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JP4286091B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

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JP4286091B2
JP4286091B2 JP2003312721A JP2003312721A JP4286091B2 JP 4286091 B2 JP4286091 B2 JP 4286091B2 JP 2003312721 A JP2003312721 A JP 2003312721A JP 2003312721 A JP2003312721 A JP 2003312721A JP 4286091 B2 JP4286091 B2 JP 4286091B2
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

本発明は、例えば電子カメラ等に適用される固体撮像装置に係り、特に複数種類の信号を用途に応じて同時に読み出すことが可能な固体撮像装置に関する。   The present invention relates to a solid-state image pickup device applied to, for example, an electronic camera, and more particularly to a solid-state image pickup device that can simultaneously read out a plurality of types of signals according to applications.

近年、デジタルスチルカメラは高画素化が進み、搭載される撮像素子は数百万画素を有するものが多くなっており、この画素数の増加に伴い1フレームの信号を読み出す時間が長くなっている。このような高画素の撮像素子を用いた場合、動画記録やビューファインダー表示する動画撮像を行おうとすると、単位時間(秒)あたりのコマ数が少なく、動画の画質としては耐えられないものとなる。これを改善するために、撮像素子のからの信号読み出し動作を間引いて行うことにより、1フレームあたりの画素数を減らし、秒あたりのコマ数を増やすことにより動画の画質を向上させることが行われている。   In recent years, the number of pixels of digital still cameras has increased, and the number of mounted image sensors has millions of pixels. As the number of pixels increases, it takes longer to read out one frame of signal. . When such a high-pixel image sensor is used, when attempting to capture a moving image to be recorded or displayed in a viewfinder, the number of frames per unit time (seconds) is small and the image quality of the moving image cannot be tolerated. . In order to improve this, it is possible to improve the image quality of moving images by reducing the number of pixels per frame and increasing the number of frames per second by thinning out the signal reading operation from the image sensor. ing.

そして、動画撮像時のAF方法としては、撮像素子を用いた山登り方式が一般的に使用されている。同方式では、合焦の判断を撮像信号の高周波成分を利用して行う。従って、撮像信号を間引いて動画撮像を行うとAF精度が低下するといった問題が生じる。   As an AF method for capturing a moving image, a hill-climbing method using an image sensor is generally used. In this method, the determination of in-focus is performed using the high-frequency component of the imaging signal. Therefore, there is a problem that AF accuracy is lowered when moving images are picked up by thinning out image pickup signals.

ここで、AFの精度を向上させる技術としては、例えば特許文献1に、2次元に配列された画素部のうち一部をAF用の信号を出力するように構成し、AFに適した信号を得ることにより精度を向上させるX−Yアドレス型の固体撮像装置に関する技術が開示されている。この技術は、光学系により結像された光学像を電気信号に変換する光電変換セルが2次元に配列された固体撮像装置であって、光電変換セル群のうちの一部が、画像信号を形成するため以外の信号、即ち測距のための信号を出力するように構成されている。
特開2000−156823号公報
Here, as a technique for improving the accuracy of AF, for example, in Patent Document 1, a part of two-dimensionally arranged pixel units is configured to output an AF signal, and a signal suitable for AF is obtained. A technique related to an XY address type solid-state imaging device that improves the accuracy by obtaining is disclosed. This technology is a solid-state imaging device in which photoelectric conversion cells that convert an optical image formed by an optical system into an electrical signal are two-dimensionally arranged, and a part of the photoelectric conversion cell group receives an image signal. A signal other than that for forming, that is, a signal for distance measurement is output.
JP 2000-156823 A

しかしながら、特許文献1に係る技術では、AFの精度は向上するものの画素部の一部に画像形成用の画素とは異なるAF用画素を配置するため、画像形成においてはAF用画素の信号を補間するなどの処理が必要となり、画像処理部の負荷が大きくなってしまう。   However, in the technique according to Patent Document 1, although the AF accuracy is improved, an AF pixel different from the image forming pixel is arranged in a part of the pixel portion. Therefore, in the image formation, the signal of the AF pixel is interpolated. Processing is required, which increases the load on the image processing unit.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡易な構成を維持しつつ、フレームレートを向上させた高速読み出し、低消費電力化を実現し、更には用途に応じた複数種類の信号を1のフレームで同時に読み出すことが可能な固体撮像装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to realize high-speed reading with improved frame rate and low power consumption while maintaining a simple configuration, and further to applications. An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of simultaneously reading out a plurality of types of signals in accordance with one frame.

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様では、2次元に配列された複数の画素からなる光電変換部と、上記光電変換部の読み出し対象となる画素行を選択する垂直走査回路と、上記各画素の出力信号線に接続され、転送信号により駆動制御される転送スイッチと、この転送スイッチを介して画素から転送される画素信号を記憶するラインメモリと、水平選択信号を出力する水平走査回路と、この水平選択信号により駆動制御される水平選択スイッチと、この水平選択スイッチを介して画素信号を読み出す複数の出力チャンネルと、を具備し、上記垂直走査回路及び水平走査回路の制御により、1のフレームで画素の中央部連続信号の読み出しと画素の全領域間引き信号の読み出しとを同時に行うことを特徴とする固体撮像装置が提供される。この態様によれば、簡易な構成を維持しつつ、フレームレートを向上させた高速読み出し、低消費電力化を実現し、更には用途に応じた複数種類の信号を1のフレームで同時に読み出すことが可能である。   In order to solve the above-described problem, in the first aspect of the present invention, a vertical conversion circuit that selects a photoelectric conversion unit composed of a plurality of pixels arranged two-dimensionally and a pixel row to be read by the photoelectric conversion unit. A transfer switch connected to the output signal line of each pixel and driven and controlled by a transfer signal; a line memory for storing a pixel signal transferred from the pixel via the transfer switch; and a horizontal selection signal is output. A horizontal scanning circuit; a horizontal selection switch that is driven and controlled by the horizontal selection signal; and a plurality of output channels that read pixel signals through the horizontal selection switch, and controls the vertical scanning circuit and the horizontal scanning circuit. Provides a solid-state imaging device that simultaneously reads out the central pixel continuous signal and the readout of the thinned-out signal of the entire region in one frame. It is. According to this aspect, high-speed reading with improved frame rate and low power consumption can be realized while maintaining a simple configuration, and a plurality of types of signals can be read simultaneously in one frame depending on the application. Is possible.

本発明の第2の態様では、上記第1の態様において、上記中央部連続信号の読み出しにおいて選択される画素行と全領域間引き信号の読み出しにおいて選択される画素行とは共通しており、更に選択された各画素行について、中央部連続信号としては中央部の画素信号を読み出し、全領域間引き信号としては所定画素づつ間引いた画素信号を読み出すことを更に特徴とする固体撮像装置が提供される。この態様によれば、用途に応じた複数種類の信号を1のフレームで同時に読み出すことが可能である。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the pixel row selected in the readout of the central continuous signal and the pixel row selected in the readout of the thinned-out signal of the entire region are common, and For each selected pixel row, there is provided a solid-state imaging device further characterized by reading out a central pixel signal as a central continuous signal and reading out a pixel signal thinned out by a predetermined pixel as a whole region thinning signal. . According to this aspect, it is possible to simultaneously read out a plurality of types of signals according to applications in one frame.

本発明の第3の態様では、上記第1の態様において、上記中央部連続信号の読み出しにおいて選択される画素行と全領域間引き信号の読み出しにおいて選択される画素行とは異なり、中央部連続信号の読み出しと全領域間引き読み出しとで転送スイッチが導通するタイミングをずらすことで、出力信号線での画素信号の混合を防止することを更に特徴とする固体撮像装置が提供される。この態様によれば、出力信号線での画素信号の混合を防止することができる。   According to a third aspect of the present invention, unlike the first aspect, the pixel row selected in the readout of the central portion continuous signal and the pixel row selected in the readout of the thinned-out signal of the entire region differ from the central portion continuous signal. There is provided a solid-state imaging device further characterized by preventing mixing of pixel signals on the output signal line by shifting the timing at which the transfer switch is turned on between reading out and reading out the entire area. According to this aspect, mixing of pixel signals on the output signal line can be prevented.

本発明の第4の態様では、2次元に配列された複数の画素からなる光電変換部と、上記光電変換部の読み出し対象となる画素行を選択する垂直走査回路と、上記各画素の出力信号線の一端、他端にそれぞれ接続され、第1、第2の転送信号によりそれぞれ駆動制御される第1、第2の転送スイッチと、上記第1、第2の転送スイッチを介して画素から転送される画素信号をそれぞれ記憶する第1、第2のラインメモリと、第1、第2の水平選択信号をそれぞれ出力する第1、第2の水平走査回路と、上記第1、第2の水平選択信号によりそれぞれ駆動制御される第1、第2の水平選択スイッチと、上記第1、第2の水平選択スイッチを介して画素信号を読み出す第1、第2の出力チャンネルと、を具備し、上記第1の水平選択信号により第1の水平選択スイッチを駆動制御することによる画素の中央部連続信号の読み出しと上記第2の水平選択信号により第2の水平選択スイッチを駆動制御することによる画素の全領域間引き信号の読み出しとを、1のフレームにおいて同時に行うことを特徴とする固体撮像装置が提供される。この態様によれば、簡易な構成を維持しつつ、フレームレートを向上させた高速読み出し、低消費電力化を実現し、更には用途に応じた複数種類の信号を1のフレームで同時に読み出すことが可能である。   In the fourth aspect of the present invention, a photoelectric conversion unit composed of a plurality of pixels arranged two-dimensionally, a vertical scanning circuit for selecting a pixel row to be read by the photoelectric conversion unit, and an output signal of each pixel The first and second transfer switches connected to one end and the other end of the line, respectively, and driven and controlled by first and second transfer signals, and transferred from the pixel via the first and second transfer switches. First and second line memories that respectively store the pixel signals to be processed, first and second horizontal scanning circuits that respectively output the first and second horizontal selection signals, and the first and second horizontal scanning circuits. First and second horizontal selection switches that are driven and controlled by a selection signal, and first and second output channels that read out pixel signals via the first and second horizontal selection switches, respectively. First by the first horizontal selection signal The readout of the continuous signal at the center of the pixel by controlling the drive of the horizontal selection switch and the readout of the thinning signal for the entire area of the pixel by controlling the driving of the second horizontal selection switch by the second horizontal selection signal are as follows. A solid-state imaging device is provided which is performed simultaneously in the frames. According to this aspect, high-speed reading with improved frame rate and low power consumption can be realized while maintaining a simple configuration, and a plurality of types of signals can be read simultaneously in one frame depending on the application. Is possible.

