成像设备及其控制方法以及电子装置与流程

文档序号:11291266阅读:245来源:国知局
成像设备及其控制方法以及电子装置与流程

本公开涉及适用于例如彩色摄影的成像设备及其控制方法以及包括该成像设备的电子装置。



背景技术:

通常,在成像设备中,包括光电检测器的像素被布置在矩阵中。每个光电检测器根据所接收的光的量生成电信号。此后,例如,ad转换器电路(模数转换器)将在每个像素中生成的电信号(模拟信号)转换为数字信号。此后,成像设备输出一帧的数字信号作为成像数据。例如,ptl1和2公开了包括多个ad转换器电路的成像设备。

[引用列表]

专利文献

ptl1:日本未审查专利申请公开no.2010-178033

ptl2:日本未审查专利申请公开no.2012-227827



技术实现要素:

现在,在成像设备中,期望捕获图像的高图像质量,以及期望图像质量进一步提高。

因此,期望提供一种能够提高图像质量的成像设备、成像设备的控制方法以及电子装置。

根据本公开的实施例的成像设备包括多个像素单元和控制器。多个像素单元中的每个像素单元包括单个读取端子和两个或更多个像素。控制器相对于每个像素单元执行读取操作,并且在每个单位期间中相对于所述多个像素单元中的预定数量的像素单元开始所述读取操作。所述读取操作包括以每个单位期间一个像素的速度通过读取端子从所述两个或更多个像素依次读取像素信号。

根据本公开的实施例的成像设备的控制方法包括:相对于多个像素单元中的每个像素单元执行读取操作,并且在每个单位期间中相对于所述多个像素单元中的预定数量的像素单元开始读取操作,所述多个像素单元中的每个像素单元包括单个读取端子和两个或更多个像素,并且所述读取操作包括以每个单位期间一个像素的速度通过读取端子从所述两个或更多个像素依次读取像素信号;以及基于各个像素的像素信号生成捕获图像数据。

根据本公开的实施例的电子装置包括如上所述的成像设备。示例包括数码相机、智能电话、平板终端、摄像机和笔记本个人计算机。

在根据本公开的实施例的成像设备、成像设备的控制方法以及电子装置中,相对于每个像素单元执行读取操作。读取操作包括以每个单位期间一个像素的速度从所述两个或更多个像素依次读取像素信号。此外,在每个单位期间中相对于所述多个像素单元中的预定数量的像素单元开始读取操作。

根据本公开的实施例的成像设备、成像设备的控制方法和电子装置,在每个单位期间中相对于所述多个像素单元中的预定数量的像素单元开始读取操作。因此,能够提高图像质量。应当注意,本公开的效果不一定限于上述效果,并且可以包括本文所述的任何效果。

附图说明

[图1]图1是示出根据本公开的一个实施例的成像设备的一个配置示例的框图。

[图2]图2是示出图1所示的像素单元的一个配置示例的电路图。

[图3]图3是示出图1所示的像素阵列的一个配置示例的描述图。

[图4]图4是示出图1所示的读取器的一个配置示例的描写的框图。

[图5]图5是示出图1所示的成像设备的一个操作示例的时序波形图。

[图6]图6是示出图1所示的成像设备的一个操作示例的时序图。

[图7a]图7a是示出图1所示的成像设备的操作示例中的一个状态的说明图。

[图7b]图7b是示出图1所示的成像设备的操作示例中的另一状态的说明图。

[图7c]图7c是示出图1所示的成像设备的操作示例中的另一状态的说明图。

[图7d]图7d是示出图1所示的成像设备的操作示例中的另一状态的说明图。

[图8]图8是示出根据比较示例的成像设备的一个操作示例的时序图。

[图9]图9是示出图8所示的成像设备的一个特征例的说明图。

[图10]图10是示出成像条件的一个示例的说明图。

[图11]图11是示出图1所示的成像设备的一个特征例的说明图。

[图12]图12是示出根据修改示例的成像设备的一个操作示例的时序图。

[图13]图13是示出根据另一修改示例的成像设备的一个操作示例的时序图。

[图14]图14是示出根据另一修改示例的成像设备的一个操作示例的时序图。

[图15]图15是示出根据另一修改示例的成像设备的一个操作示例的时序图。

[图16]图16是示出根据另一修改示例的成像设备的一个操作示例的时序图。

[图17]图17是示出根据另一修改示例的成像设备的一个操作示例的时序图。

[图18]图18是示出根据另一修改示例的成像设备的一个操作示例的时序图。

[图19]图19是示出根据另一修改示例的成像设备的一个操作示例的时序图。

[图20]图20是示出根据另一修改示例的像素阵列的一个配置示例的说明图。

[图21a]图21a是示出包括图20所示的像素阵列的成像设备的一个操作示例的时序图。

[图21b]图21b是示出包括图20所示的像素阵列的成像设备的一个操作示例的另一时序图。

[图21c]图21c是示出包括图20所示的像素阵列的成像设备的一个操作示例的另一时序图。

[图22a]图22a是应用了根据本实施例的成像设备的数码相机的外观和配置的正视图。

[图22b]图22b是应用了根据本实施例的成像设备的数码相机的外观和配置的后视图。

具体实施方式

在下文中,参考附图详细描述本公开的一些实施例。应当注意,以下列顺序进行描述。

1.实施例

2.应用示例

[1.实施例]

[配置示例]

图1示出了根据一个实施例的成像设备(成像设备1)的一个配置示例。成像设备1是适于拍摄彩色图像(静止图像或运动图像)的成像设备。应当注意,由于根据本公开的实施例的成像设备的控制方法由该实施例体现,因此一并进行其描述。成像设备1包括像素阵列10和成像控制器20。

像素阵列10包括布置在矩阵中的多个红色像素r、多个绿色像素g和多个蓝色像素b。具体地,在该示例中,所述多个像素r、g和b以所谓的拜耳(bayer)阵列图案布置。换句话说,在像素阵列10中,沿垂直方向(纵向)和水平方向(横向)重复地布置两行两列的像素(像素单元u)。在像素单元u中,红色像素r(例如,像素r00)被布置在左上方。绿色像素g(例如,像素g01和g10)被布置在右上方和左下方。蓝色像素b(例如,像素b11)被布置在右下方。因此,像素阵列10包括增加数量的具有高可见度的绿色像素g,从而实现图像质量的提高。如下所述,像素单元u中的四个像素共享单个浮动扩散fd。

图2示出了像素单元u的一个配置示例。像素单元u包括光电二极管11和晶体管12至18。

光电二极管11(11r、11g1、11g2和11b)是生成与所接收的光的量对应的量的电荷,并将电荷累积在其内部的光电转换元件。光电二极管11r对应于红色像素r,并且接收已经通过针对红色的未描述的彩色滤光器的光。光电二极管11r包括接地的阳极和耦合到晶体管12的源极的阴极。光电二极管11g1和11g2对应于两个绿色像素g,并且接收已经通过针对绿色的未描述的彩色滤光器的光。光电二极管11g1包括接地的阳极和耦合到晶体管13的源极的阴极。光电二极管11g2包括接地的阳极和耦合到晶体管14的源极的阴极。光电二极管11b对应于蓝色像素b,并且接收已经通过针对蓝色的未描述的彩色滤光器的光。光电二极管11b包括接地的阳极和耦合到晶体管15的源极的阴极。

在本示例中,晶体管12至15是n型mos(金属氧化物半导体)晶体管。晶体管12包括耦合到控制线cl1的栅极、耦合到光电二极管11r的阴极的源极以及耦合到浮动扩散fd的漏极。控制线cl1由成像控制器20的扫描器22(稍后描述)提供控制信号tg1。晶体管13包括耦合到控制线cl2的栅极、耦合到光电二极管11g1的阴极的源极以及耦合到浮动扩散fd的漏极。控制线cl2由扫描器22提供控制信号tg2。晶体管14包括耦合到控制线cl3的栅极、耦合到光电二极管11g2的阴极的源极以及耦合到浮动扩散fd的漏极。控制线cl3由扫描器22提供控制信号tg3。晶体管15包括耦合到控制线cl4的栅极、耦合到光电二极管11b的阴极的源极以及耦合到浮动扩散fd的漏极。控制线cl4由扫描器22提供控制信号tg4。

