JP7453819B2 - イメージセンサ及び撮像装置 - Google Patents
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Description
(イメージセンサ)
図1は、本発明による第1実施形態のイメージセンサ10の概略構成(水平読出動作時)を示すブロック図であり、図2は、図1に示すA視詳細図である。また、図3は、本発明による第1実施形態のイメージセンサ10の概略構成(傾斜読出動作時)を示すブロック図であり、図4は、図3に示すB視詳細図である。
図5は、本発明による第1実施形態のイメージセンサ10を備える撮像装置1の概略構成を示すブロック図である。撮像装置1は、イメージセンサ10、制御部2、メモリ3、操作部4、表示部5、及び記録部6を備える。
以上のような構成のイメージセンサ10及び撮像装置1とすることで、図12に例示する従来の水平な走査線による読み出し(水平読出動作)と、その水平な走査線に対し傾斜をかけた読み出し(傾斜読出動作)の両方を同一のセンサ(イメージセンサ10)で実現でき、これにより被写体像に応じて動作モードを切り替えてストリーキングノイズを抑圧することができる。
上述した例では、二次元画素配列の各行に配置するn個の読出方向切替スイッチ(SW)15を等間隔に配設する例を説明したが、各読出方向切替スイッチ(SW)15の水平方向の位置が全ての行で揃っていればよく(即ち、各読出方向切替スイッチ(SW)15が垂直方向(y軸方向)に一列に並んでいればよく)、各読出方向切替スイッチ(SW)15の間隔は等間隔でなくても傾斜読出動作を実現することができる。
(イメージセンサ)
図7は、本発明による第2実施形態のイメージセンサ10の概略構成(水平読出動作時)を示すブロック図であり、図8は、本発明による第2実施形態のイメージセンサ10の概略構成(傾斜読出動作時)を示すブロック図である。尚、図7及び図8において、第1実施形態と同様な構成要素には、同一の参照番号を付している。
尚、上述した第1及び第2実施形態の例では、図1又は図7に示す「水平読出動作」、及び図3又は図8に示す「傾斜読出動作」として、大別して二種類の動作モードを持つ構成を例に説明したが、種々の傾斜読取動作を行う構成とすることができる。例えば、第1実施形態、或いは第2実施形態では、n個の読出方向切替スイッチ(SW)15を水平接続と一方向の傾斜接続の2方向を切り替えて選択する構成を説明したが、これを3方向の切り替えに変更し、例えば水平接続、斜め上の画素との接続、斜め下の画素との接続とする3方向の切り替えを可能とする構成としてもよい。また、第1実施形態及び第2実施形態を組み合わせた構成としてもよく、例えば第1実施形態のような2個の行選択回路12,14と、第2実施形態のような折り返し配線部16A,16Bを有する実施形態とすることで、山型又はジグザグ型、或いは曲線とするなど、予め定めた複数種の傾斜読出動作を実現できる。図9(a)乃至(d)には、本発明による各実施形態のイメージセンサ10による傾斜読出動作の代表的な動作例として、それぞれ下方傾斜読み出し、上方傾斜読み出し、ジグザグ傾斜読み出し、及び曲線傾斜読み出しを概略的に示している。そして、撮像装置1は、このような水平方向に対する傾斜角度、傾斜方向、及び傾斜間隔のうち1以上が異なる複数種の傾斜読出動作について、当該読出方向選択信号によって指定して調節できるように構成することができる。
(イメージセンサ)
図10は、本発明による第3実施形態のイメージセンサ10の概略構成(傾斜読出専用)を示すブロック図である。尚、図10において、第1実施形態と同様な構成要素には、同一の参照番号を付している。
2 制御部
3 メモリ
4 操作部
5 表示部
6 記録部
10 イメージセンサ
11 画素アレイ
11a 画素
12 行選択回路(第1の行選択回路)
13 列並列A/D変換回路
14 第2の行選択回路
15 読出方向切替スイッチ(SW)
15S 行選択信号(SL信号)用の切替スイッチ
15R リセット信号(RST信号)用の切替スイッチ
15T 電荷転送信号(TX信号)用の切替スイッチ
16A,16B 折り返し配線部
20 センサ制御部
21 画像書込・読出制御部
22 画像処理部
PD フォトダイオード
