本申請(qǐng)要求了2016年4月27日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No.

10-2016-0051338的優(yōu)先權(quán)，該文獻(xiàn)的內(nèi)容通過(guò)引用將其全文并入。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型的實(shí)施例關(guān)于一種圖像傳感器。

背景技術(shù)：

在圖像傳感器中，更具體地，在互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器中，一個(gè)幀可以包括N×M個(gè)單位像素的陣列。

如果需要增加數(shù)據(jù)處理速度(例如，運(yùn)動(dòng)圖像模式)，則圖像傳感器可以使用低分辨率模式。在低分辨率模式下，不是所有單位像素都輸出信號(hào)，但一些單位像素可以輸出信號(hào)?？梢允褂米硬蓸幽Ｊ?subsampling)和合并模式(binning mode)來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像傳感器的低分辨率模式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本實(shí)用新型的實(shí)施例涉及一種能夠減少模數(shù)轉(zhuǎn)換塊的功耗并且提高幀速率的圖像傳感器。

本實(shí)用新型附加的優(yōu)點(diǎn)、目的和特征，一部份將在下面的描述中闡述，且一部份對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員在研究以下內(nèi)容時(shí)將是顯而易見的，或可從本實(shí)用新型的實(shí)踐中獲知。本實(shí)用新型的目的和其它優(yōu)點(diǎn)，可通過(guò)文字描述與權(quán)利要求及其附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

為了實(shí)現(xiàn)這些目的和其他優(yōu)點(diǎn)，并且根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的目的，如同在此的具體實(shí)施和廣泛描述，一種圖像傳感器可包含像素陣列，所述像素陣列包含位于具有行與列的矩陣中的復(fù)數(shù)個(gè)單位像素；選擇單元，所述選擇單元配置成選擇所述像素陣列的列中的一些的輸出并將選擇輸出信號(hào)輸出；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換塊，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換塊包含對(duì)應(yīng)于所述像素陣列的列的復(fù)數(shù)個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元中的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元配置成轉(zhuǎn)換所述選擇輸出信號(hào)并輸出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。當(dāng)所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換所述選擇輸出信號(hào)時(shí)，在所述復(fù)數(shù)個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元中有別于所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元被關(guān)閉。

所述的圖像傳感器可進(jìn)一步包括控制器，所述控制器配置成選擇并驅(qū)動(dòng)所述像素陣列的行中的一些。

圖像傳感器可進(jìn)一步包括存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器包含復(fù)數(shù)個(gè)鎖存器，所述鎖存器配置成存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

圖像傳感器可進(jìn)一步包括列掃描器，所述列掃描器配置成選擇所述復(fù)數(shù)個(gè)鎖存器中對(duì)應(yīng)于所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的第一鎖存器，并讀取所述第一鎖存器中存儲(chǔ)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

各個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元可包含相關(guān)雙重采樣單元，所述相關(guān)雙重采樣單元配置成執(zhí)行相關(guān)雙重采樣；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器配置成轉(zhuǎn)換所述相關(guān)雙重采樣單元的輸出。當(dāng)各個(gè)第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的相關(guān)雙重采樣單元與模數(shù)轉(zhuǎn)換器開啟時(shí)，各個(gè)第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的相關(guān)雙重采樣單元與模數(shù)轉(zhuǎn)換器被關(guān)閉。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，一種圖像傳感器包含像素陣列，所述像素陣列包含位于具有行與列的矩陣中的復(fù)數(shù)個(gè)單位像素；控制器，所述控制器配置成設(shè)定具有行與列的感興趣區(qū)域并驅(qū)動(dòng)所述感興趣區(qū)域的行；選擇單元，所述選擇單元配置成選擇對(duì)應(yīng)于所述感興趣區(qū)域的列的輸出，并輸出選擇輸出信號(hào)；模數(shù)轉(zhuǎn)換塊，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換塊包含第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元配置成轉(zhuǎn)換所述選擇輸出信號(hào)，以及與所述感興趣區(qū)域的列之外的至少一列對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元；鎖存單元，包含第一鎖存器，所述第一鎖存器配置成存儲(chǔ)所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸出，以及第二鎖存器，所述第二鎖存器配置成存儲(chǔ)所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸出；以及列掃描器，所述列掃描器配置成選擇所述第一鎖存器并讀取存儲(chǔ)于所選擇的第一鎖存器中的數(shù)據(jù)。

像素陣列可包含復(fù)數(shù)個(gè)行區(qū)，所述復(fù)數(shù)個(gè)行區(qū)各可包含兩個(gè)以上不同的列，以及所述感興趣區(qū)域的列可匹配所述復(fù)數(shù)個(gè)行區(qū)的至少一個(gè)列。

當(dāng)所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換所述選擇輸出信號(hào)時(shí)，所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元可被關(guān)閉。

所述感興趣區(qū)域可包括或被分割為復(fù)數(shù)個(gè)群組，并且各群組包含兩個(gè)以上不同列。所述選擇單元可在各個(gè)群組里的列中選擇輸出并輸出所述選擇輸出信號(hào)。

所述復(fù)數(shù)個(gè)群組各可包含所述感興趣區(qū)域中兩個(gè)以上相鄰列。

所述復(fù)數(shù)個(gè)群組可包含第一群組與第二群組，并且各個(gè)第一群組可包含兩個(gè)以上相鄰奇數(shù)列，以及各個(gè)第二群組可包含兩個(gè)以上相鄰偶數(shù)列。

像素陣列可包含連接于所述選擇單元的感測(cè)線，以及各個(gè)感測(cè)線可連接于在所述像素陣列里對(duì)應(yīng)一列中的單位像素。

選擇單元可包含第一開關(guān)，所述第一開關(guān)配置成連接對(duì)應(yīng)于各群組中列的感測(cè)線；以及第二開關(guān)，所述第二開關(guān)介于所述感測(cè)線與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元之間。

選擇單元可進(jìn)一步包含第三開關(guān)，所述第三開關(guān)介于所述感測(cè)線與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元之間的連接節(jié)點(diǎn)，和/或接地電壓或接地電位之間。

根據(jù)本實(shí)用新型中一個(gè)以上實(shí)施例，可以降低模數(shù)轉(zhuǎn)換塊的功耗，并增加圖像傳感器的幀速率。

應(yīng)當(dāng)理解，實(shí)施例的以上概述與以下詳述均為示例性與說(shuō)明性的，且旨在提供對(duì)于本發(fā)明所主張的進(jìn)一步解釋。

附圖說(shuō)明

附圖提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，且并入并構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分，其示出了本實(shí)用新型的實(shí)施例，并與說(shuō)明書一同用于解釋本實(shí)用新型的原理。在附圖中：

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型中一個(gè)實(shí)施例的圖像傳感器組態(tài)的示意圖；

圖2是圖1中所示像素陣列、模數(shù)轉(zhuǎn)換塊、和存儲(chǔ)器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；

圖3是根據(jù)圖1中所示圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例的操作的示意圖；

圖4是根據(jù)圖1中所示圖像傳感器的另一實(shí)施例的操作的示意圖；

圖5是根據(jù)圖1中所視圖像傳感器的另一實(shí)施例的操作的示意圖；

圖6是根據(jù)圖1中所視圖像傳感器的另一實(shí)施例的操作的示意圖；

圖7是圖3所示列掃描器產(chǎn)生的掃描信號(hào)的時(shí)序示意圖；

圖8是圖4所示列掃描器產(chǎn)生的掃描信號(hào)的時(shí)序示意圖；

圖9A是根據(jù)圖3中選擇單元的第一操作的第一到第三開關(guān)的開啟及/或關(guān)閉狀態(tài)與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的開啟及/或關(guān)閉狀態(tài)的示意圖；

