JP2001008109A - Solid state image pickup element, its driving method and camera system - Google Patents

Solid state image pickup element, its driving method and camera system

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JP2001008109A
JP2001008109A JP11176810A JP17681099A JP2001008109A JP 2001008109 A JP2001008109 A JP 2001008109A JP 11176810 A JP11176810 A JP 11176810A JP 17681099 A JP17681099 A JP 17681099A JP 2001008109 A JP2001008109 A JP 2001008109A
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JP
Japan
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electronic shutter
scanning
vertical
scanning circuit
pulse
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JP11176810A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Yonemoto
和也 米本
Keiji Mabuchi
圭司 馬渕
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid state image pickup element preventing an electronic shutter(ES) scanning circuit from generating a difference in ES stages at the time of executing ES operation, a method for driving the image pickup element and a camera system. SOLUTION: Relating to the XY address type image pickup element for executing ES operation, dummy stages 23', 24' are added to both of a vertical scanning circuit 23 and an ES scanning circuit 24 so as to form the same number of stages as the total number of scanning lines of a video signal and a dummy pixel 28 is added to an image pickup area so that ES scanning pulses are continuously outputted from the dummy stage 24' at least for a vertical video period after the end of vertical scanning by the circuit 23.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子およ
びその駆動方法並びにカメラシステムに関し、MOS型
あるいはCMOS型撮像素子などのようなXYアドレス
(走査)型撮像素子およびその駆動方法、並びにこれら
を用いたカメラシステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image sensor, a method of driving the same, and a camera system, and more particularly to an XY address (scanning) type image sensor such as a MOS or CMOS image sensor and a method of driving the same. It relates to the camera system used.

【0002】[0002]

【従来の技術】XYアドレス型撮像素子の従来例を図1
0に示す。ここでは、図面の簡略化のために、単位画素
の構成については、m行n列目の画素101m,nのみ
を例にとって示している。画素101m,nは、フォト
ダイオード102、読み出しトランジスタ103、増幅
トランジスタ104、垂直選択トランジスタ105、X
Yアドレストランジスタ106およびリセットトランジ
スタ107によって構成されている。そして、その周辺
回路として、行方向(垂直方向)の走査系108と列方
向(水平方向)の走査系109とが設けられている。
2. Description of the Related Art FIG. 1 shows a conventional example of an XY address type image pickup device.
0 is shown. Here, for the sake of simplicity of the drawing, as for the configuration of the unit pixel, only the pixels 101m and n in the m-th row and the n-th column are shown as an example. The pixels 101m and 101n include a photodiode 102, a readout transistor 103, an amplification transistor 104, a vertical selection transistor 105, X
It comprises a Y address transistor 106 and a reset transistor 107. A scanning system 108 in the row direction (vertical direction) and a scanning system 109 in the column direction (horizontal direction) are provided as peripheral circuits.

【0003】行方向の走査系108は、読み出し走査を
する垂直走査回路110、電子シャッタ走査をする電子
シャッタ走査回路111およびこれら走査回路110,
111から出力される読み出し走査パルスと電子シャッ
タ走査パルスとを論理演算するORゲート112によっ
て構成されている。列方向の走査系109は、各列ごと
に配線された垂直信号線113に接続されて画素からの
信号出力を列選択する水平選択トランジスタ114およ
びこれら水平選択トランジスタ114に対して順次水平
走査パルスを与える水平走査回路115によって構成さ
れている。
A scanning system 108 in the row direction includes a vertical scanning circuit 110 for performing read scanning, an electronic shutter scanning circuit 111 for performing electronic shutter scanning, and these scanning circuits 110 and 110.
An OR gate 112 that performs a logical operation on the read scan pulse and the electronic shutter scan pulse output from 111 is configured. A column-directional scanning system 109 is connected to a vertical signal line 113 wired for each column and selects a column of signal output from a pixel. And a horizontal scanning circuit 115.

【0004】次に、上記構成の従来例に係るXYアドレ
ス型撮像素子の基本動作について、m行n列目の画素1
01m,nの場合を例にとって説明する。
Next, the basic operation of the XY address type image pickup device according to the conventional example having the above configuration will be described with reference to the pixel 1 in the m-th row and the n-th column.
The case of 01m, n will be described as an example.

【0005】m行目の垂直走査パルスVmとn列目の水
平読み出し走査パルスHR nとの積がXYアドレストラ
ンジスタ106によってとられ、その結果が読み出しト
ランジスタ103のゲートに与えられる。これにより、
予め手前の画素101m,n−1の水平読み出し走査パ
ルスHR n−1によってリセットされた増幅トランジス
タ104のゲートに、フォトダイオード102で光電変
換された信号電荷(ここでは、電子)が読み出される。
The product of the vertical scanning pulse Vm in the m-th row and the horizontal reading scanning pulse H R n in the n-th column is obtained by the XY address transistor 106, and the result is given to the gate of the reading transistor 103. This allows
Advance before the pixel 101 m, to the gate of the amplifying transistor 104 is reset by the horizontal read scanning pulse H R n-1 of n-1, photoelectrically converted signal charges (here, electrons) in the photodiode 102 is read.

【0006】この信号電荷の読み出し時点で、垂直走査
パルスVmは選択状態のレベルにあるので、増幅トラン
ジスタ104のソースに接続された垂直選択トランジス
タ105が導通状態にある。これにより、増幅トランジ
スタ104で増幅された信号は、水平走査回路115か
らの水平走査パルスHnによって導通状態にある水平選
択トランジスタ114を通し、さらに水平信号線116
を経由して出力端子117から出力される。
At the time of reading out the signal charges, the vertical scanning pulse Vm is at the selected state level, so that the vertical selection transistor 105 connected to the source of the amplification transistor 104 is conducting. As a result, the signal amplified by the amplification transistor 104 passes through the horizontal selection transistor 114 in a conductive state by the horizontal scanning pulse Hn from the horizontal scanning circuit 115, and further passes through the horizontal signal line 116.
Is output from the output terminal 117 via the.

【0007】電子シャッタを行う場合は、m行目の読み
出し走査が行われる前(シャッタスピードの時間分だけ
前)に、電子シャッタ走査パルスVs mによってフォト
ダイオード102から不要な信号電荷が読み出される
が、垂直選択トランジスタ105が1画素の信号期間中
の無効期間にのみ導通状態にあることから、一方で読み
出し走査が行われている画素の信号出力が行われている
のに対して、電子シャッタの走査が行われている行から
は信号出力が行われないので、読み出し行の信号に電子
シャッタが行われている行の信号が被ってしまうことな
く、正常な映像信号が得られる。
[0007] When performing an electronic shutter, before the m-th row readout scanning is performed (forward by time of the shutter speed), unnecessary signal charges from the photodiode 102 by the electronic shutter scanning pulse V s m is read However, since the vertical selection transistor 105 is conductive only during the invalid period of the signal period of one pixel, the signal output of the pixel on which the read-out scanning is being performed is performed. Since no signal is output from the row where the scanning is performed, a normal video signal can be obtained without the signal of the row where the electronic shutter is being performed being overlaid on the signal of the reading row.

【0008】図11および図12は、従来例に係るXY
アドレス型撮像素子の動作説明のためのタイミングチャ
ートである。これらの図において、VDは垂直同期信
号、HDは水平同期信号である。φVSおよびφV1,
φV2は、垂直走査回路110のスタートパルスおよび
クロックパルスである。φSSおよびφS1,φS2は
電子シャッタ走査回路111のスタートパルスおよびク
ロックパルスである。
FIG. 11 and FIG. 12 show an XY according to a conventional example.
5 is a timing chart for explaining the operation of the address type imaging device. In these figures, VD is a vertical synchronization signal, and HD is a horizontal synchronization signal. φVS and φV1,
φV2 is a start pulse and a clock pulse of the vertical scanning circuit 110. φSS and φS1, φS2 are a start pulse and a clock pulse of the electronic shutter scanning circuit 111.

