JP2012222632A - Solid-state image pickup device, driving method of the same and electronic information apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state image pickup device capable of increasing exposure time while suppressing decline in spatial resolution and sensitivity.SOLUTION: A CMOS image sensor 100 having a sensor array 110 formed by arraying a plurality of pixels in a matrix shape includes: a row selection part 130 for selecting a pixel row constituting the sensor array 110; a column selection part 140 for selecting a pixel column constituting the sensor array; and a timing control part 150 for controlling the row selection part and the column selection part. The timing control part 150 controls the row selection part and the column selection part so that pixel signals are read from first and second pixel groups obtained by grouping the plurality of pixels constituting the sensor array at timing different for each pixel group.

Description

本発明は、固体撮像装置、その駆動方法および電子情報機器に関し、特に、動画などの連続撮影時に最大露光時間がフレームレートにより制限されるのを回避できる固体撮像装置、その駆動方法および電子情報機器に関するものである。   The present invention relates to a solid-state imaging device, a driving method thereof, and an electronic information device, and in particular, a solid-state imaging device capable of avoiding a maximum exposure time being limited by a frame rate during continuous shooting of moving images and the like, a driving method thereof, and an electronic information device It is about.

従来から被写体を撮影するデジタルカメラには、光を電気信号に変換して画像信号を出力する固体撮像装置が用いられている。この固体撮像装置の分野では、近年、画素数の増加や高フレームレート化に伴い、高速読み出しを実現する技術や低消費電力化を図る技術が必須の技術になっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a digital camera that photographs a subject uses a solid-state imaging device that converts light into an electrical signal and outputs an image signal. In recent years, in the field of solid-state imaging devices, with the increase in the number of pixels and the increase in frame rate, a technology for realizing high-speed reading and a technology for reducing power consumption have become indispensable technologies.

このような固体撮像装置の1つとして、CMOS集積回路と同様のプロセスで製造できる特徴を活かしたCMOS(MOSを含む)型イメージセンサ(以下、「CMOSイメージセンサ」と記述する)がある。CMOSイメージセンサは、画素ごとに、光電変換により得られた信号電荷を電気信号に変換し、各画素に対応する電気信号(画素信号)を複数の画素列に対して並列に処理する構成を採っている。このような画素信号の並列処理により、画素信号の読み出し速度を向上させることができる。   As one of such solid-state imaging devices, there is a CMOS (including MOS) type image sensor (hereinafter referred to as “CMOS image sensor”) utilizing characteristics that can be manufactured by a process similar to that of a CMOS integrated circuit. The CMOS image sensor has a configuration in which signal charges obtained by photoelectric conversion are converted into electric signals for each pixel, and electric signals (pixel signals) corresponding to the respective pixels are processed in parallel for a plurality of pixel columns. ing. Such parallel processing of pixel signals can improve the reading speed of the pixel signals.

図24は、このような画素信号の並列処理を行う従来のCMOSイメージセンサを説明する図である。   FIG. 24 is a diagram for explaining a conventional CMOS image sensor that performs parallel processing of such pixel signals.

このCMOSイメージセンサ20は、1つの半導体チップとして構成されており、該半導体チップを構成する半導体基板(図示せず)上に画素をマトリクス状に配列してなり、各画素にて光電変換により信号電荷を生成するセンサーアレイ21と、該センサーアレイ21と同じ半導体チップ上に集積され、該センサーアレイ21の各画素で生成された信号電荷を画素信号として読み出すための周辺回路部とを有している。   The CMOS image sensor 20 is configured as one semiconductor chip, and pixels are arranged in a matrix on a semiconductor substrate (not shown) constituting the semiconductor chip, and a signal is converted by photoelectric conversion at each pixel. A sensor array 21 that generates electric charges, and a peripheral circuit unit that is integrated on the same semiconductor chip as the sensor array 21 and that reads out signal charges generated in the respective pixels of the sensor array 21 as pixel signals. Yes.

ここでは、周辺回路部は、例えば、センサーアレイ21における複数の画素行(水平方向の画素列)から所定の画素行を選択する行選択部23と、選択された画素行の各画素から各画素列に対応する読出し信号線(図示せず)に出力されたアナログ画素信号をAD変換してデジタル画素信号を画素出力OUTとして出力するAD変換部22と、該各画素列に対応する読出し信号線を列選択信号Colに基づいて選択して、該読出し信号線からAD変換部22へのアナログ画素信号の出力を行う列選択部25と、行選択部23、AD変換部22、および列選択部24の動作タイミングを制御信号TC1およびTC2により制御するタイミング制御部25とを有している。   Here, the peripheral circuit unit includes, for example, a row selection unit 23 that selects a predetermined pixel row from a plurality of pixel rows (horizontal pixel columns) in the sensor array 21, and each pixel from each pixel of the selected pixel row. An AD converter 22 that AD converts an analog pixel signal output to a read signal line (not shown) corresponding to a column and outputs a digital pixel signal as a pixel output OUT, and a read signal line corresponding to each pixel column Are selected based on the column selection signal Col, and an analog pixel signal is output from the readout signal line to the AD conversion unit 22, a column selection unit 23, an AD conversion unit 22, and a column selection unit And a timing control unit 25 for controlling the operation timing of 24 by the control signals TC1 and TC2.

図25は、上記CMOSイメージセンサ20のセンサーアレイ21の構成を示すブロック図であり、図26は、上記画素の構成を示す図である。   FIG. 25 is a block diagram showing the configuration of the sensor array 21 of the CMOS image sensor 20, and FIG. 26 is a diagram showing the configuration of the pixels.

画素Pは、図26に示すように、光電変換素子であるフォトダイオード(PD)PDと、4つの画素トランジスタ、具体的には転送トランジスタTt、増幅トランジスタAMP、選択トランジスタTs、リセットトランジスタTrとを有している。   As shown in FIG. 26, the pixel P includes a photodiode (PD) PD, which is a photoelectric conversion element, and four pixel transistors, specifically, a transfer transistor Tt, an amplification transistor AMP, a selection transistor Ts, and a reset transistor Tr. Have.

ここで、フォトダイオードPDは、光電変換によって信号電荷を生成して蓄積し、転送トランジスタTrは、行選択部23からの転送信号Transに基づいて、フォトダイオードPDに蓄積されている信号電荷をフローティングディフュージョン(電荷蓄積部)FDに転送するものである。また、増幅トランジスタAMPは、ゲートが電荷蓄積部FDとつながっており、転送されてくる信号電荷の量に応じて変動する電荷蓄積部FDの電位を電気信号(画素信号)に変換するものである。選択トランジスタTsは、行選択部23からの行選択信号Rowに基づいて、画素信号を読み出すべき画素を行単位で選択するものである。また、リセットトランジスタTrは、行選択部23からのリセット信号Resetに基づいて、電荷蓄積部FDの電位をVDD(電源電圧)にリセットするものである。   Here, the photodiode PD generates and accumulates signal charges by photoelectric conversion, and the transfer transistor Tr floats the signal charges accumulated in the photodiode PD based on the transfer signal Trans from the row selection unit 23. The data is transferred to a diffusion (charge storage unit) FD. The amplification transistor AMP has a gate connected to the charge storage unit FD, and converts the potential of the charge storage unit FD, which varies according to the amount of signal charge transferred, into an electric signal (pixel signal). . The selection transistor Ts selects a pixel from which a pixel signal is to be read out in units of rows based on the row selection signal Row from the row selection unit 23. The reset transistor Tr resets the potential of the charge storage unit FD to VDD (power supply voltage) based on the reset signal Reset from the row selection unit 23.

そして、センサーアレイ21では、このような画素Pがm行n列(図25では5行×4列)のマトリクス状に配列されている。例えば、第1行目の画素行には、赤色画素(R)と緑色画素(G)とが交互に配列されており、また、第2行目の画素行には、緑色画素(G)と青色画素(B)とが交互に配列されている。ここで、奇数行の画素行の画素配列は第1行目の画素行の画素配列と同じであり、偶数行の画素行の画素配列は、第2行目の画素行の画素配列と同じである。なお、図25中、画素Pmn(m:1〜5、n:1〜4)は、第m行第n列の画素を示している。   In the sensor array 21, such pixels P are arranged in a matrix of m rows and n columns (5 rows × 4 columns in FIG. 25). For example, red pixels (R) and green pixels (G) are alternately arranged in the first pixel row, and green pixels (G) are arranged in the second pixel row. Blue pixels (B) are alternately arranged. Here, the pixel array of the odd-numbered pixel rows is the same as the pixel array of the first pixel row, and the pixel array of the even-numbered pixel rows is the same as the pixel array of the second pixel row. is there. In FIG. 25, pixels Pmn (m: 1 to 5, n: 1 to 4) indicate pixels in the m-th row and the n-th column.

また、各画素列毎に読出し信号線L1〜L4が設けられており、各画素列の選択トランジスタTsからの画素信号outputが、対応する読出し信号線L1〜L4に読み出されるようになっている。   Also, read signal lines L1 to L4 are provided for each pixel column, and the pixel signal output from the selection transistor Ts of each pixel column is read to the corresponding read signal lines L1 to L4.

また、各画素行の画素には、同一のリセット信号Reset、転送信号Trans、選択信号Rowが供給されるようになっており、例えば、第1行目の画素P11〜P14には、行選択部23からリセット信号Reset1、転送信号Trans1、選択信号Row1が供給され、他の第2行目から第5行目の画素行の画素にも同様にこれらの信号Reset2〜5、Trans2〜5が供給される。   Further, the same reset signal Reset, transfer signal Trans, and selection signal Row are supplied to the pixels in each pixel row. For example, the pixels P11 to P14 in the first row include a row selection unit. The reset signal Reset1, the transfer signal Trans1, and the selection signal Row1 are supplied from 23, and the signals Reset2 to 5 and Trans2 to 5 are similarly supplied to the pixels in the second to fifth pixel rows. The

また、各読出し信号線L1〜L4は、列選択トランジスタCTr1〜CTr4の一端に接続され、この列選択トランジスタCTr1〜CTr4の他端out1〜out4は、AD変換部22の各読出し信号線に対応するAD変換器に接続されている。また、列選択トランジスタCTr1〜CTr4のゲートは、列選択信号col1〜col4に接続されている。   The read signal lines L1 to L4 are connected to one ends of the column selection transistors CTr1 to CTr4, and the other ends out1 to out4 of the column selection transistors CTr1 to CTr4 correspond to the read signal lines of the AD conversion unit 22, respectively. Connected to AD converter. The gates of the column selection transistors CTr1 to CTr4 are connected to the column selection signals col1 to col4.

次に動作について説明する。   Next, the operation will be described.

このような従来のCMOSイメージセンサ20では、タイミング制御部25からの制御信号TC1およびTC2により行選択部23、列選択部24およびAD変換部22が動作して、センサーアレイ21の各画素から画素信号が読み出される。   In such a conventional CMOS image sensor 20, the row selection unit 23, the column selection unit 24, and the AD conversion unit 22 are operated by the control signals TC 1 and TC 2 from the timing control unit 25, and each pixel of the sensor array 21 is changed from pixel to pixel. The signal is read out.

図27は、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングおよび画素の電荷を読み出すタイミングをそれぞれ●印および○印で示している。なお、図27では、複数の画素行(水平方向の画素列)を1行目〜n行目の画素列として示している。   In FIG. 27, the timings for resetting the charges of the pixels in each pixel row and the timing for reading the charges of the pixels are indicated by ● and ○, respectively. In FIG. 27, a plurality of pixel rows (horizontal pixel columns) are shown as the first to nth pixel columns.

例えば、行選択部130からのリセット信号Reset1により、第1行目の画素列の画素のリセットトランジスタTrがオンすると(タイミングS1)、電荷蓄積部FDがリセットされ、さらに、その後、選択信号Rowにより選択トランジスタTsがオンすると(タイミングE1)、電荷蓄積部に蓄積された信号電荷に応じた信号電圧(画素信号)が増幅トランジスタAMPにより増幅されて選択トランジスタTsを介して読出し信号線L1に読み出される。なお、ここでは、説明の都合上、画素の転送トランジスタは選択トランジスタと同期したタイミングでオンするものとする。   For example, when the reset transistor Tr of the pixel column in the first row is turned on by the reset signal Reset1 from the row selection unit 130 (timing S1), the charge storage unit FD is reset, and then, the selection signal Row When the selection transistor Ts is turned on (timing E1), a signal voltage (pixel signal) corresponding to the signal charge stored in the charge storage unit is amplified by the amplification transistor AMP and read to the read signal line L1 through the selection transistor Ts. . Here, for convenience of explanation, it is assumed that the transfer transistor of the pixel is turned on at a timing synchronized with the selection transistor.

このとき、タイミングS1からタイミングE1までの期間が露光時間Teであり、またリセット信号Reset1により、第1行目の画素列の画素のリセットトランジスタTrがオンしてから、次にオンするまでの間が1フレーム期間(フレームの時間差)Tとなる。   At this time, the period from the timing S1 to the timing E1 is the exposure time Te, and after the reset transistor Tr of the pixel in the pixel column of the first row is turned on by the reset signal Reset1, it is between the next turning on. Is one frame period (frame time difference) T.

つまり、図25に示す第1行目の画素行から、該画素行における各画素の画素信号が対応する読出し信号線L1〜L4に読み出され、各読出し信号線に読み出された画素信号が、列選択信号col1〜col4により列選択トランジスタCTr1〜CTr4を介してAD変換部22に出力される。AD変換部22では、読出し信号線から入力されたアナログ画素信号をデジタル画素信号に変換して画素信号OUTとして出力する。   That is, the pixel signal of each pixel in the pixel row is read out to the corresponding readout signal lines L1 to L4 from the first pixel row shown in FIG. 25, and the pixel signal read out to each readout signal line is The column selection signals col1 to col4 are output to the AD converter 22 via the column selection transistors CTr1 to CTr4. The AD converter 22 converts the analog pixel signal input from the readout signal line into a digital pixel signal and outputs it as a pixel signal OUT.

このように1行目の画素列の各画素に対応する画素信号を読み出す動作は、2行目以降も同様に行われ、n行目の画素列の各画素に対応する画素信号が読み出されると、m行×n列の画素かならるセンサアレイ全面の画素信号が読み出されることとなる。   The operation of reading out the pixel signal corresponding to each pixel in the first pixel column is performed in the same manner from the second row onward, and when the pixel signal corresponding to each pixel in the nth pixel column is read out. , Pixel signals on the entire surface of the sensor array consisting of pixels of m rows × n columns are read out.

なお、上記のようなCMOSイメージセンサは、例えば、特許文献1には開示されている。   The CMOS image sensor as described above is disclosed in Patent Document 1, for example.

特開2010−263526号公報JP 2010-263526 A

ところで、このような従来のCMOSイメージセンサでは、動画像などの撮像時には、読み出し速度を上げるため、画素を間引いて画素信号を読み出す間引き処理や、複数の画素の画素信号を同時に読み出して画素値を加算する画素加算などの処理が行われる。   By the way, in such a conventional CMOS image sensor, in order to increase a reading speed when capturing a moving image or the like, a thinning process for thinning out pixels to read out pixel signals or reading out pixel signals of a plurality of pixels simultaneously to obtain pixel values. Processing such as pixel addition is performed.

図28はこのような読み出し速度を上げるための対策を説明する図であり、図28(a)は画素の間引き処理を示し、図28(b)は画素加算処理を示している。   FIGS. 28A and 28B are diagrams for explaining measures for increasing the reading speed. FIG. 28A shows pixel thinning processing, and FIG. 28B shows pixel addition processing.

例えば、図28(a)は、8行8列の画素の配列、つまり、奇数行では左から緑色画素PGaと赤色画素PRが交互に配列され、偶数行では、左から青色画素PBと緑色画素PGbが交互に配列されている配列を示している。   For example, FIG. 28A shows an array of pixels in 8 rows and 8 columns, that is, green pixels PGa and red pixels PR are alternately arranged from the left in odd rows, and blue pixels PB and green pixels from the left in even rows. An arrangement in which PGb is alternately arranged is shown.

このような画素配列において、第1行目および第2行目の画素行における第1列目、第2列目の画素、つまり4つの画素PGa、PR、PB、PGbを1つのグループとして、8行8列の画素の配列の画素から、4つのグループG1〜G4を選択することで、読み出し画素数を減らして、センサーアレイ全体の読み出し速度を高めている。この場合、感度については通常の全画素読み出しと同じである。   In such a pixel array, the pixels in the first and second columns in the first and second pixel rows, that is, the four pixels PGa, PR, PB, and PGb are grouped into 8 groups. By selecting the four groups G1 to G4 from the pixels in the pixel array of 8 rows and columns, the number of readout pixels is reduced and the readout speed of the entire sensor array is increased. In this case, the sensitivity is the same as normal all-pixel readout.

また、図28(b)は、図28(a)に示す8行8列の画素の配列のうちの、4行4列の画素の配列を示している。   FIG. 28B shows an array of pixels of 4 rows and 4 columns in the array of pixels of 8 rows and 8 columns shown in FIG.

ここで、第2行第1列の画素P21、第2行第3列の画素P23、第4行第1列の画素P41、第4行第3列の画素P43の画素値を加算して、図25(b)で示す4行4列の画素領域の青画素出力データとしている。ここで、画素P21、P23、P41、P43はすべて青色画素である。   Here, the pixel values of the pixel P21 in the second row and first column, the pixel P23 in the second row and third column, the pixel P41 in the fourth row and first column, and the pixel P43 in the fourth row and third column are added, The blue pixel output data of the pixel region of 4 rows and 4 columns shown in FIG. Here, the pixels P21, P23, P41, and P43 are all blue pixels.

このように4つの画素を同時に選択し1回で読み出すことで、読み出し回数を減らし、センサーアレイ全体の読み出し速度を高めている。   Thus, four pixels are simultaneously selected and read out once, thereby reducing the number of times of reading and increasing the reading speed of the entire sensor array.

この場合、感度については4画素の電荷を集積するため、4倍の感度を得ることができる。   In this case, the sensitivity of four pixels can be obtained because the charges of four pixels are integrated.

