JP7358042B2 - 光電変換装置、カメラ、移動体、および、信号処理装置 - Google Patents
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Description
IM2 イメージセンサ
100 画素
101 画素アレイ
102 出力線
103 垂直走査回路
104 列回路
105 定電流回路
106 参照信号発生回路
107 比較回路
108 カウンタ
109 メモリ部
109S メモリ
109N メモリ
110 水平走査回路
111 出力回路
112 制御回路
113 画素接続素子
114 スイッチ素子
Claims (28)
- 複数の画素と、
前記複数の画素から出力された信号に対してアナログデジタル変換を行う信号処理回路と、
信号が読み出される画素を選択するための選択信号を供給する走査回路と、
少なくとも2つの画素の信号を加算することによって生成される第1信号を前記信号処理回路へ入力する第1モードと、前記少なくとも2つの画素の信号のそれぞれを第2信号として個別に前記信号処理回路へ入力する第2モードと、を切り替えるスイッチ部と、を備え、
前記第1モードにおいて、前記信号が読み出される画素からの前記信号の出力開始から終了までの第1の期間が、前記第2モードにおいて、前記信号が読み出される画素からの前記信号の出力開始から終了までの第2の期間より短い、
ことを特徴とする光電変換装置。 - 前記第1モードにおいて、前記複数の画素または前記信号処理回路を制御するための制御信号は第1のパルス幅のパルス信号を含み、
前記第2モードにおいて、前記制御信号は前記第1のパルス幅より長い第2のパルス幅のパルス信号を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 - 前記第1モードにおいて、前記信号処理回路は第1周波数のクロック信号に基づいてアナログデジタル変換を行い、
前記第2モードにおいて、前記信号処理回路は前記第1周波数より低い第2周波数のクロック信号に基づいてアナログデジタル変換を行う、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光電変換装置。 - 前記第1モードにおいて、1つの前記第1信号を処理するために前記信号処理回路が行う読み出し動作が、第1回数の前記アナログデジタル変換を含み、
前記第2モードにおいて、1つの前記第2信号を処理するために前記信号処理回路が行う読み出し動作が、前記第1回数よりも多い第2回数の前記アナログデジタル変換を含む、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記複数の画素のそれぞれは、光電変換によって生じた電荷に基づく信号を受ける入力ノードと、前記入力ノードをリセットするためのリセット部と、を含み、
前記第1モードにおいて、前記少なくとも2つの画素のいずれかが、前記光電変換によって生じた電荷に基づく信号が前記入力ノードに入力された状態で、前記第1信号を出力し、
前記第2モードにおいて、前記少なくとも2つの画素のそれぞれが、前記入力ノードがリセットされた状態で、リセットレベル信号を出力し、さらに、光電変換によって生じた電荷に基づく前記信号が前記入力ノードに入力された状態で、前記第2信号を出力し、
前記第2モードにおいて、1つの前記第2信号を処理するために前記信号処理回路が行う前記読み出し動作は、前記リセットレベル信号に対するアナログデジタル変換と、前記第2信号に対するアナログデジタル変換と、を含む、
ことを特徴とする請求項4に記載の光電変換装置。 - 前記複数の画素は複数の列を構成するように配列され、
前記信号処理回路は、それぞれがアナログデジタル変換器を含む複数の列回路を有し、
前記第1モードにおいて、前記第1信号は前記複数の列回路の少なくとも1つに入力され、
前記第2モードにおいて、前記少なくとも2つの画素からの前記第2信号は、前記複数の列回路のうちの2つの列回路に個別に入力される、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記複数の列に対応した複数の出力線を備え、
前記スイッチ部は前記複数の出力線の2つを接続する第1スイッチ素子を含み、
前記第1スイッチ素子がオン状態となることで、前記第1信号が生成され、
前記第1スイッチ素子がオフ状態のとき、前記少なくとも2つの画素からの前記第2信号が、前記2つの列回路に個別に入力される、
