CN102100007A - 图像传感器及用于改进的时滞时间的配置 - Google Patents

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Abstract

一种向配置在平面阵列中的多个信号目的地提供信号的方法，该方法包括：将所有信号目的地与至少一个导电元件电连接；并且基本同时将该信号提供给基本沿平面阵列的周界以及沿矩形对角线的信号目的地。

Description

图像传感器及用于改进的时滞时间的配置
领域
本发明涉及电子电路中的时滞时间。
背景
时滞时间，在下文中也被称为“时滞”，是通常在电子学和物理学中使用来描述从同一源同时发送到两个或更多不同目的地的信号第一个到达目的地与最后一个到达目的地之间的最大时间差的一个术语。电子电路通常受到两种类型时滞时间的影响：时钟时滞和非时钟时滞。时钟时滞发生在同步电路中并且通常与在不同时间到达不同组件的来自公共时钟源的时钟信号相关联。非时钟时滞发生在同步和/或异步电路中并且一般与不同于同步电路中的时钟信号的、通过电路传播并且在不同时间到达不同组件的来自公共信号源的公共信号相关联。
时滞的起因一般归因于信号源和不同目的地组件之间对不同线互连长度的使用。试图处理这个问题的若干方法在本领域中公知。该方法的示例在″Method of Generating Exact-Length Wires for Routing Critical Signal″(对于路由临界信号生成确切长度线的方法)的美国专利第5,784,600号中描述，该专利通过引用结合于此。该方法描述了“一种用于调整集成电路的连接的电路元件之间的线长度的自动化方法，该方法包括以下步骤：(1)接收指定必须在集成电路设计中的两个集成电路的各端子之间提供的线长度的值；(2)定义其中线可被布线的布线区域；以及(3)自动指定包括用于连接各端子的带有布线区域的蛇形部分的线路。该蛇形部分将包括被确定尺寸以确保该线路具有所指定的线长度的一个或多个支路。具体公开的是该方法对于确定时钟分发网络的分开和相邻阶段中的两个时钟缓冲区之间的线路尺寸的应用。”
时滞的其他起因通常归因于互连电容耦合、对具有不等延迟的缓冲区的使用、和/或对时钟源和时钟负载之间的不同数量的时钟缓冲区的使用。试图补救这些起因的方法的示例在″Method and apparatus for reducing clock skew″(用于减少时钟时滞的方法及装置)的美国专利第6,256,766号中描述，该专利通过引用结合于此。其中所描述的是“一种用于减少在设计阶段应用于单独元件的公共信号中的时滞的方法。根据本发明的原理，线路的设计由补偿元件和/或延迟元件在必要时建立并扩充以均衡相关组件之间的时滞。在所公开的实施例中，该方法一般包括以下步骤：(1)对公共信号上的负载进行分组；(2)创建信号线路树并插入延迟单元；以及(3)提供必要的负载补偿。负载被分组从而使得中央线路上每一所利用的节点经历基本相等的负载，且在必要时添加补偿负载。该节点在对应于延迟元件的可用性的间隔处建立，在必要时被添加到馈送最远元件的分支以均衡每一节点相对于公共信号源的时间延迟。”
3D成像系统一般包括适用于捕捉并生成对象或场景的三维(3D)图像的电光系统。其应用可在日常生活的许多方面中找到，诸如医疗成像系统、电视和电影工作室生产系统、面部识别系统、调查系统、机器人指导系统、以及汽车指导和控制系统。CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)技术通常在包含在3D成像系统中的图像传感器中使用。
与CMOS相比，CCD提供极低的噪声、低暗电流(来自热生成电荷载流子)、高采集电子-入射光子比、以及高光敏感区域-像素大小比的优点。CMOS技术允许许多电路功能与像素一起被放置在单个IC上。这些电路功能中的某一些包括，例如，定时生成、信号处理、模-数转换和接口。CMOS像素一般包括光电二极管，但可使用其他光敏元件。相比于CCD的另一优点是CMOS的较低电压和低功率要求。
根据用来捕捉对象或场景的3D图像的技术，3D成像系统可被分类到三个组：三角测量系统、干涉测量系统、以及飞行时间(TOF)系统。三角测量成像系统的描述可在″Three Dimensional Imaging by Dual Wavelength Triangulation″(通过双波长三角测量的三维成像)的美国专利第6,756,606号中找到，而干涉测量成像系统的描述可在″Method and Apparatus for Three Dimensional Imaging Using Laser Illumination Interferometry″(用于使用激光照明干涉测量的三维成像的方法及装置)的美国专利第5,926,277号中找到，这两个专利都经引用结合于此。三角测量系统和干涉测量系统一般比TOF系统更复杂且昂贵，使得其在日常应用中的使用与TOF系统比较更受限制。
TOF系统通常被分成两类：调制型和脉冲型。这两类都使用通常位于照相机中、指向其图像要以3D获取的对象的激光源。该激光源产生撞击到对象上的光束或激光束，其中一部分光束反射回到位于照相机中的图像传感器。在调制型系统中，将反射部分的相位与透射束的相位进行比较以便生成3D图像。通常一次一行地完成扫描。脉冲型系统一般使用“无扫描仪”(scanner-less)方法，该方法包括生成具有相对较大照明场的短激光脉冲。该激光脉冲可被认为是撞击视场(FOV)中的对象的光墙，其中一部分反射回到传感器。脉冲型系统一般比调制系统更优选，因为图像捕捉更快且不要求使用机械设备来执行扫描。
