JP2009213106A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータ駆動による画像劣化を防ぐ効果をもち、画像信号出力中もアクチュエータを駆動でき、さらに、小型化も同時に実現できる固体撮像装置を実現化する。
【解決手段】固体撮像装置２１のドライバ制御部６１は、画素部４１のセンサの読み出しタイミング、即ち、読み出し回路４２のタイミングに基づいて、パルス駆動のアクチュエータドライバ３１の動作タイミングを制御する。即ち、固体撮像装置２１は、アクチュエータドライバ３１を搭載しており、アクチュエータドライバ３１の動作タイミングとセンサ読み出しタイミングの同期をとることができる。本発明は、固体撮像装置を内蔵するカメラ等に適用可能である。
【選択図】図６

Description

本発明は、固体撮像装置に関し、特に、光を電気信号に変換し、画像信号を出力する装置として用いられている、固体撮像装置の撮像エリア上部に取り付けられるレンズを駆動するアクチュエータのドライバに特徴を有する固体撮像装置に関する。

図１は、従来の一般的なカメラの構成を示している。

従来のカメラには、固体撮像装置（イメージセンサ）１１、レンズ１２、アクチュエータ１３、ドライバ１４、および制御ＩＣ（Integrated Circuit）１５が設けられている。

固体撮像装置１１は、通常、レンズ１２と近接配置される。また、レンズ１２を駆動するアクチュエータ１３も、同様に、固体撮像装置１１と近接配置される。

固体撮像装置１１は、ノイズに非常に敏感な装置である。このため、従来、固体撮像装置１１に近接配置されるものからノイズが回り込み、画像信号を劣化させてしまう、という問題があった。当然、近接配置されるアクチュエータ１３からのノイズ混入も起こるため、かかる近接配置に対してはノイズ対策が必要になる。

ここで、アクチュエータ１３の種類としては、パルス駆動で動作する種類、DC電流や電圧によって動作する種類等が存在する。なお、以下、パルス駆動で動作する種類のアクチュエータ１３を、パルス駆動のアクチュエータ１３と称する。

特に、パルス駆動のアクチュエータ１３は、瞬時的に電流が流れる動作をする。その動作の瞬間、電源や接地（GND）、さらにパルスを伝達する信号線からのノイズや、さまざまな信号線（電源、GND）を経由したノイズが、固体撮像装置１１に回り込み、画像信号の劣化を引き起す。

このため、パルス駆動のアクチュエータ１３から固体撮像装置１１へのノイズ混入の対策は特に重要である。

このようなノイズ混入の対策としては、混入経路を絶つ対策が考えられる。具体的な対策としては、ノイズが混入しにくいように、例えば次のような対策等が存在する。即ち、固体撮像装置１１とノイズ源となりえるアクチュエータ１３やドライバ１４等の部品を分離する対策が存在する。また、電源やGNDを分離する対策が存在する。また、電源やGNDにノイズが回り込まないように電源とGND間に容量部品を配置する対策が存在する。

しかしながら、携帯電話用カメラモジュール等の小型化が要求される分野において、そのような混入経路を絶つ対策、即ち分離や容量部品の配置といった対策では、空間的に広がりをもたらしてしまうため、小型化のための対策としては適切ではない。

また、別の対策として、例えば特許文献１に示されるように画像信号出力期間中にアクチュエータ１３の駆動を停止することで、画像劣化を防ぐ対策もある。しかしながら、このような駆動の問題は、画像信号出力中にアクチュエータ１３を駆動できず、帰線消去期間（ブランキング期間）のみの動作となることである。その結果、アクチュエータ１３の動作速度の劣化を招き、レンズ１２のフォーカスやズームといった制御速度を遅くしてしまう、といった別の問題を引き起こす。
特開２００１−４３３０２号公報

以上説明したように、パルス駆動のアクチュエータ１３から固体撮像装置１１へのノイズ混入の対策は特に重要である。しかしながら、現状十分な対策が施されていない状況である。即ち、アクチュエータ駆動による画像劣化を防ぐ効果を有し、画像信号出力中もアクチュエータを駆動でき、さらに、小型化も同時に実現することを可能にする技術が、現状要求されているが。しかしながら、かかる要求に十分に応えられていない状況である。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、アクチュエータ駆動による画像劣化を防ぐ効果を有し、画像信号出力中もアクチュエータを駆動でき、さらに、小型化も同時に実現することを可能とするものである。

