CN103209308A - 图像传感器、成像装置、电子设备和成像方法 - Google Patents

图像传感器、成像装置、电子设备和成像方法 Download PDF

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Abstract

提供图像传感器、成像装置、电子设备和成像方法。该图像传感器以每一线为基础包括至少三条像素传输控制信号线，配置为控制像素的曝光开始和结束定时，以便构成特定方向上的一条线的多个像素的曝光定时具有至少三种模式。

Description

图像传感器、成像装置、电子设备和成像方法
技术领域
本技术涉及图像传感器。更具体地，本技术涉及在多个曝光定时从多个像素读取的图像传感器、具有该成像传感器的成像装置和电子设备以及用于该图像传感器、该成像装置和该电子器件的成像方法。
背景技术
最近，通过成像诸如人类的对象而生成图像（图像数据）并记录所生成的图像（图像数据）作为图像内容（图像文件）的电子设备（例如，诸如数字相机的成像装置）已经变得普及。作为用在电子设备中的图像传感器，电荷耦合器件（CCD）传感器、互补金属氧化物半导体（CMOS）传感器等已经变得普及。
例如，已经提出彼此相邻地在成像表面上布置用于生成长时曝光图像的像素和用于生成短时曝光图像的像素的图像传感器（例如，参见日本专利申请公开第2010-62785号）。
发明内容
在上述相关技术中可以生成已经恰当地校正了相机模糊的高动态范围图像。
如上所述，在上述相关技术中，可以生成恰当地校正了的图像。然而，像素尺寸减小最近取得进展。因此，进行恰当的成像控制以对付像素尺寸减小并且生成与像素尺寸减小对应的恰当图像是重要的。
期待进行恰当的成像控制。
提供本技术以解决上述问题。根据本技术的第一实施例，提供图像传感器及其成像方法，其以每一线为基础包括至少三条像素传输控制信号线，配置为控制每一个像素的曝光开始和结束定时，以便构成特定方向上的一条线的多个像素的曝光定时具有至少三种模式。因而，存在如下效果：通过控制每一个像素的曝光开始和结束定时，构成特定方向上的一条线的多个像素的曝光定时具有至少三种模式。
此外，根据本技术的第一实施例，第一线（在其上，在特定方向上交替布置构成多个像素的第一光谱灵敏度的像素和第二光谱灵敏度的像素）和第二线（在其上，在特定方向上交替布置构成多个像素的第一光谱灵敏度的像素和第三光谱灵敏度的像素）可以交替地布置在正交于特定方向的正交方向上。因而，存在如下效果：在第一和第二线交替布置在正交方向上的图像传感器中构成在特定方向上的该一条线的多个像素的曝光定时具有至少三种模式。
此外，根据本技术的第一实施例，使用第一线中的像素传输控制信号线的至少两条像素传输控制信号线，构成第一线的一些像素可以被指定为用于在预定时段内根据连续曝光生成长时曝光图像的第一像素，且构成第一线的其他像素可以被指定为用于在预定时段内根据间歇曝光生成多个短时曝光图像的第二像素。使用第二线中的像素传输控制信号线的至少两条像素传输控制信号线，构成第二线的一些像素可以被指定第一像素且构成第二线的其他像素可以被指定为第二像素。因而，存在如下效果：使用第一线中的至少两条像素传输控制信号线，构成第一线的一些像素被指定为第一像素且构成第一线的其他像素被指定为第二像素，且使用第二线中的至少两条像素传输控制信号线，构成第二线的一些像素被指定为第一像素且构成第二线的其他像素被指定为第二像素。
此外，根据本技术的第一实施例，使用像素传输控制信号线，在特定方向上的预定数量的像素与在正交方向上的预定数量的像素阶梯式地连接的第一像素组被指定为第一像素，在特定方向上的预定数量的像素与在正交方向上的预定数量的像素阶梯式地连接的第二像素组被指定为第二像素，且可以在特定方向上交替布置第一像素组和第二像素组。因而，存在如下效果：在特定方向上交替布置第一像素组和第二像素组。
此外，根据本技术的第一实施例，在一条线中，使用像素传输控制信号线的至少两条像素传输控制信号线，构成第一像素的第一光谱灵敏度的像素的曝光时段可以设置为短于构成第一像素的第二或第三光谱灵敏度的像素的曝光时段。因而，存在如下效果：使用一条线中的至少两条像素传输控制信号线，构成第一像素的第一光谱灵敏度的像素的曝光时段设置为短于构成第一像素的第二或第三光谱灵敏度的像素的曝光时段。
此外，根据本技术的第一实施例，在一条线中，使用像素传输控制信号线的至少两条像素传输控制信号线，将构成第二像素的第一光谱灵敏度的像素的曝光时段可以设置为短于构成第二像素的第二或第三光谱灵敏度的像素的曝光时段。因而，存在如下效果：使用一条线中的至少两条像素传输控制信号线，构成第二像素的第一光谱灵敏度的像素的曝光时段设置为短于构成第二像素的第二或第三光谱灵敏度的像素的曝光时段。
此外，根据本技术的第一实施例，第一光谱灵敏度的像素、第二光谱灵敏度的像素和第三光谱灵敏度的像素的布置可以是拜耳（Bayer）布置。因而，存在如下效果：通过控制拜耳布置中的每一个像素的曝光开始和结束定时，构成特定方向上的一条线的多个像素的曝光定时具有至少三个模式。
此外，根据本技术的第一实施例，通过对构成在正交方向上的相邻两条第一线的像素以正交方向上的线为单位对单一类型的像素进行相加和对构成在正交方向上的相邻两条第二线的像素以正交方向的线为单位对相同类型的像素进行相加，在相加之后的像素信号的布置可以是拜耳布置。因而，存在如下效果：通过对构成在正交方向上的相邻两条第一线的像素以正交方向的线为单位对相同类型的像素进行相加和对构成在正交方向上的相邻两条第一线的像素以正交方向的线为单位对单一类型的像素进行相加，在相加之后的像素信号的布置具有拜耳布置。
此外，根据本技术的第一实施例，在该一条线中，将至少一条像素传输控制信号线连接到构成多个像素的第一光谱灵敏度的像素且至少两条像素传输控制信号线可以连接到构成多个像素的第二或第三光谱灵敏度的像素。因而，存在如下效果：使用使至少一条像素传输控制信号线连接到构成在一条线中的多个像素的第一光谱灵敏度的像素且使至少两条像素传输控制信号线连接到构成多个像素的第二或第三光谱灵敏度的像素的图像传感器。
此外，根据本技术的第一实施例，连接到第一光谱灵敏度的像素的至少一条像素传输控制信号线可以布置在连接到第二或第三光谱灵敏度的像素的至少两条像素传输控制信号线之间。因而，存在如下效果：使用连接到第一光谱灵敏度的像素的至少一条像素传输控制信号线布置在连接到第二或第三光谱灵敏度的像素的至少两条像素传输控制信号线之间的图像传感器。
此外，根据本技术的第一实施例，第一光谱灵敏度的像素可以是绿色（G）像素，第二光谱灵敏度的像素可以是红色（R）像素，且第三光谱灵敏度的像素可以是蓝色（B）像素。因而，存在如下效果：使用由绿色（G）、红色（R）和蓝色（B）形成的图像传感器。
此外，根据本技术的第一实施例，多个像素可以在特定方向上的两个相邻像素之间共享一个模/数（A/D）转换器。且可以使用像素传输控制信号线的至少两条像素传输控制信号线偏移（shift）两个相邻像素的曝光定时。因而，存在如下效果：使用至少两条像素传输控制信号线偏移两个相邻像素的曝光定时。
此外，根据本技术的第一实施例，由在特定方向上的多个像素和在正交方向上的多个像素形成的像素组可以共享一个浮动扩散。因而，存在如下效果：在特定方向上由多个像素和在正交方向上的多个像素形成的像素组可以共享一个浮动扩散（FD）。
此外，根据本技术的第二实施例，提供包括图像传感器和图像处理部分的成像装置及其成像方法，该图像传感器被配置为以每一线为基础具有至少三条像素传输控制信号线，用于控制每一个像素的曝光开始和结束定时，以便构成特定方向上的一条线的多个像素的曝光定时具有至少三种模式，而该图像处理部分被配置为对从该图像传感器输出的图像信号进行图像处理。因而，存在如下效果：通过控制每一个像素的曝光开始和结束定时来对从构成特定方向上的一条线的多个像素的曝光定时具有至少三种模式的图像传感器所输出的图像信号进行图像处理。
此外，根据本技术的第三实施例，提供包括图像传感器、图像处理部分和控制部分的电子设备及其成像方法，该图像传感器配置为以每一线为基础具有用于控制每一个像素的曝光开始和结束定时的至少三条像素传输控制信号线，以便构成特定方向上的一条线的多个像素的曝光定时具有至少三种模式，该图像处理部分配置为对从图像传感器输出的图像信号进行图像处理，而该控制部分配置为控制经历了图像处理的图像信号以输出或记录。因而，存在如下效果：通过控制每一个像素的曝光开始和结束定时来进行对于从构成特定方向上的一条线的多个像素的曝光定时具有三种模式的图像传感器输出的图像信号的图像处理，且控制该图像信号以输出或记录。
