JP2005039742A - Solid state image pickup device - Google Patents

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Takahiko Murata
隆彦 村田
Shigetaka Kasuga
繁孝 春日
Takumi Yamaguchi
琢己 山口
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state image pickup device which is suitable for speed-up of a signal output and speed-up of a latter-stage signal processing. <P>SOLUTION: The solid-state image pickup device is provided with a scanning circuit 6 for outputting a driving signal for selecting a column; a timing generating circuit 7 for outputting a driving signal for selecting a row; a pixel switching section 8 having memory elements for two columns for temporarily storing a pixel signal in its inside, and allowing a memory element to store each pixel signal in a pixel group by switching connection between a row signal line outputting a pixel signal from an image pickup section and the memory element; and an output section 9 for outputting the pixel signal stored in the memory element using the pixel group as a unit. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、デジタルカメラ等に使用される固体撮像装置に関するものである。   The present invention relates to a solid-state imaging device used for a digital camera or the like.

従来、この種の固体撮像装置としては、例えば、特許文献1に記載されているようなものがあった。   Conventionally, as this type of solid-state imaging device, for example, there is a device described in Patent Document 1.

図14は、特許文献1に記載された従来の固体撮像装置の主要部の構成を示すブロック図である。同図の固体撮像装置は、二次元状に配列された複数色の画素を有する画素部104と、垂直走査回路102と、水平走査回路103と、画素部104から読み出された色信号を保持する一時メモリ105と、画素部104から一時メモリ105を介して出力される複数色の色信号を同時化するアンプ・同時化処理回路106とを有している。   FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of a conventional solid-state imaging device described in Patent Document 1. The solid-state imaging device shown in the figure holds a pixel unit 104 having pixels of a plurality of colors arranged two-dimensionally, a vertical scanning circuit 102, a horizontal scanning circuit 103, and a color signal read from the pixel unit 104. A temporary memory 105, and an amplifier / synchronization processing circuit 106 that synchronizes color signals output from the pixel unit 104 via the temporary memory 105.

図15は、アンプ・同時化処理回路106から最終的に出力される画素信号を示す。
まず、垂直走査回路102の走査信号ΦH1のタイミングでは、画素部104からG11信号とB21信号とが一時メモリ105に順次読み出され、アンプ・同時化処理回路106を介して同時に出力される。その際、B21信号は、さらに水平走査信号の1クロック期間遅延させるためにS/H(サンプル/ホールド)回路に保持される。
FIG. 15 shows a pixel signal finally output from the amplifier / synchronization processing circuit 106.
First, at the timing of the scanning signal ΦH1 of the vertical scanning circuit 102, the G11 signal and the B21 signal are sequentially read from the pixel unit 104 to the temporary memory 105 and are simultaneously output via the amplifier / synchronization processing circuit 106. At that time, the B21 signal is held in an S / H (sample / hold) circuit in order to further delay the horizontal scanning signal by one clock period.

次に、走査信号ΦH2のタイミングでは、画素部104からG22信号とR12信号とが一時メモリ105に順次読み出され、遅延されたB21信号と共にG22信号とR12信号とが、アンプ・同時化処理回路106から同時に出力される。その際、R12信号は、さらに水平走査信号の1クロック期間遅延させるためにS/H回路に保持される。以下、同様に繰り返される。   Next, at the timing of the scanning signal ΦH2, the G22 signal and the R12 signal are sequentially read out from the pixel unit 104 to the temporary memory 105, and the G22 signal and the R12 signal together with the delayed B21 signal are converted into an amplifier / simulation processing circuit. 106 simultaneously output. At this time, the R12 signal is held in the S / H circuit to further delay the horizontal scanning signal by one clock period. Thereafter, the same is repeated.

このようにして、従来の固体撮像装置は、一時メモリ105に読み出された2つの信号と、1クロック前に読み出された1つの信号とを同時に出力するよう構成されている。その際、一時メモリ105では、垂直2画素分の画素バラツキ補正を可能にしている。
特開2000−133596号公報(図2、図3)
In this way, the conventional solid-state imaging device is configured to simultaneously output two signals read to the temporary memory 105 and one signal read one clock before. At that time, the temporary memory 105 enables pixel variation correction for two vertical pixels.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-133596 (FIGS. 2 and 3)

ところで、例えばG11、B21、R12、G22は4つの画素信号により画像における1画素を構成するが、上記従来技術における固体撮像装置によれば、同時化された3つの画素信号の1回分の出力では画像における1画素を構成できない。画像における1画素を構成するためには、固体撮像装置の後段の信号処理において、同時化された3つの画素信号の2回分から画像における1画素を構成する必要がある。それゆえ、固体撮像装置をカメラに実装した場合に、信号処理の高速化ひいてはカメラの高速動作が困難であるという問題がある。   By the way, for example, G11, B21, R12, and G22 constitute one pixel in an image by four pixel signals. However, according to the solid-state imaging device in the above-described prior art, in one output of three synchronized pixel signals, One pixel in the image cannot be constructed. In order to configure one pixel in the image, it is necessary to configure one pixel in the image from two times of the three synchronized pixel signals in the signal processing in the subsequent stage of the solid-state imaging device. Therefore, when a solid-state imaging device is mounted on a camera, there is a problem that it is difficult to increase the speed of signal processing and thus to operate the camera at high speed.

さらに、3画素分の信号を同時化しているものの、そのうち1画素は遅延信号であり1クロック前と同じ信号であるので、実質的には2画素の同時化に過ぎない。この点でも出力動作を高速化するのに適していないという問題がある。   Further, although signals for three pixels are synchronized, one pixel is a delay signal and is the same signal as one clock before, so that it is practically only the synchronization of two pixels. Even in this respect, there is a problem that it is not suitable for speeding up the output operation.

本発明は、信号出力の高速化および後段の信号処理の高速化に適した固体撮像装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device suitable for speeding up signal output and speeding up subsequent signal processing.

上記課題を解決するため、本発明の固体撮像装置は、行列状に設けられ光電変換を行う複数色の画素部を有する撮像部を備える固体撮像装置であって、画像における1画素に相当する複数色の画素部からなる画素群を単位として、当該画素群を構成する画素信号を出力することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a solid-state imaging device according to the present invention is a solid-state imaging device including an imaging unit that is provided in a matrix and has a plurality of color pixel units that perform photoelectric conversion, and corresponds to one pixel in an image. A pixel signal constituting the pixel group is output in units of pixel groups each including a color pixel portion.

