CN106134183A - 摄像组件、控制方法及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本技术涉及可获得更多样的摄像图像的摄像组件、控制方法及摄像装置。根据本技术的摄像组件包括：像素阵列，其从像素阵列的多个像素中的每一个，读出通过对入射光进行光电转换而获得的像素信号；模拟处理单元，其对模拟像素信号进行信号处理，获得数字图像数据；存储单元，其储存所述图像数据；信号处理单元，其对所述存储单元中储存的所述图像数据进行信号处理；输出单元，其输出所述存储单元中储存的所述图像数据；以及控制单元，其使读取处理、模拟处理、数字处理以及输出处理以彼此独立的处理速度执行。本技术例如可应用于摄像组件和电子装置。

Description

摄像组件、控制方法及摄像装置
技术领域
本发明涉及一种摄像组件、控制方法及摄像装置，更具体地，涉及一种可获取更多样的摄像图像的摄像组件、控制方法及摄像装置。
背景技术
在相关领域的图像传感器中，不存在可储存帧的存储器(DRAM(Dynamic RandomAccess Memory，动态随机存取存储器)等)、或者可储存足够多行的存储器(SRAM(StaticRandom Access Memory，静态随机存取存储器)等)。因此，图像传感器所执行的读取像素信号、模拟处理、数字处理、输出处理等各个处理按照相同的处理速度及处理速率(帧速率)来执行。
然而，作为从图像传感器的像素阵列单元的像素读出信号的方法，存在一种技术，其在将从像素读出的模拟像素信号进行数字化的信号处理单元之后设置非易失性存储器，并利用该非易失性存储器高速读出数字化的信号(例如，参见专利文献1)。
专利文献1：JP特开2004-64410号公报。
发明内容
本发明要解决的技术问题
当以相同的处理速度及处理速率(帧速率)执行读取、模拟处理、数字处理及输出处理时，处理速度及处理速率(帧速率)取决于最慢的处理系统。尤其是由于输出规范会影响后续连接的装置，因此难以灵活设定处理速度及处理速率(帧速率)。因此，快门动作或信号处理等其他处理恐怕也将受输出处理的处理速度和处理速率的限制，因而难以灵活设定这些处理的处理速度及处理速率。例如，难以实现快门动作或信号处理的提速。
应当注意的是，虽然利用专利文献1所公开的方法可实现高速读取，但无法控制数字处理或输出处理的处理速度。并且也难以控制处理速率。因此，根据专利文献1所记载的方法，通过控制各个处理的处理速度和处理速率而获取多样的摄像图像并非易事。
鉴于所述状况而提出本技术，其目的在于能够获取更多样的摄像图像。
解决问题的手段
根据本技术的一个实施例，提供一种摄像组件，其包括：像素阵列，其从像素阵列的多个像素中的每一个，读出通过将入射光进行光电转换而获取的像素信号；模拟处理单元，其对模拟像素信号进行信号处理而获取数字图像数据；存储单元，其储存所述图像数据；信号处理单元，其对储存在所述存储单元中的图像数据进行信号处理；输出单元，其输出所述存储单元中储存的图像数据；以及控制单元，其使以彼此独立的处理速度执行以下处理：所述像素阵列进行读出所述像素信号的读取处理；所述模拟处理单元对模拟像素信号进行信号处理，即模拟处理；所述信号处理单元对数字图像数据进行信号处理，即数字处理；以及所述输出单元对所述图像数据进行输出处理。
所述控制单元可使以比所述数字处理和输出处理更高的速度执行所述读取处理和模拟处理。
所述控制单元可进一步使以比所述输出处理更低的速度执行所述数字处理。
所述控制单元可使以比所述读取处理、读取处理和输出处理更高的速度执行所述数字处理。
所述控制单元可使在一个帧处理期间多次执行所述数字处理。
所述控制单元可使以比所述数字处理和输出处理更高的速度和更高的速率执行所述读取处理和模拟处理。
所述存储器可为帧存储器。
所述帧存储器可具有存储预定数量的最新帧的环形缓冲区。
所述控制单元可使对环形缓冲区中所储存的较早帧的图像数据执行数字处理。
所述帧存储器可具有能够储存多个帧的图像数据的存储容量，所述控制单元可使对帧存储器中所存储的较早帧的图像数据执行数字处理。
所述摄像组件可进一步包括单个半导体基板，并且所述像素阵列、模拟处理单元、存储单元、信号处理单元、输出单元及控制单元可形成在所述半导体基板上。
所述摄像组件可进一步包括多个彼此堆叠的半导体基板，并且所述像素阵列、模拟处理单元、存储单元、信号处理单元、输出单元及控制单元可分别形成在所述多个半导体基板中的的一个对应半导体基板上。
根据本技术的一个实施例，提供一种控制方法，包括：以彼此独立的处理速度执行以下处理：从像素阵列的多个像素中的每一个，读出将入射光进行光电转换而获取的像素信号的读取处理：对从所述像素阵列的像素读取的模拟像素信号进行信号处理而获取数字图像数据的模拟处理；对存储单元中所储存的数字图像数据进行的信号处理，即数字处理；以及输出所述存储单元中所储存的数字图像数据的输出处理。
根据本技术的另一实施例，提供一种摄像装置，其包括：摄像单元，其拍摄物体；图像处理单元，其对所述摄像单元所获取的图像数据进行图像处理，所述摄像单元包括：像素阵列，其从像素阵列的多个像素中的每一个，读出将入射光进行光电转换而获取的像素信号；模拟处理单元，其对模拟像素信号进行信号处理；存储单元，其储存所述图像数据；信号处理单元，其对存储单元中所储存的图像数据进行信号处理；输出单元，其输出存储单元中所储存的图像数据；以及控制单元，其使以彼此独立的处理速度执行以下处理：所述像素阵列进行读出所述像素信号的读取处理；所述模拟处理单元对模拟像素信号进行信号处理，即模拟处理；所述信号处理单元对数字图像数据进行信号处理，即数字处理；以及所述输出单元对所述图像数据进行输出处理。
在本技术的实施例中，以彼此独立的处理速度执行下述处理：从像素阵列的多个像素中的每一个，读出将入射光进行光电转换而获取的像素信号的读取处理；对从像素阵列的像素读取的模拟像素信号进行信号处理，而获取数字图像数据的模拟处理；对存储单元中所储存的数字图像数据的信号处理，即数字处理；以及输出存储单元中所储存的数字图像数据的输出处理。
在根据本技术另一实施例的摄像装置中，以彼此独立的处理速度执行下述各个处理：从像素阵列的多个像素中的每一个，读出将入射光进行光电转换而获取的像素信号的读取处理；对从像素阵列的像素读取的模拟像素信号进行信号处理，而获取数字图像数据的模拟处理；对存储单元中所储存的数字图像数据的信号处理，即数字处理；以及输出存储单元中所储存的数字图像数据的输出处理，由此，对如上所述通过拍摄而获取的图像数据进行图像处理。
本发明的技术效果
根据本技术，可获取摄像图像。根据本技术，还可获取更多样的摄像图像。
附图简要说明
图1示出了说明各个处理的操作示例的示意图。
图2示出了图像传感器的主要结构示例的方块图。
图3示出了单位像素的主要结构示例的示意图。
图4示出了说明各个处理的处理速度与处理速率如何独立的示意图。
图5示出了控制状态的示例的示意图。
图6示出了说明控制处理流程的示例的流程图。
图7示出了控制状态的示例的示意图。
图8示出了控制处理流程的示例的流程图。
图9示出了控制状态的示例的示意图。
图10示出了控制处理流程的示例的流程图。
图11示出了控制状态的示例的示意图。
图12示出了控制处理流程的示例的流程图。
图13示出了控制状态的示例的示意图。
图14示出了控制状态的示例的示意图。
图15示出了控制处理流程的示例的流程图。
