JP5210188B2 - Imaging apparatus, control method thereof, and program - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置の構成要素である撮像素子における出力信号の読み出し技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for reading out an output signal in an image sensor that is a component of an imaging apparatus.
従来、固体メモリ素子を有するメモリカードを記録媒体として、CCD、CMOSセンサ等の固体撮像素子で撮像した静止画像や動画像を記録及び再生する電子カメラ等の撮像装置は多く存在する。 2. Description of the Related Art Conventionally, there are many imaging devices such as electronic cameras that record and reproduce still images and moving images captured by a solid-state imaging device such as a CCD or CMOS sensor using a memory card having a solid-state memory device as a recording medium.
これらの撮像装置では、近年撮像素子の多画素化が進み、静止画の読み出し画素数が増加するとともに、動画記録等においては、HD動画等の、多画素の信号を高速のフレームレートで読み出すモードの搭載が求められている。このことから、撮像素子からの信号の読み出しのスピードアップが要求されている。 In these image pickup devices, the number of pixels of image pickup devices has increased in recent years, and the number of read-out pixels of still images has increased. In moving image recording, etc., a mode of reading a multi-pixel signal such as HD moving images at a high frame rate. Is required. For this reason, it is required to speed up reading of signals from the image sensor.
高速読み出しの方法としては、これまでは、信号出力線を増やす方法や、読み出し周波数を上げる方法で対応してきた。しかし、信号出力線を増やすには、撮像素子の出力端子や出力信号の信号処理回路なども、その分増加させなければならず、撮像装置の規模や製造コストが増加してしまうという問題がある。一方読み出し周波数を上げると、信号読み出しの精度低下や、後段の信号処理回路の処理能力等により制限がある。かつ、信号出力線の増加や読み出し周波数の増加で時間短縮できるのは、信号読み出しの期間であり、静止画の撮影駒速や動画のフレームレートを向上させるには、水平ブランキング期間も短縮させる必要がある。よって、信号読み出し期間の短縮に伴い、水平ブランキング期間の短縮が重要になってきている。 Up to now, high-speed reading methods have been supported by increasing the number of signal output lines and increasing the reading frequency. However, in order to increase the number of signal output lines, it is necessary to increase the output terminals of the image sensor and the signal processing circuit of the output signal, and there is a problem that the scale and manufacturing cost of the image pickup apparatus increase. . On the other hand, when the readout frequency is increased, there are limitations due to a decrease in the accuracy of signal readout and the processing capability of the signal processing circuit at the subsequent stage. In addition, the signal readout period can be shortened by increasing the signal output line and increasing the readout frequency, and the horizontal blanking period can also be shortened in order to improve the still picture frame speed and the frame rate of the video. There is a need. Therefore, with the shortening of the signal reading period, it is important to shorten the horizontal blanking period.
この点に対する対策として、例えば特許文献1においては、一本の信号転送線に接続された複数の画素信号を読み出す固体撮像装置において、画素信号蓄積部を複数有し、ある画素から画素信号蓄積部への転送と、既に別の画素信号蓄積部に蓄積されている信号の出力を同時に行うことが提案されている。
As a countermeasure against this point, for example, in
上記のような構成の撮像装置においては、ある行の画素から電荷蓄積部に読み出した信号を水平転送部で読み出すのと同時に、次の行の画素から電荷蓄積部への信号電荷転送を行うことが可能となる。そのため、各行毎に水平ブランキング期間と水平転送期間を順次行う従来の信号読み出し方法と比べて、読み出し時間を短縮することが可能となる。
しかしながら、このような従来の電子カメラ等の固体撮像装置における、水平ブランキング期間を吸収する読み出し方法おいては、以下のような問題があった、
即ち、上記従来の技術のように複数の蓄積部を並列に配置し、各行読み出し毎に交互に蓄積部を切り換える構成においては、使用する蓄積部によって出力が異ならないように、複数の蓄積部を全て同じ構成となるように設計しなくてはならない。よってチップレイアウト設計に制約がかかり、チップサイズの増大などの問題が発生していた。
However, in such a conventional solid-state imaging device such as an electronic camera, the reading method that absorbs the horizontal blanking period has the following problems.
That is, in the configuration in which a plurality of storage units are arranged in parallel as in the conventional technique and the storage units are alternately switched for each row reading, the plurality of storage units are arranged so that the output does not differ depending on the storage unit used. All must be designed to have the same configuration. Therefore, the chip layout design is restricted, and problems such as an increase in chip size have occurred.
上記のような問題を回避する方法としては、上記の複数の蓄積部を直列に配置し、段階的に信号転送を行う構成が考えられる。しかしながら、このような構成にすると、信号の転送回数が増えるため、読み出し時間が増加してしまうという別の問題があった。かつ、全ての列の信号転送を同時に行うと、信号転送に伴う電源変動等によるノイズなどが増大してしまい、出力画像を劣化させてしまうという問題があった。 As a method for avoiding the above-described problem, a configuration in which the plurality of storage units are arranged in series and signal transfer is performed in stages can be considered. However, with such a configuration, there is another problem that the readout time increases because the number of signal transfers increases. In addition, if signal transfer of all the columns is performed simultaneously, there is a problem that noise due to power fluctuation and the like accompanying signal transfer increases and the output image is degraded.
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、出力する画像信号を劣化させることなく、高速で読み出し可能な撮像装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an imaging device that can be read at high speed without deteriorating an output image signal.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる撮像装置は、2次元状に配置された複数の画素から読み出された画像信号を保持するところの、前記複数の画素の各列ごとに設けられた複数の蓄積部を有する第1の蓄積手段と、前記第1の蓄積手段から転送される画像信号を保持するところの、前記複数の画素の各列ごとに設けられた複数の蓄積部を有する第2の蓄積手段と、前記第2の蓄積手段に保持された画像信号を出力する出力手段と、前記第2の蓄積手段を複数のブロックに分割し、前記第1の蓄積手段から前記第2の蓄積手段への画像信号の転送を、前記複数のブロックごとに異なるタイミングで行うように、前記第1の蓄積手段と前記第2の蓄積手段とを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an imaging apparatus according to the present invention holds image signals read from a plurality of pixels arranged in a two-dimensional shape. A first storage unit having a plurality of storage units provided for each column and an image signal transferred from the first storage unit are provided for each column of the plurality of pixels. A second storage unit having a plurality of storage units; an output unit for outputting an image signal held in the second storage unit; and the second storage unit is divided into a plurality of blocks, and the first storage unit Control means for controlling the first storage means and the second storage means so as to transfer image signals from the storage means to the second storage means at different timings for each of the plurality of blocks; It is characterized by providing.
