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JP2009089132A - Solid-state imaging device - Google Patents

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JP2009089132A JP2007257410A JP2007257410A JP2009089132A JP 2009089132 A JP2009089132 A JP 2009089132A JP 2007257410 A JP2007257410 A JP 2007257410A JP 2007257410 A JP2007257410 A JP 2007257410A JP 2009089132 A JP2009089132 A JP 2009089132A
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Abstract

【課題】焦点検出領域に対応する画素からの信号を優先して出力する。
【解決手段】2次元に配列された複数の画素11を有する光電変換部10において、予め設定された焦点検出領域に対応する画素は、焦点検出用画素を含む。垂直シフトレジスタ回路14および垂直駆動回路16は、光電変換部10の画素11のうち焦点検出領域に対応する画素の行を優先して選択可能である。水平シフトレジスタ回路18は、選択された行の各画素から読み出し回路19が読み出す信号のうち、焦点検出領域に対応する画素の列に対応する信号を優先して選択可能である。読み出し回路19は、読み出した信号のうち、水平シフトレジスタ回路18によって選択された信号を出力する。
【選択図】図1
A signal from a pixel corresponding to a focus detection area is preferentially output.
In a photoelectric conversion unit having a plurality of pixels arranged in two dimensions, a pixel corresponding to a preset focus detection region includes a focus detection pixel. The vertical shift register circuit 14 and the vertical drive circuit 16 can preferentially select a row of pixels corresponding to the focus detection area among the pixels 11 of the photoelectric conversion unit 10. The horizontal shift register circuit 18 can preferentially select a signal corresponding to a column of pixels corresponding to the focus detection area among signals read by the reading circuit 19 from each pixel in the selected row. The read circuit 19 outputs a signal selected by the horizontal shift register circuit 18 among the read signals.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、部分読み出しが可能な固体撮像装置に関するものである。   The present invention relates to a solid-state imaging device capable of partial reading.

近年、ビデオカメラや電子カメラが広く一般に普及している。これらのカメラには、CCD型やCMOS型の固体撮像装置が使用されている。これらの固体撮像装置には、入射光の光量に応じて信号電荷を生成する画素がマトリクス状に複数配置されている。各画素において生成された信号電荷、又は、信号電荷に応じた電気信号は、タイミングジェネレータの指示の下に走査回路から出力される駆動信号に従って、CCDや信号線を介して外部に出力される。   In recent years, video cameras and electronic cameras have been widely used. For these cameras, CCD type or CMOS type solid-state imaging devices are used. In these solid-state imaging devices, a plurality of pixels that generate signal charges according to the amount of incident light are arranged in a matrix. A signal charge generated in each pixel or an electric signal corresponding to the signal charge is output to the outside via a CCD or a signal line in accordance with a drive signal output from the scanning circuit under the instruction of the timing generator.

上記のような固体撮像装置において、予め設定された焦点検出領域に対応して焦点検出用画素が配置され、この焦点検出用画素から出力される信号に基づいて、撮影レンズの異なる位置を通過した光束による一対の像のずれ量を検出することにより、瞳分割位相差方式の焦点検出を行うことができるようにしたものが知られている(特許文献1参照)。   In the solid-state imaging device as described above, focus detection pixels are arranged corresponding to a preset focus detection region, and passed through different positions of the photographing lens based on signals output from the focus detection pixels. It is known that a pupil division phase difference type focus detection can be performed by detecting a shift amount of a pair of images due to a light beam (see Patent Document 1).

特開2000−156823号公報JP 2000-156823 A

特許文献1に開示される固体撮像装置は、焦点検出領域に対応する画素からの信号を優先して出力することができないため、焦点検出のみを行いたいときであっても、他の画素からの出力も合わせて読み出す必要がある。したがって、高速に焦点検出を行うことができないという問題がある。   Since the solid-state imaging device disclosed in Patent Document 1 cannot preferentially output signals from the pixels corresponding to the focus detection area, even when only focus detection is desired, the signals from other pixels can be output. The output must also be read. Therefore, there is a problem that focus detection cannot be performed at high speed.

請求項1の発明は、2次元に配列された複数の画素を有する光電変換部と、画素の行を選択する垂直走査回路と、垂直走査回路によって選択された行の各画素から出力される信号を読み出す読み出し回路と、読み出し回路によって読み出された各信号のうち、いずれかの信号を画素の列に対応付けて選択し、選択した信号を読み出し回路から出力させる水平走査回路とを備える固体撮像装置であって、上記の画素のうち予め設定された焦点検出領域に対応する画素は、焦点検出に用いるための信号を出力する焦点検出用画素を含み、垂直走査回路は、焦点検出領域に対応する画素の行を優先して選択可能であり、水平走査回路は、焦点検出領域に対応する画素の列に対応する信号を優先して選択可能であることとしたものである。
請求項2の発明は、請求項1に記載の固体撮像装置において、読み出し回路として、垂直走査回路によって選択された行の各画素から出力される信号を互いに異なる画素の列についてそれぞれ読み出す第1の読み出し回路と第2の読み出し回路とを有し、水平走査回路は、第1の読み出し回路および第2の読み出し回路に対して、画素の異なる列に対応する信号をそれぞれ選択して出力させるものである。
請求項3の発明は、請求項2に記載の固体撮像装置において、一対の焦点検出領域が画素の行方向に並べて設定されており、第1の読み出し回路は、垂直走査回路によって選択された行の各画素から出力される信号を、一対の焦点検出領域のうち一方に対応する画素を含む画素の列について読み出し、第2の読み出し回路は、垂直走査回路によって選択された行の各画素から出力される信号を、一対の焦点検出領域のうち他方に対応する画素を含む画素の列について読み出し、水平走査回路は、一対の焦点検出領域にそれぞれ対応する画素の二列に対応する二つの信号を同時に選択し、選択した信号を第1の読み出し回路と第2の読み出し回路からそれぞれ出力させるものである。
請求項4の発明は、請求項3に記載の固体撮像装置において、光電変換部には、焦点検出領域に対応して、焦点検出用画素と、撮像に用いるための信号を出力する撮像用画素とが所定の配列パターンで配列されており、その配列パターンが一対の焦点検出領域の各々における焦点検出用画素と撮像用画素との配列が反転するように構成され、水平走査回路は、配列が反転された画素の二列に対応する二つの信号を同時に選択するものである。
請求項5の発明は、請求項2〜4のいずれか一項に記載の固体撮像装置において、画素の行方向に等分な位置で焦点検出領域を二つの領域に分割し、第1の読み出し回路は、垂直走査回路によって選択された行の各画素から出力される信号を、二つの領域のうち一方に対応する画素を含む画素の列について読み出し、第2の読み出し回路は、垂直走査回路によって選択された行の各画素から出力される信号を、二つの領域のうち他方に対応する画素を含む画素の列について読み出し、水平走査回路は、二つの領域にそれぞれ対応する画素の二列に対応する二つの信号を同時に選択し、選択した信号を第1の読み出し回路と第2の読み出し回路からそれぞれ出力させるものである。
請求項6の発明は、請求項5に記載の固体撮像装置において、光電変換部には、焦点検出領域に対応して、焦点検出用画素と、撮像に用いるための信号を出力する撮像用画素とが所定の配列パターンで配列されており、その配列パターンが二つの領域の各々における焦点検出用画素と撮像用画素との配列が反転するように構成され、水平走査回路は、配列が反転された画素の二列に対応する二つの信号を同時に選択するものである。
The invention according to claim 1 is a photoelectric conversion unit having a plurality of pixels arranged in two dimensions, a vertical scanning circuit for selecting a row of pixels, and a signal output from each pixel in the row selected by the vertical scanning circuit. A solid-state imaging device comprising: a readout circuit that reads out a signal; and a horizontal scanning circuit that selects one of the signals read out by the readout circuit in association with a column of pixels and outputs the selected signal from the readout circuit The pixel corresponding to a preset focus detection area among the pixels includes a focus detection pixel that outputs a signal for use in focus detection, and the vertical scanning circuit corresponds to the focus detection area. The horizontal scanning circuit can preferentially select a signal corresponding to a pixel column corresponding to the focus detection area.
According to a second aspect of the present invention, in the solid-state imaging device according to the first aspect, as a readout circuit, a signal output from each pixel in a row selected by the vertical scanning circuit is read out for each of different pixel columns. The horizontal scanning circuit has a readout circuit and a second readout circuit, and causes the first readout circuit and the second readout circuit to select and output signals corresponding to different columns of pixels, respectively. is there.
According to a third aspect of the present invention, in the solid-state imaging device according to the second aspect, the pair of focus detection areas are set side by side in the pixel row direction, and the first readout circuit is the row selected by the vertical scanning circuit. The signal output from each pixel is read out from the pixel column including the pixel corresponding to one of the pair of focus detection regions, and the second readout circuit outputs from each pixel in the row selected by the vertical scanning circuit The horizontal scanning circuit reads two signals corresponding to two columns of pixels respectively corresponding to the pair of focus detection areas. At the same time, the selected signals are output from the first readout circuit and the second readout circuit, respectively.
According to a fourth aspect of the present invention, in the solid-state imaging device according to the third aspect, the photoelectric conversion unit outputs a focus detection pixel and a signal for use in imaging corresponding to the focus detection region to the photoelectric conversion unit. Are arranged in a predetermined arrangement pattern, and the arrangement pattern is configured such that the arrangement of the focus detection pixels and the imaging pixels in each of the pair of focus detection areas is reversed. Two signals corresponding to two columns of inverted pixels are simultaneously selected.
According to a fifth aspect of the present invention, in the solid-state imaging device according to any one of the second to fourth aspects, the focus detection region is divided into two regions at equal positions in the row direction of the pixels, and the first readout is performed. The circuit reads out a signal output from each pixel in the row selected by the vertical scanning circuit for a pixel column including a pixel corresponding to one of the two regions, and the second readout circuit is read by the vertical scanning circuit. The signal output from each pixel in the selected row is read out for the column of pixels including the pixel corresponding to the other of the two regions, and the horizontal scanning circuit corresponds to two columns of pixels corresponding to the two regions, respectively. These two signals are simultaneously selected, and the selected signals are output from the first readout circuit and the second readout circuit, respectively.
According to a sixth aspect of the present invention, in the solid-state imaging device according to the fifth aspect, the photoelectric conversion unit outputs a focus detection pixel and a signal for use in imaging corresponding to the focus detection region. Are arranged in a predetermined arrangement pattern, and the arrangement pattern is configured such that the arrangement of the focus detection pixels and the imaging pixels in each of the two regions is inverted, and the horizontal scanning circuit is inverted. The two signals corresponding to two columns of the selected pixels are simultaneously selected.

本発明によれば、焦点検出領域に対応する画素からの信号を優先して出力することができる。   According to the present invention, a signal from a pixel corresponding to a focus detection region can be output with priority.

以下、本発明による固体撮像装置について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a solid-state imaging device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

−第1の実施の形態−
図1は、本発明の第1の実施の形態による固体撮像装置を示す概略構成図である。図2は、図1中の画素11を示す回路図である。図3は、図1中の垂直駆動回路16を示す回路図である。図4は、図1中の読み出し回路19を示す回路図である。図5は、図1中の垂直シフトレジスタ回路14を示す回路図である。
-First embodiment-
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing the pixel 11 in FIG. FIG. 3 is a circuit diagram showing the vertical drive circuit 16 in FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing the readout circuit 19 in FIG. FIG. 5 is a circuit diagram showing the vertical shift register circuit 14 in FIG.

本実施の形態による固体撮像装置は、デジタルカメラ等に搭載され、撮影レンズからの入射光束によって結像される被写体像を撮像するために用いられる。さらに、オートフォーカス時には、予め設定された焦点検出領域に対応する部分に配列された焦点検出用画素により、撮影レンズの異なる位置を通過した光束による一対の像のずれ量を検出して、瞳分割方式の位相差検出を行う。   The solid-state imaging device according to the present embodiment is mounted on a digital camera or the like, and is used to capture a subject image formed by an incident light beam from a photographing lens. Furthermore, during autofocus, pupil detection is performed by detecting the amount of deviation between a pair of images caused by light beams that have passed through different positions of the photographic lens using focus detection pixels arranged in a portion corresponding to a preset focus detection area. Perform phase difference detection.

本実施の形態による固体撮像装置は、図1に示すように、CMOS型のイメージセンサ2と、タイミングジェネレータ3と、制御回路4とを備えている。タイミングジェネレータ3は、後述するように、イメージセンサ2の各部に駆動パルス等を供給する。また、制御回路4は、後述するように、垂直シフトレジスタ回路14及び水平シフトレジスタ回路18に制御信号CONV1〜CONVj,CONH1〜CONHkを供給する。   As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device according to the present embodiment includes a CMOS type image sensor 2, a timing generator 3, and a control circuit 4. The timing generator 3 supplies drive pulses and the like to each part of the image sensor 2 as will be described later. Further, as will be described later, the control circuit 4 supplies control signals CONV1 to CONVj and CONH1 to CONHk to the vertical shift register circuit 14 and the horizontal shift register circuit 18.

イメージセンサ2は、図1に示すように、複数の画素11がn行m列に2次元マトリクス状に配列された光電変換部10と、垂直走査回路を構成している垂直シフトレジスタ回路14及び垂直駆動回路16と、水平走査回路を構成している水平シフトレジスタ回路18と、読み出し回路19とを備えている。   As shown in FIG. 1, the image sensor 2 includes a photoelectric conversion unit 10 in which a plurality of pixels 11 are arranged in a two-dimensional matrix in n rows and m columns, a vertical shift register circuit 14 that constitutes a vertical scanning circuit, and A vertical drive circuit 16, a horizontal shift register circuit 18 constituting a horizontal scanning circuit, and a readout circuit 19 are provided.

