JP2012019516A - イメージセンサのカラム回路およびピクセルビニング回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、第1カラムラインに対する読出しを担当し、第1電流源と第1キャパシタを備える第1カラム読出回路と、第2カラムラインに対する読出しを担当し、第2電流源と第2キャパシタを備える第2カラム読出回路とを備え、ビニングモード時に、第1フェーズで前記第1カラムラインでは2以上のピクセルからデータが出力されて前記第1キャパシタに保存され、第2フェーズで前記第2カラムラインでは2以上のピクセルデータが出力されて前記第2キャパシタが保存され、第3フェーズで前記第1キャパシタと前記第2キャパシタ間に電荷が共有される。
【選択図】図3
Description
図1を参照すれば、イメージセンサは複数のピクセルが備えられたピクセルアレイ110、ピクセルデータを出力するロー(row:行)を選択するローデコーダ120、カラム(column)ラインに出力されるデータを読出すためのカラム回路130、カラム回路130によって読出されたデータをアナログデジタル変換するアナログデジタル変換器140、およびビニング(binning)モードまたはノーマル(normal)モードを選択するモードセレクタ150を備える。
先に説明したように、ピクセルビニングは同一の色の隣接したピクセル同士でなされるため、(ロー、カラム)を基準として(i、j)ピクセル210、(i+2、j)ピクセル220、(i、j+2)ピクセル230、(i+2、j+2)ピクセル240が併合される。
図3に示されたように、カラム回路130は、第1キャパシタC1と、第2キャパシタC2と、第1カラムラインCL_jと第1ノードAを連結する第1スイッチLSW0と、第2カラムラインCL_j+2と第2ノードBを連結する第2スイッチLSW1と、第1ノードAに連結された第1電流源311と、第2ノードBに連結された第2電流源312と、第1キャパシタC1と第1ノードAを連結する第3スイッチSSW0と、第2キャパシタC2と第2ノードBを連結する第4スイッチSSW1と、第1ノードAと第2ノードBを連結する第5スイッチAV0とを備える。
ビニングモードの第1フェーズでは第1スイッチLSW0、第3スイッチSSW0、および第5スイッチAV0がターンオンされ、図4Aのような連結状態となる。また、電流源311、312を活性化させるための活性化信号ENが活性化する。
ビニングモードの第2フェーズでは第2スイッチLSW1、第4スイッチSSW1、および第5スイッチAV0がターンオンされ、図4Bのような連結状態となる。また、電流源311、321を活性化させるための活性化信号ENが活性化される。
ビニングモードの第3フェーズでは第5スイッチAV0がターンオンされ、図4Cのような連結状態となる。また、電流源311、321を活性化させるための活性化信号ENは非活性化される。
ノーマルモード動作時には第1スイッチLSW0、第2スイッチLSW1、第3スイッチSSW0、および第4スイッチSSW1がターンオンされ、電流源311、321を活性化させるための活性化信号が活性化する。
図6のビニング回路は図3のカラム回路130でノーマルモード動作のための構成AV0を除いた回路である。すなわち、図3のカラム回路130はビニングモードとノーマルモードの両方動作する回路であり、図6のビニング回路はノーマルモード動作に対する支援なくビニングモードで動作する回路である。
120:ローデコーダ
130:カラム回路
140:アナログデジタル変換器
150:モードセレクタ
210〜240:ピクセル
C1〜C2:キャパシタ
LSW0〜1、SSW0〜1、AV0:スイッチ
311、312:電流源
310、320:カラム読出回路
Claims (12)
- 第1カラムラインに対する読出しを担当し、第1電流源と第1キャパシタを備える第1カラム読出回路と、
第2カラムラインに対する読出しを担当し、第2電流源と第2キャパシタを備える第2カラム読出回路とを備え、
ビニングモード時に、第1フェーズで前記第1カラムラインでは2以上のピクセルからデータが出力されて前記第1キャパシタに保存され、第2フェーズで前記第2カラムラインでは2以上のピクセルからデータが出力されて前記第2キャパシタに保存され、第3フェーズで前記第1キャパシタと前記第2キャパシタ間に電荷が共有されることを特徴とするイメージセンサのカラム回路。 - 前記ビニングモードの第1フェーズで前記第1電流源と前記第2電流源が前記第1カラムラインから電流を放電し、
前記ビニングモードの第2フェーズで前記第1電流源と前記第2電流源が前記第2カラムラインから電流を放電することを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサのカラム回路。 - ノーマルモード時では、
前記第1カラムラインからは1つのピクセルからデータが出力されて前記第1キャパシタに保存され、
前記第2カラムラインからは1つのピクセルからデータが出力されて前記第2キャパシタに保存されることを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサのカラム回路。 - 前記ビニングモード時に、前記第1カラムラインにデータを出力するピクセルと前記第2カラムラインにデータを出力するピクセルは同一の色に対応される互いに隣接したピクセルであることを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサのカラム回路。
- 第1キャパシタと、
第2キャパシタと、
第1カラムラインと第1ノードを連結する第1スイッチと、
第2カラムラインと第2ノードを連結する第2スイッチと、
前記第1ノードに連結された第1電流源と、
前記第2ノードに連結された第2電流源と、
前記第1キャパシタと前記第1ノードを連結する第3スイッチと、
前記第2キャパシタと前記第2ノードを連結する第4スイッチと、
前記第1ノードと第2ノードを連結する第5スイッチと、
を備えることを特徴とするイメージセンサのカラム回路。 - ビニングモードの第1フェーズで、前記第1カラムラインでは2以上のピクセルからデータが出力されて前記第1スイッチと前記第3スイッチと前記第5スイッチがターンオンされ、
前記ビニングモードの第2フェーズで、前記第2カラムラインでは2以上のピクセルからデータが出力されて前記第2スイッチと前記第4スイッチと前記第5スイッチがターンオンされ、
前記ビニングモードの第3フェーズで、前記第5スイッチがターンオンされることを特徴とする請求項5に記載のイメージセンサのカラム回路。 - 前記第1電流源と前記第2電流源が、
前記ビニングモードの第1、2フェーズでは活性化して、前記ビニングモードの第3フェーズでは非活性化されることを特徴とする請求項6に記載のイメージセンサのカラム回路。 - ノーマルモード時には前記第1、2、3、4スイッチがターンオンされ、前記第1カラムラインでは1つのピクセルからデータが出力され、前記第2カラムラインでは1つのピクセルからデータが出力されることを特徴とする請求項5に記載のイメージセンサのカラム回路。
- 前記ビニングモード時に前記第1カラムラインにデータを出力するピクセルと前記第2カラムラインにデータを出力するピクセルは同一の色に対応されて隣接したピクセルであることを特徴とする請求項5に記載のイメージセンサのカラム回路。
- 第1フェーズで第1カラムラインから2以上のピクセルデータを伝達され、第2フェーズで第2カラムラインから2以上のピクセルデータを伝達されるデータノードと、
前記第1フェーズと前記第2フェーズで前記データノードの電荷を放電する放電部と、
前記第1フェーズと第3フェーズで前記データノードに連結される第1キャパシタと、
前記第2フェーズと前記第3フェーズで前記データノードに連結される第2キャパシタと、
を備えることを特徴とするピクセルビニング回路。 - 前記放電部が、前記データノードに連結された2個の電流源を備え、
前記電流源は1つのピクセルデータを読出す時に使用される電流と同一の電流を流すことを特徴とする請求項10に記載のピクセルビニング回路。 - 前記放電部が、
前記第1フェーズと前記第2フェーズで活性化することを特徴とする請求項10に記載のピクセルビニング回路。
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