JP4946210B2 - Solid-state imaging device and imaging apparatus using the same - Google Patents
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本発明は、固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置に関するものである。 The present invention relates to a solid-state imaging device and an imaging apparatus using the same.
近年、ビデオカメラや電子スチルカメラなどの撮像装置が広く一般に普及している。これらのカメラには、CCD方式の固体撮像素子、あるいは、各画素に画素アンプを配置させた増幅型やCMOS型等のX−Yアドレス方式の固体撮像素子が使用されている。このような固体撮像素子は、画素がマトリクス状に複数配置され、各画素にて光電変換を行い信号電荷を生成する。生成された信号電荷、又は、信号電荷に応じた電気信号は、タイミングジェネレータ等の制御部の指示の下に走査回路から駆動信号が出力されこの駆動信号に従って、CCDや信号線を介して固体撮像素子から外部に出力される。 In recent years, imaging devices such as video cameras and electronic still cameras have been widely used. These cameras use a CCD solid-state image sensor, or an XY address solid-state image sensor such as an amplification type or a CMOS type in which a pixel amplifier is arranged in each pixel. In such a solid-state imaging device, a plurality of pixels are arranged in a matrix, and photoelectric conversion is performed at each pixel to generate a signal charge. A generated signal charge or an electrical signal corresponding to the signal charge is output from a scanning circuit under the instruction of a control unit such as a timing generator, and solid-state imaging is performed via a CCD or a signal line according to the driving signal. Output from the device to the outside.
このような固体撮像素子では、画素出力を順次読み出すために、垂直走査回路及び水平走査回路が搭載されている。前記垂直走査回路は、メモリ等を用いたデコーダ回路を用いてランダムな行選択が可能となるように構成される場合もあるが、垂直シフトレジスタを用いて構成するのが一般的である。垂直シフトレジスタを用いると、メモリ等を用いたデコーダ回路を用いる場合に比べて、回路構成が簡単となり、コストを低減することができるためである。 In such a solid-state imaging device, a vertical scanning circuit and a horizontal scanning circuit are mounted to sequentially read out pixel outputs. The vertical scanning circuit may be configured to enable random row selection using a decoder circuit using a memory or the like, but is generally configured using a vertical shift register. This is because when the vertical shift register is used, the circuit configuration is simplified and the cost can be reduced as compared with the case where a decoder circuit using a memory or the like is used.
従来の固体撮像素子で用いられている前記垂直シフトレジスタは、一般的に、縦続接続された複数段の単位回路で構成され、各段の単位回路に供給される駆動クロック信号(例えば、2相クロック信号)は、常に全段の単位回路に共通して供給されるように構成されている。すなわち、全段の単位回路は常に同じ駆動クロック信号によって駆動される。各段の単位回路は、前記駆動クロック信号に従うシフト動作によって、当該単位回路に対する入力信号に対応する信号を当該単位回路からの出力信号として伝達するものである。この単位回路として、例えば、D型フリップフロップが用いられる。 The vertical shift register used in the conventional solid-state imaging device is generally composed of a plurality of unit circuits connected in cascade, and a driving clock signal (for example, two-phase) supplied to each unit circuit. The clock signal) is always supplied in common to all unit circuits. That is, the unit circuits in all stages are always driven by the same drive clock signal. The unit circuit at each stage transmits a signal corresponding to an input signal to the unit circuit as an output signal from the unit circuit by a shift operation according to the drive clock signal. As this unit circuit, for example, a D-type flip-flop is used.
ところで、このような固体撮像素子では、電子シャッタ動作としてローリング電子シャッタを行う固体撮像素子が知られている(例えば、下記特許文献1)。ローリング電子シャッタは、X−Yアドレス方式の固体撮像素子で特徴的な駆動方法の1つであるが、垂直シフトレジスタで画素行を順次選択していくときに、垂直シフトレジスタのスタートパルスとして、先に第1パルス(リセットパルス用の行選択パルス)を与え、この第1パルスに対して所望の電子シャッタ期間(露光期間)だけ遅れて第2パルス(読み出しパルス用の行選択パルス)を与える。ローリング電子シャッタは、画素行に与えるリセットパルス及び読み出し用パルスを行毎に順次走査していくときに、リセットパルスとその後の読み出し用パルスとの時間間隔を所望の露光期間に応じた時間間隔にする手法である。
By the way, in such a solid-state imaging device, a solid-state imaging device that performs a rolling electronic shutter as an electronic shutter operation is known (for example,
また、固体撮像素子では、電子ビューファインダーや高速連写撮影などのために、高いフレームレートで画像を取り込む必要がある場合がある。このような場合、固体撮像素子から全画素の信号を読み出さずに、間引き読み出しが要請される。 In addition, in a solid-state imaging device, it may be necessary to capture an image at a high frame rate for an electronic viewfinder or high-speed continuous shooting. In such a case, thinning-out readout is required without reading out signals of all pixels from the solid-state imaging device.
下記特許文献2には、間引き読み出しを行うことができる固体撮像素子が開示されている。特許文献2に開示された固体撮像素子では、垂直走査回路は、複数行からなる行グループ毎に順次選択を行う垂直シフトレジスタと、この垂直シフトレジスタで選択された行グループのうちから選択信号に応じて所望の行を任意に選択して画像信号を出力する選択回路と、から構成されている。
しかしながら、特許文献1に開示された固体撮像素子では、ローリング電子シャッタを行うことはできるが、間引き読み出しを行うことができない。一方、特許文献2に開示された固体撮像素子では、間引き読み出しを行うことはできるが、ローリング電子シャッタを行うことができない。
However, the solid-state imaging device disclosed in
そこで、本発明者は、研究の結果、リセットパルスの行の選択と読み出し用パルスの行の選択の両方を1つの垂直シフトレジスタ(全段の単位回路は常に同じ駆動クロック信号によって駆動される垂直シフトレジスタ)で行い、この垂直シフトレジスタのスタートパルスとして、先に第1パルス(リセットパルス用の行選択パルス)を与え、この第1パルスに対して所望の電子シャッタ期間(露光期間)だけ遅れて第2パルス(読み出しパルス用の行選択パルス)を与えることによって、ローリング電子シャッタを実現しつつ、各水平帰線期間において垂直シフトパルスが複数段シフトするように、前記垂直シフトレジスタの駆動クロック信号を複数回ずつ与える(例えば、行間を2行飛ばして3行毎に読み出す間引き読み出しの場合は、各水平帰線期間において3回ずつの駆動クロック信号を垂直シフトレジスタに与える)ことによって、間引き読み出しを行うことができることを、見出した。この手法については、後に、比較例として説明する。 Therefore, as a result of research, the present inventor has conducted both selection of the row of the reset pulse and selection of the row of the readout pulse as one vertical shift register (a unit circuit in all stages is always driven by the same drive clock signal). The first pulse (reset pulse row selection pulse) is given first as a start pulse of the vertical shift register, and the first pulse is delayed by a desired electronic shutter period (exposure period). By providing a second pulse (a row selection pulse for a read pulse), a driving clock for the vertical shift register is realized so that a vertical shift pulse is shifted by a plurality of stages in each horizontal blanking period while realizing a rolling electronic shutter. Give a signal multiple times (for example, skipping two rows and reading every three rows, By providing) a drive clock signal of three times the vertical shift register in the flat blanking period, that it is possible to perform the thinning read, found. This method will be described later as a comparative example.
