JP2000209509A - Solid-state imaging device and imaging system - Google Patents

Solid-state imaging device and imaging system

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JP2000209509A
JP2000209509A JP11011107A JP1110799A JP2000209509A JP 2000209509 A JP2000209509 A JP 2000209509A JP 11011107 A JP11011107 A JP 11011107A JP 1110799 A JP1110799 A JP 1110799A JP 2000209509 A JP2000209509 A JP 2000209509A
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solid
photoelectric conversion
imaging device
state imaging
signal
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Japanese (ja)
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Tetsunobu Kouchi
哲伸 光地
Katsuto Sakurai
克仁 櫻井
Toshitake Ueno
勇武 上野
Toru Koizumi
徹 小泉
Takumi Hiyama
拓己 樋山
Katsuhisa Ogawa
勝久 小川
Shigetoshi Sugawa
成利 須川
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Original Assignee
Canon Inc
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    • HELECTRICITY
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    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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    • H04N25/703SSIS architectures incorporating pixels for producing signals other than image signals
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  • Focusing (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device which can perform a partial reading operation and also a fast auto-focus or auto-exposure operation by preparing a means which reads out the photoelectric converters belonging to the blocks divided every plural elements in an auto-focus setting mode. SOLUTION: A photoelectric converter is divided into blocks in every plural elements and a means is prepared to read out the photoelectric converters belonging to those blocks in an auto-focus(AF) setting mode. For instance, a photoelectric converter has 121 pixels in all, that is (11×11) pixels including horizontal H1-H11 and vertical V1-V11 with three horizontal areas and three vertical areas defined as the pixel block positions. Every block reads out five crosses in all for AF. In this case, a vertical shift register VSR selects a horizontal specific pixel and a horizontal shift register HSR reads the vertical pixel signals to output them to an output line HL. The line HL has a resetting MOS transistor Q1 to exclude the remaining electric charge and also an AMP which serves as an output buffer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光電変換素子を有
する固体撮像装置に関し、特にオートフォーカス等に特
定の複数の光電変換素子を読み出すことのできる固体撮
像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device having a photoelectric conversion element, and more particularly to a solid-state imaging device capable of reading out a plurality of specific photoelectric conversion elements for autofocusing or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、撮像装置としては、被写体の光を
カメラレンズでフォーカスを合わせて光センサとしての
銀塩フィルムに導入して、シャッタースピードを調節し
て適切な露光量を設定し銀塩フィルムの所定の層に光電
変換像を記録していた。また露光された銀塩フィルム
は、その後化学的処理の現像、定着の過程を経て、ネ
ガ、又はポジのフィルムを得ていた。そのフィルムは、
その後印画紙に写し込まれて被写体を撮影した画像を視
認することができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an image pickup apparatus, a light of a subject is focused on a camera lens and introduced into a silver halide film as an optical sensor. A photoelectric conversion image was recorded on a predetermined layer of the film. The exposed silver salt film was then subjected to a chemical development process and a fixing process to obtain a negative or positive film. The film is
Then, the user can visually recognize the image of the subject photographed on the photographic paper.

【0003】近年は、撮像装置やビデオカメラ等におい
て、高解像化のため、微細化プロセスを用いた光電変換
素子のセルサイズ縮小が精力的に行われている。一方、
サイズ縮小により光電変換信号出力が低下することなど
から、光電変換信号を増幅して出力することが可能な、
増幅型の光電変換装置が注目されている。
In recent years, in an image pickup apparatus, a video camera, and the like, the cell size of a photoelectric conversion element using a miniaturization process has been energetically reduced for higher resolution. on the other hand,
It is possible to amplify and output the photoelectric conversion signal because the photoelectric conversion signal output decreases due to size reduction, etc.
2. Description of the Related Art Amplification type photoelectric conversion devices have attracted attention.

【0004】このような増幅型光電変換装置には、BA
SIS、MOS型、SIT、AMI、CMD等のXYア
ドレス型センサの2次元固体撮像装置がある。一方、2
次元固体撮像装置として、高密度化と高S/NによりC
CD(Charge Coupled Device)型センサーが優れて用
いられている。
[0004] Such amplification type photoelectric conversion devices include BA
There are two-dimensional solid-state imaging devices of XY address type sensors such as SIS, MOS type, SIT, AMI, and CMD. Meanwhile, 2
As a three-dimensional solid-state imaging device, C
A CD (Charge Coupled Device) type sensor is excellently used.

【0005】近年は、デジタルカメラやデジタルビデオ
カメラ等のデジタル化が一般化してきており、高集積化
されたCCDカメラを用いて被写体画像を画像信号とし
て記録媒体に記録する方式が盛んに行われている。その
CCDカメラである固体撮像装置では、電子的に、AE
(Automatic Exposure:自動露光)やAF(Automatic
Focus:自動焦点)を設定実行している。
In recent years, digitization of digital cameras, digital video cameras, and the like has become popular, and a method of recording a subject image as an image signal on a recording medium using a highly integrated CCD camera has been actively performed. ing. The solid-state imaging device, which is a CCD camera, electronically generates AE
(Automatic Exposure) and AF (Automatic Exposure)
Focus: Auto focus).

【0006】AEとしては、2次元固体撮像装置を有す
るデジタルカメラ等において、画像撮像時に該撮像の露
光条件を適切に調整して、固体撮像素子の感度に応じた
露光時間を設定する。この露光時間の設定の際、2次元
エリアセンサの1部に当たっている光の量を測定して、
その値がある目標値になるまで、絞り等のパラメータを
振って、最適値を見つけている。また、デジタルカメラ
のAEの場合、CCD型2次元エリアセンサでは、全画
素データを全部読み出して、その中からブロックを抽出
し、1度蓄積後、適切な所定露光レベルと比較し、シャ
ッター速度や絞り等のパラメータを変更して再度ブロッ
ク抽出して所定露光レベルと比較し、数回の繰り返し
で、露光レベルが所定露光レベルとなったときの条件を
露光条件と決定する。
As an AE, in a digital camera or the like having a two-dimensional solid-state imaging device, the exposure conditions for the imaging are appropriately adjusted at the time of imaging to set an exposure time according to the sensitivity of the solid-state imaging device. When setting the exposure time, the amount of light hitting a part of the two-dimensional area sensor is measured,
Until the value reaches a certain target value, parameters such as the aperture are shaken to find an optimum value. In the case of an AE of a digital camera, the CCD type two-dimensional area sensor reads out all pixel data, extracts a block from the data, accumulates the data once, compares it with an appropriate predetermined exposure level, and determines the shutter speed and the like. The parameters such as the aperture are changed and the blocks are extracted again and compared with the predetermined exposure level. After several repetitions, the condition when the exposure level reaches the predetermined exposure level is determined as the exposure condition.

【0007】また、AFとしては被写体の対象画像を読
み取って、カメラレンズ位置を変更しつつ、対象物の焦
点が合うレンズの位置を測定して、最適なレンズの位置
を設定して、シャッター釦の押された時にその各条件の
元で撮影している。
As an AF, an object image of a subject is read, the position of the lens on which the object is focused is measured while changing the camera lens position, and the optimal lens position is set. When the button is pressed, shooting is performed under each condition.

