JP2017204679A - Solid state imaging device and imaging apparatus using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To read a plurality of desired partial regions in an imaging region at high speed.SOLUTION: A solid state imaging device includes: a plurality of photoelectric conversion units PD; signal lines 27 from which signals on the basis of electric charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion units PD are output; first selection units SEL provided between the photoelectric conversion units PD and the signal lines 27 and outputting signals of selected photoelectric conversion units PD; and second selection units ASEL provided between the first selection units SEL and the signal lines 27 and outputting the signals of the photoelectric conversion units PD output from the first selection units SEL to the signal lines 27.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置に関するものである。   The present invention relates to a solid-state imaging device and an imaging apparatus using the same.

撮像装置において任意の領域を選択する領域選択技術が知られている。領域選択技術では、撮像領域のうちの複数の領域を読み出すことはできなかった。   An area selection technique for selecting an arbitrary area in an imaging apparatus is known. In the area selection technique, it is impossible to read out a plurality of areas in the imaging area.

特開平9−46600号公報JP 9-46600 A

第1の態様による固体撮像素子は、複数の光電変換部と、前記光電変換部で光電変換された電荷による信号が出力される信号線と、前記光電変換部と前記信号線の間に設けられ、選択された前記光電変換部の前記信号を出力する第1選択部と、前記第1選択部と前記信号線の間に設けられ、前記第1選択部から出力された前記光電変換部の前記信号を前記信号線に出力する第2選択部と、を有するものである。   The solid-state imaging device according to the first aspect is provided between a plurality of photoelectric conversion units, a signal line that outputs a signal based on charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit, and the photoelectric conversion unit and the signal line. A first selection unit that outputs the signal of the selected photoelectric conversion unit; and the photoelectric conversion unit that is provided between the first selection unit and the signal line and that is output from the first selection unit. And a second selection unit that outputs a signal to the signal line.

第2の態様による固体撮像素子は、前記第1の態様において、前記複数の光電変換部が配置されている撮像領域のうちの部分領域の前記第1選択部又は前記第2選択部を選択する領域設定部を備えるものである。   In the first aspect, the solid-state imaging device according to the second aspect selects the first selection unit or the second selection unit of the partial region of the imaging region where the plurality of photoelectric conversion units are arranged. An area setting unit is provided.

第3の態様による固体撮像素子は、前記第2の態様において、前記撮像領域は予め定められた複数の領域に分けられ、前記領域設定部は、前記予め定められた複数の領域の各々毎に、当該領域の前記第1選択部又は前記第2選択部を一括して選択又は非選択するための選択制御信号を供給し、前記部分領域は、前記予め定められた複数の領域の1つ以上からなるものである。   In the solid-state imaging device according to a third aspect, in the second aspect, the imaging region is divided into a plurality of predetermined regions, and the region setting unit is provided for each of the predetermined regions. Supplying a selection control signal for collectively selecting or deselecting the first selection unit or the second selection unit of the region, wherein the partial region is one or more of the plurality of predetermined regions It consists of

第4の態様による固体撮像素子は、前記第2の態様において、前記領域設定部は、前記第1選択部又は前記第2選択部を選択又は非選択するための選択制御信号を保持する保持部と、書き込み制御信号に応じて前記選択制御信号を前記保持部に書き込む書込み部と、前記書込み部に前記書き込み制御信号を供給する書き込み制御部とを有するものである。   In the solid-state imaging device according to a fourth aspect, in the second aspect, the region setting unit holds a selection control signal for selecting or deselecting the first selection unit or the second selection unit. And a writing unit that writes the selection control signal to the holding unit in accordance with a writing control signal, and a writing control unit that supplies the writing control signal to the writing unit.

第5の態様による固体撮像素子は、前記第2乃至第4のいずれかの態様において、前記部分領域が複数あり、前記複数の部分領域の各行の前記第2選択部又は前記第1選択部を選択しつつ、前記第2選択部又は前記第1選択部が選択された行に対して読み出し制御を行う制御部を備えるものである。   The solid-state imaging device according to a fifth aspect is the solid state imaging device according to any one of the second to fourth aspects, wherein there are a plurality of the partial regions, and the second selection unit or the first selection unit in each row of the plurality of partial regions. While selecting, the control part which performs read-out control with respect to the row where the said 2nd selection part or the said 1st selection part was selected is provided.

第6の態様による固体撮像素子は、複数の光電変換部と、前記光電変換部で光電変換された電荷による信号が出力される信号線と、前記光電変換部と前記信号線の間に設けられ、選択された前記光電変換部の前記信号を出力する選択部と、前記光電変換部と前記信号線の間に前記選択部と直列に設けられ、前記光電変換部の前記信号を出力する増幅部と、前記増幅部の電源電圧として、前記増幅部の動作に有効である有効電圧レベル又は前記動作に有効ではない非有効電圧レベルを選択的に供給する給電制御手段と、を有するものである。   A solid-state imaging device according to a sixth aspect is provided between a plurality of photoelectric conversion units, a signal line that outputs a signal based on charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit, and the photoelectric conversion unit and the signal line. A selection unit that outputs the signal of the selected photoelectric conversion unit, and an amplification unit that is provided in series with the selection unit between the photoelectric conversion unit and the signal line and outputs the signal of the photoelectric conversion unit Power supply control means for selectively supplying an effective voltage level that is effective for the operation of the amplifying unit or an ineffective voltage level that is not effective for the operation as the power supply voltage of the amplifying unit.

第7の態様による固体撮像素子は、複数の光電変換部と、前記光電変換部で光電変換された電荷による信号が出力される信号線と、前記複数の光電変換部のうちの2つ以上の光電変換部に共通して設けられ、選択された前記2つ以上の光電変換部の前記信号を出力する第1選択部と、前記第1選択部と前記信号線の間に設けられ、前記第1選択部から出力された前記光電変換部の前記信号を前記信号線に出力する第2選択部と、を有するものである。   A solid-state imaging device according to a seventh aspect includes a plurality of photoelectric conversion units, a signal line that outputs a signal based on charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit, and two or more of the plurality of photoelectric conversion units A first selection unit that is provided in common with the photoelectric conversion unit and outputs the signals of the two or more selected photoelectric conversion units; and is provided between the first selection unit and the signal line, A second selection unit that outputs the signal of the photoelectric conversion unit output from the one selection unit to the signal line.

第8の態様による固体撮像素子は、前記第7の態様において、前記複数の光電変換部が配置されている撮像領域のうちの部分領域の前記第1選択部又は前記第2選択部を選択する領域設定部を備えるものである。   In the seventh aspect, the solid-state imaging device according to the eighth aspect selects the first selection unit or the second selection unit of the partial region of the imaging region in which the plurality of photoelectric conversion units are arranged. An area setting unit is provided.

第9の態様による固体撮像素子は、前記第8の態様において、前記撮像領域は予め定められた複数の領域に分けられ、前記領域設定部は、前記予め定められた複数の領域の各々毎に、当該領域の前記第1選択部又は前記第2選択部を一括して選択又は非選択するための選択制御信号を供給し、前記部分領域は、前記予め定められた複数の領域の1つ以上からなるものである。   In the solid-state imaging device according to a ninth aspect, in the eighth aspect, the imaging area is divided into a plurality of predetermined areas, and the area setting unit is provided for each of the predetermined plurality of areas. Supplying a selection control signal for collectively selecting or deselecting the first selection unit or the second selection unit of the region, wherein the partial region is one or more of the plurality of predetermined regions It consists of

第10の態様による固体撮像素子は、前記第8の態様において、前記領域設定部は、前記第1選択部又は前記第2選択部を選択又は非選択するための選択制御信号を保持する保持部と、書き込み制御信号に応じて前記選択制御信号を前記保持部に書き込む書込み部と、前記書込み部に前記書き込み制御信号を供給する書き込み制御部とを有するものである。   The solid-state imaging device according to a tenth aspect is the storage section according to the eighth aspect, wherein the region setting section holds a selection control signal for selecting or deselecting the first selection section or the second selection section. And a writing unit that writes the selection control signal to the holding unit in accordance with a writing control signal, and a writing control unit that supplies the writing control signal to the writing unit.

