WO2014057106A1 - Image sensor - Google Patents

Image sensor Download PDF

Info

Publication number
WO2014057106A1
WO2014057106A1 PCT/EP2013/071325 EP2013071325W WO2014057106A1 WO 2014057106 A1 WO2014057106 A1 WO 2014057106A1 EP 2013071325 W EP2013071325 W EP 2013071325W WO 2014057106 A1 WO2014057106 A1 WO 2014057106A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pixel
analog
digital
column
image sensor
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/071325
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Schweiger
Harald Neubauer
Frank Wippermann
Andreas Brückner
Alexander Oberdörster
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. filed Critical Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Publication of WO2014057106A1 publication Critical patent/WO2014057106A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/767Horizontal readout lines, multiplexers or registers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H04N25/772Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising A/D, V/T, V/F, I/T or I/F converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

The invention relates to an image sensor having a plurality of pixel groups and a column ADC comprising a plurality of individual ADCs. At least one first individual ADC of the plurality of individual ADCs is located in a first gap between a first pixel group and a second pixel group of the plurality of pixel groups and at least one second individual ADC of the plurality of individual ADCs is located in a second gap between the second pixel group and a third pixel group of the plurality of pixel groups. The first individual ADC is designed to convert pixel signals of a first pixel column of the second pixel group from analogue to digital. The second individual ADC is designed to convert pixel signals of a second pixel column of the second pixel group from analogue to digital.