本発明の第5の態様では、上記第4の態様において、上記中央部連続信号の読み出しにおいて選択される画素行と全領域間引き信号の読み出しにおいて選択される画素行とは共通しており、更に選択された各画素行について、中央部連続信号としては中央部の画素信号を読み出し、全領域間引き信号としては所定画素づつ間引いた画素信号を読み出すことを更に特徴とする固体撮像装置が提供される。この態様によれば、用途に応じた複数種類の信号を1のフレームで複数の出力チャンネルより同時に読み出すことが可能である。   According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the pixel row selected in the readout of the central continuous signal and the pixel row selected in the readout of the thinned-out signal of the entire region are common, and For each selected pixel row, there is provided a solid-state imaging device further characterized by reading out a central pixel signal as a central continuous signal and reading out a pixel signal thinned out by a predetermined pixel as a whole region thinning signal. . According to this aspect, it is possible to simultaneously read out a plurality of types of signals corresponding to applications from a plurality of output channels in one frame.

本発明の第6の態様では、上記第4の態様において、上記中央部連続信号の読み出しにおいて選択される画素行と全領域間引き信号の読み出しにおいて選択される画素行とは異なり、中央部連続信号の読み出しと全領域間引き読み出しとで第1、第2の転送スイッチが導通するタイミングをずらすことで読み出しのタイミングを異ならせ、出力信号線での画素信号の混合を防止することを更に特徴とする固体撮像装置が提供される。この態様によれば、出力信号線での画素信号の混合を防止することができる。   In a sixth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the central row continuous signal is different from the pixel row selected in the readout of the central continuous signal and the pixel row selected in the readout of the thinned-out signal of the entire region. It is further characterized in that the read timing is made different by shifting the timing at which the first and second transfer switches are turned on between read-out of all the pixels and read-out of the entire region, thereby preventing pixel signals from being mixed on the output signal line. A solid-state imaging device is provided. According to this aspect, mixing of pixel signals on the output signal line can be prevented.

本発明によれば、簡易な構成を維持しつつ、フレームレートを向上させた高速読み出しや低消費電力化を実現し、更には用途に応じた複数種類の信号を1のフレームで同時に読み出すことが可能な固体撮像装置を提供することができる。   According to the present invention, while maintaining a simple configuration, high-speed reading with improved frame rate and low power consumption are realized, and furthermore, a plurality of types of signals according to applications can be read simultaneously in one frame. A possible solid-state imaging device can be provided.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の実施の形態に係る固体撮像装置は、用途に応じた複数種類の信号を同時に読み出すものである。例えば、電子カメラ等に適用される場合には、例えばファインダモード時の画像表示の為の画素全体の間引き読み出しと、AF等の演算処理のための画素中央部の連続読み出しを1のフレームで同時に行うことを特徴とするものである。   The solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention reads out a plurality of types of signals according to applications at the same time. For example, when applied to an electronic camera or the like, for example, thinning-out readout of the entire pixel for image display in the finder mode and continuous readout of the center of the pixel for arithmetic processing such as AF are simultaneously performed in one frame. It is characterized by doing.

先ず、図1には本発明の第1乃至第4の実施の形態に共通する固体撮像装置の構成を示し詳細に説明する。但し、第3,4実施の形態では、詳細は後述するが、垂直走査回路30として、図10に示されるような構成を採用することになる。   First, FIG. 1 shows the configuration of a solid-state imaging device common to the first to fourth embodiments of the present invention and will be described in detail. However, in the third and fourth embodiments, although the details will be described later, the configuration as shown in FIG. 10 is adopted as the vertical scanning circuit 30.

図1において、符号P11〜Pmn(m,nは自然数)は、2次元状に行列配置(マトリクス配置)されたm×n個の画素を示している。   In FIG. 1, symbols P11 to Pmn (m and n are natural numbers) indicate m × n pixels arranged in a two-dimensional matrix (matrix arrangement).

固体撮像素子(光電変換部)1は、これら複数画素P11〜Pmnからなる。   The solid-state image sensor (photoelectric conversion unit) 1 includes these plural pixels P11 to Pmn.

垂直走査回路30は、ライン40−1〜40−nを順次走査するものであり、各ライン40−1〜40−nに対応した複数のユニット30−1〜30−nで構成されている。   The vertical scanning circuit 30 sequentially scans the lines 40-1 to 40-n, and includes a plurality of units 30-1 to 30-n corresponding to the lines 40-1 to 40-n.

水平走査回路10,20は、各画素P11〜Pmnから出力信号線50−1〜50−mに導出された電気信号を画素毎に水平方向に順次読み出すためのものである。   The horizontal scanning circuits 10 and 20 are for sequentially reading out the electrical signals derived from the pixels P11 to Pmn to the output signal lines 50-1 to 50-m in the horizontal direction for each pixel.

この水平走査回路10,20は、各出力信号線50−1〜50−mに対応した複数のユニット10−1〜10−m,20−1〜20−mからなる。   The horizontal scanning circuits 10 and 20 include a plurality of units 10-1 to 10-m and 20-1 to 20-m corresponding to the output signal lines 50-1 to 50-m.

尚、各画素P11〜Pmnには、ライン40−1〜40−n、出力信号線50−1〜50−m以外の他のラインも接続されているが、ここでは図示を省略する。   In addition, although lines other than lines 40-1 to 40-n and output signal lines 50-1 to 50-m are connected to the pixels P11 to Pmn, illustration is omitted here.

そして、この出力信号線50−1〜50−mの水平走査回路10側の一端には、トランジスタ13−1〜13−m、ラインメモリ12−1〜12−m、トランジスタ11−1〜11−mが、それぞれ図示の如く1組ずつ配設されている。   At one end of the output signal lines 50-1 to 50-m on the horizontal scanning circuit 10 side, transistors 13-1 to 13-m, line memories 12-1 to 12-m, and transistors 11-1 to 11- One set of m is arranged as shown in the figure.

一方、この出力信号線50−1〜50−mの水平走査回路20側の他端には、トランジスタ23−1〜23−m、ラインメモリ22−1〜22−m、トランジスタ21−2〜21−mが、それぞれ図示の如く1組ずつ配設されている。   On the other hand, the other ends of the output signal lines 50-1 to 50-m on the horizontal scanning circuit 20 side are transistors 23-1 to 23-m, line memories 22-1 to 22-m, and transistors 21-2 to 21-21. As shown in the figure, one set of -m is provided.

トランジスタ13−1〜13−m,23−1〜23−mは、垂直走査回路30により選択された画素行の信号をラインメモリ12−1〜12−m,22−1〜22−mに転送するための転送スイッチとしての役割を担うものであり、制御用のクロックCKT1,CKT2によりオン/オフ制御されるように構成されている(以下、このトランジスタ13−1〜13−m,23−1〜23−mを「転送スイッチ」と称する)。   The transistors 13-1 to 13-m and 23-1 to 23-m transfer the signals of the pixel rows selected by the vertical scanning circuit 30 to the line memories 12-1 to 12-m and 22-1 to 22-m. And is configured to be on / off controlled by control clocks CKT1 and CKT2 (hereinafter referred to as transistors 13-1 to 13-m, 23-1). ˜23-m are referred to as “transfer switches”).

さらに、ラインメモリ12−1〜12−m,22−1〜22−mは、転送スイッチ13−1〜13−m,23−1〜23−mを介して画素P11〜Pmnから転送される画素信号を一時的に記憶するための容量素子からなる。トランジスタ11−1〜11−m,21−1〜21−mは、ラインメモリ12−1〜12−m,22−1〜22−mに記憶された画素信号を選択するための水平選択スイッチとしての役割を担うものである。   Further, the line memories 12-1 to 12-m and 22-1 to 22-m are pixels transferred from the pixels P11 to Pmn via the transfer switches 13-1 to 13-m and 23-1 to 23-m. It consists of a capacitive element for temporarily storing signals. The transistors 11-1 to 11-m and 21-1 to 21-m serve as horizontal selection switches for selecting the pixel signals stored in the line memories 12-1 to 12-m and 22-1 to 22-m. It plays the role of

トランジスタ11−1〜11−m,21−1〜21−mは、水平走査回路10,20の出力信号によりオン/オフ制御されるように構成されている(以下では、このトランジスタ11−1〜11−m,21−1〜21−mを「水平選択スイッチ」と称する)。   The transistors 11-1 to 11-m and 21-1 to 21-m are configured to be turned on / off by the output signals of the horizontal scanning circuits 10 and 20 (hereinafter, the transistors 11-1 to 11-1). 11-m, 21-1 to 21-m are referred to as “horizontal selection switches”).

この他、水平選択スイッチ11−1〜11−mを介して画素信号を読み出すための出力チャンネルCH1と、水平選択スイッチ21−1〜21−mを介して画素信号を読み出すための出力チャンネルCH2とを備えている。   In addition, an output channel CH1 for reading out pixel signals via the horizontal selection switches 11-1 to 11-m, and an output channel CH2 for reading out pixel signals via the horizontal selection switches 21-1 to 21-m. It has.

尚、請求項記載の転送信号とはクロックCKT1,CKT2に相当し、転送スイッチとは転送スイッチ13−1〜13−m,23−1〜23−m等に相当し、ラインメモリとはラインメモリ12−1〜12−m,22−1〜22−m等に相当し、水平走査回路とは水平走査回路10,20等に相当し、複数の出力チャンネルとはCH1,CH2等に相当する。また、請求項に記載の第1、第2の転送信号とはクロックCKT1,CKT2に相当し、第1、第2の転送スイッチとは転送スイッチ13−1〜13−m,23−1〜23−m等に相当し、第1、第2のラインメモリとはラインメモリ12−1〜12−m,22−1〜22−m等に相当し、第1、第2の水平走査回路とは水平走査回路10,20等に相当し、第1、第2の出力チャンネルとはCH1,CH2等に相当する。   The transfer signal described in the claims corresponds to the clocks CKT1 and CKT2, the transfer switch corresponds to the transfer switches 13-1 to 13-m, 23-1 to 23-m, etc., and the line memory refers to the line memory. 12-1 to 12-m, 22-1 to 22-m, etc., the horizontal scanning circuit corresponds to the horizontal scanning circuits 10, 20, etc., and the plurality of output channels correspond to CH1, CH2, etc. The first and second transfer signals described in the claims correspond to the clocks CKT1 and CKT2, and the first and second transfer switches are the transfer switches 13-1 to 13-m and 23-1 to 23, respectively. The first and second line memories correspond to the line memories 12-1 to 12-m, 22-1 to 22-m, etc., and the first and second horizontal scanning circuits It corresponds to the horizontal scanning circuits 10 and 20, etc., and the first and second output channels correspond to CH1, CH2, etc.

