JP2009232340A - Image pickup element and method for driving image pickup element - Google Patents

Image pickup element and method for driving image pickup element Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image pickup element suitable to control the reading timing of pixel signals by setting a sleep period of reading processing. <P>SOLUTION: The image pickup element 100 includes a read-reset line address generating section 13 for generating a plurality of addresses indicating the position of a line of a sensor cell to be processed on the time division basis during one horizontal scanning period; a driving pulse generator 14 for generating a signal for driving the sensor cell of the selection line: a sensor cell array 15; and a horizontal transfer section 16 for outputting the read data of the image signal per line. The read-reset line address generating section 13 includes the same number of selection line address generating circuits as the number of time-divisions, and can independently control the generating circuits. Further, in a control section 1321, a reading sleep period is set in repeating reading processing of the pixel signal, and the pixel signal is read from a line of an OB region in the reading sleep period. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の光電変換素子をマトリックス状に配列してなる光電変換部を有し、前記光電変換素子の構成する所定の画素のラインに対して、1水平走査期間において時分割で複数回の蓄積電荷の読出処理を行う撮像素子及び撮像素子の駆動方法に関する。   The present invention includes a photoelectric conversion unit in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged in a matrix, and a plurality of times in a time division manner in a horizontal scanning period with respect to a predetermined pixel line constituting the photoelectric conversion elements. The present invention relates to an image sensor that performs a reading process of accumulated charges and a method for driving the image sensor.

CMOS型のエリアセンサでは、一般的に画面の上から下へ(または、下から上へ)行単位で画素のクリアと画素値の読み出しを行っている。例えば、VGA(640×480)の解像度では、遮光されたOB(Optical Black)領域を含むと、総ライン数は500ラインほどになる場合が多い。フレームレートが30[fps]では、1/30秒毎に1枚の画像を撮像する訳であるが、この画像を取得する為に500ラインの走査を行い、1ラインの走査時間を水平同期信号の呼称であるHSYNCの頭文字を取り、1Hと表すことが多い。単純に言えば、1Hの期間は1/30秒を500ラインで除算した時間、つまり1/15000秒、換言すれば1/15ミリ秒(約67μ秒)となる。通常のCMOSセンサでは、1Hの間に画素の読み出しと蓄積された画素電荷の初期化(リセット)を行っている。というのも、画素に蓄積された電荷の読み出しは、蓄積された電荷自体を取り出す処理である為、蓄積電荷量を得る処理をした後は、必ず初期化という処理が必要となる。あるラインの読み出しを行った直後にリセットを行う処理を、全ラインに対してライン順次に繰り返すことで、最大露光時間(500H)の撮像が出来る。このとき、ある特定のラインに注目すると1H期間は自身のラインからの読み出しとリセット、残りの499H期間は他のラインからの読み出しとリセットが行われていることになる。このことは全ての画素に対して当てはまる事象である。   In the CMOS type area sensor, pixels are generally cleared and pixel values are read in units of rows from the top to the bottom (or from the bottom to the top) of the screen. For example, in the case of VGA (640 × 480) resolution, the total number of lines is often about 500 when including a light-shielded OB (Optical Black) region. When the frame rate is 30 [fps], one image is taken every 1/30 seconds. To obtain this image, 500 lines are scanned, and the scanning time for one line is set as the horizontal synchronization signal. In many cases, the acronym for HSYNC is taken as 1H. Simply speaking, the period of 1H is 1/30 seconds divided by 500 lines, that is, 1/15000 seconds, in other words, 1/15 milliseconds (about 67 μsec). In a normal CMOS sensor, readout of pixels and initialization (reset) of accumulated pixel charges are performed during 1H. This is because reading out the charges accumulated in the pixels is a process of taking out the accumulated charges themselves, and therefore a process of initialization is always required after the process of obtaining the amount of accumulated charges. By repeating the process of resetting immediately after reading a certain line in order line by line for all the lines, imaging with a maximum exposure time (500H) can be performed. At this time, if attention is paid to a specific line, reading and resetting from its own line are performed during the 1H period, and reading and resetting from other lines are performed during the remaining 499H period. This is an event that applies to all pixels.

通常のCMOSセンサでは、読み出しを行うと蓄積された画素の画素値が破壊されてしまう為、露光時間の異なる画像は、必ず露光開始時刻と露光終了時刻が異なる画像しか撮像できない。つまり、撮像は直列的にしか行うことが出来ない。
それに対して、非破壊読み出しが可能なセンサでは、画素に蓄積された電荷自体を読み出すのではなく、蓄積された電荷に対応する指標値を読み出す為、画素値の読み出し動作で蓄積されている電荷を破損することが無い。従って、同じ画素を何度読み出したとしても、入射光量に応じた電荷の蓄積に影響を与えない。この特徴を使うと、露光開始時刻が同じでありながら、露光時間が異なる画像の撮像が可能となる。これは、露光開始の時点が同じでありながら画素の読み出し時刻が異なる複数の露光画像を撮像することが出来ることを意味し、複数の異なる露光画像の撮像を同じ画素を使って並列的に行うことが出来るとも言える。
In a normal CMOS sensor, pixel values of accumulated pixels are destroyed when readout is performed. Therefore, images with different exposure times can only capture images with different exposure start times and exposure end times. That is, imaging can be performed only in series.
On the other hand, in a sensor capable of nondestructive readout, the charge stored in the pixel value readout operation is not read out because the index value corresponding to the accumulated charge is read out instead of reading out the charge stored in the pixel itself. Will not be damaged. Therefore, no matter how many times the same pixel is read out, it does not affect the accumulation of electric charges according to the amount of incident light. When this feature is used, it is possible to capture images having the same exposure start time but different exposure times. This means that a plurality of exposure images with different pixel readout times can be captured at the same exposure start time, and a plurality of different exposure images are captured in parallel using the same pixel. It can be said that it can be done.

このような非破壊読み出しの特徴を使うことで、制御はやや複雑になるが、異なる露光時間の撮像をしながら、複数行に渡る特定のエリアだけを繰り返し高速に読み出す高速フレームレート読み出しの併用もできる。
このような技術として、例えば、特許文献1に記載の撮像素子がある。
かかる撮像素子は、非破壊読み出しで、1H期間で3回の読み出しを行っている。通常の読み出しシーケンスでは、通常露光(S画像)した後、ライン単位でリセットを行い、リセット直後に露光(N画像)を行い、S画像からN画像を減算した画像を出力している。この減算処理をすることで、固定パターンノイズ(FPN)を大幅に低減できる。さらに、特定の1ラインだけを1H期間毎に読み出したデータを自動焦点調整(AF)や自動露出調整(AE)に使うことで、通常の露光処理を中断することなく撮像制御動作が高速に実施できる。
Using these non-destructive readout features makes control a little complicated, but it is also possible to use high-speed frame rate readout that repeatedly reads only a specific area across multiple lines at high speed while imaging with different exposure times. it can.
As such a technique, for example, there is an image sensor described in Patent Document 1.
Such an image sensor performs non-destructive readout and performs readout three times in a 1H period. In a normal readout sequence, after normal exposure (S image), reset is performed in line units, exposure (N image) is performed immediately after reset, and an image obtained by subtracting N image from S image is output. By performing this subtraction process, fixed pattern noise (FPN) can be greatly reduced. Furthermore, by using the data that is read out only for one specific line every 1H period for automatic focus adjustment (AF) and automatic exposure adjustment (AE), imaging control operations can be performed at high speed without interrupting normal exposure processing. it can.

このように、1H期間で複数の処理を行う技術を利用することで、インターレース(飛び越し捜査)的に読み出したりリセットしたりする処理も同時に実現できる。
しかし、1H期間で様々な処理を行わせようとすると、後段の画像処理での対応が複雑化してしまう。画像のサイズは、特定の処理が開始されると固定になる為、後段の画像処理では大きな問題にはならないが、処理毎に、画像が出力されるタイミングが少しずつズレる場合の対処が処理自体を複雑化させる元になり、表示画質の劣化を招くこともある。
As described above, by using a technique for performing a plurality of processes in the 1H period, it is possible to simultaneously realize a process of reading and resetting in an interlaced manner.
However, if various processes are performed in the 1H period, the response in the subsequent image processing becomes complicated. The size of the image is fixed when a specific process is started, so this is not a big problem in the subsequent image processing. The display quality may be complicated, and the display image quality may be deteriorated.

従って、複雑化を防ぐには、ある一定の周期毎に同期する仕組みを導入すれば良い。画像処理では、フレーム単位で処理を制御する場合が多いので、ある画像のフレームの開始を基準として、画像の出力タイミングを調節すればよい。つまり、一部の画像では、意図的に読み出しをしない期間(ウエイト期間)を設ける対応をすることでタイミングの調整が容易に実現できる。
特開2005−269452号公報
Therefore, in order to prevent complication, a mechanism for synchronizing every certain period may be introduced. In image processing, since processing is often controlled in units of frames, the output timing of an image may be adjusted based on the start of a frame of an image. That is, in some images, the timing can be easily adjusted by providing a period (wait period) during which no intentional reading is performed.
JP 2005-269552 A

しかしながら、上記従来の技術の駆動方法では、読み出しのウエイトがされる期間と読み出しのウエイトがされない期間が存在してしまう。画素全体としてみると、均一に影響を受けるので同じであるが、露光時間が同じ画像で比べると、それぞれの読み出しを行わない期間(ウエイトの期間)の有無により、画素値に違いが生じる。また、短い露光時間の画像では、露光中に読み出しウエイトが実施されて影響を受けるラインと影響を受けないラインとが混在した画像が読み出されることになる。つまり、各画素に均一な入射光量が照射されている状況だとしても、画素の位置と、読出処理の処理内容の組み合わせによっては、各画素の蓄積電荷量が部分的に異なってしまう現象を引き起こす恐れがある。   However, in the above-described conventional driving method, there are a period in which the read is waited and a period in which the read is not waited. The entire pixel is the same because it is affected uniformly, but when compared with images having the same exposure time, there is a difference in pixel value depending on the presence or absence of each readout period (wait period). In addition, in an image having a short exposure time, an image in which a read weight is executed during exposure and an affected line and an unaffected line are mixed is read. That is, even in a situation where each pixel is irradiated with a uniform amount of incident light, a phenomenon in which the accumulated charge amount of each pixel partially varies depending on the combination of the position of the pixel and the processing content of the reading process. There is a fear.

そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、読出処理の休止期間を設定して画素信号の読み出しタイミングの制御を行うのに好適な撮像素子を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention has been made paying attention to such an unsolved problem of the conventional technology, and is suitable for controlling the readout timing of the pixel signal by setting a pause period of the readout processing. It aims at providing a simple image pick-up element.

〔形態1〕 上記目的を達成するために、形態1の撮像素子は、受光した光を電荷に変換して蓄積する複数の光電変換素子がマトリックス状に配列された構成の光電変換部とローリングシャッタ機能とを備えた撮像素子であって、各フレーム期間における各水平走査期間を時分割してなる複数の分割期間の各分割期間に対応する、処理対象の前記光電変換素子の形成するラインの位置を示すアドレスを生成するアドレス生成手段と、前記アドレス生成手段で生成された前記各分割期間に対応する前記アドレスの示すライン位置の前記光電変換素子を前記分割期間毎にアクティブな状態にするアドレスデコード手段と、読出指示に応じて前記アクティブな状態にされた光電変換素子から共通線を介して蓄積電荷量に応じたレベルの画素信号を非破壊で読み出す画素信号読出手段と、リセット指示に応じて前記アクティブな状態にされた光電変換素子に対してその蓄積電荷を空にする処理であるリセット処理を行うリセット処理手段と、前記各フレーム期間において、前記画素信号の正規の読出処理を一時的に休止する期間である読出休止期間を設定する読出休止期間設定手段と、前記設定された読出休止期間において、所定のライン位置の光電変換素子を前記アドレスデコード手段にアクティブな状態にさせ、且つ該アクティブな状態にされた光電変換素子から前記画素信号を前記画素信号読出手段に読み出させるダミー読出制御手段と、を備える。   [Mode 1] In order to achieve the above object, an image pickup device according to mode 1 includes a photoelectric conversion unit and a rolling shutter having a configuration in which a plurality of photoelectric conversion elements that convert received light into electric charges and store them are arranged in a matrix. A position of a line formed by the photoelectric conversion element to be processed corresponding to each divided period of a plurality of divided periods obtained by time-dividing each horizontal scanning period in each frame period Address generating means for generating an address indicating the address, and address decoding for activating the photoelectric conversion element at the line position indicated by the address corresponding to each divided period generated by the address generating means for each divided period And a pixel signal having a level corresponding to the amount of accumulated charge from the photoelectric conversion element activated according to the readout instruction via a common line. Pixel signal reading means for reading out by breakage, reset processing means for performing reset processing, which is processing for emptying the accumulated charge of the photoelectric conversion element that has been activated in response to a reset instruction, and each frame period And a reading pause period setting means for setting a reading pause period, which is a period for temporarily stopping the regular reading process of the pixel signal, and a photoelectric conversion element at a predetermined line position in the set reading pause period. Dummy read control means for causing the address decoding means to be in an active state and for causing the pixel signal reading means to read out the pixel signal from the photoelectric conversion element in the active state.

このような構成であれば、アドレス生成手段によって、各分割期間における処理対象のラインのアドレスが生成されると、アドレスデコード手段によって、生成されたアドレスに対応するライン位置の光電変換素子が分割期間毎に順次アクティブにされる。
処理対象のアドレスの光電変換素子がアクティブな状態になると、読出指示がされた分割期間においては、画素信号読出手段によって、アクティブにされた光電変換素子から非破壊で画素信号(上記背景技術の指標値に対応)が読み出される。また、リセット指示がされた分割期間においては、リセット処理手段によって、アクティブにされた光電変換素子の蓄積電荷がリセットされる。
With this configuration, when the address generation unit generates the address of the line to be processed in each divided period, the address decoding unit converts the photoelectric conversion element at the line position corresponding to the generated address into the divided period. Each is activated sequentially.
When the photoelectric conversion element at the processing target address is in an active state, in the divided period in which the readout instruction is given, the pixel signal reading means nondestructively outputs the pixel signal (the index of the background art described above) from the activated photoelectric conversion element. Is read). Further, during the divided period in which the reset instruction is given, the accumulated charge of the activated photoelectric conversion element is reset by the reset processing means.

一方、読出処理を行う場合に、読出休止期間設定手段によって、各フレーム期間において正規に行う読出処理を一時的に休止する読出休止期間(ウェイト期間)を設定することができる。読出休止期間が設定されると、ダミー読出制御手段によって、設定された読出休止期間において、所定のライン位置の光電変換素子がアクティブにされ、その光電変換素子に対して画素信号の読出処理が実行される。なお、この画素信号のデータは、画像形成処理(あるいは、後段における何らかの処理)に不要なデータとなる。従って、このデータは、例えば、後段の処理部には出力しないか、あるいは後段の処理部において破棄などされる。   On the other hand, when performing the reading process, the reading suspension period setting means can set a reading suspension period (wait period) in which the reading process normally performed in each frame period is temporarily suspended. When the readout pause period is set, the photoelectric conversion element at a predetermined line position is activated by the dummy readout control means during the set readout pause period, and pixel signal readout processing is executed for the photoelectric conversion element Is done. The pixel signal data is unnecessary for image forming processing (or any processing in the subsequent stage). Therefore, for example, this data is not output to the subsequent processing unit, or is discarded by the subsequent processing unit.

つまり、読出休止期間においても、所定のライン位置の光電変換素子から画素信号の非破壊の読出処理を実行するようにしたので、画素信号の読出処理を行わない期間が発生しないようにすることができる。即ち、各光電変換素子から画素信号を読み出すときに用いる共通線に駆動電圧が印加されない期間を発生させないようにすることができる。これによって、画素信号の伝送路となる共通線に安定して駆動電圧を印加することできるので、不均一な印加電圧が要因の蓄積電荷量の変動などの悪影響を抑えることができるという効果が得られる。   In other words, the non-destructive readout process of the pixel signal is executed from the photoelectric conversion element at the predetermined line position even in the readout pause period, so that a period in which the readout process of the pixel signal is not performed does not occur. it can. That is, it is possible to prevent a period during which the drive voltage is not applied to the common line used when reading the pixel signal from each photoelectric conversion element. As a result, the driving voltage can be stably applied to the common line serving as the transmission path of the pixel signal, so that an adverse effect such as fluctuation of the accumulated charge amount caused by the uneven application voltage can be suppressed. It is done.

ここで、読出休止期間は、例えば、読み出しの開始にオフセットを持たせるオフセット読み出し、ラインを間引きながら画素信号の読み出しを行う間引き読み出し(インターレース読み出しを含む)、光電変換部の部分的な領域を繰り返し読み出す繰り返し読み出し(高速読み出し)など、通常とは異なる様々な読出方法で画素信号の読出処理を行う場合などに、各フレーム期間において挿入されるウェイト期間である。本形態においては、この期間において、画素信号の読み出しを停止せずに、所定のライン位置から画素信号の読み出しを行うところに特徴がある。以下、形態10の撮像素子、形態11の撮像素子の駆動方法において同じである。   Here, in the readout pause period, for example, offset readout that gives an offset to the start of readout, thinning readout (including interlaced readout) in which pixel signals are read out while thinning out lines, and partial areas of the photoelectric conversion unit are repeated. This is a wait period inserted in each frame period when pixel signal readout processing is performed by various different readout methods such as repeated readout (high-speed readout). The present embodiment is characterized in that the pixel signal is read from a predetermined line position without stopping the reading of the pixel signal during this period. Hereinafter, the same applies to the driving method of the image pickup device of form 10 and the image pickup device of form 11.

また、正規の読出処理とは、画像形成処理などの後段の処理に用いるデータを取得するために行われる画素信号の読出処理である。以下、形態10の撮像素子、形態11の撮像素子の駆動方法において同じである。   The regular readout process is a pixel signal readout process performed to acquire data used in subsequent processing such as image formation processing. Hereinafter, the same applies to the driving method of the image pickup device of form 10 and the image pickup device of form 11.

〔形態2〕 更に、形態2の撮像素子は、形態1に記載の撮像素子において、前記光電変換部は、遮光された前記光電変換素子のラインからなるOB(Optical black)領域を有しており、前記読出休止期間に対応する前記所定のライン位置の光電変換素子は、前記OB領域のラインを形成する光電変換素子である。   [Embodiment 2] Further, the imaging device of embodiment 2 is the imaging device according to embodiment 1, wherein the photoelectric conversion unit has an OB (Optical black) region composed of a light-shielded line of the photoelectric conversion device. The photoelectric conversion element at the predetermined line position corresponding to the readout pause period is a photoelectric conversion element that forms a line in the OB region.

このような構成であれば、読出休止期間において、光電変換部のOB領域のラインから画素信号が読み出される。
つまり、特定位置のラインから毎回画素信号を読み出すようにしたので制御処理が簡単となり、回路構成もシンプルなものにすることができる。
With such a configuration, the pixel signal is read from the line in the OB region of the photoelectric conversion unit in the reading suspension period.
That is, since the pixel signal is read out every time from the line at the specific position, the control process becomes simple and the circuit configuration can be simplified.

〔形態3〕 更に、形態3の撮像素子は、形態2に記載の撮像素子において、前記アドレス生成手段は、前記時分割数と少なくとも同数のアドレスカウンタと、該各アドレスカウンタの動作を独立に制御する動作制御部と、前記各アドレスカウンタを時分割で順次選択し、該選択したアドレスカウンタのカウント値を前記アドレスとして前記アドレスデコード手段に出力するアドレス選択部とを含んで構成された手段であり、前記各アドレスカウンタを制御するための制御情報を取得する制御情報取得手段を備え、前記動作制御部は、前記制御情報取得手段で取得した制御情報に基づき、前記各アドレスカウンタを独立に制御する。   [Mode 3] Further, the image pickup device according to mode 3 is the image pickup device according to mode 2, wherein the address generation means controls the address counters at least as many as the number of time divisions and independently controls the operations of the address counters. And an address selection unit that sequentially selects each address counter in a time-sharing manner and outputs the count value of the selected address counter as the address to the address decoding unit. And control information acquisition means for acquiring control information for controlling each of the address counters, and the operation control unit controls each of the address counters independently based on the control information acquired by the control information acquisition means. .

このような構成であれば、上記読出処理及び上記リセット処理を時分割で行うときに、該時分割数と少なくとも同数のアドレスカウンタのカウント動作を、制御情報を用いて、それぞれ独立に制御することで、適切なアドレスを生成することができ、アドレスデコード手段に、適切なタイミングで生成したアドレスをデコードさせることができる。
例えば、各水平走査期間をN個に時分割して、各アドレスカウンタのカウント動作を独立に制御し、撮像素子に、各水平走査期間においてN種類の読出処理及びリセット処理を行わせることができるアドレスを時分割で生成し、該生成したアドレスを時分割でデコードすることができる。これにより、撮像素子に、光電変換部の一部の光電変換素子から高速で電荷を読み出させたり(繰り返し読み出し)、任意の行数を飛び越しながら電荷を読み出させたり(間引き読み出し)など様々な読出処理を実行させることができるという効果が得られる。
With such a configuration, when the reading process and the reset process are performed in a time division manner, the count operation of at least the same number of address counters as the time division number is controlled independently using the control information. Thus, an appropriate address can be generated, and the address decoding means can decode the address generated at an appropriate timing.
For example, each horizontal scanning period is time-divided into N, and the count operation of each address counter is controlled independently, so that the image sensor can perform N types of readout processing and reset processing in each horizontal scanning period. Addresses can be generated in a time division manner, and the generated addresses can be decoded in a time division manner. This allows the image sensor to read charges from a part of the photoelectric conversion elements of the photoelectric conversion unit at high speed (repetitive reading), and to read charges while skipping an arbitrary number of rows (decimation reading). The effect that it is possible to execute a proper reading process is obtained.

また、読出処理用のアドレスカウンタと、リセット処理用のアドレスカウンタとをそれぞれ独立に制御することができるので、読み出しのタイミングとリセットのタイミングとを正確に制御することができるという効果も得られる。   In addition, since the address counter for read processing and the address counter for reset processing can be controlled independently of each other, there is also an effect that the read timing and the reset timing can be accurately controlled.

〔形態4〕 更に、形態4の撮像素子は、形態2又は3に記載の撮像素子において、水平同期信号に基づき生成されたカウンタ更新クロックに基づきカウント動作を行う基準カウンタを備え、前記制御情報は、前記各アドレスカウンタのオフセット値を含み、前記動作制御部は、前記オフセット値と前記基準カウンタのカウント値とが一致したときに、該一致のタイミングをトリガとして、前記各アドレスカウンタにカウント動作を開始させる。   [Mode 4] Furthermore, the image pickup device of mode 4 further includes a reference counter that performs a counting operation based on a counter update clock generated based on a horizontal synchronization signal in the image pickup device according to mode 2 or 3, wherein the control information is The offset value of each address counter, and when the offset value and the count value of the reference counter match, the operation control unit performs a count operation on each address counter using the timing of the match as a trigger. Let it begin.

