CN101753865A - 固体摄像装置以及固体摄像装置的驱动方法、摄像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的固体摄像装置,包括:摄像部,以矩阵状配置有多个像素部,该像素部生成对应于受光量的像素信号;行选择部,以摄像部的一行或多行为单位选择像素;按每个列设置的列信号线,传递来自属于选择的行的像素部的像素信号;按每个列设置的放大电路,具有输入端子和输出端子,该输入端子连接于对应的列信号线,该输出端子用于输出放大后的像素信号;按每个列设置的切换电路,在对应的放大电路的接通与断开之间进行切换;以及按每个列设置的旁路电路,在对应的放大电路断开时,使像素信号从对应的放大电路的所述输入端子旁路到所述输出端子。
Description
技术领域
本发明涉及在半导体衬底上以二维配置有像素的固体摄像装置、摄像装置以及固体摄像装置的驱动方法,所述像素对入射的光进行光电转换。
背景技术
MOS型图像传感器具有高速、高感度等的出色的特征,近些年,搭载有MOS型图像传感器的数字单镜反光相机(DSLR)市场迅速扩大。一般而言,如专利文献1所述,MOS型图像传感器由摄像部和列电路构成(图30)。
对于摄像部,以二维配置有对入射的光进行光电转换的像素,并且,以行为单位进行复位、电荷积蓄、读出。并且,各个列的像素的输出连接于配置在各个列的垂直信号线。另一方面,以列为单位构成列电路,该列电路具有将来自像素的模拟信号由列放大器放大后保持的单元。摄像部的各个垂直信号线连接于对应的列电路,能够以行为单位读出像素信号。通过由水平共同信号线和输出放大器构成的水平读出电路,向芯片外部依次输出保持在列电路的一行的像素信号。若由列放大器进行信号放大,则能够使以后的电路中发生的噪声的影响相对降低,且能够进行高画质的拍摄。
专利文献1:(日本)特开2003-51989号公报
原来,在数字单镜反光相机中,MOS型图像传感器只使用于静止图像摄像,并且,对于取景器,使用以往的光学取景器。对此,最近,具有所谓实时取景(live view)功能的摄像机成为主流。也就是说,还搭载有电子取景器的摄像机成为主流,所述电子取景器在搭载在摄像机机体的小型液晶显示器上实时地显示由图像传感器检测出的监控图像。实时取景有两种方式。第一方式是,由MOS型图像传感器进行实时取景用运动图像摄像和静止图像摄像这两者的方式。第二方式是,由专用的图像传感器(小型CCD传感器等)进行实时取景用运动图像摄像、由MOS型图像传感器进行静止图像摄像的方式。第二方式,虽然需要制造成本,但是因以下的理由而被采用。
对于专利文献1的图像传感器,由于搭载有庞大的列放大器(例如,在12M像素的摄像机中3000个),且消耗电力大,因此,在适用于带有电子取景器的摄像机的情况下,存在因其发热而传感器的温度大大上升的问题(第一问题)。
而且,若温度上升,则发生因漏电流增加而导致的画质恶化、控制电路的工作异常等,并且,可以使用电子取景器的环境温度被极大限制。对于机体小型的摄像机,由于难以进行散热,因此该问题更为严重。
进而,针对第一问题,由于液晶显示器的分辨率比较小,因此,若在传感器的列电路进行信号的混合来使输出像素数变小,则能够减少水平读出部的消耗电力,但是存在不能降低列放大器发生的消耗电力的问题(第二问题)。
并且,若只缩减摄像部的一部分的像素来进行读出,则能够减少列放大器的消耗电力,但是存在发生输出图像的波纹的问题(第三问题)。
发明内容
鉴于所述问题,本发明的目的在于提供一种固体摄像装置以及摄像装置,能够进行高画质的静止图像摄像,且能够进行适于电子取景器的低消耗电力的监控用运动图像摄像。
为了实现所述目的,本发明的一种固体摄像装置,包括:摄像部,以矩阵状配置有多个像素部,该像素部生成对应于受光量的像素信号;行选择部,以摄像部的一行或多行为单位选择像素;按每个列设置的列信号线,传递来自属于选择的行的像素部的像素信号;按每个列设置的放大电路,具有输入端子和输出端子,该输入端子连接于对应的列信号线,该输出端子用于输出放大后的像素信号;按每个列设置的切换电路,在对应的放大电路的接通与断开之间进行切换;以及按每个列设置的旁路电路,在对应的放大电路断开时,使像素信号从对应的放大电路的所述输入端子旁路到所述输出端子。
根据该结构,通过使放大电路断开,从而能够大幅度减少固体摄像装置的发热量。例如,在单发性地工作的静止图像摄像模式中,通过使各个放大电路接通,从而能够拍摄高画质的静止图像。并且,在连续工作的运动图像摄像模式中,通过使各个放大电路断开,从而能够大幅度减少消耗电力以及发热量。如此,通过减少发热量,紧接在运动图像摄像模式之后以静止图像摄像模式拍摄的静止图像的噪声减少,从而能够大幅度降低画质恶化。在长时间拍摄监控用运动图像的情况下,也能够试图发热量的减少、以及静止图像的高质量化。
并且,通过使各个放大电路接通,从而减少列放大器以后发生的噪声的影响,因此能够得到不受该噪声的影响的高画质的图像。
在此,也可以是,所述固体摄像装置还包括混合电路,该混合电路混合从多个所述输出端子输出的多个像素信号中的规定数量的像素信号。
根据该结构,通过进行混合,从而能够减少所谓白色条纹以及波纹。
在此,也可以是,所述混合电路,在各个所述放大电路断开时混合所述规定数量的像素信号。
在此,也可以是,所述切换电路,在监控用运动图像摄像模式中使所述放大电路为断开状态,在静止图像摄像模式中使所述放大电路为接通状态。
根据该结构,在拍摄因混合而分辨率变低了的监控用运动图像后拍摄高分辨率的静止图像的情况下,在监控用运动图像摄像模式中,由于发热量减少,因此也能够减少因发热而导致的噪声,并且,在静止图像摄像模式中,也能够大幅度地减少高分辨率的静止图像的噪声。如此,能够提供合适于具有所谓实时取景功能的单镜反光相机的固体摄像装置。
在此,也可以是,所述固体摄像装置,包括:按每个列设置的采样保持电路,对从所述输出端子输出的像素信号进行采样,并保持在该采样保持电路内部所具有的电容元件中;以及列选择电路,至少选择一个采样保持电路;所述列选择电路,在各个所述放大电路接通时,依次对采样保持电路一个一个地进行选择,在各个所述放大电路断开时,依次对规定数量的采样保持电路进行同时选择,所述混合电路,由所述规定数量的采样保持电路中包含的规定数量的所述电容元件构成,通过进行所述同时选择,从而混合规定数量的像素信号。
根据该结构,能够容易实现混合水平方向(即,行方向)的规定数量的像素信号的混合电路。也就是说,由于使以往的电容元件起混合电路的作用,因此,实际上不追加作为混合电路的特别的电路,也能够容易实现混合电路。
在此,也可以是,所述混合电路,混合从所述输出端子输出的属于相同列的规定数量的像素信号。
在此,也可以是,所述固体摄像装置,包括:按每个列设置的采样保持电路,对从所述输出端子输出的像素信号进行采样,并保持在该采样保持电路内部所具有的规定数量的电容元件中;以及按每个列设置的列选择电路,依次选择采样保持电路;所述采样保持电路,在各个所述放大电路断开时,对属于不同行的规定数量的像素信号进行采样,并保持在所述规定数量的电容元件,所述混合电路,由所述规定数量的所述电容元件构成,通过所述列选择电路的选择,混合保持的所述规定数量的像素信号。
根据该结构,能够容易实现混合垂直方向(即,列方向)的规定数量的像素信号的混合电路。
在此,也可以是,所述列信号线包括第一信号线和第二信号线,属于相同列的多个像素部包括连接于第一信号线的像素部、以及连接于第二信号线的像素部,所述放大电路包括放大元件、输入电容元件以及反馈电容元件,所述输入电容元件连接于所述放大电路的所述输入端子与所述放大元件之间,所述反馈电容元件连接于所述放大元件的输入线与输出线之间,所述固体摄像装置还包括:按每个列设置的箝位电路,将从所述输出端子输出的像素信号箝位在该箝位电路内部所具有的箝位用电容元件中,所述旁路电路,在各个所述放大电路断开时,将来自对应的第一信号线的像素信号旁路到所述输出端子,还将来自对应的第二信号线的像素信号箝位在所述输入电容元件以及所述反馈电容元件之中的至少一方,所述混合电路,包括所述输入电容元件以及所述反馈电容元件之中的至少一方、和所述箝位用电容元件,在各个所述放大电路断开时,混合被箝位的各个像素信号。
根据该结构,进一步,由于将放大电路内的输入电容元件或反馈电容元件挪用于与本来的作用不同的用于箝位的电容元件,因此箝位工作的增益增加,从而能够减少后级的电路的噪声的影响。进而,通过从两个行中同时读出像素信号,从而也具有能够提高帧率的效果。
在此,也可以是,由至少两个属于相同列的相邻的所述像素部分别构成一个单元,各个单元包括:第一光电转换元件;第二光电转换元件;浮动扩散层;第一转送部,从第一光电转换元件向所述浮动扩散层转送信号电荷;第二转送部,从第二光电转换元件向所述浮动扩散层转送信号电荷;放大部,将所述浮动扩散层的信号电荷转换为电压,并作为像素信号来输出,在各个所述放大电路断开时,在所述浮动扩散层混合由所述第一转送部转送的信号电荷、和由所述第二转送部转送的信号电荷。
