JP6216229B2 - 撮像素子及び撮像システム - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施例を、図1〜図3を用いて説明する。図1は撮像素子の構成例である。撮像素子は、複数の画素が行列状に配置された画素部10、垂直走査回路11、列AD変換回路12、ランプ信号発生器13、カウント信号発生器14、水平読み出し回路15、水平走査回路16、デジタル信号処理部17を有する。列AD変換回路12は、比較器121、メモリ122を含む。比較器121の一方の入力に垂直走査回路11により選択された行の画素101から読み出されたアナログ信号が、列出力線102を介して入力され、もう一方の入力に基準信号が供給される。基準信号は、ランプ信号発生器13から出力された一定の傾斜で上昇するランプ信号である。本実施例では、比較器の出力は、ランプ信号の値がアナログ信号の値を上回ると反転するものとする。
cnt[11] = cnt[0] XORcnt[1]XORcnt[2]XORcnt[3] XOR cnt[5] XOR cnt[7] XOR cnt[8]
cnt[12] = cnt[1] XORcnt[2]XORcnt[3]XORcnt[4] XOR cnt[6] XOR cnt[8] XOR cnt[9]
cnt[13] = cnt[2] XORcnt[3]XORcnt[4]XORcnt[5] XOR cnt[7] XOR cnt[9] XOR cnt[10]
cnt[14] = cnt[0] XORcnt[1]XORcnt[2]XORcnt[4] XOR cnt[6] XOR cnt[7] XOR cnt[10]
ここでXORは排他的論理和を示す演算子である。
R1 = d[0] XOR d[1] XOR d[2]XORd[3]XORd[5]XOR d[7] XOR d[8] XOR d[11]
R2 = d[1] XOR d[2] XOR d[3]XORd[4]XORd[6]XOR d[8] XOR d[9] XOR d[12]
R3 = d[2] XOR d[3] XOR d[4]XORd[5]XORd[7]XOR d[9] XOR d[10] XOR d[13]
R4 = d[0] XOR d[1] XOR d[2] XORd[4]XORd[6]XORd[7] XOR d[10] XOR d[14]
データd[14:0]がBCH符号(15,11)の生成ルールに則ったデータである場合、データに誤りがなければ必ずR1=R2=R3=R4=0となる。すなわち、デジタル信号処理部に誤りのないデータd[14:0]入力されている場合、R1=R2=R3=R4=0となる。
本発明の第2の実施例を、図4、5を用いて説明する。第1の実施例と同様な構成は説明を省略する。実施例1においては、カウント信号出力の有効データであるデータcnt[10:0]は単純なバイナリコードであったが、本実施例では、カウント信号発生器14からの出力である有効データをグレイコードに変換して出力する。そのために、カウント信号発生器14の内部に、バイナリ−グレイ変換器143を備えている。バイナリコードを使用する場合、カウント信号が1カウントアップするときに、同時に多数のビットが反転することがある。グレイコードは、1カウントアップするときに必ず1ビットしか反転しない。このため、カウント信号の遷移タイミングと比較器の反転タイミングの同期がずれて、カウント信号の遷移途中でメモリに取り込まれることがあったとしても、その影響を最小限に抑えることができる。
本発明の第3の実施例を、図5、6を用いて説明する。カウント信号発生器14以外の構成は、実施例1と同様である。本実施例では、カウント信号の有効データを12ビットとした時に、誤り訂正符号としてハミング符号(7,4)を用いる例を説明する。ハミング符号(7,4)は、有効データが4ビットの時に冗長データを3ビットとした計7ビットのデータであり、データ7ビット中に1ビットの誤りがあったときにエラーを訂正できる符号である。4ビットの有効データのa[0]〜a[3]をデータa[3:0]とし、3ビットの冗長データのb[0]〜 b[2]をデータb[2:0]とした場合、符号生成ルールは下記の式で表わされる。
b[0] = a[0] XOR a[1] XOR a[2]
b[1] = a[1] XOR a[2] XOR a[3]
b[2] = a[0] XOR a[1] XOR a[3]
復号ルールは下記の式で表わされる。
R1 = a[0] XOR a[1] XOR a[2] XOR b[0]
R2 = a[1] XOR a[2] XOR a[3] XOR b[1]
R3 = a[0] XOR a[1] XOR a[3] XOR b[2]
本発明の第4の実施例を、図7を用いて説明する。カウント信号発生器14以外の構成は、実施例1と同様である。本実施例では、カウント信号の有効データの長さが12ビットの時に、誤り訂正符号としてBCH(15,11)符号を用いた例を説明する。前述のとおり、BCH(15,11)は有効データの長さが11ビットに対応した符号である。したがって、カウント信号の有効データが12ビットだと、1ビット分は符号化できない。本実施例では、図7に示すように、冗長データ生成部142は、12ビットの有効データcnt[11:0]のうち、最下位のビットcnt[0]を除いた上位側11ビットのデータcnt[11:1]に対して冗長データを生成して付加する。そうするとデータcnt[15:1]の15ビット中の1ビットのエラーは誤り訂正できるが、ビットcnt[0]にエラーが存在した場合は訂正できない。