FD フローティングディフュージョン
RST リセットトランジスタ
TX 転送ゲート
AMP 画素内のアンプ
SL 選択スイッチ
100 従来技術のイメージセンサ
101 従来技術の画素アレイ
101a 従来技術の画素
102 従来技術の行選択回路
103 従来技術の列並列A/D変換回路
Claims (9)
- 二次元画素配列のイメージセンサであって、
水平方向及び垂直方向の画素列として列及び行の二次元のグリッド状に画素が並べられている画素アレイと、
所定の画素駆動信号により、前記二次元画素配列の全ての列における各行に対して、画素信号を水平方向に対して傾斜して読み出す傾斜読取動作用に選択される複数の画素信号の読み出しを行う手段を有する行選択回路と、
前記行選択回路によって読み出される当該複数の画素信号を同タイミングでアナログ/デジタル変換してデジタル信号化し、センサ出力信号として外部に出力する列並列A/D変換回路と、を備え、
前記傾斜読取動作は、当該水平方向に対し所定間隔で垂直方向に所定の行数分をずらして選択される画素信号の読み出しを行う動作として構成されていることを特徴とするイメージセンサ。 - 前記行選択回路は、1種類以上の前記傾斜読取動作を行う機能を有することを特徴とする、請求項1に記載のイメージセンサ。
- 前記画素アレイは、前記所定の画素駆動信号を供給する各画素駆動信号線上に、水平方向では前記二次元画素配列の所定間隔の列毎に、垂直方向では前記二次元画素配列の同列に、外部からの読出方向選択信号によって、画素信号の読み出し方向の切り替えを可能とする所定個の読出方向切替スイッチを有することを特徴とする、請求項1又は2に記載のイメージセンサ。
- 前記所定個の読出方向切替スイッチは、前記読出方向選択信号によって、画素信号を水平方向に読み出す水平読出動作と、画素信号を水平方向に対して傾斜して読み出す傾斜読出動作とを切り替えるように構成されていることを特徴とする、請求項3に記載のイメージセンサ。
- 前記傾斜読出動作は、水平方向に対する傾斜角度について、前記読出方向選択信号によって指定されることにより調節可能に構成されていることを特徴とする、請求項4に記載のイメージセンサ。
- 前記傾斜読出動作は、水平方向に対する傾斜角度、傾斜方向、及び傾斜間隔のうち1以上が異なる複数種の傾斜読出動作を含み、前記読出方向選択信号によって指定されることにより調節可能に構成されていることを特徴とする、請求項4又は5に記載のイメージセンサ。
- 前記所定個の読出方向切替スイッチは、前記読出方向選択信号によって、前記傾斜読取動作を行うための傾斜接続を可能とする折り返し配線部への接続と、前記水平読出動作を行うための水平接続を可能とする接続とを切り替え可能に構成されていることを特徴とする、請求項4から6のいずれか一項に記載のイメージセンサ。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載のイメージセンサと、
該イメージセンサから出力されるセンサ出力信号を一時記憶するメモリと、
前記二次元画素配列に対応する一撮像画像分のセンサ出力信号を前記メモリから読み出し、画像表示を行う表示部に対応する表示形態の撮像画像へと再構成する画像書込・読出制御部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項3から7のいずれか一項に記載のイメージセンサと、
操作部からの操作指示に従い、前記二次元画素配列における画素信号を水平方向に読み出す水平読出動作と、前記二次元画素配列における画素信号を水平方向に対して傾斜して読み出す傾斜読出動作に関する動作モードについて選択的に指定する読出方向選択信号を前記イメージセンサに出力するセンサ制御部と、
前記イメージセンサから前記動作モードに応じたセンサ出力信号を入力して一時記憶するメモリと、
前記二次元画素配列に対応する一撮像画像分のセンサ出力信号を前記メモリから読み出し、画像表示を行う表示部に対応する表示形態の撮像画像へと再構成する画像書込・読出制御部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
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