CN116896691A - 具有相位检测自动聚焦的九单元像素图像传感器 - Google Patents

具有相位检测自动聚焦的九单元像素图像传感器 Download PDF

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CN116896691A CN202211471421.3A CN202211471421A CN116896691A CN 116896691 A CN116896691 A CN 116896691A CN 202211471421 A CN202211471421 A CN 202211471421A CN 116896691 A CN116896691 A CN 116896691A
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Abstract

本公开涉及具有相位检测自动聚焦的九单元像素图像传感器。一种成像装置包含1x3像素电路的像素阵列，所述1x3像素电路在一列中包含3个光电二极管。位线耦合到所述1x3像素电路。所述位线被划分到所述1x3像素电路的每列3个位线的分组中。所述1x3像素电路的每一列包含耦合到所述3个位线的相应分组的第一位线的多个第一组、耦合到所述相应分组的第二位线的多个第二组及耦合到所述相应分组的第三位线的多个第三组。所述1x3像素电路经布置成形成所述像素阵列的多个3x3像素结构的每九个单元像素结构3个1x3像素电路的分组。

Description

具有相位检测自动聚焦的九单元像素图像传感器
技术领域
本公开大体上涉及图像传感器，且特定来说(但非排他地)，涉及包含具有相位检测自动聚焦的合并像素的图像传感器。
背景技术
图像传感器已经变得无处不在且现在广泛使用于数码相机、蜂窝电话、监控相机中，还广泛使用于医学、汽车及其它应用中。随着图像传感器集成到更广泛的电子装置中，期望通过装置架构设计以及图像获取处理两者以尽可能多的方式(例如，分辨率、功耗、动态范围等)增强其功能性、性能指标及类似者。用以制造图像传感器的技术继续快速进步。举例来说，针对更高分辨率及更低功耗的需求已经促进这些装置的进一步微型化及集成。
典型的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器响应于来自外部场景的图像光入射在图像传感器上而进行操作。图像传感器包含具有吸收入射图像光的部分且在吸收图像光后产生图像电荷的光敏元件(例如，光电二极管)的像素阵列。由像素光生的图像电荷可测量为列位线上的模拟输出图像信号，其随入射图像光的变化而变化。换句话说，所产生的图像电荷量与图像光的强度成比例，其被读出为来自列位线的模拟信号且被转换成数字值以产生表示外部场景的数字图像(即图像数据)。
发明内容
根据本公开的一方面，提供一种成像装置。所述成像装置包括：像素阵列，其包含：多个1x3像素电路，其布置于所述像素阵列的行及列中，其中每一1x3像素电路包含包含于所述像素阵列中的1x3像素电路的相应列中的3个光电二极管，其中包含于所述像素阵列中的1x3像素电路的所述相应列中的每一1x3像素电路的所述3个光电二极管包含于所述像素阵列的相应3个行中；多个位线，其耦合到所述多个1x3像素电路，其中所述多个位线被划分到所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每列3个位线的分组中，其中所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每一列包含耦合到所述3个位线的相应分组的第一位线的所述1x3像素电路的多个第一组、耦合到所述3个位线的所述相应分组的第二位线的所述1x3像素电路的多个第二组及耦合到所述3个位线的所述相应分组的第三位线的所述1x3像素电路的多个第三组；以及多个9单元(9C)像素结构，其中所述多个1x3像素电路进一步经布置成每9C像素结构3个1x3像素电路的分组以形成所述像素阵列的多个3x3像素结构。
根据本公开的另一方面，提供一种成像系统。所述成像系统包括：像素阵列，其包含：多个1x3像素电路，其布置于所述像素阵列的行及列中，其中每一1x3像素电路包含包含于所述像素阵列中的1x3像素电路的相应列中的3个光电二极管，其中包含于所述像素阵列中的1x3像素电路的所述相应列中的每一1x3像素电路的所述3个光电二极管包含于所述像素阵列的相应3个行中；多个位线，其耦合到所述多个1x3像素电路，其中所述多个位线被划分到所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每列3个位线的分组中，其中所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每一列包含耦合到所述3个位线的相应分组的第一位线的所述1x3像素电路的多个第一组、耦合到所述3个位线的所述相应分组的第二位线的所述1x3像素电路的多个第二组及耦合到所述3个位线的所述相应分组的第三位线的所述1x3像素电路的多个第三组；以及多个9单元(9C)像素结构，其中所述多个1x3像素电路进一步经布置成每9C像素结构3个1x3像素电路的分组以形成所述像素阵列的多个3x3像素结构；以及读出电路，其耦合到所述像素阵列以通过所述多个位线从所述像素阵列读出信号，所述读出电路包含：多个电流源，其耦合到所述多个位线，其中所述多个电流源中的每一者耦合到所述多个位线中的相应者；多个比较器，其电容耦合到所述多个位线；以及路由电路系统，其耦合于所述多个位线与所述多个比较器之间，其中所述路由电路系统经配置以控制所述多个位线中的哪些位线电容耦合到所述多个比较器中的每一者。
附图说明
参考附图描述本发明的非限制性及非穷尽实施例，其中相似元件符号指代贯穿各种视图的相似部件，除非另外指定。
图1说明根据本发明的教示的包含像素阵列的成像系统的一个实例。
图2A说明根据本公开的教示的耦合到像素阵列的每列3个位线的分组的第一位线的1x3像素电路的示意图的一个实例。
图2B说明根据本公开的教示的耦合到像素阵列的每列3个位线的分组的第二位线的1x3像素电路的示意图的一个实例。
图2C说明根据本公开的教示的耦合到像素阵列的每列3个位线的分组的第三位线的1x3像素电路的示意图的一个实例。
图2D说明根据本公开的教示的包含像素阵列的3个1x3像素电路的9单元3x3像素结构的一个实例。
图2E说明根据本公开的教示的像素阵列的9单元3x3像素结构的组的一个实例。
图2F说明根据本公开的教示的包含包含于光电二极管的中心2x2分组中的相位检测自动聚焦光电二极管的9单元3x3像素结构的组的一个实例，光电二极管包含于像素阵列中的每一6x6像素结构中。
图3说明根据本公开的教示的包含4个9单元3x3像素结构的6x6像素结构的一个实例的详细示意图，4个9单元3x3像素结构包括包含于光电二极管的中心2x2分组中的相位检测自动聚焦光电二极管的2x2布置，光电二极管的中心2x2分组包含于像素阵列中的每一6x6像素结构中。
图4说明根据本公开的教示的包含9单元3x3像素结构及相位检测自动聚焦光电二极管的2x2分组的6x6像素结构的一个实例，所述6x6像素结构沿着像素阵列的行以像素阵列中的像素电路的第一组、第二组及接着第三组的重复序列布置。
图5A说明根据本公开的教示的包含耦合到位线的像素电路的成像装置的一个实例的详细示意图，所述位线耦合到像素阵列中的位线、电流源、路由电路系统及比较器。
图5B说明根据本公开的教示的包含耦合到位线的像素电路的成像装置的另一实例的详细示意图，所述位线耦合到像素阵列中的位线、电流源、路由电路系统及比较器。
图6说明说明根据本公开的教示的在不读出相位检测信息的情况下包含于像素阵列中的像素电路的所有组的9单元合并读出的实例的详细图。
图7说明根据本公开的教示的包含耦合到位线的像素电路的成像装置的又一实例的详细示意图，所述位线耦合到像素阵列中的位线、电流源、路由电路系统及比较器。
图8说明说明根据本公开的教示的包含于具有相位检测信息的读出的像素阵列中的像素电路的所有组的9单元合并读出的另一实例的详细图。
图9说明说明根据本公开的教示的在不读出相位检测信息的情况下包含于像素阵列中的像素电路的所有组的全分辨率读出的实例的详细图。
对应参考字符指示贯穿诸图中若干视图的对应组件。所属领域的技术人员应了解，为了简单且清楚起见说明图中的元件，且并不一定按比例绘制元件。举例来说，图中一些元件的尺寸可相对于其它元件而被夸大以帮助改善对本发明的各个实施例的理解。另外，为了更方面地了解本发明的这些各种实施例，通常不描绘在商业可行的实施例中有用或必要的常见但好理解的元件。