本発明の第5の実施例を、図8を用いて説明する。図8はリードソロモン(RS)符号のうちRS符号(7,5)の概念を示した図である。RS符号(7,5)は、3ビットをまとめて1バイトとして捉え、バイト単位で符号化、復号化を行う符号である。RS符号(7,5)は、有効データの長さが5バイト、冗長データの長さが2バイト、計7バイトの符号であり、7バイト中の1バイトの誤りを訂正できる符号である。言い換えれば、RS符号(7,5)は、有効データは15ビット、冗長データは6ビットの合計21ビットの符号であり、最大3ビットのエラーが存在しても、それらが同一バイト内に存在する場合はエラー訂正ができるという符号である。よって、リードソロモン符号は、不良が近傍のバイトに固まって存在する場合に有効な符号となっている。本実施例では、具体的には図8に示すように、カウント信号発生器は有効データa[14:0]をA1〜5の5バイトのデータとして捉え、冗長データ生成部142はC1・C2という2バイトの冗長データを生成して有効データに付加して出力する。
図9は、本発明の第6の実施例による撮像システムの構成例を示す図である。撮像システム800は、例えば、光学部810、撮像素子100、画像信号処理部830、記録・通信部840、タイミング制御部850、システム制御部860、及び再生・表示部870を含む。撮像部820は、撮像素子100及び画像信号処理部830を有する。撮像素子100は、先の実施例で説明した撮像素子が用いられる。
Claims (12)
- 複数の画素が行列状に配置された画素部と、
前記列ごとに設けられ、前記画素部から出力される画素信号をAD変換してデジタルデータを出力するAD変換回路であって、前記画素信号と基準信号とを比較する比較器を有するAD変換回路と、
基準クロックをカウントしてカウント信号を発生するカウンタ回路と誤り訂正符号の生成ルールに基づいて前記カウント信号から前記デジタルデータを訂正するための冗長データを生成する冗長データ生成部とを備えるカウント信号発生器と、
前記比較器からの出力信号に応じて、前記冗長データと前記デジタルデータとして前記カウント信号とを格納するメモリと、を
備えることを特徴とする撮像素子。 - 前記デジタルデータと前記冗長データとを出力することを特徴とする請求項1に記載の撮像素子。
- 前記デジタルデータはグレイコードであって、前記冗長データ生成部は前記グレイコードに対して誤り訂正符号の生成ルールに基づく冗長データを生成することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像素子。
- 前記デジタルデータは複数のブロックに分割され、前記冗長データ生成部は、複数のブロックごとに誤り訂正符号の生成ルールに基づく冗長データを生成することを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像素子。
- 前記冗長データ生成部は、前記デジタルデータを構成する複数のビットのうち、少なくとも最下位ビットを除くビットについてのみ冗長データを生成することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像素子。
- 前記誤り訂正符号はBCH符号であることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像素子。
- 前記誤り訂正符号はハミング符号であることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像素子。
- 前記誤り訂正符号はリードソロモン符号であることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像素子。
- 前記比較器は前記基準クロックに同期して動作することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の撮像素子。
- 前記カウンタ回路は、前記カウント信号をグレイコードとして出力することを特徴とする請求項9に記載の撮像素子。
- 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の撮像素子からの出力を処理するデジタル信号処理部を備え、前記デジタル信号処理部は、前記出力を前記誤り訂正符号の復号ルールに基づいて誤り訂正することを特徴とする撮像素子。
- 請求項11に記載の撮像素子と、前記撮像素子へ光を結像する光学系と、前記撮像素子からの出力信号を処理する画像信号処理部とを有することを特徴とする撮像システム。
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