CN101610367A - 图像处理装置、图像处理方法和制造设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种图像处理装置、其图像处理方法和其制造设备,所述图像处理装置具有多个像素,所述多个像素以矩阵排列,分成多个像素组,每个像素组中的像素共享与垂直信号线连接的公共电极,其中,各个所述像素具有与水平信号线连接的像素电极,并且各个所述像素电极的位置被确定为,在水平方向或垂直方向上相邻的两个所述像素组中,在其中一个像素组中的所述像素电极的位置是在其中另一个像素组中的对应位置的镜像图像。所述图像处理装置能够实现高的处理速度,并能够改善随着用于图像处理装置的像素数量的增加而导致的灵敏度的下降。
Description
相关申请的交叉参考
本申请包含与2008年6月20日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2008-161273相关的主题,在此将该日本专利申请的全部内容并入本文作为参考。
技术领域
一般地,本发明涉及图像处理装置、图像处理方法和图像处理装置的制造设备。更具体地说,本发明涉及一种图像处理装置,该图像处理装置能够改善由于像素尺寸的减小而使得形成在装置显示屏上的像素数量增加所导致的灵敏度降低,并且能够提高记录视频时的速度。本发明还涉及上述图像处理装置采用的图像处理方法以及用于制造上述图像处理装置的制造设备。
背景技术
诸如摄像机等摄像装置包括不但能摄取运动图像还能摄取静态图像的装置。在设有用于摄取运动图像的运动图像摄取模式和用于摄取静态图像的静态图像摄取模式的摄像装置中,当以静态图像摄取模式摄取图像时,从设在显示屏上的全部像素中读取信号。另一方面,当以运动图像摄取模式摄取图像时,通过所谓的略减(thinned-out)读取操作从设在显示屏上的预定像素中读取数据。
当以运动图像摄取模式摄取图像时,图像处理装置采用进行略减读取操作的帧频(frame-rate)增加方法,不利的是,这会使显示在屏幕上的像素信息有某种程度的牺牲。人们正在研究与用于增加帧频的方法相关的技术。这些技术包括与用于通过设计布线和摄像装置的布局来增加像素信号的读出速度并进行略减读取操作的方法相关的技术。这些技术还包括与用于适当地调节灵敏度和动态范围的方法相关的技术。
日本专利申请公开公报No.2006-319407(以下称作专利文献1)披露了一种在全像素读取模式与略减读取模式之间切换的摄像装置。专利文献1给出了与图1所示的摄像装置类似的摄像装置的结构。
具体地,图1是示出了沿第一~第四行和沿第一~第十六列布置的R(红色)像素、G(绿色)像素和B(蓝色)像素的电路图。该附图还示出了像素与第一水平信号线组15D之间以及像素与第二水平信号线组15U之间的连接状态。需要说明的是,即使下面只说明沿第一~第四行和沿第一~第十六列布置的R像素、G像素和B像素,沿其他行和沿其他列布置的R像素、G像素和B像素的结构也与下面说明的像素的结构相同。
第一水平信号线组15D被构造为包括4条水平信号线,即水平信号线15D1~15D4。同样地,第二水平信号线组15U被构造为包括4条水平信号线,即水平信号线15U1~15U4。
R像素20(1,1)布置在第一行和第一列的交叉点上,G像素20(1,2)布置在第一行和第二列的交叉点上。这样,在第一行和第三~第十六列的交叉点上,R像素和G像素交替布置。同样地,R像素20(3,1)布置在第三行和第一列的交叉点上,G像素20(3,2)布置在第三行和第二列的交叉点上。这样,在第三行和第三~第十六列的交叉点上,R像素和G像素交替布置。
G像素20(2,1)布置在第二行和第一列的交叉点上,B像素20(2,2)布置在第二行和第二列交叉点上。这样,在第二行和第三~第十六列的交叉点上,G像素和B像素交替布置。同样地,G像素20(4,1)布置在第四行和第一列的交叉点上,B像素20(4,2)布置在第四行和第二列的交叉点上。这样,在第四行和第三~第十六列的交叉点上,G像素和B像素交替布置。
沿第一列布置的第一垂直信号线17D(1)与布置在第一行和第一列的交叉点上的R像素20(1,1)以及布置在第三行和第一列的交叉点上的R像素20(3,1)连接。同样地,沿奇数列布置的任意奇数的第一垂直信号线17D与布置在第一行和奇数列的交叉点上的R像素以及布置在第三行和奇数列的交叉点上的R像素连接。例如,沿第十五列布置的第一垂直信号线17D(15)与布置在第一行和第十五列的交叉点上的R像素20(1,15)以及布置在第三行和第十五列的交叉点上的R像素20(3,15)连接。
沿第一列布置的第二垂直信号线17U(1)与布置在第二行和第一列的交叉点上的G像素20(2,1)以及布置在第四行和第一列的交叉点上的G像素20(4,1)连接。同样地,沿奇数列布置的任意奇数的第二垂直信号线17U与布置在第二行和奇数列的交叉点上的G像素以及布置在第四行和奇数列的交叉点上的G像素连接。例如,沿第十五列布置的第二垂直信号线17U(15)与布置在第二行和第十五列的交叉点上的G像素20(2,15)以及布置在第四行和第十五列的交叉点上的G像素20(4,15)连接。
沿第二列布置的第一垂直信号线17D(2)与布置在第二行和第二列的交叉点上的B像素20(2,2)以及布置在第四行和第二列的交叉点上的B像素20(4,2)连接。同样地,沿偶数列布置的任意偶数的第一垂直信号线17D与布置在第二行和偶数列的交叉点上的B像素以及布置在第四行和偶数列的交叉点上的B像素连接。例如,沿第十六列布置的第一垂直信号线17D(16)与布置在第二行和第十六列的交叉点上的B像素20(2,16)以及布置在第四行和第十六列的交叉点上的B像素20(4,16)连接。
沿第二列布置的第二垂直信号线17U(2)与布置在第一行和第二列的交叉点上的G像素20(1,2)以及布置在第三行和第二列的交叉点上的G像素20(3,2)连接。同样地,沿偶数列布置的任意偶数的第二垂直信号线17U与布置在第一行和偶数列的交叉点上的G像素以及布置在第三行和偶数列的交叉点上的G像素连接。例如,沿第十六列布置的第二垂直信号线17U(16)与布置在第一行和第十六列的交叉点上的G像素20(1,16)以及布置在第三行和第十六列的交叉点上的G像素20(3,16)连接。
分别沿第一、第二、第十五和第十六列布置的第一垂直信号线17D(1)、17D(2)、17D(15)和17D(16)与水平信号线15D1连接。分别沿第三、第四、第十三和第十四列布置的第一垂直信号线17D(3)、17D(4)、17D(13)和17D(14)与水平信号线15D2连接。分别沿第五、第六、第十一和第十二列布置的第一垂直信号线17D(5)、17D(6)、17D(11)和17D(12)与水平信号线15D3连接。分别沿第七、第八、第九和第十列布置的第一垂直信号线17D(7)、17D(8)、17D(9)和17D(10)与水平信号线15D4连接。
需要说明的是,被设置为用于各列的第一垂直信号线17D(1)~17D(16)通过相关双采样(Correlated Double Sampling,CDS)/采样保持(SampleHold,SH)电路和列选择开关与水平信号线15D1~15D4连接。然而,在图1中未示出CDS/SH电路和列选择开关。
分别沿第一、第二、第十五和第十六列布置的第二垂直信号线17U(1)、17U(2)、17U(15)和17U(16)与水平信号线15U1连接。分别沿第三、第四、第十三和第十四列布置的第二垂直信号线17U(3)、17U(4)、17U(13)和17U(14)与水平信号线15U2连接。分别沿第五、第六、第十一和第十二列布置的第二垂直信号线17U(5)、17U(6)、17U(11)和17U(12)与水平信号线15U3连接。分别沿第七、第八、第九和第十列布置的第二垂直信号线17U(7)、17U(8)、17U(9)和17U(10)与水平信号线15U4连接。
需要说明的是,被设置为用于各列的第二垂直信号线17U(1)~17U(16)通过CDS/SH电路和列选择开关与水平信号线15U1~15U4连接。然而,图1中未示出CDS/SH电路和列选择开关。
与图1所示的情况相同,在采用列CDS方式的拜耳(Bayer)阵列互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)图像传感器的像素区域的上方和下方的各个部分中,设置有CDS/SH处理部、列选择开关部和4条水平信号线。如果有必要,对各个列选择部进行切换从而选择列。通过切换列选择部,能够以全像素读取模式、1/2略减读取模式和1/4略减读取模式中的各个模式进行读取操作。也就是说,能够以略减读取模式进行输出处理。
现在参照图2说明另一现有摄像装置的结构。与用于图1所示的现有摄像装置的图像传感器非常类似,在图2所示的另一现有摄像装置中使用的图像传感器50是列CDS拜耳阵列系统的CMOS图像传感器。日本专利申请公开公报No.2007-124137说明了在图2所示的另一现有摄像装置中使用的图像传感器50。图2所示的图像传感器50包括像素阵列部51、左右V解码器(或垂直扫描电路)52-1和52-2、上下H解码器(或者水平扫描电路)53-1和53-2、上下CDS电路54-1和54-2、上下水平选择晶体管55-1和55-2、上下水平信号线56-1和56-2、垂直信号线57-1和57-2以及垂直选择线58-1和58-2。
像素阵列部51具有由呈二维布置从而形成像素矩阵的多个像素59-1构成的第一像素组和由呈二维布置从而形成像素矩阵的多个像素59-2构成的第二像素组。除了像素59-1和59-2被布置在与垂直或者水平方向成45度角的倾斜方向上之外,用于像素阵列部51的各个像素59-1和59-2具有用于图1所示的图像传感器的矩形像素的结构。在这种布局中,布置在任意具体像素行上的像素与布置在与该具体像素行相邻的行上的像素错与一半像素尺寸相等的距离。同样地,布置在具体像素列上的像素与布置在与该具体像素列相邻的列上的像素分开与一半像素尺寸相等的距离。也就是说,构成第一像素组的像素59-1与构成第二像素组的像素59-2在水平和垂直方向上都错开与一半像素尺寸相等的距离。各个像素59-1和59-2都包括像素电路,并且为各个像素59-1和59-2设置滤色器。
在各个第一和第二像素组上形成有拜耳阵列的颜色矩阵。拜耳阵列具有普通2×2RGBG结构。在序列RGBG中,符号R表示红色滤色器,符号G表示绿色滤色器,符号B表示蓝色滤色器。在图2所示的图像传感器50中,将第一像素组上的拜耳阵列称作拜耳阵列1,将第二像素组上的拜耳阵列称作拜耳阵列2。
如图2所示,第一像素组的2×2颜色矩阵与第二像素组的2×2颜色矩阵重叠。V解码器52-1通过垂直选择线58-1以行为单位选择像素阵列部51中的第一像素组的像素59-1。从底端开始逐行依次进行选择过程,并且同时一行一批次地读出像素信号。为了降低复位噪声,CDS电路54-1对从像素阵列部51的第一像素组以行为单位读出的像素信号进行相关双采样过程。
在这种情况下,通过使用箝位脉冲CLP将在像素信号的复位期间之后的0电平期间的电位箝定在预先确定的电位上。然后,为了获得具有较低复位噪声的像素信号,通过使用采样-保持脉冲S/H(采样/保持)对像素信号的信号期间进行采样和保持。H解码器53-1从左端开始以像素为单位从利用CDS电路54-1输出的1行像素信号中依次选择像素信号。用于水平选择的晶体管55-1用作水平输出电路。在这种情况下,设置在利用H解码器53-1选择的位置处的晶体管55-1处于导通状态,从而将利用CDS电路54-1采样并保持的像素信号输出到水平信号线56-1。以这种方式依次输出到水平信号线56-1的像素信号形成第一图像信号HL1。
利用图2未图示的后段放大器对从第一像素组获得的第一图像信号HL1进行放大,然后输出到图像传感器外部的接收器。此外,V解码器52-2通过垂直选择线58-2以行为单位选择像素阵列部51的第二像素组的像素59-2。从底端开始逐行依次进行选择过程,并且同时一行一批次地读出像素信号。为了降低复位噪声,CDS电路54-2对从像素阵列部51的第二像素组以行为单位读出的像素信号进行相关双采样过程。H解码器53-2从左端开始以像素为单位从利用CDS电路54-2输出的1行的像素信号中依次选择像素信号。
用于水平选择的晶体管55-2用作水平输出电路。在这种情况下,设置在利用H解码器53-2选择的位置处的晶体管55-2处于导通状态,从而将利用CDS电路54-2采样并保持的像素信号输出到水平信号线56-2。以这种方式依次输出到水平信号线56-2的像素信号形成第二图像信号HL2。利用图2未图示的后段放大器对从第二像素组获得的第二图像信号HL2进行放大,然后输出到图像传感器外部的接收器。
