JP2018074183A - 固体撮像素子、撮像装置、固体撮像素子の制御方法、プログラム、および、記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1を参照して、本実施形態における撮像システム(デジタルカメラなどの撮像装置)について説明する。図1は、本実施形態における撮像システム100のブロック図である。
次に、図2を参照して、本発明の実施例1における撮像素子105a(固体撮像素子)の回路について説明する。図2は、撮像素子105aの等価回路図である。本実施例の撮像素子105aは、列ごとに配置された複数のAD変換部の前段に、色ごとに3画素の画素信号の水平加算平均を行う回路(加算平均回路)を設けている。このような構成により、動画撮影において動画フォーマットに合わせて低画素化する際に、水平加算平均を行うことができる。
次に、図3を参照して、単位画素201の回路について説明する。単位画素201は、1つのマイクロレンズML(不図示)、1つのフォトダイオード(PD)、1つのフローティングディフージョン(FD)、および、4つのトランジスタを備えて構成される。
次に、低画素化を行うことなく、すなわち各列の画素信号を水平加算することなく、各列の画素信号を読み出す際の駆動方法(固体撮像素子の制御方法)について説明する。この駆動方法は、例えば、より解像度が高く、フレームレートが低速でも構わない静止画撮影の際などに用いられる。
次に、一例として同色信号に対して3列の水平加算平均を行うことにより低画素化を行って、各列の画素信号を読み出す際の駆動方法(固体撮像素子の制御方法)について説明する。この駆動方法は、例えば、高速フレームレートを必要とする代わりに低画素化しても構わない動画撮影の際に用いられる。前述のように、本実施例の撮像素子105aには、AD変換回路(比較器211およびラッチ回路214)の前段において、同色3列の加算平均を行う回路(加算平均回路207)が設けられている。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
200 画素部
201 単位画素
207、217 加算平均回路(信号生成部)
211 比較器(AD変換部)
214 ラッチ回路(AD変換部)
215 デジタル加算回路(デジタル信号処理部)
Claims (18)
- 所定の方向に配置された複数の単位画素を含む画素部と、
前記複数の単位画素から出力される複数のアナログ信号に基づいて、該複数の単位画素に関する共通信号を生成する信号生成部と、
前記複数の単位画素のそれぞれに対応して設けられ、前記共通信号を該複数の単位画素のそれぞれに対応する複数のデジタル信号へ変換する複数のAD変換部と、
前記複数のデジタル信号の加算処理または加算平均処理を行うデジタル信号処理部と、を有することを特徴とする固体撮像素子。 - 前記信号生成部は、前記複数のアナログ信号の加算平均処理を行って前記共通信号を出力する加算平均回路であることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。
- 前記加算平均回路から出力された前記共通信号を前記複数のAD変換部へ伝達するための接続スイッチを有することを特徴とする請求項2に記載の固体撮像素子。
- 前記加算平均回路から出力された前記共通信号を増幅する増幅器を更に有し、
前記接続スイッチは、前記増幅器により増幅された前記共通信号を前記複数のAD変換部を伝達することを特徴とする請求項3に記載の固体撮像素子。 - 前記信号生成部は、前記複数の単位画素のそれぞれに対応する前記複数の加算平均回路を有することを特徴とする請求項2に記載の固体撮像素子。
- 前記複数の加算平均回路から出力された前記共通信号を増幅する複数の増幅器を更に有し、
前記複数のAD変換部は、前記複数の増幅器により増幅された前記共通信号を前記複数のデジタル信号へ変換することを特徴とする請求項5に記載の固体撮像素子。 - 前記複数の増幅器の少なくとも一つの増幅率に応じて、前記デジタル信号処理部が前記加算処理または前記加算平均処理を行うか否かを決定する決定部を更に有することを特徴とする請求項6に記載の固体撮像素子。
- 前記決定部は、
前記増幅率が所定の増幅率よりも小さい場合、前記デジタル信号処理部が前記加算処理または前記加算平均処理を行うと決定し、
前記増幅率が前記所定の増幅率よりも大きい場合、前記デジタル信号処理部が前記加算処理または前記加算平均処理を行わないと決定することを特徴とする請求項7に記載の固体撮像素子。 - 第1のモードまたは第2のモードに設定可能な切替スイッチを更に有し、
前記第1のモードにおいて、前記信号生成部は前記共通信号を生成し、前記デジタル信号処理部は前記加算処理または前記加算平均処理を行い、
前記第2のモードにおいて、前記信号生成部は前記共通信号を生成せず、前記デジタル信号処理部は前記加算処理または前記加算平均処理を行わないことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の固体撮像素子。 - 前記第1のモードは、前記画素部の全ての単位画素のうち、前記所定の方向において所定の周期で間引くように選択された前記複数の単位画素から画素信号を読み出すモードであり、
前記第2のモードは、前記画素部の全ての単位画素から画素信号を読み出すモードであることを特徴とする請求項9に記載の固体撮像素子。 - 前記第1のモードおよび前記第2のモードは、前記画素部の全ての単位画素のうち、前記所定の方向において所定の周期で間引くように選択された前記複数の単位画素から画素信号を読み出すモードであることを特徴とする請求項9に記載の固体撮像素子。
- 前記複数のAD変換部に共通に供給される参照信号を生成する参照信号生成部を更に有し、
前記複数のAD変換部は、前記参照信号を用いて並列に前記共通信号を前記複数のデジタル信号へ変換することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の固体撮像素子。 - 前記複数のAD変換部はそれぞれ、
前記参照信号と前記共通信号とを比較する比較器と、
前記比較器から所定の信号(反転信号)が入力されたタイミングに対応するカウント値を保持するラッチ回路と、を有することを特徴とする請求項12に記載の固体撮像素子。 - 前記画素部は、前記所定の方向に配置された前記複数の単位画素を含む画素列を構成し、
前記画素列は、前記所定の方向と垂直な方向に複数配置されていることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の固体撮像素子。 - 請求項1乃至14のいずれか1項に記載の固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を制御する制御部と、を有することを特徴とする撮像装置。 - 所定の方向に配置された複数の単位画素から出力される複数のアナログ信号に基づいて、該複数の単位画素に関する共通信号を生成するステップと、
前記複数の単位画素のそれぞれに対応して設けられた複数のAD変換部を用いて、前記共通信号を該複数の単位画素のそれぞれに対応する複数のデジタル信号へ変換するステップと、
前記複数のデジタル信号の加算処理または加算平均処理を行うステップと、を有することを特徴とする固体撮像素子の制御方法。 - 所定の方向に配置された複数の単位画素から出力される複数のアナログ信号に基づいて、該複数の単位画素に関する共通信号を生成するステップと、
前記複数の単位画素のそれぞれに対応して設けられた複数のAD変換部を用いて、前記共通信号を該複数の単位画素のそれぞれに対応する複数のデジタル信号へ変換するステップと、
前記複数のデジタル信号の加算処理または加算平均処理を行うステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 - 請求項17に記載のプログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体。
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