半導體裝置、其控制方法和照相的製造方法
2023-09-16 11:28:40 3
半導體裝置、其控制方法和照相的製造方法
【專利摘要】本發明涉及半導體裝置、其控制方法和照相機。一種半導體裝置，包括：各自包含在光電轉換時蓄積電荷的傳感器單元和存儲信息的存儲單元的多個單元，以及控制多個單元中的每一個的控制單元，其中，控制單元對於多個單元中的每一個依次執行比較基準電壓與基於蓄積電荷量的傳感器單元的輸出信號的第一操作和如果傳感器單元的輸出信號在第一操作中達到基準電壓則在與傳感器單元對應的存儲單元中存儲基於比較結果的信息的第二操作，並且，控制單元被配置為能夠跳過第二操作而開始對於下一單元的第一操作並在預先確定的時段中跳過第二操作。
【專利說明】半導體裝置、其控制方法和照相機
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體裝置、其控制方法和照相機。
【背景技術】
[0002]日本專利公開N0.11-150686公開了包括包含光電轉換元件和存儲部件的光電轉換部件以及用於控制光電轉換部件的控制部件的光電轉換裝置。控制部件基於存儲於存儲部件中的控制信息控制光電轉換元件的電荷蓄積操作。控制部件在預先確定的定時基於各光電轉換元件的電荷蓄積狀態的監測結果產生控制信息，並且在存儲部件中存儲信息。對於用於檢測照相機的焦點的各距離檢測點設置光電轉換部件。以上的控制使得能夠根據被攝體的亮度執行適當的焦點檢測。
[0003]重複監測光電轉換元件的操作和基於監測結果在存儲單元中存儲控制信息的操作將導致開始監測各光電轉換部件的光電轉換元件的定時的延遲。這將導致監測各光電轉換元件的頻率不足，並由此可導致監測精度的劣化。
【發明內容】
[0004]發明人在認識到以上的問題之後提出本發明，並且，本發明提供有利於在依次控制各光電轉換部件時提高多個光電轉換部件的光電轉換元件的存儲狀態的監測精度的技術。
[0005]本發明在其第一方面中提供一種半導體裝置，該半導體裝置包括各自包含在光電轉換時蓄積電荷的傳感器單元和存儲信息的存儲單元的多個單元以及控制所述多個單元中的每一個的控制單元，
[0006]其中，控制單元對於多個單元中的每一個依次執行比較基準電壓與基於蓄積電荷量的傳感器單元的輸出信號的第一操作和如果傳感器單元的輸出信號在第一操作中達到基準電壓則在與傳感器單元對應的存儲單元中存儲基於比較結果的信息的第二操作，並且，控制單元被配置為能夠在跳過第二操作的情況下開始對於下一單元的第一操作並在預先確定的時段中跳過第二操作。
[0007]本發明在其第二方面中提供一種半導體裝置的控制方法，該半導體裝置包括多個單元，每個單元包含在光電轉換時蓄積電荷的傳感器單元和存儲信息的存儲單元，該方法包括對於多個單元中的每一個依次執行比較基準電壓與基於蓄積電荷量的傳感器單元的輸出信號的第一操作和如果傳感器單元的輸出信號在第一操作中達到基準電壓則在與傳感器單元對應的存儲單元中存儲基於比較結果的信息的第二操作的步驟，並且，在該步驟中，第二操作在預先確定的時段內被跳過。
[0008]從參照附圖對示例性實施例的以下描述，本發明的其它特徵將變得清晰。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是用於解釋半導體裝置的布置的例子的框圖；[0010]圖2A?2C是用於解釋根據第一實施例的半導體裝置的操作內容的例子的示圖；
[0011]圖3是用於解釋根據第一實施例的半導體裝置的布置的具體例子的框圖；
[0012]圖4A和圖4B是用於解釋根據第一實施例的半導體裝置的操作的例子的流程圖；
[0013]圖5A和圖5B分別是用於解釋根據第一實施例的半導體裝置的操作的一部分的流程圖；
[0014]圖6是用於解釋根據第一實施例的半導體裝置的操作的圖；