接着说明每个像素59-1和每个像素59-2的像素电路。图2B是示出了像素电路的图。各个像素电路被构造为使用光电二极管PD、传输晶体管T1、复位晶体管T2、放大晶体管T3和选择晶体管T4。光电二极管PD是具有光电转换功能和电荷累积功能的元件。光电二极管PD的阳极接地。光电二极管PD进行光电转换过程,将入射光转换为与其光量对应的量的电荷,并且累积作为光电转换过程的结果而获得的电荷。传输晶体管T1连接在光电二极管PD的阴极与浮动扩散部FD之间。传输晶体管T1根据由施加在传输晶体管T1栅极上的传输脉冲TRS决定的时序将通过光电二极管PD产生的电荷输送到浮动扩散部FD。
复位晶体管T2连接在电源供应部与浮动扩散部FD之间。复位晶体管T2根据由施加在复位晶体管T2栅极上的复位脉冲RST决定的时序使浮动扩散部FD的电位复位到电源供应部的电位。浮动扩散部FD还与放大晶体管T3的栅极连接。放大晶体管T3通过选择晶体管T4与垂直信号线57-1和57-2连接。当选择晶体管T4根据像素选择信号SEL处于导通状态时,放大晶体管T3将与作为对出现在浮动扩散部FD上的电位进行放大的结果而获得的电位对应的电压施加在垂直信号线57-1和57-2上。
图2所示的图像传感器50具有在水平和垂直方向都彼此错开与一半像素尺寸相等的距离的第一和第二像素组的像素。图像传感器50执行控制,使得第一像素组的电荷累积时间不同于第二像素组的电荷累积时间。然后,将从第一和第二像素组获得的图像信号合成,从而产生输出图像信号。因此,能够容易地获得对图像适合的灵敏度和动态范围。
但近年来,摄像机的尺寸变得越来越小。此外,图像传感器除了安装在诸如摄像机等摄像装置中以外,还安装在便携式电话中。在这种应用中,还需要更小尺寸的图像传感器。然而,如果减小图像传感器的尺寸,也必须减小用于图像传感器的每个像素的尺寸,结果很可能会使图像传感器的灵敏度降低。此外,如果进行前述略减操作来摄取运动图像,则很可能很难提高处理速度。
为了解决上述问题,在拜耳阵列中,具有共享像素结构的图像传感器设置有图3所示的部分。图4示出了图3所示的图像传感器的电路图。在图3和图4所示的图像传感器中,R像素100(1,1)、G像素100(1,2)、G像素100(2,1)和B像素100(2,2)构成拜耳阵列101-1。拜耳阵列101-1设置有公共电极102-1,用作对R像素100(1,1)、G像素100(1,2),G像素100(2,1)和B像素100(2,2)所共用的共享电极。公共电极102-1与垂直信号线103-1连接。
同样地,R像素100(1,3)、G像素100(1,4)、G像素100(2,3)和B像素100(2,4)构成拜耳阵列101-2。拜耳阵列101-2设置有公共电极102-2,用作对R像素100(1,3)、G像素100(1,4)、G像素100(2,3)和B像素100(2,4)所共用的共享电极。公共电极102-2与垂直信号线103-2连接。
同样地,R像素100(1,5)、G像素100(1,6)、G像素100(2,5)和B像素100(2,6)构成拜耳阵列101-3。拜耳阵列101-3设置有公共电极102-3,用作对R像素100(1,5)、G像素100(1,6)、G像素100(2,5)和B像素100(2,6)所共用的共享电极。公共电极102-3与垂直信号线103-3连接。
同样地,R像素100(1,7)、G像素100(1,8)、G像素100(2,7)和B像素100(2,8)构成拜耳阵列101-4。拜耳阵列101-4设置有公共电极102-4,用作对R像素100(1,7)、G像素100(1,8)、G像素100(2,7)和B像素100(2,8)所共用的共享电极。公共电极102-4与垂直信号线103-4连接。
此外,每个像素100设置有与水平信号线104-1~104-4中的一条连接的像素电极。更具体地说,R像素100(1,1)设置有与水平信号线104-1连接的像素电极105-1,G像素100(1,2)设置有与水平信号线104-2连接的像素电极105-2。另一方面,R像素100(1,3)设置有与水平信号线104-1连接的像素电极105-3,G像素100(1,4)设置有与水平信号线104-2连接的像素电极105-4。
此外,R像素100(1,5)设置有与水平信号线104-1连接的像素电极105-5,G像素100(1,6)设置有与水平信号线104-2连接的像素电极105-6。另一方面,R像素100(1,7)设置有与水平信号线104-1连接的像素电极105-7,G像素100(1,8)设置有与水平信号线104-2连接的像素电极105-8。
另外,G像素100(2,1)设置有与水平信号线104-3连接的像素电极106-1,B像素100(2,2)设置有与水平信号线104-4连接的像素电极106-2。另一方面,G像素100(2,3)设置有与水平信号线104-3连接的像素电极106-3,B像素100(2,4)设置有与水平信号线104-4连接的像素电极106-4。
此外,G像素100(2,5)设置有与水平信号线104-3连接的像素电极106-5,B像素100(2,6)设置有与水平信号线104-4连接的像素电极106-6。另一方面,G像素100(2,7)设置有与水平信号线104-3连接的像素电极106-7,B像素100(2,8)设置有与水平信号线104-4连接的像素电极106-8。
另外,每个像素100与复位线107和读取信号线108连接。
在具有上述结构的图像传感器中,通过水平信号线104-1选择在水平方向上布置的R像素100(1,1)、100(1,3)、100(1,5)和100(1,7),并且从与各个R像素100的拜耳列连接的垂直信号线103-1~103-4读出像素信号。
同样地,通过水平信号线104-2选择在水平方向上布置的G像素100(1,2)、100(1,4)、100(1,6)和100(1,8),并且从与各个G像素的拜耳列连接的垂直信号线103-1~103-4读出像素信号。
同样地,通过水平信号线104-3选择在水平方向上布置的G像素100(2,1)、100(2,3)、100(2,5)和100(2,7),并且从与各个G像素的拜耳列连接的垂直信号线103-1~103-4读出像素信号。
同样地,通过水平信号线104-4选择在水平方向上布置的B像素100(2,2)、100(2,4)、100(2,6)和100(2,8),并且从与各个B像素的拜耳列连接的垂直信号线103-1~103-4读出像素信号。
下面增加参照图5A和图5B的说明。图5A是用于以全像素读取模式进行的读取操作的图,图5B是用于以1/2略减读取模式进行读取操作的图。在以全像素读取模式进行的读取操作的情况下,为了从构成拜耳阵列101-1的4个像素的各个像素中读出像素信号,必须选择各个水平信号线104-1~104-4,然后读出像素信号。因而,需要进行4次读取操作。
此外,在以1/2略减读取模式进行的读取操作的情况下,为了从构成拜耳阵列101-1的4个像素的各个像素中读出像素信号,必须选择各个水平信号线104-1~104-4,然后读出像素信号。因而,在以1/2略减读取模式进行的读取操作的情况下,也需要进行4次读取操作。
如上所述,在以全像素读取模式进行的读取操作的情况下和以1/2略减读取模式进行的读取操作的情况下,为了读出1个拜耳阵列(包括R像素、G像素、G像素和B像素)的像素信号,需要4次读取操作。
本申请的发明人认为,通过选择水平信号线来减少读出像素信号的操作的次数,能够可靠地实现高的处理速度。此外,还能够可靠地改善随像素数量的增加而带来的灵敏度的下降。
发明内容
鉴于上述问题,本申请的发明人提出了一种图像处理装置,所述图像处理装置能够实现高的处理速度,并且能够改善随着用于图像处理装置的像素数量的增加而导致的灵敏度的下降。
根据本发明的实施例,提供一种图像处理装置,其具有多个像素,所述多个像素以矩阵排列,分成多个像素组,每个像素组中的像素共享与垂直信号线连接的公共电极,其中,各个所述像素具有与水平信号线连接的像素电极,并且各个所述像素电极的位置被确定为,在水平方向或垂直方向上相邻的两个所述像素组中,在其中一个像素组中的所述像素电极的位置是在其中另一个像素组中的对应位置的镜像图像。
此外,本发明还提供这样一种结构,其中,在水平方向上相邻的两个所述像素组中的相邻像素的像素电极布置在同一侧。
此外,本发明还提供这样一种结构,其中,在水平方向上相邻的所述像素组中的相邻像素的像素电极连接在同一条所述水平信号线上。
此外,本发明还提供这样一种结构,其中,通过从所述水平信号线中适当选择与在水平方向上相邻的所述像素的像素电极连接的水平信号线,从所述相邻像素中的任意一个像素读出像素信号。
此外,本发明还提供这样一种结构,其中,所述每个像素组为一个拜耳阵列,将位于所述拜耳阵列中的左下侧并用作属于所述拜耳阵列的4个所述像素中的一个像素的像素作为第一像素;将位于所述拜耳阵列中的右下侧并用作属于所述拜耳阵列的4个所述像素中的一个像素的像素作为第二像素;将位于所述拜耳阵列中的左上侧并用作属于所述拜耳阵列的4个所述像素中的一个像素的像素作为第三像素;将位于所述拜耳阵列中的右上侧并用作属于所述拜耳阵列的4个所述像素中的一个像素的像素作为第四像素;各条所述水平信号线在称作行方向的水平方向上延伸;各条所述垂直信号线在称作列方向的垂直方向上延伸;奇数列拜耳阵列的所述第一像素和偶数列拜耳阵列的所述第二像素连接到第一水平信号线上;奇数列拜耳阵列的所述第二像素和偶数列拜耳阵列的所述第一像素连接到第二水平信号线上;奇数列拜耳阵列的所述第三像素和偶数列拜耳阵列的所述第四像素连接到第三水平信号线上;并且奇数列拜耳阵列的所述第四像素和偶数列拜耳阵列的所述第三像素连接到第四水平信号线上。
此外,本发明还提供这样一种结构,其中,通过选择所述第一水平信号线用于奇数列拜耳阵列并通过选择所述第三水平信号线用于偶数列拜耳阵列来从所述像素读出像素信号。
此外,本发明还提供这样一种结构,其中,通过选择所述第二水平信号线用于奇数列拜耳阵列并通过选择所述第四水平信号线用于偶数列拜耳阵列来从所述像素读出像素信号。
此外,本发明还提供这样一种结构,其中,通过选择所述第三水平信号线用于奇数列拜耳阵列并通过选择所述第一水平信号线用于偶数列拜耳阵列来从所述像素读出像素信号。
此外,本发明还提供这样一种结构,其中,通过选择所述第三水平信号线用于奇数列拜耳阵列并通过选择所述第一水平信号线用于偶数列拜耳阵列来从所述像素读出像素信号,然后,通过选择所述第二水平信号线用于奇数列拜耳阵列并通过选择所述第四水平信号线用于偶数列拜耳阵列来从所述像素读出像素信号。
此外,本发明还提供这样一种结构,其中,构成所述拜耳阵列的4个所述像素是R像素、G1像素、G2像素和B像素;各条所述水平信号线在称作行方向的水平方向上延伸;各条所述垂直信号线在称作列方向的垂直方向上延伸;奇数列拜耳阵列的所述R像素和偶数列拜耳阵列的所述G1像素连接到第一水平信号线上;奇数列拜耳阵列的所述G1像素和偶数列拜耳阵列的所述R像素连接到第二水平信号线上;奇数列拜耳阵列的所述G2像素和偶数列拜耳阵列的所述B像素连接到第三水平信号线上;并且奇数列拜耳阵列的所述B像素和偶数列拜耳阵列的所述G2像素连接到第四水平信号线上。
此外,本发明还提供这样一种结构,其中,行数相邻且列数相同的所述拜耳阵列中包括的对应像素的像素电极布置在相对侧,即,如果所述像素电极中的一个布置在一个像素中的下侧,则所述像素电极中的另一个就布置在另一个像素中的上侧,反之亦然。
此外,本发明还提供这样一种结构,其中,所述每个像素组为一个拜耳阵列,将位于所述拜耳阵列中的左下侧并用作属于所述拜耳阵列的4个所述像素中的一个像素的像素作为第一像素;将位于所述拜耳阵列中的右下侧并用作属于所述拜耳阵列的4个所述像素中的一个像素的像素作为第二像素;将位于所述拜耳阵列中的左上侧并用作属于所述拜耳阵列的4个所述像素中的一个像素的像素作为第三像素;将位于所述拜耳阵列中的右上侧并用作属于所述拜耳阵列的4个所述像素中的一个像素的像素作为第四像素;各条所述水平信号线在称作行方向的水平方向上延伸;各条所述垂直信号线在称作列方向的垂直方向上延伸;奇数列拜耳阵列的所述第一像素和偶数列拜耳阵列的所述第一像素连接到第一水平信号线上;奇数列拜耳阵列的所述第二像素和偶数列拜耳阵列的所述第二像素连接到第二水平信号线上;奇数列拜耳阵列的所述第三像素和偶数列拜耳阵列的所述第三像素连接到第三水平信号线上;奇数列拜耳阵列的所述第四像素和偶数列拜耳阵列的所述第四像素连接到第四水平信号线上;并且偶数行拜耳阵列的布置位置从与该偶数行拜耳阵列相邻的奇数行拜耳阵列偏离等于1/2拜耳阵列尺寸的距离。