ここで、前記画素群は隣接する2行2列にまたがる4つの画素部に相当する構成としてもよい。
この構成によれば、画像における1画素を構成する画素群を単位として出力するので、信号出力の高速化を図ることができる。また、後段の信号処理において、ばらばらに入力された画素信号から画素群を構成する処理が不要になるので、信号処理の高速化を図ることができる。
Here, the pixel group may have a configuration corresponding to four pixel portions extending over two adjacent rows and two columns.
According to this configuration, since the pixel group constituting one pixel in the image is output as a unit, the signal output speed can be increased. Further, in the subsequent signal processing, processing for forming a pixel group from pixel signals that are input in a discrete manner is not necessary, so that the speed of signal processing can be increased.

ここで、前記固体撮像装置は、行及び列を選択する駆動信号を出力する駆動手段と、画素信号を一時的に保持するための2行分のメモリ素子と、撮像部から画素信号を出力する列信号線とメモリ素子との接続を切り替えることにより、前記画素群内の各画素信号をそれぞれメモリ素子に保持させる切り替え手段と、メモリ素子に保持された画素信号を前記画素群を単位として出力する出力手段とを備える構成としてもよい。   Here, the solid-state imaging device outputs a pixel signal from a driving unit that outputs a driving signal for selecting a row and a column, a memory element for two rows for temporarily holding a pixel signal, and an imaging unit. Switching means for holding each pixel signal in the pixel group in the memory element by switching the connection between the column signal line and the memory element, and outputting the pixel signal held in the memory element in units of the pixel group It is good also as a structure provided with an output means.

ここで、前記駆動手段は、2列を単位として列選択信号を順次出力し、前記切り替え手段は、列選択信号に対応する2列のそれぞれから2行に位置する2つの画素をメモリ素子に保持させるよう順次接続を切り替える構成としてもよい。   Here, the driving unit sequentially outputs a column selection signal in units of two columns, and the switching unit holds two pixels located in two rows from each of the two columns corresponding to the column selection signal in the memory element. It is good also as a structure which switches a connection so that it may carry out.

ここで、前記出力手段は、列選択信号に同期して、前記画素群を構成する4つの画素信号を同時に出力する構成としてもよい。
ここで、前記出力手段は、列選択信号に同期して前記画素群を構成する画素信号を2つずつ出力する構成としてもよい。
Here, the output means may be configured to simultaneously output four pixel signals constituting the pixel group in synchronization with a column selection signal.
Here, the output means may output two pixel signals constituting the pixel group in synchronization with a column selection signal.

ここで、前記固体撮像装置は、さらに、出力手段から出力された画素信号のそれぞれを保持するサンプルホールド回路と、サンプルホールド回路に保持された画素信号を多重化するマルチプレクサとを備える構成としてもよい。
この構成によれば、後段の信号処理において、A/Dコンバータを複数個備える必要がないので、従来と同様の信号処理回路を用いることができる。
Here, the solid-state imaging device may further include a sample hold circuit that holds each of the pixel signals output from the output unit, and a multiplexer that multiplexes the pixel signals held in the sample hold circuit. .
According to this configuration, since it is not necessary to provide a plurality of A / D converters in the subsequent signal processing, a signal processing circuit similar to the conventional one can be used.

また、本発明の固体撮像装置の駆動方法及び固体撮像装置を備えるカメラについても、上記と同様の構成、作用、効果を有する。   Also, the driving method of the solid-state imaging device and the camera including the solid-state imaging device of the present invention have the same configuration, operation, and effect as described above.

本発明の固体撮像装置によれば、画像における1画素を構成する画素群を単位として出力するので、信号出力の高速化を図ることができる。
また、後段の信号処理において、ばらばらに入力された画素信号から画素群を構成する処理が不要になるので、信号処理の高速化を図ることができる。
According to the solid-state imaging device of the present invention, since the pixel group constituting one pixel in the image is output as a unit, the signal output speed can be increased.
Further, in the subsequent signal processing, processing for forming a pixel group from pixel signals that are input in a discrete manner is not necessary, so that the speed of signal processing can be increased.

さらに、画素信号を多重化する信号保持回路を備えることにより、後段の信号処理において、A/Dコンバータを複数個備える必要がなく、従来と同様の信号処理回路を用いることができる。
また、動作速度の遅いタイミング発生部でも高速な信号が得られる。
さらに本発明の固体撮像装置を備えるカメラによれば、高速動作可能にすることができる。
Furthermore, by providing a signal holding circuit for multiplexing pixel signals, it is not necessary to provide a plurality of A / D converters in the subsequent signal processing, and a signal processing circuit similar to the conventional one can be used.
In addition, a high-speed signal can be obtained even in a timing generator with a low operating speed.
Furthermore, according to the camera provided with the solid-state imaging device of the present invention, it can be operated at high speed.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における固体撮像装置の主要部の構成を示すブロック図である。この固体撮像装置は、光電変換する複数の単位画素1を行列状に備える撮像部2と、行選択信号を複数の行選択信号線5に順次出力する行走査回路6と、列選択信号を複数の列選択信号線4に順次出力するタイミング発生回路7と、単位画素群を構成する画素信号を一時保持する行メモリと画素信号の格納先メモリを切り替えるスイッチとを有する画素信号切り替え部8と、画素信号切り替え部8において色単位に行メモリに保持された画素信号を出力信号線Aout、Bout、Cout、Doutに出力する出力部9とを有している。また、図中の破線で示した単位画素群3は、2列2行に並ぶ4つの単位画素1からなる。単位画素群は、A11、B11、C11、D11からなる単位画素群3のように、画像における1画素を構成する4つの単位画素からなる。図中のA、B、C、Dは、例えばベイヤー配列におけるG(緑)、R(赤)、B(青)、G(緑)の各色に対応する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of the solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention. This solid-state imaging device includes an imaging unit 2 having a plurality of unit pixels 1 that perform photoelectric conversion in a matrix, a row scanning circuit 6 that sequentially outputs a row selection signal to a plurality of row selection signal lines 5, and a plurality of column selection signals. A pixel signal switching unit 8 having a timing generation circuit 7 that sequentially outputs to the column selection signal line 4, a row memory that temporarily stores pixel signals that constitute a unit pixel group, and a switch that switches a pixel signal storage destination memory; The pixel signal switching unit 8 includes an output unit 9 that outputs pixel signals held in the row memory for each color to output signal lines Aout, Bout, Cout, and Dout. A unit pixel group 3 indicated by a broken line in the figure includes four unit pixels 1 arranged in two columns and two rows. The unit pixel group is composed of four unit pixels constituting one pixel in the image, like the unit pixel group 3 including A11, B11, C11, and D11. A, B, C, and D in the figure correspond to, for example, G (green), R (red), B (blue), and G (green) colors in the Bayer array.