具体实施方式
本文中描述涉及具有包含相位检测自动聚焦像素的9单元像素图像传感器的成像系统的实例。在以下描述中，陈述众多特定细节以提供对实例的详尽理解。然而，相关领域的技术人员应认识到，可在没有所述特定细节中的一或多者的情况下或可运用其它方法、组件、材料等等来实践本文中描述的技术。在其它例子中，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作以便避免使某些方面模糊不清。
贯穿本说明书对“一个实例”或“一个实施例”的参考意味着与实例相结合而描述的特定特征、结构或特性包含于本发明的至少一个实例中。因此，贯穿本说明书在多个地方出现短语“在一个实例中”或“在一个实施例”并不一定都指代相同的实例。此外，在一或多个实例中特定的特征、结构或特性可以任何合适方式组合。
为便于在本文中描述，空间相对术语(例如“下面”、“下方”、“之上”、“下”、“上方”、“上”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“中心”、“中间”及类似者)可用于描述一个元件或特征相对于另一(些)元件或特征的关系，如图中说明。应理解，空间相对术语希望涵盖装置在使用或操作中的除图中所描绘的定向之外的不同定向。举例来说，如果图中的装置旋转或翻转，那么描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”或“之下”的元件将定向成在其它元件或特征“上方”。因此，示范性术语“下面”或“之下”可涵盖上方及下方的定向两者。装置可以其它方式定向(旋转九十度或处于其它定向)，且可相应地解译本文使用的空间相对描述词。另外，还应理解，当一元件被称为“在另外两个元件之间”时，其可为另外两个元件之间的唯一元件，或也可存在一或多个中介元件。
贯穿本说明书，使用所属领域的若干术语。这些术语具有其在其所属领域中的普通含义，除非本文具体定义或其使用的上下文将另外明确指示。应注意，贯穿本文献可互换地使用元素名称与符号(例如，Si对硅)；然而，两者都具有相同意义。
如将论述，成像系统的各个实例包含像素阵列，其中多个1x3像素电路布置于像素阵列的行及列中。每一1x3像素电路包含沿着相应列布置的3个光电二极管。多个位线耦合到多个1x3像素电路。多个位线被划分于1x3像素电路的每列3个位线的分组中。像素阵列中的1x3像素电路的每一列包含耦合到3个位线的相应分组的第一位线的1x3像素电路的多个第一组、耦合到3个位线的相应分组的第二位线的1x3像素电路的多个第二组及耦合到3个位线的相应分组的第三位线的1x3像素电路的多个第三组。像素阵列进一步组织成多个9单元(9C)像素结构使得9C像素结构中的每一者包含3个1x3像素结构，其形成3x3像素结构。
在各个实例中，滤色器阵列安置于像素阵列之上。在一个实例中，滤色器阵列包含布置成例如拜耳滤色器阵列的马赛克图案的红色、绿色及蓝色滤色器，使得每一9C像素结构在滤色器阵列的滤色器中的一者下。在各个实例中，每一9C像素结构安置于滤色器阵列的滤色器中的一者下。在各个实例中，新9C像素结构布置成4个9C像素结构的2x2分组，其形成6x6像素结构。因而，包含于每一6x6像素结构中的四个9C像素结构安置于安置在像素阵列下的拜耳滤色器阵列的红色、绿色、绿色及蓝色滤色器下。在各个实例中，包含于每一6x6像素结构中的光电二极管的中心2x2分组可经配置以从像素阵列提供相位检测自动聚焦信息。
因而，在各个实例中，像素阵列可经配置以在没有相位检测信息的情况下同时通过每列的所有3个位线被读出为9C合并像素。在另一实例中，像素阵列可经配置以在具有相位检测信息情况下同时通过每列的所有3个位线被读出为9C合并像素。在又一实例中，像素阵列可经配置以被读出为全分辨率或全尺寸读出。在实例中，在全尺寸读出期间，每列3个位线中的一者是有效的，而每列3个位线中的剩余2个位线是空闲的或不被使用。
在各个实例中，用于读出像素阵列的像素电路的电路系统包含耦合到位线的电流源及比较器。在实例中，位线通过路由电路系统耦合到比较器。在各个实例中，比较器经配置以比较耦合到绿色滤色器下或蓝色或红色滤色器下的像素电路的位线。因而，路由电路系统经配置以视情况交换或路由位线使得相应比较器经耦合以仅比较在绿色滤色器下的像素电路或仅比较在蓝色或红色滤色器下的像素电路，这取决于在那时被读出的像素阵列的特定行。
为了说明，图1展示根据本发明的教示的成像系统100的一个实例，成像系统100包含1x3像素电路且通过位线耦合到具有电流源、路由电路系统及比较器的读出电路。特定来说，图1中描绘的实例说明包含像素阵列102、位线112、控制电路110、读出电路106及功能逻辑108的成像系统100。在一个实例中，像素阵列102是包含多个像素电路104(例如P1、P2、…、Pn)的二维(2D)阵列，像素电路104经布置成行(例如R1到Ry)及列(例如C1到Cx)以获取人员、位置、物体等的图像数据，接着，所述图像数据可用于呈现人员、位置或物体等的图像。
在各个实例中，每一像素电路104可包含经配置以响应于入射光光生图像电荷的一或多个光电二极管。例如，在一个实例中，像素电路104可包含3个光电二极管使得每一像素电路104是1x3像素电路。如将论述，在各个实例中，像素电路104的每一列每列存在3个位线。每一光电二极管中产生的图像电荷被转移到包含于每一像素电路104中的浮动扩散部，所述电荷可被转换成图像信号或在一些情况中转换成相位检测自动聚焦信息，且接着，由读出电路106通过列位线112从每一像素电路104读出。如将论述，在各个实例中，读出电路106可经配置以通过列位线112读出9C合并图像数据、相位检测自动聚焦数据及/或全分辨率图像数据。在各个实例中，读出电路106可包括可包含于模/数转换器或其它者中的电流源、路由电路系统及比较器。
在实例中，接着，由读出电路106中的模/数转换器产生的数字图像数据值可由功能逻辑108接收。功能逻辑108可简单地存储数字图像数据或甚至通过应用后图像效果(例如剪裁、旋转、消除红眼、调整亮度、调整对比度或其它)操纵数字图像数据。
在一个实例中，控制电路104耦合到像素阵列102以控制像素阵列102中的多个光电二极管的操作。举例来说，控制电路104可产生用于控制图像获取的滚动快门或快门信号。在其它实例中，图像获取与发光效果(例如闪光)同步。
在一个实例中，成像系统100可包含于相机、手机、膝上型计算机或类似物中。另外，成像系统100可耦合到其它硬件零件，例如处理器(通用或其它)、存储器元件、输出(USB端口、无线传输器、HDMI端口等)、发光/闪光、电输入(键盘、触摸显示器、跟踪垫、鼠标、麦克风等)及/或显示器。其它硬件零件可将指令递送到成像系统100、从成像系统100提取图像数据或操纵由成像系统100供应的图像数据。
图2A说明根据本发明的教示的包含于具有光电二极管阵列的成像系统中的像素电路204A的一个实例示意图。应了解，图2A的像素电路204A可为如图1中展示的像素阵列102中包含的像素电路104中的一者的实例，且上文描述的类似地命名且编号的元件在下文类似地耦合及起作用。
在图2A中描绘的实例中，像素电路204A包含耦合到转移晶体管216-0的光电二极管214-0、耦合到转移晶体管216-1的光电二极管214-1及耦合到转移晶体管216-2的光电二极管214-2。因此，多个转移晶体管216-0到216-2中的每一者耦合到多个光电二极管214-0到214-2中的相应者。在所描绘实例中，应了解，3个光电二极管214-0、214-1及214-2形成1x3像素电路204A。换句话说，在各个实例中，3个光电二极管214-0、214-1及214-2可被视作3行光电二极管的一个列或1x3像素电路204A。如下文将论述，在各个实例中，3个光电二极管214-0、214-1及214-2的读出可合并在一起或可个别地被读出以用于全分辨率读出。在另一实施例中，3个光电二极管214-0、214-1及214-2中的一者可经读出以提供相位检测自动聚焦信息。
继续所描绘实例，共享浮动扩散部218耦合到转移晶体管216-0、转移晶体管216-1及转移晶体管216-2。因而，多个转移晶体管216-0到216-2中的每一者耦合于多个光电二极管214-0到214-2中的相应者与共享浮动扩散部218之间。因而，浮动扩散部218是经配置以接收从多个光电二极管214-0到214-2转移的电荷的共享浮动扩散部。