このような構成であれば、例えば、水平同期信号そのもの又は該水平同期信号を内部の動作クロックでサンプリングし直したものなどをトリガとしてカウント動作を行う基準カウンタのカウント値を基準として、各アドレスカウンタのカウント動作の開始タイミングを制御することができるという効果が得られる。   In such a configuration, for example, each address counter is based on the count value of a reference counter that performs a count operation using as a trigger the horizontal synchronization signal itself or a sample obtained by re-sampling the horizontal synchronization signal with an internal operation clock. The effect that the start timing of the counting operation can be controlled is obtained.

〔形態5〕 更に、形態5の撮像素子は、形態3又は4に記載の撮像素子において、前記制御情報は、前記各アドレスカウンタのステップ幅値、スタートライン値及びライン幅値を含み、前記動作制御部は、前記ステップ幅値に基づき、前記各アドレスカウンタのカウント動作時のステップ幅を設定すると共に、前記各アドレスカウンタに、前記設定したステップ幅でカウントをさせ、前記スタートライン値に基づき、前記各アドレスカウンタの初期値を設定すると共に、前記各アドレスカウンタのカウントを、前記設定した初期値から開始させ、前記ライン幅値に基づき、前記各アドレスカウンタの最大カウント値を設定すると共に、前記各アドレスカウンタに、前記設定した初期値から前記設定した最大カウント値までの範囲内でカウント動作を行わせる。   [Mode 5] Further, in the image pickup device according to mode 5 or 4, the control information includes a step width value, a start line value, and a line width value of each address counter, and the operation is performed. The control unit sets the step width at the time of the counting operation of each address counter based on the step width value, causes each address counter to count at the set step width, and based on the start line value, The initial value of each address counter is set, the count of each address counter is started from the set initial value, and the maximum count value of each address counter is set based on the line width value, and Each address counter is counted within the range from the set initial value to the set maximum count value. To perform the operation.

このような構成であれば、各アドレスカウンタに、制御情報の1つであるステップ幅値によって設定されるステップ幅でカウントを行わせることができるので、所望のステップ幅値が設定されるように制御情報を用意することで、各アドレスカウンタに所望のステップ幅でカウントを行わせることができる。これにより、ステップ幅分の行を間引きしながら電荷の読み出しを行わせることができるので、撮像素子に、電荷の高速読出処理を行わせることができるという効果が得られる。   With such a configuration, each address counter can be counted with a step width set by the step width value which is one of the control information, so that a desired step width value is set. By preparing the control information, each address counter can be counted with a desired step width. Thereby, the charge can be read out while thinning out the rows corresponding to the step width, so that an effect that the image pickup element can perform the charge high-speed reading process can be obtained.

ここで、ステップ幅は、例えば、ステップ幅が「1」であれば、カウント値は1、2、3、・・・と1ずつ増加し、「2」であれば、1、3、5・・・と2ずつ増加する(アップカウントの場合で且つカウンタの初期値が「1」の場合)。一方、ダウンカウントの場合は、ステップ幅が「1」であれば、・・・3、2、1と1ずつ減少し、「2」であれば、・・・5、3、1と2ずつ減少する。つまり、ステップ幅が「n」であれば、アップカウントの場合は、1、1+n、1+2n、・・・とカウンタの初期値に対してnずつ増加し、ダウンカウントの場合は、例えば、初期値がXであれば、X−n、X−2n、X−3n・・・とカウンタの初期値に対してnずつ減少する。   Here, for example, if the step width is “1”, the count value is incremented by 1, 1, 2, 3,..., And if “2”, it is 1, 3, 5,.・ ・ Incremented by 2 (in the case of up-counting and the initial value of the counter is “1”). On the other hand, in the case of down-counting, if the step width is "1", it decreases by 3, 2, 1 and 1; Decrease. That is, if the step width is “n”, in the case of up-counting, 1, 1 + n, 1 + 2n,... Increase by n with respect to the initial value of the counter, and in the case of down-counting, for example, the initial value If X is X, Xn, X-2n, X-3n,...

更に、各アドレスカウンタに、制御情報の1つであるスタートライン値によって設定されるアドレスカウンタの初期値からカウントを開始させることができるので、所望の初期値が設定されるように制御情報を用意することで、各アドレスカウンタに所望の初期値からカウントを開始させることができる。これにより、撮像素子に、光電変換部における任意の位置の光電変換素子から蓄積電荷の読出処理及びリセット処理を開始させることができるという効果が得られる。   Further, since each address counter can start counting from the initial value of the address counter set by the start line value which is one of the control information, control information is prepared so that a desired initial value is set. As a result, each address counter can start counting from a desired initial value. As a result, an effect is obtained in which the image pickup element can start the readout process and the reset process of the accumulated charge from the photoelectric conversion element at an arbitrary position in the photoelectric conversion unit.

更に、各アドレスカウンタに、制御情報の1つであるライン幅値によって設定される最大カウント値を超えない範囲で、各アドレスカウンタにカウント動作を行わせることができる。従って、撮像素子に、光電変換部における、初期値から最大カウント値までの各カウント値に対応するライン位置の光電変換素子から構成される領域に対してのみ画素信号の読出処理及びリセット処理を行わせることができるという効果が得られる。   Furthermore, each address counter can be caused to perform a counting operation within a range not exceeding the maximum count value set by the line width value which is one of the control information. Accordingly, the image sensor is subjected to pixel signal readout processing and reset processing only for an area composed of photoelectric conversion elements at line positions corresponding to respective count values from the initial value to the maximum count value in the photoelectric conversion unit. The effect that it can be made is acquired.

〔形態6〕 更に、形態6の撮像素子は、形態5に記載の撮像素子において、前記アドレスカウンタに、前記初期値から前記最大カウント値までの範囲内で行われるカウント動作を連続で繰り返し行わせる繰り返しモードが設定可能となっており、前記動作制御部は、前記繰り返しモードが設定された前記アドレスカウンタに対して、前記設定した初期値から前記設定した最大カウント値までの範囲内で行われるカウント動作を連続で繰り返し行わせる。   [Mode 6] Further, in the image sensor according to mode 6, in the image sensor according to mode 5, the address counter causes the address counter to continuously and repeatedly perform a counting operation within a range from the initial value to the maximum count value. The repeat mode can be set, and the operation control unit counts the address counter set with the repeat mode within a range from the set initial value to the set maximum count value. The operation is repeated continuously.

このような構成であれば、撮像素子に、初期値から最大カウント値までの各カウント値に対応するライン位置の光電変換素子から構成される領域に対して、連続で繰り返し画素信号の読出処理及びリセット処理を行わせることができる。これにより、例えば、撮像素子が光電変換部の全領域に対して1ラインずつ順に画素信号を読み出している間に、該撮像素子に、光電変換部の一部の領域から複数回連続で画素信号を読み出させることができるという効果が得られる。   With such a configuration, the pixel signal is continuously and repeatedly read out from the area formed by the photoelectric conversion elements at the line positions corresponding to the respective count values from the initial value to the maximum count value. Reset processing can be performed. Thereby, for example, while the image pickup device sequentially reads out pixel signals line by line from the entire region of the photoelectric conversion unit, the pixel signal is continuously transmitted to the image pickup device from a partial region of the photoelectric conversion unit a plurality of times. Can be read out.

更に、各フレーム期間において画素信号を複数回繰り返し読み出す周期と基準カウンタのカウント周期(フレーム周期)とがズレるようなときに、読出休止期間を設定して、両者の周期を合わせることができると共に、該読出休止期間においては所定のライン位置の光電変換素子から画素信号の読み出しが行われるので、読出休止期間による蓄積電荷量などへの悪影響を抑えつつ、同期のとれた読出処理を行うことができるという効果が得られる。   Furthermore, when the period for repeatedly reading out the pixel signal multiple times in each frame period and the count period (frame period) of the reference counter are shifted, a reading pause period can be set to match both periods, Since the pixel signal is read out from the photoelectric conversion element at a predetermined line position in the readout pause period, it is possible to perform a synchronized readout process while suppressing adverse effects on the accumulated charge amount due to the readout pause period. The effect is obtained.

〔形態7〕 更に、形態7の撮像素子は、形態6に記載の撮像素子において、前記制御情報は、前記各アドレスカウンタのウェイト値を含み、前記読出休止期間設定手段は、前記ウェイト値に基づき、前記アドレスカウンタのウェイト用のカウント数であるウェイトカウント数を設定し、前記動作制御部は、前記繰り返しモードが設定された前記アドレスカウンタにおいて、前記繰り返し行われるカウント動作の各回の動作が終了する毎に、該アドレスカウンタに、前記設定されたウェイトカウント数をカウントさせると共に、該ウェイトカウント数をカウントしている間は、該カウント値を無効にする制御信号を前記アドレスデコード手段に出力し、前記ダミー読出制御手段は、前記ウェイトカウント数をカウントする期間を読出休止期間として、該読出休止期間において、前記所定のライン位置を示すアドレスに対応するライン位置の光電変換素子を前記アドレスデコード手段にアクティブな状態にさせ、該アクティブな状態にされた光電変換素子から前記画素信号を前記画素信号読出手段に読み出させる。   [Aspect 7] Further, the imaging element according to Aspect 7 is the imaging element according to Aspect 6, wherein the control information includes a weight value of each address counter, and the reading pause period setting means is based on the weight value. A wait count number that is a count number for the wait of the address counter is set, and the operation control unit finishes each operation of the repeated count operation in the address counter in which the repeat mode is set. Each time, the address counter is caused to count the set wait count number, and while the wait count number is being counted, a control signal for invalidating the count value is output to the address decoding means, The dummy read control means sets a period for counting the wait count number as a read pause period. Then, in the reading suspension period, the photoelectric conversion element at the line position corresponding to the address indicating the predetermined line position is caused to be in an active state by the address decoding unit, and the photoelectric conversion element from the active state is The pixel signal is read by the pixel signal reading means.

このような構成であれば、各フレーム期間において画素信号を複数回繰り返し読み出す周期と基準カウンタのカウント周期(フレーム周期)とが合うようなウェイト値を設定することで、両者の周期を合わせることができると共に、該読出休止期間においては所定ライン位置の光電変換素子から画素信号の読み出しが行われるので、読出休止期間による影響を抑えつつ、同期のとれた読出処理を行うことができるという効果が得られる。   With such a configuration, by setting a weight value that matches the cycle of repeatedly reading out the pixel signal a plurality of times in each frame period and the count cycle (frame cycle) of the reference counter, both cycles can be matched. In addition, since the pixel signal is read from the photoelectric conversion element at the predetermined line position during the readout pause period, an effect that the synchronized readout process can be performed while suppressing the influence of the readout pause period is obtained. It is done.

〔形態8〕 更に、形態8の撮像素子は、形態6又は7に記載の撮像素子において、前記ステップ幅値と前記ベースカウンタのカウント値との加算値である第1加算値と、前記スタートライン値と前記ベースカウンタのカウント値との加算値である第2加算値とを比較する第1比較手段と、前記ライン幅値と前記ベースカウンタのカウント値との加算値である第3加算値と、前記ベースカウンタのカウント値の最大値とを比較する第2比較手段とを備え、前記読出休止期間設定手段は、前記繰り返しモードが設定されているときに、前記第1比較手段の比較結果が前記第1加算値の方が大きくなり、且つ前記第2比較手段の比較結果が前記第3加算値の方が大きくなる水平期間から前記オフセット値と前記ベースカウンタのカウント値とが一致する水平期間までの期間を前記読出休止期間として設定する。   [Embodiment 8] Further, in the image pickup device according to Embodiment 8, the image pickup device according to Embodiment 6 or 7 includes a first addition value that is an addition value of the step width value and the count value of the base counter, and the start line. A first comparison means for comparing a value and a second addition value that is an addition value of the base counter count value; a third addition value that is an addition value of the line width value and the base counter count value; And a second comparison means for comparing with the maximum value of the count value of the base counter, wherein the reading suspension period setting means indicates that the comparison result of the first comparison means is obtained when the repetition mode is set. The offset value is equal to the count value of the base counter from the horizontal period in which the first addition value is larger and the comparison result of the second comparison means is larger in the third addition value. The period until the horizontal period is set as the reading pause.

このような構成であれば、アドレスカウンタのカウント動作の開始位置となる基準カウンタのカウント値から最大カウント値になるまでのカウント期間内における、複数回の繰り返し読み出し周期の最終端を検出することができるので、繰り返し読み出しの対象領域に対して読み出し処理が1回行われる毎に読出休止期間(ウェイト)を入れる場合と比較して、画素信号の繰り返し読み出しを効率よく行うことができる読出休止期間を設定することができるという効果が得られる。   With such a configuration, it is possible to detect the final end of a plurality of repeated read cycles within the count period from the count value of the reference counter, which is the starting position of the counting operation of the address counter, to the maximum count value. Therefore, compared to the case where a readout pause period (wait) is inserted each time the readout process is performed once on the target area for repeated readout, a readout pause period in which repeated readout of pixel signals can be efficiently performed is provided. The effect that it can be set is obtained.

つまり、画素信号を複数回繰り返し読み出す周期と基準カウンタのカウント周期(フレーム周期)とを同期させるために読出休止期間を設定する際に、情報を読み出すという観点からは各フレーム期間においてできる限り繰り返し読み出しを行う回数が多い方が望ましいので、基準カウンタの最大カウント値を基準として、この値を超えない範囲で各フレーム期間においてぎりぎりまで連続して繰り返し読み出しを行わせる。   In other words, when setting the readout pause period in order to synchronize the cycle in which the pixel signal is repeatedly read a plurality of times and the count cycle (frame cycle) of the reference counter, the readout is repeated as much as possible in each frame period from the viewpoint of reading out information. Since it is desirable that the number of times of performing the above is large, repeated reading is continuously performed until the last minute in each frame period within a range not exceeding this value on the basis of the maximum count value of the reference counter.

〔形態9〕 更に、形態9の撮像素子は、形態6乃至8のいずれか1に記載の撮像素子において、前記ステップ幅値と前記アドレスカウンタのカウント値との加算値である第1加算値と、前記スタートライン値と前記ライン幅値との加算値である第4加算値との大小を比較する第3比較手段と、前記ベースカウンタのカウント値の最大値と前記ライン幅値と前記ベースカウンタのカウント値との加算値である第5加算値と、前記第4加算値との大小を比較する第4比較手段とを備え、前記読出休止期間設定手段は、前記繰り返しモードが設定されているときに、前記第3比較手段の比較結果が前記第1加算値の方が大きくなり、且つ前記第4比較手段の比較結果が前記第5加算値の方が大きくなる水平期間から前記オフセット値と前記ベースカウンタのカウント値とが一致する水平期間までの期間を前記読出休止期間として設定する。   [Mode 9] Further, in the image pickup device according to mode 9, in the image pickup device according to any one of modes 6 to 8, a first addition value that is an addition value of the step width value and the count value of the address counter, A third comparison means for comparing the magnitude of a fourth addition value that is an addition value of the start line value and the line width value; a maximum value of the count value of the base counter; the line width value; and the base counter. And a fourth comparison means for comparing the fourth addition value with the fifth addition value, which is an addition value to the count value, and the read pause period setting means is set to the repeat mode. Sometimes, the comparison result of the third comparison means is greater for the first addition value, and the comparison result of the fourth comparison means is greater than the offset value from a horizontal period in which the fifth addition value is greater. The base Setting the period until the horizontal period count value of the counter and match as the reading pause.

このような構成であれば、現フレームのアドレスカウンタのカウント動作の開始位置となる基準カウンタの値から次のフレームの前記動作の開始位置となる基準カウンタの値となるまでのカウント期間における、複数回の繰り返し読み出し周期の最終端を検出することができるので、繰り返し読み出しの対象領域に対して読み出し処理が1回行われる毎に読出休止期間(ウェイト)を入れる場合と比較して、画素信号の繰り返し読み出しを効率よく行うことができる読出休止期間を設定することができるという効果が得られる。   With such a configuration, a plurality of count periods in the count period from the value of the reference counter that is the start position of the count operation of the address counter of the current frame to the value of the reference counter that is the start position of the operation of the next frame Since the final end of the repeated read cycle can be detected, the pixel signal of the pixel signal is compared with the case where the read pause period (wait) is inserted each time the read process is performed once on the target region of the repeated read. There is an effect that it is possible to set a reading pause period in which repeated reading can be performed efficiently.

つまり、画素信号を複数回繰り返し読み出す周期と基準カウンタのカウント周期(フレーム周期)とを同期させるために読出休止期間を設定する際に、情報を読み出すという観点からは各フレーム期間においてできる限り繰り返し読み出しを行う回数が多い方が望ましいので、アドレスカウンタのカウント動作の開始位置を基準として、現フレーム期間の開始位置から次フレーム期間の開始位置までの期間を超えない範囲でぎりぎりまで連続して繰り返し読み出しを行わせる。
特に、オフセット値が比較的大きな値の場合に、効率のよい繰り返し読み出しを行わせることができる読出休止期間を設定することができる。
In other words, when setting the readout pause period in order to synchronize the cycle in which the pixel signal is repeatedly read a plurality of times and the count cycle (frame cycle) of the reference counter, the readout is repeated as much as possible in each frame period from the viewpoint of reading out information. Since it is desirable that the number of times of performing the above is larger, repeated reading is performed continuously from the start position of the current frame period to the start position of the next frame period with reference to the start position of the address counter count operation. To do.
In particular, when the offset value is a relatively large value, it is possible to set a reading pause period that allows efficient repeated reading.

〔形態10〕 また、上記目的を達成するために、形態10の撮像素子は、受光した光を電荷に変換して蓄積する複数の光電変換素子がマトリックス状に配列された構成の光電変換部を備え、各水平走査期間において、前記光電変換部の前記光電変換素子の形成する複数のラインにおける所定のラインに対して、時分割で複数回の蓄積電荷の非破壊の読出処理及び蓄積電荷のリセット処理を行うことができる撮像素子であって、各フレーム期間において前記画素信号の正規の読出処理を一時的に休止する期間である読出休止期間を設定する読出休止期間設定手段と、前記設定された読出休止期間において、所定のライン位置の光電変換素子から前記画素信号を読み出すダミー読出手段と、を含む。   [Mode 10] In order to achieve the above object, the imaging device according to mode 10 includes a photoelectric conversion unit having a configuration in which a plurality of photoelectric conversion elements that convert received light into charges and store them in a matrix. In each horizontal scanning period, non-destructive readout processing of accumulated charges and reset of accumulated charges are performed in a time-division manner for a predetermined line among a plurality of lines formed by the photoelectric conversion elements of the photoelectric conversion unit. An imaging device capable of performing processing, wherein the readout pause period setting means for setting a readout pause period, which is a period for temporarily stopping regular readout processing of the pixel signal in each frame period, and the set Dummy readout means for reading out the pixel signal from the photoelectric conversion element at a predetermined line position in the readout suspension period.

このような構成であれば、画素信号の正規の読出処理を行う際に、読出休止期間設定手段によって読出休止期間(ウェイト期間)を設定することができる。読出休止期間が設定されると、ダミー読出制御手段によって、設定された読出休止期間において、所定のライン位置の光電変換素子がアクティブにされ、その光電変換素子に対して画素信号の非破壊の読出処理が実行される。この画素信号のデータは、後段の画像形成処理(あるいは、後段における何らかの処理)に不要なダミーデータとなる。従って、このデータは、例えば、後段の処理部には出力しないか、あるいは後段の処理部において破棄などされる。   With such a configuration, the reading pause period (wait period) can be set by the reading pause period setting means when the pixel signal is normally read out. When the readout pause period is set, the photoelectric conversion element at a predetermined line position is activated by the dummy readout control means during the set readout pause period, and non-destructive readout of the pixel signal is performed with respect to the photoelectric conversion element. Processing is executed. The pixel signal data becomes dummy data that is unnecessary for the subsequent image forming process (or any process in the subsequent stage). Therefore, for example, this data is not output to the subsequent processing unit, or is discarded by the subsequent processing unit.

つまり、読出休止期間においても、所定のライン位置の光電変換素子から画素信号の非破壊の読出処理を実行するようにしたので、画素信号の読出処理を行わない期間が発生しないようにすることができる。即ち、各光電変換素子から画素信号を読み出すときに用いる共通線に駆動電圧が印加されない期間を発生させないようにすることができる。これによって、画素信号の伝送路となる共通線に安定して駆動電圧を印加することできるので、不均一な印加電圧が要因の蓄積電荷量の変動などの悪影響を抑えることができるという効果が得られる。   In other words, the non-destructive readout process of the pixel signal is executed from the photoelectric conversion element at the predetermined line position even in the readout pause period, so that a period in which the readout process of the pixel signal is not performed does not occur. it can. That is, it is possible to prevent a period during which the drive voltage is not applied to the common line used when reading the pixel signal from each photoelectric conversion element. As a result, the driving voltage can be stably applied to the common line serving as the transmission path of the pixel signal, so that an adverse effect such as fluctuation of the accumulated charge amount caused by the uneven application voltage can be suppressed. It is done.

〔形態11〕 また、上記目的を達成するために、形態11の撮像素子の駆動方法は、受光した光を電荷に変換して蓄積する複数の光電変換素子がマトリックス状に配列された構成の光電変換部を備え、各水平走査期間において、前記光電変換部の前記光電変換素子の形成する複数のラインにおける所定のラインに対して、時分割で複数回の蓄積電荷量に応じたレベルの画素信号の非破壊読出処理を行うことができる撮像素子の駆動方法であって、各フレーム期間において前記読出処理を休止する期間である読出休止期間を設定する読出休止期間設定ステップと、前記設定された読出休止期間において、所定のライン位置の光電変換素子から前記画素信号を読み出すダミー読出ステップと、を含む。   [Mode 11] In order to achieve the above object, the image sensor driving method according to mode 11 is a photoelectric device having a configuration in which a plurality of photoelectric conversion elements for converting received light into electric charges and storing them are arranged in a matrix. A pixel signal having a level corresponding to a plurality of accumulated charge amounts in a time-division manner with respect to a predetermined line in a plurality of lines formed by the photoelectric conversion element of the photoelectric conversion unit in each horizontal scanning period. A method for driving an image sensor capable of performing non-destructive readout processing, wherein a readout suspension period setting step for setting a readout suspension period, which is a period during which the readout processing is suspended in each frame period, and the set readout And a dummy reading step of reading out the pixel signal from the photoelectric conversion element at a predetermined line position in the pause period.

このような構成であれば、形態10の撮像素子と同等の作用及び効果が得られる。   With such a configuration, operations and effects equivalent to those of the image sensor of aspect 10 can be obtained.