また、本発明に係わる撮像装置の制御方法は、2次元状に配置された複数の画素から読み出された画像信号を保持するところの、前記複数の画素の各列ごとに設けられた複数の蓄積部を有する第1の蓄積手段と、前記第1の蓄積手段から転送される画像信号を保持するところの、前記複数の画素の各列ごとに設けられた複数の蓄積部を有する第2の蓄積手段と、前記第2の蓄積手段に保持された画像信号を出力する出力手段と、を備える撮像装置を制御する方法であって、前記第2の蓄積手段を複数のブロックに分割し、前記第1の蓄積手段から前記第2の蓄積手段への画像信号の転送を、前記複数のブロックごとに異なるタイミングで行うように、前記第1の蓄積手段と前記第2の蓄積手段とを制御する制御工程を備えることを特徴とする。 Further, the control method of the image pickup apparatus according to the present invention holds a plurality of pixels provided for each column of the plurality of pixels, which holds image signals read from the plurality of pixels arranged two-dimensionally. A first accumulator having an accumulator, and a second accumulator provided for each column of the plural pixels for holding an image signal transferred from the first accumulator. A method for controlling an imaging apparatus comprising storage means and output means for outputting an image signal held in the second storage means, the second storage means being divided into a plurality of blocks, The first storage unit and the second storage unit are controlled so that image signals are transferred from the first storage unit to the second storage unit at different timings for each of the plurality of blocks. A control process is provided.
本発明によれば、出力する画像信号を劣化させることなく、高速で読み出し可能な撮像装置を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the imaging device which can be read at high speed, without degrading the image signal to output.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係わる撮像装置の構成を示すブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1において、101はレンズおよび絞りからなる光学系、102はメカニカルシャッタ(メカシャッタと図示する)、103は入射光を電気信号に変換する画素が2次元状に配置されている撮像素子である。104は撮像素子103から出力される画像信号に対してアナログ信号処理を行うアナログ信号処理回路である。105はアナログ信号処理回路104の内部において相関二重サンプリングを行うCDS回路、106はアナログ信号処理回路104の内部においてアナログ信号を増幅させる信号増幅器である。107はアナログ信号処理回路104の内部において水平OBクランプを行うクランプ回路、108はアナログ信号処理回路104の内部においてアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器である。110は撮像素子103およびアナログ信号処理回路104を動作させる信号を発生するタイミング信号発生回路、111は光学系101、メカニカルシャッタ102の駆動回路である。112は撮影した画像データに必要なデジタル信号処理を行うデジタル信号処理回路、113は信号処理された画像データを記憶する画像メモリである。114は撮像装置から取り外し可能な画像記録媒体(記録媒体と図示する)、115は信号処理された画像データを画像記録媒体114に記録する記録回路である。116は信号処理された画像データを表示する画像表示装置、117は画像表示装置116に画像を表示する表示回路である。118は撮像装置全体を制御するシステム制御部である。119はシステム制御部118で実行される制御方法を記載したプログラム、プログラムを実行する際に使用されるパラメータやテーブル等の制御データ、および、キズアドレス等の補正データを記憶しておく不揮発性メモリ(ROM)である。120は不揮発性メモリ119に記憶されたプログラム、制御データおよび補正データを転送して記憶しておき、システム制御部118が撮像装置を制御する際に使用する揮発性メモリ(RAM)である。
In FIG. 1, 101 is an optical system composed of a lens and a diaphragm, 102 is a mechanical shutter (shown as a mechanical shutter), and 103 is an image sensor in which pixels for converting incident light into an electrical signal are two-dimensionally arranged. An analog
また、121は撮像素子103あるいはその周辺回路の温度を検出する温度検出回路、122は撮像素子103の蓄積時間を設定する蓄積時間設定部である。123はISO感度設定などの撮影条件設定や、静止画撮影と動画撮影の切り替えなどを行う、撮影モード設定部である。
以下、上述のように構成された撮像装置を用いた撮影動作について説明する。 Hereinafter, a photographing operation using the imaging apparatus configured as described above will be described.
撮影動作に先立ち、撮像装置の電源投入時等のシステム制御部118の動作開始時において、不揮発性メモリ119から必要なプログラム、制御データおよび補正データを揮発性メモリ120に転送して記憶しておくものとする。また、これらのプログラムやデータは、システム制御部118が撮像装置を制御する際に使用するとともに、必要に応じて、追加のプログラムやデータを不揮発性メモリ119から揮発性メモリ120に転送したりするものとする。また、システム制御部118が直接不揮発性メモリ119内のデータを読み出して使用したりするものとする。
Prior to the shooting operation, necessary programs, control data, and correction data are transferred from the
まず、光学系101は、システム制御部118からの制御信号により、絞りとレンズを駆動して、適切な明るさに設定された被写体像を撮像素子103上に結像させる。次に、メカニカルシャッタ102は、静止画像撮影時においては、システム制御部118からの制御信号により、必要な露光時間となるように撮像素子103の動作に合わせて撮像素子103を遮光するように駆動される。この時、撮像素子103が電子シャッタ機能を有する場合は、メカニカルシャッタ102と併用して、必要な露光時間を確保してもよい。またメカニカルシャッタ102は、動画像撮影時においては、システム制御部118からの制御信号により、撮影中は常に撮像素子103が露光されているように、開放状態で維持される。撮像素子103は、システム制御部118により制御されるタイミング信号発生回路110が発生する動作パルスをもとにした駆動パルスで駆動され、被写体像を光電変換により電気信号に変換してアナログ画像信号として出力する。撮像素子103から出力されたアナログの画像信号は、システム制御部118により制御されるタイミング信号発生回路110が発生する動作パルスにより、CDS回路105でクロック同期性ノイズを除去される。また、信号増幅器106で入射光量に応じて設定された増幅率のゲインをかけ、クランプ回路107で水平OB領域の信号出力を基準電圧としてクランプし、A/D変換器108でデジタル画像信号に変換される。
First, the
次に、システム制御部118により制御されるデジタル信号処理回路112において、デジタル画像信号中の各種キズ検出処理及びキズ補正処理を行う。また、デジタル画像信号に対して、色変換、ホワイトバランス、ガンマ補正等の画像処理、解像度変換処理、画像圧縮処理等も行う。画像メモリ113は、信号処理中のデジタル画像信号を一時的に記憶したり、信号処理されたデジタル画像信号である画像データを記憶したりするために用いられる。デジタル信号処理回路112で信号処理された画像データや画像メモリ113に記憶されている画像データは、記録回路115において画像記録媒体114に適したデータ(例えば階層構造を持つファイルシステムデータ)に変換されて画像記録媒体114に記録される。また、デジタル信号処理回路112で解像度変換処理を実施された後、表示回路117において画像表示装置118に適した信号(例えばNTSC方式のアナログ信号等)に変換されて画像表示装置118に表示されたりする。
Next, in the digital
ここで、デジタル信号処理回路112においては、システム制御部118からの制御信号により信号処理をせずにデジタル画像信号をそのまま画像データとして、画像メモリ113や記録回路115に出力してもよい。また、デジタル信号処理回路112は、システム制御部118から要求があった場合に、信号処理の過程で生じたデジタル画像信号や画像データの情報をシステム制御部118に出力する。画像データの情報とは、例えば、画像の空間周波数、指定領域の平均値、圧縮画像のデータ量等の情報、あるいは、それらから抽出された情報等である。さらに、記録回路115は、システム制御部118から要求があった場合に、画像記録媒体114の種類や空き容量等の情報をシステム制御部118に出力する。
Here, the digital
次に、画像記録媒体114に画像データが記録されている場合の再生動作について説明する。
Next, a reproduction operation when image data is recorded on the
システム制御部118からの制御信号により記録回路115は、画像記録媒体114から画像データを読み出す。また、システム制御部118からの制御信号によりデジタル信号処理回路112は、画像データが圧縮画像であった場合には、画像伸長処理を行い、画像メモリ113に記憶する。画像メモリ113に記憶されている画像データは、デジタル信号処理回路112で解像度変換処理を実施された後、表示回路117において画像表示装置116に適した信号に変換されて画像表示装置116に表示される。
The
次に図2〜図5を用いて、本発明の第1の実施形態に係わる撮像装置の信号読み出し方法について詳細に説明する。 Next, the signal readout method of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図2は本発明の第1の実施形態に係わるCMOS撮像素子の読み出し部を説明する概念図である。 FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating the readout unit of the CMOS image sensor according to the first embodiment of the present invention.