【0008】図10を用いて、AFの一方式について説
明する。被写体を中心を同一とする3重円としてレンズ
で集束し、センサでその結果を信号強度により測定す
る。図10(a)は焦点が合致した場合を示し、空間位
置に関して信号強度は被写体の形状に対応して矩形階段
状態を示し、この信号強度を一次微分すると、微分絶対
値として示して、空間位置に対してその変化位置におい
て鋭いインパルス的波形が得られる。また、図10
(b),(c)に示すように、ピントずれした場合は、
空間位置に対する信号強度レベルは、その被写体の変化
する部分で傾斜特性を有した波形となり、これを微分し
た場合には、その変化する部分で振幅の小さい矩形形状
の特性となり、この矩形波の幅が狭く振幅の大きいほど
ピントずれが小さいことを示していることがわかる。従
って、ジャストピントの状態にレンズの位置を調節する
ために、信号強度を微分して、その微分値が最小となる
レンズの位置がフォーカスが合致したと判断できる。
[0008] One method of AF will be described with reference to FIG. The object is focused by a lens as a triple circle having the same center, and the result is measured by a sensor using a signal intensity. FIG. 10A shows the case where the focus is matched, the signal intensity with respect to the spatial position shows a rectangular staircase state corresponding to the shape of the subject, and when this signal intensity is first-order differentiated, it is shown as a differential absolute value. , A sharp impulse-like waveform is obtained at the change position. FIG.
As shown in (b) and (c), when the image is out of focus,
The signal intensity level with respect to the spatial position has a waveform having a slope characteristic at the changing portion of the subject, and when this is differentiated, the waveform has a rectangular shape with small amplitude at the changing portion, and the width of this rectangular wave It can be understood that the smaller the value is and the larger the amplitude is, the smaller the defocus is. Therefore, in order to adjust the position of the lens to the state of just focus, the signal intensity is differentiated, and it can be determined that the focus is on the position of the lens at which the differentiated value is minimum.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、CCD
型固体撮像装置では、AFのために2次元エリアの画像
を全般的に読み出して、2次元アドレスを有する記憶手
段に格納して、その記憶手段のAFに利用する部分だけ
を読み出して、その後その画像信号の空間位置に対応し
た微分波形を取得しなければならず、記憶手段への格納
とその読み出し時間に相当の時間を要し、これをレンズ
の位置変化に対応して複数回繰り返して、最適なレンズ
位置を設定するという複雑さを要していた。
However, CCDs
In the solid-state imaging device, an image of a two-dimensional area is generally read for AF, stored in a storage unit having a two-dimensional address, and only a part of the storage unit used for AF is read. A differential waveform corresponding to the spatial position of the image signal must be acquired, and it takes a considerable time to store the data in the storage means and read it out. This is repeated a plurality of times in response to a change in the position of the lens. It required the complexity of setting the optimal lens position.

【0010】本発明は、CCD型固体撮像装置において
は不可能であった部分読み出し可能で、更にオートフォ
ーカスAF又はオート露光AEのために必要な個所を、
高速に読み出し、高速オートフォーカス又はオート露光
を可能とする固体撮像装置を提供することを課題とす
る。
According to the present invention, a part necessary for an autofocus AF or an auto exposure AE can be partially read, which is impossible in a CCD type solid-state imaging device.
An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of high-speed reading, high-speed autofocus, or autoexposure.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を解
決する為になされたもので、マトリクス状に配置された
複数の光電変換素子を有する固体撮像装置において、前
記光電変換素子からの読み出し信号を選択的に読み出す
水平・垂直選択手段と、前記光電変換素子を複数素子単
位のブロックに分割して、オートフォーカスの設定時に
前記複数素子単位のブロックに属する前記光電変換素子
を読み出す読み出し手段と、からなることを特徴とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned object, and in a solid-state imaging device having a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a matrix, a read-out operation from the photoelectric conversion elements is provided. Horizontal / vertical selection means for selectively reading out signals, and a reading means for dividing the photoelectric conversion element into blocks of a plurality of element units and reading out the photoelectric conversion elements belonging to the block of the plurality of element units when setting auto focus. , Consisting of

【0012】また、上記固体撮像装置において、前記複
数素子単位のブロックに属する前記光電変換素子は、前
記マトリクス状の配置上で十字型形状であることを特徴
とする。
Further, in the above-mentioned solid-state imaging device, the photoelectric conversion elements belonging to the plurality of element-unit blocks are cross-shaped in the matrix arrangement.

【0013】また、本発明は、マトリクス状に配置され
た複数の増幅型光電変換素子を有する固体撮像装置にお
いて、前記光電変換素子からの読み出し信号を選択的に
読み出す水平及び垂直選択手段と、前記光電変換素子を
複数素子単位に分割したブロックとを備え、オートフォ
ーカスの設定時に前記複数素子単位のブロックに属する
前記光電変換素子を前記垂直選択手段によりアクティブ
とし、前記水平選択手段により前記ブロックの垂直出力
線をアクティブとし、時系列的に出力線に読み出すこと
を特徴とする。
Further, according to the present invention, in a solid-state imaging device having a plurality of amplifying photoelectric conversion elements arranged in a matrix, horizontal and vertical selection means for selectively reading out a read signal from the photoelectric conversion element; A block in which a photoelectric conversion element is divided into a plurality of element units, wherein when the auto focus is set, the photoelectric conversion elements belonging to the block in the plurality of element units are activated by the vertical selection means, and the vertical selection of the block is performed by the horizontal selection means. The present invention is characterized in that the output line is made active and read out to the output line in time series.

【0014】また、本発明は、マトリクス状に配置され
た複数の増幅型光電変換素子を有する固体撮像装置にお
いて、前記光電変換素子からの読み出し信号を選択的に
読み出す水平及び垂直選択手段と、前記光電変換素子を
複数素子単位に分割したブロックとを備え、オートフォ
ーカスの設定時に前記複数素子単位のブロックに属する
前記光電変換素子を前記水平選択手段によりアクティブ
とし、前記垂直選択手段により前記ブロックの垂直出力
線をアクティブとし、時系列的に出力線に読み出すこと
を特徴とする。
Further, according to the present invention, in a solid-state imaging device having a plurality of amplifying photoelectric conversion elements arranged in a matrix, horizontal and vertical selecting means for selectively reading out a read signal from the photoelectric conversion element; A block in which a photoelectric conversion element is divided into a plurality of element units, wherein when the auto focus is set, the photoelectric conversion elements belonging to the block in the plurality of element units are activated by the horizontal selection unit, and the vertical selection unit is activated by the vertical selection unit. The present invention is characterized in that the output line is made active and read out to the output line in time series.

【0015】また、本発明は、マトリクス状に配置され
た複数の増幅型光電変換素子を有する固体撮像装置にお
いて、前記光電変換素子からの読み出し信号を選択的に
読み出す水平及び垂直選択手段と、前記光電変換素子を
複数素子単位に分割したブロックとを備え、前記複数素
子単位のブロックに属する前記光電変換素子を前記垂直
選択手段によりアクティブとし、前記水平選択手段によ
り前記ブロックの垂直出力線をアクティブとし、時系列
的に出力線に第1信号として読み出し、更に、前記複数
素子単位のブロックに属する前記ブロックを前記水平選
択手段により垂直出力線をアクティブとし、前記垂直選
択手段により前記光電変換素子の選択画素をアクティブ
とし、時系列的に第2信号として出力線に読み出すこと
を特徴とする。
Further, according to the present invention, in a solid-state imaging device having a plurality of amplifying photoelectric conversion elements arranged in a matrix, horizontal and vertical selection means for selectively reading out a read signal from the photoelectric conversion element; A block obtained by dividing a photoelectric conversion element into a plurality of element units, wherein the photoelectric conversion elements belonging to the block of the plurality of element units are activated by the vertical selection unit, and the vertical output lines of the block are activated by the horizontal selection unit. Reading out the first signal to the output line in time series, further activating the vertical output line by the horizontal selection means for the block belonging to the block of the plurality of elements, and selecting the photoelectric conversion element by the vertical selection means The method is characterized in that the pixels are activated and are read out to the output line as a second signal in time series.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】[実施形態1]図1に本発明によ
る実施形態1の概略ブロック図を示す。本実施形態によ
る固体撮像装置はオートフォーカス(AF)機能を有し
ており、CMOSセンサを備えている。
[First Embodiment] FIG. 1 is a schematic block diagram of a first embodiment according to the present invention. The solid-state imaging device according to the present embodiment has an auto focus (AF) function and includes a CMOS sensor.