图16示出了控制状态的示例的示意图。
图17示出了控制处理流程的示例的流程图。
图18示出了图像传感器的物理结构示例的示意图。
图19示出了摄像装置的主要结构示例的示意图。
具体实施方式
在下文中，将描述用于实施本发明的配置(以下称为实施例)。应当注意的是，将按以下顺序进行描述。
1.第1实施例(图像传感器)
2.第2实施例(图像传感器)
3.第3实施例(图像传感器)
4.第4实施例(摄像装置)
<1.第1实施例>
<处理速度或处理速率>
在相关领域的图像传感器中，不存在可储存帧的存储器(DRAM(Dynamic RandomAccess Memory，动态随机存取存储器)等)、或者可储存足够多行的存储器(SRAM(StaticRandom Access Memory，静态随机存取存储器)等)。因此，图像传感器所执行的读取像素信号、模拟处理、数字处理、输出处理等各个处理按照相同的处理速度及处理速率(帧速率)来执行。
在这种情况下，如图1A所示的例子，各个处理的处理速度及处理速率(帧速率)取决于最慢的处理系统。尤其是由于输出规范会影响后续连接的装置，因此难以灵活设定处理速度及处理速率(帧速率)。因此，快门动作或信号处理等其他处理恐怕也将受输出处理的处理速度和处理速率的限制，因而难以灵活设定这些处理的处理速度及处理速率。例如，难以实现快门动作或信号处理的提速。
例如，如图1B所示的例子，输出处理的处理速度由输出规范决定，像素信号的读取处理的处理速度受输出处理的处理速度，即输出规范的限制。因而，难以实现读取处理的提速。
此外，例如，如图1C所示的例子，数字处理的处理速度还受读取处理或输出处理的处理速度的限制。因而难以实现数字处理的减速。
应当注意的是，例如利用专利文献1所记载的方法虽然可实现高速读取，但无法控制数字处理或输出处理的处理速度。而且也难以控制处理速率。因此，根据专利文献1所记载的方法，通过控制各个处理的处理速度和处理速率而获取多样的摄像图像并非易事。
<流程控制>
为此，在图像传感器中设置可储存帧或足够多的行的大容量存储单元，利用存储单元，可独立于读取处理、模拟处理及输出处理而对数字处理进行控制(流程控制)。然后，控制各个处理的操作，以彼此独立的处理速度执行读取处理、模拟处理、数字处理及输出处理。
本文中，读取处理例如是从像素阵列的像素读出像素信号的处理；模拟处理例如是对从像素读取的模拟像素信号执行的信号处理；数字处理例如是对将模拟像素信号进行A/D转换后所获得的数字图像数据执行的信号处理；输出处理例如是输出数字图像数据的处理。
此外，存储单元例如可由DRAM(动态随机存取存储器)、或SRAM(静态随机存取存储器)等任意的存储介质构成。
借助于这种结构，摄像组件可消除在处理过程中对处理速度的限制，进而可灵活设置各个处理的处理速度。因此，借助于各个处理的处理速度的组合，可生成更多样的摄像图像。
应当注意的是，不仅可将处理速度设定为彼此独立，也可将各个处理的处理速率(帧速率)设定为彼此独立。由此，摄像组件可生成更多样的摄像图像。
<图像传感器>
图2示出了应用上述技术的摄像组件的一个实施例，即图像传感器的结构示例。图2所示的图像传感器100是将来自物体的光进行光电转换并输出图像数据的器件。例如，图像传感器100可由采用CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)的COMS图像传感器、采用CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)的CCD图像传感器等构成。
如图2所示，图像传感器100包括：像素阵列单元111、模拟处理单元112、数字处理单元113、存储器总线114、帧存储器115、以及输出单元116。
像素阵列单元111是将具有光电二极管等光电转换组件的像素结构(单位像素)配置成平面或曲面状的像素区域。像素阵列单元111的各单位像素接收来自物体的光，将入射光进行光电转换而累积电荷，并以特定时序，将电荷作为像素信号输出。读取处理是从上述单位像素读出像素信号的处理。
模拟处理单元112对从像素阵列单元111的单位像素所读出的模拟像素信号进行模拟处理。模拟处理例如包括将像素信号转换为数字图像数据的A/D转换处理。
数字处理单元113对由模拟处理单元112进行A/D转换后的数字图像数据进行信号处理或时序控制等逻辑处理。如图2所示，数字处理单元113包括时序控制单元121及信号处理单元122。
时序控制单元121控制像素阵列单元111、模拟处理单元112、信号处理单元122及输出单元116的操作(例如处理速度或处理速率(帧速率)等)。信号处理单元122对由模拟处理单元112进行A/D转换后的数字图像数据进行信号处理。数字处理例如包括：像素重排处理或暗电平处理等传感器功能的一次处理；以及例如HDR(High Dynamic Range，高动态范围)处理或转换分辨率或纵横比的缩放处理等图像处理的二次处理；及输出控制等三次处理等。
信号处理单元122还向帧存储器115写入图像数据或者从中读取图像数据。例如，在写入图像数据时，信号处理单元122经由存储器总线114将图像数据提供给帧存储器115。在读出图像数据时，信号处理单元122向帧存储器115请求所期望的图像数据，并经由存储器总线114获取图像数据。信号处理单元122还对输出图像数据进行输出控制处理。例如，在将图像数据输出至图像传感器100外部的装置时，信号处理单元122经由存储器总线114从帧存储器115中获取图像数据，并将图像数据提供给输出单元116。
存储器总线114是设置在数字处理单元113(信号处理单元122)与帧存储器115之间的数据传送路径。储存在帧存储器115中的数据(图像数据等)经由存储器总线114进行传送。
帧存储器115是上述存储单元的一个实施例，并且是具有足以储存一个或多个帧的图像数据的容量的存储介质。帧存储器115例如采用DRAM形成。当然，也可采用SRAM和闪存等其他半导体体存储器。帧存储器115储存信号处理单元122经由存储器总线114所提供的图像数据。帧存储器115还根据信号处理单元122的请求，将所储存的图像数据经由存储器总线114提供给信号处理单元122。即，帧存储器115储存从图像阵列单元111读出的像素信号所生成的图像数据。
应该注意的是，可使用能够储存足够多行的图像数据的行存储器(足够大容量的行存储器)代替帧存储器115。
输出单元116例如由高速I/F(MIPI(Mobile Industry Processor Interface，移动产业处理器接口))或I/O单元构成，并且将经由信号处理单元122从帧存储器115获取的图像数据输出至图像传感器100外部的装置。
<单位像素结构>
此处，图3示出了形成在像素阵列单元111中的各个单位像素的主要结构示例。形成在像素阵列单元111中的各个单位像素具有与图3所示的例子基本上相同的结构。在图3所示的例子中，单位像素131包括光电二极管141、读出晶体管142、重置晶体管143、放大晶体管144、以及选择晶体管145。
光电二极管(PD)141将所接收的光进行光电转换为与所接收的光的光量相对应的电荷量的光电荷(此处为光电子)，并累积光电荷。光电二极管141的阳极连接到像素区域的地(像素接地)，其阴极通过读出晶体管142而连接到浮置扩散(FD)。