図2において、第1の実施形態に係わるCMOS撮像素子の読み出し部は、入射光に応じて発生した電荷を蓄積して信号を出力する複数の画素301(A11〜B28)と、画素信号を読み出すための画素制御手段である垂直走査回路VSRを備える。また、画素信号を読み出す垂直出力線と、垂直出力線に接続され画素信号を蓄積する第1の蓄積部323と、水平方向に複数ブロックに分割され、第1の蓄積部323から転送される信号を蓄積する第2の蓄積部328を備える。さらに、第2の蓄積部328に蓄積された信号を出力部へと転送する水平転送部339と、第2の蓄積部328から水平転送部339へ信号を読み出すための水平走査回路HSRも備える。
In FIG. 2, the readout unit of the CMOS image sensor according to the first embodiment reads out pixel signals from a plurality of pixels 301 (A11 to B28) that accumulate signals generated according to incident light and output signals. A vertical scanning circuit VSR which is a pixel control means for the above. In addition, a vertical output line for reading out the pixel signal, a
図3は本発明の第1の実施形態に係わるCMOS撮像素子の構成を説明する回路図である。 FIG. 3 is a circuit diagram illustrating the configuration of the CMOS image sensor according to the first embodiment of the present invention.
図3において、各単位画素301は、光電変換素子であるフォトダイオード302と、フォトダイオード302の光電変換によって生成された電荷を転送パルスPTXによって転送する転送スイッチ303を備える。また、転送スイッチ303によって転送された電荷を蓄積する浮遊拡散層(フローティングディフュージョン)FD307と、画素アンプ306のゲートと接続された浮遊拡散層FD307をリセットパルスPRESによって電位SVDDのレベルにリセットするリセットスイッチ304を備える。さらに、浮遊拡散層FD307に蓄積された電荷をソースフォロワとして増幅する画素アンプ306と、垂直走査回路VSRにより選択される行画素を選択パルスPSELにより選択する行選択スイッチ305も備える。
In FIG. 3, each
行選択スイッチ305によって選択された行画素の電荷は、負荷電流源321に接続されたソースフォロワにより垂直出力線322に出力され、第1の蓄積部323に転送される。
The charge of the row pixel selected by the
第1の蓄積部323は、浮遊拡散層FD307に蓄積されたノイズ成分の電荷を転送パルスPTN1によって転送する転送スイッチ324と、転送スイッチ324によって転送されたノイズ成分の電荷を蓄積する転送容量CTN1(326)を備える。また、浮遊拡散層FD307に蓄積された信号+ノイズ成分の電荷を転送パルスPTS1によって転送する転送スイッチ325と、転送スイッチ325によって転送された信号+ノイズ成分の電荷を蓄積する転送容量CTS1(327)を備える。
The
また、第1の蓄積部323と接続される第2の蓄積部328は、バッファアンプを構成するMOSトランジスタ329,330及び負荷電流源331,332を備える。また、転送容量CTN1(326)に蓄積されたノイズ成分の電荷を転送パルスPTN2によって転送する転送スイッチ333と、転送スイッチ333によって転送されたノイズ成分の電荷を蓄積する転送容量CTN2(335)を備える。また、転送容量CTN2(335)をリセットパルスPCTRによってGNDレベルにリセットするリセットスイッチ337を備える。また、転送容量CTS1(327)に蓄積された信号+ノイズ成分の電荷を転送パルスPTS2によって転送する転送スイッチ334と、転送スイッチ334によって転送された信号+ノイズ成分の電荷を蓄積する転送容量CTS2(336)を備える。さらに、転送容量CTS2(336)をリセットパルスPCTRによってGNDレベルにリセットするリセットスイッチ338も備える。
The
なお、第2の蓄積部328は水平方向に複数のブロックに分割されていることは上述したが、本実施形態においては、これらの各ブロックはそれぞれ異なる転送パルスPTN2x,PTS2xによって制御される。即ち、転送容量CTN2(335)及びCTS2(336)への信号電荷の転送は、各々のブロックで異なるタイミングで行うことが可能な構成としている。
As described above, the
また、第2の蓄積部328と接続される水平転送部339は、転送容量CTN2(335)に蓄積されたノイズ成分の電荷を不図示の水平走査回路HSRからの制御パルスPHNによって転送する転送スイッチ340を備える。また、転送スイッチ340によって転送されたノイズ成分の電荷を蓄積する転送容量CHN342を備える。また、転送容量CTS2(336)に蓄積された信号+ノイズ成分の電荷を不図示の水平走査回路HSRからの制御パルスPHSによって転送する転送スイッチ341を備える。また、転送スイッチ341によって転送された信号+ノイズ成分の電荷を蓄積する転送容量CHS343を備える。
The
また、転送容量CHN342,CHS343は、両者の差分を画像信号として出力する差動増幅器344と接続されている。差動増幅器344は、容量CHN342,CHS343に蓄積されたノイズ成分と光信号+ノイズ成分を入力することによって、(光信号+ノイズ成分)−ノイズ成分、すなわち光信号を出力する。
The transfer capacities CHN342 and CHS343 are connected to a
図4は本実施形態に係わる撮像装置における読み出し時の駆動タイミングを示すタイミングチャートである。 FIG. 4 is a timing chart showing drive timing at the time of reading in the imaging apparatus according to the present embodiment.
