JP5603974B2 - Imaging system - Google Patents

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Description

本発明は、撮像システムに関する。   The present invention relates to an imaging system.

近年、撮像システムにおいて撮像装置の画素数の増大に伴って取得された画像信号を高速に処理する要請が高まっている。そのような要請にこたえるため、従来、撮像装置の外部に設けられていたA/D変換部を、撮像装置の内部の画素配列の各列に設ける技術が提案されている。このような撮像装置を列ADタイプの撮像装置と呼ぶ。以下、列ADタイプの撮像装置について、具体的に図面を用いて説明する。   In recent years, there has been an increasing demand for processing image signals acquired at high speed in an imaging system as the number of pixels of the imaging apparatus increases. In order to meet such a demand, a technique has been proposed in which an A / D conversion unit that has been provided outside the imaging apparatus is provided in each column of the pixel array inside the imaging apparatus. Such an imaging apparatus is called a column AD type imaging apparatus. Hereinafter, a column AD type imaging apparatus will be specifically described with reference to the drawings.

従来の撮像システムS1は、図8に示すように、撮像装置700、A/D変換部4、タイミング信号発生回路5、及び信号処理部7を備える。   The conventional imaging system S1 includes an imaging device 700, an A / D conversion unit 4, a timing signal generation circuit 5, and a signal processing unit 7, as shown in FIG.

撮像装置700は、撮像面に形成された被写体の像を光電変換してアナログ画像信号を生成して、そのアナログ画像信号を信号処理部7へ供給する。タイミング信号発生回路5は、A/D変換部4及び信号処理部7へタイミング信号を供給する。A/D変換部4は、タイミング信号に同期して、アナログ画像信号をA/D変換してデジタル画像信号を生成して、そのデジタル画像信号を信号処理部7へ供給する。信号処理部7は、タイミング信号に同期して、デジタル画像信号を画像処理して、処理後のデジタル画像信号を後段へ出力する。   The imaging device 700 photoelectrically converts an object image formed on the imaging surface to generate an analog image signal, and supplies the analog image signal to the signal processing unit 7. The timing signal generation circuit 5 supplies a timing signal to the A / D conversion unit 4 and the signal processing unit 7. The A / D conversion unit 4 performs A / D conversion on the analog image signal in synchronization with the timing signal to generate a digital image signal, and supplies the digital image signal to the signal processing unit 7. The signal processing unit 7 performs image processing on the digital image signal in synchronization with the timing signal, and outputs the processed digital image signal to the subsequent stage.

これに対し、図9及び図10に示すように、A/D変換部811,812,・・・を撮像装置800の内部に、しかも画素配列PAの各列に一つずつ設けた列ADタイプの撮像装置800を備えた撮像システムS2が提案されている。このような列ADタイプの撮像装置800によれば、画素の信号を高速に読み出すことができ、読み出された信号の演算を容易に行う事ができる。   On the other hand, as shown in FIGS. 9 and 10, a column AD type in which A / D conversion units 811, 812,... Are provided inside the imaging apparatus 800 and one in each column of the pixel array PA. An imaging system S2 including the imaging apparatus 800 is proposed. According to such a column AD type imaging apparatus 800, pixel signals can be read out at high speed, and the readout signals can be easily calculated.

A/D変換部811,812,・・・には、画素配列PAの各列の画素から信号が入力される。   Signals are input from the pixels in each column of the pixel array PA to the A / D converters 811, 812,.

特開2005−311487号公報JP-A-2005-311487

図9及び図10に示す撮像装置800では、複数のA/D変換部811,・・・の全てを駆動している。これにより、複数のA/D変換部811,・・・を駆動するための消費電力が増加して、複数のA/D変換部811,・・・が発熱する可能性がある。この場合、撮像装置800の特性が低下することがある。   In the imaging apparatus 800 shown in FIGS. 9 and 10, all of the plurality of A / D conversion units 811... Are driven. As a result, power consumption for driving the plurality of A / D converters 811,... Increases, and the plurality of A / D converters 811,. In this case, the characteristics of the imaging device 800 may be deteriorated.

例えば、撮像装置800の画素配列PAの各画素に含まれるフォトダイオードの暗電流は、一般的に、8℃の温度上昇で2倍に増加すると言われている。また、フォトダイオードの暗電流バラツキによる固定パターンノイズや暗電流に起因した画素信号の欠陥は、温度特性を持っており、高温ほど増加することも広く知られている。   For example, it is said that the dark current of a photodiode included in each pixel of the pixel array PA of the imaging device 800 generally increases twice as the temperature rises by 8 ° C. It is also well known that pixel pattern defects due to fixed pattern noise and dark current due to dark current variations in photodiodes have temperature characteristics and increase at higher temperatures.

すなわち、複数のA/D変換部(複数のA/D変換手段)811,・・・が発熱すると、フォトダイオードの暗電流バラツキによる固定パターンノイズや暗電流に起因した画素信号の欠陥が増加する。これにより、撮像装置800により取得される画像信号に応じた画像の画質特性が低下することがある。   That is, when a plurality of A / D converters (a plurality of A / D converters) 811,... Generate heat, pixel pattern defects due to fixed pattern noise and dark current due to dark current variation of the photodiode increase. . Thereby, the image quality characteristic of the image according to the image signal acquired by the imaging device 800 may be deteriorated.

本発明の目的は、複数のA/D変換手段による発熱を低減できる撮像システムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide an imaging system capable of reducing heat generation by a plurality of A / D conversion means.

本発明の第1側面に係る撮像システムは、複数の画素が行方向および列方向に配列された画素配列と、前記画素配列における行を選択する行選択手段と前記行選択手段が選択している行の複数の画素の信号を読み出して出力する読み出し手段と、前記画素配列における2以上の列の画素の信号を加算する加算手段と、前記画素配列の各列にそれぞれ設けられた複数のA/D変換手段と、前記画素配列における各列の画素の信号を前記A/D変換手段へ転送する転送手段とを含み、被写体像を撮像して画像信号を取得する撮像装置と、前記撮像装置から出力された画像信号を処理して画像データを生成する信号処理手段と、前記加算手段が前記画素配列における2以上の列の画素の信号を加算する第1の加算処理と、前記加算手段が2以上の列の画素の信号を加算せずに前記信号処理手段が2以上の列の画素の信号を加算する第2の加算処理のいずれかを前記画像信号のフレームレートに応じて切り替え制御するとともに、前記複数のA/D変換手段のうち、前記転送手段により前記画素配列における画素の信号が転送されるA/D変換手段を駆動し、前記転送手段により前記画素配列における画素の信号が転送されないA/D変換手段を駆動しないように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。 An imaging system according to a first aspect of the present invention includes a pixel array in which a plurality of pixels are arrayed in a row direction and a column direction, a row selection unit that selects a row in the pixel array, and the row selection unit selects Reading means for reading out and outputting signals of a plurality of pixels in a row, adding means for adding signals of pixels in two or more columns in the pixel array, and a plurality of A provided in each column of the pixel array An imaging device that includes an A / D conversion unit and a transfer unit that transfers a signal of a pixel in each column in the pixel array to the A / D conversion unit; Signal processing means for processing the image signal output from the signal processing means to generate image data; first addition processing in which the adding means adds signals of pixels in two or more columns in the pixel array; and the adding means 2 or more As well as switching control in accordance with one of the signal processing unit without adding the signals of pixels of the second addition processing for adding signals of the pixels of two or more columns to the frame rate of the image signal, the plurality Among the A / D conversion means, the A / D conversion means for transferring the pixel signals in the pixel array by the transfer means is driven, and the pixel signals in the pixel array are not transferred by the transfer means. And a control means for controlling the conversion means so as not to be driven .