利用该配置,在像素单元u中,在晶体管12导通时,在光电二极管11r中生成的电荷被传送到浮动扩散fd。在晶体管13导通时,在光电二极管11g1中生成的电荷被传送到浮动扩散fd。在晶体管14导通时,在光电二极管11g2中生成的电荷被传送到浮动扩散fd。在晶体管15导通时,在光电二极管11b中生成的电荷被传送到浮动扩散fd。

在本示例中,晶体管16是n型mos晶体管,并且包括耦合到复位控制线rcl的栅极、提供有电源电压vdd的漏极以及耦合到浮动扩散fd且耦合到晶体管17的栅极的源极。复位控制线rcl由成像控制器20的扫描器22(稍后描述)提供复位信号rst。

利用该配置,在像素单元u中,在从光电二极管11(11r、11g1、11g2和11b)向浮动扩散fd的电荷传送之前,晶体管16导通。这使得浮动扩散fd被提供有电源电压vdd,从而使得浮动扩散fd的电压复位(复位操作)。

在本示例中,晶体管17和18是n型mos晶体管。晶体管17包括耦合到浮动扩散fd的栅极、提供有电源电压vdd的漏极以及耦合到晶体管18的漏极的源极。晶体管18包括耦合到选择线sl的栅极、耦合到晶体管17的源极的漏极以及耦合到信号线sgl的源极。选择线sl由成像控制器20的扫描器22(稍后描述)提供选择信号sel。

利用该配置,在成像设备1中,晶体管18导通,从而使得晶体管17通过晶体管18将信号ssig输出到信号线sgl。信号ssig对应于浮动扩散fd的电位。具体地,在浮动扩散fd的电压复位后的p相(预充电相)期间tp中,晶体管17输出此时与浮动扩散fd的电位对应的电压vreset(v重置)作为信号ssig。此外,在从光电二极管11(11r、11g1、11g2和11b)向浮动扩散fd的电荷传送之后的d相(数据相)期间td中,晶体管17输出此时与浮动扩散fd对应的电压vsig作为信号ssig。

图3示出了像素阵列10的一个配置示例。在像素阵列10中,以对于两列的像素r、g和b八个的速度提供信号线sgl。具体地,例如,从左边起第0列和第1列的像素r、g和b被耦合到八个信号线sgl0至sgl7中的任何一个。在该示例中,构成单个像素单元u的四个像素r00、g01、g10和b11被耦合到信号线sgl0。同样地,四个像素r20、g21、g30和b31被耦合到信号线sgl1。四个像素r40、g41、g50和b51被耦合到信号线sgl2。四个像素r60、g61、g70和b71被耦合到信号线sgl3。四个像素r80、g81、g90和b91被耦合到信号线sgl4。四个像素r100、g101、g110和b111被耦合到信号线sgl5。四个像素r120、g121、g130和b131被耦合到信号线sgl6。四个像素r140、g141、g150和b151被耦合到信号线sgl7。此后重复。也就是说,例如,四个像素r160、g161、g170和b171被耦合到信号线sgl0。例如,四个像素r180、g181、g190和b191被耦合到信号线sgl1。

同样地,例如,从左边起第2列和第3列的像素r、g和b被耦合到八个信号线sgl8至sgl15中的任何一个。在该示例中,例如,构成单个像素单元u的四个像素r02、g03、g12和b13被耦合到信号线sgl8。四个像素r22、g23、g32和b33被耦合到信号线sgl9。此外,从左边起第4列和第5列的像素r、g和b被耦合到八个信号线sgl16至sgl23中的任何一个。在该示例中,例如,构成单个像素单元u的四个像素r04、g05、g14和b15被耦合到信号线sgl16。四个像素r24、g25、g34和b35被耦合到信号线sgl17。这同样适用于其它列的像素r、g和b。

成像控制器20(图1)基于从像素阵列10提供的信号ssig控制像素阵列10的操作,并且生成包括捕获图像数据的图像信号spic。成像控制器20包括定时控制器21、扫描器22和读取器30。

定时控制器21向成像控制器20的每个部分提供控制信号,以控制它们彼此同步地操作。

扫描器22基于从定时控制器21提供的控制信号,以行为单位(以像素线为单位)选择像素阵列10的像素r、g和b中的每一个。扫描器22被构造为包括例如移位寄存器和地址解码器。具体地,扫描器22将复位信号rst提供给像素阵列10的复位控制线rcl,将控制信号tg1至tg4分别提供给控制线cl1至cl4,并将选择信号sel提供给选择线sl。因此,扫描器22以行为单位(以像素线为单位)选择像素阵列10的像素r、g和b中的每一个。

读取器30基于通过信号线sgl从所选择的像素r、g和b提供的信号ssig并且基于从定时控制器21提供的控制信号,生成包括捕获的图像数据的图像信号spic。

图4示出了读取器30的一个配置示例。图4提供了读取器30关于信号线sgl0至sgl7的部分的描绘。读取器30包括选择器31、参考信号生成器32、ad转换器电路40至47以及读取控制器33。

选择器31基于从读取控制器33提供的控制信号,形成信号线sgl0至sgl7与ad转换器电路40至47之间的耦合。

参考信号生成器32基于从读取控制器33提供的控制信号生成参考信号sref。在该示例中,参考信号sref在p相期间tp和d相期间td中具有所谓的斜坡波形,在所谓的斜坡波形中电压电平根据时间的推移逐渐降低。参考信号生成器32按如上所述生成参考信号sref,并将参考信号sref提供给ad转换器电路40至47。

ad转换器电路40至47基于从像素阵列10提供的信号ssig(电压vreset和电压vsig)执行ad转换。ad转换器电路40至47中的每个ad转换器电路包括比较器38和计数器39。

比较器38将正输入端处的输入电压与负输入端处的输入电压进行比较,并将比较结果作为信号scmp输出。比较器38的正输入端通过选择器31耦合到信号线sgl0至sgl7中的任何一个,并被提供有信号ssig。此外,比较器38的负输入端被提供有参考信号sref。

计数器39基于信号scmp并且基于从读取控制器33提供的控制信号cc和时钟信号clk来执行上计数(count-up)操作或下计数(count-down)操作。具体地,如稍后所述,在p相期间tp中,计数器39基于控制信号cc开始下计数操作,并且基于比较器38的输出信号scmp暂停下计数操作。此外,在d相期间td中,计数器39基于控制信号cc开始上计数操作,并且基于比较器38的输出信号scmp暂停上计数操作。此外,计数器39在d相期间td之后输出最终计数值。

利用这种配置,如稍后所述,读取器30在执行电压vreset的ad转换的同时执行电压vsig的ad转换,并且基于ad转换的结果之间的差获得相关像素的像素值pv。此外,读取器30基于像素值pv生成包括捕获图像数据的图像信号spic。在成像设备1中,执行这种相关双采样使得能够去除包括在电压vsig中的噪声分量。作为结果,在成像设备1中,能够提高捕获图像的图像质量。

读取控制器33基于来自定时控制器21的指令将控制信号提供给参考信号生成器32,并且生成时钟信号clk和控制信号cc,以将它们提供给ad转换器电路40至47。

这里,例如,两列的像素r、g和b对应于属于本公开中的“多个像素单元”的多个像素的一个具体示例。成像控制器20对应于本公开中的“控制器”的一个具体示例。电压vsig对应于本公开中的“像素信号”的一个具体示例。一个水平期间(1h)对应于本公开中的“单位期间”的一个具体示例。ad转换器电路40至47对应于本公开中的“多个读取电路”的一个具体示例。

[操作与工作]