本発明の一側面の固体撮像装置は、固体撮像素子のセンサの読み出しタイミングに基づいて、パルス駆動のアクチュエータドライバの動作タイミングを制御するドライバ制御手段を備える。

前記ドライバ制御手段は、前記アクチュエータドライバの動作タイミングと前記センサの読み出しタイミングの同期をとり、さらに前記アクチュエータドライバのパルスの周期を前記センサの読み出しの周期の整数倍、または整数分の１に設定する。

前記ドライバ制御手段は、前記アクチュエータドライバの前記パルスの位相を調整する。

前記ドライバ制御手段は、前記センサの読み出し回路のサンプリングタイミングと前記アクチュエータドライバの前記パルスのエッジが重ならないように、前記アクチュエータドライバの前記パルスの位相を変更する。

前記ドライバ制御手段は、前記センサの読み出し回路のサンプリングタイミングと前記アクチュエータドライバのパルスのエッジが重なるとき、前記アクチュエータドライバのパルスを発生させない制御をする。

前記アクチュエータドライバを内部に搭載する。

前記アクチュエータドライバは、ドライブ能力を動的に変更する。

前記ドライバ制御手段は、前記センサから読み出される信号を用い、前記固体撮像装置内で、前記アクチュエータドライバのパルスを生成するフィードバック制御を行う。

本発明の一側面の固体撮像装置においては、固体撮像素子のセンサの読み出しタイミングに基づいて、パルス駆動のアクチュエータドライバの動作タイミングの制御が行われる。

以上のごとく、本発明によれば、アクチュエータ駆動による画像劣化を防ぐ効果を有し、画像信号出力中もアクチュエータを駆動でき、さらに、小型化も同時に実現できる固体撮像装置を提供できるようになる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

（第１実施形態）

図２は、本発明が適用される装置の構成例を示している。

図２の例の装置は、固体撮像装置２１、レンズ２２、アクチュエータ２３、および制御IC２４を含むように構成されている。なお、レンズ２２は、単体のレンズではなく、レンズユニットとして構成される場合もある。アクチュエータ２３は、レンズアクチュエータとして構成されている。

固体撮像装置２１内部には、アクチュエータ２３のドライバ３１が集積されている。なお、以下、アクチュエータのドライバ３１を、アクチュエータドライバ３１、または、単にドライバ３１と適宜称する。

このような図２の例の装置は、カメラモジュールとしてみたとき、部品としては、固体撮像装置２１、レンズ２２、およびアクチュエータ２３のみで構成されていることになる。その結果、従来（図１参照）と比較して、アクチュエータ用のドライバ部品の面積を削減することができ、より小型化が可能となる。

さらに、このような図２の例の装置を、携帯電話機用カメラモジュールのような、小型化かつ、信号線や部品から放出される不要輻射（EMI）対策が必要とされる分野に適用した場合、ドライバ３１が固体撮像装置２１に集積されていることは、レンズ２２の近傍に配置される固体撮像装置２１内部のドライバ３１からアクチュエータ２３までの信号配線を短くすることを可能とすることを意味する。即ち、パルス駆動される信号配線から発生する不要輻射も低減することが可能となることを意味する。

ただし、一方で、アクチュエータ２３用のドライバ３１のような、固体撮像装置２１にとってノイズ源となり得るものを、固体撮像装置２１内部へ集積することは、ノイズが画像信号に回り込むという問題を発生させる要因となる。本発明は、このような問題を解決できるものである。以下、本発明について順次説明していく。

