JP6595827B2 - Imaging apparatus, imaging method, and control circuit - Google Patents
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Description
本発明は、電源周波数が50Hz圏において、強度変化が100Hzとなる照明下において、フレーム周波数が120Hzの撮像を行う際に生じるフリッカを低減した斜め正方格子状の画素を有するCMOS型の撮像素子を用いた、撮像装置、撮像方法および画像フレーム読出し制御回路に関するものである。 The present invention provides a CMOS type image pickup element having diagonal square lattice-like pixels in which flicker generated when imaging with a frame frequency of 120 Hz is reduced under illumination with an intensity change of 100 Hz in a power supply frequency range of 50 Hz. The present invention relates to an imaging apparatus, an imaging method, and an image frame readout control circuit used.
電源周波数50Hz圏においては、蛍光灯などの照明機器は、整流後の脈動周波数である100Hzに応じた照明強度変化を示す。このような照明強度下において、撮像装置の撮像フレーム周波数が60Hzの撮像を行うと、照明強度変化の周波数が撮像フレーム周波数の整数倍になっていないので、フリッカが生じる。 In a power supply frequency range of 50 Hz, a lighting device such as a fluorescent lamp shows a change in illumination intensity according to 100 Hz which is a pulsation frequency after rectification. Under such illumination intensity, when imaging with an imaging frame frequency of 60 Hz is performed, flicker occurs because the frequency of illumination intensity change is not an integral multiple of the imaging frame frequency.
そこで、このようなフリッカ対策として、電子シャッター期間を(1/100)秒(=
10ミリ秒)に設定すること等が行われている(特許文献1〜3を参照)。これは、照明強度変化の位相と電子シャッターの位相がどのようにずれていても、10ミリ秒の間に入射される光量が一定に保たれるので、フリッカが生じないという知見に基づく。
Therefore, as a countermeasure against such flicker, the electronic shutter period is set to (1/100) second (=
10 milliseconds) (see Patent Documents 1 to 3). This is based on the knowledge that no matter how the phase of the illumination intensity change and the phase of the electronic shutter are deviated, the amount of light incident during 10 milliseconds is kept constant, so that no flicker occurs.
ところで、近年、スーパーハイビジョンシステムに搭載することを目的としてCMOS型撮像素子が発表されており(非特許文献1)、この文献では、斜め正方格子状に配列された画素が用いられている。
また、近年、スーパーハイビジョンの開発が活発化してきており、上記フリッカに対する対策構築が急務であることから、上記斜め正方格子状の画素を有するCMOS型撮像素子についても上述した手法を用いることができれば、既存の技術の利用が図れて効率的である。
By the way, in recent years, a CMOS type image pickup device has been announced for the purpose of mounting in a super high-definition system (Non-Patent Document 1), and in this document, pixels arranged in an oblique square lattice shape are used.
In recent years, the development of Super Hi-Vision has been activated, and the construction of countermeasures against the flicker is urgently needed. Therefore, if the above-described method can be used for the CMOS image sensor having the diagonal square-shaped pixels. The existing technology can be used efficiently.
しかしながら、照明強度変化が100Hzの照明下において、スーパーハイビジョンの規格とされている120Hzの撮像フレーム周波数により撮像を行った場合には、20Hzのフリッカが生じてしまう。この場合、撮像フレーム間隔が(1/120)秒=8.3
33ミリ秒であるため、電子シャッター期間を10ミリ秒に設定すると、撮像フレーム間隔に対する電子シャッター期間が1より大きい6/5に設定されることになるので撮像の実行自体が困難となってしまう。
However, when imaging is performed with an imaging frame frequency of 120 Hz, which is a standard of Super Hi-Vision, under illumination with an illumination intensity change of 100 Hz, flicker of 20 Hz occurs. In this case, the imaging frame interval is (1/120) seconds = 8.3.
Since it is 33 milliseconds, when the electronic shutter period is set to 10 milliseconds, the electronic shutter period with respect to the imaging frame interval is set to 6/5, which is larger than 1, so that the execution of imaging itself becomes difficult. .
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、、画素が斜め正方格子状に配列された場合であっても、照明強度変化が100Hzの場合において、120Hzの撮像フレーム周波数で撮像を行ったときに生じるフリッカを低減することが可能な撮像装置、撮像方法
および画像フレーム読出し制御回路を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and imaging was performed at an imaging frame frequency of 120 Hz when the illumination intensity change was 100 Hz even when the pixels were arranged in an oblique square lattice pattern. An object of the present invention is to provide an image pickup apparatus, an image pickup method, and an image frame readout control circuit capable of reducing flicker that sometimes occurs.
本発明の撮像装置は、
斜め正方格子状に配置される複数の画素に対応して形成された、入射光に応じて電荷が発生する光電変換部と、
該光電変換部に対して、Y行のアドレスを選択して駆動する行選択回路部、およびX列ごとに信号を読み出す列並列読出し回路部を含む画像フレーム読出し制御部とを有するCMOS型の撮像装置であって、
前記複数の画素は、X方向に7680画素でY方向に4320画素、またはX方向に3840画素でY方向に2160画素のいずれかとして出力されるように構成され、
前記画像フレーム読出し制御部は、非プログレッシブ方式を用い、分割画像フレーム間隔を8.333ミリ秒または8.342ミリ秒のいずれかに設定するとともに、前記光電変換部における各画素の1電荷蓄積時間を10ミリ秒に設定することを特徴とするものである。
The imaging apparatus of the present invention
A photoelectric conversion unit that is formed corresponding to a plurality of pixels arranged in an oblique square lattice and generates a charge according to incident light;
A CMOS type image pickup having a row selection circuit unit that selects and drives an address of a Y row for the photoelectric conversion unit, and an image frame read control unit that includes a column parallel read circuit unit that reads a signal for each X column. A device,
The plurality of pixels are configured to be output as either 7680 pixels in the X direction and 4320 pixels in the Y direction, or 3840 pixels in the X direction and 2160 pixels in the Y direction,
The image frame reading control unit uses a non-progressive method, sets a divided image frame interval to either 8.333 milliseconds or 8.342 milliseconds, and stores one charge accumulation time of each pixel in the photoelectric conversion unit. Is set to 10 milliseconds.
ここで、上記および下記「前記複数の画素は、X方向に7680画素でY方向に4320画素、またはX方向に3840画素でY方向に2160画素のいずれかとして出力されるように構成され」とは、「前記複数の画素は、X方向に7680画素でY方向に4320画素、およびX方向に3840画素でY方向に2160画素のいずれかに物理的に設定される」場合、さらに、「前記複数の画素は、信号処理部の信号処理によりX方向に7680画素でY方向に4320画素、またはX方向に3840画素でY方向に2160画素のいずれかに画素数が拡張される」場合の両方を含むものとする。 Here, “the plurality of pixels are configured to be output as either 7680 pixels in the X direction and 4320 pixels in the Y direction, or 3840 pixels in the X direction and 2160 pixels in the Y direction” above and below. "The plurality of pixels are physically set to any one of 7680 pixels in the X direction, 4320 pixels in the Y direction, and 3840 pixels in the X direction and 2160 pixels in the Y direction". The number of pixels of the plurality of pixels is expanded to 7680 pixels in the X direction and 4320 pixels in the Y direction, or 3840 pixels in the X direction and 2160 pixels in the Y direction by the signal processing of the signal processing unit. Shall be included.
なお、後者については、具体的にはソフトウェア等を用いて画素補間処理を行ってX方向、Y方向に、上記各々の画素数に拡張されて出力される場合が含まれる(例えば、非特許文献1を参照)。 In addition, the latter includes a case where the pixel interpolation processing is performed using software or the like and is expanded to the respective numbers of pixels in the X and Y directions (for example, non-patent literature) 1).
また、ここで、上記「斜め正方格子状」とは、撮像素子の素子面上で交差する正方形状画素配列の2軸の各々が、X方向およびY方向から共に45度傾いた状態となるように、これら正方形状画素が両方向に配列された状態をいう。なお、下述する構成において「斜め正方格子状」というときも同様とする。 Further, here, the “diagonal square lattice shape” means that each of the two axes of the square pixel array intersecting on the element surface of the image sensor is inclined by 45 degrees from both the X direction and the Y direction. The square pixels are arranged in both directions. The same applies to the case of “diagonal square lattice” in the configuration described below.
また、上記「非プログレッシブ方式」とは、撮像素子の1方向から順番に走査される方式であるプログレッシブ方式とは異なる、いわゆる飛越し走査方式を指称するものであり、インターレース方式のみならず、複数の画素ごとに複数の画素を飛び越して走査を行う方式など、その走査が飛越し走査であるような場合における走査方式も含まれるものとする。 The “non-progressive method” refers to a so-called interlaced scanning method, which is different from a progressive method that is a method in which scanning is sequentially performed from one direction of the image sensor. A scanning method in which the scanning is interlaced scanning, such as a method of performing scanning by skipping a plurality of pixels for each pixel, is also included.
また、一般的には、上記「画像フレーム」に、飛越し走査により形成されたライン群、例えば奇数行のみによるフレーム(奇数フレーム:概念的にはNTSCによる第1フィールドに対応)あるいは偶数行のみによるフレーム(偶数フレーム:概念的にはNTSCによる第2フィールドに対応)も含まれ、奇数フレーム同士あるいは偶数フレーム同士のみならず、奇数フレームと偶数フレームの間隔も画像フレーム間隔と称されることが多い。しかしながら、本願明細書においてそのようにすると、発明の本質的部分において紛らわしくなる可能性があるので、奇数フレーム同士、あるいは偶数フレーム同士の間隔は画像フレーム間隔と称するが、奇数フレームと偶数フレームの間隔は、便宜的に、分割画像フレーム間隔と称することとする。 Also, generally, in the “image frame”, a group of lines formed by interlaced scanning, for example, a frame consisting of only odd rows (odd frame: conceptually corresponding to the first field by NTSC) or even rows only. Frames (even frames: conceptually corresponding to the second field by NTSC), and not only between odd frames or even frames but also between odd frames and even frames may be referred to as image frame intervals. Many. However, if this is done in the present specification, it may be confused in the essential part of the invention, so the interval between odd frames or even frames is called an image frame interval, but the interval between odd frames and even frames. Is referred to as a divided image frame interval for convenience.