【0009】Vm−1,Vm,Vm+1は垂直読み出し
走査パルスであり、行選択のために水平映像期間を通し
て選択状態を維持する。Vk−1,Vk,Vk+1は電
子シャッタ走査パルスであり、電子シャッタのための読
み出しリセットを行い、かつその行の信号出力はm−
1,m,m+1の各行の画素が出力する信号に混ざらな
いように1画素期間中のきわめて短い期間のみ、水平映
像期間中を通して間欠的に選択状態になるように発生す
る。
Vm-1, Vm and Vm + 1 are vertical read scanning pulses, which maintain a selected state throughout the horizontal video period for row selection. Vk-1, Vk, and Vk + 1 are electronic shutter scanning pulses for performing read reset for the electronic shutter, and the signal output of the row is m-
Only in a very short period of one pixel period, the pixel is intermittently selected during the horizontal video period so as not to be mixed with the signals output from the pixels of each row of 1, m, and m + 1.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例に係るXYアドレス型撮像素子では、図13に
示すように、電子シャッタ走査パルスVs m(Vs 1,V
s 2,…, Vs m,…, VsM)が停止している期間が垂直映
像期間にかかってしまう。撮像領域の垂直総画素数は、
垂直ブランキング期間に信号出力する必要がないので、
垂直ブランキング期間を含む垂直走査線数よりも少なく
配列されている。
However, in the XY address type imaging device according to the above-mentioned conventional example, as shown in FIG. 13, the electronic shutter scanning pulse V sm (V s1 , V s
s2 ,..., Vsm ,..., VsM ) are stopped during the vertical video period. The total number of vertical pixels in the imaging area is
Since there is no need to output signals during the vertical blanking period,
The number of rows is smaller than the number of vertical scanning lines including the vertical blanking period.

【0011】このため、撮像領域の垂直総画素数に合わ
せてその段数が決められている電子シャッタ走査回路1
11は、シャッタスピードを制御するために垂直走査回
路110に先んじて走査が開始され、その結果、電子シ
ャッタ走査回路111に流れる電源電流が違ったり、垂
直走査パルスが撮像領域に静電的に与える影響が変化す
るため、撮像素子の撮像信号にオフセットや信号振幅の
段差が発生する。
For this reason, the electronic shutter scanning circuit 1 whose number of stages is determined according to the total number of vertical pixels of the image pickup area.
In 11, scanning is started prior to the vertical scanning circuit 110 to control the shutter speed, and as a result, the power supply current flowing to the electronic shutter scanning circuit 111 is different or a vertical scanning pulse is electrostatically applied to the imaging region. Since the influence changes, an offset or a step in signal amplitude occurs in the image signal of the image sensor.

【0012】このような映像信号に対する影響は、画面
として電子シャッタ走査パルスVsm(Vs 1,Vs 2,…,
s m,…, Vs M)が停止している期間に相当するタイ
ミングにおいて、図14に示すように、シャッタスピー
ドに応じて上下に移動する横帯状に段差が現れる。以
降、これを電子シャッタ段差と呼ぶものとする。
The effect on such a video signal is caused by the electronic shutter scan pulse V sm (V s1 , V s2,.
( Vsm ,..., VsM ) stop at a timing corresponding to a period during which a step appears in a horizontal band that moves up and down according to the shutter speed, as shown in FIG. Hereinafter, this is referred to as an electronic shutter step.

【0013】電子シャッタ走査回路111に流れる電流
と垂直走査パルスが撮像領域に与える影響に関しては、
以下のようにメカニズムで説明できる。
Regarding the effects of the current flowing through the electronic shutter scanning circuit 111 and the vertical scanning pulse on the image pickup area,
The mechanism can be explained as follows.

【0014】電子シャッタ走査回路111に流れる電流
が変化することで、撮像素子に配線されている電源とG
NDラインの電位が少なからず変動し、その電源とGN
Dに共通に接続されている撮像素子の信号出力回路を通
る映像信号のオフセット段差や信号量段差となって現れ
る。
When the current flowing through the electronic shutter scanning circuit 111 changes, the power supply connected to the image sensor and the G
The potential of the ND line fluctuates considerably, and its power supply and GN
This appears as an offset step or a signal amount step of the video signal passing through the signal output circuit of the image sensor commonly connected to D.

【0015】また、走査パルスVmに関して言えば、撮
像領域を横断するように配線されて垂直選択トランジス
タ105のゲートなどに接続されている垂直選択線11
8に走査パルスVmが与えられるため、静電容量的に垂
直選択線118と撮像領域のGNDに相当するP−We
llなどと少なからず結合して、走査パルスVmの不連
続性が撮像領域のGNDなどの電位変動になり、増幅ト
ランジスタ104の利得変動やオフセット変動を引き起
し、映像信号のオフセット段差や信号量段差となって現
れる。
As for the scanning pulse Vm, the vertical selection line 11 is wired so as to cross the imaging region and is connected to the gate of the vertical selection transistor 105 and the like.
8 is supplied with the scanning pulse Vm, P-We corresponding to the vertical selection line 118 and GND of the imaging area in terms of capacitance.
11 and the like, the discontinuity of the scanning pulse Vm becomes a potential variation such as GND in the imaging region, causing a gain variation and an offset variation of the amplifying transistor 104, and an offset level difference and a signal amount of the video signal. Appears as a step.

【0016】以上から明らかなように、電子シャッタ動
作は、垂直走査回路110が走査するのに先駆けて、電
子シャッタ走査回路111がシャッタスピードに相当す
る時間だけ早く走査を開始することから、電子シャッタ
走査回路111が撮像領域を走査し終わるのが映像期間
中であることが多く、走査し終わった時点で垂直走査回
路110に流れる電流が少なくなったり、垂直選択線1
18にかかる電子シャッタ走査パルスがなくなるため、
電子シャッタ走査回路110が走査し終わる前後で、少
なからず撮像素子の映像信号出力の振幅やレベルに影響
を及ぼし、撮像画面としては走査し終わる前後のタイミ
ングでコントラストや明るさに段差、即ち電子シャッタ
段差が発生してしまう。
As is apparent from the above description, in the electronic shutter operation, the electronic shutter scanning circuit 111 starts scanning earlier by the time corresponding to the shutter speed before the vertical scanning circuit 110 performs scanning. In many cases, the scanning circuit 111 finishes scanning the imaging region during the video period. At the time when the scanning is completed, the current flowing through the vertical scanning circuit 110 decreases, or the vertical selection line 1
Since there is no electronic shutter scan pulse applied to 18,
Before and after the scanning of the electronic shutter scanning circuit 110, the amplitude and level of the video signal output of the image sensor are affected to a considerable extent. A step is generated.

【0017】すなわち、画素信号の読み出しに関わる垂
直走査回路110が垂直映像期間中連続して動作し垂直
走査パルスを出力していて、その走査の開始と終了が映
像期間中に起こることがない(垂直ブランキング期間中
に起こる)のに対して、電子シャッタ走査回路111は
垂直走査回路110に先駆けてシャッタスピードの時間
だけ先に電子シャッタ走査を開始するため、その電子シ
ャッタ走査の開始と終了が映像期間中に起こる場合があ
り、そのような動作が撮像素子の出力する映像信号に影
響を与えていた。
That is, the vertical scanning circuit 110 relating to the reading of pixel signals operates continuously during the vertical video period and outputs a vertical scanning pulse, and the start and end of the scanning do not occur during the video period ( On the other hand, since the electronic shutter scanning circuit 111 starts the electronic shutter scanning earlier by the shutter speed before the vertical scanning circuit 110, the electronic shutter scanning starts and ends. It may occur during a video period, and such an operation has affected a video signal output from the image sensor.