光電変換部10の各画素11は、入射光を光電変換して入射光に応じた信号を生成する。なお、光電変換部10には、画素11として、後述するように、被写体像を撮像するための信号を出力する通常の撮像用画素と、オートフォーカス時の焦点検出に用いるための信号を出力する焦点検出用画素とがある。   Each pixel 11 of the photoelectric conversion unit 10 photoelectrically converts incident light to generate a signal corresponding to the incident light. As will be described later, the photoelectric conversion unit 10 outputs, as will be described later, a normal imaging pixel that outputs a signal for imaging a subject image and a signal that is used for focus detection during autofocus. There are focus detection pixels.

本実施の形態では、各画素11は、図2に示すように、選択トランジスタTaと、ソースフォロアの増幅トランジスタTbと、リセットトランジスタTcと、転送トランジスタTdと、フォトダイオードPDとから構成されている。これらのトランジスタTa〜Tdは、NチャネルMOSトランジスタであるものとする。よって、トランジスタTa,Tc,Tdは、そのゲートがHレベルとなると、オンする。なお、図2において、Vccは電源である。   In this embodiment, as shown in FIG. 2, each pixel 11 includes a selection transistor Ta, a source follower amplification transistor Tb, a reset transistor Tc, a transfer transistor Td, and a photodiode PD. . These transistors Ta to Td are assumed to be N channel MOS transistors. Therefore, the transistors Ta, Tc, and Td are turned on when their gates become H level. In FIG. 2, Vcc is a power source.

本実施の形態では、各画素11は、当該画素が撮像用画素及び焦点検出用画素のいずれであっても、図2に示す回路構成を有している。なお、撮像用画素では、フォトダイオードPDによる受光面の全体に対して、光束を通過させるための開口部が設けられている。これに対して、焦点検出用画素では後述するように、フォトダイオードPDによる受光面の一部分に対してのみ開口部が設けられており、それ以外の部分は遮光されている。   In the present embodiment, each pixel 11 has the circuit configuration shown in FIG. 2 regardless of whether the pixel is an imaging pixel or a focus detection pixel. In the imaging pixel, an opening for allowing a light beam to pass through is provided in the entire light receiving surface of the photodiode PD. On the other hand, as will be described later, in the focus detection pixel, an opening is provided only for a part of the light receiving surface of the photodiode PD, and the other parts are shielded from light.

図1及び図2に示すように、画素11の選択トランジスタTaのゲートは、行毎に選択線20に共通に接続されている。画素11のリセットトランジスタTcのゲートは、行毎にリセット線21に共通に接続されている。画素11の転送トランジスタTdのゲートは、行毎に転送線22に共通に接続されている。画素11の増幅トランジスタTbのソースは、列毎に垂直信号線32−1〜32−mに共通に接続されている。図1に示すように、垂直信号線32−1〜32−mには、ソースフォロワ読み出し用定電流源33−1〜33−mが接続されている。なお、図2に示す画素11は、n行目でかつ1列目の画素11を示している。   As shown in FIGS. 1 and 2, the gates of the selection transistors Ta of the pixels 11 are commonly connected to the selection line 20 for each row. The gate of the reset transistor Tc of the pixel 11 is commonly connected to the reset line 21 for each row. The gates of the transfer transistors Td of the pixels 11 are commonly connected to the transfer line 22 for each row. The sources of the amplification transistors Tb of the pixels 11 are commonly connected to the vertical signal lines 32-1 to 32-m for each column. As shown in FIG. 1, source follower read constant current sources 33-1 to 33-m are connected to the vertical signal lines 32-1 to 32-m. 2 indicates the pixel 11 in the nth row and the first column.

画素11の各行の選択線20には選択パルスφsel1〜φselnが、画素11の各行のリセット線21にはリセットパルスφrst1〜φrstnが、画素11の各行の転送線22には転送パルスφtx1〜φtxnが、それぞれ画素行駆動パルスとして、垂直駆動回路16から供給される。画素行駆動パルスが供給された行の各画素11は、対応する垂直信号線32−1〜32−mへの信号読み出し動作を行う。   Selection pulses φsel1 to φseln are applied to the selection lines 20 of the respective rows of the pixels 11, reset pulses φrst1 to φrstn are applied to the reset lines 21 of the respective rows of the pixels 11, and transfer pulses φtx1 to φtxn are applied to the transfer lines 22 of the respective rows of the pixels 11. Are respectively supplied from the vertical drive circuit 16 as pixel row drive pulses. Each pixel 11 in the row to which the pixel row driving pulse is supplied performs a signal read operation to the corresponding vertical signal line 32-1 to 32-m.

垂直シフトレジスタ回路14は、タイミングジェネレータ3から垂直スタートパルスφSTV及び2相のクロック信号φV1、φV2を駆動パルスとして受け取るとともに、制御回路4から制御信号CONV1〜CONVjを受け取り、これらに従って、行を選択する期間及びタイミングをHレベルによって規定する信号として、画素11の行毎に、垂直シフトパルスφSV1〜φSVnを出力する。垂直シフトレジスタ回路14の構成については、後に詳述する。   The vertical shift register circuit 14 receives the vertical start pulse φSTV and the two-phase clock signals φV1 and φV2 as drive pulses from the timing generator 3 and receives control signals CONV1 to CONVj from the control circuit 4, and selects a row according to them. Vertical shift pulses φSV <b> 1 to φSVn are output for each row of the pixels 11 as a signal defining the period and timing according to the H level. The configuration of the vertical shift register circuit 14 will be described in detail later.

垂直駆動回路16は、図3に示すように、画素11の行毎に設けられた単位回路60で構成されている。各単位回路60は、アンドゲート61と、レベルシフト回路62と、ナンドゲート63と、アンドゲート64とから構成されている。各単位回路60は、前述した選択パルスφsel1〜φselnの元になる選択パルスφSEL、前述したリセットパルスφrst1〜φrstnの元になるリセットパルスφRST、及び、転送パルスφtx1〜φtxnの元になる転送パルスφTXを、駆動パルスとしてタイミングジェネレータ3から受ける。   As shown in FIG. 3, the vertical drive circuit 16 includes unit circuits 60 provided for each row of the pixels 11. Each unit circuit 60 includes an AND gate 61, a level shift circuit 62, a NAND gate 63, and an AND gate 64. Each unit circuit 60 includes a selection pulse φSEL that is the source of the selection pulses φsel1 to φseln described above, a reset pulse φRST that is a source of the reset pulses φrst1 to φrstn, and a transfer pulse φTX that is a source of the transfer pulses φtx1 to φtxn. From the timing generator 3 as a drive pulse.

各単位回路60は、アンドゲート61によって、垂直シフトレジスタ回路14からの垂直シフトパルスφSV1〜φSVnのうちの同一行の垂直シフトパルスと転送パルスφTXとのアンドを取って、その出力のレベルをレベルシフト回路62で必要なレベルに変えることで、その行の画素行駆動パルスを構成する転送パルス(例えば、その行が2行目ならば、φtx2)を作成し、これをその行の転送線22に供給する。また、各単位回路60は、ナンドゲート63によって、垂直シフトレジスタ回路14からの垂直シフトパルスφSV1〜φSVnのうちの同一行の垂直シフトパルスとリセットパルスφRSTとのナンドを取ることで、その行の画素行駆動パルスを構成するリセットパルス(例えば、その行が2行目ならば、φrst2)を作成し、これをその行のリセット線21に供給する。また、各単位回路60は、アンドゲート64によって、垂直シフトレジスタ回路14からの垂直シフトパルスφSV1〜φSVnのうちの同一行の垂直シフトパルスと選択パルスφSELとのアンドを取ることで、その行の画素行駆動パルスを構成する選択パルス(例えば、その行が2行目ならば、φsel2)を作成し、これをその行の選択線20に供給する。   Each unit circuit 60 takes the AND of the vertical shift pulse and transfer pulse φTX in the same row among the vertical shift pulses φSV1 to φSVn from the vertical shift register circuit 14 by the AND gate 61, and sets the level of the output thereof. By changing the level to a required level by the shift circuit 62, a transfer pulse (for example, φtx2 if the row is the second row) constituting the pixel row driving pulse of the row is generated, and this is transferred to the transfer line 22 of the row. To supply. In addition, each unit circuit 60 takes the NAND of the vertical shift pulse and reset pulse φRST in the same row among the vertical shift pulses φSV1 to φSVn from the vertical shift register circuit 14 by the NAND gate 63, so that the pixel in the row A reset pulse constituting the row driving pulse (for example, φrst2 if the row is the second row) is generated and supplied to the reset line 21 of the row. Each unit circuit 60 takes an AND of the vertical shift pulse and the selection pulse φSEL in the same row among the vertical shift pulses φSV1 to φSVn from the vertical shift register circuit 14 by the AND gate 64, thereby A selection pulse constituting the pixel row driving pulse (for example, φsel2 if the row is the second row) is generated and supplied to the selection line 20 of the row.

水平シフトレジスタ回路18は、タイミングジェネレータ3から水平スタートパルスφSTH及び2相のクロック信号φH1、φH2を駆動パルスとして受け取るとともに、制御回路4から制御信号CONH1〜CONHkを受け取り、これらに従って、列を選択する期間及びタイミングを規定する信号として、水平シフトパルスφSH1〜φSHmを出力する。   The horizontal shift register circuit 18 receives the horizontal start pulse φSTH and the two-phase clock signals φH1 and φH2 as drive pulses from the timing generator 3, and receives control signals CONH1 to CONHk from the control circuit 4, and selects a column according to them. Horizontal shift pulses [phi] SH1 to [phi] SHm are output as signals defining the period and timing.

読み出し回路19は、例えば特開平8−293591号公報の図5に開示された固体撮像装置で採用されている読み出し回路と同一である。簡単に説明すると、読み出し回路19は、図4に示すように、信号出力線38、暗出力線39、出力アンプ38a,39a、光信号用クロックライン41a、暗出力用クロックライン42a、水平読出し選択用MOSトランジスタTHS1,THS2,THS3,THD1,THD2,THD3、暗光信号転送用MOSトランジスタTS1,TS2,TS3、暗出力転送用MOSトランジスタTD1,TD2,TD3、光信号出力蓄積用コンデンサCS1,CS2,CS3、暗出力蓄積用コンデンサCD1,CD2,CD3などを有している。CHS,CHD,は、それぞれ信号出力線38,暗出力線39の寄生容量を示している。読み出し回路19は、タイミングジェネレータ3から供給される駆動パルスφRH,φTS,φTDに従って作動する。   The readout circuit 19 is the same as the readout circuit employed in, for example, the solid-state imaging device disclosed in FIG. 5 of JP-A-8-295991. Briefly, as shown in FIG. 4, the readout circuit 19 includes a signal output line 38, a dark output line 39, output amplifiers 38a and 39a, an optical signal clock line 41a, a dark output clock line 42a, and a horizontal readout selection. MOS transistors THS1, THS2, THS3, THD1, THD2, THD3, dark light signal transfer MOS transistors TS1, TS2, TS3, dark output transfer MOS transistors TD1, TD2, TD3, light signal output storage capacitors CS1, CS2, CS3, dark output storage capacitors CD1, CD2, and CD3 are included. CHS and CHD indicate parasitic capacitances of the signal output line 38 and the dark output line 39, respectively. The read circuit 19 operates according to drive pulses φRH, φTS, and φTD supplied from the timing generator 3.

ここで、垂直シフトレジスタ回路14の構成について、図5を参照して詳述する。説明の便宜上、図5では、画素11の行数nが9であるものとしているが、これに限定されるものではないことは言うまでもない。   Here, the configuration of the vertical shift register circuit 14 will be described in detail with reference to FIG. For convenience of explanation, in FIG. 5, the number of rows n of the pixels 11 is assumed to be 9, but it is needless to say that the number is not limited to this.

本実施の形態では、垂直シフトレジスタ回路14は、縦続接続されたn段(図5では、9段)の単位回路70を備えている。各段の単位回路70の出力が、画素11の行毎の垂直シフトパルスφSV1〜φSVnである。例えば、2段目の単位回路70の出力は、画素11の2行目の垂直シフトパルスφSV2である。   In the present embodiment, the vertical shift register circuit 14 includes n-stage (9 stages in FIG. 5) unit circuits 70 connected in cascade. The output of the unit circuit 70 in each stage is vertical shift pulses φSV1 to φSVn for each row of the pixels 11. For example, the output of the unit circuit 70 in the second stage is the vertical shift pulse φSV2 in the second row of the pixels 11.

各段の単位回路70は、クロック信号φV1,φV2に従うシフト動作によって、当該単位回路70に対する入力信号に対応する信号を当該単位回路からの出力信号として伝達する第1の動作モードと、クロック信号φV1,φV2とは無関係に直ちに、当該単位回路70に対する入力信号に対応する信号を当該単位回路70からの出力信号として伝達する第2の動作モードとを、選択的に行い得るように構成されている。   The unit circuit 70 in each stage transmits a signal corresponding to an input signal to the unit circuit 70 as an output signal from the unit circuit by a shift operation according to the clock signals φV1 and φV2, and the clock signal φV1. , ΦV2 and the second operation mode in which a signal corresponding to an input signal to the unit circuit 70 is transmitted as an output signal from the unit circuit 70 can be selectively performed immediately. .

本実施の形態では、各段の単位回路70は、図5に示すように、前記入力信号が入力される入力部aと、前記出力信号が出力される出力部fと、一方の相のクロック信号φV1が入力されるクロック入力部bと、他方の相のクロック信号φV2が入力されるクロック入力部cと、クロック信号φV1の反転信号が入力されるクロック入力部dと、クロック信号φV2の反転信号が入力されるクロック入力部eとを有している。   In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the unit circuit 70 in each stage includes an input unit a to which the input signal is input, an output unit f to which the output signal is output, and a clock of one phase. Clock input part b to which signal φV1 is input, clock input part c to which clock signal φV2 of the other phase is input, clock input part d to which an inverted signal of clock signal φV1 is input, and inversion of clock signal φV2 And a clock input unit e to which a signal is input.