ところで、固体撮像素子には、入射光を光電変換して入射光に応じた信号を生成する有効画素の他に、黒レベルの信号を生成する複数のオプチカルブラック画素(OB画素)が有効画素領域の周辺に設けられている。そして、OB画素の信号を利用することでいわゆる黒レベルクランプ処理等の信号処理を行い、画質の向上を図る。 By the way, in the solid-state imaging device, a plurality of optical black pixels (OB pixels) for generating a black level signal in addition to an effective pixel for photoelectrically converting incident light to generate a signal corresponding to the incident light are effective pixel regions. It is provided in the vicinity. Then, by using the signal of the OB pixel, signal processing such as so-called black level clamping processing is performed to improve the image quality.
しかし、前述した本発明者が見出した手法では、OB画素の行も有効画素の行と全く同じように取り扱われることになるため、有効画素の行が間引かれるだけでなく、OB画素の行も間引かれてしまい、読み出されるOB画素の数が少なくなってしまうことが、判明した。その結果、前述した手法では、正しい黒の基準レベルを精度良く得ることができなくなり、画質が低下してしまう。 However, according to the technique found by the present inventor described above, the row of OB pixels is handled in exactly the same way as the row of effective pixels, so that not only the rows of effective pixels are thinned but also the rows of OB pixels. It has also been found that the number of OB pixels to be read is reduced. As a result, with the above-described method, a correct black reference level cannot be obtained with high accuracy, and the image quality deteriorates.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成でローリング電子シャッタを行いつつ間引き読み出しを行うことができ、しかも、オプチカルブラック画素の行を間引かずに読み出すことができて画質の劣化を抑えることができる撮像装置及びこれを用いた電子カメラを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can perform thinning readout while performing a rolling electronic shutter with a simple configuration, and can read out rows of optical black pixels without thinning out. It is an object of the present invention to provide an imaging apparatus capable of suppressing deterioration in image quality and an electronic camera using the same.
前記課題を解決するため、本発明の第1の態様による固体撮像素子は、2次元に配置された複数の画素と、前記複数の画素の行を選択しつつ、その選択された行の各画素に、電子シャッタ動作のためのリセットパルス又は信号読み出し動作のための読み出し用パルスを出力する垂直走査回路と、前記複数の画素の列を選択するための画素列選択パルスを出力する水平走査回路と、を備えたものである。前記複数の画素は、入射光を光電変換して入射光に応じた信号を生成する有効画素の他に、黒レベルの信号を生成するオプチカルブラック画素を含む。前記垂直走査回路は、前記複数の画素の行を選択するための垂直シフトパルスを生成し出力する垂直シフトレジスタと、前記垂直シフトパルスに基づいて前記選択された行の各画素に前記リセットパルス又は前記読み出し用パルスを出力する垂直駆動回路とを有する。前記垂直シフトレジスタは、前記複数の画素の行にそれぞれ対応して設けられ縦続接続された複数段の単位回路を有する。前記垂直シフトレジスタは、前記複数段の単位回路のうちの前記オプチカルブラック画素から成る行にそれぞれ対応する各段の単位回路に供給される第1の駆動クロック信号が入力される第1の入力部と、前記複数段の単位回路のうちの前記有効画素を含む行にそれぞれ対応する各段の単位回路に供給される第2の駆動クロック信号が入力され、前記第1の入力部から電気的に独立した第2の入力部とを、有する。 In order to solve the above-described problem, the solid-state imaging device according to the first aspect of the present invention selects a plurality of pixels arranged two-dimensionally and a row of the plurality of pixels, and each pixel in the selected row. A vertical scanning circuit for outputting a reset pulse for an electronic shutter operation or a reading pulse for a signal reading operation, and a horizontal scanning circuit for outputting a pixel column selection pulse for selecting a column of the plurality of pixels. , With. The plurality of pixels include an optical black pixel that generates a black level signal in addition to an effective pixel that photoelectrically converts incident light to generate a signal corresponding to the incident light. The vertical scanning circuit generates a vertical shift pulse for selecting a row of the plurality of pixels and outputs the vertical shift register, and the reset pulse or each pixel in the selected row based on the vertical shift pulse. A vertical drive circuit for outputting the readout pulse. The vertical shift register includes a plurality of stages of unit circuits that are provided corresponding to the plurality of pixel rows and connected in cascade. The vertical shift register has a first input unit to which a first drive clock signal supplied to each unit circuit corresponding to each row of the optical black pixels in the plurality of unit circuits is input. And a second drive clock signal supplied to each unit circuit corresponding to each row including the effective pixel in the unit circuits of the plurality of stages , and electrically from the first input unit. And an independent second input unit .
本発明の第2の態様による撮像装置は、前記第1の態様による固体撮像素子と、制御部とを備えたものである。前記制御部は、前記垂直シフトパルスとして、先行する第1パルスと該第1パルスに後続する第2パルスが出力されるように、前記垂直シフトレジスタにスタートパルスを供給する。前記制御部は、前記第1パルスに基づいて前記垂直駆動回路が前記リセットパルスを出力するとともに、前記第2パルスに基づいて前記垂直駆動回路が前記読み出し用パルスを出力するように、前記垂直駆動回路を制御する。前記制御部は、間引き読み出しモードにおいて、前記オプチカルブラック画素から成る行にそれぞれ対応する前記各段の単位回路においては各水平帰線期間において前記垂直シフトパルスが1段シフトするように、前記第1の駆動クロック信号を前記第1の入力部に供給するとともに、前記有効画素を含む行にそれぞれ対応する前記各段の単位回路においては各水平帰線期間において前記垂直シフトパルスが複数段シフトするように、前記第2の駆動クロック信号を前記第2の入力部に供給する。 An imaging device according to a second aspect of the present invention includes the solid-state imaging device according to the first aspect and a control unit. Wherein, as the vertical shift pulses, as a second pulse following the first pulse and the first pulse that precedes is output, it supplies the start pulse to the vertical shift register. The controller drives the vertical drive so that the vertical drive circuit outputs the reset pulse based on the first pulse and the vertical drive circuit outputs the read pulse based on the second pulse. Control the circuit. In the thinning-out readout mode, the control unit performs the first shift so that the vertical shift pulse is shifted by one stage in each horizontal blanking period in the unit circuits of the respective stages corresponding to the rows of the optical black pixels. The driving clock signal is supplied to the first input section, and the vertical shift pulse is shifted by a plurality of stages in each horizontal blanking period in the unit circuit of each stage corresponding to the row including the effective pixel. In addition, the second drive clock signal is supplied to the second input section.