このように動画撮影時に間引き処理や画素加算処理を行うことで、読み出し速度が高められるが、露光時間の上限がフレームレートによって制約されてしまうという問題がある。   By performing the thinning process and the pixel addition process during moving image shooting in this way, the reading speed can be increased, but there is a problem that the upper limit of the exposure time is limited by the frame rate.

また、間引き処理では、露光時間の上限が制約されることによって、低照度時に露光時間が不足して画質が劣化する問題が生じる。   Further, in the thinning-out process, the upper limit of the exposure time is restricted, so that there is a problem that the image quality deteriorates due to insufficient exposure time at low illuminance.

一方、画素加算処理では感度が4倍になるため、間引き処理に比べて露光時間が問題になることは少ないが、複数の画素の画素値を加算するため、空間解像度が劣化する問題が生じる。   On the other hand, in the pixel addition process, the sensitivity is quadrupled, so that the exposure time is less problematic than the thinning process. However, since the pixel values of a plurality of pixels are added, there arises a problem that the spatial resolution deteriorates.

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、空間解像度および感度の低下を抑えつつ、露光時間を増大することができる固体撮像装置およびその駆動方法、並びに電子情報機器を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. A solid-state imaging device capable of increasing an exposure time while suppressing a decrease in spatial resolution and sensitivity, a driving method thereof, and electronic information. The purpose is to obtain equipment.

本発明による固体撮像装置は、複数の画素を行列状に配列してなる画素アレイを有する固体撮像装置であって、該画素アレイを構成する画素行を選択する行選択部と、該画素アレイを構成する画素列を選択する列選択部と、該行選択部および該列選択部を制御する制御部とを備え、該制御部は、該画素アレイを構成する複数の画素をグループ分けして得られる複数の画素群から、各画素群毎に異なるタイミングで画素信号が読み出されるよう該行選択部および列選択部を制御するものであり、そのことにより上記目的が達成される。   A solid-state imaging device according to the present invention is a solid-state imaging device having a pixel array in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, a row selection unit that selects a pixel row constituting the pixel array, and the pixel array. A column selection unit that selects a pixel column to be configured; and a control unit that controls the row selection unit and the column selection unit. The control unit obtains a plurality of pixels that form the pixel array by grouping. The row selection unit and the column selection unit are controlled so that pixel signals are read out from a plurality of pixel groups at different timings for each pixel group, thereby achieving the above object.

本発明は、上記固体撮像装置において、前記複数の画素群は、前記画素アレイを構成する複数の画素を2つのグループに分割して得られる第1および第2の画素群であり、該制御部は、奇数フレームで該第1の画素群の画素の画素信号が読み出され、偶数フレームで該第2の画素群の画素の画素信号が読み出されるよう、前記行選択部および前記列選択部を制御することが好ましい。   According to the present invention, in the solid-state imaging device, the plurality of pixel groups are first and second pixel groups obtained by dividing a plurality of pixels constituting the pixel array into two groups, and the control unit The row selection unit and the column selection unit are configured so that pixel signals of the pixels of the first pixel group are read out in odd frames and pixel signals of the pixels in the second pixel group are read out in even frames. It is preferable to control.

本発明は、上記固体撮像装置において、前記第1の画素群は、隣接する2行2列の4つの画素を単位画素群として、前記画素アレイ内の画素を行方向および列方向に1単位画素群置きに選択して得られる画素群であり、前記第2の画素群は、該画素アレイにおける、前記第1の画素群に含まれる単位画素群以外の単位画素群からなる画素群であることが好ましい。   According to the present invention, in the solid-state imaging device, the first pixel group includes four pixels of adjacent two rows and two columns as a unit pixel group, and the pixels in the pixel array are one unit pixel in a row direction and a column direction. It is a pixel group obtained by selecting every other group, and the second pixel group is a pixel group composed of unit pixel groups other than the unit pixel group included in the first pixel group in the pixel array. Is preferred.

本発明は、上記固体撮像装置において、前記複数の画素群は、前記画素アレイを構成する複数の画素を4つのグループに分割して得られる第1〜第4の画素群であり、該制御部は、(4n−3)番目(nは整数)のフレームで該第1の画素群の画素の画素信号が読みだれ、(4n−2)番目のフレームで該第2の画素群の画素の画素信号が読みだれ、(4n−1)番目のフレームで該第3の画素群の画素の画素信号が読み出され、(4n)番目のフレームで該第4の画素群の画素の画素信号が読み出されるよう、前記行選択部および前記列選択部を制御することが好ましい。   According to the present invention, in the solid-state imaging device, the plurality of pixel groups are first to fourth pixel groups obtained by dividing a plurality of pixels constituting the pixel array into four groups, and the control unit The pixel signal of the pixel of the first pixel group is read in the (4n-3) th (n is an integer) frame, and the pixel of the pixel of the second pixel group is read in the (4n-2) th frame. When the signal is read, the pixel signal of the pixel in the third pixel group is read out in the (4n-1) th frame, and the pixel signal of the pixel in the fourth pixel group is read out in the (4n) frame. It is preferable to control the row selection unit and the column selection unit.

本発明は、上記固体撮像装置において、前記第1の画素群は、前記画素アレイにおける隣接する2行2列の4つの画素を単位画素群として、前記画素アレイにおける奇数行および奇数列の単位画素群を選択して得られる画素群であり、前記第2の画素群は、前記画素アレイにおける奇数行および偶数列の単位画素群を選択して得られる画素群であり、前記第3の画素群は、前記画素アレイにおける偶数行および偶数列の単位画素群を選択して得られる画素群であり、前記第4の画素群は、前記画素アレイにおける偶数行および奇数列の単位画素群を選択して得られる画素群であることが好ましい。   According to the present invention, in the solid-state imaging device, the first pixel group includes four pixels in two rows and two columns adjacent to each other in the pixel array as unit pixel groups, and unit pixels in odd rows and odd columns in the pixel array. A pixel group obtained by selecting a group, and the second pixel group is a pixel group obtained by selecting an odd row and even column unit pixel group in the pixel array, and the third pixel group Is a pixel group obtained by selecting unit pixel groups of even rows and even columns in the pixel array, and the fourth pixel group selects unit pixel groups of even rows and odd columns in the pixel array. It is preferable that the pixel group is obtained in this way.

本発明は、上記固体撮像装置において、前記制御部は、前記複数の画素群のうちの異なる画素群で露光時間が異なるよう、前記行選択部および前記列選択部を制御することが好ましい。   In the solid-state imaging device according to the aspect of the invention, it is preferable that the control unit controls the row selection unit and the column selection unit so that exposure times are different in different pixel groups among the plurality of pixel groups.

本発明は、上記固体撮像装置において、前記画素は、入射光を光電変換して信号電荷を生成する光電変換部と、該光電変換部で生成された信号電荷を蓄積して、該信号電荷の蓄積量に応じた信号電圧を発生する電荷蓄積部と、該電荷蓄積部に蓄積された信号電荷をリセットするリセットトランジスタと、該電荷蓄積部で発生する信号電圧を増幅して前記画素信号として読み出す増幅トランジスタとを有し、前記制御部は、前記複数の画素群のうちの異なる画素群では、該画素群を構成する画素の電荷蓄積部に蓄積された信号電荷をリセットするリセットタイミングが異なり、かつ該画素群を構成する画素から画素信号を読み出す読み出しタイミングが同一になるよう、前記行選択部を制御することが好ましい。   According to the present invention, in the solid-state imaging device, the pixel photoelectrically converts incident light to generate a signal charge, stores the signal charge generated by the photoelectric conversion unit, and stores the signal charge. A charge storage unit that generates a signal voltage corresponding to the amount of storage, a reset transistor that resets the signal charge stored in the charge storage unit, and amplifies the signal voltage generated in the charge storage unit and reads it as the pixel signal The control unit has a different reset timing for resetting the signal charges accumulated in the charge accumulation unit of the pixels constituting the pixel group in different pixel groups of the plurality of pixel groups, In addition, it is preferable to control the row selection unit so that read timings for reading out pixel signals from the pixels constituting the pixel group are the same.

本発明は、上記固体撮像装置において、前記画素信号として読み出されるアナログ画素信号をデジタル画素値に変換するAD変換部と、前記複数の画素群のうちの異なる画素群を構成する単位画素群である、互いに近接した単位画素群からのデジタル画素信号を、異なる画素群の間で比較する画素比較処理部とを備えていることが好ましい。   In the solid-state imaging device, the present invention is an AD conversion unit that converts an analog pixel signal read as the pixel signal into a digital pixel value, and a unit pixel group that constitutes a different pixel group among the plurality of pixel groups. It is preferable to include a pixel comparison processing unit that compares digital pixel signals from unit pixel groups close to each other between different pixel groups.

本発明は、上記固体撮像装置において、前記画素比較処理部は、前記互いに近接した複数の単位画素群の間で同色画素のデジタル画素値を比較することが好ましい。   In the solid-state imaging device according to the aspect of the invention, it is preferable that the pixel comparison processing unit compares digital pixel values of the same color pixel among the plurality of unit pixel groups close to each other.

本発明は、上記固体撮像装置において、前記画素比較処理部は、前記デジタル画素値の比較結果に基づいて入射光量に適した最適デジタル画素値を判定し、該最適デジタル画素値を有する画素が属する画素群のデジタル画素値を、前記互いに近接した単位画素群の代表デジタル画素値として出力することが好ましい。   According to the present invention, in the solid-state imaging device, the pixel comparison processing unit determines an optimal digital pixel value suitable for an incident light amount based on a comparison result of the digital pixel value, and a pixel having the optimal digital pixel value belongs It is preferable that the digital pixel value of the pixel group is output as the representative digital pixel value of the unit pixel group close to each other.

本発明は、上記固体撮像装置において、前記画素比較処理部は、前記デジタル画素値の比較結果と入射光量とに基づいて、前記複数の画素群のうちの異なる画素群を構成する単位画素群である、互いに近接した単位画素群からのデジタル画素値に対する演算処理を行い、この演算処理により得られるデジタル画素値を、前記互いに近接した単位画素群の代表デジタル画素値として出力することが好ましい。   According to the present invention, in the solid-state imaging device, the pixel comparison processing unit is a unit pixel group that configures a different pixel group among the plurality of pixel groups based on the comparison result of the digital pixel value and the incident light amount. It is preferable to perform arithmetic processing on digital pixel values from a certain unit pixel group close to each other and output the digital pixel values obtained by this arithmetic processing as representative digital pixel values of the unit pixel groups close to each other.

本発明に係る固体撮像装置の駆動方法は、複数の画素を行列状に配列してなる画素アレイを有する固体撮像装置を駆動する方法であって、該画素アレイを構成する複数の画素をグループ分けして得られる複数の画素群の画素を該画素群毎に独立したタイミングで駆動し、各画素群毎に異なるタイミングで画素信号を読み出すものであり、そのことにより上記目的が達成される。   A driving method of a solid-state imaging device according to the present invention is a method for driving a solid-state imaging device having a pixel array in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, and groups the plurality of pixels constituting the pixel array. The pixels of the plurality of pixel groups obtained in this manner are driven at independent timing for each pixel group, and pixel signals are read out at different timings for each pixel group, thereby achieving the above object.

本発明は、上記固体撮像装置の駆動方法において、前記複数の画素群のうちの異なる画素群で露光時間が異なるよう該複数の画素群を駆動することが好ましい。   In the driving method of the solid-state imaging device according to the aspect of the invention, it is preferable that the plurality of pixel groups are driven so that exposure times are different in different pixel groups among the plurality of pixel groups.

本発明は、上記固体撮像装置の駆動方法において、前記画素を、入射光を光電変換して信号電荷を生成する光電変換部と、該光電変換部で生成された信号電荷を蓄積して、該信号電荷の蓄積量に応じた信号電圧を発生する電荷蓄積部と、該電荷蓄積部に蓄積された信号電荷をリセットするリセットトランジスタと、該電荷蓄積部で発生する信号電圧を増幅して前記画素信号として読み出す増幅トランジスタとを有するものとし、前記複数の画素群のうちの異なる画素群では、該画素群を構成する画素の電荷蓄積部に蓄積された信号電荷をリセットするリセットタイミングが異なり、かつ該画素群を構成する画素から画素信号を読み出す読み出しタイミングが同一になるよう、該複数の画素群を駆動することが好ましい。   In the driving method of the solid-state imaging device according to the present invention, the pixel includes a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts incident light to generate a signal charge, a signal charge generated by the photoelectric conversion unit, A charge accumulator that generates a signal voltage corresponding to the amount of signal charge accumulated; a reset transistor that resets the signal charge accumulated in the charge accumulator; and the pixel that amplifies the signal voltage generated in the charge accumulator And a reset timing for resetting the signal charge accumulated in the charge accumulation portion of the pixel constituting the pixel group is different in different pixel groups of the plurality of pixel groups, and The plurality of pixel groups are preferably driven so that the readout timings for reading out pixel signals from the pixels constituting the pixel group are the same.

本発明は、上記固体撮像装置の駆動方法において、前記画素信号として読み出されるアナログ画素信号をデジタル画素値に変換し、前記複数の画素群のうちの異なる画素群を構成する単位画素群である、互いに近接した単位画素群からのデジタル画素信号を、異なる画素群の間で比較し、前記デジタル画素値の比較結果に基づいて入射光量に適した最適デジタル画素値を判定し、該最適デジタル画素値を有する画素が属する画素群のデジタル画素値を、前記互いに近接した単位画素群の代表デジタル画素値として出力することが好ましい。   In the driving method of the solid-state imaging device, the present invention is a unit pixel group that converts an analog pixel signal read as the pixel signal into a digital pixel value and configures a different pixel group among the plurality of pixel groups. Digital pixel signals from unit pixel groups close to each other are compared between different pixel groups, and an optimal digital pixel value suitable for the amount of incident light is determined based on the comparison result of the digital pixel values, and the optimal digital pixel value It is preferable that a digital pixel value of a pixel group to which a pixel having a pixel belongs is output as a representative digital pixel value of the unit pixel group close to each other.

本発明は、上記固体撮像装置の駆動方法において、前記画素信号として読み出されるアナログ画素信号をデジタル画素値に変換し、前記複数の画素群のうちの異なる画素群を構成する単位画素群である、互いに近接した単位画素群からのデジタル画素信号を、異なる画素群の間で比較し、前記デジタル画素値の比較結果と入射光量とに基づいて、前記複数の画素群のうちの異なる画素群を構成する単位画素群である、互いに近接した単位画素群からのデジタル画素値に対する演算処理を行い、この演算処理により得られるデジタル画素値を、前記互いに近接した単位画素群の代表デジタル画素値として出力することが好ましい。   In the driving method of the solid-state imaging device, the present invention is a unit pixel group that converts an analog pixel signal read as the pixel signal into a digital pixel value and configures a different pixel group among the plurality of pixel groups. Digital pixel signals from unit pixel groups close to each other are compared between different pixel groups, and different pixel groups of the plurality of pixel groups are configured based on the comparison result of the digital pixel values and the amount of incident light. To calculate digital pixel values from unit pixel groups close to each other, and output the digital pixel values obtained by this calculation processing as representative digital pixel values of the unit pixel groups close to each other. It is preferable.

本発明に係る電子情報機器は、被写体の撮像を行う撮像部を備えた電子情報機器であって、該撮像部は、上述した本発明に係る固体撮像装置であり、そのことにより上記目的が達成される。   An electronic information device according to the present invention is an electronic information device including an imaging unit that captures an image of a subject, and the imaging unit is the above-described solid-state imaging device according to the present invention. Is done.

次に作用について説明する。   Next, the operation will be described.

本発明においては、複数の画素を行列状に配列してなるセンサーアレイを有する固体撮像装置において、画素アレイを構成する画素行を選択する行選択部と、該画素アレイを構成する画素列を選択する列選択部と、該行選択部および該列選択部を制御するタイミング制御部とを備え、該タイミング制御部は、該画素アレイを構成する複数の画素をグループ分けして得られる複数の画素群から、各画素群毎に異なるタイミングで画素信号が読み出されるよう該行選択部および列選択部を制御するので、空間解像度および感度の低下を抑えつつ、露光時間を増大することができる。   In the present invention, in a solid-state imaging device having a sensor array in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, a row selection unit that selects a pixel row that constitutes the pixel array and a pixel column that constitutes the pixel array are selected. A plurality of pixels obtained by grouping a plurality of pixels constituting the pixel array, and a timing control unit that controls the row selection unit and the column selection unit. Since the row selection unit and the column selection unit are controlled so that pixel signals are read out from the group at different timings for each pixel group, the exposure time can be increased while suppressing the reduction in spatial resolution and sensitivity.

また、本発明においては、分割した領域、つまり各画素群ごとに異なる露光時間で撮影を行うので、露光時間がオーバーラップするため、得られる画素情報の同時性を高くすることができる。   Further, in the present invention, since photographing is performed with different exposure times for each divided region, that is, for each pixel group, since the exposure times overlap, the simultaneity of the obtained pixel information can be increased.

また、本発明においては、上記固体撮像装置において、リセットのみを各画素群で分割して行い、画像の読み込みを各画素群で同時に行うので、画素アレイの領域(画素群)によってリセットタイミングが異なることで、読み込みは同時でも露光時間は領域ごとに変えることができ、また、各画素群から得られる画素情報の同時性を高くすることができる。   In the present invention, in the solid-state imaging device, only reset is performed by dividing each pixel group, and image reading is performed simultaneously by each pixel group. Therefore, the reset timing differs depending on the region (pixel group) of the pixel array. Thus, even when reading is performed simultaneously, the exposure time can be changed for each region, and the simultaneity of pixel information obtained from each pixel group can be increased.

また、本発明においては、上記固体撮像装置において、各画素群から取得した画素情報を決められた計算式に基き演算して出力するので、異なる露光時間の画素値の合成によりダイナミックレンジを広げることもできる。   In the present invention, since the pixel information acquired from each pixel group is calculated and output based on a predetermined calculation formula in the solid-state imaging device, the dynamic range is expanded by combining pixel values having different exposure times. You can also.

