固态成像设备、其控制方法和驱动方法以及电子装置
阅读：502发布：2020-05-08
专利汇可以提供固态成像设备、其控制方法和驱动方法以及电子装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本公开涉及一种能够降低功耗的固态成像设备、其控制方法和驱动方法以及 电子 装置。列AD部被设置用于 像素 阵列部的各个列，并且列使能控制部根据成像模式可编程地控制列AD部的操作。本公开适用于例如CMOS图像 传感器 。，下面是固态成像设备、其控制方法和驱动方法以及电子装置专利的具体信息内容。
1.一种固态成像设备，包括：
像素阵列部；
列AD部，被配置成为所述像素阵列部中的每一列布置；以及
列使能控制部，被配置为根据成像模式可编程地控制所述列AD部的操作。
2.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中，
所述列使能控制部根据所述成像模式控制对应于被设置为读出对象的列的所述列AD部的操作。
3.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中，
所述列使能控制部根据基于所述成像模式设置的感兴趣区域的位置，来控制所述列AD部的操作。
4.根据权利要求3所述的固态成像设备，其中，
所述感兴趣区域包括在运动检测模式中检测到运动的区域。
5.根据权利要求3所述的固态成像设备，其中，
所述感兴趣区域包括在行人检测模式中检测到人体的整体或部分的区域。
6.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中，
所述列使能控制部基于多个参数控制用于操作所述列AD部的操作信号的输出。
7.根据权利要求6所述的固态成像设备，其中，
所述参数包括位于作为读出对象的连续列的一端的列的列号和位于所述连续列的另一端的列的列号。
8.根据权利要求6所述的固态成像设备，其中，
所述参数包括作为周期性读出对象的各个列中未作为读出对象的连续列的数量。
9.根据权利要求6所述的固态成像设备，其中，
所述参数包括位于部分未作为读出对象的连续列的一端的列的列号以及部分未作为读出对象的所述连续列的数量。
10.根据权利要求6所述的固态成像设备，其中，
允许以帧为单位设置所述参数。
11.根据权利要求6所述的固态成像设备，其中，
所述列使能控制部具有将所述操作信号输出到所述列AD部的寄存器。
12.根据权利要求11所述的固态成像设备，其中，
所述列使能控制部具有包括触发器的移位寄存器，所述触发器用于将所述操作信号输出到所述列AD部。
13.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中，
所述列AD部包括负载MOS晶体管，并且
所述列使能控制部切断提供给包括在对应于不操作的列的所述列AD部中的所述负载MOS晶体管的电流。
14.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中，
所述列AD部包括比较器，并且
所述列使能控制部部分或全部切断提供给包括在对应于不操作的列的所述列AD部中的所述比较器的电流。
15.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中，
所述列AD部包括计数器，并且
所述列使能控制部停止向包括在对应于不操作的列的所述列AD部中的所述计数器提供输入时钟。
16.一种控制固态成像设备的方法，所述方法包括：
根据成像模式可编程地控制为像素阵列部中的每一列布置的列AD部的操作。
17.一种电子装置，包括：
固态成像设备，所述固态成像设备包括：
像素阵列部，
列AD部，被配置成为所述像素阵列部中的每一列布置，以及
列使能控制部，被配置为根据成像模式可编程地控制所述列AD部的操作。
18.一种固态成像设备，包括：
像素驱动部，被配置为以通过在单帧内划分像素区域而形成的多个单元区域中的每一个不同的曝光时间驱动像素；以及
计算部，被配置为基于每个单元区域的像素值来计算最佳曝光时间，其中，所述像素驱动部以计算的最佳曝光时间从下一帧起驱动所述像素。
19.根据权利要求18所述的固态成像设备，其中，
所述像素驱动部根据对应于成像模式的时间，以在所述单帧内的每个单元区域不同的曝光时间驱动所述像素。
20.根据权利要求19所述的固态成像设备，其中，
当在成像范围内检测到运动时，所述像素驱动部以在所述单帧内的每个单元区域不同的曝光时间驱动所述像素。
21.根据权利要求19所述的固态成像设备，其中，
每当经过固定时间时，所述像素驱动部以在所述单帧内的每个单元区域不同的曝光时间驱动所述像素。
22.根据权利要求19所述的固态成像设备，其中，
当检测到照度变化超过预定阈值时，所述像素驱动部以在所述单帧内的每个单元区域不同的曝光时间驱动所述像素。
23.根据权利要求18所述的固态成像设备，其中，
所述像素驱动部通过交错所述单帧内的每个单元区域的快门时间来以每个单元区域不同的曝光时间驱动所述像素。
24.根据权利要求18所述的固态成像设备，其中，
所述像素驱动部通过交错所述单帧内的每个单元区域的读取时间来以每个单元区域不同的曝光时间驱动所述像素。
25.根据权利要求18所述的固态成像设备，其中，
所述计算部基于作为每个单元区域的亮度值的平均的亮度平均值来计算所述最佳曝光时间。
26.根据权利要求25所述的固态成像设备，其中，
所述计算部基于从每个单元区域的所述亮度平均值中在预定有效范围内的亮度平均值获得的评估值，来计算所述最佳曝光时间。
27.根据权利要求25所述的固态成像设备，其中，
所述计算部基于单元区域的曝光时间计算所述最佳曝光时间，所述单元区域对应于每个单元区域的亮度平均值中更接近预定目标值的亮度平均值。
28.根据权利要求18所述的固态成像设备，其中，
所述单元区域是通过将所述像素区域分成多行而形成的行单元区域。
29.根据权利要求18所述的固态成像设备，其中，
所述单元区域包括使用区域ADC方法的区域。
30.根据权利要求18所述的固态成像设备，其中，
所述像素区域包括对应于成像元件的所有像素的区域。
31.根据权利要求18所述的固态成像设备，其中，
所述像素区域包括感兴趣区域。
32.一种驱动固态成像设备的方法，所述方法包括：
以通过在单帧内划分像素区域而形成的多个单元区域中的每一个不同的曝光时间驱动像素；
基于每个单元区域的像素值来计算最佳曝光时间；并且
以计算的最佳曝光时间从下一帧起驱动所述像素。
33.一种电子装置，包括：
固态成像设备，所述固态成像设备包括：
像素驱动部，被配置为以通过在单帧内划分像素区域而形成的多个单元区域中的每一个不同的曝光时间驱动像素；以及
计算部，被配置为基于每个单元区域的像素值来计算最佳曝光时间，所述像素驱动部以计算的最佳曝光时间从下一帧起驱动所述像素。
固态成像设备、其控制方法和驱动方法以及电子装置
技术领域
[0001] 本公开涉及一种固态成像设备、控制固态成像设备的方法、驱动固态成像设备的方法以及电子装置。更具体地，本公开涉及一种能够节省功耗的固态成像设备、控制固态成像设备的方法、驱动固态成像设备的方法以及电子装置。
背景技术
[0003] 在诸如执行间隔读出(thinning readout)或执行ROI读出的成像模式中，利用通过列AD方法操作的CMOS图像传感器，仅部分列作为读出对象，但是所有列都被操作。这导致了浪费功率。
[0005] 此外，PTL 2公开了一种配置，其在ROI读出时，允许控制像素列的部分范围的读出，以便节省功耗。
[0006] 引用列表
[0008] PTL 1：日本专利公开第2007-142738号
[0009] PTL 2：日本专利公开第2012-165168号发明内容
[0010] 技术问题
[0011] 然而，PTL 1的配置不能进行区域裁剪。PTL 2的配置没有间隔读出的能力。即，如果不借助读出模式，这些配置不能节省功耗。
[0012] 考虑到上述情况和节省功耗的目的，设计了本公开。
[0013] 问题解决方案
[0014] 根据本公开的第一方面，提供了一种固态成像设备，包括：像素阵列部；列AD部，被配置为为像素阵列部中的每一列设置；以及列使能控制部，被配置为根据成像模式可编程地控制列AD部的操作。
[0015] 根据本公开的第一方面，提供了一种控制固态成像设备的方法，方法包括：根据成像模式可编程地控制为像素阵列部中的每一列设置的列AD部的操作。
[0016] 根据本公开的第一方面，提供了一种电子装置，包括固态成像设备，固体成像设备包括：像素阵列部；列AD部，被配置为为像素阵列部中的每一列设置；以及列使能控制部，被配置为根据成像模式可编程地控制列AD部的操作。
[0017] 根据本公开的第一方面，根据成像模式可编程地控制为像素阵列部中的每一列设置的列AD部的操作。
[0018] 根据本公开的第二方面，提供了一种固态成像设备，包括：像素驱动部，被配置为以通过在单帧内划分像素区域而形成的多个单元区域中的每一个不同的曝光时间驱动像素；以及计算部，被配置为基于每个单元区域的像素值来计算最佳曝光时间，其中，像素驱动部以计算的最佳曝光时间从下一帧起驱动像素。
[0019] 根据本公开的第二方面，提供了一种驱动固态成像设备的方法，方法包括：以通过在单帧内划分像素区域而形成的多个单元区域中的每一个不同的曝光时间驱动像素；基于每个单元区域的像素值来计算最佳曝光时间；并且以计算的最佳曝光时间从下一帧起驱动像素。
[0020] 根据本公开的第二方面，提供了一种电子装置，包括固态成像设备，固体成像设备包括：像素驱动部，被配置为以通过在单帧内划分像素区域而形成的多个单元区域中的每一个不同的曝光时间驱动像素；以及计算部，被配置为基于每个单元区域的像素值来计算最佳曝光时间，像素驱动部以计算的最佳曝光时间从下一帧起驱动像素。
[0021] 根据本公开的第二方面，以通过在单帧内划分像素区域而形成的多个单元区域中的每一个不同的曝光时间驱动像素。基于每个单元区域的像素值来计算最佳曝光时间。以计算的最佳曝光时间从下一帧起驱动像素。附图说明
[0022] [图1]是描绘根据本公开的固态成像设备的示例性配置的框图；
[0023] [图2]是描绘列AD部的示例性配置的框图；
[0024] [图3]是说明在ROI读出时的列操作的示图；
[0025] [图4]是说明在H方向插值读出时的列操作的示图；
[0026] [图5]是说明在H方向ROI读出加上H方向插值读出时的列操作的示图；