根据该结构,进一步,由于各个单元内多个像素部共享浮动扩散层和放大部,因此能够使像素部的电路面积变小。进而,通过从两个行中同时读出像素信号,从而也具有能够提高帧率的效果。
在此,也可以是,所述固体摄像装置,还包括:按每个列设置的模数转换器,将从所述输出端子输出的像素信号转换为数字像素信号,所述混合电路,混合所述规定数量的数字像素信号。
根据该结构,进一步,由于混合部混合数字像素信号,因此,即使是具有小的值的数字像素信号,也不受噪声的影响,从而能够提高图像的黑暗部分的画质。
在此,也可以是,所述模数转换器,能够切换像素信号的输入范围,在各个所述放大电路断开时的所述输入范围比在各个所述放大电路接通时的所述输入范围窄。
根据该结构,能够缩短各个所述放大电路断开时的由模数转换器的模数转换的时间,且能够提高帧率。
在此,也可以是,所述放大电路包括放大元件以及输入电容元件,该输入电容元件被***在所述放大电路的所述输入端子与所述放大元件之间,所述固体摄像装置,还包括:按每个列设置的箝位电路,将从所述输出端子输出的像素信号箝位在该箝位电路内部所具有的箝位用电容元件中;以及按每个列设置的连接电路,在各个所述放大电路断开时,将所述输入电容元件和所述箝位用电容元件并联连接。
根据该结构,能够将放大电路内的输入电容元件挪用于与本来的作用不同的用于箝位的电容元件。因此,箝位工作的增益增加,从而能够减少后级的电路的噪声的影响。
在此,也可以是,所述放大电路还包括被***在所述放大元件的输出线与输入线之间的反馈电容元件,所述连接电路,在各个所述放大电路断开时,还将所述反馈电容元件和所述箝位用电容元件并联连接。
根据该结构,能够将放大电路内的反馈电容元件挪用于与本来的作用不同的用于箝位的电容元件。因此,箝位工作的增益增加,从而能够减少后级的电路的噪声的影响。
并且,本发明的摄像装置,包括:所述的固体摄像装置;以及图像处理部,减少由所述固体摄像装置拍摄的图像的噪声。
根据该结构,能够恢复因固体摄像装置内部发生的噪声而变得恶化了的画质。
在此,也可以是,所述图像处理部,还包括:存储部,存储在所述摄像部中总是发生噪声的像素部的位置;以及插值部,在由所述固体摄像装置拍摄的图像中,对与所述存储部所存储的位置相对应的像素数据进行插值。
根据该结构,能够除去成为因固体摄像装置的摄像部所特有的点阵缺陷等而引起的白色条纹的像素信号,且能够提高画质。
在此,也可以是,所述图像处理部,针对由所述固体摄像装置拍摄的图像,通过滤波处理减少噪声。
根据该结构,能够使因固体摄像装置内部发生的噪声而导致的画质恶化不明显。
并且,本发明的固体摄像装置的驱动方法,所述固体摄像装置包括:摄像部,以矩阵状配置有多个像素部,该像素部生成对应于受光量的像素信号;行选择部,以摄像部的一行或多行为单位选择像素;按每个列设置的列信号线,传递来自属于选择的行的像素部的像素信号;以及按每个列设置的放大电路,具有输入端子和输出端子,该输入端子连接于对应的列信号线,该输出端子用于输出放大后的像素信号,所述固体摄像装置的驱动方法,包括以下的步骤:检测监控用运动图像摄像模式和静止图像摄像模式的切换;在检测出切换到静止图像摄像模式时,使各个所述放大电路接通;在检测出切换到监控用运动图像摄像模式时,使各个所述放大电路断开;在检测出切换到监控用运动图像摄像模式时,将像素信号从各个所述放大电路的所述输入端子旁路到所述输出端子;以及在监控用运动图像摄像模式中,混合从多个所述输出端子输出的多个像素信号中的规定数量的像素信号。
根据该结构,具有与所述相同的效果。
根据本发明的固体摄像装置,具有容易实现数字单镜反光相机、无反光镜(不具有由反光镜反射的构造)构造的数字单镜相机、以及透镜固定型数字静止图像相机的效果,所述数字单镜反光相机具有高画质的静止图像摄像功能、和在广泛的环境温度下能够使用的电子取景功能。
附图说明
图1是本发明的实施例1的固体摄像装置的整体结构图。
图2是本发明的实施例1的固体摄像装置的像素部的结构图。
图3A是示出本发明的实施例1的列放大器的第一例子的图。
图3B是示出本发明的实施例1的列放大器的第二例子的图。
图3C是示出本发明的实施例1的列放大器的第三例子的图。
图4是本发明的实施例1的固体摄像装置的列电路的结构图。
图5A是本发明的实施例1的固体摄像装置的多路复用器周围的结构图。
图5B是示出本发明的实施例1的采样保持电路以及多路复用电路的变形例的图。
图6是本发明的实施例1的固体摄像装置的关于全像素读出模式的垂直读出的各个控制信号的时序图。
图7是本发明的实施例1的固体摄像装置的关于全像素读出模式的水平读出的各个控制信号的时序图。
图8是本发明的实施例的固体摄像装置的关于像素混合模式的垂直读出的各个控制信号的时序图。
图9是本发明的实施例的固体摄像装置的关于像素混合模式的水平读出的各个控制信号的时序图。
图10A是本发明的实施例2的固体摄像装置的列电路的结构图。
图10B是示出本发明的实施例2的列放大器接通时的图10A的等效电路的图。
图11是本发明的实施例2的固体摄像装置的关于全像素读出模式的垂直读出的各个控制信号的时序图。
图12是本发明的实施例2的固体摄像装置的关于全像素读出模式的水平读出的各个控制信号的时序图。
图13是本发明的实施例2的固体摄像装置的关于像素混合模式的垂直读出的各个控制信号的时序图。
图14是本发明的实施例2的固体摄像装置的关于像素混合模式的水平读出的各个控制信号的时序图。
图15是本发明的实施例3的固体摄像装置的整体结构图。
图16是本发明的实施例3的固体摄像装置的列放大器部的结构图。
图17A是示出本发明的实施例3的固体摄像装置的列模数转换器的工作的图。
图17B是示出本发明的实施例3的固体摄像装置的使列模数转换器的输入范围变小时的工作的图。
图18是本发明的实施例4的固体摄像装置的整体结构图。
图19是本发明的实施例4的固体摄像装置的像素部的结构图。
图20是本发明的实施例4的固体摄像装置的关于全像素读出模式的垂直读出的各个控制信号的时序图。
图21是本发明的实施例4的固体摄像装置的关于像素混合模式的垂直读出的各个控制信号的时序图。
图22是本发明的实施例5的固体摄像装置的整体结构图。
图23是本发明的实施例5的固体摄像装置的像素部的结构图。
图24是本发明的实施例5的固体摄像装置的列电路的结构图。
图25A是示出本发明的实施例5的列电路的全像素读出模式的等效电路的图。
图25B是示出本发明的实施例5的列电路的像素混合模式的等效电路的图。
图26是本发明的实施例5的固体摄像装置的关于全像素读出模式的垂直读出的各个控制信号的时序图。
图27是本发明的实施例5的固体摄像装置的关于像素混合模式的垂直读出的各个控制信号的时序图。
图28是实施例6的摄像机(摄像装置)的结构图。
图29是实施例6的摄像机(摄像装置)的摄像工作的流程图。
图30是以往的技术的固体摄像装置的整体结构图。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明涉及的固体摄像装置的实施例。而且,在以下的实施例中,将单镜反光相机和单镜相机总称为单镜反光相机。
(实施例1)
实施例1的固体摄像装置包括由按每个列设置的放大电路(列放大器)构成的列放大器部,并且,包括:按每个列设置的切换电路,在对应的放大电路的接通与断开之间进行切换;按每个列设置的旁路电路,在对应的放大电路断开时,使像素信号从对应的放大电路的所述输入端子旁路到所述输出端子。根据该结构,通过使放大电路断开,从而能够大大减少固体摄像装置的发热量。例如,在连续工作的运动图像摄像模式中,通过使各个放大电路断开,从而能够大大减少消耗电力以及发热量。通过减少发热量,从而能够减少由紧在运动图像摄像模式后的静止图像摄像模式拍摄的静止图像的噪声,且能够大大降低画质恶化。在长时间拍摄监控用运动图像的情况下,也能够减少发热量,且能够试图静止图像的高质量化。
进而,实施例1的固体摄像装置包括混合规定数量的像素信号的混合电路,该混合电路,在各个所述放大电路断开时混合所述规定数量的像素信号。并且,切换电路被构成,使得在监控用运动图像摄像模式中使所述放大电路变为断开状态,在静止图像摄像模式中使所述放大电路变为接通状态。在拍摄因混合而分辨率变低了的监控用运动图像后拍摄高分辨率的静止图像的情况下,在监控用运动图像摄像模式中,由于发热量减少,因此也能够减少因发热而导致的噪声,并且,在静止图像摄像模式中,也能够大幅度地减少高分辨率的静止图像的噪声。如此,合适于具有所谓实时取景功能的单镜反光相机。
图1是本发明的实施例1的固体摄像装置的整体结构图。如图1,由摄像部1、行选择电路3、列放大器部4、箝位部5、采样保持(S/H)部6、多路复用器(MUX)部7、列选择电路8以及输出放大器9构成。
摄像部1是进行光电转换的像素部2配置成二维状的摄像区域。在此,虽然示出排列成4×4的二维状的16像素的例子,但是,实际的总像素数为几百万个以上。
行选择电路3按每一个横行包括行选择信号SEL、像素复位信号RST、电荷转送信号TRAN这3三条控制线,并且,针对摄像部1的各个像素部,以行为单位控制复位(初始化)、读出以及行选择。