〔第1の実施の形態〕
以下、本発明の第1の実施の形態を図面に基づき説明する。図1〜図5は、本発明に係る撮像素子及び撮像素子の駆動方法の第1の実施の形態を示す図である。
まず、本発明に係る撮像素子の構成を図1に基づき説明する。図1は、本発明に係る撮像素子100の構成を示すブロック図である。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 5 are diagrams showing a first embodiment of an imaging device and a driving method of the imaging device according to the present invention.
First, the configuration of the image sensor according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image sensor 100 according to the present invention.

撮像素子100は、ローリングシャッタ方式によって露光時間を制御する撮像素子であって、図1に示すように、外部システムコントローラ(不図示)との間でデータの送受信を行う通信部10と、システムコントローラからの各種データを記憶するレジスタ11と、各部の動作タイミングを制御するタイミング制御部12と、後述するセンサセルアレイ15における蓄積電荷の読出処理及び蓄積電荷のリセット処理の処理対象となるセンサセルのライン位置を示すアドレスを生成する読出・リセットラインアドレス生成部13と、読出・リセットラインアドレス生成部13からの選択信号及びタイミング制御部12からの制御信号に基づき、選択ラインのセンサセルを駆動する信号を発生する駆動パルス発生器14と、センサセルアレイ15と、選択ラインのセンサセルから読み出した電荷から構成される画像信号データ(アナログデータ)をライン単位で出力する水平転送部16とを含んで構成される。   The image sensor 100 is an image sensor that controls the exposure time by a rolling shutter system, and as shown in FIG. 1, a communication unit 10 that transmits and receives data to and from an external system controller (not shown), and a system controller Register 11 for storing various data from, a timing control unit 12 for controlling the operation timing of each unit, and a sensor cell line position to be processed in a stored cell read-out process and a stored charge reset process in a sensor cell array 15 to be described later A read / reset line address generation unit 13 for generating an address indicating the signal and a signal for driving the sensor cell of the selected line are generated based on the selection signal from the read / reset line address generation unit 13 and the control signal from the timing control unit 12 Driving pulse generator 14 and sensor cell array 1 When configured to include a horizontal transfer portion 16 for outputting an image signal data comprised of read from the sensor cells of the selected line charge (analog data) in units of lines.

通信部10は、システムコントローラ(不図示)から、読出・リセットラインアドレス生成部13におけるアドレスカウンタの動作を制御する制御データなどを受信してレジスタ11に記憶する。
タイミング制御部12は、読出・リセットラインアドレス生成部13、駆動パルス発生器14及び水平転送部16を駆動する駆動信号(ピクセルクロック、水平同期信号、垂直同期信号)を生成し、これらの駆動信号を前記各部に出力する。
The communication unit 10 receives control data for controlling the operation of the address counter in the read / reset line address generation unit 13 from a system controller (not shown) and stores it in the register 11.
The timing control unit 12 generates drive signals (pixel clock, horizontal synchronization signal, vertical synchronization signal) for driving the read / reset line address generation unit 13, the drive pulse generator 14, and the horizontal transfer unit 16, and these drive signals. Is output to each of the above-described units.

駆動パルス発生器14は、読出・リセットラインアドレス生成部13からの選択信号に基づき、該選択信号で選択されるセンサセルに蓄積された電荷を読み出す読出処理及び該センサセルに蓄積された電荷を空にする(リセットする)リセット処理を実行するための駆動パルス信号を生成し、該生成した駆動パルス信号をセンサセルアレイ15に出力する。   Based on the selection signal from the read / reset line address generation unit 13, the drive pulse generator 14 reads out the charge accumulated in the sensor cell selected by the selection signal and empties the charge accumulated in the sensor cell. A drive pulse signal for executing (resetting) a reset process is generated, and the generated drive pulse signal is output to the sensor cell array 15.

センサセルアレイ15は、CMOSを用いて構成された複数のセンサセル(画素)をマトリクス状に配設し、各ライン毎のセンサセルに対して、アドレス線、リセット線及び読出し線が共通に接続され、前記3つの制御線を介して各種駆動パルス信号が各ラインを構成するセンサセルに送信される。そして、アドレス線及び読出し線が有効になると、該読出線を介して蓄積電荷を水平転送部16に転送する構成となっている。   The sensor cell array 15 includes a plurality of sensor cells (pixels) configured using CMOS in a matrix, and address lines, reset lines, and readout lines are commonly connected to the sensor cells for each line. Various drive pulse signals are transmitted to the sensor cells constituting each line via the three control lines. When the address line and the readout line become valid, the accumulated charge is transferred to the horizontal transfer unit 16 through the readout line.

水平転送部16は、センサセルアレイ15の選択ラインの各画素から読み出される画素信号データを、各画素のライン毎にラインメモリ(不図示)に記憶し、該記憶した画素信号データを出力する。ここで、ラインメモリは、後述する読出処理用の選択ラインアドレス生成回路の数だけ有し、各時分割で行われる読出処理毎に別々のラインメモリを用いて画素信号データを出力する。   The horizontal transfer unit 16 stores pixel signal data read from each pixel of the selected line of the sensor cell array 15 in a line memory (not shown) for each pixel line, and outputs the stored pixel signal data. Here, there are as many line memories as there are selection line address generation circuits for readout processing to be described later, and pixel signal data is output using separate line memories for each readout processing performed in each time division.

次に、図2及び図3に基づき、読出・リセットラインアドレス生成部13の内部構成を説明する。
ここで、図2は、読出・リセットラインアドレス生成部13の内部構成を示すブロック図である。また、図3は、時分割セレクタの動作例を示す図である。
読出・リセットラインアドレス生成部13は、図2に示すように、カウンタ更新クロック生成部130と、基準カウンタ131と、選択ラインアドレス生成部132と、アドレスデコード部133とを含んで構成される。
Next, the internal configuration of the read / reset line address generator 13 will be described with reference to FIGS.
Here, FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the read / reset line address generation unit 13. FIG. 3 is a diagram illustrating an operation example of the time division selector.
As shown in FIG. 2, the read / reset line address generation unit 13 includes a counter update clock generation unit 130, a reference counter 131, a selection line address generation unit 132, and an address decoding unit 133.

カウンタ更新クロック生成部130は、タイミング制御部12から入力されるピクセルクロック(CLK)、水平同期信号(HSYNC)に基づき、センサセルアレイ15の1ラインのセンサセルの走査周期となるクロックを生成し、これを基準カウンタ131及び選択ラインアドレス生成部132の各選択ラインアドレス生成回路(後述)に出力する。例えば、タイミング制御部12からの水平同期信号をそのまま出力しても良いし、水平同期信号を内部の動作クロックでサンプリングし直して新規にカウンタ更新クロックを生成し出力しても良い。本実施の形態においては、後者の方法を用いることとする。   Based on the pixel clock (CLK) and horizontal synchronization signal (HSYNC) input from the timing controller 12, the counter update clock generator 130 generates a clock that becomes a scanning cycle of one line of sensor cells in the sensor cell array 15. Are output to each selection line address generation circuit (described later) of the reference counter 131 and the selection line address generation unit 132. For example, the horizontal synchronization signal from the timing control unit 12 may be output as it is, or the horizontal synchronization signal may be resampled with an internal operation clock to newly generate and output a counter update clock. In the present embodiment, the latter method is used.

基準カウンタ131は、カウンタ更新クロック生成部130から入力されるカウンタ更新クロックと、タイミング制御部12から入力されるピクセルクロック及び垂直同期信号(VSYNC)とに基づきカウント動作を実行する。具体的に、基準カウンタ131は、センサセルアレイ15に対する「有効画素ライン数(例えば、16)+帰線画素ライン数(例えば、4)」の範囲(20)を繰り返しカウントする。   The reference counter 131 performs a counting operation based on the counter update clock input from the counter update clock generation unit 130 and the pixel clock and vertical synchronization signal (VSYNC) input from the timing control unit 12. Specifically, the reference counter 131 repeatedly counts the range (20) of “the number of effective pixel lines (for example, 16) + the number of return pixel lines (for example, 4)” for the sensor cell array 15.

選択ラインアドレス生成部132は、1水平走査期間における、蓄積電荷量に応じたレベルの画素信号の読出処理及び蓄積電荷のリセット処理の時分割数と同数の選択ラインアドレス生成回路を有し、レジスタ11に記憶された各種制御データに基づき各選択ラインアドレス生成回路を独立に制御し、処理対象となるライン位置を示すアドレスを生成する。本実施の形態においては、各水平走査期間を4つの期間に均等に時分割する。そのため、選択ラインアドレス生成部132は、選択ラインアドレス生成回路132a〜132dの4つの回路を有した構成となっている。また、これら4つの回路のうち、少なくとも1つがリセット処理用の回路となり、残りが読出処理用の回路となる。   The selection line address generation unit 132 includes the same number of selection line address generation circuits as the number of time divisions in the pixel signal reading process and the stored charge reset process according to the accumulated charge amount in one horizontal scanning period. Each selected line address generation circuit is independently controlled based on the various control data stored in 11, and an address indicating the line position to be processed is generated. In the present embodiment, each horizontal scanning period is equally divided into four periods. Therefore, the selection line address generation unit 132 has a configuration including four circuits, selection line address generation circuits 132a to 132d. Of these four circuits, at least one is a reset processing circuit and the rest is a read processing circuit.

アドレスデコード部133は、時分割セレクタ133aと、アドレスデコード回路133bとを含んで構成される。
時分割セレクタ133aは、選択ラインアドレス生成回路132a〜132dを、時分割に1つずつ選択し、該選択した選択ラインアドレス生成回路で生成されたアドレス(カウント値)を、アドレスデコード回路133bに出力する。
The address decoding unit 133 includes a time division selector 133a and an address decoding circuit 133b.
The time division selector 133a selects the selection line address generation circuits 132a to 132d one by one in time division, and outputs the address (count value) generated by the selected selection line address generation circuit to the address decoding circuit 133b. To do.

具体的に、各水平走査期間における上記4つの期間の各期間において選択する選択ラインアドレス生成回路が予め決定されており、時分割セレクタ133aは、この決定内容に基づき、各期間に対応する選択ラインアドレス生成回路を順次選択する。
例えば、図3に示すように、1水平走査期間を期間A〜Dの4つに時分割した場合に、該時分割してなる分割期間Aで選択ラインアドレス生成回路132aを、分割期間Bで同132bを、分割期間Cで同132cを、分割期間Dで同132dをそれぞれ選択し、該選択した回路の出力値(アドレス)をアドレスデコード回路133bに出力する。従って、1水平走査期間において、4つのアドレスが時分割でアドレスデコード回路133bに順次出力される。
Specifically, the selection line address generation circuit to be selected in each of the four periods in each horizontal scanning period is determined in advance, and the time division selector 133a selects the selection line corresponding to each period based on the determined content. The address generation circuit is sequentially selected.
For example, as shown in FIG. 3, when one horizontal scanning period is time-divided into four periods A to D, the selected line address generation circuit 132a is divided into the divided period B in the divided period A formed by the time division. The same 132b is selected in the divided period C, and the same 132c is selected in the divided period D, and the output value (address) of the selected circuit is output to the address decoding circuit 133b. Accordingly, in one horizontal scanning period, four addresses are sequentially output to the address decoding circuit 133b in a time division manner.

更に、時分割セレクタ133aは、選択ラインアドレス生成回路132a〜132dから選択ラインアドレスを無効にする制御信号が入力された場合は、該当する選択ラインアドレス生成回路からのアドレス値の代わりに、後段の処理では不要となるダミーの画素信号を読み出すための特定のアドレス値をアドレスデコード回路133bに出力する。
この特定のアドレス値は、任意のラインのアドレス値でも良いが、本実施の形態においては、センサセルアレイ15における遮光された領域(OB領域)の特定位置(例えば、ライン番号1)のラインのアドレス値とする。
Further, when a control signal for invalidating the selection line address is input from the selection line address generation circuits 132a to 132d, the time division selector 133a replaces the address value from the corresponding selection line address generation circuit with a subsequent stage. A specific address value for reading out a dummy pixel signal which is unnecessary in the processing is output to the address decoding circuit 133b.
This specific address value may be an address value of an arbitrary line, but in the present embodiment, the address of a line at a specific position (for example, line number 1) in a light-shielded area (OB area) in the sensor cell array 15. Value.

なお、時分割セレクタ133aの切り替えの制御は、外部からの同期信号を用いて制御してもよい。また、図示してはいないが、基準カウンタ131のカウント値をデコードして、時分割セレクタ133aの切り替え制御信号を生成する方が、回路規模は小さく実現できる。
アドレスデコード回路133bは、時分割セレクタ133aからアドレス(カウント値)が入力されると、センサセルアレイ15における該入力されたアドレスの示すライン位置のセンサセルを有効(アクティブ)にする選択信号を、駆動パルス発生器14に出力する。
Note that switching of the time division selector 133a may be controlled using an external synchronization signal. Although not shown, the circuit scale can be reduced by decoding the count value of the reference counter 131 and generating the switching control signal of the time division selector 133a.
When the address (count value) is input from the time division selector 133a, the address decoding circuit 133b generates a selection signal for enabling the sensor cell at the line position indicated by the input address in the sensor cell array 15 as a drive pulse. Output to the generator 14.

次に、図4に基づき、選択ラインアドレス生成回路132aの内部構成を説明する。
ここで、図4は、アップカウントをする場合の選択ラインアドレス生成回路132aの内部構成例を示すブロック図である。
選択ラインアドレス生成回路132aは、図4に示すように、比較回路A1320と、制御部1321と、初期値生成回路1322と、加算回路A1323と、セレクタ回路1324と、アドレスカウンタ1325と、加算回路B1326と、比較回路B1327とを含んで構成される。
Next, the internal configuration of the selected line address generation circuit 132a will be described with reference to FIG.
Here, FIG. 4 is a block diagram showing an internal configuration example of the selected line address generation circuit 132a in the case of up-counting.
As shown in FIG. 4, the selection line address generation circuit 132a includes a comparison circuit A1320, a control unit 1321, an initial value generation circuit 1322, an addition circuit A1323, a selector circuit 1324, an address counter 1325, and an addition circuit B1326. And a comparison circuit B1327.

本実施の形態において、カウンタ更新クロックは、1水平走査期間を1クロックの周期とするクロックであり、アドレスカウンタ1325におけるカウント値の更新は、カウンタ更新クロックの立上がりエッジで行うものとする。従って、カウンタ更新クロックが「High」である期間の規定は必要としない。
ここで、レジスタ11には、アドレスカウンタ1325の制御データとして、各動作モードの設定情報、オフセット値、スタートライン値、ライン幅値、ステップ値、ウェイト値などが記憶される。これらの情報は、ユーザによって、不図示の入力装置や外部装置(システムコントローラなど)を介して選択ラインアドレス生成回路132a〜132dのそれぞれに対して設定されるもので、各選択ラインアドレス生成回路において、アドレスカウンタ1325のカウント動作の制御、ダミー読出処理の制御などの各種制御に用いられる。
In the present embodiment, the counter update clock is a clock having one horizontal scanning period as one clock cycle, and the count value in the address counter 1325 is updated at the rising edge of the counter update clock. Therefore, it is not necessary to define a period during which the counter update clock is “High”.
Here, the register 11 stores setting information, an offset value, a start line value, a line width value, a step value, a wait value, and the like for each operation mode as control data for the address counter 1325. These pieces of information are set by the user for each of the selection line address generation circuits 132a to 132d via an input device (not shown) or an external device (such as a system controller). These are used for various controls such as control of the count operation of the address counter 1325 and control of dummy read processing.

本実施の形態において、上記動作モードとしては、通常モード、繰り返しモード及び初期値加算モードがある。これらの詳細については後述する。
オフセット値は、アドレスカウンタ1325のカウント動作の開始タイミングを決定するために用いられる。
スタートライン値は、アドレスカウンタ1325のカウント値の初期値と、カウントを行うカウント幅(範囲)を設定するための値である。
In the present embodiment, the operation mode includes a normal mode, a repetition mode, and an initial value addition mode. Details of these will be described later.
The offset value is used to determine the start timing of the count operation of the address counter 1325.
The start line value is a value for setting an initial value of the count value of the address counter 1325 and a count width (range) for counting.

ライン幅値は、アドレスカウンタ1325がカウントを行うカウント幅(範囲)を設定するための値である。具体的に、スタートライン値とライン幅値とからカウント幅を設定する。
ステップ値は、アドレスカウンタ1325のカウントアップ時のステップ幅を設定するための値である。
The line width value is a value for setting a count width (range) for the address counter 1325 to count. Specifically, the count width is set from the start line value and the line width value.
The step value is a value for setting the step width when the address counter 1325 counts up.

ウェイト値は、繰り返しモード又は初期値加算モードが設定されているときに、カウントの初期値から最大カウント値までの範囲内で行われるカウント動作を繰り返すときの、各回のカウント動作間にウェイト期間(読出休止期間)を入れるための値である。
比較回路A1320は、レジスタ11から取得したオフセット値と、基準カウンタ131のカウント値とを比較する回路であり、オフセット値とカウント値とが一致したときはこのことを通知する信号を制御部1321に出力する。
When the repeat mode or the initial value addition mode is set, the wait value is a wait period between each count operation when repeating the count operation performed within the range from the initial count value to the maximum count value ( This is a value for inserting a reading suspension period.
The comparison circuit A 1320 is a circuit that compares the offset value acquired from the register 11 with the count value of the reference counter 131. When the offset value and the count value match, a signal that notifies this is sent to the control unit 1321. Output.

制御部1321は、比較回路A1320、比較回路B1327の比較結果などに基づき、初期値生成回路1322、加算回路A1323、セレクタ回路1324の動作を制御することで、アドレスカウンタ1325のカウント動作を制御する。更に、アドレスカウンタ1325のカウント動作に応じて、アドレスデコード部133に対して選択ラインアドレスの有効/無効を制御する制御信号を出力する。   The control unit 1321 controls the count operation of the address counter 1325 by controlling the operations of the initial value generation circuit 1322, the addition circuit A 1323, and the selector circuit 1324 based on the comparison results of the comparison circuit A 1320 and the comparison circuit B 1327, and the like. Further, in response to the counting operation of the address counter 1325, a control signal for controlling the validity / invalidity of the selected line address is output to the address decoding unit 133.

具体的に、読出休止期間や、加算禁止が設定されている期間などにおいて、選択アドレスを無効にする選択ラインアドレス有効/無効制御信号をアドレスデコード部133に出力する。それ以外のときに、選択アドレスを有効にする選択ラインアドレス有効/無効制御信号をアドレスデコード部133に出力する。
初期値生成回路1322は、レジスタ11に記憶されたスタートライン値をセレクタ回路1324に出力し、また、初期値加算モードが設定されているときに、レジスタ11に記憶されたステップ値に基づき初期値を生成する回路である。
Specifically, a selection line address valid / invalid control signal for invalidating the selected address is output to the address decoding unit 133 in a read suspension period or a period in which addition prohibition is set. At other times, a selection line address valid / invalid control signal for validating the selected address is output to the address decoding unit 133.
The initial value generation circuit 1322 outputs the start line value stored in the register 11 to the selector circuit 1324, and also sets the initial value based on the step value stored in the register 11 when the initial value addition mode is set. Is a circuit that generates

加算回路A1323は、アドレスカウンタのカウント値とレジスタ11に記憶されたステップ値とを加算してその加算結果である第1加算値Aを比較回路B1327に出力する回路である。
セレクタ回路1324は、制御部1321からの制御信号に応じて、加算回路Aから入力された第1加算値Aと、初期値生成回路1322から入力された値とのいずれか一方をアドレスカウンタ1325に出力する回路である。
The addition circuit A 1323 is a circuit that adds the count value of the address counter and the step value stored in the register 11 and outputs the first addition value A that is the addition result to the comparison circuit B 1327.
The selector circuit 1324 sends either the first addition value A input from the addition circuit A or the value input from the initial value generation circuit 1322 to the address counter 1325 in response to a control signal from the control unit 1321. It is a circuit to output.

アドレスカウンタ1325は、セレクタ回路1324から入力された値を、選択ラインのアドレスとしてアドレスデコード部133に出力すると共に、加算回路A1323に出力する機能を有している。
加算回路B1326は、レジスタ11に記憶されたスタートライン値とライン幅値とを加算する回路である。
The address counter 1325 has a function of outputting the value input from the selector circuit 1324 to the address decoding unit 133 as an address of the selected line, and outputting to the adder circuit A 1323.
The addition circuit B 1326 is a circuit that adds the start line value and the line width value stored in the register 11.

比較回路B1327は、加算回路A1323の加算結果である第1加算値Aと、加算回路B1326の加算結果である第2加算値Bとを比較し、「第1加算値A≧第2加算値B」となったことを検出して、該検出したことを制御部1321に通知する回路である。
以下、通常モード、繰り返しモード、初期値加算モードにおいて共通の動作を説明する。
The comparison circuit B1327 compares the first addition value A, which is the addition result of the addition circuit A1323, with the second addition value B, which is the addition result of the addition circuit B1326, and compares “first addition value A ≧ second addition value B”. ”Is a circuit that detects the occurrence of the error and notifies the control unit 1321 of the detection.
Hereinafter, common operations in the normal mode, the repetition mode, and the initial value addition mode will be described.

まず、制御部1321は、動作の開始を検出すると、「スタート待ち」の状態となる。この状態において、比較回路A1320から、オフセット値と基準カウンタ131のカウント値とが一致したことを通知する信号が入力されると、初期値生成回路1322に、レジスタ11から取得したスタートライン値をそのままセレクタ回路1324に入力するように指示信号を出力する。   First, when the control unit 1321 detects the start of the operation, the control unit 1321 enters a “wait for start” state. In this state, when a signal notifying that the offset value matches the count value of the reference counter 131 is input from the comparison circuit A 1320, the start line value obtained from the register 11 is directly input to the initial value generation circuit 1322. An instruction signal is output so as to be input to the selector circuit 1324.

初期値生成回路1322は、指示信号が入力されると、レジスタ11から取得したスタートライン値をそのままセレクタ回路1324に出力する。
更に、制御部1321は、初期値生成回路1322からセレクタ回路1324に入力されたスタートライン値がそのままアドレスカウンタ1325に出力されるように、セレクタ回路1324を制御する。具体的に、オフセット値とカウント値とが一致したときに、そのことを通知する信号をセレクタ回路1324に出力する。
When the instruction signal is input, the initial value generation circuit 1322 outputs the start line value acquired from the register 11 to the selector circuit 1324 as it is.
Further, the control unit 1321 controls the selector circuit 1324 so that the start line value input from the initial value generation circuit 1322 to the selector circuit 1324 is output to the address counter 1325 as it is. Specifically, when the offset value and the count value match, a signal notifying that is output to the selector circuit 1324.