また、前記画像フレーム読出し制御部は、画像フレーム間隔に対する各画素の1電荷蓄
積時間が6/10となるように制御するように構成されていることが好ましい。
また、前記非プログレッシブ方式がインターレース方式であることが好ましい。
The image frame readout control unit is preferably configured to control so that one charge accumulation time of each pixel with respect to the image frame interval is 6/10.
The non-progressive method is preferably an interlace method.
前記光電変換部が、斜め正方格子状に配列された複数画素において画素共有されるように構成されてなることが好ましい。 It is preferable that the photoelectric conversion unit is configured to share a pixel in a plurality of pixels arranged in an oblique square lattice pattern.
また、本発明の撮像方法は、
斜め正方格子状に配置された複数の画素に対応して設けられた画素回路について、該複数の画素に各々入射する光に応じた電荷が発生するように光電変換を行なわせ、
前記斜め正方格子状に配置された複数の画素に対して、Y行のアドレスおよびX列のアドレスを指定することにより、画像フレーム読出しを所定の順序で行うCMOS型の撮像装置による撮像方法であって、
前記複数の画素は、X方向に7680画素でY方向に4320画素、またはX方向に3840画素でY方向に2160画素のいずれかとして出力されるように構成され、
画像フレーム読出しは、非プログレッシブ方式を用い、分割画像フレーム間隔を8.333ミリ秒または8.342ミリ秒のいずれかに設定するとともに、前記光電変換を行う光電変換部における各画素の1電荷蓄積時間を10ミリ秒に設定することを特徴とするものである。
Moreover, the imaging method of the present invention includes:
For a pixel circuit provided corresponding to a plurality of pixels arranged in an oblique square lattice, photoelectric conversion is performed so that charges corresponding to light incident on the plurality of pixels are generated,
This is an imaging method using a CMOS type imaging device that reads out image frames in a predetermined order by designating a Y row address and an X column address for a plurality of pixels arranged in a diagonal square lattice. And
The plurality of pixels are configured to be output as either 7680 pixels in the X direction and 4320 pixels in the Y direction, or 3840 pixels in the X direction and 2160 pixels in the Y direction,
Image frame reading uses a non-progressive method, sets a divided image frame interval to either 8.333 milliseconds or 8.342 milliseconds, and stores one charge of each pixel in the photoelectric conversion unit that performs the photoelectric conversion. The time is set to 10 milliseconds.
また、本発明の画像フレーム読出し制御回路は、
斜め正方格子状に配置される複数の画素に対応して形成された、入射光に応じて電荷が発生する光電変換部に対して画像フレーム読出し制御信号を送出する回路であって、Y行のアドレスを選択して当該Y行に含まれる画素を駆動する行選択回路部およびX列のアドレスを選択して当該X列に含まれる画素からの信号を読み出す列並列読出し回路部を含む画像フレーム読出し制御部を備えた、CMOS型の撮像装置における画像フレーム読出し制御回路において、
前記複数の画素は、X方向に7680画素でY方向に4320画素、またはX方向に3840画素でY方向に2160画素のいずれかとして出力されるように構成され、
前記画像フレーム読出し制御部による画像フレームの読出しは、非プログレッシブ方式を用い、分割画像フレーム間隔を8.333ミリ秒または8.342ミリ秒のいずれかに設定するとともに、前記光電変換部における各画素の蓄積時間を10ミリ秒に設定し得るように、前記複数の画素に対応する、少なくとも蓄積開始指示信号および蓄積終了指示信号を、前記画像フレーム読出し制御部から前記光電変換部に向けて所定の順序で出力することを特徴とするものである。
The image frame readout control circuit of the present invention is
A circuit that transmits an image frame read control signal to a photoelectric conversion unit that is formed corresponding to a plurality of pixels arranged in an oblique square lattice and generates a charge in response to incident light. Image frame reading including a row selection circuit unit for selecting an address to drive a pixel included in the Y row and a column parallel reading circuit unit for selecting an address in the X column and reading a signal from the pixel included in the X column In the image frame readout control circuit in the CMOS type imaging device provided with the control unit,
The plurality of pixels are configured to be output as either 7680 pixels in the X direction and 4320 pixels in the Y direction, or 3840 pixels in the X direction and 2160 pixels in the Y direction,
The image frame readout by the image frame readout control unit uses a non-progressive method, sets the divided image frame interval to either 8.333 milliseconds or 8.342 milliseconds, and sets each pixel in the photoelectric conversion unit. At least a storage start instruction signal and a storage end instruction signal corresponding to the plurality of pixels are transmitted from the image frame read control unit to the photoelectric conversion unit. The output is in order.
本発明の撮像装置は、有効画素が、X方向とY方向に、7680画素と4320画素、または3840画素と2160画素、のいずれかとして出力されるように構成され、
インターレース方式等の、非プログレッシブ方式により駆動し、フレーム周波数120Hzとし、電子シャッター期間を10ミリ秒に設定することにより、奇数フレーム同士あるいは偶数フレーム同士の画像フレーム間隔を16.667ミリ秒、奇数フレームと偶数フレームの分割画像フレーム間隔を8.333ミリ秒で信号読出しを行うとともに、各画素の蓄積時間を10ミリ秒としている。
The imaging device of the present invention is configured such that effective pixels are output as either 7680 pixels and 4320 pixels or 3840 pixels and 2160 pixels in the X and Y directions,
Drive by non-progressive method such as interlace method, frame frequency is 120Hz, electronic shutter period is set to 10ms, image frame interval between odd frames or even frames is 16.667ms, odd frames The signal readout is performed with the interval between the divided image frames of the even frames being 8.333 milliseconds, and the accumulation time of each pixel is 10 milliseconds.
すなわち、照明強度変化が100Hzの照明下において、スーパーハイビジョンの規格とされている120Hzの撮像フレーム周波数により撮像を行った場合には、20Hzのフリッカが生じてしまう。これを防止するために、電子シャッター速度を10ミリ秒に設定した場合、撮像フレーム間隔(分割画像フレーム間隔)が(1/120)秒=8.333ミリ秒であるため、撮像フレーム間隔(分割画像フレーム間隔)に対する電子シャッター期間が1より大きい6/5に設定されることになるので撮像を行なうことが困難となってしまう。 That is, when imaging is performed with an imaging frame frequency of 120 Hz, which is a standard of Super Hi-Vision, under illumination with an illumination intensity change of 100 Hz, flicker of 20 Hz occurs. To prevent this, when the electronic shutter speed is set to 10 milliseconds, the imaging frame interval (divided image frame interval) is (1/120) seconds = 8.333 milliseconds. Since the electronic shutter period with respect to (image frame interval) is set to 6/5, which is larger than 1, it becomes difficult to perform imaging.
しかし、本発明においては、電子シャッター速度を10ミリ秒とし、撮像フレーム間隔を(1/120)秒=8.333ミリ秒としたとしても、走査方式として、インターレー
ス方式などの非プログレッシブ方式を採用しているので、撮像フレーム間隔(画像フレーム間隔(分割画像フレーム間隔の倍の間隔:奇数フレーム同士あるいは偶数フレーム同士の間隔))に対する電子シャッター期間を1より小さい値(インターレース方式の場合は6/10)に設定することができるので、画素が斜め正方格子状に配列された場合であっても、電源周波数50Hz圏の100Hzの照明強度変化下において120Hzの撮像を行う際に生じるフリッカの発生を阻止することができる。
However, in the present invention, even if the electronic shutter speed is 10 milliseconds and the imaging frame interval is (1/120) seconds = 8.333 milliseconds, a non-progressive method such as an interlace method is employed as the scanning method. Therefore, the electronic shutter period with respect to the imaging frame interval (image frame interval (interval of divided image frame interval: interval between odd frames or even frames)) is set to a value smaller than 1 (6 / in the case of the interlace method). 10), even if the pixels are arranged in an oblique square lattice, the occurrence of flicker that occurs when imaging at 120 Hz is performed under a change in illumination intensity of 100 Hz with a power supply frequency of 50 Hz. Can be blocked.
以下、本発明の実施形態について、上記図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
まず、第1の実施形態に係るCMOS型撮像装置に用いられる、1画素あたり4トランジスタ使用の画素回路の等価回路図を、図1を用いて説明する。なお、この等価回路図に示す画素回路100は、CMOS型撮像装置の画素アレイの各画素(または各画素群)に対応して設けられる(1対1の対応に限定されない)。
<First Embodiment>
First, an equivalent circuit diagram of a pixel circuit using four transistors per pixel used in the CMOS type imaging device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. Note that the pixel circuit 100 shown in this equivalent circuit diagram is provided corresponding to each pixel (or each pixel group) of the pixel array of the CMOS imaging device (not limited to one-to-one correspondence).
図1に示すように、この画素回路100は、4つのフォトダイオード(PD)111A
〜D、4つの電荷転送トランジスタ(TX)112A〜D、浮遊拡散容量(FD)113、
リセットトランジスタ(RST)114、ソースフォロアアンプ(増幅トランジスタ:SF)115、選択トランジスタ(SEL)116、画素電源部(VDD)117、および画素出力部(OUT)118から構成される。
As shown in FIG. 1, the pixel circuit 100 includes four photodiodes (PD) 111A.
To D, four charge transfer transistors (TX) 112A to D, a floating diffusion capacitor (FD) 113,
It comprises a reset transistor (RST) 114, a source follower amplifier (amplification transistor: SF) 115, a selection transistor (SEL) 116, a pixel power supply unit (VDD) 117, and a pixel output unit (OUT) 118.