まず、1水平走査期間の開始を示す信号HDの立下りに伴い、画素A11〜A18の画素における信号電荷の転送を開始する。まず、不図示の回路により垂直出力線322は定電位にリセットされる。その後、PRES信号でMOSトランジスタ304がONされることにより、MOSトランジスタ306のゲートに設けられたフローティングの容量307に蓄積された電荷が定電位SVDDになるようにリセットされる。続いてPRES信号をハイレベルとしMOSトランジスタ304をOFFとした後、PSEL信号をハイレベルにすることで、MOSトランジスタ305と負荷電流源321で構成されたソースフォロワ回路が動作状態になる。そして、垂直出力線322上にMOSトランジスタ306のフローティングゲートリセット電位に応じたノイズ出力がなされる。このPSELがハイレベルの期間にPTN1信号をハイレベルにすることで、ノイズ成分を蓄積する蓄積容量CTN1(326)が垂直出力線322と接続され、この蓄積容量CTN1(326)はノイズ成分の信号を保持するようになる。
First, in accordance with the fall of the signal HD indicating the start of one horizontal scanning period, the transfer of signal charges in the pixels A11 to A18 is started. First, the
続いて行われるのは、光電変換素子302で発生した光電荷とノイズ成分の混合信号の蓄積である。まず垂直出力線322は、不図示の回路により、定電位にリセットされる。そののちPTX信号がハイレベルにされ、光電変換素子302に蓄積された光電荷が転送MOSトランジスタ303のONにより、MOSトランジスタ306のフローティングゲートに転送される。その際、PSEL信号はハイレベルのままであるために、ソースフォロワ回路が動作状態となり、垂直出力線322上にMOSトランジスタ306のフローティングゲートの電位に応じた「光信号+ノイズ信号」の出力がなされる。このPTX信号がハイレベルの期間に、今回はPTS1信号をハイレベルにすることで、「光電荷成分+ノイズ成分」を蓄積する蓄積容量CTS1(327)が垂直出力線322と接続される。そして、この蓄積容量CTS1(327)は光電荷成分+ノイズ成分の信号を保持するようになる。
Subsequently, accumulation of the mixed signal of the photoelectric charge and noise component generated in the
上述のように、1行分のノイズ成分と、フォトダイオードで発生した光信号+ノイズ成分が、それぞれ蓄積容量CTN1(326)、CTS1(327)に蓄積される。以上の単位画素301で発生する信号電荷を第1の蓄積部323へと転送する期間を転送期間HBLK1と呼ぶこととする。
As described above, the noise component for one row and the optical signal + noise component generated by the photodiode are accumulated in the storage capacitors CTN1 (326) and CTS1 (327), respectively. A period for transferring the signal charges generated in the
次に、蓄積容量CTN1(326),CTS1(327)に蓄積された信号電荷を第2の蓄積部328へと転送する。この転送期間を転送期間HBLK2と呼ぶこととする。ここで、転送期間HBLK2は、水平方向に分割された4つのブロック毎にそれぞれ異なるタイミングで転送を行う。
Next, the signal charges stored in the storage capacitors CTN1 (326) and CTS1 (327) are transferred to the
まず、画素A11及びA12からの信号電荷を、転送期間HBLK2_(1)に、第2の蓄積部(1)へ転送する。はじめに、信号PCTR_1でMOSトランジスタ337,338がONされることにより、転送容量CTN2(335)及びCTS2(336)がリセットされる。その後PTN2_1信号とPTS2_1信号によってMOSトランジスタ333,334がONされることにより、蓄積容量CTN1(326),CTS1(327)に蓄積された信号電荷は、MOSトランジスタ329,330及び負荷電流源331,332で構成されるバッファアンプを介して、それぞれ蓄積容量CTN2(335),CTS2(336)に転送される。
First, signal charges from the pixels A11 and A12 are transferred to the second accumulation unit (1) in the transfer period HBLK2_ (1). First, the
同様にして、画素A13及びA14からの信号電荷が、転送期間HBLK2_(2)に第2の蓄積部(2)に転送され、画素A15及びA16からの信号電荷が、転送期間HBLK2_(3)に第2の蓄積部(3)に転送される。また、画素A17及びA18からの信号電荷が、転送期間HBLK2_(4)に第2の蓄積部(4)に転送される。 Similarly, signal charges from the pixels A13 and A14 are transferred to the second accumulation unit (2) in the transfer period HBLK2_ (2), and signal charges from the pixels A15 and A16 are transferred in the transfer period HBLK2_ (3). It is transferred to the second storage unit (3). In addition, signal charges from the pixels A17 and A18 are transferred to the second accumulation unit (4) in the transfer period HBLK2_ (4).
一方、蓄積容量CTN2(335),CTS2(336)に蓄積された信号電荷は、水平シフトレジスタHSRにより制御される制御パルスPHから生成される転送パルスPHN,PHSによってMOSトランジスタ340,341がONされることによって、それぞれ容量CHN342,CHS343に転送される。
On the other hand, the signal charges stored in the storage capacitors CTN2 (335) and CTS2 (336) are turned on by the
以上の、第2の蓄積部に蓄積された信号電荷を水平転送部へと転送し出力する期間を転送期間HSRと呼ぶこととする。 The period during which the signal charges accumulated in the second accumulation unit are transferred to the horizontal transfer unit and output is referred to as a transfer period HSR.
ここで、第2の蓄積部(1)から水平転送部への信号電荷転送は、転送期間HBLK2_(1)が終了した時点で開始することが可能となるので、転送期間HSRの開始時刻は、転送期間HBLK2_(2)の開始時刻と同時にすることが可能である。 Here, since the signal charge transfer from the second accumulation unit (1) to the horizontal transfer unit can be started at the end of the transfer period HBLK2_ (1), the start time of the transfer period HSR is: It is possible to make it coincide with the start time of the transfer period HBLK2_ (2).
上記の、画素A11〜A18からなる行の転送期間HBLK2_(4)の終了と同時に、画素B11〜B18で構成される、次の行の読み出しが開始される。この場合も、読み出しタイミングの構成は、上で説明した画素A11〜A18からなる行の読み出しタイミングと同様である。この際、画素B11〜B18の転送期間HBLK1と画素A11〜A18の転送期間HSRが同時に行われることになる。しかし、転送期間HBLK1は、画素301から第1の蓄積部323への転送期間であり、転送期間HSRは、第2の蓄積部328から水平転送部339への転送期間であるため、両者が同時に行われても問題はない。
Simultaneously with the end of the transfer period HBLK2_ (4) of the row composed of the pixels A11 to A18, reading of the next row composed of the pixels B11 to B18 is started. Also in this case, the configuration of the readout timing is the same as the readout timing of the row composed of the pixels A11 to A18 described above. At this time, the transfer period HBLK1 of the pixels B11 to B18 and the transfer period HSR of the pixels A11 to A18 are performed simultaneously. However, since the transfer period HBLK1 is a transfer period from the
同様にして、画素A21〜A28からなる行と画素B21〜B28からなる行の信号の読み出しが順に行われ、1フレームの読み出しを完了する。 Similarly, readout of signals from the rows composed of the pixels A21 to A28 and the rows composed of the pixels B21 to B28 is sequentially performed, and the readout of one frame is completed.