此外,本发明还提供这样一种结构,其中,通过选择所述第四水平信号线用于奇数列拜耳阵列并通过选择所述第二水平信号线用于偶数列拜耳阵列来从所述像素读出像素信号,并且通过选择所述第三水平信号线用于奇数列拜耳阵列并通过选择所述第一水平信号线用于偶数列拜耳阵列来从所述像素读出像素信号。
此外,本发明还提供这样一种结构,其中,构成所述拜耳阵列的4个所述像素是R像素、G1像素、G2像素和B像素;各条所述水平信号线在称作行方向的水平方向上延伸;各条所述垂直信号线在称作列方向的垂直方向上延伸;奇数列拜耳阵列的所述R像素和偶数列拜耳阵列的所述R像素连接到第一水平信号线上;奇数列拜耳阵列的所述G1像素和偶数列拜耳阵列的所述G1像素连接到第二水平信号线上;奇数列拜耳阵列的所述G2像素和偶数列拜耳阵列的所述G2像素连接到第三水平信号线上;奇数列拜耳阵列的所述B像素和偶数列拜耳阵列的所述B像素连接到第四水平信号线上;并且偶数行拜耳阵列的布置位置从奇数行拜耳阵列偏离等于1/2拜耳阵列尺寸的距离。
根据本发明的另一实施例,提供一种用于具有多个拜耳阵列的图像处理装置的图像处理方法,其中,所述图像处理装置具有多个像素,所述多个像素以矩阵排列,分成多个像素组,每个像素组中的像素共享与垂直信号线连接的公共电极,各个所述像素具有与水平信号线连接的像素电极,并且各个所述像素电极的位置被确定为,在水平方向或垂直方向上相邻的两个所述像素组中,在其中一个像素组中的所述像素电极的位置是在其中另一个像素组中的对应位置的镜像图像,所述图像处理方法包括以下步骤:通过从所述水平信号线中适当选择与在水平方向上相邻的所述像素的像素电极连接的水平信号线,从所述相邻像素中的任意一个像素读出像素信号。
如上所述,在本发明实施例的图像处理装置和本发明另一实施例的图像处理方法中:多个像素组中的各个像素组所包括的像素共享与垂直信号线连接的公共电极;各个所述像素具有与水平信号线连接的像素电极;各个所述像素电极的位置被确定为,在水平方向或垂直方向上相邻的两个所述像素组中,在其中一个像素组中的所述像素电极的位置是在其中另一个像素组中的对应位置的镜像图像;并且通过适当选择水平信号线,从相邻像素中的任意一个像素读出像素信号。
根据本发明的再一实施例,提供一种用于制造图像处理装置的制造设备,所述图像处理装置具有多个像素,所述多个像素以矩阵排列,分成多个像素组,每个像素组中的像素共享与垂直信号线连接的公共电极,各个所述像素具有与水平信号线连接的像素电极,并且各个所述像素电极的位置被确定为,在水平方向或垂直方向上相邻的两个所述像素组中,在其中一个像素组中的所述像素电极的位置是在其中另一个像素组中的对应位置的镜像图像。
通过使用本发明再一实施例的制造设备,能够制造这样的图像处理装置,其中,所述图像处理装置具有多个像素,所述多个像素以矩阵排列,分成多个像素组,每个像素组中的像素共享与垂直信号线连接的公共电极,各个所述像素具有与水平信号线连接的像素电极,并且各个所述像素电极的位置被确定为,在水平方向或垂直方向上相邻的两个所述像素组中,在其中一个像素组中的所述像素电极的位置是在其中另一个像素组中的对应位置的镜像图像。
根据本发明的实施例,能够减少读出像素信号的操作的次数。此外,通过减少读出像素信号的操作的次数,能够增加整体处理速度。
附图说明
图1是示出了现有图像传感器的普通示例的结构的图;
图2是示出了现有图像传感器的普通示例的结构的图;
图3是用于说明现有图像传感器中像素电极的位置的说明性图;
图4示出了现有图像传感器的电路图;
图5A和图5B是用于说明从现有图像传感器中读出像素信号的操作的说明性图;
图6是示出了本发明实施例的图像传感器的结构的图;
图7是用于说明图像传感器中像素电极的位置的说明性图;
图8示出了图7所示的图像传感器的电路图;
图9是用于说明以全像素读取模式进行读取操作的说明性图;
图10是用于说明以略减读取模式进行读取操作的说明性图;
图11是用于说明以略减读取模式进行读取操作的说明性图;
图12是用于说明以略减读取模式进行读取操作的说明性图;
图13是用于说明以略减读取模式进行读取操作的说明性图;
图14是示出了本发明另一实施例的图像传感器的结构的图;
图15是用于说明图像传感器中像素电极的布局的说明性图;
图16示出了图15所示的图像传感器的电路图;
图17是用于说明以全像素读取模式进行读取操作的说明性图;以及
图18是用于说明以略减读取模式进行读取操作的说明性图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的优选实施例。
第一实施例
图6是示出了本发明第一实施例的图像处理装置的结构的图。由于本实施例提供的图像处理装置能够用于图像传感器,因此在下面的说明中,假设本实施例用于作为本实施例的普通应用例的图像传感器。
图6所示的图像传感器用被布置并相互连接为形成像素矩阵的R像素、G像素和B像素,所述像素矩阵由第一~第六行和第一~第八列构成。图6示出的是图像传感器的一部分。也就是说,除了沿第一~第六行和第一~第八列设置的R像素、G像素和B像素之外,图像传感器还使用沿除了第一~第六行之外的其他行和沿除了第一~第八列之外的其他列设置的R像素、G像素和B像素,在除了第一~第六行之外的行和除了第一~第八列之外的列的交叉点上的R、G和B像素的连接状态与在第一~第六行和第一~第八列的交叉点上的R、G和B像素的连接状态相同。
在下面的说明中,参考符号200(m,n)表示设置在第m行和第n列的交叉点上的像素。每行沿水平方向,即水平信号线的方向取向。另一方面,每列沿垂直方向,即垂直信号线的方向取向。例如,像素200(2,1)是位于第二行和第一列的交叉点上的像素。
下面说明图像传感器在水平方向上的结构。作为行方向的水平方向是图6中从左至右的方向。R像素200(1,1)、G像素200(1,2)、R像素200(1,3)、G像素200(1,4)、R像素200(1,5)、G像素200(1,6)、R像素200(1,7)和G像素200(1,8)沿第一行布置。同样地,G像素200(2,1)、B像素200(2,2)、G像素200(2,3)、B像素200(2,4)、G像素200(2,5)、B像素200(2,6)、G像素200(2,7)和B像素200(2,8)沿第二行布置。在第一和第二行上的像素200形成第一行拜耳阵列。
第二行拜耳阵列设置在第一行拜耳阵列上方的位置上。与第一行拜耳阵列的方式相同,第二行拜耳阵列包括沿第二行拜耳阵列的第一行布置的R像素200(3,1)、G像素200(3,2)、R像素200(3,3)、G像素200(3,4)、R像素200(3,5)、G像素200(3,6)、R像素200(3,7)和G像素200(3,8),以及沿第二行拜耳阵列的第二行布置的G像素200(4,1)、B像素200(4,2)、G像素200(4,3)、B像素200(4,4)、G像素200(4,5)、B像素200(4,6)、G像素200(4,7)和B像素200(4,8)。
第三行拜耳阵列设置在第二行拜耳阵列上方的位置上。与第二行拜耳阵列的方式相同,第三行拜耳阵列包括沿第三行拜耳阵列的第一行布置的R像素200(5,1)、G像素200(5,2)、R像素200(5,3)、G像素200(5,4)、R像素200(5,5)、G像素200(5,6)、R像素200(5,7)和G像素200(5,8),以及沿沿第三行拜耳阵列的第二行布置的G像素200(6,1)、B像素200(6,2)、G像素200(6,3)、B像素200(6,4)、G像素200(6,5)、B像素200(6,6)、G像素200(6,7)和B像素200(6,8)。
下面说明图像传感器在垂直方向上的结构。作为列方向的垂直方向是从图6中的顶部到底部的方向。R像素200(1,1)、G像素200(2,1)、R像素200(3,1)、G像素200(4,1)、R像素200(5,1)和G像素200(6,1)沿第一列布置。同样地,G像素200(1,2)、B像素200(2,2)、G像素200(3,2)、B像素200(4,2)、G像素200(5,2)和B像素200(6,2)沿第二列布置。在第一和第二列上的像素形成第一列拜耳阵列。
在图6中,第二列拜耳阵列设置在第一列拜耳阵列的右侧。与第一列拜耳阵列的方式相同,第二列拜耳阵列包括沿第二列拜耳阵列的第一列布置的R像素200(1,3)、G像素200(2,3)、R像素200(3,3)、G像素200(4,3)、R像素200(5,3)和G像素200(6,3),以及沿第二列拜耳阵列的第二列布置的G像素200(1,4)、B像素200(2,4)、G像素200(3,4)、B像素200(4,4)、G像素200(5,4)和B像素200(6,4)。
在图6中,第三列拜耳阵列设置在第二列拜耳阵列的右侧。与第二列拜耳阵列的方式相同,第三列拜耳阵列包括沿第三列拜耳阵列的第一列布置的R像素200(1,5)、G像素200(2,5)、R像素200(3,5)、G像素200(4,5)、R像素200(5,5)和G像素200(6,5),以及沿第三列拜耳阵列的第二列布置的G像素200(1,6)、B像素200(2,6)、G像素200(3,6)、B像素200(4,6)、G像素200(5,6)和B像素200(6,6)。
在图6中,第四列拜耳阵列设置在第三列拜耳阵列的右侧。与第三列拜耳阵列的方式相同,第四列拜耳阵列包括沿第四列拜耳阵列的第一列布置的R像素200(1,7)、G像素200(2,7)、R像素200(3,7)、G像素200(4,7)、R像素200(5,7)和G像素200(6,7),以及沿第四列拜耳阵列的第二列布置的G像素200(1,8)、B像素200(2,8)、G像素200(3,8)、B像素200(4,8)、G像素200(5,8)和B像素200(6,8)。
在图6所示的图像传感器中,4个像素构成一个像素组,它们共享与垂直信号线连接的公共电极202。此外,这4个像素也构成一个拜耳阵列。更具体地说,例如,R像素200(1,1)、G像素200(1,2)、G像素200(2,1)和B像素200(2,2)形成设置有公共电极202(1,1)的拜耳阵列201(1,1)。
同样地,R像素200(1,3)、G像素200(1,4)、G像素200(2,3)和B像素200(2,4)形成设置有公共电极202(1,2)的拜耳阵列201(1,2)。同样地,R像素200(1,5)、G像素200(1,6)、G像素200(2,5)和B像素200(2,6)形成设置有公共电极202(1,3)的拜耳阵列201(1,3)。同样地,R像素200(1,7)、G像素200(1,8)、G像素200(2,7)和B像素200(2,8)形成设置有公共电极202(1,4)的拜耳阵列201(1,4)。
类似地,R像素200(3,1)、G像素200(3,2)、G像素200(4,1)和B像素200(4,2)形成设置有公共电极202(2,1)的拜耳阵列201(2,1)。同样地,R像素200(3,3)、G像素200(3,4)、G像素200(4,3)和B像素200(4,4)形成设置有公共电极202(2,2)的拜耳阵列201(2,2)。同样地,R像素200(3,5)、G像素200(3,6)、G像素200(4,5)和B像素200(4,6)形成设置有公共电极202(2,3)的拜耳阵列201(2,3)。同样地,R像素200(3,7)、G像素200(3,8)、G像素200(4,7)和B像素200(4,8)形成设置有公共电极202(2,4)的拜耳阵列201(2,4)。
类似地,R像素200(5,1)、G像素200(5,2)、G像素200(6,1)和B像素200(6,2)形成设置有公共电极202(3,1)的拜耳阵列201(3,1)。同样地,R像素200(5,3)、G像素200(5,4)、G像素200(6,3)和B像素200(6,4)形成设置有公共电极202(3,2)的拜耳阵列201(3,2)。同样地,R像素200(5,5)、G像素200(5,6)、G像素200(6,5)和B像素200(6,6)形成设置有公共电极202(3,3)的拜耳阵列201(3,3)。同样的,R像素200(5,7)、G像素200(5,8)、G像素200(6,7)和B像素200(6,8)形成设置有公共电极202(3,4)的拜耳阵列201(3,4)。