读出晶体管142控制对来自光电二极管141的光电荷的读取。读出晶体管142的漏极连接到浮置扩散，其源极连接到光电二极管141的阴极。此外，来自像素驱动单元(未示出)的控制信号TRG被提供给读出晶体管142的栅极。控制信号TRG(即，读出晶体管142的栅极电位)为关断时，不读出来自光电二极管141的光电荷(光电荷在光电二极管141中累积)。控制信号TRG(即，读出晶体管142的栅极电位)为导通时，读出光电二极管141中所累积的光电荷，并将其提供给浮置扩散(FD)。
重置晶体管143对浮置扩散(FD)的电位进行重置。重置晶体管143的漏极连接到电源电位，其源极连接到浮置扩散(FD)。此外，来自像素驱动单元(未示出)的控制信号RST被提供给重置晶体管143的栅极。控制信号RST(即重置晶体管143的栅极电位)为关断时，浮置扩散(FD)与电源电位分离。控制信号RST(即重置晶体管143的栅极电位)为导通时，浮置扩散(FD)的电荷被丢弃至电源电位，浮置扩散(FD)被重置。
放大晶体管144放大浮置扩散(FD)的电位变化，并将其作为电信号(模拟信号)输出。放大晶体管144的栅极连接到浮置扩散(FD)，其漏极连接到电源电位，其源极连接到选择晶体管145的漏极。例如，放大晶体管144将已由重置晶体管143重置的浮置扩散(FD)的电位作为重置信号(重置等级)输出至选择晶体管145。放大电晶体144还将已由读出晶体管142转移的光电荷的浮置扩散(FD)的电位作为光累积信号(信号电平)，输出至选择晶体管145。
选择晶体管145控制放大晶体管144所提供的电信号到垂直信号线VSL的输出。选择晶体管145的漏极连接到放大晶体管144的源极，其源极连接到垂直信号线VSL。此外，来自像素驱动单元(未示出)的控制信号SEL被提供给选择晶体管145的栅极。控制信号SEL(即选择晶体管145的栅极电位)为关断时。控制信号SEL(即选择晶体管145的栅极电位)为关断时，放大晶体管144与垂直信号线VSL彼此电气分离。因此，在这种状态时，不从单位像素输出像素信号。控制信号SEL(即选择晶体管145的栅极电位)为导通时，单位像素为选择状态。换言之，来自与垂直信号线VSL电连接的放大晶体管144的信号输出作为单位像素的像素信号被提供给垂直信号线VSL。即，从单位像素读出像素信号。
<各个处理的独立控制>
如图4所示，在相关领域的图像传感器，信号处理单元122对数字图像数据进行的信号处理，即数字处理、像素阵列单元111读出像素信号的读取处理、模拟处理单元112对模拟像素信号进行的信号处理，即模拟处理、以及输出单元116输出数字图像数据的输出处理均以相同的处理速度及处理速率进行操作。
相反，如图4B所示，图像传感器100具有帧存储器115。利用帧存储器115，可独立于读取处理、模拟处理、输出处理而执行数字处理。
因此，时序控制单元121利用帧存储器115彼此独立地执行图像传感器100中的各个处理(执行流程控制)。
具体地，时序控制单元121例如彼此独立地设定读取处理、模拟处理、数字处理及输出处理的处理速度或处理速率(帧速率)，并以所设定的处理速度和处理速率分别执行各个处理。
应当注意的是，为了便于描述，将常规处理速度设为中速度，将比常规处理速度快的速度设为高速度，将比常规处理速度慢的速度设为低速度。此外，将常规处理速率(帧速率)设为中速率，将比常规处理速率快的速率设为高速率，将比常规处理速率慢的速率设为低速率。
由此，借助于处理的处理速度和处理速率的组合，图像传感器100可生成更多样的摄像图像。
<读取/模拟处理的提速>
在下文中，将描述利用时序控制单元121对各个处理进行控制的具体示例。例如，如图5所示的例子，时序控制单元121可将读取处理和模拟处理的速度设定为比数字处理和输出处理的速度高(高速执行)。
图5示出了对一个帧进行处理期间(垂直同步周期XVS)，各个处理的操作周期的状态的示例。如图5所示，以高于常规处理速度的速度执行读取处理与模拟处理，而以常规处理速度执行数字处理及输出处理。应该注意的是，各个处理的处理速率(帧速率)仍与常规处理速率相同(处理速率不变)。
由此，无需改变图像传感器100的输出规范，即可实现读取处理和模拟提速。通过提高读取处理与模拟处理的速度，可减少因像素阵列中各列的读取时刻不同而产生的动态物体的失真，即焦面失真。换言之，无需改变输出规范数字，处理和输出处理即可减少焦面失真。
<控制处理的流程>
接下来，将参照图6描述时序控制单元121所执行的用于控制上述的各个处理的操作的控制处理流程的示例。
随着控制处理开始，在步骤S101中，时序控制单元121例如通过向像素阵列单元111提供控制信号而控制像素阵列单元111的操作，使像素阵列的各个像素对入射光进行光电转换，从各个像素读出像素信号。时序控制单元121使像素阵列单元111以高速度、中速率执行读取处理。
在步骤S102中，时序控制单元121例如通过向模拟处理单元112提供控制信号而控制模拟处理单元112的操作，使模拟处理单元112对通过步骤S101的控制而高速度获取的模拟像素信号进行例如A/D转换等模拟处理。时序控制单元121使模拟处理单元112以高速度、中速率执行模拟处理。
在步骤S103中，时序控制单元121例如通过向信号处理单元122提供控制信号而控制信号处理单元122的操作，使信号处理单元122对通过步骤S102的控制而高速度获取的数字图像数据进行数字处理。时序控制单元121使信号处理单元122以中速度、中速率执行数字处理。
在步骤S104中，时序控制单元121例如通过向输出单元116提供控制信号而控制输出单元116的操作，使输出单元116输出通过步骤S103的控制而中速度进行数字处理后的图像数据。时序控制单元121使输出单元116以中速度、中速率执行输出处理。
在步骤S104的处理完成时，结束控制处理。
在步骤S102的控制下通过模拟处理而获得的数字图像数据储存在帧存储器115中。因此，即便是高速度执行读取处理和模拟处理，也可以按照稍慢的中速度执行数字处理和输出处理。借助于时序控制单元121以上述方式执行控制处理，图像传感器100无需改变输出规范即可减少焦面失真。
<数字处理的减速>
进一步地，例如，也可如图5中的示例，以高速度执行读取处理及模拟处理，而数字处理的速度可被设定为比输出处理(低速度执行)的速度慢。
与图5一样，图7示出了对一个帧进行处理期间(垂直同步周期XVS)，各个处理的操作周期的状态的示例。如图7所示，以高于常规处理速度的速度执行读取处理与模拟处理，而以低于常规处理速度的速度执行数字处理、以常规处理速度执行输出处理。应该注意的是，各个处理的处理速率(帧速率)仍与常规处理速率相同(处理速率不变)。
由此，无需改变图像传感器100的输出规范即可实现读取处理和模拟提速以及数字处理的减速。通过提高读取处理与模拟处理的速度，可减少焦面失真。此外，通过降低数字处理的速度，可延长数字处理的处理时间，可分散数字处理的负荷。由此，可抑制电力消耗时间点的集中并平滑电力消耗波动。换言之，可减少电力消耗的峰值(最大值)。由此，可增大电力消耗的裕度。即，图像传感器100无需改变输出规范即可减少焦面失真，进而可增大电力消耗的裕度。
<控制处理的流程>
接下来，将参照图8描述时序控制单元121所执行的用于控制上述各个处理的操作的控制处理流程的示例。
随着控制处理开始，在步骤S121中，时序控制单元121例如通过向像素阵列单元111提供控制信号而控制像素阵列单元111的操作，使像素阵列的各个像素对入射光进行光电转换，从各个像素读出像素信号。时序控制单元121使像素阵列单元111以高速度、中速率执行读取处理。