Description

Bildsensor  image sensor
Beschreibung description
Technisches Gebiet Technical area
Ausfuhrungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf einen Bildsensor. Insbesondere beziehen sich Ausfuhrungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auf einen Bildsensor, der eine Mehrzahl von Pixelgruppen aufweist. Embodiments of the present invention relate to an image sensor. In particular, embodiments of the present invention relate to an image sensor having a plurality of pixel groups.
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
Bei sogenannten elektronischen Clusterimagern (deutsch: Gruppenbildsensoren) handelt es sich um Bildsensoren, die statt eines einzelnen großen Bildfeldes mehrere kleine Pixelgruppen besitzen. Bei solchen konventionellen Bildsensoren wird die Analog-Digital- Umsetzung außerhalb des Bildfeldes platziert. In so-called electronic cluster images (German: group image sensors) are image sensors that have several small pixel groups instead of a single large image field. In such conventional image sensors, the analog-to-digital conversion is placed outside the image field.
Clusterimager (deutsch: Gruppenbildsensoren) werden in Kombination mit Clusterobjekti- ven genutzt. Letztere sind mehrkanalige Abbildungssysteme, die - verglichen mit konventionellen Kameras, die auf einem Einzelaperturobjektiv basieren - über eine reduzierte Bauhöhe verfügen. Hierbei wird von den einzelnen Abbildungskanälen, die aus einer oder mehreren optischen Grenzflächen sowie Filtern gebildet werden, ein Teil des Gesamtgc- sichtsfelds auf jeweils eine zugeordnete Pixelgruppe übertragen. Damit können den einzelnen Teilbildern Bereiche des Objekts zugeordnet werden und die Teilbilder sowohl Software- als auch elektronikbasiert zum Gesamtbild zusammengefügt werden. Die durch die verschiedenen optischen Kanäle parallel abgebildeten Objektbereiche können geeignet durch die parallelisierten Pixelgruppen des Clusterimagers detektiert und gewandelt werden. Dabei ist die geometrische Anordnung der Pixelgruppen entsprechend der geometrischen Anordnung der optischen Kanäle ausgelegt. Optik und Bildwandler sind daher als Gesamtsystem zu verstehen, wobei beide Teilkomponenten aufeinander abgestimmt werden müssen. So kann zum Beispiel durch entsprechende Auslegung der Optik die nachfolgende elektronische Bildverarbeitung vereinfacht erden, die unter anderem zur Korrektur von Verzeichnung durch feldkoordinatenabhängige Pixelverschiebung oder feldkoordinatenabhängige Entfaltung entsprechend der ortsabhängigen Punktbildverwa- schungsfunktion genutzt wird. Optimale optische Abbildungsleistung kann im Idealfall zu - - Cluster imagers (German: group image sensors) are used in combination with cluster lenses. The latter are multi-channel imaging systems, which have a reduced overall height compared to conventional cameras based on a single-aperture lens. In this case, of the individual imaging channels, which are formed from one or more optical interfaces and filters, a part of the total field of view is transmitted to an associated pixel group. In this way, areas of the object can be assigned to the individual partial images, and the partial images can be combined both software-based and electronics-based to form the overall image. The object regions imaged in parallel by the various optical channels can be suitably detected and converted by the parallelized pixel groups of the cluster image. In this case, the geometric arrangement of the pixel groups is designed in accordance with the geometric arrangement of the optical channels. Optics and image converters are therefore to be understood as an overall system, with both subcomponents having to be coordinated with one another. For example, by appropriate design of the optics, the subsequent electronic image processing can be simplified, which is used inter alia for correcting distortion by field coordinate-dependent pixel shift or field coordinate-dependent deployment according to the location-dependent point image blurring function. Optimal optical imaging performance can ideally - -
Verzeichnungsfreiheit. Achromasie und Konstanz der Punktbildveraschungsfunktion führen, was eine triviale Bildnachverarbeitung und entsprechend einfache Elektronik und Softwarebearbeitung ermöglicht. Im Umkehrschluss kann ein vereinfachter optischer Aufbau genutzt werden, wenn sowohl chromatische als auch monochromatische, feldab- hängige Aberrationen zugelassen sind, da diese durch Software- oder elektronikbasierte B i 1 dnach verarbe i tu n g korrigiert werden. From distortion. Achromasie and consistency of the Punktbildveraschungsfunktion result, which allows a trivial image post-processing and correspondingly simple electronics and software processing. Conversely, a simplified optical design can be used if both chromatic and monochromatic field-dependent aberrations are allowed since they are corrected by software or electronics-based processing.
Solche Bildsensoren mit aufgeteiltem Bildfeld haben den Nachteil, dass aus optomechani- schen Gründen zwischen den Bildfeldern Lücken entstehen, welche die Gesamtfläche des Bildsensors und damit die Kosten für einen solchen Bildsensor erhöhen. Such image sensors with a split image field have the disadvantage that, for optomechanical reasons, gaps arise between the image fields, which increase the total area of the image sensor and thus the costs for such an image sensor.
Zusammenfassung der Erfindung Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Konzept für einen Bildsensor zu schaffen, welches eine Reduktion der Gesamtfläche eines Bildsensors mit aufgeteiltem Bildfeld ermöglicht. Summary of the Invention It is therefore an object of the present invention to provide a concept for an image sensor which enables reduction of the total area of a split field image sensor.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Bildsensor gemäß dem unabhängigen Patentan- spruch 1 und einen Bildsensor gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 9 sowie durch Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen 22 und 23. This object is achieved by an image sensor according to independent patent claim 1 and an image sensor according to independent claim 9 and by methods according to independent claims 22 and 23.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen einen Bildsensor mit einer Mehrzahl von Pixelgruppen sowie einem Spalten-ADC (Analog-to-Digital Converter - Analog-zu-Digital-Wandler) mit einer Mehrzahl von Einzel-ADCs. Zumindest ein erster Einzel-ADC aus der Mehrzahl von Einzel-ADCs ist in einem ersten Zwischenraum zwischen einer ersten Pixelgruppe und einer zweiten Pixelgruppc aus der Mehrzahl von Pixelgruppen angeordnet und zumindest ein zweiter Einzel-ADC aus der Mehrzahl von Einzel-ADCs ist in einem zweiten Zwischenraum zwischen der zweiten Pixelgruppe und einer dritten Pixelgruppe aus der Mehrzahl von Pixelgruppen angeordnet. Der erste Einzel- ADC ist ausgebildet, um Pixelsignale einer ersten Pixelspalte der zweiten Pixelgruppc analog zu digital zu wandeln und der zweite Einzel-ADC ist ausgebildet, um Pixelsignale einer zweiten Pixelspalte der zweiten Pixelgruppe analog zu digital zu wandeln. In der vorliegenden Anmeldung ist unter einem Spalten-ADC die Gesamtheit der Einzel- ADCs des Bildsensors zu verstehen, wobei der Spalten-ADC typischerweise ausgebildet ist, um unter Nutzung seiner Einzel-ADCs eine komplette (Pixel-)Zeile des Bildsensors gleichzeitig analog zu digital zu wandeln. Jeder Einzel-ADC ist dabei typischerweise für eine komplette (Pixel-)Spalte des Bildsensors zuständig. Embodiments of the present invention provide an image sensor having a plurality of pixel groups as well as a column ADC (Analog-to-Digital Converter) having a plurality of single ADCs. At least a first single ADC of the plurality of single ADCs is disposed in a first space between a first pixel group and a second pixel group of the plurality of pixel groups, and at least a second single ADC of the plurality of single ADCs is in a second one Space between the second pixel group and a third pixel group of the plurality of pixel groups arranged. The first single ADC is configured to analog to digital convert pixel signals of a first pixel column of the second pixel group and the second single ADC is configured to analog to digital convert pixel signals of a second pixel column of the second pixel group. In the present application, a column ADC is understood to mean the entirety of the individual ADCs of the image sensor, the column ADC typically being configured to use a single (complete) pixel row of the image sensor using its individual ADCs at the same time to convert analog to digital. Each individual ADC is typically responsible for a complete (pixel) column of the image sensor.
Es wurde herausgefunden, dass durch das Ungenutztlassen der Lücken zwischen den einzelnen Pixelgruppen oder Bildfeldern die Gesamtfläche des Bildsensors erhöht wird und damit die Kosten erhöht werden. Um bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die Gesamtchipfläche des Bildsensors wieder zu reduzieren, wird der Spalten-ADC innerhalb des Bildfeldes zwischen den Pixelgruppen (in den Zwischenräumen zwischen den Pixelgruppen) platziert. Da diese Pixelgruppenabstände jedoch relativ klein sind, stellen sich besondere Anforderungen an die Architektur und das Layout des Spalten- ADCs. It has been found that by using the gaps between the individual pixel groups or image fields, the total area of the image sensor is increased and thus the costs are increased. In embodiments of the present invention, to reduce the overall chip area of the image sensor again, the column ADC is placed within the image field between the pixel groups (in the spaces between the pixel groups). However, because these pixel group spaces are relatively small, there are special requirements for the architecture and layout of the column ADC.
Es ist nun ein Gedanke von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, dass ein Spalten-ADC in Zwischenräumen zwischen verschiedenen Pixelgruppen angeordnet werden kann. Hier besteht jedoch das Problem, dass ein kompletter ADC (welcher Pixelsignale aller Pixelspalten einer Pixelgruppe analog zu digital wandelt) typischerweise nicht in einen solchen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Pixelgruppen passt. Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden die Einzel-ADCs des Spalten-ADCs,die jeweils Pixelsignale (pixelgruppenübergreifend) einer Pixelspalte des Bildsensors analog-zu-digital wandeln, so auf Zwischenräume zwischen (in Spaltenrichtung) benachbarten Pixelgruppen verteilt, dass die Anzahl der Einzel-ADCs pro Zwischenraum kleiner ist als die Anzahl der Pixelspalten pro Pixelgruppe der in Spaltenrichtung benachbarten Pixelgruppen. Die Gesamtanzahl von Einzel-ADCs entspricht trotzdem noch der Anzahl der Pixelspalten pro Pixelgruppe. So wird beispielsweise ermöglicht (bei der Aufteilung auf zwei Zwischenräume), dass ein Einzel-ADC die Breite von zwei Pixelspalten einer Pixelgruppe einnehmen kann. Natürlich ist auch eine Aufteilung auf mehr als zwei Zwischenräume (zwischen in Spaltenrichtung benachbarten Pixelgruppen) möglich, wobei mit der Erhöhung der Anzahl der Zwischenräume, auf die die Einzel-ADCs verteilt werden, auch die verfügbare Breite für einen Einzel-ADC steigt. It is now an idea of embodiments of the present invention that a column ADC can be placed in spaces between different pixel groups. However, the problem here is that a complete ADC (which converts pixel signals of all pixel columns of a pixel group analog to digital) typically does not fit in such a space between two adjacent pixel groups. According to exemplary embodiments of the present invention, the individual ADCs of the column ADC, which respectively convert pixel signals (pixel group-spanning) of a pixel column of the image sensor analog-to-digitally, are distributed over spaces between pixel groups (adjacent in the column direction) such that the number of individual pixel groups differs. ADCs per space is smaller than the number of pixel columns per pixel group of the column groups adjacent pixel groups. The total number of individual ADCs still corresponds to the number of pixel columns per pixel group. For example, when dividing into two spaces, a single ADC allows the width of two pixel columns of a group of pixels to be accommodated. Of course, splitting into more than two spaces (between pixel-adjacent pixel groups) is also possible, and as the number of spaces to which the individual ADCs are distributed increases, so does the available width for a single ADC.
Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung ist daher die Aufteilung des Spalten-ADCs in zwei (oder N) ADC-Teile, wobei jeder dieser ADC-Teile für die geraden bzw. ungeraden Pixelspalten (oder jede Nte Spalte) zuständig ist. Ein solches ADC-Teil sind dabei die Einzel-ADCs des Spalten ADCs. die in demselben Zwischenraum angeordnet sind. Dadurch ist horizontal mehr Platz für jeden Einzel-ADC (nämlich die Breite von beispielweise zwei Pixelspalten statt nur einer) und jeder Einzel-ADC kann folglich breiter gestaltet werden. Wegen Flächenerhaltung braucht er vertikal weniger Platz und passt daher in die Lücke zwischen Pixelgruppen. . . A key idea of the present invention is therefore the division of the column ADC into two (or N) ADC parts, each of these ADC parts being responsible for the even and odd pixel columns (or each Nth column). One such ADC part is the individual ADCs of the column ADCs. which are arranged in the same space. As a result, there is more horizontal space for each individual ADC (namely, the width of, for example, two pixel columns instead of just one), and each single ADC can thus be made wider. Because of conservation of space, it takes up less vertical space and therefore fits in the gap between pixel groups. , ,
Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird daher der Spalten-ADC zumindest auf zwei Zwischenräume (zwischen in Spaltenrichtung des Bildsensors benachbarten Pixelgruppen) aufgeteilt, in denen sich jeweils mindestens ein Einzel- ADC befindet, wobei jeder dieser Einzel-ADCs jeweils Pixelsignale einer Pixclspalte (pixel- gruppenübergrei fend ) des gesamten Bildsensors analog zu digital wandelt. Beispielsweise kann ein Zwischenraum, in dem ein solcher Einzel-ADC angeordnet wird - oder mehrere solcher Einzel-ADCs angeordnet werden - der Platz zwischen zwei in Spaltenrichtung benachbarten Pixelgruppen sein. According to embodiments of the present invention, therefore, the column ADC is subdivided into at least two interspaces (between pixel groups adjacent in the column direction of the image sensor), in each of which at least one individual ADC is located, each of these individual ADCs each having pixel signals of a pixel column (pixel group). group across the fend) of the entire image sensor analog to digital converts. For example, a space in which such a single ADC is arranged - or a plurality of such single ADCs are arranged - may be the space between two pixel groups adjacent in the column direction.
Das genannte Prinzip lässt sich natürlich auf ein Feld von Pixelgruppen ausdehnen, wobei die Einzel-ADCs jeweils in Zwischenräumen zwischen in Spaltenrichtung benachbarten Pixelgruppen angeordnet sind. Dabei ist in jeder Spalte von Pixelgruppen in mindestens zwei Zwischenräumen dieser Spalte mindestens ein Einzel-ADCs angeordnet, der ausge- bildet ist, um Pixelsignale dergleichen Pixelspalte der in dieser Spalte angeordneten Pixelgruppen analog zu digital zu wandeln. Typischerweise entspricht die Anzahl der Einzel-ADCs pro Spalte der Anzahl von Pixelspalten pro Pixelgruppe in dieser Spalte. Of course, the said principle can be extended to a field of pixel groups, the individual ADCs each being arranged in intermediate spaces between pixel groups adjacent to the column direction. At least one individual ADCs is arranged in each column of pixel groups in at least two interspaces of this column, which is designed to convert pixel signals of the same pixel column of the pixel groups arranged in this column analog to digital. Typically, the number of individual ADCs per column equals the number of pixel columns per pixel group in that column.
Mit anderen Worten wird der Spalten-ADC in einzelne Subblöcke (in die einzelnen Einzel- ADCs) unterteilt, so dass die Fläche zwischen den einzelnen Pixelgruppen minimiert werden kann. Der gesamte Spalten-ADC benötigt daher mehrere Zwischenräume, um alle Einzel-ADCs des Spalten-ADCs in den Zwischenräumen zwischen den Pixelgruppen auf dem Bildsensor unterzubringen. Aufgrund der Unterbringung der Einzel-ADCs des Spalten-ADCs in den Zwischenräumen zwischen den Pixelgruppen kann darauf verzichtet werden, den Spalten-ADC am Rand des Bildsensors anzuordnen, wodurch sich die Gesamtchipfläche des Bildsensors gegenüber konventionellen Bildsensoren, bei denen sich der Spalten-ADC am Rand befindet, deutlich verkleinern lässt. In other words, the column ADC is divided into individual sub-blocks (into the individual single ADCs), so that the area between the individual pixel groups can be minimized. The entire column ADC therefore requires multiple spaces to accommodate all the individual ADCs of the column ADC in the spaces between the pixel groups on the image sensor. Due to the placement of the individual ADCs of the column ADCs in the spaces between the pixel groups, it is possible to dispense with arranging the column ADC on the edge of the image sensor, thereby reducing the overall chip area of the image sensor compared to conventional image sensors in which the column ADC is located at the edge Edge is located, lets shrink significantly.
Es ist daher ein Vorteil von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung gegenüber konventionellen Bildsensoren mit aufgeteiltem Bildfeld, dass sich ein Bildsensor mit aufgeteiltem Bildfeld herstellen lässt, welcher gegenüber konventionellen Bildsensoren eine deutlich geringere Gesamtchipfläche aufweist. It is therefore an advantage of embodiments of the present invention over conventional split field image sensors that a split field image sensor can be fabricated which has a significantly lower overall chip area over conventional image sensors.
Weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen einen Bildsensor mit einer Mehrzahl von Pixelgruppen und einem Spalten-ADC mit einer Mehrzahl von Einzel- ADCs. Jeder Einzel-ADC ist ausgebildet, um zumindest Pixelsignale von Pixelspalten zweier verschiedener Pixelgruppen aus der Mehrzahl von Pixelgruppen analog zu digital zu wandeln. Femer sind die Einzel-ADCs der Mehrzahl von Einzel-ADCs in Zwischenräumen zwischen benachbarten Pixelgruppen der Mehrzahl von Pixelgruppen angeordnet. Further embodiments of the present invention provide an image sensor having a plurality of pixel groups and a column ADC having a plurality of single ADCs. Each individual ADC is designed to generate at least pixel signals of pixel columns of two different pixel groups from the plurality of pixel groups analog to digital to change. Further, the single ADCs of the plurality of single ADCs are arranged in spaces between adjacent pixel groups of the plurality of pixel groups.