図5は本発明の第1の実施形態に係る撮像装置における読み出しタイミングを簡略化して示すタイミングブロック図である。 FIG. 5 is a timing block diagram showing a simplified readout timing in the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図4を用いて説明した第1の実施形態の撮像装置における駆動タイミングのうち、各ブロックの読み出し順等について、図5のタイミングブロック図を用いて簡潔に説明する。 Of the drive timings in the imaging apparatus according to the first embodiment described with reference to FIG. 4, the reading order of each block will be briefly described with reference to the timing block diagram of FIG.
図5において、時刻T51に画素A11〜A18からなる1行目の画素301から第1の蓄積部323への転送期間(HBLK1)が開始される。時刻T52に転送期間HBLK1が終了すると同時に、画素A11とA12からの信号の第1の蓄積部323から第2の蓄積部328のブロック(1)への転送期間(HBLK2_(1))が開始される。転送期間HBLK2_(1)が完了する時刻T53には、続けて画素A13とA14からの信号の第2の蓄積部328のブロック(2)への転送期間(HBLK2_(2))が開始される。それと同時に、第2の蓄積部328のブロック(1)の信号の水平転送部339への転送期間(HSR_(1))も開始される。この後、時刻T54に転送期間HBLK2_(2)が終了し、時刻T55に転送期間HSR_(1)が終了する。ここで、本実施形態においては、各ブロックにおける第1の蓄積部323から第2の蓄積部328への転送期間(HBLK2_(X))よりも、第2の蓄積部328から水平転送部への転送期間(HSR)の方が長い時間がかかるように、第2の蓄積部328の分割数を設定することとし、時刻T55が時刻T54よりも先にくることはないものとする。これによって、この後順に行われる、画素A15、A16及びA17、A18からの信号の第1の蓄積部323から第2の蓄積部328のブロック(3)、(4)への転送期間(HBLK2_(3)、HBLK2_(4))は、図5に示すように、各ブロックの水平転送部への転送期間(HSR(3)、HSR(4))とは時間が重ならないように連続して行うことが可能となる。
In FIG. 5, at time T51, a transfer period (HBLK1) from the
転送期間HBLK2_(4)が終了する時刻T56には、第1の蓄積部の信号は全て転送し終えているため、時刻T56には、画素B11〜B18からなる2行目の画素301からの、第1の蓄積部323への転送期間(HBLK1)を開始できる。
At time T56 when the transfer period HBLK2_ (4) ends, all the signals in the first accumulation unit have been transferred, so at time T56, from the
図5においては、時刻T56に2行目の転送期間HBLK1を開始し、時刻T57に2行目の転送期間HBLK1が終了し、かつ、2行目の転送期間HBLK2_(1)を開始するようなタイミングとした。しかし、第2の蓄積部328のブロック(4)から水平転送部339への転送期間(HSR_(4))が終了する時刻T58に、同時に2行目の転送期間HBLK2_(1)も終了するようなタイミングとすれば、各行の水平転送を、間を空けずに連続して行うことが可能となるため、信号読み出しにかかる総時間を、水平転送にかかる総時間にまで短縮することが可能となる。よって転送期間HBLK1及び転送期間HSRの長さの関係によっては、2行目の転送期間HBLK1の開始時刻は、時刻T56よりも遅くすることも可能である。
In FIG. 5, the transfer period HBLK1 for the second row starts at time T56, the transfer period HBLK1 for the second row ends at time T57, and the transfer period HBLK2_ (1) for the second row starts. It was time. However, at the time T58 when the transfer period (HSR_ (4)) from the block (4) of the
以上と同様に、3行目、4行目を読み出すことにより、上述のように、信号読み出しにかかる総時間は、水平転送にかかる総時間にまで短縮することが可能となる。 Similarly to the above, by reading the third row and the fourth row, as described above, the total time required for signal reading can be reduced to the total time required for horizontal transfer.
なお、信号読み出しにかかる総時間を水平転送にかかる総時間にまで短縮するために必要な、ブロック分割数設定の条件としては、上述の転送期間HBLK2_(X)よりも転送期間HSRが長くなるようにすることの他に、次のことが必要である。すなわち、転送期間HBLK1と転送期間HBLK2の全ブロック分の長さの和、即ち時刻T51からT56までの長さが、全ブロックの転送期間HSRの長さ、即ち時刻T53からT58までの長さより短くなるようにする。 As a condition for setting the number of block divisions necessary for reducing the total time required for signal reading to the total time required for horizontal transfer, the transfer period HSR is longer than the transfer period HBLK2_ (X) described above. In addition to the following, it is necessary to: That is, the sum of the lengths of all blocks in the transfer period HBLK1 and the transfer period HBLK2, that is, the length from time T51 to T56 is shorter than the length of the transfer period HSR of all blocks, that is, the length from time T53 to T58. To be.
ちなみに、もし第2の蓄積部がブロック分割されておらず、全列の信号を同時に第2の蓄積部に転送するような構成であるとすると、転送期間HBLK2と転送期間HSRを重ねることはできなくなる。そのため、2つの行の転送期間HSRの間に、転送期間HBLK2を挟まなければならなくなる。これでは、転送期間HBLK2の分だけ、1行の読み出しにかかる時間が長くなってしまう。 Incidentally, if the second storage unit is not divided into blocks and is configured to transfer signals of all columns to the second storage unit at the same time, the transfer period HBLK2 and the transfer period HSR cannot be overlapped. Disappear. Therefore, the transfer period HBLK2 must be sandwiched between the transfer periods HSR of the two rows. This increases the time required to read one row by the transfer period HBLK2.
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態は、第1の実施形態において説明した、第2の蓄積部328のブロック数を、撮影するモードに応じて切り換える構成としたものである。なお、撮像装置の構成としては図1のブロック図を用いて説明したものと同じ構成とする。
(Second Embodiment)
The second embodiment of the present invention is configured to switch the number of blocks of the
図6は本発明の第2の実施形態に係るCMOS撮像素子の読み出し部を説明する概念図である。 FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a readout unit of a CMOS image sensor according to the second embodiment of the present invention.
