KR20100080622A - 고체 촬상 장치, 촬상 시스템 및 고체 촬상 장치의 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 촬상 장치의 칩 크기의 증가를 억제하고, 촬상면에 휘도가 서로 다른 영역이 존재하더라도 복잡한 프로세스를 행하지 않고 센서의 전력 소비의 증가를 억제하면서, SN비의 감소를 억제하여 양호한 화상을 얻을 수 있는 고체 촬상 장치 및 촬상 시스템을 제공한다. 화소열에 대응하여 제공된 다양한 게인 유닛은 외부로부터의 신호에 따라 화소로부터의 신호를, 복수의 화소를 각각 포함하는 화소군마다 상이한 게인으로 증폭한다.

Description

고체 촬상 장치, 촬상 시스템 및 고체 촬상 장치의 구동 방법{SOLID-STATE IMAGING DEVICE, IMAGING SYSTEM, AND METHOD OF DRIVING SOLID-STATE IMAGING DEVICE}

본 발명은, 고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치를 사용한 촬상 시스템에 관련되고, 특히 촬상면 내의 화상의 밝기를 제어하는 고체 촬상 장치에 관한 것이다.

피사체를 촬상할 경우, 피사체에 대한 광원 조건에 따라 촬상면 내에 밝은 영역과 어두운 영역이 존재할 수 있다. 이러한 촬상 조건하에서 촬상 장치의 노광 제어를 행하는 기술로서, 일본 공개 특허 제2004-15701호 및 일본 공개 특허 제2001-145005호에 개시된 기술이 있다.

일본 공개 특허 제2004-15701호에 개시된 고체 촬상 장치는, 센서의 칼럼 영역부에 대하여 각 화소 신호의 크기를 독립적으로 검출하여, 이 신호의 크기에 대하여 게인을 독립적으로 설정하는 기능을 제공한다.

또한, 일본 공개 특허 제2001-145005호는, 소정의 씨닝율로 화소를 판독하는 스킵 모드와, 특정 영역의 화소를 씨닝하지 않고 판독하는 블록 모드 사이에서 판독 모드를 전환하고, 양쪽 모드 사이에서 판독하는 화소수가 서로 다른 경우에는 센서 외부의 처리 유닛으로 게인을 조정하는 것이 개시되어 있다.

또한, 일본 공개 특허 평09-214836호는, 스킵 모드에서 판독한 화상과, 블록 모드에서 판독한 화상을 프레임마다 교대로 출력하는 것을 개시하고 있다.

일반적으로, 촬상 장치를 사용해서 촬상할 경우, 촬상면 내에서 휘도는 균일하지 않고, 고휘도 영역과 저휘도 영역이 존재한다. 그러나, 각각의 영역 내에서는 실질적으로 동일한 휘도를 갖는 때가 많다. 이러한 경우에, 일본 공개 특허 제2004-015701호에 개시된 기술과 같이 각 화소의 게인이 개별적으로 조정되면, 처리가 복잡해지고, 전력 소비도 증가된다. 그리하여, 이 기술은 바람직하지 않다. 또한, 일본 공개 특허 제2004-015701호에 개시된 기술과 같이 신호 처리를 행하는 회로를 촬상 장치 내에 제공하면 칩 크기의 증대를 초래하고, 소형화에의 요구를 만족시킬 수 없게 될 우려가 있다.

또한, 일본 공개 특허 평09-214836호에 개시된 기술같이 센서의 외부에서 게인 조정을 행하면, 게인 조정부로의 경로에서 노이즈가 중첩될 가능성이 증가하여, 신호의 SN비가 감소될 우려가 있다.

일본 공개 특허 제2001-145005호에서는, 게인을 조정하는 것은 개시되고 있지 않고, 촬상면 내의 다른 영역에 있어서의 휘도와 현저하게 다른 휘도를 갖는 영역이 있으면, 그 영역의 신호로부터 얻어지는 화상이 포화되서 하얗게 되거나, 현저하게 어두워져버리거나 하는 것이 생각된다. 그리하여, 이 기술은 양호한 화상을 얻을 수 없다.

본 발명은 촬상면에 휘도가 서로 다른 영역이 존재하더라도 촬상 장치의 칩 크기의 증가를 억제하고, 복잡한 프로세스를 행하지 않고 센서의 전력 소비의 증가를 억제하면서, SN비의 열화를 억제하여 양호한 화상을 얻을 수 있는 고체 촬상 장치, 촬상 시스템, 및 고체 촬상 장치의 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 고체 촬상 장치는, 행과 열을 따라 배열된 화소들을 포함하는 화소부; 및 화소부의 열에 대응하는 복수의 가변 게인 유닛을 포함하고, 가변 게인 유닛들은, 외부로부터 입력되는 게인 제어 신호에 응답하여, 화소부의 복수의 화소를 각각 포함하는 제1 화소군 및 제2 화소군으로부터의 신호를 화소군마다 상이한 게인으로 증폭한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 촬상 시스템은, 제1 화소군은 화소부의 전체에 대응하고, 제1 화소군에 포함된 화소들 중 신호 출력 화소들은 제1 밀도로 배열되고, 가변 게인 유닛에 의해 증폭된 신호를 외부에 출력하는 출력 유닛을 더 포함하는 고체 촬상 장치; 및 복수의 가변 게인 유닛에 게인 제어 신호를 공급하는 제어 유닛을 포함한다.

또한, 본 발명의 또다른 양태에 따르면, 행과 열을 따라 배열된 화소들을 포함하는 화소부; 및 화소부의 열에 대응하는 복수의 가변 게인 유닛을 포함하는 고체 촬상 장치의 구동 방법은, 화소부의 복수의 화소를 각각 포함하는 제1 화소군 및 제2 화소군으로부터의 신호를 화소군마다 상이한 게인으로 증폭하도록 가변 게인 유닛들을 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 촬상면에 휘도가 서로 다른 영역이 존재하더라도 촬상 장치의 칩 크기의 증가를 억제하고, 복잡한 프로세스를 행하지 않고 센서의 전력 소비의 증가를 억제하면서, SN비의 감소를 억제하여 양호한 화상을 얻을 수 있다.