在步骤S122中，时序控制单元121例如通过向模拟处理单元112提供控制信号而控制模拟处理单元112的操作，使模拟处理单元112对通过步骤S121的控制而高速度获取的模拟像素信号进行例如A/D转换等模拟处理。时序控制单元121使模拟处理单元112以高速度、中速率执行模拟处理。
在步骤S123中，时序控制单元121例如通过向信号处理单元122提供控制信号而控制信号处理单元122的操作，使信号处理单元122对通过步骤S122的控制而高速度获取的数字图像数据进行数字处理。时序控制单元121使信号处理单元122以低速度、中速率执行数字处理。
在步骤S124中，时序控制单元121例如通过向输出单元116提供控制信号而控制输出单元116的操作，使输出单元116输出通过步骤S123的控制而低速度进行数字处理后的图像数据。时序控制单元121使输出单元116以中速度、中速率执行输出处理。
在步骤S124的处理完成时，结束控制处理。
通过在步骤S122的控制下进行模拟处理所获得的数字图像数据储存在帧存储器115。因此，即便是高速度执行读取处理和模拟处理，也可以稍慢的速度执行数字处理。经数字处理的图像数据也储存在帧存储器115中。因此，可以比数字处理更快的中速度执行输出处理。借助于时序控制单元121以上述方式执行控制处理，图像传感器100无需改变输出规范即可减少焦面失真并增大电力消耗的裕度。
<多次执行数字处理>
进一步地，例如，如图9的例子所示，可将数字处理的处理速度设定为比读取处理、模拟处理及输出处理的速度高(高速执行)，而反复多次执行数字处理(多次执行数字处理)。
与图5一样，图9示出了对一个帧进行处理期间(垂直同步周期XVS)，各个处理的操作周期的状态的示例。如图9所示，以常规处理速度执行读取处理、模拟处理和输出处理。相反，以高于常规处理速度的速度执行数字处理，从而多次执行数字处理。应该注意的是，各个处理的处理速率(帧速率)仍与常规处理速率相同(处理速率不变)。
由此，无需改变图像传感器100的输出规范即可进行多次数字处理(数字信号处理)。通过进行多次数字处理，可增强信号处理的效果。例如，通过反复进行多次滤波处理等，可使滤波处理的效果更明显地反映到图像数据中。此外，例如，可进行多次转换分辨率或纵横比的缩放处理，而生成具有除了用于输出之外的不同分辨率或纵横比的对象，并且可进行多次检测处理从而提高检测精度。
换言之，图像传感器100无需改变输出规范即可增强信号处理(数字处理)的效果。
<控制处理的流程>
接下来，将参照图10的流程图，描述时序控制121用于执行上述各个处理的操作控制所执行的控制处理流程的示例。
随着控制处理开始，在步骤S141中，时序控制单元121例如通过向像素阵列单元111提供控制信号而控制像素阵列单元111的操作，使像素阵列的各个像素对入射光进行光电转换，从各个像素读出像素信号。时序控制单元121使像素阵列单元111以中速度、中速率执行读取处理。
在步骤S142中，时序控制单元121例如通过向模拟处理单元112提供控制信号而控制模拟处理单元112的操作，使模拟处理单元112对通过步骤S141的控制而中速度获取的模拟像素信号进行例如A/D转换等模拟处理。时序控制单元121使模拟处理单元112以中速度、中速率执行模拟处理。
在步骤S143中，时序控制单元121例如通过向信号处理单元122提供控制信号而控制信号处理单元122的操作，使信号处理单元122对通过步骤S142的控制而中速度获取的数字图像数据进行数字处理。时序控制单元121使信号处理单元122以高速度、高速率执行数字处理。
在步骤S144中，时序控制单元121例如通过向输出单元116提供控制信号而控制输出单元116的操作，使输出单元116输出通过步骤S143的控制而高速度进行数字处理后的图像数据。时序控制单元121使输出单元116以中速度、中速率执行输出处理。
在步骤S144的处理完成时，结束控制处理。
通过在步骤S142的控制下进行模拟处理所获得的数字图像数据储存在帧存储器115。因此，即便是以中速度执行读取处理和模拟处理，也可以高速度执行数字处理。并且还可以执行多次数字处理。经数字处理的图像数据也储存在帧存储器115中。因此，可以比数字处理更慢的中速度执行输出处理。借助于时序控制单元121以上述方式执行控制处理，图像传感器100无需改变输出规范即可增强信号处理(数字处理)的效果。
<处理速率的控制>
进一步地，也可改变各个处理的处理速率。例如，如图11的例子所示，可将读取处理和模拟处理的处理速度和处理速率设定为比数字处理和输出处理的高(高速执行)(提高帧速率)。
图11示出了在对多个帧进行处理期间(垂直同步周期XVS)，各个处理的操作周期的状态的示例。如图11所示，以高于常规处理速度的速度执行读取处理和模拟处理，以常规处理速度执行数字处理和输出处理。此外，以高于常规处理速率的速率执行读取处理和模拟处理，以常规处理速率执行数字处理和输出处理。
由此，无需改变图像传感器100的输出规范即可提高读取处理和模拟处理的处理速度和处理速率。通过提高读取处理和模拟处理的处理速度和处理速率，可实现高速拍摄。此外，通过以常规处理速度和处理速率执行数字处理和输出处理，可缓慢播放在高速下拍摄的图像。换言之，图像传感器100无需改变输出规范即可实现高速拍摄或慢速播放。
<控制处理的流程>
接下来，参照图12的流程图，描述时序控制单元121用于执行上述各个处理的操作控制所执行的控制处理流程的示例。
随着控制处理开始，在步骤S161中，时序控制单元121例如通过向像素阵列单元111提供控制信号而控制像素阵列单元111的操作，使像素阵列的各个像素对入射光进行光电转换，从各个像素读出像素信号。时序控制单元121使像素阵列单元111以高速度、高速率执行读取处理。
在步骤S162中，时序控制单元121例如通过向模拟处理单元112提供控制信号而控制模拟处理单元112的操作，使模拟处理单元112对通过步骤S161的控制而中速度获取的模拟像素信号进行例如A/D转换等模拟处理。时序控制单元121使模拟处理单元112以高速度、高速率执行模拟处理。
在步骤S163中，时序控制单元121例如通过向信号处理单元122提供控制信号而控制信号处理单元122的操作，使信号处理单元122对通过步骤S162的控制而以高速度、高速率获取的数字图像数据进行数字处理。时序控制单元121使信号处理单元122以中速度、中速率执行数字处理。
在步骤S164中，时序控制单元121例如通过向输出单元116提供控制信号而控制输出单元116的操作，使输出单元116输出通过步骤S163的控制而以中速度、中速率进行数字处理后的图像数据。时序控制单元121使输出单元116以中速度、中速率执行输出处理。
在步骤S164的处理完成时，结束控制处理。
通过步骤S142的控制进行模拟处理所获得的数字图像数据储存在帧存储器115。因此，即便是以高速度、高速率执行读取处理和模拟处理，也可以稍慢的中速度、中速率执行数字处理和输出处理。借助于时序控制单元121以上述方式执行控制处理，图像传感器100无需改变输出规范即可实现高速拍摄和慢速播放。
应当注意的是，可以比常规速率更高的速率拍摄而以常规处理速率播放的帧的数量取决于帧存储器115的容量。通过如上所述进行拍摄，在帧存储器115中累积与读取处理和模拟处理的处理速率与数字处理和输出处理的处理速率之间的差值相对应的量的图像数据。由于帧存储器115的容量是任意但有限的，因此，对速率差的接纳也存在限制。换言之，仅可在帧存储器115的容量范围内进行上述拍摄。