本発明の第3の態様による撮像装置は、前記第2の態様において、前記制御部は、前記第2の駆動クロック信号とゲート制御信号とに基づいて前記第1の駆動クロック信号を生成するゲート回路を有し、前記ゲート回路は、前記固体撮像素子に搭載されるかあるいは前記固体撮像素子の外部に設けられたものである。 The imaging device according to a third aspect of the present invention is the imaging device according to the second aspect, wherein the control unit generates the first drive clock signal based on the second drive clock signal and the gate control signal. The gate circuit is mounted on the solid-state image sensor or provided outside the solid-state image sensor.
本発明によれば、簡単な構成でローリング電子シャッタを行いつつ間引き読み出しを行うことができ、しかも、オプチカルブラック画素の行を間引かずに読み出すことができて画質の劣化を抑えることができる固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to perform thinning readout while performing a rolling electronic shutter with a simple configuration, and furthermore, it is possible to read out optical black pixel rows without thinning out and to suppress deterioration in image quality. An imaging device and an imaging device using the imaging device can be provided.
以下、本発明による固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a solid-state imaging device and an imaging device using the same according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施の形態] [First Embodiment]
図1は、本発明の第1の実施の形態による撮像装置としての電子カメラ1を示す概略ブロック図である。電子カメラ1には、撮影レンズ2が装着される。この撮影レンズ2は、レンズ制御部2aによってフォーカスや絞りが駆動される。この撮影レンズ2の像空間には、固体撮像素子3の撮像面が配置される。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an
固体撮像素子3は、撮像制御部4の指令によって駆動され、画像信号を出力する。電子ビューファインダーモード時や高速連写撮影時などでは、撮像制御部4は、ローリング電子シャッタを行いつつ間引き読み出しを行うように固体撮像素子3を制御する。この動作については、後に詳述する。また、通常の本撮影時などでは、撮像制御部4は、例えば、ローリング電子シャッタを行いつつ間引きによらない全画素の画像信号を得るように固体撮像素子3を制御する。いずれの画像信号も、信号処理部5によって黒レベルクランプ処理等の信号処理が行われた後、A/D変換部6によりA/D変換され、メモリ7に一旦蓄積される。メモリ7は、バス8に接続される。バス8には、レンズ制御部2a、撮像制御部4、マイクロプロセッサ9、液晶表示パネル等のモニタ表示部10、記録部11、画像圧縮部12及び画像処理部13なども接続される。上記マイクロプロセッサ9には、レリーズ釦などの操作部9aが接続される。また、上記の記録部11には記録媒体11aが着脱自在に装着される。
The solid-
電子カメラ1内のマイクロプロセッサ9は、操作部9aの操作により電子ビューファインダーモードや高速連写撮影などが指示されると、それに合わせて撮像制御部4を駆動する。撮像制御部4は、ローリング電子シャッタを行いつつ間引き読み出しを行うように固体撮像素子3を制御する。このとき、レンズ制御部2aによって、フォーカスや絞りが適宜調整される。固体撮像素子3から得られた間引かれた画像信号は、メモリ7に蓄積される。マイクロプロセッサ9は、電子ビューファインダーモード時には間引かれた画像信号をモニタ表示部10に画像表示させる。高速連写撮影や通常の本撮影時などの場合は、マイクロプロセッサ9は、間引かれた画像信号又は間引かれていない画像信号がメモリ7に蓄積された後に、操作部9aの指令に基づき、必要に応じて画像処理部13や画像圧縮部12にて所望の処理を行い、記録部11に処理後の信号を出力させ記録媒体11aに記録する。
When an electronic viewfinder mode, high-speed continuous shooting, or the like is instructed by the operation of the operation unit 9a, the microprocessor 9 in the
図2は、図1中の固体撮像素子3の概略構成を示す回路図である。図2には、撮像制御部4も示している。図3は、図2中の画素11を示す回路図である。図4は、図2中の垂直駆動回路16を示す回路図である。図5は、図2中の読み出し回路19を示す回路図である。図6は、図2中の垂直シフトレジスタ14を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the solid-
固体撮像素子3は、CMOS型の固体撮像素子として構成されている。撮像制御部4は、図面には示していないがタイミングジェネレータ等で構成され、後述するように、固体撮像素子3の各部に駆動パルス等を供給する。
The solid-
固体撮像素子3は、図2に示すように、n行m列に2次元マトリクス状に配置された画素11と、垂直走査回路を構成している垂直シフトレジスタ14及び垂直駆動回路16と、水平走査回路を構成している水平シフトレジスタ18と、読み出し回路19とを備えている。大部分の画素11は、入射光を光電変換して入射光に応じた信号を生成する有効画素であるが、残りの画素11は、黒レベルの信号を生成するオプチカルブラック画素(OB画素)となっている。本実施の形態では、1行目から4行目までの画素11が全てOB画素であり、残りの画素11が全て有効画素となっている。もっとも、OB画素の配置はこの例に限定されるものではない。例えば、1行目からの最初の所定数の行と、n行目までの最後の所定数の行を、それぞれOB画素領域とし、これらのOB画素領域に挟まれた残りの行を有効画素領域としてもよい。
As shown in FIG. 2, the solid-
本実施の形態では、各画素11は、図3に示すように、選択トランジスタTaと、ソースフォロアの増幅トランジスタTbと、リセットトランジスタTcと、転送トランジスタTdと、フォトダイオードPDとから構成されている。これらのトランジスタTa〜Tdは、NチャネルMOSトランジスタであるものとする。よって、トランジスタTa,Tc,Tdは、そのゲートがHレベルとなると、オンする。なお、図3において、Vccは電源である。
In this embodiment, each
本実施の形態では、各画素11は、当該画素が有効画素及びOB画素のいずれであっても、図3に示す回路構成を有しているが、有効画素ではフォトダイオードPDが遮光されていないのに対し、OB画素ではフォトダイオードPDが遮光膜で遮光されている。
In this embodiment, each
図2及び図3に示すように、画素11の選択トランジスタTaのゲートは、行毎に選択線20に共通に接続されている。画素11のリセットトランジスタTcのゲートは、行毎にリセット線21に共通に接続されている。画素11の転送トランジスタTdのゲートは、行毎に転送線22に共通に接続されている。画素11の増幅トランジスタTbのソースは、列毎に垂直信号線32−1〜32−mに共通に接続されている。図2に示すように、垂直信号線32−1〜32−mには、ソースフォロワ読み出し用定電流源33−1〜33−mが接続されている。なお、図3に示す画素11は、n行目でかつ1列目の画素11を示している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the gates of the selection transistors Ta of the
画素11の各行の選択線20には読み出し用パルスとしての選択パルスφsel1〜φselnが、画素11の各行のリセット線21にはリセットパルスφrst1〜φrstnが、画素11の各行の転送線22には転送パルスφtx1〜φtxnが、垂直駆動回路16から供給される。リセット用の駆動パルスが供給された行の各画素11は、その直後から信号蓄積を開始し、電子シャッタ動作を開始する。読み出し用の駆動パルスが供給された行の各画素11は、対応する垂直信号線32−1〜32−mへの信号読み出し動作を行う。
Selection pulses φsel1 to φseln as readout pulses are transferred to the selection lines 20 of each row of the
具体的には、リセット用の駆動パルスとは、φtxにパルスを送り、PDの電荷を完全転送した後、φrstのパルスをHレベルにして、リセット動作を行う。このとき、φselはLレベルのままとする。これにより、読み出し動作は行われずに画素PD内の電荷リセット動作が行われる。 Specifically, the reset driving pulse is a pulse that is sent to φtx to completely transfer the PD charge, and then the φrst pulse is set to H level to perform a reset operation. At this time, φsel remains at the L level. Thereby, the charge reset operation in the pixel PD is performed without performing the readout operation.
