CN101079968A - 固态成像器件、驱动固态成像器件的方法以及成像设备 - Google Patents
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Abstract
一种固态成像器件包括：像素阵列单元，其由按照矩阵二维排列的像素形成，每个像素阵列单元具有光电转换器，并且按多列并行输出从像素阵列单元中的像素读出的信号；控制装置，用于执行开窗，其中信号从像素阵列单元中特定区域内的像素读出；以及选择装置，用于当通过控制装置按列地址执行开窗，使得窗口与多列单元重叠时，保持从当前列地址单元中的像素读出的信号、以及从在前的列地址单元中的像素读出的信号，从当前列地址单元和在前的列地址单元的这样保持的信号中，按多列选择连续的信号并且输出所选择的信号。
Description
技术领域
本发明涉及固态成像器件、固态成像器件的驱动方法以及成像设备。
背景技术
在相关技术的固态成像器件，例如CMOS图像传感器中，为提高信号输出率以及减少功耗，当水平传输从像素读出的像素数据时，使用像素矩阵阵列内的多个列作为一个单元，并且多个列中的像素信号按行并行水平传输和输出(例如，见JP-A-2000-32344)。
在配置为执行并行传输和输出的CMOS图像传感器内，例如，当多个列的数目为四个时，水平传输的输出数目为四个，即四个输出1、2、3和4。每列的信号将根据被传输的列的顺序4n+1、4n+2、4n+3和4n+4(n是整数)输出。
发明内容
然而，在相关技术中，当执行所谓开窗(window cutting)(其中信号从像素矩阵阵列中特定区域里的像素读出)、并且这样切割(cut)的窗口内的第一像素的信号被输出为输出1、以简化下游信号处理系统内的信号处理时，切割单元可能总是限于4的倍数，使得要被切割的窗口的像素单元变得不精确，这是不利的。
因此，需要提供固态成像器件，其配置为执行并行传输和输出，并且能够使用小于多列单元的单元实现开窗，而与并行输出的起始位置及并行输出的数目无关。还需要提供该固态成像器件的驱动方法和成像设备。
根据本发明的实施例，提供了一种固态成像器件，其包括：像素阵列单元，其由按照矩阵二维排列的像素形成，每个像素阵列单元具有光电转换器，并且按多列并行输出从像素阵列单元内的像素读出的信号。当按列地址执行开窗，使得窗口与多列单元重叠时，其中信号从像素矩阵阵列中特定区域里的像素读出，保持从当前列地址单元中的像素读出的信号、以及从在前的列地址单元中的像素读出的信号，从保持的信号中，按多列选择并输出连续信号。
在按多列并行输出像素信号的固态成像器件内，由于可从当前列地址单元和在前的列地址单元的信号中，按多列选择连续信号，因此即使当切割单元不是多列单元的倍数时，仍可以按列地址执行开窗，使得窗口与多列单元重叠。
根据本发明的实施例，由于可以执行开窗而不用将切割单元限制为多列单元的倍数，因此能够使用小于多列单元的单元执行开窗，而与并行输出的起始位置及并行输出的数目无关。
附图说明
图1是显示根据本发明一个实施例的固态成像器件的原理性框图。
图2是显示选择器单元的具体配置的一个示例的框图。
图3是显示包括光学黑区的像素阵列单元的示例性配置的概念视图；
图4是显示设计为从光学黑区(optical black area)里的像素、读出信号的配置的主要部分的框图；以及
图5是显示根据本发明实施例的成像设备的示例性配置的框图。
具体实施方式
下面将参照附图详细地描述本发明的实施例。
图1是显示根据本发明一个实施例的固态成像器件的原理性框图。在该实施例中，将参照CMOS图像传感器描述该固态成像器件。
如图1所示，根据该实施例的固态成像器件，包括像素阵列单元11、行扫描电路12、列信号处理电路13、列扫描电路14、总线15、保持电路16以及选择器单元17。这些部件安装在单个半导体基底(substrate)(芯片)18上。