第11の態様による固体撮像素子は、前記第8乃至第10のいずれかの態様において、前記部分領域が複数あり、前記複数の部分領域の各行の前記第2選択部又は前記第1選択部を選択しつつ、前記第2選択部又は前記第1選択部が選択された行に対して読み出し制御を行う制御部を備えるものである。   In the solid-state imaging device according to an eleventh aspect, in any one of the eighth to tenth aspects, the plurality of partial regions are provided, and the second selection unit or the first selection unit in each row of the plurality of partial regions is provided. While selecting, the control part which performs read-out control with respect to the row where the said 2nd selection part or the said 1st selection part was selected is provided.

第12の態様による固体撮像素子は、複数の光電変換部と、前記光電変換部で光電変換された電荷による信号が出力される信号線と、前記複数の光電変換部のうちの2つ以上の光電変換部に共通して設けられ、選択された前記2つ以上の光電変換部の前記信号を出力する選択部と、前記2つ以上の光電変換部と前記信号線の間に前記選択部と直列に設けられ、前記2つ以上の光電変換部の前記信号を出力する増幅部と、前記増幅部の電源電圧として、前記増幅部の動作に有効である有効電圧レベル又は前記動作に有効ではない非有効電圧レベルを選択的に供給する給電制御手段と、を有するものである。   A solid-state imaging device according to a twelfth aspect includes a plurality of photoelectric conversion units, a signal line that outputs a signal based on charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit, and two or more of the plurality of photoelectric conversion units A selection unit that is provided in common with the photoelectric conversion unit and outputs the signals of the selected two or more photoelectric conversion units; and the selection unit between the two or more photoelectric conversion units and the signal line; An amplification unit that is provided in series and outputs the signal of the two or more photoelectric conversion units, and an effective voltage level that is effective for the operation of the amplification unit as a power supply voltage of the amplification unit, or is not effective for the operation Power supply control means for selectively supplying an ineffective voltage level.

第13の態様による撮像装置は、前記第2乃至第5及び第8乃至第11のいずれかの態様による固体撮像素子と、使用者が前記部分領域を指令するためのユーザインターフェースと、を備え、前記ユーザインターフェースによる指示に応じて前記部分領域が設定されるものである。   An imaging apparatus according to a thirteenth aspect includes the solid-state imaging element according to any one of the second to fifth and eighth to eleventh aspects, and a user interface for a user to command the partial area, The partial area is set in accordance with an instruction from the user interface.

第14の態様による撮像装置は、前記第2乃至第5及び第8乃至第11のいずれかの態様による固体撮像素子と、前記固体撮像素子からの画像信号に基づいて、前記撮像領域における複数の撮像対象の位置を検出する検出部と、を備え、前記検出部により検出された前記位置に応じて前記部分領域が設定されるものである。   An imaging device according to a fourteenth aspect includes a plurality of solid-state imaging elements according to any one of the second to fifth and eighth to eleventh aspects, and a plurality of imaging regions in the imaging region based on image signals from the solid-state imaging element. A detection unit that detects a position of the imaging target, and the partial region is set according to the position detected by the detection unit.

本発明によれば、撮像領域のうちの所望の複数の部分領域を高速に読み出すことができる固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the solid-state image sensor which can read out the desired several partial area | region of an imaging area at high speed, and an imaging device using the same can be provided.