列放大器部4,多个作为基本单位的列放大器4a在列方向排列成矩阵状,并且,对来自摄像部1的行单位的输出进行放大。
箝位部5,多个作为基本单位的箝位电路5a在列方向排列成矩阵状,并且,从来自列放大器部4的行单位的输出中除去像素部2中发生的固定模式噪声成分。
采样保持部6,多个作为基本单位的采样保持电路6a在列方向排列成矩阵状,并且,采样并保持来自箝位部5的行单位的输出。
多路复用器部7,多个作为基本单位的单位电路7a在列方向排列成矩阵状,并且,切换采样保持部6内的各个采样保持电路6a与水平共同信号线43的连接。
列选择电路8包括控制线,并且,依次选择多路复用器部7的列。输出放大器9,经由多路复用器部7以及水平共同信号线43接受采样保持电路6a的输出,并进行放大后输出到芯片外部。
图2是详细示出在列方向排列的多个像素部2的电路图。如图2,像素部2的特点是,将放大初始时的电压而得到的复位电压、和放大读出时的电压而得到的读出电压输出到垂直信号线(又称为,列信号线)18,所述像素部2包括:光电二极管(PD)10,对入射的光进行光电转换,并输出电荷;浮动扩散(Floating Diffusion)(FD)12,积蓄由PD10发生的电荷,并将积蓄的电荷作为电压信号来输出;复位Tr13,进行复位,使得FD12示出的电压变为初始电压(在此,VDD);转送Tr11,向FD12供应由PD10输出的电荷;放大Tr14,输出随着FD12示出的电压而变化的电压;以及选择Tr15,在从行选择电路3接受行选择信号时,使放大Tr14的输出连接于垂直信号线18。按每个列配置有一个像素电流源Tr72,并且,像素电流源Tr72生成用于向垂直信号线18供应放大Tr14的输出的电流。
图3A是示出本发明的实施例1的列放大器4a的第一例子的图。该图的列放大器4a包括放大元件AMP、切换电路4b以及旁路电路4c。
切换电路4b包括开关晶体管SW1和开关晶体管SW2,在放大元件AMP的接通与断开之间进行切换。开关晶体管SW1和开关晶体管SW2的各自,在节电反相信号44为高电平(以下,简单地记载为H)时关闭,在节电反相信号44为低电平(以下,简单地记载为L)时打开。在此,放大元件AMP的“接通”是指,放大元件AMP进行放大工作。在此,放大元件AMP的“断开”是指,放大元件AMP不进行放大工作,且不消耗电力或电流。在该图中,通过由开关晶体管SW1和开关晶体管SW2这两者来遮断电力供应,从而使放大元件AMP断开。
旁路电路4c,在放大元件AMP断开时,使像素信号从放大元件AMP的输入端子旁路到输出端子。该图的旁路电路为选择器,选择来自放大元件AMP的放大后的像素信号、和旁路后的未被放大的像素信号的一方。
图3B是示出本发明的实施例1的列放大器4a的第二例子的图。该图与图3A相比,区别仅在于删除了开关晶体管SW1,但是,由于工作相同,因此省略说明。
图3C是示出本发明的实施例1的列放大器4a的第三例子的图。该图与图3A相比,区别仅在于删除了开关晶体管SW2,但是,由于工作相同,因此省略说明。
图4是详细示出由列放大器4a、箝位电路5a、采样保持电路6a构成的列电路的图。该列电路具有以下的功能,即,将示出从像素部输出的复位电压与读出电压之间的差分的信号暂时保持后输出到多路复用器部7。在该图中,切换电路4b由节电晶体管25构成。在节电信号30为L时,节电晶体管25接通。据此,放大晶体管22的栅极变为地电平,由于放大晶体管22变为断开状态,因此,不进行放大工作,也不进行电流消耗。
如图4,列放大器4a包括:输入电容26(电容值Cin),像素部2的信号被输入到一方的端子;列放大器放大Tr22,栅极连接于输入电容26的另一方的端子,并对来自像素部2的信号进行放大;列放大器偏置Tr23,栅极连接于列放大器偏置电位28,并向放大Tr22供应驱动电流;反馈电容27(电容值Cfb),决定由列放大器放大Tr22的信号放大的大小;列放大器复位Tr24,在栅极被供应列放大器复位信号29,并且,进行复位工作,使得将列放大器放大Tr22的输出设定为规定电位;列放大器节电Tr25,在栅极被供应列放大器节电信号30,并且,将列放大器放大Tr22的栅极电位设定为地电平;以及列放大器输出选择Tr1(31),在栅极被供应输出选择信号1(33),并且,将列放大器放大Tr22的漏极和输出端子连接;以及列放大器输出选择Tr2(32),在栅极被供应输出选择信号2(34),并且,将输入端子和输出端子直接连接。
并且,在列放大器节电信号30为L、输出选择信号1(33)为H、输出选择信号2(34)为L时,列放大器4a,对经由输入端子从像素部2输入来的信号进行放大,并且,将放大后的信号经由输出端子输出到箝位电路5a。此时,增益A为Cin/Cfb。另一方面,在列放大器节电信号30为H、输出选择信号1(33)为L、输出选择信号2(34)为H时,经由输入端子从像素部2输入来的像素信号,绕过旁路电路4c,经由输出端子直接被输出到箝位电路5a。此时,由于放大Tr22的栅极变为地电平,因此,来自列放大器偏置Tr23的电流被遮断,以列放大器放大Tr22为主的放大元件AMP断开。
并且,箝位电路5a包括:箝位电容35(电容值Ccl),求出从列放大器4a输入来的复位信号与读出信号之间的差分,即求出像素信号;以及箝位Tr36,在栅极被供应箝位信号38,并且,用于将箝位电容35的与列放大器4a相反的一侧的端子电位设定为箝位电位VCL(37)。并且,采样保持电路6a包括:采样保持电容40(电容值Csh),在栅极被供应采样保持电容输入信号41,并且,暂时保持像素信号;以及采样保持电容输入Tr39,向采样保持电容40输入信号。
图5A详细示出采样保持部、多路复用器部以及其周围的电路的例子。如图5A,在各个采样保持电容40和水平共同信号线43之间配置有列选择Tr42。列选择Tr42,按照在栅极被供应的列选择信号(H[n]),将采样保持电容40所保持的信号依次输出到水平共同信号线43。经由水平共同信号线43被供应到输出放大器9的信号,被放大后被输出到芯片外部。
在此,像素复位信号(RST)、电荷转送信号(TRAN)以及行选择信号(SEL)被输入到像素部2。按照规定的时序,列放大器节电信号30、列放大器复位信号29、列放大器输出选择信号1(33)、列放大器输出选择信号2(34)、箝位信号38以及采样保持电容输入信号41,被供应到列电路(列放大器4a、箝位电路5a、采样保持电路6a);按照规定的时序,列选择信号H[n]被供应到多路复用器部7,并且,与这些各个控制信号分别相对应的晶体管被开关(接通、断开)。
并且,本发明的实施例1涉及的固体摄像装置包括:全像素读出模式,能够用于摄像机的静止图像摄像;以及像素混合模式,能够用于摄像机的监控图像的拍摄。其次,说明各个信号读出工作。
图6是全像素读出模式中的被供应到像素部和列电路的各个控制信号的时序图。
如图6,由于列放大器节电信号30为L、输出选择信号1(33)为H、输出选择信号2(34)为L,因此,列放大器4a,对来自像素部2的信号进行放大,并输出到箝位电路5a。
在时序t1,由于转送Tr11断开、复位Tr13接通,因此FD12的电位(以下,称为Vfd)被初始化为FD复位电位Vfdrst(=VDD)。
在时序t2,由于转送Tr11和复位Tr13断开,因此FD电位保持复位状态。此时,由于选择Tr15接通,因此,由放大Tr14和像素电流源Tr72构成源跟踪电路,并且,Vfdrst-Vth被输出到垂直信号线18,以作为复位电压(准确而言,是Vfdrst-Vth-α,但是,在此省略α)。进而,该复位电压Vfdrst-Vth被输入到列放大器4a。在列放大器4a,由于列放大器复位信号29为H,因此,列放大器放大Tr22的栅极-漏极被短路,漏极电压变为不依赖于来自像素部2的信号的恒定电位Vcarst,并被输出到箝位电容35的一方的端子。另一方面,箝位信号38和采样保持电容输入信号41为H,箝位电容35的另一方的端子以及采样保持电容40的电位被设定为VCL。
在时序t3,由于转送Tr11接通,因此,积蓄在PD10的电荷被转送到FD12,Vfd按照与其信号电荷量相对应的电压Vfdsig降低,从而变为Vfdrst-Vfdsig。
在时序t4,转送Tr11断开,选择Tr15接通,并且,Vfdrst-Vfdsig-Vth被输出到垂直信号线18,以作为读出电压。据此,由于列放大器4a的输入按照Vfdsig发生变化,因此,其输出按照Vfdsig×A上升(这是因为,列放大器复位信号29为L、且列放大器4a的复位状态已被解除的缘故)。进而,由于箝位Tr36断开,因此,箝位电容35的另一方的端子的电位、即采样保持电容的电位,按照Vfdsig×A×Ccl/(Ccl+Csh)上升。
该电位变化是与垂直信号线18中的复位电压和读出电压的差分相对应的电压、即像素信号,在时序t5,采样保持电容输入信号41变为L,从而该像素信号被写入到采样保持电容40。
根据所述内容,由采样保持部6保持一行的像素信号。其次,图7是全像素读出模式中的被供应到多路复用器部的各个控制信号的时序图。