【0018】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、電子シャッタ動作を
行った際に、電子シャッタ走査回路が電子シャッタ段差
を生じさせないようにした固体撮像素子およびその駆動
方法並びにカメラシステムを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above problems, and has as its object to provide a solid-state imaging device in which an electronic shutter scanning circuit does not generate an electronic shutter step when performing an electronic shutter operation. An object, a driving method thereof, and a camera system are provided.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、行列状に配置された複数の画素を有す
る撮像領域の各画素を行単位で垂直走査するとともに、
その垂直走査による各行の選択に先立って電子シャッタ
走査パルスを順に出力して各行の画素のリセット動作を
行うことによって電子シャッタ動作を実現する固体撮像
素子において、垂直走査終了後少なくとも垂直映像期間
中は電子シャッタ走査パルスを出力し続けるようにす
る。
In order to achieve the above object, according to the present invention, each pixel of an image pickup area having a plurality of pixels arranged in a matrix is vertically scanned in units of rows.
Prior to the selection of each row by the vertical scanning, in a solid-state imaging device that sequentially outputs an electronic shutter scanning pulse and performs an electronic shutter operation by performing a reset operation of pixels of each row, at least during a vertical video period after the end of vertical scanning. The electronic shutter scanning pulse is continuously output.

【0020】電子シャッタ動作をする固体撮像素子にお
いて、垂直走査終了後も少なくとも垂直映像期間中は電
子シャッタ走査パルスを出力し続けることで、電子シャ
ッタ走査回路が撮像領域の走査を一巡しても、垂直映像
期間中に電子シャッタパルスの出力が停止することがな
くなる。換言すれば、少なくとも垂直映像期間内の全て
の水平走査期間で電子シャッタパルスが出力されるよう
になる。これにより、少なくとも映像期間では電子シャ
ッタ走査回路に流れる電流が違ったり、垂直走査パルス
が撮像領域に静電的に与える影響が変化することもなく
なり、したがって撮像素子の撮像信号にオフセットや信
号振幅の段差が発生するのを未然に防止できる。
In the solid-state image pickup device which performs the electronic shutter operation, the electronic shutter scan pulse is continuously output at least during the vertical video period even after the end of the vertical scan. The output of the electronic shutter pulse does not stop during the vertical video period. In other words, the electronic shutter pulse is output at least in all the horizontal scanning periods within the vertical video period. As a result, at least in the video period, the current flowing through the electronic shutter scanning circuit does not change, and the influence of the vertical scanning pulse on the imaging region electrostatically does not change. A step can be prevented from occurring.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の第
1実施形態に係るXYアドレス型撮像素子を示す概略構
成図である。ここでは、図面の簡略化のために、単位画
素の構成については、m行n列目の画素11m,nのみ
を例にとって示しているが、他の画素についても全く同
じ構成であることは勿論である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an XY address type imaging device according to the first embodiment of the present invention. Here, for the sake of simplicity of the drawing, as for the configuration of the unit pixel, only the pixels 11m and n in the m-th row and the n-th column are shown as an example. It is.

【0022】図1において、m行n列目の画素11m,
nは、光電変換素子であるフォトダイオード12、この
フォトダイオード12から信号電荷を読み出すゲートと
して機能するNchMOSトランジスタ(読み出しトラ
ンジスタ)13、増幅素子として機能するNchMOS
トランジスタ(増幅トランジスタ)14、画素の垂直選
択をなすスイッチとして機能するNchMOSトランジ
スタ(垂直選択トランジスタ)15、水平方向および垂
直方向のアドレス指定をなすNchMOSトランジスタ
(XYアドレストランジスタ)16および画素をリセッ
トするスイッチとして機能するNchMOSトランジス
タ(リセットトランジスタ)17によって構成されてい
る。
In FIG. 1, a pixel 11m,
n is a photodiode 12 which is a photoelectric conversion element, an NchMOS transistor (reading transistor) 13 functioning as a gate for reading out signal charges from the photodiode 12, and an NchMOS functioning as an amplifying element
A transistor (amplification transistor) 14, an NchMOS transistor (vertical selection transistor) 15 functioning as a switch for vertically selecting a pixel, an NchMOS transistor (XY address transistor) 16 for specifying addresses in the horizontal and vertical directions, and a switch for resetting the pixel And an NchMOS transistor (reset transistor) 17 functioning as a transistor.

【0023】上記構成の画素11m,nにおいて、フォ
トダイオード12のカソードには読み出しトランジスタ
13のソースが接続されている。読み出しトランジスタ
13のドレインには、増幅トランジスタ14のゲートお
よびリセットトランジスタ17のソースがそれぞれ接続
されている。リセットトランジスタ17のドレインは電
源VDDに接続されている。増幅トランジスタ14のソ
ースには垂直トランジスタ15のドレインが接続されて
いる。
In the pixels 11m and n having the above configuration, the cathode of the photodiode 12 is connected to the source of the readout transistor 13. The gate of the amplification transistor 14 and the source of the reset transistor 17 are connected to the drain of the read transistor 13, respectively. The drain of the reset transistor 17 is connected to the power supply VDD. The drain of the vertical transistor 15 is connected to the source of the amplification transistor 14.

【0024】垂直トランジスタ15のソースは、垂直信
号線18に接続されている。垂直選択トランジスタ15
のゲートは、撮像領域を横断するように配線された垂直
選択線19に接続されている。読み出しトランジスタ1
5のゲートには、XYアドレストランジスタ16のソー
スが接続されている。XYアドレストランジスタ16の
ドレインは水平選択線20に接続され、ゲートが垂直選
択線19に接続されている。
The source of the vertical transistor 15 is connected to a vertical signal line 18. Vertical select transistor 15
Is connected to a vertical selection line 19 wired so as to cross the imaging region. Read transistor 1
The source of the XY address transistor 16 is connected to the gate of No. 5. The drain of the XY address transistor 16 is connected to the horizontal selection line 20, and the gate is connected to the vertical selection line 19.

【0025】撮像領域の周辺部分には、垂直走査系21
および水平走査系22が設けられている。垂直走査系2
1は、読み出し走査をする垂直走査回路23、電子シャ
ッタ走査をする電子シャッタ走査回路24およびこれら
走査回路23,24から出力される読み出し走査パルス
と電子シャッタ走査パルスとを論理演算するORゲート
25によって構成されている。水平走査系22は、各列
ごとに配線された垂直信号線18に接続されて画素から
の信号出力を列選択する水平選択トランジスタ26およ
びこれら水平選択トランジスタ26に対して順次水平走
査パルスを与える水平走査回路27によって構成されて
いる。
A vertical scanning system 21 is provided around the imaging area.
And a horizontal scanning system 22. Vertical scanning system 2
Reference numeral 1 denotes a vertical scanning circuit 23 that performs read scanning, an electronic shutter scanning circuit 24 that performs electronic shutter scanning, and an OR gate 25 that performs a logical operation on the read scanning pulse and the electronic shutter scanning pulse output from these scanning circuits 23 and 24. It is configured. The horizontal scanning system 22 is connected to a vertical signal line 18 wired for each column, and selects a column from which a signal output from a pixel is output. The horizontal selection transistor 26 supplies a horizontal scanning pulse to the horizontal selection transistor 26 sequentially. The scanning circuit 27 is configured.

【0026】本実施形態ではさらに、映像期間に信号が
出力される撮像領域に加えて、映像信号の総走査線数と
同じ段数になるように、従来例に係る撮像素子の垂直画
素数と映像信号総走査線数の差の段数分だけ、垂直走査
回路23と電子シャッタ走査回路24にダミーステージ
23′,24′を追加し、それに対応したダミー画素2
8を追加した構成が採られている。そして、ダミーステ
ージ23′,24′から出力される各走査パルスは、O
Rゲート29を通してダミー垂直選択線30に与えられ
るようになっている。
In this embodiment, in addition to the image pickup area where the signal is output during the image period, the number of vertical pixels of the image pickup element according to the conventional example and the image Dummy stages 23 'and 24' are added to the vertical scanning circuit 23 and the electronic shutter scanning circuit 24 by the number of stages corresponding to the difference in the total number of signal scanning lines, and the dummy pixels 2 corresponding thereto are added.
8 is added. Each scanning pulse output from the dummy stages 23 'and 24' is O
The signal is supplied to the dummy vertical selection line 30 through the R gate 29.