下面给出根据本实施例的成像设备1的操作和工作的描述。

[整体操作的概述]

首先,参考诸如图1的附图,对成像设备1的整体操作的概述进行描述。扫描器22以行为单位选择像素阵列10的像素r、g和b中的每一个。所选择的像素r、g和b在p相期间tp中输出电压vreset作为信号ssig,并且在d相期间td中输出电压vsig作为信号ssig。读取器30在执行电压vreset的ad转换时执行电压vsig的ad转换,并且基于ad转换的结果之间的差来获得相关像素处的像素值pv。此外,读取器30基于像素值pv生成包括捕获图像数据的图像信号spic。

[详细操作]

下面给出在ad转换器电路40获得与像素r相关的像素值pv的情况下的操作的详细描述。

图5示出了成像设备1的一个操作示例,其中(a)表示复位信号rst的波形,(b)表示控制信号tg1的波形,(c)表示选择信号sel的波形,(d)表示参考信号sref的波形,(e)表示信号ssig的波形,(f)表示ad转换器电路40的比较器38的输出信号scmp的波形,(g)表示时钟信号clk的波形,并且(h)表示ad转换器电路40的计数器39中的计数值cnt。这里,在图5的(d)和(e)中,各信号的波形在相同的电压轴上表示。

在成像设备1中,在某一水平期间(1h)内,首先,扫描器22相对于包括像素r的像素单元u执行复位操作。此后,在p相期间tp中,ad转换器电路40基于由相关像素单元u输出的电压vreset执行ad转换。此外,扫描器22选择像素单元u的像素r,并且ad转换器电路40基于由像素单元u输出的电压vsig在d相期间td中执行ad转换。接下来,详细描述该操作。

首先,在定时t1,扫描器22将复位信号rst的电压从低电平变为高电平(图5的(a))。因此,在包括像素r的像素单元u中,晶体管16导通。作为结果,将浮动扩散fd的电压设定为电源电压vdd,从而使浮动扩散fd的电压复位。此外,同时,扫描器22将选择信号sel的电压从低电平变为高电平(图5的(c))。因此,在像素单元u中,晶体管18导通,从而使得像素单元u耦合到信号线sgl。

此后,在定时t2,扫描器22将复位信号rst的电压从高电平变为低电平(图5的(a))。因此,在像素单元u中,晶体管16截止。此外,在定时t2以及在定时t2之后,像素单元u输出此时与浮动扩散fd的电位对应的电压vreset。

此后,在定时t3至t5的期间(p相期间tp)中,读取器30基于电压vreset执行ad转换。具体地,首先,在定时t3,读取控制器33开始时钟信号clk的生成(图5的(g))。同时,参考信号生成器32基于从读取控制器33提供的控制信号,开始以预定的变化率从电压v1降低参考信号sref的电压(图5的(d))。根据这一点,此后,ad转换器电路40的计数器39执行下计数操作,并依次降低计数值cnt(图5的(h))。

此后,在定时t4,参考信号sref的电压变得低于信号ssig的电压vreset(图5的(d)和(e))。根据这一点,ad转换器电路40的比较器38将输出信号scmp的电压从高电平变为低电平(图5的(f))。作为结果,计数器39暂停下计数操作(图5的(h))。以这种方式,ad转换器电路40将电压vreset转换为数字值(cnt1)。

此后,在定时t5,读取控制器33暂停时钟信号clk的生成(图5的(g))。同时,参考信号生成器32基于从读取控制器33提供的控制信号暂停参考信号sref的电压的变化。此后,参考信号生成器32将参考信号sref的电压恢复为电压v1(图5的(d))。在这种情况下,在定时t6,参考信号sref的电压变得高于信号ssig的电压vreset(图5的(d)和(e))。根据这一点,ad转换器电路40的比较器38将信号scmp的电压从低电平变为高电平(图5的(f))。

此后,在定时t7,扫描器22将控制信号tg1的电压从低电平变为高电平(图5的(b))。因此,在包括感兴趣的像素r的像素单元u中,晶体管12导通。作为结果,在光电二极管11r中生成的电荷被传送到浮动扩散fd。根据这一点,信号ssig的电压逐渐降低(图5的(e))。

此后,在定时t8,扫描器22将控制信号tg1的电压从高电平变为低电平(图5的(b))。因此,在像素单元u中,晶体管12截止。此外,在定时t8以及定时t8之后,像素单元u输出此时与浮动扩散fd的电位对应的电压vsig。

此后,在定时t9至t11的期间(d相期间td)中,读取器30基于电压vsig执行ad转换。具体地,首先,在定时t9,读取控制器33开始时钟信号clk的生成(图5的(g))。同时,参考信号生成器32基于从读取控制器33提供的控制信号,开始以预定的变化率从电压v1降低参考信号sref的电压(图5的(d))。根据这一点,此后,ad转换器电路40的计数器39执行上计数操作,并且允许计数值cnt依次增加(图5的(h))。

此后,在定时t10,参考信号sref的电压变得低于信号ssig的电压vsig(图5的(d)和(e))。根据这一点,ad转换器电路40的比较器38将信号scmp的电压从高电平变为低电平(图5的(f))。作为结果,计数器39暂停上计数操作(图5的(h))。以这种方式,ad转换器电路40将电压vsig转换成数字值(计数值cnt2)。此后,ad转换器电路40输出计数值cnt(cnt2-cnt1)。

此后,在定时t11,读取控制器33暂停时钟信号clk的生成(图5的(g))。同时,参考信号生成器32基于从读取控制器33提供的控制信号,暂停参考信号sref的电压的变化。此后,参考信号生成器32将参考信号sref的电压恢复为电压v1(图5的(d))。在这种情况下,在定时t12,参考信号sref的电压变得高于信号ssig的电压vsig(图5的(d)和(e))。根据这一点,ad转换器电路40的比较器38将信号scmp的电压从低电平变为高电平(图5的(f))。

此后,在定时t13,扫描器22将选择信号sel的电压从高电平变为低电平(图5的(c))。因此,在像素单元u中,晶体管18截止,从而使像素单元u与信号线sgl分离。

如上所述,在成像设备1中,在执行电压vsig的ad转换以获取数字值(计数值cnt2)的同时,执行电压vreset的ad转换以获取数字值(计数值cnt1)。因此,获得数字值之间的差(cnt2-cnt1)。在成像设备1中,如上所述,执行相关双采样使得能够去除包括在电压vsig中的噪声分量。作为结果,能够提高捕获图像的图像质量。

此外,在成像设备1中,提供了执行下计数操作和上计数操作的计数器39。这使得不必提供例如获得两个计数值cnt1和cnt2之间的差的计算器。因此,能够简化电路配置。

如图5所示,在单个水平期间(1h)中,成像设备1获得与某一像素单元u中的单个像素(在该示例中为像素r)相关的像素值pv(读取操作)。此外,此后,设备1相对于相关像素单元u中的剩余的三个像素依次连续地执行读取操作。接下来,给出对成像设备1中的读取操作的描述,其中给出第0列和第1列的像素r、g和b作为示例。

图6示出了成像设备1中的读取操作的一个示例,其中(a)示出了第0列和第1列的像素r、g和b连同八个信号线sgl0至sgl7的布置,其中(b)示出了相对于像素r、g和b的读取操作。图7a至7d示出了选择器31的一个操作示例。

在定时t21,成像控制器20相对于四个像素r00、g01、g10和b11(像素单位u1),并且相对于四个像素r20、g21、g30和b31(像素单元u2)开始读取操作。此外,在定时t21至t25的期间中,成像控制器20在依次相对于像素单元u2中的四个像素r20、g21、g30和b31执行读取操作的同时,依次相对于像素单元u1中的四个像素r00、g01、g10和b11执行读取操作。具体地,例如,成像控制器20在定时t21至t22的单个水平期间(1h)中相对于像素r00和r20同时执行读取操作,在定时t22至t23的单个水平期间(1h)中相对于像素g01和g21同时执行读取操作,在定时t23至t24的单个水平期间(1h)中相对于像素g10和g30同时执行读取操作,

