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JP2002314062A - Solid-state imaging device and imaging system - Google Patents

Solid-state imaging device and imaging system

Info

Publication number
JP2002314062A
JP2002314062A JP2001120099A JP2001120099A JP2002314062A JP 2002314062 A JP2002314062 A JP 2002314062A JP 2001120099 A JP2001120099 A JP 2001120099A JP 2001120099 A JP2001120099 A JP 2001120099A JP 2002314062 A JP2002314062 A JP 2002314062A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pixel
solid
photoelectric conversion
imaging device
pixels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001120099A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Itano
哲也 板野
Yuichiro Yamashita
雄一郎 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2001120099A priority Critical patent/JP2002314062A/en
Publication of JP2002314062A publication Critical patent/JP2002314062A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数方向の周波数成分の検知を可能とする。 【解決手段】 光電変換機能を有する画素を2次元状に
配置した画素領域を備えた固体撮像装置において、画素
の光電変換部は2分割され、画素領域は、分割の方向が
異なる複数種類の該画素により構成されている。画素領
域内で、任意の画素は光電変換部が画素の一配列方向に
対して平行に分割され、他の画素は光電変換部が一配列
方向に対して直角に分割されている。画素領域内で、任
意の画素は光電変換部が画素の一配列方向に対して45
°の方向に分割され、他の画素は光電変換部が一配列方
向に対して−45°の方向に分割されている。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To enable detection of frequency components in a plurality of directions. In a solid-state imaging device including a pixel region in which pixels having a photoelectric conversion function are two-dimensionally arranged, a photoelectric conversion unit of the pixel is divided into two parts, and the pixel region is divided into a plurality of types having different division directions. It is composed of pixels. In the pixel region, the photoelectric conversion unit of an arbitrary pixel is divided in parallel to one arrangement direction of the pixel, and the photoelectric conversion units of other pixels are divided at right angles to one arrangement direction. In the pixel area, any pixel has a photoelectric conversion unit of 45
The pixel is divided in the direction of °, and the photoelectric conversion units of the other pixels are divided in the direction of −45 ° with respect to one arrangement direction.

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、主に測距機能と撮
像機能を兼ね備えた固体撮像装置及び撮像システムに関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device and an image pickup system having both a distance measuring function and an image pickup function.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の位相差検出方式を用いた焦点検出
装置を組み込んだ固体撮像装置としては、次のようなも
のが提案されている。図11を用いてその例を説明す
る。101、102は視点Aと呼ぶ領域を通過する光束
の代表、103、104は視点Bと呼ぶ領域を通過する
光束の代表である。視点Aを通過した光束を捕らえる光
電変換部106、視点Bを通過した光束を捕らえる光電
変換部107の二つの受光部に対して一つのマイクロレ
ンズ105が設けられている。それぞれの対において視
点Aの光束を捕らえた像データA(1)・・・A
(N)、視点Bの光束を捕らえた像データB(1)・・
・B(N)が得られ、それらの相関演算を行うことによ
りデフォーカス量を検出し、光学系を所望の状態に変化
させ、焦点検出を行うことができる。
2. Description of the Related Art The following has been proposed as a solid-state imaging device incorporating a focus detection device using a conventional phase difference detection method. An example will be described with reference to FIG. 101 and 102 are representatives of light beams passing through an area called viewpoint A, and 103 and 104 are representatives of light beams passing through an area called viewpoint B. One microlens 105 is provided for the two light receiving units of the photoelectric conversion unit 106 that captures the light beam that has passed through the viewpoint A and the photoelectric conversion unit 107 that captures the light beam that has passed the viewpoint B. In each pair, image data A (1)... A that captures the luminous flux of the viewpoint A
(N), image data B (1) that captures the luminous flux of the viewpoint B
B (N) is obtained, and by performing a correlation operation on them, the amount of defocus can be detected, the optical system can be changed to a desired state, and focus detection can be performed.

【0003】このような位相差検出方式を用いた焦点検
出装置を組み込んだ固体撮像装置の画素を図12に示
す。マイクロレンズ400は図11中105に対応し、
光電変換部401、402はそれぞれ図11中の光電変
換部106、107に対応する。また、本図においては
画素内でマイクロレンズ、光電変換部以外の要素は省略
している。
FIG. 12 shows a pixel of a solid-state imaging device incorporating a focus detection device using such a phase difference detection method. The micro lens 400 corresponds to 105 in FIG.
The photoelectric conversion units 401 and 402 correspond to the photoelectric conversion units 106 and 107 in FIG. 11, respectively. In this figure, elements other than the microlens and the photoelectric conversion unit in the pixel are omitted.

【0004】この画素の等価回路図の一例を図13に示
す。図13において、光電変換部501、光電変換部5
02のそれぞれの一端は、転送MOSトランジスタ50
3、転送MOSトランジスタ504を介してソースフォ
ロア入力MOSトランジスタ505のゲートに接続し、
ソースフォロア入力MOSトランジスタ505のドレイン
は選択MOSトランジスタ506のソースに接続し、また
ソースは垂直信号線508へと接続されている。選択MO
Sトランジスタ506のドレインは電源509に接続さ
れている。リセットMOSトランジスタ507は光電変換
部501、502に蓄積された電荷のリセットに用い
る。
FIG. 13 shows an example of an equivalent circuit diagram of this pixel. In FIG. 13, the photoelectric conversion unit 501, the photoelectric conversion unit 5
02 is connected to the transfer MOS transistor 50
3. Connected to the gate of the source follower input MOS transistor 505 via the transfer MOS transistor 504,
The drain of the source follower input MOS transistor 505 is connected to the source of the selection MOS transistor 506, and the source is connected to the vertical signal line 508. Select MO
The drain of the S transistor 506 is connected to the power supply 509. The reset MOS transistor 507 is used for resetting the charge stored in the photoelectric conversion units 501 and 502.

