信号处理单元、信号处理方法、图像拾取器件和图像拾取装置制造方法
【专利摘要】信号处理单元，包括：同步信号控制部分，配置为控制一帧中的预定行的同步信号的长度，其中该同步信号是以行为基础从像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础；以及定时调整部分，配置为根据由同步信号控制部分控制的预定行的同步信号的长度来调整单位像素的电子快门操作的定时。
【专利说明】信号处理单元、信号处理方法、图像拾取器件和图像拾取装
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年2月27日提交的日本优先权专利申请JP2013-036903的权益，其全部内容通过引用合并于此。
【技术领域】
[0003]本技术涉及信号处理单元、信号处理方法、图像拾取器件和图像拾取装置。具体地，本技术涉及能够更准确地实现期望的帧速率的信号处理单元、信号处理方法、图像拾取器件和图像拾取装置。
【背景技术】
[0004]在通常的现有图像传感器中，在光接收部分(光电二极管)中累积的电荷被读取为信号电压，并且经历模拟到数字(A/D)转换。从在阵列中布置的每个单位像素的光接收部分读取的电荷经历由为每列准备的A/D转换器(也称为模拟数字转换器(ADC))进行的A/D转换。每个A/D转换器沿着与其对应的列顺序地处理从每行上的单位像素读取的电荷。也就是说，以行为基础处理从像素阵列的每个单位像素读取的电荷。
[0005]换句话说，以像素阵列的每行进行从每个单位像素的电荷读取操作。基于水平同步信号控制关于对每行的这种读取的处理的定时。具体地，与像素阵列的行和处于消隐时段的行的总数对应的水平同步信号的长度对应于一帧的处理时间。换句话说，允许通过控制水平同步信号的长度来控制帧速率。
[0006]例如，可以基于通过对外部提供的时钟的倍乘(multiplication)和/或除法(dividing)而产生的内部时钟来产生水平同步信号(例如参见日本专利第4655500号)。
【发明内容】
[0007]但是，在现有方法中，难以与期望的帧速率对应地准确设置每行的水平同步信号的长度。因此，在水平同步间隔恒定的情况下，难以实现期望的帧速率。在水平同步间隔部分地变化以准确地实现期望的帧速率的情况下，图像质量可能恶化。
[0008]期望更准确地实现期望的帧速率。
[0009]根据本技术的一个实施例，提供了一种信号处理单元，包括:同步信号控制部分，配置为控制一帧中的预定行的同步信号的长度，其中该同步信号是以行为基础从像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础；以及定时调整部分，配置为根据由同步信号控制部分控制的预定行的同步信号的长度来调整单位像素的电子快门操作的定时。
[0010]该定时调整部分可以调整该定时以使得每行的曝光时间是恒定的。
[0011]该同步信号控制部分可以将该预定行的同步信号的长度控制在比一行的同步信号的长度更短的范围内，以使得一帧的同步信号的长度对应于期望的帧速率。
[0012]该同步信号控制部分可以将该预定行设置为在消隐时段内。[0013]该信号处理单元还可以包括曝光时间确定部分，其配置为确定反映了同步信号控制部分的控制的每行的曝光时间，并且该定时调整部分可以根据由该曝光时间确定部分确定的曝光时间来调整该定时。
[0014]该信号处理单元还可以包括同步信号产生部分，其配置为产生反映了同步信号控制部分的控制的同步信号，并且该定时调整部分可以根据由该同步信号产生部分对于该预定行产生的同步信号的长度来调整该定时。
[0015]该信号处理单元还可以包括:快门控制部分，配置为基于反映了该同步信号控制部分的控制的同步信号来控制电子快门操作以按由该定时调整部分调整的定时进行；以及读取控制部分，配置为基于反映了该同步信号控制部分的控制的同步信号来控制单位像素的电荷读取操作。
[0016]根据本技术的一个实施例，提供了一种信号处理方法，包括:控制一帧中的预定行的同步信号的长度，该同步信号是以行为基础从像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础；以及根据该预定行的同步信号的长度来调整单位像素的电子快门操作的定时。
[0017]根据本技术的一个实施例，提供了一种图像拾取器件，包括:像素阵列，包括并排布置的单位像素，每个单位像素包括配置为对入射光进行光电转换的光电转换元件；同步信号控制部分，配置为控制一帧中的预定行的同步信号的长度，该同步信号是以行为基础从该像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础；以及定时调整部分，配置为根据由同步信号控制部分控制的预定行的同步信号的长度来调整单位像素的电子快门操作的定时。
[0018]根据本技术的一个实施例，提供了一种图像拾取装置，其提供有图像拾取部分和图像处理部分。该图像拾取部分配置为捕捉对象的图像，该图像处理部分配置为对通过图像拾取部分的图像捕捉而获得的图像数据进行图像处理。该图像拾取部分包括:像素阵列，包括并排布置的单位像素，每个单位像素包括配置为对入射光进行光电转换的光电转换元件；同步信号控制部分，配置为控制一帧中的预定行的同步信号的长度，该同步信号是以行为基础从该像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础；以及定时调整部分，配置为根据由同步信号控制部分控制的预定行的同步信号的长度来调整单位像素的电子快门操作的定时。
[0019]根据本技术的一个实施例，提供了一种信号处理单元，包括:测量部分，配置为使用内部时钟测量水平同步信号的长度，并产生基于该内部时钟确定一行的处理时间的参数，该水平同步信号是以行为基础从像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础，并且是基于外部时钟的，并且该内部时钟与该外部时钟不同步；以及水平同步信号产生部分，配置为使用由该测量部分确定的参数产生基于该内部时钟的水平同步信号。
[0020]该测量部分测量可以基于该外部时钟的并且对于处于消隐时段中的预定行的水平同步信号的长度。
[0021]该测量部分可以通过测量基于外部时钟的并且对于处于消隐时段中的一行的水平同步信号的长度而产生该参数。
[0022]该测量部分测量可以基于外部时钟的并且对于处于消隐时段中的多个行的每行的水平同步信号的长度，并从每行的测量结果产生该参数。
[0023]该信号处理单元还可以包括基于外部时钟的水平同步信号产生部分，其配置为产生基于该外部时钟的水平同步信号，该测量部分测量可以基于该外部时钟的并且由该基于外部时钟的水平同步信号产生部分产生的水平同步信号的长度。
[0024]该信号处理单元还可以包括内部时钟产生部分，其配置为使用该外部时钟产生内部时钟，并且该测量部分可以使用由该内部时钟产生部分产生的内部时钟来测量基于该外部时钟的水平同步信号的长度，以及该水平同步信号产生部分可以使用由该测量部分确定的参数以及由该内部时钟产生部分产生的内部时钟来产生基于该内部时钟的水平同步信号。
[0025]该内部时钟产生部分可以使用与用作要由该测量部分测量的水平同步信号的基础的外部时钟独立的另一外部时钟来产生该内部时钟。
[0026]根据本技术的一个实施例，提供了一种信号处理方法，包括:使用内部时钟测量水平同步信号的长度，由此产生基于该内部时钟确定一行的处理时间的参数，该水平同步信号是以行为基础从像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础，并且是基于外部时钟的，并且该内部时钟与该外部时钟不同步；以及使用确定的参数产生基于该内部时钟的水平同步信号。
[0027]根据本技术的一个实施例，提供了一种图像拾取器件，包括:像素阵列，包括并排布置的单位像素，每个单位像素包括配置为对入射光进行光电转换的光电转换元件；测量部分，配置为使用内部时钟测量水平同步信号的长度，并产生基于该内部时钟确定一行的处理时间的参数，该水平同步信号是以行为基础从该像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础，并且是基于外部时钟的，并且该内部时钟与该外部时钟不同步；以及水平同步信号产生部分，配置为使用由该测量部分确定的参数产生基于该内部时钟的水平同步信号。
[0028]根据本技术的一个实施例，提供了一种图像拾取装置，其提供有图像拾取部分和图像处理部分。该图像拾取部分配置为捕捉对象的图像，该图像处理部分配置为对通过图像拾取部分的图像捕捉而获得的图像数据进行图像处理。该图像拾取部分包括:像素阵列，包括并排布置的单位像素，每个单位像素包括配置为对入射光进行光电转换的光电转换元件；测量部分，配置为使用内部时钟测量水平同步信号的长度，并产生基于该内部时钟确定一行的处理时间的参数，该水平同步信号是以行为基础从该像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础，并且是基于外部时钟的，并且该内部时钟与该外部时钟不同步；以及水平同步信号产生部分，配置为使用由该测量部分确定的参数产生基于该内部时钟的水平同步信号。