また、この画素回路100は、X方向(行方向)およびY方向(列方向)から45度傾いた斜め正方格子状に多数個配列されて画素アレイ201を構成している。
図2に示すように、画素アレイは、Y方向走査部202、X方向走査部203、タイミングジェネレータ204および出力回路205とともに撮像装置(イメージセンサ)200を構成している。なお、撮像装置200のうち、Y方向走査部202、X方向走査部203、タイミングジェネレータ204および出力回路205は、本発明に係る画像フレーム読出し制御回路を構成する。
The pixel circuit 100 includes a pixel array 201 that is arranged in a large number of diagonal square lattices inclined by 45 degrees from the X direction (row direction) and the Y direction (column direction).
As shown in FIG. 2, the pixel array constitutes an imaging device (image sensor) 200 together with a Y direction scanning unit 202, an X direction scanning unit 203, a timing generator 204, and an output circuit 205. In the imaging apparatus 200, the Y-direction scanning unit 202, the X-direction scanning unit 203, the timing generator 204, and the output circuit 205 constitute an image frame readout control circuit according to the present invention.
各画素回路100において、PD111A〜Dは、入射光の強度に応じた量の負電荷を蓄積する。このPD111A〜Dのアノードは接地され、カソードはTX112A〜Dを介してSF115のゲートに接続される。TX112A〜Dのゲートは、Y方向走査部202からの信号線LTに接続され、転送信号が入力される。 In each pixel circuit 100, the PDs 111A to 111D accumulate negative charges in an amount corresponding to the intensity of incident light. The anodes of the PDs 111A to 111D are grounded, and the cathodes are connected to the gate of the SF 115 via the TXs 112A to 112D. The gate of TX112A~D is connected to the signal line L T from Y direction scanning unit 202, the transfer signal.
SF115およびSEL116は、VDD117と出力部118との間に直列接続される。SEL116のゲートは、Y方向走査部202からの信号線LSに接続され、選択信号が入力される。RST114は、VDD117とSF115のゲートとの間に接続される。RST114のゲートは、Y方向走査部202からの信号線LRに接続され、リセット信号を入力される。
また、FD113は、SF115のゲートに接続される。
SF 115 and SEL 116 are connected in series between VDD 117 and output unit 118. The gate of SEL116 is connected to the signal line L S from the Y-direction scanning unit 202, a selection signal is input. The RST 114 is connected between the VDD 117 and the gate of the SF 115. The gate of the RST114 is connected to the signal line L R from the Y direction scanning unit 202, is inputted to the reset signal.
The FD 113 is connected to the gate of the SF 115.
PD111A〜Dをリセットするためには、SEL116がオフ状態でTX112A〜DとRST114をオン状態とする。これにより、PD111A〜Dに蓄積されていた負電荷がTX112A〜DとRST114を介して、VDD117に放出され、リセット動作が終了する。 In order to reset the PDs 111A-D, the TXs 112A-D and the RST 114 are turned on while the SEL 116 is off. As a result, the negative charges accumulated in the PDs 111A to 111D are released to the VDD 117 via the TXs 112A to D and the RST 114, and the reset operation is completed.
PD111A〜Dのリセット動作終了時から入射光による電荷の蓄積が開始する。すなわち、転送信号およびリセット信号が「L」状態となり、TX112A〜DとRST114がオフ状態となると、入射光の強度に応じた量の電荷がPD111A〜Dに蓄えられ、電荷蓄積時間が開始する。 Charge accumulation due to incident light starts from the end of the reset operation of the PDs 111A to 111D. That is, when the transfer signal and the reset signal are in the “L” state and the TXs 112A to D and the RST 114 are turned off, an amount of charge corresponding to the intensity of the incident light is accumulated in the PDs 111A to D, and the charge accumulation time starts.
一方、蓄積時間の終了は以下のように行われる。すなわち、まず、選択信号を「H」レベルにしてSEL116をオン状態とし、リセット信号を所定時間だけ「H」レベルにしてRST114をオン状態とすることでFD113をリセットする。次いで、転送信号を所定時間だけ「H」レベル状態にしてTX112A〜Dをオン状態とすることで、PD111A〜Dの蓄積電荷がFD113に移動され、TX112A〜Dがオフとなった時点でPD111A〜Dの蓄積時間が終了する。 On the other hand, the accumulation time is terminated as follows. That is, first, the FD 113 is reset by setting the selection signal to the “H” level to turn on the SEL 116 and setting the reset signal to the “H” level for a predetermined time to turn on the RST 114. Next, by setting the transfer signal to the “H” level state for a predetermined time to turn on the TXs 112A to D, the accumulated charges in the PDs 111A to 111D are transferred to the FD 113, and when the TXs 112A to D are turned off, the PDs 111A to The D accumulation time ends.
また、図2に示すタイミングジェネレータ204は、Y方向走査部202に行選択アドレス信号および駆動制御信号を送出するとともに、X方向走査部203に列選択アドレス信号および読出し制御信号を送出する。Y方向走査部202は、Y方向走査回路および電圧レベルシフト回路の機能を有しており、入力された行選択アドレス信号および駆動制御信号に応じて、画素アレイ201の所定の複数行を順次選択し、選択した行の信号線LT,LR,LSを介して、その行の各画素回路100に転送信号、リセット信号および選択信号を送出する。 2 sends a row selection address signal and a drive control signal to the Y-direction scanning unit 202, and sends a column selection address signal and a read control signal to the X-direction scanning unit 203. The Y-direction scanning unit 202 has a function of a Y-direction scanning circuit and a voltage level shift circuit, and sequentially selects a predetermined plurality of rows of the pixel array 201 in accordance with the input row selection address signal and drive control signal. Then, a transfer signal, a reset signal, and a selection signal are sent to each pixel circuit 100 of the row through the signal lines L T , L R , and L S of the selected row.
また、X方向走査部203は、X方向走査回路およびカラム回路の機能を有しており、Y方向走査部202によって選択された所定の行の複数の画素回路100から複数のY方向信号線LVに出力された電流を複数の所定の信号に変換する。
さらに、出力回路205は、X方向走査部203で生成された複数の画素信号を外部に出力する。
The X direction scanning unit 203 has functions of an X direction scanning circuit and a column circuit, and a plurality of Y direction signal lines L from a plurality of pixel circuits 100 in a predetermined row selected by the Y direction scanning unit 202. The current output to V is converted into a plurality of predetermined signals.
Further, the output circuit 205 outputs a plurality of pixel signals generated by the X-direction scanning unit 203 to the outside.
また、図3は、第1の実施形態に係る画素配置および画素グループの配置関係を示すものである。すなわち、第1の実施形態においては、各TXトランジスタ112A〜Dに対応する4つの画素が画素共有されるようになっており、これらのTXトランジスタ112A
〜Dに対応した4つの画素(1.1、1.2、1.3、1.4(画素グループ1))ある
いは(2.1、2.2、2.3、2.4(画素グループ2))は、クランク状に配列されている。
FIG. 3 shows a pixel arrangement and a pixel group arrangement relationship according to the first embodiment. That is, in the first embodiment, four pixels corresponding to each of the TX transistors 112A to 112D are pixel-shared, and these TX transistors 112A.
~ D corresponding to four pixels (1.1, 1.2, 1.3, 1.4 (pixel group 1)) or (2.1, 2.2, 2.3, 2.4 (pixel group) 2)) are arranged in a crank shape.
なお、図3に示す斜め正方形状の各画素は、左上方から右下方への画素配列軸である第1の軸と、右上方から左下方への画素配列軸である第2の軸が、互いに直交するように、かつこれら2つの軸が、X軸(図3中の横方向に延びる軸)およびY軸(図3中の縦方向に延びる軸)と45°の角度をなすように、配列される。
このような第1の実施形態に係る画素配置によれば、高速で移動する移動体を撮像したような場合に、画像エッジ部分にギザギザの少ない画像を読み取ることができる。
Note that each pixel in the diagonal square shape shown in FIG. 3 has a first axis that is a pixel arrangement axis from the upper left to the lower right, and a second axis that is a pixel arrangement axis from the upper right to the lower left. So that these two axes are at right angles to each other and form an angle of 45 ° with the X axis (axis extending in the horizontal direction in FIG. 3) and the Y axis (axis extending in the vertical direction in FIG. 3). Arranged.
According to such a pixel arrangement according to the first embodiment, when a moving body that moves at high speed is imaged, it is possible to read an image with less jagged edges in the image edge portion.
図4は、図1に示す画素回路100を用いて、信号読出しを行った場合における、各トランジスタの入力信号を表すタイムチャートである。なお、本実施形態(および以下の第2の実施形態)においては、画像フレームレートが120Hzで、インターレース走査等非プログレッシブ走査を採用している。 FIG. 4 is a time chart showing an input signal of each transistor when signal readout is performed using the pixel circuit 100 shown in FIG. In the present embodiment (and the second embodiment below), the image frame rate is 120 Hz, and non-progressive scanning such as interlace scanning is employed.
図4において、各グラフは、SEL116、RST114、TX112の信号波形を示すものであり、SEL、RSTおよびTXの後段に記されたかっこの中の数字は図3中での対応画素を示している。なお、各対応画素の蓄積時間を黒帯で示す。また、第1の実施形態において、nは4320/4=1080に設定されている。 In FIG. 4, each graph shows the signal waveforms of SEL 116, RST 114, and TX 112, and the numbers in parentheses after the SEL, RST, and TX indicate the corresponding pixels in FIG. The accumulation time of each corresponding pixel is indicated by a black belt. In the first embodiment, n is set to 4320/4 = 1080.
この画素回路100では、まず、第(1.1)番目の画素について、PD111Aをリ
セットするために、SEL116がオフ状態(SEL(1.x)が「L」レベル)でRST114とTX112Aを同時にオン状態(RST(1.x)とTX(1.1)が「H」
レベル)とした後、同時にオフ状態(RST(1.x)とTX(1.1)が「L」レベル)とする(図4の矢印Aを参照)。これにより、PD111AとFD113の信号電荷が
TX112AとRST114を介してVDD117に放出されることになり、PD111Aのリセット処理が終了する。この直後から、PD111Aの蓄積時間が開始される。
In this pixel circuit 100, first, in order to reset the PD 111A for the (1.1) th pixel, the SEL 116 is turned off (SEL (1.x) is at “L” level), and the RST 114 and the TX 112A are simultaneously turned on. State (RST (1.x) and TX (1.1) are “H”
At the same time, the state is turned off (RST (1.x) and TX (1.1) are at “L” level) (see arrow A in FIG. 4). As a result, the signal charges of the PD 111A and the FD 113 are discharged to the VDD 117 via the TX 112A and the RST 114, and the reset process of the PD 111A is completed. Immediately after this, the accumulation time of the PD 111A is started.