并且在定时t24至t25的单个水平期间(1h)中相对于像素b11和b31同时执行读取操作。

此外,在定时t22,成像控制器20相对于四个像素r40、g41、g50和b51(像素单元u3),并且相对于四个像素r60、g61、g70和b71(像素单元u4)开始读取操作。此外,在定时t22至t26的期间中,成像控制器20在依次相对于像素单元u4中的四个像素r60、g61、g70和b71执行读取操作的同时,依次相对于像素单元u3中的四个像素r40、g41、g50和b51执行读取操作。

此外,在定时t23,成像控制器20相对于四个像素r80、g81、g90和b91(像素单元u5),并且相对于四个像素r100、g101、g110和b111(像素单元u6)开始读取操作。此外,在定时t23至t27的期间中,成像控制器20在依次相对于像素单元u6中的四个像素r100、g101、g110和b111执行读取操作的同时,依次相对于像素单元u5中的四个像素r80、g81、g90和b91执行读取操作。

此外,在定时t24,成像控制器20相对于四个像素r120、g121、g130和b131(像素单元u7),并且相对于四个像素r140、g141、g150和b151(像素单元u8)开始读取操作。此外,在定时t24至t28的期间中,成像控制器20在依次相对于像素单元u8中的四个像素r140、g141、g150和b151执行读取操作的同时,依次相对于像素单元u7中的四个像素r120、g121、g130和b131执行读取操作。

此外,在定时t25,成像控制器20相对于四个像素r160、g161、g170和b171(像素单元u9),并且相对于四个像素r180、g181、g190和b191(像素单元u10)开始读取操作。此外,在定时t25至t29的期间中,成像控制器20在依次相对于像素单位u10中的四个像素r180、g181、g190和b191执行读取操作的同时,依次相对于像素单元u9中的四个像素r160、g161、g170和b171执行读取操作。

这同样适用于其它像素r、g和b。

如图6的(b)所示,例如,在定时t24至t25的单个水平期间(1h)中,相对于8个像素b11、b31、g50、g70、g81、g101、r120和r140执行读取操作。在这种情况下,如图7a所示,由实线表示的信号线sgl2至sgl5分别发送与绿色像素g50、g70、g81和g101相关的信号ssig。由虚线表示的信号线sgl0、sgl1、sgl6和sgl7分别发送与蓝色像素b11和b31以及红色像素r120和r140相关的信号ssig。如图7a所示,选择器31将信号线sgl0耦合到ad转换器电路40,将信号线sgl1耦合到ad转换器电路41,将信号线sgl2耦合到ad转换器电路42,将信号线sgl3耦合到ad转换器电路43,将信号线sgl4耦合到ad转换器电路44,将信号线sgl5耦合到ad转换器电路45,将信号线sgl6耦合到ad转换器电路46,并将信号线sgl7耦合到ad转换器电路47。因此,ad转换器电路40通过信号线sgl0接收与蓝色像素b11相关的信号ssig。ad转换器电路41通过信号线sgl1接收与蓝色像素b31相关的信号ssig。ad转换器电路42通过信号线sgl2接收与绿色像素g50相关的信号ssig。ad转换器电路43通过信号线sgl3接收与绿色像素g70相关的信号ssig。ad转换器电路44通过信号线sgl4接收与绿色像素g81相关的信号ssig。ad转换器电路45通过信号线sgl5接收与绿色像素g101相关的信号ssig。ad转换器电路46通过信号线sgl6接收与红色像素r120相关的信号ssig。ad转换器电路47通过信号线sgl7接收与红色像素r140相关的信号ssig。

同样地,例如,在定时t25至t26的单个水平期间(1h)中,相对于八个像素b51、b71、g90、g110、g121、g141、r160和r180执行读取操作。在这种情况下,如图7b所示,信号线sgl4至sgl7(实线)分别发送与绿色像素g90、g110、g121和g141相关的信号ssig。信号线sgl0至sgl3(虚线)分别发送与红色像素r160和r180以及蓝色像素b51和b71相关的信号ssig。如图7b所示,选择器31将信号线sgl0耦合到ad转换器电路40,将信号线sgl1耦合到ad转换器电路41,将信号线sgl2耦合到ad转换器电路46,将信号线sgl3耦合到ad转换器电路47,将信号线sgl4耦合到ad转换器电路42,将信号线sgl5耦合到ad转换器电路43,将信号线sgl6耦合到ad转换器电路44,并将信号线sgl7耦合到ad转换器电路45。因此,ad转换器电路40通过信号线sgl0接收与红色像素r160相关的信号ssig。ad转换器电路41通过信号线sgl1接收与红色像素r180相关的信号ssig。ad转换器电路42通过信号线sgl4接收与绿色像素g90相关的信号ssig。ad转换器电路43通过信号线sgl5接收与绿色像素g101相关的信号ssig。ad转换器电路44通过信号线sgl6接收与绿色像素g121相关的信号ssig。ad转换器电路45通过信号线sgl7接收与绿色像素g141相关的信号ssig。ad转换器电路46通过信号线sgl2接收与蓝色像素b51相关的信号ssig。ad转换器电路47通过信号线sgl3接收与蓝色像素b71相关的信号ssig。

同样地,例如,在定时t26至t27的单个水平期间(1h)中,相对于八个像素b91、b111、g130、g150、g161、g181、r200和r220执行读取操作。在这种情况下,如图7c所示,信号线sgl0、sgl1、sgl6和sgl7(实线)分别发送与绿色像素g161、g181、g130和g150相关的信号ssig。信号线sgl2至sgl5(虚线)分别发送与红色像素r200和r220以及蓝色像素b91和b111相关的信号ssig。如图7c所示,选择器31将信号线sgl0耦合到ad转换器电路42,将信号线sgl1耦合到ad转换器电路43,将信号线sgl2耦合到ad转换器电路40,将信号线sgl3耦合到ad转换器电路41,将信号线sgl4耦合到ad转换器电路46,将信号线sgl5耦合到ad转换器电路47,将信号线sgl6耦合到ad转换器电路44,并将信号线sgl7耦合到ad转换器电路45。因此,ad转换器电路40通过信号线sgl2接收与红色像素r200相关的信号ssig。ad转换器电路41通过信号线sgl3接收与红色像素r220相关的信号ssig。ad转换器电路42通过信号线sgl0接收与绿色像素g161相关的信号ssig。ad转换器电路43通过信号线sgl1接收与绿色像素g181相关的信号ssig。ad转换器电路44通过信号线sgl6接收与绿色像素g130相关的信号ssig。ad转换器电路45通过信号线sgl7接收与绿色像素g150相关的信号ssig。ad转换器电路46通过信号线sgl4接收与蓝色像素b91相关的信号ssig。ad转换器电路47通过信号线sgl5接收与蓝色像素b111相关的信号ssig。

同样地,例如,在定时t27至t28的单个水平期间(1h)中,相对于八个像素b131、b151、g170、g190、g201、g221、r240和r260执行读取操作。在这种情况下,如图7d所示,信号线sgl0至sgl3(实线)分别发送与绿色像素g170、g190、g201和g221相关的信号ssig。信号线sgl4至sgl7(虚线)分别发送与红色像素r240和r260以及蓝色像素b131和b151相关的信号ssig。如图7d所示,选择器31将信号线sgl0耦合到ad转换器电路42,将信号线sgl1耦合到ad转换器电路43,将信号线sgl2耦合到ad转换器电路44,将信号线sgl3耦合到ad转换器电路45,将信号线sgl4耦合到ad转换器电路40,将信号线sgl5耦合到ad转换器电路41,将信号线sgl6耦合到ad转换器电路46,并将信号线sgl7耦合到ad转换器电路47。因此,ad转换器电路40通过信号线sgl4接收与红色像素r240相关的信号ssig。ad转换器电路41通过信号线sgl5接收与红色像素r260相关的信号ssig。ad转换器电路42通过信号线sgl0接收与绿色像素g170相关的信号ssig。ad转换器电路43通过信号线sgl1接收与绿色像素g190相关的信号ssig。ad转换器电路44通过信号线sgl2接收与绿色像素g201相关的信号ssig。ad转换器电路45通过信号线sgl3接收与绿色像素g221相关的信号ssig。ad转换器电路46通过信号线sgl6接收与蓝色像素b131相关的信号ssig。ad转换器电路47通过信号线sgl7接收与蓝色像素b151相关的信号ssig。