以上のように、本発明によれば、空間解像度および感度の低下を抑えつつ、露光時間を増大することができる固体撮像装置およびその駆動方法、並びに電子情報機器を得ることができる効果がある。   As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a solid-state imaging device capable of increasing the exposure time while suppressing a decrease in spatial resolution and sensitivity, a driving method thereof, and an electronic information device.

図1は、本発明の実施形態1によるCMOSイメージセンサの概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a CMOS image sensor according to Embodiment 1 of the present invention. 図2は、本発明の実施形態1によるCMOSイメージセンサのセンサーアレイの構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the sensor array of the CMOS image sensor according to Embodiment 1 of the present invention. 図3は、本発明の実施形態1によるCMOSイメージセンサの動作を説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングおよび画素の電荷を読み出すタイミングをそれぞれ●印および○印で示している。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the CMOS image sensor according to the first embodiment of the present invention. The timing for resetting the charge of the pixels in each pixel row and the timing for reading the charge of the pixels are indicated by ● and ○, respectively. ing. 図4は、本発明の実施形態1によるCMOSイメージセンサの動作を説明する図であり、図4(a)および(b)は、センサーアレイにおける画素のグループ(A群およびB群)を示している。4A and 4B are diagrams for explaining the operation of the CMOS image sensor according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 4A and 4B show pixel groups (group A and group B) in the sensor array. Yes. 図5は、本発明の実施形態1の変形例1によるCMOSイメージセンサの動作を説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングおよび画素の電荷を読み出すタイミングをそれぞれ●印および○印で示している。FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the CMOS image sensor according to the first modification of the first embodiment of the present invention. The timing for resetting the charge of the pixels in each pixel row and the timing for reading the charge of the pixels are indicated by ● and Shown with a circle. 図6は、本発明の実施形態1の変形例1によるCMOSイメージセンサの動作を説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングおよび画素の電荷を読み出すタイミング(図6(a))、および制御信号の波形(図6(b))を示している。FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the CMOS image sensor according to the first modification of the first embodiment of the present invention. The timing for resetting the charges of the pixels in each pixel row and the timing for reading the charges of the pixels (FIG. )), And the waveform of the control signal (FIG. 6B). 図7は、本発明の実施形態1の変形例1によるCMOSイメージセンサの動作を説明する図であり、センサーアレイにおける画素のグループ(A群〜D群)(図7(a)〜(d))を示している。FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the CMOS image sensor according to the first modification of the first embodiment of the present invention, in which pixel groups (groups A to D) in the sensor array (FIGS. 7A to 7D). ). 図8は、本発明の実施形態1の変形例2によるCMOSイメージセンサの動作を説明する図であり、センサーアレイにおける画素のグループ(A群〜D群)(図8(a)〜(d))を示している。FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the CMOS image sensor according to the second modification of the first embodiment of the present invention, and groups of pixels (group A to group D) in the sensor array (FIGS. 8A to 8D). ). 図9は、本発明の実施形態2によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングおよび画素の電荷を読み出すタイミング(図9(b))を、比較例のもの(図9(a))とともにそれぞれ●印および○印で示している。FIG. 9 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to Embodiment 2 of the present invention. The timing for resetting the charge of the pixels in each pixel row and the timing for reading out the charges of the pixels (FIG. 9B) are shown as comparative examples. Are indicated by ● and ○, respectively. 図10は、本発明の実施形態2の変形例1によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングおよび画素の電荷を読み出すタイミングをそれぞれ●印および○印で示している。FIG. 10 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to the first modification of the second embodiment of the present invention. The timing for resetting the charge of the pixels in each pixel row and the timing for reading out the charges of the pixels are marked with ● and ○, respectively. Is shown. 図11は、本発明の実施形態2の変形例1によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングおよび画素の電荷を読み出すタイミング(図11(a))、および制御信号の波形(図11(b))を示している。FIG. 11 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to the first modification of the second embodiment of the present invention. Timing for resetting the charges of the pixels in each pixel row and timing for reading out the charges of the pixels (FIG. 11A) , And the waveform of the control signal (FIG. 11B). 図12は、本発明の実施形態3によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングおよび画素の電荷を読み出すタイミングをそれぞれ●印および○印で示している。FIG. 12 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to Embodiment 3 of the present invention, and the timing for resetting the charge of the pixels in each pixel row and the timing for reading out the charges of the pixels are indicated by ● and ○, respectively. . 図13は、本発明の実施形態3の変形例1によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングおよび画素の電荷を読み出すタイミングをそれぞれ●印および○印で示している。FIG. 13 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to the first modification of the third embodiment of the present invention. The timing for resetting the charge of the pixels in each pixel row and the timing for reading out the charges of the pixels are indicated by ● and ○, respectively. Is shown. 図14、本発明の実施形態3の変形例1によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングおよび画素の電荷を読み出すタイミング(図14(a))、および制御信号の波形(図14(b))を示している。FIG. 14 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to Modification 1 of Embodiment 3 of the present invention, in which the charge reset of the pixels in each pixel row and the timing of reading out the charge of the pixels (FIG. 14A), And the waveform (FIG. 14B) of the control signal is shown. 図15は、本発明の実施形態3の変形例1によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、各群の画素値レベルを示している。FIG. 15 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to the first modification of the third embodiment of the present invention, and shows the pixel value level of each group. 図16は、本発明の実施形態4によるCMOSイメージセンサの概略構成を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of a CMOS image sensor according to Embodiment 4 of the present invention. 図17は、本発明の実施形態4によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、各群の画素値レベルを示している。FIG. 17 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to Embodiment 4 of the present invention, and shows pixel value levels of each group. 図18は、本発明の実施形態4によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、入力光量と画素出力値との関係(図18(a))、画素出力値の選択処理(図18(b)、図18(c))を示している。FIG. 18 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to Embodiment 4 of the present invention. The relationship between the input light amount and the pixel output value (FIG. 18A), and the pixel output value selection process (FIG. 18B). FIG. 18 (c)). 図19は、本発明の実施形態4の変形例1によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、画素出力値に対する演算処理を示している。FIG. 19 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to the first modification of the fourth embodiment of the present invention, and shows calculation processing for pixel output values. 図20は、本発明の実施形態5によるCMOSイメージセンサを説明する図である。FIG. 20 is a view for explaining a CMOS image sensor according to the fifth embodiment of the present invention. 図21は、本発明の実施形態5によるCMOSイメージセンサの動作を説明する図である。FIG. 21 is a diagram for explaining the operation of the CMOS image sensor according to the fifth embodiment of the present invention. 図22は、本発明の実施形態5の変形例1によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、その動作における画素の電荷リセットおよび読み出しタイミングを示している。FIG. 22 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to the first modification of the fifth embodiment of the present invention, and shows the charge reset and readout timing of the pixel in the operation. 図23は、本発明の実施形態6として、上記実施形態1ないし5のいずれかの固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。FIG. 23 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of an electronic information device using the solid-state imaging device according to any of Embodiments 1 to 5 as an imaging unit as Embodiment 6 of the present invention. 図24は、従来のCMOSイメージセンサの概略構成を説明する図である。FIG. 24 is a diagram illustrating a schematic configuration of a conventional CMOS image sensor. 図25は、上記CMOSイメージセンサのセンサーアレイの構成を示すブロック図である。FIG. 25 is a block diagram showing a configuration of a sensor array of the CMOS image sensor. 図26は、CMOSイメージセンサを構成する画素の構成を示す図である。FIG. 26 is a diagram illustrating a configuration of a pixel constituting the CMOS image sensor. 図27は、従来のCMOSイメージセンサの動作を説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングおよび画素の電荷を読み出すタイミングをそれぞれ●印および○印で示している。FIG. 27 is a diagram for explaining the operation of the conventional CMOS image sensor, and the timings for resetting the charges of the pixels in each pixel row and the timing for reading the charges of the pixels are indicated by ● and ○, respectively. 図28は、従来のCMOSイメージセンサにおける読み出し速度を上げるための対策を説明する図であり、図28(a)は画素の間引き処理を示し、図28(b)は画素加算処理を示している。28A and 28B are diagrams for explaining measures for increasing the reading speed in a conventional CMOS image sensor. FIG. 28A shows pixel thinning processing, and FIG. 28B shows pixel addition processing. .

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1によるCMOSイメージセンサの概略構成を示す図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a CMOS image sensor according to Embodiment 1 of the present invention.

この実施形態1のCMOSイメージセンサ(固体撮像装置)100は、複数の画素を行列状に配列してなるセンサーアレイ(画素アレイ)110と、該センサーアレイ110を構成する画素行を選択する行選択部130と、該画素アレイを構成する画素列を選択する列選択部140と、該センサーアレイ110から読み出されるアナログ画素信号をデジタル画素値(画素出力)OUTに変換して出力するAD変換部120と、該行選択部130および該列選択部140をそれぞれ制御信号TC1、TC2により制御するタイミング制御部150とを備えている。   The CMOS image sensor (solid-state imaging device) 100 according to the first embodiment includes a sensor array (pixel array) 110 in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, and a row selection for selecting a pixel row constituting the sensor array 110. Unit 130, a column selection unit 140 that selects a pixel column constituting the pixel array, and an AD conversion unit 120 that converts an analog pixel signal read from the sensor array 110 into a digital pixel value (pixel output) OUT and outputs the digital pixel value (pixel output) OUT. And a timing control unit 150 for controlling the row selection unit 130 and the column selection unit 140 by control signals TC1 and TC2, respectively.

ここで、該タイミング制御部150は、該センサーアレイ110を構成する複数の画素をグループ分けして得られる複数の画素群から、各画素群毎に異なるタイミングで画素信号が読み出されるよう該行選択部130および列選択部140を制御するよう構成されている。   Here, the timing control unit 150 selects the row so that pixel signals are read out at different timings for each pixel group from a plurality of pixel groups obtained by grouping a plurality of pixels constituting the sensor array 110. The unit 130 and the column selection unit 140 are configured to be controlled.

図4は、本発明の実施形態1によるCMOSイメージセンサの動作を説明する図であり、図4(a)および(b)は、センサーアレイにおける画素のグループ(A群およびB群)を示している。   4A and 4B are diagrams for explaining the operation of the CMOS image sensor according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 4A and 4B show pixel groups (group A and group B) in the sensor array. Yes.

具体的には、この実施形態1では、タイミング制御部150は、奇数フレームで第1の画素群(図4(a)に示すA群)の画素の画素信号が読み出され、偶数フレームで第2の画素群(図4(b)に示すB群)の画素の画素信号が読み出されるよう、前記行選択部130および前記列選択部140を制御する。前記複数の画素群は、前記画素アレイを構成する複数の画素を2つのグループに分割して得られる第1および第2の画素群(A群およびB群)である(図4(a)および(b)参照)。   Specifically, in the first embodiment, the timing control unit 150 reads out the pixel signals of the pixels of the first pixel group (group A shown in FIG. 4A) in the odd-numbered frame and outputs the pixel signal in the even-numbered frame. The row selection unit 130 and the column selection unit 140 are controlled so that the pixel signals of the pixels of the second pixel group (group B shown in FIG. 4B) are read out. The plurality of pixel groups are first and second pixel groups (group A and group B) obtained by dividing a plurality of pixels constituting the pixel array into two groups (FIG. 4A and FIG. 4). (See (b)).

ここで第1の画素群(A群)は、隣接する2行2列の4つの画素を単位画素群として、前記画素アレイ内の画素を行方向および列方向に1単位画素群置きに選択して得られる画素群であり、前記第2の画素群(B群)は、該画素アレイにおける、前記第1の画素群に含まれる単位画素群以外の単位画素群からなる画素群である。   Here, the first pixel group (Group A) selects four pixels in adjacent two rows and two columns as a unit pixel group, and selects pixels in the pixel array for every one unit pixel group in the row direction and the column direction. The second pixel group (B group) is a pixel group made up of unit pixel groups other than the unit pixel group included in the first pixel group in the pixel array.

図4(a)は、8行8列の画素アレイにおける第1の画素群(A群)を示し、第1の画素群(A群)は、画素P11、P12、P15、P16、P21、P22、P25、P26、P33、P34、P37、P38、P43、P44、P47、P48、P51、P52、P55、P56、P61、P62、P65、P66、P73、P74、P77、P78、P83、P84、P87、P88であり、図中、右上がりのハッチングを付した画素は赤色画素であり、左上がりのハッチングを付した画素は青色画素であり、ドットを付した画素は緑色画素である。   FIG. 4A shows a first pixel group (group A) in a pixel array of 8 rows and 8 columns, and the first pixel group (group A) includes pixels P11, P12, P15, P16, P21, and P22. , P25, P26, P33, P34, P37, P38, P43, P44, P47, P48, P51, P52, P55, P56, P61, P62, P65, P66, P73, P74, P77, P78, P83, P84, P87 , P88. In the figure, the pixels with the right-up hatching are red pixels, the pixels with the left-up hatching are blue pixels, and the pixels with the dots are green pixels.

図4(b)は、8行8列の画素アレイにおける第2の画素群(B群)を示し、第2の画素群(B群)は、画素P13、P14、P17、P18、P23、P24、P27、P28、P31、P32、P35、P36、P41、P42、P45、P46、P53、P54、P57、P58、P63、P64、P67、P68、P71、P72、P75、P76、P81、P82、P85、P86であり、図中、右上がりのハッチングを付した画素は赤色画素であり、左上がりのハッチングを付した画素は青色画素であり、ドットを付した画素は緑色画素である。   FIG. 4B shows a second pixel group (group B) in the pixel array of 8 rows and 8 columns, and the second pixel group (group B) is the pixels P13, P14, P17, P18, P23, P24. , P27, P28, P31, P32, P35, P36, P41, P42, P45, P46, P53, P54, P57, P58, P63, P64, P67, P68, P71, P72, P75, P76, P81, P82, P85 , P86. In the figure, the pixels with right-up hatching are red pixels, the pixels with left-up hatching are blue pixels, and the pixels with dots are green pixels.

図2は、上記CMOSイメージセンサ100のセンサーアレイ110の構成を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the sensor array 110 of the CMOS image sensor 100.

本実施形態1のセンサーアレイ110においても、画素P(図2ではPmn(m:1〜5、n:1〜4))は図26に示す従来のCMOSイメージセンサにおけるものと同一の構成となっている。   Also in the sensor array 110 of the first embodiment, the pixel P (Pmn (m: 1 to 5, n: 1 to 4) in FIG. 2) has the same configuration as that in the conventional CMOS image sensor shown in FIG. ing.

そして、本実施形態1のセンサーアレイ110では、このような画素Pがm行n列(図2では5行×4列)のマトリクス状に配列されている。例えば、第1行目の画素行には、赤色画素(R)と緑色画素(G)とが交互に配列されており、また、第2行目の画素行には、緑色画素(G)と青色画素(B)とが交互に配列されている。ここで、奇数行の画素行の画素配列は第1行目の画素行(紙面では最も上の画素行)の画素配列と同じであり、偶数行の画素行の画素配列は、第2行目の画素行の画素配列と同じである。なお、図22中、画素Pmn(m:1〜5、n:1〜4)は、第m行第n列の画素を示している。   In the sensor array 110 of Embodiment 1, such pixels P are arranged in a matrix of m rows and n columns (5 rows × 4 columns in FIG. 2). For example, red pixels (R) and green pixels (G) are alternately arranged in the first pixel row, and green pixels (G) are arranged in the second pixel row. Blue pixels (B) are alternately arranged. Here, the pixel arrangement of the odd-numbered pixel rows is the same as the pixel arrangement of the first pixel row (the uppermost pixel row in the drawing), and the pixel arrangement of the even-numbered pixel rows is the second row. This is the same as the pixel array of the pixel row. In FIG. 22, pixels Pmn (m: 1 to 5, n: 1 to 4) indicate pixels in the m-th row and the n-th column.

また、各画素列毎に読出し信号線L1〜L4が設けられており、各画素列の選択トランジスタTsからの画素信号outputが、対応する読出し信号線L1〜L4に読み出されるようになっている。   Also, read signal lines L1 to L4 are provided for each pixel column, and the pixel signal output from the selection transistor Ts of each pixel column is read to the corresponding read signal lines L1 to L4.

また、各画素行の画素には、リセット信号ResetAおよびResetBのいずれか、転送信号Trans、選択信号Rowが供給されるようになっている。   One of the reset signals ResetA and ResetB, the transfer signal Trans, and the selection signal Row are supplied to the pixels in each pixel row.

つまり、この実施形態1では、例えば、第1行目の画素P11〜P14のうち、第1列および第2列の画素P11およびP12には、第1のリセット信号ResetA1が供給され、第1行目の画素P11〜P14のうち、第3列および第4列の画素P13およびP14には、第2のリセット信号ResetB1が供給されている。   That is, in the first embodiment, for example, among the pixels P11 to P14 in the first row, the first reset signal ResetA1 is supplied to the pixels P11 and P12 in the first column and the second column, and the first row Among the pixels P11 to P14 of the eye, the second reset signal ResetB1 is supplied to the pixels P13 and P14 in the third column and the fourth column.

つまり、センサーアレイ110の全体では、第(4k−3)列、第(4k−2)列の画素には、第1のリセット信号ResetAmが供給され、第(4k−1)列、第(4k)列の画素には、第2のリセット信号ResetBmが供給され、ここでkは自然数である。   That is, in the entire sensor array 110, the first reset signal ResetAm is supplied to the pixels in the (4k-3) th and (4k-2) th columns, and the (4k-1) th and (4k) th columns are supplied. ) Column pixels are supplied with a second reset signal ResetBm, where k is a natural number.

