[发明专利]成像系统、图像传感器和控制成像系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及成像系统、图像传感器和控制成像系统的方法。

背景技术

诸如数字照相机的成像系统有时使用包括像素阵列的图像传感 器，在所述像素阵列中多个像素以矩阵排列，如图25所示。下面的技 术被提出用于控制像素阵列的每行上的像素的电荷积累操作。

作为一般的技术，像素阵列的每行上的像素的电荷积累操作的开 始由像素复位操作来控制，且电荷积累操作的完成由来自像素的信号 的读取操作来控制。

作为另一种技术，如图26所示，每行上的像素的电荷积累操作 的开始由像素复位操作来控制，且电荷积累操作的完成由机械快门的 遮光来控制(参见日本专利公开No.11-041523)。根据这个技术，通 过根据机械快门的行进模式来设置当完成每行上像素的复位操作时的 定时模式，能够使得各行上像素的电荷积累时间相等。

根据日本专利公开No.11-041523中公开的技术，一行上像素的 复位操作在另一行上像素的复位操作完成了预定期间后开始。

例如，如图27所示，在当第K行选择期间(K：自然数，K＝k) 开始时的定时处，复位信号变到高电平，第K行上像素的复位 操作开始。在第K行选择期间中，复位信号变到低电平，第K 行上像素的复位操作终止。在第K行上像素的复位操作终止且第K行 选择期间终止后，第K+1行上像素的复位操作开始。

应注意的是，在图25、27中，代表用于打开传送(transfer) 开关QTkj(j＝1，2，3)以从光电二极管PDkj传送信号到晶体管QAkj 的栅极的传送信号，代表用于复位晶体管QAkj的栅极的复位 信号，和代表扫描时钟信号，代表复位控制信 号，代表复位电位选择脉冲，代表复位像素传送选择脉 冲，代表读出电位选择脉冲，代表读出像素选择脉冲， 代表读出开始脉冲，代表用于复位操作的开始脉冲。

机械快门通过一行上每个像素的时间比一般电子快门的短。当根 据机械快门的行进模式设置复位操作完成时的定时模式时，第K行选 择期间需要被设置得比一般电子快门的短。结果，复位操作从开始到 完成的期间变短。

以这种方式，当一行上像素的复位操作在另一行上像素的复位操 作完成了预定期间后开始时，复位操作从开始到完成的期间缩短。在 这种情况下，像素中积累的电荷可能不能被充分地复位，且图像滞后 (lag)可能出现在拍摄的图像中。

发明内容

本发明提供一种能够减少在拍摄的图像中产生图像滞后的成像 系统、图像传感器和控制成像系统的方法。

根据本发明的第一方面，提供一种成像系统，包括图像传感器和 控制所述图像传感器的曝光终止的机械快门，其中所述图像传感器包 括其中多个像素以矩阵排列的像素阵列、以及扫描像素阵列每一行的 垂直扫描单元，所述垂直扫描单元并行地执行在像素阵列的至少两个 相邻行上的像素的至少一部分复位操作，像素的电荷积累操作在复位 操作完成时开始且响应机械快门的遮光而终止，且所述垂直扫描单元 顺序地完成在像素阵列的至少两个相邻行上的像素的复位操作。

根据本发明的第二方面，提供一种图像传感器，包括：像素阵列， 其中多个像素以矩阵排列，所述多个像素的电荷积累操作的终止由机 械快门确定；和垂直扫描单元，其扫描像素阵列每一行，其中，所述 垂直扫描单元并行地执行在像素阵列的至少两个相邻行上的像素的至 少一部分复位操作，像素的电荷积累操作在复位操作完成时开始，且 所述垂直扫描单元顺序地完成在像素阵列的至少两个相邻行上的像素 的复位操作。

根据本发明的第三方面，提供一种控制成像系统的方法，所述成 像系统具有图像传感器和控制所述图像传感器的曝光终止的机械快 门，所述方法的特征在于，包括对于所述图像传感器中的、多个像素 以矩阵排列的像素阵列的每一行执行下面的步骤：开始步骤，开始像 素的复位操作；完成步骤，完成像素的复位操作；和遮光步骤，用机 械快门为像素遮光，其中，在执行像素阵列的第一行上像素的完成步 骤之前、在执行像素阵列的所述第一行上像素的开始步骤之后，执行 相邻于所述第一行的第二行上像素的开始步骤，所述第一行上像素的 电荷积累操作在执行所述第一行上像素的完成步骤之后开始，且所述 第一行上像素的电荷积累操作在执行所述第一行上像素的遮光步骤后 终止，且对于所述第一行上像素和所述第二行上像素顺序地执行完成 步骤。

本发明能够减少在拍摄的图像中图像滞后的产生。