Es wurde ferner herausgefunden, dass insbesondere gegenüber Bildsensoren, welche einen Gruppenlevel-ADC aufweisen, sich ein verbesserter Bildsensor dadurch schaffen lässt, dass ein Spalten-ADC eingesetzt wird, dessen Einzel-ADCs in Zwischenräumen zwischen benachbarten Pixelgruppen angeordnet sind, und bei dem jeder Einzel-ADC zumindest Pixelsignale von Pixelspalten zweier verschiedener Pixelgruppen aus der Mehrzahl von Pixelgruppen analog zu digital wandelt. Dies hat insbesondere gegenüber Bildsensoren mit Gruppenlevel-ADCs den Vorteil, dass einerseits die Einzel-ADCs deutlich kleiner ausgestaltet werden können als ein einzelner Gruppenlevel-ADC und ferner den Vorteil, dass die Taktrate der Einzel-ADCs niedriger gewählt werden kann als bei Gruppenlevel- ADCs, da die Anzahl der zu wandelenden Pixel pro Zeiteinheit bei den genannten Einzel- ADCs niedriger ist als bei typischen Gruppenlevel-ADCs. So müssen derartige Gruppenle- vel-ADCs typischerweise eine komplette Gruppe von Pixeln analog zu digital wandeln, während ein Einzel-ADC eines Spalte-ADCs typischerweise lediglich eine Pixelspalte analog-zu-digital wandelt. Beispielsweise ist es ausreichend, einen Einzel-ADC pro Pixelspalte einer Pixelgruppe vorzusehen. Dieser Einzel-ADC kann dann beispielsweise ausgebildet sein, um Pixelsignale jeweils einer Pixelspalte (beispielsweise jeweils der gleichen Pixelspalte) jeder Pixelgruppe der Mehrzahl von Pixelgruppen analog zu digital zu wandeln. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen daher ferner einen Bildsensor, welcher gegenüber Bildsensoren mit konventionellen Gruppenlevel-ADCs den Vorteil hat, dass Komplexität (aufgrund der niedrigeren benötigten Taktrate) der ADCs auf dem Bildsensorchip geringer wird, wodurch sich ein Bildsensor mit geringerem Aufwand und geringeren Kosten realisieren lässt. It has also been found that, particularly with respect to image sensors having a group level ADC, an improved image sensor can be achieved by employing a column ADC whose single ADCs are arranged in spaces between adjacent pixel groups and each one ADC converts at least pixel signals from pixel columns of two different pixel groups from the plurality of pixel groups analog to digital. This has the advantage, in particular over image sensors with group-level ADCs, that, on the one hand, the individual ADCs can be made significantly smaller than a single group-level ADC and, furthermore, the advantage that the clock rate of the individual ADCs can be selected to be lower than for group-level ADCs because the number of pixels to be converted per unit of time is lower for the individual ADCs mentioned than for typical group-level ADCs. Thus, such group level ADCs typically need to convert a complete set of pixels analog to digital, while a single ADC of a column ADC typically only converts one pixel column analog-to-digital. For example, it is sufficient to provide a single ADC per pixel column of a pixel group. This individual ADC can then be designed, for example, to convert pixel signals of one pixel column (for example, in each case the same pixel column) of each pixel group of the plurality of pixel groups analog to digital. Embodiments of the present invention further provide an image sensor which has the advantage over image sensors having conventional group-level ADCs in that complexity (due to the lower required clock rate) of the ADCs on the image sensor chip becomes lower, thereby realizing an image sensor with less effort and lower cost leaves.
Zusammen fassend wurde erkannt, dass die Platzierung des Analog-zu-Digital-Wandlers außerhalb des Bildfelds, wie bei konventionellen Bildsensoren, bei Bildsensoren mit aufgeteiltem Bildfeld zwar auch möglich ist. jedoch aus zwei Gründen ineffizient ist: Zum Einen ist zwischen den Bildfeldern ohnehin Platz vorhanden, der genutzt werden sollte. Zum Anderen müssten außerhalb des Bildfelds platzierte Analog-zu-Digital- Wandler mit allen Pixeln verbunden werden, was Verdrahtung zwischen den Bildfeldern erforderlich machen würde. Diese Verdrahtung benötigt zusätzlichen Platz. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung lösen diese Probleme dadurch, dass ein Spalten-ADC auf eine Mehrzahl von Einzel-ADCs aufgeteilt wird, welche in (sowieso vorhandenen) Zwischenräumen zwischen benachbarten Pixelgruppen angeordnet werden. Kurze Beschreibung der Figuren In summary, it was recognized that the placement of the analog-to-digital converter outside the field of view, as in conventional image sensors, in image sensors with split image field is indeed possible. However, inefficient for two reasons: On the one hand there is already space between the image fields, which should be used. On the other hand, analog-to-digital converters placed outside the image field would have to be connected to all pixels, which would require wiring between the image fields. This wiring requires extra space. Embodiments of the present invention solve these problems by dividing a column ADC into a plurality of single ADCs arranged in (any existing) spaces between adjacent pixel groups. Brief description of the figures
Ausfuhrungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen: Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the attached figures. Show it:
Fig. la eine schematische Darstellung eines Bildsensors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem Pixelsignale von zwei verschiedenen Pixelspalten einer Pixelgruppe von zwei in verschiedenen Zwischenräumen angeordneten Einzel- ADCs analog zu digital gewandelt werden; 1a is a schematic representation of an image sensor according to an embodiment of the present invention, in which pixel signals from two different pixel columns of a pixel group of two individual ADCs arranged in different interspaces are converted analog to digital;
Fig. lb eine schematische Darstellung eines Bildsensors gemäß einem weiteren Fig. Lb is a schematic representation of an image sensor according to another
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem Pixelsignale einer ersten Pixelspalte einer ersten Pixelgruppe und einer ersten Pixelspalte einer zweiten Pixelgruppe von einem Einzel-ADC, der sich in einem Zwischenraum zwischen diesen beiden Pixelgruppen befindet, analog zu digital gewandelt werden;  An embodiment of the present invention, wherein pixel signals of a first pixel column of a first pixel group and a first pixel column of a second pixel group are analog-to-digital converted from a single ADC located in a space between these two pixel groups;
Fig. 2 wie ein konventioneller Einzel-ADC umgewandelt werden kann, sodass dieser gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung in Zwischenräume zwischen einzelnen Pixelgruppen passt. FIG. 2 illustrates how a conventional single ADC may be converted such that it fits into spaces between individual pixel groups according to embodiments of the present invention.
Fig. 3 einen Bildsensor gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, welcher die in den Fig. la und lb gezeigten Konzepte vereint; Fig. 4 einen Bildsensor gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden 3 shows an image sensor according to a further embodiment which combines the concepts shown in FIGS. 1a and 1b; 4 shows an image sensor according to a further exemplary embodiment of the present invention
Erfindung, bei dem der Speicher der Einzel-ADCs kammartig verschränkt ist;  Invention in which the memory of the individual ADCs is combed like a comb;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Abbildungsvorrichtung gemäß einem Fig. 5 is a schematic representation of an imaging device according to a
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und  Embodiment of the present invention; and
Fig. 6 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 6 is a flow chart of a method according to an embodiment of the present invention.
Detaillierte Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen Detailed description of exemplary embodiments
der vorliegenden Erfindung - - of the present invention - -
Bevor im Folgenden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben werden, sei darauf hingewiesen, dass gleiche Elemente oder Elemente gleicher Funktion mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Bevor die Ausfuhrungsbeispiele im Detail beschrieben werden, sollen nochmals die Probleme von Bildsensoren mit aufgeteiltem Bildfeld zusammengefasst werden. Bildsensoren mit aufgeteiltem Bildfeld haben das Problem, dass Lücken zwischen Pixelfeldern tote Flächen sind. d. h. sie verursachen Kosten, aber keinen Nutzen, der Preis des Sensors steigt etwa proportional mit der Fläche. Before describing embodiments of the present invention in detail below, it should be pointed out that identical elements or elements having the same function are provided with the same reference numerals. Before the exemplary embodiments are described in detail, the problems of image sensors with a split image field are again summarized. Image sensors with split image field have the problem that gaps between pixel fields are dead areas. d. H. they cause costs but no use, the price of the sensor increases approximately proportionally with the surface.
Dazu soll im Folgenden ein Beispiel gegeben werden: Fläche für einen herkömmlichen Bildsensor (zusammenhängendes Bildfeld): Fs = Pixel fläche P + Logikfläche L An example will be given below: area for a conventional image sensor (contiguous image field): Fs = pixel area P + logic area L
Fläche für einen Sensor mit aufgeteiltem Bildfeld: Area for a sensor with split image field:
Fm = Pixelfläche P + Logikfläche G + Lückenfläche L Fm = pixel area P + logic area G + gap area L
Daher Fm = Fs + L. Ziel ist es daher, die Lückenfläche mit Logik aufzufüllen, damit L = 0 und Fm = Fs. Voraussetzung dafür ist, dass G > L. Falls G = L, füllt die Logik die Lücken vollständig aus. Falls G > L, sitzt ein Teil der Logik weiterhin außerhalb des Bildfelds; das spielt keine Rolle, da trotzdem insgesamt Fm = Fs. Therefore, Fm = Fs + L. The goal is therefore to fill the gap area with logic so that L = 0 and Fm = Fs. Prerequisite for G> L. If G = L, the logic fills the gaps completely. If G> L, part of the logic still sits outside the frame; that does not matter, because Fm = Fs.
Tatsächlich ist Fm = Fs unerreichbar, da durch die Umordnung der Logik in die Pixel flächen zusätzliche Verdrahtungsfläche V anfällt: Fm = Fs + V. Darüber hinaus sind einige Teile der Logik Blöcke mit fester Mindestgröße oder Form. Die folgenden Erfindungen haben das Ziel, V zu minimieren und Logikblöcke aufzuteilen. In fact, Fm = Fs is unattainable because rearranging the logic into the pixel areas adds extra wiring area V: Fm = Fs + V. Moreover, some parts of the logic are blocks of fixed minimum size or shape. The following inventions aim to minimize V and divide logic blocks.
Aus den obigen Überlegungen ergeben sich daher die folgenden Vorgaben lur Bildsensoren mit aufgeteiltem Bildfeld: From the above considerations, therefore, the following presets arise for image sensors with split image field:
1. Logikblöcke sollen so kleinteilig wie möglich ausgeführt werden, damit sie sich gut verteilen lassen (bzw. die Verteilung anderer Blöcke und deren Verdrahtung nicht blockieren). 2. Logikblöcke sollen zwischen den Bildfeldern angesiedelt sein, um die Fläche des gesamten Bildsensor-Dies (Die-Chip) zu minimieren. Idealfall: Silizium fläche zwischen Bildfeldern ist vollständig ausgenutzt. 3. Verdrahtung zwischen den Logikblöcken (und den Pixelgruppen) soll minimiert werden 1. Logic blocks should be made as small as possible so that they can be distributed well (or not block the distribution of other blocks and their wiring). 2. Logic blocks should be located between the image fields to minimize the area of the entire image sensor die. Ideal case: Silicon area between image fields is fully utilized. 3. Wiring between logic blocks (and pixel groups) should be minimized
Ausfuhrungsbeispiele der vorliegenden Erfindung lösen dieses Problem dadurch, dass in den Zwischenräumen zwischen benachbarten Pixelgruppen eines Bildsensors jeweils Einzel- ADCs angeordnet werden, die zusammen einen Spalten- ADC des Bildsensors bilden. Embodiments of the present invention solve this problem by arranging individual ADCs in the spaces between adjacent pixel groups of an image sensor, which together form a column ADC of the image sensor.
Fig. la zeigt eine schematische Darstellung eines Bildsensors 100 gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1 a shows a schematic representation of an image sensor 100 according to an exemplary embodiment of the present invention.
Der Bildsensor 100 weist eine Mehrzahl von Pixelgruppen 101a bis 101c auf. Ferner weist der Bildsensor 100 einen Spalten- Analog-zu-Digital- Wandler (auch bezeichnet als Spalten- ADC) auf. Dieser Spalten-ADC weist eine Mehrzahl von Einzel-Analog-zu-Digital- Wandlern 103a, 103b (auch bezeichnet als Einzel- ADCs 103a, 103b) auf. The image sensor 100 has a plurality of pixel groups 101a to 101c. Further, the image sensor 100 includes a column analog-to-digital converter (also referred to as a column ADC). This column ADC has a plurality of individual analog-to-digital converters 103a, 103b (also referred to as single ADCs 103a, 103b).
Wie aus Fig. la ersichtlich, ist bei dem Bildsensor 100 ein erster Einzel-ADC 103a des Spalten-ADCs in einem ersten Zwischenraum 105a zwischen einer ersten Pixelgruppe 101a und einer zweiten Pixelgruppe 101b aus der Mehrzahl von Pixelgruppen angeordnet. Fem er ist ein zweiter Einzel-ADC 103 b des Spalten-ADCs in einem zweiten Zwischen- räum 105b zwischen der zweiten Pixelgruppe 101 b und einer dritten Pixel gruppe 101 c aus der Mehrzahl von Pixelgruppen angeordnet. Der erste Einzel-ADC 103a ist ausgebildet, um Pixelsignale einer ersten Pixelspalte 101 b- 1 der zweiten Pixelgruppe 101b analog zu digital zu wandeln und der zweite Einzel-ADC 103b ist ausgebildet, um Pixelsignale einer zweiten Pixelspaltc 101 b-2 der zweiten Pixelgruppe 101 b analog zu digital zu wandeln. As can be seen in FIG. 1a, in the image sensor 100, a first single ADC 103a of the column ADC is arranged in a first gap 105a between a first pixel group 101a and a second pixel group 101b of the plurality of pixel groups. It is arranged a second single ADC 103 b of the column ADCs in a second intermediate space 105b between the second pixel group 101 b and a third pixel group 101 c of the plurality of pixel groups. The first single ADC 103a is configured to analog-to-digitalize pixel signals of a first pixel column 101b-1 of the second pixel group 101b, and the second single ADC 103b is configured to receive pixel signals of a second pixel column c 101b-2 of the second pixel group 101 b analog to digital to convert.
Wie bereits im einleitenden Teil zu dieser Anmeldung erläutert, ist es eine Idee von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, dass ein Spalten-ADC auf eine Mehrzahl von Einzel-ADCs 103a bis 103b aufgeteilt wird, welche jeweils Pixelsignale einer Pixelspaltc 101 b- 1. 101 b-2 einer Pixelgruppe 101 b analog zu digital wandeln, so dass diese Einzel-ADCs 103a. 103b in Zwischenräume 105a, 105b zwischen Pixelgruppen 101a bis 101 c des Bildsensors 100 passen. Durch die Aufteilung des Spalten-ADCs in die Mehrzahl von Einzel-ADCs 103a, 103b wird ermöglicht, dass diese Einzel-ADCs 103a. 103b in die Zwischenräume 105a, 105b passen. Es ist daher nicht mehr nötig, den Spalten- ADC am Rand des Bildsensors 100 anzuordnen, da dieser verteilt in die Zwischenräume 105a, 105b zwischen den Pixelgruppen 103a- 103c passt, wodurch sich Chipfläche einsparen lässt. Es wurde daher erkannt, dass die Lücken zwischen den einzelnen Pixelgruppen 101a bis 101c bei Bildsensoren mit aufgeteiltem Bildfeld genutzt werden können, um in diesen Einzel-ADCs 103a. 103b eines Spalten- ADCs zu platzieren, in einem einfachsten Aus iührun gsbe i spiel der vorliegenden Erfindung kann dabei in einen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Pixelgruppen jeweils genau ein Einzel-ADC des Spalten-ADCs angeordnet sein. Dieser Einzel-ADC kann dabei ausgebildet sein, um Pixelsignale jeweils einer Pixelspalte jeder Pixelgruppe des Bildsensors 100 analog zu digital zu wandeln. Der Spalten- ADC kann daher auf genauso viele Einzel-ADCs aufgeteilt sein, wie Pixelspalten pro Pixelgruppe 101a bis 101c vorhanden sind. As already explained in the introductory part of this application, it is an idea of embodiments of the present invention that a column ADC is divided into a plurality of single ADCs 103a to 103b which respectively receive pixel signals of a pixel column 101,10 -2 of a pixel group 101b analog to digital, so that these individual ADCs 103a. 103 b in gaps 105 a, 105 b between pixel groups 101 a to 101 c of the image sensor 100 fit. By dividing the column ADC into the plurality of single ADCs 103a, 103b, these single ADCs 103a. 103b fit into the spaces 105a, 105b. It is therefore no longer necessary to change the column ADC on the edge of the image sensor 100 to arrange, since this fits distributed in the spaces 105a, 105b between the pixel groups 103a-103c, which can save chip area. It has therefore been recognized that the gaps between the individual pixel groups 101a to 101c may be utilized in split field image sensors to operate in these single ADCs 103a. 103b of a column ADC, in a simplest embodiment of the present invention, exactly one individual ADC of the column ADC can be arranged in each case in a space between two adjacent pixel groups. This single ADC can be designed to convert pixel signals of one pixel column of each pixel group of the image sensor 100 analog to digital. The column ADC can therefore be divided into as many individual ADCs as there are pixel columns per pixel group 101a to 101c.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen können sich auch mehrere Einzel-ADCs des Spalten-ADCs in einem Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Pixelgruppen befinden. Dies ist beispielhaft in Fig. la dargestellt, wo sich in dem ersten Zwischenraum 105a zusätzlich zu dem ersten Einzel-ADC 103a weiterhin ein dritter Einzel-ADC 103c des Spalten-ADCs und ein fünfter Einzel-ADC 103e des Spalten-ADCs befindet. Ferner ist in dem zweiten Zwischenraum 105b ferner ein vierter Einzel-ADC 103d und ein sechster Einzel-ADC 103f des Spalten- ADC angeordnet. Die Anzahl der Einzel-ADCs, welche sich in einem solchen Zwischenraum 105a, 105b befinden bzw. welche in solch einem Zwischenraum 105a, 105b angeordnet sind, kann gemäß einigen Ausführungsbeispielen variieren und ist insbesondere von der Größe der Einzel-ADCs sowie der Größe der Zwischenräume 105a, 105b abhängig. Jeder der Einzel-ADCs 103c- 103f kann dabei, wie bereits auch der erste Einzel-ADC 103a und der zweite Einzel-ADC 103b ausgebildet sein, um Pixelsignale von Pixelspalten 101 b-3 bis 101 b-6 der zweiten Pixelgruppe 101b analog zu digital zu wandeln. According to further embodiments, also a plurality of single ADCs of the column ADCs may be located in a space between two adjacent pixel groups. This is illustrated by way of example in FIG. 1 a where, in addition to the first single ADC 103 a, a third single ADC 103 c of the column ADC and a fifth individual ADC 103 e of the column ADC are also located in the first gap 105 a. Further, in the second space 105b, further, a fourth single ADC 103d and a sixth single ADC 103f of the column ADC are arranged. The number of single ADCs located in such a gap 105a, 105b, or disposed in such a gap 105a, 105b, may vary according to some embodiments and is particularly dependent on the size of the individual ADCs as well as the size of the gaps 105a, 105b dependent. In this case, each of the individual ADCs 103c-103f may, as with the first individual ADC 103a and the second individual ADC 103b, be configured to analog pixel-to-digital pixel signals from pixel columns 101b-3 to 101b-6 of the second pixel group 101b to change.