[0015]圖7A和圖7B分別是用於解釋根據第二實施例的半導體裝置的操作內容的例子的示圖；
[0016]圖8用於解釋根據第二實施例的半導體裝置的布置的具體例子的框圖；
[0017]圖9A和圖9B分別是用於解釋根據第二實施例的半導體裝置的操作的例子的流程圖；
[0018]圖10是用於解釋根據第二實施例的半導體裝置的操作的例子的一部分的流程圖；以及
[0019]圖11是用於解釋基準設定單元110的布置的例子的電路圖。
【具體實施方式】
[0020](第一實施例)
[0021]圖1示出根據第一實施例的半導體裝置I的示意性布置。參照圖1，半導體裝置I包含多個單元k (k=l?η)和控制它們的控制單元100。可以與距離檢測點對應地設置各單元k。單元k包含傳感器單元10k、第一存儲單元20k和第二存儲單元30k。參照圖1，傳感器單元10k、第一存儲單元20k和第二存儲單元30k彼此相鄰布置。但是，可根據晶片布局布置傳感器單元10k、第一存儲單元20k和第二存儲單元30k。例如，可通過使用不同的半導體晶片形成傳感器單元10k、第一存儲單元20k和第二存儲單元30k，只要控制單元100管理它們以形成單元k即可。傳感器單元IOk可包括包含諸如光電二極體的光接收元件的光電轉換單元、從光電轉換單元讀出輸出信號的讀取單元和保持來自光電轉換單元的電荷的電荷保持單元。半導體裝置I可被應用於諸如照相機的焦點檢測裝置。焦點檢測裝置在執行焦點檢測處理時根據被攝體的亮度水平控制由傳感器單元中的光電轉換產生的電荷的蓄積時間。
[0022]控制單元100決定關於用於決定傳感器單元IOk的蓄積結束的基準值(稱為蓄積結束水平)的控制信息，並且在第一存儲單元20k中存儲控制信息。控制單元100然後基於存儲於第一存儲單元20k中的控制信息在傳感器單元IOk中蓄積電荷，直到蓄積結束水平。在這種情況下，控制單元100在第二存儲單元30k中存儲蓄積開始到結束所需要的時間(蓄積時間)作為關於被攝體的亮度的信息。能夠通過用定時器測量經過時間(測量值將被稱為定時器值)設定蓄積時間。該布置可根據來自檢測了外部輸入信息(在這種情況下，為接收光量)的傳感器單元IOk的輸出適當地控制例如傳感器單元IOk的電荷蓄積操作。
[0023]首先，控制單元100根據被攝體的亮度水平決定用於控制蓄積操作的控制信息。在後面建立的焦點的檢測步驟中，控制單元100基於存儲於第一存儲單元20k中的控制信息使傳感器單元IOk蓄積電荷，直到蓄積結束水平，並且在第二存儲單元30k中存儲蓄積時間。關於即使在經過預先確定的時段之後也沒有到達蓄積結束水平的單元，控制單元100通過重寫相應的控制信息來改變蓄積結束水平，以縮短電荷蓄積時間。執行計算處理的計算單元(例如，散焦量檢測單元(未示出))可基於以這種方式蓄積的電荷量執行輸出信號的預先確定的計算處理。該計算結果然後被反饋到執行聚焦操作的聚焦單元(例如，透鏡驅動單元(未示出))。這使得能夠使透鏡聚焦。
[0024]將參照圖2A?6描述被攝體的亮度高的情況下的各焦點檢測點的以上操作的例子。圖2A?2C示出半導體裝置I的操作的內容。圖2A示出各單元的操作的內容(各單元如何隨時間執行處理)。橫軸代表時間，縱軸代表單元k的處理內容。在這種情況下，為了便於理解，假定單元的數量為四個(η = 4，k = I?4)。在開始蓄積操作之後，裝置依次對於單元I?4執行預先確定的處理。在完成單元4的處理之後，處理返回單元I的處理。
[0025]「檢查」處理與第一操作對應，並且監測單元k。更具體而言，裝置基於存儲於第一存儲單元20k中的控制信息確定來自單元k的傳感器單元IOk的與蓄積電荷量對應的輸出信號是否達到了蓄積結束水平。如果輸出信號達到了蓄積結束水平，那麼裝置終止單元k的蓄積操作。在橫軸上繪製的定時器值代表從蓄積操作的開始經過的時間。當單元k完成蓄積時，第二存儲單元30k存儲該值。雖然定時器值隨時間增加，但是，各單元在某個定時器值的時段中多次執行「檢查」處理。即，各單元相對於定時器值的測量在足夠短的時間段內執行「檢查」處理。