本発明によれば、複数のA/D変換手段による発熱を低減できる。   According to the present invention, heat generation by a plurality of A / D conversion means can be reduced.

本発明の第1実施形態に係る撮像システムS100の構成図。1 is a configuration diagram of an imaging system S100 according to a first embodiment of the present invention. 撮像装置100の構成図。1 is a configuration diagram of an imaging apparatus 100. FIG. 撮像装置100の動作を示すタイミング波形図。FIG. 9 is a timing waveform diagram showing the operation of the imaging apparatus 100. 本発明の第2実施形態に係る撮像システムS200の構成図。The block diagram of imaging system S200 which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 撮像装置200の動作を示すタイミング波形図。FIG. 6 is a timing waveform diagram showing the operation of the imaging apparatus 200. 本発明の第3実施形態に係る撮像システムS300の構成図。The block diagram of imaging system S300 which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 撮像装置300の動作を示すタイミング波形図。FIG. 10 is a timing waveform diagram showing the operation of the imaging apparatus 300. 背景技術を説明するための図。The figure for demonstrating background art. 背景技術を説明するための図。The figure for demonstrating background art. 従背景技術を説明するための図。The figure for demonstrating subordinate background art.

本発明の第1実施形態に係る撮像システムS100について、図1を用いて説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る撮像システムS100の構成図である。   An imaging system S100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram of an imaging system S100 according to the first embodiment of the present invention.

撮像システムS100は、光学系3、メカニカルシャッタ2、撮像装置100、タイミング信号発生回路5、駆動回路6、信号処理部(信号処理手段)7、画像メモリ8、記録回路10、表示回路12、及び画像表示装置11を備える。撮像システムS100は、システム制御部(制御手段)13、ROM14、及びRAM15を備える。   The imaging system S100 includes an optical system 3, a mechanical shutter 2, an imaging device 100, a timing signal generation circuit 5, a drive circuit 6, a signal processing unit (signal processing means) 7, an image memory 8, a recording circuit 10, a display circuit 12, and An image display device 11 is provided. The imaging system S100 includes a system control unit (control unit) 13, a ROM 14, and a RAM 15.

光学系3は、レンズおよび絞りを含む。光学系3は、撮像装置100の撮像面へ、適切な明るさに設定された像を形成する。   The optical system 3 includes a lens and a diaphragm. The optical system 3 forms an image set to an appropriate brightness on the imaging surface of the imaging apparatus 100.

メカニカルシャッタ2は、光路上において光学系3と撮像装置100との間に設けられ、光学系3を通過後に撮像装置100へ導かれる光の量(露光時間)を調節する。ここで、撮像装置100が電子シャッタ機能を有する場合、メカニカルシャッタ2と電子シャッタとを併用して、必要な露光時間を確保してもよい。   The mechanical shutter 2 is provided between the optical system 3 and the imaging device 100 on the optical path, and adjusts the amount of light (exposure time) guided to the imaging device 100 after passing through the optical system 3. Here, when the imaging apparatus 100 has an electronic shutter function, the mechanical shutter 2 and the electronic shutter may be used together to ensure a necessary exposure time.

撮像装置100は、その撮像面(画素配列PA)に形成された被写体の像をアナログ画像信号に変換する。撮像装置100は、そのアナログ信号を画素配列PAから読み出して、読み出されたアナログ信号をA/D変換してデジタル画像信号を生成する。そして、撮像装置100は、そのデジタル画像信号を出力する。   The imaging device 100 converts an image of a subject formed on the imaging surface (pixel array PA) into an analog image signal. The imaging apparatus 100 reads the analog signal from the pixel array PA, and A / D converts the read analog signal to generate a digital image signal. Then, the imaging apparatus 100 outputs the digital image signal.

タイミング信号発生回路5は、駆動回路6及び信号処理部7へタイミング信号を供給する。これにより、駆動回路6及び信号処理部7は、タイミング信号に同期して動作する。   The timing signal generation circuit 5 supplies a timing signal to the drive circuit 6 and the signal processing unit 7. Thereby, the drive circuit 6 and the signal processing unit 7 operate in synchronization with the timing signal.

駆動回路6は、タイミング信号に同期して、光学系3、メカニカルシャッタ2及び撮像装置100を駆動する。駆動回路6は、供給部(供給手段)6a(図2参照)を含む。供給部6aは、1ライン期間において、複数のA/D変換部111等(図2参照)のうち、後述の信号転送ゲートにより画素配列PA(図2参照)における画素の信号が入力されるA/D変換部へ電源を供給する。供給部6aは、1ライン期間において、複数のA/D変換部111等(図2参照)のうち、後述の信号転送ゲートにより画素配列PAにおける画素の信号が入力されないA/D変換部へ電源を供給しない。   The drive circuit 6 drives the optical system 3, the mechanical shutter 2, and the imaging device 100 in synchronization with the timing signal. The drive circuit 6 includes a supply unit (supply means) 6a (see FIG. 2). The supply unit 6a receives a signal of a pixel in the pixel array PA (see FIG. 2) from a plurality of A / D conversion units 111 and the like (see FIG. 2) by a signal transfer gate described later in one line period. Supply power to the / D converter. In one line period, the supply unit 6a supplies power to an A / D conversion unit to which a signal of a pixel in the pixel array PA is not input by a signal transfer gate described later among a plurality of A / D conversion units 111 and the like (see FIG. 2). Do not supply.

信号処理部7は、タイミング信号に同期して、デジタル画像信号に各種の補正等の演算処理を行い、画像データを生成する。各種の補正等の演算処理は、例えば、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、画像圧縮処理等を含む。この画像データは、画像メモリ8、表示回路12、システム制御部13及び記録回路10などへ供給される。信号処理部7は、例えば、信号処理回路である。また、信号処理部7は、信号処理の過程で生じた画像信号や画像データの情報、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をシステム制御部13に出力する。さらに、信号処理部7は、記録回路10により記録媒体9から読み出された画像データを受け取り、その画像データが圧縮画像であった場合にその画像データに対して画像伸長処理を行って画像メモリ8へ供給する。   The signal processing unit 7 performs arithmetic processing such as various corrections on the digital image signal in synchronization with the timing signal to generate image data. The arithmetic processing such as various corrections includes, for example, image processing such as color conversion, white balance, and gamma correction, resolution conversion processing, and image compression processing. This image data is supplied to the image memory 8, the display circuit 12, the system control unit 13, the recording circuit 10, and the like. The signal processing unit 7 is, for example, a signal processing circuit. The signal processing unit 7 also extracts information from the image signal and image data generated during the signal processing, such as information about the spatial frequency of the image, the average value of the designated area, the data amount of the compressed image, and the like. The information is output to the system control unit 13. Further, the signal processing unit 7 receives the image data read from the recording medium 9 by the recording circuit 10, and when the image data is a compressed image, the signal processing unit 7 performs an image expansion process on the image data and performs image memory processing. 8 is supplied.

なお、信号処理部7は、画像データを圧縮せずに出力しても良い。   The signal processing unit 7 may output the image data without compressing it.

画像メモリ8は、信号処理部7に接続されており、信号処理部7から出力された画像データを記憶する。画像メモリ8は、信号処理中の画像信号を一時的に記憶したり、信号処理された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。   The image memory 8 is connected to the signal processing unit 7 and stores image data output from the signal processing unit 7. The image memory 8 is used for temporarily storing an image signal being subjected to signal processing or for storing image data which is an image signal subjected to signal processing.