【0017】図1において、光電変換素子として、水平
H1〜H11と、垂直V1〜V11による11×11画
素の計121個を有しており、画素ブロック位置とし
て、水平3個所、垂直3個所を有し、各ブロックでは十
字型の計5個をAF用に読み出すものである。読み出し
は、垂直シフトレジスタVSRにより水平方向の特定画
素を選択し、水平シフトレジスタHSRにより垂直方向
の画像信号を出力線HLに読み出す。出力線HLには、
残留電荷を排除するためにリセット用MOSトランジス
タQ1を備え、その出力用のバッファとしてのAMPを
備えている。実際には、640×460画素や1240
×1040画素という高密度の固体撮像装置等の例があ
り、そのエリアセンサの場合の特定のブロック読み出し
に適用できる。
In FIG. 1, there are a total of 121 photoelectric conversion elements of 11 × 11 pixels of horizontal H1 to H11 and vertical V1 to V11, and three horizontal and three vertical pixel block positions. In each block, a total of five cross-shaped pieces are read out for AF. For reading, a specific pixel in the horizontal direction is selected by the vertical shift register VSR, and a vertical image signal is read out to the output line HL by the horizontal shift register HSR. In the output line HL,
A reset MOS transistor Q1 is provided to eliminate residual charges, and an AMP is provided as an output buffer. Actually, 640 × 460 pixels and 1240
There is an example of a high-density solid-state imaging device with a size of × 1040 pixels, which can be applied to specific block reading in the case of the area sensor.

【0018】図2に11×11の光電変換素子の画素中
5ブロックの読み出しタイミングを示す。まず、MOS
トランジスタQ1をオンして出力線HLの残留電荷をリ
セットする。次に、垂直シフトレジスタVSRのV1が
ハイの時、水平シフトレジスタHSRのH1,H2,H
3が順次ハイとなり、出力線HLに読み出し、更にH
9,H10,H11が順次ハイとなりブロックB1,B
2の3画素が読み出される。同様に垂直シフトレジスタ
VSRのV2,V3を順次ハイとして、水平シフトレジ
スタHSRのH1,H2,H3が順次ハイとなり、更に
H9,H10,H11が順次ハイとなり、それぞれ出力
線HLに読み出し、ブロックB1,B2の各3×3の画
素の光電荷を読み出す。
FIG. 2 shows the read timing of five blocks in the pixels of the 11 × 11 photoelectric conversion element. First, MOS
The transistor Q1 is turned on to reset the residual charge on the output line HL. Next, when V1 of the vertical shift register VSR is high, H1, H2, H of the horizontal shift register HSR
3 sequentially become high, read out to the output line HL, and
9, H10 and H11 sequentially become high and blocks B1 and B
Two three pixels are read. Similarly, V2 and V3 of the vertical shift register VSR are sequentially set to high, H1, H2, and H3 of the horizontal shift register HSR are sequentially set to high, and H9, H10, and H11 are sequentially set to high, and read to the output line HL to read the block B1. , B2 are read out from the 3 × 3 pixels.

【0019】同様に、ブロックB3、ブロックB4,B
5の各画素の光電荷信号を出力線HLに読み出す。この
読み出しの際、垂直シフトレジスタVSRをハイとする
期間は、水平シフトレジスタHSRの各画素を読み出す
期間でよく、読み出し速度は全画素11×11を読み出
す期間に対して、3×3×5ブロックでよく、45/1
21となり、AFのための被写体画像の焦点を合致させ
るポイントだけでよい場合には、ブロック1個の読み出
しで済む場合には、更に高速読み出しが可能となる。
Similarly, block B3, block B4, B
5 is read out to the output line HL. In this reading, the period during which the vertical shift register VSR is high may be a period during which each pixel of the horizontal shift register HSR is read, and the reading speed is 3 × 3 × 5 blocks compared to the period during which all the pixels 11 × 11 are read. OK, 45/1
In the case where only 21 points are required to match the focus of the subject image for AF, if the reading of one block is sufficient, higher-speed reading is possible.

【0020】上記実施形態では、各ブロックB1〜B5
の各3×3の画素信号を読み出す例を示したが、図1に
おける各ブロック中の十字型の5画素を読み出す場合に
は、更に高速に読み出すことができる。垂直シフトレジ
スタVSRのV1がハイの時、水平シフトレジスタHS
RのH2,H10が順次ハイとなり、出力線HLに読み
出し、次に垂直シフトレジスタVSRのV2がハイの
時、水平シフトレジスタHSRのH1,H2,H3、及
びH9,H10,H11が順次ハイとなり、出力線HL
に読み出し、更に垂直シフトレジスタVSRのV3がハ
イの時、水平シフトレジスタHSRのH2及びH10が
順次ハイとなり、出力線HLに読み出す。これにより、
ブロックB1,B2の十字型画素の光電荷を読み出すこ
とができ、各ブロック全体を読み出すよりも更に高速読
み出しを可能とすることができる。
In the above embodiment, each of the blocks B1 to B5
Although the example in which each of the 3 × 3 pixel signals is read out has been described, when reading out the cross-shaped five pixels in each block in FIG. When V1 of the vertical shift register VSR is high, the horizontal shift register HS
H2 and H10 of R sequentially become high and read to the output line HL. Next, when V2 of the vertical shift register VSR is high, H1, H2 and H3 and H9, H10 and H11 of the horizontal shift register HSR sequentially become high. , Output line HL
When V3 of the vertical shift register VSR is high, H2 and H10 of the horizontal shift register HSR sequentially become high and read to the output line HL. This allows
The photocharges of the cross-shaped pixels in the blocks B1 and B2 can be read, and higher-speed reading can be performed than reading the entire block.

【0021】ここで、撮像装置のユーザーが二次元エリ
ア中、ブロックB2にフォーカスを合致させたい場合に
は、ブロックB2の光電荷の画像信号を読み出し、信号
強度に関する微分信号のレベルを最小となるレンズ位置
に調節することにより、オートフォーカスとする場合の
調節時間を大幅に短縮することができる。
Here, when the user of the imaging apparatus wants to make the focus coincide with the block B2 in the two-dimensional area, the image signal of the photocharge of the block B2 is read, and the level of the differential signal relating to the signal intensity is minimized. By adjusting to the lens position, the adjustment time for auto focus can be significantly reduced.