単位回路70の構成の一例を図6に示している。図6に示す例では、単位回路70は、クロックドインバータを使用したダイナミック型のD型フリップフロップとして構成され、入力部aから出力部fにかけて順次縦続接続されたクロックドインバータ71,72で構成されている。図6中のC1,C2は寄生容量である。   An example of the configuration of the unit circuit 70 is shown in FIG. In the example illustrated in FIG. 6, the unit circuit 70 is configured as a dynamic D-type flip-flop using a clocked inverter, and includes clocked inverters 71 and 72 that are sequentially cascaded from the input unit a to the output unit f. Has been. C1 and C2 in FIG. 6 are parasitic capacitances.

図7は、図6に示す単位回路70の構成の更に具体的な構成を示す回路図である。図7において、図6中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付している。本例では、クロックドインバータ71は、図7に示すように、電源Vccと接地との間に直列接続されたPチャネルMOSFETQ1,Q2及びNチャネルMOSFETQ3,Q4で構成されている。同様に、クロックドインバータ72は、電源Vccと接地との間に直列接続されたPチャネルMOSFETQ5,Q6及びNチャネルMOSFETQ7,Q8で構成されている。Q4,Q8,Q1,Q5の各ゲートがクロック入力部b,c,d,eにそれぞれ接続され、Q2,Q3のゲートが共通して入力部aに接続され、Q6,Q7のゲートが共通してQ2,Q3との間の接続中点に接続され、Q6,Q7との間の接続中点が出力部fに接続されている。   FIG. 7 is a circuit diagram showing a more specific configuration of the unit circuit 70 shown in FIG. In FIG. 7, the same or corresponding elements as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. In this example, the clocked inverter 71 includes P-channel MOSFETs Q1 and Q2 and N-channel MOSFETs Q3 and Q4 connected in series between the power supply Vcc and the ground, as shown in FIG. Similarly, the clocked inverter 72 includes P-channel MOSFETs Q5 and Q6 and N-channel MOSFETs Q7 and Q8 connected in series between the power supply Vcc and the ground. The gates of Q4, Q8, Q1, and Q5 are connected to the clock input sections b, c, d, and e, respectively, the gates of Q2 and Q3 are connected to the input section a, and the gates of Q6 and Q7 are shared. Are connected to the connection midpoint between Q2 and Q3, and the connection midpoint between Q6 and Q7 is connected to the output section f.

図6及び図7に示す例では、クロック入力部b,dに一方の相のクロック信号φV1及びその反転信号をそれぞれ入力させるとともに、クロック入力部c,eに他方の相のクロック信号φV2及びその反転信号をそれぞれ入力させると、単位回路70は、クロック信号φV1,φV2に従うシフト動作によって、当該単位回路70に対する入力信号(入力部aに入力する信号)に対応する信号を当該単位回路からの出力信号(出力部fから出力する信号)として伝達する第1の動作モードを行うことになる。一方、クロック入力部b,cをHレベルにするとともにクロック入力部d,eをLレベルにすると、単位回路70は、クロックドインバータ71,72がそれぞれ単なるインバータとして作動して、クロック信号φV1,φV2とは無関係に直ちに、当該単位回路70に対する入力信号(入力部aに入力する信号)に対応する信号を当該単位回路70からの出力信号(出力部fから出力する信号)として伝達する第2の動作モードを行うことになる。   In the example shown in FIGS. 6 and 7, the clock signal φV1 of one phase and its inverted signal are inputted to the clock input parts b and d, respectively, and the clock signal φV2 of the other phase is inputted to the clock input parts c and e. When the inverted signal is input, the unit circuit 70 outputs a signal corresponding to the input signal (signal input to the input unit a) to the unit circuit 70 from the unit circuit by the shift operation according to the clock signals φV1 and φV2. The first operation mode transmitted as a signal (a signal output from the output unit f) is performed. On the other hand, when the clock input units b and c are set to the H level and the clock input units d and e are set to the L level, the unit circuit 70 causes the clocked inverters 71 and 72 to operate as simple inverters, respectively, and the clock signal φV1, Secondly, a signal corresponding to an input signal (signal input to the input unit a) to the unit circuit 70 is immediately transmitted as an output signal (signal output from the output unit f) from the unit circuit 70 regardless of φV2. The operation mode is performed.

単位回路70の構成の他の各例を図8乃至図10にそれぞれ示している。図8に示す例では、単位回路70は、トランスミッションゲートを使用したダイナミック型のD型フリップフロップとして構成され、入力部aから出力部fにかけて順次縦続接続されたトランスミッションゲート73、インバータ74、トランスミッションゲート75及びインバータ76で構成されている。図8中のC3,C4は寄生容量である。   Other examples of the configuration of the unit circuit 70 are shown in FIGS. In the example shown in FIG. 8, the unit circuit 70 is configured as a dynamic D-type flip-flop using a transmission gate, and is connected in cascade from the input part a to the output part f, an inverter 74, and a transmission gate. 75 and an inverter 76. C3 and C4 in FIG. 8 are parasitic capacitances.

図9に示す例では、単位回路70は、クロックドインバータを使用したスタティック型のD型フリップフロップとして構成され、入力部aから出力部fにかけて順次縦続接続されたクロックドインバータ77、インバータ78、クロックドインバータ79及びインバータ80と、インバータ78に逆並列接続されたクロックドインバータ81と、インバータ80に逆並列接続されたクロックドインバータ82で構成されている。   In the example shown in FIG. 9, the unit circuit 70 is configured as a static D-type flip-flop using a clocked inverter, and is connected in cascade from the input unit a to the output unit f, an inverter 78, A clocked inverter 79 and an inverter 80, a clocked inverter 81 connected in reverse parallel to the inverter 78, and a clocked inverter 82 connected in reverse parallel to the inverter 80 are configured.

図10に示す例では、単位回路70は、トランスミッションゲートを使用したスタティック型のD型フリップフロップとして構成され、入力部aから出力部fにかけて順次縦続接続されたトランスミッションゲート83、インバータ84、トランスミッションゲート85及びインバータ86と、インバータ87及びトランスミッションゲート88の直列回路からなる第1の帰還回路であってインバータ84に並列接続された第1の帰還回路と、インバータ89及びトランスミッションゲート90の直列回路からなる第2の帰還回路であってインバータ86に並列接続された第2の帰還回路とから構成されている。   In the example shown in FIG. 10, the unit circuit 70 is configured as a static D-type flip-flop using a transmission gate, and is connected in cascade from the input part a to the output part f, an inverter 84, and a transmission gate. 85, an inverter 86, a first feedback circuit composed of a series circuit of an inverter 87 and a transmission gate 88, a first feedback circuit connected in parallel to the inverter 84, and a series circuit of an inverter 89 and a transmission gate 90 The second feedback circuit is a second feedback circuit connected in parallel to the inverter 86.

なお、各段の単位回路70は、全て同じ構成の回路であってもよいし、一部の単位回路70が他の単位回路70と異なる構成の回路であってもよい。例えば、全ての単位回路70を図6及び図7に示す構成の回路で構成してもよいし、一部の単位回路70を図6及び図7に示す構成の回路で構成するとともに他の単位回路70を図8に示す構成の回路で構成してもよい。   The unit circuits 70 in each stage may all be circuits having the same configuration, or some of the unit circuits 70 may be configured differently from other unit circuits 70. For example, all the unit circuits 70 may be configured by the circuits having the configurations shown in FIGS. 6 and 7, or some of the unit circuits 70 may be configured by the circuits having the configurations shown in FIGS. 6 and 7 and other units. The circuit 70 may be configured by a circuit having the configuration shown in FIG.

本実施の形態では、図5に示すように、垂直シフトレジスタ回路14において、9段の単位回路70が、複数のブロックBV1〜BVjに分けられている。図5では、そのブロックの数jを3としているが、これに限定されるものではない。また、図5に示す例では、いずれのブロックBV1〜BVjも3段の単位回路70からなるが、各ブロックに属する単位回路70の数は1段以上の任意の数でよいし、ブロック毎に当該ブロックに属する単位回路70の数が異なっていてもよい。   In the present embodiment, as shown in FIG. 5, in the vertical shift register circuit 14, the nine-stage unit circuit 70 is divided into a plurality of blocks BV1 to BVj. In FIG. 5, the number j of the blocks is 3, but the number is not limited to this. In the example shown in FIG. 5, each of the blocks BV1 to BVj is composed of three unit circuits 70. However, the number of unit circuits 70 belonging to each block may be an arbitrary number of one or more stages. The number of unit circuits 70 belonging to the block may be different.

本実施の形態では、垂直シフトレジスタ回路14は、図5に示すように、全てのブロックBV1〜BVjの各々に関して、当該ブロックの各段の単位回路70が行う動作モードを、他のブロックから独立して、制御信号CONV1〜CONVjに応じて前記第1及び第2の動作モードのいずれかに切り替えて設定する切替設定部を、備えている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the vertical shift register circuit 14 makes the operation mode performed by the unit circuit 70 at each stage of the block independent of other blocks for each of all the blocks BV1 to BVj. In addition, a switching setting unit that switches to and sets one of the first and second operation modes according to the control signals CONV1 to CONVj is provided.

本実施の形態では、この切替設定部は、ブロックBV1〜BVjに対して1対1に設けられた個別切替設定部S1〜Sjで構成されている。各個別切替設定部S1〜Sjは、図5に示すように、オアゲート91,92及びノットゲート93,94で構成されている。これにより、各個別切替設定部S1〜Sjは、対応するブロックの各段の単位回路70を第1のモードに設定することをLレベルで示すとともに第2のモードに設定することをHレベルで示す制御信号(制御回路4からの制御信号CONV1〜CONVjのうちの対応する制御信号)を受け、この制御信号がLレベルの場合に、対応するブロックの各段の単位回路70のクロック入力部b,dに一方の相のクロック信号φV1及びその反転信号をそれぞれ入力させるとともに、対応するブロックの各段の単位回路70のクロック入力部c,eに他方の相のクロック信号φV2及びその反転信号をそれぞれ入力させ、前記制御信号がHレベルの場合に、クロック信号φV1,φV2と無関係に、クロック入力部b,cをHレベルにするとともにクロック入力部d,eをLレベルにするようになっている。   In the present embodiment, the switching setting unit is configured by individual switching setting units S1 to Sj provided on a one-to-one basis with respect to the blocks BV1 to BVj. As shown in FIG. 5, each individual switching setting unit S <b> 1 to Sj includes OR gates 91 and 92 and knot gates 93 and 94. Thereby, each individual switching setting unit S1 to Sj indicates that the unit circuit 70 of each stage of the corresponding block is set to the first mode at the L level and that the unit mode 70 is set to the second mode at the H level. Control signal (corresponding control signal among control signals CONV1 to CONVj from the control circuit 4) and when this control signal is at L level, the clock input part b of the unit circuit 70 of each stage of the corresponding block , D are inputted with the clock signal φV1 of one phase and its inverted signal, respectively, and the clock signal φV2 of the other phase and its inverted signal are inputted to the clock input portions c, e of the unit circuit 70 of each stage of the corresponding block. When the control signal is at the H level, the clock input parts b and c are set to the H level and the clock signals φV1 and φV2 regardless of the clock signals φV1 and φV2. Tsu has click input section d, the e so that the L level.

なお、図5において、ノットゲート93,94は、各ブロックBV1〜BVjに1組ずつ配置する構成となっている。しかし、この構成に限定される訳ではない。単位回路70については、b入力の反転信号をdに接続し、c入力の反転信号をeに接続する規則になっている。そのため、例えば単位回路70それぞれについて、ノットゲート93,94を1組ずつ配置する構成としても良い。この場合、必要なノットゲート数は増加するが、ノットゲート1つ当たりの駆動負荷は小さくて済むので、サイズも小さくて良い。図5の回路の様に、各ブロックごとにノットゲート93,94を1組ずつ(但し、多数の単位回路70を駆動する必要があるので、大サイズで駆動能力の高いノットゲートが必要)配置するか、単位回路70それぞれに対して小さなサイズのノットゲート93,94を配置するかは、レイアウトの都合により任意に選んで良い。   In FIG. 5, one set of knot gates 93 and 94 is arranged in each block BV1 to BVj. However, the present invention is not limited to this configuration. The unit circuit 70 has a rule that an inverted signal of b input is connected to d and an inverted signal of c input is connected to e. Therefore, for example, each unit circuit 70 may have a configuration in which one set of knot gates 93 and 94 is arranged. In this case, the number of knot gates required increases, but the drive load per knot gate may be small, and the size may be small. As in the circuit of FIG. 5, one set of knot gates 93 and 94 is provided for each block (however, since a large number of unit circuits 70 need to be driven, a large size and high driving capability is required). Whether the small-sized knot gates 93 and 94 are arranged for each of the unit circuits 70 may be arbitrarily selected depending on the layout.