圖9B是根據(jù)圖3中選擇單元的第二操作的第一到第三開關(guān)的開啟及/或關(guān)閉狀態(tài)與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的開啟及/或關(guān)閉狀態(tài)的示意圖；

圖10A是根據(jù)圖4中選擇單元的第一操作的第一到第三開關(guān)的開啟及/或關(guān)閉狀態(tài)與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的開啟及/或關(guān)閉狀態(tài)的示意圖；

圖10B是根據(jù)圖4中選擇單元的第二操作的第一到第三開關(guān)的開啟及/或關(guān)閉狀態(tài)與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的開啟及/或關(guān)閉狀態(tài)的示意圖；

圖11是圖1所示的像素陣列中單位像素的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；

圖12是圖1所示的像素陣列的另一實(shí)施例的示意圖；

圖13A是圖12的像素陣列在第一驅(qū)動(dòng)模式的操作的時(shí)序示意圖；

圖13B是圖12的像素陣列在第二驅(qū)動(dòng)模式的操作的時(shí)序示意圖；

圖14為圖1所示的像素陣列的另一實(shí)施例的示意圖；

圖15A是圖14的像素陣列在第一驅(qū)動(dòng)模式的操作的時(shí)序示意圖；

圖15B是圖14的像素陣列在第二驅(qū)動(dòng)模式的操作的時(shí)序示意圖；

圖16是圖1中所示圖像傳感器的感興趣區(qū)域的示意圖；

圖17是圖16中感興趣區(qū)域的實(shí)施例的示意圖；

圖18是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例示出的選擇單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換塊、存儲(chǔ)器、以及列掃描器用以執(zhí)行感興趣區(qū)域操作模式的操作示意圖；

圖19是包含復(fù)數(shù)個(gè)行區(qū)的像素陣列的一幀長(zhǎng)度的示意圖；

圖20是圖16中感興趣區(qū)域的多種操作示意圖；

圖21是圖16中像素陣列的第一區(qū)與第二區(qū)的示意圖；

圖22A是用于單色型像素陣列的第一區(qū)和第二區(qū)的選擇單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換塊的操作的一實(shí)施例的示意圖；

圖22B是用于單色型像素陣列的第一區(qū)和第二區(qū)的選擇單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換塊的操作的另一實(shí)施例的示意圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，通過(guò)附圖及其以下描述將清楚地理解本實(shí)用新型的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，在實(shí)施例的各種描述中，被稱為諸如層，膜，區(qū)域，圖案或結(jié)構(gòu)的一種元件形成在另一元件，例如結(jié)構(gòu)、層、膜、區(qū)域、墊或圖案，之上或之下時(shí)，可以直接形成在所述另一元件“之上”或“之下”，或者間接地形成，在其之間具有中間元件。還應(yīng)當(dāng)理解，元件的“之上”和“之下”是根據(jù)附圖來(lái)描述。另外，在附圖的描述中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的組成元件。

圖1是示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)以上實(shí)施例的圖像傳感器100之構(gòu)造的示意圖，以及圖2是圖1中像素陣列120、模數(shù)轉(zhuǎn)換塊140和存儲(chǔ)器160的一個(gè)以上實(shí)施例的示意圖。

參照?qǐng)D1與圖2，說(shuō)明性圖像傳感器100包括控制器110、像素陣列120、選擇單元130、模數(shù)轉(zhuǎn)換塊140、存儲(chǔ)器160、以及列掃描器170。另外，圖像傳感器100可進(jìn)一步包括數(shù)字信號(hào)處理器180。

控制器110輸出一個(gè)以上配置成控制像素陣列120的第一控制信號(hào)(如重啟信號(hào)RX、傳動(dòng)信號(hào)TX、及/或選擇信號(hào)SX)、配置成控制選擇單元130的第二控制信號(hào)BS、配置成控制選擇器150的第三控制信號(hào)SC、以及配置成控制列掃描器170的第四控制信號(hào)CS。

舉例來(lái)說(shuō)，控制器110可包括用來(lái)產(chǎn)生計(jì)時(shí)信號(hào)或控制信號(hào)的時(shí)間控制器，以及根據(jù)時(shí)間控制器提供的計(jì)時(shí)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)復(fù)數(shù)個(gè)單元像素的第一控制信號(hào)的行驅(qū)動(dòng)器。

像素陣列120可包括復(fù)數(shù)個(gè)單元像素P11到Pnm(n和m是大于1的自然數(shù))，且復(fù)數(shù)個(gè)單元像素P11到Pnm可排列成具有行R_{_1}到R_{_n}(n是大于1的自然數(shù))與列C_{O_1}到C_{O_m}的矩陣。單元像素P11到Pnm中的每一個(gè)可具備光電轉(zhuǎn)換元件，用來(lái)感測(cè)光并將感測(cè)到的光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

像素陣列120可包括感測(cè)線L1到Lm(m是大于1的自然數(shù))與單元像素連接，并通過(guò)感測(cè)線L1到Lm輸出感測(cè)信號(hào)a1到am(m是大于1的自然數(shù))。舉例來(lái)說(shuō)，感測(cè)線L1到Lm中的每一個(gè)可與單元像素的各個(gè)輸出終端連接，各個(gè)輸出終端與一個(gè)對(duì)應(yīng)的列連接。

選擇單元130由像素陣列120的列C_{O_1}到C_{O_m}中選擇至少一個(gè)，并基于第二控制信號(hào)BS輸出單位像素的輸出到選擇的至少一列中。

舉例來(lái)說(shuō)，選擇單元130可接收被選擇列的輸出，且輸出選擇輸出信號(hào)b1到bk(1≤k≤m)。選擇輸出信號(hào)b1到bk(1≤k≤m)可為兩個(gè)以上被選擇的單元像素輸出的總和或平均數(shù)，但不限于此。

舉例來(lái)說(shuō)，選擇單元130可由兩個(gè)以上不同列中單位像素的輸出中選擇，并輸出選擇輸出信號(hào)b1到bk(1≤k≤m)。

兩個(gè)以上不同列的單元像素可具有相同的曝光時(shí)間。在此，“曝光時(shí)間”可為從單位像素的光電二極管中的重啟操作結(jié)束到電荷從單位像素的光電二極管傳輸?shù)絾挝幌袼氐母≈脭U(kuò)散區(qū)域(floating diffusion area)的一段時(shí)期。。

舉例來(lái)說(shuō)，選擇單元130可從感測(cè)線L1到Lm之間選擇兩個(gè)以上感測(cè)線的輸出，并輸出選擇輸出信號(hào)b1－bk。

像素矩陣可包括或被分割為復(fù)數(shù)個(gè)群組，且各個(gè)群組可包含兩個(gè)以上不同列。每個(gè)群組中的列可不相互交疊。

舉例來(lái)說(shuō)，該些群組可包含兩個(gè)以上相鄰的列?？蛇x的是，該些群組可包含第一群組與第二群組。

第一群組可包含兩個(gè)以上相鄰奇數(shù)列，且第二群組可包含兩個(gè)以上相鄰偶數(shù)列。

模數(shù)轉(zhuǎn)換塊140，基于選擇信號(hào)ST，將來(lái)自選擇單元130的模擬選擇輸出信號(hào)b1到bk轉(zhuǎn)換，并輸出數(shù)字信號(hào)C1到Ci(i為比1大的自然數(shù))。