像素阵列单元11包括按照矩阵二维排列的像素20，每个像素阵列单元具有光电转换器。垂直信号线111布线到矩阵像素排列内的每列，并且一条或多条驱动控制线布线到每行。因为像素20的配置与本发明的特征无关，所以将不对其具体描述。为了图的清晰，图1只显示了某一行中八列H1至H8中的像素。
在根据该实施例的固态成像器件内，为了提高信号输出率并减少功耗，像素阵列单元11被配置使得，当水平传输从像素20读出的像素数据时，使用像素矩阵排列的多个列(例如四列)作为一个单元，并且该四列中像素的信号按行并行水平传输和输出(四个并行输出)。
行扫描电路12包括移位寄存器、地址解码器等，并且按行选择和扫描像素阵列单元11中的每个像素20。列信号处理电路13包括多个列电路131，例如为像素阵列单元11中的每个像素列安排的列电路131，也就是说安排使得一个列电路131对应一个像素列，对从(当行扫描电路12执行扫描时选择的)行中的每个像素20通过垂直信号线111输出的信号，执行预定的信号处理，并且暂时保持经信号处理的像素信号。
更具体地，列电路131接收从由行扫描电路12选择的一行里的像素20输出的模拟信号，以这种方式，即每一列电路131接收每一像素列的模拟信号，同时将来自一行的模拟信号转换为数字信号，并且执行信号处理，例如CDS(相关倍取样(correlated double sampling))，以去除特定于像素的固定模式的噪声与信号放大。
通过由列扫描电路14执行的水平传输操作，将经信号处理的数字信号输出到，半导体基底18外对应于四个并行输出的四条总线15-1至15-4、保持电路16和选择器单元17。从半导体基底18之外，将指定列地址的列选择地址的高位输入到列扫描电路14，并且将列选择地址的低位输入到选择器17。
列选择地址的高位选择四列作为对应于四个并行输出的一个单元，而列选择地址的低位在由高位选择的四列中选择单个列。
列扫描电路14包括例如地址解码器，并利用从半导体基底18外部的控制器(未示出)输入的、列选择地址的高位，来在相应列中选择列电路131。在该例中，由于在列信号处理电路13中经信号处理的数字数据，以四列并行的方式传输和输出，所以列扫描电路14将四个列电路131作为一个单元来选择和扫描。
当列扫描电路14选择和扫描四个列电路131时，这四个列电路131将数字数据输出到，对应于四个并行输出的四条总线15-1至15-4上。在输出数字数据的传输操作中，列选择地址的高位随每个单位时钟(unit clock)递增。结果，对于每个单位时钟，列扫描电路14都执行选择和扫描操作，并且所选择的四个列电路131将数字数据输出到总线15-1至15-4上。
保持电路16具有二级配置，该配置中提供四个前触发器FF1至FF4和四个后触发器FF5至FF8，以支持四个并行操作，并且这些触发器分别以串联方式连接。前触发器FF1至FF4和后触发器FF5至FF8，顺序地保持与传输单位时钟同步地输出到总线15-1至15-4上的数字数据。
结果，在列扫描电路14利用在前的列地址单元执行的选择和扫描操作中，前触发器FF1至FF4保持从列信号处理电路13输出的数字数据，而在列扫描电路14利用当前列地址单元执行的选择和扫描操作中，后触发器FF5至FF8保持从列信号处理电路13输出的数字数据。也就是说，保持电路16保持对应于2个单位时钟的8列数字数据，即8个像素的数字数据。
选择器单元17接收来自前触发器FF1至FF4，和后触发器FF5至FF8的输出，并且在保持在FF1至FF8内的数字数据中，输出保持在由列选择地址的低位所选择的触发器内的数字数据，作为输出1至4。