本発明の第1の実施の形態による電子カメラを示す概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram showing an electronic camera according to a first embodiment of the present invention. 図1中の固体撮像素子の概略構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows schematic structure of the solid-state image sensor in FIG. 図1中の固体撮像素子を模式的に示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows typically the solid-state image sensor in FIG. 図1中の固体撮像素子の撮像領域の一部をなす既定部分領域を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a predetermined partial region that forms a part of an imaging region of the solid-state imaging device in FIG. 1. 図4に示す回路を抽象化して示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing an abstraction of the circuit shown in FIG. 4. 図1中の固体撮像素子の撮像領域のうちの読み出す部分領域の設定例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of a setting of the partial area | region to read out among the imaging areas of the solid-state image sensor in FIG. 図1中の固体撮像素子において図6に示す設定例を実現する選択制御信号を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a selection control signal for realizing the setting example shown in FIG. 6 in the solid-state imaging device in FIG. 1. 図1中の固体撮像素子の部分領域撮影モード時の読み出し制御の一例を示すタイミングチャートである。2 is a timing chart illustrating an example of readout control in a partial area imaging mode of the solid-state imaging device in FIG. 1. 図1中の固体撮像素子の撮像領域のうちの読み出す部分領域の他の設定例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the other example of a setting of the partial area | region to read out among the imaging areas of the solid-state image sensor in FIG. 図1中の固体撮像素子において図9に示す設定例を実現する選択制御信号を示す図である。It is a figure which shows the selection control signal which implement | achieves the example of a setting shown in FIG. 9 in the solid-state image sensor in FIG. 図1中の固体撮像素子の撮像領域のうちの読み出す部分領域の更に他の設定例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the further another example of a setting of the partial area | region to read out among the imaging areas of the solid-state image sensor in FIG. 図11に示す設定例を実現する選択制御信号を示す図である。It is a figure which shows the selection control signal which implement | achieves the example of a setting shown in FIG. 図1中の固体撮像素子の部分領域撮影モード時の読み出し制御の他の例を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart illustrating another example of readout control in the partial area imaging mode of the solid-state imaging device in FIG. 1. 図1中の固体撮像素子の全領域撮影モード時の読み出し制御の一例を示すタイミングチャートである。2 is a timing chart illustrating an example of readout control when the solid-state imaging device in FIG. 図1に示す電子カメラの第1の部分領域撮影モード時の動作の一例を示す概略フローチャートである。3 is a schematic flowchart illustrating an example of an operation of the electronic camera illustrated in FIG. 1 in a first partial area shooting mode. 図1に示す電子カメラの第2の部分領域撮影モード時の動作の一例を示す概略フローチャートである。6 is a schematic flowchart illustrating an example of an operation of the electronic camera illustrated in FIG. 1 in a second partial area shooting mode. 本発明の第2の実施の形態による電子カメラで用いられる固体撮像素子の概略構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows schematic structure of the solid-state image sensor used with the electronic camera by the 2nd Embodiment of this invention. 図17に示す固体撮像素子の撮像領域の一部をなす既定部分領域を示す回路図である。FIG. 18 is a circuit diagram illustrating a predetermined partial region that forms a part of an imaging region of the solid-state imaging device illustrated in FIG. 17. 図18に示す回路を抽象化して示す回路図である。FIG. 19 is a circuit diagram abstractly showing the circuit shown in FIG. 18. 図17に示す固体撮像素子において図6に示す設定例と同じ設定を実現する電源電圧信号を示す図である。It is a figure which shows the power supply voltage signal which implement | achieves the same setting as the setting example shown in FIG. 6 in the solid-state image sensor shown in FIG. 本発明の第3の実施の形態による電子カメラで用いられる固体撮像素子の概略構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows schematic structure of the solid-state image sensor used with the electronic camera by the 3rd Embodiment of this invention. 図21に示す固体撮像素子の撮像領域の一部をなす既定部分領域を示す回路図である。FIG. 22 is a circuit diagram showing a predetermined partial region that forms a part of the imaging region of the solid-state imaging device shown in FIG. 21. 図21に示す固体撮像素子の部分領域撮影モード時の読み出し制御の一例を示すタイミングチャートである。FIG. 22 is a timing chart illustrating an example of readout control in the partial area imaging mode of the solid-state imaging device illustrated in FIG. 21. 本発明の第4の実施の形態による電子カメラで用いられる固体撮像素子の概略構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows schematic structure of the solid-state image sensor used with the electronic camera by the 4th Embodiment of this invention. 図24に示す固体撮像素子の撮像領域の一部をなす既定部分領域を示す回路図である。FIG. 25 is a circuit diagram illustrating a predetermined partial region that forms a part of an imaging region of the solid-state imaging device illustrated in FIG. 24. 図25に示す回路を抽象化して示す回路図である。FIG. 26 is a circuit diagram abstractly showing the circuit shown in FIG. 25. 図24に示す固体撮像素子の部分領域撮影モード時の読み出し制御の一例を示すタイミングチャートである。FIG. 25 is a timing chart illustrating an example of readout control in the partial area imaging mode of the solid-state imaging device illustrated in FIG. 24. 本発明の第5の実施の形態による電子カメラで用いられる固体撮像素子の概略構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows schematic structure of the solid-state image sensor used with the electronic camera by the 5th Embodiment of this invention. 図28に示す固体撮像素子の撮像領域の一部を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a part of imaging region of the solid-state image sensor shown in FIG. 図28に示す固体撮像素子においてコンデンサにH信号を書き込む場合及びL信号を書き込む場合の書き込み制御信号を示すタイミングチャートである。FIG. 29 is a timing chart showing a write control signal when an H signal is written to a capacitor and when an L signal is written in the solid-state imaging device shown in FIG. 28. 図28に示す固体撮像素子において図6に示す設定例と同じ設定を実現する書き込み制御信号を示すタイミングチャートである。FIG. 29 is a timing chart showing a write control signal for realizing the same setting as the setting example shown in FIG. 6 in the solid-state imaging device shown in FIG. 28. 本発明の第6の実施の形態による電子カメラで用いられる固体撮像素子の概略構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows schematic structure of the solid-state image sensor used with the electronic camera by the 6th Embodiment of this invention. 図32に示す固体撮像素子の撮像領域の一部を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a part of imaging region of the solid-state imaging device shown in FIG. 本発明の第7の実施の形態による電子カメラで用いられる固体撮像素子の概略構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows schematic structure of the solid-state image sensor used with the electronic camera by the 7th Embodiment of this invention. 図34に示す固体撮像素子の撮像領域の一部を示す回路図である。FIG. 35 is a circuit diagram showing a part of an imaging region of the solid-state imaging device shown in FIG. 34. 本発明の第8の実施の形態による電子カメラで用いられる固体撮像素子の概略構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows schematic structure of the solid-state image sensor used with the electronic camera by the 8th Embodiment of this invention. 図36に示す固体撮像素子の1つの画素を示す回路図である。FIG. 37 is a circuit diagram showing one pixel of the solid-state imaging device shown in FIG. 36. 図36に示す固体撮像素子において図6に示す設定例と同じ設定を実現する書き込み制御信号を示すタイミングチャートである。37 is a timing chart showing a write control signal for realizing the same setting as the setting example shown in FIG. 6 in the solid-state imaging device shown in FIG. 36.

以下、本発明による固体撮像素子及び撮像装置について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a solid-state imaging device and an imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]   [First Embodiment]

図1は、本発明の第1の実施の形態による撮像装置としての電子カメラ1を示す概略ブロック図である。   FIG. 1 is a schematic block diagram showing an electronic camera 1 as an imaging device according to the first embodiment of the present invention.

本実施の形態による電子カメラ1は、例えば一眼レフのデジタルカメラとして構成されるが、本発明による撮像装置は、これに限らず、コンパクトカメラなどの他の電子カメラや、携帯電話に搭載された電子カメラや、動画を撮像するビデオカメラ等の電子カメラや、監視用の動画を撮像する監視カメラや、顕微鏡に組み込まれ顕微鏡像を撮像する撮像装置や、望遠鏡に組み込まれ望遠鏡像を撮像する撮像装置などの種々の撮像装置に適用することができる。   The electronic camera 1 according to the present embodiment is configured as, for example, a single-lens reflex digital camera. However, the imaging apparatus according to the present invention is not limited to this, and is mounted on another electronic camera such as a compact camera or a mobile phone. An electronic camera, an electronic camera such as a video camera that captures moving images, a surveillance camera that captures moving images for monitoring, an imaging device that is incorporated into a microscope and captures a microscope image, and an imaging device that is incorporated into a telescope to capture a telescope image The present invention can be applied to various imaging devices such as a device.

電子カメラ1には、撮影レンズ2が装着される。この撮影レンズ2は、レンズ制御部3によってフォーカスや絞りが駆動される。この撮影レンズ2の像空間には、固体撮像素子4の撮像面が配置される。   A photographing lens 2 is attached to the electronic camera 1. The photographing lens 2 is driven by a lens control unit 3 for focus and diaphragm. In the image space of the photographic lens 2, the imaging surface of the solid-state imaging device 4 is arranged.

固体撮像素子4は、撮像制御部5の指令によって駆動され、デジタルの画像信号を出力する。静止画撮影時などでは、撮像制御部5は、例えば、全画素を同時にリセットするいわゆるグローバルリセット後に、図示しないメカニカルシャッタで露光した後に、所定の読み出し動作を行うように固体撮像素子4を制御する。また、電子ビューファインダーモード時や動画撮影時(後述する第1及び第2の部分領域撮影モード時や全領域撮影モード時等)などでは、撮像制御部5は、例えばいわゆるローリング電子シャッタを行いつつ所定の読み出し動作を行うように固体撮像素子4を制御する。デジタル信号処理部6は、固体撮像素子4から出力されるデジタルの画像信号に対して、デジタル増幅、色補間処理、ホワイトバランス処理などの画像処理等を行う。デジタル信号処理部6による処理後の画像信号は、メモリ7に一旦蓄積される。メモリ7は、バス8に接続されている。バス8には、レンズ制御部3、撮像制御部5、CPU9、液晶表示パネル等の表示部10、記録部11、画像圧縮部12及び画像処理部13なども接続される。CPU9には、レリーズ釦などの操作部14が接続される。記録部11には記録媒体11aが着脱自在に装着される。   The solid-state imaging device 4 is driven by a command from the imaging control unit 5 and outputs a digital image signal. At the time of still image shooting or the like, the imaging control unit 5 controls the solid-state imaging device 4 so as to perform a predetermined readout operation after exposure with a mechanical shutter (not shown) after so-called global reset that resets all pixels simultaneously, for example. . Further, in the electronic viewfinder mode or in moving image shooting (in the first and second partial area shooting modes and in the whole area shooting mode described later), the imaging control unit 5 performs, for example, a so-called rolling electronic shutter. The solid-state imaging device 4 is controlled so as to perform a predetermined reading operation. The digital signal processing unit 6 performs image processing such as digital amplification, color interpolation processing, and white balance processing on the digital image signal output from the solid-state imaging device 4. The image signal processed by the digital signal processing unit 6 is temporarily stored in the memory 7. The memory 7 is connected to the bus 8. The bus 8 is also connected with a lens control unit 3, an imaging control unit 5, a CPU 9, a display unit 10 such as a liquid crystal display panel, a recording unit 11, an image compression unit 12 and an image processing unit 13. An operation unit 14 such as a release button is connected to the CPU 9. A recording medium 11a is detachably attached to the recording unit 11.