【0027】上記構成の第1実施形態に係るXYアドレ
ス型撮像素子の動作説明のためのタイミングチャートを
図2に示す。このタイミングチャートにおいて、スター
トパルスφVS,φSS、垂直走査パルスVR m(VR
1,VR 2,…, VR m,…, VRM)および電子シャッタ走査
パルスVS m(VS 1,VS 2,…, VS m,…, VS M)は従
来と同じタイミング関係となっている。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the XY address type image pickup device according to the first embodiment having the above configuration. In this timing chart, the start pulse .phi.VS, .phi.SS, a vertical scanning pulse V R m (V R
1, V R 2, ..., V R m, ..., V R M) and the electronic shutter scan pulse V S m (V S 1, V S 2, ..., V S m, ..., V S M) is a conventional The timing relationship is the same.

【0028】また、図2のタイミングチャートでは、映
像期間に信号が出力される撮像領域の総ライン数をMラ
インとし、ダミー画素28としてiライン分の画素が追
加された場合を例にとって示している。このとき、垂直
走査回路23からは、垂直走査パルスVR 1,VR 2,…,
R m,…, VR M,VR M+1,…,VR M+i が順に出力され
る。また、電子シャッタ走査回路24からは、電子シャ
ッタ走査パルスVS 1,VS 2,…, VS m,…, VS M,VS
M+1,…,VS M+i が順に出力される。
Further, the timing chart of FIG. 2 shows an example in which the total number of lines in the image pickup area to which a signal is output in the video period is M lines, and i-line pixels are added as dummy pixels 28. I have. At this time, from the vertical scanning circuit 23, a vertical scanning pulse V R 1, V R 2, ...,
V R m, ..., V R M, V R M + 1, ..., V R M + i are output sequentially. Also, from the electronic shutter scanning circuit 24, the electronic shutter scanning pulse V S 1, V S 2, ..., V S m, ..., V S M, V S
M + 1, ..., V S M + i is output to the order.

【0029】上述したように、第1実施形態に係るXY
アドレス型撮像素子では、映像信号の総走査線数と同じ
段数になるように、垂直走査回路23と電子シャッタ走
査回路24にダミーステージ23′,24′を追加する
とともに、ダミー画素28を追加したことにより、図2
のタイミングチャートから明らかなように、垂直走査回
路23および電子シャッタ走査回路24は共に、それぞ
れのスタートパルスφVS,φSSに同期して1行目の
走査パルスを出力し、ダミーステージの最後の行M+i
まで走査が完了すると、次の垂直走査期間に入るので連
続してまた再び1行目から走査を開始する。
As described above, the XY according to the first embodiment
In the address type image pickup device, dummy stages 23 'and 24' are added to the vertical scanning circuit 23 and the electronic shutter scanning circuit 24 and a dummy pixel 28 is added so that the number of stages is equal to the total number of scanning lines of the video signal. As a result, FIG.
As can be seen from the timing charts, both the vertical scanning circuit 23 and the electronic shutter scanning circuit 24 output the scanning pulse of the first row in synchronization with the respective start pulses φVS, φSS, and the last row M + i of the dummy stage.
When the scanning is completed up to this point, the next vertical scanning period is started, so that scanning is continuously and again started from the first row.

【0030】これにより、電子シャッタ走査回路24か
ら出力される電子シャッタ走査パルスVS m(VS 1,V
S 2,…, VS m,…, VS M,VS M+1,…,VS M+i)が全て
の水平走査期間に必ず出力されるようになり、したがっ
て電子シャッタ走査回路24に流れる電流が各水平走査
期間ごとに異なることがなくなるため、電子シャッタ走
査回路24の電源から撮像素子の出力回路に回り込む不
規則な電位変動が抑制される。
[0030] Thus, the electronic shutter scanning pulse is outputted from the electronic shutter scanning circuit 24 V S m (V S 1 , V
S 2, ..., V S m , ..., V S M, V S M + 1, ..., V S M + i) is to be always outputted to all of the horizontal scanning period, thus the electronic shutter scanning circuit 24 Current flowing through the electronic shutter scanning circuit 24 is not different for each horizontal scanning period, so that irregular potential fluctuations flowing from the power supply of the electronic shutter scanning circuit 24 to the output circuit of the image sensor are suppressed.

【0031】さらに、映像期間中撮像領域に途切れるこ
となく電子シャッタ走査パルスVSmが加わるため、画
素からの出力信号に当該走査パルスの有無によるオフセ
ット段差や信号量段差が抑制される。その結果、電子シ
ャッタ走査回路24に流れる電流と電子シャッタ走査パ
ルスVS mが撮像領域に与える影響が連続的となるた
め、従来技術で問題となった電子シャッタ段差(図14
を参照)がきわめて良好に除去される。
Furthermore, since the electronic shutter scanning pulse V S m applied without interruption in the imaging area in the video period, the offset step or amount of signal level difference due to the presence or absence of the scan pulse to the output signal from the pixel is suppressed. As a result, since the influence of the current and the electronic shutter scanning pulse flowing through the electronic shutter scanning circuit 24 V S m has on the imaging area is the continuous, electronic shutter step in question in the prior art (FIG. 14
) Are removed very well.

【0032】図3は、本発明の第2実施形態に係るXY
アドレス型撮像素子を示す構成図である。ここでは、図
面の簡略化のために、単位画素の構成については、m行
n列目の画素31m,nのみを例にとって示している
が、他の画素についても全く同じ構成であることは勿論
である。
FIG. 3 is an XY diagram according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an address type imaging device. Here, for the sake of simplicity of the drawing, as for the configuration of the unit pixel, only the pixel 31m, n in the m-th row and the n-th column is shown as an example, but it is needless to say that the other pixels have exactly the same configuration. It is.

【0033】図3において、m行n列目の画素31m,
nは、第1実施形態に係る撮像素子の場合と同様に、フ
ォトダイオード32、読み出しトランジスタ33、増幅
トランジスタ34、垂直選択トランジスタ35、XYア
ドレストランジスタ36およびリセットトランジスタ3
7によって構成されている。
In FIG. 3, a pixel 31m in an m-th row and an n-th column is provided.
n is a photodiode 32, a readout transistor 33, an amplification transistor 34, a vertical selection transistor 35, an XY address transistor 36, and a reset transistor 3 as in the case of the imaging device according to the first embodiment.
7.

【0034】上記構成の画素31m,nにおいて、フォ
トダイオード32のカソードには読み出しトランジスタ
33のソースが接続されている。読み出しトランジスタ
33のドレインには、増幅トランジスタ34のゲートお
よびリセットトランジスタ37のソースがそれぞれ接続
されている。リセットトランジスタ37のドレインは電
源VDDに接続されている。増幅トランジスタ34のソ
ースには垂直トランジスタ35のドレインが接続されて
いる。
In the pixels 31m and n having the above-described configuration, the cathode of the photodiode 32 is connected to the source of the readout transistor 33. The gate of the amplification transistor 34 and the source of the reset transistor 37 are connected to the drain of the read transistor 33, respectively. The drain of the reset transistor 37 is connected to the power supply VDD. The drain of the vertical transistor 35 is connected to the source of the amplification transistor 34.