본 발명의 다른 특징은, 첨부 도면을 참조하여 하기의 예시적인 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 및 제2 예시적인 실시예에 따른 고체 촬상 장치를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제1 예시적인 실시예에 따른 촬상면을 나타내는 모식도이다.
도 3a, 도 3b, 및 도 3c는 본 발명의 제1 예시적인 실시예에 따른 구동 타이밍을 나타내는 도면들이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 촬상 시스템을 나타내는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 제1 예시적인 실시예에 따른 밝기의 판단을 행하는 회로를 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 증폭기를 나타내는 모식도이다.
도 7은 본 발명의 제2 및 제3 예시적인 실시예에 따른 촬상면을 나타내는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 제2 예시적인 실시예에 따른 구동 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 예시적인 실시예에 따른 고체 촬상 장치의 모식도이다.
도 10은 본 발명의 제3 예시적인 실시예에 따른 화소의 등가 회로도이다.
도 11은 본 발명의 제3 예시적인 실시예에 따른 구동 타이밍을 나타내는 도 면이다.
도 12는 본 발명의 제3 예시적인 실시예에 따른 구동 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제3 예시적인 실시예에 따른 화소의 다른 등가 회로도이다.

(제1 예시적인 실시예)

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 제1 예시적인 실시예를 설명한다. 도 1은, 본 발명의 제1 예시적인 실시예에 따른 고체 촬상 장치의 일례를 나타내는 모식도이다. 도면의 각 구성은 동일한 반도체 기판 상에 형성된다.

고체 촬상 장치(100)의 화소부(10)에는 화소(5)가 행렬 형상으로 배열되어 있다. 동일한 행의 화소들(5)은 제어선 V1, V2, …, Vn 각각에 의해 공통으로 접속되어 있고, 동일한 행의 화소들(5)의 신호들은, 화소들(5)이 수직 주사 회로(60)로부터의 신호를 받는 것과 동일한 타이밍에서 수직 신호선 VS1, VS2, …, VSn에 판독된다. 수직 신호선 VS1, VS2, …, VSn에 판독된 신호는, 각 수직 신호선 VS1, VS2, …, VSn에 제공된 가변 게인 증폭기를 포함하는 가변 게인 유닛인 게인 회로(20)에 입력된다. 증폭기의 게인은, 외부로부터 입력되는 게인 제어 신호인 신호 φG에 의해 설정된다. 게인 회로(20)의 각 증폭기에 대응해서 제공된 메모리를 포함하는 메모리 회로(30)는, 게인 회로(20)의 증폭기에 의해 증폭된 신호를 일시적으로 유지한다. 메모리 회로(30)의 메모리는 수평 주사 회로(40)에 의해 순차 주사되어, 메모리에 저장된 신호들이 출력 유닛인 출력 증폭기(50)를 통해서 고체 촬상 장치(100)로부터 출력된다. 도면의 신호들 φV1, φG, φM 및 φH는 각각, 대응하는 회로들(60, 20, 30, 및 40)의 구동을 제어하기 위한 신호이다. 신호들 φV1, φG, φM 및 φH 중 일부가 실제로는 복수의 신호를 포함하지만, 간소화를 위해서 개별적으로 신호들을 하나의 신호로서 표현한다.

도 1의 고체 촬상 장치(100)의 화소부(10)에 대응하는 촬상면의 모식도를 도 2에 나타낸다. 도 3은, 도 2에 도시된 촬상면을 주사할 때의 타이밍 및 게인의 변화를 나타내는 도면이다.

도 2에서, 영역 W는, 후술하는 기록계 및 통신계에 기록될 촬상면의 전체를 표현한다. 영역 C는, 영역 C 전체적으로 평균 휘도를 갖는 영역이며, 영역 C의 화소들을 여기에서는 제1 화소군으로서 표시한다. 영역 A는 영역 C의 휘도와 비교하여 영역 전체 휘도가 더 높은 고휘도 영역이며, 영역 B는 영역 C의 휘도와 비교하여 영역 전체 휘도가 낮은 저휘도 영역이다. 여기에서는 영역 A 및 영역 B의 화소를 제2 화소군의 화소들로서 표시한다. 도면의 행 Ha는, 고휘도 영역 A를 포함하는 화소들(화소행)을 표시하고, 행 Hb는, 저휘도 영역 B를 포함하는 화소 행을 표시한다.

도 3a은, 도 1에 도시된 촬상 화면에 대한 수직 주사의 상황을 나타낸다. 촬상 화면의 화소행을 맨 위의 행으로부터 행 단위로 순차 주사하는 프레임 기간 1V 동안 행들 Ha 및 Hb가 주사된다. 도 3a의 문자들 Ha 및 Hb는, 대응하는 행의 수평 주사 기간을 나타낸다.

도 3b는, 고휘도 영역 A를 포함하는 행 Ha에서 1 수평 주사 기간(1H) 동안의 게인의 변화를 나타낸다. 평균 휘도 영역인 영역 C의 화소들을 주사하는 기간 동안의 대응 증폭기들, 즉, 영역 C의 화소들이 존재하는 열들에 대응하는 증폭기들의 게인들이 게인 G1으로 설정된다. 한편, 고휘도 영역인 영역 A의 화소들을 주사하는 기간에 대응하는 증폭기들, 즉, 영역 A의 화소가 존재하는 열들에 대응하는 증폭기들의 게인들이, 게인 G1보다 낮은 게인 G2에 설정된다. 이렇게 고휘도 영역 A에 대응하는 증폭기들의 게인들을 평균 휘도 영역 C에 대응하는 증폭기들의 게인들보다 낮게 설정함으로써, 게인 회로(20)에 의한 신호의 포화를 감소시킬 수 있다.

도 3c는, 저휘도 영역 B를 포함하는 행 Hb에서, 1 수평 주사 시간 동안의 게인의 변화를 나타낸다. 행 Ha와 유사하게, 평균 휘도 영역인 영역 C의 화소들을 주사하고 있는 기간 동안의 대응 증폭기들, 즉, 영역 C의 화소들이 존재하는 열들에 대응하는 증폭기들의 게인들이 게인 G1으로 설정된다. 한편, 저휘도 영역인 영역 B의 화소들을 주사하는 기간에 대응하는 증폭기들, 즉, 영역 B의 화소들이 존재하는 열들에 대응하는 증폭기들의 게인들은, 게인 G1보다 높은 게인 G3으로 설정된다. 이렇게 저휘도 영역 B에 대응하는 증폭기들의 게인들을 평균 휘도 영역 C에 대응하는 증폭기들의 게인들보다도 높게 설정함으로써, 시스템 노이즈에 기인한 SN비의 열화를 감소시킬 수 있다.