また、蓄積時間が開始されたのち、SEL116がオン状態(SEL(1.x)が「H」レベル)となる(図4中の矢印Bを参照)ことで、当該画素が選択され、その際に、RST114がオン状態(RST(1.x)が「H」レベル)となることでFD113がリセットされ、RST114がオフ状態(RST(1.x)が「L」レベル)の時、FD113の電荷が放出された状態の値(リセット電位)が読みだされる。 In addition, after the accumulation time is started, the SEL 116 is turned on (SEL (1.x) is at “H” level) (see arrow B in FIG. 4), so that the pixel is selected. Further, when the RST 114 is turned on (RST (1.x) is “H” level), the FD 113 is reset, and when the RST 114 is turned off (RST (1.x) is “L” level), A value (reset potential) in a state where electric charges are released is read out.
次に蓄積時間においてRST114がオフ状態(RST(1.1)が「L」レベル)となった後にTX112Aがオン状態(TX(1.1)が「H」レベル)になると、PD1
11Aに畜積されていた信号電荷がFD113に移動し、さらにTX112Aがオフ状態(TX(1.1)が「L」レベル)になると、このときの電位が読みだされる(図4のSEL(1.x)、RST(1.x)、TX(1.1)、蓄積時間(1.1)のタイムチャー
ト:矢印Cを参照)。このときPD111Aの蓄積時間が終了する。このように、当該画
素が選択されてから、RST114がオフ状態となったのちにTX112Aがオフ状態と
なるまでの時間が各画素の1蓄積時間となる。なお、この蓄積時間は、例えば(1/10
0)秒(=10ミリ秒)に設定される。
Next, when TX 112A is turned on (TX (1.1) is “H” level) after RST 114 is turned off (RST (1.1) is “L” level) during the accumulation time, PD1
When the signal charge stored in 11A moves to FD 113 and TX 112A is turned off (TX (1.1) is at “L” level), the potential at this time is read (SEL in FIG. 4). (1.x), RST (1.x), TX (1.1), accumulation time (1.1) time chart: see arrow C). At this time, the accumulation time of the PD 111A ends. In this way, the time from when the pixel is selected until the TX 112A is turned off after the RST 114 is turned off is one accumulation time of each pixel. The accumulation time is, for example, (1/10
0) seconds (= 10 milliseconds).
この後、第(1.1)番目の他の奇数行目(1.3)番目、(2.1)番目、(2.3)番目・・(n.1)番目、(n.3)番目の画素についても順次、同様にして行われる。 After this, the (1.1) th odd-numbered row (1.3) th, (2.1) th, (2.3) th, (n.1) th, (n.3) The same operation is sequentially performed for the second pixel.
一方、第(1.2)番目についても第(1.1)番目の上記処理と同様の信号読出し処理が行われ(図4のSEL(1.x)、RST(1.x)、TX(1.2)および蓄積時間(1.2)のタイムチャートを参照)、第(1.2)番目全体の信号読出しが終了する。この後、(1.4)番目、(2.2)番目、(2.4)番目、・・(n.2)番目、(n.4)番目等の他の偶数行の信号読出し処理についても順次、同様にして行われる。 On the other hand, for the (1.2) th signal, the same signal reading process as the (1.1) th process is performed (SEL (1.x), RST (1.x), TX ( 1.2) and the accumulation time (1.2) time chart), the (1.2) th overall signal reading is completed. Thereafter, the signal reading processing of other even-numbered rows such as (1.4) th, (2.2) th, (2.4) th,... (N.2) th, (n.4) th, etc. Are sequentially performed in the same manner.
すなわち、本実施形態における撮像装置においては、インターレース走査により読出し操作を行っており、まず、(1.1)番目、(1.3)番目、・・(n.1)番目、(n.3)番目を順次選択して信号を読み出して全奇数行の信号を読み出し、奇数行に記録された画像信号を出力する。続いて、(1.2)番目、(1.4)番目、・・(n.2)番目、(n.4)番目を順次選択して全偶数行の信号を読み出し、偶数行に記録された画像信号を出力する。 That is, in the imaging apparatus according to the present embodiment, the reading operation is performed by interlace scanning. First, the (1.1) th, (1.3) th,... (N.1) th, (n.3) ) Are sequentially selected to read out signals, read out signals in all odd rows, and output image signals recorded in the odd rows. Subsequently, the (1.2) th, (1.4) th,... (N.2) th, (n.4) th are sequentially selected to read the signals of all even rows, and are recorded in the even rows. Output the image signal.
なお、奇数行からなるフレーム(奇数フレーム)と偶数行からなるフレーム(偶数フレーム)の時間間隔(分割画像フレーム間隔)は(1/120)秒=8.333ミリ秒に設
定される。また、奇数行からなるフレーム(奇数フレーム)同士、および偶数行からなるフレーム(偶数フレーム)同士の時間間隔(画像フレーム間隔)は(1/60)秒=16
.667ミリ秒に設定される。
Note that the time interval (divided image frame interval) between frames composed of odd rows (odd frames) and frames composed of even rows (even frames) is set to (1/120) seconds = 8.333 milliseconds. The time interval (image frame interval) between frames composed of odd rows (odd frames) and frames composed of even rows (even frames) is (1/60) seconds = 16.
. Set to 667 milliseconds.
また、第(1.1)番目と第(1.2)番目の分割画像フレーム間隔は上述したように8.333ミリ秒となり、一方が電荷を蓄積しているときに他方が信号を読み出すように構成されている。このことは、第(1.3)番目と第(1.4)番目の関係や第(n.1)番目と第(n.2)番目の関係も同様である。また、奇数行目と、それに続く偶数行目の蓄積時間同士が一部重複するように設定しているのは、各蓄積時間を10ミリ秒に設定しながら、奇数フレーム同士あるいは偶数フレーム同士の間隔(画像フレーム間隔)を16.667ミリ秒(60Hz)に設定するためである。 Further, the interval between the (1.1) th and (1.2) th divided image frames is 8.333 milliseconds as described above, and when one is accumulating charges, the other reads out a signal. It is configured. The same applies to the (1.3) th and (1.4) th relationships and the (n.1) th and (n.2) th relationships. In addition, the accumulation time of the odd-numbered row and the subsequent even-numbered row is set to partially overlap each other, while setting each accumulation time to 10 milliseconds, This is because the interval (image frame interval) is set to 16.667 milliseconds (60 Hz).
以下、上述した第1の実施形態における切替タイミングについて図7を用いて説明する。
上述したように、本実施形態においては、画素アレイ201の画素読出し走査をインターレース方式を用いて行っている。すなわち、図5に示すように画素アレイ201の全行について、奇数行(図5では実線で表される)のみの画素読出しを行う操作と、偶数行(図5では破線で表される)のみの画素読出しを行う操作を交互に行うものである。このインターレース方式は、NTSC方式等において使用されているもので、飛越し走査等とも称される。
Hereinafter, the switching timing in the first embodiment will be described with reference to FIG.
As described above, in this embodiment, pixel readout scanning of the pixel array 201 is performed using the interlace method. That is, as shown in FIG. 5, for all the rows of the pixel array 201, only an odd-numbered row (represented by a solid line in FIG. 5) pixel readout operation and an even-numbered row (represented by a broken line in FIG. 5) The operations for performing the pixel readout are alternately performed. This interlace method is used in the NTSC method and is also called interlaced scanning.
第1の実施形態によれば、図6および図7に示すように、照明機器等が100Hz(電源周波数が50Hz圏)の照明強度下において、インターレース方式を採用することにより、イメージセンサ(撮像装置)200の画素(フォトダイオード)の1電荷蓄積時間を10ミリ秒に設定するとともに、撮像フレーム周波数を120Hzとしてスーパーハイビジョンに適合させつつ、フリッカの発生を阻止するようにしている。 According to the first embodiment, as shown in FIG. 6 and FIG. 7, an image sensor (imaging device) can be obtained by adopting an interlace method when an illumination device or the like adopts an illumination intensity of 100 Hz (power frequency is within 50 Hz). ) One pixel charge accumulation time of 200 pixels (photodiodes) is set to 10 milliseconds, and the imaging frame frequency is set to 120 Hz to prevent the occurrence of flicker while conforming to Super Hi-Vision.
すなわち、フリッカの発生を阻止するために、電子シャッター速度を10ミリ秒に設定した場合には、撮像フレーム間隔(分割画像フレーム間隔)が(1/120)秒=8.333ミリ秒であるため、撮像フレーム間隔に対する電子シャッター期間が1より大きい6/5に設定されることになる。 That is, when the electronic shutter speed is set to 10 milliseconds in order to prevent the occurrence of flicker, the imaging frame interval (division image frame interval) is (1/120) seconds = 8.333 milliseconds. The electronic shutter period with respect to the imaging frame interval is set to 6/5, which is larger than 1.
そこで、本実施形態においては、電子シャッター速度を10ミリ秒とし、分割画像フレーム間隔を(1/120)秒=8.333ミリ秒としたとしても、インターレース方式を
採用しているので、画像フレーム間隔(奇数フレーム同士あるいは偶数フレーム同士)に対する電子シャッター期間を1より小さい値(本実施形態ではインターレース方式を採用しているので6/10)に設定することができるので、電源周波数50Hz圏の100Hzの照明強度変化下において120Hzの撮像を行うにあたり、生じるフリッカの発生を阻止することができる。
Therefore, in this embodiment, even if the electronic shutter speed is 10 milliseconds and the divided image frame interval is (1/120) seconds = 8.333 milliseconds, the interlace method is adopted, Since the electronic shutter period for the interval (odd frames or even frames) can be set to a value smaller than 1 (6/10 because the interlace method is adopted in this embodiment), the power supply frequency is 50 Hz and 100 Hz. It is possible to prevent the occurrence of flicker when imaging at 120 Hz under a change in illumination intensity.