【0022】[実施形態2]図3に実施形態2における
固体撮像装置の概念的ブロック図を示す。本実施形態で
は、二次元エリアとしての11×11画素中、AF用に
読み出すブロックを水平3カ所と垂直3カ所の計9カ所
の例を示している。
[Second Embodiment] FIG. 3 is a conceptual block diagram of a solid-state imaging device according to a second embodiment. In the present embodiment, an example is shown in which 9 blocks of 3 horizontal and 3 vertical blocks are read out for AF in 11 × 11 pixels as a two-dimensional area.

【0023】本実施形態での読み出しは、垂直シフトレ
ジスタVSRのV1がハイの時、水平シフトレジスタH
SRのH1〜H3,H5〜H7,H9〜H11が順次ハ
イとなり、出力線HLに読み出し、また、垂直シフトレ
ジスタVSRのV2がハイの時、水平シフトレジスタH
SRのH1〜H3,H5〜H7,H9〜H11が順次ハ
イとなり、出力線HLに読み出し、それぞれAMPを介
して画像信号として読み出される。以後、順次各ブロッ
クの光電荷を読み出す。
In this embodiment, when the vertical shift register VSR V1 is high, the horizontal shift register H is read.
The H1 to H3, H5 to H7, and H9 to H11 of the SR sequentially become high and read out to the output line HL, and when V2 of the vertical shift register VSR is high, the horizontal shift register H
The H1 to H3, H5 to H7, and H9 to H11 of the SRs sequentially become high, are read to the output line HL, and are respectively read as image signals via the AMP. Thereafter, the photoelectric charge of each block is sequentially read.

【0024】この場合のAF用として、9カ所の各ブロ
ックにつき全エリアセンサの読み出しを必要とせず、ま
た実施形態1の場合よりも多数のブロックを読み出すの
で、被写体が遠景の景色を対象とする場合に正確なフォ
ーカスに設定できる。
For AF in this case, reading of all area sensors is not required for each of the nine blocks, and a larger number of blocks are read than in the case of the first embodiment. You can set the correct focus in case.

【0025】[実施形態3]図4は実施形態3における
固体撮像装置のAF用ブロック読み出しの概念的ブロッ
ク図である。実施形態1に対して、各ブロックB41〜
B45の形状が十字形状である。
[Embodiment 3] FIG. 4 is a conceptual block diagram of AF block reading of a solid-state imaging device according to Embodiment 3. Compared to the first embodiment, each block B41 to B41
The shape of B45 is a cross shape.

【0026】実施形態1においても説明したが、まず出
力線HLをリセットMOSトランジスタQ1をオンして
リセットする。次に、垂直シフトレジスタVSRのV1
をハイの時に、水平シフトレジスタHSRのH2,H1
0を順次ハイとして、出力線HLに読み出し、次に垂直
シフトレジスタVSRのV2がハイの時、水平シフトレ
ジスタHSRのH1,H2,H3、及びH9,H10,
H11を順次ハイとして、出力線HLに読み出し、更に
垂直シフトレジスタVSRのV3がハイの時、水平シフ
トレジスタHSRのH2及びH10を順次ハイとして、
出力線HLに読み出す。これにより、ブロックB41,
B42の十字型画素の光電荷を読み出すことができ、3
×3のブロック全体を読み出すよりも、短時間で読み出
しを可能とすることができる。
As described in the first embodiment, first, the output line HL is reset by turning on the reset MOS transistor Q1. Next, V1 of the vertical shift register VSR
Is high, H2, H1 of the horizontal shift register HSR
0 is sequentially set to high, and read to the output line HL. Next, when V2 of the vertical shift register VSR is high, H1, H2, H3 and H9, H10,
H11 is sequentially set to high and read to the output line HL. When V3 of the vertical shift register VSR is high, H2 and H10 of the horizontal shift register HSR are sequentially set to high.
Read to the output line HL. Thereby, block B41,
The photocharge of the cross-shaped pixel of B42 can be read out,
Reading can be performed in a shorter time than reading the entire × 3 block.

【0027】読み出された光電荷信号は、カメラレンズ
の対象物との距離を調節しつつ、空間位置に対する信号
強度として微分信号を得て、その微分信号のミニマム値
にカメラレンズの位置を設定する。こうして、最適なカ
メラレンズのフォーカス位置を設定するが、各カメラレ
ンズの位置で対象物の読み出しが高速に実行できるの
で、AFに費やす時間そのものが短時間となる。
The read photocharge signal obtains a differential signal as a signal intensity with respect to a spatial position while adjusting the distance of the camera lens to the object, and sets the camera lens position to the minimum value of the differential signal. I do. In this way, the optimum focus position of the camera lens is set. However, since the reading of the object can be executed at a high speed at each camera lens position, the time spent for AF itself becomes short.

【0028】[実施形態4]図5に実施形態4による固
体撮像装置の概念的ブロック図を示す。実施形態1〜3
に対して、本実施形態では、主に縦読みの十字型読み出
し方式を可能とする。
[Fourth Embodiment] FIG. 5 is a conceptual block diagram of a solid-state imaging device according to a fourth embodiment. Embodiments 1-3
On the other hand, in the present embodiment, a cross-type reading method of mainly vertical reading is enabled.

【0029】先ず、出力線HLをリセットMOSトラン
ジスタQ1をオンしてリセットする。次に、水平シフト
レジスタHSRのH1をハイとして、垂直シフトレジス
タVSRのV2,V10を順次ハイとして、出力線HL
に各光電荷を読み出し、次に水平シフトレジスタHSR
のH2をハイとして、垂直シフトレジスタVSRのV
1,V2,V3およびV9,V10,V11を順次ハイ
として、出力線HLに各光電荷を読み出し、つぎに、水
平シフトレジスタHSRのH3をハイとして、垂直シフ
トレジスタVSRのV2,V10を順次ハイとして、出
力線HLに各光電荷を読み出す。こうして、十字型ブロ
ックB51,B54の光電荷を縦読みとして出力するこ
とができる。
First, the output line HL is reset by turning on the reset MOS transistor Q1. Next, H1 of the horizontal shift register HSR is set high, V2 and V10 of the vertical shift register VSR are sequentially set high, and the output line HL is set.
Read out each photo charge, and then read out the horizontal shift register HSR
Of the vertical shift register VSR to H2
1, V2, V3 and V9, V10, V11 are sequentially set to high, and each photoelectric charge is read out to the output line HL. Then, H3 of the horizontal shift register HSR is set to high, and V2, V10 of the vertical shift register VSR are sequentially set to high. To read out each photocharge on the output line HL. In this manner, the photocharges of the cross-shaped blocks B51 and B54 can be output as vertical reading.

【0030】本実施形態では、例えば二次元エリアの固
体撮像装置において、ブロックB51,B54のように
被写体が左側に寄った画像に焦点を合わせようとする場
合には、水平シフトレジスタHSRを主として読み出す
ことにより、より短時間で対象画像を読み出すことがで
きるので、オートフォーカスAFとする場合に短時間・
高速に目的の画像に焦点を合わせることができる。
In this embodiment, for example, in a solid-state image pickup device having a two-dimensional area, when focusing on an image in which a subject is shifted to the left as in blocks B51 and B54, the horizontal shift register HSR is mainly read. As a result, the target image can be read out in a shorter time.
The target image can be quickly focused.

【0031】[実施形態5]図6に実施形態5における
縦読み/横読みの切り換えを可能とする固体撮像装置の
概念的回路図を示す。
[Fifth Embodiment] FIG. 6 is a conceptual circuit diagram of a solid-state imaging device capable of switching between vertical reading and horizontal reading according to a fifth embodiment.