また、各読出し信号線L1〜L4は、列選択トランジスタCTr1〜CTr4の一端に接続され、これらの列選択トランジスタCTr1〜CTr4の他端out1〜out4は、AD変換部22の各読出し信号線に対応するAD変換器に接続されている。また、列選択トランジスタCTr1〜CTr4のゲートは、列選択部140から出力される列選択信号col1〜col4(図1では、列選択信号col)に接続されている。なお、各読出し信号線に対応するAD変換器は、前記AD変換部120の内部に設けられている。   The read signal lines L1 to L4 are connected to one ends of the column selection transistors CTr1 to CTr4, and the other ends out1 to out4 of the column selection transistors CTr1 to CTr4 correspond to the read signal lines of the AD conversion unit 22, respectively. Connected to the AD converter. The gates of the column selection transistors CTr1 to CTr4 are connected to column selection signals col1 to col4 (column selection signal col in FIG. 1) output from the column selection unit 140. The AD converter corresponding to each read signal line is provided in the AD converter 120.

次に動作について説明する。   Next, the operation will be described.

このような構成の従来のCMOSイメージセンサ100では、タイミング制御部150からの制御信号TC1およびTC2により行選択部130、列選択部140およびAD変換部120が動作して、センサーアレイ110の各画素から画素信号が読み出される。   In the conventional CMOS image sensor 100 having such a configuration, the row selection unit 130, the column selection unit 140, and the AD conversion unit 120 are operated by the control signals TC1 and TC2 from the timing control unit 150, and each pixel of the sensor array 110 is operated. A pixel signal is read out from.

図3は、本発明の実施形態1によるCMOSイメージセンサの動作を説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングSa1、・・・、San、Sb1、・・・、Sbn、および画素の電荷を読み出すタイミングEa1、・・・、Ean、Eb1、・・・、Ebnをそれぞれ●印および○印で示している。   FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the CMOS image sensor according to the first embodiment of the present invention. Timings Sa1,..., San, Sb1,. .., Ean, Eb1,..., Ebn for reading out the charges of the pixels are indicated by ● and ○, respectively.

例えば、図2に示すセンサーアレイの第1行目の画素列については、リセット信号ResetA1により、画素P11およびP12のリセットトランジスタTrがオンし(タイミングSa1)、電荷蓄積部FDがリセットされ、さらに、その後、行選択信号Row1により選択トランジスタTsがオンし(タイミングEa1)、電荷蓄積部に蓄積された信号電荷が増幅トランジスタAMPにより増幅されて選択トランジスタTsを介して読出し信号線L1およびL2に読み出される。ここでは、説明の簡略化のため、画素内の転送トランジスタの動作は省略しているが、選択トランジスタがオンする前には、電荷蓄積部FDに信号電荷が転送されるように動作するものとする(図26参照)。   For example, for the pixel column in the first row of the sensor array shown in FIG. 2, the reset transistor Tr of the pixels P11 and P12 is turned on by the reset signal ResetA1 (timing Sa1), the charge accumulation unit FD is reset, Thereafter, the selection transistor Ts is turned on by the row selection signal Row1 (timing Ea1), and the signal charge stored in the charge storage unit is amplified by the amplification transistor AMP and read to the read signal lines L1 and L2 via the selection transistor Ts. . Here, for simplification of explanation, the operation of the transfer transistor in the pixel is omitted. However, before the selection transistor is turned on, the operation is performed so that the signal charge is transferred to the charge storage portion FD. (See FIG. 26).

このとき、列選択部140の制御により列選択トランジスタCTr1、CTr2がオン状態となり、画素P11、P12の画素信号はAD変換部に出力され、一方、列選択部140の制御により列選択トランジスタCTr3、CTr4がオフ状態となり、画素P13、P14の画素信号はAD変換部には出力されない。   At this time, the column selection transistors CTr1 and CTr2 are turned on by the control of the column selection unit 140, and the pixel signals of the pixels P11 and P12 are output to the AD conversion unit. On the other hand, the column selection transistor CTr3, CTr4 is turned off, and the pixel signals of the pixels P13 and P14 are not output to the AD converter.

また、第2行目の画素列においても、リセット信号ResetA2により、画素P21およびP22のリセットトランジスタTrがオンすると、電荷蓄積部FDがリセットされ、さらに、その後、行選択信号Row2により選択トランジスタTsがオンし、電荷蓄積部に蓄積された信号電荷が増幅トランジスタAMPにより増幅されて選択トランジスタTsを介して読出し信号線L1およびL2に読み出される。   Also in the pixel column of the second row, when the reset transistors Tr of the pixels P21 and P22 are turned on by the reset signal ResetA2, the charge storage unit FD is reset, and then the selection transistor Ts is turned on by the row selection signal Row2. The signal charge stored in the charge storage section is amplified by the amplification transistor AMP and read out to the read signal lines L1 and L2 via the selection transistor Ts.

このとき、第1行目の画素列からの画素信号の読み出しと同様、画素P21、P22の画素信号はAD変換部に出力されるが、画素P23、P24の画素信号はAD変換部には出力されない。   At this time, the pixel signals of the pixels P21 and P22 are output to the AD conversion unit, but the pixel signals of the pixels P23 and P24 are output to the AD conversion unit, as in the case of reading out the pixel signals from the pixel column of the first row. Not.

また、第3行目の画素列においては、リセット信号ResetB3により、画素P33およびP34のリセットトランジスタTrがオンし、電荷蓄積部FDがリセットされ、さらに、その後、行選択信号Row3により選択トランジスタTsがオンし、電荷蓄積部に蓄積された信号電荷が増幅トランジスタAMPにより増幅されて選択トランジスタTsを介して読出し信号線L3およびL4に読み出される。   In the pixel column of the third row, the reset transistor Tr of the pixels P33 and P34 is turned on by the reset signal ResetB3, the charge accumulation unit FD is reset, and then the selection transistor Ts is turned on by the row selection signal Row3. The signal charge stored in the charge storage section is amplified by the amplification transistor AMP and read out to the read signal lines L3 and L4 via the selection transistor Ts.

このとき、列選択部140の制御により列選択トランジスタCTr3、CTr4がオン状態となり、画素P33、P34の画素信号はAD変換部に出力され、一方、列選択部140の制御により列選択トランジスタCTr1、CTr2がオフ状態となり、画素P31、P32の画素信号はAD変換部には出力されない。   At this time, the column selection transistors CTr3 and CTr4 are turned on by the control of the column selection unit 140, and the pixel signals of the pixels P33 and P34 are output to the AD conversion unit, while the column selection transistors CTr1, CTr2 is turned off, and the pixel signals of the pixels P31 and P32 are not output to the AD converter.

また、第4行目の画素列においては、リセット信号ResetB4により、画素P43およびP44のリセットトランジスタTrがオンし、電荷蓄積部FDがリセットされ、さらに、その後、行選択信号Row4により選択トランジスタTsがオンし、電荷蓄積部に蓄積された信号電荷が増幅トランジスタAMPにより増幅されて選択トランジスタTsを介して読出し信号線L3およびL4に読み出される。   In the pixel column of the fourth row, the reset transistor Tr of the pixels P43 and P44 is turned on by the reset signal ResetB4, the charge accumulation unit FD is reset, and then the selection transistor Ts is turned on by the row selection signal Row4. The signal charge stored in the charge storage section is amplified by the amplification transistor AMP and read out to the read signal lines L3 and L4 via the selection transistor Ts.

このとき、第3行目の画素列からの画素信号の読み出しと同様、画素P43、P44の画素信号はAD変換部に出力されるが、画素P41、P42の画素信号はAD変換部には出力されない。   At this time, the pixel signals of the pixels P43 and P44 are output to the AD conversion unit, but the pixel signals of the pixels P41 and P42 are output to the AD conversion unit, as in the case of reading the pixel signals from the pixel column of the third row. Not.

このような画素信号の読み出し動作が第1行目から第n行目の画素列まで繰り返し行われることにより、センサーアレイにおけるA群の画素から画素信号が読み出される。   By repeating the pixel signal reading operation from the first row to the n-th pixel column, pixel signals are read from the pixels in the A group in the sensor array.

また、このようなセンサーアレイにおけるA群の画素から画素信号の読み出し動作と平行して、B群の画素から画素信号の読み出し動作が行われる。B群からの読み出し動作では、A群の画素から画素信号の読み出し動作とは、リセット信号ResetAとリセット信号ResetBとによる読み出し動作が逆になる。   In addition, in such a sensor array, a pixel signal read operation from the group B pixels is performed in parallel with a pixel signal read operation from the group A pixels. In the readout operation from the B group, the readout operation by the reset signal ResetA and the reset signal ResetB is opposite to the readout operation of the pixel signal from the pixels in the A group.

つまり、図2に示すセンサーアレイの第1行目の画素列については、リセット信号ResetB1により、画素P13およびP14のリセットトランジスタTrがオンし(タイミングSb1)、電荷蓄積部FDがリセットされ、さらに、その後、行選択信号Row1により選択トランジスタTsがオンし(タイミングEb1)、電荷蓄積部に蓄積された信号電荷が増幅トランジスタAMPにより増幅されて選択トランジスタTsを介して読出し信号線L3およびL4に読み出される。   That is, for the pixel column in the first row of the sensor array shown in FIG. 2, the reset transistor Tr of the pixels P13 and P14 is turned on by the reset signal ResetB1 (timing Sb1), the charge accumulation unit FD is reset, Thereafter, the selection transistor Ts is turned on by the row selection signal Row1 (timing Eb1), and the signal charge accumulated in the charge accumulation unit is amplified by the amplification transistor AMP and read to the read signal lines L3 and L4 via the selection transistor Ts. .

このとき、列選択部140の制御により列選択トランジスタCTr3、CTr4がオン状態となり、画素P13、P14の画素信号はAD変換部に出力され、一方、列選択部140の制御により列選択トランジスタCTr1、CTr2がオフ状態となり、画素P11、P12の画素信号はAD変換部には出力されない。   At this time, the column selection transistors CTr3 and CTr4 are turned on under the control of the column selection unit 140, and the pixel signals of the pixels P13 and P14 are output to the AD conversion unit, while the column selection transistors CTr1, CTr2 is turned off, and the pixel signals of the pixels P11 and P12 are not output to the AD converter.

また、第2行目の画素列においても、リセット信号ResetB2により、画素P23およびP24のリセットトランジスタTrがオンすると、電荷蓄積部FDがリセットされ、さらに、その後、行選択信号Row2により選択トランジスタTsがオンし、電荷蓄積部に蓄積された信号電荷が増幅トランジスタAMPにより増幅されて選択トランジスタTsを介して読出し信号線L3およびL4に読み出される。   Also in the pixel column of the second row, when the reset transistors Tr of the pixels P23 and P24 are turned on by the reset signal ResetB2, the charge storage unit FD is reset, and then the selection transistor Ts is turned on by the row selection signal Row2. The signal charge stored in the charge storage section is amplified by the amplification transistor AMP and read out to the read signal lines L3 and L4 via the selection transistor Ts.

このとき、第1行目の画素列からの画素信号の読み出しと同様、画素P23、P24の画素信号はAD変換部に出力されるが、画素P21、P22の画素信号はAD変換部には出力されない。   At this time, the pixel signals of the pixels P23 and P24 are output to the AD conversion unit, but the pixel signals of the pixels P21 and P22 are output to the AD conversion unit, as in the case of reading out the pixel signals from the pixel column of the first row. Not.

また、第3行目の画素列においては、リセット信号ResetA3により、画素P31およびP32のリセットトランジスタTrがオンし、電荷蓄積部FDがリセットされ、さらに、その後、行選択信号Row3により選択トランジスタTsがオンし、電荷蓄積部に蓄積された信号電荷が増幅トランジスタAMPにより増幅されて選択トランジスタTsを介して読出し信号線L1およびL2に読み出される。   In the pixel column of the third row, the reset transistor Tr of the pixels P31 and P32 is turned on by the reset signal ResetA3, the charge storage unit FD is reset, and then the selection transistor Ts is turned on by the row selection signal Row3. The signal charge stored in the charge storage section is amplified by the amplification transistor AMP and read out to the read signal lines L1 and L2 via the selection transistor Ts.

このとき、列選択部140の制御により列選択トランジスタCTr1、CTr2がオン状態となり、画素P31、P32の画素信号はAD変換部に出力され、一方、列選択部140の制御により列選択トランジスタCTr3、CTr4がオフ状態となり、画素P33、P34の画素信号はAD変換部には出力されない。   At this time, the column selection transistors CTr1 and CTr2 are turned on by the control of the column selection unit 140, and the pixel signals of the pixels P31 and P32 are output to the AD conversion unit. On the other hand, the column selection transistor CTr3, CTr4 is turned off, and the pixel signals of the pixels P33 and P34 are not output to the AD converter.

また、第4行目の画素列においては、リセット信号ResetA4により、画素P41およびP42のリセットトランジスタTrがオンし、電荷蓄積部FDがリセットされ、さらに、その後、行選択信号Row4により選択トランジスタTsがオンし、電荷蓄積部に蓄積された信号電荷が増幅トランジスタAMPにより増幅されて選択トランジスタTsを介して読出し信号線L1およびL2に読み出される。   In the pixel column in the fourth row, the reset transistor Tr of the pixels P41 and P42 is turned on by the reset signal ResetA4, the charge storage unit FD is reset, and then the selection transistor Ts is turned on by the row selection signal Row4. The signal charge stored in the charge storage section is amplified by the amplification transistor AMP and read out to the read signal lines L1 and L2 via the selection transistor Ts.

このとき、第3行目の画素列からの画素信号の読み出しと同様、画素P41、P42の画素信号はAD変換部に出力されるが、画素P43、P44の画素信号はAD変換部には出力されない。   At this time, the pixel signals of the pixels P41 and P42 are output to the AD conversion unit, but the pixel signals of the pixels P43 and P44 are output to the AD conversion unit, as in the case of reading the pixel signals from the pixel column of the third row. Not.

このような画素信号の読み出し動作が第1行目から第n行目の画素列まで繰り返し行われることにより、センサーアレイにおけるB群の画素から画素信号が読み出される。   Such pixel signal readout operation is repeatedly performed from the first row to the n-th pixel column, whereby pixel signals are read from the group B pixels in the sensor array.

このように本実施形態1では、センサーアレイにおける画素がA群およびB群の2つのグループに分けて読み出され、しかもこれら2群の読み出しはオーバーラップして行うことが可能であり、フレームレートの高速化に対しても十分な露光時間を確保することが可能となる。
(実施形態1の変形例1)
図5は、本発明の実施形態1の変形例1によるCMOSイメージセンサの動作を説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングSa1、・・・、San−2、Sb1、・・・、Sbn−2、Sc1、・・・、Scn、Sd1、・・・、Sdnおよび画素の電荷を読み出すタイミングEa1、・・・、Ean−2、Eb1、・・・、Ebn−2、Ec1、・・・、Ecn、Ed1、・・・、Ednをそれぞれ●印および○印で示している。
As described above, in the first embodiment, the pixels in the sensor array are read out in two groups of the A group and the B group, and the reading of these two groups can be performed in an overlapping manner, and the frame rate It is possible to secure a sufficient exposure time even for higher speed.
(Modification 1 of Embodiment 1)
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the CMOS image sensor according to the first modification of the first embodiment of the present invention. Timings Sa1,..., San-2, Sb1, ..., Sbn-2, Sc1, ..., Scn, Sd1, ..., Sdn and timings for reading out the charges of the pixels Ea1, ..., Ean-2, Eb1, ..., Ebn-2, Ec1,..., Ecn, Ed1,..., Edn are indicated by ● and ○, respectively.

図6は、本発明の実施形態1の変形例1によるCMOSイメージセンサの動作を説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングおよび画素の電荷を読み出すタイミング(図6(a))、および制御信号の波形(図6(b))を示している。なお、図6では、図5に示すA群〜D群の最初の画素行での画素の電荷リセットを行うタイミングSa1、Sb1、Sc1、Sd1および画素の電荷を読み出すタイミングEa1、Eb1を示している。   FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the CMOS image sensor according to the first modification of the first embodiment of the present invention. The timing for resetting the charges of the pixels in each pixel row and the timing for reading the charges of the pixels (FIG. )), And the waveform of the control signal (FIG. 6B). FIG. 6 shows timings Sa1, Sb1, Sc1, Sd1 for resetting the charges of the pixels in the first pixel rows of the groups A to D shown in FIG. 5, and timings Ea1, Eb1 for reading the charges of the pixels. .

図7は、本発明の実施形態1の変形例1によるCMOSイメージセンサの動作を説明する図であり、センサーアレイにおける画素のグループ(A群〜D群)を示している。   FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the CMOS image sensor according to the first modification of the first embodiment of the present invention, and shows pixel groups (Group A to Group D) in the sensor array.

この実施形態1の変形例1では、センサーアレイにおける画素がA群〜D群の4つのグループに分けて読み出されるものであり、しかもこれら4群の読み出しはオーバーラップして行うことが可能であり、フレームレートの高速化に対しても十分な露光時間を確保することが可能となる。   In the first modification of the first embodiment, the pixels in the sensor array are read out in four groups of groups A to D, and the reading of these four groups can be performed in an overlapping manner. It is possible to secure a sufficient exposure time for increasing the frame rate.

つまり、図7に示す8行8列画素アレイでは、A群の画素として、第1行目、第2行目、第5行目、第6行目の画素列において、それぞれ第1列、第2列、第5列、第6列の画素を選択する。このときのリセット信号ResetA1、行選択信号Row1、および列選択信号ColA、ColBは、図6(b)に示すとおりである。ここで、列選択信号ColAは、A群およびD群を選択する列選択信号であり、列選択信号ColBは、B群およびC群を選択する列選択信号である。   That is, in the 8 × 8 pixel array shown in FIG. 7, the first column, the second row, the fifth row, and the sixth row are arranged in the first row, the second row, the fifth row, and the sixth row, respectively. The pixels in the second column, the fifth column, and the sixth column are selected. The reset signal ResetA1, row selection signal Row1, and column selection signals ColA and ColB at this time are as shown in FIG. Here, the column selection signal ColA is a column selection signal for selecting the A group and the D group, and the column selection signal ColB is a column selection signal for selecting the B group and the C group.

以下、図7(a)に示す8行8列の画素アレイにおけるA郡の画素からの画素信号の読み出しについて具体的に説明する。   Hereinafter, readout of pixel signals from the A group of pixels in the 8-by-8 pixel array shown in FIG. 7A will be specifically described.