記録回路10は、記録媒体9が接続されるためのインターフェースである。記録媒体9は、記録回路10に取り外し可能に接続されている。これにより、信号処理部7から出力された画像データを、記録回路10を介して記録媒体9へ記録する。記録回路10は、は、画像データを、記録媒体9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)に変換して記録媒体9に記録する。また、記録回路10は、記録媒体9の種類や空き容量等の情報をシステム制御部13に出力する。記録回路10は、記録媒体9から画像データを読み出し信号処理部7へ出力する。   The recording circuit 10 is an interface for connecting the recording medium 9. The recording medium 9 is detachably connected to the recording circuit 10. Thus, the image data output from the signal processing unit 7 is recorded on the recording medium 9 via the recording circuit 10. The recording circuit 10 converts the image data into data suitable for the recording medium 9 (for example, file system data having a hierarchical structure) and records the data on the recording medium 9. In addition, the recording circuit 10 outputs information such as the type and free capacity of the recording medium 9 to the system control unit 13. The recording circuit 10 reads out image data from the recording medium 9 and outputs it to the signal processing unit 7.

表示回路12は、信号処理部7から出力された画像データを表示用のアナログ信号に変換して、そのアナログ信号を画像表示装置11に供給する。表示用のアナログ信号は、例えば、NTSC方式のアナログ信号である。   The display circuit 12 converts the image data output from the signal processing unit 7 into an analog signal for display, and supplies the analog signal to the image display device 11. The analog signal for display is, for example, an NTSC analog signal.

画像表示装置11は、アナログ信号に基づいて、画像データに応じた画像を表示する。すなわち、画像表示装置11は、電子ビューファインダーとして機能する。画像表示装置11は、例えば、LCDデバイスである。   The image display device 11 displays an image corresponding to the image data based on the analog signal. That is, the image display device 11 functions as an electronic viewfinder. The image display device 11 is an LCD device, for example.

システム制御部13は、撮像システムS100を全体的に制御する。   The system control unit 13 controls the entire imaging system S100.

例えば、システム制御部13は、次のように、撮像装置100及び信号処理部7を制御する。システム制御部13は、撮像装置100の後述の読み出し部により出力される画像信号のフレームレートが閾値以上である場合、撮像装置100の後述の加算部が2以上の列の画素の信号を加算するようにする。システム制御部13は、撮像装置100の読み出し部により出力される画像信号のフレームレートが閾値より小さい場合、撮像装置100の加算部が2以上の列の画素の信号を加算せずに信号処理部7が2以上の列の画素の信号を加算するようにする。   For example, the system control unit 13 controls the imaging device 100 and the signal processing unit 7 as follows. When the frame rate of an image signal output by a later-described readout unit of the imaging device 100 is equal to or higher than a threshold, the later-described addition unit of the imaging device 100 adds the signals of pixels in two or more columns. Like that. When the frame rate of the image signal output from the reading unit of the imaging apparatus 100 is smaller than the threshold, the system control unit 13 does not add the signals of the pixels in two or more columns without the addition unit of the imaging apparatus 100. 7 adds the signals of pixels in two or more columns.

ROM14は、システム制御部13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、欠陥画素情報等の補正データを記憶しておく不揮発性メモリである。   The ROM 14 is a non-volatile storage for storing a program describing a control method executed by the system control unit 13, control data such as parameters and tables used when executing the program, and correction data such as defective pixel information. Memory.

RAM15は、ROM14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13が撮像システムを制御する際に使用する揮発性メモリである。   The RAM 15 is a volatile memory that transfers and stores the program, control data, and correction data stored in the ROM 14 and is used when the system control unit 13 controls the imaging system.

次に、撮像装置100の構成について、図2を用いて説明する。図2は、撮像装置100の構成図である。   Next, the configuration of the imaging apparatus 100 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a configuration diagram of the imaging apparatus 100.

撮像装置100は、画素配列PA、行選択部(行選択手段)120、及び読み出し部(読み出し手段)140を含む。   The imaging apparatus 100 includes a pixel array PA, a row selection unit (row selection unit) 120, and a readout unit (readout unit) 140.

画素配列PAは、複数の画素A11,・・・が行方向及び列方向に配列されている。各画素A11,・・・は、図示しないフォトダイオードを含む。フォトダイオードの暗電流は、一般的に、8℃の温度上昇で2倍に増加すると言われている。また、フォトダイオードの暗電流バラツキによる固定パターンノイズや暗電流に起因した画素信号の欠陥は、温度特性を持っており、高温ほど増加する。図2では、画素配列PAが4行4列の画素A11〜B24を含む場合が例示的に示されている。   In the pixel array PA, a plurality of pixels A11,... Are arranged in the row direction and the column direction. Each pixel A11,... Includes a photodiode (not shown). The dark current of a photodiode is generally said to increase by a factor of 2 with a temperature increase of 8 ° C. In addition, fixed pattern noise due to dark current variations of photodiodes and pixel signal defects due to dark current have temperature characteristics and increase as the temperature increases. FIG. 2 exemplarily shows a case where the pixel array PA includes pixels A11 to B24 of 4 rows and 4 columns.

行選択部120は、画素配列PAにおける行を1つ選択する。例えば、行選択部120は、行選択線CL1〜CL4を介して、画素配列PAにおける画素A11等の各行を選択するための選択信号φSEL1〜φSEL4を各画素A11等へ供給する。行選択部120は、選択信号φSEL1〜φSEL4を順次アクティブにして、画素配列PAにおける画素A11等の各行を順次選択する。行選択部120は、例えば、画素配列PAを垂直方向に走査するための垂直走査回路である。   The row selection unit 120 selects one row in the pixel array PA. For example, the row selection unit 120 supplies selection signals φSEL1 to φSEL4 for selecting each row such as the pixel A11 in the pixel array PA to the pixels A11 and the like via the row selection lines CL1 to CL4. The row selection unit 120 sequentially activates the selection signals φSEL1 to φSEL4 to sequentially select each row such as the pixel A11 in the pixel array PA. The row selection unit 120 is, for example, a vertical scanning circuit for scanning the pixel array PA in the vertical direction.

読み出し部140は、行選択部120が1つの行を選択してから次の行を選択するまでの1ライン期間において、行選択部120が選択している行の複数の画素の中から各列の画素の信号を順次読み出して出力する。   The reading unit 140 selects each column from a plurality of pixels in the row selected by the row selection unit 120 in one line period after the row selection unit 120 selects one row and selects the next row. The pixels are sequentially read out and output.

具体的には、読み出し部140は、プリアンプ101〜104、信号転送ゲートM11〜M14、信号保持容量CT1〜CT4、信号転送ゲート(転送手段)M21〜M24、及び信号保持容量CH1〜CH4を備える。読み出し部140は、加算部(加算手段)141、複数のA/D変換部(複数のA/D変換手段)111〜114、及び水平走査回路203を備える。   Specifically, the reading unit 140 includes preamplifiers 101 to 104, signal transfer gates M11 to M14, signal holding capacitors CT1 to CT4, signal transfer gates (transfer means) M21 to M24, and signal holding capacitors CH1 to CH4. The reading unit 140 includes an addition unit (addition unit) 141, a plurality of A / D conversion units (a plurality of A / D conversion units) 111 to 114, and a horizontal scanning circuit 203.

