CN104683710A - 图像传感器和驱动图像传感器的方法 - Google Patents

图像传感器和驱动图像传感器的方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种图像传感器和驱动图像传感器的方法。图像传感器包括像素阵列。所述图像传感器可包括：光电转换装置，在多个像素的每个像素中根据光电转换产生电荷；所述多个像素的每个像素的快门，根据驱动信号控制产生的电荷的移动；驱动线，连接像素阵列的所述多个像素的所有像素的快门，其中，驱动信号通过所述驱动线传输；多个驱动缓冲器，将驱动信号施加到驱动线。

Description

图像传感器和驱动图像传感器的方法
本申请要求于2013年11月28日在韩国知识产权局提交的第10-2013-0146665号韩国专利申请的优先权权益，该申请的公开通过引用全部包含于此。
技术领域
实施例涉及一种图像传感器和驱动图像传感器的方法。
背景技术
图像传感器是从外部接收光、对接收的光执行光电转换并从产生的电荷产生图像信号的装置。传统的图像传感器包括使用电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)的图像传感器。
图像传感器包括由多个像素组成的像素阵列。每个像素都设置有执行光电转换的光电转换装置(诸如光电二极管)。为了检测由每个像素的光电转换装置产生的电荷，在每个像素中设置用于控制由光电转换装置产生的电荷的移动的快门。快门根据驱动快门的驱动信号而打开和关闭，从而可控制电荷的移动。
为了获得高质量图像，通过在短时间内充分打开快门来移动电荷。具体地说，对于用于拍摄高速连拍或三维(3D)图像的相机的图像传感器，每个像素的快门的打开和关闭被快速执行。为此，用于驱动快门的驱动信号可以以高频(电压)信号的形式被施加到快门。然而，根据图像传感器的特性，快门的开关操作会发生延迟，因此可能不能正常地执行快门的开关操作。
发明内容
在一个或更多个实施例的一方面，提供一种执行没有延迟的高速开关操作的图像传感器以及驱动该图像传感器的方法，其中，图像传感器的每个像素的快门控制在每个像素中产生的电荷的移动。
在一个或更多个实施例的一方面，提供一种包括像素阵列的图像传感器，所述图像传感器包括：光电转换装置，在多个像素的每个像素中根据光电转换产生电荷；所述多个像素的每个像素的快门，根据驱动信号控制产生的电荷的移动；驱动线，连接像素阵列的所述多个像素的所有像素的快门，其中，驱动信号通过所述驱动线传输；多个驱动缓冲器，将驱动信号施加到驱动线。
在一个或更多个实施例的一方面，提供一种图像传感器，包括：多个子像素阵列电路，根据第一驱动信号被驱动；第一驱动线，连接所述多个子像素阵列电路，其中，驱动信号通过第一驱动线传输；多个第一驱动缓冲器，将第一驱动信号施加到驱动线。
在一个或更多个实施例的一方面，提供一种驱动包括像素阵列的图像传感器的方法，所述方法包括：在多个像素的每个像素中根据光电转换产生电荷；产生用于驱动所述多个像素的每个像素的快门的驱动信号，所述快门控制产生的电荷的移动；通过使用多个驱动缓冲器将驱动信号施加到连接像素阵列的所述多个像素的所有像素的快门的驱动线；通过驱动线将驱动信号传输到所述多个像素的每个像素的快门。
在一个或更多个实施例的一方面，提供一种包括具有多个像素的像素阵列的图像传感器，所述图像传感器包括：光电转换装置，在每个像素中，根据光电转换产生电荷；用于每个像素的多个快门，控制产生的电荷的移动；网格形状的多条驱动线，其中，驱动线的数量与每个像素中的快门的数量成比例，其中，每条驱动线接收相应驱动信号以控制产生的电荷的移动，其中，每条驱动线将像素阵列的一个像素的一个快门连接到每个其它像素中的一个快门；用于每条驱动线的多个驱动缓冲器，将相应驱动信号施加到相应驱动线。