水平シフトレジスタ回路18の構成については図面に示していないが、水平シフトレジスタ回路18は、垂直シフトレジスタ回路14と同様に構成されている。水平シフトレジスタ回路18の構成については、垂直シフトレジスタ回路14に関する図5及びその説明において、垂直シフトレジスタ回路14を水平シフトレジスタ回路18と、垂直スタートパルスφSTVを水平スタートパルスφSTHと、クロック信号φV1、φV2をクロック信号φH1、φH2と、垂直シフトパルスφSV1〜φSVnを水平シフトパルスφSH1〜φSHmと、n段をm段と、ブロック数jをブロック数k、ブロックBV1〜BVjをブロックBH1〜BHk(図示せず)と、制御信号CONV1〜CONVjを制御信号CONH1〜CONHkと、それぞれ読み替えられたい。   Although the configuration of the horizontal shift register circuit 18 is not shown in the drawing, the horizontal shift register circuit 18 is configured in the same manner as the vertical shift register circuit 14. Regarding the configuration of the horizontal shift register circuit 18, in FIG. 5 and the description thereof related to the vertical shift register circuit 14, the vertical shift register circuit 14 is the horizontal shift register circuit 18, the vertical start pulse φSTV is the horizontal start pulse φSTH, and the clock signal φV1. , ΦV2 are clock signals φH1 and φH2, vertical shift pulses φSV1 to φSVn are horizontal shift pulses φSH1 to φSHm, n stages are m stages, block number j is block number k, blocks BV1 to BVj are blocks BH1 to BHk ( And control signals CONV1 to CONVj should be read as control signals CONH1 to CONHk, respectively.

次に、本実施の形態による固体撮像装置の動作例について、垂直シフトレジスタ回路14の動作を中心にして説明する。   Next, an operation example of the solid-state imaging device according to the present embodiment will be described focusing on the operation of the vertical shift register circuit 14.

図11は、通常の全画素読み出し時において垂直シフトレジスタ回路14に入出力される各信号を示すタイミングチャートである。   FIG. 11 is a timing chart showing signals input to and output from the vertical shift register circuit 14 during normal all-pixel reading.

図11は、垂直シフトレジスタ回路14の構成が図5に示す段数(n=9)及びブロック数(j=3)であることを前提にしている。また、図11では、スタートパルスφSTVは、クロック信号φV1の立ち下がりで確定し、垂直シフトパルスφSV1〜φSVnはクロック信号φV2の立ち上がりで確定するものとしている。この点は、後述する図12及び図13についても同様である。   11 assumes that the configuration of the vertical shift register circuit 14 is the number of stages (n = 9) and the number of blocks (j = 3) shown in FIG. In FIG. 11, the start pulse φSTV is determined at the falling edge of the clock signal φV1, and the vertical shift pulses φSV1 to φSVn are determined at the rising edge of the clock signal φV2. This also applies to FIGS. 12 and 13 described later.

通常の全画素読み出し時においては、図11に示すように、全ての制御信号CONV1〜CONVjがLレベルにされる。その結果、垂直シフトレジスタ回路14の全てのブロックBV1〜BVjの各段の単位回路70がクロック信号φV1,φV2に従うシフト動作による第1の動作モードを行い、垂直シフトパルスφSV1〜φSVnが順次、行選択を示すHレベルとなる。また、通常の全画素読み出し時においては、同様に、全ての制御信号CONH1〜CONHjがLレベルにされる。その結果、水平シフトレジスタ回路18の全てのブロックBH1〜BHkの各段の単位回路70がクロック信号φH1,φH2に従うシフト動作による第1の動作モードを行い、水平シフトパルスφSH1〜φSHnが順次、列選択を示すHレベルとなる。なお、図面には示していないが、タイミングジェネレータ3からの各パルスは従来の固体撮像装置と同様のタイミングで供給される。この点は、全画素読み出し時のみならず部分読み出し時においても同様である。   During normal all-pixel readout, as shown in FIG. 11, all control signals CONV1 to CONVj are set to the L level. As a result, the unit circuits 70 in the respective stages of all the blocks BV1 to BVj of the vertical shift register circuit 14 perform the first operation mode by the shift operation according to the clock signals φV1 and φV2, and the vertical shift pulses φSV1 to φSVn are sequentially performed. It becomes H level indicating selection. Similarly, during normal all pixel readout, all the control signals CONH1 to CONHj are set to the L level. As a result, the unit circuits 70 at the respective stages of all the blocks BH1 to BHk of the horizontal shift register circuit 18 perform the first operation mode by the shift operation according to the clock signals φH1 and φH2, and the horizontal shift pulses φSH1 to φSHn are sequentially applied to the columns. It becomes H level indicating selection. Although not shown in the drawing, each pulse from the timing generator 3 is supplied at the same timing as in the conventional solid-state imaging device. This is the same not only when reading all pixels but also when reading partially.

したがって、通常の全画素読み出し時には、順次全画素11の読み出しが行われる。   Accordingly, all pixels 11 are sequentially read during normal all pixel reading.

図12は、部分読み出し時において垂直シフトレジスタ回路14に入出力される各信号の一例を示すタイミングチャートである。   FIG. 12 is a timing chart showing an example of each signal inputted to and outputted from the vertical shift register circuit 14 at the time of partial reading.

部分読み出し時においては、例えば、図12に示すように、垂直シフトレジスタ回路14のブロックBV1〜BVjのうちの読み飛ばしを行う画素範囲に対応するブロックの制御信号(制御信号CONV1〜CONVjのうちの対応する制御信号)をHレベルにするとともに、読み出しを行う画素範囲に対応するブロックの制御信号(制御信号CONV1〜CONVjのうちの対応する制御信号)をLレベルとする。図12は、読み飛ばしを行う画素範囲が4行目〜6行目である例を示している。よって、図12では、4行目〜6行目に対応する2番目のブロックBV2の制御信号CONV2をHレベルとし、他の行に対応するブロックBV1,BV3の制御信号CONV1,CONV3をLレベルとしている。その結果、図12に示すように、垂直シフトレジスタ回路14の1番目及び3番目のブロックBV1,BV3の各段の単位回路70が前記第1の動作モードを行う一方、2番目のブロックBV2の各段の単位回路70が前記第2の動作モードを行うため、1番目のブロックBV1の最後の段の垂直シフトパルスφSV3から3番目のブロックBV3の最初の段の垂直シフトパルスφSV7へ飛び越す飛び越し動作が行われる。   At the time of partial reading, for example, as shown in FIG. 12, control signals (of control signals CONV1 to CONVj) corresponding to the pixel range to be skipped from among the blocks BV1 to BVj of the vertical shift register circuit 14 are displayed. The corresponding control signal) is set to the H level, and the control signal (corresponding control signal among the control signals CONV1 to CONVj) corresponding to the pixel range to be read is set to the L level. FIG. 12 shows an example in which the pixel range to be skipped is the fourth to sixth lines. Therefore, in FIG. 12, the control signal CONV2 of the second block BV2 corresponding to the fourth to sixth rows is set to the H level, and the control signals CONV1 and CONV3 of the blocks BV1 and BV3 corresponding to the other rows are set to the L level. Yes. As a result, as shown in FIG. 12, the unit circuit 70 in each stage of the first and third blocks BV1 and BV3 of the vertical shift register circuit 14 performs the first operation mode, while the second block BV2 Since the unit circuit 70 of each stage performs the second operation mode, the jumping operation of jumping from the vertical shift pulse φSV3 of the last stage of the first block BV1 to the vertical shift pulse φSV7 of the first stage of the third block BV3 Is done.

また、部分読み出し時においては、水平シフトレジスタ回路18のブロックBH1〜BHk(図示せず)のうちの読み飛ばしを行う画素範囲に対応するブロックの制御信号(制御信号CONH1〜CONHkのうちの対応する制御信号)をHレベルにするとともに、読み出しを行う画素範囲に対応するブロックの制御信号(制御信号CONH1〜CONHkのうちの対応する制御信号)をLレベルとする。その結果、読み飛ばしを行う画素範囲に対応する水平シフトレジスタ回路18のブロックの各段の単位回路70が前記第1の動作モードを行う一方、他のブロックの各段の単位回路70が前記第2の動作モードを行うため、垂直シフトレジスタ回路14の場合と同様の飛び越し動作が行われる。   At the time of partial reading, the control signals (corresponding to control signals CONH1 to CONHk) corresponding to the pixel range to be skipped among the blocks BH1 to BHk (not shown) of the horizontal shift register circuit 18. Control signal) is set to the H level, and the control signal (corresponding control signal among the control signals CONH1 to CONHk) corresponding to the pixel range to be read is set to the L level. As a result, the unit circuit 70 at each stage of the block of the horizontal shift register circuit 18 corresponding to the pixel range to be skipped performs the first operation mode, while the unit circuit 70 at each stage of the other block In order to perform the second operation mode, the same interlace operation as that of the vertical shift register circuit 14 is performed.

このようにして、クロック信号φV1,φV2及びクロック信号φH1,φH2の周波数を全画素読み出し時と同じにしたまま、読み出さない画素についての飛び越し走査が行われ、全ての画素のうちの一部の画素についてのみ読み出しが行われる。   In this way, the interlaced scanning is performed on the pixels that are not read out while keeping the frequencies of the clock signals φV1 and φV2 and the clock signals φH1 and φH2 the same as when reading out all the pixels, and some of the pixels are all Reading is performed only for.

ところで、図12に示すように、部分読み出し時の全期間に渡って、読み飛ばしを行う画素範囲に対応するブロックBV2の制御信号CONV2をHレベルにしてしまうと、対応するブロックBV2の各段の単位回路70の出力である垂直シフトパルスφSV4〜φSV6も、前段のブロックBV1の最終段の単位回路70の出力であるシフトパルスφSV3と同時にHレベルになってしまい、3行目の選択時に4行目〜6行目も同時に選択した状態となってしまう。したがって、図12に示すように制御信号CONV2を部分読み出し時の全期間に渡ってHレベルにしてしまうと、実際には、正常に画素を読み出すことができなくなってしまう。   By the way, as shown in FIG. 12, if the control signal CONV2 of the block BV2 corresponding to the pixel range to be skipped is set to H level over the entire period of partial reading, each stage of the corresponding block BV2 The vertical shift pulses φSV4 to φSV6 which are the outputs of the unit circuit 70 are also at the H level simultaneously with the shift pulse φSV3 which is the output of the last unit circuit 70 of the preceding block BV1, and when the third row is selected, the four rows The sixth to sixth rows are also selected at the same time. Therefore, as shown in FIG. 12, if the control signal CONV2 is set to the H level over the entire period at the time of partial reading, the pixels cannot actually be read normally.

そこで、これを防ぐために、実際には、読み飛ばしを行う画素範囲に対応するブロックの各段の単位回路70の出力である垂直シフトパルスが同時にHレベルとなっても、読み出しを行う画素の読み出しが正常に行われるように、読み飛ばしを行う画素範囲に対応するブロックの制御信号のHレベルのタイミングが設定される。具体的には、例えば、読み飛ばしを行う画素範囲に対応するブロックの制御信号は、当該読み飛ばしブロックの前側で最も近い読み出しブロックの最終段の単位回路70に対応する行の画素の読み出し期間はLレベルとし、その読み出し期間後の期間において当該読み飛ばしブロックの後側で最も近い読み出しブロックの最前段の単位回路70に信号(Hレベル)を伝達するのに必要な期間はHレベルとして、残りの期間はHレベル及びLレベルのいずれかにすればよい。   Therefore, in order to prevent this, actually, even if the vertical shift pulse, which is the output of the unit circuit 70 in each stage of the block corresponding to the pixel range to be skipped, becomes H level at the same time, readout of the pixel to be read out is performed. Is set to the H level timing of the control signal of the block corresponding to the pixel range to be skipped. Specifically, for example, the control signal of the block corresponding to the pixel range to be skipped is the pixel readout period of the row corresponding to the last unit circuit 70 of the readout block closest to the front side of the skipped block. The period required to transmit the signal (H level) to the unit circuit 70 in the foremost stage of the read block closest to the rear side of the skipped block in the period after the read period is set to the H level, and the rest is left. This period may be either the H level or the L level.

その例を図13に示す。図13では、読み飛ばしを行う画素範囲に対応するブロックB
V2の制御信号CONV2は、当該読み飛ばしブロックBV2の前側で最も近い読み出しブロックBV1の最終段の単位回路70に対応する3行目の画素の読み出し期間Pの開始時点t1より若干早い時点でLにされ、ブロックBV1の最終段の単位回路70に対応する3行目の画素のシフトパルスφSV3の立ち下がり時点と前記期間Pの終了時点との間の時点でHレベルにされ、シフトパルスφSV3の立ち下がり時点から若干遅い時点までHレベルのままにされている。その他の期間(図13中のハッチングを付した期間)は、Hレベル及びLレベルのいずれでもよい。
An example is shown in FIG. In FIG. 13, the block B corresponding to the pixel range to be skipped is read.
The control signal CONV2 of V2 becomes L at a time slightly earlier than the start time t1 of the pixel readout period P of the third row corresponding to the last unit circuit 70 of the readout block BV1 closest to the front side of the skipped block BV2. Is set to the H level at the time between the falling edge of the shift pulse φSV3 of the pixel in the third row corresponding to the unit circuit 70 in the final stage of the block BV1 and the end point of the period P, and the rising edge of the shift pulse φSV3. It remains at the H level from the falling point to a slightly later point. Other periods (periods with hatching in FIG. 13) may be either the H level or the L level.

このように制御信号CONV2のHレベルのタイミングを設定すれば、読み飛ばしを行う画素範囲に対応するブロックBV2の各段の単位回路70の出力である垂直シフトパルスφSV4〜φSV6がHレベルになっても、その時点では、前段のブロックBV1の最終段の単位回路70に対応する3行目の画素の読み出しが終了しているので、その読み出しに何ら影響を与えることがなく、その読み出しを正常に行うことができる。   When the H level timing of the control signal CONV2 is set in this way, the vertical shift pulses φSV4 to φSV6 that are the outputs of the unit circuits 70 in the respective stages of the block BV2 corresponding to the pixel range to be skipped become H level. However, since the readout of the pixels in the third row corresponding to the unit circuit 70 in the final stage of the previous stage block BV1 has been completed at that time, the readout is not affected and the readout is performed normally. It can be carried out.

