CN104782111A - 运动检测用固体摄像装置以及运动检测*** - Google Patents

运动检测用固体摄像装置以及运动检测*** Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于，提供一种降低功率消耗，同时提高运动检测精度的运动检测用固体摄像装置以及运动检测***，作为其解决装置，分别合成多个像素的从运动检测用摄像装置12输出的曝光时间长的信号和短的信号，根据曝光时间长的信号和短的信号的差分信号判定有无运动的物体，当判定为不存在运动的物体时，使运动检测图像处理单元或画像管理装置的至少一部分的电路停止，实现检测精度的提高和功率消耗节省。

Description

运动检测用固体摄像装置以及运动检测***
技术领域
本发明涉及对摄像画面上的画像的运动进行检测的运动检测用固体摄像装置以及运动检测***。
背景技术
在固体摄像装置市场中，近年来针对手机用照相机的CMOS传感器型的数量急剧增加。CMOS传感器型固体摄像装置的各像素部具备产生与入射光对应的信号电荷的光电变换部(以下称为像素)和将该光电变换部的信号电荷变换为信号电压并放大的放大部。
固体摄像装置除了单纯地对画像进行摄像之外，有时在该固体摄像装置的摄像画面上检测被拍摄体的运动。例如用于运动检测***，所述运动检测***连续地对同一视野进行摄像，检测人进入该视野内，对该人的进入进行响应而控制各种设备，或报知该人的进入或进行记录等。
作为检测这样的摄像画面上的画像的运动的方法，存在比较前后的帧间的同一像素单位的信号输出来检测运动的方法1(专利文献1)。另外，存在设相邻像素为一组改变积分时间，调整增益通过差分信号输出来检测运动的方法2(专利文献2)。
前者的方法1需要帧存储器，因此电路规模变大，功率消耗增加。另外不能避免成本上升。后者的方法2在被拍摄体的轮廓部分产生差分信号，或产生误检测信号，因此存在运动检测精度差的问题。
特别地，在彩色摄像的情况下，当应用作为代表性的滤色器配置的拜耳(Bayer)方式(设2×2像素为一组，将G(绿色)配置于对角，剩下的配置R(红色)和B(蓝色)的滤色器)时，使用位于至少跨越1像素的位置的相同颜色的G的像素信号，因此误检测信号增加，运动检测精度进一步劣化。
另外，运动检测工作通常进行是否存在移动的被拍摄体的检测工作。因此，要求低功率消耗的固体摄像装置或运动检测***。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-166535号公报
专利文献2：日本特开平10-290400号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种降低功率消耗，同时提高运动检测精度的运动检测用固体摄像装置以及运动检测***。
解决问题所使用的技术手段
为了解决所述问题，本发明的运动检测用摄像装置具备：像素部，具有光电变换元件；定时发生电路(Timing generation circuit)，用于驱动像素部；多个存储时间发生电路，用于控制光电变换元件的存储时间；垂直扫描电路，用于在垂直方向对像素部的各线进行扫描；垂直并列控制电路，用于同时驱动多条像素部的垂直线；水平合成电路，用于在水平方向合成由所述像素部的垂直信号线输出的模拟信号，
在进行运动物体检测工作时，控制用于检测运动物体的光电变换元件的存储时间，以使得将像素部至少格子状地分割成长时间存储和短时间存储之两部分，使用垂直并列控制电路或水平合成电路合成存储时间的长度相同之所述多个光电变换元件的输出信号并输出。
运动检测***具备：摄像信号分离电路，用于将由运动检测用摄像装置摄影得到的1画面(即1个画面，下同)的输出信号分离成存储时间的长度不同之摄像信号；差分信号生成电路，生成分离的摄像信号间之差分信号；运动判定电路，根据由差分信号生成单元生成的差分信号判定摄影画面中的物体是否移动；信号处理停止电路，根据由运动判定单元判定的运动判定信号，使运动检测图像处理单元或所述画像信号管理装置的至少一部分的电路停止。
发明效果
根据本发明，可以大幅度地降低在运动检测中固体摄像装置或运动检测***的功率消耗。另外，可以减少随机噪声(Random noise)，因此，提高低照度下的运动检测灵敏度。另外，通过抑制在轮廓中发生的假信号(噪声)，可以高精度地进行运动检测。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的运动检测***的概略结构的框图。
图2是表示本发明的第2实施方式所涉及的运动检测***的概略结构的框图。
图3是表示本发明的第3实施方式所涉及的运动检测***的概略结构的框图。
图4是表示图3的运动检测用固体摄像装置的实施例1的概略结构的框图
图5是图3的实施例1的摄像信号分离电路的结构图。
图6是说明图4的像素部的画像信号读出工作例的时序图。
图7(A)是表示图4的像素部的像素合成读出工作例1和2的概略的结构图。
图7(B)是表示图4的像素部的像素合成读出工作例1和2的概略的另一个结构图。
图8(A)是用于说明图7(A)的进行运动检测工作时的读出工作的时序图。
图8(B)是用于说明图7(B)的进行运动检测工作时的读出工作的时序图。
图9(A)是表示图4的像素部的像素合成读出工作例3和4的概略的结构图。
图9(B)是表示图4的像素部的像素合成读出工作例3和4的概略的另一个结构图。
图10(A)是用于说明图9(A)的进行运动检测工作时的读出工作的时序图。
图10(B)是用于说明图9(B)的进行运动检测工作时的读出工作的时序图。
图11是表示图3的运动检测用固体摄像装置的实施例2的概略结构的框图。
图12是基于图3的实施例2的信号处理的像素合成电路和摄像信号分离电路的结构图。
图13(A)是表示图11的像素部的像素合成读出工作例5和6的概略的结构图。
图13(B)是表示图11的像素部的像素合成读出工作例5和6的概略的另一个结构图。
图14(A)是说明图13(A)的进行运动检测工作时的读出工作的时序图。
图14(B)是说明图13(B)的进行运动检测工作时的读出工作的时序图。
图15是表示本发明的第4实施方式所涉及的运动检测***的概略结构的框图。
图16是表示本发明的第5实施方式所涉及的运动检测***的概略结构的框图。
图17是表示本发明的第6实施方式所涉及的运动检测***的概略结构的框图。
图18是表示图17的运动检测用体摄像装置的实施例3的概略结构的框图
图19是基于图17的实施例3的信号处理的像素合成电路与摄像信号分离电路的构成例图。
图20是表示本发明的第7实施方式所涉及的运动检测***的概略结构的框图。
图21是表示本发明的第7实施方式所涉及的运动检测用固体摄像装置的概略结构的框图。
图22是表示图21的像素部的像素合成读出工作例7的概略的结构图。
具体实施方式
以下，参照附图，针对本发明的实施方式所涉及的运动检测用固体摄像装置以及运动检测***进行说明。在以下的说明中，对同一部分添加同一符号以及处理名，最初说明其细节，省略对于重复的同一部分的说明。
＜运动检测***的实施方式1＞
图1参照表示本发明的运动检测***的实施方式1所涉及的运动检测***的概略结构的框图详细地进行说明。
本实施方式1的运动检测***由运动检测照相机和画像管理装置30a构成，所述运动检测照相机由具备摄像镜头11的摄像装置12a和运动检测图像处理装置10a构成。