依据本技术的实施例，存在如下极佳的效果：可以进行恰当的成像控制。
附图说明
以下，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。注意，在此说明书和附图中，具有基本相同功能和结构的结构要素用相同的附图标记表示，并且省略这些机构要素的重复说明。
图1是图示安装在依据本技术的第一实施例的图像传感器100的光接收部分上的滤色器（CF）的像素布置的示例的示图；
图2是图示在依据本技术的第一实施例的图像传感器100中提供的像素10的基本电路的配置示例的示图；
图3是图示在依据本技术的第一实施例的图像传感器100中的像素控制电路和像素布线的配置示例的示图；
图4是示意性图示用于构成依据本技术的第一实施例的图像传感器100的像素的控制信号的时序图；
图5是图示安装在依据本技术的第一实施例的图像传感器100的光接收部分上的CF的像素布置的示例的示图；
图6是示意性图示用于构成依据本技术的第一实施例的图像传感器100的像素的控制信号的时序图；
图7是图示安装在依据本技术的第一实施例的图像传感器100的光接收部分上的CF的像素布置的示例的示图；
图8是示意性图示用于构成依据本技术的第一实施例的图像传感器100的像素的控制信号的时序图；
图9是示意性图示用于构成依据本技术的第一实施例的图像传感器100的像素的控制信号的时序图；
图10是示意性图示用于构成依据本技术的第一实施例的图像传感器100的像素的控制信号的时序图；
图11是图示在依据本技术的第二实施例的图像传感器300中的像素控制电路和像素布线的配置示例的示图；
图12是示意性图示用于构成依据本技术的第二实施例的图像传感器300的像素的控制信号的时序图；
图13是图示安装在依据本技术的第三实施例的图像传感器500的光接收部分上的CF的像素布置的示例的示图；
图14是图示在构成依据本技术的第三实施例的图像传感器500的像素上进行的像素相加之后的输出示例的示图；
图15是图示在依据本技术的第三实施例的图像传感器500中提供的像素的基本电路的配置示例的示图；
图16是图示在依据本技术的第三实施例的图像传感器500中的像素控制电路和像素布线的配置示例的示图；
图17是示意性图示用于构成依据本技术的第三实施例的图像传感器500的像素的控制信号的时序图；
图18是示意性图示用于构成依据本技术的第三实施例的图像传感器500的像素的控制信号的时序图；
图19是图示在依据本技术的第四实施例的图像传感器700中提供的像素的基本电路的配置示例的示图；
图20是图示在依据本技术的第四实施例的图像传感器700中的像素控制电路和像素布线的配置示例的示图；
图21是示意性图示用于构成依据本技术的第四实施例的图像传感器700的像素的控制信号的时序图；
图22是示意性图示构成依据本发明的第五实施例的图像传感器的像素和像素传输控制信号线的布局示例的示图；和
图23是图示依据本技术的实施例的成像装置800的功能性配置示例的块图。
具体实施方式
以下，将描述用于实现本技术的模式（以下称为实施例）。将以如下顺序给出描述。
1、第一实施例（在水平方向上的一条线上提供三条像素传输控制信号线的示例）
2、第二实施例（在垂直方向上的两个像素共享一个A/D转换器的图像传感器的示例）
3、第三实施例（相加和使用从像素读取的信号的图像传感器的示例）
4、第四实施例（使用由八个像素共享的像素电路的图像传感器的示例）
5、第五实施例（像素传输控制信号线的布局示例）
6、应用示例
<1、第一实施例>
[CF的像素布置示例]
图1是图示安装在依据本技术的第一实施例的图像传感器100的光接收部分上的CF的像素布置的示例的示图。在图1中，每一个矩形示意性地表示一个像素。
另外，在本技术的第一实施例中，示出包括G、R和B的RGB三色的CF的示例。此处，没有用对角线划出阴影的矩形表示长时曝光像素，且用对角线划出阴影的矩形表示短时曝光像素。
此处，长时曝光像素是在预定曝光时段内通过连续曝光（长时曝光）读取的像素。另外，短时曝光像素是在预定曝光时段内对其进行间歇曝光（短时曝光）且在每一个曝光时间从该短时曝光像素进行读取的像素。
另外，在每一个矩形内的附图标记指示CF的类型。例如，在G像素中，“GL”指定为长时曝光像素且“GS”指定为短时曝光像素。另外，在R像素之中，“RL”指定为长时曝光像素且“RS”指定为短时曝光像素。此外，在B像素之中，“BL”指定为长时曝光像素且“BS”指定为短时曝光像素。
如上所述，在图像传感器100中，在水平方向上交替布置第一像素组（短时曝光像素组）和第二像素组（长时曝光像素组）。此处，该第一像素组（短时曝光像素组）是在水平方向上相邻地布置的三个第一像素（短时曝光像素）阶梯式地连接到在垂直方向上相邻地布置的三个第一像素（短时曝光像素）的像素组。即，第一像素组（短时曝光像素组）是由用对角线划出阴影的矩形形成的像素组。另外，该第二像素组（长时曝光像素组）是在水平方向上相邻地布置的三个第二像素（长时曝光像素）阶梯式地连接到在垂直方向上相邻地布置的三个第二像素（长时曝光像素）的像素组。即，第二像素组（长时曝光像素组）是由没有用对角线划出阴影的矩形形成的像素组。在本技术的第一实施例中，在图1中图示的配置将被描述为空间变动曝光（SVE）锯齿形灵敏度模式。在一帧内的成像中，在同一曝光时段中对全部像素正常进行成像。另一方面，SVE是在一帧内成像时周期改变一帧内的曝光时段并使用信号处理技术实现宽动态范围等效果的同时进行成像的成像方法。
另外，在图像传感器100中，第一光谱灵敏度的像素（例如，G像素）、第二光谱灵敏度的像素（例如，R像素）和第三光谱灵敏度的像素（例如，B像素）的布置变为拜耳布置。
如上所述，本技术的第一实施例旨在在CMOS图像传感器（CIS）上在一帧内实现两种灵敏度的像素灵敏度模式。例如，可以例如通过将像素曝光时段设置为不同的曝光时段来改变灵敏度。
[像素的基本电路的配置示例]
图2是图示在依据本技术的第一实施例的图像传感器100中提供的像素10的基本电路的配置示例的示图。在图2中，图示尚未由像素共享的四个晶体管（Tr）的常规配置的CIS像素电路的配置示例。
由作为光接收部分的光电二极管（PD）11、FD12和四个MOS场效应晶体管（MOSFET）（M1到M4）21到24形成像素10。另外，将像素10连接到像素传输控制信号线（像素传输栅控制信号线）（TRG）31、像素读取选择控制信号线（SEL）32、垂直信号线（读取线）（VSL）33和像素复位控制信号线（RST）34。
在PD11中将用其照射像素的光转换为电子，并且在PD11中积累与光量对应的电荷。MOSFET（M1）21控制PD11和FD12之间的电荷传输。将像素传输控制信号线（TRG）31的信号施加于MOSFET（M1）21的栅极，并且因此将在PD11中积累的电荷传输到FD12。将FD12连接到MOSFET（M3）23的栅极。当将像素读取选择控制信号线（SEL）32的控制信号施加于MOSFET（M4）24的栅极时，可以将与在FD12中积累的电荷对应的电压作为来自垂直信号线（VSL）33的信号读取。当将像素复位控制信号线（RST）34的复位信号施加于MOSFET（M2）22的栅极时，因为在FD12中积累的电荷流过MOSFET（M2）22，所以复位电荷积累状态。
[像素控制电路和像素布线的配置示例]
图3是图示在依据本技术的第一实施例的图像传感器100中的像素控制电路和像素布线的配置示例的示图。
图像传感器100包括垂直扫描控制电路110、水平传输电路120、模/数（A/D）转换器131到138、存储器141到148和多个像素（像素R1到B48）。将每一个都具有在图2中示出的结构的多个像素布置在图像传感器100的二维（2D）正方形栅格中。另外，在表示像素的矩形内部指定CF类型R、G和B以及标识号1到48。
通常，图像传感器的纵向的序列称为列且横向的序列称为行。因此，以下适当地使用列和行的名称来给出描述。另外，在此实施例中，代表性地示出图像传感器100中的一些像素（像素R1到B48）和与其关联的部分，并且省略其他配置的说明和描述。
垂直扫描控制电路110通过控制布线在行方向上的信号线RST、TRG和SEL，导通或断开每一个像素和垂直信号线VSL之间的开关。将参考图4、6、8到10等详细描述这些信号线的控制。
水平传输电路120是用于水平传输在存储器141到148中保存的数字数据的电路。
A/D转换器131到138中的每一个将来自每一个像素的图像数据（其是模拟值）转换为数字数据（数字值）。
存储器141到148顺序存储由A/D转换器131到138转换了的数字数据。