[0029]在本技术的上述实施例之一中，控制对于一帧中的预定行的用作以行为基础从该像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础的同步信号的长度，并且根据该预定行的同步信号的长度来控制单位像素的电子快门操作的定时。
[0030]在本技术的上述实施例的另一实施例中，使用与外部时钟不同步的内部时钟测量用作以行为基础从该像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础并且基于该外部时钟的水平同步信号的长度，由此产生以内部时钟为基础确定一行的处理时间的参数。此外，使用确定的参数产生基于该内部时钟的水平同步信号。
[0031]根据本技术的上述实施例的任意一个，处理信号。具体地，更准确地实现期望的帧速率。
[0032]将理解，以上概括描述和以下详细描述两者都是示例性的，并且意图提供如要求保护的本技术的进一步说明。【专利附图】
【附图说明】
[0033]包括附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图被并入此说明书中并构成此说明书的一部分。附图例示了实施例，并且与说明书一起用于说明本技术的原理。
[0034]图1是例示对于一帧的信号处理的例子的图。
[0035]图2是例示帧速率的精细调整的例子的图。
[0036]图3是例示帧速率的精细调整对曝光时间的影响的例子的图。
[0037]图4是例示CMOS图像传感器的示例的主要配置的图。
[0038]图5是例示单位像素的示例的主要配置的图。
[0039]图6是例示定时控制部分的示例的主要配置的图。
[0040]图7是说明定时控制处理的示例流程的流程图。
[0041]图8是例示电子快门定时调整的示例状态的图。
[0042]图9是例示定时控制部分的另一示例配置的图。
[0043]图10是说明定时控制处理的另一示例流程的流程图。
[0044]图11是例示根据比较例子的同步信号产生部分的示例的主要配置的图。
[0045]图12是例示同步信号产生部分的另一示例配置的图。
[0046]图13是说明水平同步信号的产生的示例状态的图。
[0047]图14是说明同步信号控制处理的示例流程的流程图。
[0048]图15是例示同步信号产生部分的另一示例配置的图。
[0049]图16是说明同步信号控制处理的另一示例流程的流程图。
[0050]图17是例示同步信号产生部分的另一示例配置的图。
[0051]图18是说明同步信号控制处理的另一示例流程的流程图。
[0052]图19是例示图像拾取装置的示例的主要配置的图。
[0053]图20是例示计算机的示例的主要配置的框图。
【具体实施方式】
[0054]下文中，描述本公开的一些实施例。要注意，按以下顺序进行描述。
[0055]1.第一实施例(CMOS图像传感器)
[0056]2.第二实施例(CMOS图像传感器)
[0057]3.第三实施例(图像拾取装置)
[0058]4.第四实施例(计算机)
[0059][1.第一实施例]
[0060][对于一帧的处理时间]
[0061]典型的现有图像传感器包括以阵列布置的单位像素，每个单位像素包括光接收部分(光电二极管)。响应于水平同步信号读取在每个单位像素中累积的电荷(光接收部分)作为像素阵列的每行的信号电压，并且其经历由为像素阵列的每列准备的A/D转换器(也称为模拟数字转换器(ADC))进行的A/D转换。
[0062]图1是例示对于一帧的信号处理的例子的图。在图1的示例情况中，成像器每行地输出像素数据，同时添加诸如SYNC代码等的特殊数据。在一行的每个输出之后存在称为消隐的不具有数据的时段(也称为消隐时段)。此外，在所有行的像素数据的输出之后也提供消隐时段。换句话说，像素数据和特殊数据的处理时间以及这样的消隐时段的总和对应于一帧的处理时间。
[0063]例如，如在图1的示例情况下，在输出与行(PV条线)乘以像素(PH个像素)对应的数据的数量的成像器的情况下，在添加SYNC代码和消隐后输出与行(FV条线)乘以像素(ra个像素)对应的数据的数量的时间对应于输出一帧的时间。具体地，使用对于一行的处理时间(tH)和行(FV条线)(包括消隐)的数量将一帧的处理时间(tF)表示为以下表达式(I)。
[0064][数值表达式I]
[0065](tF) = (tH) X (FV 条线)...(I)
[0066]使用用于处理一个像素的 数据的参考时钟的长度(也称为参考时钟时段)(PCK时间)以及对于一行(包括消隐)的处理时钟(FH个像素)的数量将一行的处理时间(tH)表示为如下表达式(2)。
[0067][数值表达式2]
[0068](tH) = (PCK 时间)X O7H 个像素)...(2)
[0069]因此，对于一帧的处理时间(tF)也表示为如下表达式(3)。
[0070][数值表达式3]
[0071](七卩)=(冊像素)父$￥条线)\(?0(时间)...(3)
[0072][对于一帧的处理时间的精细调整]
[0073]如上所述，按行进行电荷读取处理。换句话说，按像素阵列的每行进行对每个单位像素的电子快门处理和电荷读取处理的每个。从电子快门处理的结束到电荷读取处理的开始的时间对应于每行的曝光时间。如果每行的曝光时间不是恒定的，则在输出图像中可能引起诸如电平差的图像恶化。
[0074]因此，为了抑制在输出图像的图像质量方面的这种恶化，每行的处理时间需要基本上恒定以使得每行的曝光时间恒定。但是，对应于期望的帧速率的一帧的处理时间不是一定等于一行的处理时间(tH)的整数倍。随着要处理的帧的数量的增加，处理时间的这种差累积；因此，这种累积的时间差最终是不可忽略的，导致输出图像的图像质量的恶化的可能性。因此，需要重新调整从图像传感器输出的输出图像的帧速率以抑制这样的差，导致处理时间和成本的增加的可能性。
[0075]图2是例示帧速率的精细调整的例子的图。例如，如图2所示，比另一行更短的部分(fraction)调整行(例如对应于(RH个像素))被添加到图1的例子中的预定行。由此，允许精细地调整(对于比一行的处理时间(tH)更短的时段调整)一帧的处理时间(即，帧速率)。换句话说，在此情况下，一帧的处理时间(tF)表示为如下表达式(4)。
[0076][数值表达式4]
[0077](七的={奶条线)\(冊个像素)+(冊个像素)}父(?0(时间)...(4)
[0078]换句话说，在此情况下，控制对于预定行的水平同步信号的长度以在比对于一行的水平同步信号的长度更短的范围内以便对于一帧的水平同步信号的长度对应于期望的帧速率。
[0079][部分(fraction)调整行的添加和曝光时间]
[0080]但是，在此情况下，形成处理时间与其它行不同的行，从而在一帧中一行的处理时间(tH)不均匀。图3是例示在这样的情况下帧速率的精细调整对曝光时间的影响的例子的图。作为图3中所示的水平同步信号(HSYNC)，被添加了部分调整行的行的处理时间与该部分调整行的处理时间(tR)对应地相对长，即(tH+tR)，而另一行的处理时间是(tH)。因此，当基于水平同步信号(HSYNC)进行对于每行的电子快门处理和电荷读取处理时，每行的曝光时间的长度在包含添加的部分调整行的水平同步时段的行和不包含这样的水平同步时段的行之间变化。
[0081]在图3的示例情况下，第O行到第Vl行的每行的曝光时间包含添加的部分调整行的水平同步时段，而第(V1+1)行到第Vmax行的每行的曝光时间不包含添加的部分调整行的水平同步时段。
[0082]因此，如图3所示，电子快门处理的定时(SHR)表示为如由曲线11-1到11_3所示的曲线，而在部分调整之前被表示为如由直线12-1到12-3所示的直线。从而，从电子快门处理的定时(SHR)到读取处理的定时(RD)的时间(曝光时间)对于所有行是不均匀的。
[0083]具体地，使用一行的处理时间(tH)、部分调整行的处理时间(tR)(也称为部分调整时间)以及曝光时间设置(ITL)，第O行到第Vl行的每行的曝光时间即曝光时间I表示为以下表达式(5)，并且第(V1+1)行到第Vmax行的每行的曝光时间即曝光时间2表示为以下表达式(6)。
[0084][数值表达式5]
[0085]曝光时间l=(tHXITL)+tR...(5)
[0086]曝光时间2=(tHXITL)…(6) [0087]换句话说，这样的部分调整可以引起一帧中的多个片段的曝光时间(一帧中的不均匀的曝光时间)。因此，如上所述在输出图像中可能发生诸如电平差的图像恶化。因此，需要对从图像传感器输出的输出图像进行图像处理以抑制图像质量的这种恶化(比如抑制输出图像的电平差)，这可能增加处理时间和成本。
[0088][电子快门定时的调整]
[0089]因此，调整电子快门定时以抑制由部分调整引起的曝光时间的变化，以便在一帧中每行的曝光时间是均匀的(恒定的)。
[0090]例如，在图3的示例情况下，在第O行到第Vl行的每行的曝光时间中存在部分调整行，因此曝光时间与部分调整时间(tR)对应地被加长。因此，对于每个这样的行，将电子快门定时从初始值延迟了部分调整时间(tR)。
[0091]另一方面，在第(V1+1)行到第Vmax行的每行的曝光时间中不存在部分调整行。因此曝光时间不加长。因此，对于每个这样的行，电子快门定时保持为初始值。