运动检测图像处理装置10a由以下部件构成，即，帧存储器(Frame memory)20，用于保存摄影得到的1画面的摄像信号；差分信号生成电路13a，生成摄影时间不同的摄像(像素)信号S1与摄像(像素)信号S2之差分信号；运动判定电路14a，根据差分信号判定在摄影得到的画面中是否存在移动的物体；运动判定用阈值设定电路19，设定用于判定运动的判定等级；彩色信号处理电路21，进行处理以使得摄像装置12a的摄像信号S2成为用于在显示器中再生的画像信号；时间发生电路(时钟17)，用于对彩色处理得到的画像信号记录摄影日期或摄影时间；时间加合电路18，用于将日期或时间的信号嵌入画像信号；画像信号输出电路16，用于输出嵌入有时间的画像信号1；运动判定信号输出电路15，用于输出运动判定的判定结果。
画像管理装置30a由以下部件构成，即，运动判定信号输入电路22、画像信号输入电路23、用于记录所输入的画像信号1的录制服务器24、用于再生画像信号1的画像显示器27、用于向管理公司传送画像信号的LAN输出装置25、可以介由因特网通过手机或电脑等接收画像信号的Web输出装置26等。
差分信号生成电路13a生成摄像信号S1与摄像信号S2的差分信号。所生成的差分信号输出与正负的极性无关的绝对值的差分信号。当在摄影得到的画面中不存在运动的物体时，输出噪声等级的差分信号。当存在运动的物体时，产生大的差分信号。
运动判定用阈值设定电路19以对噪声等级的差分信号不进行计数的方式设定计数的等级阈值1，同时设定成为阈值2的计数数。当计数数多于该阈值时，判定为存在运动的物体。
运动判定电路14a对差分信号生成电路13a的输出信号的等级大于阈值1的等级的发生次数进行计数。并且，当计数数多于阈值2时判定为存在运动的物体，设判定信号ON/OFF1为HI等级。当不存在运动时，设定为LO等级。
差分信号使用绝对值，但也可以只使用正或负的信号。
当使用由运动判定电路14a生成的运动判定信号(ON/OFF1)判定为不存在运动时，通过停止彩色信号处理电路21、时间加合电路18、或画像信号输出电路16等的电路工作或信号处理工作，从而可以降低运动检测图像处理装置10a的功率消耗。同样地，通过使后一级的画像管理装置30a的记录服务器24、LAN输出装置25、Web输出装置26、或显示器27等处理停止，可以大幅度地降低运动检测***整体的功率消耗。另外，录制服务器24不记录没有运动的画像信号，因此，可以实现由于录制服务器的容量减少而导致的小型化·低价格化、或可长时间录制·保存存在运动的画像信号。
作为基于运动判定信号的电路或装置的处理工作的停止方法1，遮断(Cutoff)彩色信号处理的输入信号(摄像S2)。例如将输入信号的10bit的数字值全部切换为零。彩色信号处理电路以后的信号成为零，通过停止数字电路的开关工作(切换)可以降低电路工作的功率消耗。
作为停止方法2，在各电路或装置中具备复位开关，该复位开关用于在发生误工作时返回到原来的状态。通过将该复位开关保持在ON状态来使各电路或装置的电路处理停止，从而可以削减功率消耗。
作为停止方法3，通过带有截止功能的调节器IC截止想要停止的电路或装置的电源供给。另外，通过对电源设置继电器电路，遮断该继电器电路，从而可以大幅度地削减功率消耗。
＜运动检测***的实施方式2＞
图2是表示本发明的运动检测***的实施方式2所涉及的运动检测***的概略结构的框图。本实施方式2的运动检测***由运动检测照相机和画像管理装置30b构成，所述运动检测照相机由具备摄像镜头11的摄像装置12a和运动检测图像处理装置10b构成。针对与实施方式1不同的结构工作进行说明。
运动检测图像处理装置10b的优点在于，通过削减图1的运动判定信号输出电路15从而将输出信号只作为画像信号2，从而可以使用以往的传送电缆。运动判定电路14b输出运动判定信号(ON/OFF1)，同时输出判定代码。运动判定信号(ON/OFF1)与实施方式1相同，使彩色信号处理电路21、时间加合电路18、或画像信号输出电路16等的电路工作或信号处理工作停止。
对判定信号的ON/OFF信号进行编码的判定代码使用运动判定信号加合电路28嵌入画像信号。一般而言，与画像信号不同的摄影信息在不包含有效的画像信号的消隐期间嵌入信息。同样地，对运动判定信号进行编码，嵌入消隐期间输出画像信号2。
画像管理装置30b根据嵌入有运动判定代码的画像信号2通过判定信号提取电路29b，由运动判定代码的信息生成运动判定信号ON/OFF2。
与实施方式1相同，通过使记录服务器24、LAN输出装置25、Web输出装置26、或显示器27等的处理停止，来大幅度地降低运动检测***的功率消耗。另外，录制服务器24不记录没有运动的画像信号，因此，能够实现由于录制服务器的容量减少而导致的小型化·低价格化、或长时间录制·保存运动图像。
＜运动检测***的实施方式3＞
图3是表示本发明的实施方式3所涉及的运动检测***的概略结构的框图。
本实施方式3的运动检测***由运动检测照相机和画像管理装置30b构成，所述运动检测照相机由具备摄像镜头11的摄像装置12b(12c)和运动检测图像处理装置10c构成。针对与实施方式2不同的结构工作进行说明。
运动检测图像处理装置10c输入由摄像装置12b(12c)摄影得到的1画面的摄像(像素)信号Sa，所述摄像(像素)信号Sa包含以摄影时间不同的方式，由光电二极管对二维地配置有光电二极管的像素区域进行曝光的存储时间长的摄像(像素)信号STL和存储时间短的摄像(像素)信号STS。存储时间长的光电二极管和短的光电二极管被配置成格子状(Gridpattern)。输入运动检测图像处理装置10c的摄像信号Sa由摄像信号分离电路35分离成摄像信号STL和摄像信号STS，同时输出成为比较对象像素的摄像信号STL和摄像信号STS，根据差分信号生成电路13a的差分信号判定在摄影得到的画面中有无存在运动的物体。
实施方式3通过削减实施方式2的帧存储器20，来实现运动检测图像处理装置10c的小型化、低价格化、低功率消耗化。另外，通过在进行画像信号记录工作时输入全分辨率的摄像信号Sa，在进行运动检测工作时输出减少了采样数的摄像信号Sa，从而进一步降低运动检测***的功率消耗。
＜运动检测用固体摄像装置的实施例1＞
使用图4至图10，说明固体摄像装置12b(12c)的详细结构以及其动作。首先，使用图4，说明运动检测***的实施方式3所涉及的固体摄像装置12b的结构例。实施例1所涉及的固体摄像装置12b介由镜头11使光入射至像素部44a，通过光电变换生成与入射光量对应的信号电荷。在该像素部44a中，多个单元(cell,即单位像素)在半导体基板上行以及列二维地矩阵状地配置。
并且，一个单元由四个晶体管(Ta，Tb，Tc，Td)和两个光电二极管(PDn、PDm)构成。由垂直驱动电路(垂直扫描电路42，垂直并列控制电路43)向各单元分别供给脉冲(Pulse)信号ADRESn，RESETn，READn。虽然图中没有记载，但在该像素部11的上部，源输出电路用的负荷晶体管沿着水平方向，配置于各垂直信号线。形成于光电二极管的入射光面的滤色器以代表性的Bayer排列(作为2x2的像素排列，Gr：绿色,R：红色,B：蓝色,Gb：绿色)二维地配置。
由以下部件构成，即，定时发生电路40，用于控制该像素部44a；存储时间发生电路41，产生用于控制由像素部将光信号变换为电荷的光电二极管的存储时间的长存储时间TL和短存储时间TS；垂直扫描电路42，用于在垂直方向对像素部进行扫描；垂直并列控制电路43，用于同时驱动多条垂直线。
并且，由像素部44a输出的垂直信号线的读出电路由用于减少水平的采样数(Samplingnumber)的水平合成电路1(45a)、柱式(Column type)噪声消除电路(CDS)46、将模拟信号变换为数字信号的柱式模拟数字转换器(AD变换)电路47、保存AD变换后的数字信号的线性存储器1(48)、以及用于向水平方向读出数字信号的水平扫描电路1(49)构成。当在AD变换电路47的工作中包含CDS处理时，省略CDS电路46。