【0005】本回路は光電変換部501、502に蓄積
された電荷に応じてソースフォロア入力MOSトランジス
タ505のゲートに信号電圧が発生し、それをソースフ
ォロア回路で電荷増幅して垂直信号線508により読み
出すものである。図13の等価回路図で示される画素に
おいて、測距時には転送MOSトランジスタ503によ
り光電変換部501での光電変換結果を読み出した後に
転送MOSトランジスタ504により光電変換部502
での光電変換結果を読み出すことによりこれらを独立に
読み出すことが可能であり、撮像時には転送MOSトラ
ンジスタ503、504を同時にオンすることにより光
電変換部501、502での光電変換結果を加算して読
み出すことが可能である。また、例えば、光電変換部が
複数個に分割された画素において複数個の光電変換部の
各々に対して信号線を設けることにより光電変換結果を
独立に読み出し、加算は画素外で行うという方法等、他
の方法を用いることができるものである。これにより、
測距時には光電変換部が複数個に分割された画素におい
て、各々の光電変換部は光電変換結果を独立に読み出
し、撮像時には加算して読み出すことにより、測距・撮
像両機能を有する固体撮像装置を構成することができ
る。
In this circuit, a signal voltage is generated at the gate of the source follower input MOS transistor 505 in accordance with the electric charge stored in the photoelectric conversion units 501 and 502, and the signal voltage is amplified by the source follower circuit and is amplified by the vertical signal line 508. It is to read. In the pixel shown in the equivalent circuit diagram of FIG. 13, at the time of distance measurement, the transfer MOS transistor 503 reads the photoelectric conversion result of the photoelectric conversion unit 501, and then the transfer MOS transistor 504 reads the photoelectric conversion unit 502.
By reading out the photoelectric conversion results in the above, these can be read out independently. At the time of imaging, the transfer MOS transistors 503 and 504 are simultaneously turned on to add and read out the photoelectric conversion results in the photoelectric conversion units 501 and 502. It is possible. Also, for example, in a pixel in which a photoelectric conversion unit is divided into a plurality of parts, a signal line is provided for each of the plurality of photoelectric conversion units, thereby independently reading out a photoelectric conversion result, and performing addition outside the pixel. , Other methods can be used. This allows
A solid-state imaging device having both distance measurement and imaging functions by reading out the photoelectric conversion results independently from each other in a pixel in which the photoelectric conversion unit is divided into a plurality at the time of distance measurement and adding and reading the result at the time of imaging. Can be configured.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前述の固体撮像装置で
測距を行う場合、図12に示したように画素の光電変換
部が水平方向に分割されているため、像データに対して
水平方向の相関演算のみが可能であり、像に対して縦線
成分の検出しか行うことができない。しかしながら、よ
り高精度な測距を実現するためには縦線成分、横線成分
の同時検出が求められる。
When distance measurement is performed by the above-described solid-state imaging device, the photoelectric conversion units of the pixels are divided in the horizontal direction as shown in FIG. And only the vertical line component can be detected for the image. However, in order to realize more accurate distance measurement, simultaneous detection of a vertical line component and a horizontal line component is required.

【0007】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、一つの固体撮像装置で複数方向の
周波数成分の検出を行うことを目的とする。また、より
高性能な測距を実現する為に、複数方向の周波数成分に
対して高速な検出を行うことを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to detect frequency components in a plurality of directions with one solid-state imaging device. It is another object of the present invention to perform high-speed detection of frequency components in a plurality of directions in order to achieve higher-performance ranging.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、光電変換機能を有する画素を2次元状に配置した画
素領域を備えた固体撮像装置において、前記画素の光電
変換部は2分割され、前記画素領域は、分割の方向が異
なる複数種類の該画素により構成されていることを特徴
とする。
According to the present invention, there is provided a solid-state imaging device including a pixel region in which pixels having a photoelectric conversion function are two-dimensionally arranged. The pixel region is characterized by being constituted by a plurality of types of pixels having different division directions.

【0009】また本発明の固体撮像装置は、光電変換機
能を有する画素を2次元状に配置した画素領域を備えた
固体撮像装置において、前記画素領域内で、任意の画素
は光電変換部が画素の一配列方向に対して平行に分割さ
れ、他の画素は光電変換部が該一配列方向に対して直角
に分割されていることを特徴とする。
Further, in the solid-state imaging device according to the present invention, in a solid-state imaging device having a pixel region in which pixels having a photoelectric conversion function are two-dimensionally arranged, in the pixel region, an arbitrary pixel is a pixel whose photoelectric conversion unit is a pixel. And the other pixel is characterized in that the photoelectric conversion unit is divided at right angles to the one arrangement direction.

【0010】また本発明の固体撮像装置は、光電変換機
能を有する画素を2次元状に配置した画素領域を備えた
固体撮像装置において、前記画素領域内で、任意の画素
は光電変換部が画素の一配列方向に対して45°の方向
に分割され、他の画素は光電変換部が該一配列方向に対
して−45°の方向に分割されていることを特徴とす
る。
The solid-state imaging device according to the present invention is a solid-state imaging device having a pixel region in which pixels having a photoelectric conversion function are two-dimensionally arranged. The pixel is divided in a direction of 45 ° with respect to one arrangement direction, and the other pixels are characterized in that the photoelectric conversion units are divided in a direction of −45 ° with respect to the one arrangement direction.

【0011】[0011]

【作用】本発明では、例えば画素領域内で縦線成分検出
用の画素および横線成分検出用の画素を有している。光
電変換部が水平方向に分割されている画素を用いること
により、像データに対して水平方向の相関演算が可能で
あり、像に対して縦線成分の検出を行うことが可能であ
る。また一方、光電変換部が垂直方向に分割されている
画素を用いることにより、像データに対して垂直方向の
相関演算が可能であり、像に対して横線成分の検出を行
うことが可能である。このように本発明では像に対して
縦線成分、横線成分の検出を行うことでき、これにより
質の高い測距を実現することが可能となる。
According to the present invention, for example, a pixel for detecting a vertical line component and a pixel for detecting a horizontal line component are provided in a pixel area. By using the pixels in which the photoelectric conversion unit is divided in the horizontal direction, a horizontal correlation operation can be performed on the image data, and a vertical line component can be detected on the image. On the other hand, by using pixels in which the photoelectric conversion unit is divided in the vertical direction, a vertical correlation operation can be performed on the image data, and a horizontal line component can be detected on the image. . As described above, according to the present invention, it is possible to detect the vertical line component and the horizontal line component with respect to the image, thereby realizing high quality ranging.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0013】(第一の実施形態)本発明の固体撮像装置
の第一の実施形態を図1、図2、図3、図4を用いて説
明する。
(First Embodiment) A first embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3 and 4. FIG.

【0014】図1は本発明の固体撮像装置の第一の実施
形態の画素領域の構成を示す平面図である。図1は光電
変換機能を有する画素を複数個2次元状に配置した画素
領域および周辺回路からなる固体撮像装置における、該
画素領域を示している。図中、ハッチングを施した画素
が光電変換部が行方向(行の並び方向;図中上下方向)
に対して平行(水平方向)に分割された画素であり、他
の画素は光電変換部が行方向に対して直角(垂直方向)
に分割された画素である。
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a pixel region of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a pixel region in a solid-state imaging device including a pixel region in which a plurality of pixels having a photoelectric conversion function are arranged two-dimensionally and a peripheral circuit. In the figure, the hatched pixels indicate that the photoelectric conversion unit is in the row direction (row arrangement direction; vertical direction in the figure)
Is a pixel divided in parallel (horizontal direction) with respect to the other pixels.
Are divided into pixels.