図6におけるCMOS撮像素子の画素301は、画素A1〜A16、B1〜B16、C1〜C16、D1〜D16の4行16列の画素群で構成され、第2の蓄積部328は、それぞれ2列分ごとに対応した、8つのブロックに分割されている。なお、その他の各構成要素は図2の概念図で説明したものと同一とする。また、各構成部位の詳細も、図3の回路図で説明したものと同一とする。
The
次に図7及び図8のタイミング図を用いて、第2の実施形態に係わる撮像装置の信号読み出しタイミングについて詳細に説明する。 Next, the signal readout timing of the imaging apparatus according to the second embodiment will be described in detail with reference to the timing charts of FIGS.
図7は本発明の第2の実施形態に係わる撮像装置における全画素を読み出す場合の読み出しタイミングを簡略化して示すタイミング図である。 FIG. 7 is a timing diagram showing in a simplified manner the readout timing when all the pixels are read out in the imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention.
図7において、時刻T71に画素A1〜A16からなる1行目の、画素301から第1の蓄積部323への転送期間(HBLK1)が開始される。時刻T72に転送期間HBLK1が終了すると同時に、画素A1とA2からの信号の第1の蓄積部323から第2の蓄積部328のブロック(1)への転送期間(HBLK2_(1))が開始される。転送期間HBLK2_(1)が完了する時刻T73には、続けて画素A3とA4からの信号の第2の蓄積部328のブロック(2)への転送期間(HBLK2_(2))が開始される。それと同時に、第2の蓄積部328のブロック(1)の信号の水平転送部339への転送期間(HSR_(1))も開始される。
In FIG. 7, the transfer period (HBLK1) from the
その後、図5を用いて説明した第1の実施形態と同様にして、時刻T74に、画素A15とA16からの信号の第1の蓄積部323から第2の蓄積部328のブロック(8)への転送期間(HBLK2_(8))が終了する。
Thereafter, similarly to the first embodiment described with reference to FIG. 5, at time T74, the signal from the pixels A15 and A16 is transferred from the
時刻T74以降に、2行目の転送期間HBLK1を開始する。その際、1行目の第2の蓄積部328のブロック(8)から水平転送部339への転送期間(HSR_(8))が終了する時刻T75に、同時に2行目の転送期間HBLK2_(1)も終了するようなタイミングとなるような開始時刻とする。
After time T74, the transfer period HBLK1 in the second row is started. At that time, at the time T75 when the transfer period (HSR_ (8)) from the block (8) of the
以上と同様に、3行目、4行目の読み出しを行うことにより、信号読み出しにかかる総時間は、水平転送にかかる総時間にまで短縮することが可能となる。 Similarly to the above, by reading out the third row and the fourth row, the total time required for signal readout can be reduced to the total time required for horizontal transfer.
図8は第2の実施形態に係わる撮像装置における一部の列を抜き出して読み出す場合の読み出しタイミングを簡略化して示すタイミング図である。 FIG. 8 is a timing chart showing a simplified read timing when a part of columns is extracted and read in the imaging apparatus according to the second embodiment.
図8を用いて説明する、第2の実施形態の撮像装置における部分読み出しモードは、ここでは全体の半分の列を読み出すモードであるとする。そして、図8においては、画面中央付近の画素A5〜A12、B5〜B12、C5〜C12、D5〜D12の4行8列の画素群を読み出すこととする。 The partial readout mode in the imaging apparatus according to the second embodiment, which will be described with reference to FIG. 8, is assumed to be a mode in which half the entire column is read out here. In FIG. 8, a pixel group of 4 rows and 8 columns of pixels A5 to A12, B5 to B12, C5 to C12, and D5 to D12 near the center of the screen is read out.
図8において、時刻T81に画素A5〜A12からなる1行目の、画素301から第1の蓄積部323への転送期間(HBLK1)が開始される。なお、転送期間HBLK1及び各ブロックの転送期間HBLK2、転送期間HSRの長さは、図7を用いて説明した第2の実施形態の撮像装置における、全画素読み出しモード時の各転送期間の長さと同じであるとする。
In FIG. 8, a transfer period (HBLK1) from the
時刻T82に転送期間HBLK1が終了すると同時に、画素A5とA6からの信号の第1の蓄積部323から第2の蓄積部328のブロック(3)への転送と画素A7とA8からの信号の第1の蓄積部323から第2の蓄積部328のブロック(4)への転送とが同時に開始される(HBLK2_(3)、(4))。転送期間HBLK2_(3)、(4)が完了する時刻T83には、続けて画素A9とA10からの信号の第1の蓄積部323から第2の蓄積部328のブロック(5)への転送と、画素A11とA12からの信号の第1の蓄積部323から第2の蓄積部328のブロック(6)への転送とが同時に開始される(HBLK2_(5)、(6))。それと同時に、時刻T83には、第2の蓄積部328のブロック(3)及びブロック(4)の信号の水平転送部339への転送期間(HSR_(3)、(4))も開始される。
At the same time as the transfer period HBLK1 ends at time T82, the signals from the pixels A5 and A6 are transferred from the
その後、転送期間HBLK2_(5)、(6)が終了する時刻T84以降に、2行目の転送期間HBLK1を開始する。その際、1行目の第2の蓄積部328のブロック(5)及びブロック(6)から水平転送部339への転送期間(HSR_(5)、(6))が終了する時刻T85に、同時に2行目の転送期間HBLK2_(3)、(4)も終了するようなタイミングとなるような開始時刻とする。
Thereafter, the transfer period HBLK1 of the second row starts after time T84 when the transfer periods HBLK2_ (5) and (6) end. At that time, at the time T85 when the transfer period (HSR_ (5), (6)) from the block (5) and the block (6) of the
以上と同様に、3行目、4行目の読み出しを行うことにより、信号読み出しにかかる総時間は、水平転送にかかる総時間にまで短縮することが可能となる。 Similarly to the above, by reading out the third row and the fourth row, the total time required for signal readout can be reduced to the total time required for horizontal transfer.
図7及び図8を用いて説明したように、信号読み出しにかかる総時間を水平転送にかかる総時間にまで短縮するために最適な、第2の蓄積部328の分割ブロックの構成列数は、読み出し列数の異なる読み出しモードにおいては、それぞれ異なることがわかる。
As described with reference to FIGS. 7 and 8, the optimum number of columns of the divided blocks of the
なお、図7、図8を用いて説明した第2の実施形態の撮像装置の駆動タイミングにおいて、各種駆動パルスの詳細な設定については、図4を用いて説明した第1の実施形態の撮像装置における駆動タイミングと同様であるため、説明は割愛する。 Note that the detailed setting of various drive pulses at the drive timing of the imaging apparatus according to the second embodiment described with reference to FIGS. 7 and 8 will be described with reference to FIG. 4 according to the first embodiment. Since this is the same as the drive timing in FIG.