在时序t6,列选择信号H[1]变为H,列1的列选择Tr42接通。据此,列1的采样保持电容40的信号,被输出到水平共同信号线43,并经由输出放大器9被输出到外部。
在时序t7,列选择信号H[2]变为H,列2的列选择Tr42接通。据此,列2的采样保持电容的信号,被输出到水平共同信号线43,并经由输出放大器被输出到外部。同样,若依次使列选择信号变为H,则各个列的采样保持电容40的信号依次被输出。根据所述内容,一行的像素信号依次被输出。进而,若按照摄像部1的行数反复进行图6以及图7的工作,则摄像部1整体的信号被读出。
图8是像素混合模式中的被供应到像素部和列电路的各个控制信号的时序图。
由于列放大器节电信号30为H、输出选择信号1(33)为L、输出选择信号2(34)为H,因此,向列放大器4a的输入不被放大而直接被输出到箝位电路5a。
在时序t1,由于转送Tr11断开、复位Tr13接通,因此FD12的电位(以下,称为Vfd)被初始化为FD复位电位Vfdrst(=VDD)。
在时序t2,由于转送Tr11和复位Tr13断开,因此FD电位保持复位状态。此时,由于选择Tr15接通,因此,由放大Tr14和像素电流源Tr72构成源跟踪电路,并且,Vfdrst-Vth被输出到垂直信号线18,以作为复位电压(准确而言,是Vfdrst-Vth-α,但是,在此省略α)。进而,该复位电压Vfdrst-Vth被输入到箝位电容35的一方的端子。另一方面,箝位信号和采样保持电容输入信号41为H,箝位电容35的另一方的端子以及采样保持电容40的电位被设定为VCL。
在时序t3,由于转送Tr11接通,因此,积蓄在PD10的电荷被转送到FD12,Vfd按照与其信号电荷量相对应的电压Vfdsig降低,从而变为Vfdrst-Vfdsig。
在时序t4,转送Tr11断开,选择Tr15接通,并且,Vfdrst-Vfdsig-Vth被输出到垂直信号线18,以作为读出电压。据此箝位电容35的输入,按照Vfdsig发生变化。
进而,由于箝位Tr36断开,因此,箝位电容35的另一方的端子的电位、即采样保持电容的电位40,按照Vfdsig×Ccl/(Ccl+Csh)降低。该电位变化是与垂直信号线18中的复位电压和读出电压的差分相对应的电压、即像素信号,在时序t5,采样保持电容输入信号41变为L,从而该像素信号被写入到采样保持电容40。
根据所述内容,由采样保持部6保持一行的像素信号。其次,图9是像素混合模式的被供应到多路复用器的各个控制信号的时序图。
在时序t6,三个列选择信号H[1]、H[2]、H[3]变为H,列1、2、3的列选择Tr42接通。据此,列1、2、3的采样保持电容40的信号,同时被输出到水平共同信号线43,并被混合后经由输出放大器被输出到外部。
在时序t7,三个列选择信号H[4]、H[5]、H[6]变为H,列4、5、6的列选择Tr42接通。据此,列4、5、6的采样保持电容的信号,被输出到水平共同信号线43,并经由输出放大器9被输出到外部。同样,若按每三个列选择信号依次使列选择信号变为H,则各个列的采样保持电容40的信号依次被混合并输出。
根据所述内容,一行的像素混合信号依次被输出。进而,若按照摄像部1的行数反复进行图8以及图9的工作,则摄像部1整体的混合信号被读出。
如此,如图8、图9的时序图示出,在图5A的采样保持部6,不使电路规模增大,而能够进行水平方向的像素混合。也就是说,采样保持部6内的多个采样保持电容40也具有作为混合水平方向(行方向)的像素的混合电路的功能。
图5B示出采样保持部6中混合垂直方向(列方向)的像素时的采样保持电路以及其周围的电路的例子。图5B示出与一个列相对应的采样保持电路6b、以及与一个列相对应的的多路复用电路7b。不包括图5A中的各个采样保持电路6a以及多路复用电路7a,而包括采样保持电路6b以及多路复用电路7b,从而能够混合垂直方向的三个像素。在此情况下,使采样保持电路6b内的三个采样保持电容40采样并保持垂直方向的三个像素信号即可。
以上,如用附图说明,本发明的实施例1涉及的固体摄像装置包括;摄像部1,以矩阵状配置有多个像素部2,该像素部2生成对应于受光量的像素信号;行选择电路3,以摄像部的一行为单位或以多行为单位选择像素;按每个列设置的列信号线18,传递来自属于选择的行的像素部2的像素信号;按每个列设置的列放大器(放大元件AMP),包括输入端子和输出端子,该输入端子连接于对应的列信号线,该输出端子用于输出放大后的像素信号;按每个列设置的切换电路4b,在对应的列放大器的接通与断开之间进行切换;以及按每个列设置的旁路电路4c,在对应的列放大器断开时,使像素信号从对应的列放大器的所述输入端子旁路到所述输出端子。据此,在进行静止图像摄像的情况下,为了获得用高画质、高分辨率,由列放大器进行信号放大且利用全像素读出模式,在进行电子取景器等的监控图像摄像的情况下等,使工作电流不向列放大器流动。
进而,本发明的实施例1涉及的固体摄像装置以及其驱动方法的特点是,在使工作电流不向列放大器流动的情况下,利用像素混合模式。
进而,本发明的实施例1涉及的固体摄像装置以及其驱动方法的特点是,在像素混合模式中,在水平读出部进行像素混合。
据此,在全像素读出模式中,在列放大器进行信号放大。虽然在各个电路部发生噪声,但是,根据该信号放大,能够减少列放大器以后的噪声的影响,且能够进行高画质、高分辨率的静止图像摄像。
进而,通过在用于电子取景器的监控图像摄像时利用像素混合模式,从而不导致输出图像不良(波纹的发生),而能够抑制在列放大器发生的消耗电力,并且,能够防止因漏电流增加而引起的画质恶化、控制电路的工作异常,还能够扩大可以使用电子取景器的温度、时间等的自由度。
而且,本发明的固体摄像装置,在具有实时取景功能的单镜反光相机(由CMOS图像传感器进行实时取景、即进行监控用运动图像摄像的单镜反光相机)中,监控用的液晶屏幕或电子取景器用的液晶屏幕进行交错扫描的情况下,即使对行进行缩减,也使画质不会那么恶化,因此,可以认为如本实施例的图5A、图9进行水平方向的像素混合为好。
另一方面,对于利用水平方向的对比的AF(Auto Focus:自动对焦)功能的摄像机,由于不会损坏水平方向的分辨率,因此,可以认为不进行水平方向的像素混合,而进行垂直方向的像素混合为好。
在此情况下,使各个列包括多个采样保持电容,使多行的像素信号被读出到采样保持电路,并且,使各个列的采样保持电容的信号同时被读出到水平共同信号线43,从而能够实现垂直混合。
并且,优选的是,在进行垂直混合时,在像图4那样包括反馈电容元件和输入电容元件的列放大器的情况下,比放大器以前进行垂直混合。在此情况下,由于在输入电容元件也可以进行混合,因此具有不会使电路增加的优点。并且,例如,像后述的图19那样,在尽量在列放大器之前进行像素混合的情况下,由于在噪声的混入还少时减少噪声,因此,具有画质上的优点。
并且,与图4不同,列放大器的放大元件的类型是具有阻抗反馈的类型、或没有反馈的类型的情况下,可以认为在列放大器的后级进行像素混合为好。在此情况下,例如,像图5B那样,若在采样保持电路进行像素混合,则能够避免电路增加。
(实施例2)
以下,参照附图说明本发明的实施例2涉及的固体摄像装置,不过,除了后述的记载以外的部分与如上所述的实施例相同。
首先,图10A是详细示出本发明的实施例2的固体摄像装置的列电路(列放大器4a、箝位电路5a以及采样保持电路6a)的图。
如图10A,列放大器4a包括:输入电容26(电容值Cin),像素部2的信号被输入到一方的端子;放大Tr22,栅极连接于输入电容26的另一方的端子,并对来自像素部2的信号进行放大;列放大器偏置Tr23,栅极连接于列放大器偏置电位,并向放大Tr22供应驱动电流;反馈电容27(电容值Cfb),决定由放大Tr22的信号放大的大小;列放大器复位Tr24,在栅极被供应列放大器复位信号29,并且,进行复位工作,使得将放大Tr22的漏极输出设定为规定电位;列放大器节电Tr25,在栅极被供应节电反相信号44,并且,遮断流动在放大Tr22的电流;以及列放大器输出选择Tr1(31),在栅极被供应输出选择信号1(33),并且,将输入电容26的放大Tr22的一侧的端子电位连接于箝位电容35的采样保持电路6a的一侧;以及列放大器输出选择Tr2(32),在栅极被供应输出选择信号2(34),并且,将输入端子和输出端子直接连接。
并且,箝位电路5a包括:箝位电容35(电容值Ccl),求出从列放大器4a输入来的复位信号与读出信号之间的差分,即求出像素信号;以及箝位Tr36,在栅极被供应箝位信号38,并且,用于将箝位电容35的与列放大器4a相反的一侧的端子电位设定为箝位电位VCL。
并且,在节电反相信号44为H、输出选择信号1(33)为L、输出选择信号2(34)为L时,列放大器4a,对来自像素部2的信号进行放大,并输出到箝位电路5a。此时,增益A为Cin/Cfb。