在一个或更多个实施例的一方面，提供一种包括像素阵列的图像传感器，所述图像传感器包括：光电转换装置，在多个像素的每个像素中，根据光电转换产生电荷；第一快门和第二快门，在所述多个像素的每个像素中，根据第一驱动信号和第二驱动信号控制产生的电荷的移动；第一驱动线，连接像素阵列的所述多个像素的所有像素的第一快门，其中，第一驱动信号通过第一驱动线传输；第二驱动线，连接像素阵列的所述多个像素的所有像素的第二快门，其中，第二驱动信号通过第二驱动线传输；多个第一驱动缓冲器，将第一驱动信号施加到第一驱动线；多个第二驱动缓冲器，将第二驱动信号施加到第二驱动线。
附图说明
从下面结合附图的实施例的描述中，这些和/或其它方面将变得清楚和更易于理解，在附图中：
图1是包括在图像传感器中的像素的像素电路；
图2是用于解释现有技术的图像传感器中的像素阵列的快门连接的框图；
图3是用于解释当在图2的图像传感器中，特定像素的快门被开关时施加的驱动电压的变化的曲线图；
图4是通过使用电阻器和电容器来对图2的图像传感器中的像素阵列的一行中的快门连接进行建模而获得的等效电路；
图5是包括在三维(3D)图像传感器中的特定像素的像素电路；
图6是用于解释图像传感器的像素阵列的一行的快门的双向驱动方法的电路图；
图7是用于解释根据实施例的图像传感器的结构和布局的示图；
图8是用于解释根据实施例的图像传感器的结构和布局的示图；
图9示出实施例的图像传感器和现有技术的图像传感器的快门开关操作之间的比较；
图10是用于解释根据实施例的图像传感器的结构和布局的示图；
图11是用于解释根据实施例的驱动图像传感器的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参照实施例，实施例的示例在附图中示出，其中相同标号始终表示相同元件。实施例可以具有不同形式，且不应被解释为受限于在此阐述的描述。因此，以下仅通过参照附图描述实施例来解释本描述的多个方面。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个关联列出的项目的任意和所有组合。诸如位于一列元件之后的“……中的至少一个”的表述修饰整列元件而不修饰列表中的单个元件。
诸如“包括”或“包含”的术语可不被解释为必须包括在说明书中描述的任意和全部组成元件或步骤，而是可被解释为排除一些组成元件或步骤或者还包括附加的组成元件或步骤。
诸如“第一”和“第二”的术语在此仅用于描述多个组成元件，但是组成元件不被术语限制。这样的术语仅用于将一个组成元件与另一个组成元件区分开来的目的。
实施例涉及一种图像传感器和驱动该图像传感器的方法。可以省略本领域普通技术人员公知且与一个或更多个实施例相关的设备和方法的详细描述。
图1是包括在图像传感器中的像素的像素电路。本领域普通技术人员将理解，除了在图1中示出的组成元件之外还可存在其它常用组成元件。
参照图1，包括在图像传感器中的像素10的像素电路可包括光电二极管和多个晶体管。光电二极管是可以接收光、将光转换为电荷并对电荷进行积累的光电转换装置12。每个晶体管是根据信号使电荷移动或阻止电荷的移动的开关装置。
如图1所示，在包括在图像传感器中的像素10的像素电路中，光电二极管可用作的光电转换装置12。光电二极管可以是掩埋型光电二极管(PPD：pinned photodiode)。参照图1，光电转换装置12连接到晶体管中的任意一个。连接到光电转换装置12的晶体管被称为快门14。快门14可用作开关，根据光电转换产生的电荷可根据输入到快门14的栅极的栅极电压TX而经由快门14移动到读出电路。作为示例，对于CMOS图像传感器，电荷可经由由图1中示出的一个晶体管形成的快门14移动到浮置扩散(FD)节点。重置信号RST和选择信号SEL可被施加到图像传感器的每个像素10。然后，通过连接到FD节点的电压缓冲器读取FD节点的电压，从而测量电荷的量。虽然使用CMOS图像传感器作为示例，但是实施例还包括诸如电荷耦合器件(CCD)的其它图像传感器。
