WO2019003510A1 - Solid-state imaging element, imaging device, and method for controlling solid-state imaging element - Google Patents

Solid-state imaging element, imaging device, and method for controlling solid-state imaging element Download PDF

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temperature
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signal
control unit
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萩原 秀平
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
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    • H03M1/06Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/50Analogue/digital converters with intermediate conversion to time interval
    • H03M1/56Input signal compared with linear ramp
    • HELECTRICITY
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • HELECTRICITY
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array

Definitions

  • the present technology in an apparatus for capturing image data, it is possible to achieve an excellent effect that fluctuations in power consumption due to temperature changes can be suppressed.
  • the effect described here is not necessarily limited, and may be any effect described in the present disclosure.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an IoT (Internet of Things) system 9000 to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • IoT Internet of Things
  • the transmitting unit 260 transmits the digital signal to the receiving unit 110 via a predetermined number of transmission paths (hereinafter referred to as “channel”).
  • the transmission path may be called a lane.
  • the parallel-serial converter 261 converts parallel data (pixel data) into serial data. Also, the parallel-serial conversion unit 261 rearranges serial data according to the number of channels, and outputs the serial data to the transmitter 262. For example, it is assumed that M serial data for one line is M and the number of channels is C (C is an integer), and one of those channels is used for transmission of transfer CLK. In this case, M pieces of serial data are divided into M / (C-1) sets of C-1 pieces of serial data and output.
  • the driver 263 differentially outputs serial data.
  • the same number of drivers 263 as the number of channels C is provided, one of which outputs the transfer CLK.
  • the remaining drivers 263 output serial data.
  • the transmitter 262 and the driver 263 transmit serial data according to, for example, the Low Voltage Differential Signaling (LVDS) standard.
  • LVDS Low Voltage Differential Signaling
  • the channel is "valid” means that the driver and receiver corresponding to the channel are supplied with power and driven.
  • that the channel is "invalid” means that the power supply to the driver and receiver corresponding to the channel is shut off to shut them down. Therefore, the power consumption of the interface decreases as the number of effective channels decreases. Also, as the number of effective channels decreases, the number of data that can be transferred simultaneously decreases, so the data rate of the interface decreases.
  • the bit depth control unit 272 controls only the bit depth without controlling the number of effective channels. May be
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of the receiving unit 110 in the first embodiment of the present technology.
  • the receiver 110 includes a plurality of receivers 111 and a serial / parallel converter 112.
  • the serial / parallel conversion unit 112 converts serial data into parallel data in synchronization with the transfer CLK.
  • the serial / parallel conversion unit 112 supplies parallel data to the image signal processing unit 120.
  • the leak current indicates a current that leaks at a place or a path which is insulated and should not flow in a circuit (integrated circuit or the like) in the imaging device 100.
  • dark current indicates a current that flows when light is not applied when a voltage is applied to the pixel array unit 220.
  • the ADC 253 starts outputting pixel data of the light-shielded pixel 221 such as the pixel data OB1. Then, at timing t2, the ADC 253 starts output of pixel data of the effective pixel 222 such as the pixel data P1. These pixel data are output in synchronization with the horizontal synchronization signal HSYNC. Since the ADC 253 is provided for each line, pixel data for one line (that is, M pixels) is output each time the period of the horizontal synchronization signal HSYNC has elapsed.
  • the difference is calculated
  • a memory and a subtracter are further provided, the counter 255 sequentially outputs P-phase data and D-phase data, the memory holds the P-phase data, and the subtractor determines the difference between P-phase data and D-phase data May be
  • the driver 263 corresponding to each channel transmits synchronization data for synchronizing serial data. Then, at timing t16, the driver 263 corresponding to the channel CH1 transmits the pixel data OB1, and the driver 263 corresponding to the channel CH2 transmits the pixel data OB2. The driver 263 corresponding to the channel CH3 transmits pixel data OB3, and the driver 263 corresponding to the channel CH4 transmits pixel data OB4.
  • the driver 263 corresponding to each of the channels CH1, CH2, CH3 and CH4 transmits pixel data OB5, OB6, OB7 and OB8.
  • the pixel data OB1 to OB8 are pixel data of the light-shielded pixel 221, and each data size (that is, bit depth) is, for example, 12 bits.
  • the pixel data of the effective pixel 222 is transmitted after the transfer of the pixel data of the light-shielded pixel 221.
  • the driver 263 corresponding to each channel transmits synchronization data.
  • FIG. 11 is a timing chart illustrating an example of the operation of the transmission unit 260 when the temperature is higher than the temperature threshold Tth according to the first embodiment of the present technology.
  • the bit depth control unit 272 supplies a low level channel number control signal, enables the channels CH1, CH2 and CH3, and disables the channel CH4. .
  • the driver 263 corresponding to each channel transmits synchronization data. Then, at timing t22, the driver 263 corresponding to each of the channels CH1, CH2 and CH3 transmits pixel data OB1, OB2 and OB3.
  • the driver 263 corresponding to each of the channels CH1, CH2 and CH3 transmits pixel data OB4, OB5 and OB6.
  • the driver 263 corresponding to each of the channels CH1, CH2 and CH3 transmits pixel data OB7, OB8 and OB9.
  • the data size (ie, bit depth) of these pixel data OB1 to OB9 is reduced to, for example, 11 bits.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of the operation of the solid-state imaging device 200 according to the first embodiment of the present technology.
  • the solid-state imaging device 200 determines whether or not the start timing of the cycle of the vertical synchronization signal VSYNC has passed (step S901).
  • the ADC 253 in the solid-state imaging device 200 AD (Analog to Digital) converts each of the M ⁇ N analog signals (step S902).
  • the bit depth control unit 272 obtains the measured temperature from the measured data (step S903), and determines whether the measured temperature is higher than the temperature threshold Tth (step S904).
  • the bit depth control unit 272 controls the bit depth to "11" bits (step S905), and controls the number of effective channels to "4". (Step S906).
  • step S904 when the measured temperature is equal to or lower than the temperature threshold Tth (step S904: No), the bit depth control unit 272 controls the bit depth to "12" bits (step S907), and sets the number of valid channels to "5". Control is performed (step S908).
  • step S901 If the start timing of the cycle of the vertical synchronization signal VSYNC has not passed (step S901: No), or after steps S906 and S908, the solid-state imaging device 200 repeatedly executes step S901 and subsequent steps.
  • the bit depth control unit 272 generates a digital signal of a smaller number of bits as the temperature is higher. As a result, the data size of the image data can be reduced as the temperature is higher, and fluctuations in power consumption due to temperature changes can be suppressed.
  • the bit depth control unit 272 controls the slope of the ramp signal to be steep to reduce the bit depth, but if the slope is steep, the resolution of AD conversion is degraded. As a result, the image quality of the image data may be degraded. If the bit depth is reduced by truncating the lower bits of the digital signal output from the ADC 253 without changing the slope, deterioration of the image quality can be suppressed because the lower bits have many noise components due to dark current.
  • the solid-state imaging device 200 according to the second embodiment is different from the first embodiment in that lower bits are discarded.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of a circuit subsequent to the pixel array unit 220 according to the second embodiment of the present technology.
  • the control unit 270 of the second embodiment is different from the first embodiment in that a bit depth control unit 273 is provided instead of the bit depth control unit 272.
  • the transmission unit 260 of the second embodiment is different from that of the first embodiment in that the bit depth reduction unit 264 is further provided.
  • the bit depth control unit 273 generates a bit depth control signal for controlling the number of bits to be discarded and supplies the bit depth control signal to the bit depth reduction unit 264.
  • the bit depth control unit 273 truncates the larger number of bits as the temperature is higher. For example, when the measured temperature is equal to or lower than the temperature threshold Tth, the bit depth control unit 273 does not perform truncation, and cuts off the least significant bit when the measured temperature is higher than the temperature threshold Tth.
  • the bit depth reduction unit 264 cuts off the lower bits of the digital signal (parallel data) from the ADC 253 in accordance with the bit depth control signal.
  • the bit depth reduction unit 264 supplies the parallel data after reduction to the parallel-serial conversion unit 261.
  • the bit depth reduction unit 264 is an example of the reduction unit described in the claims.
  • the bit depth control unit 273 reduces the bit depth by truncating the lower bits of the digital signal, and thus the image quality is degraded compared to the case of controlling the slope. It can be suppressed.
  • the bit depth control unit 272 controls the bit depth in two steps by one temperature threshold, but in the two steps of control, the accuracy in controlling the power consumption is insufficient There is a fear. For example, if the bit depth is controlled in three or more stages by two or more temperature thresholds, power consumption can be controlled with higher accuracy.
  • the bit depth control unit 272 of the third embodiment is different from the first embodiment in that the bit depth is controlled in three or more steps.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the operation of the bit depth control unit 272 according to the third embodiment of the present technology.
  • temperature thresholds Tth1 and Tth2 are set.
  • the temperature threshold Tth2 is higher than the temperature threshold Tth1.
  • the bit depth control unit 272 controls the bit depth to “12” bits and controls the number of effective channels to “10”.
  • the bit depth control unit 272 controls the bit depth to "11” bits and controls the number of effective channels to “9”.
  • the bit depth control unit 272 controls the bit depth to “10” bits and controls the number of effective channels to “8”.
  • bit depth control unit 272 controls the bit depth and the number of channels in three steps by two temperature thresholds, it can also control in four or more steps by three or more temperature thresholds.
  • the bit depth control unit 272 controls the bit depth in three or more stages by two or more temperature thresholds, so that the bit depth is controlled in two stages. Power consumption can be controlled with high accuracy.
  • the bit depth is controlled based only on temperature, but accurate control of power consumption may be difficult if temperature alone is used. For example, while the leakage current increases in proportion to the temperature, while the dark current increases exponentially, it is more difficult to predict the increase in power consumption as the temperature increases.
  • the dark current can be measured from the pixel data of the light-shielded pixel 221, the power consumption can be more accurately controlled by measuring the dark current and using it for controlling the bit depth together with the temperature.
  • the solid-state imaging device 200 according to the fourth embodiment is different from that according to the first embodiment in that the bit depth is controlled based on dark current and temperature.
  • the clamp circuit 271 integrates pixel data of all the light-shielded pixels 221, and supplies the result as an OB (Optical Black) integrated value to the bit depth control unit 274.
  • This OB integrated value indicates dark current.
  • the clamp circuit 271 may obtain the average value of the pixel data of the light-shielded pixel 221 instead of the OB integrated value and supply the average value to the bit depth control unit 274.
  • the bit depth control unit 274 Based on the temperature and the OB integrated value, the bit depth control unit 274 generates a digital signal with a smaller bit depth as the temperature increases and as the OB integrated value (dark current) increases.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the operation of the bit depth control unit 274 in the fourth embodiment of the present technology.
  • a predetermined temperature threshold Tth and a predetermined dark current threshold Bth are set.
  • the bit depth control unit 274 controls the bit depth to “12” bits, and controls the number of effective channels to “10”.
  • the bit depth control unit 274 controls the bit depth to “11” bits and controls the number of effective channels to “9”.
  • the bit depth control unit 274 controls the bit depth to "10" bits and sets the number of effective channels to "8”. Control.
  • step S904 If the measured temperature is higher than the temperature threshold Tth (step S904: Yes), the bit depth control unit 274 executes bit depth reduction processing for reducing the bit depth according to the dark current (step S910).
  • step S904 When the measured temperature is equal to or lower than the temperature threshold Tth (step S904: No), the bit depth control unit 274 controls the bit depth to "12" bits (step S907), and sets the number of valid channels to "10". Control is performed (step S909).
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating an example of bit depth reduction processing according to the fourth embodiment of the present technology.
  • the bit depth control unit 274 acquires the OB integrated value (step S911), and determines whether the OB integrated value is larger than the dark current threshold Bth (step S912).
  • step S912 When the OB integrated value is larger than the dark current threshold Bth (step S912: Yes), the bit depth control unit 274 controls the bit depth to "10" bits (step S913), and sets the number of valid channels to "8". Control is performed (step S914).
  • step S912 when the OB integrated value is equal to or less than the dark current threshold Bth (step S912: No), the bit depth control unit 274 controls the bit depth to "11" bit (step S915), and the number of valid channels is "9". (Step S916). After step S914 or S916, the bit depth control unit 274 ends the bit depth reduction process.
  • the bit depth control unit 274 controls the bit depth in three stages by one temperature threshold and one dark current threshold, but sets one or both of the temperature threshold and the dark current threshold to two or more. It is also possible to control the bit depth in stages or more.
  • the bit depth control unit 274 controls the bit depth only by the temperature because the bit depth control unit 274 controls the bit depth to be smaller as the temperature is higher and to be smaller as the dark current is larger. Power consumption can be controlled more accurately than in the case of
  • IoT Internet of things
  • the IoT is a mechanism in which an IoT device 9100 that is an "object” is connected to another IoT device 9003, the Internet, a cloud 9005, etc., and mutually controlled by exchanging information.
  • IoT can be used in various industries such as agriculture, home, automobile, manufacturing, distribution, energy and so on.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an IoT system 9000 to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the IoT device 9001 includes various sensors such as a temperature sensor, a humidity sensor, an illuminance sensor, an acceleration sensor, a distance sensor, an image sensor, a gas sensor, and a human sensor.
  • the IoT device 9001 may include terminals such as a smartphone, a mobile phone, a wearable terminal, and a game device.
  • the IoT device 9001 is powered by an AC power source, a DC power source, a battery, non-contact power feeding, so-called energy harvesting or the like.
  • the IoT device 9001 can communicate by wired, wireless, proximity wireless communication, or the like.
  • 3G / LTE registered trademark
  • Wi-Fi registered trademark
  • IEEE 802.15.4 Bluetooth
  • Zigbee registered trademark
  • Z-Wave Z-Wave
  • the IoT device 9001 may switch and communicate a plurality of these communication means.
