[发明专利]固态图像拾取元件，其驱动方法以及照相机系统

说明书

技术领域

本公开涉及固态图像拾取元件、其驱动方法以及使用其的照相机系统。

背景技术

互补金属氧化物半导体(Complimentary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器(CIS)具有相比于电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)可以相对自由地设置读取地址的特征。

例如，广泛使用除了从传感器的全部像素读取信号的功能之外还具有诸如“加法(addition)”、“消去(elimination)”和“切出(cutout)”的功能的图像传感器。在这种情况下，利用“加法”的功能，分别从多个像素同时读出像素信号。利用“消去”功能，在跳过(skip)行和列的同时间歇地从像素读出像素信号。此外，利用“切出”功能，仅从部分像素读出像素信号。

在有些情况下同时执行“加法”、“消去”和“切出”。

在具有“消去”、“加法”、“切出”功能的图像传感器中，由于读取操作和快门(shutter)操作变得复杂，所以不使用用于行选择的移位寄存器，而在许多情况下使用包括译码器的行扫描电路(行选择电路)。

行选择电路具有根据来自地址译码器的地址信号输出用于意图从其读出像素信号的读取行和从其将像素的光电转换元件中累积的电荷放电以执行复位的快门行的行地址的行选择信号的功能。

至今为止，关于这样的行选择电路中的快门控制等已经提出各种提案。例如，在日本专利特开2008-193618和2008-288903中描述了快门控制等。

发明内容

现在，当前的照相机系统基本上是显示在捕获静止图像之前的状态(预览)的图像的系统。

在预览中，对于静止图像被捕获的全部像素，执行由于消去等而按比例缩小的操作。

为此，当捕获静止图像时发生模式变化。从而，产生如下问题，需要花给定的时间(快门迟滞时间(shutter lag time))来保持在相机的快门操作的开始阶段和捕获静止图像的时间点之间的不必要的(一个或多个)帧。

特别地，具有在其内部生成同步信号的功能的图像传感器(固态图像拾取元件)涉及在模式变化的阶段中输出关于(一个或多个)不必要帧的数据的问题。

具有在其内部生成同步信号的功能的图像传感器主要用于移动式电话等等。

至今，在移动式电话等等的图像处理系统性能相对较低的类别中，因为图像处理的时段长于图像传感器的快门迟滞时间，所以还没有引起显著的问题。

然而，随着图像处理系统的性能的提高，图像传感器的快门迟滞时间成为不可忽略的时间。

目前，与数字静态照相机的功能相同的功能对于也在移动式电话等等中的照相机同样是必要的，因此缩短快门迟滞时间已经成为课题。

下面将更详细地描述关于快门迟滞时间的问题。

图1是示出图像传感器中的一般模式变化的阶段中的情况的时序图。

此外，图1是从1/2消去到全分辨率的模式变化的例子。

此外，图1示出了其中在从图像传感器读出关于1/2消去帧的数据时发出模式改变命令(Mode Change Command，MCC)并且没有改变曝光时段tET的设置的情况。

在此例子中，图像传感器根据读取基准而操作，并且从而在对应于曝光时段tET的时段之前向读取地址发出电子快门命令，以便实现曝光时段tET。此外，在此例子中，采用了其中根据垂直同步信号V SYNC反映模式变化命令MCC的系统。

在图1中，参考符号SHR指明垂直电子快门地址，以及参考符号RD指明垂直读取地址。

在上述系统中，在发出了模式变化命令MCC之后在发出垂直同步信号V SYNC时和以前，快门根据对于1/2消去帧的寻址而执行快门操作。此外，在发出垂直同步信号V SYNC时和以后，快门根据对于全分辨率帧的寻址而执行快门操作。

为此，在帧FRM(frame)#1中，对于设置的曝光时段tET，曝光时段tETn、tETm变得不适当。

因为取决于读取地址，曝光时段不是恒定的，所以难于通过图像传感器的后级的信号处理电路来校正时段tETn。此外，可能不能避免帧FRM#1的快门操作变得比模式变化命令MCC的发出还早。

为此，因为生成了曝光时段不恒定的帧FRM#1，所以在模式变化命令MCC发出之后的帧FRM#1变成不必要的帧。

在这种情况下，快门迟滞时间的范围为从发出快门命令到对应于帧FRM(帧)#2的输出的位置的时间点，从而出于缩短快门迟滞时间的目的而缩短不必要的帧成为课题。