因此,在成像设备1中,ad转换器电路42至45基于与绿色像素g相关的信号ssig执行ad转换。此外,ad转换器电路40、41、46和47基于与红色像素r和蓝色像素b相关的信号ssig执行ad转换。如上所述,在成像设备1中,允许ad转换器电路40至47对应于执行读取操作的像素的颜色。因此,能够抑制图像质量受到ad转换器电路40至47的特性变化影响。

此外,在成像设备1中,如图6所示,在每个水平期间开始的定时,在该例中相对于两个像素单元u开始读取操作。具体地,成像控制器20在定时t21相对于两个像素单元u1和u2开始读取操作,在作为稍后一个水平期间的定时t22相对于两个像素单元u3和u4开始读取操作,在作为稍后一个水平期间的定时t23相对于两个像素单元u5和u6开始读取操作,并且在作为稍后一个水平期间的定时t24相对于两个像素单元u7和u8开始读取操作。如随后所述,这使得能够在成像设备1中使相对于相邻像素线中的绿色像素g的读取操作的期间彼此更接近。因此,能够提高图像质量。

此外,在成像设备1中,相对于每个像素单元u中的四个像素的读取操作的次序是彼此相同的。具体地,成像控制器20首先相对于对布置在左上方的红色像素r(例如,像素r00)执行读取操作,然后相对于布置在右上方的绿色像素g(例如,像素g01)执行读取操作,然后相对于布置在左下方的绿色像素g(例如,像素g10)执行读取操作,并且最后相对于布置在右下方的蓝色像素b(例如,像素b11)执行读取操作。特别地,成像控制器20相对于像素单元u中的两个绿色像素g(例如,像素g01和g10)依次执行读取操作。如下所述,这使得能够在成像设备1中使相邻像素线中的绿色像素g的读取操作的期间彼此更接近。因此,能够提高图像质量。

换句话说,在成像设备1中,扫描器22使用复位信号rst、控制信号tg1至tg4和选择信号sel来控制像素阵列10,以使得相邻像素线中的绿色像素g的读取操作的期间彼此更接近。因此,能够提高图像质量。

[比较示例]

与比较示例相比,下面给出本实施例的工作的描述。该比较示例在相对于像素的读取操作的顺序方面与本实施例不同。

图8示出了根据该比较示例的成像设备1r中的读取操作的一个示例。

在定时t31,在该示例中,成像设备1r的成像控制器20r相对于七个像素单元u1至u7开始读取操作。此外,在定时t31至t35的期间中,成像控制器20r依次相对于像素单元u1中的四个像素r00、g01、g10和b11执行读取操作,并且依次相对于像素单位u2中的四个像素g30、b31、r20和g21执行读取操作。这同样适用于像素单元u3至u7。

此外,在定时t33,在该示例中,成像控制器20r相对于单个像素单元u8开始读取操作。此外,在定时t33至t37的期间中,成像控制器20r依次相对于像素单元u8中的四个像素r140、g141、g150和b151执行读取操作。

此外,在定时t35以及定时t35之后,成像控制器20r以与相对于八个像素单元u1至u8的读取操作相似的方式相对于接来下的八个像素单元u9至u16执行读取操作。

图9示出了根据该比较示例的成像设备1r的捕获图像的示例。图9以放大的方式提供了在拍摄如图10所示向左平滑移动的矩形a1的捕获图像中,矩形w1左侧附近的区域a2中的图像。在该示例中,如图9所示,在捕获图像中,在矩形w1的边界附近出现梳状图案w1和肩部w2。

梳状图案w1的一个原因是存在如下的部分,在该部分中相对于相邻像素线中的绿色像素g的读取操作的期间彼此间隔开,如图8的(b)所示。具体地,例如,相对于像素单元u2中的像素g21的读取操作的定时和相对于像素g30的读取操作的定时彼此偏移达三个水平期间。相对于像素单位u4中的像素g61的读取操作的定时和相对于像素g70的读取操作的定时彼此偏移达三个水平期间。相对于像素单元u6中的像素g101的读取操作的定时和相对于像素g110的读取操作的定时彼此偏移达三个水平期间。因此,在成像设备1r中,对应于矩形a1在三个水平期间时段期间的移动量,梳状图案w1出现在捕获图像中。

此外,肩部w2的一个原因是像素单元u1至u7的读取操作的期间和接下来的像素单元u9至u15的读取操作的期间彼此间隔开,如图8的(b)所示。换句话说,相对于像素单元u1至u7的读取操作开始的定时(定时t31)和相对于像素单元u9至u15的读取操作开始的定时(定时t35)彼此偏移达四个水平期间。因此,在成像设备1r中,对应于矩形a1在四个水平期间时段期间的移动量,肩部w2出现在捕获图像中。

如上所述,在成像设备1r中,梳状图案w1和肩部w2出现在捕获图像中。作为结果,在成像设备1r中,在捕获图像中存在对象的轮廓的不自然的模糊的可能性。在这种情况下,图像质量降低。

相反,在根据本实施例的成像设备1中,如图6的(b)所示,相邻像素线中的绿色像素g的读取操作的期间彼此更接近。具体地,例如,相对于像素单元u1中的像素g01的读取操作的定时与相对于像素g10的读取操作的定时之间的偏移是一个水平期间。此外,例如,在相同的水平期间中执行相对于像素单元u2中的像素g30的读取操作和相对于像素单元u3中的像素g41的读取操作。换句话说,在成像设备1中,相邻像素线中的绿色像素g的读取操作的期间之间的偏移量是一个水平期间或更短。

图11示出了根据本实施例的成像设备1的捕获图像的一个示例。如上所述,在根据本实施例的成像设备1中,相邻像素线中的绿色像素g的读取操作的期间之间的偏移量减小。与根据比较示例的成像设备1r(图9)的情况相比,这使得能够减少梳状图案w1和肩部w2。作为结果,在成像设备1中,能够提高捕获图像的图像质量。

[效果]

如所描述的,在本实施例中,在每个水平期间中,相对于一个或多个(在本示例中为两个)像素单元u开始读取操作。这使得能够使相邻像素线中的绿色像素的读取操作的期间彼此更接近。因此,能够提高捕获图像的图像质量。

此外,在本实施例中,对于所有像素单元u,相对于每个像素单元u中的四个像素的读取操作的顺序是相同的。具体地,相对于像素单元u中的两个绿色像素(例如,像素g01和g10)依次执行读取操作。这使得能够使相邻像素线中的绿色像素的读取操作的期间彼此更接近。因此,能够提高捕获图像的图像质量。

此外,在本实施例中,每个ad转换器电路执行相关双采样。因此,能够提高捕获图像的图像质量。

此外,在该实施例中,ad转换器电路与执行读取操作的像素的颜色相关联。这使得能够抑制图像质量受到ad转换器电路的特性变化的影响。因此,能够提高捕获图像的图像质量。

[修改示例1]

在前述实施例中,以对于两列的像素r、g和b八个的速度提供信号线sgl,其中提供八个ad转换器电路41至47。然而,这是非限制性的。在下文中,参考两个示例(成像设备1a和1b)来描述该修改示例。

在成像设备1a中,以对于两列的像素r、g和b四个的速度提供信号线sgl,其中提供四个ad转换器电路。

图12示出了成像设备1a中的读取操作的一个示例,其中(a)示出了第0列和第1列的像素r、g和b连同四个信号线sgl0至sgl3的配置,以及(b)示出了相对于像素r、g和b的读取操作。

在定时t41,成像设备1a的成像控制器20a相对于单个像素单元u1开始读取操作。此外,在定时t41至t45的期间中,成像控制器20a依次相对于像素单元u1中的四个像素r00、g01、g10和b11执行读取操作。

此外,在定时t42,成像控制器20a相对于单个像素单元u2开始读取操作。此外,在定时t42至t46的期间中,成像控制器20a依次相对于像素单位u3中的四个像素r20、g21、g30和b31执行读取操作。

这同样适用于其它像素r、g和b.