これにより、セレクタ回路1324は、初期値生成回路1322から入力されたスタートライン値をアドレスカウンタ1325に出力し、アドレスカウンタ1325において、スタートライン値がカウント値の初期値として設定される。
更に、制御部1321は、アドレスカウンタ1325を更新する(カウントアップさせる)タイミング(カウンタ更新クロックの立上がりエッジ)で、選択ラインアドレスを有効とする制御信号をアドレスデコード部133に出力すると共に、内部の状態を「カウントアップモード」へと変更する。
Thus, the selector circuit 1324 outputs the start line value input from the initial value generation circuit 1322 to the address counter 1325, and the start line value is set as the initial value of the count value in the address counter 1325.
Further, the control unit 1321 outputs a control signal for validating the selected line address to the address decoding unit 133 at the timing of updating (counting up) the address counter 1325 (the rising edge of the counter update clock), Change the state to "count up mode".

アドレスデコード部133における時分割セレクタ133aは、制御部1321から選択ラインアドレスを有効にする選択ラインアドレス有効/無効制御信号を受けたときに、該当する選択ラインアドレス生成回路からのアドレス値をアドレスデコード回路133bに出力する。
アドレスデコード回路133bは、時分割セレクタ133aから入力されたアドレス値に対するデコード処理を行う。デコード処理は、具体的に、入力されたアドレス値の示すライン位置のセンサセルを有効にする選択信号を、駆動パルス発生器14に出力する処理となる。駆動パルス発生器14は、アドレスデコード回路133bからの選択信号に基づき、読出処理又はリセット処理のうち指定された処理に応じた駆動パルス信号をセンサセルアレイ15に出力する。
When the time division selector 133a in the address decoding unit 133 receives a selection line address valid / invalid control signal for validating the selected line address from the control unit 1321, the address decoding unit 133a decodes the address value from the corresponding selection line address generation circuit. Output to the circuit 133b.
The address decoding circuit 133b performs a decoding process on the address value input from the time division selector 133a. Specifically, the decoding process is a process of outputting a selection signal for enabling the sensor cell at the line position indicated by the input address value to the drive pulse generator 14. Based on the selection signal from the address decoding circuit 133b, the driving pulse generator 14 outputs a driving pulse signal corresponding to a designated process in the reading process or the reset process to the sensor cell array 15.

また、内部の状態が「カウントアップモード」へと変更されると、加算回路A1323は、アドレスカウンタ1325からのカウント値に、レジスタ11から取得したステップ値を加算して、該加算結果である第1加算値Aを、セレクタ回路1324及び比較回路B1327にそれぞれ出力する。但し、制御部1321から「加算禁止」の指示がある場合は、アドレスカウンタ1325から入力されたカウント値を、そのままセレクタ回路1324及び比較回路B1327に出力する。   When the internal state is changed to “count-up mode”, the adding circuit A 1323 adds the step value acquired from the register 11 to the count value from the address counter 1325, and the result of the addition is the first value. The 1 addition value A is output to the selector circuit 1324 and the comparison circuit B 1327, respectively. However, when there is an instruction “addition prohibition” from the control unit 1321, the count value input from the address counter 1325 is output to the selector circuit 1324 and the comparison circuit B1327 as it is.

一方、加算回路B1326は、レジスタ11から取得したスタートライン値とライン幅値とを加算し、該加算結果である第2加算値Bを比較回路B1327に入力する。これにより、第2加算値Bは「最大カウント値(最終ラインのアドレス値)+1」となる。
比較回路B1327は、加算回路B1326から入力された第2加算値Bと、加算回路A1323から入力された第1加算値Aとを比較し、「第1加算値A≧第2加算値B」となったときに、制御部1321にこのことを通知する信号を出力する。
制御部1321は、比較回路B1327から上記通知を受けると、レジスタ11に記憶された設定モードに応じた動作を行う。
On the other hand, the addition circuit B 1326 adds the start line value and the line width value acquired from the register 11, and inputs the second addition value B, which is the addition result, to the comparison circuit B 1327. As a result, the second addition value B becomes “maximum count value (last line address value) +1”.
The comparison circuit B1327 compares the second addition value B input from the addition circuit B1326 with the first addition value A input from the addition circuit A1323, and “first addition value A ≧ second addition value B” is satisfied. When this happens, a signal notifying the controller 1321 of this is output.
Upon receiving the above notification from the comparison circuit B 1327, the control unit 1321 performs an operation according to the setting mode stored in the register 11.

次に、通常モードの動作について説明する。
通常モードは、繰り返しモード及び初期値加算モードが設定されていない状態を示し、アドレスカウンタ1325に、基準カウンタ131とオフセット値とが一致する毎に、上記「第1加算値A≧第2加算値B」が検出されるまでのカウントアップ動作を実行させるモードである。
Next, the operation in the normal mode will be described.
The normal mode indicates a state in which neither the repeat mode nor the initial value addition mode is set. Every time the reference counter 131 matches the offset value in the address counter 1325, the above “first addition value A ≧ second addition value”. In this mode, a count-up operation is executed until “B” is detected.

具体的に、制御部1321は、上記「第1加算値A≧第2加算値B」が検出されると、カウンタ更新クロックの立上がりエッジで、再び「スタート待ち」状態に戻ると共に、選択ラインのアドレスを無効とする制御信号をアドレスデコード部133に出力する。
そして、再び、基準カウンタ131とオフセット値とが一致する(比較回路A1320から一致の通知を受ける)と、初期値生成回路1322に、該初期値生成回路1322に入力されたスタートライン値をそのままセレクタ回路1324に入力するように指示信号を出力し、「第1加算値A≧第2加算値B」が検出されるまで、上記同様のカウントアップ動作を実行させる。
Specifically, when the above-mentioned “first addition value A ≧ second addition value B” is detected, the control unit 1321 returns to the “waiting for start” state again at the rising edge of the counter update clock, and the selected line A control signal for invalidating the address is output to the address decoding unit 133.
When the reference counter 131 and the offset value again match (receives a match notification from the comparison circuit A 1320), the initial value generation circuit 1322 directly receives the start line value input to the initial value generation circuit 1322 as a selector. An instruction signal is output so as to be input to the circuit 1324, and a count-up operation similar to the above is executed until “first addition value A ≧ second addition value B” is detected.

次に、繰り返しモードの動作について説明する。
繰り返しモードは、アドレスカウンタ1325に、初期値から最大カウント値までの範囲内における、上記「第1加算値A≧第2加算値B」となるまでのカウントアップ動作を、連続で繰り返し実行させるモードである。
具体的に、繰り返しモードが設定されている場合に、制御部1321は、比較回路B1327から「第1加算値A≧第2加算値B」の通知を受けると、まず、レジスタ11からウェイト値を取得し、ウェイト値の回数だけカウンタ更新クロックのカウントを行い、次に、上記同様に、スタートライン値を初期値生成回路1322及びセレクタ回路1324を介してアドレスカウンタ1325に設定し、該設定した初期値から再びカウント動作を実行させる。
Next, the operation in the repetition mode will be described.
The repeat mode is a mode in which the address counter 1325 continuously repeats the count-up operation until “first addition value A ≧ second addition value B” within the range from the initial value to the maximum count value. It is.
Specifically, when the repeat mode is set, when the control unit 1321 receives a notification of “first addition value A ≧ second addition value B” from the comparison circuit B 1327, first, the control unit 1321 obtains a wait value from the register 11. The counter update clock is counted as many times as the number of wait values, and then the start line value is set in the address counter 1325 via the initial value generation circuit 1322 and the selector circuit 1324 in the same manner as described above. The count operation is executed again from the value.

なお、ウェイト値は、ユーザによって不図示の入力装置などを介して設定する構成としても良いし、ステップ値、スタートライン値、ライン幅値、オフセット値などに基づいて、例えば、制御部1321などにおいて演算処理を行い、適切な値に自動的に設定するようにしてもよい。ここで、適切な値とは、繰り返しの周期と、基準カウンタ131のカウント周期とが同期するような値である。   The weight value may be set by the user via an input device (not shown) or the like, or based on the step value, the start line value, the line width value, the offset value, etc., for example, in the control unit 1321 or the like. An arithmetic process may be performed to automatically set an appropriate value. Here, the appropriate value is a value such that the repetition cycle and the count cycle of the reference counter 131 are synchronized.

制御部1321は、ウェイト動作を開始すると同時に、選択ラインのアドレスを無効とする選択ラインアドレス有効/無効制御信号をアドレスデコード部133に出力する。なお、ウェイト値が「0」である場合は、ウェイト動作は省かれて、初期値の設定が行われる。
アドレスデコード部133における時分割セレクタ133aは、制御部1321から選択ラインアドレスを無効にする制御信号を受けると、OB領域の特定のラインのアドレス値をアドレスデコード回路133bに出力する。
The control unit 1321 outputs a selection line address valid / invalid control signal that invalidates the address of the selected line to the address decoding unit 133 simultaneously with starting the wait operation. When the wait value is “0”, the wait operation is omitted and the initial value is set.
When receiving the control signal for invalidating the selected line address from the control unit 1321, the time division selector 133a in the address decoding unit 133 outputs the address value of a specific line in the OB area to the address decoding circuit 133b.

アドレスデコード回路133bは、時分割セレクタ133aからOB領域の特定のラインのアドレス値が入力されると、該入力されたアドレス値に対応するラインをアクティブにする制御信号を駆動パルス発生器14に出力する。
一方、駆動パルス発生器14は、OB領域の特定のラインをアクティブにする制御信号がアドレスデコード回路133bから入力されると、OB領域の特定のラインをアクティブにすると共に、該ラインのセンサセルから画素信号の読み出しを行う駆動パルス信号を生成して、該生成した駆動パルス信号をセンサセルアレイ15に供給する。
When the address value of a specific line in the OB area is input from the time division selector 133a, the address decode circuit 133b outputs a control signal for activating the line corresponding to the input address value to the drive pulse generator 14. To do.
On the other hand, when a control signal for activating a specific line in the OB area is input from the address decode circuit 133b, the drive pulse generator 14 activates the specific line in the OB area and also outputs a pixel from the sensor cell of the line. A drive pulse signal for reading the signal is generated, and the generated drive pulse signal is supplied to the sensor cell array 15.

これにより、ウェイト値の回数だけカウンタ更新クロックのカウントが行われる期間では、OB領域の特定のラインから画素信号が読み出される。
また、繰り返しモードが設定されている場合に、制御部1321は、比較回路A1320からの、オフセット値と基準カウンタ131のカウント値との一致が検出されたことを示す通知を最初の1回目だけ受け付け、以降の通知は無効とする。
As a result, during the period in which the counter update clock is counted as many times as the number of wait values, the pixel signal is read from a specific line in the OB area.
In addition, when the repeat mode is set, the control unit 1321 receives a notification from the comparison circuit A 1320 indicating that a match between the offset value and the count value of the reference counter 131 is detected only for the first time. Subsequent notifications are invalid.

次に、初期値加算モードの動作について説明する。
初期値加算モードは、ステップ幅の値が「2」以上のときに、アドレスカウンタ1325に、繰り返しカウント動作を行わせると共に、ステップ幅の値と繰り返し回数とが一致するまで、上記比較回路Bの比較結果が「第1加算値A≧第2加算値B」となるまでのカウントアップ動作が行われる毎に、現在のアドレスカウンタ1325の初期値に「1」を加算し、該加算後の値を新たな初期値として次のカウント動作を行わせるモードである。
Next, the operation in the initial value addition mode will be described.
In the initial value addition mode, when the value of the step width is “2” or more, the address counter 1325 is caused to repeatedly perform the counting operation, and the comparison circuit B is operated until the value of the step width matches the number of repetitions. Each time a count-up operation is performed until the comparison result becomes “first addition value A ≧ second addition value B”, “1” is added to the initial value of the current address counter 1325, and the value after the addition This is a mode in which the next counting operation is performed using as a new initial value.

具体的に、初期値加算モードが設定されている場合に、制御部1321は、比較回路B1327から「第1加算値A≧第2加算値B」の通知を受けると、まず、レジスタ11からウェイト値を取得し、該ウェイト値の回数だけカウンタ更新クロックのカウントを行い、次に、初期値生成回路1322に、初期値の加算処理を実行させる指示信号を出力する。   Specifically, when the initial value addition mode is set, when the control unit 1321 receives a notification of “first addition value A ≧ second addition value B” from the comparison circuit B 1327, the control unit 1321 first waits from the register 11. A value is acquired, the counter update clock is counted for the number of times of the wait value, and then an instruction signal for causing the initial value generation circuit 1322 to execute an initial value addition process is output.

初期値生成回路1322は、制御部1321から上記指示信号が入力されると、現在の初期値に「1」を加算し、該加算結果を新たな初期値として、セレクタ回路1324に出力する。
更に、制御部1321は、初期値生成回路1322からセレクタ回路1324に入力された新たな初期値がそのままアドレスカウンタ1325に出力されるように、セレクタ回路1324を制御する。
When the instruction signal is input from the control unit 1321, the initial value generation circuit 1322 adds “1” to the current initial value, and outputs the addition result to the selector circuit 1324 as a new initial value.
Further, the control unit 1321 controls the selector circuit 1324 so that a new initial value input from the initial value generation circuit 1322 to the selector circuit 1324 is output to the address counter 1325 as it is.

これにより、セレクタ回路1324は、初期値生成回路1322から入力された新たな初期値をアドレスカウンタ1325に出力し、アドレスカウンタ1325において、新たな初期値がカウント値の初期値として設定される。
上記ウェイト動作、初期値の加算動作は、ステップ幅の値と同じ回数だけ繰り返し実行される。そして、繰り返し回数値がステップ幅の値と同じ値になったときに、制御部1321は、加算後の初期値を、加算前の最初の初期値に戻し、該初期値から再び上記同様のカウント動作及び初期値の加算動作を実行する。例えば、ステップ幅が「4」で、加算前の最初の初期値が「1」の場合は、最初の初期値「1」、及び該初期値を1ずつ増加させた新たな初期値「2」、「3」、「4」からのカウント動作を順に行い、しかる後、4回目のカウント動作における初期値「4」を、最初の初期値「1」へと戻し、再び同様のカウント動作を繰り返す。
Thus, the selector circuit 1324 outputs the new initial value input from the initial value generation circuit 1322 to the address counter 1325, and the new initial value is set as the initial value of the count value in the address counter 1325.
The wait operation and the initial value addition operation are repeatedly executed as many times as the step width value. When the repetition count value becomes the same value as the step width value, the control unit 1321 returns the initial value after the addition to the initial initial value before the addition, and again counts the same as the above from the initial value. The operation and the initial value addition operation are executed. For example, when the step width is “4” and the initial initial value before addition is “1”, the initial initial value “1” and a new initial value “2” obtained by incrementing the initial value by one. , “3” and “4” are sequentially counted, and then the initial value “4” in the fourth count operation is returned to the initial initial value “1”, and the same counting operation is repeated again. .

なお、ダウンカウントする場合には、ステップ値、ライン幅値をそれぞれ減算する処理に変更する。加算回路B1326の処理は具体的には『スタートライン値−ライン幅値』となる。ダウンカウントなので、比較回路B1327の演算を『第1加算値A≦第2加算値B)と変更し、初期値生成回路1322では、『スタートライン値』を初期値とする。比較回路A1320が一致を検出し、制御部1321に通知後、制御部1321はダウンカウントモードに移行する。その他の動作は基本的にはアップカウントと同様である。
また、選択ラインアドレス生成回路132b〜132dについても、上記選択ラインアドレス生成回路132aと同様の構成となるので説明を省略する。
In addition, when down-counting, it changes to the process which subtracts a step value and a line width value, respectively. Specifically, the processing of the adder circuit B 1326 is “start line value−line width value”. Since it is a down count, the operation of the comparison circuit B 1327 is changed to “first addition value A ≦ second addition value B”, and the initial value generation circuit 1322 sets “start line value” as an initial value. After the comparison circuit A 1320 detects the coincidence and notifies the control unit 1321, the control unit 1321 shifts to the down-count mode. Other operations are basically the same as the up-count.
Further, the selection line address generation circuits 132b to 132d have the same configuration as the selection line address generation circuit 132a, and thus description thereof is omitted.

次に、図5に基づき、本実施の形態のより具体的な動作を説明する。
ここで、図5(a)は、画素のライン構成の一例を示す図であり、(b)は、制御データの一例を示す図であり、(c)は、各カウンタの出力値の一例を示す図である。
Next, a more specific operation of the present embodiment will be described based on FIG.
Here, FIG. 5A is a diagram illustrating an example of a pixel line configuration, FIG. 5B is a diagram illustrating an example of control data, and FIG. 5C is an example of an output value of each counter. FIG.

ここでは、選択ラインアドレス生成回路132aをリセット処理用として用い、選択ラインアドレス生成回路132b〜132dを読出処理用として用いる。
更に、図5(a)に示すように、有効画素ラインをライン番号1〜ライン番号20とし、そのうちOB領域の画素ラインをライン番号1〜2及び19〜20とする。更に、有効画素ラインのうち、ライン番号4〜6を高速読み出し対象画素ラインとし、ライン番号1〜20を通常読み出し対象画素ラインとする。なお、基準カウンタ131は、「0」〜「19」の範囲のカウント動作をステップ幅「1」で繰り返し行うように制御される。
Here, the selection line address generation circuit 132a is used for reset processing, and the selection line address generation circuits 132b to 132d are used for read processing.
Further, as shown in FIG. 5A, the effective pixel lines are line numbers 1 to 20, and the pixel lines in the OB area are line numbers 1 to 2 and 19 to 20. Further, among the effective pixel lines, the line numbers 4 to 6 are the high-speed read target pixel lines, and the line numbers 1 to 20 are the normal read target pixel lines. The reference counter 131 is controlled so as to repeatedly perform the counting operation in the range of “0” to “19” with the step width “1”.

まず、システムコントローラから、撮像素子100に対して、制御データが送信され、該制御データが通信部10を介してレジスタ11に記憶される。
制御データは、図5(b)に示すように、オフセット値(図5(b)中のオフセット)が、選択ラインアドレス生成回路132aに対して「0」、同回路132bに対して「3」、同回路132cに対して「19」、同回路132dに対して「7」がそれぞれ設定(記憶)されている。また、スタートライン値(図5(b)中の初期値)は、選択ラインアドレス生成回路132a〜132cに対して「1」が設定され、選択ラインアドレス生成回路132dに対して「4」が設定されている。また、ライン幅値(図5(b)中の幅)は、選択ラインアドレス生成回路132a〜132cに対して「20」が設定され、選択ラインアドレス生成回路132dに対して「3」が設定されている。また、ステップ値(図5(b)中のステップ)は、選択ラインアドレス生成回路132a〜132dに対して「1」が設定され、ウェイト値(図5(b)中のwait)は、選択ラインアドレス生成回路132dに対して「1」が設定されている。また、選択ラインアドレス生成回路132dに対して繰り返しモードが設定され、残りの回路に対しては通常モードが設定されている。以下、同じ回路構成の選択ラインアドレス生成回路132a〜132dを各々区別するため、選択ラインアドレス生成回路132a〜132dの各構成要素1320〜1327に対して各符号の後にそれぞれa〜dを付して説明する。
First, control data is transmitted from the system controller to the image sensor 100, and the control data is stored in the register 11 via the communication unit 10.
As shown in FIG. 5B, the control data has an offset value (offset in FIG. 5B) of “0” for the selected line address generation circuit 132a and “3” for the circuit 132b. "19" is set (stored) for the circuit 132c and "7" is set for the circuit 132d. The start line value (initial value in FIG. 5B) is set to “1” for the selected line address generation circuits 132a to 132c, and “4” is set to the selected line address generation circuit 132d. Has been. The line width value (width in FIG. 5B) is set to “20” for the selected line address generation circuits 132a to 132c and “3” is set to the selected line address generation circuit 132d. ing. The step value (step in FIG. 5B) is set to “1” for the selected line address generation circuits 132a to 132d, and the wait value (wait in FIG. 5B) is the selected line. “1” is set for the address generation circuit 132d. The repeat mode is set for the selected line address generation circuit 132d, and the normal mode is set for the remaining circuits. Hereinafter, in order to distinguish the selection line address generation circuits 132a to 132d having the same circuit configuration, the components 1320 to 1327 of the selection line address generation circuits 132a to 132d are denoted by a to d after the respective symbols. explain.

システムコントローラから動作開始の指示を受けると、読出・リセットラインアドレス生成部13の各選択ラインアドレス生成回路132a〜132dがスタート待ち状態へと移行する。
そして、図5(c)に示すように、基準カウンタ131(図中BC)がカウント動作を開始し、そのカウント値が「0」になると、選択ラインアドレス生成回路132aのオフセット値「0」と一致するため、スタートライン値「1」がアドレスカウンタ1325aに初期値として設定される。そして、選択ラインアドレス生成回路132aのステップ幅は「1」であるため、初期値「1」からカウント幅値(最大カウント値)「20」まで1ずつカウントアップしていく(図5(c)中のCLS)。ここで、基準カウンタ131の更新タイミングと、各アドレスカウンタの更新タイミングとは同じとなっている。
When receiving an operation start instruction from the system controller, each of the selected line address generation circuits 132a to 132d of the read / reset line address generation unit 13 shifts to a start waiting state.
Then, as shown in FIG. 5C, when the reference counter 131 (BC in the figure) starts the count operation and the count value becomes “0”, the offset value “0” of the selected line address generation circuit 132a is set. Since they match, the start line value “1” is set as an initial value in the address counter 1325a. Since the step width of the selected line address generation circuit 132a is “1”, the count is incremented by one from the initial value “1” to the count width value (maximum count value) “20” (FIG. 5C). CLS in the middle). Here, the update timing of the reference counter 131 is the same as the update timing of each address counter.

一方、基準カウンタ131が、カウンタ更新クロックに応じて1ずつカウントアップしていき、そのカウント値が「3」になると、選択ラインアドレス生成回路132bのオフセット値「3」と一致するため、スタートライン値「1」がアドレスカウンタ1325bに初期値として設定される。選択ラインアドレス生成回路132bのステップ幅は「1」であるため、アドレスカウンタ1325bは、初期値「1」からカウント幅値(最大カウント値)「20」まで1ずつカウントアップしていく(図5(c)中のLOAD1)。   On the other hand, the reference counter 131 counts up one by one in accordance with the counter update clock, and when the count value becomes “3”, it matches the offset value “3” of the selected line address generation circuit 132b. The value “1” is set as an initial value in the address counter 1325b. Since the step width of the selected line address generation circuit 132b is “1”, the address counter 1325b counts up one by one from the initial value “1” to the count width value (maximum count value) “20” (FIG. 5). (LOAD) in (c)).

また、基準カウンタ131が、カウンタ更新クロックに応じて1ずつカウントアップしていき、そのカウント値が「7」になると、選択ラインアドレス生成回路132dのオフセット値「7」と一致するため、スタートライン値「4」がアドレスカウンタ1325dに初期値として設定される。選択ラインアドレス生成回路132dのステップ幅は「1」であるため、アドレスカウンタ1325dは、初期値「4」からカウント幅値(最大カウント値)「6」まで1ずつカウントアップしていく。   The reference counter 131 counts up one by one in accordance with the counter update clock, and when the count value becomes “7”, it matches the offset value “7” of the selected line address generation circuit 132d. The value “4” is set as an initial value in the address counter 1325d. Since the step width of the selected line address generation circuit 132d is “1”, the address counter 1325d counts up from the initial value “4” to the count width value (maximum count value) “6” by one.