拜耳阵列201(1,1)的公共电极202(1,1)、拜耳阵列201(2,1)的公共电极202(2,1)和拜耳阵列201(3,1)的公共电极202(3,1)与垂直信号线203-1连接。同样地,拜耳阵列201(1,2)的公共电极202(1,2)、拜耳阵列201(2,2)的公共电极202(2,2)和拜耳阵列201(3,2)的公共电极202(3,2)与垂直信号线203-2连接。
同样地,拜耳阵列201(1,3)的公共电极202(1,3)、拜耳阵列201(2,3)的公共电极202(2,3)和拜耳阵列201(3,3)的公共电极202(3,3)与垂直信号线203-3连接。同样地,拜耳阵列201(1,4)的公共电极202(1,4)、拜耳阵列201(2,4)的公共电极202(2,4)和拜耳阵列201(3,4)的公共电极202(3,4)与垂直信号线203-4连接。
如上所述,各个像素200还设置有与水平信号线204连接的像素电极205。更具体地说,沿第一行拜耳阵列的第一行布置的R像素200(1,1)、G像素200(1,4)、R像素200(1,5)和G像素200(1,8)与水平信号线204(1,1)连接。同样地,沿第一行拜耳阵列的第一行布置的G像素200(1,2)、R像素200(1,3)、G像素200(1,6)和R像素200(1,7)与水平信号线204(1,2)连接。
同样地,沿第一行拜耳阵列的第二行布置的G像素200(2,1)、B像素200(2,4)、G像素200(2,5)和B像素200(2,8)与水平信号线204(1,3)连接。同样地,沿第一行拜耳阵列的第二行布置的B像素200(2,2)、G像素200(2,3)、B像素200(2,6)和G像素200(2,7)与水平信号线204(1,4)连接。
类似地,沿第二行拜耳阵列的第一行布置的R像素200(3,1)、G像素200(3,4)、R像素200(3,5)和G像素200(3,8)与水平信号线204(2,1)连接。同样地,沿第二行拜耳阵列的第一行布置的G像素200(3,2)、R像素200(3,3)、G像素200(3,6)和R像素200(3,7)与水平信号线204(2,2)连。
同样地,沿第二行拜耳阵列的第二行布置的G像素200(4,1)、B像素200(4,4)、G像素200(4,5)和B像素200(4,8)与水平信号线204(2,3)连接。同样地,沿第二行拜耳阵列的第二行布置的B像素200(4,2)、G像素200(4,3)、B像素200(4,6)和G像素200(4,7)与水平信号线204(2,4)连接。
类似地,沿第三行拜耳阵列的第一行布置的R像素200(5,1)、G像素200(5,4)、R像素200(5,5)和G像素200(5,8)与水平信号线204(3,1)连接。同样地,沿第三行拜耳阵列的第一行布置的G像素200(5,2)、R像素200(5,3)、G像素200(5,6)和R像素200(5,7)与水平信号线204(3,2)连接。
同样地,沿第三行拜耳阵列的第二行布置的G像素200(6,1)、B像素200(6,4)、G像素200(6,5)和B像素200(6,8)与水平信号线204(3,3)连接。同样地,沿第三行拜耳阵列的第二行布置的B像素200(6,2)、G像素200(6,3)、B像素200(6,6)和G像素200(6,7)与水平信号线204(3,4)连接。
参照图7,下面进一步说明各个像素200中设置的像素电极205与同该像素电极205所连接的各条水平信号线204之间的关系。图7是示出了图6所示的图像传感器的一部分的图。图8示出了图7所示部分的图像传感器的电路图。图7和图8通过从图6所示的图像传感器提取拜耳阵列201(1,1)、201(1,2)、201(1,3)和201(1,4)获得。
例如,关注拜耳阵列201(1,1),其包括在行方向上彼此相邻的R像素200(1,1)和G像素200(1,2)。R像素200(1,1)具有在R像素200(1,1)中的下侧的像素电极205(1,1),G像素200(1,2)具有在G像素200(1,2)中的上侧的像素电极205(1,2)。
拜耳阵列201(1,1)还包括在行方向上彼此相邻的G像素200(2,1)和B像素200(2,2)。同样地,G像素200(2,1)具有在G像素200(2,1)中的下侧的像素电极205(2,1),B像素200(2,2)具有在B像素200(2,2)中的上侧的像素电极205(2,2)。
也就是说,在拜耳阵列201(1,1)内的行方向上彼此相邻的像素的像素电极205交替布置在拜耳阵列201(1,1)的像素200中的下侧和上侧上。此外,在拜耳阵列201(1,1)内的行方向上彼此相邻的各个像素的像素电极205各与不同水平信号线204中的一条连接。
此外,例如,关注拜耳阵列201(1,1),其包括在列方向上彼此相邻的R像素200(1,1)和G像素200(2,1)。R像素200(1,1)具有在R像素200(1,1)中的下侧的像素电极205(1,1),G像素200(2,1)也具有在G像素200(2,1)中的下侧的像素电极205(2,1)。
拜耳阵列201(1,1)还包括在列方向上彼此相邻的G像素200(1,2)和B像素200(2,2)。同样地,G像素200(1,2)具有在G像素200(1,2)中的上侧的像素电极205(1,2),B像素200(2,2)也具有在B像素200(2,2)中的上侧的像素电极205(2,2)。
也就是说,在拜耳阵列201(1,1)内的列方向上彼此相邻的像素电极205(即,列数相同的像素的像素电极)布置在拜耳阵列201(1,1)的像素200中的相同的下侧或者上侧上。此外,在拜耳阵列201(1,1)内的列方向上彼此相邻的各个像素的像素电极205与不同水平信号线204中的一条连接。
如上所述,拜耳阵列201中的相邻像素200的像素电极205布置在彼此相关的位置上。下面说明在行方向上彼此相邻的拜耳阵列201中的像素200的像素电极205的位置之间的关系。例如,关注在行方向上彼此相邻的拜耳阵列201(1,1)和201(1,2)。拜耳阵列201(1,1)中的G像素200(1,2)的像素电极205(1,2)布置在G像素200(1,2)中的上侧,作为与G像素200(1,2)相邻的像素200且包括在拜耳阵列201(1,2)中的R像素200(1,3)的像素电极205(1,3)也布置在R像素200(1,3)中的上侧。同样地,拜耳阵列201(1,1)中的B像素200(2,2)的像素电极205(2,2)布置在B像素200(2,2)中的上侧,作为与B像素200(2,2)相邻的像素200且包括在拜耳阵列201(1,2)中的G像素200(2,3)的像素电极205(2,3)也布置在G像素200(2,3)中的上侧。
具体拜耳阵列201包括与在行方向上与具体拜耳阵列201相邻的另一拜耳阵列201中的像素200在行方向上相邻的像素200。如上所述,具体拜耳阵列201中的像素200的像素电极205和相邻拜耳阵列201中的像素200的像素电极205布置在上侧。此外,包括在具体拜耳阵列201中的具体像素200的像素电极205通过水平信号线204与作为在行方向上与具体像素200相邻的像素200且包括在另一拜耳阵列201中的像素200的像素电极205连接。
关注另一对相邻的拜耳阵列201。更具体地说,例如,关注在行方向上彼此相邻的拜耳阵列201(1,2)和201(1,3)。拜耳阵列201(1,2)中的G像素200(1,4)的像素电极205(1,4)布置在G像素200(1,4)中的下侧,作为与G像素200(1,4)相邻的像素200且包括在拜耳阵列201(1,3)中的R像素200(1,5)的像素电极205(1,5)也布置在R像素200(1,5)中的下侧。同样地,拜耳阵列201(1,2)中的B像素200(2,4)的像素电极205(2,4)布置在B像素200(2,4)中的下侧,作为与B像素200(2,4)相邻的像素200且包括在拜耳阵列201(1,3)中的G像素200(2,5)的像素电极205(2,5)也布置在G像素200(2,5)中的下侧。
具体拜耳阵列201包括与在行方向上与具体拜耳阵列201相邻的另一拜耳阵列201中的另一像素200在行方向上相邻的另一像素200。然而,在这种情况下,具体拜耳阵列201中的像素200的像素电极205和相邻拜耳阵列201中的像素200的像素电极205布置在下侧。此外,包括在具体拜耳阵列201中的具体像素200的像素电极205通过水平信号线204与作为在行方向上与具体像素200相邻的像素200且包括在另一拜耳阵列201中的像素200的像素电极205连接。
也就是说,包括在任意具体拜耳阵列201中的具体像素200的像素电极205和作为与具体像素相邻的像素200且包括在与具体拜耳阵列201相邻的拜耳阵列201中的像素200的像素电极205布置在相同侧上,即像素200中的下侧或者上侧上。此外,包括在任意具体拜耳阵列201中的具体像素200的像素电极205通过水平信号线204与作为与具体像素相邻的像素200且包括在与具体拜耳阵列201相邻的拜耳阵列201中的像素200的像素电极205连接。
下面说明在列方向上彼此相邻的拜耳阵列201中的像素200的像素电极205的位置之间的关系。例如,关注如图6所示的在列方向上彼此相邻的拜耳阵列201(1,1)和201(2,1)。作为沿像素矩阵的相同列排列的像素200,包括在拜耳阵列201(1,1)和201(2,1)中的像素200的像素电极205布置在相同侧上,即像素200中的下侧或者上侧。
也就是说,在任意具体拜耳阵列201中的具体像素200的像素电极205和作为在列方向上与具体像素200相邻的像素200且包括在与具体拜耳阵列201在列方向上相邻的拜耳阵列201中的像素200的像素电极205布置在相同侧上,即像素200中的下侧或者上侧。此外,包括在具体拜耳阵列201中的具体像素200的像素电极205与水平信号线204连接,所述水平信号线204不同于包括在相邻拜耳阵列201中的相邻像素200的像素电极205连接的水平信号线204。然而,包括在具体拜耳阵列201中的像素200的公共电极202与包括在相邻拜耳阵列201中的像素200的公共电极202连接在同一条垂直信号线203上。
上面的说明解释了像素电极205的位置以及像素电极205与水平信号线204连接的方式。下面说明在任意具体拜耳阵列201中的像素200的像素电极205的位置与在与具体拜耳阵列201相邻的拜耳阵列201中的像素200的像素电极205的位置之间的关系。例如,关注彼此相邻的拜耳阵列201(1,1)和201(1,2)。拜耳阵列201(1,1)中的像素200的像素电极205的位置是拜耳阵列201(1,2)中的像素200的像素电极205的位置的镜像图像,反之,拜耳阵列201(1,2)中的像素200的像素电极205的位置是拜耳阵列201(1,1)中的像素200的像素电极205的位置的镜像图像。
下面说明像素电极205和水平信号线204的连接关系。也就是说,像素电极205以如下的方式与水平信号线204连接。
如图7和图8所示,1个拜耳阵列包括4个像素,即R像素、G1像素、G2像素和B像素。4个正方形像素布置在拜耳阵列中形成正方形阵列。关注这样2个彼此相邻的拜耳阵列。在这种情况下,2个拜耳阵列中的第一拜耳阵列的R像素与第二拜耳阵列的G1像素连接到第一水平信号线上,所述第二拜耳阵列在水平方向上,即这种情况下的行方向上与第一拜耳阵列相邻。通常,在多个拜耳阵列中,奇数拜耳阵列的R像素与偶数拜耳阵列的G1像素连接都连接到第一水平信号线上。
下面结合图7所示的图像传感器的连接,说明在诸如第一和第二拜耳阵列等多个拜耳阵列中奇数拜耳阵列的R像素与偶数拜耳阵列的G1像素与第一水平信号线的连接。第一拜耳阵列对应于拜耳阵列201(1,1),第二拜耳阵列对应于拜耳阵列201(1,2)。R像素对应于R像素200(1,1),G1像素对应于G像素200(1,4)。第一水平信号线对应于水平信号线204(1,1)。
在水平方向上布置的多个拜耳阵列是图7所示的拜耳阵列201(1,1)、201(1,2)、201(1,3)和201(1,4)。奇数拜耳阵列是用包括用作右侧标记的奇数列数的符号表示的拜耳阵列201(1,1)和201(1,3)。奇数拜耳阵列201(1,1)和201(1,3)中的R像素200是R像素200(1,1)和200(1,5)。同样地,偶数拜耳阵列是用包括用作右侧标记的偶数列数的符号表示的拜耳阵列201(1,2)和201(1,4)。偶数拜耳阵列201(1,2)和201(1,4)中的G1像素200是G1像素200(1,4)和200(1,8)。4个拜耳阵列200(1,1)、200(1,2)、200(1,3)和200(1,4)通过第一水平信号线相互连接,该第一水平信号线是水平信号线204(1,1)。