一方、読み出し用のパルスとは、φselパルスをHレベルにして、垂直信号線を画素に接続した後、φtxにパルスを送ってPDの電荷を完全転送して画素の情報を読み出す。その後、φselをLレベルに戻し、φrstのパルスをHレベルにして、画素のリセット動作を行う。 On the other hand, the read pulse is a signal for reading out pixel information by setting the φsel pulse to the H level and connecting the vertical signal line to the pixel and then sending a pulse to φtx to completely transfer the charge of the PD. Thereafter, φsel is returned to the L level, the φrst pulse is set to the H level, and the pixel is reset.
上記のようにすると、φtxとφrstについては共通で、φselを入れるか入れないかの違いのみで、リセット用パルスと読み出し用パルスを切り換えることが出来る。 As described above, φtx and φrst are common, and the reset pulse and the read pulse can be switched only by the difference between whether or not φsel is inserted.
垂直シフトレジスタ14は、撮像制御部4から、垂直スタートパルスφSTV、第1の駆動クロック信号としての2相のクロック信号φV1、φV2、及び、第2の駆動クロック信号としての2相のクロック信号φV3、φV4を受け取り、これらに従って、行を選択する期間及びタイミングをHレベルによって規定する信号として、画素11の行毎に、垂直シフトパルスφSV1〜φSVnを出力する。垂直シフトレジスタ14の構成については、後に詳述する。
The
垂直駆動回路16は、図4に示すように、画素11の行毎に設けられた単位回路60で構成されている。各単位回路60は、アンドゲート61と、レベルシフト回路62と、ナンドゲート63と、アンドゲート64とから構成されている。各単位回路60は、前述した選択パルスφsel1〜φselnの元になる2つの選択パルスφSEL−odd,φSEL−even、前述したリセットパルスφrst1〜φrstnの元になるリセットパルスφRST、及び、転送パルスφtx1〜φtxnの元になる転送パルスφTXを、駆動パルスとして撮像制御部4から受ける。
As shown in FIG. 4, the
各単位回路60は、アンドゲート61によって、垂直シフトレジスタ14からの垂直シフトパルスφSV1〜φSVnのうちの同一行の垂直シフトパルスと転送パルスφTXとのアンドを取って、その出力のレベルをレベルシフト回路62で必要なレベルに変えることで、その行の転送パルス(例えば、その行が2行目ならば、φtx2)を作成し、これをその行の転送線22に供給する。また、各単位回路60は、ナンドゲート63によって、垂直シフトレジスタ14からの垂直シフトパルスφSV1〜φSVnのうちの同一行の垂直シフトパルスとリセットパルスφRSTとのナンドを取ることで、その行のリセットパルス(例えば、その行が2行目ならば、φrst2)を作成し、これをその行のリセット線21に供給する。
Each
本実施の形態では、図4に示すように、奇数行の単位回路60のアンドゲート64に選択パルスφSEL−oddを入力する一方、偶数行の単位回路60のアンドゲート64に選択パルスφSEL−evenを入力している。これにより、本実施の形態では、選択パルスを、奇数行の画素11の選択トランジスタTaを制御する選択パルスφSEL−oddと、偶数行の画素11の選択トランジスタTaを制御する選択パルスφSEL−evenの2系統に分けている。各単位回路60は、アンドゲート64によって、垂直シフトレジスタ14からの垂直シフトパルスφSV1〜φSVnのうちの同一行の垂直シフトパルスと選択パルス(当該行が奇数行の場合は選択パルスφSEL−odd、当該行が偶数行の場合は選択パルスφSEL−even)とのアンドを取ることで、その行の選択パルス(例えば、その行が2行目ならば、φsel2)を作成し、これをその行の選択線20に供給する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the selection pulse φSEL-odd is input to the AND
水平シフトレジスタ18は、撮像制御部4から水平スタートパルスφSTH及び2相の駆動クロック信号φH1、φH2を受け取り、これらに従って、列を選択する期間及びタイミングを規定する信号として、画素列選択パルスとしての水平シフトパルスφSH1〜φSHmを出力する。なお、図面には示していないが、水平シフトレジスタ18は、垂直シフトレジスタ14と同じく縦続接続された複数段(本実施の形態では、m段)の単位回路で構成されているが、垂直シフトレジスタ14と異なり、全段の単位回路は常に同じ2相のクロック信号φH1、φH2で駆動されるようになっている。このように、水平シフトレジスタ18は、垂直シフトレジスタ14と異なり、通常のシフトレジスタが用いられている。
The
読み出し回路19は、例えば特開平8−293591号公報の図5に開示された固体撮像装置で採用されている読み出し回路と同一である。簡単に説明すると、読み出し回路19は、図5に示すように、Sig信号用水平読み出し線38、Dark信号用水平読み出し線39、出力アンプ38a,39a、Sig信号読み出しパルスライン41a、Dark信号読み出しパルスライン42a、水平読出し選択用MOSトランジスタTHS1,THS2,THS3,THD1,THD2,THD3、Sig信号転送用MOSトランジスタTS1,TS2,TS3、Dark信号転送用MOSトランジスタTD1,TD2,TD3、Sig信号蓄積用コンデンサCS1,CS2,CS3、Dark信号蓄積用コンデンサCD1,CD2,CD3などを有している。CHS,CHD,は、それぞれSig信号用水平読み出し線38,Dark信号用水平読み出し線39の寄生容量を示している。読み出し回路19は、撮像制御部4から供給される駆動パルスφRH,φTS,φTDに従って作動する。
The