このカウントアップ動作が行われている一方で、加算回路A1323dでは、アドレスカウンタ1325dのカウント値とステップ値とが加算され、この加算結果である第1加算値Aが比較回路B1327dに出力される。更に、加算回路B1326dでは、「スタートライン値=4」と「ライン幅値=3」とが加算され、この加算結果である第2加算値B(「7」)が比較回路B1327dに出力される。   While the count-up operation is being performed, the adder A1323d adds the count value of the address counter 1325d and the step value, and outputs the first addition value A that is the addition result to the comparator B1327d. Further, in the adding circuit B 1326d, “start line value = 4” and “line width value = 3” are added, and a second addition value B (“7”) as a result of the addition is output to the comparing circuit B 1327d. .

比較回路B1327dでは、加算回路B1326dの加算結果「7」(第2加算値B)と加算回路A1323dの加算結果(第1加算値A)とを比較し、「第1加算値A≧第2加算値B」を検出すると、そのことを通知する信号を制御部1321dに出力する。つまり、アドレスカウンタ1325dのカウント値が「6」になった時点で、加算回路A1323dの第1加算値Aが「7」となるので、これにより「7≧第2加算値B(=7)」となり条件を満足するのでこれを検出し、通知信号を制御部1321dに通知する。   In the comparison circuit B1327d, the addition result “7” (second addition value B) of the addition circuit B1326d is compared with the addition result (first addition value A) of the addition circuit A1323d, and “first addition value A ≧ second addition” is compared. When the “value B” is detected, a signal notifying that is output to the control unit 1321d. That is, when the count value of the address counter 1325d becomes “6”, the first addition value A of the addition circuit A1323d becomes “7”, and thus “7 ≧ second addition value B (= 7)”. Since the condition is satisfied, this is detected and a notification signal is notified to the control unit 1321d.

制御部1321dは、繰り返しモードが設定されているため、上記通知を受けると、カウンタ更新クロックの立上がりエッジのタイミングでレジスタ11に記憶されたウェイト値を参照し、ここでは、「ウェイト値=1」となっているので、直ちにアドレスデコード部133に選択ラインアドレスの無効を示す選択アドレス有効/無効制御信号(Lレベルの信号)を出力する。   Since the repeat mode is set, the control unit 1321d refers to the wait value stored in the register 11 at the timing of the rising edge of the counter update clock when receiving the above notification. Here, “wait value = 1” Therefore, a selected address valid / invalid control signal (L level signal) indicating invalidity of the selected line address is immediately output to the address decoding unit 133.

アドレスデコード部133は、制御部1321dから選択ラインアドレスの無効を示す選択ラインアドレス有効/無効制御信号が入力されると、時分割セレクタ133aにおいて、アドレスカウンタ1325dからのアドレス値の代わりに、OB領域のラインのアドレス(ここでは「ライン番号1のアドレス」)を、アドレスデコード回路133bに出力する。   When the selection line address valid / invalid control signal indicating invalidity of the selected line address is input from the control unit 1321d, the address decoding unit 133 receives the OB area instead of the address value from the address counter 1325d in the time division selector 133a. The address of the line (here, “address of line number 1”) is output to the address decoding circuit 133b.

アドレスデコード回路133bは、ライン番号「1」のアドレス値が入力されると、該アドレス値をアクティブにする制御信号を、駆動パルス発生器14に出力する。
駆動パルス発生器14は、アドレスデコード回路133bからライン番号「1」のアドレス値のラインをアクティブにする制御信号が入力されると、該当するライン位置のラインをアクティブにすると共に、該ラインのセンサセルから画素信号の読み出しを行う駆動パルス信号を生成して、該生成した駆動パルス信号をセンサセルアレイ15に供給する。
When the address value of the line number “1” is input, the address decoding circuit 133 b outputs a control signal that activates the address value to the drive pulse generator 14.
When the control signal for activating the line having the address value of the line number “1” is input from the address decoding circuit 133b, the drive pulse generator 14 activates the line at the corresponding line position, and the sensor cell of the line. A drive pulse signal for reading out the pixel signal is generated from the signal, and the generated drive pulse signal is supplied to the sensor cell array 15.

これにより、カウンタ更新クロック1クロック分の期間における分割期間Dにおいて、OB領域のライン番号1のラインから読み出し線を介して画素信号が読み出される(水平転送部16に転送される)。
また、ウェイト値は「1」であるため、引き続き、次のカウンタ更新クロックの立上がりエッジのタイミングで、初期値生成回路1322d及びセレクタ回路1324dを制御して、スタートライン値「1」をアドレスカウンタ1325dに設定する。これと同時に、アドレスデコード部133に選択ラインアドレスの有効を示す制御信号を出力する。
As a result, in the divided period D in the period corresponding to one counter update clock, the pixel signal is read from the line of line number 1 in the OB area via the readout line (transferred to the horizontal transfer unit 16).
Further, since the wait value is “1”, the initial value generation circuit 1322d and the selector circuit 1324d are controlled at the timing of the rising edge of the next counter update clock, and the start line value “1” is changed to the address counter 1325d. Set to. At the same time, a control signal indicating the validity of the selected line address is output to the address decoding unit 133.

上記の処理を繰り返し行うことで、アドレスカウンタ1325dの出力値は、「4→5→6→7→4→5→6→7→・・・」とカウント動作を連続で繰り返す。但し、カウント値「7」のときは読出休止期間となり、この期間では、カウント値「1」のアドレス(OB領域)のラインから画素信号の読み出しが行われる(図5(c)中のLOAD3)。
図5(c)の網掛け部分は読出休止期間であり、この期間において画素信号の読出処理をしない場合は、非選択ラインが露光による蓄積電荷に影響を与える為、ライン毎で、蓄積電荷量が変わり、画質低下を引き起こす恐れがある。それに対して、本実施の形態では、読出休止期間においても、OB領域のラインを選択し、該選択ラインからの画素信号の読み出しを行うことで、正規の読出処理が行われる期間では必ずどれかのラインが選択され、共通の読み出し線に読み出しの為の駆動電圧が印加されることになり蓄積電荷量の不均一などの画質低下の要因が発生するのを防ぐことができる。
By repeating the above processing, the output value of the address counter 1325d repeats the counting operation continuously as “4 → 5 → 6 → 7 → 4 → 5 → 6 → 7 →. However, when the count value is “7”, it is a readout suspension period, and during this period, the pixel signal is read from the line of the address (OB area) of the count value “1” (LOAD 3 in FIG. 5C). .
The shaded portion in FIG. 5C is a readout suspension period. When no pixel signal readout processing is performed during this period, the non-selected line affects the accumulated charge due to exposure. May change and cause image quality degradation. On the other hand, in the present embodiment, even during the readout pause period, any line in the regular readout process is always selected by selecting a line in the OB region and reading out the pixel signal from the selected line. Thus, the driving voltage for reading is applied to the common reading line, and it is possible to prevent the occurrence of a factor of image quality degradation such as non-uniformity in the amount of accumulated charge.

一方、基準カウンタ131が、カウンタ更新クロックに応じて1ずつカウントアップしていき、そのカウント値が「19」になると、選択ラインアドレス生成回路132cのオフセット値「19」と一致するため、スタートライン値「1」がアドレスカウンタ1325cに初期値として設定される。選択ラインアドレス生成回路132cのステップ幅は「1」であるため、アドレスカウンタ1325cは、初期値「1」からカウント幅値(最大カウント値)「20」まで1ずつカウントアップしていく(図5(c)中のLOAD2)。   On the other hand, the reference counter 131 counts up one by one in accordance with the counter update clock, and when the count value reaches “19”, it matches the offset value “19” of the selected line address generation circuit 132c. The value “1” is set as an initial value in the address counter 1325c. Since the step width of the selected line address generation circuit 132c is “1”, the address counter 1325c counts up one by one from the initial value “1” to the count width value (maximum count value) “20” (FIG. 5). (C) in LOAD2).

以上、本実施の形態の撮像素子100は、選択ラインアドレス生成回路を、画素信号の読み出し処理及びリセット処理の時分割数分設け、それぞれの動作を独立で制御できる構成としたので、センサセルアレイ15の一部のセンサセルから高速で繰り返し電荷を読み出したり、任意の行数を飛び越しながら電荷を読み出したり、インターレース読み出しを行わせたりなど様々な読出処理を実行させることができる。   As described above, the image sensor 100 according to the present embodiment has a configuration in which the selection line address generation circuit is provided for the number of time divisions of the pixel signal readout process and the reset process, and each operation can be controlled independently. Various readout processes such as reading out charges repeatedly from a part of the sensor cells at high speed, reading out charges while skipping an arbitrary number of rows, and performing interlaced reading can be performed.

更に、各選択ラインアドレス生成回路を独立に制御できるので、一部の選択ラインアドレス生成回路だけを停止、設定変更、稼動を行うことができ、これにより、通常の露光画像を出力し続けながら、状況に応じた撮像画像を切り替えて出力することも実現できる。
また、読出処理用のアドレスカウンタと、リセット処理用のアドレスカウンタとをそれぞれ独立に制御することができるので、読み出しのタイミングとリセットのタイミングとを正確に制御することができる。
Furthermore, since each selected line address generation circuit can be controlled independently, only a part of the selected line address generation circuits can be stopped, changed in settings, and operated. It is also possible to switch and output captured images according to the situation.
In addition, since the address counter for read processing and the address counter for reset processing can be controlled independently, the read timing and reset timing can be accurately controlled.

また、複数の選択ラインアドレス生成回路(132a〜132d)の出力値を、時分割セレクタ133aによって時分割で選択し、該選択した出力値を1つのアドレスデコード回路133bに出力する構成としたので、回路構成をシンプルにすることができる。
更に、本実施の形態の撮像素子100は、センサセルアレイ15の一部のセンサセルのラインに対して、高速で繰り返し画素信号の読み出しを行うにあたって、その周期と基準カウンタのカウント周期とを同期させるためのウェイト値を設定することができる。そして、設定されたウェイト値に基づき、一部のラインが読み出される毎にウェイト値に対応する読出休止期間を挿入することができる。従って、ウェイト値を設定することで、繰り返し読み出しの周期と基準カウンタの周期とを簡易に同期させることができる。
Further, since the output values of the plurality of selection line address generation circuits (132a to 132d) are selected by time division by the time division selector 133a, and the selected output values are output to one address decoding circuit 133b. The circuit configuration can be simplified.
Furthermore, the imaging device 100 of the present embodiment synchronizes the cycle with the count cycle of the reference counter when repeatedly reading out pixel signals at a high speed with respect to some sensor cell lines of the sensor cell array 15. Can be set. Then, based on the set weight value, a reading suspension period corresponding to the weight value can be inserted every time some lines are read. Therefore, by setting the wait value, it is possible to easily synchronize the cycle of repeated reading and the cycle of the reference counter.

更に、本実施の形態の撮像素子100は、読出休止期間において、所定のライン(上記実施の形態ではOB領域のライン)から画素信号の読み出しを行うことができるので、読み出し線への安定した駆動電圧の印加をしつつ、読出休止期間を挟んだ画素信号の繰り返し読み出し処理を行うことができる。
上記第1の実施の形態において、センサセルアレイ15は、形態1、2、10及び11のいずれか1に記載の光電変換部に対応し、センサセルは、形態1、2、10及び11のいずれか1に記載の光電変換素子に対応する。
Furthermore, since the image sensor 100 of this embodiment can read pixel signals from a predetermined line (in the above embodiment, a line in the OB region) during the readout pause period, stable driving to the readout line is possible. While applying a voltage, it is possible to repeatedly read out pixel signals with a reading pause period in between.
In the said 1st Embodiment, the sensor cell array 15 respond | corresponds to the photoelectric conversion part of any one of form 1, 2, 10 and 11, and a sensor cell is either of form 1, 2, 10 and 11. 1 corresponds to the photoelectric conversion element described in 1.

また、上記第1の実施の形態において、読出・リセットラインアドレス生成部13は、形態1又は3に記載のアドレス生成手段に対応し、制御データは、形態2、3、4、5、6、7及び10のいずれか1に記載の制御情報に対応し、比較回路A1320、制御部1321、加算回路B1326及び比較回路B1327は、形態3乃至7のいずれか1に記載の動作制御部に対応し、初期値生成回路1322、加算回路A1323、セレクタ回路1324及びアドレスカウンタ1325は、形態3乃至7のいずれか1に記載のアドレスカウンタに対応し、時分割セレクタ133aは、形態3に記載の選択部に対応し、アドレスデコード回路133bは、形態1、3及び7のいずれか1に記載のアドレスデコード手段に対応し、基準カウンタ131は、形態4に記載の基準カウンタに対応する。   In the first embodiment, the read / reset line address generator 13 corresponds to the address generator described in the first or third aspect, and the control data includes the second, third, fourth, fifth, sixth, 7 corresponds to the control information described in any one of 7 and 10, and the comparison circuit A 1320, the control unit 1321, the addition circuit B 1326, and the comparison circuit B 1327 correspond to the operation control unit described in any one of the forms 3 to 7. , The initial value generation circuit 1322, the addition circuit A 1323, the selector circuit 1324, and the address counter 1325 correspond to the address counter described in any one of the forms 3 to 7, and the time division selector 133a includes the selection unit described in the form 3. The address decoding circuit 133b corresponds to the address decoding means described in any one of the forms 1, 3, and 7, and the reference counter 13 Corresponds to the reference counter according to Embodiment 4.

また、上記第1の実施の形態において、レジスタ11へのウェイト値の設定及び制御部1321におけるウェイト値に応じた読出休止期間の設定処理は、形態1、7及び10のいずれか1に記載の読出休止期間設定手段又は形態11に記載の読出休止期間設定ステップに対応し、制御部1321からの選択ラインのアドレスを無効にする選択ラインアドレス有効/無効制御信号の時分割セレクタ133aへの出力処理、時分割セレクタ133aにおける無効な選択ラインアドレス有効/無効制御信号に応じて特定のライン(OB領域のライン)のアドレス値を、アドレスデコード回路133bに出力する処理、及び駆動パルス発生器14に特定のラインをアクティブにさせると共に、該アクティブにしたラインから画素信号を読み出す駆動パルスを発生させる処理は、形態8に記載のダミー読出制御手段、形態10に記載のダミー読出手段又は形態11に記載のダミー読出ステップに対応する。   Further, in the first embodiment, the setting of the wait value in the register 11 and the setting process of the reading suspension period according to the wait value in the control unit 1321 are described in any one of the first, seventh, and tenth embodiments. Corresponding to the read pause period setting means or the read pause period setting step described in the eleventh mode, the process of outputting the selection line address valid / invalid control signal for invalidating the address of the selected line from the control unit 1321 to the time division selector 133a. A process for outputting an address value of a specific line (an OB area line) to the address decoding circuit 133b in response to an invalid selection line address valid / invalid control signal in the time division selector 133a, and a specification for the drive pulse generator 14 The drive line that activates the active line and reads out the pixel signal from the activated line. Processing for generating a scan, the dummy read control means according to Embodiment 8, corresponding to the dummy reading step according to the dummy read means or form 11 according to Embodiment 10.

〔第2の実施の形態〕
次に、本発明の第2の実施の形態を図面に基づき説明する。図6〜図7は、本発明に係る撮像素子及び撮像素子の駆動方法の第2の実施の形態を示す図である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 6 to 7 are diagrams showing a second embodiment of the imaging device and the driving method of the imaging device according to the present invention.

上記第1の実施の形態では、繰り返しモードが設定されているときに、センサセルアレイ15における一部の領域のラインからの画素信号の読み出しが終了する毎に、ウェイト値に応じた読出休止期間を挿入し、この期間において、ダミーの画素信号の読み出しを行うようにした。これに対して、本実施の形態は、各フレームにおける繰り返し読出中は読出休止期間を挟まずに連続して画素信号の読み出しを行うようにし、連続して読み出しを行ったときの基準カウンタの最大カウント値(フレーム期間の終端位置)に対する繰り返し読出の最大終端位置を検出して、その終端位置から次のフレームのオフセット値までの期間をウェイト期間として設定するようにした。   In the first embodiment, when the repetitive mode is set, the reading pause period corresponding to the wait value is set every time reading of the pixel signal from the line of a part of the region in the sensor cell array 15 is completed. In this period, dummy pixel signals are read out. In contrast, in the present embodiment, during repeated reading in each frame, pixel signals are read continuously without a reading pause period, and the maximum of the reference counter when the reading is performed continuously is performed. The maximum end position of repeated reading with respect to the count value (end position of the frame period) is detected, and the period from the end position to the offset value of the next frame is set as the wait period.

例えば、4〜6ラインの3ラインに対して繰り返し読出を行う場合に、各フレーム期間において、「4→5→6」→「4→5→6」→「4→5→6」→「4→5→6」→「4→5→6」→4・・・と、部分領域である「4→5→6」の3ラインを繰り返し読み出すことになる。この場合に、最大終端位置は、基準カウンタのオフセット値からカウンタの最大値(センサセルアレイ15の最大ライン数に対応)までの期間内で繰り返し行うことができる、上記部分領域の全領域に対する読み出しの最大繰り返し回数時の終端位置となる。   For example, when reading is repeated for 3 lines of 4 to 6 lines, “4 → 5 → 6” → “4 → 5 → 6” → “4 → 5 → 6” → “4” in each frame period. → 5 → 6 ”→“ 4 → 5 → 6 ”→ 4... And the partial area“ 4 → 5 → 6 ”are repeatedly read out. In this case, the maximum end position can be repeatedly performed within a period from the offset value of the reference counter to the maximum value of the counter (corresponding to the maximum number of lines of the sensor cell array 15). This is the end position for the maximum number of repetitions.

また、本実施の形態の撮像素子は、選択ラインアドレス生成回路の構成が一部異なるのみで、他の構成は上記第1の実施の形態の撮像素子100と同様となる。
以下、上記第1の実施の形態と重複する部分については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる部分を詳細に説明する。
まず、本実施の形態の選択ラインアドレス生成回路132aの構成を図6に基づき説明する。図6は、アップカウントをする場合の本実施の形態に係る選択ラインアドレス生成回路132aの構成を示すブロック図である。
Further, the image sensor of the present embodiment is different from the image sensor 100 of the first embodiment except that the configuration of the selection line address generation circuit is partially different.
In the following, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted as appropriate, and different parts will be described in detail.
First, the configuration of the selection line address generation circuit 132a of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the selection line address generation circuit 132a according to the present embodiment when up-counting is performed.

本実施の形態の選択ラインアドレス生成回路132aは、図6に示すように、比較回路A1320と、制御部1321と、初期値生成回路1322と、加算回路A1323と、セレクタ回路1324と、アドレスカウンタ1325と、加算回路B1326と、比較回路B1327と、MAX_BC検出回路1328と、加算回路C1329と、比較回路C1330とを含んで構成される。   As shown in FIG. 6, the selection line address generation circuit 132a of this embodiment includes a comparison circuit A 1320, a control unit 1321, an initial value generation circuit 1322, an addition circuit A 1323, a selector circuit 1324, and an address counter 1325. An addition circuit B1326, a comparison circuit B1327, a MAX_BC detection circuit 1328, an addition circuit C1329, and a comparison circuit C1330.

つまり、上記第1の実施の形態における選択ラインアドレス生成回路132aに、MAX_BC検出回路1328と、加算回路C1329と、比較回路C1330とが追加された構成となる。
加算回路A1323は、アドレスカウンタのカウント値とレジスタ11に記憶されたステップ値とを加算してその加算結果である第1加算値Aを比較回路B1327に出力する回路である。
That is, the configuration is such that the MAX_BC detection circuit 1328, the addition circuit C1329, and the comparison circuit C1330 are added to the selection line address generation circuit 132a in the first embodiment.
The addition circuit A 1323 is a circuit that adds the count value of the address counter and the step value stored in the register 11 and outputs the first addition value A that is the addition result to the comparison circuit B 1327.

加算回路B1326は、レジスタ11から取得したスタートライン値とライン幅値とを加算し、該加算結果である第2加算値Bを比較回路B1327に出力する回路である。この第2加算値Bは「最大カウント値(最終ラインのアドレス値)+1」となる。
比較回路B1327は、加算回路B1326から入力された第2加算値Bと、加算回路A1323から入力された第1加算値Aとを比較し、「第1加算値A≧第2加算値B」となったときに、制御部1321にこのことを通知する信号を出力する。
The adder circuit B1326 is a circuit that adds the start line value and the line width value acquired from the register 11, and outputs the second addition value B, which is the addition result, to the comparison circuit B1327. The second addition value B is “maximum count value (last line address value) +1”.
The comparison circuit B1327 compares the second addition value B input from the addition circuit B1326 with the first addition value A input from the addition circuit A1323, and “first addition value A ≧ second addition value B” is satisfied. When this happens, a signal notifying the controller 1321 of this is output.

MAX_BC検出回路1328は、基準カウンタ131の最大値を検出し、該検出した最大値を比較回路Cに出力する。
加算回路C1329は、ライン幅値と現在の基準カウンタ131のカウント値とを加算処理する。
比較回路C1330は、加算回路C1329の加算処理結果である第3加算値CとMAX_BC検出回路1328で検出された最大値(MAX_BC)とを比較する回路であり、第3加算値Cが最大値以上となったときは、そのことを通知する信号を制御部1321に出力する。
The MAX_BC detection circuit 1328 detects the maximum value of the reference counter 131 and outputs the detected maximum value to the comparison circuit C.
The adder circuit C1329 adds the line width value and the current count value of the reference counter 131.
The comparison circuit C1330 is a circuit that compares the third addition value C, which is the addition processing result of the addition circuit C1329, with the maximum value (MAX_BC) detected by the MAX_BC detection circuit 1328, and the third addition value C is greater than or equal to the maximum value. When it becomes, the signal which notifies that is output to the control part 1321.