脉冲型系统要求相当快速的鉴别能力和/或相对较高的检测速度。快速鉴别能力要求在传感器中使用非CMOS技术，这使得传感器相当昂贵且一般不适于广泛商业应用。高检测速度要求快速选通进入照相机的反射部分。这要求包含在图像传感器中的像素基本同时被触发。这可使用CMOS技术通过基本消除像素之间的时滞时间来达到。
关于3D成像系统的更多信息可在″A CMOS 3D Camera with Millimetric Depth Resolution″(带有毫米深度分辨率的CMOS 3D照相机)，Cristiano Niclass、Alexis Rochas、Pierre-Andre Besse和Edoardo Charbon，瑞士联邦技术学院(Swiss Federal Institute of Technology)，洛桑，瑞士http://aqua.epfl.ch/PDF/CICC04.pdf)；″8.2：A CMOS Smart Pixel for Active 3D Vision Applications″(8.2：用于活动3D视觉应用的CMOS智能像素)，Luigi Viarani、David Stoppa、Lorenzo Gonzo、Massimo Gottardi和Andrea Simoni，集成光传感器集团(Integrated Optical Sensors Group)，ITC-IRST，(www.itc.it/soi_publications/pub/46.pdf)；以及″3D Imaging in the Studio(and Elsewhere…)″(工作室(以及其他地方…)中的3D成像)，G.J.Iddan和G.Yahav，3DV系统有限公司(3DV Systems Ltd)，Yokneam，以色列，(www.3dvsystems.com)中找到；所有这些参考文献都经引用结合于此。使用CCD和/或CMOS的优点的比较分析可在″CCD versus CMOS-has CCD imaging come to an end？″(CCD对CMOS-CCD成像已走到尽头？)，Nicolas Blanc，苏黎世(www.ipf.uni-stuttgart.de/publications/phowo01/Blanc.pdf)；以及″CCD vs.CMOS：Facts and Fiction″(CCD对CMOS：事实与假设)，2001年1月号，《光谱》(Photonics Spectra)，Lauren出版有限公司(Lauren Publishing Co.Inc.)，(www.dalsa.com/shared/content/Photonics_CCDvsCMOS_Litwiller.pdf)中找到；这两篇参考文献都经引用结合于此。
概述
本发明的各实施例的一方面涉及提供用于在电子电路中的全部元件阵列中分发电信号的配置，其中信号由包含在该阵列中的所有元件基本同时接收。
本发明的各实施例的一方面涉及配置相对于阵列的多个电路驱动器，并且涉及将电路驱动器连接到阵列中的元件，从而使得对所有元件的信号传播延迟基本相同。这导致相对较小的时滞时间，该时滞时间是作为同时被发送的信号第一个到达阵列中元件与最后一个到达阵列中元件之间的最大时间差来测量的。
根据本发明的一实施例，每一电路驱动器包括适用于将信号从信号源驱动到阵列中的至少一个元件的串联前置驱动器和前端驱动器。将前置驱动器连接到前端驱动器的互连具有基本相同的物理长度。使用带有相等长度互连的串联前置驱动器和前端驱动器提供通过所有电路驱动器的、较小的、基本类似的信号传播延迟。前端驱动器中的某一些被外围地定位在阵列周围，并且某一些基本沿阵列的对角线来定位。前置驱动器沿阵列的两条对边对齐。
根据本发明的一实施例，该方法应用于包含像素阵列的光敏面(photo-surface)。像素阵列是矩形的，但它可以任选地是正方形、圆形或任何其他几何形状。光敏面，任选地是CMOS图像传感器，适用于接收选通信号并将该信号分发到阵列中的像素从而使得时滞时间相对较小。因此，该选通信号能够基本同时触发全部像素的操作。全部像素的基本同时操作导致对于对象的3D图像的改进的获取。
发明人开发了模拟像素阵列以及将选通信号应用到像素的测试台模型。使用不同互连宽度以及对于不同工艺角对选通信号多次模拟。所考虑的工艺角是TT、FF、FS、SS和SF。工艺角一般在IC设计中用作制造工艺变化和环境变化对包含在IC中的晶体管速度的影响的度量。IC中的设计目标是在由工艺角确立的限制之内的可靠操作。
测试台模拟显示对于1μm的互连宽度时滞时间从大约61皮秒到72皮秒之间变化，对于2.5μm的互连宽度时滞时间从大约28皮秒到35皮秒之间变化。对于1μm的互连宽度上升时间从大约800皮秒到880皮秒之间变化，对于2.5μm的互连宽度上升时间从大约730皮秒到825皮秒之间变化。
因此，根据本发明的一实施例提供了一种向配置在平面阵列中的多个信号目的地提供信号的方法，该方法包括：将所有信号目的地与至少一个导电元件电连接；基本同时将该信号提供给沿平面阵列的周界以及沿矩形的对角线的信号目的地。
任选地，沿矩形的对角线提供信号包括将信号提供给沿基本同一矩形的两条对角线的信号目的地。任选地，该矩形基本上是外切矩形。任选地，该矩形基本上是内接矩形。
在本发明的一些实施例中，该至少一个导电元件基本上是平面的。任选地，该至少一个导电元件具有含有与x轴平行的第一和第二条边以及和正交的y轴平行的第三和第四条边的矩形周界。另外地或另选地，该至少一个导体包括与信号目的地的阵列平面平行的连续平面导电板。