由于快门14的开/关切换操作每帧执行一次，因此通常使用低频电压作为快门14的栅极电压TX。然而，当需要高速连拍时，通过高频电压驱动快门14。例如，在采用用于三维(3D)成像的飞行时间(TOF)方法的图像传感器中，可将被调制为10MHz或更高频率的正弦波或方波的驱动信号施加到快门14。因此，快门14能够进行高速开关，从而快门14不仅能够通过低频驱动信号操作，还能够通过高频驱动信号操作。
图2是用于解释现有技术的图像传感器50中的像素阵列20的快门连接的框图。
参照图2，现有技术的图像传感器50可包括由像素10形成的像素阵列20、多条驱动线30、多个驱动缓冲器40和行解码器45。形成像素阵列20的每个像素10包括快门14。
如图2中所示，多个驱动缓冲器40之一经由多条驱动线30之一来驱动布置在M×N像素阵列20的同一行中的像素10的快门14。TX[0]、TX[1]和TX[N]表示施加到像素阵列20的每行的快门14的栅极电压。在现有技术的图像传感器50中，快门14针对像素阵列20的每行被操作。然而，在现有技术的图像传感器50中，快门14不针对像素阵列20的每列被操作。
图3是用于解释当在图2的图像传感器50中，特定像素10的快门14被开关时施加的驱动电压的变化的曲线图。
在图2的现有技术的图像传感器50中，如图3所示，经由驱动缓冲器40施加到特定像素10的快门14的驱动电压在延迟了预定时间之后达到预定电压电平。虽然期望施加到快门14的驱动电压在快门14打开的时间段t1内快速增加，从而保持预定电压电平，但是由于图像传感器50的特性使得快门14的开关操作不能快速执行。例如如图3的时间段t1中所示，延迟时间发生直到施加了用于快门14的开关操作的特定电平的电压，并且上升时间增加。当施加了高频信号的驱动电压时，快门14的开关周期减小，使得快门14的开关操作可能出现问题。更具体地说，由光电转换装置12产生的电荷没有被传送到FD节点或者在电荷被传送之前快门14再次闭合(关闭)。快门14的开关延迟的原因在于驱动线30的寄生电阻和寄生电容以及快门14的栅极电容，这将在下面参照图4和图5进行描述。
图4是通过使用电阻器和电容器对图2的图像传感器50中的像素阵列20的一行中的快门连接进行建模而获得的等效电路。
在图4中，以每个像素间距为WPIX[μm]的级联方式对快门连接进行建模。可以以电阻器rm[Ω/μm]和电容器cm[F/μm]的电路的级联对由金属或多晶硅实现的驱动线30进行建模。CG表示快门14的栅极电容。
在M×N像素阵列中，作为快门14的驱动信号的栅极电压TX的延迟时间td和上升时间tr可由以下等式表示：
td＝0.35rmWPIX(cmWPIX+CG)(1+2+...+M)
≈0.35rmWPIX(cmWPIX+CG)M2   [等式1]
tr＝3.14td    [等式2]
如以上等式所示，上升时间tr与延迟时间td成比例且随着驱动线30的长度增加、像素间距增加或像素数量增加而增加。这是由于上升时间tr受到驱动线30的寄生电阻和寄生电容以及快门14的栅极电容的影响。因此，当高频信号形式下的驱动信号被施加到高分辨率图像传感器中的快门14时，快门14无法被作为驱动信号的栅极电压TX完全开启(打开)，使得电荷的传送难以执行。
图5是包括在三维(3D)图像传感器中的特定像素的像素电路。本领域普通技术人员将理解，除了在图5中示出的组成元件之外还可以包括其它常用组成元件。
图5示出包括在基于TOF的图像传感器中的像素15的像素电路的结构和布局。
两个快门14连接到由掩埋型光电二极管(PPD)形成的一个光电转换装置12。栅极电压TX0和TX1被分别施加到两个快门14。两个快门14可被相位差约为180°的约10MHz或更高的高频信号驱动。当施加栅极电压TX0时，由光电转换装置12产生的电荷被移动到FD0节点。当施加栅极电压TX1时，由光电转换装置12产生的电荷被移动到FD1节点。