在操作时，转移晶体管216-0经耦合以响应于转移控制信号TX0来控制，转移晶体管216-1经耦合以响应于转移控制信号TX1来控制，且转移晶体管216-2经耦合以响应于转移控制信号TX2来控制。因而，响应于入射光在光电二极管214-0中光生的电荷响应于转移控制信号TX0转移到共享浮动扩散部218，响应于入射光在光电二极管214-1中光生的电荷响应于转移控制信号TX1转移到共享浮动扩散部218，且响应于入射光在光电二极管214-2中光生的电荷响应于转移控制信号TX2转移到共享浮动扩散部218。
在实例中，双浮动扩散晶体管224还耦合到共享浮动扩散部218，且双浮动扩散电容器CDFD 228耦合到双浮动扩散晶体管224，如展示。在实例中，双浮动扩散晶体管224可响应于双浮动扩散信号DFD而导通及关断以在低转换增益读出或高转换增益读出之间切换以增大图像传感器的动态范围。在实例中，复位晶体管226耦合于电压供应器(例如AVDD)与共享浮动扩散晶体管224之间。在操作时，复位晶体管226经配置以响应于复位控制信号RST复位包含双浮动扩散电容器CDFD 228的像素电路204A及共享浮动扩散部218中的电荷。
在所说明实例中，源极跟随器晶体管220的栅极耦合到共享浮动扩散部218。在实例中，源极跟随器晶体管220的漏极耦合到电压供应器(例如AVDD)，且源极跟随器晶体管220中的源极通过行选择晶体管222耦合到第一列位线BL0 212-0。因此，换句话说，源极跟随器晶体管220及行选择晶体管222耦合于电压供应器(例如AVDD)与第一列位线212-0之间。在操作时，行选择晶体管222经配置以响应于行选择信号RS输出信号，所述信号表示从像素电路204A的源极跟随器晶体管220到第一列位线212-0的共享浮动扩散部218中的电荷。
如所描绘实例中展示，像素单元204A的每列的BL0 212-0、BL1 212-1及BL2 212-2的每列存在3个列位线。如提及，像素单元204A耦合到第一位线BL0 212-0。因而，由于像素单元204A耦合到像素单元的每列的3个位线BL0 212-0、BL1 212-1及BL2 212-2中的第一位线BL0 212-0，因此像素单元204A被视作包含于像素单元的第一分组或第一组中，在本公开中，所述组称为组0。如下文图2B到2C中将展示，耦合到像素单元的每列的3个位线BL0 212-0、BL1 212-1及BL2 212-2中的第二位线BL1 212-1的像素单元204B被视为包含于组1中。类似地，耦合到像素单元的每列的3个位线BL0 212-0、BL1 212-1及BL2 212-2中的第三位线BL2 212-2的像素单元204C被视为包含于组2中。
为了说明，图2B说明根据本发明的教示的包含于具有光电二极管阵列的成像系统中的像素电路204B的一个实例示意图。应了解，图2B的像素电路204B可为如图1中展示的像素阵列102中包含的像素电路104中的一者的另一实例，且上文描述的类似地命名且编号的元件在下文类似地耦合及起作用。
应进一步了解，图2B的像素电路204B与图2A的像素电路204A共享许多相似点。例如，像素单元204B的每列存在3列位线BL0 212-0、BL1 212-1及BL2 212-2。然而，图2B的像素电路204B与图2A的像素电路204A之间的差异在于，在图2B的像素电路204B中，源极跟随器晶体管220的源极通过行选择晶体管222耦合到第二列位线BL1212-1，而非如在图2A的像素电路204A中那样耦合到像素单元的每列的3个位线BL0212-0、BL1 212-1及BL2 212-2中的第一列位线BL0 212-0。在一个实例中，图2A的像素电路204A及图2B的像素电路204B可在具有像素单元204B的每列的相同的3个列位线BL0 212-0、BL1 212-1及BL2 212-2的相同像素阵列的相同列中。然而，由于像素单元204B耦合到第二位线BL0 212-1，因此像素单元204B被视作包含于像素单元的第二分组或第二组中，在本公开中，所述组称为组1。
图2C说明根据本发明的教示的包含于具有光电二极管阵列的成像系统中的像素电路204C的一个实例示意图。应了解，图2C的像素电路204C可为如图1中展示的像素阵列102中包含的像素电路104中的一者的又一实例，且上文描述的类似地命名且编号的元件在下文类似地耦合及起作用。
应进一步了解，图2C的像素电路204C与图2B的像素电路204B以及图2A的像素电路204A共享许多相似点。例如，像素单元204C的每列存在3列位线BL0 212-0、BL1 212-1及BL2212-2。然而，图2C的像素电路204C与图2B的像素电路204B及图2A的像素电路204A之间的差异在于，在图2C的像素电路204C中，源极跟随器晶体管220的源极通过行选择晶体管222耦合到第三列位线BL2 212-2，而非如在图2B的像素电路204B中那样耦合到像素单元的每列的3个位线BL0 212-0、BL1 212-1及BL2212-2中的第二列位线BL1 212-1或而非如在图2A的像素电路204A中那样耦合到像素单元的每列的3个位线BL0 212-0、BL1 212-1及BL2 212-2中的第一列位线BL0 212-0。在一个实例中，图2A的像素电路204A、图2B的像素电路204B及图2C的像素电路204C可在具有像素单元204C的每列的相同的3个列位线BL0 212-0、BL1212-1及BL2212-2的相同像素阵列的相同列中。然而，由于像素单元204C耦合到第三位线BL2 212-2，因此像素单元204C被视作包含于像素单元的第三分组或第三组中，在本公开中，所述组称为组2。
图2D说明根据本公开的教示的包含像素阵列的3个1x3像素电路的9单元3x3像素结构230的一个实例。明确来说，图2D中描绘的实例展示9单元(9C)像素结构230，其可被视作包含如展示那样并排布置以形成3列及3行光电二极管的3个1x3像素电路204的3x3像素结构。应了解，图2B的3个1x3像素电路204可为图2A的像素电路204A、图2B的像素电路204B或图2C的像素电路204C的实例，且上文描述的类似地命名且编号的元件在下文类似地耦合及起作用。因而，应进一步了解，3个1x3像素电路204中的每一者包含1x3像素电路204的每列的3个位线(例如BL0 212-0、BL1 212-1、BL2212-2)。
图2E说明根据本公开的教示的像素阵列的9单元(9C)3x3像素结构的组N 236A的一个实例。在各个实例中，组N 236A包含布置于像素阵列的行及列中的9C像素结构230。应了解，图2E中描绘的9C像素结构230可为图2D中描绘的9C像素结构230的实例，且上文描述的类似地命名且编号的元件在下文类似地耦合及起作用。在各个实例中，N＝0、1或2(例如组0、组1、组2)使得包含于组N 236A的每一9C像素结构中的1x3像素电路全都耦合到第一位线BL0 212-0、第二位线BL1 212-1或第三位线BL2 212-2，如上文详细论述。
图2E中描绘的实例还说明安置于像素阵列之上的滤色器阵列。在实例中，滤色器阵列包含布置成三种色彩(例如红色、绿色及蓝色)的滤色器的马赛克的滤色器阵列。在一个实例中，滤色器阵列可为拜耳滤色器阵列使得滤色器布置成2x2平方的滤色器的重复图案，其中重复的蓝色及绿色滤色器在一个行中且重复的绿色及红色滤色器在相邻行中。
如图2E中说明的实例中展示，9C像素结构中的每一者安置于滤色器阵列的滤色器中的一者下。在所描绘实例中，蓝色滤色器用B标记指示，在与蓝色滤色器相同的行中的绿色滤色器用GB标记指示，红色滤色器用R标记指示，且在与红色滤色器相同的行中的绿色滤色器用GR标记指示。因而，应了解，沿着2x2平方的滤色器的图案的一个对角线的滤色器是蓝色(B)及红色(R)，而沿着2x2平方的滤色器的图案的另一对角线的滤色器两者都是绿色(GB及GR)。
应了解，每一2x2平方的滤色器安置于对应2x2平方的9C像素结构230之上。因而，由于每一9C像素结构230包含如图2D中论述那样并排布置的3个1x3像素电路204，因此每一2x2平方的色彩9C像素结构230形成6x6像素结构232，其用4个9C像素结构230或12个1x3像素电路204形成。