ここで、まず、ドライバ３１から発生されるノイズが、固体撮像装置２１から出力される画像信号を如何にして劣化させるのかについて説明する。

図３は、固体撮像装置２１のうちドライバ３１を除外した部分を、従来のＭＯＳ(ＣＭＯＳ)型イメージセンサを採用した場合における構成例を示している。

ＭＯＳ型イメージセンサは、ＣＭＯＳ集積回路と同様のプロセスで製造できる特徴がある。ＭＯＳ型イメージセンサは、撮像素子ブロックに加え、信号処理ブロック、読み出し回路ブロックも集積することができる。

図３の例の固体撮像装置２１は、画素部４１と、その読み出し回路４２とから構成されている。読み出し回路４２は、図３の例では、タイミング制御回路５１、垂直走査回路５２、複数のADC５３、複数のLatch５４、水平転送走査回路５５、アンプ５６、および信号処理回路５７から構成されている。

即ち、図３の例の固体撮像装置２１は、画素一行分のアナログ信号をADC５３において一括にAD変換し、列ごとに変換されたデジタルデータを水平転送走査回路５５において水平方向に転送し、アンプ５６と信号処理回路５７を通して、後段の図示せぬICへ出力する構成を有している。

図４は、図３の例の固体撮像装置２１の動作例を示すタイミングチャートである。

図４中のHsyncは水平同期信号を示しており、その周期は一行分の画素データを出力する期間(1H)とされている。1Hに一回の割合で、図３に示される画素部４１から一行分のデータが、ADC５３に入力される。ADC５３は、その信号（１行分の画素データ）をサンプリング（Sampling）して、AD変換を行う。

図４のタイミングチャートでは一度、サンプリングした後、信号（１行分の画素データ）をホールドし、AD変換を行う手法が採用されている。図４の例では、Ｓ／Ｈと記述された期間が、サンプリングした後に信号をホールドする期間とされている。そして、その後のAD変換と記述された期間が、ホールドされた信号に対してAD変換を行う期間とされている。ただし、AD変換の手法によってはサンプリングがAD変換期間中行われる場合もある。即ち、AD変換手法は、図４の例に特に限定されない。

図４中のdataは、信号処理回路５７から出力されるデータを示している。図４中のDriver outputは、アクチュエータ２３を駆動しているパルス、即ちドライバ３１の出力パルス（以下、ドライバパルスと称する）を示している。ここで、図４中のAのタイミングで、即ち、読み出し回路４２のサンプリングタイミング（Ｓ／Ｈと記述された期間）と、ドライバパルスのエッジが重なったタイミングで、ドライバパルスのエッジで発生するノイズが、画素部４１のセンサに回り込み、画像信号を劣化させるのである。

図３の例の読み出し回路２１の場合、一行分の画素データを、列ごとに配置されたADC５３が一括でAD変換するため、ドライバパルスによって発生するノイズは１行分の画素データにわたって混入する。その結果、例えば図５に示されるように、画面一様な映像を取っているときに、ドライバパルスのエッジが読み出し回路４２のサンプリングと重なった一行（図４と図５の例ではn+1行）だけ、段差（ノイズ）が発生するといった画像劣化を引起すことになる。ノイズは、ドライバパルスのエッジがサンプリングの期間に重なったときに発生するため、画像にはドライバパルスの周期と１Hの周期が揃うタイミング（公倍数）でノイズがのり、飛び飛びの横筋状ノイズとなる。

以上、図４に示されるサンプリング期間中にノイズがのることを前提として説明をした。ただし、ADC５３の方式によってはノイズがのる箇所が異なる。もっとも、ノイズがのる箇所が異なるだけで、その「ノイズがのる箇所」に、ドライバパルスのエッジがきたときにノイズがのることは何等変わりはない。

本発明が適用される固体撮像装置２１は、このような画像劣化を解決すべく、例えば図６のような構成を取ることができる。即ち、図６は、図２の固体撮像装置２１の具体的な回路構成例を示している。図６において、図３と対応する箇所には、対応する符号を付してあり、それらの箇所の説明については適宜省略する。

図６の例の固体撮像装置２１は、画素部４１、その読み出し回路４２、アクチュエータドライバ３１（以下、適宜ドライバ３１と称する）、さらにアクチュエータドライバ３１を制御するドライバ制御部６１（PLL６２含む）から構成されている。読み出し回路４２は、図６の例では、タイミング制御回路５１、垂直走査回路５２、複数のADC５３、複数のLatch５４、水平転送走査回路５５、アンプ５６、および信号処理回路５７から構成されている。従って、図６の例の固体撮像装置２１は、画素部４１のセンサの読み出しタイミングと同期を取る制御を行うことができる。