应当注意的是，当帧存储器115的闲置容量不足时，则可使拍摄恢复到常规处理速率，如图11中所示的帧8及帧9。换言之，可将正以高速率执行的读取处理及模拟处理的处理速率变更为中速率。
进一步地，当在以常规处理速率拍摄期间，暂时进行高速度拍摄时，高速度拍摄期间所拍摄的图像可与以常规处理速率拍摄的图像相继连续输出，也可以如所谓的双画面，重叠在以常规处理速率拍摄的图像中而输出，也可在拍摄停止后单独输出。
<2.第2实施例>
<时间平移>
应当注意的是，通过利用帧存储器115，不仅可如上所述改变各个处理的处理速度或处理速率，也可在时间方向上改变各个处理的处理对象帧(即，可将各个处理的处理对象的帧设定为彼此独立)。
例如，如图13所示，可在帧存储器115中设置环形缓冲区。在这一情况下，从像素阵列单元111读出并经A/D转换后的图像数据由数字处理单元113进行例如像素重排处理或暗电平处理等传感器功能的一次处理211。经一次处理211后的图像数据储存在帧存储器115内所设置的一次处理用区域221中。一次处理用区域221形成环形缓冲区，依次存储数字处理单元113所提供的各帧经一次处理211后的图像数据。
在使用者尚未摁下拍摄按钮等尚未指示拍摄的状态下，由像素阵列单元111获取的所捕获的图像，即摄像图像的图像数据片段以上述方式，依次储存在一次处理用区域221，即环形缓冲区中。
例如，如图14所示，当使用者摁下拍摄按钮等而指示拍摄时，数字处理单元113基于使用者的指示，读出储存在一次处理用区域221中的较早帧的图像数据。对于储存在一次处理用区域221中的图像数据，最后储存的帧为最新的帧。数字处理单元113读出比最新的帧在时间上更早储存的较早帧的图像数据。
数字处理单元113所读出的图像数据的帧距离最新的帧为多少帧是任意。例如的，数字处理单元113可读出在最新的帧几分钟之前获取的帧的图像数据，该几分钟为预设值，或者读取一次处理用区域221即环形缓冲区中储存有最新帧的图像数据位置以外的预设位置处所储存的图像数据。
数字处理单元113对所读取的图像数据进行HDR(High Dynamic Range，高动态范围)处理或转换分辨率或纵横比的缩放处理等图像处理的二次处理212。经二次处理212后的图像数据储存在帧存储器115内所设置的二次处理用区域222中。
数字处理单元113进行输出控制处理213，以特定时序读取储存在二次处理用区域222中的图像数据，并将该图像数据提供给输出单元116，使输出单元116输出该图像数据。
如上所述，通过使用环形缓冲区，图像传感器100可输出较早的数据。
<控制处理的流程>
将参照图15的流程图描述在这一情况下控制处理流程的示例。
随着控制处理开始，在步骤S201中，时序控制单元121例如通过对像素阵列单元111提供控制信号而控制像素阵列单元111的操作，对像素阵列中的各个像素进行光电转换，从各个像素读出像素信号。
在步骤S202中，时序控制单元121例如通过向模拟处理单元112提供控制信号而控制模拟处理单元112的操作，使模拟处理单元112对通过步骤S201的控制而获取的模拟像素信号进行例如A/D转换等模拟处理。
在步骤S203中，时序控制单元121例如通过向信号处理单元122提供控制信号而控制信号处理单元122的操作，使信号处理单元122对通过步骤S202的控制而获取的数字图像数据进行一次处理。
在步骤S204中，时序控制单元121例如通过向信号处理单元122提供控制信号而控制信号处理单元122的操作，使信号处理单元122将通过步骤S202的控制而进行一次处理后的图像数据储存在帧存储器115的环形缓冲区(一次处理用区域221)中。
在步骤S205中，时序控制单元121判断是否拍摄图像。例如，在使用者等未输入摄像指示而判断为不进行拍摄时，处理则返回至步骤S201，并反复进行之后的处理。具体地，在拍摄前的状态下，反复执行步骤S201至S205的各个处理，将所捕捉的图像储存在一次处理用区域221中。
在步骤S205中，在使用者操作拍摄按钮等输入摄像指示而判断为进行拍摄时，处理则前进至步骤S206。
在步骤S206中，时序控制单元121例如通过向信号处理单元122提供控制信号而控制信号处理单元122的操作，并使信号处理单元122读出在写入到帧存储器115的环形缓冲区(一次处理用区域221)中的最新帧之前的帧(较早帧)的图像数据。
在步骤S207中，时序控制单元121例如通过向信号处理单元122提供控制信号而控制信号处理单元122的操作，并使信号处理单元122对通过步骤S206的控制而读出的图像数据进行二次处理。
在步骤S208中，时序控制单元121例如通过向信号处理单元122提供控制信号而控制信号处理单元122的操作，使信号处理单元122将通过步骤S207的控制进行二次处理后的图像数据储存到帧存储器115的二次处理用区域222中。
在步骤S209中，时序控制单元121例如通过向信号处理单元122提供控制信号而控制信号处理单元122的操作，使信号处理单元122进行三次处理。具体地，在信号处理单元122在时序控制单元121的控制下进行三次处理，以特定的时序读出通过步骤S208的控制而储存到帧存储器115的二次处理用区域222中的图像数据。
在步骤S210中，时序控制单元121例如对输出单元116提供控制信号而控制输出单元116的操作，使制输出单元116将通过步骤S209的控制而读出的图像数据输出至图像传感器100外部的装置。
在步骤S210的处理完成时，结束控制处理。
通过如上进行处理，图像传感器100可利用环形缓冲区输出较早的数据。
虽然上述图像传感器100可应用于任意的装置或系统，但其更适用于例如记录在事故发生之前稍早时刻的影像的驱动记录器，或是检测人或动物的活动、记录在检测之前稍早时刻的影像的监视相机等。
<时间平移的其他示例>
应当注意的是，也可以不使用环形缓冲区而输出较早的数据。例如，帧存储器115只要具有可储存多个帧的图像数据的容量即可。例如，也可以FIFO(First In First Out，先进先出)方式，读取帧存储器115中所储存的数据。图16示出了这一情形的示例。在图16所示的情形中，由于帧存储器115以FIFO进行操作，因此，信号处理单元122读取比此时帧存储器115中正在储存的最新帧在时间上更早的帧(较早帧)的图像数据。
例如，在使用者操作拍摄按钮，拍摄物体而获得摄像图像时，从使用者摁下拍摄按钮到输出所拍摄图像的图像数据期间，需要特定的处理时间，因而产生相应的延迟。如果延迟时间较长，使用者恐怕难以获得所期望的时刻的摄像图像。
为此，如图16的例子所示，通过对比使用者操作拍摄按钮而获得的摄像图像在时间上更早的帧的图像进行数字处理，并将其作为摄像图像而输出，可使图像传感器100抑制迟延时间(时滞)的增加。
应当注意的是，图像数据可为动态图像，也可为静态图像。
<控制处理的流程>
将参照图17的流程图描述在这一情况下的控制处理流程的示例。
随着控制处理开始，在步骤S251中，时序控制单元121例如通过对像素阵列单元111提供控制信号而控制像素阵列单元111动作，使像素阵列的各个像素对入射光进行光电转换，从各个像素读出像素信号。
在步骤S252中，时序控制单元121例如通过向模拟处理单元112提供控制信号而控制模拟处理单元112的操作，使模拟处理单元112对通过步骤S251的控制而获取的模拟像素信号进行例如A/D转换等模拟处理。