8行8列の画素アレイの第1行目(最初の行)の画素列における画素P11、P12、P15、P16の電荷蓄積部FDの電位が、リセット信号ResetA1によりリセットされ(タイミングSa1)、その後、行選択信号Row1により、これらの画素の電荷蓄積部に蓄積された信号電荷が対応する読出し信号線に読み出される(タイミングEa1)。このとき、列選択信号ColAにより、これらの第1、第2、第5、第6列目の画素列の列選択トランジスタがオン状態となり、画素P11、P12、P15、P16の画素信号はAD変換部に出力され、一方、列選択信号ColBにより、第3、第4、第7、第8列目の画素列の列選択トランジスタがオフ状態となり、画素P13、P14、P17、P18の画素信号はAD変換部には出力されない。   The potentials of the charge storage portions FD of the pixels P11, P12, P15, and P16 in the first (first) pixel column of the 8-by-8 pixel array are reset by the reset signal ResetA1 (timing Sa1), and then In response to the row selection signal Row1, the signal charges accumulated in the charge accumulation portions of these pixels are read out to the corresponding readout signal lines (timing Ea1). At this time, the column selection signal ColA turns on the column selection transistors of the first, second, fifth, and sixth pixel columns, and the pixel signals of the pixels P11, P12, P15, and P16 are AD converted. On the other hand, the column selection signal ColB turns off the column selection transistors of the third, fourth, seventh, and eighth pixel columns, and the pixel signals of the pixels P13, P14, P17, and P18 are It is not output to the AD converter.

この第1行目の画素列における電荷リセットおよび電荷読み出しと同様にして、第2行、第5行、第6行の画素列における電荷リセットおよび電荷読み出しが行われて、A群における画素P11、P12、P15、P16、P21、P22、P25、P26、P51、P52、P55、P56、P61、P62、P65、P66の画素信号がAD変換部に出力される。   In the same manner as the charge reset and charge read in the pixel column of the first row, the charge reset and charge read in the pixel columns of the second row, the fifth row, and the sixth row are performed, and the pixel P11 in the A group, Pixel signals P12, P15, P16, P21, P22, P25, P26, P51, P52, P55, P56, P61, P62, P65, and P66 are output to the AD conversion unit.

また、B群の画素として、第1行目、第2行目、第5行目、第6行目の画素列において、それぞれ第3列、第4列、第7列、第8列の画素を選択する。このときのリセット信号ResetB1、行選択信号Row1、および列選択信号ColA、ColBは、図6(b)に示すとおりである。   Further, as the pixels of the B group, the pixels in the third column, the fourth column, the seventh column, and the eighth column in the pixel columns of the first row, the second row, the fifth row, and the sixth row, respectively. Select. The reset signal ResetB1, the row selection signal Row1, and the column selection signals ColA and ColB at this time are as shown in FIG.

8行8列の画素アレイの第1行目(最初の行)の画素列における画素P13、P14、P17、P18の電荷蓄積部FDの電位が、リセット信号ResetB1によりリセットされ(タイミングSb1)、その後、行選択信号Row1により、これらの画素の電荷蓄積部に蓄積された信号電荷が、対応する読出し信号線に読み出される(タイミングEb1)。このとき、列選択信号ColBにより、これらの第3、第4、第7、第8列目の画素列の列選択トランジスタがオン状態となり、画素P13、P14、P17、P18の画素信号はAD変換部に出力され、一方、列選択信号ColAにより、第1、第2、第5、第6列目の画素列の列選択トランジスタがオフ状態となり、画素P11、P12、P15、P16の画素信号はAD変換部には出力されない。   The potentials of the charge storage portions FD of the pixels P13, P14, P17, and P18 in the first (first) pixel column of the 8-by-8 pixel array are reset by the reset signal ResetB1 (timing Sb1), and then In response to the row selection signal Row1, the signal charges accumulated in the charge accumulation portions of these pixels are read out to the corresponding readout signal lines (timing Eb1). At this time, the column selection transistor Col of the third, fourth, seventh, and eighth pixel columns is turned on by the column selection signal ColB, and the pixel signals of the pixels P13, P14, P17, and P18 are AD converted. On the other hand, the column selection signal ColA turns off the column selection transistors of the first, second, fifth, and sixth pixel columns, and the pixel signals of the pixels P11, P12, P15, and P16 are It is not output to the AD converter.

この第1行目の画素列における電荷リセットおよび電荷読み出しと同様にして、第2行、第5行、第6行の画素列における電荷リセットおよび電荷読み出しが行われて、B群における画素P13、P14、P17、P18、P23、P24、P27、P28、P53、P54、P57、P58、P63、P64、P67、P68の画素信号がAD変換部に出力される。   In the same manner as the charge reset and charge readout in the pixel column of the first row, the charge reset and charge readout in the pixel columns of the second row, the fifth row, and the sixth row are performed, and the pixel P13 in the B group, Pixel signals P14, P17, P18, P23, P24, P27, P28, P53, P54, P57, P58, P63, P64, P67, and P68 are output to the AD converter.

また、C群の画素として、第3行目、第4行目、第7行目、第8行目の画素列において、それぞれ第3列、第4列、第7列、第8列の画素を選択する。このときのリセット信号ResetB1、行選択信号Row3、および列選択信号ColA、ColBは、図6(b)に示すとおりである。   In addition, as the pixels in the C group, the pixels in the third, fourth, seventh, and eighth columns in the third, fourth, seventh, and eighth pixel columns, respectively. Select. The reset signal ResetB1, the row selection signal Row3, and the column selection signals ColA and ColB at this time are as shown in FIG.

8行8列の画素アレイの第3行目の画素列における画素P33、P34、P37、P38の電荷蓄積部FDの電位が、リセット信号ResetB3によりリセットされ(タイミングSc1)、その後、行選択信号Row3により、これらの画素の電荷蓄積部に蓄積された信号電荷が、対応する読出し信号線に読み出される。このとき、列選択信号ColBにより、第3、第4、第7、第8列目の画素列の列選択トランジスタがオン状態となり、画素P33、P34、P37、P38の画素信号はAD変換部に出力され、一方、列選択信号ColAにより、第1、第2、第5、第6列目の画素列の列選択トランジスタがオフ状態となり、画素P31、P32、P35、P36の画素信号はAD変換部には出力されない。   The potentials of the charge storage portions FD of the pixels P33, P34, P37, and P38 in the third pixel column of the pixel array of 8 rows and 8 columns are reset by the reset signal ResetB3 (timing Sc1), and then the row selection signal Row3. As a result, the signal charges accumulated in the charge accumulation portions of these pixels are read out to the corresponding readout signal lines. At this time, the column selection signal ColB turns on the column selection transistors of the third, fourth, seventh, and eighth pixel columns, and the pixel signals of the pixels P33, P34, P37, and P38 are sent to the AD conversion unit. On the other hand, the column selection signal ColA turns off the column selection transistors of the first, second, fifth, and sixth pixel columns, and the pixel signals of the pixels P31, P32, P35, and P36 are AD converted. It is not output to the part.

この第3行目の画素列における電荷リセットおよび電荷読み出しと同様にして、第4行、第7行、第8行の画素列における電荷リセットおよび電荷読み出しが行われて、B群における画素P33、P34、P37、P38、P43、P44、P47、P48、P73、P74、P77、P78、P83、P84、P87、P88の画素信号がAD変換部に出力される。   In the same manner as the charge reset and charge readout in the pixel column of the third row, the charge reset and charge readout in the pixel columns of the fourth row, the seventh row, and the eighth row are performed, and the pixel P33 in the B group, Pixel signals P34, P37, P38, P43, P44, P47, P48, P73, P74, P77, P78, P83, P84, P87, and P88 are output to the AD converter.

また、D群の画素として、第3行目、第4行目、第7行目、第8行目の画素列において、それぞれ第1列、第2列、第5列、第6列の画素を選択する。このときのリセット信号ResetA1、行選択信号Row3、および列選択信号ColA、ColBは、図6(b)に示すとおりである。   In addition, as pixels in the D group, pixels in the first column, the second column, the fifth column, and the sixth column in the pixel columns of the third row, the fourth row, the seventh row, and the eighth row, respectively. Select. The reset signal ResetA1, the row selection signal Row3, and the column selection signals ColA and ColB at this time are as shown in FIG.

8行8列の画素アレイの第3行目の画素列における画素P31、P32、P35、P36の電荷蓄積部FDの電位が、リセット信号ResetA3によりリセットされ(タイミングSd1)、その後、行選択信号Row3により、これらの画素の電荷蓄積部に蓄積された信号電荷が対応する読出し信号線に読み出される。このとき、列選択信号ColAにより、これらの第1、第2、第5、第6列目の画素列の列選択トランジスタがオン状態となり、画素P31、P32、P35、P36の画素信号はAD変換部に出力され、一方、列選択信号ColBにより、第3、第4、第7、第8列目の画素列の列選択トランジスタがオフ状態となり、画素P33、P34、P37、P38の画素信号はAD変換部には出力されない。   The potentials of the charge storage portions FD of the pixels P31, P32, P35, and P36 in the third pixel column of the pixel array of 8 rows and 8 columns are reset by the reset signal ResetA3 (timing Sd1), and then the row selection signal Row3. Thus, the signal charges accumulated in the charge accumulation portions of these pixels are read out to the corresponding readout signal lines. At this time, the column selection signal ColA turns on the column selection transistors of the first, second, fifth, and sixth pixel columns, and the pixel signals of the pixels P31, P32, P35, and P36 are AD converted. On the other hand, the column selection signal ColB turns off the column selection transistors of the third, fourth, seventh, and eighth pixel columns, and the pixel signals of the pixels P33, P34, P37, and P38 are It is not output to the AD converter.

この第3行目の画素列における電荷リセットおよび電荷読み出しと同様にして、第4行、第7行、第8行の画素列における電荷リセットおよび電荷読み出しが行われて、D群における画素P31、P32、P35、P36、P41、P42、P45、P46、P71、P72、P75、P76、P81、P82、P85、P86の画素信号がAD変換部に出力される。   In the same manner as the charge reset and charge readout in the pixel column of the third row, the charge reset and charge readout in the pixel columns of the fourth row, the seventh row, and the eighth row are performed, and the pixel P31 in the D group, Pixel signals P32, P35, P36, P41, P42, P45, P46, P71, P72, P75, P76, P81, P82, P85, and P86 are output to the AD conversion unit.

このように本実施形態1の変形例1では、センサーアレイにおける画素がA群〜D群の4つのグループに分けて読み出され、しかもこれら4群の読み出しはオーバーラップして行うことが可能であり、フレームレートの高速化に対しても十分な露光時間を確保することが可能となる。
(実施形態1の変形例2)
図8は、本発明の実施形態1の変形例2によるCMOSイメージセンサの動作を説明する図であり、センサーアレイにおける画素のグループ(A群〜D群)を示している。
As described above, in the first modification of the first embodiment, the pixels in the sensor array are read out in four groups of the A group to the D group, and these four groups can be read out in an overlapping manner. In addition, it is possible to secure a sufficient exposure time even when the frame rate is increased.
(Modification 2 of Embodiment 1)
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the CMOS image sensor according to the second modification of the first embodiment of the present invention, and shows pixel groups (Group A to Group D) in the sensor array.

この実施形態1の変形例2では、実施形態1の変形例1とは、センサーアレイにおける画素のグループ(A群〜D群)における各画素の位置が異なるのみである。   The second modification of the first embodiment is different from the first modification of the first embodiment only in the position of each pixel in the pixel group (Group A to Group D) in the sensor array.

なお、センサーアレイを構成する複数の画素を4つのグループに分割する場合は、タイミング制御部は、(4n−3)番目(nは整数)のフレームで該第1の画素群の画素の画素信号が読みだれ、(4n−2)番目のフレームで該第2の画素群の画素の画素信号が読みだれ、(4n−1)番目のフレームで該第3の画素群の画素の画素信号が読みだされ、(4n)番目のフレームで該第4の画素群の画素の画素信号が読みだれるよう、前記行選択部および前記列選択部を制御する。
(実施形態2)
図9は、本発明の実施形態2によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングおよび画素の電荷を読み出すタイミング(図9(b))を、比較例のもの(図9(a))とともにそれぞれ●印および○印で示している。
When the plurality of pixels constituting the sensor array are divided into four groups, the timing control unit outputs the pixel signals of the pixels of the first pixel group in the (4n-3) th (n is an integer) frame. Is read, the pixel signal of the pixel of the second pixel group is read in the (4n-2) th frame, and the pixel signal of the pixel of the third pixel group is read in the (4n-1) th frame. However, the row selection unit and the column selection unit are controlled so that the pixel signals of the pixels of the fourth pixel group are read in the (4n) th frame.
(Embodiment 2)
FIG. 9 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to Embodiment 2 of the present invention. The timing for resetting the charge of the pixels in each pixel row and the timing for reading out the charges of the pixels (FIG. 9B) are shown as comparative examples. Are indicated by ● and ○, respectively.

この実施形態2のCMOSイメージセンサは、前記実施形態1のCMOSイメージセンサにおいて、制御部が、第1および第2の画素群AおよびBのうちの異なる画素群で露光時間が異なるよう、前記行選択部および前記列選択部を制御するようにしたものである。   The CMOS image sensor according to the second embodiment is different from the CMOS image sensor according to the first embodiment in that the control unit is configured so that the exposure time is different between different pixel groups of the first and second pixel groups A and B. The selection unit and the column selection unit are controlled.

以下、この実施形態2のCMOSイメージセンサの動作を、従来のCMOSイメージセンサの動作(図9(a))と対比して、図9(b)を用いて説明する。   Hereinafter, the operation of the CMOS image sensor of the second embodiment will be described with reference to FIG. 9B in contrast to the operation of the conventional CMOS image sensor (FIG. 9A).

同じ被写体を2種類の露光時間ELt,EStで撮影する場合、従来のCMOSイメージセンサでは、フレームごとに露光時間を変えて連続して撮影する。   When photographing the same subject with two types of exposure times ELt and ESt, the conventional CMOS image sensor continuously shoots by changing the exposure time for each frame.

例えば、1行目の画素列については、タイミングS1でリセットし、タイミングE1で読み出し、さらに、このタイミングE1ではリセットを兼ねるため、その後のタイミングEa1で読み出しを行うことで、図9(a)に示すように、長い露光時間ELtと短い露光時間EStとが生ずる。同様に各行の画素を読み出すことで、フレームごとに露光時間を変えて撮影することができるが、電荷読み出しを電荷リセットの代用としても2つの画像には短い露光時間ESt分の時間差が生じる。   For example, the pixel column in the first row is reset at timing S1, read out at timing E1, and further reset at this timing E1, so that reading is performed at the subsequent timing Ea1 to obtain the result shown in FIG. As shown, a long exposure time ELt and a short exposure time ESt occur. Similarly, by reading out pixels in each row, it is possible to shoot with different exposure times for each frame. However, even if charge readout is used as a substitute for charge reset, a time difference corresponding to a short exposure time ESt occurs between the two images.

一方、本発明の実施形態2では、A群で長い露光時間ELtとB群で短い露光時間EStというように、露光時間を変えて撮影することにより、B群の露光時間分をオーバーラップさせることができるため、2つの画像の時間差はA群の画素読み込み時間まで小さくすることができる。   On the other hand, in the second embodiment of the present invention, the exposure time of the B group is overlapped by shooting with different exposure times such as the long exposure time ELt in the A group and the short exposure time ESt in the B group. Therefore, the time difference between the two images can be reduced to the pixel reading time of the A group.

このように従来技術でもフレーム単位で露光時間を変えて撮影できるが、本実施形態2では、分割した領域ごとに異なる露光時間で撮影を行うことで、露光時間がオーバーラップするため、撮像信号の同時性が高くなる。
(実施形態2の変形例1)
図10は、本発明の実施形態2の変形例1によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングSa1、・・・、San−2、Sb1、・・・、Sbn−2、Sc1、・・・、Scn、Sd1、・・・、Sdnおよび画素の電荷を読み出すタイミングEa1、・・・、Ean−2、Eb1、・・・、Ebn−2、Ec1、・・・、Ecn、Ed1、・・・、Ednをそれぞれ●印および○印で示している。
As described above, even in the conventional technique, it is possible to capture with different exposure times in units of frames. However, in the second embodiment, the exposure time overlaps by capturing with different exposure times for each divided region. The simultaneity increases.
(Modification 1 of Embodiment 2)
FIG. 10 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to the first modification of the second embodiment of the present invention, and timings Sa1,..., San-2, Sb1,. .., Sbn-2, Sc1,..., Scn, Sd1,..., Sdn and timings for reading out the charges of the pixels Ea1,..., Ean-2, Eb1,. .., Ecn, Ed1,..., Edn are indicated by ● and ○, respectively.

図11は、本発明の実施形態2の変形例1によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングおよび画素の電荷を読み出すタイミング(図11(a))、および制御信号の波形(図11(b))を示している。なお、図11では、図10に示すA群〜D群の最初の画素行での画素の電荷リセットを行うタイミングSa1、Sb1、Sc1、Sd1および画素の電荷を読み出すタイミングEa1、Eb1を示している。   FIG. 11 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to the first modification of the second embodiment of the present invention. Timing for resetting the charges of the pixels in each pixel row and timing for reading out the charges of the pixels (FIG. 11A) , And the waveform of the control signal (FIG. 11B). Note that FIG. 11 shows timings Sa1, Sb1, Sc1, Sd1 for resetting the charges of the pixels in the first pixel rows of the groups A to D shown in FIG. 10, and timings Ea1, Eb1 for reading the charges of the pixels. .

この実施形態2の変形例1では、実施形態2のCMOSイメージセンサにおいて、センサーアレイにおける画素がA群〜D群の4つのグループに分けて読み出されるようにしたものである。   In the first modification of the second embodiment, in the CMOS image sensor of the second embodiment, the pixels in the sensor array are read by being divided into four groups of A group to D group.