垂直信号线n介由水平合成电路1(45a)与CDS电路46连接。水平合成电路1(45a)由开关晶体管H5A1和H5A2与两条垂直信号线的每一条连接。该晶体管的门根据定时发生电路40的HAVE信号来控制。通过使该HAVE信号为ON，从而可以对在两条垂直信号线中输出的信号进行水平合成(平均化)。另外，通过由垂直并列控制电路43使多条垂直的读出线同时为ON，从而可以对垂直配置的像素信号进行垂直合成(平均化)。
图5表示结构例1的摄像信号分离电路35a。摄像信号分离电路35a由用于使摄像信号Sa延迟1水平(1H)期间部分的线性存储器2(31a)、使摄像信号Sa按照像素单位延迟的延迟电路DL(32)、用于放大摄像信号Sa的放大电路33、以及信号切换电路39构成。
运动检测工作使摄像装置12b的像素部44a的规定的光电二极管按照成为长时间存储的存储时间TL和成为短时间存储的存储时间TS进行工作，由像素部44a在每条线中读出。以将长时间存储的信号STL和短时间存储的信号STS进行比较的像素信号的相位相同的方式，由线性存储器2(31a)和像素单位的延迟电路DL(32)进行调整。另外，短时间存储的图像信号STS以信号等级相等的方式由放大电路33按照存储时间比(TL/TS)的增益进行放大。
在紧接检测到正在移动的物体之后，在像素部44a的信号读出中，不实施得到全分辨率的信号合成而输出摄像信号Sa。在全分辨率工作1中，存储时间短的摄像信号Sa通过信号切换电路39向由放大电路33按照存储时间比(TL/TS)的增益放大后的信号侧切换并输出摄像信号Sb。在存储时间长的摄像信号Sa的情况下，将信号切换电路39切换为摄像信号Sa侧并输出摄像信号Sb。另外，在全分辨率工作2中，使全像素的光电二极管进行长时间存储工作，摄像信号Sa按照原样作为摄像信号Sb来输出。这些工作在将全分辨率摄影实时预先设定的规定的时间之后，例如实施5秒之后，可以将工作模式切换为运动检测工作通过信号合成工作实施削减了采样数的功率消耗降低的运动检测。
＜画像信号用的信号读出工作例＞
使用图6所示的工作定时，针对本例所涉及的固体摄像装置的标准的摄像信号读出工作进行说明。存储由光电二极管PD光电变换出的电荷的存储时间被设定为全像素共同的存储时间TL。该存储时间TL根据被拍摄体的亮度进行调整。存储时间TL由存储时间发生电路41按照每个1H进行控制。
通过与由定时发生电路40发生的水平同步信号HD同步(Synchronization)，产生READ1和RESET12的脉冲，从而在排出直到存储开始的时间在光电二极管PD1中存储的信号电荷之后，开始存储。依次对PD2,PD3…进行该工作。
并且，当规定的存储时间TL结束时，在即将施加读出脉冲READ1之前施加脉冲RESET12并排除在检测部产生的多余的渗漏信号(Leak signal)。之后，通过施加读出脉冲READ1来读出在光电二极管PD1中存储的信号电荷。
这些RESET12与READ1的读出工作期间通过使ADREA12脉冲为ON，从而介由输出放大器(Output amplifier)向垂直信号线输出电压信号。使该工作与HD同步，依次光电二极管PD2,PD3,…接着输出二维的图像。各脉冲的振幅电压设定在高位(High level)2.8V～3.8V进行工作。
＜运动检测信号读出工作例1＞
使用图7(A)的像素排列和图8(A)的工作定时针对运动检测信号读出工作1进行说明。运动检测信号读出工作1读出合成(加合(Adding)或平均化)实线圆的4像素的Gr像素的信号的信号和合成(加合或平均化)下一虚线圆的4像素的Gb像素的信号的信号，在后一级生成这两个信号的差分信号，实施运动判定处理。
由水平合成电路1(45a)进行的水平方向的信号合成(加合或平均)工作通过使HAVE信号为ON来生成平均化的信号。通过使开关H5A1为ON，从而对水平配置的Gr用的垂直信号线的输出信号进行平均化。另外，通过使开关H5A2为ON，从而对水平配置的Gb用的垂直信号线的输出信号进行平均化。同样地，在水平方向配置平均化用的开关。
该运动检测工作使水平方向的采样数减少到1/2，因此，后一级的CDS电路46以后通过使水平像素数的1/2的电路处理为OFF来降低功率消耗。
使用图8(A)所示的工作定时针对垂直2像素的信号合成(加合或平均化)工作进行说明。如图8(A)所示，垂直方向的信号合成(加合或平均化)通过使ADRES12和ADRES34同时为ON，从而将垂直方向的2像素的信号同时向垂直信号线输出。输出的两个信号成为由垂直信号线进行信号合成(平均化)的信号。通过与水平方向的信号合成(平均化)处理同时实施，从而实施4像素的信号合成(平均化)处理。
首先，通过与定时发生电路40的水平同步信号HD同步，使奇数线的READ1、READ3、RESET12、以及RESET34的脉冲同时产生，从而排出直到该时间在光电二极管PD1和PD3中存储的信号电荷，开始存储工作。并且，在下一2HD之后同步地对光电二极管PD5,PD7,…依次进行奇数线的信号排出工作。存储时间被设定为长时间存储TL。
接着，以短时间存储TS成为长时间存储TL的1/2的方式由存储时间发生电路41进行设定。与成为存储时间TL的1/2的时间HD同步，通过使偶数线的READ2、READ4、RESET12、以及RESET34的脉冲同时发生，从而排出直到该时间在光电二极管PD2和PD4中存储的信号电荷，开始存储工作。并且，在下一2HD之后同步地对光电二极管PD6,PD8,…依次进行偶数线的信号的排出工作。
并且，存储的信号电荷的读出工作与读出时间的HD同步，为了在即将施加读出脉冲READ1和READ3的脉冲之前排出在检测部存储的多余的渗漏信号，同时施加RESET12和RSET34的脉冲。并且，通过同时施加读出脉冲READ1和READ3，从而由检测部读出在光电二极管中存储的信号电荷，由检测部变换成电压并由输出放大器向垂直信号线输出。
在从该RESET工作到信号读出工作期间之间使ADREA12和ADRES34脉冲同时为ON，从而将PD1和PD3的信号作为电压信号同时向垂直信号线输出。通过使该ADRES12和ADRES34同时为ON，从而在垂直信号线中产生的信号产生对2像素相应的信号进行平均化得到的信号电压。依次对PD2和PD4、接着PD5和PD7与HD同步地实施该读出工作。
＜运动检测信号读出工作例2＞
使用图7(B)的像素排列和图8(B)的工作定时针对运动检测信号读出工作2进行说明。运动检测信号读出工作2读出对实线圆的16像素的Gr像素进行信号合成(加合或平均)的信号和对下一虚线圆的16像素的Gb像素进行合成(加合或平均)的信号，在后一级生成该两个信号的差分信号，实施运动判定处理。
由水平合成电路1(45b)进行的水平方向的信号合成(平均化)工作通过使HAVE信号为ON来生成平均化的信号。通过使开关H7B1、H7B3以及H7B5为ON，从而对水平配置的四处Gr用的垂直信号线的输出信号进行平均化。另外，通过使开关H7B2、H7B4以及H7B6为ON，从而对水平配置的四处Gb用的垂直信号线的输出信号进行平均化。同样地，在水平方向配置平均化用的开关，依次实施4处的平均化。
该运动检测工作将水平方向的采样数降低到1/4，因此，后一级的CDS电路46以后通过使水平像素数的3/4的电路处理为OFF来降低功率消耗。
使用图8(B)所示的工作定时针对垂直4像素的信号合成(加合或平均化)工作进行说明。如图8(B)所示，垂直方向的信号合成(加合或平均)通过使ADRES12、ADRES34、ADRES56、以及ADRES78同时为ON，从而将垂直方向的4像素的信号同时向垂直信号线输出。输出的4个信号在垂直信号线中产生合成(平均化)的信号。通过与水平方向的信号合成(加合或平均化)处理同时实施，从而实施16像素的信号合成(加合或平均化)处理。