另外，将垂直信号线（读取线）（VSL）151到158布线在垂直列方向上，并且在同一垂直列上的像素共享一条读取线。另外，垂直信号线（VSL）151到158通过水平传输电路120排他地连接到输出端121。此处，像素R1和G2等（具有指定给图1中图示的像素的下标“L”的像素）是在预定曝光时段内连续曝光（长时曝光）并最终读取的像素（长时曝光像素）。另外，像素R3和R7等（具有指定给图1中图示的像素的下标“S”的像素）是在预定曝光时段内间歇曝光（短时曝光）并在每次曝光时读取的像素（短时曝光像素）。
如上所述，一个确定像素可以根据垂直扫描控制电路110的选择控制而连接到输出端121。因此，当顺序选择像素时可以时分地读取全部像素的信号。
另外，对于图像传感器100中的水平方向上的线，布线像素传输控制信号线（TRG）162、163等、像素读取选择控制信号线（SEL）165等和像素复位控制信号线（RST）161等。另外，依据SVE锯齿形灵敏度模式，将R或B像素每隔一个彩色像素地连接到像素传输控制信号线（TRG）。
此处，将描述为了实现图1中图示的灵敏度模式的水平方向上的一条线中的像素传输控制信号线TRG。例如，按照图1中图示的SVE锯齿形灵敏度模式中的水平线方向，在一条线中存在两类灵敏度。因此，因为在水平方向上的一条线上存在两类曝光时段，所以需要至少两条像素传输控制信号线TRG。
这里，当像素尺寸减小取得进展的同时，最近已经出现了CF灵敏度差影响图像质量的现象。作为降低灵敏度差的影响的方法，可以使用色彩特定快门机构的方法。此色彩特定快门机构是对每一个像素的每一个滤光器色彩改变曝光时段并降低灵敏度差引起的影响的方法。例如，当对每一个像素的每一个滤光器色彩改变曝光时段时，对具有差灵敏度的色彩像素（例如，B和R像素）延长曝光时段并对具有好灵敏度的色彩像素（例如，G像素）缩短曝光时段。另外，对于曝光时段中的差，在计算处理中在没有差的方向上恰当地进行处理。
为了执行色彩特定快门机构，需要对每一个色彩以不同定时复位像素的机构。此处，当考虑拜耳布置时，存在关于在水平方向上的一条线的两类色彩信息。因此，需要对每一个色彩像素连接的至少两条像素传输控制信号线。
另外，当考虑提供色彩特定快门机构并实现图1中示出的SVE锯齿形灵敏度模式的方法时，在水平方向的一条线上的G像素在SVE锯齿形灵敏度模式中具有相同灵敏度。另一方面，R或B像素具有长时曝光和短时曝光两类灵敏度。即，对于连接到B和R像素的像素传输控制信号线TRG，需要将曝光时段设置为两类曝光时段。因此，尽管可以提供连接到G像素的至少一条像素传输控制信号线TRG，但是需要连接到R或B的至少两条像素传输控制信号线TRG。因此，在水平方向上的一条线中需要至少三条像素传输控制信号线TRG。
即，图像传感器100以每一线为基础具有至少三条像素传输控制信号线用于控制每一个像素的曝光开始和结束定时，以便构成特定方向上的一条线的多个像素的曝光定时具有至少三个模式。
另外，在一条线中，将至少一条像素传输控制信号线连接到构成多个像素的第一光谱灵敏度的像素，并且将至少两条像素传输控制信号线连接到构成多个像素的第二或第三光谱灵敏度的像素。
此处，将交替布置构成在特定方向（例如，水平方向）上的多个像素的第一光谱灵敏度的像素和第二光谱灵敏度的像素的线指定为第一线。另外，将交替布置构成在特定方向上的多个像素的第一光谱灵敏度的像素和第三光谱灵敏度的像素的线指定为第二线。在此情况下，在图像传感器100中，在正交方向（例如，垂直方向）上交替布置第一线和第二线。
[控制信号的时序图示例]
图4是示意性图示用于构成依据本技术的第一实施例的图像传感器100的像素的控制信号的时序图。在图4中，图示与在图3中图示的像素之中的像素201到206对应的时序图。在图1中，图示由粗矩形框环绕的像素201到206。另外，在图4中，图示用于实现SVE锯齿形灵敏度模式的时序图。
另外，在图4中图示的水平轴是时间轴。将描述用与图3图示的对应信号线的附图标记相同的附图标记表示的图4中图示的每一个波形。另外，曝光时段E1和E2是与长时曝光时段对应的时段，且曝光时段E3和E4是与短时曝光时段对应的时段。在图4中，为了理解的方便，图示色彩特定快门的色彩特定曝光时段不改变的示例。
如图3所示，像素201到203（R19、G20和R21）的像素复位控制信号线（RST）171是公共的。
此处，像素电子快门意味着同时进行导通图像复位控制信号线RST（因为复位晶体管M2是N沟道MOSFET（NMOS）而在高（H）电位）的操作和激活像素传输控制信号线TRG的操作。根据此像素电子快门，复位积累在用作目标的PD（光电二极管）中的电荷。因此，如果甚至当复位控制信号线RST导通时也断开像素传输控制信号线TRG，则目标PD不复位。
例如，在时间t1，因为导通像素复位控制信号线（RST）171和像素传输控制信号线（TRG）172及173，所以释放像素202和203的像素电子快门。因此，在从时间t1到时间t5的时段（曝光时段E1）期间，像素202和203曝光。
另外，在时间t3，因为导通像素复位控制信号线（RST）171和像素传输控制信号线（TRG）173，所以释放像素201的像素电子快门。因此，在从时间t3到时间t5的时段（曝光时段E1）期间，像素201曝光。
如上所述，可以控制每一个像素，以便以不同曝光时段将水平方向的一条线上的多个像素曝光。
另外，类似地，甚至对下一线（像素204到206（B26、G27和B28））也可以进行控制。
例如，在时间t2，因为导通像素复位控制信号线（RST）176和像素传输控制信号线（TRG）179，所以释放像素206的像素电子快门。因此，在从时间t2到时间t6的时段（曝光时段E2）期间，像素206曝光。
另外，在时间t4，因为导通像素复位控制信号线（RST）176和像素传输控制信号线（TRG）177及178，所以释放像素204和205的像素电子快门。因此，在从时间t4到时间t6的时段（曝光时段E4）期间，像素204和205曝光。此处，建立曝光时段E1=E2和曝光时段E3=E4。
如上所述，在像素复位定时，通过恰当地控制在水平方向的一条线上的三条像素传输控制信号线TRG的开/关来生成期待的灵敏度模式。
另外，例如，可以通过在时间t1到时间t6切换像素传输控制信号线TRG的开/关来切换长时曝光像素和短时曝光像素的布置。在图5和7中图示布置示例，且在图6和8中图示与之对应的时序图的示例。
[像素布置示例和时序图示例]
此处，将描述切换长时曝光像素和短时曝光像素的布置的示例。
图5是图示安装在依据本技术的第一实施例的图像传感器100的光接收部分上的CF的像素布置的示例的示图。图5是图1的修改示例，且图5不同于图1在于切换长时曝光像素和短时曝光像素的布置。然而，除了以上点，图5基本与图1相同。因此，用与图1中相同的附图标记表示与图1的部分相同的部分并省略其详细描述。
图6是示意性图示用于构成依据本技术的第一实施例的图像传感器100的像素的控制信号的时序图。在图6中，图示用于实现图5中所图示的长时曝光像素和短时曝光像素的布置的时序图。
图6是图4的修改示例，并且不同于图4在于切换在时间t1到时间t6的像素传输控制信号线TRG的开/关。然而，除了以上点，图6基本与图4相同。因此，用与图4中相同的附图标记表示与图4的部分相同的部分并省略其详细描述。
如图5和图6所示，可以通过在时间t1到时间t6切换像素传输控制信号线TRG的开/关来切换长时曝光像素和短时曝光像素的布置。
[像素布置示例和时序图示例]
此处，将描述改变SVE锯齿形灵敏度模式的方向的示例。
图7是图示安装在依据本技术的第一实施例的图像传感器100的光接收部分上的CF的像素布置的示例的示图。图7是图1的修改示例，并且不同于图1在于切换SVE锯齿形灵敏度模式的方向。然而，除了以上点，图7基本与图1相同。因此，用与图1中相同的附图标记表示与图1的部分相同的部分并省略其详细描述。
图8是示意性图示用于构成依据本技术的第一实施例的图像传感器100的像素的控制信号的时序图。在图8中，图示用于实现在图7中示出的SVE锯齿形灵敏度模式的方向已经改变的布置的时序图。
图8是图4的修改示例，并且不同于图4在于切换在时间t1到时间t6的像素传输控制信号线TRG的开/关。然而，除了以上点，图8基本与图4相同。因此，用与图4中相同的附图标记表示与图4的部分相同的部分并省略其详细描述。
如图7和图8所示，可以通过在时间t1到时间t6切换像素传输控制信号线TRG的开/关来改变SVE锯齿形灵敏度模式的方向。
如上所述，可以通过在水平方向的一条线上提供三条像素传输控制信号线TRG并切换像素电子快门定时来生成期待的SVE锯齿形灵敏度模式。