여기서, 영역들 A, B, 및 C 각각의 휘도의 결정은, 일본 공개 특허 제2004-15701호에 개시된 기술과는 달리, 화소마다는 행하지 않고, 영역들 A, B, 및 C 각각의 전체 휘도에 기초하여 결정된다. 예를 들어, 일반적으로 고휘도 영역 A에는, 특히 고휘도의 화소 α와, 그렇게 고휘도를 갖지 않는 화소 β가 포함되는데, 일본 공개 특허 제2004-15701호에 따르면, 화소 α로부터의 신호에 대한 증폭기의 게인을 낮게 설정하고, 화소 β로부터의 신호에 대한 증폭기의 게인을 높게 설정한다. 한편, 본 발명은, 높은 평균 휘도를 갖는 영역 A의 화소로부터의 신호에 대하여 게인을 균일하게 설정하기 때문에, 복잡한 프로세스를 행하는 회로는 불필요하다.

다음에, 영역들 A, B, 및 C 각각의 평균 휘도를 구하는 방법의 일례를 설명한다. 도 4는, 촬상 시스템의 모식도이다. 도 4에서, 렌즈 등의 광학계(71)는 고체 촬상 장치(100)의 화소부(10)에 피사체의 상을 형성한다. 화소부(10)의 각 화소(5)는, 입사광에 따라서 광전 변환을 행하고, 수직 및 수평 주사된다. 그 후, 신호가 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되어, 신호 처리 회로(72)에 입력된다.

신호 처리 회로(72)는, 고체 촬상 장치(100)로부터의 신호를 아날로그-디지털(analogue to digital, AD) 변환, 및 AD 변환에 의해 얻어진 디지털 신호의 압축을 행한다. 여기서, 신호 처리 회로(72)는 또한, 촬상면 내의 임의의 영역의 평균 휘도를 연산하기 위한 처리계를 포함한다. 신호 처리 회로(72)로부터 출력된 디지털 신호는 기록계 및 통신계(73)에 의해 내부 메모리 또는 착탈가능 매체에 기록되며, 기록계 및 통신계(73)는 디지털 신호를 재생계 및 표시계(76)에 출력한다. 신호 처리 회로(72)로부터 재생계 및 표시계(76)에 직접 디지털 신호를 출력할 수 있으며, 재생계 및 표시계(76)는 수신된 신호에 따라 화상을 표시한다.

제어 유닛인 타이밍 제어 회로(74)는, 예를 들어 신호 처리 회로(72)로 연산된 영역들 A, B, 및 C의 평균 휘도를 나타내는 정보에 따라서 고체 촬상 장치(100)를 구동하는 타이밍을 제어하고, 게인 제어 신호를 고체 촬상 장치(100)에 입력해서 증폭기의 게인을 제어한다. 시스템 컨트롤 회로(75)는, 예를 들어 미리 저장된 프로그램에 따라서 시스템을 구성하는 회로의 제어를 행한다.

도 5는, 촬상면 내의 영역들 A, B, 및 C의 전체 휘도를 얻기 위한 구성을 나타낸다. 이 구성은 신호 처리 회로(72)에 포함된다. 고체 촬상 장치(100)로부터 출력된 신호는 신호 처리 회로(72)에 입력되어, AD 변환기(72-2)에 의해 디지털 신호로 변환된다. 변환된 디지털 신호는, 각 영역(여기에서는, 주목하는 부분 영역 1 및 부분 영역 2, 그리고 부분 영역 1 및 부분 영역 2를 제외한 영역 C)에 대응하는 인티그레이터들(72-4, 72-5, 및 72-6)에 의해 적분된다. 각 인티그레이터(72-4 내지 72-6)에 의해 구해진 적분 값을 비교기(72-7)에 의해 서로 비교하고, 비교 결과를 비교기(72-7)로부터 출력한다. 이 휘도 신호의 비교 결과가 타이밍 제어 회로(74)에 입력되면, 타이밍 제어 회로(74)는 주목하는 부분 영역 1 및 부분 영역 2로부터 얻어지는 화상이, 부분 영역 1 및 부분 영역 2를 제외한 영역 C의 화상의 평균 밝기를 가질 수 있도록, 또는 부분 영역 1 및 부분 영역 2를 포함하는 촬상면 전체가 목표 밝기로 될 수 있도록, 증폭기의 게인을 설정하기 위한 도시하지 않은 게인 제어 신호를 출력한다. 게인 제어 신호는, 영역들 A, B, 및 C 각각에 대응하는 증폭기들에 대하여 균일하게 설정된다. 그로 인해, 촬상 장치는 화소마다 게인을 설정하는 것 같은 복잡한 프로세스를 행할 필요가 없어져, 간단한 구성에 의해 실현될 수 있다. 그리하여, 본 구성은 전력 소비의 증가의 억제에도 유효하다. 또한, 여기에서는 3개의 인티그레이터(72-4, 72-5, 및 72-6)가 제공된 구성을 예로 들어서 설명했지만, 필요에 따라서 인티그레이터들(72-4, 72-5, 및 72-6)의 수를 증감시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 예시적인 실시예에 따르면, 촬상면 내에 존재하는 평균적인 휘도의 영역 C에 대하여 고휘도 또는 저휘도의 영역 A 또는 B가 존재해도, 고휘도 영역 A 또는 저휘도 영역 B에의 증폭기의 게인을 각각 낮게 하거나 높게 하는 것에 의해 피사체 화상의 인식 범위를 넓힐 수 있다. 또한, 본 예시적인 실시예에 따르면, 화소마다 휘도가 결정되지 않지만, 영역들 A, B, 및 C의 전체적인 휘도에 기초하여 증폭기의 게인을 영역 A, B, 및 C마다 설정한다. 그리하여, 복잡한 회로가 필요없다. 이로 인해, 소비 전력 및 칩 면적이 증가하는 것을 억제할 수 있다.

