CN1705349A - 固体摄像装置和使用该固体摄像装置的相机 - Google Patents
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Abstract
提供一种固体摄像装置和使用该固体摄像装置的相机，目的在于要在具有多个像素信号相加(平均化)的电路的固体摄像装置中，减轻从像素输出的负载，可以抑制增益降低、速度延迟等等。该固体摄像装置包括：排列成一维或二维、输出经过光电变换的信号的多个像素；将发自一个像素或排列成一行的多个像素的输出信号分别输出的多个输出线；将来自多个输出线的各输出信号任意加算并输出的信号加算电路；以及将来自多个输出线的各输出信号不加算而作为个别信号输出的信号输出电路。
Description
技术领域
本发明涉及具有一维或二维的像素信号加算(加法运算)单元的固体摄像装置和使用该固体摄像装置的相机。
背景技术
现有技术中，在固体摄像装置中，作为披露对像素信号加算的方法，例如，有日本专利申请特开2000-106653号。图14是现有例，表示由(2H行存储器+2H行加算电路)206将二维的像素信号加算。具体的加算电路部分的电路构成示于图15，例如，是由输出线108-1、108-2接收像素信号并经MOS开关123-1、126-1将像素信号存储于电容C2-2、C3-1等之后，使MOS开关123-1、126-1变为ON，由布线117-1得到加算(平均)输出的电路。
这样，在现有例中，像素加算单元的输入部与进行通常输出(非加算)的输出线共同连接。
然而，在这种共同输出线中，通常输出，与没有加算单元的场合比较，信号线的负载增加，导致输出时间延迟。以下，对图14、图15的示例进行说明。在图中，通常(非加算)输出是输出到布线117-1，由于此时存在加算电路的MOS开关123-1、123-2、123-3，会附加浮置电容。可以预料，在上述日本专利申请特开2000-106653号中，随着开关数的增加，附加的浮置电容的值变大，根据加算的程度，浮置电容有很大影响，会出现信号增益下降，响应速度降低等等。
发明内容
本发明的目的是，在具有多个像素信号加算(平均化)的电路的固体摄像装置中，实现可以减轻从像素输出的负载，可以抑制增益降低、速度延迟等等的固体摄像装置。
为达到上述目的，本发明的固体摄像装置的特征在于包括：排列成为一维或二维、输出经过光电变换的信号的多个像素；将发自一个像素或排列成为一行的多个像素的输出信号分别输出的多个输出线；与上述多个输出线分别连接、将上述各输出信号任意加算并输出的信号加算电路；以及将上述各输出信号不加算而输出的信号输出电路；上述输出线，与上述信号加算电路和上述信号输出电路分别连接的路径不同。
在本发明中，通过使从像素输出送往加算电路、输出电路的路径独立，可以减轻从像素输出的负载，可以抑制增益降低、速度延迟等等。并且，可以对将加算信号输出和非加算信号输出(例如，个别信号输出)向固体摄像装置外部输出的定时(timing)进行独立控制。
附图说明
图1为示出本发明的实施方式1的固体摄像装置的一部分构成的电路图。
图2为示出在使加算电路有效的场合的驱动定时的示图。
图3为示出非加算状态的定时的示图。
图4为示出本发明的实施方式2的固体摄像装置的一部分构成的电路图。
图5为示出本发明的实施方式3的固体摄像装置的一部分构成的电路图。
图6为示出本发明的实施方式4的固体摄像装置的一部分构成的电路图。
图7为示出本发明的实施方式5的固体摄像装置的一部分构成的电路图。
图8为示出采用运算放大器的加算器的示图。
图9为示出采用源极跟随器的读出电路的示图。
图10为示出本发明的实施方式1的固体摄像装置的构成的框图。
图11为示出本发明的实施方式6的固体摄像装置的一部分构成的电路图。
图12为示出将本发明的固体摄像装置应用于“静止摄像机”的场合的框图。