【0032】図6(a)において、各画素は、光電変換
用フォトダイオードS1〜S4と、増幅型MOSトラン
ジスタA1〜A4と、選択MOSトランジスタT1〜T
4とから構成されている。この各画素の各光電荷は、垂
直線H1,H2に読み出され、転送パルスφT1〜φT
4により制御される転送MOSトランジスタT11〜T
14によって、一時的に蓄積キャパシタC1〜C4に蓄
積され、水平シフトレジスタHSRの制御信号H1〜H
4によって出力MOSトランジスタT21〜T24を順
次オンして出力線HLに読み出され、AMPを通して出
力される。
In FIG. 6 (a), each pixel includes photodiodes S1 to S4 for photoelectric conversion, amplification type MOS transistors A1 to A4, and selection MOS transistors T1 to T4.
And 4. Each photocharge of each pixel is read out to the vertical lines H1 and H2, and the transfer pulses φT1 to φT
4, the transfer MOS transistors T11-T controlled by
14, the control signals H1 to H4 of the horizontal shift register HSR are temporarily stored in the storage capacitors C1 to C4.
4, the output MOS transistors T21 to T24 are sequentially turned on, read out to the output line HL, and output through the AMP.

【0033】つぎに、図6(b)に本固体撮像装置の縦
読みの場合のタイミングチャートを示して、縦読みの手
順について説明する。まず、垂直シフトレジスタVSR
のV1をハイとして、転送パルスφT1,φT3をハイ
とすることにより、画素S1,S2の光電荷を、増幅M
0SトランジスタA1,A2及び選択MOSトランジス
タT1,T2を介して蓄積キャパシタC1,C3に蓄積
する。
Next, FIG. 6B shows a timing chart in the case of the vertical reading of the solid-state imaging device, and the procedure of the vertical reading will be described. First, the vertical shift register VSR
Is high, and the transfer pulses φT1 and φT3 are high, so that the photocharges of the pixels S1 and S2 are amplified M
The data is stored in the storage capacitors C1 and C3 via the OS transistors A1 and A2 and the selection MOS transistors T1 and T2.

【0034】つぎに、垂直シフトレジスタVSRのV2
をハイとして、転送パルスφT2,φT4をハイとする
ことにより、画素S3,S4の光電荷を、増幅MOSト
ランジスタA3,A4及び選択MOSトランジスタT
3,T4を介して蓄積キャパシタC2,C4に蓄積す
る。この時、各蓄積キャパシタC1〜C4にはフォトダ
イオードS1,S3,S2,S4の光電荷に対応した光
電荷信号が蓄積されたことになる。この光電荷信号を水
平シフトレジスタHSRのシフト信号H1〜H4を順次
ハイとして、出力線HLに時系列的に読み出し、AMP
で増幅されて画像信号が出力される。この後、画像信号
はサンプリングされてA/D変換され、各画素のバラツ
キを補正するシェーディング補正されて、映像信号とし
て出力される。
Next, V2 of the vertical shift register VSR
Is high, and the transfer pulses φT2, φT4 are high, so that the photocharges of the pixels S3, S4 are transferred to the amplification MOS transistors A3, A4 and the selection MOS transistor T.
3, and stored in storage capacitors C2 and C4 via T4. At this time, the photocharge signals corresponding to the photocharges of the photodiodes S1, S3, S2, and S4 are stored in the storage capacitors C1 to C4. This photocharge signal is read out to the output line HL in time series by sequentially setting the shift signals H1 to H4 of the horizontal shift register HSR to high, and AMP
And an image signal is output. Thereafter, the image signal is sampled, A / D converted, subjected to shading correction for correcting the variation of each pixel, and output as a video signal.

【0035】また、図6(c)に本固体撮像装置の横読
みの場合のタイミングチャートを示して、横読みの手順
について説明する。まず、垂直シフトレジスタVSRの
V1をハイとして、転送パルスφT1,φT3をハイと
することにより、画素S1,S2の光電荷を、増幅MO
SトランジスタA1,A2及び選択MOSトランジスタ
T1,T2を介して蓄積キャパシタC1,C3に蓄積す
る。その後、水平シフトレジスタHSRのシフト信号H
1,H3を順次ハイとして、出力線HLに時系列的に読
み出し、AMPで増幅されて画像信号が出力される。
FIG. 6C shows a timing chart of the solid-state imaging device in the case of horizontal reading, and the horizontal reading procedure will be described. First, by setting V1 of the vertical shift register VSR to high and setting the transfer pulses φT1 and φT3 to high, the photoelectric charges of the pixels S1 and S2 are amplified by MO.
The data is stored in storage capacitors C1 and C3 via S transistors A1 and A2 and select MOS transistors T1 and T2. After that, the shift signal H of the horizontal shift register HSR
1 and H3 are sequentially set to the high level, read out in time series to the output line HL, and amplified by the AMP to output an image signal.

【0036】次に、垂直シフトレジスタVSRのV2を
ハイとして、転送パルスφT1,φT3をハイとするこ
とにより、画素S3,S4の光電荷を、増幅M0Sトラ
ンジスタA3,A4及び選択MOSトランジスタT3,
T4を介して蓄積キャパシタC1,C3に蓄積する。そ
の後、水平シフトレジスタHSRのシフト信号H1,H
3を順次ハイとして、出力線HLに時系列的に読み出
し、AMPで増幅されて画像信号が出力される。
Next, by setting V2 of the vertical shift register VSR to high and setting the transfer pulses φT1 and φT3 to high, the photoelectric charges of the pixels S3 and S4 are amplified by the amplification MOS transistors A3 and A4 and the selection MOS transistor T3.
The data is stored in the storage capacitors C1 and C3 via T4. After that, the shift signals H1, H of the horizontal shift register HSR
3 are sequentially set to high, read out in time series to the output line HL, and amplified by AMP to output an image signal.

【0037】この場合、水平シフトレジスタHSRのシ
フト信号H2,H4及び転送パルスφT2,φT4を用
いずに、各フォトダイオードS1〜S4の光電荷を読み
出している。従って、エリアセンサの読み出しを縦読み
/横読みの切り換えを行う場合には、垂直シフトレジス
タVSRと、水平シフトレジスタHSRと転送パルスの
タイミングを切り替えることで容易に行うことができ
る。
In this case, the photoelectric charges of the photodiodes S1 to S4 are read without using the shift signals H2 and H4 of the horizontal shift register HSR and the transfer pulses φT2 and φT4. Therefore, when the reading of the area sensor is switched between the vertical reading and the horizontal reading, it can be easily performed by switching the timing of the transfer pulse between the vertical shift register VSR, the horizontal shift register HSR and the transfer.

【0038】この縦読み/横読みの切り換えは、カメラ
レンズの位置を調節する際、エリアセンサのどこに焦点
を合致するのかを定めるとき、いずれの読み方が効果的
かを判断してから切り換える。たとえば、対象被写体が
エリアの上部全体に存在する場合には、エリアの上部だ
けを高速に読み出せる横読みとすることができる。ま
た、エリアの右側に焦点を合わせようとする場合には、
エリアの右側だけを読み出せる縦読みを実行してフォー
カスを合わせるようにすることができる。
When switching between vertical reading and horizontal reading, when adjusting the position of the camera lens, when deciding where to focus on the area sensor, switching is performed after judging which reading method is effective. For example, when the target subject is present in the entire upper part of the area, the horizontal reading can be performed so that only the upper part of the area can be read at high speed. Also, when trying to focus on the right side of the area,
The focus can be adjusted by executing vertical reading in which only the right side of the area can be read.