另一方面,在节电反相信号44为L、输出选择信号1(33)为H、输出选择信号2(34)为H时,来自像素部2的信号直接被输出到箝位电路5a。图10B示出此时的列放大器的等效电路。如图10B,输入电容26和反馈电容27也与箝位电容并联连接,实际上箝位电容35的电容值增加。并且,由于列放大器节电Tr断开,因此来自列放大器偏置Tr23的电流被遮断。
并且,按照规定的时序,像素复位信号(RST)、电荷转送信号(TRAN)以及行选择信号(SEL)被供应到像素电路(图1~图4);按照规定的时序,节电反相信号44、列放大器复位信号、输出选择信号1(33)、输出选择信号2(34)、箝位信号38、采样保持电容输入信号41、列选择信号H[n]被供应到列电路、多路复用器,并且,与这些各个控制信号分别相对应的晶体管被开关(接通、断开)。
本固体摄像装置包括全像素读出模式和像素混合模式。其次,说明各个信号读出工作。
图11是全像素读出模式中的被供应到像素部2和列电路(列放大器4a、箝位电路5a、采样保持电路6a)的各个控制信号的时序图。
由于节电反相信号44为H、输出选择信号1(33)为L、输出选择信号2(34)为L,因此,列放大器4a,对来自像素部2的信号进行放大,并输出到箝位电路5a。
在时序t1,由于转送Tr11断开、复位Tr13接通,因此FD 12的电位(以下,称为Vfd)被初始化为FD复位电位Vfdrst(=VDD)。
在时序t2,由于转送Tr11和复位Tr13断开,因此FD保持电位(复位状态)。此时,由于选择Tr15接通,因此,由放大Tr14和像素电流源Tr72构成源跟踪电路,并且,Vfdrst-Vth被输出到垂直信号线18,以作为复位电压(准确而言,是Vfdrst-Vth-α,但是,在此省略α)。进而,该复位电压Vfdrst-Vth被输入到列放大器4a。由于列放大器复位信号29为H,因此,放大Tr22的栅极一漏极被短路,变为不依赖于来自像素的信号的恒定电位Vcarst,并被输出到箝位电容35的一方的端子。另一方面,箝位信号和采样保持电容输入信号41为H,箝位电容35的另一方的端子以及采样保持电容40的电位被设定为VCL。
在时序t3,由于转送Tr11接通,因此,积蓄在PD10的电荷被转送到FD12,Vfd按照与其信号电荷量相对应的电压Vfdsig降低,从而变为Vfdrst-Vfdsig。
在时序t4,转送Tr11断开,选择Tr15接通,并且,Vfdrst-Vfdsig-Vth被输出到垂直信号线18,以作为读出电压。据此,由于列放大器4a的输入按照Vfdsig发生变化,因此,其输出按照Vfdsig×A上升(这是因为,列放大器复位信号为L、且放大器的复位状态已被解除的缘故)。此时,A=Cin/Cfb。
进而,由于箝位Tr断开,因此,箝位电容35的另一方的端子的电位、即采样保持电容40的电位,按照Vfdsig×A×Ccl/(Ccl+Csh)上升。在此,Csh示出采样保持电容40的电容值。
该电位变化是与垂直信号线中的复位电压和读出电压的差分相对应的电压、即像素信号,在时序t5,采样保持电容输入信号变为L,从而该像素信号被写入到采样保持电容40。根据所述内容,由采样保持部保持一行的像素信号。
其次,图12是全像素读出模式中的被供应到多路复用器的各个控制信号的时序图,与实施例1相同,通过依次使列选择信号变为H,从而各个列的采样保持电容40的信号依次被输出。根据所述内容,一行的像素信号依次被输出。
进而,若按照摄像部1的行数反复进行图11以及图12的工作,则摄像部1整体的信号被读出。
图13是像素混合模式中的被供应到像素部2和列电路的各个控制信号的时序图。
由于节电反相信号44为L、输出选择信号1(33)为H、输出选择信号2(34)为H,因此,向列放大器4a的输入不被放大而直接被输出到箝位电路5a。
在时序t1,由于转送Tr11断开、复位Tr13接通,因此FD的电位(以下,称为Vfd)被初始化为FD复位电位Vfdrst(=VDD)。
在时序t2,由于转送Tr11和复位Tr13断开,因此FD电位保持复位状态。此时,由于选择Tr15接通,因此,由放大Tr14和像素电流源Tr72构成源跟踪电路,并且,Vfdrst-Vth被输出到垂直信号线,以作为复位电压(准确而言,是Vfdrst-Vth-α,但是,在此省略α)。进而,该复位电压Vfdrst-Vth被输入到箝位电容35的一方的端子。另一方面,箝位信号和采样保持电容输入信号为H,箝位电容35的另一方的端子以及采样保持电容40的电位被设定为VCL。
在时序t3,由于转送Tr11接通,因此,积蓄在PD10的电荷被转送到FD,Vfd按照与其信号电荷量相对应的电压Vfdsig降低,从而变为Vfdrst-Vfdsig。在时序t4,转送Tr11断开,选择Tr15接通,并且,Vfdrst-Vfdsig-Vth被输出到垂直信号线,以作为读出电压。据此,箝位电容35的输入按照Vfdsig发生变化。进而,由于箝位Tr断开,因此,箝位电容35的另一方的端子的电位、即采样保持电容40的电位,按照Vfdsig×(Cin+Cfd+Ccl)/(Cin+Cfd+Ccl+Csh)降低。该电位变化是与垂直信号线中的复位电压和读出电压的差分相对应的电压、即像素信号,在时序t5,采样保持输入信号变为L,从而该像素信号被写入到采样保持电容40。
根据所述内容,由采样保持部保持一行的像素信号。其次,图14是像素混合模式中的被供应到多路复用器的各个控制信号的时序图。与实施例1相同,若按每三个列选择信号依次使列选择信号变为H,则各个列的采样保持电容40的信号依次被加上并输出。根据所述内容,一行的像素混合信号依次被输出。进而,若按照摄像部1的行数反复进行图13以及图14的工作,则摄像部1整体的混合信号被读出。
如上所述,对于本发明的实施例2涉及的固体摄像装置以及其驱动方法,在全像素读出模式中,由于在列放大器部4进行信号放大,因此列放大器部4以后的噪声的影响减少。其结果为,能够进行高画质、高分辨率的静止图像摄像。另一方面,在像素混合模式中,由于工作电流不向列放大器部4流动,因此,能够抑制消耗电力,并且,在广泛的环境温度下能够进行监控图像摄像。
并且,虽然在列电路不进行信号放大,但是在水平读出部进行像素混合,因此,噪声的影响减少,从而能够维持高画质。进而,实施例1中的箝位电路5a的增益为Ccl/(Ccl+Csh),但是,本实施例中为(Cin+Cfd+Ccl)/(Cin+Cfd+Ccl+Csh)。例如,在Ccl=Csh=Cin=Cfd=1pF时,实施例1中的增益为0.5,但是,本实施例中为0.75。如此,通过使输入电容26和反馈电容27作为箝位电容35来起作用,从而能够提高箝位电路5a的增益,且能够更抑制噪声的影响。
(实施例3)
图15是本发明的实施例3的固体摄像装置的整体结构图。由摄像部1、行选择电路3、列放大器部4、箝位部5、采样保持(S/H)部6、列模数转换器部45以及数字加法部46构成。
对于列模数转换器部45,多个作为基本单位的列模数转换器45a在列方向排列成矩阵状,并且,将采样保持部6所保持的行单位的模拟像素信号转换为数字信号。
数字加法部46,多个作为基本单位的数字加法器在列方向排列成矩阵状,并且,对来自列模数转换器部45的输出数据进行加法运算。
摄像部1、列放大器部4、箝位部5、采样保持部6的详细内容与实施例1或实施例2相同。
图16详细示出列模数转换器部45。列模数转换器部45包括:多个作为基本单位的列模数转换器45a;斜波生成电路49;以及计数器52。各个列模数转换器45a共享斜波生成电路49以及计数器52。各个列模数转换器45a包括比较器48以及锁存器51。比较器48,输入来自采样保持电路6a的信号,并与斜波波形进行比较,在斜波波形低于像素信号时输出H。计数器52,与斜波波形同步来进行加计数。锁存器51输入计数器的输出,在作为比较器48的比较结果的锁存信号从H切换为L时,将计数器52的计数值写入到内部。
其次,参照图17A的时序图说明列模数转换器45a的模数转换工作。首先,在时序t0,输入像素信号,将斜波波形设定为像素信号的最小值,将计数器52设定为0。并且,由于斜波波形的电平低于像素信号,因此锁存信号为H。其次,在时序t1,斜波波形的电平开始上升。进行设定,使得上升的倾斜度在时序t3达到像素信号的最大值。使计数器52也与斜波波形的上升同步进行加计数。在时序t2,由于斜波波形大于像素信号,因此,锁存信号切换为L电平,此时的计数值被写入到锁存器51。如上所述,由于斜波波形的上升与加计数同步,因此,写入到锁存器51的数字值为对应于像素信号的值。在各个列并联地进行以上的工作,一行的模拟像素信号被并联进行模数转换,并被保持在各个列的锁存器。
本固体摄像装置包括全像素读出模式和像素混合模式。其次,说明各自的信号读出工作。
在全像素读出模式中,首先,将一行的像素信号从摄像部1读出,在列放大器部4进行放大后,保持在采样保持部6。其次,在列模数转换器部45,对一行的像素信号进行数字转换。最后,将这些数字信号经由图15中没有记载的输出部依次输出到芯片外部。若按照摄像部1的行数反复进行以上的工作,则摄像部1整体的信号被输出。