[0027] [图6]是说明在H方向多ROI读出时的列操作的示图；
[0028] [图7]是说明根据读取行的列操作的示图；
[0029] [图8]是描绘列使能控制部的示例性配置的框图；
[0030] [图9]是描绘列使能控制部的第一示例性实现的框图；
[0031] [图10]是描绘列使能控制部的操作的时序图；
[0032] [图11]是描绘列使能控制部的其他操作的时序图；
[0033] [图12]是描绘列使能控制部的其他操作的时序图；
[0034] [图13]是描绘列使能控制部的第二示例性实现的框图；
[0035] [图14]是说明列使能控制部的操作的示图；
[0036] [图15]是说明列使能控制部的其他操作的示图；
[0037] [图16]是说明列使能控制部的其他操作的示图；
[0038] [图17]是描绘列使能控制部的第三示例性实现的框图；
[0039] [图18]是说明列使能控制部的操作的示图；
[0040] [图19]是说明列使能控制部的其他操作的示图；
[0041] [图20]是说明控制到列AD部的功率的方法的示图；
[0042] [图21]是说明使用监控摄像机的示例的示图；
[0043] [图22]是说明使用监控摄像机的另一示例的示图；
[0044] [图23]是说明作为读出对象的列的切换的示图；
[0045] [图24]是描绘根据本公开的电子装置的示例性配置的框图；
[0046] [图25]是说明根据本公开的技术的概述的示图；
[0047] [图26]是描绘固态成像设备的示例性配置的框图；
[0048] [图27]是描绘像素驱动部的示例性配置的框图；
[0049] [图28]是说明计数器保持信号的示图；
[0050] [图29]是描绘评估值计算部的示例性配置的框图；
[0051] [图30]是描绘曝光参数计算部的第一示例性配置的框图；
[0052] [图31]是说明OPD值的合成的示图；
[0053] [图32]是说明曝光参数的确定的示图；
[0054] [图33]是描绘曝光参数计算部的第二示例性配置的框图；
[0055] [图34]是说明最佳IT计算过程的流程图；
[0056] [图35]是说明最佳IT的计算的示图；
[0057] [图36]是说明根据成像模式的操作的流程图；
[0058] [图37]是说明根据成像模式的其他操作的流程图；
[0059] [图38]是说明根据成像模式的其他操作的流程图；
[0060] [图39]是说明点区域的AE的示图；
[0061] [图40]是说明单帧AE的另一示例的示图；
[0062] [图41]是描绘像素驱动部的另一示例性配置的框图；
[0063] [图42]是说明单帧AE的又一示例的示图；
[0064] [图43]是描绘像素驱动部的又一示例性配置的框图；
[0065] [图44]是说明单帧AE的又一示例的示图；
[0066] [图45]是描绘像素驱动部的又一示例性配置的框图；
[0067] [图46]是说明单帧AE的又一示例的示图；
[0068] [图47]是描绘像素驱动部的又一示例性配置的框图；
[0069] [图48]是说明单帧AE的又一示例的示图；
[0070] [图49]是说明单帧AE的又一示例的示图；
[0071] [图50]是描绘电子装置的示例性配置的框图。
具体实施方式
[0072] 下面描述用于实现本技术的优选实施方式(称为实施方式)。将根据以下标题给出描述：
[0073] 1.第一实施方式
[0074] 1-1.根据本公开的固态成像设备的配置
[0075] 1-2.读出模式和列操作
[0076] 1-3.列使能控制部的配置和操作
[0077] 1-4.控制到列AD部的功率的方法
[0078] 1-5.使用示例和替代示例
[0079] 1-6.根据本公开的电子装置的配置
[0080] 2.第二实施方式
[0081] 2-1.根据本公开的技术的概述
[0082] 2-2.固态成像设备的配置
[0083] 2-3.像素驱动部的配置
[0084] 2-4.评估值计算部的配置
[0085] 2-5.曝光参数计算部的配置
[0086] 2-6.使用示例
[0087] 2-7.替代示例
[0088] 2-8.根据本公开的电子装置的配置
[0089] <1.第一实施方式>
[0090] <1-1.根据本公开的固态成像设备的配置>
[0091] (固态成像设备的示例性配置)
[0092] 图1是描绘根据本公开的固态成像设备的示例性配置的框图。
[0093] 固态成像设备1被配置为CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器。固态成像设备1包括像素区域(像素阵列部)3和外围电路部，像素区域3具有在半导体衬底(例如，硅衬底)上二维规则排列的多个像素2。
[0094] 像素2具有光电转换部(例如，光电二极管)和多个像素晶体管(MOS晶体管)。多个像素晶体管由三个晶体管构成，例如，传输晶体管(transfer transistor，转移晶体管)、重置晶体管和放大晶体管。或者，多个晶体管可以由四个晶体管构成，即上述三个晶体管加上一个选择晶体管。
[0096] 外围电路部配置有像素驱动部4、列AD部5、列使能控制部6、输出电路7和控制电路8。
[0097] 例如，控制电路8配置有CPU(中央处理单元)。使用预定的程序和参数，控制电路8控制像素驱动部4、列AD部5和列使能控制部6。
[0098] 像素驱动部4选择像素驱动线，并向选择的像素驱动线提供脉冲，以行为单位驱动像素。即，像素驱动部4在垂直方向上以行为单位依次选择性地扫描像素阵列部3中的像素2。然后，像素驱动部4基于每个像素2的光电转换部根据由此接收的光量产生的信号电荷，经由垂直信号线9向每个列AD部5提供像素信号。
[0099] 列AD部5都配置有例如单斜率AD转换电路。为像素阵列部3中的每一列像素2提供列AD部5。列AD部5对从每列的一条线的像素2输出的信号执行信号处理，例如，噪声去除。具体地，列AD部5执行包括CDS(相关双采样)的信号处理，用于去除像素2特有的固定模式噪声、信号放大和AD转换。列AD部5的输出级具有与水平信号线10连接的水平选择开关(未示出)。
[0100] 列使能控制部6控制列AD部5的操作。具体地，在控制电路8的控制下，列使能控制部6根据成像模式提供对列AD部5的操作的可编程控制。来自每个列AD部5的像素信号被输出到水平信号线10。
[0101] 输出电路7在输出处理后的信号之前，对从每个列AD部5经由水平信号线10依次提供的信号执行信号处理。输出电路7可以仅执行缓存，或者可以执行各种数字信号处理操作，包括例如黑标准调整和列变化校正。
[0102] (列AD部的示例性配置)
[0103] 图2是描绘列AD部5的示例性配置的框图。
[0104] 列AD部5都配置有负载MOS晶体管11、比较器12、计数器13和锁存电路14。
[0105] 负载MOS晶体管(LM)11与垂直信号线9连接。该连接使得像素2的放大晶体管和负载MOS晶体管11构成源输出电路(source follower circuit)。
[0107] 计数器(CN)13执行相互切换的递增计数操作和递减计数操作。当比较器12的输出反转时，计数器13终止递增计数操作和递减计数操作。从递增计数操作和递减计数操作获得的计数值在作为数字数据输出之前保存在锁存电路14中。
[0108] <1-2.读出模式和列操作>
[0109] 在本实施方式的固态成像设备1中，列使能控制部6在对应于成像模式的读出模式中仅操作必要列的列AD部5，并且停止不必要列的列AD部5的操作。
[0110] 下面参考图3至图7说明不同读出模式下的示例性列操作。
[0111] (ROI读出模式)
[0112] 图3是说明ROI(感兴趣区域)读出模式中的列操作的示图。
[0113] 图3描绘了像素阵列部3、列AD部5和列使能控制部6。
[0114] 在图3中，列AD部5都被描绘为表示每列设置的负载MOS晶体管、比较器和计数器的三个矩形。在列AD部5由灰色矩形指示的情况下，假设这些列AD部5被操作。在列AD部5由白色矩形指示的情况下，假设这些列AD部5被停止操作。同样的假设也适用于图4至图7。
[0115] 在图3的示例中，从ROI读取像素2，ROI设置在像素阵列部3在水平方向(H方向)的部分区域和在垂直方向(V方向)的部分区域中。
[0116] 在这种情况下，列使能控制部6操作对应于ROI的H方向的列的列AD部5，并且停止操作对应于其他列的列AD部5。注意，对应于ROI的V方向的像素行由像素驱动部4选择性地驱动。
[0117] 以这种方式，根据设定的ROI的位置仅操作需要的列，同时停止不需要的列的操作。这可以节省功耗。
[0118] (H方向插值读出模式)
[0119] 图4是说明在H方向插值读出模式下的列操作的示图。
[0120] 在图4的示例中，当读出时，像素阵列部3的像素2以预定数量的列为单位在H方向上插值。
[0121] 在这种情况下，列使能控制部6以像素在像素阵列部3的H方向上插值的列为单位操作列AD部5，并且停止操作其他列的列AD部5。在图4的示例中，列AD部5从像素阵列部3的最左边的列以三列的间隔被操作。
[0122] 以这种方式，仅根据设置的插值间隔操作需要的列，同时停止操作不需要的列。这可以节省功耗。
[0123] 上面已经说明了H方向插值读出模式中的列操作。在当在H方向上读取时减薄像素的H方向间隔读出模式中，列操作同样根据设置的减薄间隔来执行。
[0124] (H方向ROI读出加H方向插值读出模式)
[0125] 图5是说明在执行H方向ROI读出和H方向插值读出的读出模式中的列操作的示图。
[0126] 在图5的示例中，当读出时，在像素阵列部3的H方向的部分区域中设置的ROI的像素2在H方向以预定数量的列为单位插值。
[0127] 在这种情况下，列使能控制部6以像素在ROI的H方向上插值的列为单位操作列AD部5，并且停止其他列的列AD部5的操作。在图5的示例中，列AD部5从ROI的最左边的列以三列的间隔操作。
[0128] 以这种方式，仅根据设置的ROI的位置和插值间隔操作需要的列，同时停止操作不需要的列。这可以节省功耗。
[0129] (H方向多ROI读出模式)
[0130] 图6是说明在H方向多ROI读出模式下的列操作的示图。
[0131] 在图6的示例中，像素阵列部3的H方向的部分区域中设置的两个ROI的像素2被读出。