图2F说明根据本公开的教示的包含包含于光电二极管的中心2x2分组中的相位检测自动聚焦光电二极管的9单元3x3像素结构的组N 236B的一个实例，所述光电二极管的中心2x2分组包含于像素阵列中的每一6x6像素结构中。特定来说，图2F说明包含布置于像素阵列的行及列中的9C像素结构230的像素阵列的组N 236B。应了解，图2F的组N 236B与上文图2E中论述的9C像素结构230的组N 236A共享许多相似点。例如，类似于图2E的组N 236A，图2F的组N 236B还包含用4个9C像素结构230或12个1x3像素电路204形成的6x6像素结构232。另外，9C像素结构230中的每一者安置于安置在像素阵列之上的滤色器阵列的滤色器(例如B、GB、GR、R)中的一者下。
图2F的组N 236B与图2E的组N 236A之间的差异在于，包含于图2F的组N 236B中的一些光电二极管可经配置以为像素阵列提供相位检测信息。例如，如图2F中描绘的实例中展示，每一6x6像素结构232的光电二极管234的中心2x2分组经配置以提供相位检测自动聚焦信息。应了解，在所描绘实例中，每一6x6像素结构232的光电二极管234的中心2x2分组的每一者安置于所包含的4个9C像素结构230中的每一者的相应内部拐角中。因而，在本文中描述的实例中，包含于光电二极管234的每一中心2x2分组中的4个光电二极管安置于相应B、GB、GR、R滤色器下。在其它实例中，应了解，包含于光电二极管234的每一中心2x2分组中的4个光电二极管全都可安置于绿色滤色器或全色滤色器等下。换句话说，在包含经配置以提供相位检测信息的光电二极管的实例中，经配置以提供相位检测信息的光电二极管安置于绿色滤色器或全色滤色器等下，而经配置以提供图像数据的光电二极管安置于红色滤色器、绿色滤色器或蓝色滤色器下。
图3说明根据本公开的教示的包含4个9单元3x3像素结构的6x6像素结构332的一个实例的详细示意图，4个9单元3x3像素结构包括包含于光电二极管的中心2x2分组中的相位检测自动聚焦光电二极管的2x2布置，所述光电二极管的中心2x2分组包含于像素阵列中的每一6x6像素结构332中。应了解，图3的6x6像素结构332可为图2E到2F中说明的6x6像素结构232中的一者的详细实例，且上文描述的类似地命名且编号的元件在下文类似地耦合及起作用。
在图3中描绘的实例中，6x6像素结构332被说明为包含3x3蓝色9C像素结构330B、在与3x3蓝色9C像素结构330G相同的行中的3x3绿色9C像素结构330GB、3x3红色9C像素结构330及在与3x3红色9C像素结构330相同行中的3x3绿色9C像素结构330GR。在所描绘实例中，2x2相位检测334部分定位于光电二极管的中心2x2分组中以为像素阵列提供相位检测信息。在所描绘实例中，包含于光电二极管的中心2x2分组中的4个光电二极管被说明为安置于相应B、GB、GR、R滤色器下。在其它实例中，应了解，包含于光电二极管234的每一中心2x2分组中的4个光电二极管全都可安置于绿色滤色器或全色滤色器等下。换句话说，在包含经配置以提供相位检测信息的光电二极管的实例中，经配置以提供相位检测信息的光电二极管安置于绿色滤色器或全色滤色器等下，而经配置以提供图像数据的光电二极管安置于红色滤色器、绿色滤色器或蓝色滤色器下。
所描绘实例还说明包含于每一相应1x3像素电路(例如1x3像素电路204)中的光电二极管的每一列耦合到1x3像素电路的每列的3个位线312中的一者。在图3中描绘的实例中，应了解，所有1x3像素电路都耦合到第一位线(例如BL0 212-0)。因而，应了解，图3中描绘的实例6x6像素结构332包含于组0中。相比之下，如果所有1x3像素电路都耦合到第二位线(例如BL1 212-1)，那么实例像素6x6像素结构将包含于组1中。类似地，如果所有1x3像素电路都耦合到第三位线(例如BL2 212-2)，那么实例像素6x6像素结构将包含于组2中。
图3中描绘的实例还说明第一转移控制信号TX0 316-0B经耦合以控制包含3x3蓝色9C像素结构330B的1x3像素电路的行中的第一转移控制晶体管，第二转移控制信号TX1316-1B经耦合以控制包含3x3蓝色9C像素结构330B的1x3像素电路的行中的第二转移控制晶体管，且第三转移控制信号TX2 316-2B经耦合以控制包含3x3蓝色9C像素结构330B的1x3像素电路的行中的第三转移控制晶体管。类似地，第一转移控制信号TX0 316-0R经耦合以控制包含3x3红色9C像素结构330R的1x3像素电路的行中的第一转移控制晶体管，第二转移控制信号TX1 316-1R经耦合以控制包含3x3红色9C像素结构330R的1x3像素电路的行中的第二转移控制晶体管，且第三转移控制信号TX2316-2R经耦合以控制包含3x3红色9C像素结构330R的1x3像素电路的行中的第三转移控制晶体管。图3中描绘的实例进一步说明相位检测转移控制信号TXPD 316-P经耦合以控制耦合到包含于6x6像素结构332中的光电二极管的中心2x2分组的转移控制晶体管。
图4说明根据本公开的教示的包含9单元3x3像素结构及相位检测自动聚焦光电二极管434的中心2x2分组的6x6像素结构432的组436A、436B、436C的一个实例，组436A、436B、436C沿着像素阵列的行以像素阵列中的像素电路的第一组、第二组及接着第三组的重复序列布置。换句话说，图4中描绘的实例展示组0 436A、组1 436B及组2 436C沿着像素阵列的行以重复序列布置。应了解，图4中描绘的组436A、436B、436C可各自为图2E到2F中展示的组236A、236B的实例，且上文描述的类似地命名且编号的元件在下文类似地耦合及起作用。如上文论述，包含于组0 436A中的1x3像素电路中的每一者耦合到第一位线BL0(例如BL0212-0)，包含于组1 436B中的1x3像素电路中的每一者耦合到第二位线BL1(例如BL1 212-0)，且包含于组2 436C中的1x3像素电路中的每一者耦合到第三位线BL2(例如BL2 212-2)。
图5A说明根据本公开的教示的包含耦合到位线的像素电路的成像装置的一个实例的详细示意图，所述位线耦合到像素阵列中的位线、电流源、路由电路系统及比较器。应了解，图5A中说明的像素电路及位线可为上文图1到4中论述的像素电路及位线的实例，且上文描述的类似地命名且编号的元件在下文类似地耦合及起作用。
例如，图5A中描绘的实例说明包含与图3的6x6像素结构332共享许多相似点的6x6像素结构532的像素电路。在图5A中描绘的实例中，6x6像素结构532被说明为包含6x6像素结构532的左上拐角中的3x3 9C像素结构、其右上拐角中的3x3 9C像素结构、其左下拐角中的3x3 9C像素结构及其右下拐角中的3x3 9C像素结构。在一个实例中，沿着从6x6像素结构532的左上到右下的对角线的3x3 9C像素结构是蓝色及红色3x3 9C像素结构。在实例中，沿着从6x6像素结构532的右上到左下的另一对角线的3x3 9C像素结构是绿色3x3 9C像素结构。在所描绘实例中，2x2相位检测部分定位于光电二极管的中心2x2分组中以为像素阵列提供相位检测信息。
在实例中，6x6像素结构532中的1x3像素电路的每一列包含多个位线512中的3个相应位线。例如，位线BL0、BL1、BL2包含于6x6像素结构532的1x3像素电路的第一列中，位线BL3、BL4、BL5包含于像素结构532的1x3像素电路的第二列中，位线BL6、BL7、BL8包含于像素结构532的1x3像素电路的第三列中，位线BL9、BL10、BL11包含于像素结构532的1x3像素电路的第四列中，位线BL12、BL13、BL14包含于像素结构532的1x3像素电路的第五列中，且位线BL15、BL16、BL17包含于像素结构532的1x3像素电路的第六列中。
图5A中描绘的特定实例说明所有1x3像素电路都耦合到6x6像素结构532的每一列的3个位线中的第一者(例如BL0、BL3、BL6、BL9、BL12、BL15)。因而，应了解，图5A中描绘的实例6x6像素结构532包含于组0中。应进一步注意，6x6像素结构532下的像素单元耦合到6x6像素结构532的每一列的3个位线中的第二者(例如BL1、BL4、BL7、BL10、BL13、BL16)。因而，应了解，图5A中描绘的实例6x6像素结构532下的像素单元包含于组1中。