为了在开关周期的短时间内传送电荷，可如图5中所示增加栅极的宽度W。然而，随着栅极的宽度增加，栅极电容也增加。因此，当快门14的栅极电容CG如基于TOF的3D图像传感器中那样大时，会产生长延迟时间td或长上升时间tr。
如图4和图5中所示，对于高分辨率图像传感器或3D图像传感器，使用高频形式的驱动信号，但是由于高分辨率图像传感器或3D图像传感器的结构，使得驱动线30的寄生电阻和寄生电容或快门14的栅极电容增加，导致快门14的开关操作延迟。为了解决该问题，如图6中所示，在像素阵列20的一行的相对方向上施加驱动信号从而增加驱动力。
图6是用于解释图像传感器的像素阵列20的一行的快门的双向驱动方法的电路图。
如图6中所示，包括在像素阵列20的一行中的像素10的各个快门14连接到每条驱动线30。用于施加用于驱动快门14的驱动信号TX的驱动缓冲器40连接到每条驱动线30的相对端。与如图2中示出的现有技术的图像传感器50中的像素阵列20的快门14的连接相比，可以看出一个驱动缓冲器40被额外设置在图6的图像传感器50的像素阵列20的每行的右端。由于用于施加驱动信号TX的驱动缓冲器40在相对端被驱动，因此图6的图像传感器50可提供大驱动力。因此，与图2中的现有技术的图像传感器50相比可减少上升时间。
随着像素10的数量增加以及像素阵列20的尺寸增加，延迟时间td或上升时间tr也增加，这延长了延迟时间td或上升时间tr。根据图6的图像传感器50和驱动根据图6的图像传感器50的方法提供能够根据高频信号形式的驱动信号进行高速开关的快门14的结构和布局。
图7是用于解释根据实施例的图像传感器50的结构和布局的示图。本领域普通技术人员将理解，除了在图7中示出的组成元件之外还可以包括其它常用组成元件。
参照图7，图像传感器500可包括由多个像素100形成的像素阵列200、驱动线300、多个驱动缓冲器400。像素阵列200的每个像素100可包括光电转换装置120和快门140。
在每个像素100中，光电转换装置120可根据光电转换而产生和积累电荷。诸如掩埋型光电二极管的光电二极管可用作光电转换装置120。
快门140可根据驱动信号TX来控制由每个像素100的光电转换装置120产生的电荷的移动。快门140可以是诸如晶体管的开关装置，并可通过使用施加到晶体管的栅极的栅极电压作为驱动信号TX执行开关操作。快门140的开关操作可根据驱动信号TX的频率而执行。
驱动线300连接到像素阵列200的所有像素100的快门140，从而可通过驱动线300传输驱动信号TX。因此，通过驱动线300连接的快门140可根据驱动信号同时打开或关闭。驱动线300可将包括在像素阵列200的任意一行中的像素100的快门140电连接到包括在像素阵列200的其它行中的像素100的快门140。
驱动线300可具有预定数量的行和预定数量的列，并可具有网格形状，其中，任意一行可与所有列交叉并且任意一列可以与所有行交叉。
驱动缓冲器400可将驱动信号TX施加到驱动线300。例如，驱动缓冲器400可将驱动信号TX施加到驱动线300中的最外侧的线。驱动信号TX不仅可被施加到每条驱动线300的一端，还可在驱动线300中的最外侧的线的所有方向上被施加。例如，驱动缓冲器400可将驱动信号TX施加到网格形状的驱动线300的每行和每列的相对端。与将驱动信号施加到驱动线300的每行的一端和将驱动信号施加到驱动线300的每行的相对端相比，图像传感器500将驱动信号TX施加到网格形状的驱动线300的每行或每列的相对端，从而较大的驱动力可被施加到快门140。此外，驱动缓冲器400可将驱动信号TX施加到由网格形状的驱动线300的行和列形成的交叉点中的包括在最外侧的线中的交叉点。