图13为示出将本发明的固体摄像装置应用于摄像机的场合的框图。
图14为示出现有的固体摄像装置的构成的框图。
图15为示出现有的固体摄像装置的加算部的构成的电路图。
具体实施方式
下面利用附图对本发明的实施方式进行详细说明。
(实施方式1)
图1为表示本发明的最佳示图，是示出本发明的实施方式1的固体摄像装置的一部分构成的电路图。图1所示的构成，是示出图10所示的固体摄像装置的像素部的部分区域(由3×3像素构成的区域)、针对该部分区域的信号加算电路、非加算电路(例如，个别信号输出电路)、读出电路以及扫描电路的构成。图10示出的固体摄像装置的构成包括：像素以二维方式排列的多个像素部、对像素部的多个像素的每一个进行控制的扫描电路4’、加算电路及非加算电路、读出电路3、扫描电路4以及未图示的输出放大器5。
另外，在本实施方式及后述的其他实施方式中，说明的是像素以二维方式排列的示例，但对于像素以一维方式排列时各实施方式的构成(实施方式3除外)当然也可以应用(在像素以一维方式排列时与像素以二维方式排列时选择一个像素行时是一样的)。
另外，在图1中虽然未图示，但如图7所示，在共同输出线Pix-out1、Pix-out2、Pix-out3上分别连接有电容C501～C503；在反相输入端子上分别连接有电容C501～C503的、作为增益超过1的放大器的运算放大器25；设置在运算放大器25输出端子和反相输入端子之间的电容C511～C513；与电容C511～C513并联的开关晶体管M51～M53。在运算放大器25的非反相输入端子(+)上施加参考电压(Vref)。另外，在后述的实施方式2至实施方式4中，则省略了电容C501～C503、运算放大器25、电容C511～C513以及开关晶体管M51～M53。
在图1中，1是像素，像素1由光电二极管D1，MOS晶体管MS0、MS1、MS2、MS3构成。MOS晶体管MS0是用来将电荷从光电二极管D1发送到输出晶体管MS2的栅部及其浮置电容(FD)的晶体管。MS1是用来使FD部分复位的开关晶体管，MS3是将输出晶体管MS2得到的信号在所要求的定时输出的开关晶体管。在水平方向上排列的各像素的开关晶体管MS3的栅与分别施加有信号SEL1～SEL3(利用未图示的扫描电路顺序使信号SEL1～SEL3变成高电平)的信号线L1～L3共同连接，而在垂直方向上排列的各像素的开关晶体管MS3的源与共同输出线Pix-out1、Pix-out2、Pix-out3共同连接。就是说，在信号SEL1变成高电平而使与信号线L1相连接的开关晶体管MS3导通时，连接到信号线L1的像素的输出经开关晶体管MS3输出到共同输出线Pix-out1、Pix-out2、Pix-out3。此处所说明的像素称为CMOS感测器，但像素并不特别限定为CMOS感测器，也可以应用VMIS(阈值电压调制图像感测器)、BCAST(埋置电荷储存器和感测晶体管阵列)、LBCAST(横向埋置电荷储存器和感测晶体管阵列)等等。特别是对于BCAST及LBCAST，通过以JFET晶体管代替放大用MOS晶体管，可以在无本质改变的情况下实现。另外，在本实施方式的像素中可以使用将储存于光电变换部中的信号电荷导入到在像素中设置的晶体管的控制电极，将放大的信号从主电极输出类型的感测器。作为放大用晶体管，有使用SIT的SIT型图像感测器(A.Yusa，J.Nishizawa等，“SIT image sensor：Design consideration andcharacteristics，”IEEE Trans.Vol.ED-33，pp.735-742，June 1986)，使用双极晶体管的BASIS(N.Tanaka等，“A 310K pixel bipolar imager(BASIS)，”IEEE Trans.Electron Devices，Vol.35，pp.646-652，May1990)，以及使用控制电极耗尽JFET的CMD(中村等，“栅储存型MOS光电晶体管图像感测器”，电视学会志，41，11，pp.1075-1082，Nov.，1987)等等。