[0092]对此进一步详细描述。假设尽管在不进行部分调整时一帧中每行的曝光时间是均匀的，但是由于添加了部分调整行，在一帧中每行的曝光时间变得不均匀，如在图3的示例情况下。在此情况下，假设电子快门定时(SHR)对应于从水平同步信号(HSYNC)起的时间Ssta,并且假设时间Ssta的初始值是“O”。在行在其曝光时间中具有部分调整行时，时间Ssta表示为以下表达式(7)。在行在其曝光时间中不具有部分调整行时，时间Ssta表示为以下表达式(8)。
[0093][数值表达式6]
[0094]Ssta=0+tR...(7)[0095]Ssta=O…(8)
[0096]以此方式调整电子快门定时，由此，使得曝光时间在一帧中相等。具体地，允许精细地调整帧速率，同时抑制输出图像的图像质量的恶化。由于帧速率的精细调整引起的输出图像的图像质量的这种恶化不是优选的，并且通常是不能允许的。因此，通过使用如上所述的本技术的示例实施例(如上所述通过调整电子快门定时)而实际地实现帧速率的精细调整。换句话说，通过使用如上所述的本技术的示例实施例更准确地实现期望的帧速率。
[0097]例如，图2中的图像数据和SYNC代码可以经历A/D转换。也基于水平同步信号进行A/D转换处理。具体地，对包含图像数据和SYNC代码的行的部分调整变化对于该行的水平同步信号的长度，因此，对该行的A/D转换处理的结果也可能受其影响。因此期望对不将经历A/D转换的行(例如，图2中的消隐时段中的行)进行部分调整。具体地，可以对不经历A/D转换的行(或可用于部分调整的行可能限于不将经历A/D转换的行)进行部分调整。换句话说，可以禁止对要经历A/D转换的行进行部分调整。
[0098]此外，以上已经关于向预定行的处理时间添加了部分调整行时间(tR)作为部分调整的情况进行了描述，这不是限制性的。可以从预定行的处理时间中减去部分调整时间(tR)。在这样的情况下，如在上述的添加部分调整时间的情况下那样，可以调整电子快门定时使得通过减去部分调整时间引起的曝光时间的变化被抑制以使一帧中的曝光时间相等。具体地，在此情况下，可以通过可能影响曝光时间的部分调整时间而使电子快门定时提前。换句话说，在上述的表达式(7)中的部分调整时间(tR)的值可以是负值。
[0099]此外，可以对一帧中的多行划分地进行部分调整。例如，在对一帧中的预定N行进行部分调整的情况下，可以调整一行的tR/N的部分调整时间。另外，对于每行的部分调整时间可以不是恒定的。此外，要对其进行部分调整的行可以不是连续的。
[0100]在对一帧中的预定一行进行部分调整的情况下，给出了两种类型的曝光时间长度，如上述的表达式(5)和(6)所表示的。另一方面，在对多行划分地进行部分调整的情况下，曝光时间长度的类型可以增加到三种类型或更多。在这样的情况下，如在上述的表达式
(7)和(8)的情况下，可以与影响曝光时间的部分调整时间对应地对每行调整电子快门定时。
[0101][CMOS图像传感器]
[0102]图4是例示互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的示例的主要配置的图。图4所示的CMOS图像传感器100是使用CMOS的图像拾取器件或者配置为处理在像素区域中获得的图像信号的信号处理单元的一个例子。如图4所示，CMOS图像传感器100对进入像素阵列110的光进行光电转换，通过A/D转换部分111对得到的模拟信号进行A/D转换，并输出与对应于进入的光的图像对应的得到的数字数据。
[0103]在像素阵列110中，在图中由方形所示的单位像素110-00到110-nm以η行m列阵列样式(矩阵样式)布置，其中每个单位像素包括光电转换元件。在图4中，部分示出单位像素。像素阵列110的数量是任意数量。行和列的数量也是任意数量。
[0104]A/D转换部分111由为像素阵列110的各个列提供的ADCl11_0到ADClIl_m (也称为列ADC)配置。ADClll-O到ADClll_m的每个对从与其对应的列上的每个单位像素读取的模拟像素信号进行A/D转换。
[0105] CMOS图像传感器100还包括作为信号处理单元的例子的定时控制部分112、行扫描部分113、列扫描部分114和输出接口(输出I/F) 115。
[0106]定时控制部分112配置为控制像素阵列110的每个单位像素的操作的定时以及诸如对从每个单位像素读取像素信号的处理、对读取的像素信号的A/D转换处理和读取的像素信号的传送处理的各种类型的处理的定时。
[0107]例如，定时控制部分112可以控制一帧中的预定行的水平同步信号的长度并根据该预定行的同步信号的长度调整单位像素的电子快门操作的定时，该水平同步信号用作以行为基础从像素阵列110读取电荷的电荷读取处理的基础。
[0108]例如，定时控制部分112可以通过行扫描部分113和列扫描部分114的控制进行对这样的各种类型的处理的控制。
[0109]行扫描部分113通过水平信号线121-0到121_n连接到像素阵列110的各个单位像素。下文中，在不是一定要彼此区分地描述水平信号线121-0到121-n的情况下，可以将水平信号线121-0到121-n简称为水平信号线121。行扫描部分113根据由定时控制部分112控制的定时通过水平信号线121来控制对像素阵列110的每个单位像素的诸如电子快门处理和电荷读取处理的操作。
[0110]列扫描部分114根据由定时控制部分112控制的定时来控制A/D转换部分111的每个列ADC的操作，以允许列ADC顺序地对每行的像素信号进行A/D转换。ADClll-O到ADCl I Ι-m的每个通过每个垂直线号线122-0到122_m连接到在像素阵列110的与其对应的列上的单位像素，并通过每个垂直线号线122-0到122-m接收从单位像素读取的各自的像素信号。下文中，在不是一定要彼此区分地描述垂直线号线122-0到122-m的情况下，可以将垂直线号线122-0到122-m简称为垂直信号线122。
[0111]输出接口(输出I/F)115将从A/D转换部分111的每个列ADC提供的像素信号(经历A/D转换的像素信号)的数字数据输出到CMOS图像传感器100的外部(例如连接到CMOS图像传感器100的另一单元(例如图像处理单元等等))。
[0112][单位像素]
[0113]现在描述图4中的单位像素110-00。图5是例示单位像素110-00的示例的主要配置的图。如图5所示，单位像素110-00包括光电二极管131、转移晶体管132、复位晶体管133、放大晶体管134和选择晶体管135。单位像素110-00连接到垂直信号线122-0。
[0114]在作为光电转换元件的例子的光电二极管131中产生的光电荷被转移晶体管132的栅极的控制信号TRG转移到节点FD的寄生电容，并且经历电荷到电压转换。此电压连接到放大晶体管134的栅极，并且当通过选择晶体管135的栅极的控制信号SEL选择像素时作为像素信号被输出到垂直信号线122-0。可以通过复位晶体管133的栅极的控制信号RST将节点FD设置到预定电压Vrst，并且电压Vrst可以以指示放大晶体管134的波动分量的像素信号的形式等等被输出。
[0115]通过水平信号线121从行扫描部分113提供每个控制信号。具体地，通过这样的控制信号的开/关(0N/0FF)控制每个单位像素的电子快门处理和读取处理。
[0116]尽管已经随图5描述了单位像素110-00的配置，但是任意的其他单位像素具有与单位像素110-00的配置类似的配置。
[0117][定时控制部分]
[0118]图6是例示图4中的定时控制部分112的示例的主要配置的框图。如图6所示，定时控制部分112包括外部接口(I/F) 151、操作设置部分152、同步信号产生部分153、定时调整部分154、读取控制部分155和快门控制部分156。
[0119]外部接口 151配置为接收从CMOS图像传感器100的外部、例如相机系统的主管者(master)等提供的设置信息(或设置命令)并将该设置信息提供给操作设置部分152 (箭头161)。
[0120]操作设置部分152配置为解码从外部接口 151提供的设置信息，并基于解码的信息控制一帧中的预定行的水平同步信号的长度。具体地，基于提供的设置信息，操作设置部分152将指示产生同步信号以及部分调整的控制信息提供给同步信号产生部分153 (箭头162)。
[0121]部分调整的调整量以及要经历部分调整的行可以由操作设置部分152确定，或者可以包含在外部提供的设置信息中。
[0122]在操作设置部分152确定这样的参数的情况下，操作设置部分152从在外部提供的设置信息中指定的关于水平同步信号的周期的信息中获得对于一帧的水平同步信号的长度，并获得与在该设置中指定的期望的帧速率对应的对于一帧的长度和处理时间之间的差。操作设置部分152精细地调整从水平同步信号的长度获得的帧速率以便该差减小。具体地，操作设置部分152将对于预定行的水平同步信号的长度控制为在比对于一行的水平同步信号的长度更短的范围内，并且进行部分调整。例如，操作设置部分152可以指定在消隐时段内的预定行作为要经历部分调整的行。
[0123]此外，操作设置部分152将指示读取控制部分155基于经历了部分调整行的水平同步信号控制读取处理的控制信息提供给读取控制部分155 (箭头163)。
[0124]此外，操作设置部分152将指示定时调整部分154调整电子快门定时的控制信息提供给定时调整部分154 (箭头164)。例如，对哪行调整电子快门定时以及调整到什么程度可以由外部提供的设置信息指定。