[色彩特定快门控制示例]
接着，将描述对构成图像传感器100的每一个像素控制色彩特定快门的示例。首先将描述当根据通用单一曝光成像方法而非SVE锯齿形灵敏度模式控制色彩特定快门时的控制定时示例（图9）。接着将描述用于控制色彩特定快门并实现SVE锯齿形灵敏度模式的控制定时示例（图10）。
[控制信号的时序图的示例]
图9是示意性图示用于构成依据本技术的第一实施例的图像传感器100的像素的控制信号的时序图。在图9中，图示用于实现根据图3中图示的图像传感器100中的通用单一曝光成像方法的色彩特定快门的时序图。因为图9是图4的修改示例，所以用与图4中相同的附图标记表示与图4的信号线相同的信号线并省略其详细描述。
如上所述，灵敏度根据像素尺寸减小对于CF的每一个色彩是不同的，并因此在低灵敏度像素中不可能获得足够的信号量。因此，对于最终信号处理减少这样的灵敏度差异的副作用是重要的。例如，因为G像素通常具有高于R和B像素的灵敏度，所以可以将G像素的曝光时段设置为较短。如上所述，考虑对每类像素的曝光时段之差并因此可以采用补偿CF灵敏度差的方法（色彩特定快门）。
例如，在时间t11，因为导通像素复位控制信号线（RST）171和像素传输控制信号线（TRG）172及174，所以释放像素201和203的像素电子快门。另外，在时间t12，因为导通像素复位控制信号线（RST）171和像素传输控制信号线（TRG）173，所以释放像素202的像素电子快门。即，在时间t11的定时释放R像素的像素电子快门，并在时间t12的定时释放G像素的像素电子快门。在时间t5的定时，同时读取连接到像素传输控制信号线（TRG）172到174的像素201到203。即，在从时间t11到时间t15的时段（曝光时段E11）期间将像素201和203曝光，且在从时间t12到时间t15的时段（曝光时段E12）期间将像素202曝光。
如上所述，可以在曝光时段E11和E12之间生成曝光时段差并补偿该曝光时段中的CF灵敏度差。即，因为当操作色彩特定快门时在水平方向上的一条线上需要两个曝光控制操作，所以需要至少两条传输控制信号线（TRG）。
甚至对于像素204到206，可以在曝光时段E13和E14之间生成曝光时段差并补偿曝光时段中的CF灵敏度差。
[控制信号的时序图示例]
图10是示意性图示用于构成依据本技术的第一实施例的图像传感器100的像素的控制信号的时序图。在图10中，图示用于操作色彩特定快门并实现图像传感器100中的SVE锯齿形灵敏度模式的时序图。
因为图10是图9的修改示例，所以用与图9中相同的附图标记表示与图9的信号线相同的信号线并省略其详细描述。另外，在图10中，在图9中图示的定时之中，像素传输信号线（TRG）174的像素电子快门的定时是不同的。
即，因为像素传输信号线（TRG）174连接到像素（R像素）201并提供给短时曝光像素，所以进行控制以将曝光时段SE1设定为短于长时曝光像素的曝光时段LE1。
例如，在时间t21，因为导通像素复位控制信号线（RST）171和像素传输控制信号线（TRG）172，所以释放像素（R像素）203的像素电子快门。另外，在时间t22，因为导通像素复位控制信号线（RST）171和像素传输控制信号线（TRG）173，所以释放像素（G像素）202的像素电子快门。
另外，在时间t24，因为导通像素复位控制信号线（RST）171和像素传输控制信号线（TRG）174，所以释放像素（R像素）201的像素电子快门。即，在时间t21和t24的定时释放R像素的像素电子快门，且在时间t22的定时释放G像素的像素电子快门。
在时间t27的定时，同时读取连接到像素控制信号线（TRG）172到174的像素201到203。即，在从时间t21到时间t27的时段（曝光时段LE1）期间将像素203曝光，并在从时间t22到时间t27的时段（曝光时段LE2）期间将像素202曝光。如上所述，在长时曝光像素（R和G像素）中生成曝光时段LE1和LE2之间的曝光时段差。此外，在从时间t24到时间t27的时段（曝光时段SE1）期间将像素201曝光。
如上所述，可以生成在长时曝光像素（R和G像素）的曝光时段LE1和LE2之间的曝光时段差并在曝光时段中补偿CF灵敏度差。即，当操作色彩特定快门并且实现SVE锯齿形灵敏度模式时，需要控制R和B像素的长时曝光和短时曝光，并且需要至少两条像素传输控制信号线TRG。在此情况下，对于G像素和R或B像素，需要划分像素传输控制信号线TRG，以操作色彩特定快门。因此，在水平方向的一条线上需要至少三条像素传输控制信号线。
甚至对于像素204到206，可以生成在短时曝光像素（B和G像素）的曝光时段SE2和SE3之间的曝光时段差并在曝光时段中补偿CF灵敏度差。
如上所述，在本技术的第一实施例中，使用在第一线中的至少两条像素传输控制信号线，构成第一线的一些像素指定为长时曝光像素（第一像素）且构成第一线的其他像素指定为短时曝光像素（第二像素）。类似地，使用在第二线中的至少两条像素传输控制信号线，构成第二线的一些像素指定为长时曝光像素（第一像素）且构成第二线的其他像素指定为短时曝光像素（第二像素）。
另外，在一条线中，使用至少两条像素传输控制信号线，将构成长时曝光像素（第一像素）的G像素的曝光时段设置为短于构成第一像素的R或B像素。
另外，在一条线中，使用至少两条像素传输控制信号线，将构成短时曝光像素（第二像素）的G像素的曝光时段设置为短于构成短时曝光像素（第二像素）的R或B像素的曝光时段。
另外，本技术的第一实施例可以识别为控制每一个像素的曝光开始和结束定时的成像方法，以便构成一条线的多个像素的曝光定时具有使用三条像素传输控制信号线的至少三个模式。
如上所述，在本技术的第一实施例中，可以通过在水平方向的一条线上提供三条像素传输控制信号线TRG并控制这些像素传输控制信号线TRG而在CIS中实现SVE锯齿形灵敏度模式。另外，甚至在为了确保CF灵敏度差而操作色彩特定快门的CIS中也可以实现SVE锯齿形灵敏度模式。另外，甚至在进行时分读取的电路配置中也可以实现SVE锯齿形灵敏度模式。另外，尽管存在特定限制范围，但可以通过控制像素传输控制信号线TRG生成期待的像素灵敏度模式。即，可以依据本技术的第一实施例进行恰当的成像控制。
<2、第二实施例>
在本技术的第一实施例中，已经描述在水平方向的一条线上提供三条像素传输控制信号线以提供色彩特定快门机构并实现SVE锯齿形灵敏度模式的示例。此处，甚至当没有提供色彩特定快门机构时也考虑需要三条像素传输控制信号线的图像传感器。例如，在对垂直方向上的两个像素安装一个A/D转换器的电路配置的情况下，需要三条像素传输控制信号线。
在本技术的第二实施例中，示出了需要三条像素传输控制信号线的图像传感器的另一示例。
[像素控制电路和像素布线的配置示例]
图11是图示依据本技术的第二实施例的图像传感器300的像素控制电路和像素布线的配置示例的示图。因为图像传感器300是图3中图示的图像传感器100的修改示例，所以省略与图像传感器100共同的部分的描述的部分。
图像传感器300包括垂直扫描控制电路310、水平传输电路320、列开关331到334、A/D转换器335到338、存储器341到344和多个像素（像素R1到B48）。垂直扫描控制电路310与图3图示的垂直扫描控制电路110对应，且水平传输电路320与图3图示的水平传输电路120对应。另外，多个像素（像素R1到B48）与图3图示的多个像素（像素R1到B48）对应。
列开关331到334基于来自控制部分（未示出）的信号来从两个像素中选择信号，并且将所选择的信号输出到A/D转换器335到338。
A/D转换器335到338将来自列开关331到334的图像数据（模拟值）转换为数字数据（数字值）。
存储器341到344顺序存储由A/D转换器335到338转换了的数字数据。
此处，尽管通常根据像素间距安装A/D转换器（A/D转换电路），但是由于根据像素尺寸减小的影响的设计局限，A/D转换器的减少不符合像素间距。因此，如图11所示，提出以两个像素的间距来安装一个A/D转换器的图像传感器。
然而，因为一个A/D转换器一次仅从一个像素读取，所以需要将从两个像素读取的操作划分为两个操作并且当一个A/D转换器安装在水平方向的一条线上的两个像素中时进行该两个操作。
例如，像素401和402位于水平方向的同一线上，并且分别连接到垂直信号线（VSL）353和354中。另外，将垂直信号线（VSL）353和354连接到相同A/D转换器336。因此，难以从像素401和402同时读取。例如，需要偏移每一个像素的读取时间。例如，可以采用在已经终止像素401的读取之后进行像素402的读取的方法。在此情况下，花费在水平方向的一条线中的A/D转换的时间翻倍。