  • the IoT device 9001 may form a one-to-one, star-like, tree-like, mesh-like network.
  • the IoT device 9001 may connect to the external cloud 9005 directly or through the gateway 9002.
  • the IoT device 9001 is assigned an address by IPv4, IPv6, 6LoWPAN or the like.
  • Data collected from the IoT device 9001 is transmitted to other IoT devices 9003, servers 9004, cloud 9005 and the like.
  • the timing and frequency of transmitting data from the IoT device 9001 may be suitably adjusted, and the data may be compressed and transmitted.
  • Such data may be used as it is, or the data may be analyzed by the computer 9008 by various means such as statistical analysis, machine learning, data mining, cluster analysis, discriminant analysis, combination analysis, time series analysis and the like.
  • Such data can be used to provide various services such as control, warning, monitoring, visualization, automation, and optimization.
  • IoT devices 9001 at home include washing machines, dryers, dryers, microwave ovens, dishwashers, refrigerators, ovens, rice cookers, cookware, gas appliances, fire alarms, thermostats, air conditioners, televisions, recorders, audio, Lighting equipment, water heaters, water heaters, vacuum cleaners, fans, air purifiers, security cameras, locks, doors and shutters, sprinklers, toilets, thermometers, weight scales, blood pressure monitors, etc. are included.
  • the IoT device 9001 may include a solar cell, a fuel cell, a storage battery, a gas meter, a power meter, and a distribution board.
  • the communication method of the IoT device 9001 at home is preferably a low power consumption type communication method. Further, the IoT device 9001 may communicate by Wi-Fi indoors and 3G / LTE (registered trademark) outdoors.
  • An external server 9006 for IoT device control may be installed on the cloud 9005 to control the IoT device 9001.
  • the IoT device 9001 transmits data such as the status of home devices, temperature, humidity, power consumption, and the presence or absence of people and animals inside and outside the house. Data transmitted from the home device is accumulated in the external server 9006 through the cloud 9005. Based on such data, new services are provided.
  • Such an IoT device 9001 can be controlled by voice by using voice recognition technology.
  • various home devices can be visualized.
  • various sensors can determine the presence or absence of a resident and send data to an air conditioner, lighting, etc. to turn on / off those power supplies.
  • an advertisement can be displayed on the display provided to various home devices through the Internet.
  • the technology according to the present disclosure can be suitably applied to the IoT device 9001 among the configurations described above. Specifically, by providing the solid-state imaging device 200 illustrated in FIG. 2 in the IoT device 9001, fluctuations in power consumption of the IoT device 9001 due to temperature changes can be suppressed.
  • the processing procedure described in the above embodiment may be regarded as a method having a series of these procedures, and a program for causing a computer to execute the series of procedures or a recording medium storing the program. You may catch it.
  • a recording medium for example, a CD (Compact Disc), an MD (Mini Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), a memory card, a Blu-ray disc (Blu-ray (registered trademark) Disc) or the like can be used.
  • the present technology can also be configured as follows. (1) a pixel array unit in which a plurality of pixels each of which outputs an analog signal are arranged; A digital signal generation unit that generates and outputs a digital signal from the analog signal for each of the analog signals; A control unit configured to control the digital signal generation unit to generate the digital signal of a smaller number of bits as the temperature is higher. (2) The solid-state imaging device according to (1), wherein the pixel array unit further includes a temperature measurement unit that measures the temperature.
  • the digital signal generation unit A ramp signal generator for generating a ramp signal having a slope; A comparator that compares the ramp signal and the analog signal and outputs a comparison result; And an analog-to-digital converter that counts a count value and outputs it as the digital signal over a period until the comparison result changes from a predetermined initial value.
  • the solid-state imaging device according to (1) or (2), wherein the control unit controls the ramp signal generation unit to generate the ramp signal having the steeper slope as the temperature is higher.
  • the digital signal generation unit An analog-to-digital converter that converts the analog signal to the digital signal; And a reduction unit that reduces the number of bits of the digital signal and outputs the reduced signal.
  • the solid-state imaging device according to (1) or (2), wherein the control unit controls the reduction unit to reduce the number of bits as the temperature increases.
  • the digital signal generation unit outputs the digital signal through a predetermined number of transmission paths.
  • the solid-state imaging device according to any one of (1) to (4), wherein the control unit compares the temperature with a predetermined threshold and controls the digital signal generation unit based on the comparison result. .
  • Reference Signs List 100 image pickup apparatus 110 reception unit 111 receiver 112 serial-parallel conversion unit 120 image signal processing unit 130 recording unit 200 solid-state imaging device 210 scanning circuit 220 pixel array unit 221 light-shielded pixel 222 effective pixel 223 temperature measurement unit 230 TG 240 column signal processing unit 251 DAC 252 column ADC 253 ADC 254 comparator 255 counter 260 transmission unit 261 parallel-serial conversion unit 262 transmitter 263 driver 264 bit depth reduction unit 270 control unit 271 clamp circuit 272, 273, 274 bit depth control unit 280 PLL 9001 IoT Device

Abstract

The present invention suppresses the fluctuation of power consumption due to a temperature change in a device that captures image data. A solid-state imaging element provided with a pixel array unit, a digital signal generation unit, and a control unit. A plurality of pixels each outputting an analog signal are arrayed in the pixel array unit. The digital signal generation unit generates, for each analog signal, a digital signal from the analog signal and outputs the generated digital signal. The control unit controls the digital signal generation unit, causing a digital signal to be generated with fewer bits for higher temperatures.

Description

固体撮像素子、撮像装置、および、固体撮像素子の制御方法Solid-state imaging device, imaging device, and control method of solid-state imaging device
 本技術は、固体撮像素子、撮像装置、および、固体撮像素子の制御方法に関する。詳しくは、デジタル信号を出力する固体撮像素子、撮像装置、および、固体撮像素子の制御方法に関する。 The present technology relates to a solid-state imaging device, an imaging device, and a control method of the solid-state imaging device. Specifically, the present invention relates to a solid-state imaging device that outputs a digital signal, an imaging device, and a control method of the solid-state imaging device.
 近年、固体撮像素子の性能や機能を向上させるために、固体撮像素子の高解像度化や、駆動周波数の高速化が進められている。この高解像度化や駆動周波数の高速化に伴って、画像データを伝送するインターフェースや画像処理回路の負荷が増大し、撮像装置全体の消費電力が大きくなる。そこで、画素当たりのビット数であるビット深度を撮像モードやISO感度に応じて削減する撮像装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 In recent years, in order to improve the performance and function of a solid-state imaging device, the resolution of the solid-state imaging device has been increased and the driving frequency has been increased. As the resolution increases and the driving frequency increases, the load on the interface for transmitting image data and the image processing circuit increases, and the power consumption of the entire imaging apparatus increases. Therefore, an imaging apparatus has been proposed that reduces the bit depth, which is the number of bits per pixel, according to the imaging mode and the ISO sensitivity (for example, see Patent Document 1).
特開2009-253556号公報JP, 2009-253556, A
 上述の従来技術では、撮像モード等に応じたビット深度の削減により、インターフェースや画像処理回路の負荷を軽減して消費電力を低減することができるが、撮像環境によっては消費電力を適切に制御することができないおそれがある。例えば、一般に温度が高いほど暗電流やリーク電流が増大して撮像装置の消費電力が大きくなることが知られている。しかしながら、上述の撮像装置では、温度を測定していないため、温度変化による消費電力の変動を抑制することができないという問題がある。 In the above-mentioned prior art, by reducing the bit depth according to the imaging mode etc., the load on the interface and the image processing circuit can be reduced to reduce the power consumption, but the power consumption is appropriately controlled depending on the imaging environment. It may not be possible. For example, it is generally known that as the temperature is higher, dark current and leak current increase and power consumption of the imaging device increases. However, in the above-mentioned imaging device, since temperature is not measured, there is a problem that fluctuation of power consumption due to temperature change can not be suppressed.
 本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、画像データを撮像する装置において、温度変化による消費電力の変動を抑制することを目的とする。 The present technology has been created in view of such a situation, and it is an object of the present invention to suppress fluctuations in power consumption due to temperature changes in an apparatus for capturing image data.
 本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第1の側面は、それぞれがアナログ信号を出力する複数の画素が配列された画素アレイ部と、上記アナログ信号ごとに上記アナログ信号からデジタル信号を生成して出力するデジタル信号生成部と、上記デジタル信号生成部を制御して温度が高いほど少ないビット数の上記デジタル信号を生成させる制御部とを具備する固体撮像素子、および、その制御方法である。これにより、温度が高いほど少ないビット数のデジタル信号が生成されるという作用をもたらす。 The present technology has been made to solve the above-described problems, and a first aspect of the present technology is a pixel array unit in which a plurality of pixels each outputting an analog signal are arranged, and each of the analog signals. A solid-state imaging device comprising: a digital signal generation unit that generates and outputs a digital signal from the analog signal; and a control unit that controls the digital signal generation unit to generate the digital signal with a smaller number of bits as temperature increases. And its control method. This brings about the effect that a higher temperature generates a digital signal of a smaller number of bits.
 また、この第1の側面において、上記画素アレイ部は、上記温度を測定する温度測定部をさらに備えてもよい。これにより、画素アレイ部で測定された温度が高いほど少ないビット数のデジタル信号が生成されるという作用をもたらす。 In the first aspect, the pixel array unit may further include a temperature measurement unit that measures the temperature. As a result, the higher the temperature measured by the pixel array unit, the smaller the number of bits of digital signals are generated.
 また、この第1の側面において、上記デジタル信号生成部は、スロープを持つランプ信号を生成するランプ信号生成部と、上記ランプ信号と上記アナログ信号とを比較して比較結果を出力する比較器と、上記比較結果が所定の初期値から変化するまでの期間に亘って計数値を計数して上記デジタル信号として出力するアナログデジタル変換器とを備え、上記制御部は、上記ランプ信号生成部を制御して上記温度が高いほど急な上記スロープを持つ上記ランプ信号を生成させてもよい。これにより、温度が高いほど急なスロープのランプ信号に基づいてデジタル信号が生成されるという作用をもたらす。 In the first aspect, the digital signal generation unit includes a ramp signal generation unit that generates a ramp signal having a slope, and a comparator that compares the ramp signal with the analog signal and outputs a comparison result. And an analog-to-digital converter that counts the count value and outputs as the digital signal over a period until the comparison result changes from a predetermined initial value, and the control unit controls the ramp signal generation unit The ramp signal having the steeper slope may be generated as the temperature is higher. This has the effect of generating a digital signal based on a ramp signal with a steeper slope as the temperature is higher.
 また、この第1の側面において、上記デジタル信号生成部は、上記アナログ信号を上記デジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、上記デジタル信号のビット数を削減して出力する削減部とを備え、上記制御部は、上記削減部を制御して上記温度が高いほど多くのビット数を削減させてもよい。これにより、温度が高いほど多くのビット数が削減されるという作用をもたらす。 In the first aspect, the digital signal generation unit includes an analog-to-digital converter that converts the analog signal into the digital signal, and a reduction unit that reduces the number of bits of the digital signal and outputs the reduced signal. The control unit may control the reduction unit to reduce the number of bits as the temperature is higher. This brings about the effect that the higher the temperature, the more the number of bits is reduced.
 また、この第1の側面において、上記デジタル信号生成部は、上記デジタル信号を所定数の伝送路を介して出力し、上記制御部は、上記デジタル信号生成部を制御して上記温度が高いほど少ない個数の上記伝送路を介して上記デジタル信号を出力させてもよい。これにより、温度が高いほど少ない伝送路を介してデジタル信号が出力されるという作用をもたらす。 In the first aspect, the digital signal generation unit outputs the digital signal through a predetermined number of transmission paths, and the control unit controls the digital signal generation unit to increase the temperature as the temperature increases. The digital signal may be output through a small number of the transmission paths. This brings about the effect that the digital signal is output through the smaller transmission path as the temperature is higher.
 また、この第1の側面において、上記制御部は、上記温度と所定の閾値とを比較して当該比較結果に基づいて上記デジタル信号生成部を制御してもよい。これにより、温度と閾値との比較結果に基づいてビット数が2段階に制御されるという作用をもたらす。 In the first aspect, the control unit may compare the temperature with a predetermined threshold and control the digital signal generation unit based on the comparison result. This brings about the effect that the number of bits is controlled in two stages based on the comparison result between the temperature and the threshold.
 また、この第1の側面において、上記制御部は、上記温度と複数の閾値とを比較して当該比較結果に基づいて上記デジタル信号生成部を制御してもよい。温度と複数の閾値との比較結果に基づいてビット数が3段階以上に制御されるという作用をもたらす。 In the first aspect, the control unit may compare the temperature with a plurality of threshold values and control the digital signal generation unit based on the comparison result. This has the effect of controlling the number of bits in three or more stages based on the comparison result of the temperature and the plurality of threshold values.
 また、この第1の側面において、上記制御部は、上記温度が高いほど少なく、かつ、暗電流が多いほど少ないビット数の上記デジタル信号を出力させてもよい。これにより、温度が高いほど少なく、暗電流が多いほど少ないビット数のデジタル信号が出力されるという作用をもたらす。 In the first aspect, the control unit may output the digital signal with a smaller number of bits as the temperature is higher and as the dark current is higher. As a result, the higher the temperature, the smaller the amount, and the more the dark current, the smaller the number of bits of digital signals are output.
 また、本技術の第2の側面は、それぞれがアナログ信号を出力する複数の画素が配列された画素アレイ部と、上記アナログ信号ごとに上記アナログ信号からデジタル信号を生成して出力するデジタル信号生成部と、上記デジタル信号生成部を制御して温度が高いほど少ないビット数の上記デジタル信号を生成させる制御部と、上記デジタル信号を処理する信号処理部とを具備する撮像装置である。これにより、画素アレイ部で測定された温度が高いほど少ないビット数のデジタル信号が処理されるという作用をもたらす。 Further, according to a second aspect of the present technology, there is provided a pixel array unit in which a plurality of pixels each outputting an analog signal are arranged, and a digital signal generation generating and outputting a digital signal from the analog signal for each analog signal. A control unit that controls the digital signal generation unit to generate the digital signal with a smaller number of bits as the temperature is higher, and a signal processing unit that processes the digital signal. As a result, the higher the temperature measured in the pixel array unit, the smaller the number of bits of digital signals are processed.