[0026]圖2B和圖2C示出與單元1、3和4對應的被攝體的亮度高、單元1、3和4各自在與定時器值=O對應的時段內達到蓄積結束水平並且單元2在與定時器值=I對應的時段內達到蓄積結束水平的情況下的操作內容。
[0027]圖2B示出比較例中的操作，其中，單元1、3和4中的每一個中的傳感器單元的輸出在第一「檢查」處理中達到蓄積結束水平，並且，裝置在「檢查」處理之後立即執行「寫入」處理。「寫入」處理對應於第二存儲單元30k存儲在緊靠第二操作之前執行的「檢查」處理時的定時器值的第二操作。在這種情況下，通過「寫入」處理，第二存儲單元301、303和304各自存儲定時器值「O」。然後，裝置對於還沒有執行「寫入」處理的單元2以相同的方式執行「檢查」處理，由此存儲確定第二存儲單元302中的蓄積結束時的定時器值「I」。
[0028]在這種情況下，根據該方案，執行「寫入」處理將使得執行單元2?4的「檢查」處理的時間比圖2A所示的情況晚來(延遲)。即，依次監測各單元的開始時間延遲。例如，這可導致當被攝體的亮度高時「檢查」處理不能跟隨蓄積電荷量的增加的問題，由此，應獲得的傳感器單元的輸出信號飽和。結果，具有高的光強度的部分作為散焦量的計算信息丟失。這可導致焦點檢測精度的劣化。
[0029]圖2C與上述情況同樣地示出單元1、3和4在第一「檢查」處理中達到蓄積結束水平的情況。在這種情況下，裝置不對於任何的單元k執行「寫入」處理，直到經過預先確定的時段。即，該方案跳過「寫入」處理，直到經過定時器值=O為止，並且不關於執行各單元k的「檢查」處理的時間導致以上的延遲。這可因此提高焦點檢測精度。在單元2的「檢查」處理中，雖然來自單元2的傳感器單元的輸出還沒有達到蓄積結束水平，但是，裝置將在輸出達到蓄積結束水平以後執行「寫入」處理。
[0030]圖3是用於解釋半導體裝置I的布置的具體例子的框圖。傳感器單元IOk可包含例如輸出根據通過蓄積操作蓄積的電荷量的信號的光電轉換單元llk、從光電轉換單元Iik讀出輸出信號的讀取單元12k、以及保持蓄積於光電轉換單元Ilk中的電荷的電荷保持單元13k。控制單元100可包含例如控制器150、放大單元40、基準設定單元110和比較單元120。放大單元40放大從傳感器單元IOk輸出的信號並且輸出得到的信號。基準設定單元110向比較單元120輸出用於與來自讀取單元12k的輸出信號比較的基準電壓Vref (電勢為VrefO~Vref3)。比較單元120比較基準電壓Vref與來自讀取單元12k的輸出信號。控制器150根據來自各塊的信號向各塊發出操作指令。
[0031]單元k的第一存儲單元20k和第二存儲單元30k可由例如一個SRAM中的相同的地址形成。更具體而言，對於單個地址控制，通過選擇與單元k對應的地址，控制器150可同時在第一存儲單元20k和第二存儲單元30k中存儲信息或者同時從它們讀出信息。更具體而言，假定準備與η個地址對應的SRAM，並且，向一個地址分配16個位。在這種情況下，例如，能夠向第一存儲單元20k分配2個位，並向第二存儲單元30k分配14個位。
[0032]在單元k中，光電轉換單元Ilk由例如各自具有多個像素的一對傳感器陣列(或傳感器區域)構成，並且，可包含約30~80個像素。一對傳感器陣列中的一個和另一個輸出基於被攝體的圖像的兩個數據。半導體裝置I可通過使用兩個數據通過相位差檢測方案執行焦點檢測。在檢測蓄積於光電轉換單元IIk中的電荷量時，讀取單元12k輸出來自光電轉換單元Ilk的多個像素的輸出的峰值信號。在這種情況下，讀取單元12k可與峰值信號一起檢測底部信號並且使用從它們之間的差值獲得的峰值/底部信號。該輸出結果可根據來自控制器150的指令作為信號s_out被輸出到比較單元120。電荷保持單元13k暫時保持蓄積於光電轉換單元Ilk中的電荷作為像素信號q_out。像素信號q_out根據來自控制器150的指令被輸出到放大單元40。