ここで、図2には各画素P11〜Pmnの構成例を示し、図3には各信号の状態に係るタイミングチャートを示し、その構成及び作用について更に詳細に説明する。   Here, FIG. 2 shows a configuration example of each of the pixels P11 to Pmn, FIG. 3 shows a timing chart relating to the state of each signal, and the configuration and operation will be described in more detail.

先ず、図2に示されるように、各画素P11〜Pmnは、フォトダイオード(以下、PDと称する)60と、当該PD60をリセットするためのトランジスタTr1と、PD60の信号を増幅するトランジスタTr2と、この増幅した信号を垂直信号線に読み出すためのトランジスタTr3が、図示のように接続されて構成されている。電流源61は、各画素P11〜Pmnの列毎に設けられており、当該電流源61とトランジスタTr2でフォロアアンプを構成している。その他、VDDは電源である。尚、画素P11〜Pmnとしては、この他、種々のタイプを採用することができることは勿論である。   First, as shown in FIG. 2, each of the pixels P11 to Pmn includes a photodiode (hereinafter referred to as PD) 60, a transistor Tr1 for resetting the PD 60, a transistor Tr2 for amplifying the signal of the PD 60, A transistor Tr3 for reading the amplified signal to the vertical signal line is connected as shown in the figure. The current source 61 is provided for each column of the pixels P11 to Pmn, and the current source 61 and the transistor Tr2 constitute a follower amplifier. In addition, VDD is a power source. Of course, various types can be adopted as the pixels P11 to Pmn.

このような構成において、図3のタイミングチャートに示されるように、垂直同期信号VDの立ち下がりに同期して、画素選択信号Vs1が“H”レベルになると、選択用のトランジスタTr3がオンされる。次いで、この画素選択信号Vs1の立ち下がりに同期して画素リセット信号Vr1が“H”レベルになると、リセット用のトランジスタTr1がオンされ、PD60の電荷がリセットされる。すなわち、ノードNの電位はPD60の電位になるが、リセットが入るとPD60は電源レベルにリセットされる。その後、PD60に光が入射すると発生した電荷で放電され、そのレベルは徐々に下がる。そして、次のフレームで画素選択信号Vs1が“H”レベルとなると、PD60の電位は垂直信号線に読み出される。なお、次のフレームで画素選択信号が“H”レベルとなる前に再度画素リセット信号Vr1を“H”レベルにすると、電荷がリセットされ、当該タイミングから再び蓄積動作、即ちシャッタ動作がなされることになる。この場合の信号変化を図3では破線で示している。   In such a configuration, as shown in the timing chart of FIG. 3, when the pixel selection signal Vs1 becomes “H” level in synchronization with the fall of the vertical synchronization signal VD, the selection transistor Tr3 is turned on. . Next, when the pixel reset signal Vr1 becomes “H” level in synchronization with the fall of the pixel selection signal Vs1, the resetting transistor Tr1 is turned on and the charge of the PD 60 is reset. That is, the potential of the node N becomes the potential of the PD 60, but when reset is entered, the PD 60 is reset to the power supply level. Thereafter, when light is incident on the PD 60, it is discharged with the generated charges, and its level gradually decreases. When the pixel selection signal Vs1 becomes “H” level in the next frame, the potential of the PD 60 is read out to the vertical signal line. Note that if the pixel reset signal Vr1 is set to the “H” level again before the pixel selection signal becomes the “H” level in the next frame, the charge is reset, and the accumulation operation, that is, the shutter operation is performed again from that timing. become. The signal change in this case is indicated by a broken line in FIG.

そして、本発明の第1乃至第4の実施の形態では、上記構成、作用により全画素画素P11〜Pmnを順次に読み出すこともでき、間引いて読み出すこともできる。   In the first to fourth embodiments of the present invention, it is possible to sequentially read out all the pixel pixels P11 to Pmn by the above-described configuration and operation, and to read them out by thinning them out.

以下、図4のタイミングチャートを参照して、上記構成である第1乃至第4の実施の形態に係る固体撮像装置の全画素P11〜Pmnの順次読み出しについて説明する。   Hereinafter, with reference to the timing chart of FIG. 4, the sequential reading of all the pixels P11 to Pmn of the solid-state imaging device according to the first to fourth embodiments having the above-described configuration will be described.

先ず、動作説明に先立ち、図4で用いる各符号の意味内容を定義する。図4中、VDは垂直同期信号、HDは水平同期信号をそれぞれ意味している。CKT1は転送スイッチ12−1〜12−mのオン/オフを制御する転送信号を意味している。CKT2は、転送スイッチ22−1〜22−mのオン/オフを制御する転送信号を意味している。   First, prior to the description of the operation, the meaning of each symbol used in FIG. 4 is defined. In FIG. 4, VD means a vertical synchronizing signal, and HD means a horizontal synchronizing signal. CKT1 means a transfer signal for controlling on / off of the transfer switches 12-1 to 12-m. CKT2 means a transfer signal for controlling on / off of the transfer switches 22-1 to 22-m.

V1〜Vnは、垂直走査回路30より出力される行選択信号を意味している。H1−1〜H1−mは、水平走査回路10の各ユニット10−1〜10−mから出力され、水平選択スイッチ11−1〜11−mを制御する水平選択信号を意味している。H2−1〜H2−mは、水平走査回路20の各ユニット20−1〜20−mから出力され、水平選択スイッチ21−1〜21−mを制御する水平選択信号を意味している。以上の他、CH1,CH2は、各出力チャンネルから出力される画素信号を併せて意味する。   V 1 to Vn mean row selection signals output from the vertical scanning circuit 30. H1-1 to H1-m mean horizontal selection signals output from the units 10-1 to 10-m of the horizontal scanning circuit 10 and controlling the horizontal selection switches 11-1 to 11-m. H2-1 to H2-m mean horizontal selection signals that are output from the units 20-1 to 20-m of the horizontal scanning circuit 20 and control the horizontal selection switches 21-1 to 21-m. In addition to the above, CH1 and CH2 also mean pixel signals output from each output channel.

さて、水平ブランキング期間T1内に行選択信号V1が“H”レベルとなると、1行目の画素P11〜Pm1が選択される。この間、転送信号CKT1及びCKT2が“H”レベルである。この為、1行目の画素P11〜Pm1の画素信号は、ラインメモリ12−1〜12−m,22−1〜22−mに記憶されることになる。この後、水平有効期間T2内に水平走査回路10,20を動作させる。水平走査回路10では、奇数番目の水平走査回路ユニット10−1,10−3,…,10−(m−1)のみから順に水平選択信号H1−1,H1−3,・・・,H1−(m−1)が出力され、当該出力に同期して、奇数番目のラインメモリ12−1,12−3,・・・,12−(m−1)に記憶された画素P11,P31,…,P(m−1)1の画素信号が順次出力チャンネルCH1より出力される。水平走査回路20では偶数番目の水平走査回路ユニット20−2,20−4,・・・,20−mのみから順に水平選択信号H2−2,H2−4,・・・,H2−mが出力され、当該出力に同期して偶数番目のラインメモリ22−2,22−4,・・・,22−mに記憶された画素P21,P41,・・・,Pm1の画素信号が順次出力チャンネルCH2より出力される。   When the row selection signal V1 becomes “H” level during the horizontal blanking period T1, the pixels P11 to Pm1 in the first row are selected. During this time, the transfer signals CKT1 and CKT2 are at the “H” level. Therefore, the pixel signals of the pixels P11 to Pm1 in the first row are stored in the line memories 12-1 to 12-m and 22-1 to 22-m. Thereafter, the horizontal scanning circuits 10 and 20 are operated within the horizontal effective period T2. In the horizontal scanning circuit 10, horizontal selection signals H 1-1, H 1-3,..., H 1-are sequentially from only odd-numbered horizontal scanning circuit units 10-1, 10-3,. (M-1) is output, and in synchronization with the output, the pixels P11, P31, ... stored in the odd-numbered line memories 12-1, 12-3, ..., 12- (m-1). , P (m−1) 1 pixel signals are sequentially output from the output channel CH1. The horizontal scanning circuit 20 outputs horizontal selection signals H2-2, H2-4,..., H2-m in order from only the even-numbered horizontal scanning circuit units 20-2, 20-4,. The pixel signals of the pixels P21, P41,..., Pm1 stored in the even-numbered line memories 22-2, 22-4,. Is output.

続いて、次の水平ブランキング期間T3内に行選択信号V2が“H”レベルとなると2行目の画素P12〜Pm2が選択されることになる。この間、転送信号CKT1及びCKT2が“H”レベルである。従って、選択された画素P12〜Pm2の画素信号は、ラインメモリ12−1〜12−mに記憶されることになる。その後、水平有効期間T4内に水平走査回路10,20を動作させる。水平走査回路10では、奇数番目の水平走査回路ユニット10−1,10−3,・・・,10−(m−1)のみから順に水平選択信号H1−1,H1−3,H1−(m−1)が出力され、当該出力に同期して、奇数番目のラインメモリ12−1,12−3,・・・,12−(m−1)に記憶された画素P12,P32,・・・,P(m−1)2の画素信号が順次出力チャンネルCH1より出力される。また、水平走査回路20では、偶数番目の水平走査回路ユニット20−2,20−4,・・・,20−mのみから順に水平選択信号H2−2,H2−4,・・・,H2−mが出力され、当該出力に同期して偶数番目のラインメモリ22−2,22−4,・・・,22−mに記憶された画素P22,P42…Pm2の画素信号が順次出力チャンネル2より出力されることになる。   Subsequently, when the row selection signal V2 becomes “H” level during the next horizontal blanking period T3, the pixels P12 to Pm2 in the second row are selected. During this time, the transfer signals CKT1 and CKT2 are at the “H” level. Accordingly, the pixel signals of the selected pixels P12 to Pm2 are stored in the line memories 12-1 to 12-m. Thereafter, the horizontal scanning circuits 10 and 20 are operated within the horizontal effective period T4. In the horizontal scanning circuit 10, only the odd-numbered horizontal scanning circuit units 10-1, 10-3,..., 10- (m−1) are sequentially selected, and the horizontal selection signals H1-1, H1-3, H1- (m -1) is output, and the pixels P12, P32, ... stored in the odd-numbered line memories 12-1, 12-3, ..., 12- (m-1) in synchronization with the output. , P (m−1) 2 pixel signals are sequentially output from the output channel CH1. Further, in the horizontal scanning circuit 20, horizontal selection signals H2-2, H2-4,..., H2- are sequentially arranged only from the even-numbered horizontal scanning circuit units 20-2, 20-4,. m is output, and the pixel signals of the pixels P22, P42... Pm2 stored in the even-numbered line memories 22-2, 22-4,. Will be output.