在本发明的一些实施例中，该至少一个导体包括与信号目的地的平面阵列平行的平面等间隔线性导体xy网格。
在本发明的一些实施例中，该至少一个导体包括与信号目的地的平面阵列平行的平面等间隔线性导体xy网格。任选地，该xy网格具有含有与网格的x轴平行的第一和第二条边以及和网格的y轴平行的第三和第四条边的矩形周界。另外地或另选地，该周界的各边与划定信号目的地的平面阵列边界的矩形平行。任选地，将信号提供给沿周界的信号目的地包括将信号提供给沿导电元件的矩形周界的每一条边的接触区域处的至少一个导电元件。任选地，该接触区域基本上是围绕周界等间隔的。
在本发明的一些实施例中，将信号提供给沿外切矩形的对角线的信号目的地包括将信号提供给沿至少一个导电元件的矩形周界的对角线的接触区域处的至少一个导电元件。任选地，该接触区域基本上是沿对角线等间隔的。
在本发明的一些实施例中，将信号提供给接触区域包括将第一信号驱动器的输出连接到接触区域并且控制该第一信号驱动器在该输出处提供信号。任选地，控制该第一信号驱动器包括用基本相同长度的信号路径将第一信号驱动器中的每一个连接到不同的第二信号驱动器并且控制该第二信号驱动器同时将信号传输到其相应的第一信号驱动器。任选地，该第二信号驱动器沿该至少一个导电元件的矩形周界的第三和第四条边定位。
任选地，电连接包括将沿该至少一个导电元件的周界的第三和第四条边的每一第一驱动器分别电连接到沿该周界的第四和第三条边的第二驱动器。
任选地，将沿第三或第四条边的第一驱动器分别连接到沿第四或第三条边的第二驱动器包括用基本与x轴平行的直线导体将其连接。
在本发明的一些实施例中，电连接包括将沿该至少一个导电元件的周界的第一和第二条边的每一第一驱动器分别连接电到沿第三和第四条边的第二驱动器。任选地，将沿该周界的第一和第二条边的每一第一驱动器电连接到第二驱动器包括将每一第一驱动器连接到不同的第二驱动器。任选地，将沿第一和第二条边的每一第一驱动器分别电连接到沿第三和第四条边的不同的第二驱动器包括用基本与信号目的地的平面阵列平行的直线导体将其连接。任选地，将沿第一和第二条边的第一驱动器分别电连接到沿第三和第四条边的第二驱动器包括用从第一驱动器附近区域延伸的、与y轴平行的直线导体将每一第一驱动器连接到第二驱动器，该直线导体同从第二驱动器附近区域延伸的、与x轴平行的第二直线导体相遇。任选地，与x轴和y轴平行的、将沿第一条边的第一驱动器连接到沿第三条边的第二驱动器的导体的相遇区域基本沿着由相对于x和y轴的具有绝对值1的斜率来表征的同一直线。另外地或另选地，与x轴和y轴平行的、将沿第二条边的第一驱动器连接到沿第四条边的第二驱动器的导体的相遇区域基本沿着由相对于x和y轴的具有绝对值1的斜率来表征的同一直线。
在本发明的一些实施例中，信号目的地的平面阵列包括信号目的地行和列的矩形阵列。任选地，信号目的地是光敏面中的像素。
根据本发明的一实施例，还提供了包括配置在平面阵列中的多个信号目的地的装置，该装置包括：电连接所有信号目的的至少一个导电元件；基本同时将信号提供给沿平面阵列的周界以及沿矩形对角线的信号目的地的至少一个信号源。
任选地，该对角线基本上是同一矩形的对角线。任选地，该矩形基本上是外切矩形。任选地，该矩形基本上是内接矩形。
在本发明的一些实施例中，该至少一个导电元件基本上是平面的。任选地，该至少一个导电元件具有含有与x轴平行的第一和第二条边以及与正交的y轴平行的第三和第四条边的矩形周界。另外地或另选地，该至少一个导体包括与信号目的地阵列的平面平行的连续平面导电板。任选地，该至少一个导体包括与信号目的地的平面阵列平行的平面等间隔线性导体xy网格。
在本发明的一些实施例中，该至少一个导体包括与信号目的地的平面阵列平行的平面等间隔线性导体xy网格。任选地，该xy网格具有含有与网格的x轴平行的第一和第二条边以及与网格的y轴平行的第三和第四条边的矩形周界。另外地或另选地，该周界的各边与划定信号目的地的平面阵列边界的矩形平行。任选地，该至少一个信号源将信号提供给沿该导电元件的矩形周界的每一条边的接触区域处的该至少一个导电元件。任选地，该接触区域基本上是围绕周界等间隔的。
在本发明的一些实施例中，该至少一个信号源将信号提供给沿该至少一个导电元件的矩形周界的对角线的接触区域处的该至少一个导电元件。任选地，该接触区域基本上是沿对角线等间隔的。
在本发明的一些实施例中，该至少一个信号源包括对应于每一接触区域的、含有电连接到该接触区域的输出的第一信号驱动器。任选地，该至少一个信号源包括用基本相同长度的信号路径连接到每一第一信号驱动器的不同的第二信号驱动器。任选地，该第二信号驱动器沿该至少一个导电元件的矩形周界的第三和第四条边定位。任选地，沿该至少一个导电元件的周界的第三和第四条边的每一第一驱动器分别电连接到沿该周界的第四和第三条边的第二驱动器。任选地，沿第三或第四条边的第一驱动器用基本与x轴平行的直线导体分别电连接到沿第四或第三条边的第二驱动器。任选地，沿该至少一个导电元件的周界的第一和第二条边的每一第一驱动器分别电连接到沿第三和第四条边的第二驱动器。任选地，沿该周界的第一和第二条边的每一第一驱动器电连接到不同的第二驱动器。任选地，沿第一和第二条边的每一第一驱动器用基本与信号目的地的平面阵列平行的直线导体分别电连接到沿第三和第四条边的第二驱动器。任选地，沿第一和第二条边的第一驱动器用从第一驱动器附近区域延伸的、与y轴平行的直线导体分别电连接到沿第三和第四条边的第二驱动器，该直线导体与从第二驱动器附近区域延伸的、与x轴平行的第二直线导体相遇。任选地，与x轴和y轴平行的、将沿第一条边的第一驱动器连接到沿第三条边的第二驱动器的导体的相遇区域基本沿着由相对于x和y轴的具有绝对值1的斜率来表征的同一直线。另外地或另选地，与x轴和y轴平行的、将沿第二条边的第一驱动器连接到沿第四条边的第二驱动器的导体的相遇区域基本沿着由相对于x和y轴的具有绝对值1的斜率来表征的同一直线。