[0132] 在这种情况下，列使能控制部6操作对应于H方向上两个ROI中的每一个的列的列AD部5，并且停止其他列的列AD部5的操作。
[0133] 以这种方式，仅根据设置的多个ROI的位置操作需要的列，同时停止操作不需要的列。这可以节省功耗。
[0134] (根据读取行的列操作)
[0135] 图7是说明根据读取行的列操作的示图。
[0136] 图7的左侧描绘了在读取用于黑标准调整(black level adjustment)的OPB区域时的列操作。图7中的右侧示出了在读取ROI作为有效像素区域时的列操作。
[0137] 在图7的示例中，OPB区域设置在除了像素阵列部3的H方向两端的几列之外的几个顶行中。此外，ROI设置在像素阵列部3的H方向的部分区域中和V方向的部分区域中。
[0138] 在读取OPB区域时，列使能控制部6(未示出)操作在H方向上对应于OPB区域的列的列AD部5，并且停止操作其他列的列AD部5。
[0139] 相反，在读取有效像素区域(ROI)时，列使能控制部6(未示出)操作在H方向上对应于ROI的列的列AD部5，并且停止操作其他列的列AD部5。
[0140] 通常，OPB区域中像素值的平均值被用于黑标准调整。然而，在要从OPB区域内读取的像素的采样数量小的情况下，黑标准调整的精度降低。即，在黑标准调整时仅操作对应于ROI的列的列AD部5的情况下，担心黑标准调整的精度会降低。
[0141] 在这种情况下，如图7的示例，操作对应于在H方向上比ROI宽的OPB区域的列的列AD部5。这能够抑制黑标准调节精度的降低。
[0142] 以这种方式，可以根据读取行来动态控制要操作的列的范围。这允许有效地节省功耗。
[0143] 如上所述，本实施方式的固态成像设备1使得可以节省功耗，而不借助读出模式。
[0144] <1-3.列使能控制部的配置和操作>
[0145] 下面说明实现上述列操作控制的列使能控制部的配置和操作。
[0146] (列使能控制部的配置)
[0147] 图8是描绘列使能控制部6的示例性配置的示图。
[0148] 列使能控制部6在运行在特定固件上的CPU 30的控制下，控制操作操作列AD部5的操作信号(列使能信号)的输出。
[0149] 列使能控制部6包括控制器31和寄存器32。
[0150] 控制器31在CPU 30的控制下控制寄存器32的操作。寄存器32包括用于向列的列AD部5输出列使能信号的寄存器。
[0151] 在图8的示例中，假设列的总数为N。将列使能信号列0使能、列1使能、列2使能、……、列N-1使能(＝COLEN[0]，COLEN[1]，COLEN[2]，...，COLEN[N-1])输出到列的列AD部5。
[0152] 具体地，控制器31向寄存器32输出设置信号，用于基于从CPU 30提供的参数来设置要操作的列。根据来自控制器31的设置信号，确定输出列使能信号的寄存器32。
[0153] 根据成像模式(读出模式)设置CPU 30提供的参数。这些参数允许根据成像模式可编程控制列AD部5的操作。
[0154] 以下是列使能控制部6的示例性实现的具体描述。
[0155] (列使能控制部的第一示例性实现)
[0156] 图9是描绘列使能控制部6的第一示例性实现的框图。图9中的列使能控制部6还在已写入特定固件的CPU 40的控制下，控制用于操作列AD部5的列使能信号的输出。
[0157] 列使能控制部6包括移位控制器41、移位寄存器42和时钟控制器43。
[0158] 基于CPU 40提供的参数，移位控制器41向移位寄存器42输出用于设置要操作的列的设置信号CLM_SET。
[0159] CPU 40提供的参数例如包括COL_START、COL_END、COL_SKIP、COL_OFF#、COL_OFFWID#。
[0160] 参数COL_START和COL_END分别表示作为读出对象的连续列的一端(开始)的列号和另一端(结束)的列号。
[0161] 参数COL_SKIP表示作为周期性读出对象的单独列中没有作为读出对象的连续列(要跳过的列)的数量。换言之，COL_SKIP表示在H方向间隔读出模式中要减薄的数量。
[0162] 参数COL_OFF#和COL_OFFWID#分别表示没有部分作为读出对象的连续列的一端的列的列号以及从该列开始的连续列的数量。
[0163] 此外，基于CPU 40提供的重置信号COLEN_RESET，移位控制器41向移位寄存器42输出设置信号CONFIG_DONE，该信号表示促使移位寄存器42设置该设置信号CLM_SET的内容(是否操作列)的时段。
[0164] 此外，基于CPU 40提供的重置信号COLEN_RESET，移位控制器41向时钟控制器43输出用于使时钟控制器43输出时钟信号的操作信号SCHEN_CLK_EN。
[0165] 根据来自移位控制器41的操作信号SHIFT_CLK_EN，时钟控制器43向移位寄存器42输出时钟信号SHIFT_CLK。
[0166] 在由设置信号CONFIG_DONE表示的时段期间，移位寄存器42根据时钟信号SHIFT_CLK将设置信号CLM_SET的内容设置到每一列。在由设置信号CONFIG_DONE表示的时段结束时，移位寄存器42输出列使能信号COLEN，每个列使能信号COLEN反映设置到每个列的设置信号CLM_SET的内容。
[0167] 具体地，移位寄存器42包括对应于列0至列N-1的触发器。每个触发器的输出被输入到为每列提供的与门的一个输入端。设置信号CONFIG_DONE被输入到与门的另一输入端。与门的输出端输出列使能信号COLEN。即，当触发器的输出和设置信号CONFIG_DONE都变为“H(高)”时，列使能信号COLEN被输出到每一列。
[0168] (列使能控制部的操作)
[0169] 下面参考图10至图12中的时序图描述图9中的列使能控制部6的操作。注意，在下面的描述中，也假设列的总数为N。
[0170] 图10是描绘列使能控制部6在H方向ROI读出模式下的操作的时序图。
[0171] 首先，当来自CPU 40的重置信号COLEN_RESET为“H”时，移位控制器41使操作信号SHIFT_CLK_EN变为“H”。随着操作信号SHIFT_CLK_EN变为“H”，时钟控制器43开始向移位寄存器42输出时钟信号SHIFT_CLK。操作信号SHIFT_CLK_EN为“H”的时段持续时钟信号SHIFT_CLK的N个时钟周期。
[0172] 当来自CPU 40的重置信号COLEN_RESET从“H”变为“L”(低)时，移位控制器41使设置信号CONFIG_DONE从“H”变为“L”。设置信号CONFIG_DONE为“L”的时段持续时钟信号SHIFT_CLK的N个时钟周期。
[0173] 在设置信号CONFIG_DONE为“L”的时段内(在N个时钟周期中)，移位寄存器42根据时钟信号SHIFT_CLK将设置信号CLM_SET的内容设置到每一列。具体地，移位寄存器42将对应于作为读出对象的列的每个触发器的输出保持为“H”。
[0174] 在图10的示例中，在设置信号CONFIG_DONE变为“L”之后的N-COL_END-1的时钟周期内，设置信号CLM_SET为“L”。此后，在COL_END-COL_START+1的时钟周期内，设置信号CLM_SET为“H”。然后，在剩余的COL_START的时钟周期内直到设置信号CONFIG_DONE变为“H”，设置信号CLM_SET为“L”。
[0175] 以这种方式，移位寄存器42将对应于从COL_START列到COL_END列的范围的列的每个触发器的输出保持为“H”。
[0176] 当设置信号CONFIG_DONE从“L”变为“H”时，移位寄存器42使列使能信号COLEN从对应于从COL_START列到COL_END列的范围的列的与门输出。
[0177] 在上述操作中，从COL_START列到COL_END列的范围的列可以从ROI在H方向读取。
[0178] 在上述操作中，时钟控制器43仅在设置信号CONFIG_DONE为“L”的时段内操作。这使得能够抑制列使能控制部6的功耗。
[0179] 此外，可以仅通过使用参数COL_START和COL_END的设置来高度自由地设置ROI的范围(位置)。
[0180] 图11是描绘列使能控制部6在H方向ROI读出加上H方向插值(减薄)读出模式下的操作的时序图。
[0181] 在图11中，除了设置信号CLM_SET之外的信号与图10的示例中的相同。
[0182] 在图11的示例中，在设置信号CONFIG_DONE变为“L”之后的N-COL_END-1的时钟周期期间，设置信号CLM_SET为“L”。此后，设置信号CLM_SET在以COL_SKIP时钟周期为间隔的一个时钟周期期间变为“H”。然后，在剩余的COL_START时钟周期内直到设置信号CONFIG_DONE变为“H”，设置信号CLM_SET为“L”。
[0183] 以这种方式，移位寄存器42将与从COL_START列到COL_END列的范围的列中以COL_SKIP列为间隔的列对应的触发器的输出保持为“H”。
[0184] 当设置信号CONFIG_DONE从“L”变为“H”时，移位寄存器42使得列使能信号COLEN从与COL_START列到COL_END列的以COL_SKIP列为间隔的列对应的与门输出。
[0185] 在上述操作中，当读出时，可以以COL_SKIP+1列的间隔差值(减薄)从COL_START列到COL_END列的范围的H方向的ROI。
[0186] 在上述操作中，时钟控制器43仅在设置信号CONFIG_DONE为“L”的时段内操作。这使得能够抑制列使能控制部6的功耗。
[0187] 此外，仅通过使用参数COL_START、COL_END和COL_SKIP的设置，可以高自由度地灵活设置ROI的位置和插值(减薄)间隔。
[0188] 图12是描绘列使能控制部6在H方向多ROI读出模式下的操作的时序图。
[0189] 同样在图12中，除了设置信号CLM_SET之外的信号也与图10的示例中的相同。
[0190] 在图12的示例中，在设置信号CONFIG_DONE变为“L”之后，在N-COL_END-1的时钟周期期间，设置信号CLM_SET为“L”。此后，在COL_END-COL_START+1的周期期间，设置信号CLM_SET为“H”。然后，在剩余的COL_START时钟周期内直到设置信号CONFIG_DONE变为“H”，设置信号CLM_SET为“L”。