本実施の形態の制御部1321は、上記第1の実施の形態の同制御部の動作に加えて、比較回路B1327の比較結果と比較回路C1330の比較結果に基づき、アドレスデコード部133に対して選択ラインアドレスを無効にする選択ラインアドレス有効/無効制御信号を出力して、これにより読出休止期間を設定する。
具体的に、比較回路B1327からの通知(「第1加算値A≧第2加算値B」の検出通知)と、比較回路C1330からの通知(「第3加算値C≧MAX_BC」の検出通知)とに基づき、これらの条件が同時に成立したときに、このときの基準カウンタのカウント値の位置を、繰り返し読み出しの最大終端位置として、基準カウンタ131のこの次のカウント値から、次のフレームにおけるオフセット値と基準カウンタのカウント値とが一致するまでの期間において、選択アドレスを無効にする選択ラインアドレス有効/無効制御信号をアドレスデコード部133に出力する。つまり、制御部1321は、最大終端位置を検出すると、基準カウンタ131のその次のカウント値から、次のフレームにおいてカウント値とオフセット値とが一致するまでの期間を読出休止期間として設定する。
In addition to the operation of the control unit of the first embodiment, the control unit 1321 of the present embodiment controls the address decoding unit 133 based on the comparison result of the comparison circuit B1327 and the comparison result of the comparison circuit C1330. A selection line address valid / invalid control signal for invalidating the selected line address is output, thereby setting a read pause period.
Specifically, a notification from the comparison circuit B 1327 (detection notification of “first addition value A ≧ second addition value B”) and a notification from the comparison circuit C 1330 (detection notification of “third addition value C ≧ MAX_BC”) Based on the above, when these conditions are satisfied simultaneously, the position of the count value of the reference counter at this time is set as the maximum end position of repeated reading, and the offset in the next frame from the next count value of the reference counter 131 In a period until the value matches the count value of the reference counter, a selection line address valid / invalid control signal for invalidating the selected address is output to the address decoding unit 133. In other words, when detecting the maximum end position, the control unit 1321 sets a period from the next count value of the reference counter 131 until the count value and the offset value match in the next frame as a reading suspension period.

これにより、垂直同期信号を基準として、繰り返し読出処理を中断し、そこからオフセット値によって決まるアドレスカウンタ1325のカウント開始位置までの間を読出休止期間として、再び開始位置から繰り返し読み出しを連続して行うことができる。この方式のメリットは、連続するフレーム画像の先頭の画像の特定とその同期が簡単なことである。   Thus, the repeated reading process is interrupted with the vertical synchronization signal as a reference, and the repeated reading from the start position is continuously performed again, with the period from that point to the count start position of the address counter 1325 determined by the offset value as the read pause period. be able to. The merit of this method is that it is easy to identify and synchronize the head image of consecutive frame images.

なお、選択ラインアドレス生成回路132b〜132dについても、上記選択ラインアドレス生成回路132aと同様の構成となるので説明を省略する。
また、アドレスデコード部133及び駆動パルス発生器14の動作は上記第1の実施の形態と同様となるので説明を省略する。
Note that the selection line address generation circuits 132b to 132d have the same configuration as the selection line address generation circuit 132a, and thus the description thereof is omitted.
The operations of the address decoding unit 133 and the drive pulse generator 14 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

次に、図7に基づき、本実施の形態の動作を説明する。
ここで、図7(a)は、画素のライン構成の一例を示す図であり、(b)は、制御データの一例を示す図であり、(c)は、各カウンタの出力値の一例を示す図である。
図7において、CLS、LOAD1及びLOAD2の動作については、上記第1の実施の形態と同様となるので、以下、LOAD3(選択ラインアドレス生成回路132d)の動作を中心に説明する。また、同じ回路構成の選択ラインアドレス生成回路132a〜132dを各々区別するため、選択ラインアドレス生成回路132a〜132dの各構成要素1320〜1330に対して各符号の後にそれぞれa〜dを付して説明する。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG.
Here, FIG. 7A is a diagram illustrating an example of a pixel line configuration, FIG. 7B is a diagram illustrating an example of control data, and FIG. 7C is an example of an output value of each counter. FIG.
In FIG. 7, the operations of CLS, LOAD1, and LOAD2 are the same as those in the first embodiment, and therefore, the operation of LOAD3 (selected line address generation circuit 132d) will be mainly described below. In addition, in order to distinguish the selection line address generation circuits 132a to 132d having the same circuit configuration, the components 1320 to 1330 of the selection line address generation circuits 132a to 132d are denoted by a to d after the respective symbols. explain.

選択ラインアドレス生成回路132dに対して、制御データは、図7(b)に示すように、オフセット値(図7(b)中のオフセット)「6」、スタートライン値(図7(b)中の初期値)「4」、ライン幅値(図7(b)中の幅)「3」、ステップ値(図7(b)中のステップ)「1」、ウェイト値(図7(b)中のwait)「0」がそれぞれ設定されている。更に、繰り返しモードが設定されている。   As shown in FIG. 7B, the control data for the selected line address generation circuit 132d is an offset value (offset in FIG. 7B) “6” and a start line value (in FIG. 7B). Initial value) “4”, line width value (width in FIG. 7B) “3”, step value (step in FIG. 7B) “1”, weight value (in FIG. 7B) Wait) “0” is set. Furthermore, a repeat mode is set.

まず、撮像素子100のリセット時に、選択ラインアドレス生成回路132a〜132dにおける、基準カウンタ131の最大値を保持しているMAX_BC検出回路1328a〜1328dがそれぞれ初期化される。撮像素子100が稼動状態では、水平同期信号(HSYNC)、垂直同期信号(VSYNC)の制御タイミングが確定(安定動作)しているので、MAX_BC検出回路1328a〜1328dは基準カウンタ131の最大値を見つける処理を開始する。基準カウンタ131の更新のタイミングで、内部に保持されているMAX_BCと入力される基準カウンタ131のカウント値とを比較し、保持しているMAX_BCよりも入力さるカウント値の方が大きい場合に、保持しているMAX_BCを更新する。これにより、MAX_BCが確定する。   First, when the imaging device 100 is reset, the MAX_BC detection circuits 1328a to 1328d that hold the maximum value of the reference counter 131 in the selection line address generation circuits 132a to 132d are initialized. Since the control timing of the horizontal synchronization signal (HSYNC) and the vertical synchronization signal (VSYNC) is fixed (stable operation) when the image sensor 100 is in an operating state, the MAX_BC detection circuits 1328a to 1328d find the maximum value of the reference counter 131. Start processing. At the update timing of the reference counter 131, the MAX_BC held inside is compared with the count value of the input reference counter 131, and when the input count value is larger than the held MAX_BC, the hold is held. Updating MAX_BC. Thereby, MAX_BC is determined.

次に、システムコントローラから動作開始の指示を受けると、読出・リセットラインアドレス生成部13の各選択ラインアドレス生成回路132a〜132dがスタート待ち状態へと移行する。
そして、図7(c)に示すように、基準カウンタ131(図中BC)がカウント動作を開始し、そのカウント値が「6」になると、選択ラインアドレス生成回路132dのオフセット値「6」と一致するため、スタートライン値「4」がアドレスカウンタ1325dに初期値として設定される。選択ラインアドレス生成回路132dのステップ幅は「1」であるため、アドレスカウンタ1325dは、初期値「4」からカウント幅値(最大カウント値)「6」まで1ずつカウントアップしていく。
Next, upon receiving an operation start instruction from the system controller, each of the selected line address generation circuits 132a to 132d of the read / reset line address generation unit 13 shifts to a start waiting state.
Then, as shown in FIG. 7C, when the reference counter 131 (BC in the figure) starts the count operation and the count value becomes “6”, the offset value “6” of the selected line address generation circuit 132d is obtained. Since they match, the start line value “4” is set as an initial value in the address counter 1325d. Since the step width of the selected line address generation circuit 132d is “1”, the address counter 1325d counts up from the initial value “4” to the count width value (maximum count value) “6” by one.

ここでは、ウェイト値が「0」であるため、カウント値が「6」になると、次に、初期値生成回路1322dで生成される初期値「4」がアドレスカウンタ1325dに出力されるようにセレクタ回路1324dが制御される。従って、・・・→4→5→6→4→5→6→4→5→6→・・・と初期値「4」から最大値「6」までのカウントアップ動作が繰り返し連続して行われる。   Here, since the wait value is “0”, when the count value becomes “6”, the selector next outputs the initial value “4” generated by the initial value generation circuit 1322d to the address counter 1325d. The circuit 1324d is controlled. Therefore, the count-up operation from the initial value “4” to the maximum value “6” is repeated continuously in order of →→ 4 → 5 → 6 → 4 → 5 → 6 → 4 → 5 → 6 →. Is called.

このカウントアップ動作が行われている一方で、加算回路A1323dでは、アドレスカウンタ1325dのカウント値とステップ値とが加算され、この加算結果である第1加算値Aが比較回路B1327dに出力される。更に、加算回路B1326dでは、「スタートライン値=4」と「ライン幅値=3」とが加算され、この加算結果である第2加算値B(「7」)が比較回路B1327dに出力される。なお更に、加算回路C1320dでは、ライン幅値「3」と基準カウンタ131のカウント値とが加算され、この加算結果である第3加算値Cが比較回路C1330dに出力される。   While the count-up operation is being performed, the adder A1323d adds the count value of the address counter 1325d and the step value, and outputs the first addition value A that is the addition result to the comparator B1327d. Further, in the adding circuit B 1326d, “start line value = 4” and “line width value = 3” are added, and a second addition value B (“7”) as a result of the addition is output to the comparing circuit B 1327d. . Furthermore, in the addition circuit C1320d, the line width value “3” and the count value of the reference counter 131 are added, and a third addition value C as a result of the addition is output to the comparison circuit C1330d.

比較回路B1327dでは、加算回路B1326dの加算結果「7」(第2加算値B)と加算回路A1323dの加算結果(第1加算値A)とを比較する。
比較回路C1330dでは、加算回路C1329dの加算結果(第3加算値C)と、MAX_BC検出回路1328から入力される基準カウンタ131のカウント値の最大値「19」とを比較する。
The comparison circuit B1327d compares the addition result “7” (second addition value B) of the addition circuit B1326d with the addition result (first addition value A) of the addition circuit A1323d.
The comparison circuit C1330d compares the addition result (third addition value C) of the addition circuit C1329d with the maximum value “19” of the count value of the reference counter 131 input from the MAX_BC detection circuit 1328.

そして、比較回路B1327dにおいて、「第1加算値A≧第2加算値B」が検出されると、そのことを通知する信号が制御部1321dに出力される。つまり、アドレスカウンタ1325dのカウント値が「6」になった時点で、加算回路A1323dの第1加算値Aが「7」となるので、これにより「7≧第2加算値B(=7)」となり条件を満足するのでこれを検出し、通知信号を制御部1321dに通知する。この通知信号は、カウント値が「6」になる毎に制御部1321dに出力される。   Then, when “first addition value A ≧ second addition value B” is detected in the comparison circuit B1327d, a signal notifying that is output to the control unit 1321d. That is, when the count value of the address counter 1325d becomes “6”, the first addition value A of the addition circuit A1323d becomes “7”, and thus “7 ≧ second addition value B (= 7)”. Since the condition is satisfied, this is detected and a notification signal is notified to the control unit 1321d. This notification signal is output to the control unit 1321d every time the count value becomes “6”.

一方、比較回路C1330dにおいて、「第3加算値C≧MAX_BC(=19)」が検出されると、そのことを通知する信号が制御部1321dに出力される。つまり、基準カウンタ131のカウント値が「16」になると、「第3加算値C(=19)≧MAX_BC(=19)」となり条件を満足するのでこれを検出し、通知信号を制御部1321dに通知する。この通知信号は、基準カウンタ131のカウント値がMAX_BC(=19)になるまで、カウントアップされる毎に制御部1321dに出力される。   On the other hand, when “the third addition value C ≧ MAX_BC (= 19)” is detected in the comparison circuit C1330d, a signal notifying that is output to the control unit 1321d. That is, when the count value of the reference counter 131 becomes “16”, “third addition value C (= 19) ≧ MAX_BC (= 19)” is satisfied, and this is detected, and the notification signal is sent to the control unit 1321d. Notice. This notification signal is output to the control unit 1321d every time it is counted up until the count value of the reference counter 131 reaches MAX_BC (= 19).

制御部1321dは、「第1加算値A≧第2加算値B」と、「第3加算値C≧MAX_BC(=19)」とが同じカウント期間において同時に成立したときに、基準カウンタ131の次のカウント値から、次のフレームのオフセット値と基準カウンタ131のカウント値とが一致するまでの期間において、アドレスデコード部133に選択ラインアドレスの無効を示す選択アドレス有効/無効制御信号(Lレベルの信号)を出力する。この選択アドレス有効/無効制御信号がLレベルとなる期間が読出休止期間となる。   When “first addition value A ≧ second addition value B” and “third addition value C ≧ MAX_BC (= 19)” are simultaneously established in the same count period, the control unit 1321d In the period from the count value until the offset value of the next frame coincides with the count value of the reference counter 131, a selection address valid / invalid control signal (L level) indicating invalidity of the selected line address to the address decoding unit 133 Signal). The period during which the selected address valid / invalid control signal is at the L level is the read suspension period.

図7(c)の例では、「第1加算値A≧第2加算値B(7)」と「第3加算値C≧MAX_BC(=19)」とが同時に成立するのは、基準カウンタ131のカウント値が「18」になったときとなる。つまり、基準カウンタ131のカウント値が「18」になると、「第1加算値A(=1+6=7)≧第2加算値B(=7)」、「第3加算値C(=3+18=21)≧MAX_BC(=19)」となる。この基準カウンタ131のカウント値が「18」となる位置が、繰り返し読出処理の最大終端位置となる。   In the example of FIG. 7C, “first addition value A ≧ second addition value B (7)” and “third addition value C ≧ MAX_BC (= 19)” are satisfied simultaneously. When the count value becomes “18”. That is, when the count value of the reference counter 131 becomes “18”, “first addition value A (= 1 + 6 = 7) ≧ second addition value B (= 7)”, “third addition value C (= 3 + 18 = 21) ) ≧ MAX_BC (= 19) ”. The position where the count value of the reference counter 131 is “18” is the maximum end position of the repeated reading process.

アドレスデコード部133は、制御部1321dから選択ラインアドレスの無効を示す選択ラインアドレス有効/無効制御信号が入力されると、時分割セレクタ133aにおいて、アドレスカウンタ1325dからのアドレス値の代わりに、OB領域のラインのアドレス(ここでは「ライン番号1のアドレス」)を、アドレスデコード回路133bに出力する。   When the selection line address valid / invalid control signal indicating invalidity of the selected line address is input from the control unit 1321d, the address decoding unit 133 receives the OB area instead of the address value from the address counter 1325d in the time division selector 133a. The address of the line (here, “address of line number 1”) is output to the address decoding circuit 133b.

アドレスデコード回路133bは、ライン番号「1」のアドレス値が入力されると、該アドレス値をアクティブにする制御信号を、駆動パルス発生器14に出力する。
駆動パルス発生器14は、アドレスデコード回路133bからライン番号「1」のアドレス値のラインをアクティブにする制御信号が入力されると、該当するライン位置のラインをアクティブにすると共に、該ラインのセンサセルから画素信号の読み出しを行う駆動パルス信号を生成して、該生成した駆動パルス信号をセンサセルアレイ15に供給する。
When the address value of the line number “1” is input, the address decoding circuit 133 b outputs a control signal that activates the address value to the drive pulse generator 14.
When the control signal for activating the line having the address value of the line number “1” is input from the address decoding circuit 133b, the drive pulse generator 14 activates the line at the corresponding line position, and the sensor cell of the line. A drive pulse signal for reading out the pixel signal is generated from the signal, and the generated drive pulse signal is supplied to the sensor cell array 15.

これにより、カウンタ更新クロック1クロック分の期間における分割期間Dにおいて、OB領域のライン番号1のラインから読み出し線を介して画素信号が読み出される(水平転送部16に転送される)。
また、読出休止期間は、現フレームの基準カウンタのカウント値「19」から、次フレームにおける、基準カウンタ131のカウント値がオフセット値と一致する「6」になる期間となるため、カウント値が「6」になると、次のカウンタ更新クロックの立上がりエッジのタイミングで、初期値生成回路1322d及びセレクタ回路1324dを制御して、スタートライン値「4」をアドレスカウンタ1325dに設定する。これと同時に、アドレスデコード部133に選択ラインアドレスの有効を示す制御信号を出力する。
As a result, in the divided period D in the period corresponding to one counter update clock, the pixel signal is read from the line of line number 1 in the OB area via the readout line (transferred to the horizontal transfer unit 16).
In addition, the reading suspension period is a period from the count value “19” of the reference counter of the current frame to “6” in the next frame where the count value of the reference counter 131 matches the offset value. 6 ", the initial value generation circuit 1322d and the selector circuit 1324d are controlled at the timing of the rising edge of the next counter update clock to set the start line value" 4 "in the address counter 1325d. At the same time, a control signal indicating the validity of the selected line address is output to the address decoding unit 133.

上記の処理を繰り返し行うことで、アドレスカウンタ1325dの出力値は、「・・・7→7→7→4→5→6→4→5→6→4→5→6→4→5→6→7→7→・・・」と前後に休止期間を挟みながらカウント動作を連続で繰り返す。そして、読出休止期間では、カウント値「1」のアドレス(OB領域)のラインから画素信号の読み出しが行われる。
これにより、垂直同期信号が入力された時点を越えて、一連の連続読み出しが行われることを防ぐことが出来る。これにより、連続して読み出されるデータのフレーム毎の分割を容易に行うことができる。
By repeating the above processing, the output value of the address counter 1325d becomes “... → 7 → 7 → 7 → 4 → 5 → 6 → 4 → 5 → 6 → 4 → 5 → 6 → 4 → 5 → 6 → 7 → 7 → ... ”, and the counting operation is repeated continuously with a pause period before and after. In the readout suspension period, the pixel signal is read out from the address (OB area) line of the count value “1”.
As a result, it is possible to prevent a series of continuous readings from being performed beyond the time when the vertical synchronization signal is input. Thereby, the division | segmentation for every flame | frame of the data read continuously can be performed easily.

ここで、図7(c)の網掛け部分は読出休止期間であり、もし、この期間において画素信号の読出処理をしない場合は、上記第1の実施の形態で述べたのと同様に、ライン毎で蓄積電荷量が変わり、画質低下を引き起こす恐れがある。それに対して、本実施の形態では、読出休止期間においても、OB領域のラインを選択し、該選択ラインからの画素信号の読み出しを行うことで、正規の読出処理が行われる期間では必ずどれかのラインが選択され、共通の読み出し線に読み出しの為の駆動電圧が印加されることになり蓄積電荷量の不均一などの画質低下の要因が発生するのを防ぐことができる。   Here, the shaded portion in FIG. 7C is a readout pause period. If the pixel signal readout process is not performed in this period, the line is the same as described in the first embodiment. The amount of stored charge changes every time, and there is a risk that image quality will deteriorate. On the other hand, in the present embodiment, even during the readout pause period, any line in the regular readout process is always selected by selecting a line in the OB region and reading out the pixel signal from the selected line. Thus, the driving voltage for reading is applied to the common reading line, and it is possible to prevent the occurrence of a factor of image quality degradation such as non-uniformity in the amount of accumulated charge.

以上、本実施の形態の撮像素子100は、センサセルアレイ15の一部のセンサセルのラインに対して、高速で繰り返し画素信号の読み出しを行うにあたって、繰り返し読出処理の最大終端位置を検出し、効率的な繰り返し読み出しを行うのに適切で且つ繰り返し周期と基準カウンタのカウント周期(垂直同期信号の周期)とを同期させるのに適切な読出休止期間を設定することができる。   As described above, the image pickup device 100 according to the present embodiment detects the maximum end position of the repeated reading process and efficiently performs the repeated reading of the pixel signal with respect to a part of the sensor cell lines of the sensor cell array 15 at a high speed. It is possible to set a reading pause period that is appropriate for performing repeated reading and that is appropriate for synchronizing the repetition period and the count period of the reference counter (the period of the vertical synchronization signal).

更に、本実施の形態の撮像素子100は、読出休止期間において、所定のライン(上記実施の形態ではOB領域のライン)から画素信号の読み出しを行うことができるので、読み出し線への安定した駆動電圧の印加をしつつ、読出休止期間を挟んだ画素信号の繰り返し読み出し処理を行うことができる。
上記第2の実施の形態において、加算回路A1323、加算回路B1326、比較回路B1327、MAX_BC検出回路1328、加算回路C1329、比較回路C1330、制御部1321における読出休止期間の設定処理は、形態8に記載の読出休止期間設定手段又は形態11に記載の読出休止期間設定ステップに対応し、制御部1321からの選択ラインのアドレスを無効にする選択ラインアドレス有効/無効制御信号の時分割セレクタ133aへの出力処理、時分割セレクタ133aにおける無効な選択ラインアドレス有効/無効制御信号に応じて特定のライン(OB領域のライン)のアドレス値を、アドレスデコード回路133bに出力する処理、及び駆動パルス発生器14に特定のラインをアクティブにさせると共に、該アクティブにしたラインから画素信号を読み出す駆動パルスを発生させる処理は、形態8に記載のダミー読出制御手段、形態10に記載のダミー読出手段又は形態11に記載のダミー読出ステップに対応する。
Furthermore, since the image sensor 100 of this embodiment can read pixel signals from a predetermined line (in the above embodiment, a line in the OB region) during the readout pause period, stable driving to the readout line is possible. While applying a voltage, it is possible to repeatedly read out pixel signals with a reading pause period in between.
In the second embodiment, the read pause period setting process in the adder circuit A1323, adder circuit B1326, comparison circuit B1327, MAX_BC detection circuit 1328, adder circuit C1329, comparison circuit C1330, and control unit 1321 is described in the eighth embodiment. Corresponding to the read pause period setting means of the above or the read pause period setting step described in the form 11, the output of the selection line address valid / invalid control signal for invalidating the address of the selected line from the control unit 1321 to the time division selector 133a. The process, the process of outputting the address value of a specific line (OB area line) to the address decoding circuit 133b in response to the invalid selected line address valid / invalid control signal in the time division selector 133a, and the drive pulse generator 14 Activate a particular line and The process of generating the drive pulse for reading out the pixel signal from the active line corresponds to the dummy readout control means described in the eighth aspect, the dummy reading means described in the tenth aspect, or the dummy reading step described in the eleventh aspect.

〔第3の実施の形態〕
次に、本発明の第3の実施の形態を図面に基づき説明する。図8〜図9は、本発明に係る撮像素子及び撮像素子の駆動方法の第3の実施の形態を示す図である。
上記第2の実施の形態では、各フレームにおける繰り返し読出中は読出休止期間を挟まずに連続して画素信号の読み出しを行うようにし、連続して読み出しを行ったときの基準カウンタの最大カウント値(フレーム期間の終端位置)に対する繰り返し読出の最大終端位置を検出して、その終端位置から次のフレームのオフセット値までの期間をウェイト期間として設定するようにした。これに対し、本実施の形態では、オフセット値の設定によって読み出しの行われない期間をできる限り短くするために、比較回路B1327及び比較回路C1330の比較結果に加えて、加算回路C1329の第3加算値とオフセット値との比較結果にも基づき、基準カウンタ131のカウント値とオフセット値とが一致するまでに行うことができる最大回数の繰り返し読出処理を連続して行うように読出休止期間を設定した。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 8 to 9 are diagrams showing a third embodiment of the imaging device and the driving method of the imaging device according to the present invention.
In the second embodiment, during repeated reading in each frame, pixel signals are read continuously without a reading pause period, and the maximum count value of the reference counter when the reading is continuously performed The maximum end position of repeated reading with respect to (end position of frame period) is detected, and the period from the end position to the offset value of the next frame is set as the wait period. On the other hand, in the present embodiment, the third addition of the addition circuit C1329 is added to the comparison result of the comparison circuit B1327 and the comparison circuit C1330 in order to shorten the period during which reading is not performed by setting the offset value as much as possible. Based on the comparison result between the value and the offset value, the reading suspension period is set so that the maximum number of repeated reading processes that can be performed until the count value of the reference counter 131 matches the offset value are continuously performed. .