ここで、本発明が適用される固体撮像装置２１、例えば図６の例の固体撮像装置２１の中には、ドライバ３１が組み込まれている。よって、本発明が適用される固体撮像装置２１は、画素部４１内のセンサを駆動するタイミングと、ドライバ３１のタイミングの同期を取ることが容易にできる、という特徴を有している。換言すると、かかる特徴が発明のポイントのひとつである。

図７は、図６の例の固体撮像装置２１の動作例を示すタイミングチャートである。図７において、Hsync，ADC５３，data，Drive outputの各タイミングチャートは、図４の対応するタイミングチャートと同様である。

図７において、ドライバ制御部６１は、固体撮像装置２１のタイミング制御回路５１と同期し、同図中内部波形とし示されているパルス、即ちドライバ３１を駆動するドライバパルス（Driver pulse）と同一周期の波形パルスを生成する。

ここで、注目すべき点は、ドライバパルスを読み出し回路４２に同期させて発生させるという点と、さらに、ドライバパルスの周期を１Hの整数倍(1H,2H,3H,・・・)もしくは整数分の１の周期(1H,1/2H,1/3H,・・・)に設定する点である。なお、図７の例では1/2Hに設定されている。

かかる点により、ドライバパルスと1H（1Hより長い場合はその整数倍）と完全に同期を取ることができ、エッジの位置が、読み出し回路４２の繰り返し周期の中で固定されることになる。なお、ＰＷＭ制御の場合は、立ち上がり位置は変化するが、周期としては、画素部４１内のセンサと同期する。

ここで、画素部４１内のセンサのタイミングとドライバパルスのタイミングに同期をとった内部波形に基づいて、サンプリング期間（S/Hと記述された期間）もしくはAD変換中にノイズの回り込むタイミングにドライバパルスのエッジが来ないように、ドライバ制御部６１が位相制御を行うことで、図７に示されるようなドライバパルス（Driver output）を生成することができる。

これにより、ドライバパルス（Driver output）のエッジはサンプリング期間を避けることができため、読み出し回路４２へのノイズ回り込みを防ぎ、画像劣化しない信号の読み出しが可能となる。

なお、図６の例の固体撮像装置２１は、図７の例の動作に限定されず、別の動作を行うこともできる。例えば、図６の例の固体撮像装置２１は、位相調整ではなく、ノイズの回り込むタイミングでドライバパルスのエッジが発生するとき、その瞬間のドライバの出力（Driver output）のパルスを発生させない（パルスを削る）制御を行うことができる。かかる制御によっても、ノイズを低減することが可能になる。図８はそのような動作を行う場合のタイミングチャートの一例を示している。

図８の例の制御は、１Hの周期に同期を取る制御という点では図の７の例の制御と同様である。ただし、図８の例の制御は、同期を取った上で、サンプリング期間等のノイズの回りこむタイミングで、ドライバパルス（Driver output）のエッジを発生させない制御である。

即ちPWM制御のようなドライバパルスの周期は一定で、パルス幅を変調する制御を行う場合、ドライバパルスの立ち上がりはパルス幅の変調で変動するので、位相制御では立ち上がりエッジの制御を完全に出来ない。このような場合、図８の例の制御を適用すると好適である。この場合、ドライバパルスは間欠動作に見えるが、1H（もしくはその整数倍）周期で見たときは繰り返しパルスになっており、アクチュエータ２３の駆動は可能となる。

このように、ドライバ３１を固体撮像装置２１に搭載することで、画素部４１のセンサの読み出しタイミングと同じブロックで、同期と位相制御をすることができ、また、固体撮像装置２１の読み出し回路４２に合わせたドライバパルスを発生させることが可能となり、ノイズによる劣化のない画像信号を得ることができるようになる。