【0039】[実施形態6]図7は上記実施形態1〜5
に用いることのできる光電変換素子の一例の回路図であ
る。図において、まず増幅MOSトランジスタA0のフ
ローティングゲートをリセットMOSトランジスタをオ
ンして所定電位にリセットする。次に所定時間フォトダ
イオードS0に光電荷を蓄積した上で、垂直選択線をハ
イとして選択MOSトランジスタT0をオンして、増幅
MOSトランジスタA0をアクティブとして信号出力線
に画像信号を読み出すことができる。
[Sixth Embodiment] FIG. 7 shows the first to fifth embodiments.
FIG. 2 is a circuit diagram of an example of a photoelectric conversion element that can be used for the present invention. In the figure, first, the floating gate of the amplification MOS transistor A0 is reset to a predetermined potential by turning on the reset MOS transistor. Next, after the photoelectric charge is accumulated in the photodiode S0 for a predetermined time, the vertical selection line is set high and the selection MOS transistor T0 is turned on, and the amplification MOS transistor A0 is activated to read an image signal to the signal output line.

【0040】次に、図5における固体撮像装置の横方向
読みと縦方向読みとのタイミングを図8に示して説明す
る。まず、横方向読みの場合、垂直シフトレジスタVS
RからのV2をハイとして、水平シフトレジスタHSR
のH1,H2,H3続いてH9,H10,H11とを順
次ハイとして図5上横方向の所定の画素の光電荷を読み
取る。
Next, the timing of the horizontal reading and the vertical reading of the solid-state imaging device in FIG. 5 will be described with reference to FIG. First, in the case of horizontal reading, the vertical shift register VS
By setting V2 from R high, the horizontal shift register HSR
H1, H2, H3, H9, H10, and H11 are sequentially set to high, and the photocharge of a predetermined pixel in the horizontal direction in FIG. 5 is read.

【0041】続いて、水平シフトレジスタHSRのH2
をハイとして、垂直シフトレジスタVSRからのV1,
V2,V3及びV9,V10,V11を順次ハイとして
図1の縦方向の所定の画素の光電荷を読み取る。この縦
方向読みと横方向読みとを重ねると、各ブロックB5
1,B54の十字型形状の光電荷を読み出すことができ
る。この際、縦方向読みと横方向読みにおいて重なる画
素S51,S54は、図7に示したように、増幅型セン
サの場合にはフローティングゲートの電荷量が破壊され
ず2度読みが可能であるので、十字型形状ブロックの読
み出しには、本実施形態による縦方向読みと横方向読み
が効果的である。
Subsequently, H2 of the horizontal shift register HSR
Is high, V1 from the vertical shift register VSR is
With V2, V3 and V9, V10, V11 sequentially set to high, the photoelectric charge of a predetermined pixel in the vertical direction in FIG. 1 is read. When the vertical reading and the horizontal reading are superimposed, each block B5
1, B54 can be read out. At this time, as shown in FIG. 7, in the case of the amplification type sensor, the charge amount of the floating gate is not destroyed and the pixels S51 and S54 overlapping in the vertical reading and the horizontal reading can be read twice. In reading the cross-shaped blocks, the vertical reading and the horizontal reading according to the present embodiment are effective.

【0042】なお、上記実施形態では、AF(オートフ
ォーカス)用に十字型の画素読み出し、又はブロック読
み出しの手法について説明したが、エリアセンサの部分
的な読み出しには、AE(自動露出)の場合にも有効で
ある。AFの場合には、露出時間を変えて撮像し、その
信号から本撮影時の露出時間を決定する。オートフォー
カスセンサと同様に全画素分の信号は必要なく、露出を
合わせたい物体近傍の信号のみがあればよく、この部分
のみを選択的に出力できれば高速なAEが可能となる。
従って、ブロック読み出しができれば、AFとは異なる
領域であっても、同一領域であっても、上記各実施形態
を適用できる。
In the above-described embodiment, the method of cross-shaped pixel reading or block reading for AF (autofocus) has been described. However, partial reading of the area sensor is performed in the case of AE (automatic exposure). It is also effective. In the case of AF, an image is taken while changing the exposure time, and the exposure time at the time of actual shooting is determined from the signal. As with the autofocus sensor, signals for all pixels are not required, and only signals near the object whose exposure is to be adjusted need be provided. If only this portion can be selectively output, high-speed AE can be performed.
Therefore, if block reading can be performed, each of the above embodiments can be applied to an area different from AF or the same area.

【0043】特に、静止画カメラの場合、露出時間は画
角の中心部分の光量に応じて露出時間を決定する。従っ
て、オートフォーカスの場合と同様に中心部分をブロッ
クとして、ブロック読み出しを行い、ノイズ成分を除去
することで、高速に正確な露出時間を決定することがで
きる。また、動画を撮影するビデオカメラの場合でも、
絶えず変化する対象物の光量が変化するので、その変化
を高速にブロック読み出しで検出し、最適な露出時間に
対応する絞りの度合いを、ブロック読み出しの画像出力
レベルから決定して、露出ポイントのエリアセンサへの
光量を絞って、リニアな特性光量に設定する。こうし
て、高感度の画像信号を得ることができる。
In particular, in the case of a still image camera, the exposure time is determined according to the amount of light at the center of the angle of view. Therefore, as in the case of autofocusing, by performing block reading with the central portion as a block and removing noise components, an accurate exposure time can be determined at high speed. Also, even for a video camera that shoots videos,
Since the light amount of a constantly changing object changes, the change is detected at high speed by block reading, and the degree of aperture corresponding to the optimal exposure time is determined from the block reading image output level, and the area of the exposure point is determined. The light amount to the sensor is reduced to set a linear characteristic light amount. Thus, a high-sensitivity image signal can be obtained.

【0044】また、上記実施形態では、AFおよびAE
用の読み出しタイミングについて説明したが、実際の撮
像時には、AFおよびAEの設定後、CMOSセンサの
S/Nを向上するために、各画素の光電荷を読み出し、
その前又は後に各画素のノイズ成分を読み出し、その差
をとって、画像信号として出力する。
In the above embodiment, AF and AE
Although the readout timing has been described, at the time of actual imaging, after setting AF and AE, in order to improve the S / N of the CMOS sensor, the photoelectric charge of each pixel is read out,
Before or after that, the noise component of each pixel is read, and the difference is taken and output as an image signal.

【0045】[実施形態7]図9は、上記実施形態1〜
6の固体撮像装置を用いた全体のシステム図である。図
9において、システム制御部58は、操作部60の撮像
開始ボタンの押圧により、撮像開始信号を検出して、ト
リガー信号とクロック信号とを固体撮像装置42に供給
して、固体撮像装置42から信号を出力させる。この信
号をAE/AF処理部56に供給して、適切な露光量を
設定し、焦点距離を調節して、レンズ位置を合焦位置に
設定する。その後、固体撮像装置42により得られた信
号は、システム制御部58の指示によりA/D変換部4
6でデジタル信号に変換され、デジタルシグナルプロセ
ッサDSP47でメモリ48を活用しつつ、デジタル信
号をデータ処理してシェーディング処理やガンマー処理
等を実行する。
[Embodiment 7] FIG.
6 is an overall system diagram using the solid-state imaging device No. 6; FIG. In FIG. 9, the system control unit 58 detects an imaging start signal by pressing an imaging start button of the operation unit 60 and supplies a trigger signal and a clock signal to the solid-state imaging device 42. Output a signal. This signal is supplied to the AE / AF processing unit 56 to set an appropriate exposure amount, adjust the focal length, and set the lens position to the in-focus position. After that, the signal obtained by the solid-state imaging device 42 is transmitted to the A / D converter 4 in accordance with an instruction from the system controller 58.
The digital signal is converted into a digital signal in 6 and the digital signal is processed by the digital signal processor DSP 47 while utilizing the memory 48 to perform shading processing, gamma processing, and the like.