도 6은 게인 회로(20)의 각 열에 제공되는 증폭기의 구성예를 나타낸다. 스위치 SWt는, 수직 신호선 VSn과 증폭기(21) 사이의 도통 상태를 전환하기 위한 스위치이며, 수직 신호선 VSn과, 증폭기(21)의 클램프 캐패시터 C0의 한쪽 단자에 접속된다. 클램프 캐패시터 C0의 다른 단자는, 연산 증폭기(25)의 반전 입력 단자에 접속된다. 피드백 캐패시터 C1, C2, C3 및 C4는, 각각 스위치 SW1, SW2, SW3 및 SW4를 통해서 연산 증폭기(25)의 반전 입력 단자와 출력 단자를 접속한다. 스위치 SW1, SW2, SW3 및 SW4는, 각각 타이밍 제어 회로(74)로부터 입력되는 신호 φSW1, φSW2, φSW3 및 φSW4에 의해 도통 상태가 절환된다. 연산 증폭기(25)의 반전 입력 단자와 출력 단자의 사이에는, 타이밍 제어 회로(74)로부터 입력되는 신호 φSWr에 의해 도통 상태가 절환되는 리셋 스위치 SWr이 제공된다. 또한, 연산 증폭기(25)의 비반전 입력 단자에는, 기준 전압 Vref가 인가된다.

이렇게 구성된 증폭기(21)의 게인은, 접속된 피드백 캐패시터(캐패시터 C1 내지 C4 중 하나)와, 클램프 캐패시터 C0의 용량의 비율에 의해 결정되는 값이 된다. 타이밍 제어 회로(74)는, 영역들 A, B, 및 C 중 하나의 평균 휘도에 따른 게인을 설정하기 위해서 신호 φSW1, φSW2, φSW3 및 φSW4를 선택적으로 입력해서 증폭기(21)의 게인을 설정한다. 한번에 피드백 경로에 접속되는 피드백 캐패시터는 1개에 한정되지 않고, 복수의 피드백 캐패시터를 동시에 접속할 수 있다. 피드백 캐패시터 C1 내지 C4의 용량값은, 동일하거나 서로 다를 수 있다. 또한, 여기서는, 1개의 클램프 캐패시터 C0 및 4개의 피드백 캐패시터 C1 내지 C4를 제공하는 예를 나타내고 있지만, 캐패시터의 수는 전술한 수로 한정되지 않는다.

본 예시적인 실시예에 따르면, 게인 회로(20)가 화소군마다 다른 게인으로 외부로부터 입력되는 게인 제어 신호 φG에 따라서 영역 C의 화소 및 영역 A와 영역 B의 화소, 즉, 제1 및 제2 화소군의 화소로부터의 신호를 각각 증폭한다. 그에 의해, 촬상 장치의 칩 크기가 증가하는 것을 억제하면서, 촬상면 내에 서로 다른 휘도를 갖는 영역들 A, B, 및 C이 있을 경우에도, 복잡한 프로세스를 행하지 않고 센서의 전력 소비의 증가를 억제하면서, 또한 SN비의 열화를 억제한 양호한 화상을 얻을 수 있다.

(제2 예시적인 실시예)

도 7 및 도 8을 참조해서 본 발명에 따른 제2 실시예를 설명한다. 제1 실시예에서는, 촬상면 내의 모든 영역 A, B, 및 C를 1 프레임 기간 동안에 판독하는 예를 나타냈다. 한편, 본 예시적인 실시예에서는, 전체 영역 W를 씨닝해서 판독하고, 부분 영역 A 및 부분 영역 B를 전체 영역 W의 판독과는 다른 프레임에서 판독하는 실시예를 설명한다.

도 7은, 촬상면의 상황과, 촬상면 내의 각 행이 주사되는 타이밍을 도시하는 도면이다. 도 7에서, 메쉬(mesh)들에 의해 해칭되어 도시된 화소 행 Va1, Va2, …, Va6은, 프레임 F1에서 판독된다. 부분 영역 A에 포함되며, 화소행 Van이 아닌 화소행 Vb1, …, Vb5는 프레임 F2에서 판독된다. 부분 영역 B에 포함되며, 화소행 Van이 아닌 화소행 Vb6, …, Vb10은 프레임 F3에서 판독된다. 화소행 Va1, …, Va6의 화소를 제1 화소군의 화소라고 표현하고, 화소행 Vb1, …, Vb5 및 Vb6, …, Vb7의 화소를 제2 화소군의 화소라고 표현한다. 화소행 Vop의 화소들은 신호를 출력하지 않는다.

이렇게 전체 영역 W의 화상의 판독을 씨닝함으로써, 전체 영역 W 내의 모든 화소의 신호를 판독할 경우와 비교해서 더욱 고속으로 화상을 취득할 수 있다. 부분 영역 A 및 부분 영역 B에 대해서도, 신호를 판독하는 화소 영역 A 및 화소 영역 B를 한정함으로써 부분 영역 A 및 부분 영역 B의 화상을 더욱 고속으로 취득할 수 있다.

또한, 본 예시적인 실시예에서는, 프레임 F1에서 판독되는 화소행들 Va1, ..., Va6의 화소로부터 판독되는 신호 중, 프레임 F1에서 판독되고 부분 영역 A 및 부분 영역 B 중 어느 하나를 포함하는 화소행의 화소로부터 판독되는 신호는 전체 영역 W의 화상을 형성하기 위해서만 사용되고, 부분 영역 A 및 부분 영역 B 중 어떤 것의 화상을 형성하기 위해서도 사용되지 않는다. 즉, 행 Va2의 화소들로부터, 화소들의 신호들은 프레임 F1에서만 판독되고, 프레임 F2에서는 판독되지 않는다. 행 Va5의 화소들에 대해서도 상황은 동일하다. 또한, 메쉬들에 의해 해칭되어 도시된 화소행 Va1, Va2, ..., Va6은 전체 영역 W의 화상을 형성하기 위해 사용되지 않는다. 이러한 판독을 행하는 경우에, 증폭기의 게인을 프레임마다 바꿈으로써, 더욱 간단한 제어에 의해 각 영역 A, B, 및 C로부터 양호한 화상을 얻을 수 있다.

도 8은, 상기한 제어를 행할 때의 개략적인 수평 주사의 타이밍을 나타낸다. 프레임 F1에서, 전체 영역 W의 화소행을 씨닝해서 판독하고, 화소행 Va1 내지 Va6이 순차 주사된다. 계속되는 프레임 F2에서는, 부분 영역 A를 포함하는 화소행 Vb1 내지 Vb5가 순차 주사된다. 프레임 F3에서는 부분 영역 B를 포함하는 화소행 Vb6 내지 Vb10이 순차 주사된다. 프레임 F3의 후에는 프레임 F1', 프레임 F2', 프레임 F3'…이 계속된다. 이러한 방식으로 얻어진 프레임 A, B, 및 C의 화상은, 전체 영역 W의 화상만을 표시하는 표시 장치와, 부분 영역 A 및 부분 영역 B만을 표시하는 표시 장치에 분리되어 표시될 수 있고, 또는 동일한 표시 장치 상의 다른 영역에 표시될 수 있다.

