[發(fā)明專利]圖像傳感器和攝像設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210227117.4
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN102857706A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大串直人
• 申請（專利權(quán)）人: 佳能株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H04N5/335
• 分類號(hào): H04N5/335;H04N5/341;H04N5/378
• 代理公司: 北京魏啟學(xué)律師事務(wù)所 11398
• 代理人: 魏啟學(xué)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有像素信號(hào)相加功能的圖像傳感器和攝像設(shè)備。

背景技術(shù)

近年來，隨著圖像傳感器中的像素的微小化，每個(gè)像素的光接收面積變得更小，并且可接收光量減小。為此，從一個(gè)像素輸出的像素值的S/N比趨于降低。已經(jīng)開發(fā)了各種技術(shù)，從而即使在圖像傳感器具有更微小像素的情況下，也通過形成用于將像素的像素值相加的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)高的S/N比。

例如，日本特開2010-245951公開了一種針對各列將作為模擬信號(hào)的像素信號(hào)相加并適當(dāng)切換晶體管，從而對來自多個(gè)像素的電荷進(jìn)行平均的方法。另一方面，日本特開2005-278135公開了一種使得針對各列所設(shè)置的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換)單元通過數(shù)字運(yùn)算處理將數(shù)字信號(hào)相加的方法。

然而，在上述日本特開2010-245951所公開的現(xiàn)有技術(shù)中，針對連接至平均單元的各列進(jìn)行水平相加。因此，由于電路結(jié)構(gòu)而不能針對各任意列進(jìn)行相加。在日本特開2005-278135所公開的現(xiàn)有技術(shù)中，在A/D轉(zhuǎn)換單元的數(shù)字運(yùn)算處理期間進(jìn)行數(shù)字相加。為此，與不進(jìn)行相加的結(jié)構(gòu)相比，針對各像素進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換處理使得轉(zhuǎn)換周期不期望地變長。另外，由于在像素信號(hào)的數(shù)字轉(zhuǎn)換處理之后進(jìn)行垂直相加(行方向相加)，因而需要線存儲(chǔ)器，從而導(dǎo)致了較大的電路規(guī)模。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供可以在抑制電路規(guī)模的情況下、針對各任意像素進(jìn)行相加處理并且縮短數(shù)字轉(zhuǎn)換處理時(shí)間段的圖像傳感器和攝像設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種圖像傳感器，包括：像素部，各自包括將入射光轉(zhuǎn)換成電荷的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，所述像素部與在行方向和列方向上二維配置的用于生成與所述電荷相對應(yīng)的模擬信號(hào)的單位像素相對應(yīng)；列信號(hào)線，用于在所述列方向上輸出所述像素部中所生成的模擬信號(hào)；第一加法單元，用于在所述列方向上將輸出至所述列信號(hào)線的多個(gè)行的模擬信號(hào)相加；A/D轉(zhuǎn)換器，用于針對各列將由列放大器放大后的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；行信號(hào)線，用于在所述行方向上輸出由所述A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)；第二加法單元，用于在所述行方向上將輸出至所述行信號(hào)線的多個(gè)列的數(shù)字信號(hào)相加；以及第一掃描單元，用于將任意行的像素部中所生成的模擬信號(hào)讀取至所述列信號(hào)線。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種攝像設(shè)備，包括：圖像傳感器，包括：像素部，各自包括將入射光轉(zhuǎn)換成電荷的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，所述像素部與在行方向和列方向上二維配置的用于生成與所述電荷相對應(yīng)的模擬信號(hào)的單位像素相對應(yīng)；列信號(hào)線，用于在所述列方向上輸出所述像素部中所生成的模擬信號(hào)；第一加法單元，用于在所述列方向上將輸出至所述列信號(hào)線的多個(gè)行的模擬信號(hào)相加；A/D轉(zhuǎn)換器，用于針對各列將由列放大器放大后的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；行信號(hào)線，用于在所述行方向上輸出由所述A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)；第二加法單元，用于在所述行方向上將輸出至所述行信號(hào)線的多個(gè)列的數(shù)字信號(hào)相加；以及第一掃描單元，用于將任意行的像素部中所生成的模擬信號(hào)讀取至所述列信號(hào)線；驅(qū)動(dòng)單元，用于驅(qū)動(dòng)所述圖像傳感器；信號(hào)處理單元，用于對所述圖像傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行預(yù)定信號(hào)處理；以及控制單元，用于控制所述驅(qū)動(dòng)單元和所述信號(hào)處理單元，其中，所述控制單元以相加驅(qū)動(dòng)和非相加驅(qū)動(dòng)之一控制所述驅(qū)動(dòng)單元，在所述相加驅(qū)動(dòng)中進(jìn)行利用所述第一加法單元和所述第二加法單元的相加，在所述非相加驅(qū)動(dòng)中不進(jìn)行利用所述第一加法單元和所述第二加法單元的相加。

通過以下參考附圖對典型實(shí)施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的攝像設(shè)備的框圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像傳感器的框圖；

圖3是像素部101的電路圖；

圖4是列放大器的內(nèi)部電路圖；

圖5是CDS電路的框圖；以及

圖6是示出像素相加定時(shí)的時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。該攝像設(shè)備通過具有運(yùn)動(dòng)圖像功能的電子靜態(tài)照相機(jī)或攝像機(jī)等實(shí)現(xiàn)，并且包括具有龐大數(shù)量的像素的圖像傳感器、能夠顯示圖像傳感器所獲得的圖像的圖像顯示單元、和能夠記錄圖像的圖像記錄單元。

參考圖1，本實(shí)施例的攝像設(shè)備包括光學(xué)系統(tǒng)1、圖像傳感器2、驅(qū)動(dòng)電路單元3、預(yù)處理單元4、信號(hào)處理單元5、用于存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器單元6、圖像顯示單元7、圖像記錄單元8、操作單元9和同步控制單元10。