ここでは、A群とC群とでは露光時間ELtを長くとり、B群とD群とでは露光時間EStを短くしている。   Here, the exposure time ELt is increased in the A group and the C group, and the exposure time ESt is decreased in the B group and the D group.

この実施形態2の変形例1によるCMOSイメージセンサにおけるその他の構成は、実施形態2のCMOSイメージセンサと同様である。
(実施形態3)
図12は、本発明の実施形態3によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングSa1、・・・、San、Sb1、・・・、Sbnおよび画素の電荷を読み出すタイミングEa1、・・・、Eanをそれぞれ●印および○印で示している。
Other configurations of the CMOS image sensor according to the first modification of the second embodiment are the same as those of the CMOS image sensor of the second embodiment.
(Embodiment 3)
FIG. 12 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to Embodiment 3 of the present invention. Timings Sa1,..., San, Sb1,. The timings Ea1,..., Ean for reading out charges are indicated by ● and ◯, respectively.

この実施形態3のCMOSイメージセンサは、前記実施形態1のCMOSイメージセンサ100において、タイミング制御部150が、第1および第2の画素群AおよびBで、リセットだけが別々に、つまりタイミングSa1、・・・、San、Sb1、・・・、Sbnで行われ、電荷読み出しは同時に、つまりタイミングEa1、・・・、Eanで行われるよう、前記行選択部および前記列選択部を制御するようにしたものである。   In the CMOS image sensor of the third embodiment, in the CMOS image sensor 100 of the first embodiment, the timing control unit 150 is the first and second pixel groups A and B, and only the reset is performed separately, that is, the timing Sa1, .., San, Sb1,..., Sbn, and the row selection unit and the column selection unit are controlled so that charge reading is performed simultaneously, that is, at timings Ea1,. It is a thing.

つまり、本発明の実施形態3では、図12に示すように、第1および第2の画素群AおよびBで、リセットだけが別々のタイミング(例えば1行目の画素列ではタイミングSa1とSb1)で行われ、電荷読み出しは同時(例えば1行目の画素列ではタイミングEa1)に行われる。   That is, in the third embodiment of the present invention, as shown in FIG. 12, only the reset is performed at different timings in the first and second pixel groups A and B (for example, timings Sa1 and Sb1 in the first pixel column). The charge readout is performed simultaneously (for example, timing Ea1 in the first pixel column).

このように本実施形態3では、リセットのみを各画素群AおよびBで分割して行い、画像の読み込みを、従来と同じように各行の画素列で同時に行う。   As described above, in the third embodiment, only reset is performed by dividing the pixel groups A and B, and the image reading is performed simultaneously on the pixel columns in each row as in the conventional case.

このため、センサーアレイの領域によってリセットタイミングが異なることで、読み込みは同時でも露光時間は領域ごとに変えることができ、さらに画素信号の同時性を高めることができる。
(実施形態3の変形例1)
図13は、本発明の実施形態3の変形例1によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングおよび画素の電荷を読み出すタイミングをそれぞれ●印および○印で示している。
For this reason, since the reset timing differs depending on the area of the sensor array, the exposure time can be changed for each area even when reading is performed simultaneously, and the simultaneity of pixel signals can be further increased.
(Modification 1 of Embodiment 3)
FIG. 13 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to the first modification of the third embodiment of the present invention. The timing for resetting the charge of the pixels in each pixel row and the timing for reading out the charges of the pixels are indicated by ● and ○, respectively. Is shown.

図14は、本発明の実施形態3の変形例1によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングおよび画素の電荷を読み出すタイミング(図14(a))、および制御信号の波形(図14(b))を示している。   FIG. 14 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to Modification 1 of Embodiment 3 of the present invention. Timing for resetting the charge of the pixels in each pixel row and timing for reading out the charges of the pixels (FIG. 14A) , And the waveform of the control signal (FIG. 14B).

この実施形態3の変形例1では、実施形態3のCMOSイメージセンサにおいて、センサーアレイにおける画素がA群〜D群の4つのグループに分けて読み出されるようにしたものである。ここで、A群〜D群は、図7(a)〜(d)に示すA群〜D群と同一である。   In the first modification of the third embodiment, in the CMOS image sensor of the third embodiment, the pixels in the sensor array are read out in four groups A group to D group. Here, Group A to Group D are the same as Group A to Group D shown in FIGS.

ここで、図14(a)に示すタイミングは、図13に示すA,B,C,D群の最初の行のタイミングを取り出したものであり、図14(b)は、図14(a)に示すタイミングを行選択信号および列選択信号のタイミングに置き換えたものである。   Here, the timing shown in FIG. 14 (a) is obtained by taking out the timing of the first row of the groups A, B, C, and D shown in FIG. 13, and FIG. 14 (b) is the same as FIG. 14 (a). Are replaced with the timings of the row selection signal and the column selection signal.

また、ここでは、全画素読み出しを行うため、列選択信号ColA,ColBは同時にHighになる。   Here, since all pixels are read out, the column selection signals ColA and ColB become High at the same time.

また、画素の電荷読み出しを1行目から4n行目まで飛ばさずに行っているので、画素群A〜Dの画素の電荷を、センサアレイの同じ画素行では同時のタイミングで読み出しており、露光時間は、A群の画素が一番長くD群の画素が一番短くなるようにしている。つまり、A群〜D群の画素の露光時間EA〜EDとすると、EA>EB>EC>EDとなる。但し、露光時間の短くする順はこれに限るものではない。   Further, since the charge reading of the pixels is performed without skipping from the first row to the 4nth row, the charges of the pixels of the pixel groups A to D are read at the same timing in the same pixel row of the sensor array, and exposure is performed. The time is set so that the pixels in the A group are the longest and the pixels in the D group are the shortest. That is, assuming that the exposure times EA to ED of the pixels in the A group to the D group are EA> EB> EC> ED. However, the order of shortening the exposure time is not limited to this.

この実施形態3の変形例1によるCMOSイメージセンサにおけるその他の構成は、実施形態3のCMOSイメージセンサと同様である。   Other configurations of the CMOS image sensor according to the first modification of the third embodiment are the same as those of the CMOS image sensor of the third embodiment.

また、図15は、本発明の実施形態3の変形例1によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、各群の画素値レベルを示している。   FIG. 15 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to the first modification of the third embodiment of the present invention, and shows the pixel value level of each group.

この実施形態3の変形例1のCMOSイメージセンサでは、図15に示すように、1画面に相当する画素情報は、4種類の露光時間の画素情報が混ざった状態で出力される。   In the CMOS image sensor of Modification 1 of Embodiment 3, as shown in FIG. 15, pixel information corresponding to one screen is output in a state where pixel information of four types of exposure times are mixed.

なお、図15で示す画素群Gaは、図7に示すA群(図7(a))を構成する単位画素群であり、隣接する4つの画素(左上の緑色画素、右上の赤色画素、左下の青色画素、右下の緑色画素)から構成されている。   Note that the pixel group Ga shown in FIG. 15 is a unit pixel group that constitutes the A group shown in FIG. 7 (FIG. 7A), and has four adjacent pixels (the upper left green pixel, the upper right red pixel, and the lower left pixel). Blue pixel, lower right green pixel).

同様に、図15で示す画素群Gb〜Gdは、図7に示すB群〜D群(図7(b)〜図7(d))を構成する単位画素群であり、それぞれの単位画素群は、隣接する4つの画素(左上の緑色画素、右上の赤色画素、左下の青色画素、右下の緑色画素)から構成されている。   Similarly, the pixel groups Gb to Gd shown in FIG. 15 are unit pixel groups constituting the B group to D group (FIGS. 7B to 7D) shown in FIG. Consists of four adjacent pixels (upper left green pixel, upper right red pixel, lower left blue pixel, lower right green pixel).

つまりA群を構成する単位画素群Gaの画素は、露光時間が最も長く、B群を構成する単位画素群Cbの画素は、露光時間が2番目に長く、C群を構成する単位画素群Gcの画素は露光時間が2番目に短く、D群を構成する単位画素群Cdの画素は露光時間が最も短い。   That is, the pixels of the unit pixel group Ga that constitutes the A group have the longest exposure time, and the pixels of the unit pixel group Cb that constitute the B group have the second longest exposure time, and the unit pixel group Gc that constitutes the C group. The exposure time is the second shortest, and the pixels of the unit pixel group Cd constituting the D group have the shortest exposure time.

このような異なる露光時間を有する複数群の画素値レベルの情報を処理することで、ダイナミックレンジを拡大することも可能である。
(実施形態4)
図16は、本発明の実施形態4によるCMOSイメージセンサの概略構成を示す図である。図17は、本発明の実施形態4によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、各群の画素値レベルを示している。
It is also possible to expand the dynamic range by processing information on pixel value levels of a plurality of groups having different exposure times.
(Embodiment 4)
FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of a CMOS image sensor according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 17 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to Embodiment 4 of the present invention, and shows pixel value levels of each group.

この実施形態4のCMOSイメージセンサ400は、実施形態3の変形例1のCMOSイメージセンサ100において、複数の画素群のうちの異なる画素群(つまり、図7に示すA群〜D群)を構成する単位画素群である、互いに近接した単位画素群Ga〜Gdからのデジタル画素信号を、異なる画素群の間で比較する画素比較処理部467を追加し、センサーアレイにおける画素の左右上下に隣接する4つの単位画素群からなる隣接画素領域RGの画素信号として、A群〜D群の4つの組の1つの組の単位画素群の画素信号を選択してAD変換部へ読み出すようにしたものである。   The CMOS image sensor 400 according to the fourth embodiment configures different pixel groups (that is, a group A to a group D shown in FIG. 7) among the plurality of pixel groups in the CMOS image sensor 100 according to the first modification of the third embodiment. A pixel comparison processing unit 467 that compares digital pixel signals from unit pixel groups Ga to Gd that are adjacent to each other, which are unit pixel groups, between different pixel groups is added, and adjacent to the left and right and up and down of the pixels in the sensor array. As a pixel signal of the adjacent pixel region RG composed of four unit pixel groups, a pixel signal of one unit pixel group of four groups of A group to D group is selected and read out to the AD conversion unit. is there.

ここで、画素比較処理部467は、画素比較部460とラインメモリー470とを有し、A群およびB群からの画素情報をラインメモリー470に記憶し、C群とD群からの画素情報がセンサーアレイから得られると、画素比較部460にてA〜Dの4群の画素情報を同色画素間で比較するものである。   Here, the pixel comparison processing unit 467 includes a pixel comparison unit 460 and a line memory 470, stores the pixel information from the A group and the B group in the line memory 470, and the pixel information from the C group and the D group is stored. When obtained from the sensor array, the pixel comparison unit 460 compares the pixel information of the four groups A to D between the same color pixels.

なお、ラインメモリーは行方向に画素群を分割しない場合は不要である。つまり、行方向に画素分割を行わない場合、比較を行う画素が同一行内の近接した場所に出現するので、R、Gr、B、Gb各色について、分割数分の記憶領域を持てば比較を行うことができる。   The line memory is not necessary when the pixel group is not divided in the row direction. In other words, when pixel division is not performed in the row direction, pixels to be compared appear in close proximity in the same row, so comparison is performed if each color has R, Gr, B, and Gb as many storage areas as the number of divisions. be able to.

図7を用いて具体的に示すと、行方向に画素群を分割しない場合は、A群(図7(a))とD群(図7(d))とが分割されておらず1つの群(第1群)を形成しており、B群(図7(b))とC群(図7(c))とが分割されておらず1つの群(第2群)を形成している場合であり、この場合は、異なる画素行の画素(例えば画素P11に対する画素P31)は、画素P11との比較の対象とはならず、比較の対象となる画素(画素P11に対する画素P13)は、画素P11と同じ行(第1行)内の近接した場所に出現する。従って、例えば、上記第1群の画素P11と比較すべき第2群の画素P13の画素信号が出力されるまで、画素P11の画素信号を保持するには、分割数分の記憶領域を持てば、画素信号の比較が可能となる。この場合は、ラインメモリーは不要である。一方、図7(a)〜(d)に示すように、行方向に画素群を分割している場合は、異なる画素行の画素(例えば画素P11に対する画素P31、P33)も、画素P11との比較の対象となり、比較の対象となる画素(画素P11に対する画素P31、P33)は、画素P11と異なる行(第3行)に出現する。従って、上記A群の画素P11と比較すべきC群の画素P33の画素信号が出力されるまで、画素P11、P13の画素信号を保持するのに、ラインメモリーが必要となる。   Specifically, using FIG. 7, when the pixel group is not divided in the row direction, the A group (FIG. 7A) and the D group (FIG. 7D) are not divided and one group is not divided. Group (first group) is formed, group B (Fig. 7 (b)) and group C (Fig. 7 (c)) are not divided, forming one group (second group) In this case, a pixel in a different pixel row (for example, pixel P31 for pixel P11) is not a comparison target with pixel P11, and a pixel to be compared (pixel P13 for pixel P11) is , Appear in a close location in the same row (first row) as the pixel P11. Therefore, for example, in order to hold the pixel signal of the pixel P11 until the pixel signal of the second group of pixels P13 to be compared with the first group of pixels P11 is output, it is necessary to have a storage area corresponding to the number of divisions. The pixel signals can be compared. In this case, no line memory is required. On the other hand, as shown in FIGS. 7A to 7D, when the pixel group is divided in the row direction, pixels in different pixel rows (for example, pixels P31 and P33 with respect to the pixel P11) are also different from the pixel P11. Pixels to be compared and to be compared (pixels P31 and P33 with respect to the pixel P11) appear in a different row (third row) from the pixel P11. Therefore, a line memory is required to hold the pixel signals of the pixels P11 and P13 until the pixel signal of the group C pixel P33 to be compared with the group A pixel P11 is output.

図18は、入力光量と画素出力値との関係(図18(a))、画素出力値の選択処理(図18(b))、入力光量に応じた画素出力値の選択方法(図18(c))を説明する図である。   18 shows the relationship between the input light quantity and the pixel output value (FIG. 18A), the pixel output value selection process (FIG. 18B), and the pixel output value selection method according to the input light quantity (FIG. It is a figure explaining c)).

このようなCMOSイメージセンサでは、画素比較部460で得られる各群の画素出力値と、撮影状況での入力光量との関係に基づいて、図18(a)に示すように入力光量に応じて適切な群の画素出力値を、図18(b)に示す選択式に基づいて選択することが可能となる。   In such a CMOS image sensor, based on the relationship between the pixel output value of each group obtained by the pixel comparison unit 460 and the input light amount in the shooting state, as shown in FIG. An appropriate group of pixel output values can be selected based on the selection formula shown in FIG.

例えば、図18(c)に示すように入力光量が入力光量InAである場合を考えると、、A群およびB群の画素では露光時間が長いため、画素出力値が飽和レベルに達してしまい、入力光量InAの信号量を正しく測定することができない。   For example, considering the case where the input light amount is the input light amount InA as shown in FIG. 18C, the pixel output value reaches the saturation level because the exposure time is long in the pixels of the A group and the B group, The signal amount of the input light amount InA cannot be measured correctly.

一般的に入力光量InAの信号量を精度良く測定するには、測定範囲内でできるだけ信号レベル(画素出力値)が大きくなる方がよい。   In general, in order to accurately measure the signal amount of the input light amount InA, it is better that the signal level (pixel output value) is as large as possible within the measurement range.

ただし、画素出力値が飽和レベルに近すぎるとリニアリティが失われる場合があるため、図18(b)に示す選択式では、実際の飽和レベルの90%を飽和レベルの判断基準とみなしている。   However, since the linearity may be lost if the pixel output value is too close to the saturation level, 90% of the actual saturation level is regarded as a criterion for determining the saturation level in the selection formula shown in FIG.

図18(c)に示すように、C群とD群の画素ではいずれも入力光量InAの信号量を正しく測定できているが、上記の理由からC群の画素の画素信号を選択し、この画素信号に、このC群に対応するゲイン(gainC)をかけた値を画素出力値として出力する。   As shown in FIG. 18C, the signal amount of the input light amount InA can be correctly measured in both the C group and D group pixels. For the above reason, the pixel signal of the C group pixel is selected, A value obtained by multiplying the pixel signal by a gain (gain C) corresponding to the group C is output as a pixel output value.

このように画素情報にゲインをかけた値を画素出力値とするのは、いずれの群を選択しても、出力される画素出力値は同じレベルとなるようにするためである。   The value obtained by multiplying the pixel information by the gain is used as the pixel output value so that the output pixel output value becomes the same level regardless of which group is selected.

具体的には、入力光量InBに注目すると、A群〜D群の画素のAD変換部からのデジタル画素信号outA〜outDをそのまま画素出力値にした場合、各群の露光時間の違いにより、同じ入力光量Inに対して画素出力値Outが異なってしまう。   Specifically, paying attention to the input light amount InB, when the digital pixel signals outA to outD from the AD conversion units of the pixels of the A group to the D group are directly used as the pixel output values, the same due to the difference in the exposure time of each group. The pixel output value Out differs with respect to the input light amount In.

そこで、各信号にgainA〜Dをそれぞれかけることで、どの信号を選択しても同じ画素出力InBが得られるように補正を行っている。   Therefore, correction is performed by multiplying each signal by gainA to D so that the same pixel output InB can be obtained regardless of which signal is selected.

例えば、各群の画素からの画素信号の信号レベルの比率が、それぞれの群の露光時間の差に応じて、8(A群):4(B群):2(C群):1(D群)に設定されている場合、上記gainA〜Dを、例えば上記信号レベルの比率に応じた値、つまり、gainA=1.5、gainB=3、gainC=6、gainD=12と設定する。   For example, the ratio of the signal level of the pixel signal from each group of pixels is 8 (group A): 4 (group B): 2 (group C): 1 (D according to the difference in exposure time of each group. Group A to D, for example, values corresponding to the ratio of the signal levels, that is, gain A = 1.5, gain B = 3, gain C = 6, and gain D = 12, are set.