图2是显示选择器单元17具体配置的一个示例的框图。如图2所示，选择器单元17包括升序选择器组17A、降序选择器组17B以及开关17C，开关17C基于从外部提供的升序/降序切换信号，选择性地提供列选择地址的低位到升序选择器组17A或到降序选择器组17B。
升序选择器组17A包括四个选择器171至174，用以支持四个并行操作。选择器171接收保持在触发器FF1至FF4内的数字数据，作为四个输入HSS1至HSS4，并且从四个输入HSS1至HSS4中，输出一个由列选择地址的低位所选择的输入，即触发器FF1至FF4里的任一数字数据，作为输出1。
选择器172接收保持在触发器FF2至FF5内的数字数据，作为四个输入HSS1至HSS4，并且从四个输入HSS1至HSS4中，输出一个由列选择地址的低位所选择的输入，即触发器FF2至FF5内的任一数字数据，作为输出2。
选择器173接收保持在触发器FF3至FF6内的数字数据，作为四个输入HSS1至HSS4，并且从四个输入HSS1至HSS4中，输出一个由列选择地址的低位所选择的输入，即触发器FF3至FF6内的任一数字数据，作为输出3。
选择器174接收保持在触发器FF4至FF7内的数字数据，作为四个输入HSS1至HSS4，并且从四个输入HSS1至HSS4中，输出一个由列选择地址的低位所选择的输入，即触发器FF4至FF7内的任一数字数据，作为输出4。
在如上配置的升序选择器组17A中，当通过开关17C提供的列选择地址的低位，选择选择器171至174的输入HSS1时，触发器FF1至FF4里的数字数据从选择器171至174输出，作为输出1至4。
类似地，当列选择地址的低位选择输入HSS2时，触发器FF2至FF5里的数字数据从选择器171至174输出，作为输出1至4。当选择输入HSS3时，触发器FF3至FF6里的数字数据从选择器171至174输出，作为输出1至4。当选择输入HSS4时，触发器FF4至FF7内的数字数据从选择器171至174输出，作为输出1至4。
也就是说，当列选择地址的低位从四个输入HSS1至HSS4中，选择相同输入时，选择器171至174输出在触发器FF1至FF7内的数字数据，作为输出1至4，该触发器FF1至FF7在列排列的方向上，以升序保持连续像素的数字数据。对应于输出1至4的选择器171至174的四个输入HSS1至HSS4排列，使得触发器FF1至FF7内的数字数据可以被顺序选择，该触发器FF1至FF7以升序保持连续像素的数字数据。
更具体地，现在考虑在列排列的方向上以升序扫描(图1中左至右扫描)，按四列(四个像素)并行输出像素数据，并且令1、2、3、4、5、6、7、…为图中某行从左开始的像素信号。不仅按四列，也按列地址与四列单元重叠的列地址，选择性地并行输出像素数据，即，当选择输入HSS1时，输出“1、2、3、4”、“5、6、7、8”、…；当择输入HSS2时输出“2、3、4、5”、“6、7、8、9”、…；当择输入HSS3时输出“3、4、5、6”、“7、8、9、10”、…；当择输入HSS4时输出“4、5、6、7”、“8、9、10、11”、…。
降序选择器组17B包括四个选择器175至178，用以支持四个并行操作。选择器175接收保持在触发器FF8至FF5内的数字数据，作为四个输入HSS1至HSS4，且从四个输入HSS1至HSS4中，输出一个由列选择地址的低位选择的输入，即触发器FF8至FF5内的任何一个数字数据，作为输出1。
选择器176接收保持在触发器FF7至FF4内的数字数据，作为四个输入HSS1至HSS4，且从四个输入HSS1至HSS4中，输出一个由列选择地址的低位选择的输入，即触发器FF7至FF4内的任一数字数据，作为输出2。