此处，将描述像素电子快门的定时。此处，为了描述的方便，将描述在单一曝光时段中的读取取代SVE读取作为像素电子快门。
通常，当不进行时分读取时，需要要读取的特定目标的一行的像素的曝光时段与要读取的另一行的像素的曝光时段相同。因此，垂直扫描控制电路310控制每条信号线，从而全部行的读取定时与像素电子快门的定时之间的时间差是相同的。
另外，类似地，甚至当进行时分读取时，也需要释放像素电子快门从而每一个像素的读取定时和像素电子快门的定时的曝光时段是相同的。即，以不同读取定时读取连接到水平方向的同一线上的同一A/D转换器的像素。因此，需要释放像素电子快门，从而每一个像素的读取定时和像素电子快门的定时的曝光时段是相同的。
[控制信号的时序图示例]
图12是示意性图示用于构成依据本技术的第二实施例的图像传感器300的像素的控制信号的时序图。在图12中，图示用于实现在图11图示的图像传感器300中的SVE锯齿形灵敏度模式的时序图。另外，在图12中，图示与在图11图示的像素之中的像素401到406对应的时序图。
例如，在时间t31，因为导通像素复位控制信号线（RST）371和像素传输控制信号线（TRG）372，所以释放像素（R像素）403的像素电子快门。另外，在时间t32，因为导通像素复位控制信号线（RST）371和像素传输控制信号线（TRG）373，所以释放像素（G像素）402的像素电子快门。即，因为偏移像素403和像素402的读取定时（时间t37和t38），所以以读取定时之间的差来偏移像素403和402的像素电子快门的定时（时间t31和t32）。另外，在从时间t31到时间t37的时段（曝光时段E21）期间，像素403曝光，而在从时间t32到时间t38的时段（曝光时段E22）期间，像素402曝光。建立曝光时段E21=E22。
另外，在时间t34，因为导通像素复位控制信号线（RST）371和像素传输控制信号线（TRG）374，所以释放像素（R像素）401的像素电子快门。在时间t37读取像素（R像素）401。即，在从时间t34到时间t37的时段（曝光时段E24）期间，像素401曝光。
如上所述，为了实现将在水平方向的同一线上的像素401到403的全部像素电子快门释放的状态和SVE锯齿形灵敏度模式，以长时曝光时段E21和E22以及短时曝光时段E24两个灵敏度来控制曝光。因而，可以进行用于时分读取的读取方法和像素电子快门控制。
另外，在时间t33进行像素电子快门操作，并在从时间t33到时间t40的时段（曝光时段E23）期间，像素406曝光。另外，在时间t35进行像素电子快门操作，并在从时间t35到时间t39的时段（曝光时段E25）期间，像素405曝光。另外，在时间t36进行像素电子快门操作，并在从时间t36到时间t40的时段（曝光时段E26）期间，像素404曝光。此处，建立曝光时段E21=E22=E23以及曝光时段E24=E25=E26。
如上所述，在本技术的第二实施例中，在以两个像素的间距安装一个A/D转换器的电路配置中在水平方向的一条线上提供至少三条像素传输控制信号线。即，因为需要偏移在读取期间导通栅极的定时，所以对于在一个A/D转换器中进行读取的水平方向的一条线的两个像素需要至少两个像素传输栅信号线。另外，当实现SVE锯齿形灵敏度模式时，需要划分像素传输控制信号线，因为对于在其间将G像素***水平方向的一条线上的相邻R或B像素改变曝光时段。如上所述，可以在通过在水平方向的一条线上提供至少三条像素传输控制信号线而以两个像素的间距安装一个A/D转换器的电路配置中实现SVE锯齿形灵敏度模式。即，可以依据本技术的第二实施例进行恰当的成像控制。
<3、第三实施例>
在本技术的第一和第二实施例中，已经描述使用从每一个像素读取的信号而不相加的示例。此处，也存在相加并使用从每一个像素读取的信号的图像传感器。
在本技术的第三实施例中，示出相加并使用从每一个像素读取的信号的图像传感器的示例。
[像素的布置示例]
图13是图示安装在依据本技术的第三实施例的图像传感器500的光接收部分上的CF的像素布置的示例的示图。图13是图1的修改示例，且图13不同于图1在于切换长时曝光像素和短时曝光像素的布置。然而，除了以上点，图13基本与图1相同。因此，用与图1中相同的附图标记表示与图1的部分相同的部分并省略其详细描述。
另外，在图13中，图示在已经进行两像素相加后用作在图14中图示的SVE锯齿形灵敏度模式的像素布置的示例。
此处，经常将如下相加方法用作像素相加：根据像素驱动获得在纵向相加（相加并平均）的输出并在横向上进行逻辑计算的相加以在通过水平传输电路后匹配视角的高宽比。
在图13中，图示同时读取在水平方向的一条线上的像素和具有与该像素相同色彩并由在下行方向上用两个像素（或上行方向的两个像素）与该像素分开的像素并相加读取结果的示例。例如，对于构成R/G像素相加线451的像素（虚线矩形框内的像素）和构成R/G像素相加线453的像素（虚线矩形框内的像素），在垂直方向（纵向）上的像素之间进行相加。类似地，对于构成B/G像素相加线452的像素和构成B/G像素相加线454的像素，在垂直方向上的像素之间进行相加。另外，类似地，甚至对于R/G像素相加线455及457和B/G像素相加线456及458，也在垂直方向上的像素之间进行相加。用作相加目标的两个像素具有相同的色彩并且需要匹配两个像素的曝光时段。
如上所述，进行像素相加并因此对于对水平传输电路的输出使得纵向的像素的数量减半。在图14中图示像素相加之后的布置示例。
[像素相加之后的输出示例]
图14是图示在对于构成依据本技术的第三实施例的图像传感器500的像素进行像素相加之后的输出示例的示图。即，在图14中，图示了在对于图13图示的曝光受控的灵敏度模式已经相加和读取像素之后的输出示例。
在图14中图示的粗矩形框471内的像素与对于图13中图示的粗矩形框461内的像素进行的像素相加的输出对应。另外，图14中图示的虚线矩形框472内的像素与对于图13中图示的虚线矩形框462内的像素进行的像素相加的输出对应。
例如，粗矩形框471内的上侧线的像素与对于构成在图13中图示的R/G像素相加线451的像素和构成R/G像素相加线453的像素进行的像素相加的输出对应。另外，粗矩形框471内的下侧线的像素与对于构成在图13中图示的B/G像素相加线452的像素和构成B/G像素相加线454的像素进行的像素相加的输出对应。
如图14所示，在图13所示的布置中已经进行像素相加之后的像素数据的模式具有与SVE锯齿形灵敏度模式相同的布置。因此，因为甚至对像素相加操作可以使用与SVE锯齿形灵敏度模式相同的信号处理，所以可以抑制电路尺寸的增加。
[由纵向上的四个像素共享的像素电路的配置示例]
图15是图示在依据本技术的第三实施例的图像传感器500中提供的像素的基本电路的配置示例的示图。在图15中，示出由纵向上的四个像素共享的像素电路的配置示例。
在图15中，图示由纵向的四个像素共享的像素电路（其中连续地布置在纵向上的像素pd0到pd3经由像素传输晶体管ts0到ts3连接到一个FDfd）。另外，这些像素连接到像素传输控制信号线trg0到trg3、像素读取选择控制信号线sel、垂直信号线（读取线）vsl和像素复位控制信号线rst。
因为配置和操作与图2图示的像素电路的配置和操作基本相同，所以除了由纵向上的四个像素共享像素电路之外，这里省略详细描述。
[像素控制电路和像素布线的配置示例]
图16是图示在依据本技术的第三实施例的图像传感器500中的像素控制电路和像素布线的配置示例的示图。即，在图16中，图示当已经使用由纵向上的四个像素共享的像素电路时的SVE控制电路的示例。因为图像传感器500是图3图示的图像传感器100的修改示例，所以省略与图像传感器100共同的部分的描述部分。
此处，尽管将像素复位控制信号线RST和像素读取选择控制信号线SEL方便地连接到图16中的每一个像素，但是仅当复位激活信号已经输入到激活了其像素传输控制信号线TRG的像素中时进行复位操作。另外，仅对于其像素读取选择控制信号线SEL和像素传输控制信号线TRG已经同时激活的像素进行读取操作。
另外，将像素读取选择控制信号线SEL连接到图15图示的像素读取选择控制信号线sel，并且将像素复位控制信号线RST连接到像素复位控制信号线rst。
[控制信号（数字相加）的时序图示例]
图17是示意性图示用于构成依据本技术的第三实施例的图像传感器500的像素的控制信号的时序图。在图17中，图示为了实现在图16图示的图像传感器500中的图14图示的SVE锯齿形灵敏度模式的时序图。另外，在图17中，图示在使用数字相加时的时序图。为了描述方便，在图17图示不使用色彩特定快门机构的示例。