（第２実施形態）

図６のアクチュエータドライバ３１は、例えば、図９に示されるような、フルスイング出力（インバータ）の構成をとることができる。図９の例のアクチュエータドライバ３１は、スイッチング素子７１，７２および制御部（Control Block）７３から構成されている。制御部７３は、スイッチング素子７１，７２のスイッチング状態（ON状態／OFF状態）を制御することで、ドライバパルス（Driver output）を生成する。

また例えば、図６のアクチュエータドライバ３１は、アクチュエータ２３の駆動能力を上げるために図１０に示されるような差動フルスイング出力構成を取ることができる。図１０の例のアクチュエータドライバ３１は、スイッチング素子８１Ａ，８２Ａ、およびスイッチング素子８１Ｂ，８２Ｂ、並びに制御部（Control Block）８３から構成されている。制御部８３は、スイッチング素子８１Ａ，８２Ａのスイッチング状態（ON状態／OFF状態）を制御することで、例えば図１１の出力Ａに示されるようなパルスを生成する。また、制御部８３は、スイッチング素子８１Ｂ，８２Ｂのスイッチング状態（ON状態／OFF状態）を制御することで、例えば図１１の出力Ｂに示されるようなパルスを生成する。

即ち、図１０の例の２端子出力Ａ，Ｂからは、例えば図１１に示されるようなパルスが出力され、かかるパルスによってアクチュエータ２３が駆動される。通常は出力Ａと出力Ｂは反転し、差動で見たとき、２倍の振幅を得る。

以下、アクチュエータドライバ３１として、図１０の例の差動フルスイング構成のドライバのように２出力端子のドライバが採用された場合について説明する。なお、アクチュエータドライバ３１は、２出力端子の構成に特に限定するわけではなく、例えば図９の例の様にシングル出力端子の構成を取ることができることは言うまでもない。

図１０の例のドライバ３１から出力されるドライバパルスがアクチュエータ２３に送られ、レンズ２２等を駆動するが、このドライバパルスのエッジでアクチュエータ２３の負荷を駆動するための瞬時電流が発生し、その瞬時電流がノイズ源となり、固体撮像装置２１に回り込み、画像信号を劣化させることは、これまでに説明したとおりである。

上述した第１実形態（図１０のドライバ３１を含む実施形態）は、固体撮像装置２１にアクチュエータドライバ３１を組み込むことで小型化を実現できる。さらに、ドライバ出力信号線を短くすることが可能となることで不要輻射低減に効果をもたらす。さらに、ノイズ源を固体撮像装置２１に取り込むことの問題に対しては、アクチュエータドライバ３１を内蔵することで、画素部４１のセンサの駆動タイミングと逆に同期を取ることを可能にし、また位相制御を可能にする。これにより、ノイズの発生タイミングを制御し、画像劣化を防止することができるようになる。

第２実施形態は、固体撮像装置２１にアクチュエータドライバ３１を組み込むことで小型化を実現する点、それにより、ドライバ出力信号線の最短化が可能となることで、不要輻射低減に効果をもたすことができる点、これらの２点は第１実施形態と同じ点である。一方、埋め込まれたノイズ源そのもののレベルを抑圧することを可能にする点が第１実施形態とは異なる点である。

図１３は、第２実施形態のアクチュエータドライバの構成例を示している。

第２実施形態の手法と比較すべく、従来の手法について説明する。即ち、従来の手法としては、ドライバの瞬時電流低減として、図１２に示されるように、図１０の例のドライバ３１の信号線経路に抵抗８４を入れることで電流制限を行い、瞬時電流のピークを押さえ、ノイズを抑圧する手法が存在する。

しかしながら、この従来の手法では、瞬時電流を抑えることはできるが、ドライバ３１そのもののドライブ能力を低減してしまうといった問題もある。すなわち、ドライブ能力とノイズ低減がトレードオフの関係にある。

また、特開２００３−１５３５６０号公報に開示されているように、パルスのエッジの瞬間に、誘導性素子でドライブすることで、瞬時的な電流（高周波成分）を抑圧する手法も従来存在する。しかし、かかる従来の手法では、誘導性素子を半導体上に内蔵、もしくは、外部で有することになり、小型化の点で有効ではないという問題点がある。