输出到共同输出线Pix-out1、Pix-out2、Pix-out3的像素的输出信号，如图7所示，经电容C501～C503连接到运算放大器25的反相输入端子(-)。结果，经过放大输出到输出线amp-out1、amp-out2、amp-out3而输入到信号加算电路2及开关晶体管MX1、MX2、MX3。电容C501和电容C511的容量比、电容C502和电容C512的容量比、电容C503和电容C513的容量比由增益决定。
另外，2是信号加算电路，信号加算电路2中电容CA1、CA2、CA3分别是用来对共同输出线Pix-out1、Pix-out2、Pix-out3上的像素信号进行箝位的电容。箝位电容CA1、CA2、CA3的一个端子经开关晶体管MA1、MA2、MA3与共同输出线Pix-out1、Pix-out2、Pix-out3相连接。箝位电容CA1、CA2、CA3的另一个端子在与后述的读出电路3的开关晶体管MR0共同连接的同时，经开关晶体管MA0与未图示的电压源(电位VCL)相连接。
箝位电容CA1、CA2、CA3的另一个端子(共同端)，在像素复位时或FD复位时使VCL箝位。之后，在输出像素信号时，共同输出线Pix-out1、Pix-out2、Pix-out3的加算(平均)信号输出以电位VCL作为基准出现。开关晶体管MA1、MA2、MA3，是用来使像素的共同输出线和箝位电路分离、结合的开关。通过对开关晶体管MA1、MA2、MA3适当进行控制，也可以选择共同输出线Pix-out1、Pix-out2、Pix-out3进行加算。例如，在使开关晶体管MA1、MA3导通，而使开关晶体管MA2断开时，就可得到共同输出线Pix-out1和Pix-out3的加算(平均)信号输出。
另外，开关晶体管MX1、MX2、MX3是为了解决上述的浮置电容附加的问题而插入的开关。(开关晶体管MX1、MX2、MX3构成以非加算方式输出的个别信号输出电路(非加算电路)的)信号加算电路动作时，使开关晶体管MX1、MX2、MX3断开，排除与节点a、b、c相关的浮置电容，而在非加算时使开关晶体管MA1、MA2、MA3断开，排除信号加算电路的影响。施加到开关晶体管MX1、MX2、MX3和开关晶体管MA1、MA2、MA3上的加算、非加算的切换信号，可以由感测器的内部的定时发生器生成，并且也可以由相机系统或视频系统产生。一般，优选是由通信端子从相机系统或视频系统发送模式切换信号，直接或经定时发生器对感测器进行控制。增益的切换，例如，可以由使用者利用切换开关进行。以图12所示的静止相机为例进行说明。利用未图示的切换开关将增益切换指示信号发送到整体控制和运算部309。于是，从定时发生部308发送固体摄像元件(固体摄像装置)的开关晶体管MX1、MX2、MX3和开关晶体管MA1、MA2、MA3加算、非加算的切换信号线。
3是读出电路，将加算电路2的输出和/或非加算时的个别信号输出经开关晶体管MR0～MR3分别临时存放于电容C0、C1、C2、C3，以扫描电路4的扫描顺序选择开关晶体管MR4～MR7经放大器5顺序输出。