选择器177接收保持在触发器FF6至FF3内的数字数据，作为四个输入HSS1至HSS4，且从四个输入HSS1至HSS4中，输出一个由列选择地址的低位选择的输入，即触发器FF6至FF3内的任一数字数据，作为输出3。
选择器178接收保持在触发器FF5至FF2内的数字数据，作为四个输入HSS1至HSS4，且从四个输入HSS1至HSS4中，输出一个由列选择地址的低位选择的输入，即触发器FF5至FF2内的任一数字数据，作为输出4。
在如上配置的降序选择器组17B中，当通过开关17C提供的列选择地址的低位，选择选择器175至178的输入HSS1时，触发器FF8至FF5里的数字数据从选择器175至178输出，作为输出1至4。
类似地，当列选择地址的低位选择输入HSS2时，触发器FF7至FF4里的数字数据从选择器175至178输出，作为输出1至4。当选择输入HSS3时，触发器FF6至FF3里的数字数据从选择器175至178输出，作为输出1至4。当选择输入HSS4时，触发器FF5至FF2内的数字数据从选择器175至178输出，作为输出1至4。
也就是说，当列选择地址的低位从四个输入HSS1至HSS4中，选择相同输入时，选择器175至178输出在触发器FF1至FF7内的数字数据，作为输出1至4，该触发器FF1至FF7在列排列的方向上，以降序保持连续像素的数字数据。对应于输出1至4的选择器175至178的四个输入HSS1至HSS4排列，使得触发器FF1至FF7内的数字数据可以被顺序选择，该触发器FF1至FF7以降序保持连续像素的数字数据。
更具体地，现在考虑在列排列的方向上以降序扫描(图1中右至左扫描)，按四列(四个像素)并行输出像素数据，并且令16、15、14、13、12、11、10、…为图中某行从右开始的像素信号。不仅按四列，也按列地址与四列单元重叠的列地址，选择性地并行输出像素数据，即，当选择输入HSS1时，输出‘16、15、14、13”、“12、11、10、9”、…；当择输入HSS2时输出“15、14、13、12”、“11、10、9、8”、…；当择输入HSS3时输出“14、13、12、11”、“10、9、8、7”、…；当择输入HSS4时输出“13、12、11、10”、“9、8、7、6”、…。
根据如上所述配置的该实施例的固态成像器件，设计为执行开窗，其中从像素阵列单元11里的特定区域读出像素20的信号。为了指定所要切割的窗的区域，行扫描电路12和列扫描电路14分别指定行地址和列地址。即，行扫描电路12和列扫描电路14形成控制单元(在权利要求中列出的控制装置)，用以执行开窗。
保持电路16和选择器单元17形成选择单元(在权利要求中列出的选择装置)，当按列地址(其中列地址与多列单元(在该例中为四列单元)重叠)开窗时，用于保持从当前列地址单元中的像素读出的像素数据、以及从在前的列地址单元中的像素读出的像素数据；以及从这样保持的当前列地址单元和从在前的列地址选择单元的像素数据中，按四列选择和输出连续的像素数据。
举例说明，在按四列并行输出像素数据的固态成像器件内，将对下述操作进行描述，在该操作中，按列地址(其中该列地址与四列单元重叠)执行开窗，以从列H3中的像素开始、以升序扫描(正向扫描)执行基于水平传输的并行输出。
首先，当输入列选择地址的高位，以使列扫描电路14的输出HSM1变为有效时，形成一个单元的列H1至H4的像素数据，分别被输出到总线15-1至15-4上。
接下来，当列选择地址的高位在下个传输的单位时钟的时刻递增，以使列扫描电路14的输出HSM2变为有效时，形成下个单元的列H5至H8的像素数据，分别被输出到总线15-1至15-4上，同时，在在前的单位时钟输出到总线15-1至15-4上的列H1至H4的像素数据，保持在保持电路16中的后触发器FF5至FF8中。