[0033]第一存儲單元20k根據來自控制器150的指令在光電轉換單元Ilk中存儲關於電荷的蓄積的控制信息。在完成蓄積操作時，裝置在第一存儲單元20k中存儲確定結果。如本實施例那樣，該控制信息可以是2位信息(「O」~「3」)。所述控制信息根據來自控制器150的指令被輸出到基準設定單元110和放大單元40。
[0034] 如圖11例示的那樣，基準設定單元110包含計數器111、選擇器160、解碼器112、多個電阻元件113、放大器114和多個開關115。當比較單元120比較來自放大器114的基準電壓Vref與來自讀取單元12k的輸出信號時，使用計數器111。選擇器160可選擇來自計數器111的測量結果c_out或來自第一存儲單元20k的控制信息ixnitl。解碼器112基於來自選擇器160的輸出產生用於選擇基準電壓Vref的電勢的控制信號。放大器114輸出通過這些控制信號和電阻元件113產生的基準電壓Vref。
[0035]基準設定單元110使用存儲於多個第一存儲單元20k中的控制信息ixnitI，以基於通過解碼器112獲得的解碼結果通過使用開關115選擇基準電壓Vref的電勢。基準設定單元110將基準電壓Vref輸出到比較單元120以驗證(certify)來自讀取單元12k的輸出信號的輸出水平。基準設定單元110輸出通過計數器111獲得的測量結果(3_0機。測量結果c_out存儲於根據來自控制器150的指令選擇的第一存儲單元20k中。比較單元120比較基準電壓Vref與從讀取單元12k讀出的信號s_out,並且將比較結果comp_out輸出到控制器150。在本實施例中，如果s_out≥Vref,那麼com_out = Hi。
[0036]放大單元40根據由第一存儲單元20k設定的放大因子放大和輸出來自電荷保持單元13k的輸出信號q_out。控制器150與這些功能塊通信並且根據執行程序發出操作指令。圖3所示的包含於控制器150中的程序存儲器151可存儲執行程序。[0037]以下將參照圖4A和圖4B的流程圖描述半導體裝置I的各操作。首先，裝置在步驟SlOO中開始該執行程序(在以下的描述中，各步驟將只簡單地由符號表示)。在SllO中，裝置初始化定時器152 (例如，包含於控制器150中)中的值timer (timer = O)。在S120中，裝置根據圖5A所示的流程圖執行復位處理(S120~S126)。首先，裝置根據來自控制器150的指令將光電轉換單元Ilk中蓄積的電荷復位(S121)。然後，裝置開始蓄積電荷。在S122中，裝置初始化要選擇的各單元和存儲於存儲單元20k中的控制信息(例如，「3」(S123))，並且在所有單元的存儲單元20k中存儲控制信息。另外，第二存儲單元30k存儲定時器152的初始化值(timer = O) (S124、S125、S126)。如本實施例那樣，可根據來自控制器150的指令根據計數器111 (圖11)的輸出c_out存儲作為該初始值的控制信息「3」。
[0038]在S130中，定時器152開始測量經過時間(在預先確定的時間間隔處加上定時器值)。在S140中，裝置初始化指定單元k的寄存器(未示出)中的值(k= I)。在S150中，控制器150參照定時器值，以確定它是否超過預設的電荷蓄積時間的上限值Etime(與第二時間對應)。如果timer≥Etime,那麼處理前進到S220。如果timer〈Etime,那麼處理前進到S160。在S160中，比較單元120根據來自控制器150的指令基於存儲於單元k中的第一存儲單元20k中的控制信息接收來自讀取單元12k的輸出s_out和基準電壓Vref。