图2为示出在使加算电路有效的场合的驱动定时的示图。信号SEL1为高电平时使像素的第1行的开关晶体管MS3导通，在开关晶体管MA1、MA2、MA3为导通状态时，使开关晶体管MS1导通，在使像素内的FD(浮置扩散)部分固定为像素复位电位Vres的同时，使箝位电路接通(使开关晶体管MA0导通)，箝位电容CA1、CA2、CA3的共同的节点(加算输出)与电位VCL相连接。由此，复位后的各像素输出(固定模式噪声)输出到箝位电容CA1、CA2、CA3，保持初始状态(各像素的固定模式噪声保持为箝位电容CA1、CA2、CA3的状态)。之后，在开关晶体管MS1、开关晶体管MA0为断开的状态下，使像素的第1行的晶体管MA0导通，将储存于像素内光电二极管D1中的电荷传送到FD。与该电荷相对应的各像素的输出，输出到箝位电容CA1、CA2、CA3的一个端子(此时的电位变化是从像素输出减去了固定模式噪声部分后的电位)，箝位电容CA1、CA2、CA3的另一个共同端子上的是除去了噪声的各像素发出的信号的加算(平均)输出。此加算输出，通过使信号Pread成为高电平，经开关晶体管MR0将加算结果写入到电容C0，之后，扫描电路4扫描图2的斜线的区间，从输出放大器5读出电容C0的行的数据。
此时，作为加算输入开关的开关晶体管MA1、MA2、MA3导通，信号THRU为低电平，而开关晶体管MX1～MX3为断开。
在图2、图3中，以标记×示出的期间表示由于开关断开(OFF)而成为不定的状态。
图3为示出非加算状态的定时的示图。
由于加算电路不动作，开关晶体管MA0断开，作为加算输入开关的开关晶体管MA1、MA2、MA3为断开，信号THRU端子为高电平，而开关晶体管MX1～MX3为断开。图3中像素选择为SEL2，这是因为选择与图2不同的行。像素的动作的MS1、Pread的定时相同。
信号SEL2为高电平时使像素的第2行的开关晶体管MS3导通，信号THRU为高电平时，在使开关晶体管MX1、MX2、MX3为断开状态下，使开关晶体管MS1导通。于是，使像素内的FD(浮置扩散)部分固定为像素复位电位Vres。之后，在开关晶体管MS1为断开的状态下，使像素的第2行的晶体管MS0导通，将储存于像素内光电二极管D1中的电荷传送到FD。与该电荷相对应的各像素的输出，通过使信号Pread成为高电平，经开关晶体管MR1～MR3写入到电容C3。之后，扫描电路4扫描图3的斜线的区间，从输出放大器读出电容C1～C3的数据。
此时，作为加算输入开关的开关晶体管MA1、MA2、MA3断开，信号THRU为高电平，而开关晶体管MX1～MX3为断开。
(实施方式2)
图4为示出本发明的实施方式2的固体摄像装置的一部分构成的电路图。
基本构成及其动作与实施方式1相同，但像素12是不进行传送的类型，加算电路22利用电容分割进行加算(平均)这一点是不同的。
像素12由光电二极管D1、MOS晶体管MS1、MS2、MS3构成。与图1的像素相比，删除了MOS晶体管MS0，来自光电二极管D1的信号，发送到输出晶体管MS2的栅部及其浮置电容(FD)。
信号加算电路22包括开关晶体管MA1～MA3；经开关晶体管MA1～MA3与共同输出线Pix-out1、Pix-out2、Pix-out3分别相连接的3个电容；与3个电容分别连接且与开关晶体管MA1～MA3分别串联的开关晶体管MA11～MA13。通过使开关晶体管MA11～MA13导通，使保持于3个电容上的信号进行加算。
在实施方式2中，也与实施方式1一样，通过分别进行加算、非加算(个别信号输出)，可排出、抑制附加于输出线上的浮置电容。
(实施方式3)
图5为示出本发明的实施方式3的固体摄像装置的一部分构成的电路图。
基本构成及其动作与实施方式1相同，但信号加算电路23在箝位之后，利用电容分割进行加算(平均)这一点是不同的。由于利用箝位电路进行行(水平)方向的信号加算，利用抽样保持(S/H)电路进行列(垂直)方向的信号加算，可以得到二维的信号加算结果。
在信号加算电路23中，箝位电容CA1、CA2、CA3的一个端子，经开关晶体管MA1、MA2、MA3与共同输出线Pix-out1、Pix-out2、Pix-out3相连接。箝位电容CA1、CA2、CA3的另一个端子，与共同连接的开关晶体管MA01～MA03共同连接。
开关晶体管MA01～MA03，分别与3个电容相连接，而分别与3个电容相连接并且分别与开关晶体管MA01～MA03串联的开关晶体管MA11～MA13，与读出电路3的开关晶体管MR0相连接。