電子カメラ1内のCPU9は、操作部14の操作により電子ビューファインダーモードや動画撮影や静止画撮影などが指示されると、それに合わせて撮像制御部5を駆動する。このとき、レンズ制御部3によって、フォーカスや絞りが適宜調整される。固体撮像素子4は、撮像制御部5の指令によって駆動され、デジタルの画像信号を出力する。固体撮像素子4からのデジタルの画像信号は、デジタル信号処理部6で処理された後に、メモリ7に蓄積される。CPU9は、電子ビューファインダーモード時にはその画像信号を表示部10に画像表示させ、動画撮影時にはその画像信号を記録媒体11aに記録する。静止画撮影時などの場合は、CPU9は、固体撮像素子4からのデジタルの画像信号がデジタル信号処理部6で処理されてメモリ7に蓄積された後に、操作部14の指令に基づき、必要に応じて画像処理部13や画像圧縮部12にて所望の処理を行い、記録部11に処理後の信号を出力させ記録媒体11aに記録する。   When an electronic viewfinder mode, moving image shooting, still image shooting, or the like is instructed by operation of the operation unit 14, the CPU 9 in the electronic camera 1 drives the imaging control unit 5 accordingly. At this time, the lens controller 3 appropriately adjusts the focus and the aperture. The solid-state imaging device 4 is driven by a command from the imaging control unit 5 and outputs a digital image signal. A digital image signal from the solid-state imaging device 4 is processed by the digital signal processing unit 6 and then stored in the memory 7. The CPU 9 displays the image signal on the display unit 10 in the electronic viewfinder mode, and records the image signal in the recording medium 11a during moving image shooting. In the case of still image shooting or the like, after the digital image signal from the solid-state imaging device 4 is processed by the digital signal processing unit 6 and accumulated in the memory 7, the CPU 9 is necessary based on a command from the operation unit 14. In response, the image processing unit 13 or the image compression unit 12 performs desired processing, and the recording unit 11 outputs the processed signal and records it on the recording medium 11a.

図2は、図1中の固体撮像素子4の概略構成を示す回路図である。本実施の形態では、固体撮像素子4は、CMOS型の固体撮像素子として構成されているが、例えば、他のXYアドレス型固体撮像素子として構成してもよい。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the solid-state imaging device 4 in FIG. In the present embodiment, the solid-state imaging device 4 is configured as a CMOS type solid-state imaging device, but may be configured as another XY address type solid-state imaging device, for example.

固体撮像素子4は、撮像領域21においてN行M列に2次元マトリクス状に配置された画素PXと、垂直走査回路22と、領域設定回路23と、画素PXの行毎に設けられた制御線24〜26と、画素PXの列毎に設けられ対応する列の画素PXからの信号を受け取る複数の(M本の)垂直信号線27と、各垂直信号線27に設けられた定電流源28と、各垂直信号線27に対応して設けられたカラムアンプ29、CDS回路(相関2重サンプリング回路)30及びA/D変換器31と、水平読み出し回路32と、撮像領域21の既定部分領域AR(後述する図3参照)毎に設けられた制御線33とを有している。既定部分領域ARは、撮像領域21の予め定められた一部の領域(部分領域)である。   The solid-state imaging device 4 includes a pixel PX arranged in a two-dimensional matrix in N rows and M columns in the imaging region 21, a vertical scanning circuit 22, a region setting circuit 23, and a control line provided for each row of the pixels PX. 24-26, a plurality of (M) vertical signal lines 27 provided for each column of the pixels PX and receiving signals from the pixels PX in the corresponding column, and a constant current source 28 provided for each vertical signal line 27 A column amplifier 29, a CDS circuit (correlated double sampling circuit) 30 and an A / D converter 31, a horizontal readout circuit 32, and a predetermined partial area of the imaging area 21 provided corresponding to each vertical signal line 27. And a control line 33 provided for each AR (see FIG. 3 described later). The predetermined partial area AR is a predetermined partial area (partial area) of the imaging area 21.

なお、カラムアンプ29として、アナログ増幅器を用いてもよいし、いわゆるスイッチトキャパシタアンプを用いてもよい。また、カラムアンプ29は、必ずしも設けなくてもよい。   The column amplifier 29 may be an analog amplifier or a so-called switched capacitor amplifier. Further, the column amplifier 29 is not necessarily provided.

図3は、図1中の固体撮像素子4(特にその撮像領域21)を模式的に示す概略平面図である。本実施の形態では、図3に示すように、固体撮像素子4の撮像領域21は、マトリクス状に配置され予め定められたJ行K列のJ×K個の既定部分領域ARに分けられている。各既定部分領域ARを区別する場合、j行目かつk列目の既定部分領域ARは符号AR(j,k)で示す。各既定部分領域ARは、図4及び図5に示すように、A行B列のA×B個(Aは2以上の整数、Bは1以上の整数)の画素PXからなる。本実施の形態では、各既定部分領域ARの大きさ(画素PXの行数A及び列数B)は互いに同じになっているが、本発明ではこれに限らない。ただし、各既定部分領域ARの画素PXの行数Aは互いに同じであることが好ましい。   FIG. 3 is a schematic plan view schematically showing the solid-state imaging device 4 (particularly, its imaging region 21) in FIG. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the imaging area 21 of the solid-state imaging device 4 is divided into J × K predetermined partial areas AR arranged in a matrix and having predetermined J rows and K columns. Yes. When distinguishing each predetermined partial area AR, the predetermined partial area AR in the j-th row and the k-th column is indicated by a symbol AR (j, k). As shown in FIGS. 4 and 5, each predetermined partial area AR is composed of A × B (A is an integer of 2 or more, B is an integer of 1 or more) pixels PX of A rows and B columns. In the present embodiment, the sizes of the predetermined partial areas AR (the number of rows A and the number of columns B of the pixels PX) are the same, but the present invention is not limited to this. However, the number of rows A of the pixels PX in each predetermined partial area AR is preferably the same.

図4は、図1中の固体撮像素子4の撮像領域21の一部をなす既定部分領域ARを示す回路図である。図4では、j行目かつk列目の既定部分領域AR(j,k)と、これに隣接するj−1行目かつk列目の既定部分領域AR(j−1,k)の一部を示している。既定部分領域AR(j,k)は、n行目から(n+A−1)行目までに並んだA行かつB列のA×B個の画素PXからなる。図4では、図面表記の便宜上、各制御線24〜26,33及び後述する給電線34の接続状態は示していないが、各制御線24〜26は画素PXの行毎に共通に接続され、制御線33は既定部分領域AR毎に共通に接続され、給電線34は全画素PXに共通に接続されている。   FIG. 4 is a circuit diagram showing a predetermined partial area AR that forms a part of the imaging area 21 of the solid-state imaging device 4 in FIG. In FIG. 4, a predetermined partial area AR (j, k) in the j-th row and the k-th column and a predetermined partial region AR (j−1, k) in the j−1-th row and the k-th column adjacent thereto are shown. Shows the part. The predetermined partial area AR (j, k) is composed of A × B pixels PX of A rows and B columns arranged from the nth row to the (n + A−1) th row. In FIG. 4, for convenience of drawing notation, connection states of the control lines 24 to 26 and 33 and a power supply line 34 to be described later are not shown, but the control lines 24 to 26 are connected in common for each row of the pixels PX. The control line 33 is commonly connected to each predetermined partial area AR, and the power supply line 34 is commonly connected to all the pixels PX.