プリアンプ101〜104は、画素配列PAの各列の画素A11等に列信号線RL1〜RL4を介して接続されている。プリアンプ101〜104は、列信号線RL1〜RL4を介して伝達された画素A11等の信号を増幅する。   The preamplifiers 101 to 104 are connected to the pixels A11 and the like in each column of the pixel array PA via column signal lines RL1 to RL4. The preamplifiers 101 to 104 amplify signals of the pixel A11 and the like transmitted via the column signal lines RL1 to RL4.

信号転送ゲートM11〜M14は、プリアンプ101〜104で増幅された信号を信号保持容量CT1〜CT4へ転送するためのスイッチである。信号転送ゲートM11〜M14は、画素配列における各列の画素の信号をA/D変換部111〜114へ転送する。信号転送ゲートM11〜M14は、例えば、MOSトランジスタであり、そのゲートにアクティブな信号が供給されることによりオンされて信号を信号保持容量CT1〜CT4へ転送する。   The signal transfer gates M11 to M14 are switches for transferring the signals amplified by the preamplifiers 101 to 104 to the signal holding capacitors CT1 to CT4. The signal transfer gates M11 to M14 transfer the signals of the pixels in each column in the pixel array to the A / D converters 111 to 114. The signal transfer gates M11 to M14 are, for example, MOS transistors, and are turned on when an active signal is supplied to the gates to transfer the signals to the signal holding capacitors CT1 to CT4.

信号保持容量CT1〜CT4は、転送された信号を一時的に保持する。   The signal holding capacitors CT1 to CT4 temporarily hold the transferred signal.

信号転送ゲートM21〜M24は、信号保持容量CT1〜CT4に保持された信号を信号保持容量CH1〜CH4に転送するためのスイッチである。   The signal transfer gates M21 to M24 are switches for transferring the signals held in the signal holding capacitors CT1 to CT4 to the signal holding capacitors CH1 to CH4.

信号保持容量CH1〜CH4は、転送された信号を一時的に保持する。   The signal holding capacitors CH1 to CH4 temporarily hold the transferred signal.

加算部141は、画素配列PAと複数のA/D変換部111等との間に設けられ、画素配列PAにおける2以上の列の画素A11等の信号を加算する。具体的には、加算部141は、水平加算ゲートM31及び水平加算ゲートM32を含む。水平加算ゲートM31は、例えばMOSトランジスタであり、そのゲートにアクティブな信号が供給された際に、信号保持容量CT3に保持された信号を信号保持容量CH1へ転送する。これにより、水平加算ゲートM31は、信号保持容量CT1に保持された信号と信号保持容量CT3に保持された信号とを加算して、加算した結果を信号保持容量CH1に保持させる。また、水平加算ゲートM32は、例えばMOSトランジスタであり、そのゲートにアクティブな信号が供給された際に、信号保持容量CT4に保持された信号を信号保持容量CH2へ転送する。これにより、水平加算ゲートM32は、信号保持容量CT2に保持された信号と信号保持容量CT4に保持された信号とを加算して、加算した結果を信号保持容量CH2に保持させる。   The addition unit 141 is provided between the pixel array PA and the plurality of A / D conversion units 111 and the like, and adds signals of the pixels A11 and the like of two or more columns in the pixel array PA. Specifically, the addition unit 141 includes a horizontal addition gate M31 and a horizontal addition gate M32. The horizontal addition gate M31 is, for example, a MOS transistor, and transfers a signal held in the signal holding capacitor CT3 to the signal holding capacitor CH1 when an active signal is supplied to the gate. Accordingly, the horizontal addition gate M31 adds the signal held in the signal holding capacitor CT1 and the signal held in the signal holding capacitor CT3, and holds the added result in the signal holding capacitor CH1. The horizontal addition gate M32 is, for example, a MOS transistor, and when an active signal is supplied to the gate, the signal held in the signal holding capacitor CT4 is transferred to the signal holding capacitor CH2. Thereby, the horizontal addition gate M32 adds the signal held in the signal holding capacitor CT2 and the signal held in the signal holding capacitor CT4, and holds the addition result in the signal holding capacitor CH2.

複数のA/D変換部111〜114は、画素配列PAにおける各列に設けられている。各A/D変換部111〜114は、信号保持容量CH1〜CH4により保持された信号(アナログ信号)をA/D変換してデジタル信号を生成する。各A/D変換部111〜114は、そのデジタル信号を信号処理部7(図1参照)へ出力する。   The plurality of A / D conversion units 111 to 114 are provided in each column in the pixel array PA. Each A / D conversion unit 111 to 114 A / D converts the signal (analog signal) held by the signal holding capacitors CH1 to CH4 to generate a digital signal. Each A / D converter 111-114 outputs the digital signal to the signal processor 7 (see FIG. 1).

ここで、供給部6aは、1ライン期間において、複数のA/D変換部111〜114のうち、画素配列PAにおける画素の信号が入力されるA/D変換部へ電源φAD1を供給する。供給部6aは、1ライン期間において、複数のA/D変換部111〜114のうち、画素配列PAにおける画素の信号が入力されないA/D変換部へ電源φAD2を供給しない。   Here, in one line period, the supply unit 6a supplies the power supply φAD1 to the A / D conversion unit to which the pixel signal in the pixel array PA is input among the plurality of A / D conversion units 111 to 114. In one line period, the supply unit 6a does not supply the power supply φAD2 to an A / D conversion unit that does not receive a pixel signal in the pixel array PA among the plurality of A / D conversion units 111 to 114.

水平走査回路203は、信号転送ゲートM21〜M24に順次アクティブな信号を供給して、信号保持容量CT1〜CT4により保持された信号を順次に信号保持容量CH1〜CH4へ転送する。   The horizontal scanning circuit 203 sequentially supplies active signals to the signal transfer gates M21 to M24, and sequentially transfers the signals held by the signal holding capacitors CT1 to CT4 to the signal holding capacitors CH1 to CH4.

このように、読み出し部140は、供給部6aから電源が供給されたA/D変換手段を用いて、画素配列PAにおける画素の信号をA/D変換して、デジタル画像信号を出力する。   As described above, the reading unit 140 performs A / D conversion on the pixel signals in the pixel array PA using the A / D conversion unit supplied with power from the supply unit 6a, and outputs a digital image signal.

次に、撮像装置100の動作を、図3を用いて説明する。図3は、撮像装置100の動作を示すタイミング波形図である。   Next, the operation of the imaging apparatus 100 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a timing waveform diagram illustrating the operation of the imaging apparatus 100.

タイミングT0では、行選択部120が、アクティブな選択信号φSEL1を画素配列PAに供給し、画素A11の行の画素A11,B11,A21,B21を選択する。これにより、1ライン期間LT1が開始する。   At timing T0, the row selection unit 120 supplies an active selection signal φSEL1 to the pixel array PA, and selects the pixels A11, B11, A21, and B21 in the row of the pixel A11. Thereby, one line period LT1 starts.

タイミングT1では、信号転送ゲートM11〜M14に供給される信号φM11〜φM14がアクティブになる。これにより、プリアンプ101〜104で増幅された信号が信号保持容量CT1〜CT4へ転送される。   At timing T1, signals φM11 to φM14 supplied to the signal transfer gates M11 to M14 become active. As a result, the signals amplified by the preamplifiers 101 to 104 are transferred to the signal holding capacitors CT1 to CT4.