此处，数字相加是如下方法：通过根据两个像素（其是相加目标）中的一个像素的A/D转换获得A/D转换值然后除了该A/D转换值之外再读取另一像素来进行与两个像素对应的相加操作。
例如，在时间t49的定时同时读取连接到图16图示的像素传输控制信号线（TRG）562到564的水平方向的一条线的像素。在A/D转换器531到536对如上所述读取的数据的A/D转换已经结束之后，在时间t50的定时读取连接到像素传输控制信号线（TRG）568到570的水平方向的一条线的每一个像素（其是相加目标）。此时，将在时间t50的定时读取的A/D转换数据相加到在时间t49的定时读取的A/D转换数据。
之后，在以列布置的存储器541到546中存储所相加的数据，并且水平传输电路520将所相加的数据传输到下一级的计算电路（未示出）。
此处，当实现SVE锯齿形灵敏度模式时，需要在曝光时段内控制曝光，以便如图13所示地提供布置。以下，将描述曝光控制示例。
在图17，将进行长时曝光的像素连接到像素传输控制信号线（TRG）562、563、567、569、570和571。其中，提供通过其在时间t49的定时进行读取的像素传输控制信号线（TRG）562和563，并且曝光时段是曝光时段E31。
另外，需要将用作相加目标的像素（连接到像素传输控制信号线（TRG）567和570的像素（在时间t50读取的像素））的曝光时段E32设定为与曝光时段E31相同。因此，在与时间t49和时间t50之间的差对应的时间t42的定时释放像素电子快门。即，建立曝光时段E32=E31。
另外，在时间t45的定时释放像素电子快门，以便连接到像素传输控制信号线（TRG）564（布置在与像素传输控制信号线（TRG）562和563水平方向的相同的线上）的像素具有短时曝光时段E33。
另外，如在长时曝光的控制中那样，需要将相加目标的像素（连接到像素传输控制信号线（TRG）568（在时间t50读取的像素））的曝光时段E34设置为与曝光时段E33相同。因此，在与时间t49和时间t50之间的差对应的时间t46的定时释放像素电子快门。即，建立曝光时段E33=E34。
类似地，甚至对于连接到像素传输控制信号线（TRG）565到567和像素传输控制信号线（TRG）571到573的B和G像素，也进行控制从而建立长时曝光时段E35=E36和短时曝光时段E37=E38的关系。即，进行控制从而提供图13图示的灵敏度模式。
[控制信号的时序图示例（模拟相加）]
图18是示意性图示用于构成依据本技术的第三实施例的图像传感器500的像素的控制信号的时序图。在图18中，图示为了实现在图16图示的图像传感器500中的图14图示的SVE锯齿形灵敏度模式的时序图。另外，在图18中，图示在使用模拟相加时的时序图。为了描述方便，在图18图示未使用色彩特定快门机构的示例。
此处，模拟相加是如下的相加方法：通过在读取操作期间在从PD向FD传输电荷的操作中，同时完全地传输与两个或更多个像素对应的电荷来进行该相加方法。例如，在读取操作期间，对于图15图示的由纵向上的四个像素共享的像素电路中的相同色彩的两个像素同时进行该传输操作。
例如，将当对于连接到图16图示的像素传输控制信号线（TRG）562的像素R3进行模拟相加时同时读取的像素R15连接到像素传输控制信号线（TRG）570。因此，在时间t61的定时同时释放各像素电子快门，并且在时间t65的定时同时进行读取操作。
类似地，甚至对于连接到图16图示的像素G2和G14的像素传输控制信号线（TRG）563和569，进行相同的控制。
另外，甚至对于连接到图16图示的像素R1和R13的像素传输控制信号线（TRG）564和568，在时间t65同时进行相加读取操作。然而，在此情况下，在曝光时段已经缩短以进行SVE控制的时间t63同时释放各像素电子快门。
另外，对于由在下行方向上以一个像素与要在时间t66读取的水平线分开的像素，在时间t62的定时，释放用于连接到像素传输控制信号线（TRG）567和571的像素的像素电子快门。在此情况下，进行SVE中的长时曝光控制，在时间t64的定时释放用于水平方向的一条线的其他像素的像素电子快门，并且进行SVE中的短时曝光控制。根据此控制，实现图13中图示的灵敏度模式，并且可以对相加之后的数据获得图14图示的SVE锯齿形灵敏度布置的输出。因而，因为可以使用与SVE锯齿形灵敏度模式中那样的相同信号处理，所以可以抑制电路尺寸的增加。如上所述，可以根据本技术的第三实施例进行恰当的成像控制。
如上所述，在本技术的第三实施例中，对于构成垂直方向上的两条相邻第一线的像素以垂直方向上的线为单位对相同类型的像素进行相加。对于构成垂直方向上的两条相邻第二线的像素以垂直方向上的线为单位对相同类型的像素进行相加。因而，在相加之后的像素信号的布置可以具有拜耳布置（图14图示的VE锯齿形灵敏度布置）。
<4、第四实施例>
在本技术的第三实施例中，已经描述了使用由纵向上的四个像素共享的像素电路的示例。此处，也存在共享四个或更多个像素的图像传感器。
在本技术的第四实施例中，将描述使用由八个像素共享的像素电路的图像传感器的示例。
[八个像素共享的像素电路的配置示例]
图19是图示在依据本技术的第四实施例的图像传感器700中提供的像素的基本电路的配置示例的示图。在图19中，图示当一个FD由四个纵向像素和两个横向像素共享时由八个像素共享的像素电路的配置示例。
如图19所示，因为将另一列像素相加到由图15所示的四个像素共享的像素电路，所以需要独立提供在水平方向上的一条线的像素传输控制信号线trg4到trg7。因为，除了提供像素传输控制信号线trg4到trg7并由八个像素共享像素电路之外，配置和操作基本与图15图示的像素电路的那些相同，所以，这里省略详细描述。
[像素控制电路和像素布线的配置示例]
图20是图示在依据本技术的第四实施例的图像传感器700中的像素控制电路和像素布线的配置示例的示图。即，在图20中，图示当已经使用由八个像素共享的像素电路时的SVE控制电路的示例。因为图像传感器700是图16图示的图像传感器500的修改示例，所以部分省略与图像传感器500公共的部分的描述。
此处，在图像传感器700中，因为由横向上的两个像素共享像素电路，所以垂直信号线VSL的数量是水平方向上的像素的数量的一半。另外，因为对一条垂直信号线VSL一一对应地连接A/D转换器731到733和存储器741到743，所以进行时分读取，其中通过在水平方向的一条线中划分为奇和偶列来进行A/D转换。
[控制信号的时序图（模拟相加）]
图21是示意性图示用于构成依据本技术的第四实施例的图像传感器700的像素的控制信号的时序图。在图21中，图示用于根据图20图示的图像传感器700中的模拟相加读取实现SVE锯齿形灵敏度模式的时序图。为了描述方便，在图21中，图示未使用色彩特定快门机构的示例。
就连接到像素传输控制信号线（TRG）762到764的像素来说，将用作模拟相加目标的像素连接到像素传输控制信号线（TRG）768到770。
此处，当进行模拟相加时，需要同时设定像素共享电路内相同色彩的两个像素的像素电子快门和读取定时。例如，就连接到像素传输控制信号线（TRG）762的R像素来说，将用作模拟相加目标的像素连接到像素传输控制信号线（TRG）770。因此，在时间t71的定时同时释放各像素电子快门，并且在时间t77的定时同时进行读取操作。在此情况下，进行长时曝光作为SVE曝光控制并且提供曝光时段E51。
另外，就连接到像素传输控制信号线（TRG）763的G像素来说，将用作模拟相加目标的像素连接到像素传输控制信号线（TRG）769。
此处，尽管进行与连接到像素传输控制信号线（TRG）762的R像素那样的相同长时曝光控制作为SVE曝光控制，但是需要进行时分读取，因为像素在水平方向的一条线上相邻。因此，在时间t78的定时进行读取。
例如，尽管在时间t72的定时同时释放连接到像素传输控制信号线（TRG）763和769的像素的像素电子快门，但是确定时间t72从而建立曝光时段E52=E51。
另外，在短时曝光中控制在水平方向的同一线上的剩余像素（连接到像素传输控制信号线（TRG）764的像素）。将用作模拟相加目标的像素连接到像素传输控制信号线（TRG）768。另外，因为像素是R像素，所以在时间t77的定时进行读取。另外，对于短时曝光，进行比曝光时段E51和E52短的曝光时段E54的曝光控制。因此，在时间t74的定时释放像素电子快门。