在下个传输的单位时钟的时刻，保持在后触发器FF5至FF8内的列H1至H4的像素数据，即在前的列地址单元的像素数据，被移到前触发器FF1至FF4，并且将列H5至H8的像素数据，即当前列地址单元的像素数据重新保持在后触发器FF5至FF8内。
在该描述中，由于水平传输方向与升序对应，所以在图2中，开关17C将从外部输入的列选择地址的低位，传递到升序选择器组17A。在该操作前，用于选择升序选择器组17A中选择器171至174的输入HSS3的地址，被输出到列选择地址的低位。
然后，选择器171输出保持在触发器FF3内的像素数据，即列H3的像素数据作为输出1。选择器172、173和174分别输出列H4的像素数据作为输出2、列H5的像素数据作为输出3、列H6的像素数据作为输出4。
因此，从列H3中的像素开始，以升序扫描(正向扫描)按列地址(其中列地址与四列单元重叠)执行开窗。一旦固定了切割地址，就不必对每个单位时钟改变列选择地址的低位。
这样，按多列(在该例中为按四列)并行输出像素数据的固态成像器件内，保持电路16保持从当前列地址单元内的像素读出的像素数据，和从在前的列地址单元内的像素读出的像素数据，并且从当前列地址单元与在前的列地址单元这样保持的像素数据中，升序选择器组17A按多列选择和输出连续像素数据，使得能够按列地址(其中列地址与多列单元重叠)执行开窗，而不用将切割单元限制为多列单元的倍数，并且允许使用小于多列单元的单元执行开窗，而与并行输出的起始位置和并行输出的数目无关。
在该例中，尽管参照按列地址(其中列地址与多列单元重叠)执行开窗的情形做了描述，但是当执行切割，使得列地址与多列单元不重叠时，假定选择器组17A中的选择器171至174与触发器FF1至FF8连接，如图2所示，可以仅通过使用保持在前触发器FF1至FF4内的像素数据获得开窗。
应当注意到，图2仅显示了选择器171至174如何连接的一个示例。通过改变连接形式，也可能通过仅使用后触发器FF5至FF8内保持的像素数据执行开窗。
在按四列并行输出像素数据的固态成像器件中，将对下述操作进行描述，在该操作中执行开窗，以从列H8内的像素开始，按降序扫描(反向扫描)执行基于水平传输的并行输出。
由于该情形中开窗被执行，使得窗口与多列单元不重叠，所以假定选择器组17B中的选择器175至178与触发器FF1至FF8连接，如图2中所示，可仅通过使用保持在后触发器FF5至FF8内的像素数据获得开窗。
应当注意到，图2仅显示了选择器175至178如何连接的一个示例。通过改变连接形式，也可能通过仅使用前触发器FF1至FF4内保持的像素数据执行开窗。
首先，当输入列选择地址的高位，以将列扫描电路14的输出HSM2变为有效时，将形成一个单元的列H5至H8的像素数据，分别输出到总线15-1至15-4上，并且通过总线15-1至15-4，保持在保持电路16内的后触发器FF5至FF8中。
在该描述中，由于水平传输方向与降序对应，所以在图2中，开关17C将从外部输入的列选择地址的低位，传递到降序选择器组17B。在该操作前，用于选择降序选择器组17B中选择器175至178的输入HSS1的地址，被输出到列选择地址的低位。
然后，选择器175输出保持在触发器FF8内的像素数据，即列H8的像素数据作为输出1。选择器176、177和178分别输出列H7的像素数据作为输出2、列H6的像素数据作为输出3、列H5的像素数据作为输出4。
接下来，当列选择地址的高位在下个传输的单位时钟的时刻递增，以使列扫描电路14的输出HSM1变为有效时，将形成下个单元的列H1至H4的像素数据，分别输出到数据总线15-1至15-4上，并且通过总线15-1至15-4，保持在保持电路16的后触发器FF5至FF8中。
然后，当选择器175至178选择输入HSS1时，选择器175输出保持在触发器FF8内的像素数据，即列H4的像素数据作为输出1。选择器176、177和178分别输出列H3的像素数据作为输出2、列H2的像素数据作为输出3、列H1的像素数据作为输出4。
