JP2007150448A - 固体撮像素子とその駆動方法、及びカメラモジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の画素32が2次元配列された撮像部に接続された水平転送回路を備え、水平転送回路において画素の列毎に対応するアナログ/デジタル変換器が設けられ、該各列のアナログ/デジタル変換器の出力側が並列に配置された複数のバス配線41〔411、412、413、414〕のいずれかに接続されて成り、信号加算を行う出力の組み合わせが同時に転送できるデータ数を超えているときに、加算に寄与しないダミー信号0を転送データ中に挿入して加算しやすいデータ配列に変換する。
【選択図】図3
Description
さらに、読み出し開始列を任意に選択するアドレス指定機構を有するように構成することもできる。
さらに、読み出し開始列をアドレス指定により任意に選択するようになすことができる。
水平転送のバス配線31の数を増やして並列度を挙げることにより、タイミングのずれを吸収することも考えられるが、通常10ビット幅くらいのバス配線を何組も配置することは面積的に困難である。
全画素読み出しモードのときは、図5に示すように、加算・振り分け回路部70が休止状態にし(いわゆる回路スリープ)、第1セレクタ60及び第2セレクタ61をオン状態にする。第1バス配線52(図3のバス配線313に相当)を通じて転送された信号G1,G3,G5,・・は、第1センス回路54、第1シフトレジスタ56、第1セレクタ60及び第2シフトレジスタ57を通して端子t1から出力される。同時にこれと並列的に第2バス配線53(図3のバス配線314に相当)を通じて転送された信号G2,G4,G6,・・は、第2センス回路55、第3シフトレジスタ58、第2セレクタ61及び第4シフトレジスタ59を通して端子t2から出力される。これにより、図3Bに示すような全画素読み出しのデータ配列が得られる。
次の信号G3とG4の加算時には第3セレクタ67をオフ状態にし、第4セレクタ68をオン状態に切り換える。第1バス配線52より第1センス回路56を通して信号G3が第1シフトレジスタ56に転送される。同時に、第2バス配線53より第2センス回路55を通して信号G4が第3シフトレジスタ58に転送される。この両信号G3,G4は第1加算器62で加算され、図示しない切替えスイッチを介して第5シフトレジスタ63に転送される。第6シフトレジスタにはゼロ信号を入れる。そして、第5シフトレジスタ63の加算信号G3+G4と、第6シフトレジスタのゼロ信号が第2加算器65で加算され、第7シフトレジスタ66、第4セレクタ68及び第2シフトレジスタ59に転送され出力端t2から加算された信号(G3+G4+0)、すなわち実質的に加算信号(G3+G4)が出力される。このようにして交互に2画素の信号の加算が行われ、図3Cに示すような、2列加算読み出しのデータ配列が得られる。
第1バス配線52より第1センス回路54を通して信号G1が第1シフトレジスタ56に転送される。同時に第2バス配線53より第2センス回路55を通して信号G2が第3シフトレジスタ58に転送される。この両信号G1,G2は第1加算器62で加算され、図示しない切替えスイッチを介して第5シフトレジスタ63に転送される。次に、第1バス配線52より第1センス回路54を通して信号G3が第3シフトレジスタ58に転送される。同時に第2バス配線53より第2センス回路55を通してダミー信号のゼロ信号(0)が第3シフトレジスタ58に転送される。両信号G2,0は第1加算器62で加算され、図示しない切替えスイッチを介して第6シフトレジスタ64に転送される。そして、第5シフトレジスタ63の加算信号(G1+G2)と第6シフトレジスタ64の加算信号(G3+0)が第2加算器65で加算され、第7シフトレジスタ66に転送された後、第3セレクト67、第2シフトレジスタ57を通じて出力端t1から加算された信号(G1+G2+G3+0)が出力される。
図11の回路構成は、図3に示す4つのバス配線41〔411〜414〕により水平読出しを4チャネルとした場合、セレクト出力が13列のセレクタ111と、4つの遅延回路(シフトレジスタ)112、113、114及び115と、1つのCMOSトランジスタ116とを備えてなる。4つの遅延回路112〜115は直列接続されるも、第2及び第3の遅延回路間113及び114はCMOSトランジスタ116の例えばnチャネルトランジスタTrnを介して接続され、CMOSトランジスタ116のpチャネルトランジスタTrpが第1及び第2の遅延回路112及び113の接続中点と、第3の遅延回路114及びnチャネルトランジスタTrnの接続中点との間に接続される。各遅延回路112〜115にはセレクタ111を選択する1つの選択パルス120が順次供給される。また、各遅延回路112〜115には、これを駆動するためのクロックパルス、いわゆる同期信号(タイミング信号)CLKが供給される。CMOSトランジスタ116を構成するnチャネル及びpチャネルの両MOSトランジスタTrn,Trpのゲートと、セレクタ111の後述するCMOSトランジスタを構成するnチャネル及びpチャネルの両トランジスタのゲートとには、全画素読出し、2列加算、3列加算の読出しモードを切り換えるモード切替え信号φmが供給される。そして、直列接続された遅延回路112〜115の入出力端と各接続中点との対応した各端子T0,T1,T2,T3,T4がセレクタ111に接続される。
図13は、本発明に係るカメラモジュール、電子機器モジュールの実施の形態を示す概略構成を示す。図13のモジュール構成は、カメラモジュール、電子機器モジュールの双方に適用可能である。本実施の形態のモジュール130は、上述の全画素読み出しモード、複数加算読み出しモード機能を有するいずれかのCMOS固体撮像素子131、信号処理装置(Digital Signal Processor)132、光学レンズ系133、入出力部134、光学レンズ系制御用の中央演算装置(CPU)135を1つに組み込んでモジュールを形成する。電子機器モジュール、あるいはカメラモジュール136としては、例えばCMOS固体撮像素子131、光学レンズ系133及び入出力部134のみでモジュールを形成することもできる。また、CMOS固体撮像素子131、信号処理装置132、光学レンズ系133及び入出力部135を備えたモジュール137を構成することもできる。