在本发明的一些实施例中，信号目的地的平面阵列包括信号目的地行和列的矩形阵列。任选地，该信号目的地是光敏面中的像素。
附图简述
以下参考此处的附图描述说明本发明的各实施例的示例。在附图中，在不止一张图中出现的相同的结构、元件或部件一般在他们出现的所有图中用相同的标号标记。图中所示的组件和特征的尺寸一般是为了方便和清楚呈现而选择的，并且不一定按比例显示。各图在以下列出。
图1示意性地示出根据本发明的一实施例，在包括像素阵列的示例性图像传感器中的前置驱动器和前端驱动器的位置；
图2a、2b、2c和2d示意性地示出根据本发明的一实施例，图1的示例性图像传感器中的前置驱动器和前端驱动器的互连；
图3示意性地示出根据本发明的一实施例，包含在图1的示例性图像传感器中的光敏面；以及，
图4示意性地示出根据本发明的一实施例，对于2μm互连宽度的模拟选通信号以及典型工艺角TT在全部像素阵列中时滞的分布的3D图形表示。
详细描述
参考图1，其示意性地示出根据本发明的一实施例，包含在设备100中的元件106的示例性阵列105，其中所施加的信号可基本同时被该阵列中的所有元件接收。
阵列105被示为包含16x12个元件的矩形阵列，但阵列105可任选地是圆形、或是适合于构成元件阵列的某一其他几何形状。使用词语“矩形”或“矩形的”来包括方形直角四边形以及两条边不等的直角四边形。阵列105表示320x240个元件(76800个元件)的阵列，但阵列105可任选地包括更多或更少元件，并且可表示带有多于或少于76800个元件的阵列。
元件106通过互连矩阵107彼此连接。元件106由电路驱动器(未示出)驱动，每一电路驱动器包括串联的前置驱动器和前端驱动器。根据本发明的一实施例，该电路驱动器相对于阵列105定位从而使得前置驱动器和前端驱动器之间的互连长度基本相同。因此，所有电路驱动器中的信号传播延迟基本相同，并且结果，各元件之间的时滞时间被大大降低。
前端驱动器被外围地连接到沿阵列105的边101、102、103和104的互连矩阵上的连接点；例如，边101上的连接点171、边102上的连接点151、边103上的连接点121、以及边104上的连接点161。任选地定位在阵列105内部的前端驱动器被连接到基本沿阵列的对角线定位的互连矩阵上的连接点。连接点由圈示出，例如圈195。在阵列105的四个角上由″X″标记的连接点199是断开连接的。
对于具有在大约0.5cm和大约1cm之间的边的矩形阵列，发明人已确定每一边或每一对角线的前端驱动器的数量有利地等于大约18和大约30之间。任选地，前端驱动器的数量在大约20和27之间。
参考图2，其示意性地示出根据本发明的一实施例，构成光敏面205的示例性图像传感器200。光敏面205任选地包括320x240个像素的阵列，该阵列与图1中示出的阵列105相同或基本相似。任选地，光敏面205可包括多于或少于76800个像素，并且可任选地是任何几何形状。根据本发明的一实施例，光敏面205适用于从选通信号源接收选通信号并在全部像素阵列中分发该信号从而使得时滞时间相对较小。因此，该选通信号基本同时触发全部像素的操作。全部像素的基本同时操作导致图像传感器200对于对象的3D图像的改进的、统一的获取。
光敏面205中的像素被连接到电路驱动器，每一电路驱动器包括串联的前置驱动器和前端驱动器，前置驱动器在附图中被示为带有鳍状尾巴的五边形，前端驱动器在附图中被示为五边形。该电路驱动器适用于将选通信号从信号源(未示出)传输到光敏面205上的每一像素。该选通信号是使用时钟二叉树同时向各前置驱动器传递的。该前置驱动器和前端驱动器任选地是三级反相驱动器，其第一级具有相对较低的输入电容。前置驱动器210(用实线周界示出)、241(用虚线周界示出)、以及280(用实阴影示出)沿光敏面205的边201定位，而相对地沿光敏面205的边202定位的是前置驱动器215(用实线阴影示出)、240(用对角线阴影示出)、以及281(用阴影线周界示出)。外围地围绕光敏面205定位的是前端驱动器；沿边201的前端驱动器270(用对角线阴影示出)；沿边203的前端驱动器220(用实阴影示出)；沿边202的前端驱动器250(用虚线周界示出)；以及沿边204的前端驱动器260(用阴影线周界示出)。位于光敏面205内部、基本沿着阵列的对角线的是前端驱动器290(用实线周界和实线阴影示出)。
图像传感器200是任选地使用CMOS技术制造的，但在本发明的一些实施例中，图像传感器200可使用诸如例如CCD技术等适合于图像传感器的其他技术来制造。
参考图3A、3B、和3C，其示意性地示出根据本发明的实施例，图2的示例性图像传感器200中的前置驱动器和前端驱动器的互连。根据本发明的一实施例，前置驱动器到前端驱动器的连接是通过相等长度互连完成的，并且其相对于光敏面205的位置导致选通信号基本同时到达像素阵列中的每一像素。各像素之间的时滞时间被大大降低。