タイミングT2では、信号φM11〜φM14がノンアクティブになる。これにより、プリアンプ101〜104で増幅された信号の信号保持容量CT1〜CT4への転送が完了する。   At timing T2, the signals φM11 to φM14 become non-active. Thereby, the transfer of the signals amplified by the preamplifiers 101 to 104 to the signal holding capacitors CT1 to CT4 is completed.

タイミングT3では、行選択部120が、選択信号φSEL1をアクティブなレベルからノンアクティブなレベルにし、画素A11の行の選択を完了する。   At timing T3, the row selection unit 120 changes the selection signal φSEL1 from the active level to the non-active level, and the selection of the row of the pixel A11 is completed.

タイミングT4では、信号転送ゲートM21,M22に供給される信号φM21,φM22がアクティブになる。また、加算部141の水平加算ゲートM31,M32に供給される信号φM31,φM32もアクティブになる。これにより、信号保持容量CT1に保持された信号と信号保持容量CT3に保持された信号とが加算されて信号保持容量CH1に保持される。信号保持容量CT2に保持された信号と信号保持容量CT4に保持された信号とが加算されて信号保持容量CH2に保持される。この結果、画素A11〜A14の列の信号と画素A21〜A24の列の信号とが加算された信号がA/D変換部111に入力される。画素B11〜B14の列の信号と画素B21〜B24の列の信号とが加算された信号がA/D変換部112に入力される。   At timing T4, the signals φM21 and φM22 supplied to the signal transfer gates M21 and M22 are activated. Further, the signals φM31 and φM32 supplied to the horizontal addition gates M31 and M32 of the adding unit 141 are also activated. As a result, the signal held in the signal holding capacitor CT1 and the signal held in the signal holding capacitor CT3 are added and held in the signal holding capacitor CH1. The signal held in the signal holding capacitor CT2 and the signal held in the signal holding capacitor CT4 are added and held in the signal holding capacitor CH2. As a result, a signal obtained by adding the signals of the columns of the pixels A11 to A14 and the signals of the columns of the pixels A21 to A24 is input to the A / D conversion unit 111. A signal obtained by adding the signals of the columns of the pixels B11 to B14 and the signals of the columns of the pixels B21 to B24 is input to the A / D conversion unit 112.

一方、信号転送ゲートM23,M24に供給される信号φM23,φM24がノンアクティブのままである。すなわち、信号保持容量CH3,CH4に信号が転送されず、A/D変換部113,114には、画素配列PAにおける画素の信号が入力されない。   On the other hand, the signals φM23 and φM24 supplied to the signal transfer gates M23 and M24 remain inactive. That is, no signal is transferred to the signal holding capacitors CH3 and CH4, and no signal of the pixel in the pixel array PA is input to the A / D converters 113 and 114.

タイミングT5では、信号φM21,φM22,φM31,φM32がノンアクティブになる。これにより、信号保持容量CH1,CH2への信号の転送が完了する。   At timing T5, the signals φM21, φM22, φM31, and φM32 become non-active. Thereby, the transfer of the signal to the signal holding capacitors CH1 and CH2 is completed.

タイミングT6では、供給部6aが、複数のA/D変換部111〜114のうち、画素配列PAにおける画素の信号が入力されるA/D変換部111,112へ電源φAD1を供給する。すなわち、供給部6aは、アクティブな信号φAD1をA/D変換部111,112へ電源として供給する。これにより、A/D変換部111,112は、信号保持容量CH1,CH2に保持された信号をA/D変換して出力する。一方、供給部6aが、複数のA/D変換部111〜114のうち、画素配列PAにおける画素の信号が入力されないA/D変換部113,114へ電源φAD2を供給しない。すなわち、供給部6aは、信号φAD2をノンアクティブな状態のままにする。   At timing T6, the supply unit 6a supplies the power supply φAD1 to the A / D conversion units 111 and 112 to which the pixel signals in the pixel array PA are input among the plurality of A / D conversion units 111 to 114. That is, the supply unit 6a supplies the active signal φAD1 to the A / D conversion units 111 and 112 as a power source. As a result, the A / D converters 111 and 112 A / D convert and output the signals held in the signal holding capacitors CH1 and CH2. On the other hand, the supply unit 6a does not supply the power supply φAD2 to the A / D conversion units 113 and 114 to which the pixel signals in the pixel array PA are not input among the plurality of A / D conversion units 111 to 114. That is, supply unit 6a keeps signal φAD2 in a non-active state.

タイミングT7では、供給部6aが、信号φAD1をアクティブなレベルからノンアクティブなレベルにする。これにより、供給部6aは、A/D変換部111,112への電源の供給を完了する。   At timing T7, the supply unit 6a changes the signal φAD1 from an active level to a non-active level. Thereby, the supply unit 6a completes the supply of power to the A / D conversion units 111 and 112.

タイミングT8では、行選択部120が、選択信号φSEL1をアクティブなレベルからノンアクティブなレベルにする。これにより、1ライン期間LT1が完了する。また、行選択部120が、アクティブな選択信号φSEL2を画素配列PAに供給し、画素A12の行の画素A12,B12,A22,B22を選択する。これにより、次の1ライン期間LT2が開始する。   At timing T8, the row selection unit 120 changes the selection signal φSEL1 from an active level to a non-active level. Thereby, the one line period LT1 is completed. In addition, the row selection unit 120 supplies an active selection signal φSEL2 to the pixel array PA, and selects the pixels A12, B12, A22, and B22 in the row of the pixel A12. As a result, the next one-line period LT2 starts.

本実施形態よれば、使用していないA/D変換部113,114を止めるので、複数のA/D変換部111〜114を駆動するための電力を低減することができる。これにより、複数のA/D変換部111〜114による発熱を低減できる。この結果、撮像装置100の特性が低下することを抑制できる。   According to the present embodiment, since the unused A / D conversion units 113 and 114 are stopped, the power for driving the plurality of A / D conversion units 111 to 114 can be reduced. Thereby, the heat_generation | fever by the some A / D conversion parts 111-114 can be reduced. As a result, it can suppress that the characteristic of the imaging device 100 falls.

例えば、複数のA/D変換部111〜114による発熱を低減できるので、画素配列PAの各画素A11等に含まれるフォトダイオードの暗電流を低減できる。このため、フォトダイオードの暗電流バラツキによる固定パターンノイズや暗電流に起因した画素信号の欠陥を低減できる。これにより、撮像装置100により取得される画像信号に応じた画像の画質特性が低下することを抑制できる。   For example, since heat generation by the plurality of A / D conversion units 111 to 114 can be reduced, the dark current of the photodiodes included in each pixel A11 and the like of the pixel array PA can be reduced. For this reason, it is possible to reduce defects in pixel signals due to fixed pattern noise and dark current due to dark current variation of the photodiode. Thereby, it can suppress that the image quality characteristic of the image according to the image signal acquired by the imaging device 100 falls.

近年、撮像装置の画素数は増加の傾向にある。このように、撮像装置の画素数が増えるほど、本実施形態による節電の効果は大きいと言える。また、動画出力時等の例のように、撮像装置を、高速で長時間駆動しつづける場合(すなわち出力信号を閾値以上のフレームレートで取得する場合)、撮像装置の温度上昇は特に顕著である。そのため、本実施形態による画質低下防止の効果は大きいと言える。   In recent years, the number of pixels in an imaging device has been increasing. Thus, it can be said that the power saving effect according to the present embodiment increases as the number of pixels of the imaging device increases. In addition, when the imaging apparatus is continuously driven at a high speed for a long time (that is, when an output signal is acquired at a frame rate equal to or higher than a threshold) as in the case of moving image output, the temperature rise of the imaging apparatus is particularly significant. . Therefore, it can be said that the effect of preventing image quality deterioration according to the present embodiment is great.