图5A中描绘的实例还说明第一、第二及第三转移控制信号TX0 516-0B、TX1 516-1B及TX2 516-2B经耦合以控制6x6像素结构532的顶部行中的顶部3个转移晶体管。类似地第一、第二及第三转移控制信号TX0 516-0R、TX1 516-1R及TX2 516-2R经耦合以控制6x6像素结构532的底部行中的底部3个转移晶体管。图5A中描绘的实例进一步说明相位检测转移控制信号TXPD 516-P经耦合以控制耦合到包含于6x6像素结构532中的光电二极管的中心2x2分组的转移控制晶体管。
在一个实例中，读出电路包含耦合到多个位线512以从像素阵列的像素电路读出图像或相位检测自动聚焦信号的多个电流源538、路由电路系统540及多个比较器542。例如，如图5A中展示，多个电流源538耦合到多个位线512使得多个位线512中的位线BL0、BL1、BL2、BL3、BL4、BL5、BL6、BL7、BL8、BL9、BL10、BL11、BL12、BL13、BL14、BL15、BL16、BL17中的每一者耦合到多个电流源538中的相应电流源。
在实例中，多个比较器542包含经配置以比较来自耦合到每一3位线分组的第一位线(例如BL0)的蓝色或红色像素电路的信号的第一比较器542-B0、经配置以比较来自耦合到每一3位线分组的第二位线(例如BL1)的蓝色或红色像素电路的信号的第二比较器542-B1、经配置以比较来自耦合到每一3位线分组的第三位线(例如BL2)的蓝色或红色像素电路的信号的第三比较器542-B2、经配置以比较来自耦合到每一3位线分组的第一位线(例如BL0)的绿色像素电路的信号的第四比较器542-G0、经配置以比较来自耦合到每一3位线分组的第二位线(例如BL1)的绿色像素电路的信号的第五比较器542-G1及经配置以比较来自耦合到每一3位线分组的第三位线(例如BL2)的绿色像素电路的信号的第六比较器542-G2。
继续所描绘实例，路由电路系统540耦合于多个位线512与多个比较器542之间以将多个位线512中的每一者路由到多个比较器542中的适当者。例如，在包含蓝色及绿色像素电路的像素电路的行的读出操作中，路由电路系统540经配置以将位线BL0、BL3、BL6从组0电容耦合到第一比较器542-B0、将位线BL1、BL4、BL7从组1电容耦合到第二比较器542-B1、将位线BL2、BL5、BL8从组2电容耦合到第一比较器542-B1、将位线BL9、BL12、BL15从组0电容耦合到第四比较器542-G0、将位线BL10、BL13、BL16从组1电容耦合到第五比较器542-G1及将位线BL11、BL14、BL17从组2电容耦合到第六比较器542-G2。如实例中展示，每一位线通过相应电容C电容耦合到多个比较器542，且寄生电容用耦合到多个比较器542中的每一者的输入的电容Cp表示。
图5B说明根据本公开的教示的包含耦合到位线的像素电路的成像装置的另一实例的详细示意图，所述位线耦合到像素阵列中的位线、电流源、路由电路系统及比较器。应了解，图5B中说明的像素电路及位线可为上文图1到4中论述的像素电路及位线的实例，且上文描述的类似地命名且编号的元件在下文类似地耦合及起作用。应进一步了解，图5B中说明的像素电路、位线、电流源、路由电路系统及比较器与图5A中说明的像素电路、位线、电流源、路由电路系统及比较器相同，区别仅在于：图5B中描绘的路由电路系统540经配置以在包含绿色及红色像素电路的像素电路的行的读出操作期间将多个位线512中的每一者电容耦合到多个比较器540中的适当者，而非其中描绘包含蓝色及绿色像素电路的像素电路的行的读出操作的图5A中描绘的实例。在操作时，应了解，当读出绿色及红色像素电路的行而非读出蓝色及绿色像素电路的行时，交换绿色像素电路的列或蓝色及红色像素电路的列。因而，路由电路系统540经配置以取决于从像素阵列读出了哪些色彩而相应地交换到多个比较器542中的每一者的输入。
例如，如图5B中描绘的实例中展示，在包含绿色及红色像素电路的像素电路的行的读出操作中，路由电路系统540经配置以将位线BL9、BL12、BL15从组0电容耦合到第一比较器542-B0、将位线BL10、BL13、BL16从组1电容耦合到第二比较器542-B1、将位线BL11、BL14、BL17从组2电容耦合到第三比较器542-B2、将位线BL0、BL3、BL6从组0电容耦合到第四比较器542-G0、将位线BL1、BL4、BL7从组1电容耦合到第五比较器542-G1及将位线BL2、BL5、BL8从组2电容耦合到第六比较器542-G2。如实例中展示，每一位线通过相应电容C电容耦合到多个比较器542，且寄生电容用耦合到多个比较器542中的每一者的输入的电容Cp表示。
图6说明说明根据本公开的教示的在不读出相位检测信息的情况下包含于像素阵列中的像素电路的所有组的9单元合并读出的实例的详细图。应了解，图6中描绘的实例9单元合并读出可为图5A到5B中说明的像素阵列的读出，且上文描述的类似地命名且编号的元件在下文类似地耦合及起作用。
如图6中描绘的实例中展示，像素阵列的9单元合并读出以被编号为0、1、2、3的4个读出的时序序列发生。在时序序列0期间，从组0的行地址0/1/2、从组1的行地址12/13/14及从组2的行地址24/25/26读出蓝色(B)像素电路以及在与蓝色像素电路相同的行中的绿色(GB)像素电路。因此，简要地返回参考图5A中描绘的实例，路由电路系统540经配置使得比较器542-B0、542-B1及542-B2分别电容耦合到位线BL0/BL3/BL6、BL1/BL4/BL7及BL2/BL5/BL8，以读出蓝色像素电路，且比较器542-G0、542-G1及542-G2分别电容耦合到位线BL9/BL12/BL15、BL10/BL13/BL16及BL11/BL14/BL17，以读出在与蓝色像素电路相同的行中的绿色像素电路。
接着，在时序序列1期间，从组0的行地址3/4/5、从组1的行地址15/16/17及从组2的行地址27/28/29读出红色(R)像素电路以及在与红色像素电路的相同的行中的绿色(GR)像素电路。因此，简要地返回参考图5B中描绘的实例，路由电路系统540经配置以“交换”位线使得比较器542-B0、542-B1及542-B2分别电容耦合到位线BL9/BL12/BL15、BL10/BL13/BL16及BL11/BL14/BL17、BL0/BL3/BL6、BL1/BL4/BL7及BL2/BL5/BL8，以读出红色像素电路，且比较器542-G0、542-G1及542-G2分别电容耦合到位线BL0/BL3/BL6、BL1/BL4/BL7及BL2/BL5/BL8，以读出在与红色像素电路相同的行中的绿色像素电路。应注意，在时序序列0期间读出蓝色及绿色像素时，路由电路系统540未经配置以如在时序序列1期间进行的那样“交换”位线。
接着，在时序序列2期间，从组0的行地址6/7/8、从组1的行地址18/19/20及从组2的行地址30/31/32读出蓝色(B)像素电路以及在与蓝色像素电路相同的行中的绿色(GB)像素电路。因此，简要地返回参考图5A中描绘的实例，路由电路系统540经配置以不“交换”位线使得比较器542-B0、542-B1及542-B2分别电容耦合到位线BL0/BL3/BL6、BL1/BL4/BL7及BL2/BL5/BL8，以读出蓝色像素电路，且比较器542-G0、542-G1及542-G2分别电容耦合到位线BL9/BL12/BL15、BL10/BL13/BL16及BL11/BL14/BL17，以读出在与蓝色像素电路相同的行中的绿色像素电路。
接着，在时序序列3期间，从组0的行地址9/10/11、从组1的行地址15/16/17及从组2的行地址33/34/35读出红色(R)像素电路以及在与红色像素电路相同的行中的绿色(GR)像素电路。因此，简要地返回参考图5B中描绘的实例，路由电路系统540经配置以“交换”位线使得比较器542-B0、542-B1及542-B2分别电容耦合到位线BL9/BL12/BL15、BL10/BL13/BL16及BL11/BL14/BL17、BL0/BL3/BL6、BL1/BL4/BL7及BL2/BL5/BL8，以读出红色像素电路，且比较器542-G0、542-G1及542-G2分别电容耦合到位线BL0/BL3/BL6、BL1/BL4/BL7及BL2/BL5/BL8，以读出在与红色像素电路相同的行中的绿色像素电路。
如可从上文描述的9C合并读出实例了解，1x3像素电路的每一列的每一3位线分组的所有3个位线(例如BL0、BL1、BL2)同时被占用或利用，因为所有3个组(例如组0、组1、组2)被同时读出。