そこで、第２実施形態のアクチュエータドライバ３１は、これらの従来の手法の問題点を解決すべく、図１３に示される構成を有しているのである。

即ち、図１３の例のアクチュエータドライバ３１は、オン抵抗を動的に変動させるスイッチング素子９１Ａ，９２Ａ、オン抵抗を動的に変動させるスイッチング素子９１Ｂ，９２Ｂ，並びに制御部（Control Block）９３から構成されている。このように、第２実施形態のアクチュエータドライバ３１は、ドライバのスイッチそのもののオン抵抗を動的に変動させることができる。よって、抵抗素子や誘導素子を別途用意することなく、ドライバ能力を維持しつつ、瞬時電流を低減することを実現することができる。

図１４は、第２実施形態のアクチュエータドライバ３１、即ち図１３の例のアクチュエータドライバ３１のさらなる具体的構成例を示している。

図１４の例では、GND側のスイッチのオン抵抗を可変にするように、スイッチング素子９２Ａは、３つのスイッチング素子１０１乃至１０３を分割して接続することで構成されている。同様に、スイッチング素子９２Ｂは、３つのスイッチング素子１０４乃至１０６を分割して接続することで構成されている。なお、電源側も同じ回路構成をとることで、同じ様に動的なオン抵抗を制御することが可能である。

図１５は、図１４の例のアクチュエータドライバ３１の動作例を示すタイミングチャートである。即ち、ドライブ能力の動的制御は図１５に示されるようになる。

図１５に示されるように、スイッチング素子（スイッチトランジスタ）９１Ｂを構成する３つのスイッチング素子１０１乃至１０３のそれぞれは、パルスVn11乃至Vn13が与られることで動的に順次オンする。同様に、スイッチング素子（スイッチトランジスタ）９２Ｂを構成する３つのスイッチング素子１０４乃至１０６のそれぞれは、パルスVn21乃至Vn23が与られることで動的に順次オンする。

これにより、各抵抗値を変化させ、パルスのエッジの瞬間に、瞬時電流を抑圧しつつ、オン抵抗を段階的に小さくすることができる。その結果、ドライブ能力をあげ、トータルのドライブ能力を維持することができる。スイッチング素子（スイッチトランジスタ）９１Ｂ，９２Ｂはもともと、必要なオン抵抗を満たすためのサイズを有しており、それを分割して、動的に順次オンしていくだけなので回路規模の増加は発生しない。このように、ノイズの発生を抑圧することで、ノイズ源を経ち、画像信号劣化の防止を実現できる。

（第３実施形態）

本発明は、第１実施形態のようなタイミング制御を行い、エッジ制御を行うことでノイズの発生箇所を、読み出し回路４２のノイズがのるタイミングからずらすことで、画像信号の劣化を防ぎ、かつ、アクチュエータドライバ３１を第２実施形態の構成にすることで、更なるノイズ低減が可能となる、といった第３実施形態をとることも可能である。

（第４実施形態）

図１６は、上述した図２の制御IC２４からの制御信号のタイミングの例を示している。

通常、制御IC２４と固体撮像装置２１との間の通信は、画像信号へのノイズ回り込みを防止するために、垂直（Ｖ）ブランキング期間に行われる。即ち、通信は、１フレームに一回の頻度で行われることになる。したがって、レンズ２２のフォーカス制御もフレーム単位で行われる。

第４実施形態とは、フォーカス制御のアクチュエータドライバ３１を固体撮像装置２１に内蔵して、第１実施形態または第２実施形態の構成を用いることで低ノイズを実現し、さらに高速フォーカス制御を実現する実施形態である。

図１７は、第４実施形態の固体撮像装置２１の具体的な構成例、即ち、本発明が適用される固体撮像装置の具体的な構成例であって図６等の例とは別の構成例を示している。図１７において、図６と対応する箇所には、対応する符号を付してあり、それらの箇所の説明については適宜省略する。