[0191] 然而，要注意的是，设置信号CLM_SET仅在比设置信号CONFIG_DONE变为“H”的时间早COL_OFF1时钟周期的COL_OFFWID1的时钟周期期间和比设置信号CONFIG_DONE变为“H”的时间早COL_OFF2时钟周期的COL_OFFWID2时钟周期期间是“L”。
[0192] 以这种方式，移位寄存器42保持触发器的输出为“H”，该触发器的输出对应于从COL_START列到COL_END列的范围的列，除了从列COL_OFF1到列COL_OFFWID1的范围的不作为读出对象的那些列以及从列COL_OFF2到列COL_OFFWID2的范围的不作为读出对象的那些列。
[0193] 当设置信号CONFIG_DONE从“L”变为“H”时，移位寄存器42使得列使能信号COLEN从与门输出，该与门对应于从COL_START列到COL_END列的范围的列，除了不作为读出对象的那些列。
[0194] 在上述操作中，执行H方向多ROI读出。
[0195] 在上述操作中，时钟控制器43仅在设置信号CONFIG_DONE为“L”的时段内操作。这使得能够抑制列使能控制部6的功耗。
[0196] 此外，可以仅通过使用参数COL_OFF#和COL_OFFWID#的设置来高自由度地设置不作为读出对象的列的范围。
[0197] (列使能控制部的第二示例性实现)
[0198] 图13是描绘列使能控制部6的第二示例性实现的框图。图13中的列使能控制部6还在已写入特定固件的CPU 50的控制下，控制用于操作列AD部5的列使能信号的输出。
[0199] 列使能控制部6包括为每列提供的跳跃解码器(skip decoder)51和比较器52。
[0200] 跳跃解码器51基于CPU 50提供的参数COL_START和COL_SKIP输出设置信号PHASE_EN[m]，该信号参考由参数COL_START表示的列来设置在列计数为M(相位计数M)的循环中要跳过的列。参考字符m的范围从0到M-1。
[0201] 具体地，在(COL_START+m)％(COL_SKIP+1)＝0的情况下，设置信号PHASE_EN[m]是“H”。在此处，符号％表示取余运算。
[0202] 基于CPU 50提供的参数COL_START和COL_END，比较器52输出列使能标志ARE_EN[n]，该标志指示每个列是否为读出对象。当列的总数假设为N时，数量n的范围从0到N-1。
[0203] 具体地，当满足COL_START≤n和COL_END≥n的关系时，列使能标志AREA_EN[n]为“H”。
[0204] 图13中的列使能控制部6包括用于每个列的与门，与门将列使能信号COLEN输出到相应的列。列使能标志AREA_EN[n]输入到列n的与门的一个输入端。设置信号PHASE_EN[n％m]输入到与门的另一输入端。即，当列使能标志AREA_EN[n]和设置信号PHASE_EN[n％m]都变为“H”时，列使能信号COLEN输出到每一列。
[0205] (列使能控制部的操作)
[0206] 下面参考图14至图16描述图13中的列使能控制部6的操作。在以下描述中，假设列的数量N为22。
[0207] 图14是说明列使能控制部6在H方向ROI读出模式下的操作的示图。
[0208] 在图14的示例中，参数COL_START被设置为4，参数COL_END被设置为18。假定该设置，对于列4到列18，列使能标志AREA_EN[4]……、AREA_EN[18]变为“H”。
[0209] 同样在图14的示例中，参数COL_SKIP被设置为0，并且设置信号PHASE_EN[7：0]以二进制符号表示为1111_1111。即，在一个8列的循环中，所有列的设置信号PHASE_EN[m]变为“H”，因此没有被跳过的列。
[0210] 在上述操作中，通过使用参数COL_START、COL_END和COL_SKIP的设置，可以在从列4到列18的范围内设置沿H方向的ROI。
[0211] 图15是说明列使能控制部6在H方向ROI读出加上H方向插值(减薄)读出模式中的操作的示图。
[0212] 在图15的示例中，参数COL_START被设置为4，并且参数COL_END被设置为18。假设该设置，对于列4到列18，列使能标志AREA_EN[4]……、AREA_EN[18]变为“H”。
[0213] 同样在图15的示例中，参数COL_SKIP被设置为3，并且设置信号PHASE_EN[7：0]以二进制符号表示为0001_0001。具体地，对于0到7的参考字符m，(COL_START+m)％(COL_SKIP+1)分别表示为1、0、0、0、1、0、0、0。即，在8列的循环中，对于列1和列5，设置信号PHASE_EN[m]为“H”，从而跳过列2至列4和列6至列8。
[0214] 在上述操作中，参数COL_START、COL_END和COL_SKIP的设置允许在读出时以3列的间隔、从列4开始、对从列4到列18范围的H方向上的ROI进行插值(减薄)。
[0215] 图16是说明列使能控制部6在H方向ROI读出加上H方向插值(减薄)读出模式中的操作的示图。
[0216] 在图16的示例中，参数COL_START被设置为6，并且参数COL_END被设置为16。假设该设置，对于列6到列16，列使能标志AREA_EN[6]……、AREA_EN[16]变为“H”。
[0217] 此外，在图16的示例中，参数COL_SKIP被设置为3，并且设置信号PHASE_EN[7：0]以二进制符号表示为0100_0100。具体地，对于0到7的参考字符m，(COL_START+m)％(COL_SKIP+1)分别表示为0、0、1、0、0、0、1、0。即，在8列的循环中，对于列3和列7，设置信号PHASE_EN[m]为“H”，从而跳过列1、2、4至6和8。
[0218] 在上述操作中，参数COL_START、COL_END和COL_SKIP的设置允许在读出时以3列的间隔、从列6开始、对从列6到列16范围的H方向上的ROI进行插值(减薄)。
[0219] (列使能控制部的第三示例性实现)
[0220] 图17是描绘列使能控制部6的第三示例性实现的框图。图17中的列使能控制部6还在已写入特定固件的CPU 60的控制下，控制用于操作列AD部5的列使能信号的输出。
[0221] 列使能控制部6包括为每个列提供的跳跃解码器61和比较器62。
[0222] 与图13中的跳跃解码器51一样，跳跃解码器61基于CPU 60提供的参数COL_START和COL_SKIP输出PHASE_EN[m]。
[0223] 基于CPU 60提供的参数COL_START、COL_END、COL_START1、COL_END1、COL_START2和COL_END2，比较器62输出列使能标志AREA_EN[n]，该标志指示每个列是否作为读出对象。
[0224] 具体地，当满足COL_START≤n和COL_END≥n的关系、COL_START1≤n和COL_END1≥n的关系或COL_START2≤n和COL_END2≥n的关系时，列使能标志AREA_EN[n]变为”H”。
[0225] 参数COL_START1和COL_END1表示在由参数COL_START和COL_END识别的在H方向上的ROI旁边(在右侧)设置的在H方向上的ROI的第一列的列号和结束列的列号。参数COL_START2和COL_END2表示在由参数COL_START1和COL_END1识别的在H方向上的ROI旁边(在右侧)设置的在H方向上的ROI的第一列的列号和结束列的列号。
[0226] 图17中的列使能控制部6还具有为每一列设置的与门，与门向每一列输出列使能信号COLEN。列使能标志AREA_EN[n]输入到列n的与门的一个输入端。设置信号PHASE_EN[n％m]输入到与门的另一输入端。即，当列使能标志AREA_EN[n]和设置信号PHASE_EN[n％m]都是”H”时，列使能信号COLEN输出到每个列。
[0227] (列使能控制部的操作)
[0228] 下面参考图18和图19描述图17中的列使能控制部6的操作。在以下描述中，也假设列的数量N为22。
[0229] 图18是说明列使能控制部6在H方向多ROI读出模式下的操作的示图。
[0230] 在图18的示例中，参数COL_START被设置为2，COL_END被设置为6，COL_START1被设置为9，COL_END1被设置为13，COL_START2被设置为16，并且COL_END2被设置为20。假设这些设置，列2至列6的列使能标志AREA_EN[2]、……、AREA_EN[6]、列9至列13的列使能标志AREA_EN[9]、……、AREA_EN[13]以及列16至列20的列使能标志AREA_EN[16]、……、AREA_EN[20]变为“H”。
[0231] 此外，在图18的示例中，参数COL_SKIP被设置为0，并且设置信号PHASE_EN[7：0]以二进制符号表示为1111_1111。即，对于8列循环，所有列的设置信号PHASE_EN[m]是“H”，因此没有被跳过的列。
[0232] 在上述操作中，可以通过使用参数COL_START、COL_END、COL_SKIP、COL_START1、COL_END1、COL_START2和COL_END2的设置，来设置在H方向上的3个ROI，即从列2到列6的ROI、从列9到列13的ROI以及从列16到列20的ROI。
[0233] 图19是说明列使能控制部6在H方向多ROI读出加上H方向插值(减薄)读出模式中的操作的示图。
[0234] 同样在图19的示例中，与图18的示例一样，参数COL_START被设置为2，COL_END被设置为6，COL_START1被设置为9，COL_END1被设置为13，COL_START2被设置为16，并且COL_END2被设置为20。假设这些设置，列2至列6的列使能标志AREA_EN[2]、……、AREA_EN[6]为“H”，列9至列13的列使能标志AREA_EN[9]、……、AREA_EN[13]为“H”，列16至列20的列使能标志AREA_EN[16]、……、AREA_EN[20]为“H”。
[0235] 此外，在图19的示例中，参数COL_SKIP被设置为1，并且设置信号PHASE_EN[7：0]以二进制符号表示为0001_0001。具体地，对于0到7的参考字符m，(COL_START+m)％(COL_SKIP+1)分别表示为1、0、1、0、1、0、1、0。即，在8列的循环中，对于列1、3、5和7，设置信号PHASE_EN[m]为“H”，从而跳过列2、4、6和8。