Bei dem in Fig. l a gezeigten Ausführungsbeispiel ist der dritte Einzel-ADC 103c ausgebildet, um Pixelsignalc einer dritten Pixelspalte 101 b-3 der zweiten Pixelgruppe 101 b analog zu digital zu wandeln, der vierte Einzel-ADC 103 d ausgebildet, u Pixelsignale einer vierten Pixelspalte 101 b-4 der zweiten Pixelgruppe 101 b analog zu digital zu wandeln, der fünfte Einzel-ADC 103e ausgebildet, um Pixelsignale einer fünften Pixelspalte 101b- 5 der zweiten Pixelgruppe 101 b analog zu digital zu wandeln, und der sechste Einzel-ADC 103f ausgebildet, um Pixelsignale einer sechsten Pixelspalte 101 b-6 der zweiten Pixelgruppe 101 b analog zu digital zu wandeln. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1 a, the third individual ADC 103 c is designed to analogously digital-convert pixel signal c of a third pixel column 101 b-3 of the second pixel group 101 b, forming the fourth individual ADC 103 d, u pixel signals of a fourth Pixel column 101 b-4 of the second pixel group 101 b analog to digital to convert, the fifth single ADC 103 e formed to convert pixel signals of a fifth pixel column 101 b- 5 of the second pixel group 101 b analog to digital, and the sixth single ADC 103 f configured to analog to digitally convert pixel signals of a sixth pixel column 101 b-6 of the second pixel group 101 b.
Wie aus Fig. l a ersichtlich können dabei die Leitungen der Pixelspalten 101 b-l . 101b-6 der zweiten Pixelgruppe 101b abwechselnd oben und unten herausgeführt werden. So - - As can be seen from FIG. 1a, the lines of the pixel columns 101bl can thereby be selected. 101b-6 of the second pixel group 101b are led out alternately at the top and bottom. So - -
können beispielsweise die in dem ersten Zwischenraum 105a angeordneten Einzel-ADCs 103a bis 103e ausgebildet sein, um jeweils Pixelsignale einer ungeraden Pixelspalte 101b- 1, 101b-3, 101b-5, der zweiten Pixelgruppe 101b analog zu digital zu wandeln und die Einzel-ADCs 103b, 103d, 103 f in dem zweiten Zwischenraum 105b können ausgebildet sein, um jeweils Pixelsignale gerader Pixelspalten 101 b-2. 101b-4, 101b-6 der zweiten Pixel gruppe 101 b analog zu digital zu wandeln. For example, the individual ADCs 103a to 103e arranged in the first space 105a may be formed to respectively analog-to-digitally convert pixel signals of an odd pixel column 101b-1, 101b-3, 101b-5, the second pixel group 101b, and the single ADCs 103b, 103d, 103f in the second space 105b may be formed to receive pixel signals of even pixel columns 101b-2, respectively. 101b-4, 101b-6 of the second pixel group 101b analog to digital to convert.
Ferner können die in den Zwischenräumen 105a, 105b angeordneten Untermehrzahlen von Einzel-ADCs derart gewählt sein, dass eine Gesamtbreite der Untermehrzahl von Einzel- ADCs die jeweils in einen Zwischenraum 105a, 105b angeordnet sind (beispielsweise eine Gesamtbreite der Einzel-ADCs 103a, 103c, 103e und/oder der Einzel-ADCs 103b, 103d, 103f) kleiner gleich einer Gesamtbreite der zweiten Pixelgruppe 101b ist. Mit anderen Worten werden die Einzel-ADCs 103a bis 103f so auf die Zwischenräume 105a, 105b zwischen den Pixelgruppen 101a bis 101c verteilt, dass diese die Breiten der Pixelgruppen 101a bis 101c nicht seitlich überragen. Furthermore, the sub-numbers of individual ADCs arranged in the interspaces 105a, 105b may be selected such that a total width of the sub-plurality of individual ADCs which are each arranged in a gap 105a, 105b (for example a total width of the individual ADCs 103a, 103c, 103e and / or the individual ADCs 103b, 103d, 103f) is less than or equal to a total width of the second pixel group 101b. In other words, the individual ADCs 103a to 103f are distributed to the spaces 105a, 105b between the pixel groups 101a to 101c such that they do not laterally project beyond the widths of the pixel groups 101a to 101c.
Ferner kann jeder der Einzel-ADCs 103a bis 103 f jeweils einer Pixelspalte 101b-l bis 101b-6 der zweiten Pixelgruppe 101b dediziert zugeordnet sein, um Pixelsignale nur dieser dedizierten Pixelspalte 101b- 1 und 101b-6 und keiner weiteren Pixelspalte dieser zweiten Pixelgruppe 101 analog zu digital zu wandeln. Nichtsdestotrotz kann ferner ein Einzel- ADC derart ausgebildet sein, um Pixelsignale einer Pixelspalte einer weiteren Pixelgruppe des Bildsensors 100 analog zu digital zu wandeln (beispielsweise der ersten Pixelgruppe 101a und/oder der dritten Pixelgruppe 101c), wie auch noch im Folgenden anhand der Fig. lb und 3 beispielhaft gezeigt wird. Further, each of the single ADCs 103a to 103f may be dedicated to one pixel column 101b-l to 101b-6 of the second pixel group 101b, respectively, to pixel signals of only those dedicated pixel columns 101b-1 and 101b-6 and no other pixel column of that second pixel group 101 analog to digital to convert. Nevertheless, a single ADC may further be configured to convert pixel signals of a pixel column of another pixel group of the image sensor 100 analogously to digital (for example, the first pixel group 101a and / or the third pixel group 101c), as will be described below with reference to FIG. 1b and 3 are shown by way of example.
So kann beispielsweise der erste Einzel-ADC 103a ferner ausgebildet sein, um Pixelsignale einer ersten Pixelspalte 101 a- 1 der ersten Pixelgruppe 101a analog zu digital zu wandeln. For example, the first single ADC 103a may further be configured to analog-to-digitally convert pixel signals of a first pixel column 101a-1 of the first pixel group 101a.
Femer kann auch der zweite Einzel-ADC 103b ausgebildet sein, um Pixelsignale einer zweiten Pixelspalte 101 a-2 der ersten Pixelgruppe 101 a analog zu digital zu wandeln. Furthermore, the second individual ADC 103b may also be designed to convert digitally analog pixel signals of a second pixel column 101a-2 of the first pixel group 101a.
Die Zuordnung der Einzel-ADCs 103a bis 103 f zu den einzelnen Pixelspalten der Pixelgruppen 101 a. 101b kann dabei derart erfolgen, dass jeder der Einzel-ADCs 103a bis 103f jeweils ausgebildet ist, um Pixelsignale der gleichen Pixelspalte der verschiedenen Pixelgruppen 101 a bis 101c analog zu digital zu wandeln. The assignment of the individual ADCs 103a to 103f to the individual pixel columns of the pixel groups 101a. 101b can take place in such a way that each of the individual ADCs 103a to 103f is designed in each case to convert pixel signals of the same pixel column of the different pixel groups 101a to 101c analog to digital.
So kann beispielsweise der erste Einzel-ADC 103a ausgebildet sein, um jeweils Pixelsignale der ersten Pixelspalte jeder Pixelgruppe des Bildsensors 100 analog zu digital zu - - For example, the first single ADC 103a may be configured to respectively analog to digital pixel signals of the first pixel column of each pixel group of the image sensor 100 - -
wandeln, der zweite Einzel-ADC 103b kann ausgebildet sein, um jeweils Pixelsignale der zweiten Pixelspalte jeder Pixelgruppe des Bildsensors 100 analog zu digital zu wandeln und so weiter. Der Spalten-ADC ist ausgebildet, um jeweils eine komplette Zeile einer Pixelgruppe (beispielsweise der zweiten Pixelgruppc 101b) oder sogar des gesamten Bildsensors 100 gleichzeitig analog zu digital zu wandeln (unter Nutzung der Mehrzahl von Einzel-ADCs 103a bis 103f). Obwohl bei dem in Fig. la gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich drei Pixelgruppen 101a bis 101c gezeigt sind, so kann der Bildsensor 100 auch weitere Pixelgruppen aufweisen. Die Anzahl der Pixelgruppen kann dabei variieren und ist insbesondere von der gewählten Anwendung abhängig. Vor allem können die Pixelgruppen in einem Feld von Pixelgruppen mit beispielsweise X Spalten und Y Zeilen angeordnet sein, wobei X größer gleich 2 und Y größer gleich 2. The second single ADC 103b may be configured to respectively analog to digital convert pixel signals of the second pixel column of each pixel group of the image sensor 100, and so on. The column ADC is configured to simultaneously analog-to-digitally convert one complete row of a pixel group (for example, the second pixel group 101b) or even the entire image sensor 100 (using the plurality of single ADCs 103a to 103f). Although only three pixel groups 101a to 101c are shown in the exemplary embodiment shown in FIG. 1a, the image sensor 100 can also have further pixel groups. The number of pixel groups can vary and depends in particular on the chosen application. Above all, the pixel groups can be arranged in a field of pixel groups with, for example, X columns and Y rows, where X is greater than or equal to 2 and Y is greater than or equal to 2.
Die Einzel-ADCs 103a bis 103f des Spalten-ADCs des Bildsensors 100 können sich dabei jeweils in Zwischenräumen von in Spaltenrichtung (Richtung in der eine Spalte verläuft) benachbarten Pixelgruppen 101a bis 101c befinden. Mit anderen Worten können gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung in Zwischenräumen zwischen zwei in Zeilenrichtung (Richtung in der eine Zeile verläuft) benachbarten Bilddetektoren keine Einzel-ADCs angeordnet sein. In this case, the individual ADCs 103a to 103f of the column ADC of the image sensor 100 can each be located at intervals of pixel groups 101a to 101c adjacent to the column direction (direction in the one column). In other words, according to embodiments of the present invention, no individual ADCs can be arranged in spaces between two image detectors adjacent in the row direction (direction in the one line).
Fig. lb zeigt einen Bildsensor 150 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Bildsensor 150 weist eine Mehrzahl von Pixelgruppen 101 a bis 101 c auf. Ferner weist der Bildsensor 150 einen Spalten-ADC mit einer Mehrzahl von Einzel-ADCs 103a. 103b auf. Jeder der Einzel-ADCs 103a, 103b ist ausgebildet, um zumindest Pixelsignale von Pixelspalten zweier verschiedener Pixelgruppen aus der Mehrzahl von Pixelgruppen 101a, 101 b. 101 c analog zu digital zu wandeln. Ferner sind die Einzel-ADCs 103a, 103b in Zwischenräumen 105a bis 105b zwischen benachbarten Pixelgruppen 101 a bis 101 c der Mehrzahl von Pixelgruppen 101 a bis 101 c angeordnet. So ist beispielsweise ein erster Einzel-ADC 103a des Spalten-ADCs in einem ersten Zwischenraum 105a zwischen einer ersten Pixelgruppe 101a und einer zweiten Pixelgruppe 101 b angeordnet. Ein zweiter Einzel-ADC 103b ist in einem zweiten Zwischenraum 105b zwischen der zweiten Pixelgruppe 101 b und einer dritten Pixelgruppe 101c angeordnet. Der erste Einzel-ADC 103a ist dabei ausgebildet, um Pixelsignale einer ersten Pixelspalte 101 a- 1 der ersten Pixelgruppe 101a und einer ersten Pixelspalte 101 b- l der zweiten Pixelgruppe 101b analog zu digital zu wandeln. Der zweite Einzel-ADC 103b ist ausgebil- - - Fig. 1b shows an image sensor 150 according to another embodiment of the present invention. The image sensor 150 has a plurality of pixel groups 101 a to 101 c. Further, the image sensor 150 has a column ADC having a plurality of single ADCs 103a. 103b on. Each of the individual ADCs 103a, 103b is designed to generate at least pixel signals from pixel columns of two different pixel groups from the plurality of pixel groups 101a, 101b. 101 c analog to digital to convert. Further, the individual ADCs 103a, 103b are arranged in spaces 105a to 105b between adjacent pixel groups 101a to 101c of the plurality of pixel groups 101a to 101c. For example, a first single ADC 103a of the column ADC is arranged in a first space 105a between a first pixel group 101a and a second pixel group 101b. A second single ADC 103b is disposed in a second space 105b between the second pixel group 101b and a third pixel group 101c. The first individual ADC 103a is designed to convert pixel signals of a first pixel column 101a-1 of the first pixel group 101a and a first pixel column 101b-l of the second pixel group 101b into analog to digital. The second single ADC 103b is designed - -
det, um Pixelsignale einer zweiten Pixelspalte 101b-2 der zweiten Pixelgruppe 101b undto obtain pixel signals of a second pixel column 101b-2 of the second pixel group 101b and
Pixelsignale einer zweiten Pixelspalte 101c-2 der dritten Pixelgruppe 101c analog zu digital zu wandeln. Der in Fig. 1b gezeigte Bildsensor 150 basiert auf dem Gedanken, dass sich eine effiziente Anordnung eines Spalten-ADCs auf einem Bildsensor 1 50 ermöglichen lässt, wenn dieser Spalten-ADC in Einzel-ADCs aufgeteilt wird und diese Einzel-ADCs in Zwischenräumen zwischen benachbarten Pixelgruppen angeordnet werden. Jeder der Einzel-ADCs ist dabei ausgebildet, Pixelsignale von Pixelspalten zumindest zweier verschiedener (in Spaltenrich- tung benachbarter) Pixelgruppen analog zu digital zu wandeln. So lässt sich insbesondere gegenüber Gruppenlevel-ADCs ermöglichen, dass der Zwischenraum zwischen benachbarten Pixelgruppen kleiner gewählt werden kann, da die resultierenden Einzel-ADCs typischerweise auch kleiner gewählt werden können als ein Gruppenlevel-ADC (welcher Pixelsignale einer kompletten Pixelgruppe analog zu digital zu wandelt anstatt nur von einer Pixelspalte). Ferner kann allgemein die Taktrate der verwendeten ADCs auf dem Bildsensor 150 im Vergleich zu einem Gruppenlevel-ADC deutlich reduziert werden, da Pixelsignale lediglich Pixelspalten von verschiedenen Pixelgruppen (und nicht von kompletten Pixelgruppen) mit ein und demselben Einzel-ADC analog zu digital gewandelt werden können. Pixel signals of a second pixel column 101c-2 of the third pixel group 101c analog to digital to convert. The image sensor 150 shown in FIG. 1b is based on the idea that an efficient arrangement of a column ADC on an image sensor 150 can be made possible if this column ADC is divided into individual ADCs and these individual ADCs are in spaces between adjacent ones Pixel groups are arranged. Each of the individual ADCs is designed to convert pixel signals of pixel columns of at least two different (in the column direction adjacent) pixel groups analog to digital. Thus, in particular, in comparison with group-level ADCs, it is possible to make the spacing between adjacent pixel groups smaller because the resulting individual ADCs can typically also be made smaller than a group-level ADC (which converts pixel signals of a complete pixel group analog to digital instead only from one pixel column). Furthermore, in general, the clock rate of the ADCs used on the image sensor 150 can be significantly reduced as compared to a group level ADC, since pixel signals only pixel columns of different pixel groups (and not complete pixel groups) can be converted analog to digital with the same single ADC ,
Der in Fig. lb gezeigte Bildsensor 150 lässt sich ferner um die weiteren optionalen Merkmale, welche in Verbindung mit dem in Fig. 1 a gezeigten Bildsensor 100 beschrieben wurden erweitern. Daher soll hier im Folgenden nicht noch einmal detailliert auf diese weiteren optionalen Merkmale eingegangen werden. The image sensor 150 shown in FIG. 1b can also be extended by the further optional features which have been described in connection with the image sensor 100 shown in FIG. 1a. Therefore, it will not be discussed again in detail below on these further optional features.
Fig. 2 erläutert das Prinzip der Umgestaltung eines Einzel-ADCs eines Spalten-ADCs, sodass dieser Einzel-ADC in die Zwischenräume zwischen benachbarte Pixelgruppen passt (wie beispielsweise anhand von Fig. 1 a und anhand von Fig. lb gezeigt). Fig. 2 zeigt anhand von einem Bildsensor 200 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie mehrere Einzel-ADCs des Spalten-ADCs im Bildfeld zwischen unterbrochenen Pixel feldern platziert werden können. Der in Fig. 2-4 gezeigte Bildsensor 200 unterscheidet sich von dem in Fig. la gezeigte Bildsensor 100 lediglich dadurch, dass ferner eine vierte Pixelgruppe 101b dargestellt ist und dass ferner jede der Pixelgruppen 101a bis lOld acht Pixeispalten aufweist. Dementsprechend weist der Spalten-ADC auch acht Einzel-ADCs 1 03a- 103h auf. Ferner sind vier Einzel-ADCs 103a, 103c, 103c. 103g in dem ersten Zwischenraum 105a und vier Einzel-ADCs 103b. 103d. 103f, 103h in dem zweiten Zwischenraum 105b angeordnet. - - Figure 2 illustrates the principle of reshaping a single ADC of a column ADC such that this single ADC fits into the spaces between adjacent pixel groups (as shown, for example, with reference to Figure 1a and with reference to Figure 1b). 2 shows, based on an image sensor 200 according to a further exemplary embodiment of the present invention, how a plurality of individual ADCs of the column ADC can be placed in the image field between interrupted pixel fields. The image sensor 200 shown in FIGS. 2-4 differs from the image sensor 100 shown in FIG. 1a merely in that a fourth pixel group 101b is also shown, and furthermore that each of the pixel groups 101a to lOld has eight pixel columns. Accordingly, the column ADC also has eight single ADCs 1 03a-103h. Further, four single ADCs 103a, 103c, 103c. 103g in the first gap 105a and four single ADCs 103b. 103d. 103f, 103h are arranged in the second space 105b. - -
Aus Fig. 2-1 ist ersichtlich, dass ein Einzel-ADC einen festgelegten Flächenbedarf hat. Ordnet man die Elemente so an. dass der Einzel-ADC die Breite einer Pixelspalte hat, so passt er nicht in die Lücke zwischen zwei Pixel feldern (oder zwischen zwei Pixelgruppen). From Fig. 2-1 it can be seen that a single ADC has a fixed area requirement. Arrange the elements so. that the single ADC has the width of a pixel column, it does not fit in the gap between two pixel fields (or between two pixel groups).
Fig. 2-2 zeigt, wie der Einzel-ADC umgeformt werden kann. Die resultierende Fläche bleibt dabei erhalten. Fig. 2-2 shows how the single ADC can be reshaped. The resulting area is retained.
Aus Fig. 2-3 ist ersichtlich, dass der Einzel-ADC nun in die Lücke zwischen den Pixelfeldern passt, jedoch jede zweite Spalte ohne Analog-zu-Digital- Wandler (ADC) wäre und daher nicht ausgelesen werden kann. Auslesbare Spalten sind dabei rechtsschraffiert (von links oben nach rechts unten), verwaiste Spalten bleiben weiß.  From Fig. 2-3 it can be seen that the single ADC now fits into the gap between the pixel fields, but every other column would be without an analog-to-digital converter (ADC) and therefore can not be read. Readable columns are right-hatched (from top left to bottom right), orphaned columns remain white.
Fig. 2-4 zeigt daher, dass gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ein zweiter Satz ADCs (ein zweiter Satz Einzel-ADCs 103b, 103d, 103f, 103h) in die nächste Lücke 105b zwischen den Pixelgruppen bzw. Pixelfeldern 101b, 101c platziert wird (linksschraffiert von rechts oben nach links unten) und mit den übrigen Spalten, die nicht bereits von den Einzel-ADCs 103a, 103c, 103e, 103g in der anderen Lücke 105a ausgelesen werden, verbunden. Damit sind sämtliche Pixel des Bildsensors 100 auslesbar. Die übrigen Lücken zwischen den weiteren Bildfeldern (beispielsweise weiter unten oder auch seitlich) bleiben bis auf Verdrahtung frei. 2-4 therefore shows that according to embodiments of the present invention, a second set of ADCs (a second set of single ADCs 103b, 103d, 103f, 103h) is placed in the next gap 105b between the pixel groups 101b, 101c ( left-hatched from top right to bottom left) and with the remaining columns not already being read out by the individual ADCs 103a, 103c, 103e, 103g in the other gap 105a. Thus, all the pixels of the image sensor 100 can be read out. The remaining gaps between the other image fields (for example, further down or also laterally) remain free except for wiring.