<第2の実施形態>
なお、第2の実施形態においては、第1の実施形態と重複する部分も多いことから、そのような部分については適宜、簡単に説明する。特に、図1に示す回路構成、図2に基づく装置構成および図5〜7による基本原理は略同様であるので、その詳細な説明は省略する。
<Second Embodiment>
In the second embodiment, since there are many portions that overlap with the first embodiment, such portions will be briefly described as appropriate. In particular, the circuit configuration shown in FIG. 1, the device configuration based on FIG. 2, and the basic principles shown in FIGS.
第2の実施形態においては、図8に示すように、各TXトランジスタ112A〜D(図1を参照)に対応する4つの画素は画素共有されるようになっており、これら4つの画素(1.1、1.2、1.3、1.4(画素グループ1))、(2.1、2.2、2.3、2.4(画素グループ2))、(3.1、3.2、3.3、3.4(画素グループ3))および(4.1、4.2、4.3、4.4(画素グループ4))が、各々斜め正方形状ブロックを構築するように配列されている。
このような第2の実施形態に係る画素配置によれば、画素グループ毎にまとまった斜め正方形状ブロックとされているので、画素配列のレイアウト設計が極めて容易となる。
In the second embodiment, as shown in FIG. 8, four pixels corresponding to each of the TX transistors 112A to 112D (see FIG. 1) are shared, and these four pixels (1 .1, 1.2, 1.3, 1.4 (pixel group 1)), (2.1, 2.2, 2.3, 2.4 (pixel group 2)), (3.1, 3 .2, 3.3, 3.4 (pixel group 3)) and (4.1, 4.2, 4.3, 4.4 (pixel group 4)) each construct a diagonal square block. Is arranged.
According to the pixel arrangement according to the second embodiment as described above, the layout design of the pixel array becomes extremely easy because the block is a diagonal square block grouped for each pixel group.
また、図9は、図1に示す画素回路と図8に示す画素配置を用いて信号読出しを行った場合における、各トランジスタの入力信号を表すタイムチャートである。各グラフにおいてかっこ内の数字は、第何番目の配置の画素であるかを示すものである。例えば、SEL(1.x、2.x)、RST(1.x、2.x)と記載されているのは、(1.x)番目と(2.x)番目の4画素が画素共有されていることを示す。TX(1.1、2.1)として表されるTXは、(1.1)番目と(2.1)番目の画素配置であることを示す。蓄積時間(1.1、2.1)は、(1.1)番目と(2.1)番目のPD111Aの蓄積時
間を示す。なお、各行の蓄積時間を黒帯で示す。
FIG. 9 is a time chart showing the input signal of each transistor when signal readout is performed using the pixel circuit shown in FIG. 1 and the pixel arrangement shown in FIG. In each graph, the number in parentheses indicates the number of pixels in the arrangement. For example, SEL (1.x, 2.x) and RST (1.x, 2.x) are described as the (1.x) th and (2.x) th four pixels share pixels Indicates that TX represented as TX (1.1, 2.1) indicates the (1.1) th and (2.1) th pixel arrangement. The accumulation time (1.1, 2.1) indicates the accumulation time of the (1.1) th and (2.1) th PD 111A. The accumulation time for each row is indicated by a black belt.
また、第2の実施形態において、nは4320/2に設定されている。 In the second embodiment, n is set to 4320/2.
この画素配置では、(1.x)番目と(2.x)番目に同じ駆動波形を与え、(3.x)番目と(4.x)番目に同じ駆動波形を与え、(n−1.x)番目と(n.x)番目に同じ駆動波形を与える。読み出しはX軸方向に列並列で、(1.x)番目、(3.x)番目・・(n−1.x)番目に同じ出力配線をつなぎ、(2.x)番目、(4.x)番目・・(n.x)番目に同じ出力配線をつなぐ。これにより、(1.x)番目と(2.x)番目、(3.x)番目と(4.x)番目、(n−1.x)番目と(n.x)番目を同時に、そして、(1.x)番目、(3.x)番目・・(n−1.x)番目の順に、また(2.x)番目、(4.x)番目・・(n.x)番目の順に読み出す。なお、X軸方向に並んでいる列並列の読み出しは、隣り合う列同士で列並列読み出し回路が逆方向に配置されていてもよい。 In this pixel arrangement, the same drive waveform is given to the (1.x) th and (2.x) th, the same drive waveform is given to the (3.x) th and (4.x) th, and (n-1. The same drive waveform is given to the (x) th and (nx) th. Reading is performed in parallel in the X-axis direction, and the same output wiring is connected to the (1.x) th, (3.x) th, (n−1.x) th, (2.x) th, (4. x) Connect the same output wiring to the (n.x) th. Thus, (1.x) th and (2.x) th, (3.x) th and (4.x) th, (n−1.x) th and (nx) th are simultaneously performed, and , (1.x) th, (3.x) th, (n−1.x) th, (2.x) th, (4.x) th, (nx) th Read sequentially. In the column-parallel reading lined up in the X-axis direction, column-parallel reading circuits may be arranged in opposite directions between adjacent columns.
この図9を第1の実施形態の入力信号のタイムチャートを示す図4と比較して説明する。これら2つの実施形態においては、いずれも4画素共有とされているが、図8と図3に示すように画素配列の点で異なっている。
すなわち、第1の実施形態のものでは、共有される4画素が、図3に示すようにクランク状に配列されているのに対し、第2実施形態のものでは、共有される4画素が、図8に示すように斜め正方形状ブロックを構成するように配列されている。
これにより、第2実施形態では、SEL(1.x、2.x)、RST(1.x、2.x)、TX(1.1、2.1)に示すように、駆動波形を与える画素の位置が、第1の実施形態と比較して異なることになる。
9 will be described in comparison with FIG. 4 showing a time chart of the input signal of the first embodiment. In both these two embodiments, four pixels are shared, but differ in the pixel arrangement as shown in FIGS.
That is, in the first embodiment, the four shared pixels are arranged in a crank shape as shown in FIG. 3, whereas in the second embodiment, the four shared pixels are As shown in FIG. 8, they are arranged so as to form diagonal square blocks.
Thus, in the second embodiment, a drive waveform is given as shown in SEL (1.x, 2.x), RST (1.x, 2.x), TX (1.1, 2.1). The position of the pixel is different from that in the first embodiment.
上述したように、第2の実施形態における撮像装置においては、まず、(1.1)(2.1)番目、(1.3)(2.3)番目、・・、(n−1.1)(n.1)番目、(n−1.3)(n.3)番目を順次選択して信号を読み出して全奇数行の信号を読み出し、奇数行に記録された画像信号を出力する。続いて、(1.2)(2.2)番目、(1.4)(2.4)番目、・・、(n−1.2)(n.2)番目、(n−1.4)(n.4)番目を順次選択して全偶数行の信号を読み出し、偶数行に記録された画像信号を出力する。なお、奇数行からなるフレーム(奇数フレーム)と偶数行からなるフレーム(偶数フレーム)の時間間隔(分割画像フレーム間隔)は(1/120)秒=8.333ミリ秒に設定さ
れる。
As described above, in the imaging apparatus according to the second embodiment, first, (1.1) (2.1) th, (1.3) (2.3) th,. 1) (n.1) th, (n-1.3) (n.3) th are sequentially selected to read out signals, read out signals in all odd rows, and output image signals recorded in odd rows. . Subsequently, (1.2) (2.2) th, (1.4) (2.4) th,..., (N-1.2) (n.2) th, (n-1.4) ) The (n.4) th is sequentially selected to read all even rows of signals and output the image signals recorded in the even rows. Note that the time interval (divided image frame interval) between frames composed of odd rows (odd frames) and frames composed of even rows (even frames) is set to (1/120) seconds = 8.333 milliseconds.
これにより、第2の実施形態においては、電源周波数50Hz圏の100Hzの照明強度変化下において120Hzの撮像を行うにあたり、生じるフリッカの発生を阻止することができる。 Thereby, in the second embodiment, it is possible to prevent the occurrence of flicker when imaging at 120 Hz under a change in illumination intensity of 100 Hz in the power supply frequency range of 50 Hz.
<第3の実施形態>
なお、本実施形態および以下に示す第4の実施形態においては、第1の実施形態と重複する部分も多いことから、そのような部分については適宜、簡単に説明する。特に、図2に基づく装置構成および図5〜7による基本原理は略同様であるので、その詳細な説明は省略する。
<Third Embodiment>
Note that in this embodiment and the fourth embodiment described below, there are many portions that overlap with the first embodiment, and therefore, such portions will be briefly described as appropriate. In particular, the apparatus configuration based on FIG. 2 and the basic principle according to FIGS.
第3の実施形態に係る撮像装置における画素回路の主要構成を、1画素あたり4トランジスタ使用の画素回路の等価回路図である図10を用いて説明する。 A main configuration of the pixel circuit in the imaging apparatus according to the third embodiment will be described with reference to FIG. 10 which is an equivalent circuit diagram of a pixel circuit using four transistors per pixel.
また、図10において、各トランジスタTX312、RST314、SEL316のゲート部に接続されるY方向走査部202(図2参照)からの信号線LT,LR,LSの機能については図1で説明した機能と同様であるので、図面中に対応する符号のみを付し詳細な説明は省略する(以下に説明する第4の実施形態についても同様にして説明を省略する)。 10, the functions of the signal lines L T , L R , and L S from the Y-direction scanning unit 202 (see FIG. 2) connected to the gates of the transistors TX312, RST314, and SEL316 will be described with reference to FIG. Since the functions are the same as those described above, only the corresponding reference numerals are given in the drawings, and a detailed description thereof is omitted (the fourth embodiment described below is also omitted in the same manner).