接着，将描述在一个像素之下的像素行。例如，在时间t79的定时读取连接到像素传输控制信号线（TRG）765到767的像素传输控制信号线（TRG）766的G像素。在时间t79的定时也同时读取用作模拟相加目标的像素（连接到像素传输控制信号线（TRG）772的像素）。因为以SVE控制中的短时曝光控制这些像素，所以在时间t75的定时释放各像素电子快门，以便提供与曝光时段E54相同的曝光时段。
另外，需要对于位于水平线的同一线中并经历了短时曝光的像素（连接到像素传输控制信号线（TRG）765的B像素）和连接到像素传输控制信号线（TRG）773、用作模拟相加目标的像素进行时分读取。即，需要通过关于G像素偏移B像素的读取定时进行分时读取，并且在时间t80的定时进行读取。在此情况下，因为建立了曝光时段E56=E55，所以在时间t76的定时释放像素电子快门。
另外，在时间t80的定时读取在水平方向的同一线的剩余像素（连接到像素传输控制信号线（TRG）767的像素）和用作模拟相加目标的像素（连接到像素传输控制信号线（TRG）771的像素）。在此情况下，因为需要对这些像素根据SVE控制进行长时曝光，所以在时间t73的定时释放各像素电子快门，以便建立曝光时段E51=E53。
根据以上操作，甚至在由八个像素共享的像素电路中也可以在图13图示的相加之前生成SVE曝光模式。即，可以根据本技术的第四实施例进行恰当的成像控制。
<5、第五实施例>
在本技术的第一到第四实施例中，已经描述提供构成水平方向的一条线的每一个像素的三条像素传输控制信号线的示例。如上所述，当提供三条像素传输控制信号线时，设计布局以减少像素传输控制信号线的负载容量的副作用是重要的。
在本技术的第五实施例中，将描述用于减少像素传输控制信号线的负载容量的副作用的布局的示例。
[像素传输控制信号线的布局示例]
图22是示意性图示构成依据本发明的第五实施例的图像传感器的像素和像素传输控制信号线的布局示例的示图。
在图22中，用矩形指示每一个像素，并且在该矩形内指定每一个像素的类型。另外，用水平方向上的长矩形指示像素传输控制信号线TRG，并且将用在内部的x标记的矩形布置并示出在与之连接的像素的位置中。
如图22所示，在本技术的第五实施例中，将连接到G像素的像素传输控制信号线TRG布置以***在R或B像素的两条像素传输控制信号线TRG之间。
例如，在G像素的情况下连接到每一条像素传输控制信号线TRG的像素的数量是R或B像素情况下的两倍。此处，如果连接到像素传输控制信号线TRG的像素的数量不同，则其布线的负载不同并因此在已经显影图像时其差很可能示出在图像中。
例如，当以单一曝光而非SVE进行成像时，进行控制以便在像素电子快门定时和读取定时同时导通/断开连接到R像素的两条像素传输控制信号线TRG。
通过在连接到R或B像素的两条像素传输控制信号线TRG之间布置连接到G像素的一条像素传输控制信号线TRG，可以使得诸如线容量的负载与G像素的容量相同。因此，可以形成很难由相同色彩之间的负载容量引起的定时偏差的结构。另外，需要与R和B像素的控制信号线的恰当对应，以便将控制信号线和电源接地线额外地放置在像素内。
例如，可以应用在与形成像素的表面相对的表面上形成形成布线（诸如像素传输控制信号线）的布线层的图像传感器（例如，参见日本未审查专利申请第2003-31785号）。即，也可以提供在与形成像素的表面相对的表面上形成形成布线（诸如三条像素传输控制信号线）的布线层的图像传感器。在此情况下，可以布置三条像素传输控制信号线以具有和布线层相同的高度。因而，可以提供与像素尺寸减小对应的图像传感器。
如上所述，可以通过设计布线布置或物理位置的次序来减少寄生信号（shading）等或减少控制信号线的负载容量的副作用。即，可以根据本技术的第五实施例进行恰当的成像控制。
<6、应用示例>
在本技术的第一到第五实施例中，已经描述每一个具有连接到在构成一条线的多个像素之中具有不同曝光定时的多个像素的至少三条像素传输控制信号线的图像传感器的示例。以下将描述具有这些图像传感器的每一个的成像装置的示例。
[成像装置的功能性配置示例]
图23是图示依据本技术的实施例的成像装置800的功能性配置示例的块图。
成像装置800包括图像传感器810、图像处理部分820、记录控制部分830、内容存储部分840、显示控制部分850、显示部分860、控制部分870和操作接收部分880。
图像传感器810基于控制部分870的指令生成图像信号，并向图像处理部分820输出所生成的图像信号。具体地，图像传感器810将经由光学***（未示出）入射的对象的光转换为电信号。图像传感器810对应于本技术的第一到第五实施例的每一个中示出的图像传感器。另外，光学***包括透镜组和光圈（diaphragm），其聚焦来自对象的入射光，且由透镜组聚焦的光经由该光圈入射在图像传感器810。
图像处理部分820基于控制部分870的指令对从图像传感器810输出的图像信号（数字信号）进行各种图像处理。图像处理部分820向记录控制部分830和显示控制部分850输出经历了各种图像处理的图像数据（图像数据）。
记录控制部分830基于控制部分870的指令对内容存储部分840进行记录控制。例如，记录控制部分830使得内容存储部分840记录从图像处理部分820输出的图像（图像数据）作为图像内容（静态图像文件或运动图像文件）。
内容存储部分840是基于记录控制部分830的控制存储各种信息（图像内容等）的记录介质。内容存储部分840可以嵌入在成像装置800中，并且可以是可附着到该成像装置800的或者是可从该成像装置800拆卸的。
显示控制部分850使得显示部分860基于控制部分870的指令显示从图像处理部分820输出的图像。例如，显示控制部分850使得显示部分860显示进行关于成像操作的各种操作的显示屏幕或由图像传感器810生成的图像（所谓通过图像）。
显示部分860是显示面板，其基于显示控制部分850的控制显示每一个图像。
控制部分870基于存储在存储器（未示出）中的控制程序控制成像装置800中的每一个部分。例如，控制部分870进行经历了图像处理部分820的图像处理的图像信号（图像数据）的输出控制（显示控制）或记录控制。
操作接收部分880接收用户进行的操作，并且向控制部分870输出与所接收的操作内容对应的控制信号（操作信号）。
尽管已经在此示例中描述成像装置800的示例，但是可以将本技术的实施例应用于具有带有图像传感器的成像部分的电子设备（例如，将成像部分嵌入其中的便携式电话装置）。
另外，在本技术的实施例中已经描述了以每一线为基础提供三条显示传输控制信号线的示例。然而，可以以每一线为基础提供四条或更多的显示传输控制信号线，并且可以控制每一个像素的曝光开始和结束定时，以便曝光定时具有四个或更多定时模式。
另外，尽管在本技术的实施例中已经描述了图像传感器的像素的光谱灵敏度是RGB的三原色的示例，但是可以使用具有除了RGB的三原色之外的光谱灵敏度的像素。例如，可以使用具有诸如黄色（Y）、蓝绿色（C）和***（M）的互补色***的光谱灵敏度的像素。
因为，上述实施例图示了用于实现本技术的示例，所以在实施例中描述的每一个条目和在权利要求中规定本技术的每一个条目具有对应关系。类似地，在权利要求中规定本技术的条目和在技术的实施例中指定相同名称的条目具有对应关系。然而，本技术不限于实施例并且可以通过向范围内的实施例施加各种修改来实现而不背离主题。
另外，本技术也可以配置如下。
（1）一种图像传感器，以每一线为基础包括：
至少三条像素传输控制信号线，配置为控制像素的曝光开始和结束定时，以便构成特定方向上的一条线的多个像素的曝光定时具有至少三种模式。
（2）根据（1）的所述图像传感器，其中，将在所述特定方向上交替地布置构成所述多个像素的第一光谱灵敏度的像素和第二光谱灵敏度的像素的第一线和在所述特定方向上交替地布置构成所述多个像素的第一光谱灵敏度的像素和第三光谱灵敏度的像素的第二线交替地布置在与所述特定方向正交的正交方向上。
（3）根据（2）的所述图像传感器，
其中，使用所述第一线中的所述像素传输控制信号线的至少两条像素传输控制信号线，构成所述第一线的一些像素被指定为用于在预定时段内以连续曝光生成长时曝光图像的第一像素，所述一些像素之外的构成所述第一线的像素被指定为用于在预定时段内以间歇曝光生成多个短时曝光图像的第二像素，和
其中，使用所述第二线中的所述像素传输控制信号线的至少两条像素传输控制信号线，构成所述第二线的一些像素被指定为所述第一像素，且所述一些像素之外的构成所述第二线的像素被指定为所述第二像素。