ことを特徴とする請求項6に記載の光電変換装置。 - 前記複数の画素のそれぞれは、光電変換によって生じた電荷に基づく信号を受ける入力ノードを含み、
前記スイッチ部は、前記少なくとも2つの画素の前記入力ノードを接続する第2スイッチ素子を含み、
前記第2スイッチ素子がオン状態となることで、前記第1信号が生成され、
前記第2スイッチ素子がオフ状態のとき、前記少なくとも2つの画素からの前記第2信号が、前記信号処理回路に個別に入力される、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記複数の画素のそれぞれは、光電変換によって生じた電荷に基づく信号を受ける入力ノードを含み、
前記複数の画素は複数の列を構成するように配列され、
前記複数の列に配された複数の画素は列ごとに複数の出力線のそれぞれに接続され、
前記信号処理回路は、それぞれがアナログデジタル変換器を含む複数の列回路を有し、
前記スイッチ部は、前記複数の出力線の2つを接続する第1スイッチ素子と、前記少なくとも2つの画素の前記入力ノードを接続する第2スイッチ素子と、を含み、
前記第1モードにおいて、前記第1スイッチ素子および前記第2スイッチ素子の両方がオン状態となることで、前記第1信号が生成され、かつ、前記第1信号は前記複数の列回路の少なくとも1つに入力され、
前記第2モードにおいて、前記第1スイッチ素子がオフ状態のとき、前記少なくとも2つの画素からの前記第2信号が、前記信号処理回路に個別に入力される、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記第1モードで得られる第1画像と第2画像との差分を取得し、前記差分が閾値より大きいことを検知したことに応じて、前記第1モードから前記第2モードに切り替える制御部を備える、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記第1モードで得られる複数の画像のそれぞれについて前の画像との差分を取得し、前記差分が閾値より小さいことを連続で検知した回数が所定の値に達したことに応じて、前記第1モードから前記第2モードに切り替える制御部を備える、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 複数の画素と、
前記複数の画素から出力された信号に対してアナログデジタル変換を行う信号処理回路と、
少なくとも2つの画素の信号を加算することによって生成される第1信号を前記信号処理回路へ入力する第1モードと、前記少なくとも2つの画素の信号のそれぞれを第2信号として個別に前記信号処理回路へ入力する第2モードと、を切り替えるスイッチ部と、を備え、
前記複数の画素のそれぞれは、光電変換によって生じた電荷に基づく信号を受ける入力ノードと、前記入力ノードを電源電圧にリセットするためのリセット部と、を含み、
前記第1モードにおいて、前記少なくとも2つの画素のいずれかが、前記光電変換によって生じた電荷に基づく信号が前記入力ノードに入力された状態で、前記第1信号を出力し、
前記第2モードにおいて、前記少なくとも2つの画素のそれぞれが、前記入力ノードが電源電圧にリセットされた状態で、リセットレベル信号を出力し、さらに、光電変換によって生じた電荷に基づく前記信号が前記入力ノードに入力された状態で、前記第2信号を出力し、
前記第1モードにおいて、1つの前記第1信号を処理するために前記信号処理回路が行う読み出し動作は、前記リセットレベル信号に対するアナログデジタル変換を含まず、
前記第2モードにおいて、前記信号処理回路が行う読み出し動作は、前記リセットレベル信号に対するアナログデジタル変換と、前記第2信号に対するアナログデジタル変換と、を含む
ことを特徴とする光電変換装置。 - 複数の画素と、
前記複数の画素から出力された信号に対してアナログデジタル変換を行う信号処理回路と、
少なくとも2つの画素の信号を加算することによって生成される第1信号を前記信号処理回路へ入力する第1モードと、前記少なくとも2つの画素の信号のそれぞれを第2信号として個別に前記信号処理回路へ入力する第2モードと、を切り替えるスイッチ部と、を備え、
前記スイッチ部は、前記第1モードでの駆動中に動体を検知すると、前記第1モードから前記第2モードへの切り替えを行い、
前記第1モードにおいて、1つの前記第1信号を処理するために前記信号処理回路が行う読み出し動作が、第1回数の前記アナログデジタル変換を含み、