図10に示すように、この画素回路300は、フォトダイオード(PD)311、電荷転送トランジスタ(TX)312、浮遊拡散容量(FD)313、リセットトランジスタ(RST)314、ソースフォロアアンプ(SF)315、選択トランジスタ(SEL)316、画素電源部(VDD)317、および画素出力部(OUT)318から構成される。 As shown in FIG. 10, the pixel circuit 300 includes a photodiode (PD) 311, a charge transfer transistor (TX) 312, a floating diffusion capacitor (FD) 313, a reset transistor (RST) 314, and a source follower amplifier (SF) 315. , A selection transistor (SEL) 316, a pixel power supply unit (VDD) 317, and a pixel output unit (OUT) 318.
PD311とTX312は各々1つづつ設けられており、またFD313、RST314、SF315、SEL316、VDD317およびOUT318も各々が1つづつ設けられている。すなわち、1画素あたり4個のトランジスタで構成することとなり、上記第1、第2の実施形態のものよりも、1画素あたりのトランジスタ数が2.25個分多くなる。 One PD 311 and one TX 312 are provided, and one FD 313, RST 314, SF 315, SEL 316, VDD 317, and OUT 318 are also provided. That is, four transistors are formed per pixel, and the number of transistors per pixel is 2.25 more than that in the first and second embodiments.
また、図11は、第3の実施形態に係る画素配置を示すものである。すなわち、この第3の実施形態においては、TXトランジスタ312に対応する画素が駆動されるようになっており、これらのTXトランジスタ312に対応した画素1、2、…が、斜め正方格子状に配列されている。 FIG. 11 shows a pixel arrangement according to the third embodiment. That is, in the third embodiment, pixels corresponding to the TX transistors 312 are driven, and the pixels 1, 2,... Corresponding to the TX transistors 312 are arranged in an oblique square lattice shape. Has been.
なお、図11に示す斜め正方形状の各画素は、左上方から右下方への画素配列軸である第1の軸と、右上方から左下方への画素配列軸である第2の軸が、互いに直交するように、かつこれら2つの軸が、X軸(図11中の横方向に延びる軸(図示されていない))およびY軸(図11中の縦方向に延びる軸(図示されていない))と45°の角度をなすように、配列される。
このように構成された第3の実施形態によれば、撮像フレーム間隔に対する電子シャッター期間を1より小さい値に設定することができるので、電源周波数50Hz圏の100Hzの照明強度変化下において120Hzの撮像を行う際に生じるフリッカの発生を阻止することができる。
In addition, each diagonal square-shaped pixel shown in FIG. 11 has a first axis that is a pixel arrangement axis from the upper left to the lower right, and a second axis that is a pixel arrangement axis from the upper right to the lower left. These two axes are orthogonal to each other, and the X-axis (axis extending in the lateral direction (not shown) in FIG. 11) and the Y-axis (axis extending in the vertical direction in FIG. 11 (not shown) )) And an angle of 45 °.
According to the third embodiment configured as described above, since the electronic shutter period with respect to the imaging frame interval can be set to a value smaller than 1, imaging at 120 Hz under a change in illumination intensity of 100 Hz with a power frequency of 50 Hz. It is possible to prevent the occurrence of flicker that occurs when performing.
また、図12は、図10に示す画素回路300を用いて信号読出しを行った場合における、トランジスタの入力信号を表すタイムチャートである。各グラフにおいてかっこ内の数字は、第何番目の行数であるかを示すものであり、例えば、SEL(1)…SEL(n)、RST(1)…RST(n)と記載されているのは、1行目…n行目であることを示し、一方、TX(1)…TX(n)として表されるTX312は画素共有がなされていないで1行目…n行目であることを示し、さらに蓄積時間(1)〜蓄積時間(n)はPD311の1行目…n行目の蓄積時間を示す。 FIG. 12 is a time chart showing an input signal of a transistor when signal readout is performed using the pixel circuit 300 shown in FIG. In each graph, the numbers in parentheses indicate the number of rows, and are described as, for example, SEL (1) ... SEL (n), RST (1) ... RST (n). Indicates that it is the first row ... n-th row, while TX312 represented as TX (1) ... TX (n) is the first row-n-th row without pixel sharing. Further, accumulation time (1) to accumulation time (n) indicate the accumulation time of the first row to the n-th row of the PD 311.
なお、各行の蓄積時間を黒帯で示す。また、本実施形態において、nは4320(行)に設定されている。 The accumulation time for each row is indicated by a black belt. In this embodiment, n is set to 4320 (row).
この画素回路300では、まず、第1行(奇数行)目の画素について、PD311をリセットするために、SEL316がオフ状態(SEL(1)が「L」レベル)でRST314とTX312を同時にオン状態(RST(1)とTX(1)が「H」レベル)とした後、同時にオフ状態(RST(1)とTX(1)が「L」レベル)とする(図12の矢印Aを参照)。これにより、PD311とFD313の信号電荷がTX312とRST314を介してVDD317に放出されることになり、PD311のリセット処理が終了する。
この直後から、PD311の蓄積時間が開始される。
In this pixel circuit 300, first, in order to reset the PD 311 for the pixels in the first row (odd row), the SEL 316 is in an off state (SEL (1) is “L” level), and the RST 314 and the TX 312 are simultaneously in an on state. (RST (1) and TX (1) are at “H” level), and then simultaneously off (RST (1) and TX (1) are at “L” level) (see arrow A in FIG. 12). . As a result, the signal charges of the PD 311 and the FD 313 are released to the VDD 317 via the TX 312 and the RST 314, and the reset process of the PD 311 is completed.
Immediately after this, the accumulation time of the PD 311 starts.
また、蓄積時間が開始されたのち、SEL316がオン状態(SEL(1)が「H」レベル)となる(図12中の矢印Bを参照)ことで、当該画素が選択され、その際に、RST314がオン状態(RST(1)が「H」レベル)となることでFD313がリセットされ、FD313の電荷が所定量だけ放出された状態の値(リセット電位)が読みだされる。 In addition, after the accumulation time is started, the SEL 316 is turned on (SEL (1) is at “H” level) (see arrow B in FIG. 12), and the pixel is selected. When RST 314 is turned on (RST (1) is at “H” level), FD 313 is reset, and a value (reset potential) in a state where a predetermined amount of charge of FD 313 is released is read.
次に蓄積時間においてRST314がオフ状態(RST(1)が「L」レベル)となった後にTX312がオン状態(TX(1)が「H」レベル)となると、PD311に畜積されていた信号電荷がFD313に移動し、さらにTX312がオフ状態(TX(1)が「L」レベル)になると、このときの電位が読みだされる(図12のSEL(1)、RST(1)、TX(1)、蓄積時間(1)のタイムチャート:特に矢印Cを参照)。このときPD311の蓄積時間が終了する。このように、当該画素が選択されてから、RST314がオフ状態となったのちにTX312がオフ状態となるまでの時間が各画素の1蓄積時間となる。なお、この蓄積時間は、例えば(1/100)秒(=10ミリ秒)に設定さ
れる。
Next, when the TX 312 is turned on (TX (1) is “H” level) after the RST 314 is turned off (RST (1) is “L” level) during the accumulation time, the signal accumulated in the PD 311 is stored. When the charge moves to the FD 313 and the TX 312 is turned off (TX (1) is at “L” level), the potential at this time is read (SEL (1), RST (1), TX in FIG. 12). (1) Time chart of accumulation time (1): See particularly arrow C). At this time, the accumulation time of the PD 311 ends. Thus, the time from when the pixel is selected until the TX 312 is turned off after the RST 314 is turned off is one accumulation time of each pixel. This accumulation time is set to, for example, (1/100) second (= 10 milliseconds).
この後、第1行目の他の画素についても同様にして信号読出し処理が行われる。また、他の奇数行目(1行目、3行目、・・n−1行目)の画素についても順次、同様にして行われる。 Thereafter, the signal readout process is performed in the same manner for the other pixels in the first row. Further, the same processing is performed in the same manner for the pixels in other odd-numbered rows (first row, third row,..., N−1 row).
一方、第2行目についても第1行目の上記処理と同様の信号読出し処理が行われ(図12のSEL(2)、RST(2)、TX(2)および蓄積時間(2)のタイムチャートを参照)、第2行目全体の信号読出しが終了する。この後、4行目、・・n行目等の他の偶数行の信号読出し処理についても順次、同様にして行われる。 On the other hand, for the second row, the same signal read-out processing as the above-mentioned processing of the first row is performed (time of SEL (2), RST (2), TX (2) and accumulation time (2) in FIG. The signal reading of the entire second row is completed. Thereafter, the signal reading processing of other even lines such as the fourth line,... N line is sequentially performed in the same manner.
すなわち、本実施形態における撮像装置においては、インターレース走査により読出し操作を行っており、まず、1行目、3行目、・・n−1行目を順次選択して信号を読み出して全奇数行の信号を読み出し、奇数行に記録された画像信号を出力する。続いて、2行目、4行目、・・n行目を順次選択して全偶数行の信号を読み出し、偶数行に記録された画像信号を出力する。 That is, in the imaging apparatus according to the present embodiment, the reading operation is performed by interlaced scanning. First, the first row, the third row,. Are read out, and the image signal recorded in the odd-numbered rows is output. Subsequently, the second row, the fourth row,..., The n-th row are sequentially selected to read all even rows of signals, and the image signals recorded in the even rows are output.
<第4の実施形態>
第4の実施形態に係る撮像装置における画素回路の等価回路図を図13を用いて説明する。すなわち、この画素回路は、2画素共有タイプであって、1画素あたり2.5トランジスタ使用によるものである。なお、この等価回路図に示す画素回路は、列方向(左上から右下に向かう方向)に並列する2画素に対応して設けられる。列方向(右上から左下に向かう方向)に並列する2画素に対応して設けられていてもよい。
<Fourth Embodiment>
An equivalent circuit diagram of a pixel circuit in an imaging apparatus according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. That is, this pixel circuit is a two-pixel shared type and uses 2.5 transistors per pixel. Note that the pixel circuit shown in this equivalent circuit diagram is provided corresponding to two pixels arranged in parallel in the column direction (the direction from the upper left to the lower right). It may be provided corresponding to two pixels arranged in parallel in the column direction (direction from upper right to lower left).