 本技術によれば、画像データを撮像する装置において、温度変化による消費電力の変動を抑制することができるという優れた効果を奏し得る。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。 According to the present technology, in an apparatus for capturing image data, it is possible to achieve an excellent effect that fluctuations in power consumption due to temperature changes can be suppressed. In addition, the effect described here is not necessarily limited, and may be any effect described in the present disclosure.
本技術の第1の実施の形態における撮像装置の一構成例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of an imaging device according to a first embodiment of the present technology. 本技術の第1の実施の形態における固体撮像素子の一構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an example of configuration of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present technology. 本技術の第1の実施の形態におけるカラム信号処理部の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of 1 composition of a column signal processing part in a 1st embodiment of this art. 本技術の第1の実施の形態における画素アレイ部の後段の回路の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of 1 composition of a circuit of the latter part of a pixel array part in a 1st embodiment of this art. 本技術の第1の実施の形態における受信部の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of 1 composition of a receiving part in a 1st embodiment of this art. 本技術の第1の実施の形態におけるビット深度制御部の動作の例を示す図である。It is a figure which shows the example of operation | movement of the bit depth control part in 1st Embodiment of this technique. 本技術の第1の実施の形態におけるリーク電流および暗電流の温度特性の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the temperature characteristic of leak current in the 1st embodiment of this art, and dark current. 本技術の第1の実施の形態における固体撮像素子の動作の一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of operation of a solid-state image sensing device in a 1st embodiment of this art. 本技術の第1の実施の形態におけるDAC(Digital to Analog Converter)およびADC(Analog to Digital Converter)の動作の一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of operation of DAC (Digital to Analog Converter) and ADC (Analog to Digital Converter) in the first embodiment of the present technology. 本技術の第1の実施の形態における温度閾値以下の温度のときの送信部の動作の一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of operation of a transmitting part at the time of temperature below a temperature threshold in a 1st embodiment of this art. 本技術の第1の実施の形態における温度閾値より高い温度のときの送信部の動作の一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of operation of a transmitting part at the time of temperature higher than a temperature threshold in a 1st embodiment of this art. 本技術の第1の実施の形態における固体撮像素子の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of operation of a solid-state image sensing device in a 1st embodiment of this art. 本技術の第2の実施の形態における画素アレイ部の後段の回路の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of 1 composition of a circuit of the latter part of a pixel array part in a 2nd embodiment of this art. 本技術の第3の実施の形態におけるビット深度制御部の動作の例を示す図である。It is a figure which shows the example of operation | movement of the bit depth control part in 3rd Embodiment of this technique. 本技術の第4の実施の形態における画素アレイ部の後段の回路の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of 1 composition of a circuit behind a pixel array part in a 4th embodiment of this art. 本技術の第4の実施の形態におけるビット深度制御部の動作の例を示す図である。It is a figure which shows the example of operation | movement of the bit depth control part in 4th Embodiment of this technique. 本技術の第4の実施の形態における固体撮像素子の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of operation of a solid-state image sensing device in a 4th embodiment of this art. 本技術の第4の実施の形態におけるビット深度削減処理の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of the bit depth reduction processing in a 4th embodiment of this art. 本開示に係る技術が適用され得るIoT(Internet of Things)システム9000の概略的な構成の一例を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an IoT (Internet of Things) system 9000 to which the technology according to the present disclosure can be applied.
 以下、本技術を実施するための形態(以下、実施の形態と称する)について説明する。説明は以下の順序により行う。
 1.第1の実施の形態(温度に応じてビット深度を2段階に制御する例)
 2.第2の実施の形態(下位ビットの切り捨てにより温度に応じてビット深度を制御する例)
 3.第3の実施の形態(温度に応じてビット深度を3段階以上に制御する例)
 4.第4の実施の形態(温度および暗電流に応じてビット深度を制御する例)
 5.応用例
Hereinafter, modes for implementing the present technology (hereinafter, referred to as embodiments) will be described. The description will be made in the following order.
1. First embodiment (example of controlling bit depth in two steps according to temperature)
2. Second embodiment (example of controlling bit depth according to temperature by truncation of lower bits)
3. Third embodiment (example of controlling the bit depth in three or more stages according to the temperature)
4. Fourth Embodiment (Example of Controlling Bit Depth According to Temperature and Dark Current)
5. Application example
 <1.第1の実施の形態>
 [撮像装置の構成例]
 図1は、本技術の実施の形態における撮像装置100の一構成例を示すブロック図である。この撮像装置100は、画像データを撮像する装置であり、固体撮像素子200、受信部110、画像信号処理部120および記録部130を備える。撮像装置100としては、IoTカメラ等のデジタルカメラや、撮像機能を持つ電子装置(スマートフォンやパーソナルコンピュータなど)が想定される。
<1. First embodiment>
[Configuration Example of Imaging Device]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an imaging device 100 according to an embodiment of the present technology. The imaging apparatus 100 is an apparatus for imaging image data, and includes a solid-state imaging device 200, a receiving unit 110, an image signal processing unit 120, and a recording unit 130. As the imaging device 100, a digital camera such as an IoT camera or an electronic device (such as a smartphone or a personal computer) having an imaging function is assumed.
 固体撮像素子200は、所定周波数(例えば、60ヘルツ)の垂直同期信号VSYNCに同期して画像データを撮像するものである。この固体撮像素子200は、画像データを信号線209を介して受信部110に供給する。 The solid-state imaging device 200 captures image data in synchronization with a vertical synchronization signal VSYNC of a predetermined frequency (for example, 60 Hz). The solid-state imaging device 200 supplies image data to the receiving unit 110 via the signal line 209.
 受信部110は、固体撮像素子200からの画像データを受信するものである。この受信部110は、受信した画像データを信号線119を介して画像信号処理部120に供給する。 The receiving unit 110 receives image data from the solid-state imaging device 200. The receiving unit 110 supplies the received image data to the image signal processing unit 120 via the signal line 119.
 画像信号処理部120は、画像データに対して、補正処理や圧縮処理などの様々な画像処理を実行するものである。この画像信号処理部120は、処理後の画像データを信号線129を介して記録部130に供給する。記録部130は、画像データを記録するものである。なお、画像信号処理部120は、特許請求の範囲に記載の信号処理部の一例である。 The image signal processing unit 120 executes various image processing such as correction processing and compression processing on image data. The image signal processing unit 120 supplies the processed image data to the recording unit 130 via the signal line 129. The recording unit 130 records image data. The image signal processing unit 120 is an example of a signal processing unit described in the claims.
 なお、撮像装置100は、画像データを記録しているが、その画像データを撮像装置100の外部に送信してもよい。この場合には、画像データを送信するための外部インターフェースがさらに設けられる。もしくは、撮像装置100は、さらに画像データを表示してもよい。この場合には表示部がさらに設けられる。 In addition, although the imaging device 100 records image data, the image data may be transmitted to the outside of the imaging device 100. In this case, an external interface for transmitting image data is further provided. Alternatively, the imaging device 100 may further display image data. In this case, a display unit is further provided.
 また、撮像装置100内に、固体撮像素子200、受信部110、画像信号処理部120および記録部130を配置しているが、これらを複数の装置に分散して配置してもよい。例えば、固体撮像素子200を撮像装置100に設け、受信部110、画像信号処理部120および記録部130を情報処理装置に設けてもよい。 Further, although the solid-state imaging device 200, the receiving unit 110, the image signal processing unit 120, and the recording unit 130 are disposed in the imaging device 100, these may be dispersedly disposed in a plurality of devices. For example, the solid-state imaging device 200 may be provided in the imaging apparatus 100, and the receiving unit 110, the image signal processing unit 120, and the recording unit 130 may be provided in the information processing apparatus.
 [固体撮像素子の構成例]
 図2は、本技術の第1の実施の形態における固体撮像素子200の一構成例を示すブロック図である。この固体撮像素子200は、走査回路210、画素アレイ部220、TG(Timing Generator)230、カラム信号処理部240、制御部270およびPLL(Phase Locked Loop)280を備える。
[Configuration Example of Solid-State Imaging Device]
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the solid-state imaging device 200 according to the first embodiment of the present technology. The solid-state imaging device 200 includes a scanning circuit 210, a pixel array unit 220, a TG (Timing Generator) 230, a column signal processing unit 240, a control unit 270, and a PLL (Phase Locked Loop) 280.
 画素アレイ部220には、二次元格子状に配列された複数の画素と所定数の温度測定部223とが設けられる。また、画素は、遮光された遮光画素221と、遮光されていない有効画素222とに分類される。 The pixel array unit 220 is provided with a plurality of pixels arranged in a two-dimensional grid and a predetermined number of temperature measurement units 223. Further, the pixels are classified into a light-shielded light-shielded pixel 221 and an effective pixel 222 not light-shielded.
 以下、画素アレイ部220において、所定方向に配列された画素の集合を「行」または「ライン」と称し、行に垂直な方向に配列された画素の集合を「列」と称する。 Hereinafter, in the pixel array unit 220, a set of pixels arranged in a predetermined direction is referred to as "row" or "line", and a set of pixels arranged in a direction perpendicular to the row is referred to as "column".
 遮光画素221は、暗電流に応じたアナログの画素信号を生成してカラム信号処理部240に出力するものである。有効画素222は、露光量に応じたアナログの画素信号を生成してカラム信号処理部240に出力するものである。 The light shielding pixel 221 generates an analog pixel signal according to the dark current and outputs the pixel signal to the column signal processing unit 240. The effective pixel 222 generates an analog pixel signal according to the exposure amount and outputs the pixel signal to the column signal processing unit 240.
 温度測定部223は、温度を測定して、測定値を示すアナログの測定信号をカラム信号処理部240に出力するものである。この温度測定部223は、例えば、バイポーラトランジスタと電流電圧変換部(抵抗など)とを備える。このバイポーラトランジスタは、次の式に示すコレクタ電流Icを生成する。
  Ic=Is・e(Vbe/Vt)             ・・・式1
  Vt=kT/q                   ・・・式2
式1において、Isは、バイポーラトランジスタ固有の逆方向飽和電流である。eは、自然対数である。Vbeは、ベース-エミッタ間電圧である。Vtは、熱電圧である。式2において、kは、ボルツマン定数であり、Tは温度である。qは、電子電荷である。
The temperature measurement unit 223 measures temperature and outputs an analog measurement signal indicating the measurement value to the column signal processing unit 240. The temperature measurement unit 223 includes, for example, a bipolar transistor and a current-voltage conversion unit (such as a resistor). This bipolar transistor generates a collector current Ic represented by the following equation.
Ic = Is · e (Vbe / Vt) ··· Formula 1
Vt = kT / q ··· Formula 2
In Equation 1, Is is a reverse saturation current inherent to the bipolar transistor. e is a natural logarithm. Vbe is a base-emitter voltage. Vt is a thermal voltage. In Equation 2, k is Boltzmann's constant and T is temperature. q is an electron charge.
 また、コレクタ電流Icおよび逆方向飽和電流Isの単位は、例えば、アンペア(A)であり、ベース-エミッタ間電圧Vbeおよび熱電圧Vtの単位は、例えば、ボルト(V)である。温度Tの単位は、例えば、ケルビン(K)である。ボルツマン定数kの単位は、例えば、ジュール毎ケルビン(J/K)であり、電子電荷qの単位は、例えば、クーロン(C)である。 The unit of the collector current Ic and the reverse saturation current Is is, for example, amperes (A), and the unit of the base-emitter voltage Vbe and the thermal voltage Vt is, for example, volts (V). The unit of the temperature T is, for example, Kelvin (K). The unit of the Boltzmann constant k is, for example, Joule per Kelvin (J / K), and the unit of the electronic charge q is, for example, coulomb (C).
 温度測定部223内の電流電圧変換部は、式1のコレクタ電流Icを電圧信号に変換して測定信号として出力する。 The current-voltage conversion unit in the temperature measurement unit 223 converts the collector current Ic of Expression 1 into a voltage signal and outputs it as a measurement signal.
 なお、温度測定部223は、バイポーラトランジスタや抵抗を用いて温度を測定しているが、これら以外の素子や回路を用いて温度を測定することもできる。また、温度測定部223を固体撮像素子200内に配置しているが、固体撮像素子200の外部に配置することもできる。 In addition, although the temperature measurement part 223 measures temperature using a bipolar transistor and resistance, it can also measure temperature using elements and circuits other than these. In addition, although the temperature measurement unit 223 is disposed in the solid-state imaging device 200, it may be disposed outside the solid-state imaging device 200.
 TG230は、走査回路210およびカラム信号処理部240を動作させるタイミング信号を生成して、走査回路210およびカラム信号処理部240のそれぞれへ供給するものである。 The TG 230 generates timing signals for operating the scanning circuit 210 and the column signal processing unit 240, and supplies the timing signals to the scanning circuit 210 and the column signal processing unit 240, respectively.
 走査回路210は、ラインを順に選択してアナログ信号(画素信号または測定信号)を出力させるものである。 The scanning circuit 210 selects lines in order to output an analog signal (pixel signal or measurement signal).