模數(shù)轉(zhuǎn)換塊140可包含復(fù)數(shù)個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m。

復(fù)數(shù)個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m可包含相關(guān)的雙重采樣單元210-1到210-m，其被配置為執(zhí)行相關(guān)雙重采樣以消除像素的獨(dú)特固定模式噪聲，以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器220-1到220-m用來(lái)轉(zhuǎn)換相關(guān)雙重采樣單元210-1到210-m的輸出。

復(fù)數(shù)個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m可對(duì)應(yīng)感測(cè)線L1到Lm。舉例來(lái)說(shuō)，復(fù)數(shù)個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m中的每一個(gè)可對(duì)應(yīng)于感測(cè)線L1到Lm中之一(如特定的或?qū)?yīng)的一個(gè))。

可將選擇輸出信號(hào)b1到bk選擇性地提供給m個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1至140-m之中的k個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(1≤k≤m)。

選擇器150可輸出選擇信號(hào)ST11到ST1m，用來(lái)控制復(fù)數(shù)個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m。

復(fù)數(shù)個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m可選擇性地響應(yīng)于選擇的信號(hào)ST11至ST1m來(lái)操作。舉例來(lái)說(shuō)，基于選擇的信號(hào)ST11至ST1m，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元可被開啟，且第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元可被關(guān)閉。

當(dāng)?shù)谝荒?shù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換選擇輸出信號(hào)b1到bk時(shí)，第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元可被關(guān)閉。

舉例來(lái)說(shuō)，基于選擇的信號(hào)ST11至ST1m可以向第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元提供操作電壓開啟第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，并不提供操作電壓給第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元使其關(guān)閉。

在此，被供應(yīng)選擇輸出信號(hào)b1到bk的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m是第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，且不被供應(yīng)選擇輸出信號(hào)b1到bk的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m是第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。

因此，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元可輸出通過(guò)轉(zhuǎn)換選擇輸出信號(hào)獲得的數(shù)字信號(hào)C1至Ci。

由于不是全部m個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m在運(yùn)行中，且只有被供應(yīng)選擇輸出信號(hào)b1到bk的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元在運(yùn)行中，本實(shí)用新型的實(shí)施例可降低模數(shù)轉(zhuǎn)換塊的功耗。

存儲(chǔ)器160存儲(chǔ)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m的輸出，并響應(yīng)于列掃描器170的控制信號(hào)CS1至CSm，僅讀取和/或輸出數(shù)字信號(hào)C1至Ci由模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m至數(shù)字信號(hào)處理器180。

存儲(chǔ)器160可包含復(fù)數(shù)個(gè)鎖存器(latch)160-1到160-m或復(fù)數(shù)個(gè)電容器(如一晶體管-一電容器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元，例如通常存在于動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器[DRAM]中)。復(fù)數(shù)個(gè)鎖存器160-1到160-m或復(fù)數(shù)個(gè)電容器對(duì)應(yīng)復(fù)數(shù)個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m。

舉例來(lái)說(shuō)，復(fù)數(shù)個(gè)鎖存器160-1到160-m中的每一個(gè)可存儲(chǔ)復(fù)數(shù)個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m的輸出信號(hào)中對(duì)應(yīng)的一個(gè)。

此外，舉例來(lái)說(shuō)復(fù)數(shù)個(gè)鎖存器160-1到160-m中的第一鎖存器可以對(duì)應(yīng)于第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，且復(fù)數(shù)個(gè)鎖存器160-1到160-m中的第二鎖存器可以對(duì)應(yīng)于第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。

列掃描器170可輸出控制信號(hào)CS1至CSm，其配置為基于由控制器110接收的第四控制信號(hào)CS來(lái)控制存儲(chǔ)器160。

列掃描器170可產(chǎn)生控制信號(hào)CS1至CSm，被配置為僅選擇和/或讀取存儲(chǔ)數(shù)字信號(hào)C1至Ci的第一鎖存器。

可通過(guò)第一控制信號(hào)CS1至CSm，由存儲(chǔ)器160的復(fù)數(shù)個(gè)鎖存器160-1到160-m之中選擇存儲(chǔ)數(shù)字信號(hào)C1至Ci的第一鎖存器，并響應(yīng)于從控制器110中收到的時(shí)鐘信號(hào)CLK(參見，如圖7)而按順序讀取存儲(chǔ)在第一鎖存器的數(shù)據(jù)，并被發(fā)送到數(shù)字信號(hào)處理器180。

由于列掃描器170不會(huì)讀取存儲(chǔ)器160的復(fù)數(shù)個(gè)鎖存器160-1到160-m中的全部數(shù)據(jù)，而是只按順序地讀取存儲(chǔ)在第一鎖存器中的數(shù)字信號(hào)C1至Ci，本實(shí)用新型的實(shí)施例可改進(jìn)讀取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器160中數(shù)據(jù)的速度，因此可縮短掃描像素陣列120中一行的時(shí)間。

圖5所示的操作中，列掃描器170可選擇復(fù)數(shù)個(gè)鎖存器160-1到160-m的全部，并讀取存儲(chǔ)在復(fù)數(shù)個(gè)鎖存器160-1到160-m中的數(shù)據(jù)。

數(shù)字信號(hào)處理器180處理從存儲(chǔ)器160接收的數(shù)字信號(hào)C1至Ci。

圖3是根據(jù)圖1所示圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例的操作示意圖。

在圖3中，與圖2相同的元件具有相同的標(biāo)號(hào)，將簡(jiǎn)要描述或省略。

舉例來(lái)說(shuō)，圖3涉及用于感測(cè)灰度圖像的單色型圖像傳感器。

參照?qǐng)D3，基于第二控制信號(hào)BS，選擇單元130a可選擇兩個(gè)鄰近列中單元像素的輸出，并輸出選擇輸出信號(hào)b1到bk(1≤k≤m)。

舉例來(lái)說(shuō)，選擇單元130a可包含復(fù)數(shù)個(gè)開關(guān)與復(fù)數(shù)個(gè)電容器，且第二控制信號(hào)BS可為控制復(fù)數(shù)個(gè)開關(guān)的信號(hào)。另外，選擇單元130a可進(jìn)一步包含至少一個(gè)電阻。

選擇輸出信號(hào)b1到bk(1≤k≤m)可提供給第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-(m-1)。舉例來(lái)說(shuō)，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元可為對(duì)應(yīng)于奇數(shù)感測(cè)線的奇數(shù)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，但不限于此。

基于選擇信號(hào)ST11到ST1m，提供電壓給第一(如奇數(shù))模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-(m-1)，以開啟第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-(m-1)，反之，不提供該電壓給剩余的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-2到140-m，以關(guān)閉剩余的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-2到140-m。

可選的是，基于選擇信號(hào)ST11到ST1m，可提供偏置電流給第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-(m-1)，以開啟第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-(m-1)，反之不提供偏置電流給第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-2到140-m，以開啟第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-2到140-m。