ここで、垂直シフトレジスタ14の構成について、図6を参照して詳述する。本実施の形態では、垂直シフトレジスタ14は、縦続接続されたn段の単位回路70を備えている。具体的には、各前段の単位回路70の出力部fが各後段の単位回路70の入力部aに接続されることによって、n段の単位回路70が縦続接続されている。1段目の単位回路70の入力部aには、垂直スタートパルスφSTVが入力される。各段の単位回路70の出力(出力部fから出力される出力信号)が、画素11の行毎の垂直シフトパルスφSV1〜φSVnである。例えば、2段目の単位回路70の出力は、画素11の2行目の垂直シフトパルスφSV2である。
Here, the configuration of the
各段の単位回路70は、当該単位回路70に入力される駆動クロック信号に従うシフト動作によって、当該単位回路70に入力される入力信号に対応する信号を当該単位回路70からの出力信号として伝達する。本実施の形態では、各段の単位回路70として、ダイナミック型又はスタティック型のD型フリップフロップが用いられている。もっとも、単位回路70は、D型フリップフロップに限定されるものではないし、全段の単位回路70が必ずしも同じ構成である必要はない。本実施の形態では、各段の単位回路70は、駆動クロック信号として2相のクロック信号により駆動されるようになっているが、駆動クロック信号は必ずしも2相である必要はない。
The
本実施の形態では、各段の単位回路70は、図6に示すように、前記入力信号が入力される入力部aと、前記出力信号が出力される出力部fと、一方の相の駆動クロック信号が入力されるクロック入力部bと、他方の相の駆動クロック信号が入力されるクロック入力部cと、前記一方の相の駆動クロック信号の反転信号が入力されるクロック入力部dと、前記他方の相の駆動クロック信号の反転信号が入力されるクロック入力部eとを有している。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the
本実施の形態では、垂直シフトレジスタ14は、n段の単位回路70のうちOB画素の行(1行目から4行目)にそれぞれ対応する各段の単位回路70(1段目から4段目の単位回路70であり、図6では、それらの単位回路70のグループを符号BV1で示している。)に供給される第1の駆動クロック信号φV1,φV2と、n段の単位回路70のうち有効画素の行(5行目からn行目)にそれぞれ対応する各段の単位回路70(5段目からn段目の単位回路70であり、図6では、それらの単位回路70のグループを符号BV2で示している。)に供給される第2の駆動クロック信号φV3,φV4とを、互いに独立して供給し得るように、構成されている。
In the present embodiment, the
具体的には、本実施の形態では、グループBV1の各単位回路70のクロック入力部bは、グループBV2から独立して共通に接続され、第1の駆動クロック信号のうちの一方の相のクロック信号φV1が入力される。グループBV1の各単位回路70のクロック入力部cは、グループBV2から独立して共通に接続され、第1の駆動クロック信号のうちの他方の相のクロック信号φV2が入力される。グループBV1の各単位回路70のクロック入力部dは、グループBV2から独立して共通に接続され、ノットゲート91を経由することでクロック信号φV1の反転信号が入力される。グループBV1の各単位回路70のクロック入力部eは、グループBV2から独立して共通に接続され、ノットゲート92を経由することでクロック信号φV2の反転信号が入力される。
Specifically, in the present embodiment, the clock input portion b of each
同様に、グループBV2の各単位回路70のクロック入力部bは、グループBV1から独立して共通に接続され、第2の駆動クロック信号のうちの一方の相のクロック信号φV3が入力される。グループBV2の各単位回路70のクロック入力部cは、グループBV1から独立して共通に接続され、第2の駆動クロック信号のうちの他方の相のクロック信号φV4が入力される。グループBV2の各単位回路70のクロック入力部dは、グループBV1から独立して共通に接続され、ノットゲート93を経由することでクロック信号φV3の反転信号が入力される。グループBV2の各単位回路70のクロック入力部eは、グループBV1から独立して共通に接続され、ノットゲート94を経由することでクロック信号φV4の反転信号が入力される。
Similarly, the clock input part b of each
次に、本実施の形態による固体撮像素子の動作例について、垂直シフトレジスタ14の動作を中心にして説明する。
Next, an operation example of the solid-state imaging device according to the present embodiment will be described focusing on the operation of the
図7は、ローリング電子シャッタ時における間引き読み出し時における、垂直シフトレジスタ14に入力される各信号を示すタイミングチャートである。図8は、図7中の垂直スタートパルスφSTVの第1パルスφSTV−1以後の状態において垂直シフトレジスタ14及び垂直駆動回路16に入出力される主な各信号を示すタイミングチャートである。図9は、図7中の垂直スタートパルスφSTVの第2パルスφSTV−2以後の状態において垂直シフトレジスタ14及び垂直駆動回路16に入出力される主な各信号を示すタイミングチャートである。なお、図8及び図9では、13行目までの信号を示している。
FIG. 7 is a timing chart showing each signal input to the
図7乃至図9では、垂直スタートパルスφSTVは、駆動クロック信号φV1の立ち下がりで確定し、垂直シフトパルスφSV1〜φSVnは、対応する駆動クロック信号φV2の立ち下がり又は対応する駆動クロック信号φV4の各水平期間における最初のパルスの立ち上がりで確定するものとしている。 7 to 9, the vertical start pulse φSTV is determined at the falling edge of the drive clock signal φV1, and the vertical shift pulses φSV1 to φSVn are determined based on the falling edge of the corresponding drive clock signal φV2 or the corresponding drive clock signal φV4. It is determined at the rising edge of the first pulse in the horizontal period.