在像素混合模式中,首先,也将一行的像素信号从摄像部1读出,但是,在列放大器部4不进行放大后,并且,此时,由于列放大器部4断开,因此不消耗电力。其次,在列模数转换器部45,对一行的像素信号进行数字转换。接着,在数字加法部,对多个列的数字像素信号进行加法运算。最后,将这些数字加法信号经由图15中没有记载的输出部依次输出到芯片外部。若按照摄像部1的行数反复进行以上的工作,则摄像部1整体的信号被输出。
在全像素读出模式中,由于在列放大器进行信号放大,因此列放大器部4以后的噪声的影响减少。其结果为,能够进行高画质、高分辨率的静止图像摄像。另一方面,在像素混合模式中,由于工作电流不向列放大器部4流动,因此,能够抑制消耗电力,并且,在广泛的环境温度下能够进行连续图像摄像。并且,虽然在列电路不进行信号放大,但是在数字加法部进行像素混合,因此,噪声的影响减少,从而能够维持高画质。
而且,在此,数字加法部46,对相同的行内的信号进行了加法运算,但是,也可以保持多行的信号,对不同的行的信号进行了加法运算。
并且,在像素混合模式中,由于在列放大器部4不进行信号放大,因此信号振幅变小。于是,如图17B示出,也可以将各个列模数转换器45a的输入范围变小。在图17B中,将斜波波形的振幅以及计数工作变为图17A的一半。据此,具有模数转换的期间变短、且帧率提高的效果。在模数转换中位精度降低,但是,通过在后级进行像素混合,从而能够恢复位精度。
(实施例4)
图18是本发明的实施例4的固体摄像装置的整体结构图。由摄像部1、行选择电路3、列放大器部4、箝位部5、采样保持(S/H)部6、多路复用器(MUX)部7、列选择电路8以及输出放大器9构成。
摄像部1是像素单元53配置成二维状的摄像区域,该像素单元53中在垂直方向排列进行光电转换的两个像素部2。在此,虽然示出排列成4×2的二维状的8像素单元的例子,但是,实际的总像素数为几百万个以上。
图19是详细示出在列方向排列的多个像素部2的电路图。像素单元53的特点是,将放大初始时的电压而得到的复位电压、和放大读出时的电压而得到的读出电压输出到垂直信号线,所述像素单元53包括:两个光电二极管PD10-1、-2,对入射的光进行光电转换,并输出电荷;浮动扩散(FD)12,积蓄由PD10-1、-2发生的电荷,并将积蓄的电荷作为电压信号来输出;复位Tr13,进行复位,使得FD12示出的电压变为初始电压(在此,VDD);转送Tr11-1、-2,向FD12供应由PD10-1、-2输出的电荷;放大Tr14,输出随着FD 12示出的电压而变化的电压;以及选择Tr15,在从行选择电路接受行选择信号时,使放大Tr14的输出连接于垂直信号线18。在实施例1中由两个像素包括八个Tr,但是,在此,由两个像素包括五个Tr,如此元件的数量大幅度地减少。
在图18中,除了摄像部1以外的详细内容,与实施例1相同。本固体摄像装置包括全像素读出模式和像素混合模式。其次,说明各自的信号读出工作。
图20是全像素读出模式中的供应到像素部2和列电路的各个控制信号的时序图(记载有,行1和行2的读出部分)。
由于节电信号为L、输出选择信号1(33)为H、输出选择信号2(34)为L,因此,列放大器4a,对像素信号进行放大,并输出到箝位电路5a。在时序t1,由于复位Tr13接通,因此FD12的电位(以下,称为Vfd)被初始化为FD复位电位Vfdrst(=VDD)。
在时序t2,由于复位Tr13断开,因此FD保持电位(复位状态)。此时,由于选择Tr15接通,因此,由放大Tr14和像素电流源Tr72构成源跟踪电路,并且,对应于Vfdrst的复位电压被输入到列放大器4a。
在时序t3,由于PD10-1的一侧的转送Tr11-1接通,因此,积蓄在PD10-1的电荷被转送到FD12,Vfd按照与其信号电荷量相对应的电压降低。
在时序t4,转送Tr11-1、-2断开,选择Tr15接通,因此对应于该FD12的电位的电位被输出到垂直信号线18,以作为读出电压。读出信号,在列放大器4a被放大后被输入到箝位电路5a。
在箝位电路5a检测与复位电压和读出电压的差分相对应的电压、即像素信号,在时序t5,该像素信号被写入到采样保持电容40。根据所述内容,由采样保持电路6a保持行1的像素信号。采样保持电路6a所保持的信号,经由多路复用器部7、输出放大器9依次被输出到芯片外部。
其次,在时序t6,由于复位Tr13接通,因此FD12的电位(以下,称为Vfd)被初始化为FD复位电位Vfdrst(=VDD)。
在时序t7,由于复位Tr13断开,因此FD保持电位(复位状态)。此时,由于选择Tr15接通,因此对应于Vfdrst的复位电压被输入到列放大器4a。
在时序t8,由于PD10-2的一侧的转送Tr11-2接通,因此,积蓄在PD10-2的电荷被转送到FD12,Vfd按照与其信号电荷量相对应的电压降低。
在时序t9,转送Tr11-1、-2断开,选择Tr15接通,因此对应于该FD电位的电位被输出到垂直信号线18,以作为读出电压。读出信号,在列放大器4a被放大后被输入到箝位电路5a。
在箝位电路5a检测与复位电压和读出电压的差分相对应的电压、即像素信号,在时序t10,该像素信号被写入到采样保持电容40。根据所述内容,由采样保持电路保持行2的像素信号。
采样保持电路6a所保持的信号,经由多路复用器部7、输出放大器9依次被输出到芯片外部。若按照摄像部1的行数的一半的次数反复进行以上的工作,则摄像部1整体的信号被输出。
图21是像素混合模式中的供应到像素部2和列电路(列放大器4a、箝位电路5a、采样保持电路6a)的各个控制信号的时序图(记载有,行1和行2的读出部分)。由于节电信号30为H、输出选择信号1(33)为L、输出选择信号2(34)为H,因此,向列放大器4a的输入不被放大而直接被输出到箝位电路5a。
在时序t1,由于复位Tr13接通,因此FD12的电位(以下,称为Vfd)被初始化为FD复位电位Vfdrst(=VDD)。
在时序t2,由于复位Tr13断开,因此FD电位保持复位状态。此时,由于选择Tr15接通,因此,由放大Tr14和像素电流源Tr72构成源跟踪电路,并且,对应于Vfdrst的复位电压被输入到列放大器。
在时序t3,由于PD10-1的一侧和PD10-2的一侧两者的转送Tr11-1、11-2接通,因此,积蓄在PD10-1和PD10-2的电荷被转送到FD12,并在FD12被混合,Vfd按照与其混合信号电荷量相对应的电压降低。
在时序t4,转送Tr11-1、-2断开,选择Tr15接通,因此对应于该FD电位的电位被输出到垂直信号线18,以作为混合读出电压。
混合读出信号,在列放大器4a被放大后被输入到箝位电路5a。在箝位电路5a检测与复位电压和混合读出电压的差分相对应的电压、即像素混合信号,在时序t5,该像素混合信号被写入到采样保持电容40。根据所述内容,由采样保持电路6a保持行1的像素混合信号。采样保持电路6a所保持的混合信号,经由多路复用器部7、输出放大器9依次被输出到芯片外部。若按照摄像部1的行数的一半的次数反复进行以上的工作,则摄像部1整体的混合信号被输出。
在全像素读出模式中,由于在列放大器进行信号放大,因此列放大器部以后的噪声的影响减少。其结果为,能够进行高画质、高分辨率的静止图像摄像。另一方面,在像素混合模式中,由于工作电流不向列放大器部流动,因此,能够抑制消耗电力,并且,在广泛的环境温度下能够进行监控图像摄像。并且,虽然在列电路不进行放大,但是在像素部2进行像素混合,因此,电路噪声的影响减少,从而能够维持高画质。
而且,在此,示出了两个PD共享复位Tr13、放大Tr14、选择Tr15的、由两个像素构成一个单元的情况,但是,由四个像素构成一个单元等由更多个像素构成单元的情况也相同。
(实施例5)
图22是本发明的实施例5的固体摄像装置的整体结构图。
如图22,由摄像部1、行选择电路3、列放大器-箝位部54、采样保持(S/H)部6、多路复用器(MUX)部7、列选择电路8以及输出放大器9构成。并且,摄像部1是进行光电转换的像素部2配置成二维状的摄像区域。在此,示出排列成4×4的二维状的16像素的例子。在各个列配置有两条垂直信号线,各个像素按每个行与该两条垂直信号线交替连接。列放大器-箝位部54包括按每个列设置的作为基本单位的列放大器-箝位电路54a。采样保持部6包括按每个列设置的作为基本单位的采样保持电路图6a。
图23是详细示出在列方向排列的多的像素部2的电路的图。像素电路与实施例1相同。
并且,与实施例1不同,垂直信号线有两条,行1的像素的选择Tr15和行3的像素的选择Tr15连接于垂直信号线1(18-1),行2的像素的选择Tr15连接于垂直信号线1(18-2)。
其次,图24是详细示出由列放大器-箝位电路54a和采样保持电路图6a构成的列电路的图。
如图22,列电路具有将从垂直信号线1或2供应的来自像素部2的信号暂时保持后输出到多路复用器部7的功能、和将从垂直信号线1和2供应的来自像素部2的信号混合后输出到多路复用器部7的功能,并且,能够切换这些功能。