また、本実施の形態の撮像素子は、選択ラインアドレス生成回路の構成が一部異なるのみで、他の構成は上記第2の実施の形態の撮像素子100と同様となる。
以下、上記第2の実施の形態と重複する部分については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる部分を詳細に説明する。
まず、本実施の形態の選択ラインアドレス生成回路132aの構成を図8に基づき説明する。図8は、アップカウントをする場合の本実施の形態に係る選択ラインアドレス生成回路132aの構成を示すブロック図である。
Further, the image sensor of the present embodiment is different from the image sensor 100 of the second embodiment except that the configuration of the selection line address generation circuit is partially different.
In the following, the same parts as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted as appropriate, and different parts will be described in detail.
First, the configuration of the selection line address generation circuit 132a of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the selection line address generation circuit 132a according to the present embodiment when up-counting is performed.

本実施の形態の選択ラインアドレス生成回路132aは、図8に示すように、比較回路A1320と、制御部1321と、初期値生成回路1322と、加算回路A1323と、セレクタ回路1324と、アドレスカウンタ1325と、加算回路B1326と、比較回路B1327と、MAX_BC検出回路1328と、加算回路C1329と、比較回路C1330と、比較回路D1331とを含んで構成される。   As shown in FIG. 8, the selection line address generation circuit 132a of this embodiment includes a comparison circuit A 1320, a control unit 1321, an initial value generation circuit 1322, an addition circuit A 1323, a selector circuit 1324, and an address counter 1325. An addition circuit B1326, a comparison circuit B1327, a MAX_BC detection circuit 1328, an addition circuit C1329, a comparison circuit C1330, and a comparison circuit D1331.

つまり、上記第2の実施の形態における選択ラインアドレス生成回路132aに、比較回路D1331が追加された構成となる。
比較回路D1331は、加算回路C1329の加算処理結果である第3加算値Cとオフセット値とを比較する回路であり、第3加算値Cがオフセット値以上となったときに、そのことを通知する信号を制御部1321に出力する。
That is, the comparison circuit D1331 is added to the selection line address generation circuit 132a in the second embodiment.
The comparison circuit D1331 is a circuit that compares the third addition value C, which is the addition processing result of the addition circuit C1329, with the offset value, and notifies the fact when the third addition value C is equal to or greater than the offset value. The signal is output to the control unit 1321.

本実施の形態の制御部1321は、比較回路B1327、比較回路C1330、比較回路D1331の比較結果に基づき、アドレスデコード部133に対して選択ラインアドレスを無効にする選択ラインアドレス有効/無効制御信号を出力して、これにより読出休止期間を設定する。
具体的に、「第3加算値C≧オフセット値」の検出の有無を示す検出フラグ信号(FLAG_C)を設定し、まず、FLAG_Cを未検出の状態(Lレベル)に初期化する。次に、比較回路B1327からの通知(「第1加算値A≧第2加算値B」の検出通知)と、比較回路C1330からの通知(「第3加算値C≧MAX_BC」の検出通知)とに基づき、これらの状態を監視し、両者が同時に成立したときに検出フラグC(FLAG_C)の状態を検出状態(Hレベル)にする。更に、FLAG_Cが検出状態のときに、基準カウンタ131の初期化後において、比較回路B1327からの通知(「第1加算値A≧第2加算値B」の検出通知)と、比較回路D1331からの通知(「第3加算値C≧オフセット値」)とに基づき、これらの状態を監視し、両者が同時に成立したときに、このときの基準カウンタ131のカウント値の次のカウント値から、基準カウンタ131のカウント値とオフセット値とが一致するまでの期間において、選択ラインアドレスを無効にする選択ラインアドレス有効/無効制御信号を出力する。このとき、FLAG_Cを未検出の状態(Lレベル)に初期化する。これにより、次フレームにおけるオフセット値と一致するカウント値を超えないぎりぎりの位置まで繰り返し読み出しを行うことができる。
The control unit 1321 of the present embodiment provides a selection line address valid / invalid control signal for invalidating the selection line address to the address decoding unit 133 based on the comparison results of the comparison circuit B1327, the comparison circuit C1330, and the comparison circuit D1331. Output, thereby setting the read pause period.
Specifically, a detection flag signal (FLAG_C) indicating whether or not “third addition value C ≧ offset value” is detected is set, and first, FLAG_C is initialized to an undetected state (L level). Next, a notification from the comparison circuit B 1327 (detection notification of “first addition value A ≧ second addition value B”), a notification from the comparison circuit C 1330 (detection notification of “third addition value C ≧ MAX_BC”), Based on the above, these states are monitored, and when both are established at the same time, the state of the detection flag C (FLAG_C) is set to the detection state (H level). Furthermore, when FLAG_C is in the detection state, after initialization of the reference counter 131, notification from the comparison circuit B 1327 (detection notification of “first addition value A ≧ second addition value B”) and comparison circuit D 1331 Based on the notification (“third addition value C ≧ offset value”), these states are monitored, and when both of them are established at the same time, the reference counter from the count value next to the count value of the reference counter 131 at this time is used. In a period until the count value of 131 matches the offset value, a selection line address valid / invalid control signal for invalidating the selected line address is output. At this time, FLAG_C is initialized to an undetected state (L level). As a result, it is possible to repeatedly read out to a position that does not exceed the count value that matches the offset value in the next frame.

なお、選択ラインアドレス生成回路132b〜132dについても、上記選択ラインアドレス生成回路132aと同様の構成となるので説明を省略する。
また、アドレスデコード部133及び駆動パルス発生器14の動作は上記第1の実施の形態と同様となるので説明を省略する。
Note that the selection line address generation circuits 132b to 132d have the same configuration as the selection line address generation circuit 132a, and thus the description thereof is omitted.
The operations of the address decoding unit 133 and the drive pulse generator 14 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

次に、図9に基づき、本実施の形態の動作を説明する。
ここで、図9(a)は、画素のライン構成の一例を示す図であり、(b)は、制御データの一例を示す図であり、(c)は、各カウンタの出力値の一例を示す図である。
図9において、CLS、LOAD1及びLOAD2の動作については、上記第1の実施の形態と同様となるので、以下、LOAD3(選択ラインアドレス生成回路132d)の動作を中心に説明する。また、同じ回路構成の選択ラインアドレス生成回路132a〜132dを各々区別するため、選択ラインアドレス生成回路132a〜132dの各構成要素1320〜1331に対して各符号の後にそれぞれa〜dを付して説明する。
Next, based on FIG. 9, operation | movement of this Embodiment is demonstrated.
Here, FIG. 9A is a diagram illustrating an example of a pixel line configuration, FIG. 9B is a diagram illustrating an example of control data, and FIG. 9C is an example of an output value of each counter. FIG.
In FIG. 9, the operations of CLS, LOAD1, and LOAD2 are the same as those in the first embodiment, and therefore, the operation of LOAD3 (selected line address generation circuit 132d) will be mainly described below. In addition, in order to distinguish the selection line address generation circuits 132a to 132d having the same circuit configuration from each other, the components 1320 to 1331 of the selection line address generation circuits 132a to 132d are denoted by “a” to “d”, respectively. explain.

選択ラインアドレス生成回路132dに対して、制御データは、図9(b)に示すように、オフセット値(図9(b)中のオフセット)「6」、スタートライン値(図9(b)中の初期値)「4」、ライン幅値(図9(b)中の幅)「3」、ステップ値(図9(b)中のステップ)「1」、ウェイト値(図9(b)中のwait)「0」がそれぞれ設定されている。更に、繰り返しモードが設定されている。   For the selected line address generation circuit 132d, as shown in FIG. 9B, the control data includes an offset value (offset in FIG. 9B) “6” and a start line value (in FIG. 9B). Initial value) “4”, line width value (width in FIG. 9B) “3”, step value (step in FIG. 9B) “1”, weight value (in FIG. 9B) Wait) “0” is set. Furthermore, a repeat mode is set.

まず、上記第2の実施の形態と同様に、撮像素子100のリセット時に、選択ラインアドレス生成回路132a〜132dのMAX_BC検出回路1328a〜1328dがそれぞれ初期化され、MAX_BCの更新処理によってMAX_BCが確定する。   First, as in the second embodiment, when the image sensor 100 is reset, the MAX_BC detection circuits 1328a to 1328d of the selection line address generation circuits 132a to 132d are initialized, and MAX_BC is determined by the MAX_BC update process. .

次に、システムコントローラから動作開始の指示を受けると、読出・リセットラインアドレス生成部13の各選択ラインアドレス生成回路132a〜132dがスタート待ち状態へと移行する。
そして、図9(c)に示すように、基準カウンタ131(図中BC)がカウント動作を開始し、そのカウント値が「6」になると、選択ラインアドレス生成回路132dのオフセット値「6」と一致するため、スタートライン値「4」がアドレスカウンタ1325dに初期値として設定される。このとき、制御部1321dにおいてFLAG_Cを未検出状態(Lレベル)に初期化する。選択ラインアドレス生成回路132dのステップ幅は「1」であるため、アドレスカウンタ1325dは、初期値「4」からカウント幅値(最大カウント値)「6」まで1ずつカウントアップしていく。
Next, upon receiving an operation start instruction from the system controller, each of the selected line address generation circuits 132a to 132d of the read / reset line address generation unit 13 shifts to a start waiting state.
Then, as shown in FIG. 9C, when the reference counter 131 (BC in the figure) starts the count operation and the count value becomes “6”, the offset value “6” of the selected line address generation circuit 132d is obtained. Since they match, the start line value “4” is set as an initial value in the address counter 1325d. At this time, the control unit 1321d initializes FLAG_C to an undetected state (L level). Since the step width of the selected line address generation circuit 132d is “1”, the address counter 1325d counts up from the initial value “4” to the count width value (maximum count value) “6” by one.

ここでは、ウェイト値が「0」であるため、カウント値が「6」になると、次に、初期値生成回路1322dで生成される初期値「4」がアドレスカウンタ1325dに出力されるようにセレクタ回路1324dが制御される。従って、・・・→4→5→6→4→5→6→4→5→6→・・・と初期値「4」から最大値「6」までのカウントアップ動作が繰り返し連続して行われる。   Here, since the wait value is “0”, when the count value becomes “6”, the selector next outputs the initial value “4” generated by the initial value generation circuit 1322d to the address counter 1325d. The circuit 1324d is controlled. Therefore, the count-up operation from the initial value “4” to the maximum value “6” is repeated continuously in order of →→ 4 → 5 → 6 → 4 → 5 → 6 → 4 → 5 → 6 →. Is called.

このカウントアップ動作が行われている一方で、加算回路A1323dでは、アドレスカウンタ1325dのカウント値とステップ値とが加算され、この加算結果である第1加算値Aが比較回路B1327dに出力される。更に、加算回路B1326dでは、「スタートライン値=4」と「ライン幅値=3」とが加算され、この加算結果である第2加算値B(「7」)が比較回路B1327dに出力される。なお更に、加算回路C1320dでは、ライン幅値「3」と基準カウンタ131のカウント値とが加算され、この加算結果である第3加算値Cが比較回路C1330d及び比較回路D1331dにそれぞれ出力される。   While the count-up operation is being performed, the adder A1323d adds the count value of the address counter 1325d and the step value, and outputs the first addition value A that is the addition result to the comparator B1327d. Further, in the adding circuit B 1326d, “start line value = 4” and “line width value = 3” are added, and a second addition value B (“7”) as a result of the addition is output to the comparing circuit B 1327d. . In addition, in the addition circuit C1320d, the line width value “3” and the count value of the reference counter 131 are added, and a third addition value C as a result of the addition is output to the comparison circuit C1330d and the comparison circuit D1331d, respectively.

比較回路B1327dでは、加算回路B1326dの加算結果「7」(第2加算値B)と加算回路A1323dの加算結果(第1加算値A)とを比較する。
比較回路C1330dでは、加算回路C1329dの加算結果(第3加算値C)と、MAX_BC検出回路1328dから入力される基準カウンタ131のカウント値の最大値「19」とを比較する。
The comparison circuit B1327d compares the addition result “7” (second addition value B) of the addition circuit B1326d with the addition result (first addition value A) of the addition circuit A1323d.
The comparison circuit C1330d compares the addition result (third addition value C) of the addition circuit C1329d with the maximum value “19” of the count value of the reference counter 131 input from the MAX_BC detection circuit 1328d.

比較回路D1331dでは、加算回路C1329dの加算結果(第3加算値C)と、オフセット値「6」とを比較する。
そして、比較回路B1327dにおいて、「第1加算値A≧第2加算値B」が検出されると、そのことを通知する信号が制御部1321dに出力される。つまり、アドレスカウンタ1325dのカウント値が「6」になった時点で、加算回路A1323dの第1加算値Aが「7」となるので、これにより「7≧第2加算値B(=7)」となり条件を満足するのでこれを検出し、通知信号を制御部1321dに通知する。この通知信号は、カウント値が「6」になる毎に制御部1321dに出力される。
The comparison circuit D1331d compares the addition result (third addition value C) of the addition circuit C1329d with the offset value “6”.
Then, when “first addition value A ≧ second addition value B” is detected in the comparison circuit B1327d, a signal notifying that is output to the control unit 1321d. That is, when the count value of the address counter 1325d becomes “6”, the first addition value A of the addition circuit A1323d becomes “7”, and thus “7 ≧ second addition value B (= 7)”. Since the condition is satisfied, this is detected and a notification signal is notified to the control unit 1321d. This notification signal is output to the control unit 1321d every time the count value becomes “6”.

一方、比較回路C1330dにおいて、「第3加算値C≧MAX_BC(=19)」が検出されると、そのことを通知する信号が制御部1321dに出力される。つまり、基準カウンタ131のカウント値が「16」になると、「第3加算値C(=19)≧MAX_BC(=19)」となり条件を満足するのでこれを検出し、通知信号を制御部1321dに通知する。この通知信号は、基準カウンタ131のカウント値がMAX_BC(=19)になるまで、カウントアップされる毎に制御部1321dに出力される。   On the other hand, when “the third addition value C ≧ MAX_BC (= 19)” is detected in the comparison circuit C1330d, a signal notifying that is output to the control unit 1321d. That is, when the count value of the reference counter 131 becomes “16”, “third addition value C (= 19) ≧ MAX_BC (= 19)” is satisfied, and this is detected, and the notification signal is sent to the control unit 1321d. Notice. This notification signal is output to the control unit 1321d every time it is counted up until the count value of the reference counter 131 reaches MAX_BC (= 19).

また、比較回路D1331dにおいて、「第3加算値C≧オフセット値(=6)」が検出されると、そのことを通知する信号が制御部1321dに出力される。つまり、基準カウンタ131のカウント値が3〜19となる期間は、カウントアップされる毎に通知の信号が制御部1321dに出力される。
制御部1321dは、「第1加算値A≧第2加算値B」と、「第3加算値C≧MAX_BC(=19)」とが同じカウント期間において同時に成立したときに、FLAG_Cを検出状態(Hレベル)に変更する。この状態で、且つ基準カウンタ131が初期化後において、「第1加算値A≧第2加算値B」と、「第3加算値C≧オフセット値(=6)」とが同じカウント期間において同時に成立すると、このときの基準カウンタ131の次のカウント値から、次のフレームのオフセット値と基準カウンタ131のカウント値とが一致するまでの期間において、アドレスデコード部133に選択ラインアドレスの無効を示す選択アドレス有効/無効制御信号(Lレベルの信号)を出力する。この選択アドレス有効/無効制御信号がLレベルとなる期間が読出休止期間となる。
Further, when “the third addition value C ≧ the offset value (= 6)” is detected in the comparison circuit D1331d, a signal notifying that is output to the control unit 1321d. That is, during a period in which the count value of the reference counter 131 is 3 to 19, a notification signal is output to the control unit 1321d every time the count is incremented.
The control unit 1321d detects FLAG_C when “first addition value A ≧ second addition value B” and “third addition value C ≧ MAX_BC (= 19)” are simultaneously established in the same count period ( H level). In this state and after the reference counter 131 is initialized, “first addition value A ≧ second addition value B” and “third addition value C ≧ offset value (= 6)” are simultaneously set in the same counting period. When established, the address decoding unit 133 indicates invalidity of the selected line address in the period from the next count value of the reference counter 131 at this time until the offset value of the next frame matches the count value of the reference counter 131. The selected address valid / invalid control signal (L level signal) is output. The period during which the selected address valid / invalid control signal is at the L level is the read suspension period.

図9(c)の例では、「第1加算値A≧第2加算値B(7)」と「第3加算値C≧MAX_BC(=19)」とが同時に成立するのは、基準カウンタ131のカウント値が「18」になったときとなる。つまり、基準カウンタ131のカウント値が「18」になると、「第1加算値A(=1+6=7)≧第2加算値B(=7)」、「第3加算値C(=3+18=21)≧MAX_BC(=19)」となる。これにより、FLAG_Cが検出状態となる。その後、垂直同期信号によって、基準カウンタ131のカウント値が「0」に初期化され、再びカウントアップしてそのカウント値が「4」になると、「第1加算値A(=1+6=7)≧第2加算値B(=7)」となり、「第3加算値C(=3+4=7)≧オフセット値(=6)」となるので両者が同時に成立する。   In the example of FIG. 9C, “first addition value A ≧ second addition value B (7)” and “third addition value C ≧ MAX_BC (= 19)” are satisfied at the same time. When the count value becomes “18”. That is, when the count value of the reference counter 131 becomes “18”, “first addition value A (= 1 + 6 = 7) ≧ second addition value B (= 7)”, “third addition value C (= 3 + 18 = 21) ) ≧ MAX_BC (= 19) ”. Thereby, FLAG_C enters a detection state. Thereafter, the count value of the reference counter 131 is initialized to “0” by the vertical synchronization signal, and when the count value is again counted up to “4”, “first addition value A (= 1 + 6 = 7) ≧ Second addition value B (= 7) ”and“ third addition value C (= 3 + 4 = 7) ≧ offset value (= 6) ”, so that both are established simultaneously.

図9(c)に示すように、読出休止期間は、基準カウンタ131のカウント値が5〜6の期間となる。
アドレスデコード部133は、制御部1321dから選択ラインアドレスの無効を示す選択ラインアドレス有効/無効制御信号が入力されると、時分割セレクタ133aにおいて、アドレスカウンタ1325dからのアドレス値の代わりに、OB領域のラインのアドレス(ここでは「ライン番号1のアドレス」)を、アドレスデコード回路133bに出力する。
As shown in FIG. 9C, the reading pause period is a period in which the count value of the reference counter 131 is 5-6.
When the selection line address valid / invalid control signal indicating invalidity of the selected line address is input from the control unit 1321d, the address decoding unit 133 receives the OB area instead of the address value from the address counter 1325d in the time division selector 133a. The address of the line (here, “address of line number 1”) is output to the address decoding circuit 133b.

アドレスデコード回路133bは、ライン番号「1」のアドレス値が入力されると、該アドレス値をアクティブにする制御信号を、駆動パルス発生器14に出力する。
駆動パルス発生器14は、アドレスデコード回路133bからライン番号「1」のアドレス値のラインをアクティブにする制御信号が入力されると、該当するライン位置のラインをアクティブにすると共に、該ラインのセンサセルから画素信号の読み出しを行う駆動パルス信号を生成して、該生成した駆動パルス信号をセンサセルアレイ15に供給する。
When the address value of the line number “1” is input, the address decoding circuit 133 b outputs a control signal that activates the address value to the drive pulse generator 14.
When the control signal for activating the line having the address value of the line number “1” is input from the address decoding circuit 133b, the drive pulse generator 14 activates the line at the corresponding line position, and the sensor cell of the line. A drive pulse signal for reading out the pixel signal is generated from the signal, and the generated drive pulse signal is supplied to the sensor cell array 15.

これにより、カウンタ更新クロック1クロック分の期間における分割期間Dにおいて、OB領域のライン番号1のラインから読み出し線を介して画素信号が読み出される(水平転送部16に転送される)。
また、読出休止期間は、基準カウンタのカウント値「5〜6」の期間となるため、カウント値が「6」になると、次のカウンタ更新クロックの立上がりエッジのタイミングで、初期値生成回路1322d及びセレクタ回路1324dを制御して、スタートライン値「4」をアドレスカウンタ1325dに設定する。これと同時に、アドレスデコード部133に選択ラインアドレスの有効を示す制御信号を出力する。
As a result, in the divided period D in the period corresponding to one counter update clock, the pixel signal is read from the line of line number 1 in the OB area via the readout line (transferred to the horizontal transfer unit 16).
In addition, since the reading suspension period is a period of the count value “5 to 6” of the reference counter, when the count value becomes “6”, the initial value generation circuit 1322d and the counter value at the rising edge timing of the next counter update clock The selector circuit 1324d is controlled to set the start line value “4” in the address counter 1325d. At the same time, a control signal indicating the validity of the selected line address is output to the address decoding unit 133.

上記の処理を繰り返し行うことで、アドレスカウンタ1325dの出力値は、「・・・・・・4→5→6→4→5→6→7→7→4→5→6→4→5→6→4→5→6→4→5→6→4→5→6→・・・」と、7回連続で繰り返し読み出しが行われる毎に2カウント分の休止期間(カウント値「7」の期間)を挟む内容となる。そして、読出休止期間では、OB領域のラインから画素信号の読み出しが行われる。   By repeating the above processing, the output value of the address counter 1325d is changed to “4... 5 → 6 → 4 → 5 → 6 → 7 → 7 → 4 → 5 → 6 → 4 → 5 → 6 → 4 → 5 → 6 → 4 → 5 → 6 → 4 → 5 → 6 →... ”Every time seven consecutive readings are repeated, a rest period of 2 counts (the count value“ 7 ” (Period). In the readout pause period, pixel signals are read out from the lines in the OB area.

これにより、最小限の読出休止期間で、連続読み出しを行うことができるので、対象領域のラインからより多くの情報を得ることができる。
ここで、図9(c)の網掛け部分は読出休止期間であり、もし、この期間において画素信号の読出処理をしない場合は、上記第1の実施の形態で述べたのと同様に、ライン毎で蓄積電荷量が変わり、画質低下を引き起こす恐れがある。これに対して、本実施の形態では、読出休止期間においても、OB領域のラインを選択し、該選択ラインからの画素信号の読み出しを行うことで、正規の読出処理が行われる期間では必ずどれかのラインが選択され、共通の読み出し線に読み出しの為の駆動電圧が印加されることになり蓄積電荷量の不均一などの画質低下の要因が発生するのを防ぐことができる。
Thereby, since continuous reading can be performed with a minimum reading pause period, more information can be obtained from the line of the target region.
Here, the shaded portion in FIG. 9C is a readout suspension period. If the pixel signal readout processing is not performed in this period, the line is the same as described in the first embodiment. The amount of stored charge changes every time, and there is a risk that image quality will deteriorate. On the other hand, in the present embodiment, even during the readout pause period, by selecting a line in the OB area and reading out the pixel signal from the selected line, it is always possible during the regular readout process. Such a line is selected and a driving voltage for reading is applied to the common reading line, so that it is possible to prevent the occurrence of image quality degradation factors such as non-uniformity in the amount of accumulated charge.