タイミング発生回路7は、撮像部2の2列毎に列選択信号S1、S2、・・・をシフトレジスタとして出力すると共に、単位画素群内の単位画素から画素信号を順次読み出すように画素信号切り替え部8および出力部9に各種タイミング信号を発生する。このタイミング発生回路7は、撮像部2の1列毎に列選択信号を出力するのでなく2列毎に列選択信号を出力する点で、従来の列走査回路とは異なっている。   The timing generation circuit 7 outputs the column selection signals S1, S2,... As a shift register for every two columns of the imaging unit 2, and switches the pixel signals so as to sequentially read out the pixel signals from the unit pixels in the unit pixel group. Various timing signals are generated in the unit 8 and the output unit 9. The timing generation circuit 7 is different from the conventional column scanning circuit in that it outputs a column selection signal for every two columns instead of outputting a column selection signal for each column of the imaging unit 2.

画素信号切り替え部8は、単位切り替え回路81、82、・・・を有する。単位切り替え回路81は、単位画素群3を構成する4つの単位画素(例えばA11、B11、C11、D11)から順次読み出される4つの画素信号を一時保持する。同様に単位切り替え回路82は、単位画素群を構成する4つの単位画素(例えばA12、B12、C12、D12)から得られる4つの画素信号を一時保持する。   The pixel signal switching unit 8 includes unit switching circuits 81, 82,. The unit switching circuit 81 temporarily holds four pixel signals sequentially read from four unit pixels (for example, A11, B11, C11, and D11) constituting the unit pixel group 3. Similarly, the unit switching circuit 82 temporarily holds four pixel signals obtained from four unit pixels (for example, A12, B12, C12, and D12) constituting the unit pixel group.

出力部9は、単位出力回路91、92、・・・を有し、列選択信号に対応する単位画素群を構成する4つの画素信号を、タイミング発生回路7からの列選択信号に同期して出力する。   The output unit 9 includes unit output circuits 91, 92,..., And synchronizes the four pixel signals constituting the unit pixel group corresponding to the column selection signal with the column selection signal from the timing generation circuit 7. Output.

図2は、固体撮像装置の出力信号のタイミングを示す図である。同図において、S1は、タイミング発生回路7から出力される列選択信号であり、撮像部2の第1列及び第2列に対応する。同様にS2は撮像部2の第3列及び第4列に対応し、S3は撮像部2の第5列及び第6列に対応する。Aout〜Doutは、出力部9の出力信号線を示す。   FIG. 2 is a diagram illustrating the timing of the output signal of the solid-state imaging device. In the figure, S 1 is a column selection signal output from the timing generation circuit 7 and corresponds to the first column and the second column of the imaging unit 2. Similarly, S2 corresponds to the third column and the fourth column of the imaging unit 2, and S3 corresponds to the fifth column and the sixth column of the imaging unit 2. Aout to Dout indicate output signal lines of the output unit 9.

期間T1では、出力信号線Aoutには単位画素A11の信号が、出力信号線Boutには単位画素B11の信号が、出力信号線Coutには単位画素C11の信号が、出力信号線Doutには単位画素D11の信号が、タイミング発生回路7の列選択信号S1に同期して出力される。以下同様に、期間T2では4つのA12,B12,C12,D12、期間T3ではA13,B13,C13,D13の各画素信号が出力される。   In the period T1, the signal of the unit pixel A11 is output to the output signal line Aout, the signal of the unit pixel B11 is output to the output signal line Bout, the signal of the unit pixel C11 is output to the output signal line Cout, and the unit is output to the output signal line Dout. The signal of the pixel D11 is output in synchronization with the column selection signal S1 of the timing generation circuit 7. Similarly, four pixel signals A12, B12, C12, and D12 are output in the period T2, and A13, B13, C13, and D13 are output in the period T3.

図3は、画素信号切り替え部8内の単位切り替え回路81と出力部9内の単位出力回路91の構成例を示すブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the unit switching circuit 81 in the pixel signal switching unit 8 and the unit output circuit 91 in the output unit 9.

同図のように単位切り替え回路81は、2列に対応する2つのスイッチSW1、SW2と、メモリ素子として画素信号を保持するキャパシタCa〜Cdとを備える。列選択信号S1がアクティブになる直前のクロック周期(図2の周期T1の直前のクロック周期)において、まず、スイッチSW1、SW2は、対応する列の画素信号線をキャパシタCa、Cb側にそれぞれ接続する。この状態で撮像部2から単位画素A11、単位画素B11から画素信号が読み出され、スイッチSW1、SW2を介して、キャパシタCa、Cbに保持される。続いて、スイッチSW1、SW2は、対応する列の画素信号線をキャパシタCc、Cd側にそれぞれ接続する。この状態で撮像部2から単位画素C11、単位画素D11から画素信号が読み出され、スイッチSW1、SW2を介して、キャパシタCc、Cdに保持される。   As shown in the figure, the unit switching circuit 81 includes two switches SW1 and SW2 corresponding to two columns, and capacitors Ca to Cd that hold pixel signals as memory elements. In the clock cycle immediately before the column selection signal S1 becomes active (the clock cycle immediately before the cycle T1 in FIG. 2), first, the switches SW1 and SW2 connect the pixel signal lines of the corresponding columns to the capacitors Ca and Cb, respectively. To do. In this state, pixel signals are read from the unit pixel A11 and the unit pixel B11 from the imaging unit 2, and are held in the capacitors Ca and Cb via the switches SW1 and SW2. Subsequently, the switches SW1 and SW2 connect the pixel signal lines in the corresponding columns to the capacitors Cc and Cd, respectively. In this state, pixel signals are read from the unit pixel C11 and the unit pixel D11 from the imaging unit 2, and are held in the capacitors Cc and Cd via the switches SW1 and SW2.

単位出力回路91は、スイッチトランジスタTrA〜TrDを有し、列選択信号S1によってオンし、単位切り替え回路81内のキャパシタCa〜Cdに保持された単位画素A11、B11、C11、D11の各画素信号を出力信号線Aout〜Doutから出力する。   The unit output circuit 91 includes switch transistors TrA to TrD, is turned on by the column selection signal S1, and each pixel signal of the unit pixels A11, B11, C11, D11 held in the capacitors Ca to Cd in the unit switching circuit 81 Are output from the output signal lines Aout to Dout.