在S170中，比較單元120比較在S160中設定的s_out與Vref。此時，如果比較單元120的輸出com_out = Hi (s_out ^ Vref),那麼處理前進到S22CK後面描述)。如果com_out = Low(S_out〈Vref)，那麼處理前進到S180。在S180中，控制器150參照定時器值，以確定它是否等於預設的中間確定時間(中間時間Htime等於第一時間)。Htime可以是在timer = O之後到來並適於檢查電荷蓄積狀態的時間，並且可以是例如強制終止蓄積操作的結束時間Etime之前的中間時間。如果timer=Htime,那麼處理前進至Ij S190。如果timer Φ Htime,那麼處理前進到S200 (後面描述)。在S190中，控制器150基於直到該時間點蓄積的電荷量再次設定單元k的光電轉換單元Ilk中的控制信息，以縮短蓄積時間，並且在第一存儲單元20k中存儲信息。該控制信息允許裝置基於根據來自控制器150的指令從基準設定單元110輸出的基準電壓Vref和通過比較單元120獲得的結果確定多少電荷已蓄積於光電轉換單元Ilk中。
[0039]通過基於圖5B所示的流程圖的程序實現S190中的操作。將與指示圖6所示的具體操作的圖一起描述該操作。圖6是橫軸代表timer、縱軸代表與蓄積於光電轉換單兀Ilk中的電荷量對應的輸出電勢Vq的圖。參照圖6，虛線90a表示被攝體暗的情況，虛線91a表示被攝體足夠明亮的情況。
[0040]在由虛線90a表示的情況下，當timer = Htime時，裝置在S190中執行操作。在S191中，裝置根據來自控制器150的指令將來自計數器111的輸出c_out復位(c_out =O)。在S192中，裝置根據c_out的值設定基準電壓Vref。裝置通過導致選擇器160根據來自控制器150的指令選擇c_out來設定此時的基準電壓Vref。如果例如c_out = 2,那麼裝置將基準電壓Vref設為「水平2」。在S193中，比較單元120比較Vq與Vref。如果比較單元120白勺輸出comp_out = Low (Vq〈Vref),那麼處理前進到S196。如果comp_out =HiCVq≥Vref )，那麼處理前進到S194。在S194中，控制器150確定基準電壓Vref是否被設為「水平3」 (c_out = 3)。如果基準電壓Vref為「水平3」 (c_out = 3)，那麼處理前進到S196。如果基準電壓Vref不是「水平3」(c_out關3)，那麼處理前進到S195。在S195中，裝置根據來自控制器150的指令將基準電壓Vref設為高I個水平(在c_out的值上加+1)。處理然後返回S192。裝置在S193中重複相同的過程直到Vq≥Vref為止並且處理前進到S196，或者，直到在S194中基準電壓Vref被設為「水平3」 (c_out = 3)為止並且處理前進到S196。在S196中，裝置根據在S193或S194中設定的基準電壓Vref設定控制信息。即，第一存儲單元20k根據來自控制器150的指令存儲此時的c_out的值作為控制信息。因此，在由虛線90a表示的情況下，第一存儲單元20k在上述的S190~S196中存儲c_out = I作為控制信息。雖然第二存儲單元30k同時存儲該時間點的時間即進行中間確定的時間(Htime)，但是，存儲單元在蓄積結束時間再次存儲蓄積結束時間。
[0041]在由虛線91a表示的情況下，由於Vq在timer〈Htime時達到「水平3」處的基準電壓Vref並且處理在S170之後前進到S220，因此，裝置不執行S190中的操作。這是因為，由於任意的存儲單元20k通過圖4A所示的復位處理(S120)存儲初始化的控制信息「3」，因此在S160中，基準電壓Vref被設為根據控制信息「3」的電勢「水平3」。