[0236] 在上述操作中，参数COL_START、COL_END、COL_SKIP、COL_START1、COL_END1、COL_START2和COL_END2的设置允许在读出时、从列2开始、以一列的间隔差值(减薄)在H方向上的3个ROI，即在H方向上从列2到列6的ROI、从列9到列13的ROI和从列16到列20的ROI。
[0237] <1-4.控制到列AD部的功率的方法>
[0238] 下面参考图20说明通过使用列使能信号COLEN控制到列AD部5的功率的方法。
[0239] 图20描绘了每列的负载MOS晶体管(LM)11、比较器(CM)12和计数器(CN)13。
[0240] LM 11与或非门71的输出端连接。列使能信号COLEN输入到或非门71的一个输入端。用于强制导通所有LM 11的全LM强制导通信号输入到另一输入端。当或非门71的输出为”H”时，切断到LM 11的垂直信号线9(VSL)上的电流，从而关断LM 11。
[0241] 在全LM强制导通信号为“H”的情况下，无论列使能信号COLEN如何，或非门71的输出都为“L”，从而不会切断VSL上的电流。即，在全LM强制导通信号为“H”的情况下，禁用列使能信号COLEN，从而LM 11强制导通。相反，在全LM强制导通信号为“L”并且列使能信号COLEN也为“L”的情况下，或非门71的输出为“H”。即，在全LM强制导通信号为“L”并且列使能信号COLEN为“L”的情况下，切断到LM 11的VSL上的电流。
[0242] CM 12与或非门72的输出端连接。列使能信号COLEN输入到或非门72的一个输入端。用于强制导通所有CM 12的全CM强制导通信号输入到另一输入端。当或非门72的输出为”H”时，部分或全部切断和关断提供给CM 12的电流。
[0243] 在全CM强制导通信号为“H”的情况下，无论列使能信号COLEN如何，或非门72的输出都为“L”，使得提供给CM 12的电流未被切断。即，在全CM强制导通信号为“H”的情况下，禁用列使能信号COLEN，强制导通CM 12。相反，在全CM强制导通信号为“L”并且列使能信号COLEN也为“L”的情况下，或非门72的输出为“H”。即，在全CM强制导通信号为“L”并且列使能信号COLEN为“L”的情况下，部分或全部切断提供给CM 12的电流。
[0244] CN 13与或非门73的输出端连接。列使能信号COLEN输入到或非门73的一个输入端。用于强制导通所有CN 13的全CN强制导通信号输入到另一输入端。当或非门73的输出为”H”时，供应停止输入时钟，从而关断CN 13。
[0245] 在全CN强制导通信号为“H”的情况下，无论列使能信号COLEN如何，或非门73的输出都为“L”，使得输入时钟的供应不会停止。即，在全CN强制导通信号为“H”的情况下，禁用列使能信号COLEN，从而强制导通CN 13。相反，在全CN强制导通信号为“L”并且列使能信号COLEN也为“L”的情况下，或非门73的输出为“H”。即，在全CN强制导通信号为“L”并且列使能信号COLEN也为“L”的情况下，停止向CN 13提供输入时钟。
[0246] 假设上述配置，列使能信号COLEN被用于控制每个列的列AD部分中的LM 11、CM 12和CN 13中的每一个的功率。
[0247] 或者，列使能信号COLEN可用于控制每个列的并非所有LM 11、CM 12和CN 13的功率，而是至少控制这些组件中的一些的功率。
[0248] <1-5.使用示例和替代示例>
[0249] 以下是上述固态成像设备1的使用示例和替代示例的描述。
[0250] (使用示例)
[0251] 在本实施方式的固态成像设备1中，在对应于成像模式的读出模式中，操作需要的列，并且停止操作不需要的列。
[0252] 图21是说明在监控摄像机中使用固态成像设备1的示例的示图。
[0253] 图21的左侧描绘了当监控摄像机在运动检测模式中操作时的列操作。
[0255] 在运动检测模式中在一个或多个像素块的区域中检测到运动的情况下，该像素块被设置为ROI，并且监控摄像机转换到ROI读出模式，作为其成像模式。
[0256] 图21的右侧描绘了当监控摄像机在ROI读出模式中操作时的列操作。
[0257] 在ROI读出模式中，从像素阵列部3读取设置在已经检测到运动的像素块中的像素2。即，监控摄像机执行ROI的正常成像。
[0258] 以这种方式，本实施方式的固态成像设备1可以用于监控摄像机中，该监控摄像机在运动检测模式中对检测到运动的作为ROI的区域进行成像。
[0259] 图22是说明在监控摄像机中使用固态成像设备1的另一示例的示图。
[0260] 图22的左侧描绘了当监控摄像机在行人检测模式中操作时的列操作。
[0261] 在行人检测模式下，当读出时，像素阵列部3的像素2以预定数量的列为单位在H方向插值。
[0262] 在行人检测模式中检测到多人的面部的情况下，检测到面部的多个区域被设置为ROI，并且监控摄像机转换到多ROI读出模式，作为其成像模式。
[0263] 图22的右侧描绘了当监控摄像机在多ROI读出模式中操作时的列操作。
[0264] 在多ROI读出模式中，从已经检测到面部的区域中设置的ROI中读取像素阵列部3的像素2。在图22的右侧示例中，除了H方向ROI读出之外，不包括V方向ROI的像素行被设置为不被选择。顺便提及，在行人检测模式中用于检测的目标不限于面部，还覆盖部分或全部人体。例如，可以检测整个人体、四肢(例如，手臂或腿)或者面部(例如，眼睛、鼻子和嘴)。
[0265] 以这种方式，本实施方式的固态成像设备1可以用于监控摄像机中，该监控摄像机对在行人检测模式中检测到面部的区域作为ROI进行成像。
[0266] (替代示例)
[0267] 在H方向插值读出模式或H方向间隔读出模式中，可以以帧为单位切换作为读出对象的列，以便抑制对应于要读出的列的列AD部5上的负载。
[0268] 例如，如图23所示，在H方向插值读出模式中，要操作的列AD部5以N帧的间隔移动一列。
[0269] 通过在使用参数COL_SKIP的H方向插值读出中以N帧为间隔设置参数COL_START和COL_END的能力来实现上述操作。
[0270] <1-6.根据本公开的电子装置的配置>
[0271] 本公开的应用不限于固态成像设备。本公开也可以应用于电子装置。在此处，电子装置是指具有成像功能的装置，例如，移动电话以及包括数码相机和数码摄影机的相机系统。本公开还可以应用于电子装置中包含的模块化形式。即，本公开可以应用于相机模块。
[0272] 下面参考图24说明应用本公开的电子装置的示例性配置。
[0273] 图24所示的电子装置200包括光学透镜201、快门设备202、固态成像设备203、驱动电路204和信号处理电路205。图24示出了一个实施方式，其中，本公开的上述固态成像设备1作为固态成像设备203包含在电子装置(数码相机)中。
[0274] 光学透镜201在固态成像设备203的成像平面上，形成从来自被摄体的图像光(入射光)导出的图像。图像的形成使得信号电荷在固定时段内存储在固态成像设备203中。快门设备202控制固态成像设备203的发光时段和遮光时段。
[0275] 驱动电路204向快门设备202和固态成像设备203提供驱动信号。提供给快门设备202的驱动信号是控制快门设备202的快门操作的信号。提供给固态成像设备203的驱动信号是控制固态成像设备203的信号传输操作的信号。固态成像设备203根据驱动电路204提供的驱动信号(时间信号)执行信号传输。信号处理电路205对从固态成像设备203输出的信号执行不同的信号处理操作。经过信号处理的视频信号存储在诸如存储器的存储介质中或者输出到监控器。
[0276] 在该实施方式的电子装置200中，固态成像设备203节省功耗，而不借助读出模式。结果，提供了一种低功耗电子装置。
[0277] <2.第二实施方式>
[0278] 顺便提及，过去的AE(自动曝光)功能通过在读出多帧图像时改变曝光时间来检测最佳曝光时间。
[0279] 例如，日本专利公开第10-155112号和第2002-223386号公开了通过组合不同曝光量的多个图像来扩展动态成像范围的技术。
[0280] 利用现有的AE特征，需要时间来集中于适当的曝光。此外，对多个帧成像的需求增加了功耗。
[0281] 下面说明以低功耗实现高速最佳曝光成像的配置。
[0282] <2-1.根据本公开的技术的概述>
[0283] 根据本公开的技术涉及通过以在单个图像帧内划分像素区域而形成的多个单位区域中的每一个不同的曝光时间执行成像来计算最佳曝光时间。
[0284] 图25是说明根据本公开的技术的概述的示图。
[0285] 图25的左侧描绘了一个图像帧内的快门和读取时间。图25的右侧示出了在图中左侧描绘的时间获取的一个图像帧。
[0286] 在图25的示例中，通过将单帧的像素区域划分成多行而形成的每个行单位区域的曝光时间是变化的。
[0287] 具体地，单帧像素区域从上到下被划分为作为行单元区域的N个IT(积分时间)单元0到N-1。每个IT单元的快门时间是交错的。
[0288] 在图25中，参考字符ITbase表示用作参考的基本曝光时间；参考字符IT_UNIT_LEN表示每个IT单元的快门时间；以及参考字符DIT表示IT单元之间曝光时间的差值(交错差值)。在此处，基本曝光时间ITbase假设为IT单元0(在像素区域顶部的行单元区域)的曝光时间。
[0289] 在这种情况下，IT单元n(n在从0到N-1的范围内)的曝光时间IT(n)表示为ITbase-DIT×n。
[0290] 即，如图25的左侧所描绘的，每个IT单元的快门时间以越靠近读取时间(以缩短曝光时间的方式)、从0到N-1的IT单元在像素区域中的位置移动地越远的方式交错。
[0291] 以这种方式，如图25的右侧所示，获得单个帧，在该单个帧中，不同的IT单元具有不同的亮度水平，IT单元0最亮以及IT单元N-1最暗。
[0292] 因此，利用根据本公开的技术，基于每个IT单元的像素值来计算给定环境中的最佳曝光时间。在计算之后，用计算的最佳曝光时间对下一帧和后续帧成像。
[0293] 在下面的描述中，术语“单帧AE”用于表示以单个图像帧中的每个单位区域不同的曝光时间执行成像的动作，以便计算最佳曝光时间。
[0294] <2-2.固态成像设备的配置>
[0295] 图26是描绘根据本公开的固态成像设备的示例性配置的框图。
[0296] 固态成像设备1001被配置为通过使用滚动快门技术执行成像的CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器。