【0035】垂直トランジスタ35のソースは、垂直信
号線38に接続されている。垂直選択トランジスタ35
のゲートは、撮像領域を横断するように配線された垂直
選択線39に接続されている。読み出しトランジスタ3
5のゲートには、XYアドレストランジスタ36のソー
スが接続されている。XYアドレストランジスタ36の
ドレインは水平選択線40に接続され、ゲートが垂直選
択線39に接続されている。
The source of the vertical transistor 35 is connected to a vertical signal line 38. Vertical select transistor 35
Are connected to a vertical selection line 39 wired so as to cross the imaging region. Read transistor 3
The source of the XY address transistor 36 is connected to the gate of No. 5. The drain of the XY address transistor 36 is connected to the horizontal selection line 40, and the gate is connected to the vertical selection line 39.

【0036】撮像領域の周辺部分には、垂直走査系41
および水平走査系42が設けられている。そして、第1
実施形態に係るXYアドレス型撮像素子の場合と同様
に、垂直走査系41は垂直走査回路43、電子シャッタ
走査回路44およびORゲート45によって構成され、
水平走査系42は水平選択トランジスタ46および水平
走査回路47によって構成されている。
A vertical scanning system 41 is provided around the imaging area.
And a horizontal scanning system 42. And the first
As in the case of the XY address type imaging device according to the embodiment, the vertical scanning system 41 includes a vertical scanning circuit 43, an electronic shutter scanning circuit 44, and an OR gate 45,
The horizontal scanning system 42 includes a horizontal selection transistor 46 and a horizontal scanning circuit 47.

【0037】本実施形態ではさらに、垂直走査系41に
おいて、垂直走査回路43と電子シャッタ走査回路44
の各最終段(M段目)に、1段(または、複数段)の自
走型巡回型)走査回路48,49を接続し、それに対応
したダミー画素50を、映像期間に信号が出力される撮
像領域に追加した構成が採られている。そして、自走型
走査回路48,49から出力される各走査パルスは、O
Rゲート51を通してダミー垂直選択線52に与えられ
るようになっている。
In this embodiment, the vertical scanning system 41 further includes a vertical scanning circuit 43 and an electronic shutter scanning circuit 44.
Is connected to one (or a plurality of) self-running cyclic scanning circuits 48 and 49 at the final stage (M-th stage), and outputs a signal corresponding to the dummy pixel 50 during the video period. In this case, a configuration is added in which the imaging region is added. Each scanning pulse output from the self-propelled scanning circuits 48 and 49 is O
The data is supplied to a dummy vertical selection line 52 through an R gate 51.

【0038】自走型走査回路48,49はそれぞれ垂直
走査回路43と電子シャッタ走査回路44の各走査パル
スを受けて動作を開始し、電子シャッタ走査回路44側
の自走型走査回路49は、図4のタイミングチャートに
示すように、従来例に係るXYアドレス型撮像素子にお
いて電子シャッタ段差が発生していた期間に電子シャッ
タ走査パルスVS M+1 を発生する。
The self-propelled scanning circuits 48 and 49 receive the respective scanning pulses of the vertical scanning circuit 43 and the electronic shutter scanning circuit 44 and start operating. The self-propelled scanning circuit 49 on the electronic shutter scanning circuit 44 side operates as follows. As shown in the timing chart of FIG. 4, an electronic shutter scanning pulse V S M + 1 is generated during a period in which an electronic shutter step occurs in an XY address type image sensor according to a conventional example.

【0039】ただし、自走型走査回路48,49をその
ままにしておくと走査パルスが出続けるので、図4のタ
イミングチャートから明らかなように、再び電子シャッ
タ走査回路44をスタートさせる直前に自走ストップパ
ルスφSRを与えて停止させるようにする。垂直走査回
路43側の自走型走査回路48についても同様に、自走
ストップパルスφSRを適当なタイミングで与えて停止
させるようにする。
However, if the self-propelled scanning circuits 48 and 49 are left as they are, the scanning pulse continues to be output. Therefore, as is apparent from the timing chart of FIG. A stop pulse φSR is applied to stop the operation. Similarly, the self-propelled scanning circuit 48 on the side of the vertical scanning circuit 43 is stopped by giving the self-propelled stop pulse φSR at an appropriate timing.

【0040】図4のタイミングチャートにおいて、スタ
ートパルスφVS,φSS、垂直走査パルスVR m(V
R 1,VR 2,…, VR m,…, VR M)および電子シャッタ走
査パルスVS m(VS 1,VS 2,…, VS m,…, VS M)は
従来と同じタイミング関係となっている。また、自走型
走査回路48,49から出力される垂直走査パルスVR
M+1 ,VS M+1 については、従来例に係るXYアドレス
型撮像素子の垂直画素数と映像信号総走査線数の差の段
数分だけ連続して発生することになる。
In the timing chart of FIG. 4, the start pulses φVS, φSS and the vertical scanning pulse V Rm (V
R 1, V R 2, ... , V R m, ..., V R M) and the electronic shutter scan pulse V S m (V S 1, V S 2, ..., V S m, ..., V S M) is conventionally It has the same timing relationship as. The vertical scanning pulse V R output from the self-propelled scanning circuits 48 and 49
The M + 1, V S M + 1, will occur continuously by the number of stages of the XY address type image pickup difference number of vertical pixels and the video signal total number of scanning lines of the device according to the conventional example.

【0041】上述したように、第2実施形態に係るXY
アドレス型撮像素子では、垂直走査回路43と電子シャ
ッタ走査回路24に対して自走型走査回路48,49を
追加するとともに、ダミー画素50を追加したことによ
り、電子シャッタ走査パルスVS m(VS 1,VS 2,…,
S m,…, VS M,VS M+1)が全ての水平走査期間に必ず
出力されるようになるため、第1実施形態の場合と同様
の理由により、電子シャッタ段差を抑圧することができ
る。
As described above, the XY according to the second embodiment
The address type image pickup device, as well as add a self-propelled scanning circuit 49 to the vertical scanning circuit 43 and the electronic shutter scanning circuit 24, by adding the dummy pixels 50, the electronic shutter scanning pulse V S m (V S 1, V S 2,…,
V S m, ..., V S M, V S M + 1) for is to be always outputted to all of the horizontal scanning period, for the same reason as in the first embodiment, to suppress the electronic shutter step be able to.

【0042】すなわち、電子シャッタ走査回路44に流
れる電流が各水平走査期間ごとに異なることがなくなる
ため、電子シャッタ走査回路44の電源から撮像素子の
出力回路に回り込む不規則な電位変動が抑制される。さ
らに、映像期間中撮像領域に途切れることなく電子シャ
ッタ走査パルスVS mが加わるため、画素からの出力信
号に当該走査パルスの有無によるオフセット段差や信号
量段差が抑制される。その結果、電子シャッタ走査回路
44に流れる電流と電子シャッタ走査パルスVS mが撮
像領域に与える影響が連続的となるため、電子シャッタ
段差がきわめて良好に除去される。
That is, since the current flowing through the electronic shutter scanning circuit 44 does not differ for each horizontal scanning period, irregular potential fluctuations from the power supply of the electronic shutter scanning circuit 44 to the output circuit of the image sensor are suppressed. . Furthermore, since the electronic shutter scanning pulse V S m applied without interruption in the imaging area in the video period, the offset step or amount of signal level difference due to the presence or absence of the scan pulse is suppressed in the output signal from the pixel. As a result, since the influence of the current and the electronic shutter scan pulse V S m flowing through the electronic shutter scanning circuit 44 is applied to the imaging area is continuous, the electronic shutter step is very well removed.

【0043】図5は、電子シャッタ走査回路44とその
最終段に接続された1段の自走型走査回路49の具体的
な回路例を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a specific circuit example of the electronic shutter scanning circuit 44 and a one-stage self-propelled scanning circuit 49 connected to the last stage thereof.