この場合、入力光量InBに対するA群、B群、C群、D群の画素の画素出力値がそれぞれ、8、4、2、1であるとすると、それぞれの群の画素出力値に対応するgainをかけることで、入力光量InBに対する各群の画素出力値は、以下のとおり一定値となる。   In this case, if the pixel output values of the pixels of the A group, the B group, the C group, and the D group with respect to the input light amount InB are 8, 4, 2, 1, respectively, the gain corresponding to the pixel output value of each group. , The pixel output value of each group with respect to the input light amount InB becomes a constant value as follows.

A群の画素出力値=outA×gainA=8×1.5=12
B群の画素出力値=outB×gainB=4×3=12
C群の画素出力値=outC×gainC=2×6=12
D群の画素出力値=outD×gainD=1×12=12
(実施形態4の変形例1)
図19は、本発明の実施形態4の変形例1によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、画素出力値に対する演算処理を示している。
Pixel output value of group A = outA × gain A = 8 × 1.5 = 12.
Group B pixel output value = outB × gainB = 4 × 3 = 12.
C group pixel output value = outC × gainC = 2 × 6 = 12.
D group pixel output value = outD × gainD = 1 × 12 = 12.
(Modification 1 of Embodiment 4)
FIG. 19 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to the first modification of the fourth embodiment of the present invention, and shows calculation processing for pixel output values.

この実施形態4の変形例1は、実施形態4のように4群の画素出力値から適切な画素情報が得られる群を選択するのではなく、4群の画素出力値に対して所定の演算処理を行って得られる画素値を出力する点であり、その他の構成は実施形態4と同一である。   In the first modification of the fourth embodiment, instead of selecting a group from which appropriate pixel information can be obtained from the four groups of pixel output values as in the fourth embodiment, a predetermined calculation is performed on the four groups of pixel output values. The pixel value obtained by performing the process is output, and other configurations are the same as those in the fourth embodiment.

また、前記各実施形態では、各群での露光時間は、撮像状況に応じてフィードバック制御するようにしてもよい。
(実施形態5)
図20は、本発明の実施形態5によるCMOSイメージセンサの概略構成を示す図である。図21は、本発明の実施形態5によるCMOSイメージセンサの動作を説明する図である。
In each of the above embodiments, the exposure time in each group may be feedback controlled according to the imaging situation.
(Embodiment 5)
FIG. 20 is a diagram showing a schematic configuration of a CMOS image sensor according to Embodiment 5 of the present invention. FIG. 21 is a diagram for explaining the operation of the CMOS image sensor according to the fifth embodiment of the present invention.

この実施形態5のCMOSイメージセンサ500は、実施形態1のCMOSイメージセンサ100において、AD変換部520から出力される画素出力値に基づいて露光時間を制御するようにしたものである。   In the CMOS image sensor 500 of the fifth embodiment, the exposure time is controlled based on the pixel output value output from the AD converter 520 in the CMOS image sensor 100 of the first embodiment.

つまり、この実施形態5のCMOSイメージセンサ500は、被写体の撮像を行う撮像部500aと、該撮像部500から出力されるデジタル画素信号(画素出力値)に基づいて被写体の輝度レベルを判定し、判定結果に基づいてA群の画素およびB群の画素の露光時間を制御するデジタル信号処理部(DSP)500bとを備えている。   That is, the CMOS image sensor 500 according to the fifth embodiment determines the luminance level of the subject based on the imaging unit 500a that images the subject and the digital pixel signal (pixel output value) output from the imaging unit 500, And a digital signal processing unit (DSP) 500b that controls the exposure time of the pixels in the A group and the B group based on the determination result.

上記撮像部500aは、実施形態1のCMOSイメージセンサ100と同様、複数の画素を行列状に配列してなるセンサーアレイ(画素アレイ)510と、該センサーアレイ510を構成する画素行を選択する行選択部530と、該画素アレイを構成する画素列を選択する列選択部540と、該センサーアレイ510から読み出されるアナログ画素信号をデジタル画素値(画素出力)OUTに変換して出力するAD変換部520と、該行選択部530および該列選択部540をそれぞれ制御信号TC1、TC2により制御するタイミング制御部550とを備えている。   Similar to the CMOS image sensor 100 of the first embodiment, the imaging unit 500a selects a sensor array (pixel array) 510 in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, and a row that selects a pixel row that constitutes the sensor array 510. A selection unit 530, a column selection unit 540 for selecting a pixel column constituting the pixel array, and an AD conversion unit for converting an analog pixel signal read from the sensor array 510 into a digital pixel value (pixel output) OUT and outputting the digital pixel value (pixel output) OUT 520, and a timing control unit 550 that controls the row selection unit 530 and the column selection unit 540 with control signals TC1 and TC2, respectively.

ここで、センサーアレイ(画素アレイ)510、行選択部530、列選択部540、およびAD変換部520は、実施形態1のCMOSイメージセンサにおけるものと同一のものであり、また、タイミング制御部は、デジタル信号処理部500bからの露光時間を制御するための露光時間データTexに基づいて、A群およびB群の画素のリセットタイミングが変更されるよう上記行選択部530を制御する構成となっている。   Here, the sensor array (pixel array) 510, the row selection unit 530, the column selection unit 540, and the AD conversion unit 520 are the same as those in the CMOS image sensor of the first embodiment, and the timing control unit is Based on the exposure time data Tex for controlling the exposure time from the digital signal processing unit 500b, the row selection unit 530 is controlled to change the reset timing of the pixels in the A group and the B group. Yes.

また、上記デジタル信号処理部500bは、上記デジタル画素信号に基づいて輝度情報を算出する輝度積算部501と、該輝度積算部により得られた輝度情報に基づいて露光時間が変更されるようタイミング制御部550に露光時間データTexを出力する露光制御部502とを有している。   Also, the digital signal processing unit 500b performs timing control so that the luminance information is calculated based on the digital pixel signal and the exposure time is changed based on the luminance information obtained by the luminance integration unit. An exposure control unit 502 that outputs exposure time data Tex to the unit 550.

なお、露光時間の制御はこのように一般的にデジタル信号処理部(DSP)500bなどにより行われるが、該DSP500bは、センサー(撮像部)500aと同じチップに搭載される場合もある。また、露光時間の制御にはパーソナルコンピュータなど汎用コンピュータのCPUが使用される場合もある。   The exposure time is generally controlled by the digital signal processing unit (DSP) 500b as described above, but the DSP 500b may be mounted on the same chip as the sensor (imaging unit) 500a. Further, a CPU of a general-purpose computer such as a personal computer may be used for controlling the exposure time.

上記輝度積算部501は、画像処理の過程で、A群の全画素情報から、A群の輝度情報を算出し、輝度値の分布(輝度ヒストグラム)を求めるよう構成されており、また、露光制御部502は、輝度値の分布が目標の分布になっているか否かを評価し、輝度分布が高輝度側に寄っている場合は露光時間が短くなり、一方、その逆の場合は露光時間が長くなるよう、タイミング制御部550に対して露光時間の設定を行う構成となっている。   The luminance integrating unit 501 is configured to calculate the luminance information of the A group from all the pixel information of the A group during the image processing, and obtain a luminance value distribution (luminance histogram). The unit 502 evaluates whether or not the luminance value distribution is a target distribution. When the luminance distribution is closer to the high luminance side, the exposure time is shortened. The exposure time is set to the timing control unit 550 so as to be longer.

次に動作について説明する。   Next, the operation will be described.

図21は、本発明の実施形態5によるCMOSイメージセンサの動作を説明する図であり、各画素行の画素の電荷リセットを行うタイミングSa1、・・・、San、Sb1、・・・、Sbn、および画素の電荷を読み出すタイミングEa1、・・・、Ean、Eb1、・・・、Ebnをそれぞれ●印および○印で示している。   FIG. 21 is a diagram for explaining the operation of the CMOS image sensor according to the fifth embodiment of the present invention. Timings Sa1,..., San, Sb1,. .., Ean, Eb1,..., Ebn for reading out the charges of the pixels are indicated by ● and ○, respectively.

本実施形態5のCMOSイメージセンサでは、画素信号をA群およびB群の2つのグループに分けて読み出す動作は実施形態1のCMOSイメージセンサと同様に行われる。   In the CMOS image sensor according to the fifth embodiment, the pixel signals are read into two groups of A group and B group and read out in the same manner as the CMOS image sensor according to the first embodiment.

そして、本実施形態5では、デジタル信号処理部500bにより、A群の画素出力値に基づいてセンサアレイにおける露光時間のフィードバック制御が行われる。   In the fifth embodiment, the digital signal processing unit 500b performs feedback control of the exposure time in the sensor array based on the group A pixel output values.

つまり、タイミングTaで、DSP部500bは、A群の画像情報(つまり、A群のすべての画素の画素信号)を全て読み込む。DSP部500bは、読み込んだ画像情報から輝度の積算を行い、画像情報を読み込んだA群の画像FA1の露光時間の評価を、上記のとおり、輝度の積算のより得られた輝度情報が目標輝度より高いか低いかによって行う。   That is, at timing Ta, the DSP unit 500b reads all image information of the A group (that is, pixel signals of all pixels of the A group). The DSP unit 500b integrates the luminance from the read image information, and evaluates the exposure time of the image FA1 of the group A that has read the image information. As described above, the luminance information obtained by the luminance integration is the target luminance. Depending on whether it is higher or lower.

そして、このような輝度判定処理が完了したタイミングTbで、必要に応じて露光時間データTexにより露光時間をタイミング制御部550に設定する。なお、タイミングTaとTbの時間差はDSP部での処理時間に相当する。   Then, at the timing Tb when such luminance determination processing is completed, the exposure time is set in the timing control unit 550 according to the exposure time data Tex as necessary. Note that the time difference between the timings Ta and Tb corresponds to the processing time in the DSP unit.

ところが、このタイミングTbでは、既にA群の画像FA2(つまり、A群の画像FA1の次のフレームの画像)の先頭行の画素は、露光を開始してしまっている(タイミングTc)。つまり、タイミングTcは、A群の第1行の画素列のリセットタイミングSa1である。   However, at the timing Tb, the pixels in the first row of the group A image FA2 (that is, the image of the next frame of the group A image FA1) have already started exposure (timing Tc). That is, the timing Tc is the reset timing Sa1 for the pixel column in the first row of the A group.

このため、A群については、A群画像FA2の次のフレームから、撮像時の露光時間にA群の画像FA1の露光時間の評価結果が反映されることとなる。   Therefore, for the A group, the evaluation result of the exposure time of the group A image FA1 is reflected in the exposure time at the time of imaging from the next frame of the A group image FA2.

また、B群については、タイミングTbは、B群画像FB1が出力開始、つまり読み込み(タイミングTd)の直前のタイミングであるため、A群の画像FA1の露光時間の評価結果をB群の画像FB1へ反映することはできず、B群の画像FA1の次のフレームの画像FB2から反映される。   Also, for the B group, the timing Tb is the timing immediately before the output of the B group image FB1 starts, that is, immediately before reading (timing Td), and therefore the evaluation result of the exposure time of the A group image FA1 is used as the B group image FB1. And cannot be reflected on the image FB2 of the next frame of the group B image FA1.

また、仮にDSP部の処理が遅く、A群画像FA1の露光時間の評価完了がタイミングTbからタイミングTb’まで遅れた場合、A群については、上記同様に、A群画像FA2の次のフレームから、撮像時の露光時間にA群画像FA1の露光時間の評価結果が反映されることとなるが、B群については、A群画像FA1の露光時間の評価結果は、B群画像FB2の次のフレームの画像(図示せず)から反映されることとなる。   Further, if the processing of the DSP unit is slow and the completion of the exposure time evaluation of the A group image FA1 is delayed from the timing Tb to the timing Tb ′, the A group starts from the next frame of the A group image FA2 as described above. The evaluation result of the exposure time of the A group image FA1 is reflected in the exposure time at the time of imaging. For the B group, the evaluation result of the exposure time of the A group image FA1 is the next of the B group image FB2. It is reflected from an image (not shown) of the frame.

これは、タイミングTb’はB群画像FB2の露光開始タイミングTeより前にあるが、タイミングTeは露光時間の設定によっては、タイミングTdまで前倒しされる可能性があるためである。   This is because the timing Tb 'is before the exposure start timing Te of the B group image FB2, but the timing Te may be advanced to the timing Td depending on the setting of the exposure time.

なお、上記実施形態5では、A群,B群で同じ露光時間を設定する場合における、露光時間のフィードバック制御について示したが、A群,B群(あるいはA群,B群,C群,D群)で異なる露光時間を設定する場合には、DSP部500bは、A群,B群(あるいはA群,B群,C群,D群)の画像をそれぞれ評価し、A群,B群(あるいはA群,B群,C群,D群)のそれぞれの露光時間に反映するようにしてもよい。
(実施形態5の変形例1)
図22は、本発明の実施形態5の変形例1によるCMOSイメージセンサを説明する図であり、各群の画素値レベルを示している。
In the fifth embodiment, the feedback control of the exposure time when the same exposure time is set in the A group and the B group has been described. However, the A group, the B group (or the A group, the B group, the C group, and the D group). When different exposure times are set for each group, the DSP unit 500b evaluates the images of the A group and the B group (or the A group, the B group, the C group, and the D group), respectively, and the A group and the B group ( Or you may make it reflect in each exposure time of A group, B group, C group, and D group).
(Modification 1 of Embodiment 5)
FIG. 22 is a diagram for explaining a CMOS image sensor according to the first modification of the fifth embodiment of the present invention, and shows the pixel value level of each group.

この実施形態5のCMOSイメージセンサ500は、図13に示す実施形態3の変形例1のCMOSイメージセンサにおいて、AD変換部から出力される画素出力値に基づいて露光時間を制御するようにしたものである。   The CMOS image sensor 500 of the fifth embodiment is such that the exposure time is controlled based on the pixel output value output from the AD converter in the CMOS image sensor of the first modification of the third embodiment shown in FIG. It is.

この実施形態5の変形例1によるCMOSイメージセンサは、上記実施形態5によるCMOSイメージセンサと同様なデジタル信号処理部(DSP)を備えており、該撮像部500から出力されるデジタル画素信号(画素出力値)に基づいて被写体の輝度レベルを判定し、判定結果に基づいてA群〜D群の画素での露光時間を制御する構成となっている。   The CMOS image sensor according to the first modification of the fifth embodiment includes a digital signal processing unit (DSP) similar to the CMOS image sensor according to the fifth embodiment, and a digital pixel signal (pixel) output from the imaging unit 500. The luminance level of the subject is determined based on the output value), and the exposure time at the pixels in the A group to D group is controlled based on the determination result.

次に動作について説明する。   Next, the operation will be described.

本実施形態5の変形例1によるCMOSイメージセンサでは、画素信号をA群〜D群の4つのグループに分けて読み出す動作は、実施形態3の変形例1のCMOSイメージセンサと同様に行われる。   In the CMOS image sensor according to the first modification of the fifth embodiment, the operation of reading the pixel signals divided into four groups of A group to D group is performed similarly to the CMOS image sensor according to the first modification of the third embodiment.

そして、本実施形態5の変形例1では、デジタル信号処理部(DSP部)により、A群の画素出力値に基づいてセンサアレイにおける露光時間のフィードバック制御が行われる。   And in the modification 1 of this Embodiment 5, the digital signal processing part (DSP part) performs feedback control of the exposure time in a sensor array based on the pixel output value of A group.

以下、DSP部が、A群画像F1の評価結果をフィードバックする場合の動作について具体的に説明する。   Hereinafter, the operation when the DSP unit feeds back the evaluation result of the group A image F1 will be specifically described.

DSP部は画像F1のデータを読み込み(タイミングTa)、読み込んだ画像データから露光時間の評価を行う。   The DSP reads the data of the image F1 (timing Ta), and evaluates the exposure time from the read image data.

タイミングTbで評価結果に基づいて露光時間データをCMOSイメージセンサのタイミング制御部に設定する。ここで、タイミングTaとTbの時間差は、DSP部での露光時間評価の処理時間に相当する。   Based on the evaluation result at timing Tb, exposure time data is set in the timing control unit of the CMOS image sensor. Here, the time difference between the timings Ta and Tb corresponds to the processing time of the exposure time evaluation in the DSP unit.

このタイミングTbでは、画像F2におけるA群の画素により構成される部分は、露光を開始(タイミングTc)しているため、CMOSイメージセンサのタイミング制御部は、DSP部からの露光時間データにより設定された露光時間を、画像F2の次のフレームの画像から反映させる。   At this timing Tb, since the part constituted by the pixels of the A group in the image F2 starts exposure (timing Tc), the timing control unit of the CMOS image sensor is set by the exposure time data from the DSP unit. The exposure time is reflected from the image of the next frame of the image F2.

A群の露光を開始するタイミングTcは、最も露光時間を長くした場合、タイミングTc’の位置まで前倒しされるため、基本的には、露光時間の設定は、露光時間評価を行ったフレームの2つ後のフレームに反映されることとなる。   The timing Tc for starting the exposure of the A group is advanced to the position of the timing Tc ′ when the exposure time is the longest. Therefore, basically, the exposure time is set to 2 of the frame for which the exposure time evaluation is performed. It will be reflected in the next frame.

ただし、DSP部の処理が遅く、タイミングTa〜Tbが1フレーム時間以上かかる場合、露光時間の評価結果を反映可能なフレームは、露光時間評価を行ったフレームからさらに離れることとなる。   However, when the processing of the DSP unit is slow and the timings Ta to Tb take one frame time or more, the frame that can reflect the evaluation result of the exposure time is further away from the frame for which the exposure time evaluation is performed.

なお、上記実施形態5の変形例1では、露光時間データの設定は、A〜D群それぞれについて行ってもよいが、あらかじめA群の露光時間:B群の露光時間:C群の露光時間:D群の露光時間=4:3:2:1のように、各群での露光時間の比率を決めておくことで、1つの露光時間を、設定することで4群の露光時間を同時に設定変更することも可能となる。   In the first modification of the fifth embodiment, the exposure time data may be set for each of the A to D groups. However, the exposure time for the A group: the exposure time for the B group: the exposure time for the C group: As the exposure time of group D = 4: 3: 2: 1, the ratio of the exposure time in each group is determined to set one exposure time, thereby simultaneously setting the exposure time of the four groups. It is also possible to change.

