第2の画像場面に対して繰り返される、請求項28の方法。
- 前記第1および第2の場面の前記第1および第2の指標を、前記場面の画像の間に動きが存在してきたかどうかを判定するために使用する動作を、
さらに含む、請求項29の方法。 - 前記第1および第2の場面の前記第1および第2の指標を、動きの推定を実行するために使用する動作を、
さらに含む、請求項29の方法。 - 前記複数の画素の一部分が、第3のゲートを含み、前記方法が、
前記第3のゲートを含むそれぞれの画素において、前記フォトセンサからの電荷を前記第3のゲートに格納する動作と、
前記第3のゲートを含むそれぞれの画素において、前記第3のゲートに格納された前記電荷を感知する動作と、
前記感知された電荷を、前記撮像装置によって、得られた前記第1の画像場面の第3の指標を得るために使用する動作と、
をさらに含む、請求項28の方法。 - 前記フォトセンサからの電荷を前記第1のゲートへ格納する前記動作から、前記感知された電荷を、前記撮像装置により得られた前記画像場面の第3の指標を得るために利用する前記動作までが、前記撮像装置によって得られた第2の画像場面に対して繰り返される請求項32の方法。
- 前記撮像装置が、複数の光学的/電気的に暗い画素を含み、それぞれの暗い画素が、少なくとも1つの第1のゲートを含み、前記方法がさらに、
それぞれの光学的/電気的に暗い画素において、前記第1のゲートの寄生容量に起因するオフセットを感知する動作と、
前記寄生容量に関連する前記オフセットを、前記第1の指標情報から、前記第1の場面と関連しない信号を取り除くために、差し引く動作と、
を含む、請求項27の方法。
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