驱动缓冲器400可沿着网格形状的驱动线300中的最外侧的线布置。驱动缓冲器400可形成围绕网格形状的驱动线300的围绕驱动器。例如，驱动缓冲器400可不仅布置在像素阵列200的左侧和右侧，还可布置在像素阵列200的上侧和下侧。例如，分辨率为1280×960像素的图像传感器可由分别设置在左侧和右侧的九百六十(960)个驱动缓冲器400以及分别设置在上侧和下侧的一千二百八十(1280)个驱动缓冲器400形成。驱动缓冲器400的数量可根据快门140的期望驱动频率而增加或减少。为了防止由于开关噪声引起的附加随机噪声，可通过使用护圈使驱动缓冲器400与外部分开并且驱动缓冲器400可使用单独的电源电压。
如图7中示出的连接像素阵列200的所有像素100的快门140的网格形状的驱动线300可具有如下效果：与图2和图4的现有技术的图像传感器50的驱动线30的电阻相比，获得相对小的电阻。图2和图4的现有技术的图像传感器50的驱动线30的电阻串联，而图像传感器500的驱动线300的电阻并联。
此外，将驱动信号TX施加到图7所示的网格形状的驱动线300的每行和每列的相对端的驱动缓冲器400可具有如下效果：与图2的将驱动信号施加到驱动线30的每行的一端的驱动缓冲器40的驱动力、以及图6的将驱动信号施加到驱动线30的每行的相对端的驱动缓冲器40的驱动力相比，获得相对大的驱动力。
因此，随着驱动线300的电阻减小并且驱动缓冲器400的驱动力增加，图7的图像传感器500可减少快门140的驱动期间的延迟时间和上升时间，从而即时被高频驱动信号驱动，快门140也可被正常驱动。当使用图7的图像传感器500时，可以在需要能够响应于高频驱动信号而操作的快门的设备(诸如高速相机)中有效地控制根据光电转换产生的电荷的移动。
图8是用于解释根据实施例的图像传感器550的结构和布局的示图。本领域普通技术人员将理解，除了图8中示出的组成元件之外，还可包括其它常用组成元件。
参照图8，图像传感器550可包括由多个像素150形成的像素阵列200。像素阵列200的每个像素150可包括光电转换装置120、第一快门142和第二快门144。一行中的像素150的第一快门142通过第一驱动线310连接，一行中的像素150的第二快门144通过第二驱动线320连接。第一驱动缓冲器410可通过第一驱动线310施加第一驱动信号TX0，第二驱动缓冲器420可通过第二驱动线320施加第二驱动信号TX1。
在每个像素150中，光电转换装置120可根据光电转换而产生和积累电荷。第一快门142可响应于第一驱动信号TX0，而控制由每个像素150的光电转换装置120产生的电荷的移动。第二快门144可响应于第二驱动信号TX1，而控制由每个像素150的光电转换装置120产生的电荷的移动。
第一驱动线310可连接像素阵列200的所有像素150的第一快门142并传输第一驱动信号TX0。因此，通过第一驱动线310连接的第一快门142可根据第一驱动信号TX0被同时打开或关闭。第二驱动线320可连接像素阵列200的所有像素150的第二快门144并传输第二驱动信号TX1。因此，通过第二驱动线320连接的第二快门144可根据第二驱动信号TX1被同时打开或关闭。第一驱动线310可将包括在像素阵列200的任意一行中的像素150的第一快门142连接到包括在像素阵列200的其它行中像素150的第一快门142。第二驱动线320可将包括在像素阵列200的任意一行中的像素150的第二快门144连接到包括在像素阵列200的其它行中像素150的第二快门144。
第一驱动缓冲器410可将驱动信号施加到第一驱动线310。例如，第一驱动缓冲器410可将驱动信号施加到第一驱动线310中的最外侧的线。例如，第一驱动缓冲器410可将第一驱动信号TX0施加到网格形状的第一驱动线310的每行和每列的相对端。第一驱动缓冲器410可沿着网格形状的第一驱动线310中的最外侧的线布置。第二驱动缓冲器420可将驱动信号施加到第二驱动线320。例如，第二驱动缓冲器420可将驱动信号施加到第二驱动线320中的最外侧的线。例如，第二驱动缓冲器420可将第二驱动信号TX1施加到网格形状的第二驱动线320的每行和每列的相对端。第二驱动缓冲器420可沿着网格形状的第二驱动线320中的最外侧的线布置。