さらに、上記実施形態1ないし5では、特に説明しなかったが、上記実施形態1ないし5あるいはこれらの実施形態の変形例による固体撮像装置の少なくともいずれかを撮像部に用いた、例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの、画像入力デバイスを有した電子情報機器について以下簡単に説明する。
(実施形態6)
図23は、本発明の実施形態6として、上記実施形態1ないし5あるいはその変形例によるCMOSイメージセンサ(固体撮像装置)を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
Furthermore, although not specifically described in the first to fifth embodiments, for example, a digital video camera using at least one of the first to fifth embodiments or a solid-state imaging device according to a modification of these embodiments as an imaging unit. An electronic information device having an image input device, such as a digital camera such as a digital still camera, an image input camera, a scanner, a facsimile, and a camera-equipped mobile phone device will be briefly described below.
(Embodiment 6)
FIG. 23 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of an electronic information device using, as an embodiment 6 of the present invention, a CMOS image sensor (solid-state imaging device) according to any of the above-described embodiments 1 to 5 or a modification thereof as an imaging unit. .

図23に示す本発明の実施形態6による電子情報機器90は、本発明の上記実施形態1ないし5あるいはその変形例による固体撮像装置の少なくともいずれかを、被写体の撮影を行う撮像部91として備えたものであり、このような撮像部による撮影により得られた高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部92と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示部93と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信部94と、この画像データを印刷(印字)して出力(プリントアウト)する画像出力部95とのうちの少なくともいずれかを有している。   An electronic information device 90 according to Embodiment 6 of the present invention shown in FIG. 23 includes at least one of the solid-state imaging devices according to Embodiments 1 to 5 of the present invention or modifications thereof as an imaging unit 91 that captures a subject. And a memory unit 92 such as a recording medium for recording data after high-quality image data obtained by photographing by such an imaging unit is subjected to predetermined signal processing for recording, and this image data for display A display unit 93 such as a liquid crystal display device that displays on a display screen such as a liquid crystal display screen after performing predetermined signal processing, and a communication unit such as a transmission / reception device that performs communication processing after processing this image data for predetermined signal processing 94 and at least one of an image output unit 95 for printing (printing) and outputting (printing out) the image data.

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。   As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable embodiment of this invention, this invention should not be limited and limited to this embodiment. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range based on the description of the present invention and the common general technical knowledge from the description of specific preferred embodiments of the present invention. Patents, patent applications, and documents cited herein should be incorporated by reference in their entirety, as if the contents themselves were specifically described herein. Understood.

本発明は、固体撮像装置、その駆動方法および電子情報機器の分野において、空間解像度および感度の低下を抑えつつ、露光時間を増大することができる固体撮像装置を提供することができる。   The present invention can provide a solid-state imaging device capable of increasing an exposure time while suppressing a decrease in spatial resolution and sensitivity in the fields of a solid-state imaging device, a driving method thereof, and an electronic information device.

90 電子情報機器
91 撮像部
92 メモリ部
93 表示手段
94 通信手段
95 画像出力手段
100、400、500 CMOSイメージセンサ(固体撮像装置)
110、410、510 センサーアレイ
120、420、520 AD変換部
130、430、530 行選択部
140、440、540 列選択部
150、450、550 タイミング制御部
467 画素比較処理部
460 画素比較部
470 ラインメモリー
501 撮像部
502 デジタル信号処理部(DSP部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 90 Electronic information apparatus 91 Imaging part 92 Memory part 93 Display means 94 Communication means 95 Image output means 100, 400, 500 CMOS image sensor (solid-state imaging device)
110, 410, 510 Sensor array 120, 420, 520 AD conversion unit 130, 430, 530 Row selection unit 140, 440, 540 Column selection unit 150, 450, 550 Timing control unit 467 Pixel comparison processing unit 460 Pixel comparison unit 470 lines Memory 501 Imaging unit 502 Digital signal processing unit (DSP unit)

Claims (17)

複数の画素を行列状に配列してなる画素アレイを有する固体撮像装置であって、
該画素アレイを構成する画素行を選択する行選択部と、
該画素アレイを構成する画素列を選択する列選択部と、
該行選択部および該列選択部を制御する制御部とを備え、
該制御部は、該画素アレイを構成する複数の画素をグループ分けして得られる複数の画素群から、各画素群毎に異なるタイミングで画素信号が読み出されるよう該行選択部および列選択部を制御する、固体撮像装置。
A solid-state imaging device having a pixel array in which a plurality of pixels are arranged in a matrix,
A row selection unit for selecting pixel rows constituting the pixel array;
A column selection unit for selecting pixel columns constituting the pixel array;
A control unit for controlling the row selection unit and the column selection unit,
The control unit includes the row selection unit and the column selection unit so that pixel signals are read out at different timings for each pixel group from a plurality of pixel groups obtained by grouping a plurality of pixels constituting the pixel array. A solid-state imaging device to be controlled.
請求項1に記載の固体撮像装置において、
前記複数の画素群は、前記画素アレイを構成する複数の画素を2つのグループに分割して得られる第1および第2の画素群であり、
該制御部は、奇数フレームで該第1の画素群の画素の画素信号が読み出され、偶数フレームで該第2の画素群の画素の画素信号が読み出されるよう、前記行選択部および前記列選択部を制御する、固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1,
The plurality of pixel groups are first and second pixel groups obtained by dividing a plurality of pixels constituting the pixel array into two groups,
The control unit reads the pixel signals of the pixels of the first pixel group in odd frames and reads the pixel signals of the pixels of the second pixel group in even frames. A solid-state imaging device that controls a selection unit.
請求項2に記載の固体撮像装置において、
前記第1の画素群は、隣接する2行2列の4つの画素を単位画素群として、前記画素アレイ内の画素を行方向および列方向に1単位画素群置きに選択して得られる画素群であり、
前記第2の画素群は、該画素アレイにおける、前記第1の画素群に含まれる単位画素群以外の単位画素群からなる画素群である、固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 2,
The first pixel group is a pixel group obtained by selecting four pixels in two adjacent rows and two columns as a unit pixel group, and selecting pixels in the pixel array every other unit pixel group in the row and column directions. And
The solid-state imaging device, wherein the second pixel group is a pixel group including unit pixel groups other than the unit pixel group included in the first pixel group in the pixel array.
請求項1に記載の固体撮像装置において、
前記複数の画素群は、前記画素アレイを構成する複数の画素を4つのグループに分割して得られる第1〜第4の画素群であり、
該制御部は、(4n−3)番目(nは整数)のフレームで該第1の画素群の画素の画素信号が読みだれ、(4n−2)番目のフレームで該第2の画素群の画素の画素信号が読みだれ、(4n−1)番目のフレームで該第3の画素群の画素の画素信号が読み出され、(4n)番目のフレームで該第4の画素群の画素の画素信号が読み出されるよう、前記行選択部および前記列選択部を制御する、固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1,
The plurality of pixel groups are first to fourth pixel groups obtained by dividing a plurality of pixels constituting the pixel array into four groups,
The control unit reads the pixel signal of the pixel of the first pixel group in the (4n-3) th frame (n is an integer), and the second pixel group in the (4n-2) th frame. The pixel signal of the pixel is read, the pixel signal of the pixel of the third pixel group is read in the (4n-1) th frame, and the pixel of the pixel of the fourth pixel group is read in the (4n) frame. A solid-state imaging device that controls the row selection unit and the column selection unit so that signals are read out.
請求項4に記載の固体撮像装置において、
前記第1の画素群は、前記画素アレイにおける隣接する2行2列の4つの画素を単位画素群として、前記画素アレイにおける奇数行および奇数列の単位画素群を選択して得られる画素群であり、
前記第2の画素群は、前記画素アレイにおける奇数行および偶数列の単位画素群を選択して得られる画素群であり、
前記第3の画素群は、前記画素アレイにおける偶数行および偶数列の単位画素群を選択して得られる画素群であり、
前記第4の画素群は、前記画素アレイにおける偶数行および奇数列の単位画素群を選択して得られる画素群である、固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 4,
The first pixel group is a pixel group obtained by selecting unit pixels of odd rows and odd columns in the pixel array using four pixels of adjacent 2 rows and 2 columns in the pixel array as unit pixel groups. Yes,
The second pixel group is a pixel group obtained by selecting unit pixel groups of odd rows and even columns in the pixel array,
The third pixel group is a pixel group obtained by selecting unit pixel groups of even rows and even columns in the pixel array,
The solid-state imaging device, wherein the fourth pixel group is a pixel group obtained by selecting unit pixel groups in even rows and odd columns in the pixel array.
請求項1に記載の固体撮像装置において、
前記制御部は、前記複数の画素群のうちの異なる画素群で露光時間が異なるよう、前記行選択部および前記列選択部を制御する、固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1,
The control unit is a solid-state imaging device that controls the row selection unit and the column selection unit so that exposure times are different in different pixel groups of the plurality of pixel groups.
請求項6に記載の固体撮像装置において、
前記画素は、
入射光を光電変換して信号電荷を生成する光電変換部と、
該光電変換部で生成された信号電荷を蓄積して、該信号電荷の蓄積量に応じた信号電圧を発生する電荷蓄積部と、
該電荷蓄積部に蓄積された信号電荷をリセットするリセットトランジスタと、
該電荷蓄積部で発生する信号電圧を増幅して前記画素信号として読み出す増幅トランジスタとを有し、
前記制御部は、
前記複数の画素群のうちの異なる画素群では、該画素群を構成する画素の電荷蓄積部に蓄積された信号電荷をリセットするリセットタイミングが異なり、かつ該画素群を構成する画素から画素信号を読み出す読み出しタイミングが同一になるよう、前記行選択部を制御する、固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 6,
The pixel is
A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts incident light to generate a signal charge;
A charge accumulator that accumulates signal charges generated by the photoelectric converter and generates a signal voltage corresponding to the amount of accumulated signal charges;
A reset transistor for resetting signal charges accumulated in the charge accumulation unit;
An amplification transistor that amplifies a signal voltage generated in the charge storage section and reads out the pixel signal;
The controller is
The different pixel groups of the plurality of pixel groups have different reset timings for resetting signal charges accumulated in the charge accumulation units of the pixels constituting the pixel group, and pixel signals from the pixels constituting the pixel group. A solid-state imaging device that controls the row selection unit so that read-out timings are the same.
請求項7に記載の固体撮像装置において、
前記画素信号として読み出されるアナログ画素信号をデジタル画素値に変換するAD変換部と、
前記複数の画素群のうちの異なる画素群を構成する単位画素群である、互いに近接した単位画素群からのデジタル画素信号を、異なる画素群の間で比較する画素比較処理部とを備えた、固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 7,
An AD converter that converts an analog pixel signal read out as the pixel signal into a digital pixel value;
A pixel comparison processing unit that compares digital pixel signals from unit pixel groups close to each other, which are unit pixel groups constituting different pixel groups of the plurality of pixel groups, between different pixel groups; Solid-state imaging device.
請求項8に記載の固体撮像装置において、
前記画素比較処理部は、前記互いに近接した複数の単位画素群の間で同色画素のデジタル画素値を比較する、固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 8,
The pixel comparison processing unit is a solid-state imaging device that compares digital pixel values of pixels of the same color between the plurality of unit pixel groups close to each other.
請求項9に記載の固体撮像装置において、
前記画素比較処理部は、前記デジタル画素値の比較結果に基づいて入射光量に適した最適デジタル画素値を判定し、該最適デジタル画素値を有する画素が属する画素群のデジタル画素値を、前記互いに近接した単位画素群の代表デジタル画素値として出力する、固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 9,
The pixel comparison processing unit determines an optimum digital pixel value suitable for an incident light amount based on a comparison result of the digital pixel values, and sets a digital pixel value of a pixel group to which pixels having the optimum digital pixel value belong to each other. A solid-state imaging device that outputs as representative digital pixel values of adjacent unit pixel groups.
請求項9に記載の固体撮像装置において、
前記画素比較処理部は、前記デジタル画素値の比較結果と入射光量とに基づいて、前記複数の画素群のうちの異なる画素群を構成する単位画素群である、互いに近接した単位画素群からのデジタル画素値に対する演算処理を行い、この演算処理により得られるデジタル画素値を、前記互いに近接した単位画素群の代表デジタル画素値として出力する、固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 9,
The pixel comparison processing unit is a unit pixel group that constitutes a different pixel group of the plurality of pixel groups based on the comparison result of the digital pixel value and the incident light amount, and from unit pixel groups close to each other. A solid-state imaging device that performs arithmetic processing on a digital pixel value and outputs a digital pixel value obtained by the arithmetic processing as a representative digital pixel value of the unit pixel group close to each other.
複数の画素を行列状に配列してなる画素アレイを有する固体撮像装置を駆動する方法であって、
該画素アレイを構成する複数の画素をグループ分けして得られる複数の画素群の画素を該画素群毎に独立したタイミングで駆動し、
各画素群毎に異なるタイミングで画素信号を読み出す、固体撮像装置の駆動方法。
A method of driving a solid-state imaging device having a pixel array in which a plurality of pixels are arranged in a matrix,
Driving pixels of a plurality of pixel groups obtained by grouping a plurality of pixels constituting the pixel array at independent timing for each pixel group;
A method for driving a solid-state imaging device, wherein pixel signals are read at different timings for each pixel group.
請求項12に記載の固体撮像装置の駆動方法において、
前記複数の画素群のうちの異なる画素群で露光時間が異なるよう該複数の画素群を駆動する、固体撮像装置の駆動方法。
The driving method of the solid-state imaging device according to claim 12,
A driving method of a solid-state imaging device, wherein the plurality of pixel groups are driven so that different pixel groups of the plurality of pixel groups have different exposure times.
請求項13に記載の固体撮像装置の駆動方法において、
前記画素を、
入射光を光電変換して信号電荷を生成する光電変換部と、
該光電変換部で生成された信号電荷を蓄積して、該信号電荷の蓄積量に応じた信号電圧を発生する電荷蓄積部と、
該電荷蓄積部に蓄積された信号電荷をリセットするリセットトランジスタと、
該電荷蓄積部で発生する信号電圧を増幅して前記画素信号として読み出す増幅トランジスタとを有するものとし、
前記複数の画素群のうちの異なる画素群では、該画素群を構成する画素の電荷蓄積部に蓄積された信号電荷をリセットするリセットタイミングが異なり、かつ該画素群を構成する画素から画素信号を読み出す読み出しタイミングが同一になるよう、該複数の画素群を駆動する、固体撮像装置の駆動方法。
The solid-state imaging device driving method according to claim 13,
The pixel,
A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts incident light to generate a signal charge;
A charge accumulator that accumulates signal charges generated by the photoelectric converter and generates a signal voltage corresponding to the amount of accumulated signal charges;
A reset transistor for resetting signal charges accumulated in the charge accumulation unit;
An amplification transistor that amplifies a signal voltage generated in the charge storage section and reads out the pixel signal;
The different pixel groups of the plurality of pixel groups have different reset timings for resetting signal charges accumulated in the charge accumulation units of the pixels constituting the pixel group, and pixel signals from the pixels constituting the pixel group. A method for driving a solid-state imaging device, wherein the plurality of pixel groups are driven so that read-out timings are the same.
請求項14に記載の固体撮像装置の駆動方法において、
前記画素信号として読み出されるアナログ画素信号をデジタル画素値に変換し、
前記複数の画素群のうちの異なる画素群を構成する単位画素群である、互いに近接した単位画素群からのデジタル画素信号を、異なる画素群の間で比較し、
前記デジタル画素値の比較結果に基づいて入射光量に適した最適デジタル画素値を判定し、
該最適デジタル画素値を有する画素が属する画素群のデジタル画素値を、前記互いに近接した単位画素群の代表デジタル画素値として出力する、固体撮像装置の駆動方法。
The driving method of the solid-state imaging device according to claim 14,
Converting an analog pixel signal read out as the pixel signal into a digital pixel value;
Digital pixel signals from unit pixel groups close to each other, which are unit pixel groups constituting different pixel groups of the plurality of pixel groups, are compared between different pixel groups,
Determine the optimal digital pixel value suitable for the incident light amount based on the comparison result of the digital pixel value,
A solid-state imaging device driving method, wherein a digital pixel value of a pixel group to which a pixel having the optimum digital pixel value belongs is output as a representative digital pixel value of the unit pixel group close to each other.
請求項14に記載の固体撮像装置の駆動方法において、
前記画素信号として読み出されるアナログ画素信号をデジタル画素値に変換し、
前記複数の画素群のうちの異なる画素群を構成する単位画素群である、互いに近接した単位画素群からのデジタル画素信号を、異なる画素群の間で比較し、
前記デジタル画素値の比較結果と入射光量とに基づいて、前記複数の画素群のうちの異なる画素群を構成する単位画素群である、互いに近接した単位画素群からのデジタル画素値に対する演算処理を行い、
この演算処理により得られるデジタル画素値を、前記互いに近接した単位画素群の代表デジタル画素値として出力する、固体撮像装置の駆動方法。
The driving method of the solid-state imaging device according to claim 14,
Converting an analog pixel signal read out as the pixel signal into a digital pixel value;
Digital pixel signals from unit pixel groups close to each other, which are unit pixel groups constituting different pixel groups of the plurality of pixel groups, are compared between different pixel groups,
Based on the comparison result of the digital pixel values and the amount of incident light, arithmetic processing is performed on digital pixel values from unit pixel groups that are adjacent to each other, which are unit pixel groups that constitute different pixel groups of the plurality of pixel groups. Done
A method for driving a solid-state imaging device, wherein a digital pixel value obtained by this arithmetic processing is output as a representative digital pixel value of the unit pixel group close to each other.
被写体の撮像を行う撮像部を備えた電子情報機器であって、
該撮像部は、請求項1に記載の固体撮像装置である電子情報機器。
An electronic information device having an imaging unit for imaging a subject,
The electronic imaging device is the solid-state imaging device according to claim 1.
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