舉例來(lái)說(shuō)，基于選擇信號(hào)ST11到ST1m，第一相關(guān)雙重采樣單元210-1到210-(m-1)以及第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-(m-1)中的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元220-1到220-(m-1)可全部被開啟。此外，第二相關(guān)雙重采樣單元210-2到210-m以及第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-2到140-m中的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元220-2到220-m可全部被關(guān)閉。因此，根據(jù)一個(gè)以上實(shí)施例，此可減少圖像傳感器的功耗。

第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-(m-1)的輸出可被存儲(chǔ)于對(duì)應(yīng)于第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-(m-1)的第一鎖存器160-1到160-(m-1)中。

列掃描器170可產(chǎn)生掃描信號(hào)CS1到CS-(m-1)，用來(lái)從存儲(chǔ)器160的鎖存器160-1到160-m之中選擇要讀取的第一鎖存器。

響應(yīng)于掃描信號(hào)CS1到CS-(m-1)，可連續(xù)地讀取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器160的第一鎖存器160-1到160-m中的數(shù)據(jù)。

圖7為圖3所示的一個(gè)列掃描器170產(chǎn)生的掃描信號(hào)CS1到CS-(m-1)的時(shí)序示意圖。

參照?qǐng)D7，響應(yīng)時(shí)鐘信號(hào)CLK，列掃描器170可產(chǎn)生掃描信號(hào)CS1到CS-(m-1)用來(lái)讀取第一鎖存器160-1到160-(m-1)(如奇數(shù)鎖存器)。響應(yīng)掃描信號(hào)CS1到CS-(m-1)，將存儲(chǔ)在第一鎖存器中的數(shù)據(jù)D1到Dm-1連續(xù)地傳輸至數(shù)字信號(hào)處理器180。當(dāng)這樣的數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，可完成像素陣列120中一行的掃描。

由于只有對(duì)應(yīng)于像素陣列120中的單一行的存儲(chǔ)器160中的奇數(shù)鎖存器被讀取，這可以降低掃描一行一半的時(shí)間，且增加圖像傳感器的幀速率。

圖4為根據(jù)圖1所示圖像傳感器的另一實(shí)施例的操作示意圖。

在圖4中，與圖2相同的元件具有相同的標(biāo)號(hào)，將簡(jiǎn)要描述或省略。

舉例來(lái)說(shuō)，圖4中的實(shí)施例可涉及用于感測(cè)一種顏色(如RGB顏色)圖像的拜耳型圖像傳感器。

參照?qǐng)D4，選擇單元130b可選擇像素陣列120的奇數(shù)列之間兩個(gè)鄰近奇數(shù)列中單位像素的輸出，且根據(jù)基于第二控制信號(hào)BS的采樣輸出，輸出第一選擇輸出信號(hào)b11到b1(k-1)，選擇像素陣列120的偶數(shù)列之中兩個(gè)鄰近偶數(shù)列中單位像素的輸出，并輸出第一選擇輸出信號(hào)b12到b1k(1≤k≤m)。

可將選擇輸出信號(hào)b11到b1k(1≤k≤m)提供給復(fù)數(shù)個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m之中的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1、140-2、140-5、140-6…，但不限于此。

基于選擇信號(hào)ST11到ST1m，提供電壓給第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1、140-2、140-5、140-6…，以開啟第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1、140-2、140-5、140-6…，然而，不提供電壓給第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1、140-2、140-5、140-6…之外其余的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，以關(guān)閉其余的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。因此，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以降低模數(shù)轉(zhuǎn)換塊140的功耗。

第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1、140-2、140-5、140-6…的輸出可存儲(chǔ)在的存儲(chǔ)器160的鎖存器160-1－160-m之中對(duì)應(yīng)于第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1、140-2、140-5、140-6…的第一鎖存器160-1、160-2、160-5、160-6…中。

圖8為圖4所示的一個(gè)列掃描器170產(chǎn)生的掃描信號(hào)的時(shí)序示意圖。

參照?qǐng)D8，列掃描器170可響應(yīng)時(shí)鐘信號(hào)CLK產(chǎn)生掃描信號(hào)CS1、CS2、CS5、CS6…以及CSq來(lái)讀取存儲(chǔ)在第一鎖存器160-1、160-2、160-5、160-6…中的數(shù)據(jù)。

響應(yīng)掃描信號(hào)CS1、CS2、CS5、CS6、…CSq，存儲(chǔ)在第一鎖存器160-1、160-2、160-5、160-6、…的數(shù)據(jù)D1、D2、D5、D6、…Dq被連續(xù)地傳輸?shù)綌?shù)字信號(hào)處理器180。當(dāng)這樣的數(shù)據(jù)傳輸完成后，也可結(jié)束像素陣列120一行的掃描。

由于只有存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于像素陣列120一行的存儲(chǔ)器160的鎖存器之間的第一鎖存器160-1、160-2、160-5、160-6…的數(shù)據(jù)被讀取，這可以降低掃描一行一半的時(shí)間，且對(duì)應(yīng)地增加圖像傳感器的幀速率。

圖2所示的選擇單元130可將屬于像素陣列120的各列的單元像素的輸出輸出到對(duì)應(yīng)于各列的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。在這種情況下，可以不透過(guò)選擇單元130執(zhí)行水平合并操作，而執(zhí)行正常模式操作。

圖5為根據(jù)圖1所示的圖像傳感器的又一實(shí)施例的操作示意圖。

參照?qǐng)D5，基于第二控制信號(hào)BS，選擇單元130c選擇像素陣列120的各列中單元像素的輸出，且根據(jù)基于第二控制信號(hào)BS選擇的輸出信號(hào)，并輸出選擇信號(hào)SP1到SPm。圖5顯示不需合并操作的圖像傳感器的正常操作。

復(fù)數(shù)個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m的每一個(gè)轉(zhuǎn)換選擇信號(hào)SP1到SPm中對(duì)應(yīng)的一個(gè)，并輸出轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。

復(fù)數(shù)個(gè)鎖存器160存儲(chǔ)復(fù)數(shù)個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m的輸出中對(duì)應(yīng)的一個(gè)。

列掃描器170讀取存儲(chǔ)于復(fù)數(shù)個(gè)鎖存器160中的數(shù)據(jù)，且將讀取到的數(shù)據(jù)輸送到數(shù)字信號(hào)處理器180。

圖6為根據(jù)圖1所示圖像傳感器的另一實(shí)施例的操作示意圖。

參照?qǐng)D6，選擇單元130d選擇像素陣列120中奇數(shù)或偶數(shù)列的單元像素的輸出信號(hào)，且基于第二控制信號(hào)BS輸出選擇信號(hào)SP1到SPk。圖5顯示一種跳過(guò)操作。

復(fù)數(shù)個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m中奇數(shù)或偶數(shù)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換選擇信號(hào)SP1到SPk中對(duì)應(yīng)的一個(gè)，并輸出轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。

復(fù)數(shù)個(gè)鎖存器的奇數(shù)或偶數(shù)鎖存器存儲(chǔ)奇數(shù)或偶數(shù)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸出。

列掃描器170讀取存儲(chǔ)在奇數(shù)或偶數(shù)鎖存器160中的數(shù)據(jù)，且將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)字信號(hào)處理器180。