如图8中所示，第一驱动线310和第二驱动线320可具有预定数量的行和预定数量的列，并可具有任意一行可与所有列交叉以及任意一列可以与所有行交叉的网格形状。如图7和图8中所示，网格形状的驱动线的数量与每个像素的快门的数量成比例。如图7中所示，当在像素阵列200的每个像素100中包括一个快门140时，需要一条网格形状的驱动线300连接所有像素100的快门142。与此相对，如图8中所示，当在像素阵列200的每个像素100中包括两个快门142和144时，需要连接像素150的第一快门142的网格形状的第一驱动线310和连接像素150的第二快门144的网格形状的第二驱动线320两者。
因此，随着第一驱动线310和第二驱动线320的电阻减小以及第一驱动缓冲器410和第二驱动缓冲器420的驱动力增加，图8的图像传感器550可减少第一快门142和第二快门144的驱动期间的延迟时间和上升时间，从而即时被高频驱动信号驱动，第一快门142和第二快门144也可被正常驱动。当使用图8的图像传感器550时，可以在需要能够响应于高频驱动信号而操作的快门的设备(诸如基于TOF的3D相机)中，有效地控制根据光电转换产生的电荷的移动。
图9示出实施例的图像传感器和现有技术的图像传感器的快门开关之间的比较。
图9示出分辨率为1280×960像素的图像传感器中的快门操作的仿真结果。如图9中所示，根据实施例的图像传感器500和550与图9的“单驱动”方法和图9的“双驱动”方法相比具有显著改善的上升时间和延迟时间。例如，根据实施例的图像传感器500和550的图9的“网格围绕驱动”可具有如下效果：与通过改善单驱动方法而获得的双驱动方法相比上升时间和延迟时间改善了约15倍。
图10是用于解释根据实施例的图像传感器5000的结构和布局的示图。本领域普通技术人员将理解，除了图10中示出的组成元件之外还可包括其它常用组成元件。
参照图10，图像传感器5000可包括多个子像素阵列电路1000。图像传感器5000可包括由驱动信号TX驱动的子像素阵列电路1000。第一驱动线3000可将驱动信号TX传输到所有子像素阵列电路1000。第一驱动缓冲器4000可将驱动信号TX施加到第一驱动线3000。例如，第一驱动缓冲器4000可将驱动信号TX施加到第一驱动线3000中的最外侧的线。
任意一个子像素阵列电路1000可具有与图7的图像传感器500或图8的图像传感器550相同的结构和布局。例如，任意一个子像素阵列电路1000与图7的图像传感器500一样可包括：用于在每个像素中根据光电转换产生电荷的光电转换装置、根据基于驱动信号TX的驱动信号控制由光电转换装置产生的电荷的移动的每个像素的快门、连接子像素阵列电路1000的所有像素的快门以传输驱动信号的第二驱动线、将驱动信号施加到第二驱动线的多个第二驱动缓冲器。
在图10中，图像传感器5000的第一驱动线3000和任意一个子像素阵列电路1000的第二驱动线中的每条驱动线可具有预定数量的行和列，所述每条驱动线是任意一行可与所有列交叉以及任意一列可以与所有行交叉的网格形状。
图10的图像传感器5000的第一驱动缓冲器4000可将驱动信号TX施加到第一驱动线3000的每行和每列的相对端。任意一个子像素阵列电路1000的第二驱动缓冲器可将从第一驱动线3000传输的驱动信号TX施加到第二驱动线的每行和每列的相对端。此外，图10的图像传感器5000的第一驱动缓冲器4000可将驱动信号TX施加到第一驱动线3000的行和列相互交叉的交叉点中的包括在第一驱动线3000中的最外侧的线中的交叉点。任意一个子像素阵列电路1000的第二驱动缓冲器可将从第一驱动线3000传输的驱动信号TX施加到第二驱动线的行和列相互交叉的交叉点中的包括在第二驱动线中的最外侧的线中的交叉点。
图10的图像传感器5000的第一驱动缓冲器4000可沿着第一驱动线3000中的最外侧的线布置。任意一个子像素阵列电路1000的第二驱动缓冲器可沿着第二驱动线中的最外侧的线布置。子像素阵列电路1000的驱动缓冲器可被操作为中继器。