在图3A中，互连被示为将沿边201定位的前置驱动器210连接到位于光敏面205的内部、基本沿阵列的对角线的前端驱动器290。根据本发明的一实施例，所有互连的物理长度基本相同。例如，从与前置驱动器210相关联的前置驱动器211延伸到与前端驱动器290相关联的前端驱动器291的互连255，以及从与前置驱动器215相关联的前置驱动器212延伸到与前端驱动器290相关联的前端驱动器292的互连256具有基本相同的长度。与互连256和256具有相等长度的是互连265、266、267、268、以及269，其表示将所有其他前置驱动器215和210连接到所有其他前端驱动器290的所有其他互连。
在图3B中，互连被示为将沿边201定位的前置驱动器241连接到相对地沿边202定位的前端驱动器250，并且将沿边202定位的前置驱动器240连接到相对地沿边201定位的前端驱动器270。根据本发明的一实施例，各互连的物理长度基本相同。例如，从与前置驱动器241相关联的前置驱动器243延伸到与前端驱动器250相关联的前端驱动器251的互连257，以及从与前置驱动器240相关联的前置驱动器242延伸到与前端驱动器270相关联的前端驱动器271的互连258具有基本相同的长度。与互连257和258具有相等长度的是互连262、263、以及264，其表示分别将所有其他前置驱动器241和242连接到所有其他前端驱动器250和270的所有其他互连。
在图3C中，互连被示为将沿边201定位的前置驱动器280连接到相邻地沿边203定位的前端驱动器220，并且将沿边202定位的前置驱动器281连接到相邻地沿边204定位的前端驱动器260。根据本发明的一实施例，各互连的物理长度基本相同。例如，从与前置驱动器280相关联的前置驱动器282延伸到与前端驱动器220相关联的前端驱动器221的互连209，以及从与前置驱动器280相关联的前置驱动器285延伸到与前端驱动器260相关联的前端驱动器261的互连207具有基本相同的长度。与互连207和209具有相等长度的是互连208、206、以及261，其表示分别将所有其他前置驱动器280和281连接到所有其他前端驱动器220和260的所有其他互连。
发明人使用了测试台模型来模拟在CMOS图像传感器中的像素阵列和选通信号。CMOS图像传感器包括QVGA(320x 240个像素)像素阵列。使用M1以上的M2金属层以及TT、SS、FF、SF、和FS工艺角对在1μm到2.5μm之间变化的互连宽度完成多次仿真。参考图4，其示意性地示出根据本发明的一实施例，对于2μm的互连宽度的模拟选通信号以及典型的工艺角TT在全部像素阵列中时滞的分布的3D图形表示。
本领域的技术人员可以理解，对于图1中105处示出的元件阵列的配置可以具有不限于图像获取的许多不同应用。根据本发明的一些实施例，所公开的配置可用于要求基本同时将信号施加到元件阵列中、或任选地施加到点阵列中的任何应用中。另外地或另选地，根据本发明的一些实施例，元件阵列或点阵列可被包含在表面上。根据本发明的一些实施例，不同应用的示例可以是在适用于基本同时向元件阵列和/或设备阵列发送或任选地激活信号的显示设备以及信令/控制设备中。
在本发明的各实施例的说明书以及权利要求书中，词语“包含”、“包括”和“具有”中的每一个及其形式都不一定限于与该词相关联的列表中的各成员。
已经使用本发明各实施例的各种详细描述来描述了本发明，这些实施例是作为示例来提供的，并且不旨在限制本发明的范围。所描述的实施例可包括不同特征，并非所有特征都是本发明的所有实施例所需的。本发明的一些实施例只利用部分特征或特征的可能组合。本领域的技术人员会想到所描述的本发明的各实施例的变型以及本发明的各实施例包括在所描述的各实施例中注明的特征的不同组合。

Claims (60)

1.一种向配置在平面阵列中的多个信号目的地提供信号的方法，所述方法包括：
将所有信号目的地与至少一个导电元件电连接；以及
基本同时将所述信号提供给基本沿所述平面阵列的周界以及沿矩形的对角线的信号目的地。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，沿矩形的对角线提供所述信号包括将所述信号提供给沿基本同一矩形的两条对角线的信号目的地。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述矩形基本上是外切矩形。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述矩形基本上是内接矩形。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个导电元件基本上是平面的。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少一个导电元件具有含有与x轴平行的第一和第二条边以及与正交的y轴平行的第三和第四条边的矩形周界。
7.如权利要求5或权利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少一个导体包括与信号目的地的阵列的平面平行的连续平面导电板。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个导体包括与信号目的地的平面阵列平行的平面等间隔线性导体xy网格。
9.如权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个导体包括与信号目的地的平面阵列平行的平面等间隔线性导体xy网格。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述xy网格具有含有与所述网格的x轴平行的第一和第二条边以及与所述网格的y轴平行的第三和第四条边的矩形周界。