これ以降、前述したのと同様に、水平ブランキング期間中に3行目からn行目までの画素が選択され、水平有効期間中に、その画素信号の内の奇数列画素信号が出力チャンネルCH1より出力され、偶数列画素信号が出力チャンネルCH2より出力される。尚、前述した水平走査回路20の動作タイミングは、水平走査回路10の動作タイミングに対して位相が180度ずれている。従って、出力チャンネルCH1とCH2とから出力された画素信号を後に混合する際に、処理を確実に行うことができる。   Thereafter, as described above, the pixels from the third row to the n-th row are selected during the horizontal blanking period, and the odd-numbered column pixel signal among the pixel signals is output channel CH1 during the horizontal effective period. And even column pixel signals are output from the output channel CH2. Note that the operation timing of the horizontal scanning circuit 20 described above is 180 degrees out of phase with the operation timing of the horizontal scanning circuit 10. Therefore, when the pixel signals output from the output channels CH1 and CH2 are mixed later, the processing can be reliably performed.

なお、ここでは、出力チャンネルCH1とCH2の両方を用いて全画素信号を出力する場合を示したが、どちらか一方のみで全画素信号を読み出すことも可能である。   Here, the case where all the pixel signals are output using both the output channels CH1 and CH2 is shown, but it is also possible to read out all the pixel signals using only one of them.

以下、前述したような固体撮像装置の構成及び作用を前提として、第1乃至第4の実施の形態の特徴的な動作について詳細に説明する。   Hereinafter, the characteristic operations of the first to fourth embodiments will be described in detail on the premise of the configuration and operation of the solid-state imaging device as described above.

(第1の実施の形態)
以下、図5乃至図7を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る固体撮像装置について詳細に説明する。尚、図5は全領域間引き信号の読み出しパターン例を示しており、図6は中央部連続信号の読み出しパターン例を示しており、図7はこれら信号を1フレームで同時に読み出すタイミングを説明するためのタイミングチャートである。
(First embodiment)
Hereinafter, the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 7. 5 shows an example of the readout pattern of the thinned signal for all areas, FIG. 6 shows an example of the readout pattern of the central continuous signal, and FIG. 7 is for explaining the timing of reading out these signals simultaneously in one frame. It is a timing chart.

この第1の実施の形態に係る固体撮像装置では、図5,6に示されるような中央部連続信号の読み出しと全領域間引き信号の読み出しを同時に行う。そのとき中央部連続信号の読み出しにおいて選択される行と全領域間引き信号の読み出しにおいて選択される行とは共通している(この例では1,4,7行目を順番に選択する)。更に各行について、中央部連続信号としては中央部の画素(この例では7〜12列)のみの信号が読み出され、全領域間引き信号としては2画素づつ間引いた画素(この例では1,4,7,10,13,16列)の信号が、それぞれ読み出される。   In the solid-state imaging device according to the first embodiment, readout of the central continuous signal and readout of the thinned-out signal of the entire area are simultaneously performed as shown in FIGS. At this time, the row selected for reading the central continuous signal and the row selected for reading all the region thinning signals are common (in this example, the first, fourth and seventh rows are selected in order). Further, for each row, only the central pixel signal (7 to 12 columns in this example) is read as the central continuous signal, and the pixels thinned out by two pixels (in this example, 1, 4 in this example) , 7, 10, 13, 16) are read out.

以下、図7のタイミングチャートを参照して、第1の実施の形態に係る固体撮像装置による特徴的な読み出し動作について更に詳細に説明する。   Hereinafter, a characteristic readout operation by the solid-state imaging device according to the first embodiment will be described in more detail with reference to the timing chart of FIG.

先ず、動作説明に先立ち、図7で用いる各符号の意味内容を定義する。   First, prior to the description of the operation, the meaning content of each symbol used in FIG. 7 is defined.

図7中、VDは垂直同期信号を意味している。HDは水平同期信号を意味している。CKT1,2は転送スイッチ12−1〜12−m,22−1〜22−mのオン/オフを制御する転送信号を意味している。V1〜Vn(ここではn=9)は、垂直走査回路30より出力される行選択信号を意味している。以上の他、CH1,CH2は、各出力チャンネルから出力される画素信号を併せて意味する。   In FIG. 7, VD means a vertical synchronization signal. HD means a horizontal synchronization signal. CKT1 and 2 represent transfer signals for controlling on / off of the transfer switches 12-1 to 12-m and 22-1 to 22-m. V1 to Vn (here, n = 9) mean row selection signals output from the vertical scanning circuit 30. In addition to the above, CH1 and CH2 also mean pixel signals output from each output channel.

さて、動作を開始すると、垂直走査回路30は、各ユニット30−1,30−2,・・・,30−nの配列方向に沿って先ず1行目について走査を行う。即ち、水平ブランキング期間(水平同期信号HDが“L”レベルの期間)内で垂直走査回路30より出力される行選択信号V1が“H”レベルとなると、1行目の画素P11〜Pm1が選択される。   When the operation is started, the vertical scanning circuit 30 first scans the first row along the arrangement direction of the units 30-1, 30-2,..., 30-n. That is, when the row selection signal V1 output from the vertical scanning circuit 30 becomes “H” level within the horizontal blanking period (horizontal synchronization signal HD is “L” level), the pixels P11 to Pm1 in the first row are changed. Selected.

この間、転送スイッチ13−1〜13−m、23−1〜23−mに入力されるクロックCKT1,CKT2が“H”レベルである為、選択された画素P11〜Pm1の画素信号は、ラインメモリ12−1〜12−m及び22−1〜22−mに記憶される。   During this time, since the clocks CKT1 and CKT2 input to the transfer switches 13-1 to 13-m and 233-1 to 23-m are at the “H” level, the pixel signals of the selected pixels P11 to Pm1 are stored in the line memory. 12-1 to 12-m and 22-1 to 22-m.

その後、水平有効期間(水平同期信号HDが“H”レベルの期間)内で水平走査回路10の各ユニットのうち10−1,10−4,10−7,10−10,10−13,10−16より水平選択信号を出力し、1行目の画素P11〜m1のうち選択された1,4,7,10,13,16列目の画素の画素信号が、水平選択スイッチ11−1,11−4,11−7,11−10,11−13,11−16を介して出力チャンネルCH1より出力される。これと同時に、水平有効期間(水平同期信号HDが“H”レベルの期間)内で水平走査回路20の各ユニットのうち20−7〜20−12より水平選択信号を出力し、1行目の画素P11〜m1のうち選択された7〜12列目の画素の画素信号が、水平選択スイッチ21−7〜21−12を介して出力チャンネルCH2より出力される。   Thereafter, 10-1, 10-4, 10-7, 10-10, 10-13, and 10 among the units of the horizontal scanning circuit 10 within the horizontal effective period (period in which the horizontal synchronization signal HD is at "H" level). −16 outputs a horizontal selection signal, and the pixel signals of the pixels in the first, fourth, seventh, tenth, thirteenth and sixteenth columns selected from the pixels P11 to m1 in the first row are the horizontal selection switches 11-1 and 11-1. 11-4, 11-7, 11-10, 11-13, and 11-16 to be output from the output channel CH1. At the same time, a horizontal selection signal is output from 20-7 to 20-12 among the units of the horizontal scanning circuit 20 within the horizontal effective period (period in which the horizontal synchronization signal HD is at "H" level), and the first row Pixel signals of pixels in the 7th to 12th columns selected from the pixels P11 to m1 are output from the output channel CH2 via the horizontal selection switches 21-7 to 21-12.

これ以降、同様に水平ブランキング期間中に4行目、7行目の画素が順次に選択され、水平有効期間中に行毎の選択された列(1,4,7,10,13,16列、及び7〜12列)の画素信号が出力されることで、図5,6に示されるような読み出しが同時になされることになる。   Thereafter, similarly, the pixels in the 4th and 7th rows are sequentially selected during the horizontal blanking period, and the selected columns (1, 4, 7, 10, 13, 16) for each row during the horizontal effective period. As shown in FIG. 5 and FIG. 6, readout is performed at the same time.

以上説明した第1の実施の形態によれば、高画素の場合には画素信号を一度に出力するとフレームレートに問題が生じるが、全領域の間引き信号の読み出し(例えば表示用)と中央部連続信号の読み出し(例えばAF用)とを、1のフレームで異なる出力チャンネルから同時に読み出すことにより、用途に応じた出力を簡易に得られる。   According to the first embodiment described above, in the case of a high pixel, if a pixel signal is output at a time, there is a problem in the frame rate. By simultaneously reading out signals (for example, for AF) from different output channels in one frame, an output corresponding to the application can be easily obtained.

(第2の実施の形態)
以下、図8及び9を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る固体撮像装置について詳細に説明する。尚、図8は中央部連続信号の読み出しパターン例を示しており、図9は図5,8に示した信号を1フレームで同時に読み出すタイミングを詳細に説明するためのタイミングチャートである。以下では、図5を適宜参照する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 8 shows an example of the reading pattern of the central continuous signal, and FIG. 9 is a timing chart for explaining in detail the timing of simultaneously reading the signals shown in FIGS. Hereinafter, FIG. 5 will be referred to as appropriate.