以上、垂直シフトレジスタ回路14の制御信号CONV1〜CONVjの実際のタイミングについて説明したが、水平シフトレジスタ回路18の制御信号CONH1〜CONHkの実際のタイミングについても同様である。   The actual timing of the control signals CONV1 to CONVj of the vertical shift register circuit 14 has been described above, but the same applies to the actual timing of the control signals CONH1 to CONHk of the horizontal shift register circuit 18.

ここで、光電変換部10の各領域と、垂直シフトレジスタ回路14の単位回路70のブロック分割方法及び水平シフトレジスタ回路18の単位回路70のブロック分割方法との関係の一例を、図14に示す。   Here, an example of the relationship between each region of the photoelectric conversion unit 10 and the block division method of the unit circuit 70 of the vertical shift register circuit 14 and the block division method of the unit circuit 70 of the horizontal shift register circuit 18 is shown in FIG. .

図14に示す例では、光電変換部10の画素11が2次元に配置された領域には、6個の焦点検出領域R1〜R6が予め設定されている。この焦点検出領域R1〜R6に対応する画素11は、通常の撮像用の画素に加えて、焦点検出用の画素を含んでいる。一方、焦点検出領域R1〜R6以外の領域に対応する画素11は、焦点検出用の画素を含まず、撮像用の画素のみによって構成されている。   In the example illustrated in FIG. 14, six focus detection regions R1 to R6 are set in advance in a region where the pixels 11 of the photoelectric conversion unit 10 are two-dimensionally arranged. Pixels 11 corresponding to the focus detection regions R1 to R6 include focus detection pixels in addition to normal imaging pixels. On the other hand, the pixels 11 corresponding to the regions other than the focus detection regions R1 to R6 do not include the focus detection pixels and are configured by only the imaging pixels.

焦点検出領域R3およびR4には、たとえば図15に示すような配列パターンにより、各画素11が配列されている。焦点検出領域R3において、左側の列には焦点検出用画素11aと撮像用画素11eが交互に配置されており、右側の列には撮像用画素11eと焦点検出用画素11bが交互に配置されている。   In the focus detection areas R3 and R4, the pixels 11 are arranged in an arrangement pattern as shown in FIG. 15, for example. In the focus detection region R3, focus detection pixels 11a and imaging pixels 11e are alternately arranged in the left column, and imaging pixels 11e and focus detection pixels 11b are alternately arranged in the right column. Yes.

焦点検出用画素11aおよび11bには、マイクロレンズ110と開口部111がそれぞれ設けられている。開口部111は、各画素の受光面のうち一部分に対してのみ設けられている。これにより、撮影レンズから入射されてマイクロレンズ110により集光された入射光の一部が、開口部111を通過して受光面に到達する。なお、開口部111が設けられていない部分については遮光され、入射光が受光面に到達しない。   The focus detection pixels 11a and 11b are provided with a microlens 110 and an opening 111, respectively. The opening 111 is provided only for a part of the light receiving surface of each pixel. As a result, part of the incident light incident from the photographing lens and collected by the microlens 110 passes through the opening 111 and reaches the light receiving surface. Note that a portion where the opening 111 is not provided is shielded, and incident light does not reach the light receiving surface.

開口部111を通過した入射光は、各焦点検出用画素において光電変換され、受光信号として各焦点検出用画素から読み出し回路19へ出力される。ここで図15に示すように、焦点検出用画素11aと焦点検出用画素11bでは、開口部111の位置が上下逆になっている。したがって、それぞれの受光面において、互いに撮影レンズの異なる位置を通過した光束による一対の像が結像される。また、図15の配列において、左側の列にある各焦点検出用画素11aと、右側の列にある各焦点検出用画素11bとでは、ほとんど同一ラインとして近似の像がそれぞれ結像される。   Incident light that has passed through the opening 111 is photoelectrically converted in each focus detection pixel, and is output from each focus detection pixel to the readout circuit 19 as a light reception signal. Here, as shown in FIG. 15, in the focus detection pixel 11a and the focus detection pixel 11b, the position of the opening 111 is upside down. Therefore, a pair of images are formed on the respective light receiving surfaces by the light beams that have passed through different positions of the photographing lens. In the arrangement of FIG. 15, approximate images are formed on the focus detection pixels 11 a in the left column and the focus detection pixels 11 b in the right column as almost the same line.

したがって、撮影レンズのピント位置が光電変換部10の撮像面上に合っている場合は、左側の列にある各焦点検出用画素11aにおいて結像される像と、右側の列にある各焦点検出用画素11bにおいて結像される像とがほぼ一致するため、受光信号には位相差が生じない。しかし、ピント位置が撮像面よりも前方にある場合(前ピン)または後方にある場合(後ピン)では、左側の列にある各焦点検出用画素11aにおいて結像される像と、右側の列にある各焦点検出用画素11bにおいて結像される像との間にずれが生じる。このとき、前ピンの場合と後ピンの場合とでは、像のずれる方向が逆になる。この像ずれの量および方向を受光信号の位相差として検出することにより、撮影レンズの焦点調節状態が検出される。   Therefore, when the focus position of the photographic lens is on the imaging surface of the photoelectric conversion unit 10, the image formed in each focus detection pixel 11a in the left column and each focus detection in the right column. Since the image formed on the pixel 11b substantially coincides, no phase difference occurs in the received light signal. However, when the focus position is ahead of the imaging surface (front pin) or behind (back pin), the image formed on each focus detection pixel 11a in the left column and the right column There is a deviation from the image formed on each focus detection pixel 11b. At this time, the image shift direction is reversed between the front pin and the rear pin. By detecting the amount and direction of the image shift as the phase difference of the light reception signal, the focus adjustment state of the photographing lens is detected.

一方、焦点検出領域R4では、上側の行に焦点検出用画素11cと撮像用画素11eが交互に配置されており、下側の列に撮像用画素11eと焦点検出用画素11dが交互に配置されている。焦点検出用画素11cと焦点検出用画素11dでは、開口部111の位置が左右逆になっている。これにより、上記で説明したのと同様に、撮影レンズの焦点調節状態が各焦点検出用画素11cおよび11dによる受光信号の位相差として検出される。   On the other hand, in the focus detection region R4, the focus detection pixels 11c and the imaging pixels 11e are alternately arranged in the upper row, and the imaging pixels 11e and the focus detection pixels 11d are alternately arranged in the lower column. ing. In the focus detection pixel 11c and the focus detection pixel 11d, the position of the opening 111 is reversed left and right. As a result, as described above, the focus adjustment state of the photographing lens is detected as the phase difference between the received light signals by the focus detection pixels 11c and 11d.

これ以外の焦点検出領域R1、R2、R5およびR6においても、上記の焦点検出画素R3またはR4と同様に、焦点検出用画素と撮像用画素とが交互に配列されており、撮影レンズの焦点調節状態が受光信号の位相差として検出される。   In the other focus detection regions R1, R2, R5, and R6, similarly to the focus detection pixel R3 or R4, the focus detection pixels and the imaging pixels are alternately arranged to adjust the focus of the photographing lens. The state is detected as the phase difference of the received light signal.

オートフォーカス時には、焦点検出領域R1〜R6のうちの1つ又は複数を選択し、選択した焦点検出領域に対応する画素を部分読み出しする。すなわち、垂直シフトレジスタ回路14および垂直駆動回路16により、R1〜R6のいずれかの焦点検出領域に対応する画素11の行を優先して選択する。これにより、当該行の各画素11から出力される受光信号が読み出し回路19によって読み出される。そして、水平シフトレジスタ回路18により、読み出し回路19によって読み出された各受光信号、すなわち上記のようにして選択された行の各画素11からの受光信号のうち、いずれかの受光信号を画素11の列に対応付けて選択する。こうして選択された受光信号が読み出し回路19から出力される。このような読み出し動作を選択した焦点検出領域の各画素11に対して順次行い、読み出された受光信号のうち焦点検出用画素からの受光信号における位相差を検出することにより、撮影レンズの焦点調節状態を検出し、その検出結果に応じて焦点調節を行うことができる。   During autofocus, one or more of the focus detection areas R1 to R6 are selected, and the pixels corresponding to the selected focus detection area are partially read out. That is, the vertical shift register circuit 14 and the vertical drive circuit 16 preferentially select the row of the pixels 11 corresponding to any one of the focus detection areas R1 to R6. As a result, the light receiving signal output from each pixel 11 in the row is read by the reading circuit 19. Then, each light reception signal read by the readout circuit 19 by the horizontal shift register circuit 18, that is, one of the light reception signals from each pixel 11 in the row selected as described above, is converted into the pixel 11. Select in association with the column. The light reception signal thus selected is output from the readout circuit 19. Such readout operation is sequentially performed on each pixel 11 in the selected focus detection region, and by detecting the phase difference in the light reception signal from the focus detection pixel among the read light reception signals, the focus of the photographing lens is detected. It is possible to detect the adjustment state and perform focus adjustment according to the detection result.

図14に示す例では、垂直シフトレジスタ回路14における単位回路70のブロック分割は、図14中の各領域R1〜R6の垂直方向の境界で行う。すなわち、垂直シフトレジスタ回路14の単位回路70は、図14中のブロックBV1〜BV9に従って分ければよい。また、水平シフトレジスタ回路18における単位回路70のブロック分割は、図14中の各領域R1〜R6の水平方向の境界で行う。すなわち、水平シフトレジスタ回路18の単位回路70は、図14中のブロックBH1〜BH9に従って分ければよい。   In the example shown in FIG. 14, the block division of the unit circuit 70 in the vertical shift register circuit 14 is performed at the boundaries in the vertical direction of the regions R1 to R6 in FIG. That is, the unit circuit 70 of the vertical shift register circuit 14 may be divided according to the blocks BV1 to BV9 in FIG. Further, the block division of the unit circuit 70 in the horizontal shift register circuit 18 is performed at the boundaries in the horizontal direction of the regions R1 to R6 in FIG. That is, the unit circuit 70 of the horizontal shift register circuit 18 may be divided according to the blocks BH1 to BH9 in FIG.

上記のようにブロック分割を行うことで、R1〜R6のいずれかの焦点検出領域を任意に選択して部分読み出しすることができる。たとえば、焦点検出領域R1を部分読み出しする場合は、行方向についてブロックBV1〜BV3を読み飛ばすと共に、列方向についてブロックBH1を読み飛ばす。そして、ブロックBV4〜BV6と、ブロックBH2とによって特定される範囲の画素を順次選択して読み出す。   By performing block division as described above, any of the focus detection regions R1 to R6 can be arbitrarily selected and partially read out. For example, when partially reading the focus detection region R1, the blocks BV1 to BV3 are skipped in the row direction and the block BH1 is skipped in the column direction. Then, pixels in a range specified by the blocks BV4 to BV6 and the block BH2 are sequentially selected and read out.

本実施の形態によれば、垂直シフトレジスタ回路14および垂直駆動回路16により、光電変換部10の画素11の行を選択し、選択された行の各画素から出力される信号を読み出し回路19により読み出す。そして、水平シフトレジスタ回路18により、読み出し回路19によって読み出された各信号のうち、いずれかの信号を画素11の列に対応付けて選択し、選択した信号を読み出し回路19から出力させる。このとき、垂直シフトレジスタ回路14および垂直駆動回路16により、焦点検出領域に対応する画素の行を優先して選択可能とし、さらに水平シフトレジスタ回路18により、焦点検出領域に対応する画素の列に対応する信号を優先して選択可能とした。したがって、当該画素からの信号を読み出し回路19により優先して読み出して出力することができる。このようにしたので、焦点検出領域に対応する画素からの信号を優先して固体撮像装置から出力することができる。   According to the present embodiment, the vertical shift register circuit 14 and the vertical drive circuit 16 select the row of the pixels 11 of the photoelectric conversion unit 10, and the signal output from each pixel of the selected row is read by the readout circuit 19. read out. The horizontal shift register circuit 18 selects one of the signals read by the read circuit 19 in association with the column of the pixels 11, and outputs the selected signal from the read circuit 19. At this time, the vertical shift register circuit 14 and the vertical drive circuit 16 can preferentially select the row of pixels corresponding to the focus detection area, and further the horizontal shift register circuit 18 sets the pixel column corresponding to the focus detection area. The corresponding signal can be selected with priority. Therefore, the signal from the pixel can be preferentially read and output by the reading circuit 19. Since it did in this way, the signal from the pixel corresponding to a focus detection area can be preferentially output from a solid-state imaging device.

−第2の実施の形態−
図16は、本発明の第2の実施の形態による固体撮像装置の概略構成図である。図16において、図1に示した第1の実施の形態による固体撮像装置と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。なお、図16では、図1に示した信号線の一部を省略している。また、光電変換部10における画素11の配列を5行6列に省略しているが、実際には図1と同様に、多数の画素が2次元マトリクス状に配列されている。
-Second Embodiment-
FIG. 16 is a schematic configuration diagram of a solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 16, the same or corresponding elements as those of the solid-state imaging device according to the first embodiment shown in FIG. In FIG. 16, some of the signal lines shown in FIG. 1 are omitted. Further, although the arrangement of the pixels 11 in the photoelectric conversion unit 10 is omitted in 5 rows and 6 columns, in practice, a large number of pixels are arranged in a two-dimensional matrix as in FIG.