为了符号的统一,将水平信号线204(1,2)用作第二水平信号线,将水平信号线204(1,3)用作第三水平信号线,将水平信号线204(1,4)用作第四水平信号线。这样,在下面的说明中,用于表示水平信号线的参考符号204(m,n)中的标记n是表明水平信号线204(m,n)是第n条水平信号线的整数。例如在水平信号线204(1,2)的情况下,标记n具有值2(即n=2)。因而,水平信号线204(1,2)是第二水平信号线。
此外,用于表示拜耳阵列的参考符号201(m,n)中的标记n是具有表明拜耳阵列201(m,n)是奇数拜耳阵列或者偶数拜耳阵列的值的整数。例如在拜耳阵列201(1,1)的情况下,标记n具有值1(即n=1)。因而,拜耳阵列201(1,1)是奇数拜耳阵列。另一方面,在拜耳阵列201(1,2)的情况下,标记n具有值2(即n=2)。因而,拜耳阵列201(1,2)是偶数拜耳阵列。
下面将上述符号用于除第一水平信号线之外的水平信号线。2个相邻拜耳阵列中的第一拜耳阵列的G1像素与在水平方向上与第一拜耳阵列相邻的第二拜耳阵列的R像素连接到第二水平信号线204(1,2)上。通常,在多个拜耳阵列中,奇数拜耳阵列的G1像素总是通过第二水平信号线与偶数拜耳阵列的R像素连接。
同样地,2个相邻拜耳阵列中的第一拜耳阵列的G2像素与在水平方向上与第一拜耳阵列相邻的第二拜耳阵列的B像素都连接到第三水平信号线上。通常,在多个拜耳阵列中,奇数拜耳阵列的G2像素总是通过第三水平信号线与偶数拜耳阵列的B像素连接。
同样地,2个相邻拜耳阵列中的第一拜耳阵列的B像素与在水平方向上与第一拜耳阵列相邻的第二拜耳阵列的G2像素都连接到第四水平信号线上。通常,在多个拜耳阵列中,奇数拜耳阵列的B像素总是通过第四水平信号线与偶数拜耳阵列的G2像素连接。
下面对上述说明进行总结。一个拜耳阵列由4个像素构成。将拜耳阵列中的左下侧的像素称作第一像素,将拜耳阵列中的右下侧的像素称作第二像素,将拜耳阵列中的左上侧的像素称作第三像素,将拜耳阵列中的右上侧的像素称作第四像素。将水平方向作为水平信号线的方向,将垂直方向作为垂直信号线的方向。在这种情况下,在用包括奇数列数的符号表示的拜耳阵列(即,奇数列拜耳阵列)中的第一像素通过第一水平信号线与在用包括偶数列数的符号表示的拜耳阵列(即,偶数列拜耳阵列)中的第二像素连接。奇数列拜耳阵列中的第二像素通过第二水平信号线与偶数列拜耳阵列中的第一像素连接。奇数列拜耳阵列中的第三像素通过第三水平信号线与偶数列拜耳阵列中的第四像素连接。奇数列拜耳阵列中的第四像素通过第四水平信号线与偶数列拜耳阵列中的第三像素连接。
用于使具体拜耳阵列中的像素与同该具体拜耳阵列相邻的另一拜耳阵列中的像素连接的方法只是普通方法。例如,在具体拜耳阵列中的像素能够与同该具体拜耳阵列相邻的其他拜耳阵列中的另一像素组合,从而与其他拜耳阵列中的另一像素形成一对。因此,这样形成的4个像素对与上面所描述的4个像素对不同。然后,每对中的2个像素连接到4条水平信号线中的一条上。
下面说明通过具有这样结构的图像传感器进行的读取操作,在所述结构中,如上所述,各个像素设置有与其他像素电极连接的像素电极。
图9是用于说明在全像素读取模式下进行的读取操作次数的说明性图。为了从1个拜耳阵列201的4个像素200,即R、G1、G2和B像素200中读出像素信号,必须进行4次读取操作。更具体地说,例如,为了读出拜耳阵列201(1,1)的R像素200(1,1)的像素信号,通过水平信号线204(1,1)读出像素信号;为了读出拜耳阵列201(1,1)的G像素200(1,2)的像素信号,通过水平信号线204(1,2)读出像素信号;为了读出拜耳阵列201(1,1)的G像素200(2,1)的像素信号,通过水平信号线204(1,3)读出像素信号;并且,为了读出拜耳阵列201(1,1)的B像素200(2,2)的像素信号,通过水平信号线204(1,4)读出像素信号。
由于通过第一水平信号线204(1,1)、第二水平信号线204(1,2)、第三水平信号线204(1,3)和第四水平信号线204(1,4)中的各条水平信号线进行读取操来读出像素信号,因此需要总共4次读取操作。
图10是用于说明以1/2略减读取模式进行的读取操作次数的说明性图。为了从1个拜耳阵列的4个像素200,即R、G1、G2和B像素中读出像素信号,必须进行2次读取操作。此外,在1/2略减读取模式下,通过改变选择的水平信号线204来从像素200中读出像素信号。
在图10所示出的普通示例中,通过第一和第三平信号线从一个拜耳阵列中读出像素信号。
通过改变选择的水平信号线逐个阵列地从拜耳阵列中读出像素信号。也就是说,在从第一行拜耳阵列读出取像素信号的操作中,选择第一水平信号线;在从第二行拜耳阵列读出像素信号的操作中,选择第三水平信号线;在从第三行拜耳阵列读出像素信号的操作中,选择第一水平信号线;并且,在从第四行拜耳阵列读出像素信号的操作中,选择第三水平信号线。
也就是说,通常,在这种情况下,对于用包括奇数行数的符号表示的拜耳阵列(即,奇数行拜耳阵列),即例如对于第一行和第三行拜耳阵列,选择第一水平信号线,另一方面,对于用包括偶数行数的符号表示的拜耳阵列(即,偶数行拜耳阵列),即例如对于第二行和第四行拜耳阵列,选择第三水平信号线。
作为示例,关注第二行和第三行拜耳阵列。在图10中,第二行拜耳阵列包括拜耳阵列201(2,2)和201(2,3),第三行拜耳阵列包括拜耳阵列201(3,2)和201(3,3)。如图10所示,下面另外说明一种从第二行和第三行拜耳阵列读出像素信号的方式。通过将水平信号线204(3,1)用作第一水平信号线,能够从拜耳阵列201(3,2)和201(3,3)对应的G像素200(5,4)和R像素200(5,5)中读出像素信号。此外,通过将水平信号线204(2,3)用作第三水平信号线,能够从拜耳阵列201(2,2)和201(2,3)对应的B像素200(4,4)和G像素200(4,5)中读出像素信号。
拜耳阵列201(3,2)、201(3,3)、201(2,2)和201(2,3)对应的G像素200(5,4)、R像素200(5,5)、B像素200(4,4)和G像素200(4,5)形成一个新的拜耳阵列。尽管G像素200(5,4)、R像素200(5,5)、B像素200(4,4)和G像素200(4,5)属于不同的拜耳阵列201,但这些像素200能够分别用作新拜耳阵列的4个像素,即G2、R、B和G1像素,因此能够构成新的拜耳阵列。因而,能够通过由4个像素200,即G像素200(5,4)、R像素200(5,5)、B像素200(4,4)和G像素200(4,5)形成新的拜耳阵列来进行处理。
由此,能够在2次水平扫描操作中读取构成1个拜耳阵列的像素信号。这种读取操作能够通过进行前面参照图5B说明的过去所要求的一半次数的水平扫描操作来进行。因此,能够提高处理速度。
在图10所示的普通示例中,使用了第一和第三水平信号线。另一方面,在图11所示出的另一普通示例中,使用第二和第四水平信号线。图11是用于说明在使用第二和第四水平信号线的情况下以1/2略减读取模式进行的读取操作次数的说明性图。
通过改变水平信号线逐个阵列地从拜耳阵列中读出像素信号。也就是说,在从第一行拜耳阵列中读出像素信号的操作中,选择第二水平信号线;在从第二行拜耳阵列读出像素信号的操作中,选择第四水平信号线;在从第三行拜耳阵列读出信号的操作中,选择第二水平信号线;并且,在从第四行拜耳阵列读出像素信号的操作中,选择第四水平信号线。在这种情况下,对于奇数行拜耳阵列,选择第二水平信号线,另一方面,对于偶数行拜耳阵列,选择第四水平信号线。
作为示例,关注第二行和第三行拜耳阵列。下面另外说明一种从第二行和第三行拜耳阵列读出像素信号的方式。通过将水平信号线204(3,2)用作第二水平信号线,能够从G像素200(5,2)和R像素200(5,3)读出像素信号。此外,通过将水平信号线204(2,4)用作第四水平信号线,能够从B像素200(4,2)和G像素200(4,3)读出像素信号。
G像素200(5,2)、R像素200(5,3)、B像素200(4,2)和G像素200(4,3)形成新的拜耳阵列。此外,在这种情况下,即使G像素200(5,2)、R像素200(5,3)、B像素200(4,2)和G像素200(4,3)属于不同的拜耳阵列,这些像素也能够分别用作新的拜耳阵列的4个像素,即G2、R、B和G1像素,因此能够构成新的拜耳阵列。因而,能够通过由4个像素200,即G像素200(5,2)、R像素200(5,3)、B像素200(4,2)和G像素200(4,3)形成新的拜耳阵列来进行处理。
另外,在图11所示的普通示例的情况下,能够在2次水平扫描操作中读出构成1个拜耳阵列的像素信号。这种读取操作能够通过进行次数为过去所需一半的水平扫描操作来进行。因此,能够提高处理速度。
在图12所示的另一普通示例中,使用第一和第三水平信号线。图12是用于说明在使用第一和第三水平信号线的情况下以1/2略减读取模式进行的读取操作次数的说明性图。
通过改变水平信号线逐个阵列地从拜耳阵列中读出像素信号。也就是说,在从第一行拜耳阵列读出像素信号的操作中,选择第三水平信号线;在从第二行拜耳阵列读出像素信号的操作中,选择第一水平信号线;在从第三行拜耳阵列读出像素信号的操作中,选择第三水平信号线;并且,在从第四行拜耳阵列读出像素信号的操作中,选择第一水平信号线。通常,在这种情况下,对于奇数行拜耳阵列,选择第三水平信号线,另一方面,对于偶数行拜耳阵列,选择第一水平信号线。
与图10所示的普通示例非常类似,在图12所示的普通示例中,使用第一和第三水平信号线。然而,在图12所示的普通示例中选择第一和第三水平信号线的顺序与在图10所示的普通示例中选择第一和第三水平信号线的顺序相反。
作为示例,关注第一和第二行拜耳阵列。下面另外说明一种从第一和第二行拜耳阵列中读出像素信号的方式。通过将水平信号线204(2,1)用作第一水平信号线,能够从G像素200(3,4)和R像素200(3,5)读出像素信号。此外,通过将水平信号线204(1,3)用作第三水平信号线,能够从B像素200(2,4)和G像素200(2,5)读出像素信号。
G像素200(3,4)、R像素200(3,5)、B像素200(2,4)和G像素200(2,5)形成新的拜耳阵列。此外,在这种情况下,即使G像素200(3,4)、R像素200(3,5)、B像素200(2,4)和G像素200(2,5)属于不同的拜耳阵列,这些像素也能分别用作新的拜耳阵列的4个像素,即G2、R、B和G1像素,因此能够构成新的拜耳阵列。因而,能够通过由4个像素200,即G像素200(3,4)、R像素200(3,5)、B像素200(2,4)和G像素200(2,5)形成新的拜耳阵列来进行处理。
图13用于说明在使用第一~第四水平信号线的情况下以1/2略减读取模式进行的读取操作次数的说明性图。通过改变水平信号线逐个阵列地从拜耳阵列中读出像素信号。也就是说,在从第一行拜耳阵列读出像素信号的操作中,选择第二和第三水平信号线;在从第二行拜耳阵列读出像素信号的操作中,选择第一和第四水平信号线;在从第三行拜耳阵列读出像素信号的操作中,选择第二和第三水平信号线;并且,在从第四行拜耳阵列读出像素信号的操作中,选择第一和第四水平信号线。通常,在这种情况下,对于奇数行拜耳阵列,选择第二和第三水平信号线,另一方面,对于偶数行拜耳阵列,选择第一和第四水平信号线。
作为示例,关注第一和第二行拜耳阵列。下面另外说明一种从第一和第二行拜耳阵列读出像素信号的方式。通过将水平信号线204(2,1)用作第一水平信号线,从G像素200(3,4)和R像素200(3,5)读出像素信号。此外,通过将水平信号线204(1,3)用作第三水平信号线,能够从B像素200(2,4)和G像素200(2,5)读出像素信号。通过以这种方式进行读取操作,能够读出构成1个拜耳阵列的像素信号。
如上所述,对于1次读取操作,在奇数行拜耳阵列的情况下通过选择第三水平信号线来进行读取操作,在偶数行拜耳阵列的情况下通过选择第一水平信号线来进行读取操作。这样,还能够选择不同的水平信号线204用于各个拜耳阵列。
此外,通过利用用作第二水平信号线的水平信号线204(3,2)进行读取操作,能够从G像素200(5,2)和R像素200(5,3)中读出像素信号。另外,通过利用用作第四水平信号线的水平信号线204(2,4)进行读取操作,能够从B像素200(4,2)和G像素200(4,3)中读出像素信号。