この第2の実施の形態に係る固体撮像装置では、図8に示されるような中央部連続信号の読み出しと全領域間引き信号の読み出しとを、1のフレームで同時に行うことを特徴としている。そのとき、中央部連続信号の読み出しにおいては垂直方向に間引かずに中央部(9,10列)を読み出す。   The solid-state imaging device according to the second embodiment is characterized in that the reading of the central continuous signal and the reading of the thinned-out signal of the entire area are simultaneously performed in one frame as shown in FIG. At that time, in reading the central part continuous signal, the central part (9th and 10th rows) is read without thinning out in the vertical direction.

以下、図9のタイミングチャートを参照して、第2の実施の形態に係る固体撮像装置による特徴的な読み出し動作について更に詳細に説明する。   Hereinafter, a characteristic readout operation by the solid-state imaging device according to the second embodiment will be described in more detail with reference to the timing chart of FIG.

先ず、動作説明に先立ち、図9で用いる各符号の意味内容を定義する。   First, prior to the description of the operation, the meaning content of each symbol used in FIG. 9 is defined.

図9中、VDは垂直同期信号を意味している。HD1は全領域間引き信号に対する水平同期信号を、HD2は中央部連続信号に対する水平同期信号を意味している。そして、CKT1,2は転送スイッチ12−1〜12−m,22−1〜22−mのオン/オフを制御する転送信号を意味している。V1〜Vn(ここではn=9)は、垂直走査回路30より出力される行選択信号を意味している。以上の他、CH1,CH2は、各出力チャンネルから出力される画素信号を併せて意味する。   In FIG. 9, VD means a vertical synchronizing signal. HD1 means a horizontal synchronizing signal for the whole area thinning signal, and HD2 means a horizontal synchronizing signal for the central continuous signal. CKT1 and 2 mean transfer signals for controlling on / off of the transfer switches 12-1 to 12-m and 22-1 to 22-m. V1 to Vn (here, n = 9) mean row selection signals output from the vertical scanning circuit 30. In addition to the above, CH1 and CH2 also mean pixel signals output from each output channel.

さて、動作を開始すると、垂直走査回路30は、各ユニット30−1,30−2,・・・,30−nの配列方向に沿って先ず1行目について走査を行う。即ち、期間T1内で垂直走査回路30より出力される行選択信号V1が“H”レベルとなると、1行目の画素P11〜Pm1が選択される。   When the operation is started, the vertical scanning circuit 30 first scans the first row along the arrangement direction of the units 30-1, 30-2,..., 30-n. That is, when the row selection signal V1 output from the vertical scanning circuit 30 becomes “H” level within the period T1, the pixels P11 to Pm1 in the first row are selected.

この間、転送スイッチ13−1〜13−m、23−1〜23−mに入力されるクロックCKT1,CKT2が“H”レベルである為、選択された画素P11〜Pm1の画素信号は、ラインメモリ12−1〜12−m及び22−1〜22−mに記憶される。   During this time, since the clocks CKT1 and CKT2 input to the transfer switches 13-1 to 13-m and 233-1 to 23-m are at the “H” level, the pixel signals of the selected pixels P11 to Pm1 are stored in the line memory. 12-1 to 12-m and 22-1 to 22-m.

その後、全領域間引き信号における水平有効期間(HD1が“H”レベル期間)内で水平走査回路10の各ユニットのうち10−1,10−4,10−7,10−10,10−13,10−16より水平選択信号を出力し、1行目の画素P11〜m1のうち選択された1,4,7,10,13,16列目の画素の画素信号が、水平選択スイッチ11−1,11−4,11−7,11−10,11−13,11−16を介して出力チャンネルCH1より出力される。一方、水平走査回路20においては各ユニットのうち20−9,20−10より水平選択信号を出力し、1行目の画素P11〜m1のうち選択された9,10列目の画素の画素信号が、水平選択スイッチ21−9,21−10を介して出力チャンネルCH2より出力される。   Thereafter, 10-1, 10-4, 10-7, 10-10, 10-13 among the units of the horizontal scanning circuit 10 within the horizontal effective period (HD1 is “H” level period) in the thinning signal for all areas. The horizontal selection signal is output from 10-16, and the pixel signals of the pixels in the first, fourth, seventh, tenth, thirteenth, and sixteenth columns selected from the pixels P11 to m1 in the first row are the horizontal selection switch 11-1. , 11-4, 11-7, 11-10, 11-13, and 11-16, and output from the output channel CH1. On the other hand, in the horizontal scanning circuit 20, horizontal selection signals are output from 20-9 and 20-10 of each unit, and the pixel signals of the pixels in the 9th and 10th columns selected from the pixels P11 to m1 in the first row. Is output from the output channel CH2 via the horizontal selection switches 21-9 and 21-10.

次に、垂直走査回路30は、各ユニット30−1,30−2,・・・,30−nの配列方向に沿って2行目について走査を行う。即ち、期間T2内で垂直走査回路30より出力される行選択信号V2が“H”レベルとなると、2行目の画素P12〜Pm2が選択される。   Next, the vertical scanning circuit 30 scans the second row along the arrangement direction of the units 30-1, 30-2,..., 30-n. That is, when the row selection signal V2 output from the vertical scanning circuit 30 becomes “H” level within the period T2, the pixels P12 to Pm2 in the second row are selected.

この間、転送スイッチ13−1〜13−m、23−1〜23−mに入力されるクロックCKT1が“L”レベル,CKT2が“H”レベルである為、選択された画素P12〜Pm2の画素信号は、ラインメモリ22−1〜22−mにのみ記憶される。その後、水平走査回路20の各ユニットのうち20−9,20−10より水平選択信号を出力し、2行目の画素P12〜m2のうち選択された9,10列目の画素の画素信号が水平選択スイッチ21−9〜21−10を介して出力チャンネルCH2より出力される。   During this time, since the clock CKT1 input to the transfer switches 13-1 to 13-m and 23-1 to 23-m is at the “L” level and CKT2 is at the “H” level, the pixels of the selected pixels P12 to Pm2 The signal is stored only in the line memories 22-1 to 22-m. Thereafter, a horizontal selection signal is output from 20-9 and 20-10 of each unit of the horizontal scanning circuit 20, and pixel signals of the pixels in the ninth and tenth columns selected from the pixels P12 to m2 in the second row are output. It is output from the output channel CH2 via the horizontal selection switches 21-9 to 21-10.

3行目については、2行目と同様、出力チャンネルCH2からのみ9,10行目の画素信号が読み出される。4行目以降については、1〜3行目と同様の動作が繰り返されるので、4,7行目については、出力チャンネルCH1から1,4,7,10,13,16列目の画素信号が読み出され、出力チャンネルCH2からは、9,10列目の画素信号が読み出される。5,6,8,9行目については、出力チャンネルCH2からのみ9,10列目の画素信号が読み出され、図5,8に示されるような読み出しが1のフレームで同時になされる。   For the third row, similarly to the second row, the pixel signals of the ninth and tenth rows are read out only from the output channel CH2. For the fourth and subsequent rows, the same operations as those for the first to third rows are repeated. Therefore, for the fourth and seventh rows, the pixel signals in the first, fourth, seventh, tenth, thirteenth and sixteenth columns from the output channel CH1 are output. The pixel signals of the ninth and tenth columns are read out from the output channel CH2. For the fifth, sixth, eighth, and ninth rows, the pixel signals in the ninth and tenth columns are read out only from the output channel CH2, and readout as shown in FIGS.

以上説明した第2の実施の形態によれば、水平方向も垂直方向もある程度の解像度とすることができることになる。さらに、高画素の場合には、画素信号を一度に出力するとフレームレートに問題が生じるが、本実施の形態によれば、全領域の間引き信号の読み出し(例えば表示用)と、中央部連続信号の読み出し(例えばAF用)を、1のフレームで異なる出力チャンネルから同時に読み出すことにより、用途に応じた出力を簡易に得られる。   According to the second embodiment described above, a certain degree of resolution can be achieved in both the horizontal and vertical directions. Further, in the case of a high pixel, if a pixel signal is output at a time, there is a problem in the frame rate. However, according to this embodiment, readout of a thinned signal in all areas (for example, for display) and continuous signal at the center Can be obtained easily (for example, for AF) by simultaneously reading from different output channels in one frame.

(第3の実施の形態)
以下、図10乃至12を参照して、本発明の第3の実施の形態に係る固体撮像装置について詳細に説明する。尚、図10は第3の実施の形態に係る固体撮像装置が採用する垂直走査回路30の構成例を示しており、図11は中央部連続信号の読み出しパターン例を示しており、図12は図5,11に示したような信号を1フレームで同時に読み出すタイミングを詳細に説明するためのタイミングチャートである。以下、図5を適宜参照する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a solid-state imaging device according to the third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 10 shows an example of the configuration of the vertical scanning circuit 30 employed by the solid-state imaging device according to the third embodiment, FIG. 11 shows an example of a central continuous signal readout pattern, and FIG. 12 is a timing chart for explaining in detail timings for simultaneously reading out signals as shown in FIGS. 5 and 11 in one frame. Hereinafter, FIG. 5 will be referred to as appropriate.

第3の実施の形態に係る固体撮像装置では、1のフレームで図11に示されるような中央部連続信号の読み出しと全領域間引き信号の読み出しとを同時に行う。   In the solid-state imaging device according to the third embodiment, reading of the central continuous signal and reading of the thinned-out signal of the entire region are simultaneously performed in one frame as shown in FIG.

ここで、図10に示される垂直走査回路30は、行選択信号V1〜VnとしてV1−1又はV1−2,・・・Vn−1又はVn−2のいずれかを選択出力するユニット30−1,・・・,30−nからなる。例えば、ユニット30−1は、サブユニット30−1−1と30−1−2とOR回路30−1−3からなり、サブユニット30−1−1の出力V1−1又はサブユニット30−1−2の出力V1−2のいずれかがOR回路30−1−3で選択されて行選択信号V1として出力されることになる。   Here, the vertical scanning circuit 30 shown in FIG. 10 selects and outputs either V1-1, V1-2,... Vn-1 or Vn-2 as the row selection signals V1 to Vn. , ..., 30-n. For example, the unit 30-1 includes subunits 30-1-1 and 30-1-2 and an OR circuit 30-1-3, and the output V1-1 or the subunit 30-1 of the subunit 30-1-1. -2 output V1-2 is selected by the OR circuit 30-1-3 and output as the row selection signal V1.