[0125]此外，操作设置部分152将指示快门控制部分156控制电子快门处理的控制信息提供给快门控制部分156 (箭头165)。
[0126]同步信号产生部分153根据从操作设置部分152提供的控制信息产生经历部分调整的同步信号(水平同步信号和垂直同步信号)。同步信号产生部分153将产生的同步信号提供给读取控制部分155和定时调整部分154 (箭头166和167)。
[0127]定时调整部分154根据从操作设置部分152提供的控制信息调整电子快门定时，该电子快门定时是基于从同步信号产生部分153提供的经历部分调整的同步信号，如在[电子快门定时的调整]中所述。具体地，定时调整部分154调整电子快门定时使得由部分调整引起的曝光时间的变化被抑制，以便一帧中的每行的曝光时间变得均匀(恒定)。例如，在图3的示例情况下，可以如由表达式(7)或(8)表示地调整电子快门定时。
[0128]定时调整部分154将关于与部分调整的量和经历部分调整的同步信号对应地调整的电子快门定时的信息提供给快门控制部分156 (箭头168)。
[0129]基于从操作设置部分152提供的控制命令，读取控制部分155控制行扫描部分113以按基于从同步信号产生部分153提供的同步信号的定时执行从像素阵列110的单位像素的电荷读取处理(箭头169)。
[0130]基于从操作设置部分152提供的控制命令，快门控制部分156控制行扫描部分113以按由从同步信号产生部分153提供的信息指定的定时并且基于从同步信号产生部分153提供的同步信号执行对像素阵列110的每个单位像素的电子快门处理(箭头170)。
[0131][定时控制处理的流程]
[0132]现在参考图7的流程图描述由定时控制部分112进行的定时控制处理的示例流程。
[0133]当定时控制处理开始时，在步骤S101，外部接口 151接收外部提供的设置信息。
[0134]在步骤S102，操作设置部分152解码在步骤SlOl中接收的设置，并且控制一帧中的预定行的水平同步信号的长度，并将在其上反映了这样的控制的控制信息传递到每个处理部分。换句话说，精细地调整帧速率。
[0135]在步骤S103，同步信号产生部分153基于在步骤S102中的处理结果产生经历部分调整的同步信号。
[0136]在步骤S104，定时调整部分154调整其曝光时间受在步骤S102中进行的部分调整影响的预定行的电子快门定时(也称为快门控制定时)。
[0137]在步骤S105中，快门控制部分156按在步骤S104中调整的并且基于在步骤S102中经历了部分调整的同步信号的电子快门定时来控制电子快门处理。
[0138]在步骤S106中，读取控制部分155按基于在步骤S102中经历了部分调整的同步信号的定时来控制电荷读取处理。
[0139]当步骤S106的处理结束时，定时控制处理结束。
[0140]如上所述进行定时控制处理，由此每行的电子快门定时(SHR)被表示为诸如图8所示的直线181-1到181-3的直线。读取处理的定时(RD)仍表示为诸如直线182-1到182-3的直线，如在图3的情况下那样。具体地，在一帧中每行的曝光时间变得均匀(恒定)。
[0141]具体地，定时控制部分112与帧速率的精细调整对应地调整电子快门定时，使得曝光时间在一帧中是均匀的。从而，定时控制部分112更准确地实现期望的帧速率。换句话说，CMOS图像传感器100精细地调整帧速率，同时抑制输出图像的图像质量的恶化。
[0142][定时控制部分的另一例子]
[0143]定时调整部分154对哪行调整电子快门定时以及调整到什么程度可以由每行的曝光时间的确定结果来确定，该确定是基于由操作设置部分152解码的设置信息进行的。
[0144]图9是例示在这样的情况下定时控制部分112的示例的主要配置的框图。在图9所示的示例情况下，除了图6的示例配置之外，定时控制部分112还包括曝光时间确定部分91。
[0145]操作设置部分152将关于经历了部分调整的同步信号的信息提供给曝光时间确定部分191 (箭头192)。例如，操作设置部分152可以将关于其同步信号经历了部分调整的行以及关于这样的部分调整的量的信息提供给曝光时间确定部分191，作为关于经历了部分调整的同步信号的信息。
[0146]曝光时间确定部分191基于从操作设置部分152提供的信息计算每行的曝光时间。曝光时间确定部分191然后确定每行的电子快门定时的调整量使得每行的计算的曝光时间恒定。曝光时间确定部分191将指示该行的电子快门定时的调整量的信息提供给定时调整部分154 (箭头193)。定时调整部分154基于提供的信息调整每行的电子快门定时。
[0147][定时控制处理的流程][0148]现在参考图10的流程图描述在这样的情况下由定时控制部分112进行的定时控制处理的示例流程。
[0149]当定时控制处理开始时，在步骤S121，外部接口 151接收外部提供的设置信息。
[0150]在步骤S122中，操作设置部分152解码在步骤S121中接收的设置，并且控制对于一帧中的预定行的水平同步信号的长度，并将在其上反映了这样的控制的控制信息提供给每个处理部分。换句话说，精细地调整帧速率。
[0151]在步骤S123中，曝光时间确定部分191确定每行的曝光时间。
[0152]在步骤S124中，同步信号产生部分153基于在步骤S122中的处理结果产生经历了部分调整的同步信号。
[0153]在步骤S125中，定时调整部分154与在步骤S123中确定的曝光时间对应地调整将受部分调整影响的预定行的快门控制定时。
[0154]在步骤S126中，快门控制部分156按在步骤S125中调整的并且基于在步骤S122中经历了部分调整的同步信号的快门控制定时来控制电子快门处理。
[0155]在步骤S127中，读取控制部分155按在基于在步骤S122中经历了部分调整的同步信号的定时来控制电荷读取处理。
[0156]当步骤S127的处理结束时，定时控制处理结束。
[0157]通过这样的操作，定时控制部分112与帧速率的精细调整对应地调整电子快门定时，使得曝光时间在一帧中是均匀的。从而，定时控制部分112更准确地实现期望的帧速率。换句话说，CMOS图像传感器100精细地调整帧速率，同时抑制输出图像的图像质量的恶化。
[0158]以此方式，在定时控制部分112内部确定曝光时间。由此，即使定时控制部分112在其内部(例如操作设置部分152)中确定了同步信号的部分调整的调整量以及要对其进行部分调整的行，也允许定时控制部分112与帧速率的精细调整对应地调整电子快门定时，使得曝光时间在一帧中是均匀的。具体地，例如，同步信号的部分调整的调整量以及对其进行部分调整的行不是一定要由来自定时控制部分112外部(CMOS图像传感器100)的设置信息指定，因此有助于设计。
[0159]例如，如在图2的例子中，在对一行进行部分调整的情况下，给出了两种类型的曝光时间长度，如由表达式(5)和(6)所表示的。因此，曝光时间确定部分191可以确定在其处曝光时间的长度变化的行(改变点)。在图3的示例情况下，此改变点是VI。具体地，在此情况下，通过指定此改变点来提供与每行的曝光时间的确定基本类似的处理结果。换句话说，更容易地进行定时控制处理。
[0160][2.第二实施例]
[0161][同步信号的产生]
[0162]在诸如例如CMOS图像传感器的典型的图像拾取器件中，使用在图像拾取器件的内部产生的内部时钟来产生用作在图像拾取器件内部进行的处理的基础的同步信号，该内部时钟与从图像拾取器件的外部发送的外部时钟不同步。
[0163]使用外部时钟产生内部时钟。因此，需要考虑到外部时钟和内部时钟之间的比率来考虑一行的处理时间以更准确地实现从外部(主机)指定的帧速率。
[0164]例如，可以使用一帧中的行(FV条线)的数量和一行的处理时间(tH)，由以下表达式(9)表不一帧的处理时间(tF)。使用外部时钟的周期ECK以及基于外部时钟确定一行的处理时间的参数(CE)，使用以下表达式(10)来表示一行的处理时间(tH)。
[0165][数值表达式7]
[0166](tF) = (tH) X (FV 条线)...(9)
[0167](tH) =ECK X (CE)…(10)
[0168]例如，外部时钟的周期(ECK)和内部时钟的周期(ICK)之间的关系可以定义为以下表达式(11)。
[0169][数值表达式8]
[0170](ICK) =kX ECK…(11)
[0171]在此情况下，基于内部时钟的一行的处理时间(tH)表示为如下表达式(12)。
[0172][数值表达式9]
[0173](tH)=ICKXl/kX (CE)…(12)
[0174]此时，如果表达式(12)中的(1/kX (CE))是可除尽的数，则不存在困难。但是，如果(1/kX (CE))不可除尽，则(1/kX (CE))需要具有使得行(FV条线)的数量可被余数除尽的值。如果不满足这样的条件，如在第一实施例中所述，每帧可能发生时间误差，并且在多个帧上累积的误差可能引 起帧偏移。
[0175][水平同步信号的测量]
[0176]因此，使用与外部时钟不同步的内部时钟测量用作以行为基础并基于外部时钟从像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础的水平同步信号的长度，以产生基于内部时钟确定一行的处理时间的参数，并且使用确定的参数产生基于内部时钟的水平同步信号。