如上所述,通常,对于1次读取操作,在奇数行拜耳阵列的情况下通过选择第二水平信号线来进行读取操作,在偶数行拜耳阵列的情况下通过选择第四水平信号线来进行读取操作。
如上所述,为第一次读取操作选择的水平信号线不同于为第二次读取操作选择的水平信号线,为奇数行拜耳阵列选择的水平信号线不同于为偶数行拜耳阵列选择的水平信号线。因此,在2次读取操作中,能够读出2个拜耳阵列的像素信号。此外,通过以这种方式进行读取操作,能够使进行略减读取的拜耳阵列呈蜂窝状。
如上所述,构成拜耳阵列的像素的像素电极被布置并连接至水平信号线,因此能够减少读取操作的次数(即扫描操作的次数)。因而,能够缩短进行全部读取操作所用的时间。这样就能够提高处理速度。
第二实施例
图14是示出了本发明第二实施例的图像传感器的普通结构的图。在图14所示的图像传感器中,共享电极(拜耳阵列)被布置为形成蜂窝状。与第一实施例非常类似,1个拜耳阵列被构造为具有4个像素,即R、G1、G2和B像素。
图14示出了位于第一~第六行和第一~第八列的交叉点的R、G和B像素的连接状态。图14示出了图像传感器的一部分。然而,在除了第一~第六行之外的行和除了第一~第八列之外的列的交叉点上的R、G和B像素的连接状态与在第一~第六行和第一~第八列的交叉点上的R、G和B像素的连接状态相同。
下面说明图14所示图像传感器的水平方向的结构。需要说明的是,水平方向是图14中从左至右的方向。在图像传感器的第一行上,布置有R像素400(1,1)、G像素400(1,2)、R像素400(1,3)、G像素400(1,4)、R像素400(1,5)、G像素400(1,6)、R像素400(1,7)和G像素400(1,8)。同样地,在图像传感器的第二行上,布置有G像素400(2,1)、B像素400(2,2)、G像素400(2,3)、B像素400(2,4)、G像素400(2,5)、B像素400(2,6)、G像素400(2,7)和B像素400(2,8)。
此外,拜耳阵列401(1,1)被构造为具有4个像素400,即R像素400(1,1)、G像素400(1,2)、G像素400(2,1)和B像素400(2,2)。同样地,拜耳阵列401(1,2)被构造为具有4个像素400,即R像素400(1,3)、G像素400(1,4)、G像素400(2,3)和B像素400(2,4)。类似地,拜耳阵列401(1,3)被构造为具有4个像素400,即R像素400(1,5)、G像素400(1,6)、G像素400(2,5)和B像素400(2,6)。同样地,拜耳阵列401(1,4)被构造为具有4个像素400,即R像素400(1,7)、G像素400(1,8)、G像素400(2,7)和B像素400(2,8)。拜耳阵列401(1,1)、401(1,2)、401(1,3)和401(1,4)形成所谓的第一行拜耳阵列。
第二行拜耳阵列被布置在上述第一行拜耳阵列上方。与第一行拜耳阵列非常类似,在第二行拜耳阵列的第一行上,布置有G像素400(3,1)、R像素400(3,2)、G像素400(3,3)、R像素400(3,4)、G像素400(3,5)、R像素400(3,6)、G像素400(3,7)和R像素400(3,8)。同样地,在第二行拜耳阵列的第二行上,布置有B像素400(4,1)、G像素400(4,2)、B像素400(4,3)、G像素400(4,4)、B像素400(4,5)、G像素400(4,6)、B像素400(4,7)和G像素400(4,8)。
此外,拜耳阵列401(2,1)被构造为具有4个像素400,即G像素400(3,1)、R像素400(3,2)、B像素400(4,1)和G像素400(4,2)。同样地,拜耳阵列401(2,2)被构造为具有4个像素400,即G像素400(3,3)、R像素400(3,4)、B像素400(4,3)和G像素400(4,4)。类似地,拜耳阵列401(2,3)被构造为具有4个像素400,即G像素400(3,5)、R像素400(3,6)、B像素400(4,5)和G像素400(4,6)。同样地,拜耳阵列401(2,4)被构造为具有4个像素400,即G像素400(3,7)、R像素400(3,8)、B像素400(4,7)和G像素400(4,8)。拜耳阵列401(2,1)、401(2,2)、401(2,3)和401(2,4)形成第二行拜耳阵列。
第二行拜耳阵列被布置在从第一行拜耳阵列偏离1/2拜耳阵列尺寸或者一个像素尺寸的距离的位置处。也就是说,如图14所示,第二行拜耳阵列的拜耳阵列401(2,1)的布置位置,在水平方向上或者图14中从左至右的方向上从第一行拜耳阵列的拜耳阵列401(1,1)偏离1/2拜耳阵列尺寸或者一个像素尺寸的距离。对于像素位置,第二行拜耳阵列的拜耳阵列401(2,1)的G像素400(3,1)布置在第一行拜耳阵列的拜耳阵列401(1,1)的B像素400(2,2)上方。
如上所述,偶数行拜耳阵列的第一行和奇数行拜耳阵列的第二行彼此错开1/2拜耳阵列尺寸或者一个像素尺寸的距离。此外,各个偶数行拜耳阵列中的像素阵列被构成为不同于各个奇数行拜耳阵列中的像素阵列。也就是说,各个奇数行拜耳阵列中的像素是左下侧的R像素、右下侧的G1像素、左上侧的G2像素和右上侧的B像素。另一方面,各个偶数行拜耳阵列中的像素是左下侧的G1像素、右下侧的R像素、左上侧的B像素和右上侧的G2像素。
下面参照图14继续进行说明。第三行拜耳阵列被布置在上述第二行拜耳阵列上方。与第二行拜耳阵列非常类似,在第三行拜耳阵列的第一行上,布置有R像素400(5,1)、G像素400(5,2)、R像素400(5,3)、G像素400(5,4)、R像素400(5,5)、G像素400(5,6)、R像素400(5,7)和G像素400(5,8)。同样地,在第三行拜耳阵列的第二行上,布置有G像素400(6,1)、B像素400(6,2)、G像素400(6,3)、B像素400(6,4)、G像素400(6,5)、B像素400(6,6)、G像素400(6,7)和B像素400(6,8)。
此外,拜耳阵列401(3,1)被构造为具有4个像素400,即R像素400(5,1)、G像素400(5,2)、G像素400(6,1)和B像素400(6,2)。同样地,拜耳阵列401(3,2)被构造为具有4个像素400,即R像素400(5,3)、G像素400(5,4)、G像素400(6,3)和B像素400(6,4)。类似地,拜耳阵列401(3,3)被构造为具有4个像素400,即R像素400(5,5)、G像素400(5,6)、G像素400(6,5)和B像素400(6,6)。同样地,拜耳阵列401(3,4)被构造为具有4个像素400,即R像素400(5,7)、G像素400(5,8)、G像素400(6,7)和B像素400(6,8)。
如同第二行拜耳阵列被布置在与第一行拜耳阵列错开与1/2拜耳阵列尺寸相等的距离的位置处,第三行拜耳阵列被布置在与第二行拜耳阵列的位置错开与1/2拜耳阵列尺寸(即一个像素尺寸)相等的距离的位置处。
下面说明图像传感器垂直方向上的结构。垂直方向,即列方向,是指图14中从顶部到底部的方向。R像素400(1,1)、G像素400(2,1)、R像素400(5,1)和G像素400(6,1)沿第一列布置。在该列上,不含构成第二行拜耳阵列的像素。同样地,G像素400(1,2)、B像素400(2,2)、G像素400(3,1)、B像素400(4,1)、G像素400(5,2)和B像素400(6,2)沿第二列布置。该列包括构成第一行和第三行拜耳阵列的第二列的像素和构成第二行拜耳阵列的第一列的像素。上述第一和第二列像素形成第一列拜耳阵列。
在图14中,第二列拜耳阵列设置在第一列拜耳阵列的右侧。与第一列拜耳阵列的方式相同,第二列拜耳阵列包括沿第二列拜耳阵列的第一列布置的R像素400(1,3)、G像素400(2,3)、R像素400(3,2)、G像素400(4,2)、R像素400(5,3)和G像素400(6,3)以及沿第二列拜耳阵列的第二列布置的G像素400(1,4)、B像素400(2,4)、G像素400(3,3)、B像素400(4,3)、G像素400(5,4)和B像素400(6,4)。
在图14中,第三列拜耳阵列设置在第二列拜耳阵列的右侧。与第二列拜耳阵列的方式相同,第三列拜耳阵列包括沿第三列拜耳阵列的第一列布置的R像素400(1,5)、G像素400(2,5)、R像素400(3,4)、G像素400(4,4)、R像素400(5,5)和G像素400(6,5)以及沿第三列拜耳阵列的第二列布置的G像素400(1,6)、B像素400(2,6)、G像素400(3,5)、B像素400(4,5)、G像素400(5,6)和B像素400(6,6)。
在图14中,第四列拜耳阵列设置在第三列拜耳阵列的右侧。与第三列拜耳阵列的方式相同,第四列拜耳阵列包括沿第四列拜耳阵列的第一列布置的R像素400(1,7)、G像素400(2,7)、R像素400(3,6)、G像素400(4,6)、R像素400(5,7)和G像素400(6,7)以及沿第四列拜耳阵列的第二列布置的G像素400(1,8)、B像素400(2,8)、G像素400(3,7)、B像素400(4,7)、G像素400(5,8)和B像素400(6,8)。
在图14所示的图像传感器中,属于拜耳阵列401的4个像素400共享与垂直信号线403连接的公共电极402。更具体地说,拜耳阵列401(1,1)设置有公共电极402(1,1),拜耳阵列401(1,2)设置有公共电极402(1,2)。同样地,拜耳阵列401(1,3)设置有公共电极402(1,3),拜耳阵列401(1,4)设置有公共电极402(1,4)。
同样地,拜耳阵列401(2,1)设置有公共电极402(2,1),拜耳阵列401(2,2)设置有公共电极402(2,2)。同样地,拜耳阵列401(2,3)设置有公共电极402(2,3),拜耳阵列401(2,4)设置有公共电极402(2,4)。
类似地,拜耳阵列401(3,1)设置有公共电极402(3,1),拜耳阵列401(3,2)设置有公共电极402(3,2)。同样地,拜耳阵列401(3,3)设置有公共电极402(3,3),拜耳阵列401(3,4)设置有公共电极402(3,4)。
拜耳阵列401(1,1)的公共电极402(1,1)与拜耳阵列401(3,1)的公共电极402(3,1)连接到垂直信号线403-1上。拜耳阵列401(2,1)的公共电极402(2,1)与垂直信号线403-2连接。拜耳阵列401(1,2)的公共电极402(1,2)与拜耳阵列401(3,2)的公共电极402(3,2)连接到垂直信号线403-3上。拜耳阵列401(2,2)的公共电极402(2,2)与垂直信号线403-4连接。
拜耳阵列401(1,3)的公共电极402(1,3)与拜耳阵列401(3,3)的公共电极402(3,3)连接垂直信号线403-5。拜耳阵列401(2,3)的公共电极402(2,3)与垂直信号线403-6连接。拜耳阵列401(1,4)的公共电极402(1,4)与拜耳阵列401(3,4)的公共电极402(3,4)连接垂直信号线403-7。拜耳阵列401(2,4)的公共电极402(2,4)与垂直信号线403-8连接。
如上所述,与奇数行拜耳阵列401连接的垂直信号线403不同于与偶数行拜耳阵列401连接的垂直信号线403。
各个像素400设置有与水平信号线404连接的像素电极405。下面参照图15和图16说明像素400的像素电极405的位置。图15是通过从图14所示的图像传感器中提取第一和第二行拜耳阵列得到的。图16是示出了图15所示部分的图像传感器的电路图。
布置在第一行拜耳阵列的第一行上的R像素400(1,1)、400(1,3)、400(1,5)和400(1,7)对应的像素电极405(1,1)、405(1,3)、405(1,5)和405(1,7)连接水平信号线404(1,1)。同样地,布置在第一行拜耳阵列的第一行上的G像素400(1,2)、400(1,4)、400(1,6)和400(1,8)对应的像素电极405(1,2)、405(1,4)、405(1,6)和405(1,8)连接水平信号线404(1,2)。
同样地,布置在第一行拜耳阵列的第二行上的G像素400(2,1)、400(2,3)、400(2,5)和400(2,7)对应的像素电极405(2,1)、405(2,3)、405(2,5)和405(2,7)连接水平信号线404(1,3)。同样地,布置在第一行拜耳阵列的第二行上的B像素400(2,2)、400(2,4)、400(2,6)和400(2,8)对应的像素电极405(2,2)、405(2,4)、405(2,6)和405(2,8)连接水平信号线404(1,4)。