【0044】図5において、電子シャッタ走査パルスV
S 1,VS 2,…, VS m,…, VS M までの各段の回路は、
スイッチングトランジスタ61,63およびCMOSイ
ンバータ62,64からなる一般的なダイナミックシフ
トレジスタによって構成されている。そして、当該シフ
トレジスタの各段の出力と水平同期信号HDおよび読み
出しタイミングパルスとの論理積がANDゲート65で
とられ、このANDゲート65の論理積出力が電子シャ
ッタ走査パルスVS 1,VS 2,…, VS m,…, VS M とな
る。
In FIG. 5, the electronic shutter scanning pulse V
S 1, V S 2, ... , V S m, ..., circuits at the respective stages to V S M is
It comprises a general dynamic shift register comprising switching transistors 61 and 63 and CMOS inverters 62 and 64. Then, the logical product of the output of each stage of the shift register and the horizontal synchronizing signal HD and the read timing pulse is obtained by the AND gate 65, and the logical product output of the AND gate 65 is used as the electronic shutter scan pulses V S1 and V S. 2, ..., V S m, ..., V S M.

【0045】一方、電子シャッタ走査パルスVS M+1 を
発生する自走型走査回路49は、スイッチングトランジ
スタ61,63およびCMOSインバータ62,64か
らなる一般的なダイナミックシフトレジスタを基本構成
とし、これに加えて、自段の出力と垂直走査回路44の
最終段の出力との論理和をとるORゲート66と、自走
ストップパルスφSRに応答してCMOSインバータ6
2の入力端をGNDに接続するストップトランジスタ6
7と、インバータ68で反転された自走ストップパルス
φSRに応答してCMOSインバータ54の入力端を電
源に接続するストップトランジスタ69とを有する構成
となっている。
On the other hand, self-propelled scanning circuit 49 for generating an electronic shutter scanning pulse V S M + 1 is a typical dynamic shift register composed of switching transistors 61 and 63 and CMOS inverters 62 and 64 as a basic configuration, which In addition to the above, an OR gate 66 for calculating the logical sum of the output of the own stage and the output of the last stage of the vertical scanning circuit 44, and the CMOS inverter 6 in response to the free-running stop pulse φSR
Stop transistor 6 that connects the input terminal 2 to GND
7 and a stop transistor 69 that connects the input terminal of the CMOS inverter 54 to a power supply in response to the self-running stop pulse φSR inverted by the inverter 68.

【0046】上記構成の自走型走査回路49は、前段の
出力、即ち垂直走査回路44の最終段の出力を受けてパ
ルスを出力し続ける。そして、この出力パルスが、垂直
走査回路44の各段の出力と同様に、ANDゲート65
において水平同期信号HDおよび読み出しタイミングパ
ルスとの論理積がとられ、このANDゲート65の論理
積出力が電子シャッタ走査パルスVS M+1 となる。ま
た、自走ストップパルスφSRが与えられると、CMO
Sインバータ62の入力端が接地され、CMOSインバ
ータ54の入力端が電源にプルアップされることで、自
走が停止するようになっている。
The self-propelled scanning circuit 49 having the above configuration continuously outputs pulses in response to the output of the preceding stage, that is, the output of the last stage of the vertical scanning circuit 44. The output pulse is supplied to the AND gate 65 in the same manner as the output of each stage of the vertical scanning circuit 44.
Logical product of the horizontal synchronizing signal HD and read timing pulse taken at the logical product output of the AND gate 65 becomes the electronic shutter scanning pulse V S M + 1. Also, when self-running stop pulse φSR is given, CMO
When the input terminal of the S inverter 62 is grounded and the input terminal of the CMOS inverter 54 is pulled up to a power source, the self-running is stopped.

【0047】この自走型走査回路49がパルスを出力し
始め、停止するまでの詳細なタイミング関係を図6のタ
イミングチャートに示している。このタイミング例で
は、自走型走査回路49が電子シャッタ走査パルスVS
M+1 を3個出力した後、自走ストップパルスφSRが発
生して停止するような場合を示している。自走型走査回
路49が停止した次の水平走査期間から再び1行目の走
査が始まるように、スタートパルスφSSが立ち、電子
シャッタ走査パルスVS 1 が出力される。
FIG. 6 is a timing chart showing a detailed timing relationship from when the self-propelled scanning circuit 49 starts outputting a pulse to when it stops. In this timing example, the self-propelled scanning circuit 49 outputs the electronic shutter scanning pulse V S
A case is shown in which three self-propelled stop pulses φSR are generated and then stopped after three M + 1s are output. The start pulse φSS rises and the electronic shutter scanning pulse V S 1 is output so that the scanning of the first row starts again from the next horizontal scanning period in which the self-propelled scanning circuit 49 stops.

【0048】次に、本発明の第3実施形態について説明
する。この第3実施形態は、構造的には、図10に示す
構成の従来例に係るXYアドレス型撮像素子に適用され
る。すなわち、従来例に係るXYアドレス型撮像素子に
対して構造上何ら変更を加えることなく、電子シャッタ
走査回路の駆動タイミングを工夫することで、電子シャ
ッタ段差を防止するようにしている。その駆動タイミン
グを図7および図8に示す。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment is structurally applied to an XY address type imaging device according to a conventional example having the configuration shown in FIG. That is, the electronic shutter scanning circuit is devised without changing the structure of the XY address type image pickup device according to the conventional example, thereby preventing the electronic shutter level difference. The drive timing is shown in FIG. 7 and FIG.

【0049】図7は、垂直同期のタイミングチャートで
ある。このタイミングチャートにおいて、VDは垂直同
期信号、HDは水平同期信号である。φV1,φV2は
図10の垂直走査回路110における垂直クロックパル
ス、φVSはその垂直走査スタートパルス、VR 1,VR
2,…,VR M は垂直走査パルスである。φS1,φS2
は電子シャッタ走査回路111におけるクロックパル
ス、φSSは電子シャッタ走査スタートパルス、VS 1,
S 2,…,VS M は電子シャッタ走査パルスである。
FIG. 7 is a timing chart of the vertical synchronization. In this timing chart, VD is a vertical synchronization signal, and HD is a horizontal synchronization signal. .phi.V1, vertical clock pulse in the vertical scanning circuit 110 of φV2 FIG 10, .phi.VS its vertical scanning start pulse, V R 1, V R
2, ..., V R M is a vertical scanning pulse. φS1, φS2
Clock pulses, .phi.SS electronic shutter scanning start pulse in the electronic shutter scanning circuit 111, V S 1,
V S 2, ..., V S M is the electronic shutter scanning pulse.

【0050】垂直走査スタートパルスφVSが立つこと
で、垂直走査パルスがVR 1 から順に水平走査期間ごと
に立ち、画素の読み出し行の制御を行う。一方、電子シ
ャッタ走査スタートパルスφSSは、電子シャッタのシ
ャッタスピードが垂直走査スタートパルスφVSとの時
間差で決まるため、所望のシャッタスピードに合わせて
適切な位置に保つ。この電子シャッタ走査スタートパル
スφSSにより電子シャッタ走査パルスがVS 1 から順
に水平走査期間ごとに立ち、画素に蓄積された信号電荷
をリセットする。
When the vertical scanning start pulse φVS rises, the vertical scanning pulse rises in each horizontal scanning period from V R 1 to control the pixel readout row. On the other hand, since the shutter speed of the electronic shutter is determined by the time difference from the vertical scanning start pulse φVS, the electronic shutter scan start pulse φSS is kept at an appropriate position in accordance with the desired shutter speed. Electronic shutter scanning pulse by the electronic shutter scanning start pulse φSS stood for each order horizontal scanning period from V S 1, to reset the signal charge accumulated in the pixels.

【0051】ここで、第3実施形態の特徴とする点につ
いて説明する。その一つは、電子シャッタ走査パルスV
S 1,VS 2,…,VS M が、ある水平走査期間について出
力されないように、電子シャッタ走査回路111が走査
し終わったタイミングを見計らって電子シャッタ走査ス
タートパルスφSSとしてダミー走査スタートパルスを
立てることにある。
Here, features of the third embodiment will be described. One is the electronic shutter scan pulse V
S 1, V S 2, ... , V S M is, so as not to be output for a horizontal scanning period, a dummy scanning start pulse as an electronic shutter scanning start pulse φSS when the opportunity arises which the electronic shutter scanning circuit 111 has finished scanning To stand up.