このように、2行2列にまたがる単位画素群を構成する複数色の画素信号を4つ同時に出力するために、複数の単位切り替え回路のうち1つの単位切り替え回路が、まず、2列中の1行から同時に又は順次に読み出された2つの画素信号を、単位切り替え回路内の4つのメモリ素子(キャパシタ)のうち2つに保持する。次に、その単位切り替え回路は、当該2列とメモリ素子とを接続する2つのスイッチを、他の2つのメモリ素子に接続するように切り替える。さらに、その単位切り替え回路は、2列中の他の1行から同時に又は順次に読み出された2つの画素信号を、単位切り替え回路内の4つのメモリ素子のうち他の2つのメモリ素子に保持する。   In this way, in order to simultaneously output four pixel signals of a plurality of colors constituting a unit pixel group extending over 2 rows and 2 columns, one unit switching circuit among the plurality of unit switching circuits is Two pixel signals read simultaneously or sequentially from one row are held in two of the four memory elements (capacitors) in the unit switching circuit. Next, the unit switching circuit switches the two switches that connect the two columns and the memory elements so as to be connected to the other two memory elements. Further, the unit switching circuit holds two pixel signals read simultaneously or sequentially from another row in two columns in the other two memory elements among the four memory elements in the unit switching circuit. To do.

こうしてメモリ素子に保持された4つの画素信号を単位出力回路91は、列選択信号に同期して4つの出力信号線Aout〜Dout上に出力する
以上のように、本発明の固体撮像装置よれば、例えば1枚の画像を構成する全ての画素信号を出力するには、画素信号を1つずつ出力する場合と比較して、出力信号の周期を1/4とすることができる。言い換えれば、同じ数の画素信号を出力するのに、1/4の周期でよいので、周期を短縮して高速化することが容易である。また、2つの画素信号を同時化する特許文献1の固体撮像装置と比較して、出力周期を1/2とすることができ、高速化を容易にすることができる。
The unit output circuit 91 outputs the four pixel signals thus held in the memory element onto the four output signal lines Aout to Dout in synchronization with the column selection signal. As described above, according to the solid-state imaging device of the present invention. For example, in order to output all the pixel signals constituting one image, the period of the output signal can be reduced to ¼ as compared with a case where pixel signals are output one by one. In other words, a quarter cycle is sufficient to output the same number of pixel signals, so it is easy to shorten the cycle and increase the speed. Further, compared with the solid-state imaging device disclosed in Patent Document 1 that synchronizes two pixel signals, the output cycle can be halved, and speeding up can be facilitated.

また、画像中の1画素を構成する複数色の単位画素からなる単位画素群を同時に出力するので、固体撮像装置の後段における信号処理(通常DSPが使われる)において、ばらばらに出力された画素信号から単位画素群を構成する処理を不要にするので、当該信号処理量を低減し高速化を容易にすることができる。   In addition, since a unit pixel group consisting of unit pixels of a plurality of colors constituting one pixel in an image is simultaneously output, pixel signals output in a discrete manner in signal processing (usually DSP is used) in the subsequent stage of the solid-state imaging device. Therefore, the processing for configuring the unit pixel group is not necessary, so that the signal processing amount can be reduced and the speeding up can be facilitated.

次に、固体撮像装置の後段の信号処理について説明する。
図1に示した固体撮像装置では単位画素群中の4つの画素信号を同時に出力するので、後段の信号処理では、出力信号Aout〜Doutに対応させて4つのA/Dコンバータを備えておけばよい。
Next, the subsequent signal processing of the solid-state imaging device will be described.
Since the solid-state imaging device shown in FIG. 1 outputs four pixel signals in the unit pixel group at the same time, in the subsequent signal processing, if four A / D converters are provided corresponding to the output signals Aout to Dout. Good.

また、4つのA/Dコンバータを備えていない従来の信号処理回路によって、図1に示した固体撮像装置の画素信号群毎の出力信号を処理するためには、図4に示す構成を備えればよい。   In order to process the output signal for each pixel signal group of the solid-state imaging device shown in FIG. 1 by a conventional signal processing circuit that does not include four A / D converters, the configuration shown in FIG. 4 is provided. That's fine.

図4は、図1に示した固体撮像装置の後段に備えられ、信号処理回路の入力部分に相当する信号保持回路の構成を示すブロック図である。同図のように、この信号保持回路は、サンプル・ホールド回路(以下S/H回路と略す)13a〜13dと、マルチプレクサ14と、A/D(アナログ・デジタル)コンバータ15とを有する。S/H回路13aは、出力信号線Aoutからの画素信号を保持する。S/H回路13b、13c、13dは、出力信号線Bout、Cout、Doutについて同様である。マルチプレクサ14は、S/H回路14a〜14dに保持された画素信号を順に選択することにより多重化し、画素信号列として出力信号線Moutに出力する。A/Dコンバータ15は、出力信号線Moutから画素信号列を入力し、当該画素信号を1つずつデジタル値に変換する。   FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a signal holding circuit provided in the subsequent stage of the solid-state imaging device shown in FIG. 1 and corresponding to the input portion of the signal processing circuit. As shown in the figure, the signal holding circuit includes sample and hold circuits (hereinafter abbreviated as S / H circuits) 13 a to 13 d, a multiplexer 14, and an A / D (analog / digital) converter 15. The S / H circuit 13a holds the pixel signal from the output signal line Aout. The S / H circuits 13b, 13c, and 13d are the same for the output signal lines Bout, Cout, and Dout. The multiplexer 14 multiplexes the pixel signals held in the S / H circuits 14a to 14d by selecting them in order, and outputs them to the output signal line Mout as a pixel signal string. The A / D converter 15 inputs a pixel signal string from the output signal line Mout, and converts the pixel signal into a digital value one by one.

このうち、S/H回路14a〜14d、マルチプレクサ14は、図1に示した固体撮像装置と同じチップ内に形成してもよい。その場合、当該チップは、出力信号線Aout〜Dout及びMoutに対応する出力端子を備え、出力信号線Aout〜Doutと出力信号線Moutとを選択出力可能な構成としてもよい。   Among these, the S / H circuits 14a to 14d and the multiplexer 14 may be formed in the same chip as the solid-state imaging device shown in FIG. In that case, the chip may include output terminals corresponding to the output signal lines Aout to Dout and Mout so that the output signal lines Aout to Dout and the output signal line Mout can be selectively output.

図5は、図4に示した信号保持回路の動作を説明するタイムチャート図である。同図において、S1、S2はタイミング発生回路7から出力される列選択信号を示す。Aout〜Doutは図中まとめて記しているが出力部9から出力される4つの画素信号を示す。ha〜hdは図中まとめて記しているがS/H回路13a〜13dから出力される4つの出力信号を示す。この出力信号ha〜hdは、保持された画素信号を、列選択信号の期間Tの2倍の期間にわたって出力する。Selectはマルチプレクサ14に入力される選択信号であり、同図の4つの矢線で示したタイミングで、出力信号ha、hb、hc、hdの順に選択することをマルチプレクサ14に指示する。出力信号線Moutは、マルチプレクサ14から出力信号ha、hb、hc、hdの順に画素信号が出力される様子を示している。   FIG. 5 is a time chart for explaining the operation of the signal holding circuit shown in FIG. In the figure, S1 and S2 indicate column selection signals output from the timing generation circuit 7. Although Aout to Dout are collectively shown in the figure, four pixel signals output from the output unit 9 are shown. Although ha to hd are collectively shown in the figure, they indicate four output signals output from the S / H circuits 13a to 13d. The output signals ha to hd output the held pixel signal over a period twice as long as the period T of the column selection signal. Select is a selection signal input to the multiplexer 14 and instructs the multiplexer 14 to select the output signals ha, hb, hc, and hd in the order indicated by the four arrows in FIG. The output signal line Mout shows a state in which pixel signals are output from the multiplexer 14 in the order of output signals ha, hb, hc, and hd.