列放大器-箝位电路54a包括:输入电容26(电容值Cin),来自像素部2的信号被输入到一方的端子;放大Tr22,栅极连接于输入电容26的另一方的端子,并对来自像素的信号进行放大;列放大器偏置Tr23,栅极连接于列放大器偏置电位,并向放大Tr22供应驱动电流;反馈电容27(电容值Cfb),决定由放大Tr22的信号放大的大小;列放大器复位Tr24,在栅极被供应列放大器复位信号29,并且,进行复位工作,使得将列放大器-箝位电路54a的输出设定为规定电位;列放大器节电Tr25,在栅极被供应节电反相信号44,并且,遮断流动在放大Tr22的电流;以及箝位电容35(电容值Ccl),输入列放大器-箝位电路54a的输出,求出复位信号与读出信号之间的差分,即求出像素信号;箝位Tr36,在栅极被供应箝位信号,并且,用于将箝位电容35的与列放大器-箝位电路54a相反的一侧的端子电位设定为箝位电位VCL;切换Tr55-1,将垂直信号线1和垂直信号线2的信号选择性地连接于输入电容26;切换Tr55-2;切换Tr55-3,将垂直信号线2的信号连接于反馈电容27;切换Tr55-4,将输入电容26的与像素部2相反的一侧的端子连接于箝位电容35的与列放大器-箝位电路相反的一侧;切换Tr55-5,将垂直信号线1的信号连接于箝位电容35;以及切换Tr55-6,将放大Tr的输出连接于箝位电容35。以下,将切换信号56-1至切换信号56-6,简单地描述为切换信号1至切换信号6。
其次,图25A是示出全像素读出模式中的图24的列电路的等效电路的图。图25B是示出垂直混合模式中的图24的列电路的等效电路的图。
也就是说,若使节电反相信号44固定为H、使切换信号1和切换信号2交替为H、使切换信号3、切换信号4和切换信号5固定为L、使切换信号6固定为H,则列电路的结构成为与图25A等效,垂直信号线1和垂直信号线2的信号交替被供应到列放大器-箝位电路,放大后的像素信号被保持在采样保持电容40。
并且,若使节电反相信号44固定为L、使切换信号1固定为L、使切换信号2、切换信号3、切换信号4和切换信号5固定为H、使切换信号6固定为L,则列电路成为与图25B等效,从而垂直信号线18-1与采样保持电容40之间配置箝位电容35,垂直信号线18-2与采样保持电容40之间配置输入电容26和反馈电容27。
其结果为,输入电容26和反馈电容27作为针对垂直信号线2的信号的箝位电容起作用,垂直信号线1和垂直信号线2的信号被混合,且被写入到采样保持电容40。而且,在该设定下,列放大器放大Tr22的电流被遮断。
并且,如图25A、图25B,按照规定的时序,像素复位信号(RST)、电荷转送信号(TRAN)以及行选择信号(SEL)被供应到像素部2、列电路;按照规定的时序,节电反相信号44、列放大器复位信号29、输出选择信号1(33)、切换信号1至6、箝位信号38、采样保持电容输入信号41被供应到列电路,并且,与这些各个控制信号分别相对应的晶体管被开关(接通、断开)。
并且,本发明的实施例5涉及的固体摄像装置包括全像素读出模式和像素混合模式。
以下,参照附图分别说明信号读出工作。首先,图26是全像素读出模式中的被供应到像素部2和列电路的各个控制信号的时序图(记载有,行1和行2的读出部分)。由于节电反相信号44固定为H、切换信号1和切换信号2交替为H、切换信号3、切换信号4和切换信号5固定为L、切换信号6固定为H,因此,垂直信号线1或垂直信号线2的信号在列放大器-箝位电路54a被放大,并被保持在采样保持电容40。
在时序t1,由于行1的复位Tr13接通,因此行1的FD12的电位(以下,称为Vfd)被初始化为FD复位电位Vfdrst(=VDD)。
在时序t2,由于行1的复位Tr13断开,因此行1的FD电位保持复位状态。此时,由于行1的选择Tr15接通,因此,由行1的放大Tr14和像素电流源Tr72构成源跟踪电路,并且,由于选择Tr15接通,因此,对应于Vfdrst的复位电压经由垂直信号线1被输入到列放大器-箝位电路。
在时序t3,由于行1的转送Tr11接通,因此,积蓄在行1的PD10的电荷被转送到FD,Vfd按照与其信号电荷量相对应的电压降低。
在时序t4,行1的转送Tr11断开,行1的选择Tr15接通,因此对应于该FD12电位的电位被输出到垂直信号线1,以作为读出电压。
在列放大器-箝位电路54a将读出信号放大,并且,检测与复位电压和读出电压的差分相对应的电压、即行1的像素信号,在时序t5,该行1的像素信号被写入到采样保持电容40。根据所述内容,由采样保持电路保持行1的像素信号。采样保持电路所保持的行1的像素信号,经由多路复用器、输出放大器依次被输出到芯片外部。
其次,在时序t6,由于行2的复位Tr13接通,因此行2的FD12的电位(以下,称为Vfd)被初始化为FD复位电位Vfdrst(=VDD)。
在时序t7,由于行2的复位Tr13断开,因此行2的FD电位保持复位状态。此时,由于行2的选择Tr15接通,切换信号信号2接通,因此,对应于Vfdrst的复位电压被输入到列放大器-箝位电路54a。
在时序t8,由于行2的转送Tr11接通,因此,积蓄在行2的PD10的电荷被转送到FD,Vfd按照与其信号电荷量相对应的电压降低。
在时序t9,行2的转送Tr11断开,行2的选择Tr15接通,因此对应于该FD电位的电位被输出到垂直信号线2,以作为读出电压。
在列放大器-箝位电路54a将读出信号放大,并且,检测与复位电压和读出电压的差分相对应的电压、即行2的像素信号,在时序t10,该行2的像素信号被写入到采样保持电容40。
根据所述内容,由采样保持电路6a保持行2的像素信号。采样保持电路6a所保持的信号,经由多路复用器部7、输出放大器9依次被输出到芯片外部。若按照摄像部1的行数的一半的次数反复进行图26的工作,则摄像部1整体的信号被输出。
其次,图27是像素混合模式中的被供应到像素部2和列电路的各个控制信号的时序图(记载有,行1和行2的读出部分)。
如图27,由于使节电反相信号44固定为L、切换信号1固定为H、切换信号2、切换信号3、切换信号4和切换信号5为H、切换信号6固定为L,因此,由列放大器-箝位电路54a不进行放大,但是,直信号线1和2的信号被混合,并被写入到采样保持电容40。
在时序t1,由于行1和行2的复位Tr13接通,因此行1和行2的FD的电位(以下,称为Vfd)被初始化为FD复位电位Vfdrst(=VDD)。
在时序t2,由于行1和行2的复位Tr13断开,因此行1和行2的FD电位保持复位状态。此时,由于行1和行2的选择Tr15接通,因此,由放大Tr14和像素电流源Tr72构成源跟踪电路,并且,对应于行1的Vfdrst的复位电压经由垂直信号线1被输入到箝位电容35,对应于行2的Vfdrst的复位电压经由垂直信号线2被输入到输入电容26和反馈电容27。
在时序t3,由于行1和行2的转送Tr11接通,因此,积蓄在行1和行2的电荷分别被转送到FD,Vfd按照与其信号电荷量相对应的电压降低。
在时序t4,行1和行2的转送Tr11断开,行1和行2的选择Tr15接通,因此,对应于行1的FD电位的电位经由垂直信号线1被输入到箝位电容35,以作为读出电压,对应于行2的FD电位的电位经由垂直信号线2被输入到输入电容26和反馈电容27,以作为读出电压。
此时,检测行1的复位电压和读出电压的差分相对应的电压、和行2的复位电压和读出电压的差分相对应的电压的混合信号,即,检测行1的像素信号和行2的像素信号的混合信号,并且,在时序t5,被写入到采样保持电容40。
根据所述内容,由采样保持电路6a保持行1和行2的像素混合信号。采样保持电路6a所保持的像素混合信号,经由多路复用器部7、输出放大器9依次被输出到芯片外部。若按照摄像部1的行数的一半的次数反复进行图27的工作,则摄像部1整体的混合信号被输出。
如上所述,本发明的实施例5涉及的固体摄像装置,在全像素读出模式中,由于在列放大器-箝位电路54a进行信号放大,因此列放大器-箝位电路54a以后的噪声的影响减少。其结果为,能够进行高画质、高分辨率的静止图像摄像。另一方面,在像素混合模式中,由于工作电流不向列放大器-箝位电路54a流动,因此,能够抑制消耗电力,并且,在广泛的环境温度下能够进行监控图像摄像。
并且,虽然在列放大器-箝位电路54a不进行放大,但是在列电路进行信号混合,因此,电路噪声的影响减少,从而能够维持高画质。并且,由于从摄像部1同时读出二行的信号,因此具有能够提高帧率的效果。
(实施例6)
图28是本发明的实施例6的摄像机(摄像装置)的结构图。
如图28,包括:固体摄像装置58,将输入的光图像信息转换为电信号;数字信号处理器(DSP)59,对从固体摄像装置58检测出的像素信号进行噪声减少处理以及彩色信号处理,从而生成彩色图像;半导体存储器元件等的记录介质60,存储彩色图像;液晶显示器61,显示监控图像,并且该液晶显示器61作为电子取景器起作用;***控制器62,控制固体摄像装置58以及数字信号处理器59等;以及存储器63。
并且,固体摄像装置58的结构是实施例1至实施例5之中的任一种(在适用模拟输出的固体摄像装置的情况下,在外部附加模数转换器,但是,在此省略此事宜)。