ローリング電子シャッタを行う場合、撮像制御部4は、図7に示すように、垂直シフトレジスタ14の垂直スタートパルスφSTVとして、先行する第1パルス(リセットパルス用の行選択パルス)φSTV−1を与え、この第1パルスφSTV−1に対して所望の電子シャッタ期間(露光期間)と同じ長さの時間T100だけ遅れて後続の第2パルス(読み出しパルス用の行選択パルス)φSTV−2を与える。
When performing the rolling electronic shutter, the
ローリング電子シャッタを行うために、第1パルスφSTV−1に対してはリセット動作を行い、第2パルスφSTV−2に対しては選択動作を行う。本実施の形態では、そのために、前述したように選択パルスを選択パルスφSEL−oddと選択パルスφSEL−evenの2系統に分け、以下に説明するように垂直スタートパルスφSTVを入れるタイミングを制御している。 In order to perform the rolling electronic shutter, a reset operation is performed for the first pulse φSTV-1, and a selection operation is performed for the second pulse φSTV-2. In this embodiment, for this purpose, as described above, the selection pulse is divided into two systems of the selection pulse φSEL-odd and the selection pulse φSEL-even, and the timing for applying the vertical start pulse φSTV is controlled as described below. Yes.
図8及び図9に示すように、φSEL−oddとφSEL−evenには、交互にパルスを入力する。ここで、図8に示すように、φSV1とφSEL−evenとが重なるタイミングで、垂直スタートパルスφSTVとして第1パルスφSTV−1を入れる。この場合、各行のφselがローのままとなり、第1パルスφSTV−1による垂直シフトパルスで選択された行について、画素11からの読み出し動作を行わずに、リセット動作のみが行われる。一方、図9に示すように、φSV1とφSEL−oddとが重なるタイミングで、垂直スタートパルスφSTVとして第2パルスφSTV−2を入れる。この場合、第2パルスφφSTV−2による垂直シフトパルスで選択された行について、読み出し動作が行われる。
As shown in FIGS. 8 and 9, pulses are alternately input to φSEL-odd and φSEL-even. Here, as shown in FIG. 8, the first pulse φSTV-1 is input as the vertical start pulse φSTV at the timing when φSV1 and φSEL-even overlap. In this case, φsel of each row remains low, and only the reset operation is performed on the row selected by the vertical shift pulse by the first pulse φSTV-1 without performing the read operation from the
第1パルスφSTV−1と第2パルスφSTV−2との間隔T100を変更することにより、電子シャッタの蓄積時間(間隔T100と同じ長さの時間となる)を調整することができる。なお、本実施の形態では、垂直スタートパルスφSTVを入れるタイミングの偶数・奇数によりリセット動作と読み出し動作の制御を切り替えるので、第1パルスφSTV−1と第2パルスφSTV−2との間の間隔T100は、奇数行分に設定する。 By changing the interval T100 between the first pulse φSTV-1 and the second pulse φSTV-2, it is possible to adjust the accumulation time of the electronic shutter (which has the same length as the interval T100). In this embodiment, the control of the reset operation and the read operation is switched according to the even / odd timing of the vertical start pulse φSTV. Therefore, the interval T100 between the first pulse φSTV-1 and the second pulse φSTV-2. Is set to an odd number of lines.
そして、このようなローリング電子シャッタを行いつつ間引き読み出しを行うため、撮像制御部4は、間引き読み出しモードにおいて、グループBV1の各単位回路70(OB画素の行にそれぞれ対応する1段目から4段目の単位回路70)に対して、グループBV1の各単位回路70においては各水平帰線期間において垂直シフトパルスが1段シフトするように、第1の駆動クロック信号φV1,φV2を供給する。また、撮像制御部4は、グループBV2の各単位回路70(有効画素の行にそれぞれ対応する5段目からn段目の単位回路70)に対して、グループBV2の各単位回路70においては各水平帰線期間において垂直シフトパルスが複数段シフトするように、第2の駆動クロック信号φV3,φV4を供給する。
Then, in order to perform thinning readout while performing such a rolling electronic shutter, the
具体的には、本実施の形態では、撮像制御部4は、図7乃至図9に示すように、1つの水平帰線期間に対応して、クロック信号φV1,φV2を1回ずつ(1パルスずつ)供給するとともにクロック信号φV3,V4、を3回ずつ(3パルスずつ)供給する。クロック信号φV3,V4、を3回ずつ供給するのは、図7乃至図9が、行間を2行飛ばして3行毎に読み出す間引き読み出しの例を示しているためである。もっとも、間引き読み出しは、3行毎に限定されるものではない。
Specifically, in this embodiment, as shown in FIGS. 7 to 9, the
これによって、有効画素については3行毎に読み出されるのに対し、OB画素については1行ずつ読み出される。そして、図7乃至図9から理解できるように、有効画素の行及びOB画素の行のいずれであるかに拘わらずに、蓄積時間は、時間T100によって定まる一定の長さに保たれる。 As a result, effective pixels are read every three rows, while OB pixels are read row by row. As can be understood from FIGS. 7 to 9, the accumulation time is maintained at a constant length determined by the time T <b> 100 regardless of whether the row is a valid pixel row or an OB pixel row.
このように、本実施の形態によれば、垂直走査回路を垂直シフトレジスタ14を用いて構成することで回路構成を簡単にしてコストを低減しながら、ローリング電子シャッタを行いつつ間引き読み出しを行うことができ、しかも、OB画素の行を間引かずに読み出すことができて画質の劣化を抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, the vertical scanning circuit is configured by using the
なお、ローリング電子シャッタ時において全画素読み出しを行う場合には、クロック信号φV3,φV4として、図7乃至図9中のクロック信号φV1,φV2とそれぞれ同じ信号を与えればよい。 When all pixels are read out during the rolling electronic shutter, the same signals as the clock signals φV1 and φV2 in FIGS. 7 to 9 may be given as the clock signals φV3 and φV4.
なお、φtx、φrstについては、一般的な4−TrCMOS画素を用いたイメージセンサと同様の駆動を行っている。 Note that φtx and φrst are driven in the same way as an image sensor using a general 4-TrCMOS pixel.