このように図5のタイムチャートによれば、マルチプレクサ14は、列選択信号S1の立ち上がりから、次のS2の立ち上がりまでの期間内、つまり列選択信号の期間Tの2倍の期間内に4つの画素信号を1つずつ順に出力する。   As described above, according to the time chart of FIG. 5, the multiplexer 14 includes four multiplexers within a period from the rising edge of the column selection signal S1 to the next rising edge of S2, that is, within a period twice the period T of the column selection signal. Pixel signals are output one by one in order.

これによれば、従来の信号処理回路に備えられたA/Dコンバータが1つだけの場合に、図1に示した固体撮像装置の出力信号Aout〜Doutを効率よく、後段の信号処理回路に伝送することができる。   According to this, when there is only one A / D converter provided in the conventional signal processing circuit, the output signals Aout to Dout of the solid-state imaging device shown in FIG. Can be transmitted.

このように、信号保持回路は、固体撮像装置と同一チップ内又はチップ外に備えるとにより、1つのA/Dコンバータしか備えていない従来の信号処理回路を使用することができる。この場合でも、マルチプレクサ14により多重化された画素信号列は、単位画素群を構成する画素信号が連続しているので、信号処理回路は、並び替え処理をしなくてよい。その結果、信号処理量を低減し、高速化に適している。
なお、図3に示したスイッチSW1、SW2は、スイッチトランジスタで構成してもよい。スイッチトランジスタTrA〜TrDは、それぞれアンプ機能を持たせてもよい。
As described above, when the signal holding circuit is provided in the same chip as the solid-state imaging device or outside the chip, a conventional signal processing circuit including only one A / D converter can be used. Even in this case, since the pixel signal sequence multiplexed by the multiplexer 14 includes pixel signals constituting the unit pixel group, the signal processing circuit does not need to perform the rearrangement process. As a result, the amount of signal processing is reduced, which is suitable for speeding up.
Note that the switches SW1 and SW2 shown in FIG. 3 may be formed of switch transistors. Each of the switch transistors TrA to TrD may have an amplifier function.

(実施の形態2)
図6は、本発明の実施の形態2における固体撮像装置の主要部の構成を示すブロック図である。この固体撮像装置は、図1に示した固体撮像装置と比較して、
タイミング発生回路7の代わりにタイミング発生回路17およびタイミング発生回路22を備える点と、画素信号切り替え部8の代わりに画素信号切り替え部18および画素信号切り替え部20を備える点と、出力部9の代わりに出力部19および出力部21を備える点とが異なっている。以下、同じ構成については説明を省略して異なる点を中心に説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the main part of the solid-state imaging device according to Embodiment 2 of the present invention. This solid-state imaging device is compared with the solid-state imaging device shown in FIG.
A point provided with a timing generation circuit 17 and a timing generation circuit 22 instead of the timing generation circuit 7, a point provided with a pixel signal switching unit 18 and a pixel signal switching unit 20 instead of the pixel signal switching unit 8, and a place of the output unit 9 And the output unit 19 and the output unit 21 are provided. Hereinafter, the description of the same configuration will be omitted, and different points will be mainly described.

タイミング発生回路17は、図1に示したタイミング発生回路7と同様の列選択信号S11、S12、S13・・・(図7参照)を出力するとともに、画素信号切り替え部18及び出力部19に対する各種タイミング信号を生成する。   The timing generation circuit 17 outputs column selection signals S11, S12, S13 (see FIG. 7) similar to those of the timing generation circuit 7 shown in FIG. 1, and various kinds of signals for the pixel signal switching unit 18 and the output unit 19. A timing signal is generated.

タイミング発生回路22は、タイミング発生回路17と異なるタイミング(クロック信号の半周期ずれたタイミング)で列選択信号S21、S22、S23、・・・(図7参照)を出力するとともに、画素信号切り替え部20及び出力部21に対する各種タイミング信号を生成する。   The timing generation circuit 22 outputs the column selection signals S21, S22, S23,... (See FIG. 7) at timings different from the timing generation circuit 17 (timing shifted by a half cycle of the clock signal), and a pixel signal switching unit. 20 and various timing signals for the output unit 21 are generated.

画素信号切り替え部18は、単位切り換え回路181、182、183・・・を有し、図1に示した画素信号切り替え部8における機能のうち、単位画素群中の単位画素A、Bの2つの画素信号に対応する部分の機能を有する。すなわち、上記2つの画素信号を一時保持するための行メモリと画素信号の格納先メモリを切り替えるスイッチとを有する。   The pixel signal switching unit 18 includes unit switching circuits 181, 182, 183... Among the functions of the pixel signal switching unit 8 illustrated in FIG. 1, two of the unit pixels A and B in the unit pixel group. It has a function corresponding to a pixel signal. That is, it has a row memory for temporarily storing the two pixel signals and a switch for switching the pixel signal storage destination memory.

画素信号切り替え部20は、単位切り換え回路201、202、203・・・を有し、単位画素群中の単位画素C、Dに対応する2つの画素信号について、画素信号切り替え部18と同様である。   The pixel signal switching unit 20 includes unit switching circuits 201, 202, 203,..., And is similar to the pixel signal switching unit 18 for two pixel signals corresponding to the unit pixels C and D in the unit pixel group. .

出力部19は、単位出力回路191、192、193・・・を有し、単位切り替え回路181、182・・・内に保持された2つの画素信号を、タイミング発生回路17からの列選択信号S11、S12、S13・・・に同期して出力する。   The output unit 19 includes unit output circuits 191, 192, 193..., And two pixel signals held in the unit switching circuits 181, 182. , S12, S13...

出力部21は、単位出力回路211、212、213・・・を有し、単位切り替え回路201、202、203・・・内に保持された2つの画素信号を、タイミング発生回路17からの列選択信号S21、S22、S23・・・に同期して出力する。   The output unit 21 includes unit output circuits 211, 212, 213..., And selects the two pixel signals held in the unit switching circuits 201, 202, 203. Output in synchronization with the signals S21, S22, S23.