選擇單元130可包含第一開關(guān)，其配置成連接對(duì)應(yīng)于包含在復(fù)數(shù)個(gè)群組中的列的感測(cè)線，且第二開關(guān)連接于感測(cè)線與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元之間。

此外，選擇單元130可進(jìn)一步包含介于接地電壓或接地電位與感測(cè)線和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元之間的連接節(jié)點(diǎn)之間的第三開關(guān)。

圖9A是適合用于圖3中實(shí)施例的選擇單元130a的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。

參照?qǐng)D9A，選擇單元130a可包含介于兩個(gè)相鄰感測(cè)線L1與L2、L3與L4、Lm-1與Lm之間的第一開關(guān)131a-1到131a-j(j為比1大的自然數(shù))，介于感測(cè)線L1到Lm與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m之間的第二開關(guān)132-1到132-m、介于連接節(jié)點(diǎn)N1到Nm(即，介于感測(cè)線L1到Lm與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m之間)與接地電壓或接地電位GND之間的第三開關(guān)134-1到134-m，以及介于感測(cè)線L1到Lm與接地電壓或接地電位GND之間的恒流源133。

舉例來(lái)說(shuō)，第一開關(guān)131a-1到131a-j(j為比1大的自然數(shù))中的每一個(gè)可介于感測(cè)線L1到Lm中兩個(gè)不同及/或相鄰的感測(cè)線(如L1與L2、L3與L4…Lm-1與Lm)之間。

舉例來(lái)說(shuō)，第二開關(guān)132-1到132-m中的每一個(gè)可介于感測(cè)線L1到Lm中對(duì)應(yīng)的一個(gè)與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m中對(duì)應(yīng)的一個(gè)之間(如介于感測(cè)線L1與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1之間、感測(cè)線L2與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-2之間，等等)。

舉例來(lái)說(shuō)，第三開關(guān)134-1到134-m中的每一個(gè)可介于連接節(jié)點(diǎn)N1到Nm中之一與接地電壓或接地電位GND之間。

舉例來(lái)說(shuō)，恒流源133可介于感測(cè)線L1到Lm與接地電壓或接地電位GND之間。

根據(jù)圖3中選擇單元130a的第一處理或操作，圖9A顯示第一到第三開關(guān)的開啟或關(guān)閉狀態(tài)以及模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m的開啟或關(guān)閉狀態(tài)。選擇單元130a的第一處理或操作可為一種水平合并操作。

在水平合并操作上，連接于開啟的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-(m-1)的第三開關(guān)134-1到134-(m-1)被關(guān)閉，然而，連接于關(guān)閉的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-2到140-m的第三開關(guān)134-2到134-m被開啟，以防止漏電。

根據(jù)圖3中選擇單元130a的第二處理或操作，圖9B顯示為第一到第三開關(guān)的開啟及/或關(guān)閉狀態(tài)以及模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m的開啟及/或關(guān)閉狀態(tài)的示意圖。在此，選擇單元130a的第二處理或操作可為只感測(cè)像素陣列120中奇數(shù)或偶數(shù)列的跳過(guò)操作。

連接于關(guān)閉的第二開關(guān)132-2到132-m的恒流源133為關(guān)閉的。根據(jù)圖像傳感器的實(shí)施例，此可降低功耗。

反之，為了只感測(cè)奇數(shù)列，與開啟或關(guān)閉圖9B所示的第二與第三開關(guān)、恒流源與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的操作相反的一種處理或操作可被執(zhí)行。

此外，可關(guān)閉全部的第一開關(guān)131a-1到131a-j，可開啟全部的第二開關(guān)132-1到132-m，可關(guān)閉全部的第三開關(guān)134-1到134-m，可開啟恒流源133，且可開啟全部的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，因此選擇單元130a可執(zhí)行正常的處理或操作。

圖10A顯示根據(jù)圖4中選擇單元130b的第一處理或操作，第一到第三開關(guān)的開啟及/或關(guān)閉狀態(tài)，以及模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m的開啟及/或關(guān)閉狀態(tài)。在圖10A中，與圖9相同的元件具有相同的標(biāo)號(hào)，將簡(jiǎn)要描述或省略。選擇單元130b的第一操作可為水平合并處理或操作。

選擇單元130b可包含第一開關(guān)131b-1到131b-j(j為大于1的自然數(shù))、第二開關(guān)132-1到132-m、恒流源133、以及第三開關(guān)134-1到134-m。

第一開關(guān)131b-1到131b-j(j為大于1的自然數(shù))中的每一個(gè)介于鄰近的奇數(shù)感測(cè)線之間，或介于鄰近的偶數(shù)個(gè)感測(cè)線之間。

參照?qǐng)D9A描述的第一到第三開關(guān)、恒流源、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的開啟與關(guān)閉狀態(tài)的描述，同樣適用于選擇單元130b的第一處理或操作。

圖10B顯示根據(jù)圖4中選擇單元130b的第二處理或操作，第一到第三開關(guān)的開啟及/或關(guān)閉狀態(tài)以及模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m的開啟或關(guān)閉狀態(tài)。選擇單元130b的第二處理或操作可為一種跳過(guò)處理或操作。

參照?qǐng)D9B描述的第一到第三開關(guān)、恒流源、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的開啟與關(guān)閉狀態(tài)的描述，同樣適用于選擇單元130b的正常處理或操作。

圖11為圖1所示像素陣列120中單元像素的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。

參照?qǐng)D11，陣列像素120的單元像素P11到Pnm中的每一個(gè)可包含光電二極管410、感測(cè)節(jié)點(diǎn)FD、以及第一到第四晶體管420到450。

舉例來(lái)說(shuō)，第一晶體管420可以是傳輸晶體管，第二晶體管430可以是重啟晶體管，第三晶體管440可以是驅(qū)動(dòng)晶體管，第四晶體管450可以是選擇晶體管。單位像素P11至Pnm中的每一個(gè)可進(jìn)一步包括介于選擇晶體管450和第一電源GND之間的恒流源460。

光電二極管410可介于第一電源供應(yīng)(如接地[GND])與傳輸晶體管420之間，且可吸收光并產(chǎn)生與吸收的光量相對(duì)應(yīng)的電荷。

傳輸晶體管420可介于感測(cè)節(jié)點(diǎn)FD與光電二極管410之間，并可響應(yīng)傳輸信號(hào)TX，傳輸由光電二極管410產(chǎn)生的電荷到感測(cè)節(jié)點(diǎn)FD。在此，感測(cè)節(jié)點(diǎn)FD可為浮置擴(kuò)散區(qū)。

重啟晶體管430可介于第二電源供應(yīng)PVDD之間，并可響應(yīng)重啟信號(hào)RX，將單位像素重啟。

驅(qū)動(dòng)晶體管440可介于第二電源供應(yīng)PVDD與選擇晶體管450的一端(如源極或漏極)之間，以及驅(qū)動(dòng)晶體管440的柵極可連接于感測(cè)節(jié)點(diǎn)FD。驅(qū)動(dòng)晶體管440可輸出信號(hào)響應(yīng)感測(cè)節(jié)點(diǎn)FD上的電壓，且可配置為與恒流源450組合的源極隨耦器。