[0177]以此方式，基于内部时钟测量基于外部时钟的水平同步信号。由此，任意参数被更准确地转换为基于内部时钟的参数。从而，不管外部时钟和内部时钟之间的比率如何，更准确地实现期望的帧速率。
[0178][CMOS图像传感器]
[0179]现在使用更具体的例子描述本技术的示例实施例。例如，本技术的上述示例实施例可以应用于图4所示的CMOS图像传感器100的定时控制部分112的同步信号产生部分153。但是，除了同步信号产生部分153之外的任意配置是可选的，即，可能部分地省略了图4所示的配置，或者可以提供除了在图4中所示配置之外的任意配置。
[0180][根据比较例子的同步信号产生]
[0181]图11是例示根据比较例子的同步信号产生部分153的示例的主要配置的框图。
[0182]如图11所示，同步信号产生部分153包括PLL311、分频器312、参数转换部分313、水平计数(count)部分314、水平同步解码器315、垂直计数部分316和垂直同步解码器317。
[0183]PLL311接收从同步信号产生部分153的外部提供的外部时钟(ECK)(箭头321)。PLL311以倍乘比率(n/m)将提供的外部时钟(ECK)倍乘，并将倍乘后的时钟提供给分频器312 (箭头 322)。
[0184]分频器312将从PLL311提供的倍乘后的时钟以分频比率(a/b)分频，并将分频后的时钟作为内部时钟提供给水平计数部分314到垂直同步解码器317 (箭头323)。
[0185]具体地，内部时钟的周期(ICK)表示为以下表达式(13)。[0186][数值表达式10]
[0187]ICK=ECKX (n/m) X (a/b)…(13)
[0188]参数转换部分313从其外部接收基于外部时钟的参数。该参数设置从同步信号产生部分153的外部指定的一行的处理时间(tH)(箭头324)。
[0189]参数转换部分313将基于外部时钟的该参数转换为基于内部时钟的参数(转换为以ICK的参数)。参数转换部分313将转换后的参数提供给水平计数部分314 (箭头325)。因为基于外部时钟的该参数表示为(tH/ECK),所以转换后的参数Pra表示为如下表达式
(14)。
[0190][数值表达式11]
[0191]Pick= (tH/ECK)/(n/m)/(a/b)…(14)
[0192]水平计数部分314基于内部时钟(ICK)对使用转换后的参数的一行的处理时间计时(count)。水平计数部分314将得到的水平计数值提供给水平同步解码器315 (箭头326)。
[0193]水平同步解码器315基于内部时钟(ICK)从提供的水平计数值产生基于内部时钟的水平同步信号。水平同步解码器315将产生的水平同步信号提供给基于水平同步信号而操作的CMOS图像传感器100的每个处理部分(箭头327)。水平同步解码器315还将产生的水平同步信号提供给 垂直计数部分316 (箭头327)。
[0194]换句话说，水平计数部分314和水平同步解码器315从在内部时钟方面的参数产生基于内部时钟的水平同步信号。
[0195]垂直计数部分316基于以从水平同步解码器315提供的内部时钟为基础的水平同步信号，对一帧中的行数计数。垂直计数部分316将得到的垂直计数值提供给垂直同步解码器317 (箭头328)。
[0196]垂直同步解码器317从提供的垂直计数值，基于内部时钟(ICK)产生基于内部时钟的垂直同步信号。垂直同步解码器317将产生的垂直同步信号提供给基于垂直同步信号而操作的CMOS图像传感器100的每个处理部分(箭头329)。
[0197]换句话说，垂直计数部分316和垂直同步解码器317从基于内部时钟的水平同步信号，产生基于内部时钟的垂直同步信号。
[0198]此时，如果(n/m) X (a/b)是不可除尽的数，则一帧的水平信号的长度可能具有关于与目标帧速率对应的一帧的处理时间的误差。即使(n/m) X (a/b)可除尽，参数转换部分的比例(scale)可能依赖于设置参数而极大地变化。
[0199][应用本技术的示例实施例的同步信号产生]
[0200]图12例示应用本技术的示例实施例的同步信号产生部分153的示例的主要配置。
[0201]在图12所示的示例情况下，同步信号产生部分153包括水平计数部分331、水平同步解码器332和代替图11中所示的示例配置中的参数转换部分313的水平测量计数部分333。
[0202]水平计数部分331从同步信号产生部分153的外部接收外部时钟(ECK)(箭头341)以及基于该外部时钟的参数(箭头324)。该参数设置从同步信号产生部分153的外部指定的一行的处理时间(tH)。水平计数部分331基于该外部时钟对使用基于该外部时钟的参数的一行的处理时间计数，并产生基于该外部时钟的水平计数值。水平计数部分331将产生的水平计数值提供给水平同步解码器332 (箭头342)。
[0203]水平同步解码器332也接收该外部时钟(箭头341)。水平同步解码器332基于该外部时钟从提供的水平计数值产生基于该外部时钟的用于测量的水平同步信号。水平同步解码器332将产生的用于测量的水平同步信号提供给水平测量计数部分333 (箭头343)。
[0204]换句话说，水平计数部分331和水平同步解码器332产生基于外部时钟的用于测量的水平同步信号。
[0205]水平测量计数部分333还接收来自分频器312的内部时钟(箭头323)。此外，水平测量计数部分333接收来自垂直同步解码器317的基于内部时钟的垂直同步信号(箭头344)。
[0206]水平测量计数部分333基于该内部时钟测量从水平同步解码器332提供的用于测量的水平同步信号，由此将基于外部时钟的参数转换为以ICK的参数，该基于外部时钟的参数设置一行的处理时间(tH)。
[0207]水平测量计数部分333将转换为ICK的参数提供给水平计数部分314(箭头325)。
[0208]通过这样的操作，同步信号产生部分153仅使用测量电路(计数器)而不使用运算电路实现了从外部时钟(ECK)到内部时钟(ICK)的转换。因此，同步信号产生部分153实现了更简单和更便宜的电路配置，并且达到更多的各种参数。因此，定时控制部分112更准确地实现期望的帧速率。
[0209]从而，即使基于帧速率的产生部分的定时参考时钟(外部时钟)与基于成像器驱动的产生部分的定时参考时钟(内部时钟)不同步，CMOS图像传感器100也抑制了帧速率误差，因此更准确地实现期望的帧速率。
[0210][水平同步信号的产生]
[0211]图13例示如上所述的水平同步信号的产生的示例状态。
[0212]用于测量的水平同步信号是通过对作为基于外部时钟(ECK)的参数(在帧#1中基于ECK的参数被定义为(cEl))的计数的结果的特定位置解码而获得的信号。在图13的示例情况下，该信号指示负逻辑同步，并且信号间隔等于一行的处理时间(tH)。
[0213]如上所述，水平测量计数部分333测量用于测量的水平同步信号，由此该参数被转换为以ICK的参数(在帧#1中转换为ICK的参数被定义为(ell))。并入了在行中进行A/D转换的列ADC的成像器进行在各行中的A/D转换处理。因此，如果每行的处理时间不是恒定的，则在A/D转换特性中可能引起困难。
[0214]因此，由水平测量计数部分333进行的对于一行的处理时间的测量可能被限于每帧一次。或者，例如，水平测量计数部分333可以对多行进行一行的处理时间的测量，并且可以计算测量的值的平均值。
[0215]此外，如上所述，要经历A/D转换的每行的处理时间需要是恒定的。因此，水平测量计数部分333对其进行测量的行可能限于将不经历A/D转换的行，例如处于消隐时段中的行。换句话说，可以对要经历A/D转换的行禁止由水平测量计数部分333进行测量。
[0216]水平测量计数部分333确定一帧内的测量结果，并在该帧的处理期间保持确定的值作为测量计数器结果，并允许用该值进行一帧操作。这抑制了一帧中的一行的不均匀的处理时间的现象。
[0217]PLL311、分频器312和水平计数部分314到垂直同步解码器317每个基本上进行像图11的示例情况的处理。但是，水平同步解码器317还将垂直同步信号提供给水平测量计数部分333。水平测量计数部分333基于该垂直同步信号识别在一帧中要测量的行的位置(行号)。
[0218][同步信号控制处理的流程]
[0219]现在参考图14的流程图描述由如上所述的同步信号产生部分153进行的同步信号控制处理的示例流程。
[0220]当同步信号控制处理开始时，在步骤S301中，水平计数部分331使用外部提供的参数关于外部提供的时钟ECK对一行的处理时间计数。
[0221]在步骤S302中，水平同步解码器332使用在步骤S301中计算的水平计数值从外部提供的时钟ECK产生用于测量的水平同步信号。
[0222]在步骤S303中，PLL311和分频器312将外部提供的时钟ECK转换为内部驱动时钟 ICKo
[0223]在步骤S304中，水平测量计数部分333使用在步骤S303中产生的内部驱动时钟ICK以及基于该内部驱动时钟ICK的垂直同步信号测量该用于测量的水平同步信号，由此将外部提供的参数转换为以ICK的参数。
[0224]在步骤S305中，水平计数部分314使用在步骤S304中获得的转换后的参数以内部驱动时钟ICK对一行的处理时间计数。