因此，从列H8内的像素开始，以降序扫描(反向扫描)按列地址(其中列地址与四列单元不重叠)执行开窗。和在升序扫描一样，一旦固定了切割地址，就不必对每个单位时钟改变列选择地址的低位。
在未包含降序选择器组17B的相关技术中，当利用列H8中的像素作为起始点，以按降序扫描执行开窗时，尽管意图在于执行降序传输，但仍基于升序传输输出像素数据，因为对应于输出1至4的列是固定的，即首先输出列5、6、7和8的像素数据，作为输出1至4，然后输出列1、2、3和4的像素数据。
尽管对于执行开窗，使得窗口与多列单元不重叠的情形做了上述描述，但是当按列地址(其中列地址与多列单元重叠)执行开窗时，可使用保持在前触发器FF1至FF4和后触发器FF5至FF8内的像素数据，并且使用降序选择器组17B，和在升序扫描中一样，从这样保持在当前列地址单元与在前的列地址单元的像素数据中，按多列选择和输出连续的像素数据。
如上所述，通过利用降序选择器组17B中的选择器175至178，来将保持在后触发器FF5至FF8中的、当前列地址单元的像素数据(或保持在前触发器FF1至FF4中的在前的列地址单元的像素数据)的顺序反转，像素数据可基于降序传输输出，作为输出1至4。因此，当以降序扫描执行开窗时，和在升序扫描中的开窗一样，像素数据能够以在像素阵列单元11内排列的像素的扫描顺序并行输出。
这样，在按多列(在该例中为按四列)并行输出像素数据的固态成像器件中，当以降序扫描执行开窗时，像素数据可以像素排列的扫描顺序并行输出。因此，不必根据后续的信号处理系统中的像素排列对信号的顺序排序，从而有助于减少后续的信号处理系统中的负担，并且简化了后续的信号处理系统的配置。
特别地，保持电路16和选择器单元17，与像素阵列单元11、行扫描电路12、列信号处理电路13、列扫描电路14、总线15等一样，安装在同一半导体基底(芯片)18上，并且像素数据能够以在像素阵列单元11中像素排列的扫描顺序并行输出，因此即使以降序扫描执行开窗时，对应于并行输出的、基于升序扫描的现有IC，能够用作形成基底外的信号处理系统的信号处理IC而不用任何改动，这是有利的。
如图3中所示，像素阵列单元11典型地不仅包括有效像素区域(开口像素区域(open pixel area))11A，在有效像素区域中，来自每个像素20的信号被用作成像信号，而且还包括布置在有效像素区域11A周边的光学黑区11B，在光学黑区11B中，像素被屏蔽，并且来自像素的信号不用作成像信号，而用来确定成像信号的参照级(reference level)。
无论是否以水平传输操作执行开窗，都定期从光学黑区11B读出像素信号。因此，当执行开窗时，首先从光学黑区11B内的像素读出信号，然后从开窗区域内的像素读出信号。
图4是显示设计为从光学黑区11B内的像素读出信号的配置的主要部分的框图。图4中所示的选择器17对应于图1中所示的选择器17。
图4中所示的配置，特征在于地址控制电路30的特定配置，该地址控制电路30控制提供给选择器17的列选择地址的低位。具体地说，地址控制电路30包括光学黑体(optical black)输出计数器31、光学黑区信息设定部分32、比较器33和选择器34。
当启动每行的水平传输时，光学黑体输出计数器31接收水平传输开始信号。当读出光学黑区11B内的像素数据时，光学黑体输出计数器31按像素执行计数操作。光学黑区信息设定部分32设定在光学黑区11B内列排列的方向(水平方向)上的像素的数目。
比较器33接收光学黑体输出计数器31的计数值，作为比较输入，接收由光学黑区信息设定部分32设定的像素的数目，作为比较参照输入，并且当光学黑体输出计数器31的计数值，超出由光学黑区信息设定部分32设定的像素数目时，判断完成读出(水平传输输出)光学黑区11B内的像素。