選擇晶體管450可介于驅(qū)動(dòng)晶體管440與感測(cè)線之間，且可響應(yīng)選擇信號(hào)SE輸出感測(cè)信號(hào)Va至連接于感測(cè)線的輸出終端。感測(cè)信號(hào)Va可為根據(jù)從光電二極管410感測(cè)到的電荷在輸出終端上的輸出。

圖12為圖1所示像素陣列120a的另一實(shí)施例的示意圖。

參照?qǐng)D12，像素陣列120a包含復(fù)數(shù)個(gè)單元像素(如Pix11到Pix44)與讀取電路510。

復(fù)數(shù)個(gè)單元像素(如Pix11到Pix44)可位于包含行與列的矩陣中。各個(gè)單位像素(如Pix11到Pix44)可具有相同的結(jié)構(gòu)。

舉例來(lái)說(shuō)，單位像素(如Pix11)可包含光電二極管PD11、浮置擴(kuò)散區(qū)FD11、以及介于光電二極管和浮置擴(kuò)散區(qū)FD11之間的傳輸晶體管501，將電荷從光電二極管PD11傳輸?shù)礁≈脭U(kuò)散區(qū)FD11。

像素陣列120a的每列中兩個(gè)以上不同的單位像素的浮置擴(kuò)散區(qū)可彼此連接。將彼此連接和共享的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)稱為“共享感測(cè)節(jié)點(diǎn)SN1和SN2”。

也就是說(shuō)，每列中的單位像素可以被分組成復(fù)數(shù)個(gè)子群組，并且各個(gè)子群組可包括兩個(gè)以上不同的單位像素。復(fù)數(shù)個(gè)子組可被連續(xù)地驅(qū)動(dòng)。

復(fù)數(shù)個(gè)子群組中的單位像素的浮置擴(kuò)散區(qū)FD1與FD12、FD13與FD14彼此連接和共享。

舉例來(lái)說(shuō)，各個(gè)子群組可包含位于像素陣列120a的每列中兩個(gè)相鄰的單位像素。

讀取電路510將共享的浮置擴(kuò)散區(qū)連接于感測(cè)線中對(duì)應(yīng)的一個(gè)。

讀取電路510可包含重啟晶體管512、驅(qū)動(dòng)晶體管514、以及選擇晶體管516。

重啟晶體管512可介于第二電源供應(yīng)PVDD與共享感測(cè)節(jié)點(diǎn)之間，以響應(yīng)重啟信號(hào)RX將單位像素重啟。

驅(qū)動(dòng)晶體管514可介于第二電源供應(yīng)PVDD與選擇晶體管516的一端(如源極或漏極)之間，且具有連接于感測(cè)節(jié)點(diǎn)FD的柵極。

選擇晶體管516介于驅(qū)動(dòng)晶體管514與感測(cè)線之間，以響應(yīng)選擇信號(hào)SE輸出感測(cè)信號(hào)至感測(cè)線。

圖13A顯示圖12中像素陣列120a在第一驅(qū)動(dòng)模式的處理或操作的時(shí)序示意圖。在此，第一驅(qū)動(dòng)模式可為垂直合并模式。

參照?qǐng)D13A，分享共享感測(cè)節(jié)點(diǎn)(如SN1或SN2)的單位像素(如Pix11與Pix12、或Pix13與Pix44)同時(shí)刷新，如虛線框11a與11b所示。

完成刷新操作后，可參照分享共享感測(cè)節(jié)點(diǎn)(如SN1或SN2)的單位像素(如Pix11和Pix12、Pix13和Pix14等等)執(zhí)行CDS采樣處理或操作，如虛線框12a和12b所示。

將重啟晶體管512重啟后，同時(shí)開啟單位像素(如Pix11與Pix12)的傳輸晶體管(如501與502)。

舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)響應(yīng)重啟信號(hào)RX[1]而開啟讀取電路510的重啟晶體管512后，可響應(yīng)選擇信號(hào)SX[1]開啟選擇晶體管516，當(dāng)選擇晶體管516開啟時(shí)，且可響應(yīng)第一與第二傳動(dòng)信號(hào)TX[1]與TX[2]同時(shí)開啟第一與第二傳輸晶體管501與502。

在圖13A中，由于同時(shí)感測(cè)兩行，圖像傳感器的實(shí)施例可改進(jìn)圖像傳感器的讀取速度。由于兩個(gè)單位像素共享一個(gè)讀取電路，在像素陣列的相同布局區(qū)域中，與圖11的單一像素結(jié)構(gòu)相比，可以增加光電二極管的面積。

單位像素Pix11與Pix12及/或其處理或操作的描述，同樣適用于分享不同共享感測(cè)節(jié)點(diǎn)的單位像素的刷新處理或操作以及CDS采樣處理或操作。

圖13B顯示圖12中像素陣列120a在第二驅(qū)動(dòng)模式的處理或程序或操作的時(shí)序示意圖。在此，第二驅(qū)動(dòng)模式可為正常模式，不進(jìn)行垂直合并處理或操作。

參照?qǐng)D13B，響應(yīng)于第二傳動(dòng)信號(hào)TX[1]和TX[2]，其中的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)(例如，F(xiàn)D11和FD12)彼此連接的單位像素Pix11和Pix12的傳輸晶體管501和502可被連續(xù)地開啟。

圖14為圖1所示像素陣列120的另一個(gè)實(shí)施例120b的示意圖。在圖14中，與圖12相同的元件具有相同的標(biāo)號(hào)，將簡(jiǎn)要描述或省略。

參照?qǐng)D14，像素陣列120b包含復(fù)數(shù)個(gè)單位像素(如Pix11到Pix44)與讀取電路510。復(fù)數(shù)個(gè)單位像素(如在矩陣中)的布置或配置與圖12的相同。

各列的單位像素可分組為復(fù)數(shù)個(gè)子群組，且各個(gè)子群組可含兩個(gè)以上不同的單位像素?？蛇B續(xù)地驅(qū)動(dòng)復(fù)數(shù)個(gè)子群組。特定的子群組中單位像素的浮置擴(kuò)散區(qū)FD11與FD13或FD12與FD14彼此連接與共享。

舉例來(lái)說(shuō)復(fù)數(shù)個(gè)子群組可包含第一子群組與第二子群組。

各個(gè)第一子群組可包含各列中兩個(gè)以上不同奇數(shù)行的單位像素，以及各個(gè)第二子群組可包含各列中兩個(gè)以上不同的偶數(shù)行的單位像素。

舉例來(lái)說(shuō)，各個(gè)第一子群組可包含各列中兩個(gè)不同且相鄰的奇數(shù)行的單位像素，以及各個(gè)第二子群組可包含各列中兩個(gè)不同且相鄰的偶數(shù)行的單位像素。

在各個(gè)第一子群組中單位像素的浮置擴(kuò)散區(qū)可彼此連結(jié)與共享，以及各個(gè)第二子群組中單位像素的浮置擴(kuò)散區(qū)可彼此連結(jié)與共享。將彼此連接和共享的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)稱為“共享感測(cè)節(jié)點(diǎn)SN1和SN2”。

讀取電路510可介于共享感測(cè)節(jié)點(diǎn)(如SN1或SN2)與感測(cè)線(如L1)之間。

圖15A顯示圖14所示，在第一驅(qū)動(dòng)模式中，像素陣列120b的說(shuō)明性處理或操作的時(shí)序示意圖，以及圖15B顯示圖14所示，在第二驅(qū)動(dòng)模式中，像素陣列120b的說(shuō)明性處理或操作的時(shí)序示意圖。第一驅(qū)動(dòng)模式可為垂直合并模式，以及第二驅(qū)動(dòng)模式可為正常模式。