また、図13において、各トランジスタTX412A,B、RST414、SEL416のゲート部に接続されるY方向走査部202からの信号線LT,LR,LSの機能については図1で説明した機能と同様であるので、図面中に対応する符号のみを付し詳細な説明は省略する(以下に説明する実施形態および変型例についても同様にして説明を省略する)。 In FIG. 13, the functions of the signal lines L T , L R , and L S from the Y-direction scanning unit 202 connected to the gates of the respective transistors TX412A, B, RST 414, and SEL 416 are the same as those described in FIG. Since these are the same, only the corresponding reference numerals are given in the drawings, and detailed description thereof is omitted (the same is true for the embodiments and modified examples described below).
上述したように、この画素回路400は、2画素共有タイプであって、2つのフォトダイオード(PD)411A,B、2つの電荷転送トランジスタ(TX)412A,B、浮遊拡散容量(FD)413、リセットトランジスタ(RST)414、ソースフォロアアンプ(SF)415、選択トランジスタ(SEL)416、画素電源部(VDD)417、および画素出力部(OUT)418から構成される。 As described above, the pixel circuit 400 is a two-pixel shared type, and includes two photodiodes (PD) 411A and B, two charge transfer transistors (TX) 412A and B, a floating diffusion capacitor (FD) 413, The pixel includes a reset transistor (RST) 414, a source follower amplifier (SF) 415, a selection transistor (SEL) 416, a pixel power supply unit (VDD) 417, and a pixel output unit (OUT) 418.
PD411A,BとTX412A,Bは2画素並べて設けられており、またFD413、RST414、SF415、SEL416、VDD417およびOUT418は2画素共有の構成とされている。すなわち、2画素用を5つのトランジスタで構成しているから、1画素あたり2.5個のトランジスタで構成することができることとなるが、上記第1、
第2の実施形態のものよりも、1画素あたり、トランジスタ0.75個分多くなる。
PD 411A, B and TX 412A, B are provided side by side, and FD 413, RST 414, SF 415, SEL 416, VDD 417, and OUT 418 are configured to share two pixels. That is, since the two pixels are composed of five transistors, it can be composed of 2.5 transistors per pixel.
There are 0.75 more transistors per pixel than in the second embodiment.
また、第4の実施形態においては、2つのTXトランジスタ412A、Bに対応する2つの画素は2画素共有されるようになっており、図14に示すように、これら2つの画素(1.1、1.2(画素グループ1))、(2.1、2.2(画素グループ2))、(3.1、3.2(画素グループ3))および(4.1、4.2(画素グループ4))が、各々斜め長方形状のブロックを構築するように配列されている。
このような第4の実施形態に係る画素配置によれば、画素グループ毎にまとまった斜め長方形状のブロックとされているので、画素配列のレイアウト設計が容易となる。
In the fourth embodiment, two pixels corresponding to the two TX transistors 412A and 4B are shared by two pixels. As shown in FIG. , 1.2 (pixel group 1)), (2.1, 2.2 (pixel group 2)), (3.1, 3.2 (pixel group 3)) and (4.1, 4.2 ( The pixel groups 4)) are arranged so as to construct a diagonal rectangular block.
According to the pixel arrangement according to the fourth embodiment as described above, the layout of the pixel arrangement is facilitated because the block is a diagonal rectangular block grouped for each pixel group.
また、図15は、図13に示す画素回路400を用いて信号読出しを行った場合における、各トランジスタの入力信号を表すタイムチャートである。各グラフにおいてかっこ内の数字は、第何番目の行数であるかを示すものである。例えば、蓄積時間(1.1)はPD411Aの蓄積時間を示し、蓄積時間(1.2)はPD411Bの蓄積時間を示す。
なお、( )の中のxは、1および2の両方の場合を表す。
FIG. 15 is a time chart showing the input signal of each transistor when signal readout is performed using the pixel circuit 400 shown in FIG. In each graph, the numbers in parentheses indicate the number of lines. For example, the accumulation time (1.1) indicates the accumulation time of the PD 411A, and the accumulation time (1.2) indicates the accumulation time of the PD 411B.
Note that x in () represents both cases 1 and 2.
なお、各行の蓄積時間を黒帯で示す。また、本実施形態において、nは4320/2=2160(行)に設定されている。 The accumulation time for each row is indicated by a black belt. In this embodiment, n is set to 4320/2 = 2160 (row).
この画素回路400では、まず、PD411Aをリセットするために、SEL416が
オフ状態(SEL(1.x)が「L」レベル)となっているときにRST414とTX412Aが同時にオン状態(RST(1.x)とTX(1.1)が「H」レベル)とされ、
しかる後に同時にオフ状態(RST(1.x)とTX(1.1)が「L」レベル)とされる。これにより、このリセット終了時からPD411Aにおいて電荷の蓄積が開始される
(図15中で矢印Aを参照)。
In the pixel circuit 400, first, in order to reset the PD 411A, the RST 414 and the TX 412A are simultaneously turned on (RST (1.x) when the SEL 416 is in the off state (SEL (1.x) is at the “L” level). x) and TX (1.1) are “H” level)
After that, it is simultaneously turned off (RST (1.x) and TX (1.1) are “L” level). Thereby, charge accumulation is started in the PD 411A from the end of the reset (see arrow A in FIG. 15).
次に、PD411Bをリセットするために、SEL416がオフ状態(SEL(2.x
)が「L」レベル)となっているときにRST414とTX412Bが同時にオン状態(
RST(2.x)とTX(2.1)が「H」レベル)とされ、しかる後に同時にオフ状態(RST(2.x)とTX(2.1)が「L」レベル)とされる。これにより、このリセット終了時からPD411Bにおいて電荷の蓄積が開始される(図15中で矢印A´を参
照)。
Next, in order to reset the PD 411B, the SEL 416 is turned off (SEL (2.x
) Is at “L” level), RST 414 and TX 412 B are simultaneously turned on (
RST (2.x) and TX (2.1) are set to “H” level, and thereafter, the OFF state is simultaneously set (RST (2.x) and TX (2.1) are set to “L” level). . As a result, charge accumulation is started in the PD 411B from the end of the reset (see arrow A ′ in FIG. 15).
また、SEL416がオン状態(SEL(1.x)が「H」レベル)となることで、当該画素が選択され(図中で矢印Bを参照)、RST414がオン状態(RST(1.x)が「H」レベル)となることでFD413がリセットされ、RST414がオフ状態(RST(1.x)が「L」レベル)となった後にTX412Aがオン状態(TX(1.1)
が「H」レベル)になると電荷がFD413へ移動し電圧が読み出され、TX412Aが
オフ状態(TX(1.1)が「L」レベル)になるとPD411Aの畜積時間が終了する
(図中で矢印Cを参照)。この蓄積時間は第1の実施形態と同様に(1/100)秒(=
10ミリ秒)に設定される。
Further, when the SEL 416 is turned on (SEL (1.x) is “H” level), the pixel is selected (see an arrow B in the drawing), and the RST 414 is turned on (RST (1.x)). FD 413 is reset when RST 414 becomes “H” level, and TX 412A is turned on (TX (1.1) after RST 414 is turned off (RST (1.x) is “L” level)).
Charge goes to FD 413 and voltage is read, and when TX 412A is in the off state (TX (1.1) is at "L" level), the loading time of PD 411A ends (in the figure) See arrow C). This accumulation time is (1/100) second (=
10 milliseconds).
また、SEL416がオン状態(SEL(1.x)が「H」レベル)となることで、当該画素が選択され(図中で矢印B´を参照)、RST414がオン状態(RST(1.x)が「H」レベル)となることでFD413がリセットされ、RST414がオフ状態(RST(1.x)が「L」レベル)となった後にTX412Bがオン状態(TX(1.2
)が「H」レベル)になると電荷がFD413へ移動し電圧が読み出され、TX412B
がオフ状態(TX(1.2)が「L」レベル)になるとPD411Bの畜積時間が終了す
る(図中で矢印C´を参照)。この蓄積時間は第1の実施形態と同様に(1/100)秒
(=10ミリ秒)に設定される。
Further, when the SEL 416 is turned on (SEL (1.x) is “H” level), the pixel is selected (see the arrow B ′ in the drawing), and the RST 414 is turned on (RST (1.x). ) Is set to “H” level), FD 413 is reset, and TX 412B is turned on (TX (1.2 (x)) after RST 414 is turned off (RST (1.x) is set to “L” level).
) Becomes “H” level), the charge moves to the FD 413 and the voltage is read out.
Is turned off (TX (1.2) is at “L” level), the stocking time of PD 411B ends (see arrow C ′ in the figure). This accumulation time is set to (1/100) seconds (= 10 milliseconds) as in the first embodiment.
上述したように、本実施形態における撮像装置においては、インターレース走査により読出し操作を行っており、まず、(1.1)行目、(2.1)行目、・・、(n.1)行目を順次選択して信号を読み出して全奇数行の信号を読み出し、奇数行に記録された画像信号を出力する。続いて、(1.2)行目、(2.2)行目、・・、(n.2)行目を順次選択して全偶数行の信号を読み出し、偶数行に記録された画像信号を出力する。なお、奇数行からなるフレーム(奇数フレーム)と偶数行からなるフレーム(偶数フレーム)の時間間隔(分割画像フレーム間隔)は(1/120)秒=8.333ミリ秒に設定される
。
As described above, in the imaging apparatus according to the present embodiment, the reading operation is performed by interlace scanning. First, the (1.1) line, the (2.1) line,..., (N.1) The rows are sequentially selected to read out signals, read out signals from all odd rows, and output image signals recorded in the odd rows. Subsequently, the (1.2) line, (2.2) line,..., (N.2) line are sequentially selected to read out the signals of all even lines, and the image signals recorded in the even lines Is output. Note that the time interval (divided image frame interval) between frames composed of odd rows (odd frames) and frames composed of even rows (even frames) is set to (1/120) seconds = 8.333 milliseconds.