【0015】図2、図3は光電変換部が複数個に分割さ
れた画素であり、光電変換部の分割は、例えばLOCOS等
による装置分離、遮光層による分離、あるいは単に光電
変換部を形成する不純物の接合のみでの分離など、いか
なる構造を用いてもよい。図2において、マイクロレン
ズ500に対して、光電変換部が行方向(行の並び方
向)に対して平行(水平方向)に分割され、光電変換部
501、502が設けられている。また図3において、
マイクロレンズ600に対して、光電変換部が行方向
(行の並び方向)に対して直角(垂直方向)に分割さ
れ、光電変換部601、602が設けられている。
FIGS. 2 and 3 show a pixel in which a photoelectric conversion unit is divided into a plurality of parts. The division of the photoelectric conversion unit is performed by, for example, device separation by LOCOS or the like, separation by a light shielding layer, or simply forming a photoelectric conversion unit. Any structure may be used, such as separation only at the junction of impurities. In FIG. 2, a photoelectric conversion unit is divided in parallel (horizontal direction) with respect to a microlens 500 in a row direction (row arrangement direction), and photoelectric conversion units 501 and 502 are provided. Also, in FIG.
With respect to the microlens 600, the photoelectric conversion unit is divided at a right angle (vertical direction) with respect to the row direction (row arrangement direction), and photoelectric conversion units 601 and 602 are provided.

【0016】本実施形態においてはCMOS固体撮像装置を
用いたものであるが、図2、図3では画素内に含まれて
いる転送スイッチ、リセット手段、読み出し手段、選択
手段、拡散領域などは省略している。画素部の等価回路
は図13に示されるものと同一であり、図13の画素構
成を用いた本実施形態の画素部では、測距時には転送M
OSトランジスタ503により光電変換部501での光
電変換結果を読み出した後に転送MOSトランジスタ5
04により光電変換部502での光電変換結果を読み出
すことによりこれらを独立に読み出すことが可能であ
る。また、撮像時には転送MOSトランジスタ503、
504を同時にオンすることにより光電変換部501、
502での光電変換結果を加算して読み出すことが可能
である。
In this embodiment, a CMOS solid-state imaging device is used. However, in FIGS. 2 and 3, a transfer switch, a reset unit, a readout unit, a selection unit, a diffusion region, and the like included in a pixel are omitted. are doing. The equivalent circuit of the pixel unit is the same as that shown in FIG. 13. In the pixel unit of the present embodiment using the pixel configuration of FIG.
After reading the photoelectric conversion result in the photoelectric conversion unit 501 by the OS transistor 503, the transfer MOS transistor 5
By reading out the photoelectric conversion result in the photoelectric conversion unit 502 by using the information 04, it is possible to read these independently. During imaging, the transfer MOS transistor 503,
By simultaneously turning on 504, the photoelectric conversion unit 501,
It is possible to add and read the photoelectric conversion result in 502.

【0017】また、例えば、光電変換部が複数個に分割
された画素において複数個の光電変換部の各々に対して
信号線を設けることにより光電変換結果を独立に読み出
し、加算は画素外で行うという方法等、他の方法を用い
ることができるものである。本実施形態における回路構
成はほんの一例に過ぎず、他の回路構成を用いることが
可能であることは言うまでもない。また、本実施形態で
はCMOS固体撮像装置に本発明を適用したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、例えばCCD等の固体撮像
装置にも適用可能である。
Also, for example, in a pixel in which the photoelectric conversion unit is divided into a plurality of parts, a signal line is provided for each of the plurality of photoelectric conversion units, so that the result of the photoelectric conversion is independently read out, and the addition is performed outside the pixel. Other methods such as the method described above can be used. It is needless to say that the circuit configuration in the present embodiment is merely an example, and other circuit configurations can be used. In the present embodiment, the present invention is applied to a CMOS solid-state imaging device. However, the present invention is not limited to this, and is also applicable to a solid-state imaging device such as a CCD.

【0018】本実施形態において、図1でハッチングが
施された画素の光電変換部は図2に示すように水平方向
(行方向(行の並び方向)に対して水平方向(平行))
に二分割されており、例えば、図1中領域A内の光電変
換部が水平方向に二分割されている画素の信号を用いる
ことにより、対応する被写体の水平方向の周波数成分の
位相差検出を行うことができる。また、一方、ハッチン
グが施されていない画素の光電変換部は図3に示すよう
に垂直方向(行方向(行の並び方向)に対して垂直方向
(直角))に二分割されており、例えば、図1中領域B
内の光電変換部が垂直方向に二分割されている画素の信
号を用いることにより、対応する被写体の垂直方向の周
波数成分の位相差検出を行うことができる。
In this embodiment, the photoelectric conversion units of the pixels hatched in FIG. 1 are arranged in the horizontal direction (horizontal direction (parallel direction) with respect to the row direction (row arrangement direction)) as shown in FIG.
For example, by using the signal of a pixel in which the photoelectric conversion unit in the area A in FIG. 1 is divided into two in the horizontal direction, the phase difference of the frequency component of the corresponding subject in the horizontal direction can be detected. It can be carried out. On the other hand, the photoelectric conversion units of the pixels not hatched are divided into two in the vertical direction (perpendicular (perpendicular) to the row direction (row arrangement direction)) as shown in FIG. , Region B in FIG.
By using the signal of the pixel whose photoelectric conversion unit is vertically divided into two, the phase difference of the vertical frequency component of the corresponding subject can be detected.

【0019】以上述べたように本実施形態では、画素領
域内に縦線検知用、横線検知用の画素を設けることによ
って両方向の測距が可能な測距・撮像兼用の固体撮像装
置を構成することができる。なお、本発明において、画
素形状、画素配置は本実施形態に限られない。
As described above, in the present embodiment, a solid-state imaging device for both distance measurement and imaging capable of measuring distances in both directions is provided by providing pixels for detecting vertical lines and horizontal lines in a pixel area. be able to. In the present invention, the pixel shape and the pixel arrangement are not limited to the present embodiment.

【0020】また、CMOS固体撮像装置など、所望のブロ
ックに属する画素の光電変換結果の読み出しを行うこと
が可能である固体撮像装置を用い、測距に用いる領域の
画素の光電変換結果のみを読み出すことにより、測距に
費やす時間を短縮することが可能である。
Also, using a solid-state imaging device such as a CMOS solid-state imaging device capable of reading out the photoelectric conversion results of pixels belonging to a desired block, and reading out only the photoelectric conversion results of pixels in an area used for distance measurement. This makes it possible to reduce the time spent for ranging.