本実施の形態による固体撮像装置は、図1の水平シフトレジスタ回路18と読み出し回路19に替えて、二つの水平シフトレジスタ回路18aおよび18bと、二つの読み出し回路19aおよび19bとを有している。さらに、読み出し回路19aまたは19bに接続する画素11の列をそれぞれ選択するための列選択スイッチ51aおよび51bと、この列選択スイッチ51a、51bによってオンオフ制御される列選択用トランジスタ53−1〜53−6および54−1〜54−6とを有している。なお、本実施形態による固体撮像装置では、水平シフトレジスタ回路18aおよび18bと、列選択スイッチ51aおよび51bと、列選択用トランジスタ53−1〜53−6および54−1〜54−6とにより、水平走査回路が構成される。   The solid-state imaging device according to the present embodiment has two horizontal shift register circuits 18a and 18b and two read circuits 19a and 19b instead of the horizontal shift register circuit 18 and the read circuit 19 shown in FIG. . Further, column selection switches 51a and 51b for respectively selecting columns of the pixels 11 connected to the readout circuit 19a or 19b, and column selection transistors 53-1 to 53- controlled to be turned on / off by the column selection switches 51a and 51b. 6 and 54-1 to 54-6. In the solid-state imaging device according to the present embodiment, the horizontal shift register circuits 18a and 18b, the column selection switches 51a and 51b, and the column selection transistors 53-1 to 53-6 and 54-1 to 54-6 are used. A horizontal scanning circuit is configured.

列選択スイッチ51aにより、たとえば列選択用トランジスタ53−1、53−3および53−5の各ゲートにHレベルの信号が印加されると、信号線32−1、32−3および32−5に接続されている画素11が、水平シフトレジスタ18aおよび読み出し回路19aと接続される。このとき、列選択用トランジスタ54−1、54−3および54−5の各ゲートには、列選択スイッチ51bによってLレベルの信号が印加される。これにより、当該画素11と水平シフトレジスタ18bおよび読み出し回路19bとは切断される。   When an H level signal is applied to the gates of the column selection transistors 53-1, 53-3 and 53-5 by the column selection switch 51a, for example, the signal lines 32-1, 32-3 and 32-5 are applied to the signal lines 32-1, 32-3 and 32-5. The connected pixel 11 is connected to the horizontal shift register 18a and the readout circuit 19a. At this time, an L level signal is applied to the gates of the column selection transistors 54-1, 54-3, and 54-5 by the column selection switch 51b. Thereby, the pixel 11, the horizontal shift register 18b, and the readout circuit 19b are disconnected.

また、列選択用トランジスタ53−2、53−4および53−6の各ゲートには、列選択スイッチ51aによってLレベルの信号が印加され、列選択用トランジスタ54−2、54−4および54−6の各ゲートには、列選択スイッチ51bによってHレベルの信号が印加される。これにより、信号線32−2、32−4および32−6に接続されている画素11と、水平シフトレジスタ18bおよび読み出し回路19bとが接続される。   Further, an L level signal is applied to each gate of the column selection transistors 53-2, 53-4, and 53-6 by the column selection switch 51a, and the column selection transistors 54-2, 54-4, and 54-. An H level signal is applied to each gate 6 by the column selection switch 51b. As a result, the pixel 11 connected to the signal lines 32-2, 32-4, and 32-6 is connected to the horizontal shift register 18b and the readout circuit 19b.

上記のような接続状態のときに、垂直シフトレジスタ回路14、垂直駆動回路16および水平シフトレジスタ回路18a、18bにおいて第1の実施の形態で説明したのと同様の動作を行うと、いずれかの画素11の行が選択され、その行の各画素からの受光信号が読み出し回路19aおよび19bにより読み出される。このとき、水平シフトレジスタ回路18aにより、読み出し回路19aによって読み出された各受光信号、すなわち、垂直シフトレジスタ回路14および垂直駆動回路16によって選択された行の各画素11からの受光信号のうち、信号線32−1、32−3または32−5に接続されている画素11の列に対応する各受光信号のいずれかが選択され、読み出し回路19から出力される。また、水平シフトレジスタ回路18bにより、読み出し回路19bによって読み出された各受光信号、すなわち、垂直シフトレジスタ回路14および垂直駆動回路16によって選択された行の各画素11からの受光信号のうち、信号線32−2、32−4または32−6に接続されている画素11の列に対応する各受光信号のいずれかが選択され、読み出し回路19から出力される。なお、水平シフトレジスタ回路18aおよび18bによる二つの受光信号の選択は、同時に行うことができる。また、読み出し回路19aおよび19bによる受光信号の読み出しおよび出力も、同時に行うことができる。   If the same operation as described in the first embodiment is performed in the vertical shift register circuit 14, the vertical drive circuit 16, and the horizontal shift register circuits 18a and 18b in the connection state as described above, A row of the pixels 11 is selected, and light reception signals from the respective pixels in the row are read out by the readout circuits 19a and 19b. At this time, among the light reception signals read by the read circuit 19a by the horizontal shift register circuit 18a, that is, among the light reception signals from the pixels 11 in the row selected by the vertical shift register circuit 14 and the vertical drive circuit 16, One of the light reception signals corresponding to the column of the pixels 11 connected to the signal lines 32-1, 32-3, or 32-5 is selected and output from the readout circuit 19. In addition, among the light reception signals read by the readout circuit 19b by the horizontal shift register circuit 18b, that is, among the light reception signals from the pixels 11 in the row selected by the vertical shift register circuit 14 and the vertical drive circuit 16, the signal One of the light reception signals corresponding to the column of the pixels 11 connected to the line 32-2, 32-4, or 32-6 is selected and output from the readout circuit 19. Note that the selection of the two light reception signals by the horizontal shift register circuits 18a and 18b can be performed simultaneously. In addition, reading and outputting of the received light signals by the reading circuits 19a and 19b can be performed simultaneously.

以上説明したように、読み出し回路19aおよび19bは、垂直シフトレジスタ回路14および垂直駆動回路16によって選択された行の各画素11から出力される受光信号を、互いに異なる画素11の列についてそれぞれ読み出す。そして、水平シフトレジスタ回路18aおよび18bによってそれぞれ選択された画素11の異なる列に対応する受光信号を、それぞれ出力することができる。   As described above, the read circuits 19a and 19b read the light reception signals output from the pixels 11 in the row selected by the vertical shift register circuit 14 and the vertical drive circuit 16 for the columns of the pixels 11 different from each other. Then, light reception signals corresponding to different columns of the pixels 11 respectively selected by the horizontal shift register circuits 18a and 18b can be output.

なお、列選択スイッチ51aおよび51bから列選択用トランジスタ53−1〜53−6および54−1〜54−6の各ゲートにそれぞれ印加する信号のレベルを反転させると、上記とは逆の動作が行われる。このとき、水平シフトレジスタ回路18aにより、読み出し回路19aによって読み出された各受光信号、すなわち、垂直シフトレジスタ回路14および垂直駆動回路16によって選択された行の各画素11からの受光信号のうち、信号線32−2、32−4または32−6に接続されている画素11の列に対応する各受光信号のいずれかが選択され、読み出し回路19から出力される。また、水平シフトレジスタ回路18bにより、読み出し回路19bによって読み出された各受光信号、すなわち、垂直シフトレジスタ回路14および垂直駆動回路16によって選択された行の各画素11からの受光信号のうち、信号線32−1、32−3または32−5に接続されている画素11の列に対応する各受光信号のいずれかが選択され、読み出し回路19から出力される。こうした動作の切り替えは、画素11の行ごとに行うことができる。   If the levels of the signals applied from the column selection switches 51a and 51b to the gates of the column selection transistors 53-1 to 53-6 and 54-1 to 54-6 are inverted, the operation opposite to the above is performed. Done. At this time, among the light reception signals read by the read circuit 19a by the horizontal shift register circuit 18a, that is, among the light reception signals from the pixels 11 in the row selected by the vertical shift register circuit 14 and the vertical drive circuit 16, One of the received light signals corresponding to the column of the pixels 11 connected to the signal lines 32-2, 32-4, or 32-6 is selected and output from the readout circuit 19. In addition, among the light reception signals read by the readout circuit 19b by the horizontal shift register circuit 18b, that is, among the light reception signals from the pixels 11 in the row selected by the vertical shift register circuit 14 and the vertical drive circuit 16, the signal One of the light reception signals corresponding to the column of the pixels 11 connected to the line 32-1, 32-3 or 32-5 is selected and output from the readout circuit 19. Such operation switching can be performed for each row of the pixels 11.

本実施の形態による固体撮像装置では、垂直シフトレジスタ回路14および水平シフトレジスタ回路18a、18bにおいて、第1の実施の形態と同じように単位回路70のブロックを分割することができる。すなわち、たとえば図14に示したように、予め設定された焦点検出領域R1〜R6に対応してブロック分割を行う。   In the solid-state imaging device according to the present embodiment, the block of the unit circuit 70 can be divided in the vertical shift register circuit 14 and the horizontal shift register circuits 18a and 18b in the same manner as in the first embodiment. That is, for example, as shown in FIG. 14, block division is performed corresponding to preset focus detection regions R1 to R6.

本実施形態において、画素11の行方向に並べて設定された一対の焦点検出領域R1およびR6には、たとえば図17に示すような配列パターンで各画素11がそれぞれ配列されている。焦点検出領域R1における配列は、図15に示す焦点検出領域R3における配列と同様である。すなわち、左側の列n1には焦点検出用画素11aと撮像用画素11eが交互に配置されており、右側の列n2には撮像用画素11eと焦点検出用画素11bが交互に配置されている。一方、焦点検出領域R6では、焦点検出領域R1における配列と反転するように画素11の配列パターンが構成されている。すなわち、左側の列n3には列n1と逆の順序で撮像用画素11eと焦点検出用画素11aが交互に配置されており、右側の列n4には列n2と逆の順序で焦点検出用画素11bと撮像用画素11eが交互に配置されている。   In the present embodiment, the pixels 11 are arranged in a pair of focus detection regions R1 and R6 set side by side in the row direction of the pixels 11, for example, in an arrangement pattern as shown in FIG. The arrangement in the focus detection area R1 is the same as the arrangement in the focus detection area R3 shown in FIG. That is, the focus detection pixels 11a and the imaging pixels 11e are alternately arranged in the left column n1, and the imaging pixels 11e and the focus detection pixels 11b are alternately arranged in the right column n2. On the other hand, in the focus detection region R6, the arrangement pattern of the pixels 11 is configured to be reversed from the arrangement in the focus detection region R1. That is, the imaging pixels 11e and the focus detection pixels 11a are alternately arranged in the left column n3 in the reverse order to the column n1, and the focus detection pixels in the right column n4 in the reverse order to the column n2. 11b and imaging pixels 11e are alternately arranged.

図17のような配列パターンの画素11から信号を読み出すときには、水平シフトレジスタ回路18aおよび18bと、列選択スイッチ51aおよび51bと、各列に対応する列選択用トランジスタとは、焦点検出領域R1とR6の各々に対応する、互いに配列が反転された画素11の二列に対応する二つの信号を、同時に選択する。   When signals are read out from the pixels 11 having the arrangement pattern as shown in FIG. 17, the horizontal shift register circuits 18a and 18b, the column selection switches 51a and 51b, and the column selection transistors corresponding to the columns include the focus detection region R1. Two signals corresponding to two columns of pixels 11 corresponding to each of R6 and whose arrangements are inverted are selected simultaneously.

たとえば、行m1が選択されているときには、列選択スイッチ51aにより、列n1に対応する列選択用トランジスタをオンして列n2に対応する列選択用トランジスタをオフすると共に、列選択スイッチ51bにより、列n4に対応する列選択用トランジスタをオンして列n3に対応する列選択用トランジスタをオフする。そして、水平シフトレジスタ回路18aによって列n1に対応する受光信号を選択すると同時に、水平シフトレジスタ回路18bによって列n4に対応する受光信号を選択する。これにより、読み出し回路19aによって座標(m1,n1)に位置する焦点検出用画素11aからの受光信号が出力されると共に、読み出し回路19bによって座標(m1,n4)に位置する焦点検出用画素11bからの受光信号が出力される。   For example, when the row m1 is selected, the column selection switch 51a turns on the column selection transistor corresponding to the column n1 and turns off the column selection transistor corresponding to the column n2, and the column selection switch 51b The column selection transistor corresponding to the column n4 is turned on, and the column selection transistor corresponding to the column n3 is turned off. Then, simultaneously with the horizontal shift register circuit 18a selecting the light reception signal corresponding to the column n1, the horizontal shift register circuit 18b selects the light reception signal corresponding to the column n4. As a result, the light receiving signal from the focus detection pixel 11a located at the coordinates (m1, n1) is output by the readout circuit 19a, and the focus detection pixel 11b located at the coordinates (m1, n4) is output by the readout circuit 19b. The received light signal is output.

一方、行m2が選択されているときには、列選択スイッチ51aおよび51bからの信号レベルを反転させる。すなわち、列選択スイッチ51aにより、列n2に対応する列選択用トランジスタをオンして列n1に対応する列選択用トランジスタをオフすると共に、列選択スイッチ51bにより、列n3に対応する列選択用トランジスタをオンして列n4に対応する列選択用トランジスタをオフする。そして、水平シフトレジスタ回路18aによって列n2に対応する受光信号を選択すると同時に、水平シフトレジスタ回路18bによって列n3に対応する受光信号を選択する。これにより、読み出し回路19aによって座標(m2,n2)に位置する焦点検出用画素11bからの受光信号が出力されると共に、読み出し回路19bによって座標(m2,n3)に位置する焦点検出用画素11aからの受光信号が出力される。   On the other hand, when row m2 is selected, the signal levels from column selection switches 51a and 51b are inverted. That is, the column selection switch 51a turns on the column selection transistor corresponding to the column n2 and turns off the column selection transistor corresponding to the column n1, and the column selection switch 51b turns on the column selection transistor corresponding to the column n3. Is turned on and the column selection transistor corresponding to the column n4 is turned off. Then, simultaneously with the horizontal shift register circuit 18a selecting the light reception signal corresponding to the column n2, the horizontal shift register circuit 18b selects the light reception signal corresponding to the column n3. As a result, a light reception signal is output from the focus detection pixel 11b located at the coordinates (m2, n2) by the readout circuit 19a, and from the focus detection pixel 11a located at the coordinates (m2, n3) by the readout circuit 19b. The received light signal is output.