11.如权利要求6或权利要求10所述的方法，其特征在于，所述周界的各边与划定信号目的地的平面阵列边界的矩形平行。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，将所述信号提供给沿所述周界的信号目的地包括将所述信号提供给沿所述导电元件的矩形周界的每一条边的接触区域处的所述至少一个导电元件。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述接触区域基本上是围绕所述周界等间隔的。
14.如权利要求12或权利要求13所述的方法，其特征在于，每一条边的接触区域的数量在大约18和30之间。
15.如权利要求12或权利要求13所述的方法，其特征在于，每一条边的接触区域的数量在大约20和27之间。
16.如权利要求11-15中任一项所述的方法，其特征在于，将所述信号提供给沿所述外切矩形的对角线的信号目的地包括将所述信号提供给沿所述至少一个导电元件的矩形周界的对角线的接触区域处的所述至少一个导电元件。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述接触区域基本上是沿所述对角线等间隔的。
18.如权利要求16或权利要求17所述的方法，其特征在于，每一条对角线的接触区域的数量在大约18和30之间。
19.如权利要求12或权利要求13所述的方法，其特征在于，每一条对角线的接触区域的数量在大约20和25之间。
20.如权利要求12-19中任一项所述的方法，其特征在于，将所述信号提供给接触区域包括将第一信号驱动器的输出连接到所述接触区域并且控制所述第一信号驱动器在所述输出处提供所述信号。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，控制所述第一信号驱动器包括用基本相同长度的信号路径将每一第一信号驱动器连接到不同的第二信号驱动器并且控制所述第二信号驱动器同时将所述信号传输到其相应的第一信号驱动器。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述第二信号驱动器沿所述至少一个导电元件的矩形周界的第三和第四条边定位。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法包括将沿所述至少一个导电元件的周界的第三和第四条边的每一第一驱动器分别电连接到沿所述周界的第四和第三条边的第二驱动器。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，将沿第三或第四条边的第一驱动器分别连接到沿第四或第三条边的第二驱动器包括用基本与x轴平行的直线导体将其连接。
25.如权利要求22-24中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括将沿所述至少一个导电元件的周界的第一和第二条边的每一第一驱动器分别电连接到沿所述第三和第四条边的第二驱动器。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，将沿所述周界的第一和第二条边的每一第一驱动器电连接到第二驱动器包括将每一第一驱动器连接到不同的第二驱动器。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，将沿所述第一和第二条边的每一第一驱动器分别电连接到沿所述第三和第四条边的不同第二驱动器包括用基本与信号目的地的平面阵列平行的直线导体将其连接。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，将沿所述第一和第二条边的第一驱动器分别电连接到沿所述第三和第四条边的第二驱动器包括用从所述第一驱动器附近区域延伸的、与y轴平行的直线导体将每一第一驱动器连接到第二驱动器，所述直线导体与从所述第二驱动器附近区域延伸的、与x轴平行的第二直线导体相遇。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，与x轴和y轴平行的、将沿所述第一条边的第一驱动器连接到沿所述第三条边的第二驱动器的导体的相遇区域基本沿着由相对于x和y轴的具有绝对值1的斜率来表征的同一直线。
30.如权利要求28或权利要求29所述的方法，其特征在于，与x轴和y轴平行的、将沿所述第二条边的第一驱动器连接到沿所述第四条边的第二驱动器的导体的相遇区域基本沿着由相对于x和y轴的具有绝对值1的斜率来表征的同一直线。
31.如之前任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述信号目的地的平面阵列包括信号目的地行和列的矩形阵列。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述信号目的地是光敏面中的像素。
33.一种包括配置在平面阵列中的多个信号目的地的装置，所述装置包括：
电连接所有信号目的地的至少一个导电元件；
基本同时将信号提供给沿所述平面阵列的周界以及沿矩形对角线的信号目的地的至少一个信号源。
34.如权利要求33所述的装置，其特征在于，所述对角线基本上是同一矩形的对角线。
35.如权利要求34所述的装置，其特征在于，所述矩形基本上是外切矩形。
36.如权利要求35所述的装置，其特征在于，所述矩形基本上是内接矩形。