本実施の形態では、いずれの画素PXも同一の回路構成を有している。本実施の形態では、各画素PXは、一般的なCMOSイメージセンサと異なり、当該画素PXを選択するための選択トランジスタを2つ(SEL,ASEL)有しているが、各画素PXのその他の構成は、一般的なCMOSイメージセンサと同様である。   In the present embodiment, all the pixels PX have the same circuit configuration. In this embodiment, each pixel PX has two selection transistors (SEL, ASEL) for selecting the pixel PX, unlike a general CMOS image sensor. The configuration is the same as that of a general CMOS image sensor.

すなわち、各画素PXは、図4に示すように、入射光に応じた電荷を生成し蓄積する光電変換部としてのフォトダイオードPDと、前記電荷を受け取って前記電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部としてのフローティング容量部FDと、フローティング容量部FDの電位に応じた信号を当該画素PXの出力信号として出力する増幅部としての増幅トランジスタAMPと、フォトダイオードPDからフローティング容量部FDに電荷を転送する転送トランジスタTXと、フローティング容量部FDの電位をリセットするリセットトランジスタRSTと、当該画素PXを選択するための第1の選択部としての選択スイッチをなす選択トランジスタSELと、当該画素PXを選択するための第2の選択部としての選択スイッチをなす選択トランジスタASELを有し、図4に示すように接続されている。本実施の形態では、全画素PXの増幅トランジスタAMPのドレイン(図4中のb点)は、給電線34により共通に接続され、そこには、増幅トランジスタAMPの電源電圧として、増幅トランジスタAMPの動作に有効である有効電圧レベルVDDが固定的に供給される。この有効電圧レベルVDDは、給電線34により、各画素PXのリセットトランジスタRSTのドレインにも供給されている。なお、図2において、給電線34の図示は省略している。   That is, as shown in FIG. 4, each pixel PX includes a photodiode PD as a photoelectric conversion unit that generates and accumulates charge according to incident light, and charge-voltage conversion that receives the charge and converts the charge into a voltage. Charge is transferred from the photodiode PD to the floating capacitor FD, the floating capacitor FD serving as the pixel, the amplifier transistor AMP serving as the output signal of the pixel PX, and a signal corresponding to the potential of the floating capacitor FD A transfer transistor TX to be reset, a reset transistor RST to reset the potential of the floating capacitor FD, a selection transistor SEL serving as a selection switch as a first selection unit for selecting the pixel PX, and the pixel PX. Selection transistor as a second selection unit for the selection switch Has ASEL, are connected as shown in FIG. In the present embodiment, the drains (points b in FIG. 4) of the amplification transistors AMP of all the pixels PX are connected in common by the feeder line 34, and there are the power supply voltages of the amplification transistors AMP as the power supply voltage of the amplification transistors AMP. An effective voltage level VDD that is effective for the operation is fixedly supplied. This effective voltage level VDD is also supplied to the drain of the reset transistor RST of each pixel PX by the power supply line 34. In FIG. 2, illustration of the feeder line 34 is omitted.

本実施の形態では、各画素PXの出力信号は、当該画素PXの前記第1及び第2の選択部が両方とも選択状態である場合にのみ、当該画素PXの出力信号及び当該画素PXに対して列方向に並んだ画素PXの出力信号を受け取る垂直信号線27に出力される。これは、具体的には、本実施の形態では、各画素PXにおいて、増幅トランジスタAMPのソースと当該画素PXに対応する垂直信号線27との間に、選択トランジスタSEL,ASELが直列に接続されることによって、実現されている。選択トランジスタSEL,ASELが両方ともオンしている(選択状態である)場合にのみ、当該画素PXの出力信号が垂直信号線27に出力される。なお、増幅トランジスタAMPと垂直信号線27との間における選択トランジスタSEL及び選択トランジスタASELの接続順序は、図4に示す順序と逆でもよい。   In the present embodiment, the output signal of each pixel PX is output from the output signal of the pixel PX and the pixel PX only when both the first and second selection units of the pixel PX are selected. Are output to the vertical signal lines 27 that receive the output signals of the pixels PX arranged in the column direction. Specifically, in this embodiment, in each pixel PX, the selection transistors SEL and ASEL are connected in series between the source of the amplification transistor AMP and the vertical signal line 27 corresponding to the pixel PX. Has been realized. The output signal of the pixel PX is output to the vertical signal line 27 only when both the selection transistors SEL and ASEL are on (in a selected state). Note that the connection order of the selection transistor SEL and the selection transistor ASEL between the amplification transistor AMP and the vertical signal line 27 may be reverse to the order shown in FIG.

図面には示していないが、本実施の形態では、各々の画素PXのフォトダイオードPDの光入射側には、それぞれが異なる色成分の光を透過させる複数種類のカラーフィルタが、所定の色配列(例えば、ベイヤー配列)で配置されている。画素PXは、カラーフィルタでの色分解によって各色に対応する電気信号を出力する。   Although not shown in the drawings, in the present embodiment, a plurality of types of color filters that transmit light of different color components are arranged in a predetermined color array on the light incident side of the photodiode PD of each pixel PX. (For example, a Bayer array). The pixel PX outputs an electrical signal corresponding to each color by color separation with a color filter.

なお、本実施の形態では、トランジスタTX,AMP,RST,SEL,ASELは、全てnMOSトランジスタである。   In the present embodiment, the transistors TX, AMP, RST, SEL, and ASEL are all nMOS transistors.

転送トランジスタTXのゲートは画素PXの行毎に制御線25に共通に接続され、そこには、制御信号φTXが垂直走査回路22から供給される。リセットトランジスタRSTのゲートは画素PXの行毎に制御線24に共通に接続され、そこには、制御信号φRSTが垂直走査回路22から供給される。選択トランジスタSELのゲートは行毎に制御線26に共通に接続され、そこには、制御信号φSELが垂直走査回路22から供給される。各制御信号φTXを行毎に区別する場合、n行目の画素PXの転送トランジスタTXのゲートに供給される制御信号φTXは符号φTX(n)で示す。この点は、他の制御信号φRST,φSELについても同様である。   The gate of the transfer transistor TX is commonly connected to the control line 25 for each row of the pixels PX, and a control signal φTX is supplied thereto from the vertical scanning circuit 22. The gate of the reset transistor RST is commonly connected to the control line 24 for each row of the pixels PX, and a control signal φRST is supplied from the vertical scanning circuit 22 thereto. The gates of the selection transistors SEL are commonly connected to the control line 26 for each row, and a control signal φSEL is supplied from the vertical scanning circuit 22 thereto. When distinguishing each control signal φTX for each row, the control signal φTX supplied to the gate of the transfer transistor TX of the pixel PX in the n-th row is indicated by a symbol φTX (n). The same applies to the other control signals φRST and φSEL.

