JP2009206591A - イメージセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明のイメージセンサは、画素素子マトリクスにて、行及び列を順次選択し、各画素素子から画素データを時系列に読み出すX−Yアドレス走査方式を用い、行選択のYアドレスを、ライト信号で設定するレジスタラッチと、レジスタラッチからのYアドレスをデコードし、画素素子マトリクスの行選択のYアドレス信号を出力するYアドレスレジスタと、列選択のXアドレス信号を生成するXアドレス制御部とを有し、アドレスラッチがライト信号の入力タイミングで、YアドレスレジスタをディセーブルとしてYアドレス信号を出力させず、ライト信号の入力が終了してYアドレスデータのアドレスラッチへの書込みタイミングで、YアドレスレジスタをイネーブルとしてYアドレス信号を出力させる。
【選択図】 図1
Description
基本的な動作としては、Yアドレスを設定し、Xアドレスをインクリメントしていき、そのYアドレスにおけるXアドレスの画像データの読み出しが終了すると、Yアドレスをインクリメントして、順次、画素素子から画像データを読み出していく。
Yアドレスを設定する際、Yアドレスの書き込みをイネーブルとし、書き込みが終了した後にディセーブルとする必要がある。
X−Yアドレス走査方式によるイメージセンサの従来例として図4に示す回路構成がある。また、図5は図4のイメージセンサの動作を示すタイミングチャートである。
そして、Yアドレス走査イネーブル信号が入力されたイネーブルの期間(「H」レベルの期間)に、Yアドレスレジスタ101は画素素子マトリクス103に対して、Yアドレス信号YA1〜YA4のいずれか、すなわちYアドレスに対応したYアドレス信号を例えば「H」レベルにて出力する。このYアドレス走査イネーブル信号が入力されている期間、ライト信号REが入力されてもYアドレスは変化しない。
そして、X画素素子マトリクスから、Yアドレス信号とXアドレス信号とにより選択された画素素子から画素データが読み出される。
しかし、図4のイメージセンサの場合、Yアドレス走査イネーブル信号を入力するための外部端子が必要であり、イメージセンサのチップの小型化を阻害する要因となっている。
これにより、Yアドレスレジスタ201は、レジスタラッチ200から入力されるYアドレスをデコードしたYアドレス信号YA1からYA4のいずれも出力しない。
そして、レジスタラッチ200は、3発目のライト信号RE3の立ち下がりにより、Yアドレス走査イネーブル信号をイネーブル状態とする。
これにより、Yアドレスレジスタ201は、レジスタラッチ200から入力されるYアドレスをデコードし結果とし、Yアドレス信号YA1からYA4のいずれかを出力し、画素素子マトリクス203における画素素子の行のいずれかを選択する。また、Xアドレス制御部202は、図4の回路と同様に画素素子マトリクス203のいずれかの列を選択する。これにより、画素素子マトリクス203におけるいずれかの画素素子が選択され、画素データが読み出される。
という効果が得られる。
この図において、本実施形態のイメージセンサは、Yアドレスレジスタ1、レジスタラッチ2、画素素子マトリクス3及びXアドレス制御部4から構成されている。
レジスタラッチ2は、ライト信号が入力されると、例えば「H」レベルのパルスの場合立ち上がりエッジにより(本実施形態の場合、「H」レベルのパルスによりライト信号REが入力される)Yアドレスレジスタ1に対するYアドレス走査イネーブル信号(本実施形態の場合、「H」レベルのパルスのYアドレス走査イネーブル信号を出力する)を出力しない状態となる。
また、Yアドレスレジスタ1は、レジスタラッチ2からYアドレス走査イネーブル信号が「H」レベルで入力されていると、上記Yアドレス信号YA1〜YA4のいずれかを「H」レベルにて出力し、一方、レジスタラッチ2からのYアドレス走査イネーブル信号が「L」レベルであると、上記Yアドレス信号YA1〜YA4の全てを「L」レベルにて出力する。
ここで、上記Xアドレスイネーブル信号は、カウントされるXアドレス設定の変化点を含まないタイミングにて、Xアドレス走査イネーブル信号を生成する。
また、Xアドレス制御部4は、Yアドレス走査イネーブル信号が「L」レベルである場合に、画素素子マトリクス3は、Yアドレスレジスタ1の出力するYアドレス信号が選択した行と、Xアドレス制御部4の出力するXアドレス信号とが選択した列との交点にある画素素子が選択され、画像データが読み出される。
そして、画素素子の出力端子は、画素素子の列毎にスイッチに接続されている。図2に示すように、第1列(図の左端の画素の列)がスイッチSW1、第2列がスイッチSW2、第3列がスイッチSW3、第4列がスイッチSW4のそれぞれ一方の端子に接続されている。
そして、Xアドレス制御部がXアドレス信号XA2を「H」レベル、Xアドレス信号XA1、XA3及びXA4を「L」レベルとすると、スイッチSW2がオン状態となり、画素素子Sの出力する画素データが出力端子VOUTへ出力される。
時刻t1において、外部回路からデータバスを介してYアドレスデータが入力されるとともに、Yアドレスデータをレジスタラッチ2に書き込むライト信号REが「H」レベルのパルスにて入力される。
これにより、レジスタラッチ2は、パルスの立ち上がりにて、Yアドレスレジスタ1に対するYアドレス走査イネーブル信号を「L」レベルとする。
そして、レジスタラッチ2は、データバスからデータとともに入力された制御信号がYアドレスデータの書き込みを示す信号であることを検出すると、イメージセンサの各回路は以下に示す動作を開始する。
