[发明专利]固态摄像器和固态摄像系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于并主张2011年9月22日在日本提交的编号为2011-207448的先前日本专利申请中的优先利益；该申请的全部内容在此引入作为参考。

技术领域

在此描述的实施例一般地涉及固态摄像器和固态摄像系统。

背景技术

近几年，光学系统非触摸面板作为个人计算机和便携式终端的输入单元不断发展。通过使用非触摸面板，无需指尖触摸显示面板便可输入字符和绘制图画。对于光学系统非触摸面板，可以减少对显示面板表面的污染，因为指尖不与显示面板接触。进一步地，对于光学系统非触摸面板，无需使用检测指尖与显示面板的接触的透明电极，因为通过检测指尖的移动来输入字符和绘制图画。因此，可以减少因透明电极吸收光而导致的显示面板亮度降低。

进一步地，在游戏领域中，作为将个人意志传递给机器的单元，推出了一种系统，可以通过对玩家移动进行光学识别，更改屏幕上出现的玩家移动或将玩家移动更改为对球的反应。

应用于非触摸面板和所述系统的相机使用CMOS传感器或CCD传感器作为固态摄像器。例如，CMOS传感器具有多个以格栅形状排列的像素，所述像素的大小相同并且敏感性也相同。例如，当使用应用此类CMOS传感器的相机检测诸如指尖之类的物体的移动时，有必要使用移动检测信号处理电路来执行下面的信号处理。

也就是说，拍摄包括在每个预定时间间隔中移动的物体的预定区域的图像，然后使用所述移动检测信号处理电路比较所拍摄的图像。通过对这些图像进行相互比较，检测物体的移动方向和物体的移动距离。这样便可检测物体的移动。

但是，由于该信号处理是一个基于图像间比较的过程，因此存在所述过程很复杂并且处理时间也很长的问题。

发明内容

某些实施例提供了包括第一像素、第二像素和输出电路的固态摄像器。所述第一像素具有通过接收光并光电转换所述光以产生第一信号电荷的第一光电二极管，以及在所述第一光电二极管之上形成的第一微透镜。所述第二像素具有通过接收光并光电转换所述光以产生第二信号电荷的第二光电二极管，以及在所述第二光电二极管之上形成并小于所述第一微透镜的第二微透镜。进一步地，所述第二像素具有所述第一像素的1/n倍的敏感性和所述第一像素的n倍的光电转换周期。所述输出电路输出基于所述第一信号电荷的电荷量的第一检测信号和基于所述第二信号电荷的电荷量的第二检测信号之差的差分信号。

某些实施例提供了包括固态摄像器的固态摄像系统，所述固态摄像器包括第一像素、第二像素、输出电路和图像形成单元。所述第一像素具有通过接收光并光电转换所述光以产生第一信号电荷的第一光电二极管，以及在所述第一光电二极管之上形成的第一微透镜。所述第二像素具有通过接收光并光电转换所述光以产生第二信号电荷的第二光电二极管，以及在所述第二光电二极管之上形成并小于所述第一微透镜的第二微透镜。进一步地，所述第二像素具有所述第一像素的1/n倍的敏感性和所述第一像素的n倍的光电转换周期。所述输出电路输出基于所述第一信号电荷的电荷量的第一检测信号和基于所述第二信号电荷的电荷量的第二检测信号之差的差分信号。所述图像形成单元基于从所述输出电路输出的差分信号形成图像。如果所述光照为由静止物体反射的反射光，则所述固态摄像系统基于变为彼此相等的所述第一检测信号和所述第二检测信号而使所述输出电路输出零作为差分信号，如果所述光为由移动物体反射的反射光，则所述固态摄像系统基于变为彼此不同的所述第一检测信号和所述第二检测信号，通过使所述输出电路输出这两个检测信号之间的差值作为差分信号，并且通过使所述图像形成单元基于所述差值形成图像来检测物体的移动。

某些实施例提供了包括第一像素、第二像素、输出电路和控制单元的固态摄像器。所述第一像素具有通过接收光并光电转换所述光以产生第一信号电荷的第一光电二极管，以及在所述第一光电二极管之上形成的第一微透镜。所述第二像素具有通过接收光并光电转换所述光以产生第二信号电荷的第二光电二极管，以及在所述第二光电二极管之上形成并小于所述第一微透镜的第二微透镜。进一步地，所述第二像素具有所述第一像素的1/n倍的敏感性。所述输出电路输出基于所述第一信号电荷的电荷量和所述第二信号电荷的电荷量的信号。所述控制单元通过为所述输出电路提供模式切换信号来控制所述输出电路的操作。所述输出电路输出基于所述第一信号电荷的电荷量和所述第二信号电荷的电荷量之和或之差的信号。