（4）根据（3）的所述图像传感器，其中，使用所述像素传输控制信号线，在所述特定方向上的预定数量的像素与在所述正交方向上的预定数量的像素阶梯式地连接的第一像素组被指定为所述第一像素，在所述特定方向上的预定数量的像素与在所述正交方向上的预定数量的像素阶梯式地连接的第二像素组被指定为所述第二像素，且在所述特定方向上交替布置所述第一像素组和所述第二像素组。
（5）根据（3）或（4）的任一项的所述图像传感器，其中，在所述一条线中，使用所述像素传输控制信号线的至少两条像素传输控制信号线，构成所述第一像素的所述第一光谱灵敏度的像素的曝光时段可以设置为比构成所述第一像素的所述第二或第三光谱灵敏度的像素的曝光时段短。
（6）根据（3）到（5）的任一项的所述图像传感器，其中，在所述一条线中，使用所述像素传输控制信号线的至少两条像素传输控制信号线，将构成所述第二像素的所述第一光谱灵敏度的像素的曝光时段可以设置为比构成所述第二像素的所述第二或第三光谱灵敏度的像素的曝光时段短。
（7）根据（2）到（6）的任一项的所述图像传感器，其中，所述第一光谱灵敏度的像素、所述第二光谱灵敏度的像素和所述第三光谱灵敏度的像素的布置是拜耳布置。
（8）根据（2）所述图像传感器，其中，通过对构成在所述正交方向上的相邻两条第二线的像素以所述正交方向上的线为单位对单一类型的像素进行相加和对构成在所述正交方向上的相邻两条第二线的像素以所述正交方向的线为单位对单一类型的像素进行相加，在所述相加之后的像素信号的布置是拜耳布置。
（9）根据（2）到（8）的任一项的所述图像传感器，其中，在所述一条线中，将至少一条像素传输控制信号线连接到构成所述多个像素的所述第一光谱灵敏度的像素且至少两条像素传输控制信号线可以连接到构成所述多个像素的所述第二或第三光谱灵敏度的像素。
（10）根据（9）所述图像传感器，其中，连接到所述第一光谱灵敏度的像素的所述至少一条像素传输控制信号线可以布置在连接到所述第二或第三光谱灵敏度的像素的所述至少两条像素传输控制信号线之间。
（11）根据（1）到（10）的任一项的所述图像传感器，所述第一光谱灵敏度的像素是绿色（G）像素，所述第二光谱灵敏度的像素是红色（R）像素，且所述第三光谱灵敏度的像素是蓝色（B）像素。
（12）根据（1）的所述图像传感器，
其中，所述多个像素在所述特定方向上的两个相邻像素之间共享一个模/数（A/D）转换器，且
其中，可以使用所述像素传输控制信号线之中的至少两条像素传输控制信号线偏移所述两个相邻像素的曝光定时。
（13）根据（1）的所述图像传感器，其中，由在所述特定方向上的多个像素和在正交方向上的多个像素形成的像素组共享一个浮动扩散。
（14）一种成像装置，包括：
图像传感器，配置为以每一线为基础具有至少三条像素传输控制信号线，用于控制像素的曝光开始和结束定时，以便构成特定方向上的一条线的多个像素的曝光定时具有至少三种模式；以及
图像处理部分，配置为对从所述图像传感器输出的图像信号进行图像处理。
（15）一种电子设备，包括：
图像传感器，配置为以每一线为基础具有至少三条像素传输控制信号线，用于控制像素的曝光开始和结束定时，以便构成特定方向上的一条线的多个像素的曝光定时具有至少三种模式；
图像处理部分，配置为对从所述图像传感器输出的图像信号进行图像处理；和
控制部分，配置为控制经历了所述图像处理的图像信号以输出或记录。
（16）一种成像方法，包括：
使用在特定方向上以每一线为基础提供的至少三条像素传输控制信号线，控制像素的曝光开始和结束定时，以便构成一条线的多个像素的曝光定时具有至少三种模式。
本领域技术人员应当明白，各种修改、组合、部分组合和变更可以取决于设计要求和范围内的其他因素而发生，只要它们处于所附权利要求及其等同的范围内。
本公开包含涉及公开在于2012年1月12日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP2012-003997的主题的主题，其整体内容通过引用合并于此。

Claims (16)

1.一种图像传感器，以每一线为基础包括：
至少三条像素传输控制信号线，配置为控制像素的曝光开始和结束定时，以便构成特定方向上的一条线的多个像素的曝光定时具有至少三种模式。
2.根据权利要求1的所述图像传感器，其中，在所述特定方向上交替地布置构成所述多个像素的第一光谱灵敏度的像素和第二光谱灵敏度的像素的第一线和在所述特定方向上交替地布置构成所述多个像素的第一光谱灵敏度的像素和第三光谱灵敏度的像素的第二线交替地布置在与所述特定方向正交的正交方向上。
3.根据权利要求2的所述图像传感器，
其中，使用所述第一线中的所述像素传输控制信号线的至少两条像素传输控制信号线，构成所述第一线的一些像素被指定为用于在预定时段内以连续曝光生成长时曝光图像的第一像素，所述一些像素之外的构成所述第一线的像素被指定为用于在预定时段内以间歇曝光生成多个短时曝光图像的第二像素，且
其中，使用所述第二线中的所述像素传输控制信号线的至少两条像素传输控制信号线，构成所述第二线的一些像素被指定为所述第一像素，且所述一些像素之外的构成所述第二线的像素被指定为所述第二像素。
4.根据权利要求3的所述图像传感器，其中，使用所述像素传输控制信号线，在所述特定方向上的预定数量的像素与在所述正交方向上的预定数量的像素阶梯式地连接的第一像素组被指定为所述第一像素，在所述特定方向上的预定数量的像素与在所述正交方向上的预定数量的像素阶梯式地连接的第二像素组被指定为所述第二像素，且在所述特定方向上交替布置所述第一像素组和所述第二像素组。
5.根据权利要求3的所述图像传感器，其中，在所述一条线中，使用所述像素传输控制信号线的至少两条像素传输控制信号线，将构成所述第一像素的所述第一光谱灵敏度的像素的曝光时段设置为比构成所述第一像素的所述第二或第三光谱灵敏度的像素的曝光时段短。
6.根据权利要求3的所述图像传感器，其中，在所述一条线中，使用所述像素传输控制信号线的至少两条像素传输控制信号线，将构成所述第二像素的所述第一光谱灵敏度的像素的曝光时段设置为比构成所述第二像素的所述第二或第三光谱灵敏度的像素的曝光时段短。
7.根据权利要求2的所述图像传感器，其中，所述第一光谱灵敏度的像素、所述第二光谱灵敏度的像素和所述第三光谱灵敏度的像素的布置是拜耳布置。
8.根据权利要求2的所述图像传感器，其中，通过对构成在所述正交方向上的相邻两条第一线的像素以在所述正交方向上的线为单位对单一类型的像素进行相加和对构成在所述正交方向上的相邻两条第二线的像素以所述正交方向的线为单位对单一类型的像素进行相加，在所述相加之后的像素信号的布置是拜耳布置。
9.根据权利要求2的所述图像传感器，其中，在所述一条线中，将至少一条像素传输控制信号线连接到构成所述多个像素的所述第一光谱灵敏度的像素且至少两条像素传输控制信号线连接到构成所述多个像素的所述第二或第三光谱灵敏度的像素。
10.根据权利要求9的所述图像传感器，其中，连接到所述第一光谱灵敏度的像素的所述至少一条像素传输控制信号线布置在连接到所述第二或第三光谱灵敏度的像素的所述至少两条像素传输控制信号线之间。
11.根据权利要求2的所述图像传感器，所述第一光谱灵敏度的像素是绿色（G）像素，所述第二光谱灵敏度的像素是红色（R）像素，且所述第三光谱灵敏度的像素是蓝色（B）像素。
12.根据权利要求1的所述图像传感器，
其中，所述多个像素在所述特定方向上的两个相邻像素之间共享一个模/数（A/D）转换器，且
其中，使用所述像素传输控制信号线之中的至少两条像素传输控制信号线偏移所述两个相邻像素的曝光定时。
13.根据权利要求1的所述图像传感器，其中，由在所述特定方向上的多个像素和在正交方向上的多个像素形成的像素组共享一个浮动扩散。
14.一种成像装置，包括：
图像传感器，配置为以每一线为基础具有至少三条像素传输控制信号线，用于控制像素的曝光开始和结束定时，以便构成特定方向上的一条线的多个像素的曝光定时具有至少三种模式；以及
图像处理部分，配置为对从所述图像传感器输出的图像信号进行图像处理。
15.一种电子设备，包括：
图像传感器，配置为以每一线为基础具有至少三条像素传输控制信号线，用于控制像素的曝光开始和结束定时，以便构成特定方向上的一条线的多个像素的曝光定时具有至少三种模式；
图像处理部分，配置为对从所述图像传感器输出的图像信号进行图像处理；和
控制部分，配置为控制经历了所述图像处理的图像信号以输出或记录。
16.一种成像方法，包括：
使用在特定方向上以每一线为基础提供的至少三条像素传输控制信号线，控制像素的曝光开始和结束定时，以便构成一条线的多个像素的曝光定时具有至少三种模式。
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