【0046】さらに、システム制御部58のトリガーに
より、エンコーダ部51は通信系や録画系、静止画プリ
ント系等の出力装置にマッチした画像信号に変換して、
該当する出力装置61に出力する。
Further, in response to a trigger from the system control unit 58, the encoder unit 51 converts the image signal into an image signal that matches an output device such as a communication system, a recording system, and a still image printing system.
Output to the corresponding output device 61.

【0047】上記撮像装置では、操作部60の操作に従
って、システム制御部58は所定の動作を繰り返し、各
ブロックはシステム制御部58の指示に従って、動作を
開始するように回路を組み込まれている。
In the above-described imaging apparatus, the system control unit 58 repeats a predetermined operation in accordance with the operation of the operation unit 60, and each block has a built-in circuit so as to start the operation in accordance with the instruction of the system control unit 58.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、固
体撮像装置の撮像エリアの内、特定ブロックを高速に読
み出すことで、オートフォーカスのための特定フォーカ
ス領域の画像信号を読み出し、高速にカメラレンズのフ
ォーカス位置を設定できる。
As described above, according to the present invention, by reading out a specific block at high speed from the imaging area of the solid-state imaging device, an image signal of a specific focus area for autofocus is read out, and You can set the focus position of the camera lens.

【0049】また、上記特定ブロックを十字型とするこ
とで更に正確なフォーカス位置を設定できる。また、特
定ブロック又は特定ブロック内の十字型形状の画素信号
を読み出すことで、読み出し時間を大幅に短縮するばか
りでなく、オート露光(AE)の際にも、本発明を適用
できることから、撮像装置のAF及びAEを共に特定の
駆動装置の切り換えによって、エリア内のいかなるポイ
ントにも、高速に焦点を合致させ、露光時間を設定でき
る。
Further, by making the specific block into a cross shape, a more accurate focus position can be set. In addition, by reading a specific block or a cross-shaped pixel signal in a specific block, not only the reading time is significantly reduced, but also the present invention can be applied to auto exposure (AE). By switching both AF and AE of a specific driving device, it is possible to quickly focus on any point in the area and set the exposure time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明における実施形態1の構成ブロック図で
ある。
FIG. 1 is a configuration block diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明における実施形態1の読み出しタイミン
グチャートである。
FIG. 2 is a read timing chart according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明における実施形態2の構成ブロック図で
ある。
FIG. 3 is a configuration block diagram of a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明における実施形態3の構成ブロック図で
ある。
FIG. 4 is a configuration block diagram of a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明における実施形態4の構成ブロック図で
ある。
FIG. 5 is a configuration block diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明における実施形態5の構成ブロック図及
びタイミングチャートである。
FIG. 6 is a configuration block diagram and a timing chart according to a fifth embodiment of the present invention.

【図7】本発明における実施形態6の画素回路図であ
る。
FIG. 7 is a pixel circuit diagram according to a sixth embodiment of the present invention.

【図8】本発明における実施形態6のタイミングチャー
トである。
FIG. 8 is a timing chart according to a sixth embodiment of the present invention.

【図9】本発明における実施形態7の構成ブロック図で
ある。
FIG. 9 is a configuration block diagram according to a seventh embodiment of the present invention.

【図10】従来例のオートフォーカスの概念的説明図で
ある。
FIG. 10 is a conceptual explanatory diagram of a conventional auto focus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

VSR 垂直シフトレジスタ HSR 水平シフトレジスタ V1〜V11 垂直シフトレジスタの出力信号 H1〜H11 水平シフトレジスタの出力信号 Q1 リセットMOSトランジスタ AMP 増幅器 HL 出力線 42 固体撮像装置 46 A/D変換器 47 デジタルシグナルプロセッサDSP 48 メモリ 51 エンコーダ 56 AE/AF処理部 58 システム制御部 60 操作部 61 出力装置 VSR Vertical shift register HSR Horizontal shift register V1 to V11 Output signal of vertical shift register H1 to H11 Output signal of horizontal shift register Q1 Reset MOS transistor AMP Amplifier HL Output line 42 Solid-state imaging device 46 A / D converter 47 Digital signal processor DSP 48 memory 51 encoder 56 AE / AF processing unit 58 system control unit 60 operation unit 61 output device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/235 H01L 27/14 A (72)発明者 上野 勇武 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小泉 徹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 樋山 拓己 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小川 勝久 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 須川 成利 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H011 BA33 BA34 BB02 BB04 2H051 AA08 BA47 CB22 CB26 CE14 4M118 AA10 AB01 AB03 BA14 CA03 DB01 FA06 5C022 AB02 AB22 AC42 AC69 5C024 AA01 CA16 FA01 FA11 GA31 JA10 JA32 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04N 5/235 H01L 27/14 A (72) Inventor Yutake Ueno 3- 30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Within Canon Inc. (72) Inventor Tohru Koizumi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Within Canon Inc. (72) Inventor Takumi Hiyama 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Katsuhisa Ogawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Within Canon Inc. (72) Inventor Narutoshi Sugawa 3-30-2, Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term within Canon Inc. (Reference) 2H011 BA33 BA34 BB02 BB04 2H051 AA08 BA47 CB22 CB26 CE14 4M118 AA10 AB01 AB03 BA14 CA03 DB01 FA06 5C022 AB02 AB22 AC42 AC69 5C024 AA01 CA16 FA01 FA11 GA31 JA 10 JA32