[0042]在圖4B中的S200中，控制器150確定是否對於所有的單元k完成了 S220中的處理。如果已對於所有的單元k完成了 S220中的處理，那麼處理前進到S250 (後面描述)。如果還沒有完成該處理，那麼處理前進到S210。在S210中，裝置指定下一單元k。處理然後返回S150中的操作。更具體而言，如果k〈n,那麼裝置指定下一單元k(將k的值加+1)。如果k=n，那麼裝置復位k=l，並且指定下一時間(例如，將定時器值加+1)。
[0043]在S220中，控制器150終止單元k的光電轉換單元Ilk中的電荷蓄積操作，同時，暫時在電荷保持單元13k中保存蓄積的電荷作為像素信號q_out。在S230中，如果在S220中參照結束蓄積操作時的定時器值而timer>0，那麼裝置在S240中在第二存儲單元30k中存儲定時器值。處理然後前進到S200。如果在S230中timer = 0，那麼裝置跳過S240，並且，處理前進到S200。在上述的S210中，已完成蓄積操作的單元有時被指定為新的單元k。在這種情況下，裝置不執行S220~S240中的處理。
[0044]S250對應於在對於所有的單元k執行S220之後由控制器150執行的操作。在該操作中，裝置從任意的電荷保持單元13k讀出像素信號q_out。在S260中，裝置讀出存儲於第一存儲單元20k中的控制信息並且設定放大因子。此時，能夠在圖5B所示的S190中再次設定控制信息(未示出)，以在執行S260之前檢查在S190中設定的控制信息的有效性。在S270中，裝置以在S260中設定的放大因子放大在S250中讀出的像素信號q_out並且輸出經放大的信號。在S280中，能夠終止一系列的操作並實現功能。
[0045]如上所述，如果定時器152的值等於復位值「0」，那麼，在結束蓄積操作時，半導體裝置I跳過在第二存儲單元30k中存儲關於蓄積時間的信息的步驟。半導體裝置I執行圖2C所不的操作，並且提聞焦點檢測精度。
[0046](第二實施例)
[0047]第二實施例將例示要參照圖7A~10描述的被攝體的亮度低的情況下的半導體裝置的操作。如圖1例示的那樣，半導體裝置P具有與第一實施例相同的布置。與圖2A~2C類似，圖7A和圖7B示出半導體裝置的操作的內容。圖7A和圖7B中的「檢查」處理和「寫入」處理與圖2A~2C中的相同。以下將描述「檢測」處理和「寫入」處理。
[0048]「檢測」處理是當定時器值達到Htime時關於要被監測的單元k將基準電壓Vref變為與被攝體的亮度對應的值的處理。更具體而言，例如，在被攝體的亮度低的情況下，如果即使當定時器值達到Htime時與蓄積電荷量對應的信號也達不到基準電壓Vref (不完成蓄積操作)，那麼對於相應的單元k設定新的基準電壓Vref。要被設定的基準電壓Vref可被設為例如電勢Vref2 (Vref2〈Vref3)。以這種方式，半導體裝置縮短以後的電荷蓄積所需要的時間，並且根據亮度執行適當的處理。假定Vref2是比Vref3的初始值小的值。「WriteD」處理是在第一存儲單元20k中存儲關於設定的(選擇的)基準電壓的信息的處理。與該處理同時地，第二存儲單元30k存儲該時間點的定時器值。
[0049]以下將描述由圖7A和圖7B例示的操作。在這種情況下，單元2在定時器值達到Htime之前終止了蓄積操作。對於單元1、3和4，被攝體的亮度低，並且，在定時器值達到Htime時已執行了「檢測」處理，同時新的基準電壓Vref已被設定。在這種情況下，在這些傳感器單元中，沒有電荷被蓄積，直到新的基準電壓Vref被設定，同時定時器值已達到Etime而強制終止蓄積操作。
[0050]圖7A示出參考例的操作，其中，當定時器值達到Etime時，裝置對於單元1、3和4執行「寫入」處理，並且，在第二存儲單元30k中存儲該時間點處的定時器值(Etime)。BP,該操作延遲依次監測各單元的定時，並且還在被攝體的亮度低時延遲參考例的操作結束時間。相反，圖7B示出本實施例的操作，其中，當定時器值達到Etime時，裝置沒有對於單元