(第3の実施形態)
この第3の実施形態では、第1の実施形態において説明した、第1の蓄積部323、第2の蓄積部328、水平転送部339をそれぞれ2つづつ有し、画素301の偶数列の画素からの信号と奇数列の画素からの信号を、それぞれ異なる転送経路で読み出す。すなわち、2チャンネル読み出し(信号出力経路を複数備える)構成のものである。なお、撮像装置の構成としては図1のブロック図を用いて説明したものと同じ構成とする。
(Third embodiment)
In the third embodiment, there are two
図9は第3の実施形態に係わるCMOS撮像素子の読み出し部を説明する概念図である。 FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating a readout unit of a CMOS image sensor according to the third embodiment.
図9におけるCMOS撮像素子の画素301は、画素A1〜A16、B1〜B16、C1〜C16、D1〜D16の4行16列の画素群で構成される。第1の蓄積部323、第2の蓄積部328、水平転送部339はそれぞれ2つづつ配置される。なお、図9で用いた各構成要素は、図2の概念図で説明したものと同一とする。また、各構成部位の詳細も、図3の回路図で説明したものと同一とする。
The
図9を用いて1行目の画素A1〜A16の転送経路について説明する。 The transfer path of the pixels A1 to A16 in the first row will be described with reference to FIG.
画素A1,A3,A5,A7,A9,A11,A13,A15の奇数列の信号は、第1の蓄積部Aに転送される。その後、画素A1,A3の信号は第2の蓄積部A(1)を介して、水平転送部Aへと転送される。同様に画素A5,A7の信号は第2の蓄積部A(2)を介し、画素A9,A11の信号は第2の蓄積部A(3)を介し、画素A13,A15の信号は第2の蓄積部A(4)を介して、水平転送部Aへと転送される。水平転送部Aへと転送された信号は出力部Aへと出力される。画素A2,A4,A6,A8,A10,A12,A14,A16の偶数列の信号は、第1の蓄積部Bに転送される。その後は奇数列と同様に、画素A2,A4の信号は第2の蓄積部B(1)を介し、画素A6,A8の信号は第2の蓄積部B(2)を介し、画素A10,A12の信号は第2の蓄積部B(3)を介し、画素A14,A16の信号は第2の蓄積部B(4)を介して、水平転送部Bへと転送される。水平転送部Bへと転送された信号は出力部Bへと出力される。なお、2行目以降の信号についても、1行目と同様の転送経路にて出力される。 The signals in the odd columns of the pixels A1, A3, A5, A7, A9, A11, A13, A15 are transferred to the first accumulation unit A. Thereafter, the signals of the pixels A1 and A3 are transferred to the horizontal transfer unit A via the second storage unit A (1). Similarly, the signals of the pixels A5 and A7 pass through the second storage unit A (2), the signals of the pixels A9 and A11 pass through the second storage unit A (3), and the signals of the pixels A13 and A15 pass through the second storage unit A (2). The data is transferred to the horizontal transfer unit A through the storage unit A (4). The signal transferred to the horizontal transfer unit A is output to the output unit A. The signals in the even columns of the pixels A2, A4, A6, A8, A10, A12, A14, A16 are transferred to the first accumulation unit B. Thereafter, similarly to the odd-numbered columns, the signals of the pixels A2 and A4 pass through the second storage unit B (1), and the signals of the pixels A6 and A8 pass through the second storage unit B (2), and the pixels A10 and A12. Are transferred to the horizontal transfer section B through the second storage section B (3), and the signals of the pixels A14 and A16 are transferred to the horizontal transfer section B through the second storage section B (4). The signal transferred to the horizontal transfer unit B is output to the output unit B. The signals in the second and subsequent lines are also output through the same transfer path as that in the first line.
図9において2つの出力チャンネルの信号読み出しは、それぞれ独立のタイミングで行うことが可能である。よって、第2の蓄積部A(1)を介する、画素A1,A3の信号読み出しと、第2の蓄積部B(1)を介する、画素A2,A4の信号読み出しは、同時に行うことが可能である。同様に、第2の蓄積部A(2)と第2の蓄積部B(2)、第2の蓄積部A(3)と第2の蓄積部B(3)、第2の蓄積部A(4)と第2の蓄積部B(4)のそれぞれを介する信号読み出しは、それぞれ同時に行うことが可能である。このことから、本撮像装置の信号読み出し部の構成としては、第2の蓄積部A(1)と第2の蓄積部B(1)、第2の蓄積部A(2)と第2の蓄積部B(2)、第2の蓄積部A(3)と第2の蓄積部B(3)、第2の蓄積部A(4)と第2の蓄積部B(4)は、それぞれ同じブロックとしてまとめて考えてよい。このようにまとめた場合、第2の蓄積部の各ブロックには、それぞれ各チャンネル2画素づつの合計4つの画素からの信号が転送されてくると考えられる。 In FIG. 9, the signal reading of the two output channels can be performed at independent timings. Therefore, the signal readout of the pixels A1 and A3 via the second accumulation unit A (1) and the signal readout of the pixels A2 and A4 via the second accumulation unit B (1) can be performed simultaneously. is there. Similarly, the second storage unit A (2) and the second storage unit B (2), the second storage unit A (3), the second storage unit B (3), and the second storage unit A ( 4) and the signal reading through the second storage unit B (4) can be performed simultaneously. For this reason, the signal readout unit of the imaging apparatus has a second storage unit A (1), a second storage unit B (1), a second storage unit A (2), and a second storage unit. The unit B (2), the second storage unit A (3) and the second storage unit B (3), the second storage unit A (4) and the second storage unit B (4) are in the same block. You may think together. In such a case, it is considered that signals from a total of four pixels of two pixels for each channel are transferred to each block of the second accumulation unit.
なお、上記のように2つの出力チャンネルをまとめて考えることによって、全体の信号読み出し部の構成としては、第2の蓄積部を4つに分割した、第1の実施形態に係わる撮像装置の読み出し部の構成と等価であると考えられる。、即ち、全体の信号読み出しタイミングは、図4及び図5を用いて説明した、第1の実施形態の撮像装置の駆動タイミングと同様となる。 Note that, by considering the two output channels together as described above, the configuration of the overall signal readout unit is that the readout of the imaging apparatus according to the first embodiment in which the second storage unit is divided into four. This is considered to be equivalent to the configuration of the part. That is, the overall signal readout timing is the same as the drive timing of the imaging apparatus of the first embodiment described with reference to FIGS.
以上、図1〜図9を用いて本発明の実施形態に係わる撮像装置について説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、様々な形態をとることが可能である。 As described above, the image pickup apparatus according to the embodiment of the present invention has been described with reference to FIGS. 1 to 9, but the present invention is not limited to this and can take various forms.