以上説明したような動作を画素11の行ごとに交互に切り替えて行うことで、焦点検出領域R1およびR6にそれぞれ対応する各焦点検出用画素からの信号を、素早く読み出して出力することができる。したがって、カメラにおいて素早いオートフォーカス制御が可能となる。   By alternately switching the operation described above for each row of the pixels 11, signals from the focus detection pixels respectively corresponding to the focus detection regions R1 and R6 can be quickly read and output. Therefore, quick autofocus control can be performed in the camera.

また、焦点検出領域R2には、たとえば図18に示すような配列パターンで各画素11がそれぞれ配列されている。上側の行m11には、中心より左側の領域では焦点検出用画素11cと撮像用画素11eが交互に配置されており、中心より右側の領域では撮像用画素11eと焦点検出用画素11dが交互に配置されている。これとは反対に、下側の行m12には、中心より左側の領域では撮像用画素11eと焦点検出用画素11dが交互に配置されており、中心より右側の領域では焦点検出用画素11cと撮像用画素11eが交互に配置されている。このように、行方向に等分な位置で焦点検出領域R2を二つの領域に分割したときに、その各々の領域における焦点検出用画素と撮像用画素との配列が反転するように、画素11の配列パターンが構成されている。   In the focus detection area R2, the pixels 11 are arranged in an arrangement pattern as shown in FIG. 18, for example. In the upper row m11, focus detection pixels 11c and imaging pixels 11e are alternately arranged in a region on the left side from the center, and imaging pixels 11e and focus detection pixels 11d are alternately arranged in a region on the right side from the center. Has been placed. On the contrary, in the lower row m12, the imaging pixels 11e and the focus detection pixels 11d are alternately arranged in the region on the left side from the center, and the focus detection pixels 11c in the region on the right side from the center. The imaging pixels 11e are alternately arranged. Thus, when the focus detection region R2 is divided into two regions at equal positions in the row direction, the pixels 11 are arranged so that the arrangement of the focus detection pixels and the imaging pixels in each region is inverted. The arrangement pattern is configured.

図18のような配列パターンの画素11から信号を読み出すときには、画素11の行方向に等分な位置で、焦点検出領域R2を二つの領域に分割する。水平シフトレジスタ回路18aおよび18bと、列選択スイッチ51aおよび51bと、各列に対応する列選択用トランジスタとは、こうして分割された領域の各々に対応する、互いに配列が反転された画素11の二列に対応する二つの信号を、同時に選択する。   When a signal is read from the pixels 11 having the arrangement pattern as shown in FIG. 18, the focus detection region R2 is divided into two regions at equal positions in the row direction of the pixels 11. The horizontal shift register circuits 18a and 18b, the column selection switches 51a and 51b, and the column selection transistor corresponding to each column are two pixels 11 of which the arrangements are inverted with respect to each of the divided areas. Two signals corresponding to the column are selected simultaneously.

たとえば、行m11が選択されているときには、始めに列選択スイッチ51aにより、左側の領域では列n11に対応する列選択用トランジスタをオンして列n12に対応する列選択用トランジスタをオフすると共に、列選択スイッチ51bにより、右側の領域では列n22に対応する列選択用トランジスタをオンして列n21に対応する列選択用トランジスタをオフする。そして、水平シフトレジスタ回路18aによって列n11に対応する受光信号を選択すると同時に、水平シフトレジスタ回路18bによって列n22に対応する受光信号を選択する。これにより、読み出し回路19aによって座標(m11,n11)に位置する焦点検出用画素11cからの受光信号が出力されると共に、読み出し回路19bによって座標(m11,n22)に位置する焦点検出用画素11dからの受光信号が出力される。   For example, when the row m11 is selected, the column selection switch 51a first turns on the column selection transistor corresponding to the column n11 and turns off the column selection transistor corresponding to the column n12 in the left region. The column selection switch 51b turns on the column selection transistor corresponding to the column n22 and turns off the column selection transistor corresponding to the column n21 in the right region. Then, simultaneously with the horizontal shift register circuit 18a selecting the light reception signal corresponding to the column n11, the horizontal shift register circuit 18b selects the light reception signal corresponding to the column n22. As a result, a light reception signal is output from the focus detection pixel 11c located at the coordinates (m11, n11) by the readout circuit 19a, and from the focus detection pixel 11d located at the coordinates (m11, n22) by the readout circuit 19b. The received light signal is output.

これと同様の動作を画素11の各列に対して行うことにより、行m11では、焦点検出領域R2を左右二つに分割した左側の領域については、一列おきに配列された焦点検出用画素11cからの受光信号が読み出し回路19aによって読み出され、出力される。また、右側の領域については、一列おきに配列された焦点検出用画素11dからの受光信号が読み出し回路19bによって読み出され、出力される。   By performing the same operation for each column of the pixels 11, in the row m11, the focus detection pixels 11c arranged in every other column in the left region obtained by dividing the focus detection region R2 into two left and right. The light reception signal from is read out by the readout circuit 19a and output. For the right region, the light reception signals from the focus detection pixels 11d arranged in every other column are read out and output by the readout circuit 19b.

一方、行m12が選択されているときには、列選択スイッチ51aおよび51bからの信号レベルを反転させる。すなわち、始めに列選択スイッチ51aにより、左側の領域では列n12に対応する列選択用トランジスタをオンして列n11に対応する列選択用トランジスタをオフすると共に、列選択スイッチ51bにより、右側の領域では列n21に対応する列選択用トランジスタをオンして列n22に対応する列選択用トランジスタをオフする。そして、水平シフトレジスタ回路18aによって列n12に対応する受光信号を選択すると同時に、水平シフトレジスタ回路18bによって列n21に対応する受光信号を選択する。これにより、読み出し回路19aによって座標(m12,n12)に位置する焦点検出用画素11dからの受光信号が出力されると共に、読み出し回路19bによって座標(m12,n21)に位置する焦点検出用画素11cからの受光信号が出力される。   On the other hand, when the row m12 is selected, the signal levels from the column selection switches 51a and 51b are inverted. That is, first, the column selection switch 51a turns on the column selection transistor corresponding to the column n12 and turns off the column selection transistor corresponding to the column n11 in the left region, and the column selection switch 51b turns on the right region. Then, the column selection transistor corresponding to the column n21 is turned on, and the column selection transistor corresponding to the column n22 is turned off. The horizontal shift register circuit 18a selects the light reception signal corresponding to the column n12, and at the same time, the horizontal shift register circuit 18b selects the light reception signal corresponding to the column n21. As a result, a light reception signal is output from the focus detection pixel 11d located at the coordinates (m12, n12) by the readout circuit 19a, and from the focus detection pixel 11c located at the coordinates (m12, n21) by the readout circuit 19b. The received light signal is output.

これと同様の動作を画素11の各列に対して行うことにより、行m12においても、焦点検出領域R2を左右二つに分割した左側の領域については、一列おきに配列された焦点検出用画素11dからの受光信号が読み出し回路19aによって読み出され、出力される。また、右側の領域については、一列おきに配列された焦点検出用画素11cからの受光信号が読み出し回路19bによって読み出され、出力される。   By performing the same operation for each column of the pixels 11 in the row m12, the focus detection pixels arranged in every other column in the left region obtained by dividing the focus detection region R2 into two on the left and right sides. The light reception signal from 11d is read and output by the read circuit 19a. For the right region, the light reception signals from the focus detection pixels 11c arranged in every other column are read and output by the read circuit 19b.

以上説明したような動作を行うことで、焦点検出領域R2に対応する各焦点検出用画素からの信号についても、素早く読み出して出力することができる。したがって、カメラにおいて素早いオートフォーカス制御が可能となる。   By performing the operation described above, signals from each focus detection pixel corresponding to the focus detection region R2 can be quickly read and output. Therefore, quick autofocus control can be performed in the camera.

なお、焦点検出領域R2以外の焦点検出領域R1およびR3〜R6についても、上記と同様の方法を用いて各画素からの信号を読み出すことができる。このとき、焦点検出領域R2と同様に横長の形状を有する焦点検出領域R4およびR5だけでなく、縦長の形状を有する焦点検出領域R1、R3およびR5についても同様である。さらには、縦横の長さがほぼ等しい焦点検出領域であっても同様である。   Note that signals from each pixel can be read out using the same method as described above for the focus detection regions R1 and R3 to R6 other than the focus detection region R2. At this time, the same applies to not only the focus detection regions R4 and R5 having a horizontally long shape, but also the focus detection regions R1, R3, and R5 having a vertically long shape as in the focus detection region R2. Further, the same applies to the focus detection regions having substantially the same length and width.

あるいは、行方向に等分な位置で焦点検出用画素と撮像用画素との配列が反転するように画素11の配列パターンを構成する代わりに、列選択用トランジスタの動作を反転させるようにしてもよい。このようにしても、上記と同様に各画素からの信号を読み出すことができる。   Alternatively, instead of configuring the arrangement pattern of the pixels 11 so that the arrangement of the focus detection pixels and the imaging pixels is inverted at equal positions in the row direction, the operation of the column selection transistor may be inverted. Good. Even in this case, signals from each pixel can be read out in the same manner as described above.

本実施の形態によれば、次のような作用効果を奏する。
(1)読み出し回路19aおよび19bにより、垂直シフトレジスタ回路14および垂直駆動回路16によって選択された行の各画素11から出力される信号を互いに異なる列についてそれぞれ読み出す。水平シフトレジスタ回路18aおよび18bと、列選択スイッチ51aおよび51bと、列選択用トランジスタ53−1〜53−6および54−1〜54−6とは、読み出し回路19aおよび19bに対して、画素11の異なる列に対応する信号をそれぞれ選択して出力させることとしたので、信号の読み出しを素早く行うことができる。
According to the present embodiment, the following operational effects are obtained.
(1) The signals output from the pixels 11 in the row selected by the vertical shift register circuit 14 and the vertical drive circuit 16 are read out from different columns by the readout circuits 19a and 19b, respectively. The horizontal shift register circuits 18a and 18b, the column selection switches 51a and 51b, and the column selection transistors 53-1 to 53-6 and 54-1 to 54-6 are connected to the pixel 11 with respect to the readout circuits 19a and 19b. Since signals corresponding to different columns are selected and output, the signals can be read quickly.

(2)読み出し回路19aは、垂直シフトレジスタ回路14および垂直駆動回路16によって選択された行の各画素11から出力される信号を、一対の焦点検出領域R1、R6のうち一方の焦点検出領域R1に対応する画素を含む列n1、n2について読み出す。また、読み出し回路19bは、垂直シフトレジスタ回路14および垂直駆動回路16によって選択された行の各画素11から出力される信号を、他方の焦点検出領域R6に対応する画素を含む列n3、n4について読み出す。そして、水平シフトレジスタ回路18aおよび18bと、列選択スイッチ51aおよび51bと、列選択用トランジスタ53−1〜53−6および54−1〜54−6とにより、一対の焦点検出領域R1、R6にそれぞれ対応する画素11の二列に対応する二つの信号を同時に選択し、選択した信号を読み出し回路19aと読み出し回路19bからそれぞれ出力させることとした。このようにしたので、一対の焦点検出領域に対応する各画素からの信号を並行して読み出すことができる。したがって、カメラにおいて一対の焦点検出領域を用いてオートフォーカス制御を行うときなどに、素早い制御が可能となる。 (2) The readout circuit 19a outputs a signal output from each pixel 11 in the row selected by the vertical shift register circuit 14 and the vertical drive circuit 16 to one focus detection region R1 of the pair of focus detection regions R1 and R6. The columns n1 and n2 including the pixels corresponding to are read out. Further, the readout circuit 19b outputs a signal output from each pixel 11 in the row selected by the vertical shift register circuit 14 and the vertical drive circuit 16 for the columns n3 and n4 including the pixel corresponding to the other focus detection region R6. read out. The horizontal shift register circuits 18a and 18b, the column selection switches 51a and 51b, and the column selection transistors 53-1 to 53-6 and 54-1 to 54-6 are combined into a pair of focus detection regions R1 and R6. Two signals corresponding to two columns of the corresponding pixels 11 are simultaneously selected, and the selected signals are output from the readout circuit 19a and the readout circuit 19b, respectively. Since it did in this way, the signal from each pixel corresponding to a pair of focus detection area | region can be read in parallel. Therefore, quick control is possible when performing autofocus control using a pair of focus detection areas in the camera.

(3)光電変換部10には、予め設定された焦点検出領域R1〜R6に対応して、焦点検出用画素と撮像用画素とが所定の配列パターンで配列されている。この配列パターンは、一対の焦点検出領域R1、R6の各々における焦点検出用画素と撮像用画素との配列が反転するように構成されている。この配列が反転された画素11の二列に対応する二つの信号を、水平シフトレジスタ回路18aおよび18bと、列選択スイッチ51aおよび51bと、列選択用トランジスタ53−1〜53−6および54−1〜54−6とにより、同時に選択することとした。このようにしたので、一対の焦点検出領域の各々について、焦点検出用画素からの信号のみをそれぞれ読み出すことができる。 (3) In the photoelectric conversion unit 10, focus detection pixels and imaging pixels are arranged in a predetermined arrangement pattern corresponding to the preset focus detection regions R <b> 1 to R <b> 6. This arrangement pattern is configured such that the arrangement of focus detection pixels and imaging pixels in each of the pair of focus detection regions R1 and R6 is inverted. Two signals corresponding to two columns of the pixels 11 in which the array is inverted are supplied to the horizontal shift register circuits 18a and 18b, the column selection switches 51a and 51b, and the column selection transistors 53-1 to 53-6 and 54-. From 1 to 54-6, it was decided to select simultaneously. Since it did in this way, only the signal from the focus detection pixel can be read out for each of the pair of focus detection areas.