[0225]在步骤S306中，水平同步解码器315使用在步骤S305中获得的水平计数值产生基于该内部驱动时钟ICK的水平同步信号。
[0226]在步骤S307中，垂直计数部分316用在步骤S306中获得的水平同步信号对一帧的行数计数。
[0227]在步骤S308中，垂直同步解码器317使用该垂直计数值产生基于该内部驱动时钟ICK的垂直同步信号。
[0228]当步骤S308的处理结束时，同步信号控制处理结束。
[0229]如上所述进行同步信号控制处理，由此同步信号产生部分153更准确地实现期望的帧速率。
[0230][另一示例的同步信号产生部分]
[0231]可以基于独立于产生内部时钟的外部时钟的另一时钟而产生用于测量的水平同
步信号。
[0232]图15例示在这样的情况下的同步信号产生部分153的示例的主要配置。图15的示例情况下的同步信号产生部分153包括与在图12的示例情况下类似的处理部分。但是，在图15的示例情况下，水平计数部分331和水平同步解码器332每个接收与提供给PLL311的外部时钟ECKl独立的另一外部时钟ECK2。
[0233]例如，外部时钟ECKl可以与外部时钟ECK2不同步。即使在这样的情况下，水平测量计数部分333也吸收(absorb)在测量期间的外部时钟的这种不同步状态，并将该参数转换为以ICK的参数。
[0234]因此，在此情况下，水平计数部分314到垂直同步解码器317还使用这样的转换后的参数进行处理，如在图12的示例情况下那样，因此产生基于内部时钟的水平同步信号和垂直同步信号，并且其每个进一步准确地对应于期望的帧速率。[0235]换句话说，即使基于帧速率的产生部分的定时参考时钟与基于成像器驱动的产生部分的定时参考(时钟)不相关，同步信号产生部分153也进一步准确地实现期望的帧速率而不引起帧速率的任何误差。
[0236][同步信号控制处理的流程]
[0237]现在参考图16的流程图描述如上所述的在图15的示例情况下由同步信号产生部分153进行的同步信号控制处理的示例流程。
[0238]当同步信号控制处理开始时，在步骤S321中，水平计数部分331使用外部提供的参数以外部提供的时钟ECKl对一行的处理时间计数。
[0239]在步骤S322中，水平同步解码器332使用在步骤S321中计算的水平计数值从外部提供的时钟ECKl产生用于测量的水平同步信号。
[0240]在步骤S323中，PLL311和分频器312将外部提供的时钟ECKl转换为内部驱动时钟 ICKo
[0241]分别如图14中的步骤S304到S308的处理那样进行步骤S324到S328的处理。
[0242]当步骤S328的处理结束时，同步信号控制处理结束。
[0243]如上所述进行同步信号控制处理，由此同步信号产生部分153更准确地实现期望的帧速率，即使用作用于测量的水平同步信号的基础的外部时钟与用作内部时钟的基础的外部时钟不同步。
[0244][另一示例的同步信号产生部分]
[0245]用于测量的水平同步信号可以外部提供。
[0246]图17例示在这样的情况下的同步信号产生部分153的示例的主要配置。除了省略了水平计数部分331和水平同步解码器332之外，在图17的示例情况下的同步信号产生部分153具有与在图12的示例情况下的配置类似的配置，因此水平测量计数部分333从同步信号产生部分153的外部接收水平同步信号(箭头361)。水平同步信号是基于外部时钟的信号。
[0247]水平测量计数部分333用外部提供的水平同步信号作为用于测量的水平同步信号进行如在图12或15的示例情况下的测量，因此将参数转换为以ICK的参数。水平测量计数部分333将转换后的参数提供给水平计数部分314 (箭头325)。
[0248]PLL311、分频器312和水平计数部分314到垂直同步解码器317每个进行与在图12或15的示例情况下类似的处理。
[0249]因此，在此情况下，水平计数部分314到垂直同步解码器317还产生基于内部时钟并且每个还准确地对应于期望的帧速率的水平同步信号和垂直同步信号。
[0250]换句话说，即使外部水平同步信号与基于成像器驱动的产生部分的定时参考时钟不相关，同步信号产生部分153也进一步准确地实现期望的帧速率而不引起帧速率的任何误差。
[0251][同步信号控制处理的流程]
[0252]现在参考图18的流程图描述如上所述的由图17的同步信号产生部分153进行的同步信号控制处理的示例流程。
[0253]当同步信号控制处理开始时，在步骤S341中，PLL311和分频器312将外部提供的时钟ECK转换为内部驱动时钟ICK。[0254]在步骤S342中，水平测量计数部分333使用在步骤S341中产生的内部驱动时钟ICK以及基于该内部驱动时钟ICK的垂直同步信号来测量外部提供的水平同步信号，因此将参数转换为以ICK的参数。
[0255]分别如图14的步骤S305到S308的处理那样进行步骤S343到S346的处理。
[0256]当步骤S346的处理结束时，同步信号控制处理结束。
[0257]如上所述进行同步信号控制处理，由此同步信号产生部分153更准确地实现期望的帧速率。
[0258][3.第三实施例]
[0259][图像拾取装置]
[0260]图19是例示是上述的信号处理单元的图像拾取装置的示例的主要配置的框图。图19所示的图像拾取装置800是配置为捕捉对象的图像并以电信号的形式输出对象的图像的装置。
[0261]如图19所示，图像拾取装置800包括光学部分811、CMOS传感器812、A/D转换器813、操作部分814、控制部分815、图像处理部分816、显示部分817、编解码处理部分818和记录部分819。
[0262]光学部分811可以由以下配置:透镜，其调整焦点到对象，并从聚焦的位置收集光；孔径光阑，其调整曝光；以及快门，其控制图像拾取定时，等等。光学部分811可以传输来自物体的光(入射光)并将该光提供给CMOS传感器812。
[0263]CMOS传感器812可以对入射光进行光电转换，并将每个像素的信号(像素信号)提供给A/D转换器813。
[0264]A/D转换器813可以将在预定时刻从CMOS传感器812提供的像素信号转换为数字数据(图像数据)，并可以在预定时刻将该数字数据顺序地提供给图像处理部分816。
[0265]例如，操作部分814可以由Jog Dial (飞梭旋钮)(商标)、键、按钮或触摸板等等配置，并且可以接收用户的操作输入，并可以将与该操作输入对应的信号提供给控制部分815。
[0266]控制部分815可以基于从操作部分814发送的与用户的操作输入对应的信号来控制光学部分811、CMOS传感器812、A/D转换器813、图像处理部分816、显示部分817、编解码处理部分818和记录部分819的每个的驱动，以允许每个部分进行关于图像拾取的处理。
[0267]图像处理部分816可以对从A/D转换器813提供的图像数据进行各种类型的图像处理，该图像处理包括例如颜色混合校正、黑电平校正、白平衡调整、解马赛克处理、矩阵处理、伽马校正和YC转换。图像处理部分816可以将经历了图像处理的图像数据提供给显示部分817和编解码处理部分818。
[0268]例如，显示部分817可以由液晶显示器等配置，并且可以基于图像处理部分816提供的图像数据而显示对象的图像。
[0269]编解码处理部分818可以对从图像处理部分816提供的图像数据进行预定类型的编码处理，并且可以将得到的编码的数据提供给记录部分819。
[0270]记录部分819可以记录来自编解码处理部分818的编码的数据。记录在记录部分819中的编码的数据在需要时可以由图像处理部分816读取和解码。通过解码处理获得的图像数据可以被提供给显示部分817，然后相应的图像被显示在显示部分817上。[0271]本技术的上述实施例之一应用于如上所述的图像拾取装置800的包括CMOS传感器812和A/D转换器813的处理部分。具体地，在任意上述实施例中的CMOS图像传感器100被用作CMOS传感器812。因此，CMOS传感器812更准确地实现期望的帧速率。从而，图像拾取装置800通过对对象的图像拾取实现更高质量的图像。
[0272]应用本技术的示例实施例的图像拾取装置可以具有任何其他配置而不限于上述的配置。例如，可以代替CMOS传感器812使用应用本技术的示例实施例的CCD图像传感器。另外，例如，图像拾取装置不仅可以是数字静止相机或者视频摄像机，而且可以是具有图像拾取功能的信息处理装置，比如移动电话、智能电话、平板设备和个人计算机等。另外，图像拾取装置可以是安装在另一信息处理装置上(或者作为嵌入的设备安装在其中)用于使用的相机模块。
[0273][4.第四实施例]
[0274][计算机]
[0275]上述的顺序的处理可以由硬件或软件进行。
[0276]例如，软件可以进行由图4的CMOS图像传感器100中的定时控制部分112进行的各种类型的处理(例如，定时控制处理和同步信号控制处理)。将认识到，软件还可以用于由除了定时控制部分112的任何处理部分进行的任何处理。
[0277]在顺序的处理由软件进行的情况下，配置该软件的程序被安装在计算机中。该计算机可以包括内置在特殊硬件中的计算机以及例如能够通过在其中安装各种程序而执行各种功能的通用个人计算机。
[0278]图20是例示配置为利用执行顺序的处理的计算机的硬件的示例配置的框图。