【0021】これを図4を用いて説明する。まず、全画
素を読み出す方法について説明する。まず、MOSトラン
ジスタQ1、Q2をオンして出力線OUT#U、OUT#Lの残留電荷
をリセットする。次に、垂直シフトレジスタVSRの信号
線V1のレベルがハイの時、転送MOSトランジスタHU、HL
をオンすることにより P1で示される行の画素からの信
号電荷が蓄積キャパシタCU1〜CU7、CL1〜CL7に読み出さ
れる。水平シフトレジスタHSR1により転送MOSトランジ
スタQU1〜QU7を順次オンし、水平シフトレジスタHSR2に
より転送MOSトランジスタQL1〜QL7を順次オンすること
により蓄積キャパシタCU1〜CU7、CL1〜CL7に蓄積された
信号電荷を出力線OUT#U、OUT#Lに読み出す。
This will be described with reference to FIG. First, a method for reading all pixels will be described. First, the MOS transistors Q1 and Q2 are turned on to reset the residual charges of the output lines OUT # U and OUT # L. Next, when the level of the signal line V1 of the vertical shift register VSR is high, the transfer MOS transistors HU and HL
Is turned on, the signal charges from the pixels in the row indicated by P1 are read out to the storage capacitors CU1 to CU7 and CL1 to CL7. The transfer MOS transistors QU1 to QU7 are sequentially turned on by the horizontal shift register HSR1, and the transfer MOS transistors QL1 to QL7 are sequentially turned on by the horizontal shift register HSR2 to output the signal charges stored in the storage capacitors CU1 to CU7 and CL1 to CL7. Read to lines OUT # U and OUT # L.

【0022】次にMOSトランジスタQ1、Q2をオンして出
力線OUT#U、OUT#Lの残留電荷をリセットし、垂直シフト
レジスタVSRにより信号線V2のレベルをハイとし、同様
にP2で示される行の画素の光信号が読み出される。同様
に信号線V3〜V10までを順次ハイレベルすることにより
全画素の光信号が読み出される。
Next, the MOS transistors Q1 and Q2 are turned on to reset the residual charges on the output lines OUT # U and OUT # L, and the level of the signal line V2 is set high by the vertical shift register VSR, which is also indicated by P2. The optical signals of the pixels in the row are read. Similarly, by sequentially setting the signal lines V3 to V10 to the high level, the optical signals of all the pixels are read.

【0023】次に、図4中Aで示されるブロックに属す
る画素の読み出しを行う方法を説明する。まず、MOSト
ランジスタQ1、Q2をオンして出力線OUT#U、OUT#L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
信号線V4がハイレベルの時、転送MOSトランジスタHU、H
Lをオンすることにより ブロックAの画素を含む一行の
画素からの信号電荷が蓄積キャパシタCU1〜CU7、CL1〜C
L7に読み出される。水平シフトレジスタHSR1により転送
MOSトランジスタQU3、QU4、水平シフトレジスタHSR2に
より転送MOSトランジスタQL3、QL4をそれぞれ順次オン
することにより蓄積キャパシタに蓄積された信号電荷を
出力線OUT#U、OUT#Lに読み出す。
Next, a method for reading out the pixels belonging to the block indicated by A in FIG. 4 will be described. First, the MOS transistors Q1 and Q2 are turned on to reset the residual charges of the output lines OUT # U and OUT # L. Next, when the signal line V4 of the vertical shift register VSR is at a high level, the transfer MOS transistors HU, H
When L is turned on, the signal charges from the pixels in one row including the pixels in the block A are stored in the storage capacitors CU1 to CU7, CL1 to C
Read to L7. Transfer by horizontal shift register HSR1
By sequentially turning on the transfer MOS transistors QL3 and QL4 by the MOS transistors QU3 and QU4 and the horizontal shift register HSR2, the signal charges accumulated in the storage capacitors are read out to the output lines OUT # U and OUT # L.

【0024】次にMOSトランジスタQ1、Q2をオンして出
力線OUT#U、OUT#Lの残留電荷をリセットし、垂直シフト
レジスタVSRにより信号線V5をハイレベルとし同様にブ
ロックA内の他の一行の画素からの信号電荷が読み出さ
れる。本実施形態では、ブロックAは水平4画素×垂直
2画素で構成されているが、これに限られずブロック内
の画素は任意の数に設定することができる。また、水平
1画素×垂直1画素、つまり1画素でブロックが構成さ
れるような場合も含まれる。すなわち、信号の読み出し
対象画素は任意に選択することができる。
Next, the MOS transistors Q1 and Q2 are turned on to reset the residual charges on the output lines OUT # U and OUT # L, and the signal line V5 is set to a high level by the vertical shift register VSR, and the other signals in the block A are similarly set. The signal charges from one row of pixels are read. In the present embodiment, the block A is composed of 4 horizontal pixels × 2 vertical pixels, but is not limited to this, and the number of pixels in the block can be set to an arbitrary number. Further, a case where a block is composed of one horizontal pixel × one vertical pixel, that is, one pixel is also included. That is, the pixel from which the signal is read can be arbitrarily selected.

【0025】上記、ブロック内の画素を選択するための
構成として、図4に記載の垂直シフトレジスタVSRの出
力部の回路をデコーダ回路として構成した例を図14に
示す。垂直シフトレジスタVSRの出力として必要なの
は、V1〜V10の出力を選択的にハイとすることである。
そのため、S1〜S4の入力を変化させることによっ
て、図14(b)の論理表に示す動作に従ってV1〜V10
の出力を選択的にハイとすることができる。水平シフト
レジスタHSR1、2の場合も同様の構成でQU1〜QU7、QL1〜
QL7を選択的にオンさせることが可能である。 (第二の実施形態)本発明の固体撮像装置の第二の実施
形態を図5、図6、図7を用いて説明する。
FIG. 14 shows an example in which the circuit of the output section of the vertical shift register VSR shown in FIG. 4 is configured as a decoder circuit as a configuration for selecting the pixels in the block. What is required as the output of the vertical shift register VSR is to selectively set the outputs of V1 to V10 to high.
Therefore, by changing the inputs of S1 to S4, V1 to V10 can be changed according to the operation shown in the logic table of FIG.
Can be selectively made high. In the case of horizontal shift registers HSR1 and HSR2, QU1 to QU7, QL1 to
It is possible to turn on QL7 selectively. (Second Embodiment) A second embodiment of the solid-state imaging device of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0026】本実施形態においては、画素領域は、光電
変換部が斜め45°方向に二分割された画素および斜め
−45°方向に二分割された画素で構成されている。
In the present embodiment, the pixel area is composed of a pixel whose photoelectric conversion unit is divided into two at an oblique angle of 45 ° and a pixel at which the photoelectric conversion unit is divided into two at an oblique angle of -45 °.

【0027】本実施形態において、図5でハッチングが
施された画素の光電変換部は図6に示すように斜め45
°方向に二分割されており、例えば、図5中領域A内の
光電変換部が斜め45°方向に二分割されている画素の
信号を用いることにより、対応する被写体の45°方向
の周波数成分の位相差検出を行うことができる。
In this embodiment, the photoelectric conversion units of the pixels hatched in FIG.
For example, by using a signal of a pixel in which the photoelectric conversion unit in the area A in FIG. 5 is bisected in the oblique 45 ° direction, the frequency component in the 45 ° direction of the corresponding subject is used. Can be detected.