図7は、図6に示した固体撮像装置の画素信号の出力タイミングを示す図である。同図では2つの単位画素群A11〜D11、A12〜D12の出力タイミングのみを示している。図中のS11、S12はタイミング発生回路22から出力される列選択信号を、S21、S22はタイミング発生回路7から出力される列選択信号を示す。Aout、Boutは出力部19の出力信号線に出力される画素信号を、Cout、Doutは出力部21の出力信号線に出力される画素信号を示す。期間T1では、出力信号線Aoutには単位画素A11の画素信号が、出力信号線Boutには単位画素B11の画素信号が列選択信号S11に同期して出力される。同様に、期間T2では単位画素A12,B12の画素信号が列選択信号S12に同期して出力される。期間T3では、出力信号線Coutには単位画素C11の画素信号が、出力信号線Doutには単位画素D11の画素信号が列選択信号S21に同期して出力される。同様に、期間T4では単位画素C12,D12の画素信号が列選択信号S22に同期して出力される。
このように、図6に示した固体撮像装置は、単位画素群を構成する複数色の単位画素の画素信号を2つずつ出力する。
FIG. 7 is a diagram illustrating output timing of pixel signals of the solid-state imaging device illustrated in FIG. In the figure, only output timings of the two unit pixel groups A11 to D11 and A12 to D12 are shown. In the figure, S11 and S12 indicate column selection signals output from the timing generation circuit 22, and S21 and S22 indicate column selection signals output from the timing generation circuit 7. Aout and Bout indicate pixel signals output to the output signal line of the output unit 19, and Cout and Dout indicate pixel signals output to the output signal line of the output unit 21. In the period T1, the pixel signal of the unit pixel A11 is output to the output signal line Aout, and the pixel signal of the unit pixel B11 is output to the output signal line Bout in synchronization with the column selection signal S11. Similarly, in the period T2, the pixel signals of the unit pixels A12 and B12 are output in synchronization with the column selection signal S12. In the period T3, the pixel signal of the unit pixel C11 is output to the output signal line Cout, and the pixel signal of the unit pixel D11 is output to the output signal line Dout in synchronization with the column selection signal S21. Similarly, in the period T4, the pixel signals of the unit pixels C12 and D12 are output in synchronization with the column selection signal S22.
As described above, the solid-state imaging device shown in FIG. 6 outputs two pixel signals of unit pixels of a plurality of colors constituting the unit pixel group.

図8は、単位切り替え回路201および単位出力回路211の構成を示すブロック図である。単位切り替え回路201は、スイッチSW21、SW22と、メモリ素子(キャパシタ)Cc、Cdとを有し、図3に示した単位切り換え回路81のサブセットになっているので説明を省略する。また、単位出力回路211は、スイッチトランジスタTrC、TrDを有し、図3に示した単位出力回路91のサブセットになっているので説明を省略する。   FIG. 8 is a block diagram illustrating the configuration of the unit switching circuit 201 and the unit output circuit 211. The unit switching circuit 201 has switches SW21 and SW22 and memory elements (capacitors) Cc and Cd and is a subset of the unit switching circuit 81 shown in FIG. The unit output circuit 211 includes switch transistors TrC and TrD and is a subset of the unit output circuit 91 shown in FIG.

図9は、単位切り替え回路181および単位出力回路191の構成を示すブロック図である。同図の構成は、図8と同様であるので説明を省略する。ただし、図8における列選択信号S11は、図3に示した列選択信号S1と同じタイミングであるが、図9における列選択信号S21は、図3に示した列選択信号S1と期間Tだけずれたタイミングである点が異なっている(図7参照)。   FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the unit switching circuit 181 and the unit output circuit 191. The configuration of this figure is the same as that of FIG. However, the column selection signal S11 in FIG. 8 has the same timing as the column selection signal S1 shown in FIG. 3, but the column selection signal S21 in FIG. 9 is shifted from the column selection signal S1 shown in FIG. The timing is different (see FIG. 7).

図10は、タイミング発生回路17及び22によって出力される各種タイミング信号を示すタイムチャートである。図中のSTはタイミング発生回路17及び22に共通のスタートパルスを示す。同図のように、タイミング発生回路17は、逆位相の2つのクロックパルスH101、H102によって列選択信号S11、S12・・・を生成する。また、タイミング発生回路22は、逆位相の2つのクロックパルスH201、H202によって列選択信号S11、S12・・・を生成する。   FIG. 10 is a time chart showing various timing signals output by the timing generation circuits 17 and 22. ST in the figure indicates a start pulse common to the timing generation circuits 17 and 22. As shown in the figure, the timing generation circuit 17 generates column selection signals S11, S12,... By two clock pulses H101, H102 having opposite phases. The timing generation circuit 22 generates column selection signals S11, S12,... By two clock pulses H201, H202 having opposite phases.

図11は、列選択信号を生成するタイミング発生回路17の具体例を示す回路図である。同図の回路は、CMOSトランジスタによって構成される一例であり、逆位相のクロックパルスH1、H2を動作クロックとして、列選択信号を順次シフト出力するシフトレジスタを構成している。タイミング発生回路22も同じ回路構成とすることができる。すなわち、図12(a)に示すタイムチャートのように、タイミング発生回路22では、クロックパルスH1、H2としてH201、H202に示す位相で使用している。これに対し、図12(b)に示すタイムチャートのように、タイミング発生回路17では、クロックパルスH1、H2としてH101、H102に示す位相で使用している。
このように、タイミング発生回路17及び22は、スタートパルスSTと2つのクロックパルスH1、H2を入れ替えたクロック信号により動作する。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a specific example of the timing generation circuit 17 that generates the column selection signal. The circuit shown in the figure is an example constituted by CMOS transistors, and constitutes a shift register that sequentially shifts and outputs column selection signals using clock pulses H1 and H2 having opposite phases as operation clocks. The timing generation circuit 22 can also have the same circuit configuration. That is, as shown in the time chart of FIG. 12A, the timing generation circuit 22 uses the clock pulses H1 and H2 in the phases indicated by H201 and H202. On the other hand, as shown in the time chart of FIG. 12B, the timing generation circuit 17 uses the clock pulses H1 and H2 in the phases indicated by H101 and H102.
As described above, the timing generation circuits 17 and 22 operate by the clock signal obtained by switching the start pulse ST and the two clock pulses H1 and H2.