图7说明根据本公开的教示的包含耦合到位线的像素电路的成像装置的又一实例的详细示意图，所述位线耦合到像素阵列中的位线、电流源、路由电路系统及比较器。应了解，图7中说明的像素电路及位线可为上文图1到4中论述的像素电路及位线的实例，且上文描述的类似地命名且编号的元件在下文类似地耦合及起作用。应进一步了解，图7中说明的像素电路、位线、电流源、路由电路系统及比较器与图5A到5B中说明的像素电路、位线、电流源、路由电路系统及比较器相同，区别仅在于：图7中描绘的路由电路系统740经配置以在从像素阵列的所说明的6x6像素结构732的光电二极管的中心2x2分组的光电二极管对相位检测自动聚焦信息进行读出操作期间将多个位线712中的位线BL6/BL7/BL8及BL9/B10/BL11电容耦合到多个比较器740中的适当者。
在操作时，应了解，当从所说明的6x6像素结构732的光电二极管的中心2x2分组的光电二极管读出相位检测自动聚焦信息时，路由电路系统740经配置以相应地将位线耦合到多个比较器742中的每一者的输入。例如，如图7中描绘的实例中展示，包含于组0的蓝色3x3 9C像素结构以及在与组0的红色3x3 9C像素结构相同的行中的绿色3x39C像素结构当中的相位检测自动聚焦光电二极管耦合到位线BL6。类似地，包含于组1的蓝色3x3 9C像素结构以及在与组1的红色3x3 9C像素结构相同的行中的绿色3x3 9C像素结构当中的相位检测自动聚焦光电二极管耦合到位线BL7。类似地，包含于组2的蓝色3x3 9C像素结构以及在与组2的红色3x3 9C像素结构相同的行中的绿色3x3 9C像素结构当中的相位检测自动聚焦光电二极管耦合到位线BL8。
类似地，包含于组0的红色3x3 9C像素结构以及在与组0的蓝色3x3 9C像素结构相同的行中的绿色3x3 9C像素结构当中的相位检测自动聚焦光电二极管耦合到位线BL9。类似地，包含于组1的红色3x3 9C像素结构以及在与组1的蓝色3x3 9C像素结构相同的行中的绿色3x3 9C像素结构当中的相位检测自动聚焦光电二极管耦合到位线BL10。类似地，包含于组2的红色3x3 9C像素结构以及在与组2的蓝色3x3 9C像素结构相同的行中的绿色3x39C像素结构当中的相位检测自动聚焦光电二极管耦合到位线BL11。
因此，应了解，当从所说明的6x6像素结构732的光电二极管的中心2x2分组的光电二极管读出相位检测自动聚焦信息时，如上文描述，路由电路系统740经配置以将位线BL6、BL7、BL8、BL9、BL10及BL11分别耦合到第一比较器742-B0、第二比较器742-B1、第三比较器742-B2、第四比较器742-G0、第五比较器742-G1及第六比较器742-G2的输入。如实例中展示，每一位线通过相应电容C电容耦合到多个比较器742，且寄生电容用耦合到多个比较器742中的每一者的输入的电容Cp表示。
图8说明说明根据本公开的教示的包含于具有相位检测信息的读出的像素阵列中的像素电路的所有组的9单元合并读出的另一实例的详细图。应了解，图8中描绘的具有相位检测信息的读出的实例9单元合并读出可为图5A到5B及图7中说明的像素阵列的读出，且上文描述的类似地命名且编号的元件在下文类似地耦合及起作用。
如图8中描绘的实例中展示，具有像素阵列的相位检测信息的读出的9单元合并读出以被编号为0、1、2、3、4、5的6个读出的时序序列发生。在时序序列0期间，从从组0的行地址0/1/2、组1的行地址12/13/14及从组2的行地址24/25/26读出蓝色(B)像素电路以及在与蓝色像素电路相同的行中的绿色(GB)像素电路。因此，简要地返回参考图5A中描绘的实例，路由电路系统540经配置使得比较器542-B0、542-B1及542-B2分别电容耦合到位线BL0/BL3/BL6、BL1/BL4/BL7及BL2/BL5/BL8，以读出蓝色像素电路，且比较器542-G0、542-G1及542-G2分别电容耦合到位线BL9/BL12/BL15、BL10/BL13/BL16及BL11/BL14/BL17，以读出在与蓝色像素电路相同的行中的绿色像素电路。
接着，在时序序列1期间，从组0的行地址3/4/5、从组1的行地址15/16/17及从组2的行地址27/28/29读出红色(R)像素电路以及在与红色像素电路相同的行中的绿色(GR)像素电路。因此，简要地返回参考图5B中描绘的实例，路由电路系统540经配置以“交换”位线使得比较器542-B0、542-B1及542-B2分别电容耦合到位线BL9/BL12/BL15、BL10/BL13/BL16及BL11/BL14/BL17、BL0/BL3/BL6、BL1/BL4/BL7及BL2/BL5/BL8，以读出红色像素电路，且比较器542-G0、542-G1及542-G2分别电容耦合到位线BL0/BL3/BL6、BL1/BL4/BL7及BL2/BL5/BL8，以读出在与红色像素电路相同的行中的绿色像素电路。应注意，在时序序列0期间读出蓝色及绿色像素时，路由电路系统540未经配置以如在时序序列1期间进行的那样“交换”位线。
接着，在时序序列2期间，从组0的行地址6/7/8、从组1的行地址18/19/20及从组2的行地址30/31/32读出蓝色(B)像素电路以及在与蓝色像素电路相同的行中的绿色(GB)像素电路。因此，简要地返回参考图5A中描绘的实例，路由电路系统540经配置以不“交换”位线使得比较器542-B0、542-B1及542-B2分别电容耦合到位线BL0/BL3/BL6、BL1/BL4/BL7及BL2/BL5/BL8，以读出蓝色像素电路，且比较器542-G0、542-G1及542-G2分别电容耦合到位线BL9/BL12/BL15、BL10/BL13/BL16及BL11/BL14/BL17，以读出在与蓝色像素电路相同的行中的绿色像素电路。
接着，在时序序列3期间，从组0的行地址9/10/11、从组1的行地址15/16/17及从组2的行地址33/34/35读出红色(R)像素电路以及在与红色像素电路相同的行中的绿色(GR)像素电路。因此，简要地返回参考图5B中描绘的实例，路由电路系统540经配置以“交换”位线使得比较器542-B0、542-B1及542-B2分别电容耦合到位线BL9/BL12/BL15、BL10/BL13/BL16及BL11/BL14/BL17、BL0/BL3/BL6、BL1/BL4/BL7及BL2/BL5/BL8，以读出红色像素电路，且比较器542-G0、542-G1及542-G2分别电容耦合到位线BL0/BL3/BL6、BL1/BL4/BL7及BL2/BL5/BL8，以读出在与红色像素电路相同的行中的绿色像素电路。
接着，在时序序列4期间，从组0的行地址2/3、从组1的行地址14/15及从组2的行地址26/27读出包含于蓝色(B)像素电路当中的相位检测自动聚焦光电二极管、包含于在与红色像素电路相同的行中的绿色(GR)像素电路当中的相位检测自动聚焦光电二极管、包含于在与蓝色像素电路相同的行中的绿色(GB)像素电路当中的相位检测自动聚焦光电二极管及包含于红色(R)像素电路当中的相位检测自动聚焦光电二极管。因此，简要地返回参考图7中描绘的实例，路由电路系统740经配置以路由位线使得输入比较器742-B0电容耦合到位线BL6、输入比较器742-B1电容耦合到位线BL7、输入比较器742-B2电容耦合到位线BL8、输入比较器742-G0电容耦合到位线BL9、输入比较器742-G1电容耦合到位线BL10及输入比较器742-G2电容耦合到位线BL11。
接着，在时序序列5期间，从组0的行地址8/9、从组1的行地址20/21及从组2的行地址32/33读出包含于蓝色(B)像素电路当中的相位检测自动聚焦光电二极管、包含于在与红色像素电路相同的行中的绿色(GR)像素电路当中的相位检测自动聚焦光电二极管、包含于在与蓝色像素电路相同的行中的绿色(GB)像素电路当中的相位检测自动聚焦光电二极管及包含于红色(R)像素电路当中的相位检测自动聚焦光电二极管。因此，简要地返回参考图7中描绘的实例，路由电路系统740再次经配置以路由位线使得输入比较器742-B0电容耦合到位线BL6、输入比较器742-B1电容耦合到位线BL7、输入比较器742-B2电容耦合到位线BL8、输入比较器742-G0电容耦合到位线BL9、输入比较器742-G1电容耦合到位线BL10及输入比较器742-G2电容耦合到位线BL11。
图9说明说明根据本公开的教示的在不读出相位检测信息的情况下包含于像素阵列中的像素电路的所有组的全分辨率读出的实例的详细图。应了解，包含于图9中描述的像素阵列的像素电路的所有组的实例全分辨率读出可为图5A到5B中说明的像素阵列的读出，且上文描述的类似地命名且编号的元件在下文类似地耦合及起作用。