Claims (15)
- 複数の画素が2次元配列された撮像部に接続された水平転送回路を備え、
前記水平転送回路において前記画素の列毎に対応するアナログ/デジタル変換器が設けられ、該各列のアナログ/デジタル変換器の出力側が並列に配置された複数のバス配線のいずれかに接続されて成り、
信号加算を行う出力の組み合わせが同時に転送できるデータ数を超えているときに、加算に寄与しないダミー信号を転送データ中に挿入して加算しやすいデータ配列に変換する制御回路を有して成る
ことを特徴とする固体撮像素子。 - 前記水平転送回路は、各列に接続された高インピーダンス状態を有する送信バッファと、前記バス配線に接続された負荷回路とを有し、
バス配線に接続された全送信バッファが選択されないときに該送信バッファ群がすべて高インピーダンス状態にあり、前記バス配線の出力が負荷回路によって決定する信号加算に寄与しないダミー信号になる
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。 - 前記水平転送回路は、各列に接続された高インピーダンス状態を持たない転送バッファを有し、前記バス配線に負荷回路を有しない構成とされ、
バス配線に接続された全送信バッファが選択されないときに前記バス配線の出力が信号加算に寄与しないダミー信号になるように制御する回路を有して成る
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。 - 列の選択信号が読み出し開始列から順に同期信号で制御される遅延回路によって転送される構成を有し、
加算処理モード選択信号の種類によって、前記遅延回路の構成を切り換える制御回路を有して成る
ことを特徴とする請求項1、2又は3記載の固体撮像素子。 - 読み出し開始列を任意に選択するアドレス指定機構を有する
ことを特徴とする請求項4記載の固体撮像素子。 - 複数の画素が2次元配列された撮像部から一水平ライン毎に画素の信号を、画素の列毎に対応して設けたアナログ/デジタル変換器を通して水平転送回路の複数のバス配線に読出すようにし、
信号加算を行う出力の組み合わせが同時に転送できるデータ数を越えているときに、加算に寄与しないダミー信号を転送データ中に挿入して加算し易いデータ配列に変換する
ことを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。 - 各列に対応する画素の信号を、前記水平転送回路中に設けた高インピーダンス状態を有する送信バッファを通して前記バス配線に読出し、
前記バス配線に読み出された画素の信号を、バス配線の受信側に接続された負荷回路を介して出力するようにし、
前記全送信バッファを選択しないときに、前記バス配線から信号加算に寄与しないダミー信号を出力する
ことを特徴とする請求項6記載の固体撮像素子の駆動方法。 - 各列に対応する画素の信号を前記水平転送回路中の、高インピーダンス状態を持たない送信バッファを通して前記バス配線に読み出し、
前記バス配線に読み出された画素の信号を、前記バス配線から出力するようにし、
前記全送信バッファを選択しないときに、前記バス配線に対して、信号加算に寄与しないダミー信号を出力する回路を有して成る
ことを特徴とする請求項6記載の固体撮像素子の駆動方法。 - 列の選択信号を、読み出し開始列から順に同期信号で制御される遅延回路によって転送し、
加算処理モード選択信号の種類によって、前記遅延回路を切り換える
ことを特徴とする請求項6、7又は8記載の固体撮像素子の駆動方法。 - 前記読み出し開始列をアドレス指定により任意に選択する
ことを特徴とする請求項9記載の固体撮像素子の駆動方法。 - 固体撮像素子と光学レンズ系を備え、
前記固体撮像素子は、複数の画素が2次元配列された撮像部に接続された水平転送回路を有し、前記水平転送回路において前記画素の列毎に対応するアナログ/デジタル変換器が設けられ、
該各列のアナログ/デジタル変換器の出力側が並列に配置された複数のバス配線のいずれかに接続されて成り、
信号加算を行う出力の組み合わせが同時に転送できるデータ数を超えているときに、加算に寄与しないダミー信号を転送データ中に挿入して加算しやすいデータ配列に変換する制御回路を有して構成されている
ことを特徴とするカメラモジュール。 - 前記水平転送回路は、各列に接続された高インピーダンス状態を有する送信バッファと、前記バス配線に接続された負荷回路とを有し、
バス配線に接続された全送信バッファが選択されないときに前記バス配線の出力が信号加算に寄与しないダミー信号になる
ことを特徴とする請求項11記載のカメラモジュール。 - 前記水平転送回路は、各列に接続された高インピーダンス状態を持たない転送バッファを有し、前記バス配線に負荷回路を有しない構成とされ、
バス配線に接続された全送信バッファが選択されないときに前記バス配線の出力が信号加算に寄与しないダミー信号になるように制御する回路を有して成る
ことを特徴とする請求項11記載のカメラモジュール。 - 列の選択信号が読み出し開始列から順に同期信号で制御される遅延回路によって転送される構成を有し、
加算処理モード選択信号の種類によって、前記遅延回路の構成を切り換える制御回路を有して成る
ことを特徴とする請求項11、12又は13記載のカメラモジュール。 - 読み出し開始列を任意に選択するアドレス指定機構を有する
ことを特徴とする請求項14記載のカメラモジュール。
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