选择器34为光学黑区11B选择零输入，并且将零输入提供到选择器单元17。这样，执行了对固定区域的光学黑区11B的读取。当比较器33判断光学黑区11B内的像素的读取已完成时，响应判断结果，比较器33选择列选择地址的低位，并且将列选择地址的低位提供到选择器单元17。这样，可执行上述的开窗操作。
因此，在像素阵列单元11内具有光学黑区11B的固态成像器件中，由光学黑体输出计数器31和比较器33形成的识别单元，自动识别该读取是来自光学黑区11B内部的像素，还是光学黑区11B外部的像素，并且在读取光学黑区11B内的像素后，执行开窗。因此，可执行开窗而不使用外部控制系统来计算传感器(固态成像器件)的内部定时，从而降低外部控制系统的负担。
在上述实施例中，尽管参照提供升序选择器组17A和降序选择器组17B，以支持升序和降序扫描的情形，进行了描述，但也可能采用下述配置，其中仅提供升序选择器组17A和降序选择器组17B之一，以仅支持升序或降序扫描。
在上述实施例中，尽管参照本发明应用到COMS图像传感器的情形，进行了描述，但本发明并不局限于此。本发明可类似地应用到与COMS图像传感器不同的、其它X-Y地址类型的固态成像器件，以及由CCD(电荷耦合器件)图像传感器代表的电荷耦合型固态成像器件。
当将本发明应用到电荷耦合型固态成像器件，例如CCD图像传感器时，本发明可通过下述来实现，即提供对应于并行传输列数的多个水平传输部分，并将保持电路16及选择器单元17(见图1)的功能(function)分配到多个水平传输部分的输出级，或将保持电路16及选择器单元17的功能分配到多个电荷检测器的后级(subsequent stage)，该电荷检测器将通过多个水平传输部分传输的信号电荷变为电信号。
[应用]
根据上述实施例的固态成像器件在成像设备，如数字静态照相机(digitalstill camera)和便携式摄像机中用作成像器件时，是合适的。
在此使用的成像设备涉及相机模块，其包括：作为成像器件的固态成像器件；光学系统，其将来自被摄体的成像光聚焦到固态成像器件的成像面(受光面)上；以及固态成像器件的信号处理电路，相机系统，例如配备有相机模块的数字静态照相机和便携式摄像机，也与该成像设备一样。
图5是显示根据本发明实施例的成像设备的示例性配置的框图。如图5所示，根据该例的成像设备包括：具有透镜41的光学系统、成像器件42和相机信号处理电路43。
透镜41将来自被摄体的图像光聚焦到成像器件42的成像面。成像器件42将由透镜41聚焦到成像面的图像光，转变为按像素的电信号，并输出总的图像信号。根据上述实施例的固态成像器件被用作成像器件42。相机信号处理电路43对从成像器件42输出的图像信号，执行各类信号处理。
如上所述，在成像设备，如便携式摄像机和数字静态照相机，以及用于移动装置如移动电话的相机模块中，通过使用根据上述实施例的固态成像器件作为成像器件42，可在固态成像器件内，按列地址(其中列地址与多列单元重叠)执行开窗，而切割单元不限于多列单元的倍数，这有利于允许使用小于多列单元的单元开窗。
在根据上述实施例的固态成像器件中，当以降序扫描执行开窗时，像素数据能够以像素排列的扫描顺序并行输出。因此，不必根据器件外部的像素排列对信号顺序排序，提供降低相机信号处理电路43的负担，和简化相机信号处理电路43配置的另外优势。
本领域技术人员应当理解，根据设计要求和其它因素可以做各种修改、组合、细分组合和替换，它们都在权利要求或其等效的范围内。
相关申请的交叉引用
本发明包含涉及2006年1月30日向日本专利局提交的日本专利申请JP2006-019990的主题，在此结合其全部内容用于参考。