參照?qǐng)D15A與15B，分享共享感測(cè)節(jié)點(diǎn)(如SN1或SN2)的單位像素(如Pix11與Pix13，或Pix12與Pix14)同時(shí)刷新，如虛線框13a與13b所示。

完成刷新操作后，可參照分享共享感測(cè)節(jié)點(diǎn)(如SN1或SN2)的單位像素(如Pix11和Pix12、Pix13和Pix14等等)執(zhí)行CDS采樣處理或操作，如虛線框14a和14b所示。

第一驅(qū)動(dòng)模式中，響應(yīng)傳輸信號(hào)TX[1]與TX[3]，同時(shí)開啟奇數(shù)行的單位像素Pix11與Pix13的傳輸晶體管501與503，且響應(yīng)傳動(dòng)信號(hào)TX[2]與TX[4]，同時(shí)開啟偶數(shù)行的單位像素Pix12與Pix14的傳輸晶體管502與504。

如上所述，根據(jù)此實(shí)施例，可降低模數(shù)轉(zhuǎn)換塊的功耗，且便利地增加圖像傳感器的幀速率。

圖16是圖1所示圖像傳感器120的感興趣區(qū)域操作模式的示意圖。圖16中，與圖1相同的元件具有相同的標(biāo)號(hào)，將簡(jiǎn)要描述或省略。

參照?qǐng)D16藉由讀取像素陣列120的感興趣區(qū)域(ROI)，可以降低功耗并增加圖像傳感器的幀速率。在此，ROI可為像素陣列120的一部份，并具有一個(gè)位置及/或一個(gè)區(qū)域。

舉例來(lái)說(shuō)，ROI的位置可由像素陣列120的行與列定義，且其尺寸可由ROI的長(zhǎng)與寬或ROI的像素?cái)?shù)量定義。

可編程或預(yù)定ROI的位置與尺寸。舉例來(lái)說(shuō)，ROI可由使用者輸入來(lái)設(shè)定(如透過(guò)觸控傳感器的可選擇區(qū)域或數(shù)值輸入)。

圖17是圖16所示感興趣區(qū)域的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。參照?qǐng)D17，像素陣列120可具備或被分割為復(fù)數(shù)個(gè)行區(qū)1到8。

行區(qū)1到8中的每一個(gè)，可包含兩個(gè)以上不同列。ROI的列可匹配或?qū)?yīng)于復(fù)數(shù)個(gè)行區(qū)中至少一列。

舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)像素陣列120包含800列，像素陣列120可包含8個(gè)行區(qū)1-8。各行區(qū)可包含10個(gè)不同列，以及ROI可包含或至少為八個(gè)行區(qū)1到8。此外，各行區(qū)可包含來(lái)自像素陣列120中一個(gè)以上行中的像素。

圖18是顯示選擇單元130、模數(shù)轉(zhuǎn)換塊140、存儲(chǔ)器160、以及列掃描器170的一個(gè)以上實(shí)施例的示意圖，它們配置成執(zhí)行一個(gè)感興趣區(qū)域的處理或操作(如在ROI模式中操作時(shí))。

參照?qǐng)D18，首先，(例如，從像素陣列120)確定、識(shí)別、選擇、或獲取要感測(cè)的ROI。舉例來(lái)說(shuō)，ROI可以是由用戶輸入選擇的一個(gè)以上行區(qū)。

圖18中，例如可以假定ROI包括第三到第五行R_3到R_5以及第三到第五列CO_3到CO_5(或，如其交叉點(diǎn))。

控制器110驅(qū)動(dòng)ROI的行(如R_3到R_5)?？刂破?10可在ROI中連續(xù)地將第一行(如R_3)驅(qū)動(dòng)到最后一行R_5。

首先，控制器110可驅(qū)動(dòng)ROI中第一行里的單位像素。

接著，選擇單元130僅由像素陣列之中選擇ROI的列，并輸出選擇輸出信號(hào)。

舉例來(lái)說(shuō)選擇單元130可由ROI的行(如R_3到R_5)中的單位像素的輸出信號(hào)之中選擇對(duì)應(yīng)于ROI的列(如CO_3到CO_5)的輸出(如a3到a6)，并輸出選擇輸出信號(hào)(如b3到b6)至模數(shù)轉(zhuǎn)換塊140。

也就是說(shuō)，來(lái)自ROI的數(shù)據(jù)，可藉由控制器110選擇性驅(qū)動(dòng)一個(gè)行區(qū)，以及藉由選擇單元130選擇像素陣列的列而獲得。

接著，使用對(duì)應(yīng)于選擇輸出信號(hào)的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元將模擬選擇輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換以輸出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

舉例來(lái)說(shuō)，可開啟對(duì)應(yīng)于ROI的列(如CO_3到CO_5)的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(如140-3到140-5)，且可關(guān)閉對(duì)應(yīng)其余列(如CO_1到CO_2以及CO_6到CO_m)的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(如140-1到140-2以及140-6到140-m)。

并非操作所有m個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m，而是只操作用來(lái)接收選擇輸出信號(hào)(如b3到b5)以及對(duì)應(yīng)于ROI的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(如140-3到140-5)。第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(模數(shù)轉(zhuǎn)換單元140-1到140-m中有別于第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的那些)被關(guān)閉。因此，根據(jù)本圖像傳感器，可以降低模數(shù)轉(zhuǎn)換塊140的功耗。

接著存儲(chǔ)器160存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于ROI而選擇性地操作的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(如140-3到140-5)的輸出(如C3到C5)。

對(duì)應(yīng)于ROI的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(如140-3到140-5)的輸出可被存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器160中復(fù)數(shù)個(gè)鎖存器160-1到160-m之中對(duì)應(yīng)的鎖存器(如160-3到160-5)。

只有存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器160中第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(如140-3到140-5)的輸出(如C3到C5)被列掃描器170的控制信號(hào)CS3到CS5讀取，并輸出至數(shù)字信號(hào)處理器180。

列掃描器170可產(chǎn)生配置成選擇性地只讀取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器160的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(如140-3到140-5)的輸出(如C3到C5)的控制信號(hào)(如CS3到CS5)。

列掃描器170并非讀取存儲(chǔ)器160中復(fù)數(shù)個(gè)鎖存器160-1到160-m中所有的數(shù)據(jù)，而是響應(yīng)控制信號(hào)CS3到CS5，依序地僅讀取存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于ROI的復(fù)數(shù)個(gè)鎖存器(如160-3到160-5)中的數(shù)據(jù)。因此，根據(jù)圖像傳感器的實(shí)施例，讀取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器160中數(shù)據(jù)的速度可以得到改進(jìn)，并縮短掃描像素陣列中一行的時(shí)間。因此，可增加圖像傳感器的幀速率。

接著，控制器110驅(qū)動(dòng)ROI中第二行里的單位像素并讀取且僅輸出對(duì)應(yīng)于ROI第二行的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(如140-3到140-5)的輸(如C3到C5)至數(shù)字信號(hào)處理器180。