前記第2モードにおいて、1つの前記第2信号を処理するために前記信号処理回路が行う読み出し動作が、前記第1回数よりも多い第2回数の前記アナログデジタル変換を含む、
ことを特徴とする光電変換装置。 - 前記第1モードで撮像された第1の画像と、前記第2モードで撮像された第2の画像と、の差分が所定の閾値よりも大きい場合に前記動体と判定することを特徴とする請求項13に記載の光電変換装置。
- 前記第1モードにおいて、前記複数の画素または前記信号処理回路を制御するための制御信号は第1のパルス幅のパルス信号を含み、
前記第2モードにおいて、前記制御信号は前記第1のパルス幅より長い第2のパルス幅のパルス信号を含む、
ことを特徴とする請求項12乃至請求項14のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記第1モードにおいて、前記信号処理回路は第1周波数のクロック信号に基づいてアナログデジタル変換を行い、
前記第2モードにおいて、前記信号処理回路は前記第1周波数より低い第2周波数のクロック信号に基づいてアナログデジタル変換を行う、
ことを特徴とする請求項12乃至請求項15のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記複数の画素は複数の列を構成するように配列され、
前記信号処理回路は、それぞれがアナログデジタル変換器を含む複数の列回路を有し、
前記第1モードにおいて、前記第1信号は前記複数の列回路の少なくとも1つに入力され、
前記第2モードにおいて、前記少なくとも2つの画素からの前記第2信号は、前記複数の列回路のうちの2つの列回路に個別に入力される、
ことを特徴とする請求項12乃至請求項16のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記複数の列に対応した複数の出力線を備え、
前記スイッチ部は前記複数の出力線の2つを接続する第1スイッチ素子を含み、
前記第1スイッチ素子がオン状態となることで、前記第1信号が生成され、
前記第1スイッチ素子がオフ状態のとき、前記少なくとも2つの画素からの前記第2信号が、前記2つの列回路に個別に入力される、
ことを特徴とする請求項17に記載の光電変換装置。 - 前記複数の画素は複数の列を構成するように配列され、
前記信号処理回路は、それぞれがアナログデジタル変換器を含む複数の列回路を有し、
前記第1モードにおいて、前記第1信号は前記複数の列回路の少なくとも1つに入力され、
前記第2モードにおいて、前記少なくとも2つの画素からの前記第2信号は、前記複数の列回路のうちの2つの列回路に個別に入力され、
前記第1回数、および、前記第2回数は、それぞれ、1つの前記列回路の行うアナログデジタル変換の回数である、
ことを特徴とする請求項13に記載の光電変換装置。 - 前記複数の画素のそれぞれは、光電変換によって生じた電荷に基づく信号を受ける入力ノードを含み、
前記スイッチ部は、前記少なくとも2つの画素の前記入力ノードを接続する第2スイッチ素子を含み、
前記第2スイッチ素子がオン状態となることで、前記第1信号が生成され、
前記第2スイッチ素子がオフ状態のとき、前記少なくとも2つの画素からの前記第2信号が、前記信号処理回路に個別に入力される、
ことを特徴とする請求項12乃至請求項16のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記複数の画素のそれぞれは、光電変換によって生じた電荷に基づく信号を受ける入力ノードを含み、
前記複数の画素は複数の列を構成するように配列され、
前記複数の列に配された複数の画素は列ごとに複数の出力線のそれぞれに接続され、
前記信号処理回路は、それぞれがアナログデジタル変換器を含む複数の列回路を有し、
前記スイッチ部は、前記複数の出力線の2つを接続する第1スイッチ素子と、前記少なくとも2つの画素の前記入力ノードを接続する第2スイッチ素子と、を含み、
前記第1モードにおいて、前記第1スイッチ素子および前記第2スイッチ素子の両方がオン状態となることで、前記第1信号が生成され、かつ、前記第1信号は前記複数の列回路の少なくとも1つに入力され、
前記第2モードにおいて、前記第1スイッチ素子がオフ状態のとき、前記少なくとも2つの画素からの前記第2信号が、前記信号処理回路に個別に入力される、