以下、図12のタイミングチャートを参照して、第3の実施の形態に係る固体撮像装置による特徴的な読み出し動作について更に詳細に説明する。   Hereinafter, a characteristic readout operation by the solid-state imaging device according to the third embodiment will be described in more detail with reference to the timing chart of FIG.

先ず、動作説明に先立ち、図12で用いる各符号の意味内容を定義する。図12中、VDは垂直同期信号を意味している。HDは水平同期信号を意味している。CKT1,2は転送スイッチ12−1〜12−m,22−1〜22−mのオン/オフを制御する転送信号を意味している。V1〜Vn(ここではn=9)は、垂直走査回路30より出力される行選択信号を意味している。以上の他、CH1,CH2は、各出力チャンネルから出力される画素信号を併せて意味する。   First, prior to explanation of the operation, the meaning content of each symbol used in FIG. 12 is defined. In FIG. 12, VD means a vertical synchronization signal. HD means a horizontal synchronization signal. CKT1 and 2 represent transfer signals for controlling on / off of the transfer switches 12-1 to 12-m and 22-1 to 22-m. V1 to Vn (here, n = 9) mean row selection signals output from the vertical scanning circuit 30. In addition to the above, CH1 and CH2 also mean pixel signals output from each output channel.

さて、動作を開始すると、垂直走査回路30は、各ユニット30−1,30−2,・・・,30−nの配列方向に沿って先ず1行目について走査を行う。即ち水平ブランキング期間(水平同期信号HDが“L”レベルの期間)内で垂直走査回路30より出力される行選択信号V1が“H”レベルとなると、1行目の画素P11〜Pm1が選択される。   When the operation is started, the vertical scanning circuit 30 first scans the first row along the arrangement direction of the units 30-1, 30-2,..., 30-n. That is, when the row selection signal V1 output from the vertical scanning circuit 30 becomes “H” level within the horizontal blanking period (horizontal synchronization signal HD is “L” level), the pixels P11 to Pm1 in the first row are selected. Is done.

この間、転送スイッチ13−1〜13−mに入力されるクロックCKT1が“H”レベルである為、選択された画素P11〜Pm1の画素信号は、ラインメモリ12−1〜12−mに記憶されることになる。その後、水平有効期間(水平同期信号HDが“H”レベルの期間)内で水平走査回路10の各ユニットのうち10−1,10−4,10−7,10−10,10−13,10−16より水平選択信号を出力し、1行目の画素P11〜m1のうち選択された1,4,7,10,13,16列目の画素の画素信号が水平選択スイッチ11−1,11−4,11−7,11−10,11−13,11−16を介して出力チャンネルCH1より出力されることになる。   During this time, since the clock CKT1 input to the transfer switches 13-1 to 13-m is at “H” level, the pixel signals of the selected pixels P11 to Pm1 are stored in the line memories 12-1 to 12-m. Will be. Thereafter, 10-1, 10-4, 10-7, 10-10, 10-13, and 10 among the units of the horizontal scanning circuit 10 within the horizontal effective period (period in which the horizontal synchronization signal HD is at "H" level). The horizontal selection signal is output from −16, and the pixel signals of the pixels in the first, fourth, seventh, tenth, thirteenth and sixteenth columns selected from the pixels P11 to m1 in the first row are the horizontal selection switches 11-1 and 11. It is output from the output channel CH1 via −4, 11-7, 11-10, 11-13, and 11-16.

また、垂直走査回路30は、同じ水平ブランキング期間内で、各ユニット30−1,30−2,・・・,30−nの配列方向に沿って4行目について走査を行う。即ち、垂直走査回路30より出力される行選択信号V4が“H”レベルとなると、4行目の画素P14〜Pm4が選択される。この間、転送スイッチ23−1〜23−mに入力されるクロックCKT2が“H”レベルである為、選択された画素P14〜Pm4の画素信号は、ラインメモリ22−1〜22−mに記憶される。   Further, the vertical scanning circuit 30 scans the fourth row along the arrangement direction of the units 30-1, 30-2,..., 30-n within the same horizontal blanking period. That is, when the row selection signal V4 output from the vertical scanning circuit 30 becomes “H” level, the pixels P14 to Pm4 in the fourth row are selected. During this time, since the clock CKT2 input to the transfer switches 23-1 to 23-m is at “H” level, the pixel signals of the selected pixels P14 to Pm4 are stored in the line memories 22-1 to 22-m. The

その後、水平有効期間(水平同期信号HDが“H”レベルの期間)内で水平走査回路20の各ユニットのうち20−7〜20−12より水平選択信号を出力し、4行目の画素P14〜m4のうち選択された7〜12列目の画素の画素信号が、水平選択スイッチ21−7〜21−12を介して出力チャンネルCH2より出力されることになる。   Thereafter, a horizontal selection signal is output from 20-7 to 20-12 among the units of the horizontal scanning circuit 20 within the horizontal effective period (period in which the horizontal synchronization signal HD is at “H” level), and the pixel P14 in the fourth row. The pixel signals of the pixels in the seventh to twelfth columns selected from ˜m4 are output from the output channel CH2 via the horizontal selection switches 21-7 to 21-12.

この第3の実施の形態では、垂直信号線の画素信号が混合するのを防止すべく、上記したように中央部連続信号の読み出しと全領域間引き信号の読み出しのタイミング(転送信号CKT1,CKT2の“H”レベルとするタイミング)をずらしている点に特徴の一つがある。これ以降は、同様に4行目と5行目、7行目と6行目の画素信号が同時にCH1,CH2からそれぞれ読み出されることで、図5,11に示されるような読み出しが1のフレームで同時になされる。   In the third embodiment, in order to prevent the pixel signals of the vertical signal lines from being mixed, as described above, the timing of reading the central portion continuous signal and the reading of the thinned-out signal of all the regions (transfer signals CKT1, CKT2 One of the characteristics is that the “H” level) is shifted. Thereafter, similarly, the pixel signals in the 4th and 5th rows and the 7th and 6th rows are read out simultaneously from CH1 and CH2, respectively, so that the readout as shown in FIGS. At the same time.

なお、この実施例では、全領域間引き信号と中央連続信号とで同じ行が異なる時間で選択されるため(4行目)、その行については蓄積時間が他の行と異なる場合が生じるが、その場合は電子シャッタを用いて全行蓄積時間を揃えることができる。   In this embodiment, since the same row is selected at different times for the whole region thinning signal and the central continuous signal (fourth row), the storage time may differ from other rows for that row. In that case, the entire row accumulation time can be made uniform using an electronic shutter.

以上説明した第3の実施の形態によれば、水平方向も垂直方向もある程度の解像度とすることができることになる。さらに、高画素の場合には、画素信号を一度に出力するとフレームレートに問題が生じるが、本実施の形態によれば、全領域の間引き信号の読み出し(例えば表示用)と、中央部連続信号の読み出し(例えばAF用)を、1のフレームで同時に行うことにより、用途に応じた出力を簡易に得られる。   According to the third embodiment described above, a certain degree of resolution can be achieved in both the horizontal and vertical directions. Further, in the case of a high pixel, if a pixel signal is output at a time, there is a problem in the frame rate. However, according to this embodiment, readout of a thinned signal in all areas (for example, for display) and continuous signal at the center By simultaneously reading out (for example, for AF) in one frame, an output corresponding to the application can be easily obtained.

(第4の実施の形態)
以下、図13、14を参照して、本発明の第4の実施の形態に係る固体撮像装置について詳細に説明する。尚、図13は中央部連続信号の読み出しパターン例を示しており、図14は図5,13に示した信号を1フレームで同時に読み出すタイミングを詳細に説明するためのタイミングチャートである。以下では、図5を適宜参照する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a solid-state imaging device according to the fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 13 shows an example of the reading pattern of the central continuous signal, and FIG. 14 is a timing chart for explaining in detail the timing of simultaneously reading the signals shown in FIGS. Hereinafter, FIG. 5 will be referred to as appropriate.

この第4の実施の形態でも、垂直走査回路30として図10の構成を採用する。   Also in the fourth embodiment, the configuration of FIG. 10 is adopted as the vertical scanning circuit 30.

第4の実施の形態に係る固体撮像装置では、1のフレームで図13に示されるような中央部連続信号の読み出しと全領域間引き信号の読み出しとを同時に行う。   In the solid-state imaging device according to the fourth embodiment, reading of the central continuous signal and reading of the thinned-out signal of the entire region are simultaneously performed in one frame as shown in FIG.

以下、図14のタイミングチャートを参照して、第4の実施の形態に係る固体撮像装置による特徴的な読み出し動作について更に詳細に説明する。   Hereinafter, a characteristic readout operation by the solid-state imaging device according to the fourth embodiment will be described in more detail with reference to the timing chart of FIG.

先ず、動作説明に先立って、図14で用いる各符号の意味内容を定義する。図14中、VDは垂直同期信号を意味している。HDは水平同期信号を意味している。CKT1,2は転送スイッチ12−1〜12−m,22−1〜22−mのオン/オフを制御する転送信号を意味している。V1〜Vn(ここではn=9)は、垂直走査回路30より出力される行選択信号を意味している。以上の他、CH1,CH2は、各出力チャンネルから出力される画素信号を併せて意味する。   First, prior to explanation of the operation, the meaning of each symbol used in FIG. 14 is defined. In FIG. 14, VD means a vertical synchronizing signal. HD means a horizontal synchronization signal. CKT1 and 2 represent transfer signals for controlling on / off of the transfer switches 12-1 to 12-m and 22-1 to 22-m. V1 to Vn (here, n = 9) mean row selection signals output from the vertical scanning circuit 30. In addition to the above, CH1 and CH2 also mean pixel signals output from each output channel.

さて、動作を開始すると、垂直走査回路30は、各ユニット30−1,30−2,・・・,30−nの配列方向に沿って先ず1行目について走査を行う。即ち水平ブランキング期間(水平同期信号HDが“L”レベルの期間)内で垂直走査回路30より出力される行選択信号V1が“H”レベルとなると、1行目の画素P11〜Pm1が選択される。   When the operation is started, the vertical scanning circuit 30 first scans the first row along the arrangement direction of the units 30-1, 30-2,..., 30-n. That is, when the row selection signal V1 output from the vertical scanning circuit 30 becomes “H” level within the horizontal blanking period (horizontal synchronization signal HD is “L” level), the pixels P11 to Pm1 in the first row are selected. Is done.