Zusammenfassend ist die Breite eines ADCs typischerweise durch die Breite einer Spalte begrenzt (Pixelpitch bzw. zweimal Pixelpitch für Transistorsharing (sharing-teilen)). Die Fläche ist ebenfalls vorgegeben (Kondensatoren, Transistoren etc). Daraus ergibt sich eine Mindesthöhe, die größer ist als die Lücke zwischen Bildfeldern sein kann. Ferner lässt sich ein Einzel-ADC typischerweise außerdem nicht aufteilen: also passen ADCs nicht zwischen Pixelgruppen. In summary, the width of an ADC is typically limited by the width of a column (pixel pitch, or twice the pixel pitch for transistor sharing). The area is also given (capacitors, transistors etc). This results in a minimum height that is greater than the gap between image fields can be. Also, a single ADC typically also can not be split: thus, ADCs do not fit between pixel groups.
Aus Fig. 2 wird die Lösung für das oben genannte Problem ersichtlich, und zwar, dass die Einzel-ADCs so umgeformt werden und damit der Spalten-ADC so umgeformt wird, dass sie in die Lücken zwischen die Pixelgruppen passen. Die neuen Teile sind zunächst zu breit, sodass nur 1 N der Spalten ausgelesen werden können. Daher werden gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung in die übrigen Lücken bzw. Zwischenräume weitere Gruppen von Einzel-ADCs des Spalten-ADCs platziert, bis alle Spalten auslesbar sind. From Fig. 2, the solution to the above-mentioned problem becomes apparent that the single ADCs are reshaped and thus the column ADC is reshaped to fit in the gaps between the pixel groups. The new parts are initially too wide, so only 1 N of the columns can be read out. Therefore, according to embodiments of the present invention, further groups of individual ADCs of the column ADC are placed in the remaining gaps until all columns are readable.
Es resultiert eine deutliche Flächenersparnis im Vergleich zu Systemen, in denen einThis results in a significant reduction in space compared to systems in which a
Spalten-ADC mit seinen Einzel-ADCs am Rand des Bildsensors angeordnet wird. - - Column ADC is arranged with its individual ADCs on the edge of the image sensor. - -
Ferner besteht gegenüber Gruppenlevel-Bildsensoren der Vorteil, dass keine parallelen Signalleitungen mit den Pixelwerten über den ganzen Chip geroutet werden, was zusätzlich den Flächenbedarf erhöhen würde. Furthermore, the advantage over group level image sensors is that no parallel signal lines with the pixel values are routed over the entire chip, which would additionally increase the space requirement.
Mit anderen Worten wird bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ein Spaltenlevel- oder Columnlevel-ADC eingesetzt. Aufgrund der begrenzten Breite pro ADC müssten die ADCs lang und schmal gelayoutet werden. Es wären daher sehr große Pixelgruppenabstände notwendig, um diesen Spaltenlevel-ADC im Bildfeld zu platzieren. Daher wird bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung der Spalten- ADC so in Subblöcke (in die Einzel-ADCs) unterteilt, dass die Fläche zwischen den Pixelgruppen minimiert werden kann. Der Spalten- ADC wird daher auf mehrere Pixelgruppengaps oder Zwischenräumen zwischen Pixelgruppen aufgeteilt. Alle Pixel einer Zeile des Bildsensors, gruppenübergreifend, erhalten einen eigenen Einzel-ADC. Aus Platzgründen werden diese Einzel-ADCs auf mehrere Pixelgruppenzwischenräume aufgeteilt. In other words, in embodiments of the present invention, a column level or column level ADC is employed. Due to the limited width per ADC, the ADCs would have to be long and narrow layout. It would therefore take very large pixel group spacings to place this column level ADC in the image field. Therefore, in embodiments of the present invention, the column ADC is divided into sub-blocks (into the single ADCs) so that the area between the pixel groups can be minimized. The column ADC is therefore split into multiple pixel group gaps or spaces between pixel groups. All pixels of a line of the image sensor, across groups, get their own single ADC. For reasons of space, these single ADCs are split into multiple pixel group spaces.
Fig. 3 zeigt einen Bildsensor 300 (beispielsweise in einer Draufsicht), der eine Mehrzahl von Pixelgruppen 101 a bis 101 i aufweist. Die Pixelgruppen 101a bis 101 i können beispielsweise in einer NxM-Matrix angeordnet sein. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausfüh- rungsbeispiel sind die Pixelgruppen 101a bis 10 Ii in einer 3x3-Matrix angeordnet. Jedoch kann die Anzahl der Pixelgruppen pro Bildsensor 300 variieren und kann insbesondere in Abhängigkeit der gewünschten maximalen Auflösung des Bildsensors 300 gewählt werden. Ferner weist der Bildsensor 300 einen Spalten-ADC auf, der in eine Mehrzahl von Einzel- ADCs 303- 1 bis 303-18 unterteilt ist. Jeder der Einzel-ADCs 303-1 bis 303-18 ist dabei ausgebildet, um Pixelsignale jeweils einer zugeordneten Pixelspalte des Bildsensors 300 analog zu digital zu wandeln. Bei dem in Fig. 3 gezeigten exemplarischen Beispiel weist jede Pixelgruppe 101a bis 101 i sechs Pixelspalten (und sechs Pixelzeilen) auf. Der erste Einzel-ADC 303-1 ist daher ausgebildet, um Pixelsignale der ersten Pixel spalten der Pixelgruppen 101a, 101 b und 101 c analog zu digital zu wandeln, der zweite Einzel-ADC 303-2 ist ausgebildet, um Pixelsignale der zweiten Pixelspalten der Pixelgruppen 101a, 101b und 101c analog zu digital zu wandeln und so weiter. Die Anzahl der Einzel-ADCs 303-1 bis 303-18 des Biidsensors 300 entspricht damit (pixelgruppenübergreifend) der Anzahl der Pixelspalten des Bildsensors 300 (in dem Beispiel 18). Jeder der Einzel-ADCs 303-1 bis 303-18 ist damit ausgebildet, um Pixelsignale jeweils einer Pixelspalte {pixelgruppenübergreifend) des Bildsensors analog-zu-digital zu wandeln. Die Nummerierung der Pixelspalten und der Einzel-ADCs 303-1 bis 303-18 in der Zeichnung zeigt an, welche - - FIG. 3 shows an image sensor 300 (for example, in a plan view) having a plurality of pixel groups 101 a to 101 i. The pixel groups 101a to 101i may be arranged in an NxM matrix, for example. In the embodiment shown in FIG. 3, the pixel groups 101a to 10 are arranged in a 3x3 matrix. However, the number of pixel groups per image sensor 300 may vary and, in particular, may be selected depending on the desired maximum resolution of the image sensor 300. Further, the image sensor 300 has a column ADC subdivided into a plurality of single ADCs 303-1 to 303-18. Each of the individual ADCs 303-1 to 303-18 is designed to convert pixel signals of an associated pixel column of the image sensor 300 analog to digital. In the exemplary example shown in FIG. 3, each pixel group 101a-101i has six pixel columns (and six pixel rows). The first single ADC 303-1 is therefore configured to analog-to-digitally convert pixel signals of the first pixel columns of the pixel groups 101a, 101b, and 101c. The second single ADC 303-2 is configured to receive pixel signals of the second pixel columns Pixel groups 101a, 101b and 101c to convert analog to digital and so on. The number of individual ADCs 303-1 to 303-18 of the biological sensor 300 thus corresponds (pixel group-spanning) to the number of pixel columns of the image sensor 300 (in the example 18). Each of the individual ADCs 303-1 to 303-18 is configured to analog-to-digitally convert pixel signals each of a pixel column {pixel group-spanning) of the image sensor. The numbering of the pixel columns and the single ADCs 303-1 to 303-18 in the drawing indicates which - -
Einzel-ADCs 303- 1 bis 303- 18 welcher Pixelspalte zur Analo»-zu-Digital- Wandlung derSingle ADCs 303-1 to 303-18 which pixel column for analogue-to-digital conversion of
Pixelsignale der Pixelspalte zugeordnet sind. Pixel signals are associated with the pixel column.
Ferner sind bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils 3 Einzel-ADCs zwischen zwei benachbarten Pixelgruppen angeordnet. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen ist es aber auch möglich, dass lediglich ein Einzel-ADC jeweils zwischen zwei benachbarten Pixelgruppen angeordnet ist oder dass eine größere Anzahl von Einzel-ADCs zwischen zwei benachbarten Pixelgruppen angeordnet ist. Aus Fig. 3 geht ferner hervor, dass die Einzel-ADCs 303-1 bis 303-18 jeweils in Zwischenräumen zwischen in Spaltenrichtung des Bildsensors benachbarten Pixelgruppen angeordnet sind. Furthermore, in the exemplary embodiment shown in FIG. 3, in each case 3 individual ADCs are arranged between two adjacent pixel groups. According to further embodiments, it is also possible that only a single ADC is arranged in each case between two adjacent pixel groups or that a larger number of individual ADCs is arranged between two adjacent pixel groups. It can also be seen from FIG. 3 that the individual ADCs 303-1 to 303-18 are each arranged in intermediate spaces between pixel groups adjacent in the column direction of the image sensor.
Ferner befinden sich in Zwischenräumen zwischen in Zeilenrichtung des Bildsensors 300 benachbarten Pixelgruppen keine Einzel-ADCs des Spalten- ADCs. Diese Zwischenräume können beispielsweise für eine Verdrahtung benutzt werden. Further, in spaces between adjacent pixel groups in the row direction of the image sensor 300, there are no single ADCs of the column ADC. These spaces can be used for wiring, for example.
Ferner ist auch bei dem in Fig. 3 gezeigten Bildsensor 300 ersichtlich, dass jeder Einzel- ADC 303-1 bis 303-18 ausgebildet ist, um Pixelsignale von dem Einzel-ADC 303-1 bis 303-18 zugeordneten Pixel spalten verschiedener Pixelgruppen 101a bis lOli aus der Mehrzahl von Pixelgruppen 101a bis lOli analog zu digital zu wandeln. Dabei ist jedem Einzel-ADC 303-1 bis 303-18 jeweils die gleiche Pixelspalte (beispielsweise die erste Pixelspalte, die zweite Pixelspalte, die dritte Pixelspalte usw.) von in Spaltenrichtung angeordneten Pixelfeldern 101a- 101c, 101d-101f, 101g-101i zugeordnet. Mit anderen Worten ist jeder Einzel-ADC 303-1 bis 303-18 ausgebildet, um jeweils Pixelsignale der gleichen Pixelspalte von in einer Spaltenrichtung des Bildsensors 300 benachbarten Pixelgruppen 101 a-101 c. l Ol d-l Ol f. l Ol g-l Ol i der verschiedenen Pixelgruppen 101 a bis 101 i analog zu digital zu wandeln. Ferner ist der Spalten-ADC ausgebildet, um zumindest Pixelsignale einer gesamten (Pixel- ) Zeile des Bildsensors zeitgleich analog zu digital zu wandeln bzw. auszulesen. Dies kann dadurch erfolgen, dass Pixelsignale einer gesamten Pixelzeile des Bildsensors 300Further, also in the image sensor 300 shown in FIG. 3, it can be seen that each of the individual ADCs 303-1 to 303-18 is configured to split pixel signals from pixel groups 101a to 100c associated with the single ADC 303-1 to 303-18 To convert 10Oli from the plurality of pixel groups 101a to lOli analog to digital. In this case, each individual ADC 303-1 to 303-18 is assigned the same pixel column (for example, the first pixel column, the second pixel column, the third pixel column, etc.) of pixel fields 101a-101c, 101d-101f, 101g-101i arranged in the column direction , In other words, each individual ADC 303-1 to 303-18 is formed to receive pixel signals of the same pixel column of pixel groups 101a-101c adjacent in a column direction of the image sensor 300, respectively. l Ol d-l Ol f. l Ol g-l Ol i the various pixel groups 101 a to 101 i analog to digital to convert. Furthermore, the column ADC is designed to simultaneously convert or read out at least pixel signals of an entire (pixel) line of the image sensor analog to digital. This can be done by having pixel signals of an entire pixel row of the image sensor 300
(pixelgruppengruppenübergreifend) zeitgleich von jeweils dem zugeordneten Einzel-ADC 303-1 bis 303-18 analog zu digital gewandelt werden. Die Pixelsignale können dabei zeilenweise ausgelesen werden. Die einzelnen Pixelzeilen können nacheinander ausgelesen werden. So können z. B. zuerst zeilenweise die Pixelzeilen der Pixelgruppen 101a, 10U1. 101g ausgelesen werden, danach die der Pixelgruppen 101b, lOle, 101h und danach die - - (Across pixel group groups) at the same time of each of the associated individual ADC 303-1 to 303-18 analog to digital converted. The pixel signals can be read line by line. The individual pixel lines can be read one after the other. So z. For example, first line by line the pixel rows of the pixel groups 101a, 10U1. 101g, then the pixel groups 101b, 10e, 101h and then the - -
der Pixelgruppen 101c, l Olf, lOli usw. Dafür werden jeweils die Einzel- ADCs 303-1 bis 303-18 mit den Pixelzeilen der verschiedenen Pixelgruppen 101a bis lOli verbunden. For example, the individual ADCs 303-1 to 303-18 are connected to the pixel rows of the different pixel groups 101a to 1011, respectively.
Ferner wird aus Fig. 3 ersichtlich, dass jeder Einzel-ADC 303-1 bis 303-18 jeweils in einem Zwischenraum angeordnet ist, der sich zwischen den in Spaltenrichtung angeordneten Pixelgruppen befindet, deren Pixelsignale einer ihrer Pixelspalten von dem jeweiligen Einzel-ADC 303-1 bis 303- 18 analog zu digital-gewandelt werden. Mit anderen Worten ist jeder Einzel-ADC 303-1 bis 303-18 zusammen mit den Pixelgruppen 101a bis lOlf, deren Pixelsignale einer ihrer Pixelspalten von dem jeweiligen Einzel-ADC 303-1 bis 303-18 analog-zu-digital gewandelt werden, in derselben Spalte des Bildsensors 300 angeordnet. Dadurch wird vermieden, dass Pixelleitungen von den Pixelspalten zu den Einzel-ADCs 303-1 bis 303-18 quer (in Zeilenrichtung) auf dem Bildsensor 300 verlegt werden müssen. So bleibt Fläche zwischen in Zeilenrichtung benachbarten Pixelgruppen frei, welche beispielsweise für weitere Logik oder zur Verdrahtung genutzt werden kann. 3 that each individual ADC 303-1 through 303-18 are each located in a space located between the columnar pixel groups whose pixel signals are from one of their pixel columns from the respective single ADC 303-1. 1 to 303-18 are analog to digital converted. In other words, each of the individual ADCs 303-1 to 303-18, together with the pixel groups 101a to lOlf whose pixel signals of one of their pixel columns are analog-to-digital converted from the respective single ADC 303-1 to 303-18, is the same column of the image sensor 300 is arranged. This avoids having to route pixel lines from the pixel columns to the individual ADCs 303-1 to 303-18 transversely (in the row direction) on the image sensor 300. This leaves free area between adjacent pixel groups in the row direction, which can be used, for example, for further logic or for wiring.
Ferner können die Mehrzahl von Pixelgruppen 101a bis lOli auf demselben Substrat des Bildsensors 300 angeordnet sein (beispielsweise zusammen mit dem Spalten-ADC). Further, the plurality of pixel groups 101a to 1091 may be disposed on the same substrate of the image sensor 300 (for example, together with the column ADC).
Bei den eingesetzten Spalten- oder Columnlevel-ADCs gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden jeweils die Pixel einer Pixelzeile parallel in je einem Einzel-ADC pro Pixelspalte umgesetzt. Die maximale Breite der Einzel-ADCs im Layout lässt sich verdoppeln, wenn zwei ADC-Bänke auf dem Bildsensor platziert werden und die Pixelspalten abwechselnd an die oberen und unteren Einzel-ADCs angeschlossen, wie dies beispielsweise bereits in Fig. la gezeigt wurde. In the column or column level ADCs used according to embodiments of the present invention, the pixels of a pixel row are respectively converted in parallel in a single ADC per pixel column. The maximum width of the single ADCs in the layout can be doubled when two ADC banks are placed on the image sensor and the pixel columns are alternately connected to the upper and lower single ADCs, as already shown in Fig. 1a, for example.
Dies ist auch bei dem in Fig. 4 gezeigten Bildsensor 400 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Fall. This is also the case with the image sensor 400 shown in FIG. 4 according to a further exemplary embodiment of the present invention.
Bei dem in Fig. 4 gezeigten Bildsensor 400 sind schematisch vier Pixelgruppen 101 a bis 101 d dargestellt. Jedoch weist dieser Bildsensor 400 typischerweise noch weitere Pixelgruppen auf, weiche über oder unter den in Fig. 4 gezeigten Pixelgruppen 101a bis 101 d oder auch seitlich neben diesen Pixelgruppen 101a bis 101 d angeordnet sein können. In the image sensor 400 shown in FIG. 4, four pixel groups 101 a to 101 d are shown schematically. However, this image sensor 400 typically also has further pixel groups, which may be arranged above or below the pixel groups 101a to 101d shown in FIG. 4 or also laterally next to these pixel groups 101a to 101d.
Bei dem in Fig. 4 gezeigten Bildsensor 400 weist der Spalten-ADC des Bildsensors 400 acht Einzel-ADCs 403a bis 403h auf. Jeder der acht Einzel-ADCs 403a bis 403h ist jeweils ausgebildet, um Pixelsignale der gleichen Pixelspaite von in Spaltenrichtung benachbarten Pixelfeldem des Bildsensors 400 analog zu digital zu wandeln. So ist beispielsweise ein erster Einzel-ADC 403a ausgebildet, um jeweils Pixelsignale der ersten Pixelspalten der - - In the image sensor 400 shown in FIG. 4, the column ADC of the image sensor 400 has eight single ADCs 403a to 403h. Each of the eight single ADCs 403a to 403h is respectively configured to analog-to-digitally convert pixel signals of the same pixel span of column-adjacent pixel fields of the image sensor 400. For example, a first single ADC 403a is configured to respectively receive pixel signals of the first pixel columns - -
Pixelgruppen 101a, 101b analog zu digital zu wandeln, der zweite Einzel- ADC 403b ist ausgebildet, um Pixelsignale der zweiten Pixelspalten der Pixelgruppen 101a, 101b analog zu digital zu wandeln usw. Mit anderen Worten ist ein n-ter Einzel-ADC des Spalten- ADCs ausgebildet, um ( p i xel gruppen übergrei fend ) jeweils Pixel signale der n-ten Pixel- spalte des Bildsensors 400 analog zu digital zu wandeln. The second single ADC 403b is configured to analog to digitally convert pixel signals of the second pixel columns of the pixel groups 101a, 101b, etc. In other words, an n-th single ADC of the column array 101a, 101b is analog-to-digital. ADCs are designed to convert pixel signals of the n-th pixel column of the image sensor 400 analogously to digital (pixel groups over each other).
Die Einzel-ADCs 403a bis 403h sind jeweils in Zwischenräumen zwischen benachbarten Pixelgruppen des Bildsensors 400 angeordnet (in Fig. 4 nicht gezeigt, da lediglich die vier Pixelgruppen 101a bis lOld dargestellt sind). The individual ADCs 403a to 403h are respectively disposed in spaces between adjacent pixel groups of the image sensor 400 (not shown in Fig. 4, since only the four pixel groups 101a to l0ld are shown).
Ferner ist jedem der Einzel-ADCs 403a bis 403h ein eigener Speicher 41 1a bis 41 1h zugeordnet, der das digitalisierte Signal nach der Analog-zu-Digital-Umsetzung aufnimmt. Mit anderen Worten weist der Spalten- ADC für jeden der Einzel-ADCs 403a bis 403h einen dem jeweiligen Einzel-ADC 403a bis 403h zugeordneten Speicher 41 1a bis 411h zum Speichern der digitalisierten Pixelsignale auf. Die Ausgabe der digitalen Daten (der digitalen Pixelsignale) vom Chip erfolgt dabei seriell. Further, each of the individual ADCs 403a to 403h has its own memory 41a to 41h assigned to receive the digitized signal after analog-to-digital conversion. In other words, for each of the single ADCs 403a to 403h, the column ADC has a memory 41a to 411h associated with the respective single ADC 403a to 403h for storing the digitized pixel signals. The output of the digital data (the digital pixel signals) from the chip takes place serially.