【0028】一方、ハッチングが施されていない画素の
光電変換部は図7に示すように斜め−45°方向に二分
割されており、例えば、図中領域B内の光電変換部が斜
め−45°方向に二分割されている画素の信号を用いる
ことにより、対応する被写体の斜め−45°方向の周波
数成分の位相差検出を行うことができる。また、図6、
図7で示される画素の分割方向は、水平方向の成分、垂
直成分の成分も有する為、例えば、図5中領域C、D内
の画素を用いることにより、それぞれ対応する被写体の
水平方向、垂直方向の周波数成分の位相差検出を行うこ
とができる。本実施形態では、2種類の画素は列方向に
対して対称であるため、レイアウトが容易であり、ま
た、被写体の±45°方向の周波数成分の位相差検出の
みならず、水平、垂直方向の周波数成分の位相差検出を
行うことができ、高性能な測距を容易に達成することが
可能である。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the photoelectric conversion portion of the pixel not hatched is divided into two portions in the diagonal direction of -45 °. By using the signals of the pixels divided into two in the direction, the phase difference of the frequency component in the oblique −45 ° direction of the corresponding subject can be detected. Also, FIG.
Since the pixel dividing direction shown in FIG. 7 also has a horizontal component and a vertical component, for example, by using the pixels in the regions C and D in FIG. The phase difference of the frequency component in the direction can be detected. In the present embodiment, the two types of pixels are symmetric with respect to the column direction, so that the layout is easy, and not only the phase difference detection of the frequency components in the ± 45 ° direction of the subject, but also the horizontal and vertical The phase difference of the frequency component can be detected, and high-performance ranging can be easily achieved.

【0029】本実施形態においても第一の実施形態と同
様、CMOS固体撮像装置など、所望のブロックに属する画
素の光電変換結果の読み出しを行うことが可能である固
体撮像装置を用い、測距に用いる領域の画素の光電変換
結果のみを読み出すことにより、測距に費やす時間を短
縮することが可能である。
In this embodiment, as in the first embodiment, a solid-state imaging device such as a CMOS solid-state imaging device capable of reading out the photoelectric conversion results of pixels belonging to a desired block is used for distance measurement. By reading out only the photoelectric conversion result of the pixel in the area to be used, it is possible to reduce the time spent for distance measurement.

【0030】また、更に測距に費やす時間を短縮するた
めの手段を図8、図9を用いて説明する。
Means for further reducing the time spent for distance measurement will be described with reference to FIGS.

【0031】本例で用いられる画素部の等価回路の一例
を図8に示す。同図において、光電変換部1101、光
電変換部1102のそれぞれの一端は、転送MOSトラ
ンジスタ1103、転送MOSトランジスタ1104を
介してソースフォロア入力MOSトランジスタ1105の
ゲートに接続し、ソースフォロア入力MOSトランジスタ
1105のドレインは選択MOSトランジスタ1106の
ソースに接続し、またソースは垂直信号線1108へと
接続されている。選択MOSトランジスタ1106のドレ
インは選択MOSトランジスタ1107のソースに接続
し、選択MOSトランジスタ1107のドレインは電源1
109に接続されている。リセットMOSトランジスタ1
108は光電変換部に蓄積された電荷のリセットに用い
る。選択MOSトランジスタ1106は図示されない垂直
シフトレジスタによってオンオフが制御され、選択MOS
トランジスタ1107は斜め選択線a1〜a9、b1〜b9によ
ってオンオフが制御される。本回路は選択MOSトランジ
スタ1106、1107の両方によって同時に選択され
た画素の光電変換部に蓄積された電荷に応じてソースフ
ォロア入力MOSトランジスタ1105のゲートに信号電
圧が発生し、それをソースフォロア回路で電荷増幅して
垂直信号線により読み出すものである。本実施形態にお
ける回路構成は一例に過ぎず、他の回路構成を用いるこ
とが可能であることは言うまでもない。次に、本回路構
成で通常読み出し、およびAF(オートフォーカス)時の
斜め読み出しを行う方法を述べる。
FIG. 8 shows an example of an equivalent circuit of the pixel portion used in this embodiment. In the figure, one end of each of a photoelectric conversion unit 1101 and a photoelectric conversion unit 1102 is connected to the gate of a source follower input MOS transistor 1105 via a transfer MOS transistor 1103 and a transfer MOS transistor 1104. The drain is connected to the source of the selection MOS transistor 1106, and the source is connected to the vertical signal line 1108. The drain of the selection MOS transistor 1106 is connected to the source of the selection MOS transistor 1107, and the drain of the selection MOS transistor 1107 is connected to the power supply 1
109 is connected. Reset MOS transistor 1
108 is used for resetting the electric charge stored in the photoelectric conversion unit. The selection MOS transistor 1106 is turned on and off by a vertical shift register (not shown),
The on / off state of the transistor 1107 is controlled by oblique selection lines a1 to a9 and b1 to b9. In this circuit, a signal voltage is generated at the gate of the source follower input MOS transistor 1105 according to the electric charge accumulated in the photoelectric conversion unit of the pixel selected simultaneously by both of the selection MOS transistors 1106 and 1107, and the signal voltage is generated by the source follower circuit. The charge is amplified and read out by a vertical signal line. The circuit configuration in this embodiment is merely an example, and it goes without saying that other circuit configurations can be used. Next, a method of performing normal reading and oblique reading at the time of AF (autofocus) with the present circuit configuration will be described.

【0032】通常の読み出しを行う際には、まず、MOS
トランジスタQ1、Q2をオンして出力線OUT#U、OUT#Lの残
留電荷をリセットする。次に、斜め選択線a1〜a9、b1〜
b9のレベルをハイとし、図示されていない垂直シフトレ
ジスタVSRの信号線V1、V2のレベルをハイとし、またMOS
トランジスタHU、HLをオンすることにより P1で示され
る二行の画素からの信号電荷が蓄積キャパシタCU1〜CU
6、CL1〜CL6に読み出される。水平シフトレジスタHSR1
により転送MOSトランジスタQU1〜QU6、水平シフトレジ
スタVSR2により転送MOSトランジスタQL1〜QL7を順次オ
ンすることにより蓄積キャパシタCU1〜CU6、CL1〜CL6に
蓄積された信号電荷を出力線OUT#U、OUT#Lに読み出す。
同様に垂直シフトレジスタVSRのV3〜V8をハイとするこ
とにより全画素の光信号が読み出される。
When performing normal reading, first, the MOS
The transistors Q1 and Q2 are turned on to reset the residual charges on the output lines OUT # U and OUT # L. Next, diagonal selection lines a1 to a9, b1 to
The level of b9 is set to high, the levels of the signal lines V1 and V2 of the vertical shift register VSR (not shown) are set to high,
By turning on the transistors HU and HL, the signal charges from the two rows of pixels indicated by P1 are stored in the storage capacitors CU1 to CU.
6, read out to CL1 to CL6. Horizontal shift register HSR1
By sequentially turning on the transfer MOS transistors QL1 to QL7 by the transfer MOS transistors QU1 to QU6 and the horizontal shift register VSR2, the signal charges stored in the storage capacitors CU1 to CU6 and CL1 to CL6 are output to the output lines OUT # U and OUT # L. Read out.
Similarly, by setting V3 to V8 of the vertical shift register VSR to high, optical signals of all pixels are read.