37.如权利要求33-36中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个导电元件基本上是平面的。
38.如权利要求37所述的装置，其特征在于，所述至少一个导电元件具有含有与x轴平行的第一和第二条边以及与正交的y轴平行的第三和第四条边的矩形周界。
39.如权利要求37或权利要求38所述的装置，其特征在于，所述至少一个导体包括与信号目的地的阵列的平面平行的连续平面导电板。
40.如权利要求33所述的装置，其特征在于，所述至少一个导体包括与信号目的地的平面阵列平行的平面等间隔线性导体xy网格。
41.如权利要求34-36中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个导体包括与信号目的地的平面阵列平行的平面等间隔线性导体xy网格。
42.如权利要求41所述的装置，其特征在于，所述xy网格具有含有与所述网格的x轴平行的第一和第二条边以及与所述网格的y轴平行的第三和第四条边的矩形周界。
43.如权利要求38或权利要求42所述的装置，其特征在于，所述周界的各边与划定信号目的地的平面阵列边界的矩形平行。
44.如权利要求43所述的装置，其特征在于，所述至少一个信号源将所述信号提供给沿所述导电元件的矩形周界的各边中的每一条边的接触区域处的所述至少一个导电元件。
45.如权利要求44所述的装置，其特征在于，所述接触区域基本上是围绕所述周界等间隔的。
46.如权利要求43-45中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个信号源将所述信号提供给沿所述至少一个导电元件的矩形周界对角线的接触区域处的所述至少一个导电元件。
47.如权利要求46所述的装置，其特征在于，所述接触区域基本上是沿所述对角线等间隔的。
48.如权利要求44-47中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个信号源包括对应于每一接触区域的、含有电连接到所述接触区域的输出的第一信号驱动器。
49.如权利要求48所述的装置，其特征在于，所述至少一个信号源包括用基本相同长度的信号路径连接到每一第一信号驱动器的不同的第二信号驱动器。
50.如权利要求49所述的装置，其特征在于，所述第二信号驱动器沿所述至少一个导电元件的矩形周界的第三和第四条边定位。
51.如权利要求50所述的装置，其特征在于，沿所述至少一个导电元件的周界的第三和第四条边的每一第一驱动器分别电连接到沿所述周界的第四和第三条边的第二驱动器。
52.如权利要求51所述的装置，其特征在于，沿所述第三或第四条边的第一驱动器用基本与x轴平行的直线导体分别电连接到沿所述第四或第三条边的第二驱动器。
53.如权利要求50-52中任一项所述的装置，其特征在于，沿所述至少一个导电元件的周界的第一和第二条边的每一第一驱动器分别电连接到沿所述第三和第四条边的第二驱动器。
54.如权利要求53所述的装置，其特征在于，沿所述周界的第一和第二条边的每一第一驱动器电连接到不同的第二驱动器。
55.如权利要求54所述的装置，其特征在于，沿所述第一和第二条边的每一第一驱动器用基本与信号目的地的平面阵列平行的直线导体分别电连接到沿所述第三和第四条边的第二驱动器。
56.如权利要求55所述的装置，其特征在于，沿所述第一和第二条边的每一第一驱动器通过从所述第一驱动器附近区域延伸、与y轴平行的直线导体分别电连接到沿所述第三和第四条边的第二驱动器，所述直线导体与从所述第二驱动器附近区域延伸的、与x轴平行的第二直线导体相遇。
57.如权利要求56所述的装置，其特征在于，与x轴和y轴平行的、将沿所述第一条边的第一驱动器连接到沿所述第三条边的第二驱动器的导体的相遇区域基本沿着由相对于x和y轴的具有绝对值1的斜率来表征的同一直线。
58.如权利要求56或权利要求57所述的装置，其特征在于，与x轴和y轴平行的、将沿所述第二条边的第一驱动器连接到沿所述第四条边的第二驱动器的导体的相遇区域基本沿着由相对于x和y轴的具有绝对值1的斜率来表征的同一直线。
59.如权利要求33-58中任一项所述的装置，其特征在于，所述信号目的地的平面阵列包括信号目的地行和列的矩形阵列。
60.如权利要求59所述的装置，其特征在于，所述信号目的地是光敏面中的像素。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104683710A (zh) * 2013-11-28 2015-06-03 三星电子株式会社 图像传感器和驱动图像传感器的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1201927A (zh) * 1997-06-10 1998-12-16 日本电气株式会社 一种时钟生成电路
US20030052724A1 (en) * 2001-09-18 2003-03-20 Nec Corporation Clock signal distribution circuit
US20070025493A1 (en) * 2005-06-30 2007-02-01 Scott Pitkethly Clock signal distribution system and method

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2695078B2 (ja) * 1991-06-10 1997-12-24 株式会社東芝 データ処理装置クロック信号の分配方法