箝位电容CA1、CA2、CA3的另一个共同端子上是除去了噪声的从各像素发出的信号的加算(平均)输出。例如，在来自第1行的像素的信号输出到共同输出线Pix-out1、Pix-out2、Pix-out3时，通过使开关晶体管MA1～MA3导通，对来自各像素的除去噪声的像素信号输出进行加算。通过使开关晶体管MA01导通，将第1行像素的加算信号输出保持于第1电容中。之后，在来自第2行的像素的信号输出到共同输出线Pix-out1、Pix-out2、Pix-out3时，通过使开关晶体管MA1～MA3导通，对来自各像素的除去噪声的像素信号输出进行加算。通过使开关晶体管MA02导通，将第2行像素的加算信号输出保持于第2电容中。之后，同样通过利用来自第3行的像素的信号使开关晶体管MA02导通，也将第3行像素的加算信号输出保持于第3电容中。通过使开关晶体管MA11～MA13导通，可对保持于第1～第3电容中的信号进行加算。
这样，就可以将第1～3行、第1～3列的3×3的像素的像素信号输出进行加算而输出。
通过对开关晶体管MA1、MA2、MA3、MA01、MA02、MA03、MA11、MA12、MA13进行适当控制，可以任意进行垂直方向信号加算、水平方向信号加算、倾斜方向信号加算或把这些信号加算相组合的加算。
在实施方式3中，也通过对像素信号输出分别进行信号加算、信号非加算(个别信号输出)排出、抑制附加于输出线上的浮置电容。
(实施方式4)
图6为示出本发明的实施方式4的固体摄像装置的一部分构成的电路图。
基本构成与实施方式1相同，但信号加算电路2的输出由放大器24接收这一点不同。由于箝位电路的输出本身是高阻抗，缺乏驱动能力，在向电容C0传送信号和电容分割时，输出电平低。因此使用如放大器24这样的阻抗变换单元。在实施方式4中，也通过对像素信号输出分别进行信号加算、信号非加算(个别信号输出)来排出、抑制附加于输出线上的浮置电容。
(实施方式5)
图11为示出本发明的实施方式6的固体摄像装置的一部分构成的电路图。此处，为简化起见，示出的是一个存储器单元、一列大小的读出单元，但实际上与像素数相对应，存储器构成以二维形式排列的存储器部分，读出单元针对每一列设置。像素数和存储器单元数根据需要设定，存储器单元数也可以小于像素数。例如，在将来自多个像素的信号加算或间隔剔除存储于存储器单元时，存储器单元数可以小于像素数。
在图11中，运算放大器25，其反相输入端子(-)与作为箝位电容的耦合电容的电容C501相连接，对像素的箝位信号进行放大。运算放大器25是反馈型的放大器，其输出经电容C511传送到负输入端子(-)。此外，运算放大器25的增益由电容C501和电容C511的比决定。正输入端子(+)固定为箝位电位Vres。负输入端子(-)，通过将脉冲C施加于开关晶体管M51进行导通，箝位于箝位电位Vres，这是因为运算放大器的输入端子成为虚拟短路(imaginary short)状态。
电容C501的箝位动作，在通过使开关晶体管M51导通，将电容C501的运算放大器25的反相输入(-)侧设定为箝位电位Vres的状态下，利用复位用晶体管MS1使图1所示的像素的放大用晶体管MS2的栅极复位为规定的电位，将来自像素的噪声输入到电容C501。之后，使开关晶体管M51导通而使电容C501的运算放大器25的反相输入侧成为浮置状态，在像素中，将光信号从光电二极管D1经电荷传送晶体管MS0发送到放大用晶体管MS2的栅极，将放大的信号从像素输入到电容C501。电容C501的输入侧端子的电位变化量成为从信号中除去了噪声分量的量，从像素除去了噪声的信号输入到运算放大器25。