 カラム信号処理部240は、アナログ信号ごとに、そのアナログ信号からデジタル信号を生成して出力するものである。画素アレイ部220内の行数がN(Nは整数)、列数がM(Mは整数)である場合、走査回路210は、垂直同期信号VSYNCの周期内においてN個の行(ライン)を順に選択し、選択されたラインは、M個のアナログ信号(画素信号)を出力する。そして、カラム信号処理部240は、M個の画素信号のそれぞれをデジタル信号に変換し、ラインごとにM個のデジタル信号を出力する。これにより、垂直同期信号VSYNCの周期ごとに、M×N個のデジタル信号が生成される。また、カラム信号処理部240は、アナログの測定信号のそれぞれをデジタル信号に変換して出力する。なお、カラム信号処理部240は、特許請求の範囲に記載のアナログ信号生成部の一例である。 The column signal processing unit 240 generates and outputs a digital signal from the analog signal for each analog signal. When the number of rows in the pixel array unit 220 is N (N is an integer) and the number of columns is M (M is an integer), the scanning circuit 210 generates N rows (lines) in the cycle of the vertical synchronization signal VSYNC. The selected lines sequentially output M analog signals (pixel signals). Then, the column signal processing unit 240 converts each of the M pixel signals into a digital signal, and outputs M digital signals for each line. Thus, M × N digital signals are generated for each period of the vertical synchronization signal VSYNC. Further, the column signal processing unit 240 converts each of the analog measurement signals into a digital signal and outputs it. The column signal processing unit 240 is an example of an analog signal generation unit described in the claims.
 制御部270は、カラム信号処理部240を制御するものである。この制御部270は、遮光画素221に対応するデジタル信号から暗電流を取得して、その暗電流によりクランプ処理を行う。クランプ処理の詳細については後述する。 The control unit 270 controls the column signal processing unit 240. The control unit 270 obtains a dark current from the digital signal corresponding to the light-shielded pixel 221, and performs a clamp process using the dark current. Details of the clamp processing will be described later.
 また、制御部270は、測定信号に対応するデジタル信号から温度を取得して、その温度が高いほど小さなビット深度のデジタル信号を出力させる。ここで、ビット深度は、画素当たりのデジタル信号のビット数である。例えば、ビット深度をQビットとし、画素数をM×N個とすると、垂直同期信号VSYNCの周期毎に、Qビットのデジタル信号がM×N個生成され、M×N×Qビットの画像データが出力される。ビット深度の削減により、画像データのデータサイズを小さくすることができる。 Further, the control unit 270 obtains a temperature from the digital signal corresponding to the measurement signal, and outputs a digital signal with a smaller bit depth as the temperature is higher. Here, the bit depth is the number of bits of the digital signal per pixel. For example, assuming that the bit depth is Q bits and the number of pixels is M × N, M × N digital signals of Q bits are generated for each period of the vertical synchronization signal VSYNC, and image data of M × N × Q bits Is output. The reduction of bit depth can reduce the data size of image data.
 PLL280は、垂直同期信号VSYNCの周波数を逓倍して転送CLKとしてカラム信号処理部240に供給するものである。この転送CLKに同期して画素データが固体撮像素子200から出力される。 The PLL 280 multiplies the frequency of the vertical synchronization signal VSYNC and supplies it to the column signal processing unit 240 as a transfer CLK. Pixel data is output from the solid-state imaging device 200 in synchronization with the transfer CLK.
 なお、制御部270は、転送CLKを制御していないが、PLL280をさらに制御して温度が高いほど転送CLKの周波数を高くしてもよい。 Although the control unit 270 does not control the transfer CLK, the control unit 270 may further control the PLL 280 to increase the frequency of the transfer CLK as the temperature is higher.
 [カラム信号処理部の構成例]
 図3は、本技術の第1の実施の形態におけるカラム信号処理部240の一構成例を示すブロック図である。このカラム信号処理部240は、DAC251、カラムADC252および送信部260を備える。また、カラムADC252は、列ごとにADC253を備える。
[Configuration example of column signal processing unit]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the column signal processing unit 240 in the first embodiment of the present technology. The column signal processing unit 240 includes a DAC 251, a column ADC 252, and a transmission unit 260. In addition, the column ADC 252 includes an ADC 253 for each column.
 DAC251は、DA(Digital to Analog)変換により、スロープを持つランプ信号を生成してADC253のそれぞれへ供給するものである。なお、DAC251は、特許請求の範囲に記載のランプ信号生成部の一例である。 The DAC 251 generates a ramp signal having a slope by DA (Digital to Analog) conversion and supplies the ramp signal to each of the ADCs 253. The DAC 251 is an example of a ramp signal generation unit described in the claims.
 ADC253は、対応する列からのアナログ信号(画素信号または測定信号)をデジタル信号に変換するものである。このADC253は、デジタル信号を送信部260に出力する。 The ADC 253 converts an analog signal (pixel signal or measurement signal) from the corresponding column into a digital signal. The ADC 253 outputs the digital signal to the transmission unit 260.
 送信部260は、デジタル信号を所定数の伝送路(以下、「チャネル」と称する。)を介して受信部110に送信するものである。なお、伝送路は、レーンと呼ばれることもある。 The transmitting unit 260 transmits the digital signal to the receiving unit 110 via a predetermined number of transmission paths (hereinafter referred to as “channel”). The transmission path may be called a lane.
 図4は、本技術の第1の実施の形態における画素アレイ部220の後段の回路の一構成例を示すブロック図である。ADC253は、比較器254およびカウンタ255を備える。また、制御部270は、クランプ回路271およびビット深度制御部272を備える。送信部260は、パラレルシリアル変換部261と、送信器262と、複数のドライバ263とを備える。 FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a circuit subsequent to the pixel array unit 220 in the first embodiment of the present technology. The ADC 253 includes a comparator 254 and a counter 255. Further, the control unit 270 includes a clamp circuit 271 and a bit depth control unit 272. The transmission unit 260 includes a parallel-serial conversion unit 261, a transmitter 262, and a plurality of drivers 263.
 比較器254は、ランプ信号とアナログ信号(画素信号または測定信号)とを比較するものである。この比較器254は、比較結果をカウンタ255に出力する。 The comparator 254 compares the ramp signal with the analog signal (pixel signal or measurement signal). The comparator 254 outputs the comparison result to the counter 255.
 カウンタ255は、比較結果が初期値から変化するまでの期間に亘って計数値を計数するものである。このカウンタ255は、計数値を示すデジタル信号をパラレル方式でパラレルデータとして出力する。以下、画素信号に対応するパラレルデータを「画素データ」と称し、測定信号に対応するパラレルデータを「測定データ」と称する。パラレルデータのうち画素データはパラレルシリアル変換部261および制御部270の両方に出力され、測定データは、制御部270のみに出力される。 The counter 255 counts the count value over a period until the comparison result changes from the initial value. The counter 255 outputs a digital signal indicating a count value as parallel data in a parallel system. Hereinafter, parallel data corresponding to a pixel signal is referred to as “pixel data”, and parallel data corresponding to a measurement signal is referred to as “measurement data”. Among the parallel data, pixel data is output to both of the parallel-serial conversion unit 261 and the control unit 270, and measurement data is output only to the control unit 270.
 パラレルシリアル変換部261は、パラレルデータ(画素データ)をシリアルデータに変換するものである。また、パラレルシリアル変換部261は、シリアルデータをチャネル数に応じて並び替えて送信器262に出力する。例えば、1ライン分のシリアルデータがM個、チャネル数がC(Cは整数)個であり、それらのチャネルのうち1つを転送CLKの伝送に用いるものとする。この場合に、M個のシリアルデータは、各々がC-1個のシリアルデータからなるM/(C-1)個の組に分割して出力される。 The parallel-serial converter 261 converts parallel data (pixel data) into serial data. Also, the parallel-serial conversion unit 261 rearranges serial data according to the number of channels, and outputs the serial data to the transmitter 262. For example, it is assumed that M serial data for one line is M and the number of channels is C (C is an integer), and one of those channels is used for transmission of transfer CLK. In this case, M pieces of serial data are divided into M / (C-1) sets of C-1 pieces of serial data and output.
 送信器262は、シリアルデータを転送CLKに同期して供給するものである。 The transmitter 262 supplies serial data in synchronization with the transfer CLK.
 ドライバ263は、シリアルデータを差動出力するものである。チャネル数Cと同じ個数のドライバ263が設けられ、それらのうち1つは転送CLKを出力する。残りのドライバ263は、シリアルデータを出力する。 The driver 263 differentially outputs serial data. The same number of drivers 263 as the number of channels C is provided, one of which outputs the transfer CLK. The remaining drivers 263 output serial data.
 これらの送信器262およびドライバ263は、例えば、LVDS(Low Voltage Differential Signaling)規格に従ってシリアルデータを送信する。 The transmitter 262 and the driver 263 transmit serial data according to, for example, the Low Voltage Differential Signaling (LVDS) standard.
 クランプ回路271は、クランプ処理を行うものである。このクランプ回路271は、遮光画素221に対応するパラレルデータの統計量(積算値や平均値など)を暗電流の値として取得する。そして、クランプ回路271は、その暗電流に基づいて、ランプ信号のレベルを制御するための制御信号を生成し、DAC251に供給する。 The clamp circuit 271 performs clamp processing. The clamp circuit 271 acquires statistics (such as an integrated value and an average value) of parallel data corresponding to the light-shielded pixel 221 as a value of dark current. Then, based on the dark current, the clamp circuit 271 generates a control signal for controlling the level of the ramp signal, and supplies the control signal to the DAC 251.
 ビット深度制御部272は、温度に応じてビット深度を制御するものである。このビット深度制御部272は、測定データから測定温度を取得する。温度測定部223が複数である場合には、それぞれの測定値の統計量(平均値など)が測定温度として取得される。そして、ビット深度制御部272は、測定温度に基づいて、ビット深度を制御するためのビット深度制御信号を生成してDAC251に供給する。 The bit depth control unit 272 controls the bit depth according to the temperature. The bit depth control unit 272 obtains the measurement temperature from the measurement data. When there are a plurality of temperature measurement units 223, statistics (average values and the like) of the respective measurement values are acquired as the measurement temperatures. Then, based on the measured temperature, the bit depth control unit 272 generates a bit depth control signal for controlling the bit depth and supplies the generated signal to the DAC 251.
 一般に、温度が高いほど暗電流やリーク電流が増大して撮像装置100全体の消費電力が大きくなる傾向がある。そこで、ビット深度制御部272は、DAC251の制御により、測定温度が高いほど、少ないビット深度のデジタル信号をADC253に出力させる。ビット深度の削減により画像データのデータサイズが小さくなるため、インターフェース(送信部260および受信部110)や画像信号処理部120の負荷を軽減して、温度上昇による消費電力の増大を抑制することができる。このように、消費電力の増大を抑制することにより、温度上昇による消費電力の増大に起因してさらに温度が上昇してしまうという悪循環を防止することができる。 In general, as the temperature is higher, dark current and leakage current tend to increase, and power consumption of the entire imaging device 100 tends to increase. Therefore, under control of the DAC 251, the bit depth control unit 272 causes the ADC 253 to output a digital signal with a smaller bit depth as the measurement temperature is higher. Since the data size of the image data is reduced by the reduction of bit depth, the load on the interface (the transmitting unit 260 and the receiving unit 110) and the image signal processing unit 120 can be reduced to suppress an increase in power consumption due to a temperature rise. it can. Thus, by suppressing the increase in power consumption, it is possible to prevent a vicious cycle in which the temperature further rises due to the increase in power consumption due to the temperature rise.
 また、ビット深度制御部272は、測定温度に基づいて、有効にするチャネル数を制御するためのチャネル数制御信号を生成してパラレルシリアル変換部261、送信器262および受信部110に供給する。 Also, the bit depth control unit 272 generates a channel number control signal for controlling the number of enabled channels based on the measured temperature, and supplies the channel number control signal to the parallel-serial conversion unit 261, the transmitter 262, and the receiving unit 110.
 ここで、チャネルが「有効」であるとは、チャネルに対応するドライバおよびレシーバに電源を供給して駆動させていることを意味する。一方、チャネルが「無効」であるとは、チャネルに対応するドライバおよびレシーバへの電源供給を遮断して、それらを停止させていることを意味する。このため、有効なチャネル数が少ないほど、インターフェースの消費電力が低下する。また、有効なチャネル数が少ないほど、同時に転送することができるデータの個数が少なくなるため、インターフェースのデータレートが低下する。 Here, that the channel is "valid" means that the driver and receiver corresponding to the channel are supplied with power and driven. On the other hand, that the channel is "invalid" means that the power supply to the driver and receiver corresponding to the channel is shut off to shut them down. Therefore, the power consumption of the interface decreases as the number of effective channels decreases. Also, as the number of effective channels decreases, the number of data that can be transferred simultaneously decreases, so the data rate of the interface decreases.
 上述したように、ビット深度制御部272は温度が高いほどビット深度を少なくしているため、画像データのデータサイズが小さくなり、その分、有効なチャネル数を削減することができる。したがって、ビット深度制御部272は温度が高いほど、有効なチャネル数を少なくする。 As described above, since the bit depth control unit 272 reduces the bit depth as the temperature is higher, the data size of the image data becomes smaller, and the number of effective channels can be reduced accordingly. Therefore, the bit depth control unit 272 reduces the number of effective channels as the temperature is higher.
 なお、有効なチャネル数を削減しなくても消費電力を十分に低減することができる場合には、ビット深度制御部272が有効なチャネル数を制御せずにビット深度のみを制御する構成であってもよい。 When the power consumption can be sufficiently reduced without reducing the number of effective channels, the bit depth control unit 272 controls only the bit depth without controlling the number of effective channels. May be
 [受信部の構成例]
 図5は、本技術の第1の実施の形態における受信部110の一構成例を示すブロック図である。この受信部110は、複数のレシーバ111と、シリアルパラレル変換部112とを備える。
[Configuration Example of Receiver]
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of the receiving unit 110 in the first embodiment of the present technology. The receiver 110 includes a plurality of receivers 111 and a serial / parallel converter 112.