以上、本実施の形態の撮像素子100は、センサセルアレイ15の一部のセンサセルのラインに対して、高速で繰り返し画素信号の読み出しを行うにあたって、アドレスカウンタのカウント開始位置を基準として、繰り返し読み出し回数が最大となる読出休止期間を設定することができる。
更に、本実施の形態の撮像素子100は、読出休止期間において、所定のライン(上記実施の形態ではOB領域のライン)から画素信号の読み出しを行うことができるので、読み出し線への安定した駆動電圧の印加をしつつ、読出休止期間を挟んだ画素信号の繰り返し読み出し処理を行うことができる。
As described above, when the image sensor 100 according to the present embodiment repeatedly reads out pixel signals at a high speed for a part of sensor cell lines in the sensor cell array 15, the number of repeated readings is based on the count start position of the address counter. It is possible to set a reading suspension period in which is maximized.
Furthermore, since the image sensor 100 of this embodiment can read pixel signals from a predetermined line (in the above embodiment, a line in the OB region) during the readout pause period, stable driving to the readout line is possible. While applying a voltage, it is possible to repeatedly read out pixel signals with a reading pause period in between.

上記第3の実施の形態において、加算回路A1323、加算回路B1326、比較回路B1327、MAX_BC検出回路1328、加算回路C1329、比較回路C1330、制御部1321における読出休止期間の設定処理は、形態9に記載の読出休止期間設定手段又は形態11に記載の読出休止期間設定ステップに対応し、制御部1321からの選択ラインのアドレスを無効にする選択ラインアドレス有効/無効制御信号の時分割セレクタ133aへの出力処理、時分割セレクタ133aにおける無効な選択ラインアドレス有効/無効制御信号に応じて特定のライン(OB領域のライン)のアドレス値を、アドレスデコード回路133bに出力する処理、及び駆動パルス発生器14に特定のラインをアクティブにさせると共に、該アクティブにしたラインから画素信号を読み出す駆動パルスを発生させる処理は、形態9に記載のダミー読出制御手段、形態10に記載のダミー読出手段又は形態11に記載のダミー読出ステップに対応する。   In the third embodiment, the read pause period setting process in the adder circuit A1323, adder circuit B1326, comparison circuit B1327, MAX_BC detection circuit 1328, adder circuit C1329, comparison circuit C1330, and control unit 1321 is described in the ninth embodiment. Corresponding to the read pause period setting means of the above or the read pause period setting step described in the form 11, the output of the selection line address valid / invalid control signal for invalidating the address of the selected line from the control unit 1321 to the time division selector 133a. The process, the process of outputting the address value of a specific line (OB area line) to the address decoding circuit 133b in response to the invalid selected line address valid / invalid control signal in the time division selector 133a, and the drive pulse generator 14 Activate a particular line and The process of generating the drive pulse for reading out the pixel signal from the active line corresponds to the dummy readout control means described in the ninth aspect, the dummy reading means described in the tenth aspect, or the dummy reading step described in the eleventh aspect.

なお、上記第1〜第3の実施の形態においては、読出休止期間において、OB領域のラインから画素信号を読み出すように構成したが、これに限らず、読出休止期間に読み出しが行われれば、他の領域のラインから画素信号を読み出す構成としてもよい。
また、上記第1〜第3の実施の形態においては、読出・リセットラインアドレス生成部13を、選択ラインアドレス生成回路132a〜132dの4つの選択ラインアドレス生成回路を有する構成としたが、これに限らず、用途などに応じて、3つ以下または5つ以上の選択ラインアドレス生成回路を有する構成としてもよい。
In the first to third embodiments, the pixel signal is read from the line in the OB region in the reading suspension period. However, the present invention is not limited to this, and if reading is performed in the reading suspension period, A configuration may be adopted in which pixel signals are read from lines in other regions.
In the first to third embodiments, the read / reset line address generation unit 13 includes four selection line address generation circuits, that is, selection line address generation circuits 132a to 132d. Not limited to this, a configuration having three or fewer or five or more selected line address generation circuits may be used depending on the application.

また、上記第1〜第3の実施の形態においては、読出・リセットラインアドレス生成部13を、ハードウェアで構成したが、各機能のうち可能なものはソフトウェアで実現する構成としても良い。例えば、比較回路A1320、制御部1321、加算回路B1326及び比較回路B1327によって構成されるアドレスのカウンタ動作を制御する回路機能などをソフトウェアで実現する。   In the first to third embodiments, the read / reset line address generation unit 13 is configured by hardware. However, possible functions of each function may be realized by software. For example, the circuit function for controlling the counter operation of the address configured by the comparison circuit A 1320, the control unit 1321, the addition circuit B 1326, and the comparison circuit B 1327 is realized by software.

また、上記第1〜第3の実施の形態においては、撮像素子100の動作を、通常モード、繰り返しモード、初期値加算モードについて説明したが、これらの動作のみに限定されるものではなく、制御の仕方によって、他の様々な動作を行わせることも可能である。   In the first to third embodiments, the operation of the image sensor 100 has been described for the normal mode, the repetition mode, and the initial value addition mode. However, the operation is not limited to these operations, and the control is performed. Depending on the method, various other operations can be performed.

本発明に係る撮像素子100の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image pick-up element 100 which concerns on this invention. 読出・リセットラインアドレス生成部13の内部構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing an internal configuration of a read / reset line address generation unit 13. FIG. 時分割セレクタの動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of a time division selector. 第1の実施の形態における選択ラインアドレス生成回路132aの内部構成例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating an internal configuration example of a selection line address generation circuit 132a according to the first embodiment. (a)〜(c)は、第1の実施の形態における選択ラインアドレス生成回路132aの動作を説明するための図である。(A)-(c) is a figure for demonstrating operation | movement of the selection line address generation circuit 132a in 1st Embodiment. 第2の実施の形態における選択ラインアドレス生成回路132aの内部構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of an internal structure of the selection line address generation circuit 132a in 2nd Embodiment. (a)〜(c)は、第2の実施の形態における選択ラインアドレス生成回路132aの動作を説明するための図である。(A)-(c) is a figure for demonstrating operation | movement of the selection line address generation circuit 132a in 2nd Embodiment. 第3の実施の形態における選択ラインアドレス生成回路132aの内部構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of an internal structure of the selection line address generation circuit 132a in 3rd Embodiment. (a)〜(c)は、第3の実施の形態における選択ラインアドレス生成回路132aの動作を説明するための図である。(A)-(c) is a figure for demonstrating operation | movement of the selection line address generation circuit 132a in 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100…撮像素子、10…通信部、11…レジスタ、12…タイミング制御部、13…読出・リセットラインアドレス生成部、14…駆動パルス発生器、15…センサセルアレイ、16…水平転送部、130…カウンタ更新クロック生成部、130…基準カウンタ、132…選択ラインアドレス生成部、133…アドレスデコード部、132a〜132d…選択ラインアドレス生成回路、133a…時分割セレクタ、133b…アドレスデコード回路、1320(1320a〜1320d)…比較回路A、1321(1321a〜1321d)…制御部、1322(1322a〜1322d)…初期値生成回路、1323(1323a〜1323d)…加算回路A、1324(1324a〜1324d)…セレクタ回路、1325(1325a〜1325d)…アドレスカウンタ、1326(1326a〜1326d)…加算回路B、1327(1327a〜1327d)…比較回路B、1328(1328a〜1328d)…MAX_BC検出回路、1329(1329a〜1329d)…加算回路C、1330(1330a〜1330d)…比較回路C、1331(1331a〜1331d)…比較回路D DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Imaging device, 10 ... Communication part, 11 ... Register, 12 ... Timing control part, 13 ... Read / reset line address generation part, 14 ... Drive pulse generator, 15 ... Sensor cell array, 16 ... Horizontal transfer part, 130 ... Counter update clock generator, 130 ... reference counter, 132 ... selected line address generator, 133 ... address decoder, 132a to 132d ... selected line address generator, 133a ... time division selector, 133b ... address decoder, 1320 (1320a) To 1320d) ... Comparator A, 1321 (1321a to 1321d) ... Control unit, 1322 (1322a to 1322d) ... Initial value generator, 1323 (1323a to 1323d) ... Adder A, 1324 (1324a to 1324d) ... Selector circuit , 1325 (1325a To 1325d) Address counter, 1326 (1326a to 1326d) Addition circuit B, 1327 (1327a to 1327d) Comparison circuit B, 1328 (1328a to 1328d) MAX_BC detection circuit, 1329 (1329a to 1329d) Addition circuit C , 1330 (1330a to 1330d) ... comparison circuit C, 1331 (1331a to 1331d) ... comparison circuit D

Claims (11)

受光した光を電荷に変換して蓄積する複数の光電変換素子がマトリックス状に配列された構成の光電変換部とローリングシャッタ機能とを備えた撮像素子であって、
各フレーム期間における各水平走査期間を時分割してなる複数の分割期間の各分割期間に対応する、処理対象の前記光電変換素子の形成するラインの位置を示すアドレスを生成するアドレス生成手段と、
前記アドレス生成手段で生成された前記各分割期間に対応する前記アドレスの示すライン位置の前記光電変換素子を前記分割期間毎にアクティブな状態にするアドレスデコード手段と、
読出指示に応じて前記アクティブな状態にされた光電変換素子から共通線を介して蓄積電荷量に応じたレベルの画素信号を非破壊で読み出す画素信号読出手段と、
リセット指示に応じて前記アクティブな状態にされた光電変換素子に対してその蓄積電荷を空にする処理であるリセット処理を行うリセット処理手段と、
前記各フレーム期間において、前記画素信号の正規の読出処理を一時的に休止する期間である読出休止期間を設定する読出休止期間設定手段と、
前記設定された読出休止期間において、所定のライン位置の光電変換素子を前記アドレスデコード手段にアクティブな状態にさせ、且つ該アクティブな状態にされた光電変換素子から前記画素信号を前記画素信号読出手段に読み出させるダミー読出制御手段と、を備えることを特徴とする撮像素子。
An imaging device having a photoelectric conversion unit having a configuration in which a plurality of photoelectric conversion elements that convert received light into electric charges and store them in a matrix and a rolling shutter function,
Address generating means for generating an address indicating a position of a line formed by the photoelectric conversion element to be processed corresponding to each divided period of a plurality of divided periods obtained by time-dividing each horizontal scanning period in each frame period;
Address decoding means for activating the photoelectric conversion elements at the line positions indicated by the addresses corresponding to the divided periods generated by the address generating means for each of the divided periods;
Pixel signal reading means for non-destructively reading out a pixel signal of a level corresponding to the amount of accumulated charge from a photoelectric conversion element that has been activated in response to a reading instruction via a common line;
A reset processing means for performing a reset process, which is a process of emptying the accumulated charge, for the photoelectric conversion element that has been activated in response to a reset instruction;
Read pause period setting means for setting a read pause period, which is a period of temporarily pausing regular readout processing of the pixel signal in each frame period;
In the set readout pause period, the photoelectric conversion element at a predetermined line position is made active by the address decoding means, and the pixel signal is read from the active photoelectric conversion element by the pixel signal reading means. An image pickup device comprising: a dummy read control means for reading the image data.
前記光電変換部は、遮光された前記光電変換素子のラインからなるOB(Optical black)領域を有しており、
前記読出休止期間に対応する前記所定のライン位置の光電変換素子は、前記OB領域のラインを形成する光電変換素子であることを特徴とする請求項1に記載の撮像素子。
The photoelectric conversion unit has an OB (Optical black) region composed of a line of the photoelectric conversion element shielded from light,
2. The image sensor according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element at the predetermined line position corresponding to the readout pause period is a photoelectric conversion element that forms a line of the OB region.
前記アドレス生成手段は、前記時分割数と少なくとも同数のアドレスカウンタと、該各アドレスカウンタの動作を独立に制御する動作制御部と、前記各アドレスカウンタを時分割で順次選択し、該選択したアドレスカウンタのカウント値を前記アドレスとして前記アドレスデコード手段に出力するアドレス選択部とを含んで構成された手段であり、
前記各アドレスカウンタを制御するための制御情報を取得する制御情報取得手段を備え、
前記動作制御部は、前記制御情報取得手段で取得した制御情報に基づき、前記各アドレスカウンタを独立に制御することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の撮像素子。
The address generation means sequentially selects at least the same number of address counters as the number of time divisions, an operation control unit for independently controlling the operation of the address counters, and the address counters in a time division manner, and selects the selected addresses. An address selection unit that outputs a count value of a counter to the address decoding unit as the address;
Comprising control information acquisition means for acquiring control information for controlling each address counter;
The imaging device according to claim 1, wherein the operation control unit independently controls each address counter based on the control information acquired by the control information acquisition unit.
水平同期信号に基づき生成されたカウンタ更新クロックに基づきカウント動作を行う基準カウンタを備え、
前記制御情報は、前記各アドレスカウンタのオフセット値を含み、
前記動作制御部は、前記オフセット値と前記基準カウンタのカウント値とが一致したときに、該一致のタイミングをトリガとして、前記各アドレスカウンタにカウント動作を開始させることを特徴とする請求項3に記載の撮像素子。
A reference counter that performs a counting operation based on a counter update clock generated based on a horizontal synchronization signal is provided.
The control information includes an offset value of each address counter,
4. The operation control unit according to claim 3, wherein when the offset value and the count value of the reference counter coincide with each other, the address counter is caused to start a count operation using the coincidence timing as a trigger. The imaging device described.
前記制御情報は、前記各アドレスカウンタのステップ幅値、スタートライン値及びライン幅値を含み、
前記動作制御部は、前記ステップ幅値に基づき、前記各アドレスカウンタのカウント動作時のステップ幅を設定すると共に、前記各アドレスカウンタに、前記設定したステップ幅でカウントをさせ、前記スタートライン値に基づき、前記各アドレスカウンタの初期値を設定すると共に、前記各アドレスカウンタのカウントを、前記設定した初期値から開始させ、前記ライン幅値に基づき、前記各アドレスカウンタの最大カウント値を設定すると共に、前記各アドレスカウンタに、前記設定した初期値から前記設定した最大カウント値までの範囲内でカウント動作を行わせることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の撮像素子。
The control information includes a step width value, a start line value, and a line width value of each address counter,
The operation control unit sets a step width at the time of the count operation of each address counter based on the step width value, and causes each address counter to count at the set step width, thereby obtaining the start line value. Based on the initial value of each address counter, the count of each address counter is started from the set initial value, and the maximum count value of each address counter is set based on the line width value. 5. The image pickup device according to claim 3, wherein each address counter is caused to perform a counting operation within a range from the set initial value to the set maximum count value. 6.
前記アドレスカウンタに、前記初期値から前記最大カウント値までの範囲内で行われるカウント動作を連続で繰り返し行わせる繰り返しモードが設定可能となっており、
前記動作制御部は、前記繰り返しモードが設定された前記アドレスカウンタに対して、前記設定した初期値から前記設定した最大カウント値までの範囲内で行われるカウント動作を連続で繰り返し行わせることを特徴とする請求項5に記載の撮像素子。
In the address counter, it is possible to set a repeat mode in which a count operation performed in a range from the initial value to the maximum count value is continuously repeated.
The operation control unit causes the address counter set with the repetition mode to continuously and repeatedly perform a counting operation performed within a range from the set initial value to the set maximum count value. The imaging device according to claim 5.
前記制御情報は、前記各アドレスカウンタのウェイト値を含み、
前記読出休止期間設定手段は、前記ウェイト値に基づき、前記アドレスカウンタのウェイト用のカウント数であるウェイトカウント数を設定し、
前記動作制御部は、前記繰り返しモードが設定された前記アドレスカウンタにおいて、前記繰り返し行われるカウント動作の各回の動作が終了する毎に、該アドレスカウンタに、前記設定されたウェイトカウント数をカウントさせると共に、該ウェイトカウント数をカウントしている間は、該カウント値を無効にする制御信号を前記アドレスデコード手段に出力し、
前記ダミー読出制御手段は、前記ウェイトカウント数をカウントする期間を読出休止期間として、該読出休止期間において、前記所定のライン位置を示すアドレスに対応するライン位置の光電変換素子を前記アドレスデコード手段にアクティブな状態にさせ、該アクティブな状態にされた光電変換素子から前記画素信号を前記画素信号読出手段に読み出させることを特徴とする請求項6に記載の撮像素子。
The control information includes a weight value of each address counter,
The read suspension period setting means sets a wait count number that is a count number for the wait of the address counter based on the wait value,
The operation control unit causes the address counter to count the set wait count every time the repeated count operation is completed in the address counter in which the repeat mode is set. While the wait count is being counted, a control signal for invalidating the count value is output to the address decoding means,
The dummy read control means sets a period during which the number of wait counts are counted as a read pause period, and in the read pause period, a photoelectric conversion element at a line position corresponding to an address indicating the predetermined line position is used as the address decode means. The image pickup device according to claim 6, wherein the image pickup device is activated, and the pixel signal reading unit reads the pixel signal from the activated photoelectric conversion device.
前記ステップ幅値と前記ベースカウンタのカウント値との加算値である第1加算値と、前記スタートライン値と前記ベースカウンタのカウント値との加算値である第2加算値とを比較する第1比較手段と、
前記ライン幅値と前記ベースカウンタのカウント値との加算値である第3加算値と、前記ベースカウンタのカウント値の最大値とを比較する第2比較手段とを備え、
前記読出休止期間設定手段は、前記繰り返しモードが設定されているときに、前記第1比較手段の比較結果が前記第1加算値の方が大きくなり、且つ前記第2比較手段の比較結果が前記第3加算値の方が大きくなる水平期間から前記オフセット値と前記ベースカウンタのカウント値とが一致する水平期間までの期間を前記読出休止期間として設定することを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の撮像素子。
A first addition value that is an addition value of the step width value and the count value of the base counter is compared with a second addition value that is an addition value of the start line value and the count value of the base counter. A comparison means;
A second comparison means for comparing a third addition value, which is an addition value of the line width value and the count value of the base counter, and a maximum value of the count value of the base counter;
When the repetition mode is set, the reading suspension period setting means has a larger comparison result of the first comparison means than the first addition value, and a comparison result of the second comparison means 7. A period from a horizontal period in which the third added value becomes larger to a horizontal period in which the offset value and the count value of the base counter coincide with each other is set as the read pause period. 8. The imaging device according to 7.
前記ステップ幅値と前記アドレスカウンタのカウント値との加算値である第1加算値と、前記スタートライン値と前記ライン幅値との加算値である第4加算値との大小を比較する第3比較手段と、
前記ベースカウンタのカウント値の最大値と前記ライン幅値と前記ベースカウンタのカウント値との加算値である第5加算値と、前記第4加算値との大小を比較する第4比較手段とを備え、
前記読出休止期間設定手段は、前記繰り返しモードが設定されているときに、前記第3比較手段の比較結果が前記第1加算値の方が大きくなり、且つ前記第4比較手段の比較結果が前記第5加算値の方が大きくなる水平期間から前記オフセット値と前記ベースカウンタのカウント値とが一致する水平期間までの期間を前記読出休止期間として設定することを特徴とする請求項6乃至請求項8のいずれか1項に記載の撮像素子。
A third comparison is made between the first addition value, which is the addition value of the step width value and the count value of the address counter, and the fourth addition value, which is the addition value of the start line value and the line width value. A comparison means;
A fourth comparison means for comparing a fifth addition value, which is an addition value of the maximum count value of the base counter, the line width value, and the count value of the base counter, and the fourth addition value; Prepared,
When the repetition mode is set, the reading suspension period setting means has a larger comparison result of the third comparison means than the first addition value, and a comparison result of the fourth comparison means The period from the horizontal period in which the fifth added value becomes larger to the horizontal period in which the offset value and the count value of the base counter coincide with each other is set as the reading suspension period. The image pickup device according to any one of 8.
受光した光を電荷に変換して蓄積する複数の光電変換素子がマトリックス状に配列された構成の光電変換部を備え、各水平走査期間において、前記光電変換部の前記光電変換素子の形成する複数のラインにおける所定のラインに対して、時分割で複数回の蓄積電荷の非破壊の読出処理及び蓄積電荷のリセット処理を行うことができる撮像素子であって、
各フレーム期間において前記画素信号の正規の読出処理を一時的に休止する期間である読出休止期間を設定する読出休止期間設定手段と、
前記設定された読出休止期間において、所定のライン位置の光電変換素子から前記画素信号を読み出すダミー読出手段と、を含むことを特徴とする撮像素子。
A plurality of photoelectric conversion elements configured to convert received light into electric charges and store them in a matrix, and a plurality of photoelectric conversion elements formed by the photoelectric conversion elements of the photoelectric conversion unit in each horizontal scanning period; An imaging element capable of performing non-destructive readout processing of accumulated charges and reset processing of accumulated charges multiple times in a time-sharing manner for a predetermined line of
A readout pause period setting means for setting a readout pause period, which is a period of temporarily pausing regular readout processing of the pixel signal in each frame period;
An image pickup device comprising: dummy read means for reading out the pixel signal from the photoelectric conversion device at a predetermined line position in the set read pause period.
受光した光を電荷に変換して蓄積する複数の光電変換素子がマトリックス状に配列された構成の光電変換部を備え、各水平走査期間において、前記光電変換部の前記光電変換素子の形成する複数のラインにおける所定のラインに対して、時分割で複数回の蓄積電荷の非破壊の読出処理及び蓄積電荷のリセット処理を行うことができる撮像素子の駆動方法であって、
各フレーム期間において前記画素信号の正規の読出処理を一時的に休止する期間である読出休止期間を設定する読出休止期間設定ステップと、
前記設定された読出休止期間において、所定のライン位置の光電変換素子から前記画素信号を読み出すダミー読出ステップと、を含むことを特徴とする撮像素子の駆動方法。
A plurality of photoelectric conversion elements configured to convert received light into electric charges and store them in a matrix, and a plurality of photoelectric conversion elements formed by the photoelectric conversion elements of the photoelectric conversion unit in each horizontal scanning period; A method for driving an imaging device capable of performing non-destructive readout processing of accumulated charges and reset processing of accumulated charges multiple times in a time-sharing manner for a predetermined line of
A readout pause period setting step for setting a readout pause period, which is a period of temporarily pausing regular readout processing of the pixel signal in each frame period;
And a dummy readout step of reading out the pixel signal from the photoelectric conversion element at a predetermined line position in the set readout pause period.
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