[0298] 成像元件1002配置有二维排列的多个像素。
[0299] 像素驱动部1003通过驱动构成成像元件1002的像素来执行成像。具体地，像素驱动部1003以通过在单图像帧中划分像素区域(对应于与成像元件1002的成像相关联的所有像素的区域)而形成的单元区域为单位来驱动像素，并且以上述最佳曝光时间从下一帧起驱动像素。
[0300] ADC 1004配置有AD转换电路，每个AD转换电路被设置用于成像元件1002中的每个像素列。ADC 1004对从每列的一行像素输出的像素信号(模拟信号)执行信号处理，例如，信号放大和AD转换。
[0301] 输入处理部1005将ADC 1004提供的图像信号(数字信号)依次输入到图像处理部1006。图像处理部1006对从输入处理部1005输入的图像信号执行图像处理，并且经由输出IF 1007输出处理的信号。图像处理部1006可以单独执行缓存或者可以执行各种数字信号处理操作，例如黑标准调整、列变化校正和信号放大。
[0302] 固态成像设备1001还包括评估值计算部1008和曝光参数计算部1009。
[0303] 评估值计算部1008基于从输入处理部1005输入的图像信号计算评估值，该评估值以在单帧AE中使用的单元区域(IT单元)为间隔根据像素值评估每个IT单元的曝光时间(IT)。
[0304] 曝光参数计算部1009基于由评估值计算部1008计算的每个IT单元的评估值来计算最佳曝光时间。此外，曝光参数计算部1009计算对应于计算的最佳曝光时间的ADC 1004的模拟信号放大因子和图像处理部1006的数字信号放大因子。包括计算的最佳曝光时间、模拟信号放大因子和数字信号放大因子的曝光参数被提供给像素驱动部1003、ADC 1004和图像处理部1006。
[0305] 固态成像设备1001还包括控制部1010。例如，控制部1010配置有CPU(中央处理单元)。控制部1010控制像素驱动部1003、ADC 1004、输入处理部1005、图像处理部1006、输出IF 1007、评估值计算部1008和曝光参数计算部1009。
[0306] 例如，控制部1010通过控制像素驱动部1003、评估值计算部1008和曝光参数计算部1009来确定是执行单帧AE、使用多帧的普通AE还是正常成像。
[0307] 下面说明像素驱动部1003、评估值计算部1008和曝光参数计算部1009的详细配置。
[0308] <2-3.像素驱动部的配置>
[0309] 图27是描绘像素驱动部1003的示例性配置的框图。
[0311] 状态控制部1021通过控制快门行地址计数器1022和读取行地址计数器1023的操作，来控制成像元件1002中像素的驱动状态(快门驱动、读取驱动)。
[0313] 在状态控制部1021的控制下，读取行地址计数器1023例如从上到下依次指定用于读取驱动的像素行。
[0314] 行地址解码器1024基于快门行地址计数器1022的指定，选择用于快门驱动的像素行。此外，行地址解码器1024基于读取行地址计数器1023的指定，选择用于读取驱动的像素行。
[0315] 行驱动器1025向行地址解码器1024选择的像素行提供驱动信号，从而驱动选择的像素行中的像素。
[0316] 在控制部1010确定要执行单帧AE的情况下，快门保持器1026在状态控制部1021的控制下，向快门行地址计数器1022提供计数器保持信号。
[0317] 如图28所示，计数器保持信号在快门驱动时IT单元之间的曝光时间DIT的交错差值时段期间为“H”(高)，并且在每个IT单元的快门时间IT_UNIT_LEN时段期间为“L”(低)。
[0318] 在计数器保持信号为“H”的时段期间，快门行地址计数器1022停止其操作。以这种方式，当执行单帧AE时，像素驱动部1003交错每个IT单元的快门时间。这可以分阶段缩短曝光时间。
[0319] <2-4.评估值计算部的配置>
[0320] 图29是描绘评估值计算部1008的示例性配置的框图。
[0321] 评估值计算部1008包括行亮度平均值计算部1031和单元亮度平均值计算部1032。
[0322] 行亮度平均值计算部1031基于以单帧中的每个IT单元不同的曝光时间执行成像而获得的图像信号，计算行亮度平均值，该行亮度平均值是每个像素行中的像素的亮度值的平均值。为每个像素行计算的行亮度平均值被提供给单元亮度平均值计算部1032。
[0323] 单元亮度平均值计算部1032基于每个像素行的行亮度平均值来计算单元亮度平均值，该单元亮度平均值是每个IT单元的行亮度平均值的平均值。为每个IT单元计算的行亮度平均值作为每个IT单元的曝光时间的评估值被提供给曝光参数计算部1009。
[0324] 在以下描述中，每个IT单元的曝光时间的评估值表示为OPD(光学检测)值，以及IT单元n的OPD值表示为OPD(n)。
[0325] <2-5.曝光参数计算部的配置>
[0326] (第一示例性配置)
[0327] 图30是描绘曝光参数计算部1009的第一示例性配置的框图。
[0328] 图30中的曝光参数计算部1009包括OPD值合成部1041和确定部1042。
[0329] OPD值合成部1041在IT单元的OPD值的预定有效范围内合成OPD值，以便计算OPD合成值，该合成值是整个帧的曝光时间的评估值。
[0330] 下面参考图31说明OPD值合成部1041对OPD值的合成。
[0331] 图31是描绘IT单元的曝光时间IT(n)的OPD值的示图。曝光时间越短，设置的OPD值越小。
[0332] OPD值合成部1041在由预定上限值和预定下限值限定的有效范围内合成OPD值。因为OPD值在最大OPD值附近饱和，所以这些值不包括在有效范围内。
[0333] 应用HDR(高动态范围)合成的技术被用于合成OPD值。这使得可以计算不受饱和影响的高动态范围的OPD合成值。
[0334] 回到图30的说明，确定部1042通过使用由OPD值合成部1041计算的OPD合成值来确定最佳曝光时间、模拟信号放大因子和数字信号放大因子。确定部1042输出以此确定的曝光参数。
[0335] 下面参考图32说明如何确定曝光参数。
[0336] 图32描绘了对应于OPD合成值的曝光增益(总增益)以及用于获得总增益的(最佳)曝光时间、模拟信号放大因子和数字信号放大因子。以获得对应于OPD合成值的适当曝光的方式，预先设定OPD合成值和总增益之间的关系。
[0337] 给定图32所示的关系，确定部1042通过使用由OPD值合成部1041计算的OPD合成值，来确定用于获得适当曝光的最佳曝光时间、模拟信号放大因子和数字信号放大因子。
[0338] 上述配置允许单帧AE，从而使得可以从下一帧起以最佳曝光、高速、低功耗执行成像。
[0339] 第二示例性配置
[0340] 图33是描绘曝光参数计算部1009的第二示例性配置的框图。
[0341] 图33中的曝光参数计算部1009包括最佳IT计算部1051和转换部1052。
[0342] 最佳IT计算部1051基于对应于IT单元的OPD值中更接近预定目标值的OPD值的曝光时间IT(n)来计算最佳IT。
[0343] 下面参考图34的流程图说明最佳IT计算部1051执行的最佳IT计算过程。
[0344] 在步骤S1001中，IT号n、IT上限值、IT下限值、目标OPD上限值和目标OPD下限值都被设置为零。
[0345] 在此处，如图35所示，目标OPD值被设置为OPD值的目标值。目标OPD上限值是大于目标OPD值的OPD值中最接近目标OPD值的OPD值。目标OPD下限值是小于目标OPD值的OPD值中最接近目标OPD值的OPD值。IT上限值是对应于目标OPD上限值的IT，以及IT下限值是对应于目标OPD下限值的IT。
[0346] 在步骤S1002中，确定OPD(n)(最初是OPD(0))是否等于目标OPD值。
[0347] 在确定OPD(n)等于目标OPD值的情况下，控制转移到步骤S1003。在步骤S1003中，对应于等于目标OPD值的OPD(n)的IT(n)被视为最佳IT。这就结束了该处理。
[0348] 相反，在确定OPD(n)不等于目标OPD值的情况下，控制转移到步骤S1004。在步骤S1004中，确定OPD(n)是否小于目标OPD值。
[0349] 在确定OPD(n)不小于目标OPD值的情况下，控制转移到步骤S1005。在步骤S1005中，确定是否n＝N-1。
[0350] 在确定没有n＝N-1的情况下，控制转移到步骤S1006。在步骤S1006中，IT(n)被设置为IT上限值，并且OPD(n)被设置为目标OPD上限值。
[0351] 此后，在步骤S1007中，数字n增加1。然后控制返回到步骤S1002，并重复后续步骤。
[0352] 同时，在步骤S1004中确定OPD(n)小于目标OPD值的情况下，或者在步骤S1005中确定n＝N-1的情况下，控制转移到步骤S1008。
[0353] 在步骤S1008中，IT(n)被设置为IT下限值，并且OPD(n)被设置为目标OPD下限值。
[0354] 以上述方式，搜索目标OPD值夹在其间的目标OPD上限值和目标OPD下限值。
[0355] 此后，在步骤S1009中，最佳IT表示为：(IT上限值-IT下限值)/(目标OPD上限值-目标OPD下限值)×(目标OPD值)。这就结束了该处理。
[0356] 回到图33的说明，转换部1052将由最佳IT计算部1051计算的最佳IT转换成最佳曝光时间、模拟信号放大因子和数字信号放大因子，并输出转换后的曝光参数。具体地，转换部1052将最佳IT视为最佳曝光时间，并且例如使用图32所示的关系，获得对应于最佳曝光时间的模拟信号放大因子和数字信号放大因子。
[0357] 上述配置允许单帧AE，从而使得可以从下一帧起以最佳曝光、高速、低功耗执行成像。
[0358] <2-6.使用示例>
[0359] 执行单帧AE的上述固态成像设备1001可以用于事件驱动的监控摄像机中。
[0360] 下面说明固态成像设备1001的一些使用示例。
[0361] (第一使用示例)
[0362] 下面参考图36的流程图说明固态成像设备1001在用于监控摄像机时如何操作，监控摄像机具有用于检测成像范围内的运动的运动检测模式，作为其一种成像模式。当固态成像设备1001处于待机模式时，图36中的处理开始。
[0363] 在步骤S1011中，控制部1010确定是否在成像范围内检测到运动。