選択トランジスタASELのゲート(図4中のa点)は既定部分領域AR毎に制御線33に共通に接続され、そこには、制御信号φASELが領域設定回路23から供給される。図5は、図4に示す回路を、制御線33による各既定部分領域ARの選択トランジスタASELのゲート(a点)の接続関係に着目して抽象化して示したものである。各制御信号φASELを既定部分領域AR毎に区別する場合、j行目かつk列目の既定部分領域AR(j,k)の画素PXの選択トランジスタASELのゲートに供給される制御信号φASELは符号φASEL(j,k)で示す。なお、領域設定回路23の配置や制御線33の実際の配置(引き回す経路等)は、何ら限定されるものではない。   The gate (point a in FIG. 4) of the selection transistor ASEL is commonly connected to the control line 33 for each predetermined partial area AR, and a control signal φASEL is supplied from the area setting circuit 23 thereto. FIG. 5 shows an abstraction of the circuit shown in FIG. 4 while focusing on the connection relationship between the gates (points a) of the selection transistors ASEL in the predetermined partial areas AR by the control lines 33. When each control signal φASEL is distinguished for each predetermined partial area AR, the control signal φASEL supplied to the gate of the selection transistor ASEL of the pixel PX in the predetermined partial area AR (j, k) in the j-th row and the k-th column is a sign. This is indicated by φASEL (j, k). The arrangement of the area setting circuit 23 and the actual arrangement of the control lines 33 (routes to be routed) are not limited at all.

領域設定回路23は、図1中の撮像制御部5による制御下で、撮像領域21のうちの既定部分領域ARの各々毎に、当該既定部分領域ARの画素PXの前記第2の選択部としての選択トランジスタASELを一括して選択状態又は非選択状態にするための選択制御信号としての制御信号φASELを供給する。これにより、領域設定回路23は、撮像領域21のうちの画素PXの出力信号を読み出す領域として、選択トランジスタASELを選択状態にした既定部分領域ARを、設定する。   The area setting circuit 23 serves as the second selection unit for the pixels PX of the predetermined partial area AR for each predetermined partial area AR in the imaging area 21 under the control of the imaging control unit 5 in FIG. A control signal φASEL is supplied as a selection control signal for bringing the selection transistors ASEL together into a selected state or a non-selected state. Thereby, the area setting circuit 23 sets the predetermined partial area AR in which the selection transistor ASEL is selected as an area for reading the output signal of the pixel PX in the imaging area 21.

垂直走査回路22は、図1中の撮像制御部5による制御下で、画素PXの行毎に、制御信号φTX,φRST,φSELをそれぞれ出力し、領域設定回路23による領域設定動作と相俟って、静止画読み出し動作や、後述する第1及び第2の部分領域撮影モード等の動画読み出し動作などを実現する。この制御によって、領域設定回路23により設定された領域の画素PXの信号(アナログ信号)が、それに対応する垂直信号線27に供給される。   The vertical scanning circuit 22 outputs control signals φTX, φRST, and φSEL for each row of the pixels PX under the control of the imaging control unit 5 in FIG. 1, and is combined with the region setting operation by the region setting circuit 23. Thus, a still image reading operation and a moving image reading operation such as first and second partial area shooting modes described later are realized. By this control, the signal (analog signal) of the pixel PX in the region set by the region setting circuit 23 is supplied to the corresponding vertical signal line 27.

垂直信号線27に読み出された信号は、各列毎に、カラムアンプ29で増幅され更にCDS回路30にて光信号(画素PXで光電変換された光情報を含む信号)と暗信号(光信号から差し引くべきノイズ成分を含む差分用信号)との差分を得る処理が施された後に、A/D変換器31にてデジタル信号に変換され、そのデジタル信号はA/D変換器31に保持される。各A/D変換器31に保持されたデジタルの画像信号は、水平読み出し回路32によって水平走査され、必要に応じて所定の信号形式に変換されて、外部(図1中のデジタル信号処理部6)へ出力される。   The signal read out to the vertical signal line 27 is amplified for each column by the column amplifier 29, and further, the optical signal (the signal including optical information photoelectrically converted by the pixel PX) and the dark signal (light) by the CDS circuit 30. After being subjected to a process for obtaining a difference from a signal (difference signal including a noise component to be subtracted from the signal), it is converted into a digital signal by the A / D converter 31, and the digital signal is held in the A / D converter 31. Is done. The digital image signal held in each A / D converter 31 is horizontally scanned by a horizontal readout circuit 32, converted into a predetermined signal format as necessary, and externally (digital signal processing unit 6 in FIG. 1). ).

なお、CDS回路30は、図1中の撮像制御部5による制御下でタイミング発生回路(図示せず)から暗信号サンプリング信号φDARKCを受け、φDARKCがハイレベル(H)からローレベル(L)に切り換わるタイミングでカラムアンプ29の出力信号を暗信号としてサンプリングするとともに、図1中の撮像制御部5による制御下で前記タイミング発生回路から光信号サンプリング信号φSIGCを受け、φSIGCがハイレベルからローレベルに切り換わるタイミングでカラムアンプ29の出力信号を光信号としてサンプリングする。そして、CDS回路30は、前記タイミング発生回路からのクロックやパルスに基づいて、サンプリングした暗信号と光信号との差分に応じた信号を出力する。このようなCDS回路30の構成としては、公知の構成を採用することができる。   The CDS circuit 30 receives a dark signal sampling signal φDARKC from a timing generation circuit (not shown) under the control of the imaging control unit 5 in FIG. 1, and φDARKC is changed from a high level (H) to a low level (L). The output signal of the column amplifier 29 is sampled as a dark signal at the switching timing, and receives the optical signal sampling signal φSIGC from the timing generation circuit under the control of the imaging control unit 5 in FIG. 1, and φSIGC is changed from the high level to the low level. The output signal of the column amplifier 29 is sampled as an optical signal at the timing of switching to. Then, the CDS circuit 30 outputs a signal corresponding to the difference between the sampled dark signal and the optical signal based on the clock and pulse from the timing generation circuit. As the configuration of such a CDS circuit 30, a known configuration can be adopted.

図6は、部分領域撮影モードにおいて、固体撮像素子4の撮像領域21のうちの読み出す部分領域の設定例を模式的に示す図である。部分領域撮影モードは、固体撮像素子4の撮像領域21のうちの所望の1つ又は所望の複数の部分領域の画素PXの出力信号を選択的に読み出す動作モードである。理解を容易にするため、図6では、N=9、M=12、A=3及びB=3であるものとし、撮像領域21が9行12列の9×12個の画素PXからなり、各既定部分領域ARが3行3列の画素PXからなるものとしている。N,M,A,Bの値が他の値であっても、以下の説明は同様に適合する。   FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a setting example of a partial area to be read out of the imaging area 21 of the solid-state imaging device 4 in the partial area imaging mode. The partial area imaging mode is an operation mode in which the output signal of the pixel PX in one or more desired partial areas in the imaging area 21 of the solid-state imaging device 4 is selectively read out. For ease of understanding, in FIG. 6, it is assumed that N = 9, M = 12, A = 3, and B = 3, and the imaging region 21 is composed of 9 × 12 pixels PX in 9 rows and 12 columns, Each predetermined partial area AR is assumed to be composed of pixels PX of 3 rows and 3 columns. Even if the values of N, M, A, and B are other values, the following description is similarly applicable.

図6において、読み出す4つの部分領域として設定された既定部分領域AR(3,1),AR(1,2),AR(2,3),AR(1,4)には、ハッチングを付している。本例では、読み出す各1つの部分領域は、1つの既定部分領域ARからなる。   In FIG. 6, the predetermined partial areas AR (3, 1), AR (1, 2), AR (2, 3), and AR (1, 4) set as the four partial areas to be read are hatched. ing. In this example, each partial area to be read is composed of one predetermined partial area AR.