例えば、図6〜図8を用いて説明してきた第2の実施形態においては、読み出しモードとして、全画素を読み出すモードと、一部分を読み出すモードを有し、2つのモードで第2の蓄積部のブロック分割を切り換えるような構成とした。しかし、本発明はこれに限定されることなく、例えば、全画素を読み出すモードと、水平方向に加算を行うことで読み出し列数を少なくするようなモードとで、第2の蓄積部のブロック分割を切り換えるような構成にしてもよい。その他、読み出し列数の異なる様々なモードを切り換えて使用する際に第2の蓄積部のブロック分割を切り換えるような構成にすることが可能である。 For example, in the second embodiment described with reference to FIGS. 6 to 8, the readout mode includes a mode for reading out all pixels and a mode for reading out a part of the second storage unit in two modes. The block division is switched. However, the present invention is not limited to this. For example, the block division of the second storage unit is performed in a mode in which all pixels are read and a mode in which the number of read columns is reduced by performing addition in the horizontal direction. It is also possible to adopt a configuration that switches between. In addition, it is possible to adopt a configuration in which the block division of the second storage unit is switched when various modes with different numbers of read columns are switched and used.
また、図9を用いて説明してきた第3の実施形態においては、信号読み出し部の転送経路が2つである、2チャンネル読み出し構成とした。しかし、本発明はこれに限定されることなく、必要な読み出し速度と、許容される撮像装置の大きさやコストに応じて、転送経路の数を複数配置する構成としてもかまわない。この場合、複数の転送経路の構成が同じであるならば、第2の蓄積部の各ブロックに転送される画素信号の列数は、出力チャンネルの倍数となる。 Further, in the third embodiment described with reference to FIG. 9, a two-channel reading configuration in which there are two transfer paths of the signal reading unit is adopted. However, the present invention is not limited to this, and a configuration may be adopted in which a plurality of transfer paths are arranged in accordance with a necessary reading speed and an allowable size and cost of the imaging apparatus. In this case, if the configuration of the plurality of transfer paths is the same, the number of columns of pixel signals transferred to each block of the second accumulation unit is a multiple of the output channel.
また、第1から第3の実施形態において、第2の蓄積部を分割するブロックの構成を、各出力チャンネル毎に、水平方向に連続的に隣接する列を束ねる構成とした。しかし、本発明はこれに限定されることなく、それぞれ離れた位置にある列をまとめて1つのブロックにする構成にしてもかまわないし、全く規則性のないランダムな組み合わせでブロックを形成する構成にしてもかまわない。 In the first to third embodiments, the configuration of the block that divides the second storage unit is a configuration in which rows adjacent in the horizontal direction are bundled for each output channel. However, the present invention is not limited to this, and it may be configured such that columns located at different positions are combined into one block, or a block is formed by a random combination having no regularity. It doesn't matter.
(他の実施形態)
また、各実施形態の目的は、次のような方法によっても達成される。すなわち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体(または記録媒体)を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、本発明には次のような場合も含まれる。すなわち、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。
(Other embodiments)
The object of each embodiment is also achieved by the following method. That is, a storage medium (or recording medium) in which a program code of software that realizes the functions of the above-described embodiments is recorded is supplied to the system or apparatus. Then, the computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus reads and executes the program code stored in the storage medium. In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention. Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but the present invention includes the following cases. That is, an operating system (OS) running on a computer performs part or all of actual processing based on an instruction of a program code, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
さらに、次のような場合も本発明に含まれる。すなわち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。 Furthermore, the following cases are also included in the present invention. That is, the program code read from the storage medium is written into a memory provided in a function expansion card inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer. Thereafter, based on the instruction of the program code, the CPU or the like provided in the function expansion card or function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した手順に対応するプログラムコードが格納されることになる。 When the present invention is applied to the above storage medium, the storage medium stores program codes corresponding to the procedure described above.
101 光学系
102 メカニカルシャッタ
103 撮像素子
104 アナログ信号処理回路
105 CDS回路
106 信号増幅器
107 クランプ回路
108 A/D変換器
110 タイミング信号発生回路
111 駆動回路
112 デジタル信号処理回路
113 画像メモリ
114 画像記録媒体
115 記録回路
116 画像表示装置
117 表示回路
118 システム制御部
119 不揮発性メモリ(ROM)
120 揮発性メモリ(RAM)
121 温度検出回路
122 蓄積時間設定手段
123 撮影モード設定手段
301 単位画素
302 フォトダイオード
303 転送スイッチ
304 リセットスイッチ
305 行選択スイッチ
306 増幅アンプ
307 浮遊拡散層(フローティングディフュージョン)
321 負荷電流源
322 垂直出力線
323 第1の蓄積部
328 第2の蓄積部
324,325,333,334,340,341 転送スイッチ
326,327,335,336,342,343 容量
337,338 リセットスイッチ
339 水平転送部
344 差動アンプ
DESCRIPTION OF
120 Volatile memory (RAM)
321 Load
Claims (6)
前記第1の蓄積手段から転送される画像信号を保持するところの、前記複数の画素の各列ごとに設けられた複数の蓄積部を有する第2の蓄積手段と、
前記第2の蓄積手段に保持された画像信号を出力する出力手段と、
前記第2の蓄積手段を複数のブロックに分割し、前記第1の蓄積手段から前記第2の蓄積手段への画像信号の転送を、前記複数のブロックごとに異なるタイミングで行うように、前記第1の蓄積手段と前記第2の蓄積手段とを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 A first accumulation unit having a plurality of accumulation units provided for each column of the plurality of pixels, which holds image signals read from the plurality of pixels arranged two-dimensionally;
A second accumulator having a plurality of accumulators provided for each column of the plurality of pixels, which holds an image signal transferred from the first accumulator;
Output means for outputting an image signal held in the second storage means;
The second storage unit is divided into a plurality of blocks, and the image signal is transferred from the first storage unit to the second storage unit at different timings for each of the plurality of blocks. Control means for controlling one storage means and the second storage means;
An imaging apparatus comprising:
前記第2の蓄積手段を複数のブロックに分割し、前記第1の蓄積手段から前記第2の蓄積手段への画像信号の転送を、前記複数のブロックごとに異なるタイミングで行うように、前記第1の蓄積手段と前記第2の蓄積手段とを制御する制御工程を備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。 A first accumulating unit having a plurality of accumulating units provided for each column of the plurality of pixels, which holds image signals read out from a plurality of pixels arranged in a two-dimensional manner; A second storage unit having a plurality of storage units provided for each column of the plurality of pixels, which holds an image signal transferred from one storage unit, and held in the second storage unit Output means for outputting the image signal, and a method for controlling the imaging apparatus,
The second storage unit is divided into a plurality of blocks, and the image signal is transferred from the first storage unit to the second storage unit at different timings for each of the plurality of blocks. A control method for an imaging apparatus, comprising a control step of controlling one storage means and the second storage means.
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