 レシーバ111は、差動出力されたデータを受信するものである。チャネル数Cと同じ個数のレシーバ111が設けられ、それらのうち1つは、転送CLKを受信する。残りのレシーバ111は、シリアルデータを受信する。レシーバ111のそれぞれは、受信したデータをシリアルパラレル変換部112に供給する。 The receiver 111 receives differentially output data. The same number of receivers 111 as the number of channels C is provided, one of which receives the transfer CLK. The remaining receivers 111 receive serial data. Each of the receivers 111 supplies the received data to the serial / parallel converter 112.
 シリアルパラレル変換部112は、転送CLKに同期してシリアルデータをパラレルデータに変換するものである。このシリアルパラレル変換部112は、パラレルデータを画像信号処理部120に供給する。 The serial / parallel conversion unit 112 converts serial data into parallel data in synchronization with the transfer CLK. The serial / parallel conversion unit 112 supplies parallel data to the image signal processing unit 120.
 なお、受信部110を固体撮像素子200の外部に配置しているが、その受信部110を送信部260とともに固体撮像素子200の内部に配置することもできる。また、送信部260を固体撮像素子200の内部に配置しているが、その送信部260を受信部110とともに固体撮像素子200の外部に配置することもできる。 Although the receiving unit 110 is disposed outside the solid-state imaging device 200, the receiving unit 110 may be disposed inside the solid-state imaging device 200 together with the transmitting unit 260. Further, although the transmitting unit 260 is disposed inside the solid-state imaging device 200, the transmitting unit 260 can be disposed outside the solid-state imaging device 200 together with the receiving unit 110.
 図6は、本技術の第1の実施の形態におけるビット深度制御部272の動作の例を示す図である。測定温度が所定の温度閾値Tth以下である場合にビット深度制御部272は、ビット深度を例えば、「12」ビットに制御し、有効なチャネル数を例えば、「5」に制御する。一方、測定温度が温度閾値Tthより高い場合にビット深度制御部272は、ビット深度を例えば、「11」ビットに制御し、有効なチャネル数を例えば、「4」に制御する。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of operation of the bit depth control unit 272 according to the first embodiment of the present technology. When the measured temperature is equal to or lower than the predetermined temperature threshold Tth, the bit depth control unit 272 controls the bit depth to, for example, “12” bits, and controls the number of effective channels to, for example, “5”. On the other hand, when the measured temperature is higher than the temperature threshold Tth, the bit depth control unit 272 controls the bit depth to, for example, “11” bits, and controls the number of effective channels to, for example, “4”.
 図7は、本技術の第1の実施の形態におけるリーク電流および暗電流の温度特性の一例を示すグラフである。同図におけるaは、リーク電流の温度特性を示すグラフであり、同図におけるbは暗電流の温度特性を示すグラフである。また、同図におけるaの縦軸は、リーク電流を示し、横軸は撮像装置100において測定された温度を示す。同図におけるbの縦軸は、暗電流を示し、横軸は撮像装置100において測定された温度を示す。 FIG. 7 is a graph showing an example of temperature characteristics of leakage current and dark current in the first embodiment of the present technology. In the figure, a is a graph showing the temperature characteristics of the leak current, and b in the same graph is the graph showing the temperature characteristics of the dark current. The vertical axis of “a” in the same figure indicates the leak current, and the horizontal axis indicates the temperature measured in the imaging device 100. The vertical axis of b in the figure indicates the dark current, and the horizontal axis indicates the temperature measured in the imaging device 100.
 ここで、リーク電流は、撮像装置100内の回路(集積回路など)において、絶縁されていて本来流れないはずの場所や経路で漏れ出す電流を示す。また、暗電流は、画素アレイ部220に電圧を印加した際に、光を照射しなくても流れる電流を示す。 Here, the leak current indicates a current that leaks at a place or a path which is insulated and should not flow in a circuit (integrated circuit or the like) in the imaging device 100. In addition, dark current indicates a current that flows when light is not applied when a voltage is applied to the pixel array unit 220.
 図7におけるaに例示するように、リーク電流は、温度に比例して増大する。また、同図におけるbに例示するように、暗電流は、温度上昇に伴って指数関数的に増大する。したがって、温度が高くなるほど、リーク電流や暗電流の増大により、撮像装置100の消費電力が増大する。しかし、温度閾値Tthより高い温度域においてビット深度制御部272がビット深度を削減するため、温度上昇による消費電力の増大を抑制することができる。 As illustrated in a of FIG. 7, the leakage current increases in proportion to the temperature. Also, as exemplified by b in the figure, the dark current exponentially increases with the temperature rise. Therefore, as the temperature rises, the power consumption of the imaging device 100 increases due to the increase of the leak current and the dark current. However, since the bit depth control unit 272 reduces the bit depth in the temperature range higher than the temperature threshold Tth, an increase in power consumption due to a temperature rise can be suppressed.
 図8は、本技術の第1の実施の形態における固体撮像素子200の動作の一例を示すタイミングチャートである。TG230は、垂直同期信号VSYNCよりも周波数の高い水平同期信号HSYNCを生成する。 FIG. 8 is a timing chart showing an example of the operation of the solid-state imaging device 200 according to the first embodiment of the present technology. The TG 230 generates a horizontal synchronization signal HSYNC whose frequency is higher than that of the vertical synchronization signal VSYNC.
 垂直同期信号VSYNCの周期の開始タイミングt0から一定のブランク期間が経過したタイミングt1においてADC253は、画素データOB1などの遮光画素221の画素データの出力を開始する。そして、タイミングt2において、ADC253は、画素データP1などの有効画素222の画素データの出力を開始する。これらの画素データは、水平同期信号HSYNCに同期して出力される。ラインごとにADC253が設けられているため、水平同期信号HSYNCの周期が経過するたびに、1ライン分(すなわち、M個)の画素データが出力される。 At timing t1 when a certain blank period has elapsed from the start timing t0 of the cycle of the vertical synchronization signal VSYNC, the ADC 253 starts outputting pixel data of the light-shielded pixel 221 such as the pixel data OB1. Then, at timing t2, the ADC 253 starts output of pixel data of the effective pixel 222 such as the pixel data P1. These pixel data are output in synchronization with the horizontal synchronization signal HSYNC. Since the ADC 253 is provided for each line, pixel data for one line (that is, M pixels) is output each time the period of the horizontal synchronization signal HSYNC has elapsed.
 そしてタイミングt3において、ADC253は、測定データT1などの温度測定部223の測定データの出力を開始する。タイミングt2乃至t3の有効画素222の画素データの出力期間は、有効画素期間と呼ばれる。 Then, at timing t3, the ADC 253 starts output of measurement data of the temperature measurement unit 223 such as the measurement data T1. An output period of pixel data of the effective pixel 222 at timing t2 to t3 is called an effective pixel period.
 図9は、本技術の第1の実施の形態におけるDAC251およびADC253の動作の一例を示すタイミングチャートである。DAC251からのランプ信号のレベルは、水平同期信号HSYNCの周期内の露光終了の直前のタイミングt11において低下し始める。すなわち、ランプ信号はスロープ状に変化する。このランプ信号のレベルは、タイミングt12において画素信号のレベルより低くなる。このため、比較器254の比較結果は、タイミングt12で反転する。 FIG. 9 is a timing chart showing an example of the operation of the DAC 251 and the ADC 253 in the first embodiment of the present technology. The level of the ramp signal from the DAC 251 starts to decrease at timing t11 immediately before the end of exposure within the period of the horizontal synchronization signal HSYNC. That is, the ramp signal changes like a slope. The level of this ramp signal becomes lower than the level of the pixel signal at timing t12. For this reason, the comparison result of the comparator 254 is inverted at timing t12.
 カウンタ255は、タイミングt11でダウンカウントを開始し、比較結果が反転したタイミングt12でダウンカウントを停止する。これにより、画素を初期化した際のP相データがサンプリングされる。 The counter 255 starts down-counting at timing t11 and stops down-counting at timing t12 when the comparison result is inverted. Thereby, P-phase data at the time of initializing the pixel is sampled.
 ランプ信号のレベルは、タイミングt12の後に初期値に戻り、露光終了直後のタイミングt13において低下し始める。すなわち、ランプ信号はスロープ状に変化する。このランプ信号のレベルは、タイミングt14において画素信号のレベルより低くなる。このため、比較器254の比較結果は、タイミングt14で反転する。 The level of the ramp signal returns to the initial value after timing t12 and starts to decrease at timing t13 immediately after the end of exposure. That is, the ramp signal changes like a slope. The level of this ramp signal becomes lower than the level of the pixel signal at timing t14. Therefore, the comparison result of the comparator 254 is inverted at the timing t14.
 カウンタ255は、タイミングt13でアップカウントを開始し、比較結果が反転したタイミングt14でアップカウントを停止する。これにより、露光終了時のD相データとP相データとの差分が正味の画素データとして生成される。このようにP相データとD相データとを順にサンプリングして、それらの差分を求める処理は、CDS(Correlated Double Sampling)処理と呼ばれる。 The counter 255 starts up-counting at timing t13 and stops up-counting at timing t14 when the comparison result is inverted. Thereby, the difference between D-phase data and P-phase data at the end of exposure is generated as net pixel data. The process of sequentially sampling the P-phase data and the D-phase data in this manner to obtain the difference between them is called CDS (Correlated Double Sampling) process.
 なお、カウンタ255がダウンカウントおよびアップカウントを順に行うことにより、差分を求めているが、この構成に限定されない。例えば、メモリおよび減算器をさらに設け、カウンタ255がP相データおよびD相データを順に出力し、そのP相データをメモリが保持し、減算器がP相データとD相データとの差分を求めてもよい。 In addition, although the difference is calculated | required by the counter 255 performing down count and up count in order, it is not limited to this structure. For example, a memory and a subtracter are further provided, the counter 255 sequentially outputs P-phase data and D-phase data, the memory holds the P-phase data, and the subtractor determines the difference between P-phase data and D-phase data May be
 ビット深度制御部272は、DAC251を制御して、温度が高いほど急なスロープのランプ信号を出力させる。例えば、測定温度が温度閾値Tthより高い場合には、温度閾値Tth以下のときよりもスロープの傾きを急にする。スロープが急勾配であるほど、比較結果が反転するまでの時間が短くなり、計数値が小さくなる。これにより、ビット深度が削減される。 The bit depth control unit 272 controls the DAC 251 to output a ramp signal having a steeper slope as the temperature is higher. For example, when the measured temperature is higher than the temperature threshold Tth, the slope is steeper than when the temperature is lower than the temperature threshold Tth. The steeper the slope, the shorter the time it takes for the comparison result to reverse, and the smaller the count value. This reduces the bit depth.
 図10は、本技術の第1の実施の形態における温度閾値Tth以下の温度のときの送信部260の動作の一例を示すタイミングチャートである。送信部260において、転送CLKを伝送するチャネルを除き、チャネルCH1、CH2、CH3およびCH4の4つのチャネルが設けられているものとする。温度閾値Tth以下の温度になったタイミングt10以降において、ビット深度制御部272は、例えば、ハイレベルのチャネル数制御信号を供給し、チャネルの全てを有効にする。 FIG. 10 is a timing chart illustrating an example of the operation of the transmission unit 260 when the temperature is equal to or lower than the temperature threshold Tth in the first embodiment of the present technology. In the transmitting unit 260, four channels of channels CH1, CH2, CH3 and CH4 are provided except the channel for transmitting the transfer CLK. After the timing t10 at which the temperature becomes equal to or lower than the temperature threshold Tth, the bit depth control unit 272 supplies, for example, a high-level channel number control signal to validate all the channels.
 水平同期信号HSYNCの周期内の所定のタイミングt15において、それぞれのチャネルに対応するドライバ263は、シリアルデータを同期させるための同期データを送信する。そして、タイミングt16において、チャネルCH1に対応するドライバ263は、画素データOB1を送信し、チャネルCH2に対応するドライバ263は、画素データOB2を送信する。また、チャネルCH3に対応するドライバ263は、画素データOB3を送信し、チャネルCH4に対応するドライバ263は、画素データOB4を送信する。 At a predetermined timing t15 within the cycle of the horizontal synchronization signal HSYNC, the driver 263 corresponding to each channel transmits synchronization data for synchronizing serial data. Then, at timing t16, the driver 263 corresponding to the channel CH1 transmits the pixel data OB1, and the driver 263 corresponding to the channel CH2 transmits the pixel data OB2. The driver 263 corresponding to the channel CH3 transmits pixel data OB3, and the driver 263 corresponding to the channel CH4 transmits pixel data OB4.
 タイミングt16から転送CLKの周期が経過したタイミングt17において、チャネルCH1、CH2、CH3およびCH4のそれぞれに対応するドライバ263は、画素データOB5、OB6、OB7およびOB8を送信する。これらの画素データOB1乃至OB8は、遮光画素221の画素データであり、それぞれのデータサイズ(すなわち、ビット深度)は、例えば、12ビットである。有効画素222の画素データは、遮光画素221の画素データの転送後に送信される。 At timing t17 when the period of transfer CLK has passed from timing t16, the driver 263 corresponding to each of the channels CH1, CH2, CH3 and CH4 transmits pixel data OB5, OB6, OB7 and OB8. The pixel data OB1 to OB8 are pixel data of the light-shielded pixel 221, and each data size (that is, bit depth) is, for example, 12 bits. The pixel data of the effective pixel 222 is transmitted after the transfer of the pixel data of the light-shielded pixel 221.
 ライン内の画素データの転送後のタイミングt18において、それぞれのチャネルに対応するドライバ263は、同期データを送信する。 At timing t18 after transfer of pixel data in a line, the driver 263 corresponding to each channel transmits synchronization data.
 図11は、本技術の第1の実施の形態における温度閾値Tthより高い温度のときの送信部260の動作の一例を示すタイミングチャートである。温度閾値Tthより高い温度になったタイミングt20以降において、ビット深度制御部272は、例えば、ローレベルのチャネル数制御信号を供給し、チャネルCH1、CH2およびCH3を有効にし、チャネルCH4を無効にする。 FIG. 11 is a timing chart illustrating an example of the operation of the transmission unit 260 when the temperature is higher than the temperature threshold Tth according to the first embodiment of the present technology. After timing t20 when the temperature becomes higher than the temperature threshold Tth, for example, the bit depth control unit 272 supplies a low level channel number control signal, enables the channels CH1, CH2 and CH3, and disables the channel CH4. .