図１７の例の固体撮像装置２１は、画素部４１、その読み出し回路４２、アクチュエータドライバ３１、さらにアクチュエータドライバ３１を制御するドライバ制御部６１（PLL６２含む）に加え、さらに、フォーカス制御回路１１１から構成されている。読み出し回路４２は、図６の例では、タイミング制御回路５１、垂直走査回路５２、複数のADC５３、複数のLatch５４、水平転送走査回路５５、アンプ５６、および信号処理回路５７から構成されている。

即ち、図１７の例の固体撮像装置２１は、信号処理回路５７に入力される画像信号からフォーカス制御回路１１１にてフォーカス制御を行い、ドライバパルスを生成する。このとき、固体撮像装置２１内部で、フォーカス制御を行うので、外部通信は不要となり、１フレーム単位の制御ではなく、１フレーム以下のより高速なフォーカス制御が可能となる。

なお、図１７は、第４実施形態の固体撮像装置２１の構成の例示を示しているに過ぎない。即ち、第４実施形態の固体撮像装置２１の構成として、カメラ信号処理（DSP）を搭載したイメージセンサにおいてもフォーカス制御を組み込む構成を取ることも可能であり、この構成の場合も図１７の構成と同様の効果が得られる。

図１８，図１９は、フォーカス制御を具体的に説明する模式図である。図１８に「フォーカスターゲット」として例示されているように、固体撮像装置２１は、画面内でフォーカスするターゲット領域を決定する。この決定手法は、固体撮像装置２１の信号処理回路５７で決定する手法を採用してもよいし、制御IC２４からターゲット領域だけ取得するような通信をする手法を採用してもよい。図１９に示されるように、固体撮像装置２１は、次のステップＳ１−Ｋ乃至Ｓ３−Ｋ（Ｋはライン番号）をライン毎に実行する。即ち、固体撮像装置２１は、ステップＳ１−Ｋにおいて、ターゲット領域の画像信号のうち１ライン分の信号をAD変換する。ステップＳ２−Ｋにおいて、固体撮像装置２１は、エッジを検出したり、フォーカスのずれを逐次検出する検出処理を実行する。ステップＳ３−Ｋにおいて、固体撮像装置２１は、ステップＳ２−Ｋの検出処理結果をフィードバックして、ドライバ３１に対するドライバ制御を行う。

このように、第４実施形態の固体撮像装置２１は、1フレーム以下の単位でフィードバック制御する。なお、図１９はラインごとに制御をする例とされているが、図１９の例に限定されず、数ラインにまたいだ検出を行うことも可能である。

このように、第４実施形態の固体撮像装置２１は、外部通信は必要ないため、固体撮像装置２１内部でフィードバッグループを形成し、通信によるノイズを発生させることなく、高速なフォーカス制御を実現できる。

（第５実施形態）

図２０は、本発明が適用される装置の構成例であって、図２の例とは異なる構成例を示している。

図２０の例の装置は、ICとして構成される固体撮像装置２１、レンズ２２、およびアクチュエータ２３を含むように構成されている。

固体撮像装置２１内部には、アクチュエータ２３のドライバ１３１の他、画素部のセンサ１３２、読み出し回路（ＣＤＳ）１３３、ＡＤＣ１３４、およびＤＳＰ１３５が集積されている。

このような図２０の例の装置は、カメラモジュールとしてみたとき、部品としては、固体撮像装置２１、レンズ２２、およびアクチュエータ２３のみで構成されていることになる。その結果、従来（図１参照）と比較して、アクチュエータ用のドライバ部品の面積を削減することができ、より小型化が可能となる。

さらに、このような図２０の例の装置を、携帯電話機用カメラモジュールのような、小型化かつ、信号線や部品から放出される不要輻射（EMI）対策が必要とされる分野に適用した場合、アクチュエータ２３のドライバ１３１が固体撮像装置２１に集積されていることは、レンズ２２の近傍に配置される固体撮像装置２１内部のドライバ１３１からアクチュエータ２３までの信号配線を短くすることを可能とすることを意味する。即ち、パルス駆動される信号配線から発生する不要輻射も低減することが可能となることを意味する。