図7は、図1中の固体撮像素子4において図6に示す設定例を実現する選択制御信号φASELを示している。既定部分領域AR(3,1),AR(1,2),AR(2,3),AR(1,4)の選択トランジスタASELのゲートに供給される選択制御信号φASEL(3,1),φASEL(1,2),φASEL(2,3),φASEL(1,4)はハイレベル(H)に維持され、他の選択制御信号φASELはローレベル(L)に維持される。これにより、既定部分領域AR(3,1),AR(1,2),AR(2,3),AR(1,4)の選択トランジスタASELがオンに維持される一方で、他の既定部分領域ARの選択トランジスタASELはオフに維持される。   FIG. 7 shows a selection control signal φASEL for realizing the setting example shown in FIG. 6 in the solid-state imaging device 4 in FIG. Selection control signal φASEL (3,1), supplied to the gates of the selection transistors ASEL of the predetermined partial areas AR (3,1), AR (1,2), AR (2,3), AR (1,4), φASEL (1,2), φASEL (2,3), φASEL (1,4) are maintained at a high level (H), and other selection control signals φASEL are maintained at a low level (L). As a result, the selection transistors ASEL in the predetermined partial areas AR (3, 1), AR (1, 2), AR (2, 3), and AR (1, 4) are kept on, while other predetermined parts The selection transistor ASEL in the area AR is kept off.

本実施の形態では、部分領域撮影モードにおいて、読み出す部分領域が図6に示すように設定される場合には、例えば、図8に示すように読み出し制御が行われる。図8は、図1中の固体撮像素子4の部分領域撮影モード時の読み出し制御の一例を示すタイミングチャートである。   In the present embodiment, when the partial area to be read is set as shown in FIG. 6 in the partial area shooting mode, for example, reading control is performed as shown in FIG. FIG. 8 is a timing chart showing an example of readout control in the partial area shooting mode of the solid-state imaging device 4 in FIG.

図8に示す例では、垂直走査回路22によって、期間T1において、各既定部分領域ARにおける1行目の画素PXの行に相当する撮像領域21における1行目、4行目及び7行目の画素PXの行について同時に読み出し制御が行われ、その次の期間T2において、各既定部分領域ARにおける2行目の画素PXの行に相当する撮像領域21における2行目、5行目及び8行目の画素PXの行について同時に読み出し制御が行われ、その次の期間T3において、各既定部分領域ARにおける3行目の画素PXの行に相当する撮像領域21における3行目、6行目及び9行目の画素PXの行について同時に読み出し制御が行われ、これにより1フレーム分の読み出しが終了する。期間T1〜T3を順次繰り返すことで、複数のフレームがローリング電子シャッタにより読み出される。例えば、1行目の画素PXの露光期間は、1行目の制御信号φTX(1)が前回ハイレベルからローレベルになった時点から制御信号φTX(1)が今回ハイレベルからローレベルになった時点までの期間となる。各期間T1〜T3の読み出し制御について、以下に詳述する。   In the example shown in FIG. 8, the vertical scanning circuit 22 causes the first, fourth, and seventh rows in the imaging region 21 corresponding to the row of the first pixel PX in each predetermined partial region AR in the period T1. The readout control is simultaneously performed for the row of the pixels PX, and in the next period T2, the second row, the fifth row, and the eighth row in the imaging region 21 corresponding to the row of the second pixel PX in each predetermined partial region AR. The readout control is simultaneously performed for the row of the pixel PX, and in the next period T3, the third row, the sixth row in the imaging region 21 corresponding to the row of the third pixel PX in each predetermined partial region AR, and Read control is simultaneously performed on the ninth row of pixels PX, thereby completing reading for one frame. By sequentially repeating the periods T1 to T3, a plurality of frames are read by the rolling electronic shutter. For example, during the exposure period of the pixel PX in the first row, the control signal φTX (1) changes from the current high level to the low level from the time when the control signal φTX (1) in the first row changes from the previous high level to the low level. This is the period up to the point in time. The read control during each period T1 to T3 will be described in detail below.

各期間T1〜T3の開始直前には、全ての行の画素PXのトランジスタSEL,RST,TXはオフしている。   Immediately before the start of each of the periods T1 to T3, the transistors SEL, RST, TX of the pixels PX in all rows are turned off.

期間T1において、1行目のφSEL(1)、4行目のφSEL(4)及び7行目のφSEL(7)がハイレベルにされ、1行目、4行目及び7行目の画素PXの選択トランジスタSEL(1),SEL(4),SEL(7)がオンにされ、1行目、4行目及び7行目の画素PXが選択される。ところが、今は図6に示す設定例が実現されるように選択制御信号φASELが図7に示すようになっているので、1行目の画素PXのうちのハッチングが付されている列(4列目乃至6列目、10列目乃至12列目)の画素PXの選択トランジスタASELがオンし、1行目の画素PXのうちのハッチングが付されていない列(1列目乃至3列目、7列目乃至9列目)の画素PXの選択トランジスタASELがオフしている。また、4行目の画素PXのうちのハッチングが付されている列(7列目乃至9列目)の画素PXの選択トランジスタASELがオンし、4行目の画素PXのうちのハッチングが付されていない列(1列目乃至6列目、10列目乃至12列目)の画素PXの選択トランジスタASELがオフしている。さらに、7行目の画素PXのうちのハッチングが付されている列(1列目乃至3列目)の画素PXの選択トランジスタASELがオンし、7行目の画素PXのうちのハッチングが付されていない列(4列目乃至12列目)の画素PXの選択トランジスタASELがオフしている。   In the period T1, the first row φSEL (1), the fourth row φSEL (4), and the seventh row φSEL (7) are set to the high level, and the first row, fourth row, and seventh row pixels PX are set. The selection transistors SEL (1), SEL (4), and SEL (7) are turned on, and the pixels PX in the first, fourth, and seventh rows are selected. However, since the selection control signal φASEL is now as shown in FIG. 7 so that the setting example shown in FIG. 6 is realized, the hatched column (4 The selection transistors ASEL of the pixels PX in the first to sixth columns, the tenth to twelfth columns) are turned on, and the non-hatched columns (first to third columns) among the pixels PX in the first row. , 7th column to 9th column) the selection transistor ASEL of the pixel PX is off. In addition, the selection transistor ASEL of the pixel PX in the column (the seventh column to the ninth column) in the fourth row of pixels PX is turned on, and the hatching of the pixel PX in the fourth row is added. The selection transistors ASEL of the pixels PX in the non-applied columns (1st to 6th columns, 10th to 12th columns) are turned off. Further, the selection transistor ASEL of the pixel PX in the column (the first column to the third column) in the hatched pixel PX in the seventh row is turned on, and the hatching in the pixel PX in the seventh row is added. The selection transistors ASEL of the pixels PX in the non-applied columns (fourth to twelfth columns) are turned off.

したがって、期間T1において、選択トランジスタSEL,ASELの両方がオンしている画素PX(1行目における4列目乃至6列目及び10列目乃至12列目の画素PX、4行目における7列目乃至9列目の画素PX、7行目における1列目乃至3列目の画素PX)のみの出力信号が、対応する垂直信号線27に出力し得る状態となっている。   Accordingly, in the period T1, the pixels PX in which both the selection transistors SEL and ASEL are on (the fourth column to the sixth column in the first row, the pixel PX in the tenth column to the twelfth column, the seventh column in the fourth row). The output signals of only the pixels PX of the first to ninth columns and the pixels PX of the first to third columns in the seventh row can be output to the corresponding vertical signal lines 27.