【0052】他の一つは、このダミー走査スタートパル
スおよび本来の電子シャッタ走査スタートパルスによ
り、電子シャッタ走査回路111から出力される電子シ
ャッタ走査パルスVS 1,VS 2,…,VS M がダブって出
力されることがないように、電子シャッタ走査スタート
パルスが立つ直前に電子シャッタ走査回路111のクロ
ックパルスφS1,φS2としてダミー走査ストップパ
ルスを挿入することにある。
The other one is that the electronic shutter scanning pulses V S1 , V S2 ,..., V S M output from the electronic shutter scanning circuit 111 by the dummy scanning start pulse and the original electronic shutter scanning start pulse. Is to insert a dummy scan stop pulse as the clock pulses φS1 and φS2 of the electronic shutter scanning circuit 111 immediately before the electronic shutter scan start pulse rises so as not to be output.

【0053】図8は、特にダミー走査ストップパルスの
位相関係がわかるように、その部分を時間軸方向に拡大
して示したタイミングチャートである。なお、電子シャ
ッタ走査回路111の具体的な回路構成としては、図5
に示す第2実施形態での電子シャッタ走査回路44の回
路構成と同じであるとする。
FIG. 8 is a timing chart showing an enlarged portion of the dummy scanning stop pulse in the time axis direction so that the phase relationship can be understood. The specific circuit configuration of the electronic shutter scanning circuit 111 is shown in FIG.
It is assumed that the circuit configuration is the same as that of the electronic shutter scanning circuit 44 in the second embodiment shown in FIG.

【0054】このようなスイッチングトランジスタ6
1,63およびCMOSインバータ62,64で構成さ
れたダイナミックシフトレジスタは、クロックパルスφ
S1とφS2の位相が異なっていない状態で正常にシフ
トレジスタとして動作するが、クロックパルスφS1と
φS2の位相を重ねると、所謂レーシングと呼ばれる現
象により、走査されるはずのパルスが消滅してしまい、
結果的に電子シャッタ走査回路111がリセットされ
る。
Such a switching transistor 6
1 and 63 and CMOS inverters 62 and 64 generate a clock pulse φ.
The shift register normally operates in a state where the phases of S1 and φS2 are not different. However, if the phases of the clock pulses φS1 and φS2 are overlapped, a pulse to be scanned disappears due to a phenomenon called so-called racing,
As a result, the electronic shutter scanning circuit 111 is reset.

【0055】逆にこの現象を利用して、図8における電
子シャッタ走査パルスVS 9 が走査パルスを出力してV
S 1 と重なる前に、クロックパルスφS1,φS2の位
相を重ねたダミー走査ストップパルスを立てることで、
電子シャッタ走査回路111をリセットすることができ
る。この結果、電子シャッタ走査回路111から全ての
水平走査期間から必ず電子シャッタ走査パルスが出力さ
れ、電子シャッタ段差が発生しない。
Conversely, utilizing this phenomenon, the electronic shutter scan pulse V S 9 in FIG.
By setting a dummy scan stop pulse in which the phases of the clock pulses φS1 and φS2 are superimposed before overlapping with S 1,
The electronic shutter scanning circuit 111 can be reset. As a result, the electronic shutter scanning pulse is always output from the electronic shutter scanning circuit 111 during all horizontal scanning periods, and the electronic shutter step does not occur.

【0056】上述したように、第3実施形態に係るXY
アドレス型撮像素子では、電子シャッタ走査回路11が
撮像領域の走査を一巡したら、電子シャッタ走査回路1
11に対してダミー走査スタートパルスを与え、さらに
次の電子シャッタ走査が始まる直前に電子シャッタ走査
回路111をリセットするようにしたことにより、電子
シャッタパルスが重複することもなく、しかも垂直映像
期間内で途切れることなく連続して出力されるようにな
るため、第1実施形態の場合と同様の理由により、電子
シャッタ段差を除去することができる。
As described above, the XY according to the third embodiment
In the address type imaging device, when the electronic shutter scanning circuit 11 makes one round of scanning of the imaging area, the electronic shutter scanning circuit 1
11. A dummy scan start pulse is applied to the electronic shutter 11 and the electronic shutter scanning circuit 111 is reset immediately before the next electronic shutter scan is started. As a result, the output is continuously performed without interruption, so that the electronic shutter step can be removed for the same reason as in the first embodiment.

【0057】特に、第3実施形態の場合には、電子シャ
ッタ走査回路111の駆動タイミングを変更するだけで
所期の目的を達成できるため、従来のXYアドレス型撮
像素子をそのまま使用できるため、電子シャッタ段差を
未然に防止できるXYアドレス型撮像素子を安価に提供
できる利点がある。
In particular, in the case of the third embodiment, the intended purpose can be achieved only by changing the drive timing of the electronic shutter scanning circuit 111, and the conventional XY address type image pickup device can be used as it is. There is an advantage that an XY address type imaging device capable of preventing a shutter step beforehand can be provided at low cost.

【0058】なお、ここでは、図5に示した回路構成の
ダイナミックシフトレジスタからなる電子シャッタ走査
回路において、当該シフトレジスタのレーシングを利用
した場合を例に採って説明したが、ダイナミックシフト
レジスタ以外にも、クロックパルスなどによってレーシ
ングを起こすことが可能な回路構成の電子シャッタ走査
回路にも応用可能である。
Although the electronic shutter scanning circuit including the dynamic shift register having the circuit configuration shown in FIG. 5 has been described with reference to the case where the lacing of the shift register is used, the present invention is not limited to this. Also, the present invention can be applied to an electronic shutter scanning circuit having a circuit configuration capable of causing racing by a clock pulse or the like.

【0059】また、第3実施形態の変形例として、図5
に示した回路構成の自走型走査回路49をリセットする
リセットトランジスタ67,69を利用してレーシング
の代わり、即ちシフトレジスタをリセットすることが可
能である。
As a modification of the third embodiment, FIG.
It is possible to use the reset transistors 67 and 69 for resetting the self-propelled scanning circuit 49 having the circuit configuration shown in FIG.

【0060】図9は、本発明に係るカメラシステムの一
例を示す概略構成図である。図9において、被写体(図
示せず)からの入射光(像光)は、レンズ71等を含む
光学系によってXYアドレス型撮像素子72の撮像面上
に結像される。XYアドレス型撮像素子72としては、
先述した本発明の第1,第2または第3実施形態もしく
はその変形例に係るXYアドレス型撮像素子が用いられ
る。
FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of a camera system according to the present invention. In FIG. 9, incident light (image light) from a subject (not shown) is formed on an imaging surface of an XY address type imaging device 72 by an optical system including a lens 71 and the like. As the XY address type imaging device 72,
The XY address type imaging device according to the above-described first, second or third embodiment of the present invention or its modification is used.

【0061】XYアドレス型撮像素子72は、タイミン
グジェネレータ等を含む駆動回路73から出力される各
種のタイミング信号に基づいてその駆動が行われる。X
Yアドレス型撮像素子72から出力される撮像信号は、
信号処理回路74において種々の信号処理が施された
後、映像信号として出力される。
The XY address type image pickup device 72 is driven based on various timing signals output from a drive circuit 73 including a timing generator and the like. X
The imaging signal output from the Y-address type imaging device 72 is
After being subjected to various signal processing in the signal processing circuit 74, the signal is output as a video signal.