1、3和4執行「寫入」處理，並且比參考例早地終止了蓄積操作。
[0051]圖8示出半導體裝置I'的布置的例子。注意，將省略參照圖3描述的部分的冗餘描述。本實施例與第一實施例的不同在於，第二存儲單兀30k存儲定時器152的定時器值，並且，裝置在由控制器150控制的定時處切換選擇器153，以允許存儲Etime。可根據圖9A和圖9B所示的流程圖執行該操作。從SlOO到定時器值達到Htime的步驟的處理與圖4A所示的流程圖中的相同。
[0052]如果定時器值在S1 80中變得與Htime相等，那麼處理前進到S190-2。可通過基於圖10所示的流程圖的程序執行S190-2中的操作。S190-2中的操作與圖5B例示的操作不同。即，通過在控制器150的控制下切換選擇器153，能夠在S196-2中在第二存儲單元30k中存儲Etime (代替該時間點處的定時器152的值(Htime))。
[0053]當定時器值達到Etime而沒有在任意單元k中終止蓄積操作時，處理在S150中的確定後前進到S220，由此強制終止蓄積操作。由於在S230中定時器值>0，因此，處理前進到S235。在S235中，裝置比較定時器值與Etime。在這種情況下，由於timer〈Etime不成立，因此，處理跳過S240而前進到S200。如果裝置在S200中確定存在沒有完成蓄積操作的任何單元k，那麼處理經由S210返回S150以對於下一單元k執行類似的處理。如上所述，當定時器值達到Etime時，裝置導致沒有完成蓄積操作的所有單元k跳過S240中的對於存儲單元的存儲處理而終止蓄積操作。然後，處理經由S200前進到S250以執行隨後的處理。
[0054]如上所述，當定時器值達到Htime時，半導體裝置I，在第二存儲單元30k中存儲Etime0當定時器值在後面達到Etime時，裝置在完成了蓄積操作的各單元k中在第二存儲單元30k中存儲該時間點的定時器值作為關於蓄積時間的信息。另一方面，裝置在沒有完成蓄積操作的各單元k中跳過在第二存儲單元30k中存儲關於蓄積時間的信息的處理。以這種方式，半導體裝置P可執行圖7B所示的操作。雖然以上的描述涉及當被攝體的亮度低時執行的操作，但是，可與第一實施例組合地應用本實施例。
[0055]雖然以上描述了兩個實施例，但是，本發明不限於它們。顯然，可根據需要改變本發明的目的、狀態、應用、功能和其它規範，並且，其它的實施例可實現本發明。傳感器單元例如形成為CMOS圖像傳感器，並且可實現為任何其它類型的傳感器。與控制器協作或者作為其替代，在計算機上運行的OS等可執行上述的各功能塊的操作控制的全部或一部分。
[0056]作為根據上述的實施例的半導體裝置的典型的應用例，描述了包含於照相機中的焦點檢測裝置。照相機的概念不僅包含其主要操作是成像的裝置，而且包括附加具有成像功能的裝置(例如，個人計算機或可攜式終端)。照相機可包含以上的焦點檢測裝置、固態圖像傳感器和處理從固態圖像傳感器輸出的信號的處理器。處理器可包括例如A/D轉換器和處理從A/D轉換器輸出的數字數據的處理器。處理器可執行焦點檢測處理，並且，可在焦點檢測裝置中包括執行焦點檢測處理的計算單元。可根據需要進行改變。
[0057]雖然已參照示例性實施例描述了本發明，但應理解，本發明不限於所公開的示例性實施例。所附權利要求的範圍應被賦予最寬的解釋以包含所有這樣的修改以及等同的結構和功能。
【權利要求】