(4)焦点検出領域R2に対応する画素11からの信号を読み出すときには、画素11の行方向に等分な位置で焦点検出領域R2を二つの領域に分割する。このとき、読み出し回路19aは、垂直シフトレジスタ回路14および垂直駆動回路16によって選択された行の各画素11から出力される信号を、上記の二つの領域のうち一方に対応する画素を含む列n11、n12等について読み出す。また、読み出し回路19bは、垂直シフトレジスタ回路14および垂直駆動回路16によって選択された行の各画素11から出力される信号を、上記の二つの領域のうち他方に対応する画素を含む列n21、n22等について読み出す。そして、水平シフトレジスタ回路18aおよび18bと、列選択スイッチ51aおよび51bと、列選択用トランジスタ53−1〜53−6および54−1〜54−6とにより、上記の二つの領域にそれぞれ対応する画素11の二列に対応する二つの信号を同時に選択し、選択した信号を読み出し回路19aと読み出し回路19bからそれぞれ出力させることとした。このようにしたので、一つの焦点検出領域に対応する各画素からの信号を素早く読み出すことができる。したがって、カメラにおいて素早いオートフォーカス制御が可能となる。 (4) When reading a signal from the pixel 11 corresponding to the focus detection region R2, the focus detection region R2 is divided into two regions at equal positions in the row direction of the pixel 11. At this time, the readout circuit 19a outputs a signal output from each pixel 11 in the row selected by the vertical shift register circuit 14 and the vertical drive circuit 16 to the column n11 including a pixel corresponding to one of the two regions. , N12, etc. The readout circuit 19b outputs a signal output from each pixel 11 in the row selected by the vertical shift register circuit 14 and the vertical drive circuit 16 to a column n21 including a pixel corresponding to the other of the two regions. Read about n22 and the like. The horizontal shift register circuits 18a and 18b, the column selection switches 51a and 51b, and the column selection transistors 53-1 to 53-6 and 54-1 to 54-6 correspond to the above two regions, respectively. Two signals corresponding to two columns of the pixels 11 are simultaneously selected, and the selected signals are output from the readout circuit 19a and the readout circuit 19b, respectively. Since it did in this way, the signal from each pixel corresponding to one focus detection area | region can be read quickly. Therefore, quick autofocus control can be performed in the camera.

(5)光電変換部10には、予め設定された焦点検出領域R1〜R6に対応して、焦点検出用画素と撮像用画素とが所定の配列パターンで配列されている。この配列パターンは、焦点検出領域R2を二つに分割した領域の各々における焦点検出用画素と撮像用画素との配列が反転するように構成されている。この配列が反転された画素11の二列に対応する二つの信号を、水平シフトレジスタ回路18aおよび18bと、列選択スイッチ51aおよび51bと、列選択用トランジスタ53−1〜53−6および54−1〜54−6とにより、同時に選択することとした。このようにしたので、分割された領域の各々について、焦点検出用画素からの信号のみをそれぞれ読み出すことができる。 (5) In the photoelectric conversion unit 10, focus detection pixels and imaging pixels are arranged in a predetermined arrangement pattern corresponding to the focus detection regions R1 to R6 set in advance. This arrangement pattern is configured such that the arrangement of the focus detection pixels and the imaging pixels in each of the areas obtained by dividing the focus detection area R2 into two is inverted. Two signals corresponding to two columns of the pixels 11 in which the array is inverted are supplied to the horizontal shift register circuits 18a and 18b, the column selection switches 51a and 51b, and the column selection transistors 53-1 to 53-6 and 54-. From 1 to 54-6, it was decided to select simultaneously. Since it did in this way, only the signal from the focus detection pixel can be read out for each of the divided areas.

以上、本発明の各実施の形態及びその変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、前述した各実施の形態等では、単位回路70は2相駆動の回路であったが、本発明では、単位回路70として例えば1相駆動の回路を採用してもよい。また、上記の各実施の形態において、垂直走査回路と水平走査回路の動作を入れ替えてもよい。   As mentioned above, although each embodiment of this invention and its modification were demonstrated, this invention is not limited to these. For example, in each of the above-described embodiments, the unit circuit 70 is a two-phase drive circuit. However, in the present invention, for example, a single-phase drive circuit may be employed as the unit circuit 70. In the above embodiments, the operations of the vertical scanning circuit and the horizontal scanning circuit may be interchanged.

本発明の第1の実施の形態による固体撮像装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention. 図1中の画素を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the pixel in FIG. 図1中の垂直駆動回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the vertical drive circuit in FIG. 図1中の読み出し回路を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a readout circuit in FIG. 1. 図1中の垂直シフトレジスタ回路を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a vertical shift register circuit in FIG. 1. 図5中の単位回路の一例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an example of a unit circuit in FIG. 5. 図6に示す単位回路の更に具体的な構成を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a more specific configuration of the unit circuit shown in FIG. 6. 図5中の単位回路の他の例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing another example of the unit circuit in FIG. 5. 図5中の単位回路の更に他の例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing still another example of the unit circuit in FIG. 5. 図5中の単位回路の更に他の例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing still another example of the unit circuit in FIG. 5. 通常の全画素読み出し時において図5に示す垂直シフトレジスタ回路に入出力される各信号を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing signals input to and output from the vertical shift register circuit shown in FIG. 5 during normal all-pixel reading. 部分読み出し時において図5に示す垂直シフトレジスタ回路に入出力される各信号を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing signals input to and output from the vertical shift register circuit shown in FIG. 5 during partial reading. 部分読み出し時において図5に示す垂直シフトレジスタ回路に入出力される各信号を示す他のタイミングチャートである。FIG. 6 is another timing chart showing signals inputted to and outputted from the vertical shift register circuit shown in FIG. 5 during partial reading. 光電変換部の各領域とブロック分割方法との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between each area | region of a photoelectric conversion part, and a block division | segmentation method. 焦点検出領域における画素の配列パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the arrangement pattern of the pixel in a focus detection area. 本発明の第2の実施の形態による固体撮像装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the solid-state imaging device by the 2nd Embodiment of this invention. 一対の焦点検出領域における画素の配列パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the arrangement pattern of the pixel in a pair of focus detection area. 焦点検出領域における画素の配列パターンの他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the arrangement pattern of the pixel in a focus detection area.

符号の説明Explanation of symbols

2 イメージセンサ
3 タイミングジェネレータ
4 制御回路
10 光電変換部
11 画素
14 垂直シフトレジスタ回路
18 水平シフトレジスタ回路
70 単位回路
BV1〜BVj ブロック
CONV1〜CONVj,CONH1〜CONHk 制御信号
S1〜Sj 個別切替設定部
R1〜R6 焦点検出領域
2 Image sensor 3 Timing generator 4 Control circuit 10 Photoelectric conversion unit 11 Pixel 14 Vertical shift register circuit 18 Horizontal shift register circuit 70 Unit circuit BV1 to BVj Block CONV1 to CONVj, CONH1 to CONHk Control signal S1 to Sj Individual switching setting unit R1 R6 focus detection area

Claims (6)

2次元に配列された複数の画素を有する光電変換部と、
前記画素の行を選択する垂直走査回路と、
前記垂直走査回路によって選択された行の各画素から出力される信号を読み出す読み出し回路と、
前記読み出し回路によって読み出された各信号のうち、いずれかの信号を前記画素の列に対応付けて選択し、選択した信号を前記読み出し回路から出力させる水平走査回路とを備えた固体撮像装置であって、
前記画素のうち予め設定された焦点検出領域に対応する画素は、焦点検出に用いるための信号を出力する焦点検出用画素を含み、
前記垂直走査回路は、前記焦点検出領域に対応する画素の行を優先して選択可能であり、
前記水平走査回路は、前記焦点検出領域に対応する画素の列に対応する信号を優先して選択可能であることを特徴とする固体撮像装置。
A photoelectric conversion unit having a plurality of pixels arranged two-dimensionally;
A vertical scanning circuit for selecting a row of pixels;
A readout circuit for reading out a signal output from each pixel in the row selected by the vertical scanning circuit;
A solid-state imaging device comprising: a horizontal scanning circuit that selects one of the signals read out by the readout circuit in association with the column of pixels and outputs the selected signal from the readout circuit. There,
Among the pixels, pixels corresponding to a preset focus detection region include focus detection pixels that output signals for use in focus detection,
The vertical scanning circuit can preferentially select a row of pixels corresponding to the focus detection area,
The solid-state imaging device, wherein the horizontal scanning circuit can preferentially select a signal corresponding to a column of pixels corresponding to the focus detection area.
請求項1に記載の固体撮像装置において、
前記読み出し回路として、前記垂直走査回路によって選択された行の各画素から出力される信号を互いに異なる前記画素の列についてそれぞれ読み出す第1の読み出し回路と第2の読み出し回路とを有し、
前記水平走査回路は、前記第1の読み出し回路および前記第2の読み出し回路に対して、前記画素の異なる列に対応する信号をそれぞれ選択して出力させることを特徴とする固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1,
The readout circuit includes a first readout circuit and a second readout circuit that respectively read out signals output from the pixels in the row selected by the vertical scanning circuit for the different pixel columns,
The horizontal scanning circuit causes the first readout circuit and the second readout circuit to select and output signals corresponding to different columns of the pixels, respectively.
請求項2に記載の固体撮像装置において、
一対の前記焦点検出領域が前記画素の行方向に並べて設定されており、
前記第1の読み出し回路は、前記垂直走査回路によって選択された行の各画素から出力される信号を、一対の前記焦点検出領域のうち一方に対応する画素を含む前記画素の列について読み出し、
前記第2の読み出し回路は、前記垂直走査回路によって選択された行の各画素から出力される信号を、一対の前記焦点検出領域のうち他方に対応する画素を含む前記画素の列について読み出し、
前記水平走査回路は、一対の前記焦点検出領域にそれぞれ対応する前記画素の二列に対応する二つの信号を同時に選択し、選択した信号を前記第1の読み出し回路と前記第2の読み出し回路からそれぞれ出力させることを特徴とする固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 2,
A pair of focus detection areas are set side by side in the row direction of the pixels,
The first readout circuit reads out a signal output from each pixel in a row selected by the vertical scanning circuit for the column of pixels including a pixel corresponding to one of the pair of focus detection regions,
The second readout circuit reads out a signal output from each pixel in a row selected by the vertical scanning circuit for the column of pixels including a pixel corresponding to the other of the pair of focus detection regions,
The horizontal scanning circuit simultaneously selects two signals corresponding to two columns of the pixels respectively corresponding to the pair of focus detection regions, and selects the selected signals from the first readout circuit and the second readout circuit. A solid-state imaging device characterized in that each is output.
請求項3に記載の固体撮像装置において、
前記光電変換部には、前記焦点検出領域に対応して、前記焦点検出用画素と、撮像に用いるための信号を出力する撮像用画素とが所定の配列パターンで配列されており、
一対の前記焦点検出領域の各々における前記焦点検出用画素と前記撮像用画素との配列が反転するように前記配列パターンが構成され、
前記水平走査回路は、前記配列が反転された前記画素の二列に対応する二つの信号を同時に選択することを特徴とする固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 3,
In the photoelectric conversion unit, the focus detection pixels and imaging pixels that output signals for use in imaging are arranged in a predetermined arrangement pattern corresponding to the focus detection region,
The array pattern is configured so that the array of the focus detection pixels and the imaging pixels in each of the pair of focus detection regions is inverted,
The horizontal scanning circuit simultaneously selects two signals corresponding to two columns of the pixels in which the arrangement is inverted.
請求項2〜4のいずれか一項に記載の固体撮像装置において、
前記画素の行方向に等分な位置で前記焦点検出領域を二つの領域に分割し、
前記第1の読み出し回路は、前記垂直走査回路によって選択された行の各画素から出力される信号を、前記二つの領域のうち一方に対応する画素を含む前記画素の列について読み出し、
前記第2の読み出し回路は、前記垂直走査回路によって選択された行の各画素から出力される信号を、前記二つの領域のうち他方に対応する画素を含む前記画素の列について読み出し、
前記水平走査回路は、前記二つの領域にそれぞれ対応する前記画素の二列に対応する二つの信号を同時に選択し、選択した信号を前記第1の読み出し回路と前記第2の読み出し回路からそれぞれ出力させることを特徴とする固体撮像装置。
In the solid-state imaging device according to any one of claims 2 to 4,
Dividing the focus detection area into two areas at equal positions in the row direction of the pixels;
The first readout circuit reads out a signal output from each pixel in a row selected by the vertical scanning circuit for a column of the pixels including a pixel corresponding to one of the two regions,
The second readout circuit reads out a signal output from each pixel in a row selected by the vertical scanning circuit for a column of the pixels including a pixel corresponding to the other of the two regions,
The horizontal scanning circuit simultaneously selects two signals corresponding to two columns of the pixels respectively corresponding to the two regions, and outputs the selected signals from the first readout circuit and the second readout circuit, respectively. A solid-state imaging device.
請求項5に記載の固体撮像装置において、
前記光電変換部には、前記焦点検出領域に対応して、前記焦点検出用画素と、撮像に用いるための信号を出力する撮像用画素とが所定の配列パターンで配列されており、
前記二つの領域の各々における前記焦点検出用画素と前記撮像用画素との配列が反転するように前記配列パターンが構成され、
前記水平走査回路は、前記配列が反転された前記画素の二列に対応する二つの信号を同時に選択することを特徴とする固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 5,
In the photoelectric conversion unit, the focus detection pixels and imaging pixels that output signals for use in imaging are arranged in a predetermined arrangement pattern corresponding to the focus detection region,
The arrangement pattern is configured so that the arrangement of the focus detection pixels and the imaging pixels in each of the two regions is inverted,
The horizontal scanning circuit simultaneously selects two signals corresponding to two columns of the pixels in which the arrangement is inverted.
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