【0033】次に図中P2内の画素に関してAF時の斜め読
み出しを行う方法を述べる。この場合、選択線V1〜V8、
斜め選択線a5をハイとし、MOSトランジスタHL をオンす
ることによりP2内の画素の光信号が蓄積キャパシタCL2
〜CL5に読み出される。水平走査回路VSR2により転送MOS
トランジスタQL2〜QL5を順次オンすることにより蓄積キ
ャパシタCL2〜CL5に蓄積された信号電荷を出力線OUT#L
に読み出す。
Next, a description will be given of a method of performing oblique reading at the time of AF for pixels in P2 in the figure. In this case, the selection lines V1 to V8,
By turning the diagonal selection line a5 high and turning on the MOS transistor HL, the optical signal of the pixel in P2 is stored in the storage capacitor CL2.
To CL5. Transfer MOS by horizontal scanning circuit VSR2
By sequentially turning on the transistors QL2 to QL5, the signal charges stored in the storage capacitors CL2 to CL5 are output to the output line OUT # L.
Read out.

【0034】本方法では、異なる行に属する画素の光信
号を同時に蓄積キャパシタに転送するため、一行の読み
出し時間と同等の時間でP2内の画素の光信号を読み出す
ことが可能であり、対応する被写体の斜め方向の周波数
成分の位相差検出を高速に行うことができる。
In this method, since the optical signals of the pixels belonging to different rows are simultaneously transferred to the storage capacitor, it is possible to read the optical signals of the pixels in P2 in a time equivalent to the read time of one row. The phase difference of the frequency component in the oblique direction of the subject can be detected at high speed.

【0035】また、本例においては、斜め選択線は画素
領域内の全ての画素に接続されているが、本発明はこれ
に限られず、画素領域内において定まった画素にのみ、
斜め選択線あるいは図9中、図8の選択MOSトランジス
タ1107、あるいはその両者が構成されているような
ものも含まれる。つまり、画素領域内において定まった
画素にのみ、斜め選択線が形成されていても選択MOSト
ランジスタ1107が形成されていない、選択MOSトラ
ンジスタ1107が形成されていても斜め選択線が形成
されていない、斜め選択線と選択MOSトランジスタ11
07との両方が形成されている、又は斜め選択線と選択
MOSトランジスタ1107との両方が形成されていない
場合も含まれる。
In the present embodiment, the diagonal selection line is connected to all the pixels in the pixel region. However, the present invention is not limited to this, and only the pixels determined in the pixel region are
The oblique selection line or the one in FIG. 9 in which the selection MOS transistor 1107 in FIG. 8 or both of them are included. That is, the selection MOS transistor 1107 is not formed even if the diagonal selection line is formed only in the pixel determined in the pixel region. The diagonal selection line is not formed even if the selection MOS transistor 1107 is formed. Diagonal selection line and selection MOS transistor 11
07 are both formed or diagonal selection line and selection
The case where neither the MOS transistor 1107 nor the MOS transistor 1107 is formed is also included.

【0036】また、第1の実施形態においては画素領域
が図2、図3で示される画素で構成され、また、第2の
実施形態においては画素領域が図6、図7で示される画
素で構成されているが、本発明はこれらの例に限られ
ず、例えば、図2、図3、図6、図7の4種類の画素で
画素領域が構成されるような場合も本発明に含まれるも
のである。
Further, in the first embodiment, the pixel region is constituted by the pixels shown in FIGS. 2 and 3, and in the second embodiment, the pixel region is constituted by the pixels shown in FIGS. However, the present invention is not limited to these examples. For example, a case in which a pixel region is configured by four types of pixels shown in FIGS. 2, 3, 6, and 7 is also included in the present invention. Things.

【0037】次に上記第1及び第2の実施形態の固体撮
像装置を用いた撮像システムについて説明する。図10
に基づいて、本発明の固体撮像装置をスチルカメラに適
用した場合の一実施例について詳述する。
Next, an imaging system using the solid-state imaging devices of the first and second embodiments will be described. FIG.
An embodiment in which the solid-state imaging device of the present invention is applied to a still camera will be described in detail based on the above.

【0038】図10は本発明の固体撮像装置を“スチル
ビデオカメラ”に適用した場合を示すブロック図であ
る。
FIG. 10 is a block diagram showing a case where the solid-state imaging device of the present invention is applied to a "still video camera".

【0039】図10において、101はレンズのプロテ
クトとメインスイッチを兼ねるバリア、102は被写体
の光学像を固体撮像素子104に結像させるレンズ、1
03はレンズ102を通った光量を可変するための絞
り、104はレンズ102で結像された被写体を画像信
号として取り込むための固体撮像素子、106は固体撮
像素子104より出力される画像信号のアナログ−ディ
ジタル変換を行うA/D変換器、107はA/D変換器
106より出力された画像データに各種の補正を行った
りデータを圧縮する信号処理部、108は固体撮像素子
104、撮像信号処理回路105、A/D変換器10
6、信号処理部107に、各種タイミング信号を出力す
るタイミング発生部、109は各種演算とスチルビデオ
カメラ全体を制御する全体制御・演算部、110は画像
データを一時的に記憶するためのメモリ部、111は記
録媒体に記録または読み出しを行うためのインターフェ
ース部、112は画像データの記録または読み出しを行
うための半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体、113
は外部コンピュータ等と通信するためのインターフェー
ス部である。
In FIG. 10, reference numeral 101 denotes a barrier which functions both as protection of the lens and as a main switch; 102, a lens for forming an optical image of a subject on the solid-state image sensor 104;
Reference numeral 03 denotes an aperture for varying the amount of light passing through the lens 102, reference numeral 104 denotes a solid-state imaging device for capturing an object formed by the lens 102 as an image signal, and reference numeral 106 denotes an analog image signal output from the solid-state imaging device 104. An A / D converter for performing digital conversion; 107, a signal processing unit for performing various corrections on the image data output from the A / D converter 106 and compressing the data; 108, a solid-state image sensor 104; Circuit 105, A / D converter 10
6. Timing generator for outputting various timing signals to the signal processor 107; 109, an overall control / arithmetic unit for controlling various operations and the entire still video camera; 110, a memory unit for temporarily storing image data And 111, an interface unit for recording or reading on a recording medium; 112, a removable recording medium such as a semiconductor memory for recording or reading image data;
Is an interface unit for communicating with an external computer or the like.