 水平同期信号HSYNCの周期内の所定のタイミングt21において、それぞれのチャネルに対応するドライバ263は、同期データを送信する。そして、タイミングt22において、チャネルCH1、CH2およびCH3のそれぞれに対応するドライバ263は、画素データOB1、OB2およびOB3を送信する。 At a predetermined timing t21 in the cycle of the horizontal synchronization signal HSYNC, the driver 263 corresponding to each channel transmits synchronization data. Then, at timing t22, the driver 263 corresponding to each of the channels CH1, CH2 and CH3 transmits pixel data OB1, OB2 and OB3.
 タイミングt22から転送CLKの周期が経過したタイミングt23において、チャネルCH1、CH2およびCH3のそれぞれに対応するドライバ263は、画素データOB4、OB5およびOB6を送信する。タイミングt23から転送CLKの周期が経過したタイミングt24において、チャネルCH1、CH2およびCH3のそれぞれに対応するドライバ263は、画素データOB7、OB8およびOB9を送信する。これらの画素データOB1乃至OB9のデータサイズ(すなわち、ビット深度)は、例えば、11ビットに削減されている。 At timing t23 when the period of transfer CLK has passed from timing t22, the driver 263 corresponding to each of the channels CH1, CH2 and CH3 transmits pixel data OB4, OB5 and OB6. At timing t24 when the period of transfer CLK has passed from timing t23, the driver 263 corresponding to each of the channels CH1, CH2 and CH3 transmits pixel data OB7, OB8 and OB9. The data size (ie, bit depth) of these pixel data OB1 to OB9 is reduced to, for example, 11 bits.
 このように、温度が温度閾値Tthを超えるとビット深度制御部272は、ビット深度および有効なチャネル数を削減する。 Thus, if the temperature exceeds the temperature threshold Tth, the bit depth control unit 272 reduces the bit depth and the number of valid channels.
 [固体撮像素子の動作例]
 図12は、本技術の第1の実施の形態における固体撮像素子200の動作の一例を示すフローチャートである。固体撮像素子200は、垂直同期信号VSYNCの周期の開始タイミングを経過したか否かを判断する(ステップS901)。開始タイミングを経過した場合に(ステップS901:Yes)、固体撮像素子200内のADC253は、M×N個のアナログ信号のそれぞれをAD(Analog to Digital)変換する(ステップS902)。また、ビット深度制御部272は、測定データから測定温度を取得し(ステップS903)、測定温度が温度閾値Tthより高いか否かを判断する(ステップS904)。
[Operation example of solid-state imaging device]
FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of the operation of the solid-state imaging device 200 according to the first embodiment of the present technology. The solid-state imaging device 200 determines whether or not the start timing of the cycle of the vertical synchronization signal VSYNC has passed (step S901). When the start timing has passed (step S901: Yes), the ADC 253 in the solid-state imaging device 200 AD (Analog to Digital) converts each of the M × N analog signals (step S902). Also, the bit depth control unit 272 obtains the measured temperature from the measured data (step S903), and determines whether the measured temperature is higher than the temperature threshold Tth (step S904).
 測定温度が温度閾値Tthより高い場合に(ステップS904:Yes)、ビット深度制御部272は、ビット深度を「11」ビットに制御し(ステップS905)、有効なチャネル数を「4」に制御する(ステップS906)。 When the measured temperature is higher than the temperature threshold Tth (step S904: Yes), the bit depth control unit 272 controls the bit depth to "11" bits (step S905), and controls the number of effective channels to "4". (Step S906).
 一方、測定温度が温度閾値Tth以下の場合に(ステップS904:No)、ビット深度制御部272は、ビット深度を「12」ビットに制御し(ステップS907)、有効なチャネル数を「5」に制御する(ステップS908)。 On the other hand, when the measured temperature is equal to or lower than the temperature threshold Tth (step S904: No), the bit depth control unit 272 controls the bit depth to "12" bits (step S907), and sets the number of valid channels to "5". Control is performed (step S908).
 垂直同期信号VSYNCの周期の開始タイミングを経過していない場合(ステップS901:No)、または、ステップS906、S908の後に固体撮像素子200は、ステップS901以降を繰り返し実行する。 If the start timing of the cycle of the vertical synchronization signal VSYNC has not passed (step S901: No), or after steps S906 and S908, the solid-state imaging device 200 repeatedly executes step S901 and subsequent steps.
 このように、本技術の第1の実施の形態では、ビット深度制御部272によって、温度が高いほど少ないビット数のデジタル信号を生成させる。これにより、温度が高いほど画像データのデータサイズを小さくして、温度変化による消費電力の変動を抑制することができる。 As described above, in the first embodiment of the present technology, the bit depth control unit 272 generates a digital signal of a smaller number of bits as the temperature is higher. As a result, the data size of the image data can be reduced as the temperature is higher, and fluctuations in power consumption due to temperature changes can be suppressed.
 <2.第2の実施の形態>
 上述の第1の実施の形態では、ビット深度制御部272は、ランプ信号のスロープを急勾配に制御してビット深度を削減していたが、スロープを急勾配にすると、AD変換の解像度が低下して画像データの画質が劣化するおそれがある。スロープを変えずに、ADC253から出力されたデジタル信号の下位ビットの切り捨てによりビット深度を削減すれば、下位ビットは暗電流によるノイズ成分が多いために、画質の劣化を抑制することができる。この第2の実施の形態の固体撮像素子200は、下位ビットの切り捨てを行う点において第1の実施の形態と異なる。
<2. Second embodiment>
In the first embodiment described above, the bit depth control unit 272 controls the slope of the ramp signal to be steep to reduce the bit depth, but if the slope is steep, the resolution of AD conversion is degraded. As a result, the image quality of the image data may be degraded. If the bit depth is reduced by truncating the lower bits of the digital signal output from the ADC 253 without changing the slope, deterioration of the image quality can be suppressed because the lower bits have many noise components due to dark current. The solid-state imaging device 200 according to the second embodiment is different from the first embodiment in that lower bits are discarded.
 図13は、本技術の第2の実施の形態における画素アレイ部220の後段の回路の一構成例を示すブロック図である。第2の実施の形態の制御部270は、ビット深度制御部272の代わりにビット深度制御部273を備える点において第1の実施の形態と異なる。また、第2の実施の形態の送信部260は、ビット深度削減部264をさらに備える点において第1の実施形態と異なる。 FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of a circuit subsequent to the pixel array unit 220 according to the second embodiment of the present technology. The control unit 270 of the second embodiment is different from the first embodiment in that a bit depth control unit 273 is provided instead of the bit depth control unit 272. Further, the transmission unit 260 of the second embodiment is different from that of the first embodiment in that the bit depth reduction unit 264 is further provided.
 ビット深度制御部273は、切り捨てるビット数を制御するためのビット深度制御信号を生成してビット深度削減部264に供給する。このビット深度制御部273は、温度が高いほど多くのビット数を切り捨てさせる。例えば、測定温度が温度閾値Tth以下の場合にビット深度制御部273は、切り捨てを行わせず、測定温度が温度閾値Tthより高い場合に最下位の1ビットを切り捨てさせる。 The bit depth control unit 273 generates a bit depth control signal for controlling the number of bits to be discarded and supplies the bit depth control signal to the bit depth reduction unit 264. The bit depth control unit 273 truncates the larger number of bits as the temperature is higher. For example, when the measured temperature is equal to or lower than the temperature threshold Tth, the bit depth control unit 273 does not perform truncation, and cuts off the least significant bit when the measured temperature is higher than the temperature threshold Tth.
 ビット深度削減部264は、ビット深度制御信号に従って、ADC253からのデジタル信号(パラレルデータ)の下位ビットを切り捨てるものである。このビット深度削減部264は、削減後のパラレルデータをパラレルシリアル変換部261に供給する。なお、ビット深度削減部264は、特許請求の範囲に記載の削減部の一例である。 The bit depth reduction unit 264 cuts off the lower bits of the digital signal (parallel data) from the ADC 253 in accordance with the bit depth control signal. The bit depth reduction unit 264 supplies the parallel data after reduction to the parallel-serial conversion unit 261. The bit depth reduction unit 264 is an example of the reduction unit described in the claims.
 このように、本技術の第2の実施の形態では、ビット深度制御部273によって、デジタル信号の下位ビットの切り捨てによりビット深度を削減するため、スロープを制御する場合と比較して画質の劣化を抑制することができる。 As described above, in the second embodiment of the present technology, the bit depth control unit 273 reduces the bit depth by truncating the lower bits of the digital signal, and thus the image quality is degraded compared to the case of controlling the slope. It can be suppressed.
 <3.第3の実施の形態>
 上述の第1の実施の形態では、ビット深度制御部272は、1つの温度閾値により、ビット深度を2段階に制御していたが、2段階の制御では、消費電力の制御において精度が不足するおそれがある。例えば、2つ以上の温度閾値によりビット深度を3段階以上で制御すれば、消費電力をより高い精度で制御することができる。この第3の実施の形態のビット深度制御部272、ビット深度を3段階以上に制御する点において第1の実施の形態と異なる。
<3. Third embodiment>
In the first embodiment described above, the bit depth control unit 272 controls the bit depth in two steps by one temperature threshold, but in the two steps of control, the accuracy in controlling the power consumption is insufficient There is a fear. For example, if the bit depth is controlled in three or more stages by two or more temperature thresholds, power consumption can be controlled with higher accuracy. The bit depth control unit 272 of the third embodiment is different from the first embodiment in that the bit depth is controlled in three or more steps.
 図14は、本技術の第3の実施の形態におけるビット深度制御部272の動作の例を示す図である。この第3の実施の形態では、温度閾値Tth1およびTth2が設定される。温度閾値Tth2は、温度閾値Tth1より高いものとする。 FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the operation of the bit depth control unit 272 according to the third embodiment of the present technology. In the third embodiment, temperature thresholds Tth1 and Tth2 are set. The temperature threshold Tth2 is higher than the temperature threshold Tth1.
 測定温度が温度閾値Tth1以下の場合にビット深度制御部272は、ビット深度を「12」ビットに制御し、有効なチャネル数を「10」に制御する。測定温度が温度閾値Tth1より高く、温度閾値Tth2以下の場合にビット深度制御部272は、ビット深度を「11」ビットに制御し、有効なチャネル数を「9」に制御する。また、測定温度が温度閾値Tth2より高い場合にビット深度制御部272は、ビット深度を「10」ビットに制御し、有効なチャネル数を「8」に制御する。 When the measured temperature is equal to or lower than the temperature threshold Tth1, the bit depth control unit 272 controls the bit depth to “12” bits and controls the number of effective channels to “10”. When the measured temperature is higher than the temperature threshold Tth1 and is lower than the temperature threshold Tth2, the bit depth control unit 272 controls the bit depth to "11" bits and controls the number of effective channels to "9". When the measured temperature is higher than the temperature threshold Tth2, the bit depth control unit 272 controls the bit depth to “10” bits and controls the number of effective channels to “8”.
 なお、ビット深度制御部272は、2つの温度閾値により3段階でビット深度およびチャネル数を制御しているが、3つ以上の温度閾値により4段階以上で制御することもできる。 Although the bit depth control unit 272 controls the bit depth and the number of channels in three steps by two temperature thresholds, it can also control in four or more steps by three or more temperature thresholds.
 このように、本技術の第3の実施の形態では、ビット深度制御部272が、2つ以上の温度閾値によりビット深度を3段階以上で制御するため、2段階でビット深度を制御する場合よりも高い精度で消費電力を制御することができる。 As described above, in the third embodiment of the present technology, the bit depth control unit 272 controls the bit depth in three or more stages by two or more temperature thresholds, so that the bit depth is controlled in two stages. Power consumption can be controlled with high accuracy.
 <4.第4の実施の形態>
 上述の第1の実施の形態では、温度のみに基づいてビット深度を制御していたが、温度のみでは消費電力の正確な制御が困難になることがある。例えば、リーク電流は温度に比例して増大するのに対し、暗電流は指数関数的に増大するため、温度上昇に伴う消費電力の増大量の予測は、温度が高くなるほど困難となる。ここで、暗電流は、遮光画素221の画素データから測定することができるため、暗電流を測定して温度とともにビット深度の制御に用いることにより、消費電力をより正確に制御することができる。この第4の実施の形態の固体撮像素子200は、暗電流および温度に基づいてビット深度を制御する点において第1の実施の形態と異なる。
<4. Fourth embodiment>
In the first embodiment described above, the bit depth is controlled based only on temperature, but accurate control of power consumption may be difficult if temperature alone is used. For example, while the leakage current increases in proportion to the temperature, while the dark current increases exponentially, it is more difficult to predict the increase in power consumption as the temperature increases. Here, since the dark current can be measured from the pixel data of the light-shielded pixel 221, the power consumption can be more accurately controlled by measuring the dark current and using it for controlling the bit depth together with the temperature. The solid-state imaging device 200 according to the fourth embodiment is different from that according to the first embodiment in that the bit depth is controlled based on dark current and temperature.
 図15は、本技術の第4の実施の形態における画素アレイ部220の後段の回路の一構成例を示すブロック図である。この第4の実施の形態の制御部270は、ビット深度制御部272の代わりにビット深度制御部274を備える点において第1の実施の形態と異なる。 FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration example of a circuit subsequent to the pixel array unit 220 according to the fourth embodiment of the present technology. The control unit 270 of the fourth embodiment is different from the first embodiment in that a bit depth control unit 274 is provided instead of the bit depth control unit 272.