首先，通过与定时发生电路40的水平同步信号HD同步，使奇数线的READ1、READ3、READ5、READ7、RESET12、RESET34、RESET56、以及RESET78的脉冲同时产生，从而在排出直到该时间在光电二极管PD1、PD3、PD5以及PD7中存储的信号电荷之后，开始存储工作。并且，在下一2HD后同步地、同样地对光电二极管PD9,PD11,…依次实施四处的奇数线的信号排出工作。存储时间被设定为长时间存储TL。
接着，以短时间存储TS成为长时间存储TL的1/2的方式由存储时间发生电路41进行设定。与成为存储时间TL的1/2的时间HD同步，通过使偶数线的READ2、READ4、READ6、READ8、RESET12、RESET34、RESET56以及RESET78的脉冲同时产生，从而，在排出直到该时间在光电二极管PD2、PD4、PD6、以及PD8中存储的信号电荷之后，开始存储工作。并且，在下一2HD后，同步地对光电二极管PD10、PD12,…依次实施四处的偶数线的信号排出工作。
并且，存储的信号电荷的读出工作与读出时间的HD同步，为了在即将施加读出脉冲READ1、READ3、READ5、以及READ7之前排出存储于检测部的多余的渗漏信号，同时施加RESET12、RSET34、RESET56、以及RSET78的脉冲。并且，通过同时施加读出脉冲READ1、READ3、READ5以及READ7，从而在检测部读出在光电二极管中存储的信号电荷由检测部变换为电压由输出放大器向垂直信号线读出。
从RESET工作到信号读出工作期间之间，通过使ADREA12、ADRES34、ADREA56、以及ADRES78脉冲同时为ON，从而将光电二极管PD1、PD3、PD5以及PD7的信号作为电压信号同时向垂直信号线输出。通过使该ADRES12、ADRES34、ADRES56、以及ADRES78同时为ON，从而在垂直信号线中发生的信号产生对垂直4像素相应的信号进行平均化的信号电压。依次对PD2、PD4、PD6、PD8，接着对PD9、PD11、PD13、PD15与HD同步地进行该读出工作。
正在移动的物体的检测可以通过由图8(A)或图8(B)所示的长时间存储TL和短时间存储TS得到的信号差分来得到。短时间存储TS的信号量与长时间存储TL相比，由于存储时间短，信号量少，因此为了在后一级的信号处理中成为相同的信号等级按照存储时间比G＝TL/TS的系数将短时间存储TS信号放大。并且，按照信号差分量＝TL－G＊TS实施对运动物体的检测。存储时间的比率并不限定于2，当设定为2，4，8等时，放大电路可以通过位位移(bitshift)和简单的信号处理来实现。
不运动的物体的信号差分量大致为零(随机噪声等级)。存在运动的物体在存储时间TL的信号中产生有：存储开始启动快的存储时间TL的开始时间和存储开始启动慢的存储时间TS之开始时间的差的信号。即，在正在移动的物体的边缘部分产生差分信号。通过由后一级的运动判定电路判定该差分信号量和产生频率，从而可以检测正在移动的物体。
但是，不运动的物体的边缘部分的长时间存储和短时间存储的像素的采样点不同，因此产生大的信号差分成为假信号。因此，对多个图7(A)或图7(B)所示的长时间存储的信号和短时间存储的信号进行像素合成，另外通过以采样的像素位置重叠的方式进行信号合成，从而大幅度地减少该假信号。其结果，运动物体的检测精度大幅度地提高。另外，由于合成多个像素的信号，因此改善S/N，提高在昏暗环境下进行对运动物体检测的精度。另外，通过多个像素的信号合成，将采样数大幅度地减少到1/4或1/16，从而将进行运动物体检测工作时的功率消耗大幅度地减少到1/4或1/16。另外，可以容易实现检测工作速度的4倍速度、16倍速度的高速化。
＜运动检测信号读出工作例3＞
使用图9(A)的像素排列和图10(A)的工作定时针对运动检测信号读出工作3进行说明。运动检测信号读出工作3读出合成(加合或平均)实线圆的Bayer排列2×2的4像素的信号和合成(加合或平均)下一虚线圆的Bayer排列2×2的4像素的信号，在后一级生成这两个信号的差分信号，实施运动判定处理。
由水平合成电路1(45c)进行的水平方向的信号合成(平均化)工作通过使HAVE信号为ON来生成平均化后的信号。通过使开关H9A1为ON，从而对水平配置的实线圆两处的垂直信号线的输出信号进行平均化。另外，通过使开关H9A2为ON，从而对水平配置的虚线圆两处的垂直信号线的输出信号进行平均化。同样地，在水平方向配置平均化用的开关，分别实施两处的平均化。
该运动检测工作将水平方向的采样数减少到1/2，因此，后一级的CDS电路46以后可以通过使水平像素数的1/2的电路处理为OFF来降低功率消耗。
使用图10(A)所示的工作定时针对垂直2像素的信号合成(加合或平均化)工作进行说明。如图10(A)所示，垂直方向的信号合成(加合或平均话)通过使ADRES12为ON，使READ1和READ2同时为ON，从而读出在PD1和PD2中存储的信号电荷，由输出放大器将在检测部中相加的信号向垂直信号线输出。通过与水平方向的信号合成(加合或平均化)处理同时实施，从而实施4像素的信号合成(加合或平均化)处理。
首先，通过与定时发生电路40的水平同步信号HD同步，同时产生第1条线、第2条线的READ1、READ2、以及RESET12的脉冲，从而在排出直到该时间在光电二极管PD1和PD2中存储的信号电荷之后，开始存储工作。并且，在下一2HD后同步地相同地对光电二极管PD5,PD6,…进行2条线的信号排出工作。存储时间被设定为长时间存储TL。
接着，由存储时间发生电路41进行设定，使存储时间短的时间存储TS为长时间存储TL的1/2。通过与成为存储时间TL的1/2的时间HD同步，同时产生下一第3条线和第4条线的READ3、READ4、以及RESET34的脉冲，从而在排出直到该时间在光电二极管PD3和PD4中存储的信号电荷之后，开始存储工作。并且，在下一2HD后同步地对光电二极管PD7,PD8,…依次进行2条线的信号排出工作。
并且，在光电二极管中存储的信号电荷的读出工作与读出时间的HD同步，为了排出在即将施加读出脉冲READ1和READ2之前在检测部中存储的多余的渗漏信号而施加RESET12的脉冲。并且，通过施加读出脉冲READ1和READ2，从而由检测部读出在光电二极管中存储的信号电荷并在检测部中进行加合(adding)工作，变换为电压变换并由输出放大器向垂直信号线读出。
依次对PD3和PD4、PD5和PD6，…与HD同步地依次进行该读出工作。
与水平的信号合成(加合或平均化)处理相组合，实施Bayer排列的4像素的信号合成(加合或平均化)工作。
＜运动检测信号读出工作例4＞
使用图9(B)的像素排列和图10(B)的工作定时针对运动检测信号读出工作4进行说明。运动检测信号读出工作4读出基于实线圆的Bayer排列2x2的4像素对四处合计16像素进行合成(加合或平均化)得到的信号、和基于下一虚线圆的Bayer排列2x2的4像素对四处的合计16像素进行合成(加合或平均化)得到的信号，在后一级处理中生成这两个信号的差分信号，实施运动判定处理。
由水平合成电路1(45d)进行的水平方向的信号合成(平均化)工作通过使HAVE信号为ON来生成平均化的信号。通过使开关H9B1、H9B2以及H9B5为ON，从而对水平配置的实线圆的四处的垂直信号线的输出信号进行平均化。另外，通过使开关H9B3、H9B4以及H9B6为ON，从而对水平配置的虚线圆的四处的垂直信号线的输出信号进行平均化。同样地，在水平方向配置平均化用的开关，分别实施四处的平均化。