여기서, 전체 영역 W의 평균 휘도에 기초하여, 부분 영역 A가 고휘도 영역이고 부분 영역 B가 저휘도 영역이라고 가정하면, 증폭기의 게인은 도 8의 가장 아래의 선으로 도시된 바와 같이 변화한다. 프레임 F1의 영역의 증폭기의 게인을 G1으로 설정하면, 프레임 F2의 영역의 증폭기의 게인은, 평균 휘도가 더 높은 부분 영역 A를 포함하는 화소행을 주사할 동안, 게인 G1보다 더 낮은 게인 G2로 설정되고, 프레임 F3의 영역의 증폭기의 게인은, 평균 휘도가 더 낮은 부분 영역 B를 포함하는 화소행을 주사할 동안, 게인 G1보다 더 높은 게인 G3으로 설정된다.

증폭기의 게인은, 모든 열에서 동일한 게인으로 설정될 수 있고, 또는 예를 들어 프레임 F2에서 부분 영역 A의 증폭기의 게인만이 균일하게 설정될 수 있고, 그 이외의 영역의 증폭기의 게인은 부분 영역 A의 증폭기의 게인과 상이하게 설정될 수 있다. 이 설정은 상술한 바와 같이, 메쉬들에 의해 해칭되어 도시된 화소행 Va1 내지 Va6의 화소들이 아닌 화소들로부터의 신호들은 전체 영역 W의 화상을 형성하는 데 사용되지 않는다는 사실에 기초한다.

또한, 부분 영역 A 및 부분 영역 B의 신호를 판독하기 위한 주사로서, 화소행 Vb1 내지 Vb10을 한번에 주사할 수 있고, 또는 화소행 Vb1 내지 Vb5 및 Vb6 내지 Vb10을 다른 주사에 의해 주사할 수 있다. 여기에서는, 프레임이라는 용어는 재생계 및 표시계(76)에서 표시되는 화상으로 생각한다. 따라서, 부분 영역 A와 B는 주사가 동시에 수행되든지 다른 시간에 수행되든지, 다른 프레임에서 주사되는 영역으로 생각한다.

또한, 프레임 F1의 화소행 Va2 및 Va6으로서, 예를 들어 제1 예시적인 실시예와 같이 전체 영역 W의 열들에서와 고휘도 영역 A의 열들에서 증폭기의 게인을 서로 다르게 할 수 있다

본 예시적인 실시예에 따르면, 촬상면 내에 휘도가 서로 다른 영역이 있을 경우에도, 촬상 장치의 칩 크기의 증가를 억제하면서, 복잡한 프로세스를 행하지 않고, 센서의 전력 소비의 증대를 억제하면서, 또한 SN비의 열화를 억제한 양호한 화상을 얻을 수 있다. 또한, 본 예시적인 실시예에 의하면, 프레임마다 증폭기의 게인을 균일하게 설정할 수 있으므로, 간단한 제어에 의해 양호한 화상을 얻는 것이 가능하다.

(제3 예시적인 실시예)

본 발명에 따른 제3 예시적인 실시예를, 도 7 및 도 9 내지 도 13을 참조해서 설명한다. 본 예시적인 실시예에서는, 도 7에 도시된 바와 같은 촬상면의 증폭기들의 게인의 제어를 행할 뿐만 아니라, 전하 축적 시간의 제어도 행하는 경우를 논의한다. 본 예시적인 실시예에 있어서도 제2 예시적인 실시예와 마찬가지로 프레임 F1, F2, 및 F3이 반복된다.

도 9는, 본 예시적인 실시예에 따른 고체 촬상 장치의 일례를 도시하는 개략도이며, 도 1에 도시된 것과 같은 구성 요소는 도 1과 같은 참조 번호로 표시한다. 본 예시적인 실시예의 고체 촬상 장치는, 신호 φV1에 의해 제어되는 수직 주사 회로(60)(VSR-A)에 더하여, 신호 φV2에 의해 제어되는 전하 축적 제어 유닛인 수직 주사 회로(61)(VSR-B)를 구비한다는 점에서, 도 1에서 도시된 고체 촬상 장치와 다르다. 도 1과 유사하게, 도 9에 도시된 구성은 동일한 반도체 기판 상에 형성된다.

수직 주사 회로 VSR-A는, 제어 신호 φV1에 따라, 주사 신호 φVSR-A(도 11 및 도 12 참조)를 내부적으로 생성한다. 그 후, 수직 주사 회로 VSR-A는, 주사 신호 φVSR-A에 따라, 리셋 신호 φRES-A, 전송 신호 φTX-A, 및 선택 신호 φSEL-A(도 12 참조)를 생성하여, 생성된 리셋 신호 φRES-A, 전송 신호 φTX-A, 및 선택 신호 φSEL-A를 제어선 V1, V2, V3, …, Vn을 통하여 화소부(10)의 각 행의 화소에 순차 공급한다. 예를 들어, 수직 주사 회로 VSR-A는, 선택 신호 φSEL-A를 화소부(10)의 1개의 행에 공급하여, 화소부(10)의 화소들을 행 단위로 선택한다. 그 후, 수직 주사 회로 VSR-A는, 전송 신호 φTX-A를 그 행의 화소들에 공급하여, 그 화소들로부터 신호가 판독되도록 한다. 또한, 수직 주사 회로 VSR-A는, 그 화소들로부터 신호가 판독되게 설정함으로써, 그 화소들을 리셋시킨다. 즉, 수직 주사 회로 VSR-A는, 화소부(10)의 각 화소에 대하여, 신호의 판독을 실행함으로써 화소의 리셋을 행하고, 그에 의해 전하 축적 동작을 완료한다. 수직 주사 회로 VSR-A는, 예를 들어, 수직 주사 회로이다.

예를 들어, 도 7에 나타낸 바와 같이, 수직 주사 회로 VSR-A는 프레임 F1에서, 화소부(10)의 전체 영역 W에서 화소행 Va1, Va2, …, Va6을 순차 주사한다. 여기서, 수직 주사 회로 VSR-A는, 전체 영역 W로부터 화소행 Va1, Va2, …, Va6을 제외한 행들을 스킵한다.