Bei einem konventionellen Bildsensor, dessen Spalten-ADC als ein Block am Rand des Bildfelds platziert ist, können die Pixeldaten in einem Schieberegister ausgegeben werden. Damit stehen die Daten gleich zeilenweise, Pixel für Pixel zur Weiterverarbeitung zur Verfügung. In a conventional image sensor whose column ADC is placed as a block at the edge of the frame, the pixel data may be output in a shift register. This means that the data is available line by line, pixel by pixel for further processing.
Werden die Einzel-ADCs nun wie in Fig. 4 gezeigt in mehreren Bänken platziert, entsteht das Problem, dass die Daten nicht mehr zeilenweise, Pixel für Pixel ausgegeben werden (vorausgesetzt die jeweiligen ADC-Blöcke erhalten eine serielle Schnittstelle). If the individual ADCs are now placed in several banks as shown in FIG. 4, the problem arises that the data is no longer output line by line, pixel by pixel (provided the respective ADC blocks receive a serial interface).
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung lösen dieses Problem dadurch, dass zwar mehrere Einzel-ADC-Bänke (die Einzel-ADC-Blöcke 403a bis 403h) verteilt auf dem Bildsensor 400 platziert werden und die Einzel-ADCs wie in Fig. 4 gezeigt abwechselnd nach oben und unten heraus geführt werden um die maximale ADC-Breite im Layout zu verdoppeln, allerdings werden die Speicher 41 1 a bis 41 1 h wieder kammartig verschränkt, um die digitalen Pixelsignalc einer Zeile noch auf dem Chip bzw. auf dem Bildsensor 400 wieder zu sortieren. Mit anderen Worten sind die Speicher 41 l a bis 41 1 h derart verschränkt, dass die Reihenfolge der ausgegebenen Pixelsignale der Reihenfolge der Pixelspalten des Bildsensors 400 entspricht. . Embodiments of the present invention solve this problem by placing a plurality of single ADC banks (the single ADC blocks 403a-403h) distributed on the image sensor 400 and the single ADCs alternately up and down as shown in FIG Below are out to double the maximum ADC width in the layout, but the memory 41 1 a to 41 1 h again combed like a comb to sort the digital Pixelsignalc one line still on the chip or on the image sensor 400 again. In other words, the memories 41 la to 41 1 h are entangled such that the order of the output pixel signals corresponds to the order of the pixel columns of the image sensor 400. ,
So wird beispielsweise ermöglicht, dass das Pixelsignal jeweils der ersten Pixelspalte zuerst ausgegeben wird und das Pixelsignal der letzten ixel spalte als letztes ausgegeben w ird oder umgekehrt (wie in Fig. 4 gezeigt). In anderen Worten weist der Spalten-ADC des Bildsensors 400 für jeden Einzel-ADC 403a bis 403h einen eigenen Speicher 41 1a bis 41 1h zum Speichern der analog zu digital gewandelten Pixelsignale der dem Einzel-ADC 403a bis 403h zugeordneten Pixelspalte oder Pixelspalten der Pixelgruppen 101a bis lOld auf. Die Speicher 41 1a bis 41 1h sind dabei in Abhängigkeit der den Einzel-ADCs 403a bis 403h zugeordneten Pixelspalte oder Pixelspalten der Pixelgruppen 101 a bis 101 d miteinander verschränkt. For example, the pixel signal of each of the first pixel column is allowed to be output first, and the pixel signal of the last column is output last, or vice versa (as shown in Fig. 4). In other words, the column ADC of the image sensor 400 for each individual ADC 403a to 403h has its own memory 41a to 41h for storing the analog-to-digital converted pixel signals of pixel columns or pixel columns of the pixel groups 101a associated with the single ADCs 403a to 403h until lOld. In this case, the memories 41 1a to 41 1h are entangled with one another as a function of the pixel column or pixel columns of the pixel groups 101 a to 101 d assigned to the individual ADCs 403 a to 403 h.
Die Speicher 41 1a bis 41 1h sind dabei derart verschränkt, dass bei einem seriellen Auslesen des Speichers 411a bis 411h die Reihenfolge der ausgelesenen digitalen Pixelsignale der Einzel-ADCs 403a bis 403h einer Reihenfolge in Zeilenrichtung der Pixelspal- ten des Bildsensors 400 entspricht. The memories 41 1a to 41 1h are entangled in such a way that, in the case of a serial read-out of the memory 411a to 411h, the order of the read-out digital pixel signals of the individual ADCs 403a to 403h corresponds to an order in the row direction of the pixel columns of the image sensor 400.
Zusammenfassend zeigt Fig. 4 den Bildsensor 400, bei dem die Einzel-ADCs 403a bis 403h abwechselnd nach unten (ungerade Pixelspalten) und nach oben (gerade Pixelspalten) herausgeführt sind. Jeder der Einzel-ADCs 403a bis 403h besitzt einen eigenen Speicher 41 la bis 411h (der im Beispiel eine Bitbreite von 10 Bit hat), der das umgesetzte Digitalsignal (den jeweiligen digitalen Pixelwert in der aktuellen Pixelzeile und der aktuellen Pixelspalte) aufnimmt. Durch kammartige Verschränkung dieser Speicher 411 a bis 41 1h ist keine Umsortierung und damit kein Verdrahtungsaufwand mehr nötig, um die digitalen Daten zeilenweise auszugeben. 4 shows the image sensor 400 in which the individual ADCs 403a to 403h are led out alternately downwards (odd pixel columns) and upwards (even pixel columns). Each of the individual ADCs 403a to 403h has its own memory 41a to 411h (which in the example has a bit width of 10 bits) which receives the converted digital signal (the respective digital pixel value in the current pixel row and the current pixel column). By comb-like entanglement of memory 411 a to 41 1h no re-sorting and thus no more wiring effort is needed to output the digital data line by line.
Das in Fig. 4 gezeigte Konzept der Verschränkung der Speicher 41 1 a bis 41 1h hat den Vorteil, dass keine Umsortierung der Pixeldaten mehr notwendig ist. Außerdem benötigt diese in Fig. 4 gezeigte Lösungsvariante mit nur einer Speicherbank eine geringere Chipfläche als eine Variante mit mehreren (beispielsweise zwei) Speicherbänken und entsprechender Sortierung der Signale durch V erdrahtun dieser (zwei) Speicherbänke. The concept of entanglement of the memories 41 1 a to 41 1 h shown in FIG. 4 has the advantage that resorting of the pixel data is no longer necessary. In addition, this solution variant shown in FIG. 4 with only one memory bank requires a smaller chip area than a variant with several (for example two) memory banks and corresponding sorting of the signals by means of this (two) memory banks.
Ein weiterer Vorteil von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist. dass durch die mögliche Verteilung der Einzel-ADCs auf die Zwischenräume zwischen den Pixelgruppen, die Dimensionierung der Zwischenräume nur durch die Optik bestimmt wird und unabhängig von den Größen der ADCs gewählt werden kann, da die Anzahl der ADCs. welche in einen Zwischenraum platziert werden, variiert werden kann. - - Another advantage of embodiments of the present invention is. that the possible distribution of the individual ADCs on the spaces between the pixel groups, the sizing of the spaces is determined only by the optics and can be chosen independently of the sizes of the ADCs, as the number of ADCs. which are placed in a gap, can be varied. - -
Zusammenfassend wurde bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung erkannt, dass zwischen den einzelnen Bildfeldern (oder zwischen den einzelnen Pixelgruppen) bei Bildsensoren mit aufgeteiltem Bildfeld Zwischenräume bzw. Lücken entstehen, welche, würde man diese ungenutzt lassen, die Gesamtfläche jedes Bildsensors und damit die Kosten erhöhen. Um die Gesamtchipfläche des elektrischen Clusterauges (des Bildsensors mit aufgeteiltem Bildfeld) zu reduzieren, wird der An al o g-D i gi tal -U m setze r (der Spalten- ADC) innerhalb des Bildfeldes, zwischen den Pixelgruppen, platziert. Da diese Pixelgrup- penabstände typischerweise relativ klein sind, wird der Spalten-ADC auf mehrere Einzel- ADCs aufgeteilt, welche jeweils Pixelsignale einer Pixelspalte des Bildsensors analog zu digital wandeln. Diese Einzel- ADCs werden dann verteilt auf einem Chip des Bildsensors in mehreren Pixelgruppenzwischenräumen angeordnet. In summary, in embodiments of the present invention, it has been recognized that gaps are created between the individual image fields (or between the individual pixel groups) in split field image sensors, which, if left unused, increase the overall area of each image sensor and hence the cost. In order to reduce the overall chip area of the clustered optical eye (the split-field image sensor), the analog-to-valley set (the column ADC) is placed within the image field, between the pixel groups. Since these pixel group spacings are typically relatively small, the column ADC is split into a plurality of single ADCs, each of which converts pixel signals of a pixel column of the image sensor analog to digital. These single ADCs are then arranged distributed on a chip of the image sensor in a plurality of pixel group spaces.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung haben gegenüber konventionellen Bildsensoren mit aufgeteiltem Bildfeld, bei denen der ADC außerhalb des Bildfelds angeordnet wird, den Vorteil, dass der zwischen den Bildfeldern vorhandene Platz zur Platzierung der Einzel-ADCs genutzt wird. Ferner liegen keine außerhalb des Bildfelds platzierten ADCs vor, welche mit allen Pixeln verbunden werden müssen, was Verdrahtung zwischen den Bildfeldern erforderlich machen würde welche wiederum zusätzlichen Platz benötigen würde. Embodiments of the present invention have the advantage over conventional split-field image sensors in which the ADC is located out of the frame, that the space available between the frames is used to place the individual ADCs. Further, there are no out-of-frame ADCs that need to be connected to all pixels, which would require wiring between the frames which in turn would require extra space.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung lassen sich prinzipiell bei allen Bildsensoren mit aufgeteiltem Bildfeld einsetzen. Diese Sensoren lassen sich im Prinzip überall dort einsetzen, wo herkömmliche Bildsensoren eingesetzt werden, vor allem in solchen Anwendungen wo es auf geringe Bauhöhe ankommt. Dies ist z. B. der Fall bei Kameras in Unterhaltungs- und Kommunikationselektronik (Mobiltelefone, Laptops, Tablets) und bei der Material- und Bauteiluntersuchung in beengten Platzverhältnissen (wie beispielsweise in Schlitzen und Bohrungen). Embodiments of the present invention can be used in principle in all image sensors with a split image field. In principle, these sensors can be used wherever conventional image sensors are used, especially in applications where low construction height is important. This is z. As is the case with cameras in entertainment and communications electronics (mobile phones, laptops, tablets) and in the material and component examination in tight spaces (such as in slots and holes).
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Abbildungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Abbildungsvorrichtung 500 umfasst einen Bildsensor 501 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden ErfindungFig. 5 shows a schematic representation of an imaging device according to an embodiment of the present invention. The imaging device 500 includes an image sensor 501 according to an embodiment of the present invention
(beispielsweise den Bildsensor 100 oder auch einen anderen Bildsensor mit aufgeteiltem Bildfeld gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung). Ferner umfasst die Abbildungsvorrichtung 500 eine Mehrkanaloptik 503. Jedem Kanal der Mehrkanalop- tik 503 ist eine Pixel gruppe des Bildsensors 100 derart zugeordnet, dass Objektpunkte. welche durch den Kanal erfasst werden, auf die dem Kanal zugeordnete Pixelgruppe abgebildet werden. - - (For example, the image sensor 100 or another image field split image sensor according to an embodiment of the present invention). Furthermore, the imaging device 500 comprises a multi-channel optical system 503. Each channel of the multi-channel optical system 503 is assigned a pixel group of the image sensor 100 such that object points. which are detected by the channel to which the pixel group associated with the channel is mapped. - -
Weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen daher eine Abbildungsvorrichtung mit einem Bildsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, der zusätzlich zu dem Bildsensor oder Bildwandler mit entsprechender Anordnung eines Feldes von Pixelgruppen auch (optional) eine hierauf abgestimmte Optik und eine Bildnachverarbeitung aufweist. Further embodiments of the present invention therefore provide an imaging device with an image sensor according to an embodiment of the present invention, which also (optionally) has optics matched thereto and image post-processing in addition to the image sensor or image converter with corresponding arrangement of a field of pixel groups.
Fig. 6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 600 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 600 umfasst einen Schritt 601 des Bereitstellens eines Pixelsignals einer ersten Pixelspalte einer zweiten Pixelgruppe aus einer Mehrzahl von Pixelgruppen eines Bildsensors durch einen ersten Einzel-ADC eines Spalten-ADCs des Bildsensors, wobei der erste Einzel-ADC in einem ersten Zwischenraum zwischen der zweiten Pixelgruppe und einer ersten Pixelgruppe der Mehrzahl von Pixelgruppen angeordnet ist. 6 shows a flowchart of a method 600 according to an embodiment of the present invention. The method 600 includes a step 601 of providing a pixel signal of a first pixel column of a second pixel group of a plurality of pixel groups of an image sensor through a first single ADC of a column ADC of the image sensor, wherein the first single ADC is in a first space between the second Pixel group and a first pixel group of the plurality of pixel groups is arranged.
Ferner umfasst das Verfahren 600 einen Schritt 603 des Bereitstellens eines weiteren Pixelsignals einer zweiten Pixelspalte der zweiten Pixelgruppe durch einen zweiten Einzel- ADC des Spalten-ADCs, wobei der zweite Einzel-ADC in einem zweiten Zwischenraum zwischen der zweiten Pixelgruppe und einer dritten Pixelgruppe der Mehrzahl von Pixelgruppen angeordnet ist. The method 600 further comprises a step 603 of providing a further pixel signal of a second pixel column of the second pixel group by a second single ADC of the column ADC, the second single ADC in a second space between the second pixel group and a third pixel group of the plurality is arranged by pixel groups.
Das Verfahren 600 kann von einem Bildsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, beispielsweise dem Bildsensor 100 durchgeführt werden. Ferner können die Schritte 601 und 603 zeitgleich ausgeführt werden. The method 600 may be performed by an image sensor according to an embodiment of the present invention, such as the image sensor 100. Further, steps 601 and 603 may be performed simultaneously.
Obwohl manche Aspekle im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Although some aspects have been described in the context of a device, it will be understood that these aspects also constitute a description of the corresponding method, so that a block or device of a device is also to be understood as a corresponding method step or feature of a method step. Similarly, aspects described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD. einer Blu-Ray Disc, einer CD. eines ROM, eines PROM, eines EP ROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen - - Depending on particular implementation requirements, embodiments of the invention may be implemented in hardware or in software. The implementation may be done using a digital storage medium, such as a floppy disk, a DVD. a Blu-Ray Disc, a CD. a ROM, a PROM, an EP ROM, an EEPROM or a FLASH memory, a hard disk or other magnetic - -
oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein. Manche Ausführungsbei- spiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird. Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft. Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein. or optical memory are stored on the electronically readable control signals that can cooperate with a programmable computer system or cooperate such that the respective method is performed. Therefore, the digital storage medium can be computer readable. Thus, some embodiments of the invention include a data carrier having electronically readable control signals capable of interacting with a programmable computer system to perform one of the methods described herein. In general, embodiments of the present invention may be implemented as a computer program product having a program code, wherein the program code is operable to perform one of the methods when the computer program product runs on a computer. The program code can also be stored, for example, on a machine-readable carrier.
Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist. Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist. Other embodiments include the computer program for performing any of the methods described herein, wherein the computer program is stored on a machine-readable medium. In other words, an embodiment of the method according to the invention is thus a computer program which has a program code for performing one of the methods described herein when the computer program runs on a computer. A further embodiment of the inventive method is thus a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) on which the computer program is recorded for carrying out one of the methods described herein.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das C om put e rpro gramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikations Verbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden. Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. - - A further exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a data stream or a sequence of signals, which represents or represents the computer program for performing one of the methods described herein. The data stream or the sequence of signals may be configured, for example, to be transferred via a data communication connection, for example via the Internet. Another embodiment includes a processing device, such as a computer or a programmable logic device, that is configured or adapted to perform one of the methods described herein. - -
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist. Another embodiment includes a computer on which the computer program is installed to perform one of the methods described herein.
Bei manchen Ausfuhrungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein fcldprogrammierbares Gatterarray. ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC. In some embodiments, a programmable logic device (eg, a programmable gate array, an FPGA) may be used to perform some or all of the functionality of the methods described herein. In some embodiments, a field programmable gate array may cooperate with a microprocessor to perform one of the methods described herein. In general, in some embodiments, the methods are performed by any hardware device. This may be a universal hardware such as a computer processor (CPU) or hardware specific to the process, such as an ASIC.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei. The embodiments described above are merely illustrative of the principles of the present invention. It will be understood that modifications and variations of the arrangements and details described herein will be apparent to others of ordinary skill in the art. Therefore, it is intended that the invention be limited only by the scope of the appended claims and not by the specific details presented in the description and explanation of the embodiments herein.