本実施の形態における固体撮像装置は、実施の形態1に示した固体撮像装置と比べて、画素信号の出力の点で、4出力の代わり2出力になっている点が異なるが、画像を構成する全ての画素信号を出力するのに要する時間は同じである。なぜなら、実施の形態1に示した固体撮像装置では、列選択信号S1、S2は、クロック信号(H1、H2)の1周期のうち1回出力されるのに対して、本実施形態における固体撮像装置では、クロック信号(H1、H2)の1周期に2回出力されるからである。このように、本実施の形態における固体撮像装置も、実施の形態1に示した固体撮像装置と、クロックパルス(上記H1、H2)が同じ速度であれば、実質的に同じ能力である。   The solid-state imaging device in the present embodiment is different from the solid-state imaging device shown in the first embodiment in that the pixel signal is output in that it has two outputs instead of four outputs. The time required to output all the pixel signals is the same. This is because, in the solid-state imaging device shown in the first embodiment, the column selection signals S1 and S2 are output once in one cycle of the clock signals (H1 and H2), whereas the solid-state imaging in the present embodiment. This is because the device outputs the clock signal (H1, H2) twice in one cycle. As described above, the solid-state imaging device according to the present embodiment has substantially the same capability as the solid-state imaging device shown in the first embodiment as long as the clock pulses (H1 and H2) are the same speed.

以上説明してきたように、実施の形態2における固体撮像装置によれば、実施の形態1と同様に高速化に適している。加えて、画素信号が2つずつ出力されるので、後段の処理信号回路では2つのA/Dコンバータを備えていればよく、4つのA/Dコンバータを備える場合と比べて、回路規模の小型化とコスト低減を図ることができる。   As described above, the solid-state imaging device according to the second embodiment is suitable for increasing the speed as in the first embodiment. In addition, since two pixel signals are output, the processing signal circuit in the subsequent stage only needs to include two A / D converters, and the circuit scale is smaller than when four A / D converters are provided. And cost reduction.

なお、2つのA/Dコンバータを備えていない従来の信号処理回路によって、図6に示した固体撮像装置の出力信号を処理するためには、図4に示した構成を備えればよい。ただし、画素信号が4つずつではなく2つずつ出力されるので、動作タイミングが図5とは異なる。   In order to process the output signal of the solid-state imaging device shown in FIG. 6 by a conventional signal processing circuit that does not include two A / D converters, the configuration shown in FIG. 4 may be provided. However, since the pixel signals are output two by two instead of by four, the operation timing is different from that in FIG.

図13は、図4に示した信号保持回路を図6の固体撮像装置の後段に備えた場合の動作を説明するタイムチャート図である。   FIG. 13 is a time chart for explaining the operation when the signal holding circuit shown in FIG. 4 is provided in the subsequent stage of the solid-state imaging device of FIG.

信号保持回路で単位画素群内の単位画素A11,B11,C11,D11を例にして説明する。
出力信号Aout、Bout(図中重ねて表示している)はそれぞれ期間T1の開始時にS/H回路13a、13bによってサンプルされ、期間T2の開始までその信号電圧値が保持される。また、出力信号Cout、Dout(図7中重ねて表示している)はそれぞれ期間T3の開始時にS/H回路13c、13dによってサンプルされ、期間T4の開始までその信号電圧値が保持される。
A description will be given of the unit pixels A11, B11, C11, and D11 in the unit pixel group as an example in the signal holding circuit.
The output signals Aout and Bout (overlapped in the figure) are sampled by the S / H circuits 13a and 13b at the start of the period T1, and the signal voltage values are held until the start of the period T2. The output signals Cout and Dout (overlapped in FIG. 7) are sampled by the S / H circuits 13c and 13d at the start of the period T3, respectively, and the signal voltage values are held until the start of the period T4.

S/H回路13a、13bの出力信号ha、hb(図7中重ねて表示している)は、期間T1の2倍の期間マルチプレクサ14に出力される。また、S/H回路13c、13kの出力信号hc、hd(図7中重ねて表示している)も、期間T3の2倍の期間マルチプレクサ14に出力される。   Output signals ha and hb (shown in an overlapped manner in FIG. 7) of the S / H circuits 13a and 13b are output to the period multiplexer 14 which is twice the period T1. Further, the output signals hc and hd of the S / H circuits 13c and 13k (overlapped in FIG. 7) are also output to the period multiplexer 14 which is twice the period T3.

マルチプレクサ14の出力信号Moutは、選択信号を34,35(点線楕円内矢線)のタイミングで印加することにより、2並列の出力信号ha、hb1を1つずつ連続的に出力し、2並列の出力信号hc、hdを1つずつ連続的に出力する。   The output signal Mout of the multiplexer 14 outputs the two parallel output signals ha and hb1 one by one continuously by applying the selection signal at the timing of 34, 35 (dotted ellipse inner arrow line). The output signals hc and hd are continuously output one by one.

このように、固体撮像装置の後段にA/Dコンバータを1つしか備えていない信号処理回路を利用することができる。
また、実施の形態1または2における固体撮像装置をカメラに実装することにより高速動作可能なカメラが実現できる。
In this way, a signal processing circuit having only one A / D converter in the subsequent stage of the solid-state imaging device can be used.
Further, a camera capable of operating at high speed can be realized by mounting the solid-state imaging device according to Embodiment 1 or 2 on the camera.

本発明は、デジタルカメラ等に使用されるMOS型の固体撮像装置に適しており、具体的には、携帯電話機の内蔵カメラ、デジタルスチルカメラ、情報処理機器に接続されるカメラユニット等に適している。   The present invention is suitable for a MOS type solid-state imaging device used for a digital camera or the like, specifically, for a built-in camera of a mobile phone, a digital still camera, a camera unit connected to an information processing device, or the like. Yes.