또한, 수직 주사 회로 VSR-A는, 프레임 F2의 부분 영역 A로부터 화소행 Vb1 내지 Vb5을 선택하고, 프레임 F3의 부분 영역 B로부터 화소행 Vb6 내지 Vb10을 선택한다.

전하 축적 제어 유닛인 수직 주사 회로 VSR-B는, 제어 신호 φV2에 따라, 주사 신호 φVSR-B(도 11, 도 12 참조)를 내부적으로 생성한다. 그 후, 수직 주사 회로 VSR-B는 주사 신호 φVSR-B에 따라, 리셋 신호 φRES-B, 전송 신호 φTX-B, 및 선택 신호 φSEL-B(도 12 참조)를 제어선 V1, V2, V3, …, Vn를 통하여 화소부(10)의 각 행의 화소에 순차 공급한다. 예를 들어, 수직 주사 회로 VSR-B는, 리셋 신호 φRES-B 및 전송 신호 φTX-B를 화소에 공급하여, 그 화소들의 리셋을 행한다. 그 후, 수직 주사 회로 VSR-B는, 화소부(10)의 각 화소의 리셋을 해제함으로써 전하 축적 동작을 개시시킨다.

여기서, 수직 주사 회로 VSR-B가 화소에 전하 축적 동작을 개시시키는 타이밍과 수직 주사 회로 VSR-A가 화소에 전하 축적 동작을 종료시키는 타이밍은 서로 다르다. 수직 주사 회로 VSR-B는, 수직 주사 회로 VSR-A가 전하 축적 동작을 완료시키기에 앞서 미리 정해진 행의 화소의 리셋을 행하고, 그 리셋을 해제함으로써 전하 축적 동작을 개시시킨다. 그 후에, 수직 주사 회로 VSR-A가 그 행의 화소로부터 신호를 판독해서 전하 축적 동작을 완료시킨다. 즉, 수직 주사 회로 VSR-B가 화소의 리셋을 해제하는 타이밍과 수직 주사 회로 VSR-A가 그 화소로부터 신호를 판독하는 타이밍을 조정함으로써, 화소행의 화소의 전하 축적 시간을 변화시킬 수 있다.

제1 및 제2 예시적인 실시예에서는, 각 행의 화소의 전하 축적 시간은, 특정 프레임에서 수직 주사 회로 VSR-A에 의해 판독되어진 때부터, 다음에 판독되는 프레임에서 판독될 때까지의 시간이다. 한편, 본 예시적인 실시예는 수직 주사 회로 VSR-B를 더 설치함으로써, 전하 축적 시간의 조정을 가능하게 한다.

상술한 동작이 실현 가능한 화소(1)의 구성예를 도 10에 나타낸다. 도 10에 예시하는 단위 화소는, 포토 다이오드 PD, 전송 스위치 MTX, 화소 증폭기 MSF, 리셋 스위치 MRES 및 선택 스위치 MSEL을 포함한다. 이 단위 화소로부터의 신호의 판독은, 선택 스위치 MSEL이 도통하고 있는 기간에 화소 증폭기 MSF와 정전류원 MRV로 형성되는 소스 팔로워를 이용해서 행해진다. 전송 스위치 MTX, 화소 증폭기 MSF, 리셋 스위치 MRES, 선택 스위치 MSEL 및 정전류원 MRV는 개별적으로, 예를 들어 금속 산화물 반도체(metal oxide semiconductor, MOS) 트랜지스터로 이루어진다. 포토 다이오드 PD는, 입사광에 따라서 광전 변환을 행하고, 발생한 전하를 축적한다. 포토 다이오드 PD의 캐소드는 전송 스위치 MTX를 통해서 화소 증폭기 MSF의 제어 전극에 접속된다. 화소 증폭기 MSF의 제어 전극은 리셋 스위치 MRES를 통해서 전원 및 화소 증폭기 MSF 자신의 드레인에 접속된다. 화소 증폭기 MSF의 소스 전극은 선택 스위치 MSEL을 통해서 수직 신호선 VSn에 접속되어, 수직 신호선VSn에 제공된 정전류원 MRV와 소스 팔로워를 형성할 수 있다. 전송 스위치 MTX, 리셋 스위치 MRES, 및 선택 스위치 MSEL은 각각 제어선 Vn을 통해서 수직 주사 회로 VSR-A 및 VSR-B로부터 전달되는 신호 φTX(신호 φTX-A와 φTX-B를 포함함), φRES(신호 φRES-A와 φRES-B를 포함함) 및 φSEL(신호 φSEL-A와 φSEL-B를 포함함)에 의해 제어된다. 상술한 바와 같이, 제어선 Vn은, 도 9에서는 간소화를 위해서 하나의 배선으로서 나타내고, 도 10에서는 제어선 Vn은 신호 φTX, φRES, 및 φSEL을 전달하는 배선들을 포함한다.

본 예시적인 실시예의 동작의 타이밍을 더욱 상세하게 설명한다. 도 11은, 프레임 F1 내지 F3을 나타내고, 도 11의 최상단의 횡축에 플랏된 시간에 따라 프레임 F1 내지 F3 전후에 존재하는 프레임을 나타내고 있다.

우선, 프레임 F1에 착안하면, 프레임 F1에서 판독되는 화소행의 화소는, 평균적인 휘도를 개별적으로 갖는 영역의 화소이므로 증폭기의 게인을 게인 G1으로 설정한다. 또한, 프레임 F1에서 신호 φVSR-A가 생성되는 것에 의한 화소의 판독에 앞서 신호 φVSR-B가 생성되는 것에 의해, 대응하는 행의 화소가 리셋되기 때문에 전하 축적 시간을 짧게 한다.

또한, 프레임 F2에서 판독되는 화소는 고휘도 부분 영역 A에 대응하므로, 증폭기의 게인을 게인 G1보다 더 낮은 게인 G2로 설정하고, 신호 φVSR-B에 의한 화소의 리셋을 행한다. 고휘도 부분 영역 A의 화소의 신호 φVSR-B에 의한 리셋과 신호 φVSR-A에 의한 화소의 판독의 기간들은, 전체 영역 W에 대한 판독 기간보다도 짧게 설정된다.

또한, 프레임 F3에서 판독되는 화소는 저휘도 부분 영역 B에 대응하므로, 증폭기의 게인을 게인 G1보다 높은 게인 G3으로 설정한다. 프레임 F3에서 판독되는 화소에 대하여는 신호 φVSR-B에 의한 리셋은 행하지 않으므로, 프레임 F3'에서의 판독으로부터 프레임 F3에서의 판독까지의 기간 T3이 전하 축적 시간이다.