在步骤S253中，时序控制单元121例如通过向信号处理单元122提供控制信号而控制信号处理单元122的操作，使信号处理单元122对通过步骤S252的控制而获取的数字图像数据进行一次处理。
在步骤S254中，时序控制单元121例如通过向信号处理单元122提供控制信号而控制信号处理单元122的操作，使信号处理单元122将通过步骤S252的控制进行一次处理后的图像数据储存到帧存储器115中。
在步骤S255中，在例如使用者等输入摄像指示的特定时刻，时序控制单元121例如通过向信号处理单元122提供控制信号而控制信号处理单元122的操作，使信号处理单元122读出在写入至帧存储器115中的帧之前的帧(较早帧)的图像数据。
在步骤S256中，时序控制单元121例如通过向信号处理单元122提供控制信号而控制信号处理单元122的操作，使信号处理单元122对通过步骤S255的控制而读出的图像数据进行二次处理。
在步骤S257中，时序控制单元121例如通过向信号处理单元122提供控制信号而控制信号处理单元122的操作，使信号处理单元122将通过步骤S256的控制进行二次处理后的图像数据储存到帧存储器115中。
在步骤S258中，时序控制单元121例如通过向信号处理单元122提供控制信号而控制信号处理单元122的操作，使信号处理单元122进行三次处理。具体地，信号处理单元122在时序控制单元121的控制下进行三次处理，以特定时序，读取通过步骤S257的控制而储存到帧存储器115中的图像数据。
在步骤S259中，时序控制单元121例如通过向输出单元116提供控制信号而控制输出单元116的操作，使输出单元116将通过步骤S258的控制而读取的图像数据输出到图像传感器100外部的装置。
在步骤S259的处理完成时，结束控制处理。
通过如上所述进行处理，图像传感器100可输出较早的数据，抑制从拍摄指令输入到图像数据输出之前的迟延时间(时滞)的增加。
虽然上述图像传感器100可应用于任意的装置或系统，但其更适用于例如使用者操作拍摄按钮而拍摄物体的数字相机或摄像机。
<3.第3实施例>
<图像传感器的物理结构>
应当注意的是，例如可采用密封封装或设置在电路基板上的封装中的模块等形式实现应用本技术的摄像组件。例如，采用封装实现摄像组件时，该封装中的摄像组件可由单个半导体基板构成，也可由相互堆叠的多个半导体基板构成。
图18示出了应用本技术的摄像组件，即图像传感器100的物理结构的示例的示意图。
在图18A所示的例子中，参照图3所描述的图像传感器100的结构均形成在单个半导体基板上。在图18A的示例中，以包围像素/模拟处理单元311、数字处理单元113和帧存储器115的方式，配置输出单元116-1至116-4。像素/模拟处理单元311是形成像素阵列单元111和模拟处理单元112的结构(例如像素阵列或A/D转换部分)的区域。每个输出单元116-1至116-4均为形成输出单元116的结构(例如I/O单元等)的区域。
当然，图18A所示的结构示例仅仅是一个例子，各个处理单元的结构布置并不局限于此。
在图18B所示的例子中，参照图3所描述的图像传感器100的电路结构形成在相互重叠的两片半导体基板(积层芯片(像素芯片321及电路芯片322))上。
像素芯片321上形成有像素/模拟处理单元311、数字处理单元113、输出单元116-1及116-2。输出单元116-1及116-2均为形成输出单元116的结构(例如I/O单元等)的区域。
此外，电路芯片322上形成有帧存储器115。
如上所述，像素芯片321及电路芯片322相互重叠而形成多层结构(层叠结构)。形成在像素芯片321上的数字处理单元113和形成在电路芯片322上的帧存储器115通过形成在过孔区域(VIA)323、过孔区域(VIA)324中的过孔(VIA)(形成存储器总线114)而彼此电连接。
本技术也可应用于具有如上所述的多层结构的图像传感器。应当注意的是，半导体基板(积层芯片)的数量是任意的，如图18C所示，可为3层以上。
在图18C的示例中，图像传感器100具有：半导体基板351、半导体基板352和半导体基板353。半导体基板351至353彼此重叠而形成多层构造(层叠结构)。半导体基板351上形成有像素/模拟处理单元311。半导体基板352上形成有数字处理单元113及输出单元116。半导体基板353形成有帧存储器115。各半导体基板上的各个处理单元借助于过孔(VIA)361至363而彼此电连接。
本技术也可应用于具有如上所述的多层结构的图像传感器。当然，各半导体基板上所形成的处理单元是任意的，并不局限于图18的示例。
<4.第4实施例>
<摄像装置>
应当注意的是，本技术也可用于除摄像组件之外的装置。例如，本技术也可应用于如摄像装置等具有摄像组件的装置(电子装置等)。图19示出了采用本技术的电子装置的一个示例，即摄像装置的主要结构示例的框图。图19所示的摄像装置600是用于拍摄物体、并将该物体的图像作为电信号而输出的装置。
如图19所示，摄像装置600具有光学单元611、CMOS图像传感器612、图像处理单元613、显示单元614、编解码处理单元615、存储单元616、输出单元617、通信单元618、控制单元621、操作单元622及驱动器623。
光学单元611包括相对于物体调整焦点并聚集来自焦点的光的镜头、调整曝光的光圈、以及控制拍摄时机的快门等。光学单元611使来自物体的光(入射光)透过，并将该光提供给CMOS图像传感器612。
CMOS图像传感器612对入射光进行光电转换，对每个像素的信号(像像素)进行A/D转换，对像素信号进行CDS等信号处理，将处理后的摄像图像数据提供给图像处理单元613。
图像处理单元613对CMOS图像传感器612所获取的摄像图像数据进行图像处理。更具体地，图像处理单元613对CMOS图像传感器612所提供的摄像图像数据进行例如混合色修正、暗电平修正、白平衡调整、去马赛克处理、矩阵处理、灰阶修正、以及YC转换等各种图像处理。图像处理单元613将进行图像处理后的摄像图像数据提供给显示单元614。
显示单元614例如被构造成液晶显示器等，显示图像处理单元613所提供的摄像图像数据的图像(例如物体的图像)。
图像处理单元613根据需要，还将进行图像处理后的摄像图像数据提供给编解码处理单元615。
编解码处理单元615以特定的方式对图像处理单元613所提供的摄像图像数据进行编码处理，并将所获取的编码数据提供给存储单元616。编解码处理单元615还读出存储单元616中所记录的编码数据，对编码数据进行解码，生成解码图像数据，并将解码图像数据提供给图像处理单元613。
图像处理单元613对编解码处理单元615所提供的解码图像数据进行特定的图像处理。图像处理单元613将进行图像处理后的解码图像数据提供给显示单元614。显示单元614例如被构造成液晶显示器等，显示图像处理单元613所提供的解码图像数据的图像。
编解码处理单元615还可将对图像处理单元613所提供的摄像图像数据进行编码而获得的编码数据、或从存储单元616读出的摄像图像数据的编码数据，提供给输出单元617，输出单元617将该编码数据输出至摄像装置600外部的装置。编解码处理单元615也可将对从存储单元616中读出的编码数据进行解码而获得的解码图像数据提供给输出单元617，输出单元617将该数据输出至摄像装置600外部的装置。