【0040】次に、前述の構成における撮影時のスチル
ビデオカメラの動作について、説明する。
Next, the operation of the still video camera at the time of shooting in the above-described configuration will be described.

【0041】バリア101がオープンされるとメイン電
源がオンされ、次にコントロール系の電源がオンし、さ
らに、A/D変換器106などの撮像系回路の電源がオ
ンされる。
When the barrier 101 is opened, the main power is turned on, the power of the control system is turned on, and the power of the imaging system circuit such as the A / D converter 106 is turned on.

【0042】それから、露光量を制御するために、全体
制御・演算部109は絞り103を開放にし、固体撮像
素子104から出力された信号はA/D変換器106で
変換された後、信号処理部107に入力される。そのデ
ータを基に露出の演算を全体制御・演算部109で行
う。
Then, in order to control the exposure amount, the overall control / arithmetic unit 109 opens the aperture 103, and the signal output from the solid-state image sensor 104 is converted by the A / D converter 106, and then the signal is processed. The data is input to the unit 107. The overall control / arithmetic unit 109 calculates the exposure based on the data.

【0043】この測光を行った結果により明るさを判断
し、その結果に応じて全体制御・演算部109は絞りを
制御する。
The brightness is determined based on the result of the photometry, and the overall control / arithmetic unit 109 controls the aperture according to the result.

【0044】次に、固体撮像素子104から出力された
信号をもとに、被写体までの距離の演算を全体制御・演
算部109で行う。その後、レンズを駆動して合焦か否
かを判断し、合焦していないと判断したときは、再びレ
ンズを駆動し測距を行う。
Next, based on the signal output from the solid-state imaging device 104, the overall control / calculation unit 109 calculates the distance to the subject. Thereafter, the lens is driven to determine whether or not the lens is in focus. If it is determined that the lens is not in focus, the lens is driven again to perform distance measurement.

【0045】そして、合焦が確認された後に本露光が始
まる。露光が終了すると、固体撮像素子104から出力
された画像信号はA/D変換器106でAD変換され、
信号処理部107を通り全体制御・演算109によりメ
モリ部に書き込まれる。その後、メモリ部110に蓄積
されたデータは、全体制御・演算部109の制御により
記録媒体制御I/F部を通り半導体メモリ等の着脱可能
な記録媒体112に記録される。又外部I/F部113
を通り直接コンピュータ等に入力して画像の加工を行っ
てもよい。
Then, after the focus is confirmed, the main exposure starts. When the exposure is completed, the image signal output from the solid-state imaging device 104 is AD-converted by the A / D converter 106,
The signal passes through the signal processing unit 107 and is written into the memory unit by the overall control / calculation 109. Thereafter, the data stored in the memory unit 110 is recorded on a removable recording medium 112 such as a semiconductor memory through the recording medium control I / F unit under the control of the overall control / arithmetic unit 109. External I / F unit 113
May be input directly to a computer or the like to process the image.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数方向の周波数成分の検知が可能となり、より質の高
い測距を実現することが可能となる。また、ブロック読
み出しにより、画素領域内で所望のブロック内の画素の
信号を読み出すことにより、測距に費やす時間を短縮す
ることが可能となる。
As described above, according to the present invention,
Detection of frequency components in a plurality of directions becomes possible, and higher quality ranging can be realized. In addition, by reading out signals of pixels in a desired block in a pixel area by block reading, it is possible to reduce the time spent for distance measurement.

【0047】また本発明によれば、光電変換部が斜め4
5°方向、斜め−45°方向に分割された画素により画
素領域を構成することにより、被写体の斜め方向の周波
数成分の検知が可能となる。また、複数の選択線を用
い、異なる行に属する画素の信号を同時に蓄積部に転送
することにより、測距に費やす時間を大幅に短縮するこ
とが可能となる。
Further, according to the present invention, the photoelectric conversion part is formed obliquely.
By forming a pixel area by pixels divided in the direction of 5 ° and in the direction of −45 °, it is possible to detect the frequency component of the subject in the oblique direction. Further, by using a plurality of selection lines and simultaneously transferring signals of pixels belonging to different rows to the storage unit, it is possible to greatly reduce the time spent for distance measurement.

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

【図1】本発明の固体撮像装置の第一の実施形態の画素
領域の構成を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view illustrating a configuration of a pixel region according to a first embodiment of a solid-state imaging device of the present invention.

【図2】光電変換部が複数個に分割された画素を示す平
面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a pixel in which a photoelectric conversion unit is divided into a plurality.

【図3】光電変換部が複数個に分割された画素を示す平
面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a pixel in which a photoelectric conversion unit is divided into a plurality.

【図4】所望のブロックに属する画素の光電変換結果の
読み出しを行うことができる固体撮像装置を示す構成図
である。
FIG. 4 is a configuration diagram illustrating a solid-state imaging device capable of reading a photoelectric conversion result of a pixel belonging to a desired block.

【図5】本発明の固体撮像装置の第二の実施形態の画素
領域の構成を示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view illustrating a configuration of a pixel region of a solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】光電変換部が複数個に分割された画素を示す平
面図である。
FIG. 6 is a plan view showing a pixel in which a photoelectric conversion unit is divided into a plurality.

【図7】光電変換部が複数個に分割された画素を示す平
面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a pixel in which a photoelectric conversion unit is divided into a plurality.

【図8】画素の等価回路を示す回路構成図である。FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing an equivalent circuit of a pixel.

【図9】所望のブロックに属する画素の光電変換結果の
読み出しを行うことができる固体撮像装置を示す構成図
である。
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a solid-state imaging device capable of reading a photoelectric conversion result of a pixel belonging to a desired block.

【図10】本発明の固体撮像装置をスチルビデオカメラ
に適用した場合を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a case where the solid-state imaging device of the present invention is applied to a still video camera.

【図11】従来の位相差検出方式を用いた焦点検出装置
を組み込んだ固体撮像装置の動作を説明するための図で
ある。
FIG. 11 is a diagram for explaining an operation of a solid-state imaging device incorporating a focus detection device using a conventional phase difference detection method.

【図12】光電変換部が複数個に分割された画素を示す
平面図である。
FIG. 12 is a plan view showing a pixel in which a photoelectric conversion unit is divided into a plurality.

【図13】画素の等価回路を示す回路構成図である。FIG. 13 is a circuit configuration diagram showing an equivalent circuit of a pixel.