US5656963A (en) * 1995-09-08 1997-08-12 International Business Machines Corporation Clock distribution network for reducing clock skew
US6651224B1 (en) * 1998-01-26 2003-11-18 Fujitsu Limited Method of optimizing signal lines within circuit, optimizing apparatus, recording medium having stored therein optimizing program, and method of designing circuit and recording medium having stored therein program for designing circuit
ES2194302T3 (es) * 1998-02-08 2003-11-16 3Dv Systems Ltd Obturador optico de imagen de gran apertura.
US6311313B1 (en) * 1998-12-29 2001-10-30 International Business Machines Corporation X-Y grid tree clock distribution network with tunable tree and grid networks
US6205571B1 (en) * 1998-12-29 2001-03-20 International Business Machines Corporation X-Y grid tree tuning method
US6204713B1 (en) * 1999-01-04 2001-03-20 International Business Machines Corporation Method and apparatus for routing low-skew clock networks
US6255884B1 (en) * 2000-02-16 2001-07-03 Pairgain Technologies, Inc. Uniform clock timing circuit
JP2002312414A (ja) * 2001-04-13 2002-10-25 Toshiba Corp 半導体集積回路装置のレイアウト設計システム、配線設計方法、配線設計プログラム及び半導体集積回路装置の製造方法
US6538957B2 (en) * 2001-05-14 2003-03-25 Sony Computer Entertainment America Inc. Apparatus and method for distributing a clock signal on a large scale integrated circuit
US7117470B1 (en) * 2003-10-10 2006-10-03 Cadence Design Systems, Inc. Method and system for distributing clock signals on non Manhattan semiconductor integrated circuits
JP4337779B2 (ja) * 2004-07-01 2009-09-30 ソニー株式会社 物理情報取得方法および物理情報取得装置並びに物理量分布検知の半導体装置
US7661086B1 (en) * 2005-06-30 2010-02-09 Scott Pitkethly Enhanced clock signal flexible distribution system and method
US7475374B1 (en) * 2005-12-20 2009-01-06 Advanced Micro Devices, Inc. Clock grid driven by virtual leaf drivers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1201927A (zh) * 1997-06-10 1998-12-16 日本电气株式会社 一种时钟生成电路
US20030052724A1 (en) * 2001-09-18 2003-03-20 Nec Corporation Clock signal distribution circuit
US20070025493A1 (en) * 2005-06-30 2007-02-01 Scott Pitkethly Clock signal distribution system and method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104683710A (zh) * 2013-11-28 2015-06-03 三星电子株式会社 图像传感器和驱动图像传感器的方法
CN104683710B (zh) * 2013-11-28 2019-06-07 三星电子株式会社 图像传感器和驱动图像传感器的方法

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