[0279]在图20中所示的计算机900中，中央处理单元(CPU) 901、只读存储器(ROM) 902和随机存取存储器(RAM) 903可以通过总线904彼此连接。
[0280]总线904还可以连接到输入/输出接口 910。输入/输出接口 910可以连接到输入部分911、输出部分912、存储部分913、通信部分914和驱动器915。
[0281]例如，输入部分911可以由键盘、鼠标、麦克风、触摸板和输入端配置。例如，输出部分912可以由显示器、扬声器和输出端配置。例如，存储部分913可以由硬盘、RAM盘或者非易失性存储器配置。例如，通信部分914可以由网络接口配置。驱动器915可以驱动诸如磁盘、光盘、磁光盘或半导体存储器的可移除介质921.[0282]在如上配置的计算机中，例如，CPU901可以将存储在存储部分913中的程序通过输入/输出接口 910和总线904加载到RAM903中，并且可以执行该程序，以便可以进行顺序的处理。RAM903还可以适当地存储由CPU901执行各种类型的处理所需的数据。
[0283]例如，由计算机(CPU901)执行的程序可以记录在作为包装介质等的可移除介质921中以便使用。可以经由诸如局域网、因特网和数字卫星广播的有线或无线传输介质提供该程序。
[0284]在该计算机中，可以通过将存储程序的可移除介质921插入驱动器915中经由输入/输出接口 910将该程序安装在存储部分913中。另外，该程序可以由通信部分914经由有线或无线传输介质接收，然后可以安装在存储部分913中。或者，程序可以预先安装在R0M902或存储部分913中。
[0285]由计算机执行的程序可以是沿着在此所述的顺序以时间序列为基础进行处理的程序，或者并行地或者在需要的时刻、例如在做出调用时的时刻进行处理的程序。
[0286]而且，在此，将要记录的程序卸载记录介质中的步骤不仅包括沿着所述的顺序以时间序列基础进行的处理，而且包括不是一定以时间序列基础进行的、即并行或单独进行的处理。
[0287]此外，如在此使用的，“系统”指多个组件(比如单元或模块(部分))的集合而不管是否所有组件都被包含在一个框架中。因此，被包含在分离的框架中并且经由网络彼此连接的多个单元、以及包括被包含在一框架中的多个模块的一个单元每个被看作系统。
[0288]上文中被描述为一个单元(或处理部分)的配置可以被划分并重新配置为多个单元(或处理部分)。相反，上文中被描述为多个单元(或处理部分)的配置可以被集合并重新配置为一个单元(或处理部分)。除了上述的配置之外的配置显然可以被添加到每个单元(或者每个处理部分)的配置。此外，某个单元(或处理部分)的配置的部分可以被包括在另一单元(或处理部分)的配置中，只要作为整体的系统的配置和操作基本上不变化。
[0289]尽管已经参考附图详细描述了本公开的一些实施例，但是本公开的技术范围不限于这些实施例。显然本公开可以发生在根据所附权利要求的技术思想的范围内的各种替换或修改，并且能理解这样的替换或修改自然属于本公开的技术范围。
[0290]例如，本技术的一个示例实施例可以具有云计算的配置，其中一个功能的处理由多个单元经由网络协同共享。
[0291 ] 此外，在任意上述的流程图中所述的每个步骤可以由一个单元进行或者由多个单元以共享的方式进行。
[0292]此外，在要个步骤包含多个处理的情况下，被包含在一个步骤中的多个处理可以由一个单元进行或者由多个单元以共享的方式进行。
[0293]此外，本技术包括在此所述和在此并入的各个实施例的一些或所有的任何可能的组合。
[0294]从本公开的上述示例实施例至少能够实现以下配置。
[0295]( I)信号处理单元，包括:
[0296]同步信号控制部分，配置为控制一帧中的预定行的同步信号的长度，该同步信号是以行为基础从像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础；以及
[0297]定时调整部分，配置为根据由同步信号控制部分控制的预定行的同步信号的长度来调整单位像素的电子快门操作的定时。
[0298](2)根据(I)以及(3)到(7)的任意一项的信号处理单元，其中该定时调整部分调整该定时以使得每行的曝光时间是恒定的。
[0299](3)根据(I)、(2)以及(4)到(7)的任意一项的信号处理单元，其中该同步信号控制部分将该预定行的同步信号的长度控制在比一行的同步信号的长度更短的范围内，以使得一帧的同步信号的长度对应于期望的帧速率。
[0300](4)根据(I)到(3)以及(5)到(7)的任意一项的信号处理单元，其中该同步信号控制部分将该预定行设置为在消隐时段内。
[0301](5)根据(I)到(4)以及(6)和(7)的任意一项的信号处理单元，还包括曝光时间确定部分，其配置为确定反映了同步信号控制部分的控制的每行的曝光时间，
[0302]其中该定时调整部分根据由该曝光时间确定部分确定的曝光时间来调整该定时。[0303](6)根据(I)到(5)以及(7)的任意一项的信号处理单元，还包括同步信号产生部分，其配置为产生反映了同步信号控制部分的控制的同步信号，
[0304]其中该定时调整部分根据由该同步信号产生部分对于该预定行产生的同步信号的长度来调整该定时。
[0305](7)根据(I)到(6)的任意一项的信号处理单元，还包括:
[0306]快门控制部分，配置为基于反映了该同步信号控制部分的控制的同步信号来控制电子快门操作以按由该定时调整部分调整的定时进行；以及
[0307]读取控制部分，配置为基于反映了该同步信号控制部分的控制的同步信号来控制单位像素的电荷读取操作。
[0308](8)信号处理方法，包括:
[0309]控制一帧中的预定行的同步信号的长度，该同步信号是以行为基础从像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础；以及
[0310]根据该预定行的同步信号的长度来调整单位像素的电子快门操作的定时。
[0311](9)图像拾取器件，包括:
[0312]像素阵列，包括并排布置的单位像素，每个单位像素包括配置为对入射光进行光电转换的光电转换元件；
[0313]同步信号控制部分，配置为控制一帧中的预定行的同步信号的长度，该同步信号是以行为基础从该像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础；以及
[0314]定时调整部分，配置为根据由同步信号控制部分控制的预定行的同步信号的长度来调整单位像素的电子快门操作的定时。
[0315](10)图像拾取装置，提供有图像拾取部分和图像处理部分，该图像拾取部分配置为捕捉对象的图像，该图像处理部分配置为对通过图像拾取部分的图像捕捉而获得的图像数据进行图像处理，该图像拾取部分包括:
[0316]像素阵列，包括并排布置的单位像素，每个单位像素包括配置为对入射光进行光电转换的光电转换元件；
[0317]同步信号控制部分，配置为控制一帧中的预定行的同步信号的长度，该同步信号是以行为基础从该像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础；以及
[0318]定时调整部分，配置为根据由同步信号控制部分控制的预定行的同步信号的长度来调整单位像素的电子快门操作的定时。
[0319](11)信号处理单元，包括:
[0320]测量部分，配置为使用内部时钟测量水平同步信号的长度，并产生基于该内部时钟确定一行的处理时间的参数，该水平同步信号是以行为基础从像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础，并且是基于外部时钟的，并且该内部时钟与该外部时钟不同步；以及
[0321]水平同步信号产生部分，配置为使用由该测量部分确定的参数产生基于该内部时钟的水平同步信号。
[0322](12)根据(11)以及(13)到(17)的任意一项的信号处理单元，其中该测量部分测量基于该外部时钟的并且对于处于消隐时段中的预定行的水平同步信号的长度。
[0323](13)根据(11)和(12)以及(14)到(17)的任意一项的信号处理单元，其中该测量部分通过测量基于外部时钟的并且对于处于消隐时段中的一行的水平同步信号的长度而产生该参数。
[0324](14)根据(11)到(13)以及(15)到(17)的任意一项的信号处理单元，其中该测量部分测量基于外部时钟的并且对于处于消隐时段中的多个行的每行的水平同步信号的长度，并从每行的测量结果产生该参数。
[0325](15)根据(11)到(14)以及(16)和(17)的任意一项的信号处理单元，还包括基于外部时钟的水平同步信号产生部分，其配置为产生基于该外部时钟的水平同步信号，
[0326]其中该测量部分测量基于该外部时钟的并且由该基于外部时钟的水平同步信号产生部分产生的水平同步信号的长度。
[0327](16)根据(11)到(15)以及(17)的任意一项的信号处理单元，还包括内部时钟产生部分，其配置为使用该外部时钟产生内部时钟，
[0328]其中该测量部分使用由该内部时钟产生部分产生的内部时钟来测量基于该外部时钟的水平同步信号的长度，以及
[0329]该水平同步信号产生部分使用由该测量部分确定的参数以及由该内部时钟产生部分产生的内部时钟来产生基于该内部时钟的水平同步信号。
[0330](17)根据(11)到(16)的任意一项的信号处理单元，其中该内部时钟产生部分使用与用作要由该测量部分测量的水平同步信号的基础的外部时钟独立的另一外部时钟来产生该内部时钟。