以上のように、本実施形態によれば、動画出力時などの撮像装置を高速で連続的に駆動する場合(画像信号を閾値以上のフレームレートで取得する場合)においても、良好な画質の画像を得ることができる。   As described above, according to the present embodiment, even when the imaging apparatus is continuously driven at a high speed when outputting a moving image (when an image signal is acquired at a frame rate equal to or higher than a threshold value), an image with good image quality is obtained. Can be obtained.

更に、撮像装置の消費電力低減により、撮像システムの電源部(電池等)の寿命が延びることにより、より長時間の駆動が可能となることや、撮影可能回数の増加などの効果も挙げられる。   Further, the reduction in power consumption of the image pickup apparatus extends the life of the power supply unit (battery or the like) of the image pickup system, so that it is possible to drive for a longer time and increase the number of shootable times.

次に、本発明の第2実施形態に係る撮像システムS200を、図4を用いて説明する。図4は、本発明の第2実施形態に係る撮像システムS200の構成図である。図4では、説明に不要な部分の図示が省略されている。以下では、第1実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の部分についての説明を省略する。また、画素配列PAにおける画素B11〜B14の列及び画素B21〜B24の列に関する動作は、画素A11〜A14の列及び画素A21〜A24の列に関する動作と同様であるため、説明を省略する。   Next, an imaging system S200 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a configuration diagram of an imaging system S200 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, illustration of parts unnecessary for description is omitted. Below, it demonstrates centering on a different point from 1st Embodiment, and abbreviate | omits description about the same part. In addition, the operations related to the columns of the pixels B11 to B14 and the columns of the pixels B21 to B24 in the pixel array PA are the same as the operations related to the columns of the pixels A11 to A14 and the columns of the pixels A21 to A24.

撮像システムS200は、図4に示すように、撮像装置200及び駆動回路206を備える点で、第1実施形態と異なる。   As illustrated in FIG. 4, the imaging system S200 is different from the first embodiment in that the imaging system S200 includes an imaging device 200 and a drive circuit 206.

撮像装置200は、読み出し部240を含む。読み出し部240は、加算部241を含む。加算部241は、水平加算ゲートM31に加えて、水平加算ゲートM43を含む。水平加算ゲートM31及び水平加算ゲートM43は、図5に示すように、1ライン期間LT201,LT202,・・・ごとに交互にオンされる。図5は、撮像装置200の動作を示すタイミング波形図である。   The imaging apparatus 200 includes a reading unit 240. The reading unit 240 includes an adding unit 241. Adder 241 includes horizontal addition gate M43 in addition to horizontal addition gate M31. As shown in FIG. 5, the horizontal addition gate M31 and the horizontal addition gate M43 are alternately turned on every one line period LT201, LT202,. FIG. 5 is a timing waveform diagram showing the operation of the imaging apparatus 200.

駆動回路206は、供給部206aを含む。供給部206aは、図5に示すように、A/D変換部111とA/D変換部113とに、1ライン期間LT201,LT202,・・・ごとに交互に電源φAD1,φAD2を供給する。すなわち、供給部206aにより電源が供給されるA/D変換部と供給部206aにより電源が供給されないA/D変換部とは、1ライン期間LT201,LT202,・・・ごとに異なる。   The drive circuit 206 includes a supply unit 206a. As shown in FIG. 5, the supply unit 206a alternately supplies power supplies φAD1, φAD2 to the A / D conversion unit 111 and the A / D conversion unit 113 for each line period LT201, LT202,. That is, the A / D conversion unit to which power is supplied from the supply unit 206a and the A / D conversion unit to which power is not supplied from the supply unit 206a are different for each line period LT201, LT202,.

具体的には、撮像装置200の動作が、図5に示すように、次の点で第1実施形態と異なる。   Specifically, as shown in FIG. 5, the operation of the imaging apparatus 200 is different from the first embodiment in the following points.

1ライン期間LT1に続く1ライン期間LT202のタイミングT204bでは、信号転送ゲートM23に供給される信号φM23がアクティブになる。また、加算部241の水平加算ゲートM43に供給される信号φM43もアクティブになる。これにより、信号保持容量CT1に保持された信号と信号保持容量CT3に保持された信号とが加算されて信号保持容量CH3に保持される。この結果、画素A11〜A14の列の信号と画素A21〜A24の列の信号とが加算された信号がA/D変換部113に入力される。   At the timing T204b of the one line period LT202 following the one line period LT1, the signal φM23 supplied to the signal transfer gate M23 becomes active. Further, the signal φM43 supplied to the horizontal addition gate M43 of the adder 241 is also activated. As a result, the signal held in the signal holding capacitor CT1 and the signal held in the signal holding capacitor CT3 are added and held in the signal holding capacitor CH3. As a result, a signal obtained by adding the signal of the columns of the pixels A11 to A14 and the signal of the columns of the pixels A21 to A24 is input to the A / D conversion unit 113.

一方、信号転送ゲートM21に供給される信号φM21がノンアクティブのままである。すなわち、信号保持容量CH1に信号が転送されず、A/D変換部111には、画素配列PAにおける画素の信号が入力されない。   On the other hand, the signal φM21 supplied to the signal transfer gate M21 remains inactive. That is, no signal is transferred to the signal holding capacitor CH1, and no pixel signal in the pixel array PA is input to the A / D converter 111.

タイミングT205bでは、信号φM23,φM43がノンアクティブになる。これにより、信号保持容量CH3への信号の転送が完了する。   At timing T205b, the signals φM23 and φM43 become non-active. Thereby, the transfer of the signal to the signal holding capacitor CH3 is completed.

タイミングT206bでは、供給部206aが、複数のA/D変換部111〜114のうち、画素配列PAにおける画素の信号が入力されるA/D変換部113へ電源φAD2を供給する。すなわち、供給部6aは、アクティブな信号φAD2をA/D変換部113へ電源として供給する。これにより、A/D変換部113は、信号保持容量CH3に保持された信号をA/D変換して出力する。一方、供給部206aが、複数のA/D変換部111〜114のうち、画素配列PAにおける画素の信号が入力されないA/D変換部111へ電源φAD1を供給しない。すなわち、供給部206aは、信号φAD1をノンアクティブな状態のままにする。   At timing T206b, the supply unit 206a supplies the power supply φAD2 to the A / D conversion unit 113 to which the pixel signals in the pixel array PA are input among the plurality of A / D conversion units 111 to 114. That is, the supply unit 6a supplies the active signal φAD2 to the A / D conversion unit 113 as a power source. As a result, the A / D converter 113 performs A / D conversion on the signal held in the signal holding capacitor CH3 and outputs the signal. On the other hand, the supply unit 206a does not supply the power supply φAD1 to the A / D conversion unit 111 to which the pixel signal in the pixel array PA is not input among the plurality of A / D conversion units 111 to 114. That is, supply unit 206a keeps signal φAD1 in a non-active state.

タイミングT207bでは、供給部206aが、信号φAD2をアクティブなレベルからノンアクティブなレベルにする。これにより、供給部206aは、A/D変換部113への電源の供給を完了する。   At timing T207b, the supply unit 206a changes the signal φAD2 from an active level to a non-active level. Thereby, the supply unit 206a completes the supply of power to the A / D conversion unit 113.