在成像设备1b中,以对于两列的像素r、g和b十二个的速度提供信号线sgl,其中提供了十二个ad转换器电路。

图13示出了成像设备1a中的读取操作的一个示例,其中(a)示出了第0列和第1列的像素r、g和b连同四个信号线sgl0至sgl3的配置,并且(b)示出了相对于像素r、g和b的读取操作。

在定时t51,成像设备1b的成像控制器20b相对于三个像素单元u1至u3开始读取操作。此外,在定时t51至t55的期间中,成像控制器20b依次相对于像素单元u1中的四个像素r00、g01、g10和b11执行读取操作,依次相对于像素单元u2中的四个像素r20、g21、g30和b31执行读取操作,并且依次相对于像素单元u3中的四个像素r40、g41、g50和b51执行读取操作。

此外,在定时t52,成像控制器20b相对于三个像素单元u4至u6开始读取操作。此外,在定时t52至t56的期间中,成像控制器20b依次相对于像素单位u4中的四个像素r60、g61、g70和b71执行读取操作,依次相对于像素单元u5中的四个像素r80、g81、g90和b91执行读取操作,并且依次相对于像素单元u6中的四个像素r100、g101、g110和b111执行读取操作。

这同样适用于其它像素r、g和b。

[修改示例2]

在前面的实施例中,相对于每个像素单元u执行读取操作包括:首先,相对于布置在左上方的红色像素r执行读取操作,然后相对于布置在右上方的绿色像素g执行读取操作,此后对相对于布置在左下方的绿色像素g执行读取操作,并且最后,相对于布置在右下方的蓝色像素b执行读取操作。然而,这是非限制性的。例如,如在图14所示的成像设备1c中,首先,可以相对于布置在左上方的红色像素r(例如,像素r00)执行读取操作。此后,可以相对于布置在右下方的蓝色像素b(例如,像素b11)执行读取操作。此后,可以相对于布置在右上方的绿色像素g(例如,像素g01)执行读取操作。最后,可以相对于布置在左下右下方的绿色像素g(例如,像素g10)执行读取操作。在这种情况下,也能够使相邻像素线中的绿色像素g的读取操作的期间彼此更接近。因此,能够提高捕获图像的图像质量。

[修改示例3]

在前述实施例中,相邻像素线中的绿色像素的读取操作的期间彼此更接近。然而,这是非限制性的。在一个替代方案中,例如,如在图15所示的成像设备1d中,可以使红色像素r和蓝色像素b的读取操作的期间彼此更接近。在成像设备1d中,相对于每个像素单元u执行读取操作包括:首先,相对于布置在右上方的绿色像素g(例如,像素g01)执行读取操作,此后,相对于布置在左上方的红色像素r(例如,像素r00)执行读取操作,此后,相对于布置在右下方的蓝色像素b(例如,像素b11)执行读取操作,以及最后相对于布置在左下方的绿色像素g(例如,像素g10)执行读取操作。以这种方式,也能够减少捕获图像中的肩部w2。因此,能够提高捕获图像的图像质量。

[修改示例4]

在前述实施例中,四个像素共享单个浮动扩散fd,但是这是非限制性的。在下文中,参照一些示例给出了关于两个像素共享单个浮动扩散fd的情况的描述。

图16示出了根据该修改示例的成像设备1e中的读取操作的一个示例,其中(a)示出了第0列和第1列的像素r、g和b的布置,并且(b)示出了相对于像素r、g和b的读取操作。在成像设备1e中,以对于两列的像素r、g和b八个的速度提供信号线sgl,其中提供了八个ad转换器电路。在该示例中,以两行单列布置的两个像素共享单个浮动扩散fd,并且构成像素单元u。具体地,在像素单元u之一中,例如红色像素r(例如,像素r00)被布置在上侧,并且绿色像素g(例如,像素g10)被布置在下侧。此外,在像素单元u中的另一个中,例如,绿色像素g(例如,像素g01)被布置在上侧,并且蓝色像素b(例如,像素b11)被布置在下侧。在该示例中,构成单个像素单元u的像素r00和g10被耦合到信号线sgl0。同样地,像素g10和b11被耦合到信号线sgl1。像素r20和g30被耦合到信号线sgl2。像素g21和b31被耦合到信号线sgl3。像素r40和g50被耦合到信号线sgl4。像素g41和b51被耦合到信号线sgl5。像素r60和g70被耦合到信号线sgl6。像素g61和b71被耦合到信号线sgl7。

在定时t61,成像设备1e的成像控制器20e相对于四个像素单元u开始读取操作。换句话说,在定时t61,成像控制器20e相对于构成单个像素单元u的两个像素r00和g10、构成单个像素单元u的两个像素g01和b11、构成单个像素单元u的两个像素r20和g30以及构成单个像素单元u的两个像素g21和b31开始读取操作。另外,在定时t61至t63的期间中,成像控制器20e依次相对于两个像素r00和g10执行读取操作,依次相对于两个像素g01和b11执行读取操作,依次相对于两个像素r20和g30执行读取操作,并且依次相对于两个像素g21和b31执行读取操作。具体地,例如,成像控制器20e在定时t61至t62的单个水平期间(1h)中相对于四个像素r00、g01、r20和g21同时执行读取操作,并且在定时t62至t63的单个水平期间(1h)中相对于四个像素b11、g10、b31和g30执行读取操作。应当注意,在图16的(b)中,为了便于描述,例如,在定时t61至t62的期间中,像素r00和像素g01沿着时间轴并排示出,这意味着相对于像素r00的读取操作和相对于像素g01的读取操作在定时t61至t62内同时执行。

此外,在定时t62,成像控制器20e相对于四个像素单元u开始读取操作。换句话说,成像控制器20e相对于构成单个像素单元u的两个像素r40和g50、构成单个像素单元u的两个像素g41和b51、构成单个像素单元u的两个像素r60和g70以及构成单个像素单元u的两个像素g61和b71开始读取操作。此外,在定时t62至t64的期间中,成像控制器20e依次相对于两个像素r40和g50执行读取操作,依次相对于两个像素g41和b51执行读取操作,依次相对于两个像素r60和g70执行读取操作,并依次相对于两个像素g61和b71执行读取操作。具体地,例如,成像控制器20e在定时t62至t63的单个水平期间(1h)中相对于四个像素r40、g41、r60和g61同时执行读取操作,并且在定时t63至t64的单个水平期间(1h)中相对于四个像素b51、g50、b71和g70同时执行读取操作。

这同样适用于其它像素r、g和b。在这种情况下,也能够使相邻像素线中的绿色像素g的读取操作的期间彼此更接近。因此,能够提高图像质量。

图17示出了根据该修改示例的另一成像设备1f中的读取操作的一个示例,其中(a)示出了第0列和第1列的像素r、g和b的布置,并且(b)示出了相对于像素r、g和b的读取操作。在成像设备1f中,以对于两列的像素r、g和b十六个的速度提供信号线sgl,其中提供了十六个ad转换器电路。在该示例中,与上述成像设备1e(图16)的情况相同,以两行单列布置的两个像素共享单个浮动扩散fd,并且构成像素单元u。

在定时t71,成像设备1f的成像控制器20f相对于八个像素单元u开始读取操作。此外,例如,成像控制器20f在定时t71至t72的单个水平期间(1h)中相对于八个像素g01、g10、g21、g30、g41、g50、g61和g70同时执行读取操作,并且在定时t72至t73的单个水平期间(1h)中相对于八个像素r00、b11、r20、b31、r40、b51、r60和b71执行读取操作。