 また、第4の実施の形態のクランプ回路271は、全ての遮光画素221の画素データを積算してOB(Optical Black)積算値としてビット深度制御部274に供給する。このOB積算値は、暗電流を示す。クランプ回路271は、OB積算値の代わりに、遮光画素221の画素データの平均値を求めてビット深度制御部274に供給してもよい。 In addition, the clamp circuit 271 according to the fourth embodiment integrates pixel data of all the light-shielded pixels 221, and supplies the result as an OB (Optical Black) integrated value to the bit depth control unit 274. This OB integrated value indicates dark current. The clamp circuit 271 may obtain the average value of the pixel data of the light-shielded pixel 221 instead of the OB integrated value and supply the average value to the bit depth control unit 274.
 ビット深度制御部274は、温度およびOB積算値に基づいて、温度が高いほど少なく、かつ、OB積算値(暗電流)が多いほど少ないビット深度のデジタル信号を生成させる。 Based on the temperature and the OB integrated value, the bit depth control unit 274 generates a digital signal with a smaller bit depth as the temperature increases and as the OB integrated value (dark current) increases.
 図16は、本技術の第4の実施の形態におけるビット深度制御部274の動作の例を示す図である。ビット深度制御部274には、所定の温度閾値Tthと所定の暗電流閾値Bthとが設定される。 FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the operation of the bit depth control unit 274 in the fourth embodiment of the present technology. In the bit depth control unit 274, a predetermined temperature threshold Tth and a predetermined dark current threshold Bth are set.
 測定温度が温度閾値Tth以下の場合にビット深度制御部274は、ビット深度を「12」ビットに制御し、有効なチャネル数を「10」に制御する。測定温度が温度閾値Tthより高く、OB積算値が暗電流閾値Bth以下の場合にビット深度制御部274は、ビット深度を「11」ビットに制御し、有効なチャネル数を「9」に制御する。また、測定温度が温度閾値Tthより高く、OB積算値が暗電流閾値Bthより大きい場合にビット深度制御部274は、ビット深度を「10」ビットに制御し、有効なチャネル数を「8」に制御する。 When the measured temperature is equal to or lower than the temperature threshold Tth, the bit depth control unit 274 controls the bit depth to “12” bits, and controls the number of effective channels to “10”. When the measured temperature is higher than the temperature threshold Tth and the OB integrated value is lower than the dark current threshold Bth, the bit depth control unit 274 controls the bit depth to “11” bits and controls the number of effective channels to “9”. . Also, when the measured temperature is higher than the temperature threshold Tth and the OB integrated value is larger than the dark current threshold Bth, the bit depth control unit 274 controls the bit depth to "10" bits and sets the number of effective channels to "8". Control.
 図17は、本技術の第4の実施の形態における固体撮像素子200の動作の一例を示すフローチャートである。この第4の実施の形態の固体撮像素子200の動作は、ステップS905およびS906の代わりにステップS910を実行し、ステップS908の代わりにステップS909を実行する点において第1の実施の形態と異なる。 FIG. 17 is a flowchart illustrating an example of the operation of the solid-state imaging device 200 according to the fourth embodiment of the present technology. The operation of the solid-state imaging device 200 according to the fourth embodiment is different from that according to the first embodiment in that step S910 is performed instead of steps S905 and S906, and step S909 is performed instead of step S908.
 測定温度が温度閾値Tthより高い場合に(ステップS904:Yes)、ビット深度制御部274は、暗電流に応じてビット深度を削減するためのビット深度削減処理を実行する(ステップS910)。 If the measured temperature is higher than the temperature threshold Tth (step S904: Yes), the bit depth control unit 274 executes bit depth reduction processing for reducing the bit depth according to the dark current (step S910).
 また、測定温度が温度閾値Tth以下の場合に(ステップS904:No)、ビット深度制御部274は、ビット深度を「12」ビットに制御し(ステップS907)、有効なチャネル数を「10」に制御する(ステップS909)。 When the measured temperature is equal to or lower than the temperature threshold Tth (step S904: No), the bit depth control unit 274 controls the bit depth to "12" bits (step S907), and sets the number of valid channels to "10". Control is performed (step S909).
 図18は、本技術の第4の実施の形態におけるビット深度削減処理の一例を示すフローチャートである。ビット深度制御部274は、OB積算値を取得し(ステップS911)、OB積算値が暗電流閾値Bthより大きいか否かを判断する(ステップS912)。 FIG. 18 is a flowchart illustrating an example of bit depth reduction processing according to the fourth embodiment of the present technology. The bit depth control unit 274 acquires the OB integrated value (step S911), and determines whether the OB integrated value is larger than the dark current threshold Bth (step S912).
 OB積算値が暗電流閾値Bthより大きい場合に(ステップS912:Yes)、ビット深度制御部274は、ビット深度を「10」ビットに制御し(ステップS913)、有効なチャネル数を「8」に制御する(ステップS914)。 When the OB integrated value is larger than the dark current threshold Bth (step S912: Yes), the bit depth control unit 274 controls the bit depth to "10" bits (step S913), and sets the number of valid channels to "8". Control is performed (step S914).
 一方、OB積算値が暗電流閾値Bth以下の場合に(ステップS912:No)、ビット深度制御部274は、ビット深度を「11」ビットに制御し(ステップS915)、有効なチャネル数を「9」に制御する(ステップS916)。ステップS914またはS916の後にビット深度制御部274は、ビット深度削減処理を終了する。 On the other hand, when the OB integrated value is equal to or less than the dark current threshold Bth (step S912: No), the bit depth control unit 274 controls the bit depth to "11" bit (step S915), and the number of valid channels is "9". (Step S916). After step S914 or S916, the bit depth control unit 274 ends the bit depth reduction process.
 なお、ビット深度制御部274、1つの温度閾値と1つの暗電流閾値とにより、ビット深度を3段階で制御しているが、温度閾値および暗電流閾値の一方または両方を2つ以上にして4段階以上でビット深度を制御することもできる。 The bit depth control unit 274 controls the bit depth in three stages by one temperature threshold and one dark current threshold, but sets one or both of the temperature threshold and the dark current threshold to two or more. It is also possible to control the bit depth in stages or more.
 このように、本技術の第4の実施の形態では、ビット深度制御部274が、温度が高いほど少なく、かつ、暗電流が多いほど少ないビット深度に制御するため、温度のみでビット深度を制御する場合よりも正確に消費電力を制御することができる。 As described above, in the fourth embodiment of the present technology, the bit depth control unit 274 controls the bit depth only by the temperature because the bit depth control unit 274 controls the bit depth to be smaller as the temperature is higher and to be smaller as the dark current is larger. Power consumption can be controlled more accurately than in the case of
 <4.応用例>
 本開示に係る技術は、いわゆる「物のインターネット」であるIoT(Internet of things)と呼ばれる技術へ応用可能である。IoTとは、「物」であるIoTデバイス9100が、他のIoTデバイス9003、インターネット、クラウド9005などに接続され、情報交換することにより相互に制御する仕組みである。IoTは、農業、家、自動車、製造、流通、エネルギー、など様々な産業に利用できる。
<4. Application example>
The technology according to the present disclosure can be applied to a technology called IoT (Internet of things), which is a so-called “internet of things”. The IoT is a mechanism in which an IoT device 9100 that is an "object" is connected to another IoT device 9003, the Internet, a cloud 9005, etc., and mutually controlled by exchanging information. IoT can be used in various industries such as agriculture, home, automobile, manufacturing, distribution, energy and so on.
 図19は、本開示に係る技術が適用され得るIoTシステム9000の概略的な構成の一例を示す図である。 FIG. 19 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an IoT system 9000 to which the technology according to the present disclosure can be applied.
 IoTデバイス9001には、温度センサー、湿度センサー、照度センサー、加速度センサー、距離センサー、画像センサー、ガスセンサー、人感センサーなどの各種センサーなどが含まれる。また、IoTデバイス9001には、スマートフォン、携帯電話、ウェアラブル端末、ゲーム機器などの端末を含めてもよい。IoTデバイス9001は、AC電源、DC電源、電池、非接触給電、いわゆるエナジーハーベストなどにより給電される。IoTデバイス9001は、有線、無線、近接無線通信などにより通信することができる。通信方式は3G/LTE(登録商標)、Wi-Fi(登録商標)、IEEE802.15.4、Bluetooth(登録商標)、Zigbee(登録商標)、Z-Waveなどが好適に用いられる。IoTデバイス9001は、これらの通信手段の複数を切り替えて通信してもよい。 The IoT device 9001 includes various sensors such as a temperature sensor, a humidity sensor, an illuminance sensor, an acceleration sensor, a distance sensor, an image sensor, a gas sensor, and a human sensor. In addition, the IoT device 9001 may include terminals such as a smartphone, a mobile phone, a wearable terminal, and a game device. The IoT device 9001 is powered by an AC power source, a DC power source, a battery, non-contact power feeding, so-called energy harvesting or the like. The IoT device 9001 can communicate by wired, wireless, proximity wireless communication, or the like. As a communication method, 3G / LTE (registered trademark), Wi-Fi (registered trademark), IEEE 802.15.4, Bluetooth (registered trademark), Zigbee (registered trademark), Z-Wave, and the like are preferably used. The IoT device 9001 may switch and communicate a plurality of these communication means.
 IoTデバイス9001は、1対1、星状、ツリー状、メッシュ状のネットワークを形成してもよい。IoTデバイス9001は、直接に、またはゲートウエイ9002を通して、外部のクラウド9005に接続してもよい。IoTデバイス9001には、IPv4、IPv6、6LoWPANなどによって、アドレスが付与される。IoTデバイス9001から収集されたデータは、他のIoTデバイス9003、サーバ9004、クラウド9005などに送信される。IoTデバイス9001からデータを送信するタイミングや頻度は好適に調整され、データを圧縮して送信してもよい。このようなデータはそのまま利用してもよく、統計解析、機械学習、データマイニング、クラスタ分析、判別分析、組み合わせ分析、時系列分析など様々な手段でデータをコンピュータ9008で分析してもよい。このようなデータを利用することにより、コントロール、警告、監視、可視化、自動化、最適化、など様々なサービスを提供することができる。 The IoT device 9001 may form a one-to-one, star-like, tree-like, mesh-like network. The IoT device 9001 may connect to the external cloud 9005 directly or through the gateway 9002. The IoT device 9001 is assigned an address by IPv4, IPv6, 6LoWPAN or the like. Data collected from the IoT device 9001 is transmitted to other IoT devices 9003, servers 9004, cloud 9005 and the like. The timing and frequency of transmitting data from the IoT device 9001 may be suitably adjusted, and the data may be compressed and transmitted. Such data may be used as it is, or the data may be analyzed by the computer 9008 by various means such as statistical analysis, machine learning, data mining, cluster analysis, discriminant analysis, combination analysis, time series analysis and the like. Such data can be used to provide various services such as control, warning, monitoring, visualization, automation, and optimization.
 本開示に係る技術は、家に関するデバイス、サービスにも応用可能である。家におけるIoTデバイス9001には、洗濯機、乾燥機、ドライヤ、電子レンジ、食洗機、冷蔵庫、オーブン、炊飯器、調理器具、ガス器具、火災報知器、サーモスタット、エアコン、テレビ、レコーダ、オーディオ、照明機器、温水器、給湯器、掃除機、扇風機、空気清浄器、セキュリティカメラ、錠、扉・シャッター開閉装置、スプリンクラー、トイレ、温度計、体重計、血圧計などが含まれる。さらにIoTデバイス9001には、太陽電池、燃料電池、蓄電池、ガスメータ、電力メータ、分電盤を含んでもよい。 The technology according to the present disclosure is also applicable to devices and services related to a home. IoT devices 9001 at home include washing machines, dryers, dryers, microwave ovens, dishwashers, refrigerators, ovens, rice cookers, cookware, gas appliances, fire alarms, thermostats, air conditioners, televisions, recorders, audio, Lighting equipment, water heaters, water heaters, vacuum cleaners, fans, air purifiers, security cameras, locks, doors and shutters, sprinklers, toilets, thermometers, weight scales, blood pressure monitors, etc. are included. Furthermore, the IoT device 9001 may include a solar cell, a fuel cell, a storage battery, a gas meter, a power meter, and a distribution board.
 家におけるIoTデバイス9001の通信方式は、低消費電力タイプの通信方式が望ましい。また、IoTデバイス9001は屋内ではWi-Fi、屋外では3G/LTE(登録商標)により通信するようにしてもよい。クラウド9005上にIoTデバイス制御用の外部サーバ9006を設置し、IoTデバイス9001を制御してもよい。IoTデバイス9001は、家庭機器の状況、温度、湿度、電力使用量、家屋内外の人・動物の存否などのデータを送信する。家庭機器から送信されたデータは、クラウド9005を通じて、外部サーバ9006に蓄積される。このようなデータに基づき、新たなサービスが提供される。このようなIoTデバイス9001は、音声認識技術を利用することにより、音声によりコントロールすることができる。 The communication method of the IoT device 9001 at home is preferably a low power consumption type communication method. Further, the IoT device 9001 may communicate by Wi-Fi indoors and 3G / LTE (registered trademark) outdoors. An external server 9006 for IoT device control may be installed on the cloud 9005 to control the IoT device 9001. The IoT device 9001 transmits data such as the status of home devices, temperature, humidity, power consumption, and the presence or absence of people and animals inside and outside the house. Data transmitted from the home device is accumulated in the external server 9006 through the cloud 9005. Based on such data, new services are provided. Such an IoT device 9001 can be controlled by voice by using voice recognition technology.
 また各種家庭機器からテレビに情報を直接送付することにより、各種家庭機器の状態を可視化することができる。さらには、各種センサーが居住者の有無を判断し、データを空調機、照明などに送付することで、それらの電源をオン・オフすることができる。さらには、各種家庭機器に供えられたディスプレイにインターネットを通じて広告を表示することができる。 Also, by directly sending information from various home devices to the television, the status of various home devices can be visualized. Furthermore, various sensors can determine the presence or absence of a resident and send data to an air conditioner, lighting, etc. to turn on / off those power supplies. Furthermore, an advertisement can be displayed on the display provided to various home devices through the Internet.