これにより、本実施形態においては、電源周波数50Hz圏の100Hzの照明強度変化下において120Hzの撮像を行うにあたり、生じるフリッカの発生を阻止することができる。 As a result, in the present embodiment, it is possible to prevent the occurrence of flicker when imaging at 120 Hz under a change in illumination intensity of 100 Hz in the power supply frequency range of 50 Hz.
さらに、本発明の撮像装置、撮像方法および画像フレーム読出し制御回路としては、上記実施形態のものに限られるものではなく、その他の種々の態様のものを採用し得る。例えば、上記実施形態においては、共有タイプの素子のうち、2つの画素に共有の2画素共有タイプの素子、および4つの画素に共有の4画素共有タイプの素子の例を挙げているが、それ以外の種々の、複数画素に共有の素子を用いて信号読出しを行うことができる。 Furthermore, the imaging apparatus, imaging method, and image frame readout control circuit of the present invention are not limited to those in the above-described embodiments, and various other aspects can be adopted. For example, in the above-described embodiment, examples of a shared type element include a two-pixel shared type element shared by two pixels and a four-pixel shared type element shared by four pixels. Other than the above, signal readout can be performed using an element shared by a plurality of pixels.
なお、上記実施形態においては、撮像装置を構成する複数の画素が、X方向に7680画素でY方向に4320画素、またはX方向に3840画素でY方向に2160画素のいずれかに物理的に設定される場合について説明しているが、これに替えて、複数の画素を、ハードウェアあるいはソフトウェア等を用いて画素補間処理を行い、X方向に7680画素でY方向に4320画素、またはX方向に3840画素でY方向に2160画素のいずれかとなるように画素数を拡張(増加)するようにしても、上記実施形態のものと、同様の効果が得られる。 In the above embodiment, the plurality of pixels constituting the imaging device are physically set to either 7680 pixels in the X direction and 4320 pixels in the Y direction, or 3840 pixels in the X direction and 2160 pixels in the Y direction. However, instead of this, pixel interpolation processing is performed on a plurality of pixels using hardware or software, and 7680 pixels in the X direction and 4320 pixels in the Y direction, or in the X direction. Even if the number of pixels is expanded (increased) so that the number of pixels is 3840 pixels and any of 2160 pixels in the Y direction, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
なお、上記実施形態においては、画像フレーム間隔を、1/120秒=8.333ミリ秒としているが、これに替えて、1/120秒×1001/1000=8.342ミリ秒としても、上記実施形態のものと略同様の効果を奏することができる。また、上記実施形態においては、フレーム周波数を120Hzとしているが、これに替えて、120×1000/1001=119.88Hzとしても、上記実施形態のものと略同様の効果を奏することができる。 In the above-described embodiment, the image frame interval is 1/120 seconds = 8.333 milliseconds. Alternatively, 1/120 seconds × 1001/1000 = 8.342 milliseconds may be used instead. The same effects as those of the embodiment can be obtained. Moreover, in the said embodiment, although the frame frequency is 120 Hz, it can replace with this and can show an effect substantially the same as the thing of the said embodiment also by setting it as 120 * 1000/1001 = 119.88Hz.
さらに、グローバルシャッタ機能(グローバルシャッタトランジスタ)を搭載することも可能であり、その場合には、全画素同時(実際には奇数フレーム画素同時および偶数フレーム画素を同時)にシャッタ動作を行うことができ、全画素同時読出しが可能である。これにより、特に、動きが高速である被写体については像の歪みを軽減することができる。 Furthermore, it is possible to mount a global shutter function (global shutter transistor), in which case the shutter operation can be performed simultaneously for all pixels (actually, odd frame pixels and even frame pixels simultaneously). All pixels can be read simultaneously. As a result, image distortion can be reduced particularly for a subject that moves at high speed.
100、300、400 画素回路
111A〜D、311、411A、B フォトダイオード(PD)
112A〜D、312、412A、B 電荷転送トランジスタ(TX)
113、313、413 浮遊拡散容量(FD)
114、314、414 リセットトランジスタ(RST)
115、315、415 ソースフォロアアンプ(SF)
116、316、416 選択トランジスタ(SEL)
117、317、417 画素電源部(VDD)
118、318、418 画素出力部(OUT)
200 撮像装置
201 画素アレイ
202 Y方向走査部
203 X方向走査部
204 タイミングジェネレータ
205 出力回路
100, 300, 400 Pixel circuits 111A-D, 311, 411A, B Photodiode (PD)
112A to D, 312, 412A, B Charge transfer transistor (TX)
113, 313, 413 Floating diffusion capacitance (FD)
114, 314, 414 Reset transistor (RST)
115, 315, 415 Source follower amplifier (SF)
116, 316, 416 Select transistor (SEL)
117, 317, 417 Pixel power supply (VDD)
118, 318, 418 Pixel output section (OUT)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 200 Imaging device 201 Pixel array 202 Y direction scanning part 203 X direction scanning part 204 Timing generator 205 Output circuit
Claims (5)
該光電変換部に対して、Y行のアドレスを選択して駆動する行選択回路部、およびX列ごとに信号を読み出す列並列読出し回路部を含む画像フレーム読出し制御部とを有するCMOS型の撮像装置であって、
前記複数の画素は、X方向に7680画素でY方向に4320画素、またはX方向に3840画素でY方向に2160画素のいずれかとして出力されるように構成され、
前記画像フレーム読出し制御部は、非プログレッシブ方式を用い、分割画像フレーム間隔を8.333ミリ秒または8.342ミリ秒のいずれかに設定するとともに、前記光電変換部における各画素の、1電荷蓄積時間を10ミリ秒に設定するものであることを特徴とする撮像装置。 A photoelectric conversion unit that is formed corresponding to a plurality of pixels arranged in an oblique square lattice and generates a charge according to incident light;
A CMOS type image pickup having a row selection circuit unit that selects and drives an address of a Y row for the photoelectric conversion unit, and an image frame read control unit that includes a column parallel read circuit unit that reads a signal for each X column. A device,
The plurality of pixels are configured to be output as either 7680 pixels in the X direction and 4320 pixels in the Y direction, or 3840 pixels in the X direction and 2160 pixels in the Y direction,
The image frame readout control unit uses a non-progressive method, sets a divided image frame interval to either 8.333 milliseconds or 8.342 milliseconds, and stores one charge in each pixel in the photoelectric conversion unit. An imaging apparatus characterized in that the time is set to 10 milliseconds.
前記斜め正方格子状に配置された複数の画素に対して、Y行のアドレスおよびX列のアドレスを指定することにより、画像フレーム読出しを所定の順序で行うCMOS型の撮像装置による撮像方法であって、
前記複数の画素は、X方向に7680画素でY方向に4320画素、またはX方向に3840画素でY方向に2160画素のいずれかとして出力されるように構成され、
画像フレーム読出しは、非プログレッシブ方式を用い、分割画像フレーム間隔を8.333ミリ秒または8.342ミリ秒のいずれかに設定するとともに、前記光電変換を行う光電変換部における各画素の1電荷蓄積時間を10ミリ秒に設定することを特徴とする撮像方法。 For a pixel circuit provided corresponding to a plurality of pixels arranged in an oblique square lattice, photoelectric conversion is performed so that charges corresponding to light incident on the plurality of pixels are generated,
This is an imaging method using a CMOS type imaging device that reads out image frames in a predetermined order by designating a Y row address and an X column address for a plurality of pixels arranged in a diagonal square lattice. And
The plurality of pixels are configured to be output as either 7680 pixels in the X direction and 4320 pixels in the Y direction, or 3840 pixels in the X direction and 2160 pixels in the Y direction,
Image frame reading uses a non-progressive method, sets a divided image frame interval to either 8.333 milliseconds or 8.342 milliseconds, and stores one charge of each pixel in the photoelectric conversion unit that performs the photoelectric conversion. An imaging method, wherein the time is set to 10 milliseconds.
Y行のアドレスを選択して当該Y行に含まれる画素を駆動する行選択回路部およびX列のアドレスを選択して当該X列に含まれる画素からの信号を読み出す列並列読出し回路部を含む画像フレーム読出し制御部を備えた、CMOS型の撮像装置における画像フレーム読出し制御回路において、
前記複数の画素は、X方向に7680画素でY方向に4320画素、またはX方向に3840画素でY方向に2160画素のいずれかとして出力されるように構成され、
前記画像フレーム読出し制御部による画像フレームの読出し操作は、非プログレッシブ方式を用い、分割画像フレーム間隔を8.333ミリ秒または8.342ミリ秒のいずれかに設定するとともに、前記光電変換部における各画素の1電荷蓄積時間を10ミリ秒に設定し得るように、前記複数の画素に対応する、少なくとも蓄積開始指示信号および蓄積終了指示信号を、前記画像フレーム読出し制御部から前記光電変換部に向けて所定の順序で出力することを特徴とする画像フレーム読出し制御回路。 A circuit that transmits an image frame read control signal to a photoelectric conversion unit that is formed corresponding to a plurality of pixels arranged in an oblique square lattice and generates charges according to incident light,
A row selection circuit unit that selects an address of the Y row and drives a pixel included in the Y row; and a column parallel readout circuit unit that selects an address of the X column and reads a signal from the pixel included in the X column In an image frame readout control circuit in a CMOS type imaging device provided with an image frame readout control unit,
The plurality of pixels are configured to be output as either 7680 pixels in the X direction and 4320 pixels in the Y direction, or 3840 pixels in the X direction and 2160 pixels in the Y direction,
The image frame readout operation by the image frame readout control unit uses a non-progressive method, sets the divided image frame interval to either 8.333 milliseconds or 8.342 milliseconds, At least an accumulation start instruction signal and an accumulation end instruction signal corresponding to the plurality of pixels are directed from the image frame read control unit to the photoelectric conversion unit so that one charge accumulation time of the pixel can be set to 10 milliseconds. And outputting the image frame in a predetermined order.
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