ここで、本実施の形態と比較される比較例について、説明する。この比較例は、本発明者が研究の結果として案出したものであるが、本実施の形態において、垂直シフトレジスタ14を、全段の単位回路70が常に同じ駆動クロック信号によって駆動されるように変形したものである。この比較例では、具体的には、例えば、図6において、クロック信号φV1,φV2に接続されているライン及びノットゲート91,92を取り除き、全段の単位回路70について、クロック入力部b同士を共通に接続し、クロック入力部c同士を共通に接続し、クロック入力部d同士を共通に接続し、クロック入力部e同士を共通に接続し、全段の単位回路70が駆動クロック信号φV3,φV4のみで駆動されるようにする。
Here, the comparative example compared with this Embodiment is demonstrated. This comparative example has been devised as a result of research by the present inventor. In this embodiment, the
この比較例において、ローリング電子シャッタ時において間引き読み出しを行う場合は、撮像制御部4から図7乃至図9の場合と同じ信号(ただし、クロック信号φV1,φV2を除く)を供給すればよい。この状況は、本実施の形態を比較例のように変形しない状態において、クロック信号φV1,φV2として図7乃至図9に示すクロック信号φV3,φV4とそれぞれ同じ信号(1つの水平帰線期間に対応した3パルスの信号)を供給した状態と、等価である。
In this comparative example, when thinning readout is performed at the time of the rolling electronic shutter, the same signals as those shown in FIGS. 7 to 9 (except for the clock signals φV1 and φV2) may be supplied from the
この比較例では、この場合、有効画素の行であるかOB画素であるかに拘わらずに、3行毎に読み出される。よって、有効画素の行が3行毎に読み出されて間引き読み出しされるが、有効画素の行だけでなくOB画素の行も3行毎に読み出されて間引き読み出しされてしまう。よって、この比較例では、読み出されるOB画素の数が少なくなる。このため、正しい黒の基準レベルを精度良く得ることができなくなり、画質が低下してしまう。 In this comparative example, in this case, reading is performed every three rows regardless of whether the row is an effective pixel row or an OB pixel. Therefore, the rows of effective pixels are read out every three rows and thinned out. However, not only the rows of effective pixels but also rows of OB pixels are read out every three rows and thinned out. Therefore, in this comparative example, the number of OB pixels to be read is reduced. For this reason, the correct black reference level cannot be obtained with high accuracy, and the image quality is degraded.
これに対し、本実施の形態では、垂直シフトレジスタ14が、前述したように、OB画素領域に対応するグループBV1の単位回路70を駆動する第1の駆動クロック信号φV1,φV2と、有効画素領域に対応するグループBV2の単位回路70を駆動する第2の駆動クロック信号φV3,φV4とを、互いに独立して供給し得るように、構成されている。したがって、本実施の形態によれば、第1の駆動クロック信号φV1,φV2と第2の駆動クロック信号φV3,φV4とを図7乃至図8に示すように供給することが可能となり、これにより、有効画素については3行毎に読み出されるのに対し、OB画素については1行ずつ読み出すことができるのである。よって、本実施の形態によれば、正しい黒の基準レベルを精度良く得ることができ、画質が低下することがない。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, the
なお、本実施の形態では、前述したように、垂直スタートパルスφSTVを入れるタイミングの偶数・奇数によりリセット動作と読み出し動作の制御を切り替えるので、ローリング電子シャッタ時において間引き読み出しを行う場合、奇数行毎に読み出す。奇数行毎に読み出すと、例えば、広く固体撮像素子のオンチップカラーフィルタ配列として用いられているベイヤー配列の場合、R/Gr行と
Gb/B行とが交互に読み出されるので、間引き読み出しを行いつつ、カラーの情報も適切に得ることができる。なお、リセット動作と読み出し動作の制御との切り替えは、前述したような手法に限定されるものではない。
In this embodiment, as described above, the control of the reset operation and the read operation is switched according to the even / odd timing of applying the vertical start pulse φSTV. Therefore, when thinning readout is performed during the rolling electronic shutter, every odd row Read to. For example, in the case of a Bayer array that is widely used as an on-chip color filter array of a solid-state imaging device, readout is performed every odd number of rows, so that R / Gr rows and Gb / B rows are alternately read. However, color information can also be obtained appropriately. Note that the switching between the reset operation and the control of the read operation is not limited to the method described above.
[第2の実施の形態] [Second Embodiment]
図10は、本発明の第2の実施の形態による撮像装置としての電子カメラの固体撮像素子3の要部を示す回路図である。図11は、本実施の形態において、ローリング電子シャッタ時における間引き読み出し時における、垂直シフトレジスタ14等に入力される各信号を示すタイミングチャートであり、図7に対応している。図10及び図11において、図2及び図7中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a main part of the solid-
本実施の形態が前記第1の実施の形態と異なる所は、ゲート回路90が追加されて固体撮像素子3に搭載され、撮像制御部4は、第1の駆動クロック信号φV1,φV2に代えてゲート制御信号φgを固体撮像素子3に供給する点のみである。
This embodiment differs from the first embodiment in that a
ゲート回路90は、第2の駆動クロック信号φV3,φV4とゲート制御信号φgとに基づいて第1の駆動クロック信号φV1,φV2を生成し、両信号φV1,φV2を垂直シフトレジスタ14に供給する。本実施の形態では、ゲート回路90は、クロック信号φV3とゲート制御信号φgとのアンドを取ってクロック信号φV1を生成するアンドゲート91と、クロック信号φV4とゲート制御信号φgとのアンドを取ってクロック信号φV2を生成するアンドゲート92とから構成されている。
The
ゲート制御信号φgは、図11に示すように、各クロック信号φV3,φV4の、水平帰線期間に対応する複数のパルスのうちの最初のパルスを選択的するようになっている。 As shown in FIG. 11, the gate control signal φg selectively selects the first pulse of the plurality of pulses corresponding to the horizontal blanking period of each of the clock signals φV3 and φV4.
ゲート回路90は、撮像制御部4と共に、垂直シフトレジスタ14等を制御する制御部を構成している。このようなゲート回路90は、固体撮像素子3に搭載するのではなく、撮像制御部4側に設けて固体撮像素子3の外部に設けてもよいことは、言うまでもない。
The
本実施の形態によっても、前記第1の実施の形態と同様の利点が得られる。 Also in this embodiment, the same advantages as those in the first embodiment can be obtained.
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments.
例えば、前記各実施の形態では、垂直シフトレジスタ14として、2相駆動のものが用いられていたが、1相駆動のものを用いてもよい。
For example, in each of the above embodiments, the
また、前記各実施の形態では、垂直シフトレジスタの最初に走査する側の行にOB画素が配置されているという前提で説明したが、例えば、行と列の両方にOB画素をL字形に配置しても良い。この場合、列側のOB画素についてはローリング電子シャッター動作には無関係なので、水平シフトレジスタは従来のままで問題ない。垂直シフトレジスタのみ、各実施の形態のようにグループ分割を行えばよい。 In each of the embodiments described above, the OB pixels are arranged in the first scanning side row of the vertical shift register. However, for example, the OB pixels are arranged in an L shape in both the row and the column. You may do it. In this case, since the OB pixels on the column side are irrelevant to the rolling electronic shutter operation, the horizontal shift register remains the same as before. Only the vertical shift register needs to be divided into groups as in each embodiment.