Claims (8)
1.一种固态成像器件，包括：
像素阵列单元，其由按照矩阵二维排列的像素形成，每个像素阵列单元具有光电转换器，并且按多列并行输出从像素阵列单元中的像素读出的信号；
控制装置，用于执行开窗，其中信号从像素阵列单元中特定区域内的像素读出；以及
选择装置，用于当通过控制装置按列地址执行开窗，使得窗口与该多列单元重叠时，保持从当前列地址单元内的像素读出的信号，以及从在前的列地址单元内的像素读出的信号；从当前列地址单元和在前的列地址单元的这样保持的信号中，按多列选择连续信号；以及输出所选择的信号。
2.如权利要求1所述的固态成像器件，其中选择装置安装在与像素阵列单元和控制装置相同的半导体基底上。
3.如权利要求1所述的固态成像器件，其中选择装置按像素阵列单元内像素排列的扫描顺序，以升序扫描和降序扫描并行输出像素的信号。
4.如权利要求1所述的固态成像器件，还包括判断装置，用于判断该读取是来自像素阵列单元内光屏蔽的光学黑区内的像素，还是来自光学黑区外部的像素，
其中控制装置基于来自判断装置的判断结果执行开窗。
5.一种用于驱动固态成像器件的方法，该固态成像器件包括：像素阵列单元，其由按照矩阵二维排列的像素形成，每个像素阵列单元具有光电转换器，并且按多列并行输出从像素阵列单元中的像素读出的信号，该方法包括以下步骤：
当按列地址执行开窗，使得窗口与多列单元重叠时，其中信号从像素阵列单元中特定区域内的像素读出，保持从当前列地址单元中的像素读出的信号、以及从在前的列地址单元中的像素读出的信号；从当前列地址单元和在前的列地址单元的这样保持的信号中，按多列选择连续信号；以及输出所选择的信号。
6.一种成像设备，包括：
固态成像器件，其包括：
像素阵列单元，其由按照矩阵二维排列的像素形成，每个像素阵列单元具有光电转换器，并且按多列并行输出从像素阵列单元中的像素读出的信号；以及
光学系统，其将来自被摄体的光引导到固态成像设备的成像面，
其中该固态成像器件还包括：
控制装置，用于执行开窗，其中信号从像素阵列单元中特定区域内的像素读出，以及
选择装置，用于当通过控制装置按列地址执行开窗，使得窗口与多列单元重叠时，保持从当前列地址单元中的像素读出的信号、以及从在前的列地址单元中的像素读出的信号；从当前列地址单元和在前的列地址单元的这样保持的信号中，按多列选择连续信号；以及输出所选择的信号。
7.一种固态成像设备，包含：
像素阵列单元，其由按照矩阵二维排列的像素形成，每个像素阵列单元具有光电转换器，并且按多列并行输出从像素阵列单元中的像素读出的信号；
控制器，用于执行开窗，其中信号从像素阵列单元中特定区域内的像素读出；以及
选择器，用于当通过控制装置按列地址执行开窗，使得窗口与多列单元重叠时，保持从当前列地址单元中的像素读出的信号、以及从在前的列地址单元中的像素读出的信号；从当前列地址单元和在前的列地址单元的这样保持的信号中，按多列选择连续信号；以及输出所选择的信号。
8.一种成像设备，包含：
固态成像器件，其包括：
像素阵列单元，其由按照矩阵二维排列的像素形成，每个像素阵列单元具有光电转换器，并且按多列并行输出从像素阵列单元中的像素读出的信号；以及
光学系统，其将来自被摄体的光引导到固态成像设备的成像面，
其中该固态成像器件还包括：
控制器，用于执行开窗，其中信号从像素阵列单元中特定区域内的像素读出，以及
选择器，用于当通过控制装置按列地址执行开窗，使得窗口与多列单元重叠时，保持从当前列地址单元中的像素读出的信号、以及从在前的列地址单元中的像素读出的信号；从当前列地址单元和在前的列地址单元的这样保持的信号中，按多列选择连续信号；以及输出所选择的信号。
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