この間、転送スイッチ13−1〜13−mに入力されるクロックCKT1が“H”レベルである為、選択された画素P11〜Pm1の画素信号は、ラインメモリ12−1〜12−mに記憶されることになる。その後、水平有効期間(水平同期信号HDが“H”レベルの期間)内で水平走査回路10の各ユニットのうち10−1,10−4,10−7,10−10,10−13,10−16より水平選択信号を出力し、1行目の画素P11〜m1のうち選択された1,4,7,10,13,16列目の画素の画素信号が水平選択スイッチ11−1,11−4,11−7,11−10,11−13,11−16を介して出力チャンネルCH1より出力されることになる。   During this time, since the clock CKT1 input to the transfer switches 13-1 to 13-m is at “H” level, the pixel signals of the selected pixels P11 to Pm1 are stored in the line memories 12-1 to 12-m. Will be. Thereafter, 10-1, 10-4, 10-7, 10-10, 10-13, and 10 among the units of the horizontal scanning circuit 10 within the horizontal effective period (period in which the horizontal synchronization signal HD is at "H" level). The horizontal selection signal is output from −16, and the pixel signals of the pixels in the first, fourth, seventh, tenth, thirteenth and sixteenth columns selected from the pixels P11 to m1 in the first row are the horizontal selection switches 11-1 and 11. It is output from the output channel CH1 via −4, 11-7, 11-10, 11-13, and 11-16.

続いて、垂直走査回路30は、同じ水平ブランキング期間内で各ユニット30−1,30−2,・・・,30−nの配列方向に沿って3行目について走査を行う。即ち、垂直走査回路30より出力される行選択信号V3が“H”レベルとなると、3行目の画素P13〜Pm3が選択される。この間、転送スイッチ23−1〜23−mに入力されるクロックCKT2が“H”レベルである為、選択された画素P13〜Pm3の画素信号は、ラインメモリ22−1〜22−mに記憶される。   Subsequently, the vertical scanning circuit 30 scans the third row along the arrangement direction of the units 30-1, 30-2,..., 30-n within the same horizontal blanking period. That is, when the row selection signal V3 output from the vertical scanning circuit 30 becomes “H” level, the pixels P13 to Pm3 in the third row are selected. During this time, since the clock CKT2 input to the transfer switches 23-1 to 23-m is at “H” level, the pixel signals of the selected pixels P13 to Pm3 are stored in the line memories 22-1 to 22-m. The

その後、水平有効期間(水平同期信号HDが“H”レベルの期間)内で水平走査回路20の各ユニットのうち20−7〜20−12より水平選択信号を出力し、3行目の画素P13〜m3のうち選択された7〜12列目の画素の画素信号が、水平選択スイッチ21−7〜21−12を介して出力チャンネルCH2より出力されることになる。   Thereafter, a horizontal selection signal is output from 20-7 to 20-12 among the units of the horizontal scanning circuit 20 within a horizontal effective period (period in which the horizontal synchronization signal HD is at "H" level), and the pixel P13 in the third row. The pixel signals of the pixels in the seventh to twelfth columns selected from ˜m3 are output from the output channel CH2 via the horizontal selection switches 21-7 to 21-12.

この第4の実施の形態では、垂直信号線の画素信号が混合するのを防止すべく、上記したように中央部連続信号の読み出しと全領域間引き信号の読み出しとのタイミング(転送信号CKT1,CKT2の“H”レベルとするタイミング)をずらしている点に特徴の一つがある。これ以降は、同様に4行目と5行目、7行目と6行目が同じ水平ブランキング期間中に選択され、これらの画素信号が水平有効期間中にCH1,CH2から同時に読み出されることで、図5,13に示されるような読み出しが1のフレームで同時になされる。   In the fourth embodiment, in order to prevent the pixel signals of the vertical signal lines from being mixed, as described above, the timing between the readout of the central continuous signal and the readout of the thinned-out signal in all the regions (transfer signals CKT1, CKT2 One of the characteristics is that the “H” level is shifted). Thereafter, the 4th and 5th rows and the 7th and 6th rows are selected during the same horizontal blanking period, and these pixel signals are simultaneously read out from CH1 and CH2 during the horizontal effective period. Thus, readout as shown in FIGS. 5 and 13 is simultaneously performed in one frame.

尚、この実施の形態では、全領域間引き信号と中央部連続信号とで選択する行が異なるため、第3の実施の形態で記述した蓄積時間が異なる行が生じるという現象はない。   In this embodiment, since the lines to be selected are different between the whole area thinning signal and the central continuous signal, there is no phenomenon that the lines having different accumulation times described in the third embodiment are generated.

以上説明した第4の実施の形態によれば、水平方向も垂直方向もある程度の解像度とすることができることになる。さらに、高画素の場合には、画素信号を一度に出力するとフレームレートに問題が生じるが、本実施の形態によれば、全領域の間引き信号の読み出し(例えば表示用)と、中央部連続信号の読み出し(例えばAF用)を、フレーム毎に交互に繰り返すことにより、用途に応じた出力を簡易に得られる。   According to the fourth embodiment described above, a certain degree of resolution can be achieved in both the horizontal and vertical directions. Further, in the case of a high pixel, if a pixel signal is output at a time, there is a problem in the frame rate. However, according to this embodiment, readout of a thinned signal in all areas (for example, for display) and continuous signal at the center By repeating the reading (for example, for AF) alternately for each frame, an output corresponding to the application can be easily obtained.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、MOS型固体撮像装置において通常行われるFPNキャンセルを設けたり、全領域の間引き信号の読み出しを偽信号を抑圧するため混合するなど、本発明はこれに限定されること無くその趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能である。   As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to such as providing FPN cancellation that is normally performed in a MOS type solid-state imaging device, or mixing readout of thinned-out signals in all areas to suppress false signals. Without being limited to the above, various improvements and changes can be made without departing from the spirit of the invention.

本発明の上記実施の形態では、水平走査回路及び垂直走査回路を間引き走査が行えるような動作につき説明したが、このような動作を行うためにはデコーダ回路を使用したものや、走査回路にシフトレジスタを用いたものとしては、例えば特開平9−163245号公報に記載した間引き走査の方法で実現することができ、順次走査を行うことで全画素を順次読み出しすることが可能であることは勿論である。   In the above embodiment of the present invention, the operation that can perform the thinning scanning of the horizontal scanning circuit and the vertical scanning circuit has been described. However, in order to perform such an operation, a decoder circuit is used or a shift to the scanning circuit is performed. A device using a register can be realized, for example, by the thinning scanning method described in JP-A-9-163245, and of course, all pixels can be read out sequentially by performing sequential scanning. It is.

ここで、図15には、順次走査及び間引き走査を行う為の走査回路に用いるシフトレジスタの構成例を示し説明する。   Here, FIG. 15 illustrates a configuration example of a shift register used in a scanning circuit for performing sequential scanning and thinning scanning.

ここでは、1/3間引き走査を例に挙げて説明する。   Here, 1/3 thinning scanning will be described as an example.

図15において、1段分のシフトレジスタユニット300は、サブユニット101及び102からなる第1のシフトレジスタユニット100と第2のシフトレジスタユニット200とで構成されている。この第1及び第2のシフトレジスタユニット100及び200の入力端は共通に接続されている。また、第1のシフトレジスタユニット100の出力端は、次段のシフトレジスタユニットの入力端に接続されており、第2のシフトレジスタユニット200の出力端は、2段後ろのサブユニット102の入力端に接続されている。そして、第1のシフトレジスタユニットのサブユニット101,102は、それぞれ駆動パルスφ1−1,φ1−2により駆動され、第2のシフトレジスタユニット200は、駆動パルスφ2により駆動されることになる。   In FIG. 15, the one-stage shift register unit 300 is composed of a first shift register unit 100 and a second shift register unit 200 that are composed of subunits 101 and 102. The input ends of the first and second shift register units 100 and 200 are connected in common. The output terminal of the first shift register unit 100 is connected to the input terminal of the next-stage shift register unit, and the output terminal of the second shift register unit 200 is the input of the subunit 102 that is two stages behind. Connected to the end. The subunits 101 and 102 of the first shift register unit are driven by drive pulses φ1-1 and φ1-2, respectively, and the second shift register unit 200 is driven by a drive pulse φ2.

このような構成のシフトレジスタにおいて、駆動パルスφ1−1とφ1−2に駆動信号を与え、駆動パルスφ2は、第2のシフトレジスタユニット200が非動作となるような状態として、シフトレジスタのスタートパルスφSTを入力すると、入力信号は図16に一点鎖線で示したようにシフトレジスタ内をシフトしていくので、シフトレジスタからはSRout1,SRout2,SRout3,…という順番で信号が出力され、順次走査が行える。   In the shift register having such a configuration, a drive signal is given to the drive pulses φ1-1 and φ1-2, and the drive pulse φ2 is set in a state in which the second shift register unit 200 is not operated, so that the shift register starts. When the pulse φST is input, the input signal is shifted in the shift register as shown by the one-dot chain line in FIG. 16, so signals are output from the shift register in the order of SRout1, SRout2, SRout3,. Can be done.

一方、このシフトレジスタにおいて、駆動パルスφ1−2とφ2に駆動信号を与え、駆動パルスφ1−1は、サブユニット101が非動作となるような状態として、シフトレジスタのスタートパルスφSTを入力すると、入力信号は図17に一点鎖線で示したようにシフトレジスタ内をシフトしていくので、シフトレジスタからは、Srout3,Srout6,…という順番で信号が出力されので、1/3間引き走査が行える。   On the other hand, in this shift register, a drive signal is given to the drive pulses φ1-2 and φ2, and the drive pulse φ1-1 is set in a state in which the subunit 101 is inoperative. Since the input signal is shifted in the shift register as shown by a one-dot chain line in FIG. 17, the signals are output from the shift register in the order of Srout3, Srout6,...

以上のように、図15のような構成のシフトレジスタを走査回路に用い、駆動パルスを制御することで、順次走査及び間引き走査の切換えが可能となる。尚、順次走査及び間引き走査の切換えは駆動パルスの制御で行えるので、走査の途中で駆動パルスを変えることで走査の途中で順次走査と間引き走査の切換えが可能となり、遮光画素領域は順次走査を行い、有効画素領域は間引き走査を行うといった走査も可能である。   As described above, by using the shift register having the configuration as shown in FIG. 15 in the scanning circuit and controlling the drive pulse, it is possible to switch between the sequential scanning and the thinning scanning. Since switching between sequential scanning and thinning scanning can be performed by driving pulse control, switching between sequential scanning and thinning scanning can be performed during scanning by changing the driving pulse during scanning. The effective pixel region can also be scanned by performing thinning scanning.