なお、供給部206aにより電源が供給されるA/D変換部と供給部206aにより電源が供給されないA/D変換部とは、複数の1ライン期間(図4では4つの1ライン期間)を含むフレーム期間ごとに異なっていてもよい。   Note that the A / D converter that is supplied with power by the supply unit 206a and the A / D converter that is not supplied with power by the supply unit 206a include a plurality of one-line periods (four one-line periods in FIG. 4). It may be different for each frame period.

次に、本発明の第3実施形態に係る撮像システムS300を、図6を用いて説明する。図6は、本発明の第3実施形態に係る撮像システムS300の構成図である。図6では、説明に不要な部分の図示が省略されている。以下では、第1実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の部分についての説明を省略する。また、画素配列PAにおける画素B11〜B14の列及び画素B21〜B24の列に関する動作は、画素A11〜A14の列及び画素A21〜A24の列に関する動作と同様であるため、説明を省略する。   Next, an imaging system S300 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a configuration diagram of an imaging system S300 according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 6, illustration of parts unnecessary for description is omitted. Below, it demonstrates centering on a different point from 1st Embodiment, and abbreviate | omits description about the same part. In addition, the operations related to the columns of the pixels B11 to B14 and the columns of the pixels B21 to B24 in the pixel array PA are the same as the operations related to the columns of the pixels A11 to A14 and the columns of the pixels A21 to A24.

撮像システムS300は、図6に示すように、撮像装置300及びシステム制御部313を備える点で、第1実施形態と異なる。   As illustrated in FIG. 6, the imaging system S300 is different from the first embodiment in that the imaging system S300 includes an imaging device 300 and a system control unit 313.

撮像装置300は、画素配列PA300及び読み出し部340を含む。   The imaging apparatus 300 includes a pixel array PA300 and a readout unit 340.

画素配列PA300は、第1の読み出しモードにおいて、画素から信号が読み出される読み出し列(第1の列)A11〜A14,B11〜B14と、画素から信号が読み出されない非読み出し列(第2の列)A21〜A24,B21〜B24とを含む。第1の読み出しモードは、例えば、間引き読み出しモードである。画素配列PA300は、第2の読み出しモードにおいて、全ての列の画素A11〜B24から信号が読み出される。第2の読み出しモードは、例えば、通常モードである。   In the first read mode, the pixel array PA300 includes read columns (first columns) A11 to A14 and B11 to B14 from which signals are read from the pixels, and non-read columns (second columns) from which signals are not read from the pixels. ) A21 to A24, B21 to B24. The first read mode is, for example, a thinning read mode. In the pixel array PA300, signals are read from the pixels A11 to B24 in all columns in the second readout mode. The second read mode is, for example, a normal mode.

読み出し部340は、信号転送ゲートM313,M314を含む。信号転送ゲートM313,M314は、第1の読み出しモードにおける1ライン期間LT301においてオンされない。すなわち、読み出し部340は、第1の読み出しモードにおいて、画素配列PAにおける読み出し列の画素から信号を読み出し、画素配列PAにおける非読み出し列の画素から信号を読み出さない。このとき、読み出し部340は、行選択部120が選択している行の複数の画素の中から一部の列の画素の信号を読み出して出力する。また、読み出し部340は、第2の読み出しモードにおいて、画素配列PAにおける全ての列の画素から信号を読み出す。このとき、読み出し部340は、行選択部120が選択している行の複数の画素の中から全部の列の画素の信号を読み出して出力する。   The reading unit 340 includes signal transfer gates M313 and M314. The signal transfer gates M313 and M314 are not turned on in the one-line period LT301 in the first read mode. That is, in the first readout mode, the readout unit 340 reads out signals from pixels in the readout column in the pixel array PA and does not read out signals from pixels in the non-readout column in the pixel array PA. At this time, the readout unit 340 reads out and outputs the signals of the pixels in some columns from the plurality of pixels in the row selected by the row selection unit 120. In addition, the reading unit 340 reads signals from pixels in all columns in the pixel array PA in the second reading mode. At this time, the readout unit 340 reads out and outputs the signals of the pixels in all the columns from the plurality of pixels in the row selected by the row selection unit 120.

システム制御部313は、所定の条件に応じて、第1の読み出しモードと第2の読み出しモードとを切り替えるように、撮像装置300及び信号処理部7を制御する。   The system control unit 313 controls the imaging device 300 and the signal processing unit 7 so as to switch between the first readout mode and the second readout mode according to a predetermined condition.

例えば、システム制御部313は、次のように、撮像装置300及び信号処理部7を制御する。システム制御部313は、撮像装置300の読み出し部340により読み出される画像信号のフレームレートが閾値以上である場合、撮像装置300が第1の読み出しモードで動作して非読み出し列の画素の信号が読み出されないようにする。システム制御部313は、読み出される画像信号のフレームレートが閾値より小さい場合、撮像装置300が第2の読み出しモードで動作して全列の画素の信号が読み出されて信号処理部7が非読み出し列に対応した画素の信号を無効化するようにする。   For example, the system control unit 313 controls the imaging device 300 and the signal processing unit 7 as follows. When the frame rate of the image signal read by the reading unit 340 of the imaging device 300 is equal to or higher than the threshold, the system control unit 313 reads the pixel signal of the non-reading column when the imaging device 300 operates in the first reading mode. Make sure they are not released. When the frame rate of the image signal to be read is smaller than the threshold, the system control unit 313 reads the signals of the pixels in all the columns by operating the imaging apparatus 300 in the second reading mode, and the signal processing unit 7 does not read The signal of the pixel corresponding to the column is invalidated.

具体的には、撮像装置300の動作が、図7に示すように、次の点で第1実施形態と異なる。図7は、撮像装置300の動作を示すタイミング波形図である。   Specifically, as shown in FIG. 7, the operation of the imaging apparatus 300 differs from the first embodiment in the following points. FIG. 7 is a timing waveform diagram illustrating the operation of the imaging apparatus 300.

タイミングT301では、信号転送ゲートM11,M12に供給される信号φM11,φM12がアクティブになる。これにより、プリアンプ101,102で増幅された信号が信号保持容量CT1,CT2へ転送される。一方、信号転送ゲートM313,M314に供給される信号φM313,φM314がノンアクティブのままである。   At timing T301, the signals φM11 and φM12 supplied to the signal transfer gates M11 and M12 are activated. As a result, the signals amplified by the preamplifiers 101 and 102 are transferred to the signal holding capacitors CT1 and CT2. On the other hand, the signals φM313 and φM314 supplied to the signal transfer gates M313 and M314 remain inactive.

タイミングT302では、信号φM11,φM12がノンアクティブになる。これにより、プリアンプ101,102で増幅された信号の信号保持容量CT1,CT2への転送が完了する。   At timing T302, the signals φM11 and φM12 become non-active. Thereby, the transfer of the signals amplified by the preamplifiers 101 and 102 to the signal holding capacitors CT1 and CT2 is completed.

なお、画素配列PA300は、第1の読み出しモードにおいて、画素から信号が読み出される読み出し行(A11,B11),(A13,B13)と、画素から信号が読み出されない非読み出し行(A21,B21),(A23,B23)とをさらに含んでもよい。すなわち、画素配列PA300は、第1の読み出しモードにおいて、列単位だけでなく行単位でも間引かれていても良い。   In the pixel array PA300, in the first readout mode, readout rows (A11, B11), (A13, B13) from which signals are read from the pixels and non-readout rows (A21, B21) in which signals are not read from the pixels. , (A23, B23). That is, the pixel array PA300 may be thinned out not only in column units but also in row units in the first readout mode.