如图9中描绘的实例中展示，包含于像素阵列中的像素电路的所有组的实例全分辨率读出以被编号为0到35的36个读出的时序序列发生。在一个实例中，在全分辨率读出期间，在被读出的每一1x3像素电路中，一次仅接通转移晶体管中的1者(例如TX0、TX1、TX2)，且1x3像素电路的每列的3个位线的分组中的仅1者是有效的，且1x3像素电路的每列的3个位线的分组中的剩余2个位线是空闲的或未被使用。相比之下，应注意，在上文描述的9C合并读出实例中，1x3像素电路的每一列的每一3位线分组的所有3个位线(例如BL0、BL1、BL2)同时被占用或利用，因为所有3个组(例如组0、组1、组2)被同时读出。
在时序序列0到11期间，读出包含于组0中的包含行0到11的光电二极管。如展示，在时序序列0到2及6到8期间，从组0读出蓝色(B)光电二极管及包含于与蓝色光电二极管相同的行中的绿色(GB)光电二极管。在时序序列0到2及6到8期间，当读出蓝色(B)光电二极管及包含于与蓝色光电二极管相同的行中的绿色(GB)光电二极管时，路由电路系统540不“交换”位线，如例如图5A中说明。
在时序序列3到5及9到11期间，从组0读出红色(R)光电二极管及包含于与红色光电二极管相同的行中的绿色(GR)光电二极管。在时序序列3到5及9到11期间，当读出红色(R)光电二极管及包含于与红色光电二极管相同的行中的绿色(GR)光电二极管时，路由电路系统540“交换”位线，如例如图5B中说明。
在时序序列12到23期间，读出包含于组1中的包含行12到23的光电二极管。如展示，在时序序列12到14及18到20期间，从组1读出蓝色(B)光电二极管及包含于与蓝色光电二极管相同的行中的绿色(GB)光电二极管。在时序序列12到14及18到20期间，当读出蓝色(B)光电二极管及包含于与蓝色光电二极管相同的行中的绿色(GB)光电二极管时，路由电路系统540不“交换”位线，如例如图5A中说明。
在时序序列15到17及21到23期间，从组1读出红色(R)光电二极管及包含于与红色光电二极管相同的行中的绿色(GR)光电二极管。在时序序列15到17及21到23期间，当读出红色(R)光电二极管及包含于与红色光电二极管相同的行中的绿色(GR)光电二极管时，路由电路系统540“交换”位线，如例如图5B中说明。
在时序序列24到35期间，读出组2中的包含行24到35的光电二极管。如展示，在时序序列24到26及30到32期间，从组2读出蓝色(B)光电二极管及包含于与蓝色光电二极管相同的行中的绿色(GB)光电二极管。在时序序列24到26及30到32期间，当读出蓝色(B)光电二极管及包含于与蓝色光电二极管相同的行中的绿色(GB)光电二极管时，路由电路系统540不“交换”位线，如例如图5A中说明。
在时序序列27到29及33到35期间，从组2读出红色(R)光电二极管及包含于与红色光电二极管相同的行中的绿色(GR)光电二极管。在时序序列27到29及33到35期间，当读出红色(R)光电二极管及包含于与红色光电二极管相同的行中的绿色(GR)光电二极管时，路由电路系统540“交换”位线，如例如图5B中说明。
对本发明所说明的实例的上文描述，包含说明书摘要中所描述的内容，不希望为详尽的或将本发明限制为所公开的精确形式。虽然本文出于说明性目的描述了本发明的具体实例，但相关领域的技术人员应认识到，各种修改在本发明的范围内是可行的。
鉴于上文详细描述，可对本发明的实例做出这些修改。所附权利要求书中所使用的术语不应被解释为将本发明限制于说明书中公开的具体实例。而是，本发明的范围将完全由所附权利要求确定，所述权利要求应根据已建立的权利要求解释的公认原则来解释。

Claims (30)

1.一种成像装置，其包括：
像素阵列，其包含：
多个1x3像素电路，其布置于所述像素阵列的行及列中，其中每一1x3像素电路包含包含于所述像素阵列中的1x3像素电路的相应列中的3个光电二极管，其中包含于所述像素阵列中的1x3像素电路的所述相应列中的每一1x3像素电路的所述3个光电二极管包含于所述像素阵列的相应3个行中；
多个位线，其耦合到所述多个1x3像素电路，其中所述多个位线被划分到所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每列3个位线的分组中，其中所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每一列包含耦合到所述3个位线的相应分组的第一位线的所述1x3像素电路的多个第一组、耦合到所述3个位线的所述相应分组的第二位线的所述1x3像素电路的多个第二组及耦合到所述3个位线的所述相应分组的第三位线的所述1x3像素电路的多个第三组；以及
多个9单元9C像素结构，其中所述多个1x3像素电路进一步经布置成每9C像素结构3个1x3像素电路的分组以形成所述像素阵列的多个3x3像素结构。
2.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述多个1x3电路沿着所述像素阵列的行以所述1x3像素电路的所述第一组中的一者、所述1x3像素电路的所述第二组中的一者及所述1x3像素电路的所述第三组中的一者的重复序列布置。
3.根据权利要求2所述的成像装置，其中所述1x3像素电路的所述多个第一组、所述1x3像素电路的所述多个第二组及所述1x3像素电路的所述多个第三组中的所述1x3像素电路的每一列包含4个1x3像素电路。
4.根据权利要求3所述的成像装置，其进一步包括安置于经配置以感测图像数据的所述像素阵列的光电二极管之上的滤色器阵列，其中所述滤色器阵列包括：
具有第一色彩的多个滤色器；
具有第二色彩的多个滤色器；及
具有第三色彩的多个滤色器，其中经配置以感测图像数据的所述多个9C像素结构中的每一者的光电二极管被具有所述第一色彩的所述多个滤色器、具有所述第二色彩的所述多个滤色器或具有所述第三色彩的所述多个滤色器中的一者覆盖。
5.根据权利要求4所述的成像装置，其中所述多个9C像素结构经布置成4个9C像素结构的分组以形成所述像素阵列的多个6x6像素结构，其中经配置以感测图像数据的每一6x6像素结构的光电二极管沿着每一6x6像素结构的第一对角线被具有所述第一色彩的所述多个滤色器中的一者及具有所述第二色彩的所述多个滤色器中的一者覆盖，其中经配置以感测图像数据的每一6x6像素结构的光电二极管沿着每一6x6像素结构的第二对角线被具有所述第三色彩的所述多个滤色器中的两者覆盖，其中所述每一6x6像素结构之上的所述多个滤色器的图案在所述像素阵列的所述行及列之上重复。
6.根据权利要求5所述的成像装置，其中所述第一色彩是蓝色，其中所述第二色彩是红色，其中所述第三色彩是绿色。
7.根据权利要求6所述的成像装置，其中包含于每一6x6像素结构中的光电二极管的中心2x2分组经耦合以为所述像素阵列提供相位检测信息，其中包含于包含在每一6x6像素结构中的经耦合以提供相位检测信息的光电二极管的所述中心2x2分组中的光电二极管被绿色或全色滤色器覆盖。
8.根据权利要求7所述的成像装置，其进一步包括耦合到所述多个位线的多个电流源。
9.根据权利要求8所述的成像装置，其中所述多个电流源中的每一者耦合到所述多个位线中的相应者。
10.根据权利要求9所述的成像装置，其进一步包括电容耦合到所述多个位线的多个比较器。
11.根据权利要求10所述的成像装置，其进一步包括耦合于所述多个位线与所述多个比较器之间的路由电路系统，其中所述路由电路系统经配置以控制所述多个位线中的哪些位线电容耦合到所述多个比较器中的每一者。
12.根据权利要求11所述的成像装置，其中所述路由电路系统经配置以将所述多个比较器的第一子分组中的每一者电容耦合到所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每列3个位线的所述分组中的第一相应者或所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每列3个位线的所述分组中的第二相应者以一次从耦合到所述多个比较器中的每一者的所述1x3像素电路读出来自所述光电二极管中的多于一者的图像数据。
13.根据权利要求12所述的成像装置，其中3个位线的所述分组的所述第一相应者的所述1x3像素电路被具有所述第一色彩的所述多个滤色器中的一者覆盖，其中3个位线的所述分组的所述第二相应者的所述1x3像素电路被具有所述第二色彩的所述多个滤色器中的一者覆盖。