ことを特徴とする請求項12乃至請求項16のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記第1モードで得られる第1画像と第2画像との差分を取得し、前記差分が閾値より大きいことを検知したことに応じて、前記第1モードから前記第2モードに切り替える制御部を備える、
ことを特徴とする請求項12乃至請求項21のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 前記第1モードで得られる複数の画像のそれぞれについて前の画像との差分を取得し、前記差分が閾値より小さいことを連続で検知した回数が所定の値に達したことに応じて、前記第1モードから前記第2モードに切り替える制御部を備える、
ことを特徴とする請求項12乃至請求項22のいずれか一項に記載の光電変換装置。 - 請求項1乃至請求項23のいずれか一項に記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置に被写体からの光を結像するための光学部と、を備える、
ことを特徴とするカメラ。 - 移動体であって、
請求項24に記載のカメラと、
前記カメラによって取得された画像信号に基づいて前記移動体を制御する制御手段と、を有する、
ことを特徴とする移動体。 - 入力された信号に対してアナログデジタル変換を行う信号処理回路と、
信号が読み出される画素を選択するための選択信号を供給する走査回路と、を備え、
前記信号処理回路は、少なくとも2つの信号を加算することによって生成される第1信号が前記信号処理回路へ入力される第1モードと、前記少なくとも2つの信号のそれぞれが第2信号として個別に前記信号処理回路へ入力される第2モードとを有し、
前記第1モードにおいて、前記信号が読み出される画素からの前記信号の出力開始から終了までの期間に対応する第1のアナログデジタル変換期間が、前記第2モードにおいて、前記信号が読み出される画素からの前記信号の出力開始から終了までの期間に対応する第2のアナログデジタル変換期間より短い、
ことを特徴とする信号処理装置。 - 複数の画素から入力された信号に対してアナログデジタル変換を行う信号処理回路を備え、
前記信号処理回路は、少なくとも2つの信号を加算することによって生成される第1信号が前記信号処理回路へ入力される第1モードと、前記少なくとも2つの信号のそれぞれが第2信号として個別に前記信号処理回路へ入力される第2モードとを有し、
前記複数の画素のそれぞれは、光電変換によって生じた電荷に基づく信号を受ける入力ノードと、前記入力ノードを電源電圧にリセットするためのリセット部と、を含み、
前記第1モードにおいて、前記少なくとも2つの画素のいずれかが、前記光電変換によって生じた電荷に基づく信号が前記入力ノードに入力された状態で、前記第1信号を出力し、
前記第2モードにおいて、前記少なくとも2つの画素のそれぞれが、前記入力ノードが電源電圧にリセットされた状態で、リセットレベル信号を出力し、さらに、光電変換によって生じた電荷に基づく前記信号が前記入力ノードに入力された状態で、前記第2信号を出力し、
前記第1モードにおいて、1つの前記第1信号を処理するために前記信号処理回路が行う読み出し動作は、前記リセットレベル信号に対するアナログデジタル変換を含まず、
前記第2モードにおいて、前記信号処理回路が行う読み出し動作は、前記リセットレベル信号に対するアナログデジタル変換と、前記第2信号に対するアナログデジタル変換と、を含む
ことを特徴とする信号処理装置。 - 入力された信号に対してアナログデジタル変換を行う信号処理回路を備え、
前記信号処理回路は、少なくとも2つの画素の信号を加算することによって生成される第1信号を前記信号処理回路へ入力する第1モードと、前記少なくとも2つの画素の信号のそれぞれを第2信号として個別に前記信号処理回路へ入力する第2モードと、を有し、
前記第1モードでの駆動中に動体を検知すると、前記第1モードから前記第2モードへの切り替えを行い、
前記第1モードにおいて、1つの前記第1信号を処理するために前記信号処理回路が行う読み出し動作が、第1回数の前記アナログデジタル変換を含み、
前記第2モードにおいて、1つの前記第2信号を処理するために前記信号処理回路が行う読み出し動作が、前記第1回数よりも多い第2回数の前記アナログデジタル変換を含む、
ことを特徴とする信号処理装置。
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