次に、別の変形例について説明する。撮像システムの撮影モードには静止画モードと動画モードとがある。静止画モードには、撮影したままの情報(以下RAW)を記録するモードと、RAWから生成した観賞用の画像(以下JPG)を記録するモードと、RAW及びJPGの双方を記録するモードとがある。また、JPGには、撮影したままの解像度であるラージサイズ、および、解像度を落としてデータ容量を減らしたスモールサイズがある。   Next, another modified example will be described. There are still image mode and moving image mode in the imaging mode of the imaging system. The still image mode includes a mode for recording information as it is captured (hereinafter referred to as RAW), a mode for recording an ornamental image (hereinafter referred to as JPG) generated from the RAW, and a mode for recording both RAW and JPG. is there. In addition, JPG has a large size that is the resolution as it is shot, and a small size that reduces the data capacity by reducing the resolution.

RAWを記録するモードにおいて、撮像装置の画素配列から全画素の信号を読み出す必要がある。また、RAWとJPGとの双方を記録するモードにおいて、スモールサイズのJPGを生成する場合には、RAWの画素信号の加算をデジタル加算等の処理で行う必要がある。これらの場合、撮像装置から全ての画素信号を読み出すために、全ての列A/Dを使用することになり、また、読み出された画像信号を、信号処理部によりデジタル加算することになる。すなわち、システム制御部は、これらのモードで動作させるための指示をユーザから受け付けた場合、出力される画像信号のフレームレートが閾値以上であっても、画素配列PAの全ての画素の信号が読み出されるように撮像装置を制御しても良い。   In the RAW recording mode, it is necessary to read out signals of all the pixels from the pixel array of the imaging device. In addition, when generating a small size JPG in a mode in which both RAW and JPG are recorded, it is necessary to add RAW pixel signals by processing such as digital addition. In these cases, all the column A / Ds are used to read out all the pixel signals from the imaging device, and the read image signals are digitally added by the signal processing unit. That is, when the system control unit receives an instruction for operating in these modes from the user, the signals of all the pixels in the pixel array PA are read even if the frame rate of the output image signal is equal to or higher than the threshold value. The image pickup apparatus may be controlled as described above.

一方、システム制御部は、これら以外のモードで動作させるための指示をユーザから受け付けた場合、フレームレートに関わらず、撮像装置の加算部が2以上の列の画素の信号を加算するようにしてもよい。あるいは、システム制御部は、フレームレートに関わらず、撮像装置が第2の読み出しモードで動作して全列の画素の信号が読み出されて信号処理部が非読み出し列に対応した画素の信号を無効化するようにしてもよい。これにより、画像信号に含まれる画素数すなわちデータ量を減らせるので、画像信号を高速に処理することができる。   On the other hand, when the system control unit receives an instruction for operating in a mode other than these from the user, the addition unit of the imaging device adds signals of pixels in two or more columns regardless of the frame rate. Also good. Alternatively, regardless of the frame rate, the system control unit operates in the second readout mode so that the signals of the pixels in all columns are read out, and the signal processing unit outputs the pixel signals corresponding to the non-readout columns. You may make it invalidate. As a result, the number of pixels included in the image signal, that is, the amount of data can be reduced, so that the image signal can be processed at high speed.

6a,206a 供給部
100,200,300 撮像装置
120 行選択部
140,240,340 読み出し部
141,241 加算部
PA,PA300 画素配列
S100,S200,S300 撮像システム
6a, 206a Supply unit 100, 200, 300 Imaging device 120 Row selection unit 140, 240, 340 Reading unit 141, 241 Addition unit PA, PA300 Pixel array S100, S200, S300 Imaging system

Claims (3)

複数の画素が行方向および列方向に配列された画素配列と、前記画素配列における行を選択する行選択手段と前記行選択手段が選択している行の複数の画素の信号を読み出して出力する読み出し手段と、前記画素配列における2以上の列の画素の信号を加算する加算手段と、前記画素配列の各列にそれぞれ設けられた複数のA/D変換手段と、前記画素配列における各列の画素の信号を前記A/D変換手段へ転送する転送手段とを含み、被写体像を撮像して画像信号を取得する撮像装置と、
前記撮像装置から出力された画像信号を処理して画像データを生成する信号処理手段と、
前記加算手段が前記画素配列における2以上の列の画素の信号を加算する第1の加算処理と、前記加算手段が2以上の列の画素の信号を加算せずに前記信号処理手段が2以上の列の画素の信号を加算する第2の加算処理のいずれかを前記画像信号のフレームレートに応じて切り替え制御するとともに、前記複数のA/D変換手段のうち、前記転送手段により前記画素配列における画素の信号が転送されるA/D変換手段を駆動し、前記転送手段により前記画素配列における画素の信号が転送されないA/D変換手段を駆動しないように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする撮像システム。
A plurality of pixels pixel array arranged in rows and columns, and row selection means for selecting a row in the pixel array, and reads and outputs the signals of a plurality of pixels in a row in which the row selecting means has selected Reading means, adding means for adding signals of pixels in two or more columns in the pixel array, a plurality of A / D conversion means provided in each column of the pixel array, and each column in the pixel array the signals of the pixels comprises a transfer means for transferring to said a / D converting means, and an imaging device for acquiring an image signal by imaging an object image,
Signal processing means for processing image signals output from the imaging device to generate image data;
A first addition process in which the adding means adds signals of pixels in two or more columns in the pixel array; and the signal processing means adds two or more signals without adding the signals of pixels in two or more columns. One of the second addition processes for adding the signals of the pixels in the column in accordance with the frame rate of the image signal , and the transfer means among the plurality of A / D conversion means. Control means for driving the A / D conversion means to which the pixel signal in the pixel array is transferred, and controlling so that the transfer means does not drive the A / D conversion means to which the pixel signal in the pixel array is not transferred ,
An imaging system comprising:
前記制御手段は、前記画像信号のフレームレートが閾値以上である場合、前記加算手段が2以上の列の画素の信号を加算する第1の加算処理を実行するように制御し、前記画像信号のフレームレートが前記閾値より小さい場合、前記撮像装置の加算手段が2以上の列の画素の信号を加算せずに前記信号処理手段が2以上の列の画素の信号を加算する第2の加算処理を実行するように制御することを特徴とする請求項1に記載の撮像システム。   When the frame rate of the image signal is equal to or higher than a threshold, the control means controls the addition means to execute a first addition process for adding signals of pixels in two or more columns, When the frame rate is smaller than the threshold value, the addition unit of the imaging device does not add the signals of the pixels of two or more columns, and the signal processing unit adds the signals of the pixels of two or more columns. The imaging system according to claim 1, wherein the imaging system is controlled to execute. 前記複数のA/D変換手段に電力を供給する供給手段を備え、前記制御手段は、前記第1の加算処理を実行する場合に、前記複数のA/D変換手段のうち、前記加算手段により加算された信号が前記転送手段により転送されるA/D変換手段に電力を供給し、前記加算手段により加算された信号が前記転送手段により転送されないA/D変換手段に電力を供給しないように前記供給手段を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像システム。 A power supply unit configured to supply power to the plurality of A / D conversion units; and when the first addition process is performed by the control unit, the addition unit among the plurality of A / D conversion units The added signal supplies power to the A / D converter that is transferred by the transfer unit, and the signal added by the adder is not supplied to the A / D converter that is not transferred by the transfer unit. the imaging system of claim 1 or 2, wherein the controller controls the supply means.
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