【図14】図4に記載の垂直シフトレジスタVSRの出力
部の回路をデコーダ回路として構成した例を示す図であ
る。
14 is a diagram illustrating an example in which a circuit of an output unit of the vertical shift register VSR illustrated in FIG. 4 is configured as a decoder circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

500、600、900、1000 マイクロレンズ 501、502、601、602、901、902、1
001、1002、1101、1102 光電変換部 503、504、1103、1104 転送MOSトラ
ンジスタ 505、1105 ソースフォロア入力MOSトランジ
スタ 506、1106、1107 選択MOSトランジスタ 507、1108 リセットMOSトランジスタ 508、1208 垂直信号線 509、1109 電源
500, 600, 900, 1000 microlenses 501, 502, 601, 602, 901, 902, 1
001, 1002, 1101, 1102 Photoelectric conversion units 503, 504, 1103, 1104 Transfer MOS transistors 505, 1105 Source follower input MOS transistors 506, 1106, 1107 Select MOS transistors 507, 1108 Reset MOS transistors 508, 1208 Vertical signal lines 509, 1109 Power supply

フロントページの続き Fターム(参考) 4M118 AA10 AB01 AB03 AB09 BA14 CA02 CA19 CA22 FA06 FA34 FA42 GD04 GD07 5C022 AA13 AB03 AB28 AC42 AC56 AC69 5C024 CY17 GY31 GZ24 Continued on front page F term (reference) 4M118 AA10 AB01 AB03 AB09 BA14 CA02 CA19 CA22 FA06 FA34 FA42 GD04 GD07 5C022 AA13 AB03 AB28 AC42 AC56 AC69 5C024 CY17 GY31 GZ24

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光電変換機能を有する画素を2次元状に
配置した画素領域を備えた固体撮像装置において、 前記画素の光電変換部は2分割され、前記画素領域は、
分割の方向が異なる複数種類の該画素により構成されて
いることを特徴とする固体撮像装置。
1. A solid-state imaging device including a pixel region in which pixels having a photoelectric conversion function are two-dimensionally arranged, wherein a photoelectric conversion unit of the pixel is divided into two, and the pixel region is
A solid-state imaging device comprising a plurality of types of pixels having different division directions.
【請求項2】 光電変換機能を有する画素を2次元状に
配置した画素領域を備えた固体撮像装置において、 前記画素領域内で、任意の画素は光電変換部が画素の一
配列方向に対して平行に分割され、他の画素は光電変換
部が該一配列方向に対して直角に分割されていることを
特徴とする固体撮像装置。
2. A solid-state imaging device including a pixel region in which pixels having a photoelectric conversion function are two-dimensionally arranged, wherein, in the pixel region, an arbitrary pixel is arranged such that a photoelectric conversion unit is arranged in a direction in which the pixels are arranged. A solid-state imaging device, wherein the pixels are divided in parallel, and the other pixels have the photoelectric conversion units divided at right angles to the one arrangement direction.
【請求項3】 光電変換機能を有する画素を2次元状に
配置した画素領域を備えた固体撮像装置において、 前記画素領域内で、任意の画素は光電変換部が画素の一
配列方向に対して45°の方向に分割され、他の画素は
光電変換部が該一配列方向に対して−45°の方向に分
割されていることを特徴とする固体撮像装置。
3. A solid-state imaging device including a pixel region in which pixels having a photoelectric conversion function are two-dimensionally arranged, wherein in the pixel region, an arbitrary pixel is arranged such that a photoelectric conversion unit is arranged in a direction in which the pixels are arranged. The solid-state imaging device is characterized in that the pixel is divided in a direction of 45 °, and the other pixels are divided in a direction of −45 ° with respect to the arrangement direction of the photoelectric conversion units.
【請求項4】 光電変換部が分割された前記画素の上に
一つのマイクロレンズが設けられることを特徴とする請
求項1から3のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
4. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein one microlens is provided on the pixel where the photoelectric conversion unit is divided.
【請求項5】 前記画素は分割された各々の光電変換部
から信号を転送する二つの転送手段を有し、該二つの転
送手段をそれぞれ独立にオンして信号を読み出す第1の
制御モードと、該二つの転送手段を同時にオンして信号
加算する第2の制御モードとを有することを特徴とする
請求項1から4のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
5. The pixel has two transfer units for transferring a signal from each of the divided photoelectric conversion units, and a first control mode for reading signals by turning on the two transfer units independently. The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a second control mode in which the two transfer units are simultaneously turned on to add signals.
【請求項6】 信号の読み出し対象となる前記画素を任
意に選択してなる請求項1から5のいずれか1項に記載
の固体撮像装置。
6. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the pixel from which a signal is read is arbitrarily selected.
【請求項7】 前記画素の信号を選択的に読み出す水平
・垂直選択手段と、前記画素を複数画素単位のブロック
に分割して複数画素単位のブロックに属する画素の信号
を読み出す手段とを有することを特徴とする請求項1か
ら5のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
7. A vertical / horizontal selecting means for selectively reading the signal of the pixel, and a means for dividing the pixel into blocks of a plurality of pixels and reading signals of the pixels belonging to the block of a plurality of pixels. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein:
【請求項8】 異なる行に属する前記画素の信号を同時
に蓄積部に転送する手段を有することを特徴とする請求
項1から5のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
8. The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a unit that simultaneously transfers signals of the pixels belonging to different rows to a storage unit.
【請求項9】 信号の読み出し対象となる前記画素を選
択するための選択スイッチ及び該選択スイッチに制御信
号を送る選択線が、一つの画素につき複数設けられてい
ることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記
載の固体撮像装置。
9. The pixel according to claim 1, wherein a plurality of selection switches for selecting the pixel from which a signal is to be read and a plurality of selection lines for sending a control signal to the selection switch are provided for each pixel. 9. The solid-state imaging device according to any one of items 1 to 8.
【請求項10】 前記画素領域において、任意の画素に
対しては信号の読み出し対象となる画素を選択するため
の選択スイッチ及び該選択スイッチに制御信号を送る選
択線が複数設けられており、他の画素に対しては選択ス
イッチ及び該選択スイッチに制御信号を送る選択線が一
つづつ設けられていることを特徴とする請求項1から8
のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
10. A plurality of selection switches for selecting a pixel from which a signal is to be read for an arbitrary pixel and a plurality of selection lines for transmitting a control signal to the selection switch are provided in the pixel region. 10. A pixel is provided with a selection switch and a selection line for sending a control signal to the selection switch, one by one.
The solid-state imaging device according to claim 1.
【請求項11】 請求項1〜10のいずれかの請求項に
記載の固体撮像装置と、該固体撮像装置へ光を結像する
光学系と、該固体撮像装置からの出力信号を処理する信
号処理回路とを有することを特徴とする撮像システム。
11. A solid-state imaging device according to claim 1, an optical system for imaging light onto said solid-state imaging device, and a signal for processing an output signal from said solid-state imaging device. An imaging system comprising a processing circuit.
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