利用运算放大器25放大了的信号，写入到存储器单元501。存储器单元501由放大用晶体管502、存储器选择晶体管503、写入晶体管500以及存储器单元电容504构成。电流供给用晶体管505，象放大用晶体管502作为源跟随器工作一样，供给电流。写入(兼作读出)晶体管500也可以使用由存储器单元电容504构成的DRAM型的存储器。通过使用放大型存储器，在从存储器向储存电容读出中，由于存储器单元501具有的放大作用，信号电压不会被降低。
从存储器单元501读出信号，是通过使存储器选择晶体管503、开关晶体管MX1导通进行的。所选择的存储器单元的输出，利用脉冲TS使开关晶体管506导通而抽样到储存电容508。之后，通过使开关晶体管M51导通使运算放大器25的反相输入端子和输出端子短路，将运算放大器25的偏置写入存储器单元501。写入存储器单元的偏置的读出和抽样，与写入到存储器单元的信号的读出、抽样相同。从存储器单元的偏置输出向存储单元509的抽样，是通过将脉冲TN施加于开关晶体管507进行的。储存电容508上的电压，加到经过放大的像素信号和运算放大器25的偏置上，包含放大用晶体管502的偏置。另一方面，储存电容509上的电压加到运算放大器25的偏置上，包含放大用晶体管502的偏置。
在上述动作之后进行的水平扫描，由水平扫描电路514进行。水平扫描电路514对作为开关对的晶体管510和晶体管511进行扫描，将储存电容508和509上的电压分别传送到水平扫描线512及513。差动放大器515将运算放大器25及放大用晶体管502的偏置除去而输出具有高SN比的感测信号。
以上说明的各实施方式的信号加算电路、读出电路归根结底仅是示例，除此之外，使用采用运算放大器的加算器(图8)、采用源跟随器的读出系统(图9)等当然也可以实现本发明的效果。在图8中，开关晶体管MA1～MA3经电容C1001～C1003与运算放大器的反相输入端子共同连接。C1011是设置于运算放大器的输出端子和反相输入端子之间的电容，M1001是与电容C1001并联的开关晶体管。在运算放大器的非反相输入端子上施加参考电压(Vref)。在图9中，源跟随器由MOS晶体管MC112和MC113构成。
在各本实施方式中，固体摄像装置可以设置于同一半导体基板上，但为了使差动放大器515产生的噪声不影响其他电路部件，也可以将差动放电器设置于基板之外。
另外，在本实施方式中，在考虑一条垂直输出线时，连接两个MOS晶体管MA1、MX1即可，可以使输出的负载(浮置电容)减小。
根据图12，对将本发明的固体摄像装置应用于运动图像对应的静止相机的场合(摄像系统)的一实施方式予以详述。
图12为示出将本发明的固体摄像装置应用于运动图像对应的“静止摄像机”的场合的框图。
在图12中，301是兼作镜头的保护器和主开关的屏障，302是将被摄体的光学像成像于固体摄像元件(固体摄像装置)304的镜头，303是用来使通过镜头302的光量可变的光圈(diaphragm)，304是用来将由镜头302成像的被摄体作为图像信号取得的固体摄像元件，306是对由固体摄像元件304输出的图像信号减小模拟数字变换的A/D变换器，307是对由A/D变换器306输出的图像数据进行各种修正和数据压缩的信号处理部，308是向摄像元件304、摄像信号处理电路305、A/D变换器306、信号处理部307输出各种定时信号的定时发生部，309是对各种运算和静止摄像机整体进行控制的整体控制运算部，310是用来临时存储图像数据的存储器部，311是用来对记录介质进行记录或读出的接口部，312是用来进行图像数据的记录或读出的半导体存储器等的可装入和取下的记录介质，313是用来与外部计算机等进行通信的接口部。
下面对上述构成的摄影时的静止摄像机的动作予以说明。
屏障301打开时，主电源接通，之后控制系统的电源接通，并且A/D变换器306等的摄像系统电路的电源接通。
因此，为了控制曝光量，整体控制和运算部309使光圈303打开，从固体摄像元件304输出的信号经A/D变换器306进行变换之后，输入到信号处理部307。由整体控制和运算部309根据该数据进行曝光的运算。