同样地,布置在第二行拜耳阵列的第一行上的G像素400(3,1)、400(3,3)、400(3,5)和400(3,7)对应的像素电极405(3,1)、405(3,3)、405(3,5)和405(3,7)连接水平信号线404(2,2)。同样地,布置在第二行拜耳阵列的第一行上的R像素400(3,2)、400(3,4)、400(3,6)和400(3,8)对应的像素电极405(3,2)、405(3,4)、405(3,6)和405(3,8)连接水平信号线404(2,1)。
同样地,布置在第二行拜耳阵列的第二行上的B像素400(4,1)、400(4,3)、400(4,5)和400(4,7)对应的像素电极405(4,1)、405(4,3)、405(4,5)和405(4,7)连接水平信号线404(2,4)。同样地,布置在第二行拜耳阵列的第二行上的G像素400(4,2)、400(4,4)、400(4,6)和400(4,8)对应的的像素电极405(4,2)、405(4,4)、405(4,6)和405(4,8)连接水平信号线404(2,3)。
下面再次参照图14和图15说明像素400的像素电极405与水平信号线404之间的关系。
关注拜耳阵列401(1,1)。R像素400(1,1)的像素电极405(1,1)布置在R像素400(1,1)中的下侧,在行方向上与R像素400(1,1)相邻的G像素400(1,2)的像素电极405(1,2)布置在G像素400(1,2)中的上侧。同样地,G像素400(2,1)的像素电极405(2,1)布置在G像素400(2,1)中的下侧,在行方向上与G像素400(2,1)相邻的B像素400(2,2)的像素电极405(2,2)布置在B像素400(2,2)中的上侧。
也就是说,布置拜耳阵列401中的任意具体像素400的像素电极405的一侧与布置相同拜耳阵列401中在行方向上与该具体像素400相邻的另一像素400的像素电极405的那一侧相对。此外,拜耳阵列401中的任意具体像素400的像素电极405与水平信号线404连接,所述水平信号线404不同于在相同拜耳阵列401中在行方向上与该具体像素400相邻的另一像素400的像素电极405相连的水平信号线404。
关注拜耳阵列401(1,1)。R像素400(1,1)的像素电极405(1,1)布置在R像素400(1,1)中的下侧,并且在列方向上与R像素400(1,1)相邻的G像素400(2,1)的像素电极405(2,1)也布置在G像素400(2,1)中的下侧。同样地,G像素400(1,2)的像素电极405(1,2)布置在G像素400(1,2)中的上侧,并且在列方向上与G像素400(1,2)相邻的B像素400(2,2)的像素电极405(2,2)也布置在B像素400(2,2)中的上侧。
也就是说,布置拜耳阵列401中的任意具体像素400的像素电极405的那一侧与布置相同拜耳阵列401中在列方向上与该具体像素400相邻的另一像素400的像素电极405的那一侧相同。此外,与拜耳阵列401中的具体像素400的像素电极405连接的水平信号线404不同于与相同拜耳阵列401中在列方向上与该具体像素400相邻的另一像素400的像素电极405连接的水平信号线404。
上面已经说明了拜耳阵列401中的任意具体像素400的像素电极405的位置与相同拜耳阵列401中在列方向和行方向上与该具体像素400相邻的另一像素400的像素电极405的位置之间的关系。
下面说明具体拜耳阵列401中的具体像素400的像素电极405的位置与包括在与该具体拜耳阵列401在行方向上相邻的另一拜耳阵列401中、且在行方向上与该具体像素400相邻的另一像素400的像素电极405的位置之间的关系。将拜耳阵列401(1,1)和401(1,2)作为在行方向上彼此相邻的拜耳阵列的示例。拜耳阵列401(1,1)中的G像素400(1,2)的像素电极405(1,2)布置在G像素400(1,2)中的上侧,包括在与拜耳阵列401(1,1)在行方向上相邻的拜耳阵列401(1,2)中且在行方向上与G像素400(1,2)相邻的R像素400的像素电极405(1,3)布置在R像素400(1,3)中的下侧。
同样地,拜耳阵列401(1,1)中的B像素400(2,2)的像素电极405(2,2)布置在B像素400(2,2)中的上侧,包括在与拜耳阵列401(1,1)在行方向上相邻的拜耳阵列401(1,2)中且在行方向上与B像素400(2,2)相邻的G像素400的像素电极405(2,3)布置在G像素400(2,3)中的下侧。
如上所述,布置具体拜耳阵列401中的具体像素400的像素电极405的位置与布置包括在与具体拜耳阵列401在行方向上相邻的另一拜耳阵列中、且在行方向上与具体像素400相邻的另一像素400的像素电极405的位置相对。此外,与具体拜耳阵列401中的具体像素400的像素电极405连接的水平信号线404不同于与包括在与具体拜耳阵列401在行方向上相邻的另一拜耳阵列401中、且在行方向上与具体像素400相邻的另一像素400的像素电极405连接的水平信号线404。
下面说明具体拜耳阵列401中的具体像素400的像素电极405的位置与包括在与具体拜耳阵列401在列方向上相邻(行数相邻且列数相同)的另一拜耳阵列401中的另一像素400的像素电极405的位置之间的关系。将拜耳阵列401(1,1)和401(2,1)作为行数相邻且列数相同的拜耳阵列的示例。即,使拜耳阵列401(1,1)和401(2,1)彼此错开与一半拜耳阵列尺寸相等的距离,但拜耳阵列401(1,1)和401(2,1)的位置行数相邻且列数相同。因而,将拜耳阵列401(1,1)和401(2,1)作为相邻拜耳阵列的示例。
由图15可见,拜耳阵列401(1,1)中的像素400的像素电极405的位置是拜耳阵列401(2,1)中的像素400的像素电极405的位置的镜像图像。
更具体地说,在拜耳阵列401(1,1)中的左下侧的R像素400(1,1)的像素电极405(1,1)布置在R像素400(1,1)中的下侧,而在拜耳阵列401(2,1)中的左下侧的G像素400(3,1)的像素电极405(3,1)布置在G像素400(3,1)中的上侧。
在拜耳阵列401(1,1)中的右下侧的G像素400(1,2)的像素电极405(1,2)布置在G像素400(1,2)中的上侧,而在拜耳阵列401(2,1)中右下侧的R像素400(3,2)的像素电极405(3,2)布置在R像素400(3,2)中的下侧。
在拜耳阵列401(1,1)中的左上侧的G像素400(2,1)的像素电极405(2,1)布置在G像素400(2,1)中的下侧,而在拜耳阵列中的左上侧的B像素400(4,1)的像素电极405(4,1)布置在B像素400(4,1)中的上侧。
在拜耳阵列401(1,1)中的右上侧的B像素400(2,2)的像素电极405(2,2)布置在B像素400(2,2)中的上侧,而在拜耳阵列401(2,1)中的右上侧的G像素400(4,2)的像素电极405(4,2)布置在G像素400(4,2)中的下侧。
如上所述,在具体拜耳阵列401中所包括的具体像素400的像素电极的位置,与行数相邻且列数相同的拜耳阵列401中所包括的对应具体像素的像素电极的位置相对。换言之,如果在一个拜耳阵列401中某像素的像素电极位于该像素中的上侧,则在行数相邻且列数相同的拜耳阵列401中对应像素的像素电极就位于该对应像素中的下侧,反之亦然。
如上所述,每个像素400的像素电极405布置在某个位置处并且与水平信号线404连接。下面说明从图15或者图16所示的图像传感器中读出像素信号的操作。
图17是用于说明以全像素读取模式进行的读取操作的说明性电路图。首先,选择水平信号线404(r,1),并且从与水平信号线404(r,1)连接的每个像素400中读出像素信号。在图17的普通电路图中,表示水平信号线的符号404(r,1)的标记r具有值1或者2。也就是说,水平信号线404(r,1)是水平信号线404(1,1)或者水平信号线404(2,1)。在下面的说明中也使用这样的符号r。
当选择水平信号线404(r,1)时,从垂直信号线403-1中读出R像素400(1,1)的像素信号,从垂直信号线403-2中读出R像素400(3,2)的像素信号,从垂直信号线403-3中读出R像素400(1,3)的像素信号,从垂直信号线403-4中读出R像素400(3,4)的像素信号,从垂直信号线403-5中读出R像素400(1,5)的像素信号,从垂直信号线403-6中读出R像素400(3,6)的像素信号,并且从垂直信号线403-7中读出R像素400(1,7)的像素信号。也就是说,在这种情况下,当选择水平信号线404(r,1)时,从每个拜耳阵列中读出R像素400的像素信号。
接着,当选择水平信号线404(r,2)时,从垂直信号线403-1中读出G像素400(1,2)的像素信号,从垂直信号线403-2中读出G像素400(3,1)的像素信号,从垂直信号线403-3中读出G像素400(1,4)的像素信号,从垂直信号线403-4中读出G像素400(3,3)的像素信号,从垂直信号线403-5中读出G像素400(1,6)的像素信号,从垂直信号线403-6中读出G像素400(3,5)的像素信号,并且从垂直信号线403-7中读出G像素400(1,8)的像素信号。也就是说,在这种情况下,当选择水平信号线404(r,2)时,从每个拜耳阵列中读出G1像素400的像素信号。
接着,当选择水平信号线404(r,3)时,从垂直信号线403-1中读出G像素400(2,1)的像素信号,从垂直信号线403-2中读出G像素400(4,2)的像素信号,从垂直信号线403-3中读出G像素400(2,3)的像素信号,从垂直信号线403-4中读出G像素400(4,4)的像素信号,从垂直信号线403-5中读出G像素400(2,5)的像素信号,从垂直信号线403-6中读出G像素400(4,6)的像素信号,并且从垂直信号线403-7中读出G像素400(2,7)的像素信号。也就是说,在这种情况下,当选择水平信号线404(r,3)时,从每个拜耳阵列中读出G2像素400的像素信号。
接着,当选择水平信号线404(r,4)时,从垂直信号线403-1中读出B像素400(2,2)的像素信号,从垂直信号线403-2中读出B像素400(4,1)的像素信号,从垂直信号线403-3中读出B像素400(2,4)的像素信号,从垂直信号线403-4中读出B像素400(4,3)的像素信号,从垂直信号线403-5中读出B像素400(2,6)的像素信号,从垂直信号线403-6中读出B像素400(4,5)的像素信号,并且从垂直信号线403-7中读出B像素400(2,8)的像素信号。也就是说,在这种情况下,当选择水平信号线404(r,4)时,从每一个拜耳阵列中读出B像素400的像素信号。
通过在水平信号线404(r,1)、水平信号线404(r,2)、水平信号线404(r,3)和水平信号线404(r,4)中依次选择水平信号线,能够依次读出构成1个拜耳阵列的R、G1、G2和B像素的像素信号。也就是说,在这种情况下,能够在4次水平扫描操作中进行读取操作。
下面参照图18说明以略减读取模式进行的读取操作。
在以略减读取模式进行的第一次读取操作中,选择用作第四水平信号线的水平信号线404(r,4)用于奇数行奇数列拜耳阵列,选择用作第二水平信号线的水平信号线404(r,2)用于偶数行奇数列拜耳阵列。在图18所示的普通示例中,各个奇数行奇数列拜耳阵列包括拜耳阵列401(1,1)、拜耳阵列和拜耳阵列401(1,3),各个偶数行奇数列拜耳阵列包括拜耳阵列401(2,1)和拜耳阵列401(2,3)。
通过上述方式选择水平信号线404(r,4)和水平信号线404(r,2),从垂直信号线403-1中读出B像素400(2,2)的像素信号,从垂直信号线403-2中读出G像素400(3,1)的像素信号,没有像素信号从垂直信号线403-3和403-4中读出,从垂直信号线403-5中读出B像素400(2,6)的像素信号,从垂直信号线403-6中读出G像素400(3,5)的像素信号,并且没有像素信号从垂直信号线403-7中读出。
也就是说,在这种情况下,通过选择水平信号线404(r,4),从各个奇数行奇数列拜耳阵列中读出各个B像素400的像素信号,并且,通过选择水平信号线404(r,2),从各个偶数行奇数列拜耳阵列中读出各个G1像素400的像素信号。此外,没有像素信号从构成新拜耳阵列401时不需要的垂直信号线403中读出。