[0364] 重复步骤S1011中的过程，直到确定检测到运动。一旦确定了运动，控制转移到步骤S1012。
[0365] 在步骤S1012中，控制部1010通过控制像素驱动部1003、评估值计算部1008和曝光参数计算部1009来执行单帧AE。
[0366] 在单帧AE之后的步骤S1013中，控制部1010通过以由单帧AE计算的最佳曝光时间从下一帧起执行正常成像来读取图像。
[0367] 在步骤S1014中，控制部1010确定自在成像范围内检测到运动以来是否已经过了预定时间。在步骤S1014中，控制部1010可以确定运动检测是否已经在成像范围内停止。
[0368] 如果预定时间还没有过去或者仍然检测到运动时，重复步骤S1013中的处理，并且正常成像继续。
[0369] 相反，在预定时间已经过去或者运动检测已经停止的情况下，控制转移到步骤S1015。在步骤S1015中，控制部1010使固态成像设备1001转换到待机模式。然后控制返回到步骤S1011。
[0370] 在上述处理中，当在待机模式中检测到运动时，执行单帧AE，随后是正常成像。这使得能够以低功耗、高速、最佳曝光来监控移动主体。
[0371] (第二使用示例)
[0372] 下面参考图37的流程图说明固态成像设备1001在用于监控摄像机时如何操作，监控摄像机具有作为其一种成像模式的延时成像模式，该模式用于通过将以固定时段的间隔连续获取的多个静止图像结合在一起来生成单个运动图像。当固态成像设备1001处于待机模式时，开始图37中的处理。
[0373] 在步骤S1021中，控制部1010开始并继续时间计数，直到经过固定时间。
[0374] 在步骤S1022中，控制部1010确定固定时间是否已经过去并且时间计数是否已经结束。
[0375] 重复步骤S1022中的过程，直到确定计数已经结束。在确定计数已经结束之后，控制转移到步骤S1023。
[0376] 在步骤S1023中，控制部1010通过控制像素驱动部1003、评估值计算部1008和曝光参数计算部1009来执行单帧AE。
[0377] 在单帧AE之后的步骤S1024中，控制部1010通过以由单帧AE计算的最佳曝光时间从下一帧起执行正常成像来读取图像。在此处，读出一个或多个帧的图像，作为静止图像。
[0378] 随着读出一个或多个帧的图像，控制转移到步骤S1025。在步骤S1025中，控制部1010使固态成像设备1001转换到待机模式。然后控制返回到步骤S1021。
[0379] 在上述处理中，以固定时段的间隔执行单帧AE，随后对一个或多个帧的静止图像进行成像。这使得能够以低功耗、高速、最佳曝光进行延时成像。
[0380] (第三使用示例)
[0381] 下面参考图38的流程图说明固态成像设备1001在用于监控摄像机时如何操作，该监控摄像机具有作为其一种成像模式的操作模式，该操作模式例如用于根据当灯打开时可能出现的照度的显著变化来执行AE。当固态成像设备1001执行正常成像时，开始图38中的处理。
[0382] 在步骤S1031中，控制部1010确定是否检测到照度的变化。
[0383] 当确定检测到照度变化时，控制转移到步骤S1032。
[0384] 在步骤S1032中，控制部1010确定照度变化是否超过预定阈值。
[0385] 如果照度变化被确定为超过阈值，则控制转移到步骤S1033。在步骤S1033中，控制部1010通过控制像素驱动部1003、评估值计算部1008和曝光参数计算部1009来执行单帧AE。
[0386] 在单帧AE之后的步骤S1034中，控制部1010通过以由单帧AE计算的最佳曝光时间从下一帧起执行正常成像来读取图像。
[0387] 相反，如果在步骤S1032中确定照度变化没有超过阈值，则控制转移到步骤S1035。在步骤S1035中，控制部1010通过控制像素驱动部1003使用多个帧来执行普通AE。
[0388] 此后，在步骤S1034中，控制部1010通过以普通AE获得的曝光时间从下一帧起执行正常成像来读取图像。
[0389] 此外，在步骤S1031中确定没有检测到照度变化的情况下，控制转移到步骤S1034。在步骤S1034中，控制部1010通过以与之前相同的曝光时间执行正常成像来读取图像。
[0390] 在上述处理中，在检测到显著照度变化时执行单帧AE，然后进行正常成像。这使得即使在发生突然照度变化的环境中，也能够以低功耗、高速、最佳曝光进行成像。
[0391] <2-7.替代示例>
[0392] 下面说明上述固态成像设备1001的替代示例。
[0393] (点AE)
[0394] 在以上描述中，已经说明了作为单帧AE对象的像素区域对应于成像元件1002的全部像素。或者，目标像素区域可以是由所有像素的一部分构成的点区域。
[0395] 例如，如图39所示，可以在设置为人脸检测结果的ROI(感兴趣区域)1101上执行单帧AE。在这种情况下，仅驱动ROI 1101的垂直方向(V方向)上的像素行的像素，并且仅读出ROI 1101的水平方向(H方向)上的像素列。顺便提及，作为设置目标的ROI 1101不限于面部。或者，目标可以是整个人体、四肢(例如，手臂或腿)或者面部构成(例如，眼睛、鼻子和嘴)。
[0396] (在成像范围的顶部和底部之间的照度存在较大差值的情况下采取的措施)[0397] 在上述实施方式中，以从构成成像范围的像素区域的顶部到底部变短的曝光时间来执行单帧AE。然而，在成像范围的顶部和底部之间的照度存在较大差值的情况下，可能无法正确执行单帧AE。
[0398] 在这种情况下，如图40所示，对于每个IT单元，曝光时间可以分两个阶段设置(长曝光和短曝光)。
[0399] 在图40中，参考字符DIT表示IT单元之间的第一阶段的曝光时间的交错差值，参考字符DIT2表示每个IT单元的第一阶段和第二阶段的曝光时间的差值(部分差值)。
[0400] 在这种情况下，IT单元n的第一阶段的曝光时间IT(n)表示为ITbase-DIT×n，以及IT单元n的第二阶段的曝光时间IT2(n)表示为ITbase-(DIT×n+DIT2)。然而，在IT2(n)<0的情况下，IT2(n)表示为IT2(n)+ITbase。
[0401] 通过采取上述措施，即使在成像范围的顶部和底部之间的照度存在较大差值的情况下，也可以适当地执行单帧AE。
[0402] (读取时间控制)
[0403] 在上述实施方式中，每个IT单元的快门时间是交错的。或者，对于每个IT单元，可以是交错的读取时间。
[0404] 在这种情况下，如图41所示，在状态控制部1021的控制下，快门保持器1026将计数器保持信号提供给读取行地址计数器1023。
[0405] 具体地，如图42所示，计数器保持信号在读取驱动时IT单元之间的曝光时间的交错差值DIT的时段期间为“H”，并且在每个IT单元的读取时间IT_UNIT_LEN的时段期间为“L”。
[0406] 注意，在图42的示例中，IT单元n的曝光时间IT(n)表示为ITbase+DIT×n。
[0407] 在计数器保持信号为“H”的时段期间，读取行地址计数器1023停止其操作。这使得像素驱动部1003在执行单帧AE时，通过交错每个IT单元的读取时间来分阶段延长曝光时间。
[0408] (快门时间控制和读取时间控制)
[0409] 对于每个IT单元，快门时间和读取时间都可以交错。
[0410] 在这种情况下，如图43所示，在状态控制部1021的控制下，快门保持器1026向快门行地址计数器1022提供快门计数器保持信号，并向读取行地址计数器1023提供读取计数器保持信号。
[0411] 具体地，如图44所示，快门计数器保持信号在IT单元之间的曝光时间的交错差值DIT1的时段期间为“H”，在每个IT单元的快门驱动时的快门时间IT_UNIT_LEN1的时段期间为“L”。读取计数器保持信号在IT单元之间的曝光时间的交错差值DIT2的时段期间为”H”，在每个IT单元读取驱动时的读取时间IT_UNIT_LEN2的时段期间为“L”。
[0412] 在快门计数器保持信号为“H”的时段期间，快门行地址计数器1022停止其操作。在读取计数器保持信号为“H”的时段期间，读取行地址计数器1023停止其操作。具体地，在图44的示例中，对于每个IT单元的垂直方向上的每个半区域(像素行)，快门时间和读取时间是交错的。这使得像素驱动部1003在执行单帧AE时，分阶段缩短每个IT单元的半区域的曝光时间。
[0413] (H方向的增益控制)
[0414] 在上述单帧AE中，通过改变每个IT单元的曝光时间使得帧的亮度可以在V方向上变化，来获得单帧。或者，也可以通过使其亮度在H方向上变化来获得单帧。
[0416] 例如，如图46所示，增益控制部1112在H方向上将每个IT单元划分为三个块，并且控制每个IT单元中的每个H方向块的增益。在图46的示例中，中心H方向块的增益变得更大，并且右侧H方向块的增益仍然比在每个IT单元中用作参考的左侧H方向块的增益大。此外，在每个IT单元中，中心H方向块的增益和右侧H方向块的增益从单个帧的顶部到底部逐渐增加。
[0417] 如上所述，在单帧AE中，可以获得亮度不仅在V方向上变化而且在H方向上变化的一帧，从而增加增益宽度。
[0418] (在通过区域ADC方法(area ADC method)操作的图像传感器的使用)
[0419] 本实施方式的固态成像设备1001可以被配置为通过区域ADC方法操作的图像传感器，在区域ADC方法中，每个帧以区域为单位进行AD转换。
[0420] 在这种情况下，在图47所示的像素驱动部1003中，在状态控制部1021的控制下，快门区域地址计数器1131依次指定作为快门驱动对象的区域。
[0421] 在状态控制部1021的控制下，读取区域地址计数器1132依次指定作为读取驱动对象的区域。
[0422] 区域地址解码器1133基于快门区域地址计数器1131的指定，选择用于快门驱动的区域。此外，区域地址解码器1133基于读取区域地址计数器1132的指定，选择用于读取驱动的区域。
[0423] 区域驱动器1134通过向该区域提供驱动信号来驱动由区域地址解码器1133选择的区域的像素。
[0424] 在状态控制部1021的控制下，快门保持器1135将计数器保持信号提供给快门区域地址计数器1131。
[0425] 在这种情况下，对每个区域以不同的曝光时间进行单帧AE。
[0426] 在图48的示例中，对于通过将一个帧划分为在H方向上的四个区域和在V方向上的五个区域而形成的20个区域中的每一个，曝光时间是变化的。具体地，以曝光时间从1号区域到20号区域分阶段缩短的方式控制快门时间。