本発明の実施の形態1における固体撮像装置の主要部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of the solid-state imaging device in Embodiment 1 of this invention. 固体撮像装置の出力信号のタイミングを示す図である。It is a figure which shows the timing of the output signal of a solid-state imaging device. 画素信号切り替え部内の単位切り替え回路と出力部内の単位出力回路の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the unit switching circuit in a pixel signal switching part, and the unit output circuit in an output part. 固体撮像装置の後段に備えられ、信号処理回路の入力部分に相当する信号保持回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal holding circuit provided in the back | latter stage of a solid-state imaging device and corresponded to the input part of a signal processing circuit. 信号保持回路の動作を説明するタイムチャート図である。It is a time chart explaining operation | movement of a signal holding circuit. 本発明の実施の形態2における固体撮像装置の主要部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of the solid-state imaging device in Embodiment 2 of this invention. 固体撮像装置の画素信号の出力タイミングを示す図である。It is a figure which shows the output timing of the pixel signal of a solid-state imaging device. 単位切り替え回路および単位出力回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a unit switching circuit and a unit output circuit. 単位切り替え回路および単位出力回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a unit switching circuit and a unit output circuit. タイミング発生回路によって出力される各種タイミング信号を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the various timing signals output by a timing generation circuit. 列選択信号を生成するタイミング発生回路の具体例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the specific example of the timing generation circuit which produces | generates a column selection signal. (a)(b)タイミング発生回路22の動作タイミングを示す図である。(A) (b) It is a figure which shows the operation timing of the timing generation circuit 22. FIG. 信号保持回路を動作を説明するタイムチャート図であるFIG. 5 is a time chart for explaining the operation of the signal holding circuit. 従来の固体撮像装置の主要部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of the conventional solid-state imaging device. 従来のアンプ・同時化処理回路から最終的に出力される画素信号を示す。The pixel signal finally output from the conventional amplifier and simultaneous processing circuit is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1 単位画素
2 撮像部
3 単位画素群
4 列選択信号線
5 行選択信号線
6 行走査回路
7 タイミング発生回路
8 画素信号切り替え部
9 出力部
SW1、SW2 スイッチ
13a〜13d、14a〜14d S/H回路
14 マルチプレクサ
15 A/Dコンバータ
17 タイミング発生回路
18 画素信号切り替え部
19 出力部
20 画素信号切り替え部
21 出力部
22 タイミング発生回路
81、82、181、182、201 単位切り替え回路
91、191、211 単位出力回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Unit pixel 2 Imaging part 3 Unit pixel group 4 Column selection signal line 5 Row selection signal line 6 Row scanning circuit 7 Timing generation circuit 8 Pixel signal switching part 9 Output part SW1, SW2 Switch 13a-13d, 14a-14d S / H Circuit 14 Multiplexer 15 A / D converter 17 Timing generation circuit 18 Pixel signal switching unit 19 Output unit 20 Pixel signal switching unit 21 Output unit 22 Timing generation circuit 81, 82, 181, 182, 201 Unit switching circuit 91, 191, 211 Unit Output circuit

Claims (9)

行列状に設けられ光電変換を行う複数色の画素部を有する撮像部を備える固体撮像装置であって、
画像における1画素に相当する複数色の画素部からなる画素群を単位として、当該画素群を構成する画素信号を出力する
ことを特徴とする固体撮像装置。
A solid-state imaging device including an imaging unit having a plurality of color pixel units that are provided in a matrix and perform photoelectric conversion,
A solid-state imaging device that outputs a pixel signal that constitutes a group of pixels composed of a plurality of color pixel portions corresponding to one pixel in an image.
前記画素群は隣接する2行2列にまたがる4つの画素部に相当する
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the pixel group corresponds to four pixel units extending over two adjacent rows and two columns.
前記固体撮像装置は、
行及び列を選択する駆動信号を出力する駆動手段と、
画素信号を一時的に保持するための2行分のメモリ素子と、
撮像部から画素信号を出力する列信号線とメモリ素子との接続を切り替えることにより、前記画素群内の各画素信号をそれぞれメモリ素子に保持させる切り替え手段と、
メモリ素子に保持された画素信号を前記画素群を単位として出力する出力手段と
を備えることを特徴とする請求項2記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device
Driving means for outputting a driving signal for selecting a row and a column;
Two rows of memory elements for temporarily holding pixel signals;
Switching means for holding each pixel signal in the pixel group in the memory element by switching the connection between the column signal line for outputting the pixel signal from the imaging unit and the memory element;
The solid-state imaging device according to claim 2, further comprising: an output unit that outputs a pixel signal held in a memory element in units of the pixel group.
前記駆動手段は、2列を単位として列選択信号を順次出力し、
前記切り替え手段は、列選択信号に対応する2列のそれぞれから2行に位置する2つの画素をメモリ素子に保持させるよう順次接続を切り替える
ことを特徴とする請求項3記載の固体撮像装置。
The driving means sequentially outputs a column selection signal in units of two columns,
The solid-state imaging device according to claim 3, wherein the switching unit sequentially switches the connection so that the memory element holds two pixels located in two rows from each of two columns corresponding to the column selection signal.
前記出力手段は、列選択信号に同期して、前記画素群を構成する4つの画素信号を同時に出力する
ことを特徴とする請求項4記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 4, wherein the output unit simultaneously outputs four pixel signals constituting the pixel group in synchronization with a column selection signal.
前記出力手段は、列選択信号に同期して前記画素群を構成する画素信号を2つずつ出力する
ことを特徴とする請求項4記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 4, wherein the output unit outputs two pixel signals constituting the pixel group in synchronization with a column selection signal.
前記固体撮像装置は、さらに、
出力手段から出力された画素信号のそれぞれを保持するサンプルホールド回路と、
サンプルホールド回路に保持された画素信号を多重化するマルチプレクサと
を備えることを特徴とする請求項4記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device further includes:
A sample hold circuit for holding each of the pixel signals output from the output means;
The solid-state imaging device according to claim 4, further comprising: a multiplexer that multiplexes the pixel signals held in the sample hold circuit.
行列状に設けられ光電変換を行う複数色の画素部と、行及び列を選択する駆動信号を出力する駆動部と、画素信号を一時的に保持するための2行分のメモリ素子と、撮像部から画素信号を出力する列信号線とメモリ素子との接続を切り替える切り換え部とを有する撮像部を備える固体撮像装置の駆動方法であって、
2行2列の4画素について、駆動部の駆動により2列中の1行から読み出された2つの画素信号を2つのメモリ素子に保持するステップと
切り替え部において当該2列と他の2つのメモリ素子とを接続するよう切り換えるステップと、
駆動部の駆動により前記2列中の他の1行から読み出された2つの画素信号を、前記他の2つのメモリ素子に保持するステップと、
4つのメモリ素子に保持された4画素分の画素信号を出力するステップと
を有することを特徴とする駆動方法。
A plurality of color pixel units that are provided in a matrix and perform photoelectric conversion, a drive unit that outputs a drive signal for selecting a row and a column, a memory element for two rows for temporarily holding the pixel signal, and imaging A driving method of a solid-state imaging device including an imaging unit having a column signal line that outputs a pixel signal from the unit and a switching unit that switches connection between the memory elements,
With respect to four pixels in two rows and two columns, a step of holding two pixel signals read from one row in two columns by driving of the driving unit in two memory elements, and the two columns and the other two in the switching unit Switching to connect the memory element;
Holding two pixel signals read from the other one row in the two columns by driving the driving unit in the other two memory elements;
And a step of outputting pixel signals for four pixels held in the four memory elements.
請求項1から7のいずれかに記載の固体撮像装置を備えるカメラ。 A camera provided with the solid-state imaging device according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009148055A1 (en) * 2008-06-06 2009-12-10 浜松ホトニクス株式会社 Solid-state image pickup device

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