图29是本发明的实施例6的摄像机(摄像装置)的摄像工作的流程图。
首先,在步骤S1,进行监控模式的设定。固体摄像装置,使列放大器断开,并且,使像素混合接通,数字信号处理器进行对应于监控模式的设定。
在步骤S2,固体摄像装置拍摄监控图像,并将其显示在液晶显示器。在步骤S3,判断摄像机的使用者是否按下快门。在没有按下的情况下,返回步骤S2,再次进行监控图像摄像以及显示。
在按下的情况下,在步骤S4,设定静止图像摄像模式。固体摄像装置,使列放大器接通,使像素混合断开,数字信号处理器进行对应于静止图像的设定。
在步骤S5,固体摄像装置拍摄静止图像,在步骤S6,由数字信号处理器进行噪声减少处理以及彩色图像处理,在步骤S7,将图像处理后的彩色图像记录在记录介质。
在步骤S61至S62示出在步骤S6的图像处理中的噪声减少处理。在此设想,存储器63存储有缺陷像素数据,该缺陷像素数据示出固体摄像装置58的摄像部中总是发生噪声的像素部的位置。例如,在工场出货时或检查时设定该缺陷像素数据。
在步骤S61,数字信号处理器59读出记录在存储器的缺陷像素数据。在步骤S62,数字信号处理器59对由固体摄像装置58拍摄的图像中的、与缺陷像素数据示出的位置相对应的像素数据进行插值。根据该插值,能够除去成为因固体摄像装置58的摄像部所特有的点阵缺陷等而引起的白色条纹的像素信号,且能够提高画质。
进而,在步骤S63,数字信号处理器59还对图像执行滤波处理,从而减少噪声。能够使因固体摄像装置内部后起发生的噪声而导致的画质恶化不明显。
在本发明的实施例6中,在监控图像摄像时,由于列放大器断开,因此,不消耗电力,能够与环境温度无关而长时间使用电子取景器。并且,由于按照摄像机的液晶显示器的分辨率进行像素混合,因此,即使列放大器断开,也没有大的图像恶化。并且,由于电力减少,因此,因PD漏电流而引起的像素缺陷的电平降低。进而,通过进行像素混合,从而缺陷电平更降低,其结果为,应该进行插值处理的缺陷像素数大幅度地减少。由于插值处理的处理量比例于缺陷数,因此,其意味着,容易能够一边保持帧率一边执行充分的插值处理。
另一方面,在拍摄静止图像时,由于列放大器接通,因此,能够进行高分辨率且高画质的摄像。
此时,虽然列放大器消耗电力,但是,连续拍摄的摄静止图像最大为10幅左右,因此,不成为问题。
本发明涉及的固体摄像装置,作为用于数字单镜反光相机、数字单镜相机、高级小型摄像机等的需要高画质、高功能的摄像设备的图像传感器有用。
Claims (17)
1.一种固体摄像装置,包括:
摄像部,以矩阵状配置有多个像素部,该像素部生成对应于受光量的像素信号;
行选择部,以摄像部的一行或多行为单位选择像素;
按每个列设置的列信号线,传递来自属于选择的行的像素部的像素信号;
按每个列设置的放大电路,具有输入端子和输出端子,该输入端子连接于对应的列信号线,该输出端子用于输出放大后的像素信号;
按每个列设置的切换电路,在对应的放大电路的接通与断开之间进行切换;以及
按每个列设置的旁路电路,在对应的放大电路断开时,使像素信号从对应的放大电路的所述输入端子旁路到所述输出端子。
2.如权利要求1所述的固体摄像装置,
所述固体摄像装置还包括混合电路,该混合电路混合从多个所述输出端子输出的多个像素信号中的规定数量的像素信号。
3.如权利要求2所述的固体摄像装置,
所述混合电路,在各个所述放大电路断开时混合所述规定数量的像素信号。
4.如权利要求3所述的固体摄像装置,
所述切换电路,在监控用运动图像摄像模式中使所述放大电路为断开状态,在静止图像摄像模式中使所述放大电路为接通状态。
5.如权利要求2所述的固体摄像装置,
所述固体摄像装置,包括:
按每个列设置的采样保持电路,对从所述输出端子输出的像素信号进行采样,并保持在该采样保持电路内部所具有的电容元件中;以及
列选择电路,至少选择一个采样保持电路;
所述列选择电路,在各个所述放大电路接通时,依次对采样保持电路一个一个地进行选择,在各个所述放大电路断开时,依次对规定数量的采样保持电路进行同时选择,
所述混合电路,由所述规定数量的采样保持电路中包含的规定数量的所述电容元件构成,通过进行所述同时选择,从而混合规定数量的像素信号。
6.如权利要求2所述的固体摄像装置,
所述混合电路,混合从所述输出端子输出的属于相同列的规定数量的像素信号。
7.如权利要求6所述的固体摄像装置,
所述固体摄像装置,包括:
按每个列设置的采样保持电路,对从所述输出端子输出的像素信号进行采样,并保持在该采样保持电路内部所具有的规定数量的电容元件中;以及
按每个列设置的列选择电路,依次选择采样保持电路;
所述采样保持电路,在各个所述放大电路断开时,对属于不同行的规定数量的像素信号进行采样,并保持在所述规定数量的电容元件,
所述混合电路,由所述规定数量的所述电容元件构成,通过所述列选择电路的选择,混合保持的所述规定数量的像素信号。
8.如权利要求6所述的固体摄像装置,
所述列信号线包括第一信号线和第二信号线,
属于相同列的多个像素部包括连接于第一信号线的像素部、以及连接于第二信号线的像素部,
所述放大电路包括放大元件、输入电容元件以及反馈电容元件,所述输入电容元件连接于所述放大电路的所述输入端子与所述放大元件之间,所述反馈电容元件连接于所述放大元件的输入线与输出线之间,
所述固体摄像装置还包括:
按每个列设置的箝位电路,将从所述输出端子输出的像素信号箝位在该箝位电路内部所具有的箝位用电容元件中,
所述旁路电路,在各个所述放大电路断开时,将来自对应的第一信号线的像素信号旁路到所述输出端子,还将来自对应的第二信号线的像素信号箝位在所述输入电容元件以及所述反馈电容元件之中的至少一方,
所述混合电路,包括所述输入电容元件以及所述反馈电容元件之中的至少一方、和所述箝位用电容元件,在各个所述放大电路断开时,混合被箝位的各个像素信号。
9.如权利要求1所述的固体摄像装置,
由至少两个属于相同列的相邻的所述像素部分别构成一个单元,
各个单元包括:第一光电转换元件;第二光电转换元件;浮动扩散层;第一转送部,从第一光电转换元件向所述浮动扩散层转送信号电荷;第二转送部,从第二光电转换元件向所述浮动扩散层转送信号电荷;放大部,将所述浮动扩散层的信号电荷转换为电压,并作为像素信号来输出,
在各个所述放大电路断开时,在所述浮动扩散层混合由所述第一转送部转送的信号电荷、和由所述第二转送部转送的信号电荷。
10.如权利要求2所述的固体摄像装置,
所述固体摄像装置,还包括:
按每个列设置的模数转换器,将从所述输出端子输出的像素信号转换为数字像素信号,
所述混合电路,混合所述规定数量的数字像素信号。
11.如权利要求10所述的固体摄像装置,
所述模数转换器,能够切换像素信号的输入范围,
在各个所述放大电路断开时的所述输入范围比在各个所述放大电路接通时的所述输入范围窄。
12.如权利要求1所述的固体摄像装置,
所述放大电路包括放大元件以及输入电容元件,该输入电容元件被***在所述放大电路的所述输入端子与所述放大元件之间,
所述固体摄像装置,还包括:
按每个列设置的箝位电路,将从所述输出端子输出的像素信号箝位在该箝位电路内部所具有的箝位用电容元件中;以及
按每个列设置的连接电路,在各个所述放大电路断开时,将所述输入电容元件和所述箝位用电容元件并联连接。
13.如权利要求12所述的固体摄像装置,
所述放大电路还包括被***在所述放大元件的输出线与输入线之间的反馈电容元件,
所述连接电路,在各个所述放大电路断开时,还将所述反馈电容元件和所述箝位用电容元件并联连接。
14.一种摄像装置,包括:
权利要求1所述的固体摄像装置;以及
图像处理部,减少由所述固体摄像装置拍摄的图像的噪声。
15.如权利要求14所述的摄像装置,
所述图像处理部,还包括:
存储部,存储在所述摄像部中总是发生噪声的像素部的位置;以及
插值部,在由所述固体摄像装置拍摄的图像中,对与所述存储部所存储的位置相对应的像素数据进行插值。
16.如权利要求14所述的摄像装置,
所述图像处理部,针对由所述固体摄像装置拍摄的图像,通过滤波处理减少噪声。
17.一种固体摄像装置的驱动方法,
所述固体摄像装置包括:摄像部,以矩阵状配置有多个像素部,该像素部生成对应于受光量的像素信号;行选择部,以摄像部的一行或多行为单位选择像素;按每个列设置的列信号线,传递来自属于选择的行的像素部的像素信号;以及按每个列设置的放大电路,具有输入端子和输出端子,该输入端子连接于对应的列信号线,该输出端子用于输出放大后的像素信号,
所述固体摄像装置的驱动方法,包括以下的步骤:
检测监控用运动图像摄像模式和静止图像摄像模式的切换;
在检测出切换到静止图像摄像模式时,使各个所述放大电路接通;
在检测出切换到监控用运动图像摄像模式时,使各个所述放大电路断开;
在检测出切换到监控用运动图像摄像模式时,将像素信号从各个所述放大电路的所述输入端子旁路到所述输出端子;以及
在监控用运动图像摄像模式中,混合从多个所述输出端子输出的多个像素信号中的规定数量的像素信号。
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