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マトリクス状に配置された複数の光電変
換素子を有する固体撮像装置において、 前記光電変換素子からの読み出し信号を選択的に読み出
す水平・垂直選択手段と、前記光電変換素子を複数素子
単位のブロックに分割して、オートフォーカス又はオー
ト露光の設定時に前記複数素子単位のブロックに属する
前記光電変換素子を読み出す読み出し手段と、からなる
ことを特徴とする固体撮像装置。
1. A solid-state imaging device having a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a matrix, comprising: a horizontal / vertical selector for selectively reading a read signal from the photoelectric conversion element; and a plurality of the photoelectric conversion elements. A solid-state imaging device, comprising: a reading unit that divides the photoelectric conversion elements belonging to the plurality of element blocks into blocks when the automatic focus or the auto exposure is set.
【請求項2】 前記複数素子単位のブロックに属する前
記光電変換素子は、前記マトリクス状の配置上で十字型
形状であることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像
装置。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion elements belonging to the block of a plurality of elements have a cross shape in the matrix arrangement.
【請求項3】 マトリクス状に配置された複数の増幅型
光電変換素子を有する固体撮像装置において、 前記光電変換素子からの読み出し信号を選択的に読み出
す水平及び垂直選択手段と、前記光電変換素子を複数素
子単位に分割したブロックとを備え、オートフォーカス
又はオート露光の設定時に前記複数素子単位のブロック
に属する前記光電変換素子を前記垂直選択手段によりア
クティブとし、前記水平選択手段により前記ブロックの
垂直出力線をアクティブとし、時系列的に出力線に読み
出すことを特徴とする固体撮像装置。
3. A solid-state imaging device having a plurality of amplifying photoelectric conversion elements arranged in a matrix, comprising: horizontal and vertical selection means for selectively reading out a read signal from the photoelectric conversion element; A block divided into a plurality of element units, and when setting auto focus or auto exposure, the photoelectric conversion elements belonging to the block of the plurality of element units are activated by the vertical selection means, and the vertical output of the block is performed by the horizontal selection means. A solid-state imaging device characterized in that lines are activated and read out to an output line in time series.
【請求項4】 前記複数素子単位のブロックに属する前
記光電変換素子は、前記マトリクス状の配置上で十字型
形状であることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像
装置。
4. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion elements belonging to the plurality of element-unit blocks have a cross shape in the matrix arrangement.
【請求項5】 マトリクス状に配置された複数の増幅型
光電変換素子を有する固体撮像装置において、 前記光電変換素子からの読み出し信号を選択的に読み出
す水平及び垂直選択手段と、前記光電変換素子を複数素
子単位に分割したブロックとを備え、オートフォーカス
又はオート露光の設定時に前記複数素子単位のブロック
に属する前記光電変換素子を前記水平選択手段によりア
クティブとし、前記垂直選択手段により前記ブロックの
垂直出力線をアクティブとし、時系列的に出力線に読み
出すことを特徴とする固体撮像装置。
5. A solid-state imaging device having a plurality of amplifying photoelectric conversion elements arranged in a matrix, comprising: a horizontal and vertical selection unit for selectively reading out a read signal from the photoelectric conversion element; A block divided into a plurality of element units, wherein when the auto focus or the auto exposure is set, the photoelectric conversion elements belonging to the block of the plurality of element units are activated by the horizontal selection unit, and the vertical output of the block is performed by the vertical selection unit. A solid-state imaging device characterized in that lines are activated and read out to an output line in time series.
【請求項6】 マトリクス状に配置された複数の増幅型
光電変換素子を有する固体撮像装置において、 前記光電変換素子からの読み出し信号を選択的に読み出
す水平及び垂直選択手段と、前記光電変換素子を複数素
子単位に分割したブロックとを備え、前記複数素子単位
のブロックに属する前記光電変換素子を前記垂直選択手
段によりアクティブとし、前記水平選択手段により前記
ブロックの垂直出力線をアクティブとし、時系列的に出
力線に第1信号として読み出し、 更に、前記複数素子単位のブロックに属する前記ブロッ
クを前記水平選択手段により垂直出力線をアクティブと
し、前記垂直選択手段により前記光電変換素子の選択画
素をアクティブとし、時系列的に第2信号として出力線
に読み出すことを特徴とする固体撮像装置。
6. A solid-state imaging device having a plurality of amplifying photoelectric conversion elements arranged in a matrix, comprising: horizontal and vertical selection means for selectively reading out a read signal from the photoelectric conversion element; A block divided into a plurality of element units, wherein the photoelectric conversion elements belonging to the block of the plurality of element units are activated by the vertical selection means, and the vertical output lines of the blocks are activated by the horizontal selection means, The output line is read as a first signal. Further, the blocks belonging to the block of the plurality of elements are activated by the horizontal selection means to activate a vertical output line, and the vertical selection means activates a selected pixel of the photoelectric conversion element. A solid-state imaging device which reads out the second signal in time series to an output line.
【請求項7】 請求項6に記載の固体撮像装置におい
て、 前記複数素子単位のブロックは十字型形状であって、前
記第1信号は横方向の読み出し信号であり、前記第2信
号は縦方向の読み出し信号であることを特徴とする固体
撮像装置。
7. The solid-state imaging device according to claim 6, wherein the block in units of a plurality of elements has a cross shape, the first signal is a readout signal in a horizontal direction, and the second signal is a vertical readout signal. A solid-state imaging device.
【請求項8】 マトリクス状に配置された複数の光電変
換素子を有する固体撮像装置において、 任意の列の前記複数の光電変換素子の信号を1列ずつ順
次水平出力線に転送して読み出す読み出し手段を有する
固体撮像装置。
8. In a solid-state imaging device having a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a matrix, a reading means for sequentially transferring and reading out signals of the plurality of photoelectric conversion elements in an arbitrary column one by one to a horizontal output line. A solid-state imaging device having:
【請求項9】 請求項8に記載の固体撮像装置におい
て、前記読み出し手段は1列中の任意の光電変換素子か
らの信号を読み出すことを特徴とする固体撮像装置。
9. The solid-state imaging device according to claim 8, wherein said reading means reads out a signal from an arbitrary photoelectric conversion element in one column.
【請求項10】 マトリクス状に配置された複数の光電
変換素子を有する固体撮像装置において、 任意の列の前記複数の光電変換素子の信号を1列ずつ順
次水平出力線に転送して読み出す第1の読み出し手段
と、 任意の行の前記複数の光電変換素子の信号を1行ずつ順
次水平出力線に転送して読み出す第2の読み出し手段
と、 前記第1の読み出し手段と前記第2の読み出し手段とを
切り替える切替手段とを有することを特徴とする固体撮
像装置。
10. A solid-state imaging device having a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a matrix, wherein a signal of the plurality of photoelectric conversion elements in an arbitrary column is sequentially transferred to a horizontal output line for each column and read out. Readout means, second readout means for sequentially transferring and reading out the signals of the plurality of photoelectric conversion elements in an arbitrary row line by row to a horizontal output line, the first readout means and the second readout means And a switching means for switching between the two.
【請求項11】 請求項10に記載の固体撮像装置にお
いて、前記第1の読み出し手段は1列中の任意の光電変
換素子からの信号を読み出し、前記第2の読み出し手段
は1行中の任意の光電変換素子からの信号を読み出すこ
とを特徴とする固体撮像装置。
11. The solid-state imaging device according to claim 10, wherein said first reading means reads a signal from an arbitrary photoelectric conversion element in one column, and said second reading means reads an arbitrary signal in one row. A solid-state imaging device for reading a signal from the photoelectric conversion element.
【請求項12】 請求項1乃至請求項11のいずれか1
項に記載の固体撮像装置と、前記固体撮像装置から読み
出された信号によってオートフォーカス設定を行うAF
装置と、前記固体撮像装置から読み出された信号に基づ
いて信号処理を行うデジタルシグナルプロセッサ(DS
P)とを有することを特徴とする撮像システム。
12. The method according to claim 1, wherein
And an AF for performing auto-focus setting based on a signal read from the solid-state imaging device.
Device and a digital signal processor (DS) for performing signal processing based on signals read from the solid-state imaging device.
P).
【請求項13】 請求項1乃至請求項11のいずれか1
項に記載の固体撮像装置と、前記固体撮像装置から読み
出された信号によってオート露光設定を行うオート露光
(AE)装置と、前記固体撮像装置から読み出された信
号に基づいて信号処理を行うデジタルシグナルプロセッ
サ(DSP)とを有することを特徴とする撮像システ
ム。
13. The method according to claim 1, wherein
A solid-state imaging device according to item 1, an auto-exposure (AE) device that performs auto-exposure setting based on a signal read from the solid-state imaging device, and performs signal processing based on the signal read from the solid-state imaging device. An imaging system comprising a digital signal processor (DSP).
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