【0062】上記構成のカメラシステムにおいて、XY
アドレス型撮像素子72として、本発明の第1,第2ま
たは第3実施形態もしくはその変形例に係るXYアドレ
ス型撮像素子を用いることで、当該撮像素子では電子シ
ャッタ段差を抑圧することができるため、電子シャッタ
段差のない良好な撮像画面を提供できる。
In the camera system having the above configuration, XY
By using the XY address type image pickup device according to the first, second or third embodiment of the present invention or its modification as the address type image pickup device 72, the image pickup device can suppress the electronic shutter step. In addition, it is possible to provide a good imaging screen without an electronic shutter step.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子シャッタ動作をする固体撮像素子およびその駆動方
法並びにカメラシステムにおいて、において、垂直走査
終了後も少なくとも垂直映像期間中は電子シャッタ走査
パルスを出力し続けるようにしたことにより、少なくと
も垂直映像期間内の全ての水平走査期間で電子シャッタ
パルスが出力されるようになるため、撮像素子の撮像信
号にオフセットや信号振幅の段差が発生するのを抑制で
き、結果として、電子シャッタ段差を確実に防止できる
ことになる。
As described above, according to the present invention,
In the solid-state imaging device performing the electronic shutter operation, the driving method thereof, and the camera system, the electronic shutter scan pulse is continuously output at least during the vertical image period even after the end of the vertical scan, so that at least the vertical image period is not changed. Since the electronic shutter pulse is output in all the horizontal scanning periods, it is possible to suppress the occurrence of the offset and the step of the signal amplitude in the image signal of the image sensor, and as a result, it is possible to reliably prevent the step of the electronic shutter. Become.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係るXYアドレス型固
体撮像素子を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an XY address type solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施形態に係るXYアドレス型固体撮像素
子の動作説明のためのタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the XY address type solid-state imaging device according to the first embodiment.

【図3】本発明の第2実施形態に係るXYアドレス型固
体撮像素子を示す概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating an XY address type solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】第2実施形態に係るXYアドレス型固体撮像素
子の動作説明のためのタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the XY address type solid-state imaging device according to the second embodiment;

【図5】電子シャッタ走査回路および自走型走査回路の
具体的な回路例を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing specific circuit examples of an electronic shutter scanning circuit and a free-running scanning circuit.

【図6】自走型走査回路の動作説明のためのタイミング
チャートである。
FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the self-propelled scanning circuit.

【図7】本発明の第3実施形態に係るタイミングチャー
ト(その1)である。
FIG. 7 is a timing chart (part 1) according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3実施形態に係るタイミングチャー
ト(その2)である。
FIG. 8 is a timing chart (part 2) according to the third embodiment of the present invention.

【図9】本発明に係るカメラシステムを示す概略構成図
である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a camera system according to the present invention.

【図10】従来例に係るXYアドレス型固体撮像素子を
示す概略構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing an XY address type solid-state imaging device according to a conventional example.

【図11】従来例に係るタイミングチャート(その1)
である。
FIG. 11 is a timing chart according to a conventional example (part 1).
It is.

【図12】従来例に係るタイミングチャート(その2)
である。
FIG. 12 is a timing chart according to a conventional example (part 2).
It is.

【図13】従来例に係るタイミングチャート(その3)
である。
FIG. 13 is a timing chart according to a conventional example (part 3).
It is.

【図14】撮像画面上に発生する電子シャッタ段差を示
す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating an electronic shutter step that occurs on an imaging screen.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11m,n,31m,n…画素、23,43…垂直走査
回路、24,44…電子シャッタ走査回路、23′,2
4′…ダミーステージ、27,47…水平走査回路、2
8,50…ダミー画素、48,49…自走型走査回路
11m, n, 31m, n: pixels, 23, 43: vertical scanning circuit, 24, 44: electronic shutter scanning circuit, 23 ', 2
4 ': dummy stage, 27, 47: horizontal scanning circuit, 2
8, 50: dummy pixel, 48, 49: self-propelled scanning circuit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 行列状に配置された複数の画素を有する
撮像領域と、 垂直走査パルスを順次出力して前記撮像領域の各画素を
行単位で垂直走査する垂直走査回路と、 前記垂直走査回路による各行の選択に先立って電子シャ
ッタ走査パルスを順に出力して各行の画素のリセット動
作を行うとともに、前記垂直走査回路による垂直走査終
了後少なくとも垂直映像期間中は前記電子シャッタ走査
パルスを出力し続ける電子シャッタ走査回路とを備えた
ことを特徴とする固体撮像素子。
An imaging region having a plurality of pixels arranged in a matrix; a vertical scanning circuit for sequentially outputting vertical scanning pulses to vertically scan each pixel in the imaging region in row units; Prior to the selection of each row, the electronic shutter scan pulse is sequentially output to reset the pixels in each row, and the electronic shutter scan pulse is continuously output at least during the vertical video period after the vertical scanning by the vertical scanning circuit is completed. A solid-state imaging device comprising an electronic shutter scanning circuit.
【請求項2】 前記垂直走査回路および前記電子シャッ
タ走査回路は、映像信号の総走査線数と同じ数の段数を
有することを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein said vertical scanning circuit and said electronic shutter scanning circuit have the same number of stages as the total number of scanning lines of a video signal.
【請求項3】 前記電子シャッタ走査回路は、その最終
ステージに接続された自走型走査回路を有し、次の垂直
走査が始まる直前に前記自走型走査回路を停止させるこ
とを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。
3. The electronic shutter scanning circuit has a self-propelled scanning circuit connected to a final stage thereof, and stops the self-propelled scanning circuit immediately before the next vertical scanning starts. The solid-state imaging device according to claim 1.
【請求項4】 前記電子シャッタ走査回路が前記撮像領
域の走査を一巡したら、前記電子シャッタ走査回路に対
してダミー走査開始パルスを与え、さらに次の電子シャ
ッタ走査が始まる直前に前記電子シャッタ走査回路をリ
セットすることを特徴とする請求項1記載の固体撮像素
子。
4. When the electronic shutter scanning circuit makes one round of scanning of the image pickup area, a dummy scan start pulse is applied to the electronic shutter scanning circuit, and the electronic shutter scanning circuit immediately before the next electronic shutter scanning starts. 2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein reset is performed.
【請求項5】 行列状に配置された複数の画素を有する
撮像領域の各画素を行単位で垂直走査するとともに、そ
の垂直走査による各行の選択に先立って電子シャッタ走
査パルスを順に出力して各行の画素のリセット動作を行
う固体撮像素子において、 垂直走査終了後少なくとも垂直映像期間中は前記電子シ
ャッタ走査パルスを出力し続けることを特徴とする固体
撮像素子の駆動方法。
5. Each row of an image pickup area having a plurality of pixels arranged in a matrix is vertically scanned on a row-by-row basis, and an electronic shutter scan pulse is sequentially output prior to selection of each row by the vertical scanning. A solid-state imaging device that performs a reset operation of the pixel described in (1), wherein the electronic shutter scanning pulse is continuously output at least during a vertical video period after the end of vertical scanning.
【請求項6】 行列状に配置された複数の画素を有する
撮像領域と、 垂直走査パルスを順次出力して前記撮像領域の各画素を
行単位で垂直走査する垂直走査回路と、 前記垂直走査回路による各行の選択に先立って電子シャ
ッタ走査パルスを順に出力して各行の画素のリセット動
作を行うとともに、前記垂直走査回路による垂直走査終
了後少なくとも垂直映像期間中は前記電子シャッタ走査
パルスを出力し続ける電子シャッタ走査回路とを備えた
固体撮像素子を用いたことを特徴とするカメラシステ
ム。
6. An imaging region having a plurality of pixels arranged in a matrix, a vertical scanning circuit for sequentially outputting vertical scanning pulses and vertically scanning each pixel of the imaging region in row units, and the vertical scanning circuit. Prior to the selection of each row, the electronic shutter scan pulse is sequentially output to reset the pixels in each row, and the electronic shutter scan pulse is continuously output at least during the vertical video period after the vertical scanning by the vertical scanning circuit is completed. A camera system using a solid-state imaging device having an electronic shutter scanning circuit.
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