此外,在定时t72,成像控制器20f相对于八个像素单元u开始读取操作。此外,成像控制器20f在定时t72至t73的单个水平期间(1h)中相对于八个像素g81、g90、g101、g110、g121、g130、g141和g150同时执行读取操作,并且在定时t73至t74的单个水平期间(1h)中相对于八个像素r80、b91、r100、b111、r120、b131、r140和b151同时执行读取操作。

这同样适用于其它像素r、g和b。在这种情况下,也能够使相邻像素线中的绿色像素的读取操作的期间彼此更接近。因此,能够提高捕获图像的图像质量。

图18示出了根据该修改示例的另一成像设备1g中的读取操作的一个示例,其中(a)示出了第0列和第1列的像素r、g和b的布置,并且(b)示出了相对于像素r、g和b的读取操作。在成像设备1g中,以对于两列的像素r、g和b二十四个的速度提供信号线sgl,其中提供了二十四个ad转换器电路。在该示例中,与上述成像设备1e(图16)的情况相同,以两行单列布置的两个像素共享单个浮动扩散fd,并且构成像素单元u。

在定时t81,成像设备1g的成像控制器20g相对于十二个像素单元u开始读取操作。此外,例如,成像控制器20g在定时t81至t82的单个水平期间(1h)中相对于十二个像素g01、g10、g21、g30、g41、g50、g61、g70、g81、g90、g101和g110同时执行读取操作,并且在定时t82至t83的单个水平期间(1h)中相对于十二个像素r00、b11、r20、b31、r40、b51、r60、b71、r80、b91、r100和b111同时执行读取操作。

此外,在定时t82,成像控制器20g相对于十二个像素单元u开始读取操作。此外,例如,成像控制器20g在定时t82至t83的单个水平期间(1h)中相对于十二个像素g121、g130、g141、g150、g161、g170、g181、g190、g201、g210、g221和g230同时执行读取操作,并且在定时t83至t84的单个水平期间(1h)中相对于十二个像素r120、b131、r140、b151、r160、b171、r180、b191、r200、b211、r220和b231同时执行读取操作。

这同样适用于其它像素r、g和b。在这种情况下,也能够使相邻像素线中的绿色像素的读取操作的期间彼此更接近。因此,能够提高捕获图像的图像质量。

在前面的示例中,以两行单列布置的两个像素共享单个浮动扩散fd,但这是非限制性的。在一个替代方案中,例如,以单行两列布置的两个像素可以共享单个浮动扩散fd。在下文中,给出关于根据本修改示例的成像设备1h的描述。

图19示出了成像设备1h中的读取操作的一个示例,其中(a)示出了第0列和第1列的像素r、g和b的布置,并且(b)示出了相对于像素r、g和b的读取操作。在成像设备1h中,以对于两列的像素r、g和b十六个的速度提供信号线sgl,其中提供了十六个ad转换器电路。在该示例中,以单行两列布置的两个像素共享单个浮动扩散fd,并且构成像素单元u。具体地,在像素单元u之一中,例如,红色像素r(例如,像素r00)被布置在左侧。绿色像素g(例如,像素g01)被布置在右侧。此外,在像素单元u中的另一个中,例如,绿色像素g(例如,g10)被布置在左侧。蓝色像素b(例如,像素b11)被布置在右侧。

在定时t91,成像设备1h的成像控制器20h相对于八个像素单元u开始读取操作。此外,例如,成像控制器20h在定时t91至t92的单个水平期间(1h)中相对于八个像素g01、g10、g21、g30、g41、g50、g61和g70同时执行读取操作,并且在定时t92至t93的单个水平期间(1h)中相对于八个像素r00、b11、r20、b31、r40、b51、r60和b71同时执行读取操作。

此外,在定时t92,成像控制器20h相对于八个像素单元u开始读取操作。此外,例如,成像控制器20h在定时t92至t93的单个水平期间(1h)中相对于八个像素g81、g90、g101、g110、g121、g130、g141和g150同时执行读取操作,并且在定时t93至t94的单个水平期间(1h)中相对于八个像素r80、b91、r100、b111、r120、b131、r140和b151同时执行读取操作。

这同样适用于其它像素r、g和b。在这种情况下,也能够使相邻像素线中的绿色像素的读取操作的期间彼此更接近。因此,能够提高捕获图像的图像质量。

[修改示例5]

在前述实施例中,多个像素r、g和b以所谓的拜耳阵列图案布置,但这是非限制性的。在下文中,给出关于根据该修改示例的成像设备1j的描述。

图20示出了成像设备1j的像素阵列10j的一个配置示例。在像素阵列10j中,与根据上述实施例的像素阵列10(图1和图3)不同,六行六列的像素被在垂直方向(纵向)和水平方向(横向)上重复布置。此外,在像素阵列10j中,以两行单列布置的两个像素共享单个浮动扩散fd,并且构成像素单元u。此外,在像素阵列10j中,以对于两列的像素r,g和b六个的速度提供信号线sgl。

图21a示出了成像设备1j中的读取操作的一个示例,其中(a)示出了第0列和第1列的像素r、g和b的布置,并且(b)示出了相对于像素r、g和b的读取操作。

在定时t101,成像设备1j的成像控制器20j相对于四个像素单元u开始读取操作。换句话说,在定时t101,成像控制器20j相对于构成单个像素单元u的两个像素r00和r10、构成单个像素单元u的两个像素b01和g11、构成单个像素单元u的两个像素g20和g30以及构成单个像素单元u的两个像素b21和r31开始读取操作。此外,例如,成像控制器20j在定时t101至t102的单个水平期间(1h)中相对于四个像素g00、g11、g20和b21同时执行读取操作,并且在定时t102至t103的单个水平期间(1h)中相对于四个像素b01、r10、g30和r31同时执行读取操作。

此外,在定时t102,成像控制器20j相对于两个像素单元u开始读取操作。换句话说,在定时t102,成像控制器20j相对于构成单个像素单元u的两个像素b40和g50以及构成单个像素单元u的两个像素g41和r51开始读取操作。此外,例如,成像控制器20j在定时t102至t103的单个水平期间(1h)中相对于两个像素g41和g50同时执行读取操作,并且在定时t103至t104的单个水平期间(1h)中相对于两个像素b40和r51同时进行读取操作。

此外,在定时t103,成像控制器20j相对于四个像素单元u开始读取操作。换句话说,在定时t103,成像控制器20j相对于构成单个像素单元u的两个像素g60和g70、构成单个像素单元u的两个像素b61和g71、构成单个像素单元u的两个像素g80和g90以及构成单个像素单元u的两个像素b81和r91开始读取操作。此外,例如,成像控制器20j在定时t103至t104的单个水平期间(1h)中相对于四个像素g60、g71、g80和b81同时执行读取操作,并且在定时t104至t105的单个水平期间(1h)中相对于四个像素b61、r70、g90和r91同时执行读取操作。

此外,在定时t104,成像控制器20j相对于两个像素单元u开始读取操作。换句话说,在定时t104,成像控制器20j相对于构成单个像素单元u的两个像素b100和g110,并且相对于构成单个像素单元u的两个像素g101和r111开始读取操作。此外,例如,成像控制器20j在定时t104至t105的单个水平期间(1h)中相对于两个像素g101和g110同时执行读取操作,并且在定时t105至t106的单个水平期间(1h)中相对于两个像素b100和r111同时执行读取操作。

图21b示出了成像设备1j中的读取操作的一个示例,其中(a)示出了第2列和第3列的像素r、g和b的布置,并且(b)示出了相对于像素r、g和b的读取操作。图21c示出了成像设备1j中的读取操作的一个示例,其中(a)示出了第4列和第5列的像素r、g和b的布置,并且(b)示出了相对于像素r、g和b的读取操作。成像控制器20j相对于这些列的像素r、g和b以类似的方式执行读取操作。