该运动检测工作将水平方向的采样数降低到1/4，因此后一级的CDS电路46以后可以通过使水平像素数的3/4的电路处理为OFF来降低功率消耗。
使用图10(B)所示的工作定时针对垂直4像素的信号合成(加合或平均化)工作进行说明。如图10(B)所示，与ADRES12同时，垂直方向的信号合成(加合或平均化)使ADRES56为ON，使READ1、READ2、READ5以及READ6同时为ON，从而读出在PD1、PD2、PD5以及PD6中存储的信号电荷，生成由检测部分别相加的信号，分别由ADRES12和ADRES56的输出放大器向垂直信号线输出。由两处输出的信号在垂直信号线中产生合成(平均化)的信号。通过与水平方向的信号合成(平均化)处理同时实施，从而实施16像素的信号合成(加合或平均化)处理。
首先，通过与定时发生电路40的水平同步信号HD同步，使第1条线、第2条、第5条线以及第6条线的READ1、READ2、READ5、READ6、RESET12以及RESET56的脉冲同时产生，从而在排出直到该时间在光电二极管PD1、PD2、PD5以及PD6中存储的信号电荷之后，开始存储工作。并且，在下一2HD后同步地、相同地对光电二极管PD9,PD10,…依次实施4条线的信号排出工作。存储时间被设定为长时间存储TL。
接着，由存储时间发生电路41进行设定，使存储时间短的时间存储TS为长时间存储TL的1/2。与成为存储时间TL的1/2的时间HD同步，通过使下一第3条线、第4条线、第7条线以及第8条线的READ3、READ4、READ7、READ8、RESET34、以及RESET78的脉冲同时产生，从而在排出直到该时间在光电二极管PD3、PD4、PD7以及PD8中存储的信号电荷之后，开始存储工作。并且，在下一2HD后同步地对光电二极管PD11,PD12,…依次进行4条线的信号排出工作。
并且，存储的信号电荷的读出工作与读出时间的HD同步，为了在即将施加读出脉冲READ1、READ2、READ5以及READ6之前排出在检测部中存储的多余的渗漏信号，同时施加RESET12和RESET56的脉冲。并且，通过同时施加读出脉冲READ1、READ2、READ5、READ6，从而由检测部读出在光电二极管中存储的信号电荷，分别在检测部中相加，变换为电压从输出放大器向垂直信号线输出。
从该RESET工作到信号读出工作期间之间，通过使ADREA12和ADREA56脉冲同时为ON，从而将相加的PD1与PD2、以及相加的PD5与PD6的信号向垂直信号线输出。在垂直信号线中产生的信号产生对垂直4像素相应的信号进行合成(加合和平均化)的信号电压。依次对PD3、PD4、PD7、PD8，接着对PD9、PD10、PD13、PD14与HD同步地依次进行该读出工作。
＜运动检测用固体摄像装置的实施例2＞
使用图11，说明运动检测***的实施方式3所涉及的固体摄像装置12c的结构例。相对于运动检测用固体摄像装置的实施例1(图4)，针对不同的像素部44b和水平合成电路1(45c)进行说明。
像素部44b的一个单元由四个晶体管(Ta，Tb，Tc，Td)和两个光电二极管(PD1，PD2)构成，向各单元分别供给脉冲信号ADRESn，RESETn。来自光电二极管的读出用的布线设置有2条READn，READn’。设Bayer排列的2x2像素为一个单位，水平垂直同时交替与各像素的读出晶体管(Td)连接。该该像素部44b的上部将源输出电路用的负荷晶体管沿着水平方向进行配置。
从像素部44b输出的垂直信号线n介由水平合成电路1(45c)向CDS电路46连接。水平合成电路1(45c)通过开关晶体管H9An与垂直信号线n相邻的两条连接。该晶体管的门根据定时发生电路40的HAVE信号进行控制。通过使HAVE信号为ON，从而在两条垂直信号线中输出的信号成为水平合成(平均化)的信号。另外，在垂直并列控制电路43中，通过使多条垂直的读出线同时为ON，从而可以对垂直配置的像素信号进行垂直合成(平均化)。
图12表示基于结构例2的信号处理的像素合成电路和摄像信号分离电路35b。
摄像信号分离电路35b由以下部件构成，即：线性存储器2(31a)，用于使摄像信号Sa延迟1水平(1H)期间部分；延迟电路DL(32a、32b)，按照像素单位延迟；加合电路(34a、34b)，用于在交叉处将摄像信号Sa、线性存储器2(31a)的输出信号、使其分别延迟1像素的信号相加；放大电路33，用于放大相加得到的任意一个摄像信号。
当进行运动检测工作时，
摄像装置12b输出的摄像信号Sa由线性存储器2(31a)而被延迟1水平(HD)期间并且在延迟电路DL(32a)中以像素单位被延迟而得的信号和所述摄像信号Sa相加，进行该相加的加合电路34a的输出信号作为输出长时间存储的图像STL信号被输出。
另外，摄像装置12b输出的摄像信号Sa在延迟电路(32b)中以像素单位被延迟而得到的信号，和由线性存储器2(31a)被延迟1水平(HD)期间的延迟信号相加，进行该相加的是加合电路电路34b，该相加而得的相加信号进一步由放大电路33放大而得到的放大信号，将该放大信号作为短时间存储的图像STS信号来输出。
在紧接检测到正在移动的物体之后，作为全分辨率工作使全像素的光电二极管进行长时间存储工作，摄像信号Sa按照原样作为摄像信号Sb来输出。在将该工作实施预先设定的规定的时间之后，例如实施10秒之后，将工作模式切换为运动检测工作通过信号合成工作实施削减了采样数的功率消耗降低的运动检测。
＜运动检测信号读出工作例5＞
使用图13(A)的像素排列和图14(A)的工作定时针对运动检测信号读出工作5进行说明。运动检测信号读出工作5读出信号，该信号包含对实线圆的Bayer排列2x2的4像素进行合成(加合或平均化)的信号与倾斜配置的相同的Bayer排列的4像素的合计8像素合成(加合或平均化)的信号、和对下一虚线圆的Bayer排列2x2的4像素的倾斜配置的两处进行合成(加合或平均化)的信号，在后一级生成这两个信号的差分信号，实施运动判定处理。
由水平合成电路1(45c)进行的水平方向的信号合成(平均化)工作通过使HAVE信号为ON，从而生成平均化的信号。通过使开关H9A1为ON，从而对水平配置的相邻的两条垂直信号线的输出信号进行平均化。另外，通过使开关H9A2为ON，从而对下一相邻的两条垂直信号线的输出信号进行平均化。同样地，通过在水平方向配置平均化用的开关，从而依次实施相邻的两条垂直信号线的输出信号的平均化。
该运动检测工作将水平方向的采样数减少到1/2，因此后一级的CDS电路46以后可以通过使水平像素数的1/2的电路处理为OFF来降低功率消耗。
使用图14(A)所示的工作定时针对垂直2像素的信号合成(加合或平均化)工作进行说明。如图14(A)所示，垂直方向的信号合成(加合或平均)使ADRES12为ON，使READ1、READ2、READ1’以及READ2’同时为ON，从而读出在PD1和PD2中存储的信号电荷，由输出放大器将在检测部中相加的信号向垂直信号线输出。通过与水平方向的信号合成(加合或平均)处理同时实施，从而实施4像素的合成(加合或平均)处理。水平方向的信号合成(相加也如平均化)处理的同时实施实施着4像素的合成(相加也如平均化)处理。
首先，通过与定时发生电路40的水平同步信号HD同步产生第1条线、第2条线的READ1、READ2、以及RESET12的脉冲，从而在排出直到该时间在长时间存储用的光电二极管PD1和PD2中存储的信号电荷之后，开始存储工作。并且，在下一1HD后同步地相同地对光电二极管PD3,PD4,…依次进行2条线的信号排出工作。存储时间被设定为长时间存储TL。