根據(jù)這種方法，ROI的所有行中都可執(zhí)行圖像感測(cè)處理或操作。

圖19是顯示包含復(fù)數(shù)個(gè)行區(qū)的一個(gè)像素陣列的一幀的長(zhǎng)度的示意圖。

參照?qǐng)D19，一幀的長(zhǎng)度可包含用以驅(qū)動(dòng)復(fù)數(shù)個(gè)行區(qū)的周期V有效(Vactive)()和用以區(qū)分幀的空白周期V空白(Vblank)。

若ROI位于第二行區(qū)2，ROI操作模式的時(shí)間可為僅驅(qū)動(dòng)第二行區(qū)2所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。因此，可以縮短感測(cè)處理或操作的時(shí)間。

圖20是圖16中感興趣區(qū)域(ROI)的多種處理或操作示意圖。

參照?qǐng)D20，ROI可包含復(fù)數(shù)個(gè)單位像素P11’到Pnm’，并可為具有行與列的矩陣。

圖3到圖15的描述同樣適用于圖20所示ROI中復(fù)數(shù)個(gè)單位像素P11’到Pnm’。舉例來(lái)說(shuō)，圖16所示的實(shí)施例可為或可具備圖3所示的單色型圖像傳感器。單色型圖像傳感器中，選擇單元130的電路構(gòu)造可與圖9A與9B中所示的那些相同或大致上相同。

可選的是，舉例來(lái)說(shuō)，圖16所示的實(shí)施例可以是或具備圖4所示的拜耳型圖像傳感器，在拜耳型圖像傳感器中，選擇單元130的電路構(gòu)造可與圖10A與10B中所示的那些相同或大致上相同。

圖21是圖16中像素陣列120的第一區(qū)R1與第二區(qū)R2的示意圖。第一與第二區(qū)被分割或被配置在像素陣列120的列方向上。第一區(qū)R1可為感興趣區(qū)域(ROI)，且第二區(qū)R2可為像素陣列120上ROI之外的區(qū)域(如其余的)。

圖22A是顯示對(duì)應(yīng)于單色型像素陣列120的第一和第二區(qū)R1和R2的選擇單元130與模數(shù)轉(zhuǎn)換塊的處理或操作的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖22A示出正常模式的處理或操作，不進(jìn)行合并采樣處理或操作。

參照?qǐng)D22A，對(duì)于正常模式操作，對(duì)應(yīng)于第一與第二區(qū)R1與R2的第一開關(guān)(如131a-1與131a-2)全部被關(guān)閉。

對(duì)應(yīng)于第一區(qū)R1(其為ROI)以及相關(guān)雙重采樣單元(如210-1與210-2)的第二開關(guān)(如132-1與132-2)以及對(duì)應(yīng)于第一區(qū)R1的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(如140-1與140-2)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(如220-1與220-2)全部被開啟，以及對(duì)應(yīng)于第一區(qū)R1的第三開關(guān)(如134-1與134-2)全部被關(guān)閉。

反之，對(duì)應(yīng)于第二區(qū)R2的第二開關(guān)(如132-3與132-4)、相關(guān)雙重采樣單元(如210-3與210-4)、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(如140-3與140-4)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(220-3與220-4)全部被關(guān)閉，以及對(duì)應(yīng)于第二區(qū)R2的第三開關(guān)(如134-3與134-4)全部被開啟。

圖22B是顯示配置成單色型像素陣列120的第一區(qū)R1和第二區(qū)R2的選擇單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換塊的處理或操作的另一實(shí)施例的示意圖。圖22B示出合并模式的處理或操作。

參照?qǐng)D22B，根據(jù)圖9A描述的水平合并處理或操作同樣適用于涉及第一區(qū)R1的合并模式處理或操作。

圖9B描述的跳過(guò)處理或操作同樣適用于涉及第一區(qū)R1的跳過(guò)處理或操作。

進(jìn)行了涉及第一區(qū)R1的合并處理或操作，或是跳過(guò)處理或操作之后，對(duì)于第二區(qū)R2來(lái)說(shuō)，可繼續(xù)進(jìn)行與參考圖22A所描述的涉及第二區(qū)R2的正常模式處理或操作相同的處理或操作，以便降低功耗并且增加圖像傳感器的幀速率。

此外，在拜耳型像素陣列(見圖10A)的狀況下，正常模式的處理或操作中，對(duì)應(yīng)第一與第二區(qū)R1與R2的第一開關(guān)全部被關(guān)閉，對(duì)應(yīng)于第一區(qū)R1的第二開關(guān)、相關(guān)雙重采樣單元、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器全部被開啟，以及對(duì)應(yīng)于第一區(qū)R1的第三開關(guān)全部被關(guān)閉。對(duì)應(yīng)于第二區(qū)R2的第二開關(guān)、相關(guān)雙重采樣單元、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器全部被關(guān)閉，以及對(duì)應(yīng)于第二區(qū)R2的第三開關(guān)全部被關(guān)閉。

在拜耳型像素陣列的狀況下，圖10A的描述同樣適用于涉及第一區(qū)R1的水平合并處理或操作。圖10B的描述同樣適用于涉及第一區(qū)R1的跳過(guò)處理或操作在進(jìn)行了涉及第一區(qū)R1的水平合并處理或操作，或是跳過(guò)處理或操作之后，對(duì)于第二區(qū)R2來(lái)說(shuō)，可進(jìn)行涉及拜耳型像素陣列的正常模式處理或操作。

圖12到15B描述的垂直合并處理或操作同樣適用于涉及ROI的垂直合并處理或操作。

舉例來(lái)說(shuō)ROI可包括或被分割為復(fù)數(shù)個(gè)群組。各群組可包含兩個(gè)以上不同列，且選擇單元可選擇各群組中列的輸出，并對(duì)應(yīng)選擇的列輸出來(lái)輸出選擇輸出信號(hào)。

各群組可包含ROI中兩個(gè)以上相鄰的列。

另一實(shí)施例中，復(fù)數(shù)個(gè)群組包含第一群組與第二群組。各第一群組可包含ROI奇數(shù)列中兩個(gè)以上相鄰奇數(shù)列，以及各第二群組可包含ROI偶數(shù)列中兩個(gè)以上相鄰偶數(shù)列。

藉由涉及ROI的單位像素的水平合并處理或操作，或垂直合并處理或操作，只有與選定用于合并處理或操作的ROI的單位像素相對(duì)應(yīng)的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元會(huì)被開啟，沒有被選定用于合并處理或操作的ROI的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元就被關(guān)閉。因此，根據(jù)圖像傳感器的實(shí)施例，可進(jìn)一步降低模數(shù)轉(zhuǎn)換塊的功耗。

此外，由于只有存儲(chǔ)在被選定用于合并處理或操作的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元與ROI的單位像素相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器160的鎖存器中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)會(huì)被讀取，可進(jìn)一步改進(jìn)存儲(chǔ)器160中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的讀取速度，并縮短掃描像素陣列120中一行的速度。

在上述實(shí)施例中描述的特征、結(jié)構(gòu)、效果等包括在本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例中，且不應(yīng)僅限于單一個(gè)實(shí)施例。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以組合或修改各個(gè)實(shí)施例中描述的特征，結(jié)構(gòu)，效果等，甚至于其他相關(guān)的實(shí)施例。因此，與這些組合和修改相關(guān)的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)被解釋為落在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。