JP2000209509A - 固体撮像装置と撮像システム - Google Patents
固体撮像装置と撮像システムInfo
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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- H04N25/703—SSIS architectures incorporating pixels for producing signals other than image signals
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
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- Signal Processing (AREA)
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- Studio Devices (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 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な、更にＡＦ／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。 【解決手段】 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変換装置において、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。
った部分読み出し可能な、更にＡＦ／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。 【解決手段】 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変換装置において、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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
ある。
【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。
グチャートである。
【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。
ある。
【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。
ある。
【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。
ある。
【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。
びタイミングチャートである。
【図７】本発明における実施形態６の画素回路図であ
る。
る。
【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。
トである。
【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。
ある。
【図１０】従来例のオートフォーカスの概念的説明図で
ある。
ある。
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
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (13)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11011107A JP2000209509A (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 固体撮像装置と撮像システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11011107A JP2000209509A (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 固体撮像装置と撮像システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000209509A true JP2000209509A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=11768799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11011107A Pending JP2000209509A (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 固体撮像装置と撮像システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000209509A (ja) |
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- 1999-01-19 JP JP11011107A patent/JP2000209509A/ja active Pending
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