图10的图像传感器5000的结构和布局可被应用于具有多个像素阵列电路的图像传感器，诸如多光圈图像传感器或光场图像传感器。
图11是用于解释根据实施例的驱动图像传感器的方法的流程图。即使在以下描述中省略，以上的关于图像传感器500的描述可应用于驱动图像传感器500的方法。
首先，在包括像素阵列200的图像传感器的每个像素100中根据光电转换产生电荷(S1110)。
产生驱动信号以驱动每个像素100的快门140，其中，快门140控制根据光电转换而产生的电荷的移动(S1120)。
通过使用驱动缓冲器400将驱动信号施加到连接像素阵列200的所有像素100的快门140的驱动线300(S1130)。例如，可通过使用驱动缓冲器400将驱动信号施加到连接像素阵列200的所有像素100的快门140的驱动线300中的最外侧的线。通过驱动线300连接的快门140可被驱动信号同时打开或关闭。驱动线300可将包括在像素阵列200的任意一行中的像素的快门电连接到包括在像素阵列200的其它行中的像素的快门。
驱动线300可具有预定数量的行和预定数量的列，并可具有任意一行可与所有列交叉以及任意一列可以与所有行交叉的网格形状。驱动缓冲器400可将驱动信号TX施加到网格形状的驱动线300的每行和每列的相对端。此外，驱动缓冲器400可将驱动信号TX施加到网格形状的驱动线300的行和列相互交叉的交叉点中的包括在最外侧的线中的交叉点。
通过驱动线300将驱动信号传输到每个像素100的快门140(S1140)。
如上所述，根据一个或更多个实施例，由于在每个像素中在没有图像传感器的延迟的情况下正常地移动根据光电转换产生的电荷，因此可改善3D成像的敏感度、信噪比(SNR)和深度精度。
应理解，在此描述的实施例应仅被理解为作为示例的描述性意义，而不是为了限制的目的。每个实施例中的特征和方面的描述应被一般理解为可用于其它实施例中的其它相似特征和方面。
虽然已经参照附图描述了一个或更多个实施例，但是本领域普通技术人员应理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对实施例进行形式和细节上的各种改变。

Claims (23)

1.一种包括像素阵列的图像传感器，所述图像传感器包括：
光电转换装置，在多个像素的每个像素中根据光电转换产生电荷；所述多个像素的每个像素的快门，根据驱动信号控制产生的电荷的移动；
驱动线，连接像素阵列的所述多个像素的所有像素的快门，其中，驱动信号通过所述驱动线传输；
多个驱动缓冲器，将驱动信号施加到驱动线。
2.如权利要求1所述的图像传感器，其中，驱动线包括预定数量的行和预定数量的列，并具有任意一行与所有列交叉以及任意一列与所有行交叉的网格形状。
3.如权利要求2所述的图像传感器，其中，所述多个驱动缓冲器将驱动信号施加到驱动线的每行的相对端和每列的相对端。
4.如权利要求2所述的图像传感器，其中，所述多个驱动缓冲器沿着驱动线中的最外侧部分布置并围绕像素阵列。
5.如权利要求2所述的图像传感器，其中，所述多个驱动缓冲器将驱动信号施加到行和列相互交叉的交叉点中的包括在驱动线的最外侧部分中的交叉点。
6.如权利要求2所述的图像传感器，其中，图像传感器包括在相机中。
7.如权利要求1所述的图像传感器，其中，驱动线将包括在像素阵列的任意一行中的多个像素的快门电连接到包括在像素阵列的其它行中的多个像素的快门。
8.如权利要求1所述的图像传感器，其中，通过驱动线连接的快门根据驱动信号被同时打开或关闭。
9.一种图像传感器，包括：
多个子像素阵列电路，根据第一驱动信号被驱动；
第一驱动线，连接所述多个子像素阵列电路，其中，驱动信号通过第一驱动线传输；
多个第一驱动缓冲器，将第一驱动信号施加到驱动线。
10.如权利要求9所述的图像传感器，其中，所述多个子像素阵列电路中的每个包括：