接着，由存储时间发生电路41进行设定，使存储时间短的时间存储TS为长时间存储TL的1/2。与成为存储时间TL的1/2的时间HD同步，通过同时产生第1条线、第2条线的READ1’、READ2’、以及RESET12的脉冲，从而在排出直到该时间在短时间存储用的光电二极管PD1和PD2中存储的信号电荷之后，开始存储工作。并且，在下一1HD后同步地对光电二极管PD3,PD4,…依次进行2条线的信号排出工作。
并且，由光电二极管存储的信号电荷的读出工作与读出时间的HD同步，为了在即将施加读出脉冲READ1、READ2、READ1’、以及READ2’之前排出在检测部中存储的多余的渗漏信号，施加RESET12的脉冲。并且。通过同时施加读出脉冲READ1、READ2、READ1’、以及READ2’，从而在检测部中读出在光电二极管中存储的信号电荷由检测部进行加合工作，变换为电压由输出放大器向垂直信号线读出。
依次对PD3和PD4、PD5和PD6，…与HD同步地依次进行该读出工作。
与水平的信号合成(平均化)处理相匹配，实施Bayer排列的4像素的信号合成(加合或平均化)工作。
＜运动检测信号读出工作例6＞
使用图13(B)的像素排列和图14(B)的工作定时针对运动检测信号读出工作6进行说明。运动检测信号读出工作6读出信号，该信号包含基于实线圆的Bayer排列2x2的4像素对8处的合计32像素进行合成(加合或平均化)得到的信号、和基于下一虚线圆的Bayer排列2x2的4像素对8处的合计32像素进行合成(加合或平均化)得到的信号，在后一级的处理中生成这两个信号的差分信号，实施运动判定处理。
由水平合成电路1(45d)进行的水平方向的信号合成(平均化)工作通过使HAVE信号为ON来生成平均化的信号。通过使开关H9B1、H9B2、以及H9B5为ON，从而对水平配置的实线圆4处(垂直线1、2、5以及6)的垂直信号线的输出信号进行平均化。另外，通过使开关H9B3、H9B4、H9B6为ON，从而对水平配置的虚线圆4处(垂直线1、2、5以及6)的垂直信号线的输出信号进行平均化。同样地，在水平方向配置平均化用的开关，分别实施4处的平均化。该运动检测工作将水平方向的采样数减少到1/4，因此在后一级的CDS电路46以后，可以通过使水平像素数的3/4的电路处理为OFF来降低功率消耗。
使用图14(B)所示的工作定时针对垂直4像素的信号合成(加合或平均化)工作进行说明。如图14(B)所示，垂直方向的信号合成(加合或平均化)通过使ADRES12为ON，使READ1、READ2、READ1’、以及READ2’同时为ON，从而读出在PD1和PD2中存储的信号电荷，由输出放大器将在检测部中相加的信号向垂直信号线输出。
并且，同时使ADRES56为ON，使READ5、READ6、READ5’以及READ6’同时为ON，从而读出在PD5和PD6中存储的信号电荷，通过输出放大器将在检测部中相加的信号向垂直信号线输出。从ADRES12和ADRES56的两处输出的信号生成由垂直信号线合成(平均化)的信号。通过与水平方向的信号合成(加合或平均化)处理同时实施，从而实施16像素的信号合成(加合或平均化)处理。
首先，与定时发生电路40的水平同步信号HD同步，使第1条线、第2条线、第5条线、第6条线的READ1、READ2、READ5、READ6、RESET12以及RESET56的脉冲同时产生，从而在排出直到该时间在时间存储用光电二极管PD1、PD2、PD5以及PD6中存储的信号电荷之后，开始存储工作。并且，在下一1HD后同步地相同地对光电二极管PD3,PD4,PD7，PD8，…依次进行4条线的信号排出工作。存储时间被设定为长时间存储TL。
接着，由存储时间发生电路41进行设定，使存储时间短的时间存储TS为长时间存储TL的1/2。与成为存储时间TL的1/2的时间HD同步，通过使第1条线、第2条线、第5线、以及第6条线的READ1’、READ2’、READ5’、READ6’、RESET12以及RESET56的脉冲同时产生，从而在排出直到该时间在短时间存储用光电二极管PD1、PD2、PD5、以及PD6中存储的信号电荷之后，开始存储工作。并且，在下一1HD后同步地对短时间存储用光电二极管PD3,PD4,PD7，PD8，…依次进行4条线的信号排出工作。
并且，存储的信号电荷的读出工作与读出时间的HD同步，为了在即将施加读出脉冲READ1、READ2、READ5、READ6、READ1’、READ2’、READ5’、以及READ6’之前排出在检测部中存储的多余的渗漏信号，同时施加RESET12和RESET56的脉冲。并且，同时施加读出脉冲READ1、READ2、READ5、READ6、READ1’、READ2’、READ5’以及READ6’，从而由检测部读出在光电二极管中存储的信号电荷由检测部变换为电压由输出放大器读出。
从该RESET工作到信号读出工作期间之间，通过使ADREA12和ADREA56脉冲同时为ON，从而将由检测部对PD1与PD2的信号相加得到的信号、和由检测部对PD5与PD6的信号相加得到的信号作为电压信号向垂直信号线输出，同时使ADRES12和ADRES56同时为ON，从而在垂直信号线中产生的信号产生对合计垂直4像素相应的信号进行合成(平均化)而得到的信号电压。依次对PD3、PD4、PD7、PD8，接着对PD9、PD10、PD13、PD14与HD同步地依次进行该读出工作。
通过这些处理，实施图13(B)的实线圆8处和虚线圆8处的运动检测差分处理。
＜运动检测***的实施方式4＞
图15是表示本发明的实施方式4所涉及的运动检测***的概略结构的框图。
本实施方式4的运动检测***由运动检测照相机和画像管理装置30b构成，所述运动检测照相机由具备摄像镜头11的摄像装置12e和运动检测图像处理装置10e构成。针对与实施方式3不同的结构工作进行说明。
摄像装置12e由传感器核心(Sensor Core)部36和运动检测部构成。传感器核心部36成为与图4或图11的固体摄像装置相同的结构。
运动检测图像装置10e输入摄像信号Sb，由彩色信号处理电路21、时间发生电路17、产生用于将运动判定信号(ON/OFF1)嵌入画像信号的代码的代码发生电路38、运动判定信号添加电路28b、以及画像信号输出电路16构成。
由传感器核心部36输出的摄像信号Sa通过摄像信号分离电路35分离成长时间存储的摄像信号STL和短时间存储的摄像信号STS，同时输出成为比较对象像素的摄像信号STL和摄像信号STS，由差分信号生成电路13a生成差分信号，由运动判定电路14a判定有无移动的物体，由摄像装置12e输出判定信号(ON/OFF1)。
摄像信号分离电路35是与图5或图12相同的结构。
＜运动检测***的实施方式5＞
图16是表示本发明的实施方式5所涉及的运动检测***的概略结构的框图。
本实施方式5的运动检测***由运动检测照相机和画像管理装置30b构成，所述运动检测照相机由具备摄像镜头11的摄像装置12f和运动检测图像处理装置10f构成。
摄像装置12f相对于实施方式4从运动判定电路14c只输出运动判定代码，追加用于嵌入摄像信号Sa的运动判定信号加合电路28a，输出嵌入有运动判定代码的摄像信号Sc。
运动检测图像装置10f与实施方式4不同，使用用于提取嵌入所输入的摄像信号Sc的判定代码的运动判定信号提取电路29a，提取嵌入的运动判定信号(ON/OFF1)并输出。当判定为不存在运动时，停止彩色信号处理电路21或画像信号输出电路16等的电路工作或信号处理工作。
＜运动检测***的实施方式6＞
图17是表示本发明的实施方式6所涉及的运动检测***的概略结构的框图。
本实施方式6的运动检测***由运动检测照相机和画像管理装置30b构成，所述运动检测照相机由具备摄像镜头11的摄像装置12d和运动检测图像处理装置10d构成。