14.根据权利要求13所述的成像装置，其中所述路由电路系统经配置以将所述多个比较器的第二子分组中的每一者电容耦合到所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每列3个位线的所述分组中的第三相应者或所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每列3个位线的所述分组中的第四相应者。
15.根据权利要求14所述的成像装置，其中3个位线的所述分组的所述第三相应者的所述1x3像素电路被在被具有所述第一色彩的所述多个滤色器中的一者覆盖的所述1x3像素电路的相同行中的具有所述第三色彩的所述多个滤色器中的一者覆盖，其中3个位线的所述分组的所述第四相应者的所述1x3像素电路被在被具有所述第二色彩的所述多个滤色器中的一者覆盖的所述1x3像素电路的相同行中的具有所述第三色彩的所述多个滤色器中的一者覆盖。
16.根据权利要求11所述的成像装置，其中所述路由电路系统经配置以将所述多个比较器中的每一者电容耦合到所述多个位线中的一者，所述多个位线耦合到包含于每一6x6像素结构中的经耦合以为所述像素阵列提供相位检测信息的光电二极管的所述中心2x2分组中的一者。
17.根据权利要求11所述的成像装置，其中所述路由电路系统经配置以将所述多个比较器的中的每一者电容耦合到所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每列3个位线的所述分组中的一者的所述位线中的一者以一次从所述1x3像素电路读出来自所述光电二极管中的一者的图像数据，所述1x3像素电路耦合到所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每列3个位线的所述分组中的一者的所述位线中的所述一者。
18.根据权利要求17所述的成像装置，其中耦合到未被读出的1x3像素电路的所述1x3像素电路的每列3个位线的所述分组中的所述一者的所述位线中的其它者经配置为空闲。
19.一种成像系统，其包括：
像素阵列，其包含：
多个1x3像素电路，其布置于所述像素阵列的行及列中，其中每一1x3像素电路包含包含于所述像素阵列中的1x3像素电路的相应列中的3个光电二极管，其中包含于所述像素阵列中的1x3像素电路的所述相应列中的每一1x3像素电路的所述3个光电二极管包含于所述像素阵列的相应3个行中；
多个位线，其耦合到所述多个1x3像素电路，其中所述多个位线被划分到所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每列3个位线的分组中，其中所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每一列包含耦合到所述3个位线的相应分组的第一位线的所述1x3像素电路的多个第一组、耦合到所述3个位线的所述相应分组的第二位线的所述1x3像素电路的多个第二组及耦合到所述3个位线的所述相应分组的第三位线的所述1x3像素电路的多个第三组；以及
多个9单元9C像素结构，其中所述多个1x3像素电路进一步经布置成每9C像素结构3个1x3像素电路的分组以形成所述像素阵列的多个3x3像素结构；以及
读出电路，其耦合到所述像素阵列以通过所述多个位线从所述像素阵列读出信号，所述读出电路包含：
多个电流源，其耦合到所述多个位线，其中所述多个电流源中的每一者耦合到所述多个位线中的相应者；
多个比较器，其电容耦合到所述多个位线；以及
路由电路系统，其耦合于所述多个位线与所述多个比较器之间，其中所述路由电路系统经配置以控制所述多个位线中的哪些位线电容耦合到所述多个比较器中的每一者。
20.根据权利要求19所述的成像系统，其中所述路由电路系统经配置以将所述多个比较器的第一子分组中的每一者电容耦合到所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每列3个位线的所述分组中的第一相应者或所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每列3个位线的所述分组中的第二相应者以一次从耦合到所述多个比较器中的每一者的所述1x3像素电路读出来自所述光电二极管中的多于一者的图像数据。
21.根据权利要求20所述的成像系统，其中经配置以感测3个位线的所述分组的所述第一相应者的所述1x3像素电路的图像数据的光电二极管被具有第一色彩的滤色器阵列的多个滤色器中的一者覆盖，其中经配置以感测3个位线的所述分组的所述第二相应者的所述1x3像素电路的图像数据的光电二极管被具有第二色彩的所述多个滤色器中的一者覆盖。
22.根据权利要求21所述的成像系统，其中所述路由电路系统经配置以将所述多个比较器的第二子分组中的每一者电容耦合到所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每列3个位线的所述分组中的第三相应者或所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每列3个位线的所述分组中的第四相应者。
23.根据权利要求22所述的成像系统，其中经配置以感测3个位线的所述分组的所述第三相应者的所述1x3像素电路的图像数据的光电二极管被在被具有所述第一色彩的所述多个滤色器中的一者覆盖的所述1x3像素电路的相同行中的具有第三色彩的所述多个滤色器中的一者覆盖，其中经配置以感测3个位线的所述分组的所述第四相应者的所述1x3像素电路的图像数据的光电二极管被在被具有所述第二色彩的所述多个滤色器中的一者覆盖的所述1x3像素电路的相同行中的具有所述第三色彩的所述多个滤色器中的一者覆盖。
24.根据权利要求19所述的成像系统，其进一步包括安置于经配置以感测图像数据的所述像素阵列的光电二极管之上的滤色器阵列，其中所述滤色器阵列包括：
具有第一色彩的多个滤色器；
具有第二色彩的多个滤色器；及
具有第三色彩的多个滤色器，其中经配置以感测图像数据的所述多个9C像素结构中的每一者的光电二极管被具有所述第一色彩的所述多个滤色器、具有所述第二色彩的所述多个滤色器或具有所述第三色彩的所述多个滤色器中的一者覆盖。
25.根据权利要求24所述的成像系统，其中所述多个9C像素结构经布置成4个9C像素结构的分组以形成所述像素阵列的多个6x6像素结构，其中经配置以感测图像数据的每一6x6像素结构的光电二极管沿着每一6x6像素结构的第一对角线被具有所述第一色彩的所述多个滤色器中的一者及具有所述第二色彩的所述多个滤色器中的一者覆盖，其中经配置以感测图像数据的每一6x6像素结构的光电二极管沿着每一6x6像素结构的第二对角线被具有所述第三色彩的所述多个滤色器中的两者覆盖，其中所述每一6x6像素结构之上的所述多个滤色器的图案在所述像素阵列的所述行及列之上重复。
26.根据权利要求25所述的成像系统，其中所述第一色彩是蓝色，其中所述第二色彩是红色，其中所述第三色彩是绿色。
27.根据权利要求26所述的成像系统，其中包含于每一6x6像素结构中的光电二极管的中心2x2分组经耦合以为所述像素阵列提供相位检测信息，其中包含于包含在每一6x6像素结构中的经耦合以提供相位信息的光电二极管的所述中心2x2分组中的光电二极管被绿色或全色滤色器覆盖。
28.根据权利要求27所述的成像系统，其中所述路由电路系统经配置以将所述多个比较器中的每一者电容耦合到所述多个位线中的一者，所述多个位线耦合到包含于每一6x6像素结构中的经耦合以为所述像素阵列提供相位检测信息的光电二极管的所述中心2x2分组中的一者。
29.根据权利要求19所述的成像系统，其中所述路由电路系统经配置以将所述多个比较器的中的每一者电容耦合到所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每列3个位线的所述分组中的一者的所述位线中的一者以一次从所述1x3像素电路读出来自所述光电二极管中的一者的图像数据，所述1x3像素电路耦合到所述像素阵列中的所述1x3像素电路的每列3个位线的所述分组中的一者的所述位线中的所述一者。
30.根据权利要求29所述的成像系统，其中耦合到未被读出的1x3像素电路的所述1x3像素电路的每列3个位线的所述分组中的所述一者的所述位线中的其它者经配置为空闲。
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