また、Xアドレス制御部4は、Yアドレス走査イネーブル信号が「L」レベルであるため、Xアドレス信号XA1〜XA4を全て「L」レベルにて出力し、スイッチSW1〜SW4を全てオフ状態とする。
これにより、Yアドレスレジスタ1は、入力されたYアドレスデータをデコードし、Yアドレス信号YA1〜YA4を生成するが、Yアドレス走査イネーブル信号を「L」レベルのため、生成したYアドレス信号YA1〜YA4を出力しない。
Yアドレス走査イネーブル信号を「H」レベルとなると、Yアドレスレジスタ1は、デコードしたYアドレス信号YA1〜YA4を、図3の場合、Yアドレス信号YA1を「H」レベル、Yアドレス信号YA2〜YA4を「L」レベルにて出力する。
これにより、画素素子マトリクス3において、最上部の1行目の画素の行が選択され、この列の全ての画素が画素データを出力する。
次に、時刻t4において、Xアドレス制御部4は、内部クロックに同期して、カウンタの出力するXアドレスデータをデコードし、Xアドレス信号XA1〜XA4を出力する。この場合、Xアドレスデータは「1」であるため、Xアドレス信号XA1を「H」レベルとし、Xアドレス信号XA2〜XA4を「L」レベルとして出力する。
また、Xアドレス信号XA1が「H」レベルであるため、スイッチSW1がオン状態となり、1行目の1列目(左端の列)の画素素子の画素データが出力端子VOUTへ出力される。
そして、時刻t6において、Xアドレス制御部4は、内部クロックに同期して、Xアドレス信号XA2を「H」レベルとし、Xアドレス信号XA1、XアドレスデータXA3、及びXアドレスデータXA4を「L」レベルとして出力する。
これにより、Xアドレス信号XA2が「H」レベルであるため、スイッチSW2がオン状態となり、1行目の2列目の画素素子の画素データが出力端子VOUTへ出力される。
次に、時刻t11において、外部回路からデータバスを介し、データとともに入力された制御信号がYアドレスデータの書き込みを示す信号であり、2行目の画素素子の列を選択するYアドレスデータが入力される。ここで、時刻t1と同様に、Yアドレスデータをレジスタラッチ2に書き込むライト信号REが「H」レベルのパルスにて入力される。
これにより、レジスタラッチ2は、パルスの立ち上がりにて、Yアドレスレジスタ1に対するYアドレス走査イネーブル信号を「L」レベルとする
また、Xアドレス制御部4は、Yアドレス走査イネーブル信号が「L」レベルであるため、Xアドレス信号XA1〜XA4を全て「L」レベルにて出力し、スイッチSW1〜SW4を全てオフ状態とする。
これにより、Yアドレスレジスタ1は、入力されたYアドレスデータをデコードし、Yアドレス信号YA1〜YA4を生成するが、Yアドレス走査イネーブル信号が「L」レベルのため、生成したYアドレス信号YA1〜YA4を出力しない。
Yアドレス走査イネーブル信号を「H」レベルとなると、Yアドレスレジスタ1は、デコードしたYアドレス信号YA1〜YA4を、図3の場合、Yアドレス信号YA2を「H」レベル、Yアドレス信号YA1、YA3及びYA4を「L」レベルにて出力する。
これにより、画素素子マトリクス3において、2行目の画素の行が選択され、この列の全ての画素が画素データを出力する。
さらに、データバスから3行目、4行目の画素素子の行を選択するYアドレスを入力し、それぞれの行の1列目から4列目までの画素素子の画素データを、順次出力端子VOUTに出力する。
2…レジスタラッチ
3…画素素子マトリクス
4…Xアドレス制御部
Claims (3)
- 画素素子をマトリクス状に配設した画素素子マトリクスにおいて、行及び列をそれぞれ順次選択し、各画素素子から画素データを時系列に読み出すX−Yアドレス走査方式を用いたイメージセンサであり、
外部から入力されるY方向における行を選択するYアドレスを、ライト信号により設定するレジスタラッチと、
該レジスタラッチから入力されるYアドレスをデコードし、前記画素素子マトリクスの行を選択するYアドレス信号を出力するYアドレスレジスタと、
前記画素素子マトリクスの列を選択するXアドレス信号を生成するXアドレス制御部と を有し、
前記アドレスラッチがライト信号の入力されたタイミングにて、Yアドレスレジスタをディセーブル状態としてYアドレス信号を出力させず、ライト信号の入力が終了してYアドレスデータがアドレスラッチに書き込まれるタイミングにて、Yアドレスレジスタをイネーブル状態としてYアドレス信号を出力させることを特徴とするイメージセンサ。 - 前記レジスタラッチが、前記ライト信号のパルスが入力されたタイミングにおいて、Yアドレス信号の出力を停止させるため、Yアドレス走査イネーブル信号を出力せず、Yアドレスレジスタをディセーブルとし、前記ライト信号のパルスの入力が終了したタイミングにおいて、前記Yアドレス信号を出力させるため、Yアドレス走査イネーブル信号を出力し、Yアドレスレジスタをイネーブルとすることを特徴とする請求項1記載のイメージセンサ。
- 前記レジスタラッチが、Yアドレスデータがアドレスラッチに書き込まれるタイミングにて、Yアドレスレジスタをイネーブルとするタイミングに対して、レジスタラッチに対するYアドレスの書き込みを遅延させて行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のイメージセンサ。
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