本発明の第1乃至第4の実施の形態に共通する固体撮像装置の構成図。The block diagram of the solid-state imaging device common to the 1st thru | or 4th embodiment of this invention. 図1の各画素P11〜Pmnの構成例を示す図。The figure which shows the structural example of each pixel P11-Pmn of FIG. 図1の構成に関する各信号のタイミングチャート。The timing chart of each signal regarding the structure of FIG. 本発明の第1乃至第4の実施の形態に係る固体撮像装置の全画素P11〜Pmnの順次読み出しに関するタイミングチャート。6 is a timing chart regarding sequential reading of all the pixels P11 to Pmn of the solid-state imaging device according to the first to fourth embodiments of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る固体撮像装置による全領域間引き信号の読み出しパターン例を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a readout pattern of a whole area thinning signal by the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る固体撮像装置による中央部連続信号の読み出しパターン例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of a readout pattern of a central continuous signal by the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る固体撮像装置による特徴的な読み出し動作について更に詳細に説明するタイミングチャート。5 is a timing chart for explaining in more detail a characteristic readout operation by the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係る固体撮像装置による中央部連続信号の読み出しパターン例を示す図。The figure which shows the example of a read-out pattern of the center part continuous signal by the solid-state imaging device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る固体撮像装置による特徴的な読み出し動作について更に詳細に説明するタイミングチャート。9 is a timing chart for explaining in more detail a characteristic readout operation by the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention. 本発明の第3,4の実施の形態に係る固体撮像装置が採用する垂直走査回路30の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the vertical scanning circuit 30 which the solid-state imaging device which concerns on the 3rd, 4th embodiment of this invention employ | adopts. 本発明の第3の実施の形態に係る固体撮像装置による中央部連続信号の読み出しパターン例を示す図。The figure which shows the example of a read-out pattern of the center part continuous signal by the solid-state imaging device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る固体撮像装置による特徴的な読み出し動作について更に詳細に説明するタイミングチャート。10 is a timing chart for explaining in more detail a characteristic readout operation by the solid-state imaging device according to the third embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施の形態に係る固体撮像装置による中央部連続信号の読み出しパターン例を示す図。The figure which shows the example of a read-out pattern of the center part continuous signal by the solid-state imaging device which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る固体撮像装置による特徴的な読み出し動作について更に詳細に説明するタイミングチャート。10 is a timing chart for explaining in more detail a characteristic readout operation by the solid-state imaging device according to the fourth embodiment of the present invention. 本発明の第1乃至第4の実施の形態に係る固体撮像装置にて順次走査及び間引き走査を行う走査回路として適用可能なシフトレジスタの構成例を示す図。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a shift register applicable as a scanning circuit that performs sequential scanning and thinning scanning in the solid-state imaging device according to the first to fourth embodiments of the present invention. 図14の構成による順次走査を説明する概念図。FIG. 15 is a conceptual diagram illustrating sequential scanning with the configuration of FIG. 14. 図14の構成による間引き走査を説明する概念図。The conceptual diagram explaining the thinning scanning by the structure of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・固体撮像素子、P11〜Pmn・・・画素、10・・・水平走査回路、11−1〜11−m・・・水平選択スイッチ、12−1〜12−m・・・ラインメモリ、13−1〜13−m・・・転送スイッチ、20・・・水平走査回路、21−1〜21−m・・・水平選択スイッチ、22−1〜22−m・・・ラインメモリ、23−1〜23−m・・・転送スイッチ、30・・・垂直走査回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solid-state image sensor, P11-Pmn ... Pixel, 10 ... Horizontal scanning circuit, 11-1 to 11-m ... Horizontal selection switch, 12-1 to 12-m ... Line memory 13-1 to 13-m... Transfer switch, 20... Horizontal scanning circuit, 21-1 to 21-m... Horizontal selection switch, 22-1 to 22-m. -1 to 23-m... Transfer switch, 30... Vertical scanning circuit.

Claims (6)

2次元に配列された複数の画素からなる光電変換部と、
上記光電変換部の読み出し対象となる画素行を選択する垂直走査回路と、
上記各画素の出力信号線に接続され、転送信号により駆動制御される転送スイッチと、
この転送スイッチを介して画素から転送される画素信号を記憶するラインメモリと、
水平選択信号を出力する水平走査回路と、
この水平選択信号により駆動制御される水平選択スイッチと、
この水平選択スイッチを介して画素信号を読み出す複数の出力チャンネルと、
を具備し、上記垂直走査回路及び水平走査回路の制御により、1のフレームで画素の中央部連続信号の読み出しと画素の全領域間引き信号の読み出しとを同時に行うことを特徴とする固体撮像装置。
A photoelectric conversion unit composed of a plurality of pixels arranged two-dimensionally;
A vertical scanning circuit for selecting a pixel row to be read by the photoelectric conversion unit;
A transfer switch connected to the output signal line of each of the pixels and driven and controlled by a transfer signal;
A line memory for storing pixel signals transferred from the pixels via the transfer switch;
A horizontal scanning circuit for outputting a horizontal selection signal;
A horizontal selection switch driven and controlled by the horizontal selection signal;
A plurality of output channels for reading out pixel signals via the horizontal selection switch;
A solid-state imaging device that simultaneously reads out a central pixel continuous signal and reads out a pixel thinning signal in one frame under the control of the vertical scanning circuit and the horizontal scanning circuit.
上記中央部連続信号の読み出しにおいて選択される画素行と全領域間引き信号の読み出しにおいて選択される画素行とは共通しており、更に選択された各画素行について、中央部連続信号としては中央部の画素信号を読み出し、全領域間引き信号としては所定画素づつ間引いた画素信号を読み出すことを更に特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 The pixel row selected in the readout of the central portion continuous signal and the pixel row selected in the readout of the entire region thinning signal are common, and for each selected pixel row, the central portion is used as the central portion continuous signal. The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising: reading out a pixel signal of a predetermined number of pixels, and reading out a pixel signal thinned out by a predetermined number of pixels as a whole region thinning signal. 上記中央部連続信号の読み出しにおいて選択される画素行と全領域間引き信号の読み出しにおいて選択される画素行とは異なり、中央部連続信号の読み出しと全領域間引き読み出しとで転送スイッチが導通するタイミングをずらすことで、出力信号線での画素信号の混合を防止することを更に特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 Unlike the pixel row selected in the central continuous signal readout and the pixel row selected in the readout of the whole area thinned signal, the timing at which the transfer switch becomes conductive between the central continuous signal readout and the whole area thinned readout is set. The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising preventing pixel signals from being mixed on the output signal line by shifting the pixel signals. 2次元に配列された複数の画素からなる光電変換部と、上記光電変換部の読み出し対象となる画素行を選択する垂直走査回路と、上記各画素の出力信号線の一端、他端にそれぞれ接続され、第1、第2の転送信号によりそれぞれ駆動制御される第1、第2の転送スイッチと、上記第1、第2の転送スイッチを介して画素から転送される画素信号をそれぞれ記憶する第1、第2のラインメモリと、第1、第2の水平選択信号をそれぞれ出力する第1、第2の水平走査回路と、上記第1、第2の水平選択信号によりそれぞれ駆動制御される第1、第2の水平選択スイッチと、上記第1、第2の水平選択スイッチを介して画素信号を読み出す第1、第2の出力チャンネルと、を具備し、
上記第1の水平選択信号により第1の水平選択スイッチを駆動制御することによる画素の中央部連続信号の読み出しと上記第2の水平選択信号により第2の水平選択スイッチを駆動制御することによる画素の全領域間引き信号の読み出しとを、1のフレームにおいて同時に行うことを特徴とする固体撮像装置。
A photoelectric conversion unit composed of a plurality of pixels arranged in two dimensions, a vertical scanning circuit for selecting a pixel row to be read by the photoelectric conversion unit, and one end and the other end of the output signal line of each pixel, respectively. The first and second transfer switches that are driven and controlled by the first and second transfer signals, respectively, and the pixel signals transferred from the pixels via the first and second transfer switches are stored. First and second line memories, first and second horizontal scanning circuits that output first and second horizontal selection signals, respectively, and first and second horizontal selection signals that are driven and controlled by the first and second horizontal selection signals, respectively. 1 and a second horizontal selection switch, and first and second output channels for reading out pixel signals via the first and second horizontal selection switches,
Pixels by reading out the central continuous signal of the pixel by driving and controlling the first horizontal selection switch by the first horizontal selection signal and driving and controlling the second horizontal selection switch by the second horizontal selection signal The solid-state imaging device is characterized in that the readout of the entire region thinning signal is simultaneously performed in one frame.
上記中央部連続信号の読み出しにおいて選択される画素行と全領域間引き信号の読み出しにおいて選択される画素行とは共通しており、更に選択された各画素行について、中央部連続信号としては中央部の画素信号を読み出し、全領域間引き信号としては所定画素づつ間引いた画素信号を読み出すことを更に特徴とする請求項4に記載の固体撮像装置。 The pixel row selected in the readout of the central portion continuous signal and the pixel row selected in the readout of the entire region thinning signal are common, and for each selected pixel row, the central portion is used as the central portion continuous signal. 5. The solid-state imaging device according to claim 4, further comprising: reading out a pixel signal of a predetermined number of pixels, and reading out a pixel signal thinned out by a predetermined number of pixels as a whole region thinning signal. 上記中央部連続信号の読み出しにおいて選択される画素行と全領域間引き信号の読み出しにおいて選択される画素行とは異なり、中央部連続信号の読み出しと全領域間引き読み出しとで第1、第2の転送スイッチが導通するタイミングをずらすことで読み出しのタイミングを異ならせ、出力信号線での画素信号の混合を防止することを更に特徴とする請求項4に記載の固体撮像装置。 Unlike the pixel row selected in the readout of the central continuous signal and the pixel row selected in the readout of the whole region thinning signal, the first and second transfers are performed in the central portion continuous signal readout and the whole region thinning readout. The solid-state imaging device according to claim 4, further comprising: changing a timing of reading by changing a timing at which the switch is turned on to prevent mixing of pixel signals on the output signal line.
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