ただし、一方で、アクチュエータ２３用のドライバ１３１のような、固体撮像装置２１にとってノイズ源となり得るものを、固体撮像装置２１内部へ集積することは、ノイズが画像信号に回り込むという問題を発生させる要因となる。そこで、このような問題を解決可能な上述の各種手法を、図２０の例の装置に適用すればよい。

以上のように、本発明が適用される固体撮像装置を採用することで、カメラモジュールの小型化実現、画像ノイズ劣化防止、制御性向上、高速フォーカス制御が可能等の様々な効果を奏することが可能になる。

従来の一般的なカメラの構成を示す図である。 本発明が適用される装置の構成例を示す図である。 固体撮像装置の一つであるＭＯＳ(ＣＭＯＳ)型イメージセンサの構成例を示す図である。 図３の例の固体撮像素子の動作例を示すタイミングチャートである。 画面一様な映像を取っているときに、パルスのエッジが読み出し回路のサンプリングと重なった一行（n+1行）だけに発生する段差（ノイズ）を概念的に示す図である。 図２の固体撮像装置の具体的な回路構成例を示す図である。 図６の例の固体撮像素子の動作例を示すタイミングチャートである。 図６の例の固体撮像素子の動作例を示すタイミングチャートである。 図６のアクチュエータドライバの構成の一例を示す図である。 図６のアクチュエータドライバの構成の一例を示す図である。 図１０のアクチュエータドライバの出力動作例を示すタイミングチャートである。 従来のアクチュエータドライバの構成の一例を示す図である。 図６のアクチュエータドライバの構成の一例を示す図である。 図６のアクチュエータドライバの構成の一例を示す図である。 図１４のアクチュエータドライバの動作例を示すタイミングチャートである。 図１や図２の制御ICからの制御信号のタイミングの例を示す図である。 図２の固体撮像装置の具体的な回路構成例を示す図である。 図１７のフォーカス制御例を説明する図である。 図１７のフォーカス制御例を説明する図である。 本発明が適用される装置の構成例であって、図２とは異なる構成例を示す図である。

符号の説明

２１ 固体撮像装置， ２２ レンズ， ２３ アクチュエータ， ２４ 制御IC， ３１ ドライバ， ４１ 画素部， ４２ 読み出し回路， ５１ タイミング制御回路， ５２ 垂直走査回路， ５３ ADC， ５４ Latch， ５５ 水平転送走査回路， ５６ アンプ， ５７ 信号処理回路， ６１ ドライバ制御部， ６２ PLL， １１１ フォーカス制御部

Claims (8)

1. 固体撮像素子のセンサの読み出しタイミングに基づいて、パルス駆動のアクチュエータドライバの動作タイミングを制御するドライバ制御手段
   を備える固体撮像装置。
2. 前記ドライバ制御手段は、
   前記アクチュエータドライバの動作タイミングと前記センサの読み出しタイミングの同期をとり、さらに前記アクチュエータドライバのパルスの周期を前記センサの読み出しの周期の整数倍、または整数分の１に設定する
   請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記ドライバ制御手段は、
   前記アクチュエータドライバの前記パルスの位相を調整する
   請求項２に記載の固体撮像装置。
4. 前記ドライバ制御手段は、
   前記センサの読み出し回路のサンプリングタイミングと前記アクチュエータドライバの前記パルスのエッジが重ならないように、前記アクチュエータドライバの前記パルスの位相を変更する
   請求項３に記載の固体撮像装置。
5. 前記ドライバ制御手段は、
   前記センサの読み出し回路のサンプリングタイミングと前記アクチュエータドライバのパルスのエッジが重なるとき、前記アクチュエータドライバのパルスを発生させない制御をする
   請求項１に記載の固体撮像装置。
6. 前記アクチュエータドライバを内部に搭載する
   請求項１に記載の固体撮像装置。
7. 前記アクチュエータドライバは、ドライブ能力を動的に変更する
   請求項６に記載の固体撮像装置。
8. 前記ドライバ制御手段は、
   前記センサから読み出される信号を用い、前記固体撮像装置内で、前記アクチュエータドライバのパルスを生成するフィードバック制御を行う
   請求項１に記載の固体撮像装置。

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