摄像装置12d在运动检测工作时不削减采样数，而将像素部的全部像素的信号作为摄像信号Sa来输出。
运动检测图像处理装置10d由像素信号合成电路37将来自摄像装置12d的全像素的摄像信号Sa合成(加合)多个像素的信号，并向摄像信号分离电路35输出。
此外，与实施方式3的结构相同。
＜运动检测用固体摄像装置的实施例3＞
使用图18，说明运动检测***的实施方式6所涉及的固体摄像装置12d的结构例。与运动检测用固体摄像装置的实施例2(图11)的固体摄像装置12c的不同在于没有实施采样数的削减，因此，不存在垂直并列控制电路43和水平合成电路1(45c)。摄像装置12d通过电路削减成为简单的结构。
图19表示结构例3的摄像信号分离电路35c和基于摄像信号的信号处理的像素合成电路37。针对图13A所示的像素信号的合成方法进行说明。摄像信号合成电路37为了能够对从运动检测用摄像装置12d的摄像区域的依次的4条线的每一条的信号进行运算而具备4条线(至少3条线)的线性存储器31b～e，生成第1添加信号和第2添加信号，第1添加信号是使所输入的4条线的像素信号分别相当于上侧2条线的像素的垂直2像素水平2像素的4像素的信号，第2添加信号是相当于下侧2条线的垂直2像素水平2像素的4像素的信号。
摄像信号分离电路35c进行以下操作，即，
如图13A所示，将实线圆的4像素相加和虚线圆的4像素相加的信号作为所述第1信号和第2信号来输入。该摄像信号分离电路35c需要交叉的信号之间进行相加。
使第1加合信号和第2加合信号通过延迟单元分别被延迟加合信号1像素，
生成将没有延迟的第1加合信号和延迟的第2加合信号相加而得的第3加合信号，
生成将没有延迟的第2加合信号和延迟的第1加合信号加合而得的第4加合信号，
放大第3摄像信号或第4摄像信号的任意一个，输出放大的短存储时间的摄像信号STS和没有放大的长存储时间的摄像信号STL的至少两种摄像信号。
＜运动检测***的实施方式7＞
图20是表示本发明的实施方式7所涉及的运动检测***的概略结构的框图。
本实施方式7的运动检测***由具备摄像镜头11的运动检测用摄像装置12g(运动检测照相机)和画像管理装置30a构成。摄像装置12g例如将实施方式3(图3)的运动检测图像处理装置10c的电路在芯片上组装入摄像装置12g。另外，与实施方式2(图2)相同地对摄像装置12g的画像信号1嵌入运动判定信号，与画像管理装置30b相组合，从而可以只输出画像信号1。
图21是表示本发明的实施方式7所涉及的运动检测***的摄像装置12g的概略结构的框图。摄像装置12g成为在传感器芯片中组装运动判定电路14b和彩色信号处理电路21等的1个芯片的固体摄像装置。针对与实施方式3不同的结构工作进行说明。
在摄像装置12g的像素部44b的下部，具备输入由像素部44b输出的垂直信号线的柱式噪声消除电路(CDS)46、柱式模拟数字转换器电路(AD变换)47、线性存储器1(48)、以及水平扫描电路1(49)，在像素部44b的上部，具备接受由像素部44b输出的垂直信号线并在水平方向合成信号的水平合成电路2、和对水平方向的读出进行扫描的水平扫描电路2(50)。
运动判定用的摄像信号作为使用水平扫描电路2(50)和水平合成电路2(51)进行平均化得到的、长时间存储的摄像信号STL和短时间存储的摄像信号STS输出模拟信号，由用于校正存储时间的差分的模拟的放大电路52来调整信号等级。通过成为模拟的差动放大器的差分信号生成电路13b生成该放大电路52的输出的差分信号。并且，使用模拟的比较器(Comparator)电路55变换成大于由阈值设定电路19a设定的阈值级数值，由运动判定电路14b判定有无运动。
当由运动判定电路14b判定为存在运动时，
运动判定信号(ON/OFF1)介由定时器电路54输出使各电路进行工作的ON信号。定时器电路45在将摄影实施预先设定的规定的时间之后，例如实施10秒后，将定时发生电路的工作模式从摄影模式切换为运动检测工作模式实施运动检测。
当由运动判定电路14b判定为没有运动时，通过对下部的CDS电路以后的电路工作进行OFF控制，从而实施摄像装置12g的大幅度的功率消耗降低。并且，继续运动检测工作。
＜运动检测信号读出工作例7＞
针对实施方式7的运动检测读出工作，使用图22的像素排列和运动检测信号用的水平读出电路进行说明。工作定时进行与图14(B)相同的工作。
首先，水平的第1条线、第2条线、第5条线、第6条线的读出工作设水平8像素为一组由水平扫描电路2(50)依次读出。通过使水平合成电路51的开关H1～H8为ON，从而，由上部水平读出线对短时间存储的信号水平4像素部分进行平均化并读出。当与垂直的4像素进行信号合成(加合或平均化)得到的信号相组合时，产生对16像素平均化得到的信号。
在水平合成电路51的下部水平读出线中，对长时间存储的信号水平4像素部分进行平均化并读出。当与垂直的4像素进行信号合成(加合或平均化)得到的信号相组合时，产生对16像素进行平均化得到的信号。并且，由信号切换电路52上下切换，将图像STL信号和由放大电路52放大存储时间的摄像信号STS向后一级的处理输出。
下一第3条线、第4条线、第7条线、以及第8条线的读出工作设水平合成电路51的水平8像素为一组由水平扫描电路2(50)依次读出。通过使开关H1～H8为ON，从而，在上部水平读出线中，对长时间存储的信号水平4像素部分进行平均化并读出。当与垂直的4像素进行信号合成(加合或平均化)得到的信号相组合时，产生对16像素进行合成(加合或平均化)得到的信号。
在水平合成电路51的下部水平读出线，对短时间存储的信号水平4像素部分进行合成(加合或平均化)并读出。当与垂直的4像素的信号合成(加合或平均化)的信号组合时，产生对16像素进行平均化得到的信号。并且，由信号切换电路52不进行上下切换，将图像STL信号和由放大电路52放大存储时间的摄像信号STS向后一级的处理输出。
实施方式7不使用CDS电路、ADC电路、线性存储器等，而通过追加简单的模拟的放大电路52、模拟的差分信号生成电路53以及模拟的比较器电路55等电路，来大幅度地降低进行运动检测工作时的功率消耗。
以上说明的各实施方式的特征可以相互组合使用。另外，针对摄像装置的像素部的单元(cell)构造，相对于两个光电二极管说明为输出电路为一个2像素1单元，但也可以是1像素1单元、4像素1单元等，并不限定于2像素1单元。滤色器排列按照代表性的Bayer排列进行说明，但通过活用本发明的特征，并不限定于Bayer排列。
符号说明
10a，10b，10c 运动检测图像处理装置
30a，30b 画像管理装置
11 摄像镜头
12 摄像装置
13 差分信号生成电路
14 运动判定电路
15 运动判定信号输出电路
16 画像信号输出电路
17 日期·时间发生电路
18 时间添加电路
19 运动判定用阈值设定电路
20 帧存储器
21 彩色信号处理电路
22 运动判定信号输入电路
23 画像信号输入电路
24 画像信号录制服务器
25 LAN输出装置
26 Web输出装置
27 画像显示器
28 运动判定信号加合电路
29 运动判定信号提取电路
31 线性存储器
32 延迟电路
33，52 放大电路
34 信号加合电路
35 摄像信号分离电路
36 传感器核心
37 像素信号合成
38 代码信号发生电路
39 摄像信号切换电路
40 定时发生电路
41 存储时间控制电路
42 垂直扫描电路
43 垂直并列控制电路
44 像素部
45，51 水平合成电路
46 CDS电路
47 ADC电路
48 线性存储器
49，50 水平扫描电路
52 信号线切换电路
54 工作时间控制电路(定时器)