编解码处理单元615也可经由通信单元618将摄像图像数据的编码数据或解码图像数据，传送至其他设备。编解码处理单元615也可经由通信单元618获取摄像图像数据或图像数据的编码数据。编解码处理单元615对经由通信单元618而获取的摄像图像数据或图像数据的编码数据进行适当的编码或解码等。编解码处理单元615也可如上所述将所获取的图像数据或编码数据提供给图像处理单元613，或输出至存储单元616、输出单元617和通信单元618。
存储单元616存储编解码处理单元615所提供的编码数据等。储存在存储单元616中的编码数据根据需要由编解码处理单元615读出并解码。通过解码处理而获取的摄像图像数据被提供给显示单元614，从而在显示单元614上显示与该摄像图像数据相对应的摄像图像。
输出单元617具有外部输出端子等外部输出接口，将经由编解码处理单元615提供的各种数据通过该外部输出接口，输出至摄像装置600外部的装置。
通信单元618将例如编解码处理单元615所提供的图像数据或编码数据等各种数据以特定的通信方式(有线通信或无线通信)提供给通信对象，即其他设备。通信单元618以特定的通信方式(有线通信或无线通信)从通信对象，即其他装置，获取图像数据或编码数据等各种信息，并将该信息提供给编解码处理单元615。
控制单元621控制摄像装置600的各个处理单元(虚线620内所示的各个处理单元、操作单元622及驱动器623)的操作。
操作单元622例如由“jog dial”(注册商标)、键、按钮或触控面板等任意的输入装置构成，例如，操作单元622接收使用者等的操作输入，并将与该操作输入相对应的信号提供给控制单元621。
驱动器623从自身安装的例如磁盘、光盘、磁光盘、或半导体存储器等可移动介质624读出信息。驱动器623从可移动介质624读出例如程序或数据等各种信息，并将该信息提供给控制单元621。当驱动器623上安装有可擦写可移动介质624时，其也可将通过控制单元621提供的例如图像数据或编码数据等各种信息存储在可移动介质624中。
上述实施例中所描述的技术用于如上所述进行构造的摄像装置600的CMOS图像传感器612。具体地，如上所述的图像传感器100用作CMOS图像传感器612。由此，COMS图像传感器612可获得更多样的摄像图像。因此，摄像装置600通过拍摄物体，可获得更多样的摄像图像。
应当注意的是，采用本技术的摄像装置并不局限于上述结构，也可采用其他结构。例如，本技术不仅适用于数字相机或摄像机，也可适用于例如移动电话、智能手机、平板装置、个人计算机等具有摄像功能的信息处理装置。此外，本技术也可适用于安装在其他信息处理装置上使用(或作为内置器件而搭载)的相机模块。
上述一系列的处理可由硬件或软件执行。由软件执行上述一系列处理时，构成上述软件的程序从网络或记录介质进行安装。
上述记录介质例如如图19所示，由与装置本体分开的记录有程序并向使用者分发程序的可移动介质624构成。该可移动介质624包括磁盘(包括软盘)、光盘(包括CD-ROM或DVD)。该可移动介质624还包括磁光盘(包括MD(Mini Disc))或半导体存储器。
在这种情况下，通过将可移动介质624加载到驱动器623上，可将程序安装到存储单元616中。
也可通过例如局域网、因特网、数字卫星广播程序等有线或无线传送介质提供程序。在这种情况下，程序可由通信单元618接收而安装在存储单元616中。
此外，程序也可预先安装在存储单元616或控制单元621内的ROM(Read OnlyMemory，只读存储器)中等。
应当注意的是，计算机所执行的程序可以是按照本说明书中所描述的顺序而以时间序列执行的程序，也可以是并行或例如在被请求时等必要的时刻执行的程序。
在本说明书中，描述记录介质所记录的程序的步骤不仅包含按照所描述的顺序而以时间序列执行的处理，也包括不一定按照时间序列处理而并行或单独执行的处理。
此外，上述各步骤的处理可在上述各装置或除上述各装置以外的任意装置中执行。在这种情况下，执行处理的装置只要具有执行该处理必需的功能(功能块等)即可。此外，该处理所需的信息仅需视情况而传送给该装置。
此外，在本说明书中，该系统是指多个结构要素(装置、模块(组件)等)的集合，全部结构要素是否位于同一壳体内无关紧要。因此，收纳在其他壳体中并通过网络连接的多个装置、以及多个模块收纳在一个壳体中的一个装置均为系统。
此外，以上被描述为一个装置(或处理单元)的结构也可被分割而构成多个装置(或处理单元)。反之，以上被描述为多个装置(或处理单元)的结构也可被整合而构成为一个装置(或处理单元)。此外，除上述结构之外的结构当然也可被添加到该装置(或处理单元)的结构中。进而，如果作为整个系统的结构或操作实质上相同，那么某一装置(或处理单元)的结构的一部分也可并入到其他装置(或其它处理单元)中。
以上，参照附图详细描述了本发明的优选实施例。然而，本发明的技术范围并不局限于上述示例。应明了，在所附权利要求书及其等同物的范围内，本技术领域技术人员可根据设计要求和其他因素而进行各种修改、组合、子组合和变型。
例如，本技术可采用通过网络由多个装置分担或共同处理一个功能的云计算构成。
此外，参照上述流程图所描述的各个步骤，除了可由一个装置执行外，也可由多个装置分担执行。
进而，当一个步骤中包含多个处理时，上述一个步骤中所包含的多个处理除了可由一个装置执行外，也可由多个装置分担执行。
本技术并非限定于此，其也可被实施为构成这种装置或系统的装置上所搭载的各种结构，例如系统LSI(Large Scale Integration，大规模集成电路)等的处理器、使用多个处理器等的模块、使用多个模块等的单元、以及附加到单元的其他功能的组合等。
应当注意的是，采用本技术的摄像装置并不局限于上述结构，也可采用其它结构。例如，本技术不仅适用于数字相机或摄像机，也可适用于具有摄像功能的信息处理装置，例如移动电话、智能手机、平板设备、个人计算机等。此外，本技术还可适用于安装到其他信息处理装置上而使用(或作为内置器件而搭载)的相机模块。
此外，以上被描述为一个装置(或处理单元)的结构也可被分割而构成多个装置(或处理单元)。反之，以上被描述为多个装置(或处理单元)的结构也可构成一个装置(或处理单元)。此外，除上述结构之外的结构当然也可被添加到该装置(或处理单元)的结构中。进而，如果作为整个系统的结构或操作实质上相同，那么某一装置(或处理单元)的结构的一部分也可并入到其他装置(或其它处理单元)中。
以上，参照附图详细描述了本发明的优选实施例。然而，本发明的技术范围并不局限于上述示例。应明了，在所附权利要求书及其等同物的范围内，本技术领域技术人员可根据设计要求和其他因素而进行各种修改、组合、子组合和变型。
应当注意的是，本技术也可采用如下结构：
(1)一种摄像组件，包括：
像素阵列，其从像素阵列的多个像素中的每一个，读出通过对入射光进行光电转换而获得的像素信号；
模拟处理单元，其对模拟像素信号进行信号处理，获得数字图像数据；
存储单元，其储存所述图像数据；
信号处理单元，其对所述存储单元中储存的所述图像数据进行信号处理；
输出单元，其输出所述存储单元中储存的所述图像数据；以及
控制单元，其使以彼此独立的处理速度执行以下处理：所述像素阵列进行读出所述像素信号的读取处理、所述模拟处理单元对模拟像素信号进行信号处理，即模拟处理、所述信号处理单元对数字图像数据进行信号处理，即数字处理、以及所述输出单元对所述图像数据进行输出处理。