1.一種半導體裝置，包括多個單元和控制所述多個單元中的每一個的控制單元，所述多個單元各自包含在光電轉換時蓄積電荷的傳感器單元和存儲信息的存儲單元， 其中，所述控制單元對於所述多個單元中的每一個依次執行:比較基準電壓與基於蓄積電荷量的傳感器單元的輸出信號的第一操作，以及，如果傳感器單元的輸出信號在第一操作中達到基準電壓則在與傳感器單元對應的存儲單元中存儲基於比較結果的信息的第二操作，並且， 所述控制單元被配置為能夠:跳過第二操作而開始對於下一單元的第一操作，並且在預先確定的時段中跳過第二操作。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述預先確定的時段從開始蓄積的定時開始，並且， 在預先確定的時段中對於所述多個單元中的每一個被執行的第一操作中傳感器單元的輸出信號達到基準電壓的情況下，所述控制單元跳過對於該單元的第二操作。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中，在經過了預先確定的時段之後，在對於所述多個單元中的每一個的第一操作中傳感器單元的輸出信號達到基準電壓的情況下，所述控制單元執行對於該單元的第二操作。
4.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述控制單元在從蓄積開始經過了預先確定的時段的第一時刻在具有在第一操作中輸出信號沒有達到基準電壓的傳感器單元的單元的存儲單元中存儲預先確定的信息，並且在第一時刻之後的第二時刻對於具有在第一操作中輸出信號沒有達到基準電壓的傳感器單元的單元跳過第二操作。
5.根據權利要求2所述的裝置，其中，所述控制單元在經過預先確定的時段之後的第一時刻在具有在第一操作中輸出信號沒有達到基準電壓的傳感器單元的單元的存儲單元中存儲預先確定的信息，並且在第一時刻之後的第二時刻對於具有在第一操作中輸出信號沒有達到基準電壓的傳感器單元的單元跳過第二操作並對於下一單元開始第一操作。
6.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述控制單元在第一時刻對於具有在第一操作中輸出信號沒有達到基準電壓的傳感器單元的單元將基準電壓變為與輸出信號對應的值。
7.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述基於比較結果的信息是基於從開始蓄積時到傳感器單元的輸出信號達到基準電壓時的時間的。
8.根據權利要求1所述的裝置，還包括計算單元， 其中，所述傳感器單元中的每一個形成一對傳感器陣列，在所述一對傳感器陣列中排列了多個光電轉換單元，並且， 所述計算單元基於來自所述一對傳感器陣列中的一個的輸出信號和來自所述一對傳感器陣列中的另一個的輸出信號執行相位差檢測。
9.一種照相機，包括: 權利要求1~8中任一項中限定的半導體裝置； 固態圖像傳感器；和 處理從所述固態圖像傳感器輸出的信號的處理器。
10.一種半導體裝置的控制方法，該半導體裝置包括多個單元，所述多個單元各自包含在光電轉換時蓄積電荷的傳感器單元和存儲信息的存儲單元，該方法包括: 對於所述多個單元中的每一個依次執行:比較基準電壓與基於蓄積電荷量的傳感器單元的輸出信號的第一操作，以及，如果傳感器單元的輸出信號在第一操作中達到基準電壓則在與傳感器單元對應的存儲單元中存儲基於比較結果的信息的第二操作的步驟， 其中，在所述步驟中，第二操作在預先確定的時段內被跳過。
11.根據權利要求10的方法，其中，所述預先確定的時段從蓄積開始的定時開始，並且， 在所述步驟中，當在預先確 定的時段中對於多個單元中的每一個執行的第一操作中傳感器單元的輸出信號達到基準電壓時，跳過對於該單元的第二操作。
【文檔編號】H04N5/225GK103581573SQ201310301259
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月18日 優先權日:2012年7月23日
【發明者】山崎竜彥 申請人:佳能株式會社