55 比较电路
60 水平读出电路

Claims (17)

1.一种摄像装置，具备：像素部，在半导体基板上具有多个光电变换元件；像素控制部，用于控制所述像素部；信号处理部，对从所述像素部输出的像素信号进行处理，其特征在于，
所述像素控制部将配置于所述像素部的多个光电变换元件至少分割成两部分，并具有用于控制各个存储时间的存储时间发生单元，
所述信号处理部具备：
差分信号生成单元，生成所述存储时间不同的至少两种像素信号间的差分信号；
运动判定单元，根据由所述差分信号生成单元生成的差分信号判定物体是否运动；
画像信号处理单元，进行处理，以使得所述像素信号成为用于在显示器中再生的画像信号；
电路停止单元，基于由所述运动判定单元判定的运动判定信号，使所述画像信号处理单元或像素控制部的至少一部分的电路停止；以及
运动判定信号输出单元，由摄像装置输出所述运动判定信号。
2.一种摄像装置，具备：像素部，在半导体基板上具有多个光电变换元件；像素控制部，用于控制所述像素部；信号处理部，对从所述像素部输出的像素信号进行处理，其特征在于，
所述像素控制部将配置于所述像素部的多个光电变换元件至少分割成两部分，并具有用于控制各个存储时间的存储时间发生单元，
所述信号处理部具备：
差分信号生成单元，生成所述存储时间不同的至少两种像素信号间的差分信号；
运动判定单元，根据由所述差分信号生成单元生成的差分信号判定物体是否运动；
画像信号处理单元，进行处理，以使得所述像素信号成为用于在显示器上再生的画像信号；
运动判定信号输出单元，从摄像装置输出由所述运动判定单元判定的运动判定信号；以及
像素合成单元，将所述分割的多个光电变换元件的像素信号按照各个存储时间分别合成多个像素信号。
3.一种摄像装置，具备：像素部，在半导体基板上具有多个光电变换元件；像素控制部，用于控制所述像素部；信号处理部，对从所述像素部输出的像素信号进行处理，
所述像素控制部将配置于所述像素部的多个光电变换元件至少分割成两部分，并具有用于控制各自的存储时间的存储时间发生单元，
所述信号处理部具备：
差分信号生成单元，生成所述存储时间不同的至少两种像素信号间的差分信号；
运动判定单元，根据由所述差分信号生成单元生成的差分信号判定物体是否运动；以及
运动判定信号输出单元，由摄像装置输出由所述运动判定单元判定的运动判定信号。
4.根据权利要求2或3所述的摄像装置，其特征在于，
所述像素合成单元具备垂直并列控制单元和垂直信号线间开关装置的至少任意一个，
所述垂直并列控制单元用于：针对在所述像素部中垂直方向配置的光电变换元件的像素信号，同时读出多个像素；
所述垂直信号线间开关装置用于：在水平方向上连接多条从所述像素部输出信号的垂直信号线。
5.根据权利要求2或3所述的摄像装置，其特征在于，
所述像素合成单元具备加合单元，所述加合单元将从所述像素部输出的像素信号以1条线以上的线性存储器进行延迟的像素信号和延迟时间不同的像素信号进行合成。
6.根据权利要求2或3所述的摄像装置，其特征在于，
在所述像素合成单元中，
就所述像素部的存储时间控制和像素合成而言，生成第1合成信号和第2合成信号，
所述第1合成信号是：针对光电变换元件在垂直水平方向上各跳跃1像素地配置的至少4像素，在第1存储时间控制并合成至少4像素之合成信号；
所述第2合成信号是：针对在所述4像素的斜向相邻的至少4像素，在第2存储时间控制并合成至少4像素之合成信号。
7.根据权利要求2或3所述的摄像装置，其特征在于，
在所述像素合成单元中，
就所述像素部的存储时间控制和像素而言，合成生成第1合成信号和第2合成信号，
所述第1合成信号是：针对光电变换元件配置为在垂直水平方向相邻的至少4像素一组，在第1存储时间控制并合成至少4像素一组之合成信号；
所述第2合成信号是：针对与所述4像素一组的斜向相邻的至少4像素一组，在第2存储时间控制并合成至少4像素一组之合成信号。
8.根据权利要求2或3所述的摄像装置，其特征在于，
在所述像素合成单元中，
就所述像素部的存储时间控制和像素而言，合成生成第1合成信号和第2合成信号，
所述第1合成信号是：针对光电变换元件的配置为在垂直水平方向相邻的至少4像素一组，以及在所述4像素一组的倾斜方向相邻的至少4像素一组之至少合计8像素，在第1存储时间控制并合成之合成信号；所述第2合成信号是：针对相对于所述4像素两组而交叉配置的4像素两组，至少合计为8像素，在第2存储时间控制并合成之合成信号。
9.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
所述电路停止单元是使所述画像信号停止的画像信号停止单元。
10.一种运动检测***，其中，所述运动检测***由摄像装置和画像信号管理装置构成，
所述摄像装置具备：像素部，具有将在摄像镜头中成像的光信号变换成电信号的多个光电变换元件；运动检测部，基于由所述像素部摄影的摄影时间不同的至少两种像素信号，检测有无运动物体；画像信号处理部，进行处理，以使得所述像素信号成为用于在显示器中再生的画像信号；
所述画像信号管理装置具有:用于发送来自所述摄像装置的画像信号的画像信号发送单元、或进行记录的画像信号记录单元、或用于在显示器中再生的画像信号再生单元的至少任意一个；其特征在于，
所述运动检测部具备：差分信号生成单元，生成由所述像素部摄影得到的至少两种像素信号间的差分信号；
运动判定单元，根据由所述差分信号生成单元生成的差分信号判定有无运动物体；以及
电路停止单元，具有由摄像装置输出由所述运动判定单元判定的运动判定信号的运动判定输出单元，根据由所述运动判定单元判定的运动判定信号，使所述画像信号处理部或所述画像信号管理装置的至少一部分的电路停止。
11.根据权利要求10所述的运动检测***，其特征在于，
由所述像素部摄影的摄影时间不同的至少两种像素信号是：在帧存储器中至少存储一帧的像素信号和在所述帧存储器中没有存储的像素信号的至少两种像素信号。
12.根据权利要求10所述的运动检测***，其特征在于，
由所述像素部摄影的摄影时间不同的至少两种像素信号是：将配置于所述像素部的多个光电变换元件至少分割成两部分，使各自的存储时间不同的至少两种像素信号。
13.根据权利要求10所述的运动检测***，其特征在于，还具备像素合成单元；
像素合成单元是：将向所述差分信号生成单元输入的至少两种像素信号分别对每个像素信号合成多个像素信号。
14.一种运动检测***，其特征在于，
所述运动检测***具备权利要求1、2或3的任意一项中所述的摄像装置和画像信号管理装置，
所述画像信号管理装置具有用于发送来自所述摄像装置的画像信号的画像信号发送单元、或进行记录的画像信号记录单元、或用于在显示器中再生的画像信号再生单元的至少任意一个。
15.一种运动检测***，其特征在于，具备：
权利要求1、2或3的任意一项中所述的摄像装置；
画像信号管理装置，具有用于发送来自所述摄像装置的画像信号的画像信号发送单元、或进行记录的画像信号记录单元、或用于在显示器中再生的画像信号再生单元的至少任意一个；
电路停止单元，基于由所述运动判定单元判定的运动判定信号，使所述画像信号管理装置的至少一部分的电路停止。
16.根据权利要求1、2、10、15的任意一项中所述的运动检测***，其特征在于，
所述摄像装置还具备判定信号加合单元，所述判定信号加合单元将所述运动判定单元的判定结果嵌入所述画像信号。
17.根据权利要求1、2、10、15的任意一项中所述的运动检测***，其特征在于，
所述摄像装置还具备时间加合单元，所述时间加合单元用于对所述画像信号至少嵌入摄影的时间信息。
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