利用进行这一测光的结果判断明亮度，并由整体控制和运算部309根据该结果控制光圈。
之后，根据从摄像元件304输出的信号，由整体控制和运算部309取出高频分量并进行到被摄体的距离的运算。之后，驱动镜头判断是否对焦，在判断未对焦时，再次驱动镜头进行测距。于是，在确认对焦之后，本曝光开始。
在曝光结束时，从摄像元件304输出的图像信号由A/D变换器306进行A/D变换，并通过信号处理部307由整体控制和运算部309写入到存储器部310。
之后，存储于存储器部310的数据，借助整体控制和运算部309的控制，通过记录介质控制I/F部311记录到半导体存储器等可装入和取下的记录介质312上。
另外，也可以通过外部I/F部313直接输入到计算机等进行图像加工。
另外，根据图13，对于将本发明的固体摄像装置应用于摄像机的场合(摄像系统)的示例予以详述。
图13为示出将本发明的固体摄像装置应用于摄像机的场合的框图。401是摄影镜头，具有用来进行调焦的聚焦镜头401A，进行变焦动作的变焦镜头401B及成像用镜头401C。
402是光圈，403是将在摄像面成像的被摄体像进行光电变换而变换为电摄像信号的固体摄像元件(固体摄像装置)、404是对由固体摄像元件403输出的摄像信号进行抽样保持并且将电平放大的抽样保持电路(S/H电路)，输出影像信号。
405是对由抽样保持电路404输出的影像信号实施伽玛校正、色分离、消隐处理等规定处理的处理电路405，输出亮度信号Y及色度信号C。由处理电路405输出的色度信号C，由色信号校正电路421进行白平衡及色平衡的校正，作为色差信号R-Y、B-Y输出。
另外，由处理电路405输出的亮度信号Y和由色信号校正电路421输出的色差信号R-Y、B-Y，由编码电路(ENC电路)调制并作为标准电视信号输出。于是，供给未图示的录像机或电子取景器等的监控EVF。
其次，406是可变光圈(iris，或叫虹彩光圈)控制电路，根据由抽样保持电路404供给的影像信号，控制可变光圈驱动电路407，为使影像信号成为规定水平的一定值而对可以控制光圈402的开口量的ig表进行自动控制。413、414是从由抽样保持电路404输出的影像信号中抽出为进行对焦检测所需要的高频分量的不同频带限制的带通滤波器(BPF)413、414。第1带通滤波器413(BPF1)及第2带通滤波器414(BPF2)输出的信号分别由门电路415及聚焦选通框架信号进行选通，由峰值检测电路416检测并在保持的同时输入到逻辑控制电路417。
此信号称为焦点电压，利用此焦点电压进行对焦。
另外，418是检测聚焦镜头401A的移动位置的聚焦编码器，419是检测变焦镜头401B的焦距的变焦编码器，420是检测光圈402的开口量的可变光圈编码器。这些编码器的检测值供给进行系统控制的逻辑控制电路417。逻辑控制电路417，根据与设定的对焦检测区域内相当的影像信号，进行针对被摄体的对焦检测的调焦。就是说，取得由各个带通滤波器413、414供给的高频分量的峰值信息，将聚焦电机410的转动方向、转速、转动/停止等控制信号供给聚焦驱动电路409以便驱动聚焦镜头401A达到使高频分量的峰值成为最大的位置，并对其进行控制。
本发明可以应用于具有一维或二维的像素信号加算单元的固体摄像装置，可以应用于与运动图像对应的数码相机(静止相机)、数码摄像机等等。
Claims (16)
1.一种固体摄像装置，其特征在于包括：
排列成一维或二维、输出经过光电变换的信号的多个像素；
将发自一个像素或排列成一列的多个像素的输出信号分别输出的多个输出线；
与上述多个输出线分别连接、将上述各输出信号进行任意加算并输出的信号加算电路；以及
将上述各输出信号不加算而输出的信号输出电路；
上述输出线，与上述信号加算电路和上述信号输出电路分别连接的路径不同。