(2)如(1)、(3)至(12)中任一所述的摄像组件，
其中，所述控制单元使以比所述数字处理和输出处理更高的速度执行所述读取处理和模拟处理。
(3)如(1)、(2)、(4)至(12)中任一所述的摄像组件，
其中，所述控制单元进一步使以比所述输出处理更低的速度执行所述数字处理。
(4)如(1)至(3)、(5)至(12)中任一所述的摄像组件，
其中，所述控制单元使以比所述读取处理、读取处理和输出处理更高的速度执行所述数字处理。
(5)如(1)至(4)、(6)至(12)中任一所述的摄像组件，
其中，所述控制单元使在一个帧处理期间多次执行所述数字处理。
(6)如(1)至(5)、(7)至(12)中任一所述的摄像组件，
其中，所述控制单元使以比所述数字处理和输出处理更高的速度和更高的速率执行所述读取处理和模拟处理。
(7)如(1)至(6)、(8)至(12)中任一所述的摄像组件，
其中，所述存储器为帧存储器。
(8)如(1)至(7)、(9)至(12)中任一所述的摄像组件，
其中，所述帧存储器包括存储预定数量的最新帧的环形缓冲区。
(9)如(1)至(8)、(10)至(12)中任一所述的摄像组件，
其中，所述控制单元使对环形缓冲区中所储存的较早帧的图像数据执行数字处理。
(10)如(1)至(9)、(11)及(12)中任一所述的摄像组件，
其中，所述帧存储器具有能够储存多个帧的图像数据的存储容量，并且
所述控制单元使对帧存储器中所存储的较早帧的图像数据执行数字处理。
(11)如(1)至(10)及(12)中任一所述的摄像组件，进一步包括：
单个半导体基板，
其中，所述像素阵列、模拟处理单元、存储单元、信号处理单元、输出单元及控制单元形成在所述半导体基板上。
(12)如(1)至(11)中任一所述的摄像组件，进一步包括：
多个彼此堆叠的半导体基板，
其中，所述像素阵列、模拟处理单元、存储单元、信号处理单元、输出单元及控制单元分别形成在所述多个半导体基板中的的一个对应半导体基板上。
(13)一种控制方法，包括：
以彼此独立的处理速度执行以下处理：从像素阵列的多个像素中的每一个，读出将入射光进行光电转换而获取的像素信号的读取处理：对从所述像素阵列的像素读取的模拟像素信号进行信号处理而获取数字图像数据的模拟处理；对存储单元中所储存的数字图像数据进行的信号处理，即数字处理；以及输出所述存储单元中所储存的数字图像数据的输出处理。
(14)一种摄像装置，包括：
摄像单元，其拍摄物体；以及
图像处理单元，其对所述摄像单元所获取的图像数据进行图像处理，
所述摄像单元包括：
像素阵列，其从像素阵列的多个像素中的每一个，读出将入射光进行光电转换而获取的像素信号，
模拟处理单元，其对模拟像素信号进行信号处理，以获得数字图像数据，
存储单元，其储存所述图像数据，
信号处理单元，其对存储单元中所储存的图像数据进行信号处理，输出单元，其输出存储单元中所储存的图像数据，以及
控制单元，其使以下单元以彼此独立的处理速度执行以下处理：所述像素阵列进行读出所述像素信号的读取处理；所述模拟处理单元对模拟像素信号进行信号处理，即模拟处理；所述信号处理单元对数字图像数据进行信号处理，即数字处理；以及所述输出单元对所述图像数据进行输出处理。
附图标记说明
100 图像传感器
111 像素阵列单元
112 模拟处理单元
113 数字处理单元
114 存储器总线
115 帧存储器
116 输出单元
121 时序控制单元
122 信号处理单元
321 像素芯片
322 电路芯片
600 摄像装置
612 CMOS图像传感器。

Claims (14)

1.一种摄像组件，包括：
像素阵列，其从像素阵列的多个像素中的每一个，读出通过对入射光进行光电转换而获得的像素信号；
模拟处理单元，其对模拟像素信号进行信号处理，获得数字图像数据；
存储单元，其储存所述图像数据；
信号处理单元，其对所述存储单元中储存的所述图像数据进行信号处理；
输出单元，其输出所述存储单元中储存的所述图像数据；以及
控制单元，其使以下单元以彼此独立的处理速度执行以下处理：所述像素阵列进行读出所述像素信号的读取处理、所述模拟处理单元对所述模拟像素信号进行信号处理，即模拟处理、所述信号处理单元对所述数字图像数据进行信号处理，即数字处理、以及所述输出单元对所述图像数据进行输出处理。
2.如权利要求1所述的摄像组件，
其中，所述控制单元使所述读取处理和所述模拟处理以比所述数字处理和所述输出处理更高的速度来执行。
3.如权利要求2所述的摄像组件，
其中，所述控制单元进一步使所述数字处理以比所述输出处理更低的速度来执行。
4.如权利要求1所述的摄像组件，
其中，所述控制单元使以比所述读取处理、读取处理和输出处理更高的速度执行所述数字处理。
5.如权利要求4所述的摄像组件，
其中，所述控制单元使所述数字处理在一个帧处理期间多次执行。
6.如权利要求1所述的摄像组件，
其中，所述控制单元使所述读取处理和所述模拟处理以比所述数字处理和输出处理更高的速度和更高的速率来执行。
7.如权利要求1所述的摄像组件，
其中，所述存储器为帧存储器。
8.如权利要求7所述的摄像组件，
其中，所述帧存储器包括存储预定数量的最新帧的环形缓冲区。
9.如权利要求8所述的摄像组件，
其中，所述控制单元使所述数字处理对所述环形缓冲区中所储存的较早帧的图像数据来执行。
10.如权利要求7所述的摄像组件，
其中，所述帧存储器具有能够储存多个帧的图像数据的存储容量，并且
所述控制单元使所述数字处理对所述帧存储器中所存储的较早帧的图像数据来执行。
11.如权利要求1所述的摄像组件，进一步包括：
单个半导体基板，
其中，所述像素阵列、所述模拟处理单元、所述存储单元、所述信号处理单元、所述输出单元及所述控制单元形成在所述半导体基板上。
12.如权利要求1所述的摄像组件，进一步包括：
多个彼此堆叠的半导体基板，
其中，所述像素阵列、所述模拟处理单元、所述存储单元、所述信号处理单元、所述输出单元及所述控制单元分别形成在所述多个半导体基板中的的一个对应半导体基板上。
13.一种控制方法，包括：
以彼此独立的处理速度执行以下处理：从像素阵列的多个像素中的每一个，读出将入射光进行光电转换而获取的像素信号的读取处理：对从所述像素阵列的像素读取的模拟像素信号进行信号处理，而获取数字图像数据的模拟处理；对存储单元中所储存的所述数字图像数据进行的信号处理，即数字处理；以及输出所述存储单元中所储存的所述数字图像数据的输出处理。
14.一种摄像装置，包括：
摄像单元，其拍摄物体；以及
图像处理单元，其对所述摄像单元所获取的图像数据进行图像处理，
所述摄像单元包括：
像素阵列，其从像素阵列的多个像素中的每一个，读出将入射光进行光电转换而获取的像素信号，
模拟处理单元，其对模拟像素信号进行信号处理，以获得数字图像数据，
存储单元，其储存所述图像数据，
信号处理单元，其对所述存储单元中所储存的所述图像数据进行信号处理，
输出单元，其输出所述存储单元中所储存的图像数据，以及
控制单元，其使以下单元以彼此独立的处理速度执行以下处理：所述像素阵列进行读出所述像素信号的读取处理；所述模拟处理单元对所述模拟像素信号进行信号处理，即模拟处理；所述信号处理单元对所述数字图像数据进行信号处理，即数字处理；以及所述输出单元对所述图像数据进行输出处理。
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