应当注意,在该示例中,两个像素共享单个浮动扩散fd,但是这是非限制性的。在一个替代方案中,例如,四个像素可以共享单个浮动扩散fd。

[其它修改示例]

此外,可以组合两个或更多个修改示例。

[2.应用实例]

下面给出对在前述实施例和修改示例中描述的成像设备的应用示例的描述。

图22a和22b示出了镜头可更换单镜头反射型的数码相机的外观。图22a示出了从前方(物体侧)观察的数码相机的外观。图22b示出了从后方(图像侧)观察的数码相机的外观。该数码相机包括例如主要部分(相机主体)450、可更换拍摄镜头单元(可更换镜头)460、手柄470、监视器480和取景器490。数码相机由如上所述的成像设备构成。

根据上述示例实施例的成像设备可应用于除了如上所述的数码相机之外的各种领域中的电子装置,诸如智能电话、平板终端、摄像机、笔记本个人计算机。换句话说,根据上述示例实施例的成像设备可应用于具有显示图像功能的各种领域中的电子装置。

虽然已经通过给出实施例、修改示例和应用示例对电子装置进行了描述,但是该技术的内容不限于上述示例实施例,并且可以以各种方式进行修改。

例如,在前述示例实施例中,使用参考信号sref暂时将电压vreset和电压vsig转换为时间,其中参考信号sref的电压电平根据时间的推移逐渐变化。通过计时来执行ad转换。然而,这是非限制性的。在一个替代方案中,例如,可以相对于电压vreset和电压vsig直接执行ad转换。

应当注意,这里描述的效果仅仅是示例性的。该技术的效果不限于本文所述的效果。该技术的效果可以进一步包括除了本文所述的效果之外的其它效果。

此外,例如,该技术可以具有以下配置。

(1)一种成像设备,包括:

多个像素单元,每个像素单元包括单个读取端子和两个或更多个像素;以及

控制器,该控制器相对于每个像素单元执行读取操作,并且在每个单位期间中相对于所述多个像素单元中的预定数量的像素单元开始所述读取操作,所述读取操作包括以每个单位期间一个像素的速度通过读取端子从所述两个或更多个像素依次读取像素信号。

(2)根据(1)所述的成像设备,其中

控制器包括从所述多个像素单元的各个像素读取像素信号的多个读取电路,以及

所述预定数量小于读取电路的数量。

(3)根据(1)或(2)所述的成像设备,其中

所述两个或更多个像素包括接收颜色彼此不同的光的多个像素,以及

由所述预定数量的像素单元中的一个像素单元中的所述两个或更多个像素接收到的光的颜色与由另一像素单元中的所述两个或更多个像素接收到的光的颜色彼此相同。

(4)根据(3)所述的成像设备,其中

所述两个或更多个像素包括接收红光的红色像素、接收蓝光的蓝色像素以及接收绿光的绿色像素。

(5)根据(4)所述的成像设备,其中

所述读取操作包括以预定颜色顺序从每个像素单元中的所述两个或更多个像素依次读取像素信号。

(6)根据(5)所述的成像设备,其中

所述两个或更多个像素包括两个绿色像素,以及

所述读取操作包括在两个相邻的单位期间中从所述两个绿色像素依次读取像素信号。

(7)根据(4)至(6)中任一项所述的成像设备,其中

所述多个像素单元在第一方向上并排排列,

所述两个或更多个像素包括红色像素、蓝色像素和两个绿色像素,以及

在每个像素单元中,两个绿色像素中的一个和红色像素在与第一方向交叉的第二方向上并排排列,并且两个绿色像素中的另一个和蓝色像素在第二方向上并排排列,绿色像素中的一个和红色像素的排列与绿色像素中的另一个和蓝色像素的排列被在第一方向上并排排列。

(8)根据(7)所述的成像设备,其中

在第二方向上并排排列的所述多个像素构成像素线,以及

所述读取操作包括在同一单位期间中或在相邻的单位期间中从属于相邻像素线的两个绿色像素分别读取像素信号。

(9)根据(1)或(2)所述的成像设备,其中

所述两个或更多个像素包括接收颜色彼此不同的光的多个像素,以及

由所述预定数量的像素单元中的一个像素单元中的所述两个或更多个像素接收到的光的颜色与由其它像素单元中的任一个像素单元中的所述两个或更多个像素接收到的光的颜色彼此不同。

(10)根据(9)所述的成像设备,其中

所述多个像素单元包括多个第一像素单元和多个第二像素单元,

所述多个第一像素单元中的每个第一像素单元中的所述两个或更多个像素包括接收红光的红色像素和接收绿光的第一绿色像素,以及

所述多个第二像素单元中的每个第二像素单元中的所述两个或更多个像素包括接收蓝光的蓝色像素和接收绿光的第二绿色像素。

(11)根据(10)所述的成像设备,其中

所述读取操作包括以预定的颜色顺序从所述多个第一像素单元中的每个第一像素单元中的所述两个或更多个像素依次读取像素信号,并且以预定的颜色顺序从所述多个第二像素单元中的每个第二像素单元中的所述两个或更多个像素依次读取像素信号。

(12)根据(11)所述的成像设备,其中

所述多个第一像素单元在第一方向上并排排列,

所述多个第二像素单元在第一方向上并排排列,

所述多个第一像素单元和所述多个第二像素单元在与第一方向交叉的第二方向上并排排列,

在所述多个第一像素单元中的每个第一像素单元中,红色像素和第一绿色像素在第一方向上按顺序并排排列,以及

在所述多个第二像素单元中的每个第二像素单元中,第二绿色像素和蓝色像素在第一方向上按顺序并排排列。

(13)根据(11)所述的成像设备,其中

第一像素单元和第二像素单元在第一方向上交替地并排排列,

在所述多个第一像素单元中的每个第一像素单元中,红色像素和第一绿色像素在与第一方向交叉的第二方向上并排排列,以及

在所述多个第二像素单元中的每个第二像素单元中,第二绿色像素和蓝色像素在第二方向上并排排列。

(14)根据(12)或(13)所述的成像设备,其中

在第二方向上并排排列的所述多个像素构成像素线,以及

读取操作包括在同一单位期间中或在相邻的单位期间中从属于相邻像素线的两个绿色像素分别读取像素信号。

(15)根据(1)至(14)中任一项所述的成像设备,其中

一个单位期间中的预定数量等于另一单位期间中的预定数量。

(16)根据(1)至(14)中任一项所述的成像设备,其中

一个单位期间中的预定数量与其它单位期间中的任一个单位期间中的预定数量不同。

(17)一种成像设备的控制方法,所述方法包括:

相对于多个像素单元中的每个像素单元执行读取操作,并且在每个单位期间中相对于所述多个像素单元中的预定数量的像素单元开始读取操作,所述多个像素单元中的每个像素单元包括单个读取端子和两个或更多个像素,并且所述读取操作包括以每个单位期间一个像素的速度通过读取端子从所述两个或更多个像素依次读取像素信号;以及

基于各个像素的像素信号生成捕获图像数据。

(18)一种电子装置,包括:

成像器;以及

使用由所述成像器拍摄的图像来执行预定处理的处理器,

所述成像器包括

多个像素单元,所述多个像素单元中的每个像素单元包括单个读取端子和两个或更多个像素,以及

控制器,所述控制器相对于每个像素单元执行读取操作,并且在每个单位期间中相对于所述多个像素单元中的预定数量的像素单元开始读取操作,所述读取操作包括以每个单位期间一个像素的速度通过读取端子从所述两个或更多个像素依次读取像素信号。

本申请要求于2015年2月12日提交的日本优先权专利申请jp2015-25024的权益,其全部内容通过引用并入本文。

本领域技术人员应当理解,取决于设计要求和其它因素,可以进行各种修改、组合、子组合和变更,只要它们在随附权利要求或其等同物的范围内。

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