신호 φVSR-B가 생성되는 타이밍은 임의로 바꿀 수 있으므로, 예를 들어, 신호가 판독되는 영역들의 휘도에 따른 전하 축적 시간이 시스템 제어 회로(75)에 저장된 프로그램의 설정에 따라, 프레임 F1 내지 프레임 F3에서 신호가 판독되는 화소들의 전하 축적 시간 T1 내지 T3으로서 설정될 수 있다.

도 12를 참조하여, 신호 φVSR-B의 생성에 의한 판독에 앞서서 행해지는 리셋의 더 구체적인 동작의 타이밍 예를 설명한다. 프레임 F2에서 판독되는 화소행 Vb2의 화소는, 프레임 F2의 수평 주사 기간 Hb1에 있어서 수직 주사 회로 VSR-B에 의해 신호 φVSR-B를 생성함으로써, 화소의 리셋이 행해진다. 여기서, 수평 주사 기간 Hb1에서 우선 수직 주사 회로 VSR-A가 행 Vb1에 대응하는 신호 φVSR-A를 생성하고, 동시에 수직 주사 회로 VSR-B가 행 Vb2에 대응하는 신호 φVSR-B를 생성한다. 신호 φVSR-B의 생성에 응답하여, 수직 주사 회로 VSR-A는 행 Vb1에 신호 φSEL-A와 신호 φRES-A를 입력하고, 수직 주사 회로 VSR-B는 행 Vb2에 신호 φRES-B와 신호 φTX-B를 입력한다. 이 결과, 행 Vb1의 화소 각각에서, 선택 스위치 MSEL이 도통하고, 화소 증폭기 MSF와 정전류원 MRV가 소스 팔로워를 형성하며, 화소 증폭기 MSF의 제어 전극이 리셋된다. 예를 들어, 고체 촬상 장치가 CDS(correlated double sampling) 회로와 같은 노이즈 제거 유닛을 포함하면, 신호 φRES-A가 로우 레벨로 변화한 후에 노이즈 제거 유닛의 샘플링을 행한다. 한편, 수직 주사 회로 VSR-B는 행 Vb2에 신호 φRES-A와 φTX-B를 입력하므로, 행 Vb2의 화소의 각각에서는, 리셋 스위치 MRES 및 전송 스위치 MTX가 도통하고, 포토 다이오드 PD에 축적된 전하 및 화소 증폭기 MSF의 제어 전극에 유지되고 있었던 전하가 전원 단자로 배출되어서 화소가 리셋된다.

다음에, 수직 주사 회로 VSR-A로부터 행 Vb1의 화소에 신호 φTX-A가 입력 됨으로써, 각각의 포토 다이오드 PD에 축적된 전하가 화소 증폭기 MSF의 제어 전극 각각에 전송된다. 이때, 선택 스위치 MSEL이 도통하고 있으므로 소스 팔로워가 형성되고, 수직 신호선 VSn의 전위는, 화소 증폭기 MSF의 제어 전극의 전위에 따른 전위가 된다. 메모리 회로(30)에는, 전위가 변화한 후의 수직 신호선 VSn의 전위가 저장된다.

신호 φTX-A의 로우 레벨로의 천이와 동시에 신호 φSEL-A도 로우 레벨로 천이하고, 행 Vb1의 각 화소의 화소 증폭기 MSF와 정전류원 MRV로 각각 형성되는 소스 팔로워가 해제된다.

다음에, 수평 주사 회로(40)가 메모리 회로(30)를 주사하여, 유지된 신호를 기간 SOUT 동안 출력 증폭기(50)로부터 고체 촬상 장치(200)의 외부에 출력한다.

수평 주사 기간 Hb1에 계속되는 수평 주사 기간 Hb2, Hb3, …에서도 유사한 동작이 행해지고, 행 Vb2, Vb3, …의 신호가 순차 출력된다.

본 예시적인 실시예와 같이, 촬상 영역 A, B, 및 C 각각에서 증폭기의 게인에 더해서 전하 축적 시간을 제어함으로써, 증폭기의 게인만을 제어하는 경우와 비교해서 더 세밀한 제어를 행할 수 있고, 화상을 인식할 수 있는 휘도의 범위를 확장하는 것을 행할 수 있다. 또한, 도 12에서는 신호 φVSR-A와 신호 φVSR-B가 동시에 변화되지만, 구동 패턴은 이것으로 한정되지 않는다.

또한, 본 예시적인 실시예의 동작이 적용 가능한 화소의 다른 구성예를 도 13에 나타낸다. 구성예는 2개의 포토다이오드 PD1 및 PD2와 2개의 전송 스위치 MTX1과 MTX2가 하나의 리셋 스위치 MRES, 하나의 화소 증폭기 MSF, 및 하나의 선택 스위치 MSEL을 공유하는 것이며, 화소부의 공간 절약에 유효하다. 예를 들어 포토 다이오드 PD1 및 PD2가 2행에 걸쳐서 배치되어 있다면, 포토 다이오드 PD1 및 PD2를 각각 제1행 및 제2행의 화소로서 다루는 것이 생각된다.

또한, 부분 영역 A 및 부분 영역 B의 신호를 판독하기 위한 주사로서는, 행 Vb1 내지 Vb10을 1번의 주사에 의해 선택할 수 있거나, 행 Vb1 내지 행 Vb5 및 행 Vb6 내지 Vb10을 다른 주사에 의해 선택할 수 있다. 여기에서는, 프레임이라는 용어는 재생계 및 표시계(76)에 의해 표시되는 화상으로 생각한다. 따라서, 부분 영역 A 및 부분 영역 B는, 1번의 주사 및 상이한 주사 두 경우 모두에서, 다른 프레임으로서 생각한다.

이상 설명한 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 촬상면 내에 휘도가 서로 다른 영역이 있을 경우에도, 촬상 장치의 칩 크기가 증가하는 것을 억제하면서, 복잡한 프로세스를 행하지 않고, 센서의 전력 소비의 증가를 억제하면서, SN비의 감소를 억제한 양호한 화상을 얻을 수 있다. 또한, 전하 축적 시간을 제어함으로써, 화상을 인식할 수 있는 휘도의 범위를 확장할 수 있다.