2.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中包括：将来自上述像素的信号输入到上述信号加算电路及上述信号输出电路的、对来自上述像素的信号以超过1的增益进行放大的多个放大器。
3.如权利要求1或2所述的固体摄像装置，其中：在上述信号加算电路和/或上述信号输出电路之后包括放大单元或阻抗变换单元。
4.如权利要求1或2所述的固体摄像装置，其中上述信号加算电路具有：与上述多个输出线相连接的多个开关单元；以及一个端子与上述多个开关单元分别连接，而另一端子共同连接的多个电容。
5.如权利要求1或2所述的固体摄像装置，其中上述信号加算电路具有：与上述多个输出线相连接的多个第1开关单元；与上述多个第1开关单元相连接、储存输出到上述多个输出线的输出信号的多个储存电容；以及设置于上述多个储存电容和共用线之间的多个第2开关单元。
6.如权利要求1或2所述的固体摄像装置，其中上述信号加算电路具有：与上述多个输出线相连接的第1开关单元；一个端子与上述多个第1开关单元分别连接，而另一端子共同连接的多个电容；与上述共同连接的上述另一端子相连接的多个第2开关单元；与上述多个第2开关单元相连接、储存输出到上述多个输出线的输出信号的多个储存电容；以及设置于上述多个储存电容和共用线之间的多个第3开关单元。
7.如权利要求1或2所述的固体摄像装置，其中上述信号加算电路具有：与上述多个输出线相连接的多个开关单元；一个端子与上述多个开关单元分别连接，而另一端子共同连接的多个电容；以及共同连接的另一个端子与输入端子相连接，而输出端子与上述输入端子经电容连接的运算放大器。
8.如权利要求1或2所述的固体摄像装置，其中上述信号输出电路具有：与上述多个输出线相连接，同时进行通断控制的多个第4开关单元。
9.如权利要求2所述的固体摄像装置，其特征在于：各输出线，经由用来通过对来自上述像素的信号进行箝位以除去上述像素的噪声的耦合电容，与上述放大器相连接。
10.如权利要求9所述的固体摄像装置，其特征在于：在上述耦合电容作为第1耦合电容时，上述放大器是反馈型放大器，且具有使上述放大器的输出端子与输入端子电容耦合的第2耦合电容、和使上述放大器的输出端子与上述输入端子电容耦合的第3耦合电容，由上述第1耦合电容和上述第2耦合电容的比决定以第1模式读出时的增益，并由上述第1耦合电容和上述第3耦合电容的比决定以第2模式读出时的增益。
11.如权利要求1或2所述的固体摄像装置，其特征在于包括：保持上述信号加算电路和/或上述信号输出电路的输出信号的存储器部。
12.如权利要求11所述的固体摄像装置，其特征在于：上述存储器部是至少具有信号储存电容、用来写入信号的晶体管以及用来对该信号进行放大的晶体管，且与上述多个像素的至少一部分相对应的多个放大型存储器单元。
13.如权利要求12所述的固体摄像装置，其特征在于包括：针对上述存储器部的放大型存储器单元的各列配置的、用来输出来自上述放大器和上述存储器部的放大型存储器单元的输出偏置以及上述存储器部的放大型存储器单元的信号的电路单元。
14.如权利要求13所述的固体摄像装置，其中上述电路单元具有：储存上述输出偏置的第1储存电容；将上述输出偏置传送到上述第1储存电容的第1传送晶体管；存储来自上述放大型存储器单元的第2储存电容；以及把来自上述放大型储存器单元的信号传送到上述第2储存电容的第2传送晶体管。
15.如权利要求14所述的固体摄像装置，其中包括：将来自上述电路单元的上述输出偏置和上述信号减法运算的单元。
16.一种相机，其特征在于具有：如权利要求1或2所述的固体摄像装置；使光成像于上述固体摄像装置的光学系统；以及对从上述固体摄像装置输出的输出信号进行处理的信号处理电路。
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