光电转换装置，在多个像素的每个像素中，根据光电转换产生电荷；所述多个像素的每个像素的快门，根据驱动信号控制产生的电荷的移动；
第二驱动线，连接所述多个子像素阵列电路的所述多个像素的所有像素的快门，其中，第二驱动信号通过第二驱动线传输；
多个第二驱动缓冲器，将第二驱动信号施加到第二驱动线。
11.如权利要求10所述的图像传感器，其中，第一驱动线和第二驱动线中的每条驱动线包括预定数量的行和预定数量的列，并具有任意一行与所有列交叉以及任意一列与所有行交叉的网格形状。
12.如权利要求11所述的图像传感器，其中，所述多个第一驱动缓冲器将第一驱动信号施加到第一驱动线的每行的相对端和每列的相对端，所述多个第二驱动缓冲器将第二驱动信号施加到第二驱动线的每行的相对端和每列的相对端。
13.如权利要求11所述的图像传感器，其中，所述多个第一驱动缓冲器沿着第一驱动线的最外侧部分布置，所述多个第二驱动缓冲器沿着第二驱动线的最外侧部分布置。
14.如权利要求11所述的图像传感器，其中，所述多个第一驱动缓冲器将第一驱动信号施加到第一驱动线的行和列相互交叉的交叉点中的包括在第一驱动线的最外侧部分中的交叉点，所述多个第二驱动缓冲器将第二驱动信号施加到第二驱动线的行和列相互交叉的交叉点中的包括在第二驱动线的最外侧部分中的交叉点。
15.一种驱动包括像素阵列的图像传感器的方法，所述方法包括：
在多个像素的每个像素中根据光电转换而产生电荷；
产生用于驱动所述多个像素的每个像素的快门的驱动信号，所述快门控制产生的电荷的移动；
通过使用多个驱动缓冲器将驱动信号施加到连接像素阵列的所述多个像素的所有像素的快门的驱动线；
通过驱动线将驱动信号传输到所述多个像素的每个像素的快门。
16.如权利要求15所述的方法，其中，驱动线包括预定数量的行和预定数量的列，并具有任意一行与所有列交叉以及任意一列与所有行交叉的网格形状。
17.如权利要求16所述的方法，其中，在通过使用多个驱动缓冲器将驱动信号施加到连接像素阵列的所述多个像素的所有像素的快门的驱动线的步骤中，通过使用所述多个驱动缓冲器将驱动信号施加到驱动线的每行和每列的相对端。
18.如权利要求16所述的方法，其中，在施加驱动信号的步骤中，将驱动信号施加到行和列相互交叉的交叉点中的包括在驱动线的最外侧部分中的交叉点。
19.如权利要求15所述的方法，其中，驱动线将包括在像素阵列的其它行中的多个像素的快门电连接到包括在像素阵列的另一行中的多个像素的快门。
20.如权利要求15所述的方法，其中，通过驱动线连接的快门根据驱动信号被同时打开或关闭。
21.如权利要求9所述的方法，其中，图像传感器包括在相机中。
22.一种包括具有多个像素的像素阵列的图像传感器，所述图像传感器包括：
光电转换装置，在每个像素中，根据光电转换产生电荷；
用于每个像素的多个快门，控制产生的电荷的移动；
网格形状的多条驱动线，其中，驱动线的数量与每个像素中的快门的数量成比例，其中，每条驱动线接收相应驱动信号以控制产生的电荷的移动，其中，每条驱动线将像素阵列的一个像素的一个快门连接到每个其它像素中的一个快门；
用于每条驱动线的多个驱动缓冲器，将相应驱动信号施加到相应驱动线。
23.一种包括像素阵列的图像传感器，所述图像传感器包括：光电转换装置，在多个像素的每个像素中，根据光电转换产生电荷；第一快门和第二快门，在所述多个像素的每个像素中，根据第一驱动信号和第二驱动信号控制产生的电荷的移动；
第一驱动线，连接像素阵列的所述多个像素的所有像素的第一快门，其中，第一驱动信号通过第一驱动线传输；
第二驱动线，连接像素阵列的所述多个像素的所有像素的第二快门，其中，第二驱动信号通过第二驱动线传输；
多个第一驱动缓冲器，将第一驱动信号施加到第一驱动线；
多个第二驱动缓冲器，将第二驱动信号施加到第二驱动线。
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