[0331](18)信号处理方法，包括:
[0332]使用内部时钟测量水平同步信号的长度，由此产生基于该内部时钟确定一行的处理时间的参数，该水平同步信号是以行为基础从像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础,并且是基于外部时钟的，并且该内部时钟与该外部时钟不同步；以及
[0333]使用确定的参数产生基于该内部时钟的水平同步信号。
[0334](19)图像拾取器件，包括:
[0335]像素阵列，包括并排布置的单位像素，每个单位像素包括配置为对入射光进行光电转换的光电转换元件；
[0336]测量部分，配置为使用内部时钟测量水平同步信号的长度，并产生基于该内部时钟确定一行的处理时间的参数，该水平同步信号是以行为基础从该像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础，并且是基于外部时钟的，并且该内部时钟与该外部时钟不同步；以及
[0337]水平同步信号产生部分，配置为使用由该测量部分确定的参数产生基于该内部时钟的水平同步信号。
[0338](20)图像拾取装置，提供有图像拾取部分和图像处理部分，该图像拾取部分配置为捕捉对象的图像，该图像处理部分配置为对通过图像拾取部分的图像捕捉而获得的图像数据进行图像处理，该图像拾取部分包括:
[0339]像素阵列，包括并排布置的单位像素，每个单位像素包括配置为对入射光进行光电转换的光电转换元件；
[0340]测量部分，配置为使用内部时钟测量水平同步信号的长度，并产生基于该内部时钟确定一行的处理时间的参数，该水平同步信号是以行为基础从该像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础，并且是基于外部时钟的，并且该内部时钟与该外部时钟不同步；以及
[0341]水平同步信号产生部分，配置为使用由该测量部分确定的参数产生基于该内部时钟的水平同步信号。
[0342]本领域技术人员应该理解，取决于设计要求和其他要素，可以发生各种修改、组合、子组合和变更，只要其在所附权利要求或其等效物的范围内即可。
【权利要求】
1.一种信号处理单元，包括: 同步信号控制部分，配置为控制一帧中的预定行的同步信号的长度，该同步信号是以行为基础从像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础；以及 定时调整部分，配置为根据由同步信号控制部分控制的预定行的同步信号的长度来调整单位像素的电子快门操作的定时。
2.根据权利要求1所述的信号处理单元，其中该定时调整部分调整该定时以使得每行的曝光时间是恒定的。
3.根据权利要求1所述的信号处理单元，其中该同步信号控制部分将该预定行的同步信号的长度控制在比一行的同步信号的长度更短的范围内，以使得一帧的同步信号的长度对应于期望的帧速率。
4.根据权利要求1所述的信号处理单元，其中该同步信号控制部分将该预定行设置为在消隐时段内。
5.根据权利要求1所述的信号处理单元，还包括曝光时间确定部分，其配置为确定反映了同步信号控制部分的控制的每行的曝光时间， 其中该定时调整部分根据由该曝光时间确定部分确定的曝光时间来调整该定时。
6.根据权利要求1所述的信号处理单元，还包括同步信号产生部分，其配置为产生反映了同步信号控 制部分的控制的同步信号， 其中该定时调整部分根据由该同步信号产生部分对于该预定行产生的同步信号的长度来调整该定时。
7.根据权利要求1所述的信号处理单元，还包括: 快门控制部分，配置为基于反映了该同步信号控制部分的控制的同步信号来控制电子快门操作以按由该定时调整部分调整的定时进行；以及 读取控制部分，配置为基于反映了该同步信号控制部分的控制的同步信号来控制单位像素的电荷读取操作。
8.—种信号处理方法,包括: 控制一帧中的预定行的同步信号的长度，该同步信号是以行为基础从像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础；以及 根据该预定行的同步信号的长度来调整单位像素的电子快门操作的定时。
9.一种图像拾取器件，包括: 像素阵列，包括并排布置的单位像素，每个单位像素包括配置为对入射光进行光电转换的光电转换兀件； 同步信号控制部分，配置为控制一帧中的预定行的同步信号的长度，该同步信号是以行为基础从该像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础；以及 定时调整部分，配置为根据由同步信号控制部分控制的预定行的同步信号的长度来调整单位像素的电子快门操作的定时。
10.一种图像拾取装置，提供有图像拾取部分和图像处理部分，该图像拾取部分配置为捕捉对象的图像，该图像处理部分配置为对通过图像拾取部分的图像捕捉而获得的图像数据进行图像处理，该图像拾取部分包括: 像素阵列，包括并排布置的单位像素，每个单位像素包括配置为对入射光进行光电转换的光电转换兀件； 同步信号控制部分，配置为控制一帧中的预定行的同步信号的长度，该同步信号是以行为基础从该像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础；以及 定时调整部分，配置为根据由同步信号控制部分控制的预定行的同步信号的长度来调整单位像素的电子快门操作的定时。
11.一种信号处理单元，包括: 测量部分，配置为使用内部时钟测量水平同步信号的长度，并产生基于该内部时钟确定一行的处理时间的参数，该水平同步信号是以行为基础从像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础，并且是基于外部时钟的，并且该内部时钟与该外部时钟不同步；以及 水平同步信号产生部分，配置为使用由该测量部分确定的参数产生基于该内部时钟的水平同步信号。
12.根据权利要求11所述的信号处理单元，其中该测量部分测量基于该外部时钟的并且对于处于消隐时段中的预定行的水平同步信号的长度。
13.根据权利要求12所述的信号处理单元，其中该测量部分通过测量基于外部时钟的并且对于处于消隐时段中的一行的水平同步信号的长度而产生该参数。
14.根据权利要求12所述的信号处理单元，其中该测量部分测量基于外部时钟的并且对于处于消隐时段 中的多个行的每行的水平同步信号的长度，并从每行的测量结果产生该参数。
15.根据权利要求11所述的信号处理单元，还包括基于外部时钟的水平同步信号产生部分，其配置为产生基于该外部时钟的水平同步信号， 其中该测量部分测量基于该外部时钟的并且由该基于外部时钟的水平同步信号产生部分产生的水平同步信号的长度。
16.根据权利要求11所述的信号处理单元，还包括内部时钟产生部分，其配置为使用该外部时钟产生内部时钟， 其中该测量部分使用由该内部时钟产生部分产生的内部时钟来测量基于该外部时钟的水平同步信号的长度，以及 该水平同步信号产生部分使用由该测量部分确定的参数以及由该内部时钟产生部分产生的内部时钟来产生基于该内部时钟的水平同步信号。
17.根据权利要求16所述的信号处理单元，其中该内部时钟产生部分使用与用作要由该测量部分测量的水平同步信号的基础的外部时钟独立的另一外部时钟来产生该内部时钟。
18.—种信号处理方法,包括: 使用内部时钟测量水平同步信号的长度，由此产生基于该内部时钟确定一行的处理时间的参数，该水平同步信号是以行为基础从像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础，并且是基于外部时钟的，并且该内部时钟与该外部时钟不同步；以及 使用确定的参数产生基于该内部时钟的水平同步信号。
19.一种图像拾取器件，包括: 像素阵列，包括并排布置的单位像素，每个单位像素包括配置为对入射光进行光电转换的光电转换元件；测量部分，配置为使用内部时钟测量水平同步信号的长度，并产生基于该内部时钟确定一行的处理时间的参数，该水平同步信号是以行为基础从该像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础，并且是基于外部时钟的，并且该内部时钟与该外部时钟不同步；以及 水平同步信号产生部分，配置为使用由该测量部分确定的参数产生基于该内部时钟的水平同步信号。
20.一种图像拾取装置，提供有图像拾取部分和图像处理部分，该图像拾取部分配置为捕捉对象的图像，该图像处理部分配置为对通过图像拾取部分的图像捕捉而获得的图像数据进行图像处理，该图像拾取部分包括: 像素阵列，包括并排布置的单位像素，每个单位像素包括配置为对入射光进行光电转换的光电转换兀件； 测量部分，配置为使用内部时钟测量水平同步信号的长度，并产生基于该内部时钟确定一行的处理时间的参数，该水平同步信号是以行为基础从该像素阵列读取电荷的电荷读取处理的基础，并且是基于外部时钟的，并且该内部时钟与该外部时钟不同步；以及 水平同步信号产生部分，配置为使用由该测量部分确定的参数产生基于该内部时钟的水平同步信 。
【文档编号】H04N5/378GK104010146SQ201410058542
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2013年2月27日
【发明者】中世古哲司 申请人:索尼公司