あるいは、画素の4辺全てにOBを配置した構成としても良い。この場合、垂直シフトレジスタを、最初に走査する側のOB画素領域と、有効画素を含んだ領域と、最後に走査する側のOB画素領域の3つのグループに分割を行い、間引き読み出しを行う場合であってもOB画素は間引かずに読み出せる構成とすればよい。 Alternatively, the OB may be arranged on all four sides of the pixel. In this case, when the vertical shift register is divided into three groups of an OB pixel area on the first scanning side, an area including effective pixels, and an OB pixel area on the last scanning side, and thinning readout is performed. Even so, the OB pixel may be read without being thinned out.
また、OB画素としては、フォトダイオードPDが遮光膜で遮光されている場合で説明したが、例えば、PD自体を形成しない画素構造を用いても良い。 Further, as the OB pixel, the case where the photodiode PD is shielded by the light shielding film has been described. However, for example, a pixel structure in which the PD itself is not formed may be used.
なお、水平方向についても間引いて読み出す場合には、撮像制御部4から水平シフトレジスタ18へ供給する駆動クロック信号φH1、φH2として、間引かない列では1つずつパルスを入れる一方、間引く列では、複数のパルスを入れればよい。
In addition, when thinning out also in the horizontal direction and reading, the drive clock signals φH1 and φH2 supplied from the
1 電子カメラ
4 撮像制御部
11 画素
14 垂直シフトレジスタ
16 垂直駆動回路
18 水平シフトレジスタ
70 単位回路
φV1,φV2 第1の駆動クロック信号
φV3,φV4 第2の駆動クロック信号
1
Claims (3)
前記複数の画素の行を選択しつつ、その選択された行の各画素に、電子シャッタ動作のためのリセットパルス又は信号読み出し動作のための読み出し用パルスを出力する垂直走査回路と、
前記複数の画素の列を選択するための画素列選択パルスを出力する水平走査回路と、
を備え、
前記複数の画素は、入射光を光電変換して入射光に応じた信号を生成する有効画素の他に、黒レベルの信号を生成するオプチカルブラック画素を含み、
前記垂直走査回路は、前記複数の画素の行を選択するための垂直シフトパルスを生成し出力する垂直シフトレジスタと、前記垂直シフトパルスに基づいて前記選択された行の各画素に前記リセットパルス又は前記読み出し用パルスを出力する垂直駆動回路とを有し、
前記垂直シフトレジスタは、前記複数の画素の行にそれぞれ対応して設けられ縦続接続された複数段の単位回路を有し、
前記垂直シフトレジスタは、前記複数段の単位回路のうちの前記オプチカルブラック画素から成る行にそれぞれ対応する各段の単位回路に供給される第1の駆動クロック信号が入力される第1の入力部と、前記複数段の単位回路のうちの前記有効画素を含む行にそれぞれ対応する各段の単位回路に供給される第2の駆動クロック信号が入力され、前記第1の入力部から電気的に独立した第2の入力部とを、有する、
ことを特徴とする固体撮像素子。 A plurality of pixels arranged two-dimensionally;
A vertical scanning circuit that outputs a reset pulse for an electronic shutter operation or a readout pulse for a signal readout operation to each pixel of the selected row while selecting a row of the plurality of pixels;
A horizontal scanning circuit that outputs a pixel column selection pulse for selecting the plurality of pixel columns;
With
The plurality of pixels include an optical black pixel that generates a black level signal in addition to an effective pixel that photoelectrically converts incident light to generate a signal corresponding to the incident light,
The vertical scanning circuit generates a vertical shift pulse for selecting a row of the plurality of pixels and outputs the vertical shift register, and the reset pulse or each pixel in the selected row based on the vertical shift pulse. A vertical drive circuit for outputting the readout pulse,
The vertical shift register includes a plurality of stages of unit circuits that are provided corresponding to the plurality of pixel rows and connected in cascade,
The vertical shift register has a first input unit to which a first drive clock signal supplied to each unit circuit corresponding to each row of the optical black pixels in the plurality of unit circuits is input. And a second drive clock signal supplied to each unit circuit corresponding to each row including the effective pixel in the unit circuits of the plurality of stages, and electrically from the first input unit. An independent second input,
A solid-state imaging device.
前記制御部は、前記垂直シフトパルスとして、先行する第1パルスと該第1パルスに後続する第2パルスが出力されるように、前記垂直シフトレジスタにスタートパルスを供給し、
前記制御部は、前記第1パルスに基づいて前記垂直駆動回路が前記リセットパルスを出力するとともに、前記第2パルスに基づいて前記垂直駆動回路が前記読み出し用パルスを出力するように、前記垂直駆動回路を制御し、
前記制御部は、間引き読み出しモードにおいて、前記オプチカルブラック画素から成る行にそれぞれ対応する前記各段の単位回路においては各水平帰線期間において前記垂直シフトパルスが1段シフトするように、前記第1の駆動クロック信号を前記第1の入力部に供給するとともに、前記有効画素を含む行にそれぞれ対応する前記各段の単位回路においては各水平帰線期間において前記垂直シフトパルスが複数段シフトするように、前記第2の駆動クロック信号を前記第2の入力部に供給する、
ことを特徴とする撮像装置。 An imaging apparatus comprising the solid-state imaging device according to claim 1 and a control unit,
Wherein, as the vertical shift pulses, as a second pulse following the first pulse and the first pulse that precedes is output, supplies the start pulse to the vertical shift register,
The controller drives the vertical drive so that the vertical drive circuit outputs the reset pulse based on the first pulse and the vertical drive circuit outputs the read pulse based on the second pulse. Control the circuit,
In the thinning-out readout mode, the control unit performs the first shift so that the vertical shift pulse is shifted by one stage in each horizontal blanking period in the unit circuits of the respective stages corresponding to the rows of the optical black pixels. The driving clock signal is supplied to the first input section, and the vertical shift pulse is shifted by a plurality of stages in each horizontal blanking period in the unit circuit of each stage corresponding to the row including the effective pixel. And supplying the second drive clock signal to the second input unit.
An imaging apparatus characterized by that.
前記ゲート回路は、前記固体撮像素子に搭載されるかあるいは前記固体撮像素子の外部に設けられたことを特徴とする請求項2記載の撮像装置。 The control unit includes a gate circuit that generates the first drive clock signal based on the second drive clock signal and a gate control signal;
The image pickup apparatus according to claim 2, wherein the gate circuit is mounted on the solid-state image sensor or provided outside the solid-state image sensor.
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