Claims

Patentansprüche claims
Bildsensor (100, 200, 300, 350, 400) mit folgenden Merkmalen: einer Mehrzahl von Pixelgruppen (101a bis l Oli); einem Spalten-Analog-zu-Digital- Wandler mit einer Mehrzahl von Einzel-Analog- zu-Digital-Wandlern (103a bis 103f, 303-1 bis 303-18, 403a bis 403h); wobei zumindest ein erster Einzel-Analog-zu-Digital-Wandler (103a) aus der Mehrzahl von Einzel-Analog-zu-Digital-Wandlern (103a bis 103f, 303-1 bis 303-18, 403a bis 403h) in einem ersten Zwischenraum (105a) zwischen einer ersten Pixelgruppe (101a) und einer zweiten Pixelgruppe (101b) aus der Mehrzahl von Pixel gruppen (101a bis l Oli) angeordnet ist und zumindest ein zweiter Einzel- Analog-zu-Digital- Wandler (103b) aus der Mehrzahl von Einzel-Analog-zu-Digital-Wandlern (103a bis 103 f. 303-1 bis 303-18, 403a bis 403h) in einem zweiten Zwischenraum (105b) zwischen der zweiten Pixelgruppe (101b) und einer dritten Pixelgruppe (101c) aus der Mehrzahl von Pixelgruppen (101a bis lOli) angeordnet ist; wobei der erste Einzel- Analog-zu-Digital- Wandler (103 a) ausgebildet ist, um Pixelsignale einer ersten Pixelspalte (101b-l) der zweiten Pixelgruppe (101b) analog zu digital zu wandeln und wobei der zweite Einzel- Analog-zu-Digital- Wandler (103b) ausgebildet ist, um Pixelsignale einer zweiten Pixelspalte (101b-2) der zweiten Pixelgruppe ( 101 b) analog zu digital zu wandeln; wobei der Spalten-Analog-zu-Digital- Wandler für jeden Einzel-Analog-zu-Digital- Wandler (403a bis 403h) einen eigenen Speicher (41 1a bis 41 l h) zum Speichern der analog-zu-digital-gewandelten Pixelsignale der dem Einzel-Analog- zu-Digital- Wandler (403a bis 403h) zugeordneten Pixelspalte oder Pixelspalten, aufweist; und wobei die Speicher (41 1 a bis 41 1h) in Abhängigkeit der den Einzel-Analog-zu-An image sensor (100, 200, 300, 350, 400) comprising: a plurality of pixel groups (101a to l Oli); a column analog-to-digital converter having a plurality of single analog-to-digital converters (103a to 103f, 303-1 to 303-18, 403a to 403h); wherein at least a first single analog-to-digital converter (103a) of the plurality of single analog-to-digital converters (103a to 103f, 303-1 to 303-18, 403a to 403h) in a first space (105a) between a first pixel group (101a) and a second pixel group (101b) of the plurality of pixel groups (101a to l Oli) is arranged and at least a second single analog-to-digital converter (103b) of the plurality of single analog-to-digital converters (103a to 103f, 303-1 to 303-18, 403a to 403h) in a second space (105b) between the second pixel group (101b) and a third pixel group (101c) the plurality of pixel groups (101a to lOli) is arranged; wherein the first single analog-to-digital converter (103 a) is configured to analog-to-digitally convert pixel signals of a first pixel column (101b-l) of the second pixel group (101b), and wherein the second single analog-to-digital converter Digital converter (103b) is adapted to analog to digital to convert pixel signals of a second pixel column (101b-2) of the second pixel group (101 b); wherein the column analog-to-digital converter for each individual analog-to-digital converter (403a to 403h) has its own memory (41 1a to 41 lh) for storing the analog-to-digital converted pixel signals of the Single analog-to-digital converter (403a to 403h) associated pixel column or pixel columns; and wherein the memories (41 1 a to 41 1 h) depending on the individual analogue to
Digital- Wandlern (403a bis 403h) zugeordneten Pixelspalte oder Pixelspalten miteinander verschränkt sind. Digital converters (403a to 403h) associated pixel column or pixel columns are entangled with each other.
Bildsensor (100, 200, 300, 350, 400) gemäß Anspruch 1, wobei der erste Einzel-Analog-zu-Digital- Wandler (103a) ferner ausgebildet ist, um Pixelsignale einer ersten Pixelspalte (101a-l) der ersten Pixelgruppe (101 a) analog zu digital zu wandeln. 3. Bildsensor (100, 200, 300, 350, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der zweite Einzel-Analog-zu-Digital- Wandler (103b) ferner ausgebildet ist, um Pixelsignale einer zweiten Pixelspalte (101a-2) der ersten Pixelgruppe (101a) analog zu digital zu wandeln. Image sensor (100, 200, 300, 350, 400) according to claim 1, wherein the first single analog-to-digital converter (103a) is further adapted to analog-to-digital convert pixel signals of a first pixel column (101a-l) of the first pixel group (101a). The image sensor (100, 200, 300, 350, 400) according to any one of claims 1 to 2, wherein the second single analog-to-digital converter (103b) is further adapted to receive pixel signals of a second pixel column (101a-2 ) of the first pixel group (101a) analog to digital.
4. Bildsensor (100, 200, 300, 350, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zumindest ein dritter Einzel- Analog-zu-Digital-Wandler (103c) aus der Mehrzahl von Einzel-Analog-zu-Digital-Wandlern (103a bis 103f, 303-1 bis 303-18, 403a bis 403h) in dem ersten Zwischenraum (105a) oder dem zweiten Zwischenraum4. Image sensor (100, 200, 300, 350, 400) according to one of claims 1 to 3, wherein at least a third individual analog-to-digital converter (103c) of the plurality of individual analog-to-digital converter Converters (103a to 103f, 303-1 to 303-18, 403a to 403h) in the first space (105a) or the second space
(105b) angeordnet ist; und wobei der dritte Einzel-Analog-zu-Digital-Wandler (103c) ausgebildet ist, um Pixelsignale einer dritten Pixelspalte (101b-3) der zweiten Pixelgruppe (101b) analog zu digital zu wandeln. (105b) is arranged; and wherein the third single analog-to-digital converter (103c) is adapted to analog-to-digital convert pixel signals of a third pixel column (101b-3) of the second pixel group (101b).
5. Bildsensor (100, 200, 300, 350, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in dem ersten Zwischenraum (105a) eine Untermehrzahl von Einzel-ADCs ( 103a. 103b. 103e, 303- 1. 303-2. 303-3) der Mehrzahl von Einzel-ADCs (103a bisThe image sensor (100, 200, 300, 350, 400) according to any one of claims 1 to 4, wherein in the first space (105a), a sub-plurality of individual ADCs (103a, 103b, 103e, 303-1, 303-2 303-3) of the plurality of single ADCs (103a to
1031; 303-1 bis 303-18, 403a bis 403h) angeordnet sind; und wobei eine Gesamtbreite der Untermehrzahl von Einzel-ADCs (103a bis 103e. 303-1 bis 303-3) kleiner gleich einer Gesamtbreite der zweiten Pixelgruppe (101b) ist. 1031; 303-1 to 303-18, 403a to 403h); and wherein a total width of the sub-plurality of individual ADCs (103a to 103e. 303-1 to 303-3) is less than or equal to an entire width of the second pixel group (101b).
6. Bildsensor (100, 200, 300. 350, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Spalten- ADC für jede Pixelspalte ( 101 b- 1 bis 101b-6) der zweiten Pixel - gmppe (101b) einen in dem ersten Zwischenraum (105a), dem zweiten Zwischen- räum (105b) oder einem weiteren Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Pixelgruppen aus der Mehrzahl von Pixelgruppen (101a bis 101 i) angeordneten dedizier- ten Einzel- ADC (103a bis 103f) aufweist, der ausgebildet ist, um Pixelsignale dieser Pixelspalte (101 h- bis 101 b-6) analog zu digital zu wandeln. Bildsensor (100, 200, 300, 350, 400) gemäß Anspruch 6, wobei jeder der dedi zierten Einzel-ADCs (103a bis 103f) ferner ausgebildet ist, um zumindest Pixelsignale einer weiteren Pixelspalte einer weiteren Pixelgruppe (101a, 101 c bis lOli) aus der Mehrzahl von Pixelgruppen (101a bis lOli) analog zu digital zu wandeln. The image sensor (100, 200, 300, 350, 400) according to any one of claims 1 to 5, wherein the column ADC for each pixel column (101b-1 to 101b-6) of the second pixel group (101b) has an in Having the first gap (105a), the second intermediate space (105b) or a further gap between two adjacent pixel groups of the plurality of pixel groups (101a to 101 i) arranged dedicated single ADC (103a to 103f) formed is to convert pixel signals of this pixel column (101 h to 101 b-6) analog to digital. An image sensor (100, 200, 300, 350, 400) according to claim 6, wherein each of the dedicated single ADCs (103a to 103f) is further adapted to receive at least pixel signals of another pixel column of another pixel group (101a, 101c to 10li). from the plurality of pixel groups (101a to lOli) analog to digital to convert.
Bildsensor (100, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine erste Untermehrzahl von Einzel-Analog-zu-Digital- Wandlern (103a, 103 c, 103e) aus der Mehrzahl von Einzel-Analog-zu-Digital- Wandlern (103a bis 103f) in dem ersten Zwischenraum (105a) angeordnet sind und eine zweite Untermehrzahl von Einzel-Analog-zu-Digital-Wandlern (103b, 103d, 103f) aus der Mehrzahl von Einzel-Analog-zu-Digital- Wandlern (103a bis 103f) in dem zweiten Zwischenraum (105b) angeordnet sind; wobei jeder der ersten Untermehrzahl von Einzel-Analog-zu-Digital- Wandlern (103a, 103c, 103e) ausgebildet ist, um Pixelsignale jeweils einer ungeraden Pixelspalte ( 101 b-l . 101b-3, 101b-5) der zweiten Pixelgruppe (101b) analog zu digital zu wandeln; und wobei jeder der zweiten Untermehrzahl von Einzel-Analog-zu-Digital- Wandlern (103b, l ()3d. 103f) ausgebildet ist, um Pixelsignale jeweils einer geraden Pixelspalte (101b-2, 101 b-4. 101b-6) der zweiten Pixelgruppe (101b) analog zu digital zu wandeln. An image sensor (100, 400) according to any of claims 1 to 7, wherein a first subset of individual analog-to-digital converters (103a, 103c, 103e) of the plurality of single analog-to-digital converters ( 103a to 103f) are disposed in the first space (105a) and a second subset of individual analog-to-digital converters (103b, 103d, 103f) of the plurality of individual analog-to-digital converters (103a to 103f) 103f) are disposed in the second space (105b); wherein each of said first sub-plurality of individual analog-to-digital converters (103a, 103c, 103e) is adapted to analogize pixel signals of each odd-numbered pixel column (101, 101b-3, 101b-5) of said second pixel group (101b) to convert to digital; and wherein each of said second sub-plurality of individual analog-to-digital converters (103b, l (), 3d, 103f) is adapted to receive pixel signals each of a straight pixel column (101b-2, 101b-4, 101b-6) second pixel group (101b) analog to digital to convert.
Bildsensor (100, 150, 200, 300, 350. 400) mit folgenden Merkmalen: einer Mehrzahl von Pixelgruppen (101a bis 10 Ii); einem Spalten-Analog-zu-Digital- Wandler mit einer Mehrzahl von Einzel-Analog- zu-Digital- Wandlern (103a bis 103 . 303- 1 bis 303-18, 403a bis 403h); wobei jeder Emzei-Analog-zu-Digital-Wandler (103a bis 103f, 303-1 bis 303-18, 403a bis 403h) ausgebildet ist, um zumindest Pixelsignale von Pixelspalten zweier verschiedener Pixelgruppen aus der Mehrzahl von Pixelgruppen (101a bis 1011) analog zu digital zu wandeln; wobei die Einzel-Analog-zu-Digital- Wandler (103a bis 103f, 303-1 bis 303-18, 403a bis 403h) des Spalten- Analog-zu-Digital- Wandlers in Zwischenräumen ( 105a, 105b) zwischen benachbarten Pixelgruppen der Mehrzahl von Pixelgruppen (101a bis lOli) angeordnet sind; wobei der Spalten- Analog-zu-Digital- Wandler für jeden Einzel-Analog-zu-Digital- Wandler (403a bis 403h) einen eigenen Speicher (41 la bis 41 lh) zum Speichern der analog-zu-digital-gewandelten Pixelsignale der dem Einzel-Analog-zu-Digital- Wandler (403a bis 403 h) zugeordneten Pixelspalte oder Pixelspalten aufweist; und wobei die Speicher (41 1a bis 411h) in Abhängigkeit der den Einzel- Analog-zu- Digital-Wandlern (403a bis 403h) zugeordneten Pixelspalte oder Pixelspalten miteinander verschränkt sind. An image sensor (100, 150, 200, 300, 350, 400) comprising: a plurality of pixel groups (101a to 10Ii); a column analog-to-digital converter having a plurality of single analog-to-digital converters (103a to 103. 303-1 to 303-18, 403a to 403h); wherein each Emzei analog-to-digital converter (103a to 103f, 303-1 to 303-18, 403a to 403h) is adapted to analog at least pixel signals of pixel columns of two different pixel groups of the plurality of pixel groups (101a to 1011) to convert to digital; wherein the single analog to digital converters (103a to 103f, 303-1 to 303-18, 403a to 403h) of the column analog-to-digital converter are provided in spaces (105a, 105b) between adjacent pixel groups of the plurality of pixel groups (101a to 10li); wherein the column analog-to-digital converter for each individual analog-to-digital converter (403a to 403h) own memory (41 la to 41 lh) for storing the analog-to-digital converted pixel signals of the Single analog-to-digital converter (403a to 403 h) associated pixel column or pixel columns has; and wherein the memories (41 1a to 411 h) are entangled with one another in dependence on the pixel columns or pixel columns assigned to the individual analog-to-digital converters (403 a to 403 h).
Bildsensor (100, 150, 200, 300, 350, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Einzel-Analog-zu-Digital-Wandler (103a bis 103f, 303-1 bis 303-18, 403a bis 403h) in Zwischenräumen (105a, 105b) zwischen in Spaltenrichtung des Bildsensors (100,150, 200, 300, 400) benachbarten Pixelgruppen angeordnet sind. An image sensor (100, 150, 200, 300, 350, 400) according to any one of claims 1 to 9, wherein the individual analog-to-digital converters (103a to 103f, 303-1 to 303-18, 403a to 403h) are arranged in intermediate spaces (105a, 105b) between pixel groups which are adjacent in the column direction of the image sensor (100, 150, 200, 300, 400).
Bildsensor (100, 150, 200, 300, 350, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei sich in Zwischenräumen zwischen in Zeilenrichtung des Bildsensors (100, 150, 200, 300. 400) benachbarten Pixelgruppen keine Einzel-Analog-zu-Digital- Wandler des Spalten-Analog-zu-Digital -Wandlers befinden. An image sensor (100, 150, 200, 300, 350, 400) according to any one of claims 1 to 10, wherein no individual analog to. In pixel spaces in the row direction of the image sensor (100, 150, 200, 300, 400) adjacent pixel groups Column analog-to-digital converter digital converters are located.
Bildsensor (100, 150, 200. 300. 350, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei jeder der Einzel-Analog-zu-Digital-Wandler ( 103a bis 103 f. 303-1 bis 303-18. 403a bis 403h) ausgebildet ist. um Pixelsignale von dem Einzel-Analog-zu-Digital- Wandler (103a bis 103 f. 303- 1 bis 303- 18, 403a bis 403h) zugeordneten Pixelspalten verschiedener Pixelgruppen (101a bis lOli) aus der Mehrzahl von PixelgruppenAn image sensor (100, 150, 200, 300, 350, 400) according to any one of claims 1 to 11, wherein each of the individual analog-to-digital converters (103a to 103f, 303-1 to 303-18, 403a to 403h) is formed. pixel columns of different pixel groups (101a to 10li) of the plurality of pixel groups associated with pixel signals from the single analog-to-digital converter (103a to 103f, 303-1 to 303-18, 403a to 403h)
(101a bis lOli) analog zu digital zu wandeln; und wobei jedem Einzel-Analog-zu-Digital-Wandler Wandler (103a bis 103 f. 303- 1 bis 303- 1 . 403a bis 403h) jeweils die gleiche Pixelspalte der verschiedenen Pixelgruppen (101a bis 101 i) zugeordnet ist. (101a to lOli) analog to digital to convert; and wherein each individual analog-to-digital converter is assigned to the respective pixel column of the different pixel groups (101a to 101i) for converters (103a to 103f, 303-1 to 303-1, 403a to 403h).
13. Bildsensor (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Speicher (41 la bis 411h) derart verschränkt sind, dass bei einem seriellen13. Image sensor (400) according to one of the preceding claims, wherein the memory (41 la to 411 h) are entangled such that in a serial
Auslesen der Speicher (41 l a bis 41 l h ) eine Reihenfolge der ausgelesenen digitalen Pixelsignale der Einzel-Analog-zu-Digital- Wandler (403a bis 403h) einer Reihenfolge in Zeilenrichtung der Pixelspalten der Pixelgruppen (101a bis 101 d) entspricht. 14. Bildsensor (100,150, 200, 300, 350, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Spalten-Analog-zu-Digital-Wandler ausgebildet ist, um zumindest Pixelsignale einer gesamten Zeile des Bildsensors (100,150, 200, 300, 350, 400) zeitgleich analog zu digital zu wandeln. Reading out the memories (41 l a to 41 l h) corresponds to an order of the read-out digital pixel signals of the individual analog-to-digital converters (403a to 403h) of an order in the row direction of the pixel columns of the pixel groups (101a to 101d). The image sensor (100, 150, 200, 300, 350, 400) according to any one of claims 1 to 13, wherein the column analog-to-digital converter is adapted to generate at least pixel signals of an entire line of the image sensor (100, 150, 200, 300 , 350, 400) at the same time to convert analog to digital.
15. Bildsensor (100, 150, 200, 300, 350, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei jeder Einzel- Analog-zu-Digital- Wandler (103a bis 103f, 303-1 bis 303-18, 403a bis 403h) ausgebildet ist, um nacheinander Pixelsignale jedes Pixels einer dem Einzel-Analog-zu-Digital-Wandler (103a bis 103f, 303-1 bis 303-18, 403a bis 403h) zugeordneten Pixelspalte analog zu digital zu wandeln. 15. An image sensor (100, 150, 200, 300, 350, 400) according to any one of claims 1 to 14, wherein each individual analog-to-digital converter (103a to 103f, 303-1 to 303-18, 403a to 403h) is adapted to analog-to-digital conversion of pixel signals of each pixel of a pixel column associated with the single analog-to-digital converter (103a to 103f, 303-1 to 303-18, 403a to 403h).
16. Bildsensor (300, 350, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei ein erster Einzel-Analog-zu-Digital-Wandler (303- 1 , 403a) aus der Mehrzahl von Einzel-Analog-zu-Digital-Wandlern (303-1 bis 303- 18, 403a bis 403h) oder der erste Einzel-Analog-zu-Digital-Wandler (303-1 , 403a) ausgebildet ist, um Pixelsignale von Pixelspalten von entlang einer Spaltenrichtung des Bildsensors (300, 350, 400) benachbarten Pixelgruppen (101a, 101b, 101 c) analog zu digital zu wandeln,. The image sensor (300, 350, 400) according to any one of claims 1 to 15, wherein a first single analog-to-digital converter (303-1, 403a) of the plurality of single analog-to-digital converters (303-1 to 303-18, 403a to 403h) or the first individual analog-to-digital converter (303-1, 403a) is adapted to receive pixel signals of pixel columns from along a column direction of the image sensor (300, 350, 400) adjacent pixel groups (101a, 101b, 101c) analog to digital ,.
17. Bildsensor (100, 150, 200, 300, 350, 400) gemäß Anspruch 16, wobei der erste Einzei-Analog-zu-Digital- Wandler (103a, 303-1 , 403a) ausgebildet ist, um Pixeisignale von jeweils der gleichen Pixelspalte der in Spaltenrichtung benachbarten Pixelgruppen (101a, 101b, 101c) analog zu digital zu wandeln. The image sensor (100, 150, 200, 300, 350, 400) according to claim 16, wherein the first one-to-one analog-to-digital converter (103a, 303-1, 403a) is adapted to receive pixel signals each of the same Pixel column of the column-adjacent pixel groups (101a, 101b, 101c) analog to digital to convert.
18. Bildsensor (100, 150, 200, 300, 350, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei jede Pixelgruppe (101a bis lOli) mindestens 5x5 Pixel aufweist. 18. Image sensor (100, 150, 200, 300, 350, 400) according to one of claims 1 to 17, wherein each pixel group (101a to 10li) has at least 5x5 pixels.
19. Bildsensor (100, 150, 200, 300, 350, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Pixelgruppen der Mehrzahl von Pixelgruppen (101a bis lOli) auf demselben Substrat angeordnet sind. The image sensor (100, 150, 200, 300, 350, 400) according to any one of claims 1 to 18, wherein the pixel groups of the plurality of pixel groups (101a to 10li) are arranged on the same substrate.
20. Bildsensor (100, 150, 200, 300, 350, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei der Spalten-Analog-zu-Digital- Wandler auf demselben Substrat wie die Mehrzahl von Pixelgruppen (101a bis lOli) angeordnet ist. The image sensor (100, 150, 200, 300, 350, 400) according to any one of claims 1 to 19, wherein the column analog-to-digital converter is disposed on the same substrate as the plurality of pixel groups (101a to 10) ,
21. Abbildungsvorrichtung (500) mit folgenden Merkmalen: einem Bildsensor (501) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, und einer Mehrkanaloptik (503), wobei jedem Kanal der Mehrkanaloptik (501) eine Pixelgruppe des Bildsensors (501) derart zugeordnet, dass Objektpunkte welche durch den Kanal erfasst werden auf die dem Kanal zugeordnete Pixelgruppe abgebildet werden. 21. An imaging apparatus (500) comprising: an image sensor (501) according to any one of claims 1 to 20, and a multi-channel optical system (503), each channel of the multi-channel optical system (501) having a pixel group of the image sensor (501) associated therewith such that object points which are detected by the channel are mapped to the pixel group associated with the channel.
PCT/EP2013/071325 2012-10-12 2013-10-11 Image sensor WO2014057106A1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012218654.9 2012-10-12
DE102012218654 2012-10-12
DE102012218835.5 2012-10-16
DE102012218835.5A DE102012218835B4 (en) 2012-10-12 2012-10-16 IMAGE SENSOR AND METHOD