이상 설명한 예시적인 실시예는 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 범위는 예시적인 실시예에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 고휘도 영역 A 및 저휘도 영역 B의 위치는 촬상면에서 고정되어 있지만, 본 발명은 이들 영역 A 및 영역 B가 프레임간에서 이동하더라도 적용 가능하다. 또한, 2개의 부분 영역 A 및 B는 제1 및 제2 예시적인 실시예 둘 다에 개별적으로 존재하지만, 부분 영역 A 및 부분 영역 B의 개수는 1개일 수 있다. 대안적으로, 3개 이상의 부분 영역이 존재하더라도, 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 하나의 응용예로서, 감시 카메라가 생각될 수 있다. 일반적으로 감시 카메라는 촬상면에 광범위한 휘도의 범위를 때때로 포함할 수 있고, 감시 카메라에 본 발명을 적용함으로써 촬상면 내에서 휘도가 현저하게 높거나 낮은 영역에서도 양호한 화상을 얻을 수 있다. 이때, 제1 화소군의 화소수의, 촬상면 전체의 화소수에 대한 비율, 즉 제1 화소군의 밀도(제1 밀도)를, 제2 화소군의 화소수의, 대응하는 부분 영역의 화소수에 대한 비율, 즉 제2 화소군의 밀도(제2 밀도)보다 낮게 하면, 촬상면의 전체를 감시하면서, 사용자가 주목하기 원하는 제2 화소군의 특정 영역만을 높은 해상도로 얻을 수 있다. 그 후, 제1 화소군과 제2 화소군의 영역들에서 그들의 게인을 다르게 하는 것에 의해, 제2 화소군의 주목하는 영역의 휘도가 다른 영역들의 휘도와 현저하게 달라도 양호한 화상을 얻을 수 있다.

본 발명이 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 기술된 예시적인 실시예로 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 하기 청구항들의 범위는 모든 그러한 변형 및 등가의 구조 및 기능들을 포괄하도록 최광의의 해석을 따라야 한다.

본 출원은 2007년 11월 8일자로 출원된 일본 특허 출원 제2007-290733호의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 포함된다.

Claims (12)

1. 행과 열을 따라 배열된 화소들을 포함하는 화소부; 및
   상기 화소부의 열에 대응하는 복수의 가변 게인 유닛을 포함하고,
   상기 가변 게인 유닛들은, 외부로부터 입력되는 게인 제어 신호에 응답하여, 상기 화소부의 복수의 화소를 각각 포함하는 제1 화소군 및 제2 화소군으로부터의 신호를 상기 화소군마다 상이한 게인으로 증폭하는, 고체 촬상 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 화소부와 상기 가변 게인 유닛은 동일한 반도체 기판 상에 형성되는, 고체 촬상 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   외부로부터 입력되는 신호에 기초하여 화소를 리셋하여 화소의 전하 축적의 개시를 제어하는 전하 축적 제어 유닛을 더 포함하는, 고체 촬상 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 전하 축적 제어 유닛은, 상기 화소부 및 상기 가변 게인 유닛이 배치된 반도체 기판과 동일한 반도체 기판 상에 형성되는, 고체 촬상 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 고체 촬상 장치이며, 상기 가변 게인 유닛에 의해 증폭된 신호를 외부에 출력하는 출력 유닛을 더 포함하는 고체 촬상 장치; 및
   상기 복수의 가변 게인 유닛에 상기 게인 제어 신호를 공급하는 제어 유닛을 포함하는, 촬상 시스템.
6. 제3항 또는 제4항에 따른 고체 촬상 장치이며, 상기 가변 게인 유닛에 의해 증폭된 신호를 외부에 출력하는 출력 유닛을 더 포함하는 고체 촬상 장치; 및
   상기 복수의 가변 게인 유닛에 상기 게인 제어 신호를 공급하는 제어 유닛을 포함하고,
   상기 제어 유닛은 상기 전하 축적 제어 유닛에 신호를 입력하고, 촬상 시스템은 이 입력된 신호에 기초하여 화소의 전하 축적을 개시하는, 촬상 시스템.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
   상기 제어 유닛은 상기 제1 화소군의 화소의 신호와 상기 제2 화소군의 화소의 신호를 다른 프레임에서 상기 출력 유닛으로부터 출력하는, 촬상 시스템.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   화소들을 1행씩 주사하고, 주사하는 행에 상기 제1 화소군 및 상기 제2 화소군의 화소가 포함될 때,
   상기 제어 유닛은 상기 제1 화소군 및 상기 제2 화소군 중 하나의 화소군의 화소의 신호를 상기 출력 유닛으로부터 출력시킨 후 상기 제1 화소군 및 상기 제2 화소군 중 다른 하나의 화소군의 화소의 신호를 상기 출력 유닛으로부터 출력시키기 전까지의 기간 동안에 상기 게인 제어 신호를 상기 가변 게인 유닛에 공급해서 게인을 변화시키는, 촬상 시스템.
9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 화소군 및 상기 제2 화소군의 각 화소의 평균 휘도에 따른 휘도 신호를 출력하는 처리 유닛을 더 포함하고,
   상기 처리 유닛은, 상기 휘도 신호에 따라 상기 가변 게인 유닛에 게인 제어 신호를 공급하는, 촬상 시스템.
10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 출력 유닛으로부터 화소의 신호를 출력한 후, 상기 출력 유닛으로부터 동일한 화소의 신호를 출력시키기 전까지의 기간 동안에, 상기 전하 축적 제어 유닛에 신호를 공급해서 상기 화소를 리셋시키는, 촬상 시스템.
11. 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 화소군은 상기 화소부의 전체에 대응하고, 상기 제1 화소군에 포함된 화소들 중 신호 출력 화소들은 제1 밀도로 배열되고,
    상기 제2 화소군은 상기 화소부의 일부에 대응하고, 상기 제2 화소군에 포함된 화소들 중 신호 출력 화소들은 제2 밀도로 배열되는, 촬상 시스템.
12. 행과 열을 따라 배열된 화소들을 포함하는 화소부; 및 상기 화소부의 열에 대응하는 복수의 가변 게인 유닛을 포함하는 고체 촬상 장치의 구동 방법이며,
    상기 화소부의 복수의 화소를 각각 포함하는 제1 화소군 및 제2 화소군으로부터의 신호를 상기 화소군마다 상이한 게인으로 증폭하도록 상기 가변 게인 유닛들을 제어하는 단계를 포함하는, 고체 촬상 장치의 구동 방법.

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