在以略减读取模式进行的第二次读取操作中,选择用作第三水平信号线的水平信号线404(r,3)用于奇数行偶数列拜耳阵列,选择用作第一水平信号线的水平信号线404(r,1)用于偶数行奇数列拜耳阵列。
通过选择水平信号线404(r,3)和水平信号线404(r,1),没有像素信号从垂直信号线403-1中读出,从垂直信号线403-2中读出R像素400(3,2)的像素信号,从垂直信号线403-3中读出G像素400(2,3)的像素信号,没有像素信号从垂直信号线403-4和403-5中读出,从垂直信号线403-6中读出R像素400(3,6)的像素信号,并且从垂直信号线403-7中读出G像素400(2,7)的像素信号。
也就是说,在这种情况下,通过选择水平信号线404(r,3),从奇数行偶数列拜耳阵列中读出每个G2像素400的像素信号,并且,通过选择水平信号线404(r,1),从偶数行奇数列拜耳阵列中读出每个R像素400的像素信号。此外,没有像素信号从构成新拜耳阵列401时不需要的垂直信号线403中读出。
如上所述,通过进行两次扫描操作,分别读出构成新拜耳阵列401的R像素400、G1像素400、G2像素400和B像素400的像素信号。也就是说,在这种情况下,形成新拜耳阵列401的像素是用作R像素的像素400(3,2),用作G1像素的G像素400(3,1),用作G2像素的G像素400(2,3)和用作B像素的像素400(2,2)。同样地,在这种情况下,用作R像素的像素400(3,6),用作G1像素的G像素400(3,5),用作G2像素的G像素400(2,7)和用作B像素像素400(2,6)也构成新的拜耳阵列401。
如上所述,在以略减读取模式进行的读取操作中,被选择用于奇数列拜耳阵列401的水平信号线404不同于被选择用于偶数列拜耳阵列401的水平信号线404,因此,通过选择用作读出所需像素400的像素信号的垂直信号线403,能够在2次读取操作中读出构成拜耳阵列401的4个像素的像素信号。
这样,该读取操作的次数是前面参照图5B说明的示例的现有图像传感器所需次数的一半。
在图18所示的普通示例中,水平信号线404(r,3)和(r,4)用作奇数行拜耳阵列401的水平信号线,水平信号线404(r,1)和(r,2)用作偶数行拜耳阵列401的水平信号线。需要说明的是,水平信号线404的组合决不限于该示例。也就是说,水平信号线404的其他组合也是可以的。此外,即使在另一组合的情况下,也可以以与上述相同的方式进行略减读取模式的2次读取操作。
需要说明的是,在上述的实施例中,拜耳阵列具有4个像素,即R(红色)像素、G1(第一绿色)像素、G2(第二绿色)像素和B(蓝色)像素。然而,还能够使用补色像素。
通过采用上述像素电极布局并使用上面说明的读取方法,在拜耳阵列401中,针对像素选择水平信号线,使之以从行到行变化的方式与像素连接。此外,通过使水平信号线以从行到行变化的方式与像素连接,也能够从行到行地改变用作读取操作的对象的各个像素。因此,与现有连接方法相比,能够使以略减读取模式进行的读取操作的速度更高。例如,能够使以略减读取模式进行的读取操作的速度至少是现有连接方法的速度的两倍。
此外,在垂直方向和水平方向上,在1/2略减过程之后,能够形成跨过在1/2略减过程之前存在的拜耳阵列之间的边界的新拜耳阵列。
另外,通过改变水平信号线的读取操作的顺序,能够只在垂直方向上使用1/2略减读取模式。
此外,通过实现以蜂窝状共享电极的像素,垂直信号线的数量能够加倍。利用这样的布置,能够以较高的速度进行各个像素的略减读取操作和加法操作(在水平和垂直方向上)。
另外,在以略减读取模式进行读取操作的情况下,能够减少读取操作的次数。因而,能够降低读取操作所需要的电量。这样就能够降低整个图像处理装置的能耗。
此外,图像处理装置能够容易地从一个过程切换到另一个过程。过程的普通示例是以全像素读取模式进行的读取操作、像素加法过程和以略减读取模式进行的读取操作。
上述实施例还可以用于旋转45度角的拜耳阵列系统。另外,在旋转45度角的拜耳阵列系统的情况下,通过使用本实施例,获得的效果与前面说明的效果相同。
如上所述,本发明提供的用作图像传感器的图像处理装置中,用于传感器的像素的像素电极依照对传感器特有的布局技术布置,并且还依照对传感器特有的连接技术与水平信号线连接。用于制造具有上述特性的图像传感器的制造设备也包括在本发明的范围中。
更具体地说,图像传感器具有多个拜耳阵列,各个拜耳阵列包括4个像素,这4个像素共享与垂直信号线连接的公共电极。构成各拜耳阵列的4个像素中的各个像素设置有与水平信号线连接的像素电极。任意具体拜耳阵列中的与水平信号线连接的各个像素电极的位置是与该具体拜耳阵列相邻的另一拜耳阵列中的与水平信号线连接的各个像素电极的镜像图像。用于制造具有上述特性的图像传感器的制造设备也包括在本发明的范围中。
需要说明的是,本发明的实施方式不限于上面说明的实施例。也就是说,在不背离本发明实质精神的范围内,可以对实施例进行各种改变。
此外,本领域技术人员应当理解,依据不同的设计要求和其他因素,可以在本发明所附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合以及改变。
Claims (16)
1.一种图像处理装置,其具有多个像素,所述多个像素以矩阵排列,分成多个像素组,每个像素组中的像素共享与垂直信号线连接的公共电极,其中,
各个所述像素具有与水平信号线连接的像素电极;并且
各个所述像素电极的位置被确定为,在水平方向或垂直方向上相邻的两个所述像素组中,在其中一个像素组中的所述像素电极的位置是在其中另一个像素组中的对应位置的镜像图像。
2.如权利要求1所述的图像处理装置,其中,在水平方向上相邻的两个所述像素组中的相邻像素的像素电极布置在同一侧。
3.如权利要求1所述的图像处理装置,其中,在水平方向上相邻的所述像素组中的相邻像素的像素电极连接在同一条所述水平信号线上。
4.如权利要求1所述的图像处理装置,其中,通过从所述水平信号线中适当选择与在水平方向上相邻的所述像素的像素电极连接的水平信号线,从所述相邻像素中的任意一个像素读出像素信号。
5.如权利要求1所述的图像处理装置,其中,
一个所述像素组为一个拜耳阵列,将位于所述拜耳阵列中的左下侧并用作属于所述拜耳阵列的4个所述像素中的一个像素的像素作为第一像素;
将位于所述拜耳阵列中的右下侧并用作属于所述拜耳阵列的4个所述像素中的一个像素的像素作为第二像素;
将位于所述拜耳阵列中的左上侧并用作属于所述拜耳阵列的4个所述像素中的一个像素的像素作为第三像素;
将位于所述拜耳阵列中的右上侧并用作属于所述拜耳阵列的4个所述像素中的一个像素的像素作为第四像素;
各条所述水平信号线在称作行方向的水平方向上延伸;
各条所述垂直信号线在称作列方向的垂直方向上延伸;
奇数列拜耳阵列的所述第一像素和偶数列拜耳阵列的所述第二像素连接到第一水平信号线上;
奇数列拜耳阵列的所述第二像素和偶数列拜耳阵列的所述第一像素连接到第二水平信号线上;
奇数列拜耳阵列的所述第三像素和偶数列拜耳阵列的所述第四像素连接到第三水平信号线上;并且
奇数列拜耳阵列的所述第四像素和偶数列拜耳阵列的所述第三像素连接到第四水平信号线上。
6.如权利要求5所述的图像处理装置,其中,通过选择所述第一水平信号线用于奇数列拜耳阵列并通过选择所述第三水平信号线用于偶数列拜耳阵列来从所述像素读出像素信号。
7.如权利要求5所述的图像处理装置,其中,通过选择所述第二水平信号线用于奇数列拜耳阵列并通过选择所述第四水平信号线用于偶数列拜耳阵列来从所述像素读出像素信号。
8.如权利要求5所述的图像处理装置,其中,通过选择所述第三水平信号线用于奇数列拜耳阵列并通过选择所述第一水平信号线用于偶数列拜耳阵列来从所述像素读出像素信号。
9.如权利要求5所述的图像处理装置,其中,通过选择所述第三水平信号线用于奇数列拜耳阵列并通过选择所述第一水平信号线用于偶数列拜耳阵列来从所述像素读出像素信号,然后,通过选择所述第二水平信号线用于奇数列拜耳阵列并通过选择所述第四水平信号线用于偶数列拜耳阵列来从所述像素读出像素信号。
10.如权利要求1所述的图像处理装置,其中,
一个所述像素组为一个拜耳阵列,构成所述拜耳阵列的4个所述像素是R像素、G1像素、G2像素和B像素;
各条所述水平信号线在称作行方向的水平方向上延伸;
各条所述垂直信号线在称作列方向的垂直方向上延伸;
奇数列拜耳阵列的所述R像素和偶数列拜耳阵列的所述G1像素连接到第一水平信号线上;
奇数列拜耳阵列的所述G1像素和偶数列拜耳阵列的所述R像素连接到第二水平信号线上;
奇数列拜耳阵列的所述G2像素和偶数列拜耳阵列的所述B像素连接到第三水平信号线上;并且
奇数列拜耳阵列的所述B像素和偶数列拜耳阵列的所述G2像素连接到第四水平信号线上。
11.如权利要求1所述的图像处理装置,其中,一个所述像素组为一个拜耳阵列,在垂直方向上相邻的所述拜耳阵列,即行数相邻且列数相同的所述拜耳阵列中包括的对应像素的像素电极布置在相对侧,即,如果所述像素电极中的一个布置在一个像素中的下侧,则所述像素电极中的另一个就布置在另一个像素中的上侧,反之亦然。
12.如权利要求1所述的图像处理装置,其中,
一个所述像素组为一个拜耳阵列,将位于所述拜耳阵列中的左下侧并用作属于所述拜耳阵列的4个所述像素中的一个像素的像素作为第一像素;
将位于所述拜耳阵列中的右下侧并用作属于所述拜耳阵列的4个所述像素中的一个像素的像素作为第二像素;
将位于所述拜耳阵列中的左上侧并用作属于所述拜耳阵列的4个所述像素中的一个像素的像素作为第三像素;
将位于所述拜耳阵列中的右上侧并用作属于所述拜耳阵列的4个所述像素中的一个像素的像素作为第四像素;
各条所述水平信号线在称作行方向的水平方向上延伸;
各条所述垂直信号线在称作列方向的垂直方向上延伸;
奇数列拜耳阵列的所述第一像素和偶数列拜耳阵列的所述第一像素连接到第一水平信号线上;
奇数列拜耳阵列的所述第二像素和偶数列拜耳阵列的所述第二像素连接到第二水平信号线上;
奇数列拜耳阵列的所述第三像素和偶数列拜耳阵列的所述第三像素连接到第三水平信号线上;
奇数列拜耳阵列的所述第四像素和偶数列拜耳阵列的所述第四像素连接到第四水平信号线上;并且
偶数行拜耳阵列的布置位置从与该偶数行拜耳阵列相邻的奇数行拜耳阵列偏离等于1/2拜耳阵列尺寸的距离。
13.如权利要求12所述的图像处理装置,其中,通过选择所述第四水平信号线用于奇数列拜耳阵列并通过选择所述第二水平信号线用于偶数列拜耳阵列来从所述像素读出像素信号,然后,通过选择所述第三水平信号线用于奇数列拜耳阵列并通过选择所述第一水平信号线用于偶数列拜耳阵列来从所述像素读出像素信号。
14.如权利要求1所述的图像处理装置,其中,
一个所述像素组为一个拜耳阵列,构成所述拜耳阵列的4个所述像素是R像素、G1像素、G2像素和B像素;
各条所述水平信号线在称作行方向的水平方向上延伸;
各条所述垂直信号线在称作列方向的垂直方向上延伸;
奇数列拜耳阵列的所述R像素和偶数列拜耳阵列的所述R像素连接到第一水平信号线上;
奇数列拜耳阵列的所述G1像素和偶数列拜耳阵列的所述G1像素连接到第二水平信号线上;
奇数列拜耳阵列的所述G2像素和偶数列拜耳阵列的所述G2像素连接到第三水平信号线上;
奇数列拜耳阵列的所述B像素和偶数列拜耳阵列的所述B像素连接到第四水平信号线上;并且
偶数行拜耳阵列的布置位置从奇数行拜耳阵列偏离等于1/2拜耳阵列尺寸的距离。
15.一种用于图像处理装置的图像处理方法,其中,
所述图像处理装置具有多个像素,所述多个像素以矩阵排列,分成多个像素组,每个像素组中的像素共享与垂直信号线连接的公共电极,各个所述像素具有与水平信号线连接的像素电极,并且各个所述像素电极的位置被确定为,在水平方向或垂直方向上相邻的两个所述像素组中,在其中一个像素组中的所述像素电极的位置是在其中另一个像素组中的对应位置的镜像图像,
所述图像处理方法包括以下步骤:通过从所述水平信号线中适当选择与在水平方向上相邻的所述像素的像素电极连接的水平信号线,从所述相邻像素中的任意一个像素读出像素信号。
16.一种用于制造图像处理装置的制造设备,其中,所述图像处理装置具有多个像素,所述多个像素以矩阵排列,分成多个像素组,每个像素组中的像素共享与垂直信号线连接的公共电极,各个所述像素具有与水平信号线连接的像素电极,并且各个所述像素电极的位置被确定为,在水平方向或垂直方向上相邻的两个所述像素组中,在其中一个像素组中的所述像素电极的位置是在其中另一个像素组中的对应位置的镜像图像。
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