 以上、本開示に係る技術が適用され得るIoTシステム9000の一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、IoTデバイス9001に好適に適用され得る。具体的には、IoTデバイス9001に、図2に例示した固体撮像素子200を設けることにより、温度変化によるIoTデバイス9001の消費電力の変動を抑制することができる。 Heretofore, an example of the IoT system 9000 to which the technology according to the present disclosure can be applied has been described. The technology according to the present disclosure can be suitably applied to the IoT device 9001 among the configurations described above. Specifically, by providing the solid-state imaging device 200 illustrated in FIG. 2 in the IoT device 9001, fluctuations in power consumption of the IoT device 9001 due to temperature changes can be suppressed.
 なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。 Note that the above-described embodiment shows an example for embodying the present technology, and the matters in the embodiment and the invention-specifying matters in the claims have correspondence relationships. Similarly, the invention specific matter in the claims and the matter in the embodiment of the present technology with the same name as this have a correspondence relation, respectively. However, the present technology is not limited to the embodiments, and can be embodied by variously modifying the embodiments without departing from the scope of the present technology.
 また、上述の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、CD(Compact Disc)、MD(MiniDisc)、DVD(Digital Versatile Disc)、メモリカード、ブルーレイディスク(Blu-ray(登録商標)Disc)等を用いることができる。 Further, the processing procedure described in the above embodiment may be regarded as a method having a series of these procedures, and a program for causing a computer to execute the series of procedures or a recording medium storing the program. You may catch it. As this recording medium, for example, a CD (Compact Disc), an MD (Mini Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), a memory card, a Blu-ray disc (Blu-ray (registered trademark) Disc) or the like can be used.
 なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。 In addition, the effect described in this specification is an illustration to the last, is not limited, and may have other effects.
 なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
(1)それぞれがアナログ信号を出力する複数の画素が配列された画素アレイ部と、
 前記アナログ信号ごとに前記アナログ信号からデジタル信号を生成して出力するデジタル信号生成部と、
 前記デジタル信号生成部を制御して温度が高いほど少ないビット数の前記デジタル信号を生成させる制御部と
を具備する固体撮像素子。
(2)前記画素アレイ部は、前記温度を測定する温度測定部をさらに備える
前記(1)記載の固体撮像素子。
(3)前記デジタル信号生成部は、
 スロープを持つランプ信号を生成するランプ信号生成部と、
 前記ランプ信号と前記アナログ信号とを比較して比較結果を出力する比較器と、
 前記比較結果が所定の初期値から変化するまでの期間に亘って計数値を計数して前記デジタル信号として出力するアナログデジタル変換器と
を備え、
 前記制御部は、前記ランプ信号生成部を制御して前記温度が高いほど急な前記スロープを持つ前記ランプ信号を生成させる
前記(1)または(2)に記載の固体撮像素子。
(4)前記デジタル信号生成部は、
 前記アナログ信号を前記デジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、
 前記デジタル信号のビット数を削減して出力する削減部と
を備え、
 前記制御部は、前記削減部を制御して前記温度が高いほど多くのビット数を削減させる
前記(1)または(2)に記載の固体撮像素子。
(5)前記デジタル信号生成部は、前記デジタル信号を所定数の伝送路を介して出力し、
 前記制御部は、前記デジタル信号生成部を制御して前記温度が高いほど少ない個数の前記伝送路を介して前記デジタル信号を出力させる
前記(1)から(3)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(6)前記制御部は、前記温度と所定の閾値とを比較して当該比較結果に基づいて前記デジタル信号生成部を制御する
前記(1)から(4)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(7)前記制御部は、前記温度と複数の閾値とを比較して当該比較結果に基づいて前記デジタル信号生成部を制御する
前記(1)から(4)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(8)前記制御部は、前記温度が高いほど少なく、かつ、暗電流が多いほど少ないビット数の前記デジタル信号を出力させる
前記(1)から(7)のいずれかに記載の固体撮像素子。
(9)それぞれがアナログ信号を出力する複数の画素が配列された画素アレイ部と、
 前記アナログ信号ごとに前記アナログ信号からデジタル信号を生成して出力するデジタル信号生成部と、
 前記デジタル信号生成部を制御して温度が高いほど少ないビット数の前記デジタル信号を生成させる制御部と、
 前記デジタル信号を処理する信号処理部と
を具備する撮像装置。
(10)それぞれがアナログ信号を出力する複数の画素が配列された画素アレイ部からの前記アナログ信号ごとに前記アナログ信号からデジタル信号を生成して出力するデジタル信号生成手順と、
 前記デジタル信号生成部を制御して温度が高いほど少ないビット数の前記デジタル信号を生成させる制御手順と
を具備する固体撮像素子の制御方法。
The present technology can also be configured as follows.
(1) a pixel array unit in which a plurality of pixels each of which outputs an analog signal are arranged;
A digital signal generation unit that generates and outputs a digital signal from the analog signal for each of the analog signals;
A control unit configured to control the digital signal generation unit to generate the digital signal of a smaller number of bits as the temperature is higher.
(2) The solid-state imaging device according to (1), wherein the pixel array unit further includes a temperature measurement unit that measures the temperature.
(3) The digital signal generation unit
A ramp signal generator for generating a ramp signal having a slope;
A comparator that compares the ramp signal and the analog signal and outputs a comparison result;
And an analog-to-digital converter that counts a count value and outputs it as the digital signal over a period until the comparison result changes from a predetermined initial value.
The solid-state imaging device according to (1) or (2), wherein the control unit controls the ramp signal generation unit to generate the ramp signal having the steeper slope as the temperature is higher.
(4) The digital signal generation unit
An analog-to-digital converter that converts the analog signal to the digital signal;
And a reduction unit that reduces the number of bits of the digital signal and outputs the reduced signal.
The solid-state imaging device according to (1) or (2), wherein the control unit controls the reduction unit to reduce the number of bits as the temperature increases.
(5) The digital signal generation unit outputs the digital signal through a predetermined number of transmission paths.
The solid-state imaging according to any one of (1) to (3), wherein the control unit controls the digital signal generation unit to output the digital signal through the smaller number of transmission paths as the temperature is higher. element.
(6) The solid-state imaging device according to any one of (1) to (4), wherein the control unit compares the temperature with a predetermined threshold and controls the digital signal generation unit based on the comparison result. .
(7) The solid-state imaging device according to any one of (1) to (4), wherein the control unit compares the temperature with a plurality of threshold values and controls the digital signal generation unit based on the comparison result. .
(8) The solid-state imaging device according to any one of (1) to (7), wherein the control unit outputs the digital signal with a smaller number of bits as the temperature increases and as the dark current increases.
(9) A pixel array unit in which a plurality of pixels, each of which outputs an analog signal, are arranged;
A digital signal generation unit that generates and outputs a digital signal from the analog signal for each of the analog signals;
A control unit that controls the digital signal generation unit to generate the digital signal with a smaller number of bits as the temperature is higher;
And a signal processing unit configured to process the digital signal.
(10) A digital signal generation procedure for generating and outputting a digital signal from the analog signal for each of the analog signals from a pixel array unit in which a plurality of pixels each outputting an analog signal are arranged;
A control method of a solid-state imaging device, comprising: a control procedure of controlling the digital signal generation unit to generate the digital signal of a smaller number of bits as the temperature is higher.
 100 撮像装置
 110 受信部
 111 レシーバ
 112 シリアルパラレル変換部
 120 画像信号処理部
 130 記録部
 200 固体撮像素子
 210 走査回路
 220 画素アレイ部
 221 遮光画素
 222 有効画素
 223 温度測定部
 230 TG
 240 カラム信号処理部
 251 DAC
 252 カラムADC
 253 ADC
 254 比較器
 255 カウンタ
 260 送信部
 261 パラレルシリアル変換部
 262 送信器
 263 ドライバ
 264 ビット深度削減部
 270 制御部
 271 クランプ回路
 272、273、274 ビット深度制御部
 280 PLL
 9001 IoTデバイス
Reference Signs List 100 image pickup apparatus 110 reception unit 111 receiver 112 serial-parallel conversion unit 120 image signal processing unit 130 recording unit 200 solid-state imaging device 210 scanning circuit 220 pixel array unit 221 light-shielded pixel 222 effective pixel 223 temperature measurement unit 230 TG
240 column signal processing unit 251 DAC
252 column ADC
253 ADC
254 comparator 255 counter 260 transmission unit 261 parallel-serial conversion unit 262 transmitter 263 driver 264 bit depth reduction unit 270 control unit 271 clamp circuit 272, 273, 274 bit depth control unit 280 PLL
9001 IoT Device

Claims (10)

  1.  それぞれがアナログ信号を出力する複数の画素が配列された画素アレイ部と、
     前記アナログ信号ごとに前記アナログ信号からデジタル信号を生成して出力するデジタル信号生成部と、
     前記デジタル信号生成部を制御して温度が高いほど少ないビット数の前記デジタル信号を生成させる制御部と
    を具備する固体撮像素子。
    A pixel array unit in which a plurality of pixels, each of which outputs an analog signal, are arranged;
    A digital signal generation unit that generates and outputs a digital signal from the analog signal for each of the analog signals;
    A control unit configured to control the digital signal generation unit to generate the digital signal of a smaller number of bits as the temperature is higher.
  2.  前記画素アレイ部は、前記温度を測定する温度測定部をさらに備える
    請求項1記載の固体撮像素子。
    The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the pixel array unit further comprises a temperature measurement unit that measures the temperature.
  3.  前記デジタル信号生成部は、
     スロープを持つランプ信号を生成するランプ信号生成部と、
     前記ランプ信号と前記アナログ信号とを比較して比較結果を出力する比較器と、
     前記比較結果が所定の初期値から変化するまでの期間に亘って計数値を計数して前記デジタル信号として出力するアナログデジタル変換器と
    を備え、
     前記制御部は、前記ランプ信号生成部を制御して前記温度が高いほど急な前記スロープを持つ前記ランプ信号を生成させる
    請求項1記載の固体撮像素子。
    The digital signal generation unit
    A ramp signal generator for generating a ramp signal having a slope;
    A comparator that compares the ramp signal and the analog signal and outputs a comparison result;
    And an analog-to-digital converter that counts a count value and outputs it as the digital signal over a period until the comparison result changes from a predetermined initial value.
    The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the control unit controls the lamp signal generation unit to generate the lamp signal having the steeper slope as the temperature is higher.
  4.  前記デジタル信号生成部は、
     前記アナログ信号を前記デジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、
     前記デジタル信号のビット数を削減して出力する削減部と
    を備え、
     前記制御部は、前記削減部を制御して前記温度が高いほど多くのビット数を削減させる
    請求項1記載の固体撮像素子。
    The digital signal generation unit
    An analog-to-digital converter that converts the analog signal to the digital signal;
    And a reduction unit that reduces the number of bits of the digital signal and outputs the reduced signal.
    The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the control unit controls the reduction unit to reduce the number of bits as the temperature increases.
  5.  前記デジタル信号生成部は、前記デジタル信号を所定数の伝送路を介して出力し、
     前記制御部は、前記デジタル信号生成部を制御して前記温度が高いほど少ない個数の前記伝送路を介して前記デジタル信号を出力させる
    請求項1記載の固体撮像素子。
    The digital signal generation unit outputs the digital signal through a predetermined number of transmission paths.
    The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the control unit controls the digital signal generation unit to output the digital signal through the smaller number of transmission paths as the temperature is higher.
  6.  前記制御部は、前記温度と所定の閾値とを比較して当該比較結果に基づいて前記デジタル信号生成部を制御する
    請求項1記載の固体撮像素子。
    The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the control unit compares the temperature with a predetermined threshold and controls the digital signal generation unit based on the comparison result.
  7.  前記制御部は、前記温度と複数の閾値とを比較して当該比較結果に基づいて前記デジタル信号生成部を制御する
    請求項1記載の固体撮像素子。
    The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the control unit compares the temperature with a plurality of threshold values and controls the digital signal generation unit based on the comparison result.
  8.  前記制御部は、前記温度が高いほど少なく、かつ、暗電流が多いほど少ないビット数の前記デジタル信号を出力させる
    請求項1記載の固体撮像素子。
    The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the control unit outputs the digital signal with a smaller number of bits as the temperature is higher and as the dark current is higher.
  9.  それぞれがアナログ信号を出力する複数の画素が配列された画素アレイ部と、
     前記アナログ信号ごとに前記アナログ信号からデジタル信号を生成して出力するデジタル信号生成部と、
     前記デジタル信号生成部を制御して温度が高いほど少ないビット数の前記デジタル信号を生成させる制御部と、
     前記デジタル信号を処理する信号処理部と
    を具備する撮像装置。
    A pixel array unit in which a plurality of pixels, each of which outputs an analog signal, are arranged;
    A digital signal generation unit that generates and outputs a digital signal from the analog signal for each of the analog signals;
    A control unit that controls the digital signal generation unit to generate the digital signal with a smaller number of bits as the temperature is higher;
    And a signal processing unit configured to process the digital signal.
  10.  それぞれがアナログ信号を出力する複数の画素が配列された画素アレイ部からの前記アナログ信号ごとに前記アナログ信号からデジタル信号を生成して出力するデジタル信号生成手順と、
     前記デジタル信号生成部を制御して温度が高いほど少ないビット数の前記デジタル信号を生成させる制御手順と
    を具備する固体撮像素子の制御方法。
    A digital signal generation procedure for generating and outputting a digital signal from the analog signal for each of the analog signals from a pixel array unit in which a plurality of pixels each outputting an analog signal are arranged;
    A control method of a solid-state imaging device, comprising: a control procedure of controlling the digital signal generation unit to generate the digital signal of a smaller number of bits as the temperature is higher.
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