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014057106A1 true WO2014057106A1 (en) 2014-04-17

Family

ID=50383229

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/071322 WO2014057104A1 (en) 2012-10-12 2013-10-11 Image sensor and system for optical imaging
PCT/EP2013/071325 WO2014057106A1 (en) 2012-10-12 2013-10-11 Image sensor

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/071322 WO2014057104A1 (en) 2012-10-12 2013-10-11 Image sensor and system for optical imaging

Country Status (2)

Country Link
DE (2) DE102012218835B4 (en)
WO (2) WO2014057104A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI757235B (en) * 2015-05-20 2022-03-11 南韓商三星電子股份有限公司 Image sensor having improved signal-to-noise ratio and reduced random noise and image processing system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995022180A1 (en) * 1994-02-15 1995-08-17 Stanford University Cmos image sensor with pixel level a/d conversion
EP0833502A2 (en) * 1996-09-26 1998-04-01 Eastman Kodak Company Compact image capture device with local image storage
EP1478176A2 (en) * 2003-05-13 2004-11-17 Dialog Semiconductor GmbH Method and apparatus for a simultaneous multi-field-of-view imager using digital subsampling and sub-window selection
US7643076B2 (en) * 2005-03-30 2010-01-05 Denso Corporation Image scanning device having multiple CMOS element in matrix form
EP2302905A1 (en) * 2009-08-28 2011-03-30 Sony Corporation Imaging device and camera system
US20120013749A1 (en) * 2010-07-19 2012-01-19 Alexander Oberdoerster Picture Capturing Apparatus and Method of Capturing a Picture

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6137535A (en) * 1996-11-04 2000-10-24 Eastman Kodak Company Compact digital camera with segmented fields of view
NO305728B1 (en) * 1997-11-14 1999-07-12 Reidar E Tangen Optoelectronic camera and method of image formatting in the same
WO2001065829A1 (en) * 2000-03-01 2001-09-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V. Method and device for reading out image data of a section of an image
US7564019B2 (en) * 2005-08-25 2009-07-21 Richard Ian Olsen Large dynamic range cameras
ATE538406T1 (en) * 2009-09-30 2012-01-15 Fraunhofer Ges Forschung METHOD FOR PRODUCING AN ARTIFICIAL COMPOUND EYE
DE102009049387B4 (en) * 2009-10-14 2016-05-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Apparatus, image processing apparatus and method for optical imaging
SG10201503516VA (en) * 2010-05-12 2015-06-29 Pelican Imaging Corp Architectures for imager arrays and array cameras

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995022180A1 (en) * 1994-02-15 1995-08-17 Stanford University Cmos image sensor with pixel level a/d conversion
EP0833502A2 (en) * 1996-09-26 1998-04-01 Eastman Kodak Company Compact image capture device with local image storage
EP1478176A2 (en) * 2003-05-13 2004-11-17 Dialog Semiconductor GmbH Method and apparatus for a simultaneous multi-field-of-view imager using digital subsampling and sub-window selection
US7643076B2 (en) * 2005-03-30 2010-01-05 Denso Corporation Image scanning device having multiple CMOS element in matrix form
EP2302905A1 (en) * 2009-08-28 2011-03-30 Sony Corporation Imaging device and camera system
US20120013749A1 (en) * 2010-07-19 2012-01-19 Alexander Oberdoerster Picture Capturing Apparatus and Method of Capturing a Picture

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI757235B (en) * 2015-05-20 2022-03-11 南韓商三星電子股份有限公司 Image sensor having improved signal-to-noise ratio and reduced random noise and image processing system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014057104A1 (en) 2014-04-17
DE102012218834B4 (en) 2016-07-14
DE102012218835A1 (en) 2014-04-17
DE102012218835B4 (en) 2016-09-29
DE102012218834A1 (en) 2014-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69932898T2 (en) Active pixel sensor with control buses shared between adjacent rows of pixels
DE2912894C2 (en) Device for sample testing
DE3220958A1 (en) LIQUID CRYSTAL MATRIX DISPLAY ARRANGEMENT
EP2180515A2 (en) Image sensor
DE102011120099A1 (en) Image sensor and method for reading an image sensor
DE102006014632B4 (en) image scanning device
EP2453648B1 (en) Image sensor
EP1262060B1 (en) Method and device for partially reading out image data of an image sensor
EP0230076A2 (en) Method and circuit arrangement for conversion of resolution of binary pseudo-halftone images
DE112018007240T5 (en) LIGHT DETECTING DEVICE AND METHOD OF LIGHT DETECTING
DE102012218835B4 (en) IMAGE SENSOR AND METHOD
DE60308977T2 (en) Analog-to-digital converter with on-chip memory
DE69737642T2 (en) Solid state image sensor, control method and use thereof in a camera
DE2742035A1 (en) COMPUTER SYSTEM
DE69632526T2 (en) multiplexer
DE112021004988T5 (en) CONFIGURING ADC DATA RATES ACROSS MULTIPLE PHYSICAL CHANNELS
EP0062301B1 (en) Character generator
DE112018007244T5 (en) LIGHT DETECTION DEVICE AND LIGHT DETECTION METHOD
DE69830359T2 (en) Method and apparatus for addressing split shift diesters
WO1998019270A2 (en) Light sensitive sensor unit for an electronic camera with a flat arrangement of pixels and a method of reading pixels for colour signal processing
DE102017208041A1 (en) TDI-line detector
WO1998043207A1 (en) Image processing method and circuit arrangement for changing image resolution
DE102008001876A1 (en) Sensor arrangement and method for operating a sensor arrangement
DE4017447C2 (en)
DE10153752A1 (en) Registered memory unit access device for dynamic RAM module, has access registers arranged between groups of registered memory units such that register outputs are partially connected to inputs of adjacent memory units

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13777025

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13777025

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1