[0427] 此外，在图48的示例中，基于每个区域的像素值计算评估值。然后基于每个区域的评估值计算最佳曝光时间。
[0428] 如上所述，在单帧AE中，曝光时间不仅可以在V方向上变化，而且可以在H方向上变化。
[0429] 此外，图47中的配置允许在成像范围内设置的ROI上的单帧AE。
[0430] 在图49的示例中，使用9个区域来设置ROI 1151，该9个区域是通过将一个帧划分为沿H方向的6个区域和沿V方向的8个区域而形成的48个区域中的区域13号至15号、21号至23号和29号至31号构成。
[0431] 此外，在图49的示例中，基于ROI 1151中包括的每个区域的像素值来计算评估值。然后基于每个区域的评估值计算最佳曝光时间。
[0432] 以这种方式，通过ADC方法操作的图像传感器可以被设置为执行仅针对ROI的单帧AE。
[0433] <2-8.根据本公开的电子装置的配置>
[0434] 本公开的应用不限于固态成像设备。本公开也可以应用于电子装置。在此处，电子装置是指具有成像功能的装置，例如，移动电话以及包括数码相机和数码摄影机的相机系统。本公开还可以应用于电子装置中包含的模块化形式。即，本公开可以应用于相机模块。
[0435] 下面参考图50说明应用本公开的电子装置的示例性配置。
[0436] 图50所示的电子装置1200包括光学透镜1201、快门设备1202、固态成像设备1203、驱动电路1204和信号处理电路1205。图50示出了一个实施方式，其中，本公开的上述固态成像设备1001作为固态成像设备1203包含在电子装置(数码相机)中。
[0437] 光学透镜1201在固态成像设备1203的成像平面上形成从来自被摄体的图像光(入射光)导出的图像。图像的形成使得信号电荷在固定时间段内存储在固态成像设备1203中。快门设备1202控制固态成像设备1203的发光时段和遮光时段。
[0438] 驱动电路1204向快门设备1202和固态成像设备1203提供驱动信号。提供给快门设备1202的驱动信号是控制快门设备1202的快门操作的信号。提供给固态成像设备1203的驱动信号是控制固态成像设备1203的信号传输操作的信号。固态成像设备1203根据驱动电路1204提供的驱动信号(时间信号)执行信号传输。信号处理电路1205对从固态成像设备1203输出的信号执行各种信号处理操作。经过信号处理的视频信号存储在诸如存储器的存储介质中或者输出到监控器。
[0439] 在该实施方式的电子装置1200中，固态成像设备1203可以以较低功耗、高速、最佳曝光来执行成像。结果，可以提供低功耗电子装置。
[0441] 本公开可以优选地以以下配置进一步实现：
[0442] (1)一种固态成像设备，包括：
[0443] 像素阵列部；
[0444] 列AD部，被配置为为像素阵列部中的每一列设置；以及
[0445] 列使能控制部，被配置为根据成像模式编程地控制列AD部的操作。
[0446] (2)根据上述(1)的固态成像设备，其中，
[0447] 列使能控制部根据成像模式控制对应于被设置为读出对象的列的列AD部的操作。
[0448] (3)根据上述(1)的固态成像设备，其中，
[0449] 列使能控制部根据基于成像模式设置的感兴趣区域的位置来控制列AD部的操作。
[0450] (4)根据上述(3)的固态成像设备，其中，
[0451] 感兴趣区域包括在运动检测模式中检测到运动的区域。
[0452] (5)根据上述(3)的固态成像设备，其中，
[0453] 感兴趣区域包括在行人检测模式中检测到整个或部分人体的区域。
[0454] (6)根据上述(1)至(5)中任一项的固态成像设备，其中，
[0455] 列使能控制部基于多个参数控制用于操作列AD部的操作信号的输出。
[0456] (7)根据上述(6)的固态成像设备，其中，
[0457] 多个参数包括位于作为读出对象的连续列的一端的列的列号和位于其另一端的列的列号。
[0458] (8)根据上述(6)或(7)的固态成像设备，其中，
[0459] 多个参数包括作为周期性读出对象的各个列中没有作为读出对象的连续列的数量。
[0460] (9)根据上述(6)至(8)中任一项的固态成像设备，其中，
[0461] 多个参数包括位于部分未作为读出对象的连续列的一端的列的列号以及部分未作为读出对象的连续列的数量。
[0462] (10)根据上述(6)至(9)中任一项的固态成像设备，其中，
[0463] 允许以帧为单位设置多个参数。
[0464] (11)根据上述(6)至(10)中任一项的固态成像设备，其中，
[0465] 列使能控制部具有将操作信号输出到列AD部的寄存器。
[0466] (12)根据上述(6)至(10)中任一项的固态成像设备，其中，
[0467] 列使能控制部具有包括触发器的移位寄存器，所述触发器用于将操作信号输出到列AD部。
[0468] (13)根据上述(1)至(12)中任一项的固态成像设备，其中，
[0469] 列AD部包括负载MOS晶体管，并且
[0470] 列使能控制部切断提供给负载MOS晶体管的电流，该负载MOS晶体管包括在对应于未操作的列的列AD部中。
[0471] (14)根据上述(1)至(12)中任一项的固态成像设备，其中，
[0472] 列AD部包括比较器，并且
[0473] 列使能控制部部分或全部切断提供给比较器的电流，该比较器包括在对应于未操作的列的列AD部中。
[0474] (15)根据上述(1)至(12)中任一项的固态成像设备，其中，
[0475] 列AD部包括计数器，并且
[0476] 列使能控制部停止向计数器提供输入时钟，该计数器包括在对应于未操作的列的列AD部中。
[0477] (16)一种控制固态成像设备的方法，方法包括：
[0478] 根据成像模式可编程地控制为像素阵列部中的每一列设置的列AD部的操作。
[0479] (17)一种电子装置，包括：
[0480] 固态成像设备，包括
[0481] 像素阵列部，
[0482] 列AD部，被配置为为像素阵列部中的每一列设置，以及
[0483] 列使能控制部，被配置为根据成像模式可编程地控制列AD部的操作。
[0484] (18)一种固态成像设备，包括：
[0485] 像素驱动部，被配置为以通过在单帧内划分像素区域而形成的多个单元区域中的每一个不同的曝光时间驱动像素；以及
[0486] 计算部，被配置为基于每个单元区域的像素值来计算最佳曝光时间，其中，[0487] 像素驱动部以计算的最佳曝光时间从下一帧起驱动像素。
[0488] (19)根据上述(18)的固态成像设备，其中，
[0489] 像素驱动部根据对应于成像模式的时间，以在单帧内的每个单元区域不同的曝光时间驱动像素。
[0490] (20)根据上述(19)的固态成像设备，其中，
[0491] 当在成像范围内检测到运动时，像素驱动部以在单帧内的每个单元区域不同的曝光时间驱动像素。
[0492] (21)根据上述(19)的固态成像设备，其中，
[0493] 每当经过固定时间时，像素驱动部以在单帧内的每个单元区域不同的曝光时间驱动像素。
[0494] (22)根据上述(19)的固态成像设备，其中，
[0495] 当检测到照度变化超过预定阈值时，像素驱动部以在单帧内的每个单元区域不同的曝光时间驱动像素。
[0496] (23)根据上述(18)至(22)中任一项的固态成像设备，其中，
[0497] 像素驱动部通过交错单帧内每个单元区域的快门时间，来以每个单元区域不同的曝光时间驱动像素。
[0498] (24)根据上述(18)至(22)中任一项的固态成像设备，其中，
[0499] 像素驱动部通过交错单帧内每个单元区域的读取时间，来以每个单元区域不同的曝光时间驱动像素。
[0500] (25)根据上述(18)至(24)中任一项的固态成像设备，其中，
[0501] 计算部基于作为每个单元区域的亮度值的平均的亮度平均值来计算最佳曝光时间。
[0502] (26)根据上述(25)的固态成像设备，其中，
[0503] 计算部基于每个单元区域的亮度平均值中的预定有效范围内的亮度平均值获得的评估值，来计算最佳曝光时间。
[0504] (27)根据上述(25)的固态成像设备，其中，
[0505] 计算部基于单元区域的曝光时间计算最佳曝光时间，单位区域对应于每个单元区域的亮度平均值中更接近预定目标值的亮度平均值。
[0506] (28)根据上述(18)至(27)中任一项的固态成像设备，其中，
[0507] 单元区域是通过将像素区域分成多行而形成的行单元区域。
[0508] (29)根据上述(18)至(27)中任一项的固态成像设备，其中，
[0509] 单元区域包括使用区域ADC方法的区域。
[0510] (30)根据上述(18)至(29)中任一项的固态成像设备，其中，
[0511] 像素区域包括对应于成像元件的所有像素的区域。
[0512] (31)根据上述(18)至(29)中任一项的固态成像设备，其中，
[0513] 像素区域包括感兴趣的区域。
[0514] (32)一种驱动固态成像设备的方法，方法包括：
[0515] 以通过在单帧内划分像素区域而形成的多个单元区域中的每一个不同的曝光时间驱动像素；
[0516] 基于每个单元区域的像素值来计算最佳曝光时间；并且
[0517] 以计算的最佳曝光时间从下一帧起驱动像素。
[0518] (33)一种电子装置，包括：
[0519] 固态成像设备，包括
[0520] 像素驱动部，被配置为以通过在单帧内划分像素区域而形成的多个单元区域中的每一个不同的曝光时间驱动像素；以及
[0521] 计算部，被配置为基于每个单元区域的像素值来计算最佳曝光时间，像素驱动部以计算的最佳曝光时间从下一帧起驱动像素。
[0522] 附图标记列表
[0523] 1固态成像设备、2像素、3像素阵列部、5列AD部、6列使能控制部、11负载MOS晶体管、12比较器、13计数器、30 CPU、31控制器、32寄存器、40 CPU、41移位控制器、42移位寄存器、50 CPU、51跳跃解码器、52比较器、60 CPU、61跳跃解码器、62比较器、200电子装置、203固态成像设备、1001固态成像设备、1002成像元件、1003像素驱动部、1004 ADC、1006图像处理部、1008评估值计算部、1009曝光参数计算部、1010控制部、1200电子装置、1203固态成像设备。
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