期間T1の開始直後から一定時間だけ、1行目、4行目及び7行目の制御信号φRST(1),φRST(4),φRST(7)がハイレベルにされ、1行目、4行目及び7行目の画素PXのリセットトランジスタRSTが一旦オンにされ、フローティング容量部FDの電位(増幅トランジスタAMPのゲートの電位)が一旦電圧レベルVDDにリセットされる。   The control signals φRST (1), φRST (4), φRST (7) of the first row, the fourth row, and the seventh row are set to the high level for a certain time immediately after the start of the period T1, and the first row, the fourth row The reset transistors RST of the pixels PX in the first and seventh rows are once turned on, and the potential of the floating capacitor FD (the potential of the gate of the amplification transistor AMP) is once reset to the voltage level VDD.

期間T1中のその後の時点t1から一定期間だけ、暗信号サンプリング信号φDARKCがハイレベルにされることによって、1行目における4列目乃至6列目及び10列目乃至12列目の画素PX、4行目における7列目乃至9列目の画素PX、及び、7行目における1列目乃至3列目の画素PXの増幅トランジスタAMPのゲートに現れる電位が、当該画素PXの増幅トランジスタAMPで増幅された後に当該画素PXの選択トランジスタSEL,ASELを経由して、当該画素PXに対応する垂直信号線27に出力され、カラムアンプ29で増幅された後に、暗信号としてCDS回路30によりサンプリングされる。   The dark signal sampling signal φDARKC is set to a high level only for a certain period from the subsequent time point t1 in the period T1, whereby the pixels PX in the fourth to sixth columns and the tenth to twelfth columns in the first row, The potentials appearing at the gates of the amplification transistors AMP of the pixels PX in the seventh to ninth columns in the fourth row and the pixels PX in the first to third columns in the seventh row are the amplification transistors AMP of the pixels PX. After being amplified, the signal is output to the vertical signal line 27 corresponding to the pixel PX via the selection transistors SEL and ASEL of the pixel PX, amplified by the column amplifier 29, and then sampled by the CDS circuit 30 as a dark signal. The

期間T1中のその後の時点t2から一定期間だけ、1行目、4行目及び7行目の制御信号φTX(1),φTX(4),φTX(7)がハイレベルにされて1行目、4行目及び7行目の画素PXの転送トランジスタTXがオンにされる。これにより、1行目、4行目及び7行目の画素PXのフォトダイオードPDに蓄積されていた信号電荷が、1行目、4行目及び7行目の画素PXのフローティング容量部FDにそれぞれ転送される。1行目、4行目及び7行目の画素PXのフローティング容量部FDの電位(増幅トランジスタAMPのゲートの電位)は、ノイズ成分を除くと、この各信号電荷の量と1行目、4行目及び7行目の画素PXのフローティング容量部FDの各容量値の逆数とに比例した値となる。   The control signals φTX (1), φTX (4), φTX (7) in the first row, the fourth row, and the seventh row are set to the high level for a certain period from the subsequent time t2 in the period T1, and the first row. The transfer transistors TX of the pixels PX in the fourth and seventh rows are turned on. Thereby, the signal charges accumulated in the photodiodes PD of the pixels PX in the first row, the fourth row, and the seventh row are transferred to the floating capacitance portions FD of the pixels PX in the first row, the fourth row, and the seventh row. Each is forwarded. The potentials of the floating capacitor portions FD of the pixels PX in the first row, the fourth row, and the seventh row (the potential of the gate of the amplification transistor AMP) are the amount of each signal charge and the first row, This value is proportional to the reciprocal of each capacitance value of the floating capacitance portions FD of the pixels PX in the rows and the seventh row.

期間T1中のその後の時点t3から一定期間だけ、光信号サンプリング信号φSIGCがハイレベルにされることによって、1行目における4列目乃至6列目及び10列目乃至12列目の画素PX、4行目における7列目乃至9列目の画素PX、及び、7行目における1列目乃至3列目の画素PXの増幅トランジスタAMPのゲートに現れる電位が、当該画素PXの増幅トランジスタAMPで増幅された後に当該画素PXの選択トランジスタSEL,ASELを経由して、当該画素PXに対応する垂直信号線27に出力され、カラムアンプ29で増幅された後に、光信号としてCDS回路30によりサンプリングされる。   Since the optical signal sampling signal φSIGC is set to a high level for a certain period from the subsequent time point t3 in the period T1, the pixels PX in the fourth to sixth columns and the tenth to twelfth columns in the first row, The potentials appearing at the gates of the amplification transistors AMP of the pixels PX in the seventh to ninth columns in the fourth row and the pixels PX in the first to third columns in the seventh row are the amplification transistors AMP of the pixels PX. After amplification, the signal is output to the vertical signal line 27 corresponding to the pixel PX via the selection transistors SEL and ASEL of the pixel PX, amplified by the column amplifier 29, and then sampled by the CDS circuit 30 as an optical signal. The

その後にφSIGCがローレベルになった時点の後に、CDS回路30は、先程サンプリングした暗信号と先程サンプリングした光信号との差分に応じた信号を出力する。A/D変換器31は、この差分に応じた信号をデジタル信号に変換して保持する。各A/D変換器31に保持されたデジタルの画像信号は、水平読み出し回路32によって水平走査され、デジタル信号画像信号として外部(図1中のデジタル信号処理部6)へ出力される。   Thereafter, after φSIGC becomes low level, the CDS circuit 30 outputs a signal corresponding to the difference between the dark signal sampled earlier and the optical signal sampled earlier. The A / D converter 31 converts a signal corresponding to this difference into a digital signal and holds it. The digital image signal held in each A / D converter 31 is horizontally scanned by the horizontal readout circuit 32 and is output to the outside (digital signal processing unit 6 in FIG. 1) as a digital signal image signal.

期間T1後の期間T2において、2行目のφSEL(2)、5行目のφSEL(5)及び8行目のφSEL(8)がハイレベルにされ、2行目、5行目及び8行目の画素PXの選択トランジスタSEL(2),SEL(5),SEL(8)がオンにされ、2行目、5行目及び8行目の画素PXが選択される。ところが、今は図6に示す設定例が実現されるように選択制御信号φASELが図7に示すようになっているので、2行目の画素PXのうちのハッチングが付されている列(4列目乃至6列目、10列目乃至12列目)の画素PXの選択トランジスタASELがオンし、2行目の画素PXのうちのハッチングが付されていない列(1列目乃至3列目、7列目乃至9列目)の画素PXの選択トランジスタASELがオフしている。また、5行目の画素PXのうちのハッチングが付されている列(7列目乃至9列目)の画素PXの選択トランジスタASELがオンし、5行目の画素PXのうちのハッチングが付されていない列(1列目乃至6列目、10列目乃至12列目)の画素PXの選択トランジスタASELがオフしている。さらに、8行目の画素PXのうちのハッチングが付されている列(1列目乃至3列目)の画素PXの選択トランジスタASELがオンし、8行目の画素PXのうちのハッチングが付されていない列(4列目乃至12列目)の画素PXの選択トランジスタASELがオフしている。   In the period T2 after the period T1, the second row φSEL (2), the fifth row φSEL (5), and the eighth row φSEL (8) are set to the high level, and the second row, the fifth row, and the eighth row. The selection transistors SEL (2), SEL (5), and SEL (8) of the pixel PX in the eye are turned on, and the pixels PX in the second row, the fifth row, and the eighth row are selected. However, since the selection control signal φASEL is now as shown in FIG. 7 so that the setting example shown in FIG. 6 is realized, the hatched column (4) of the pixels PX in the second row is provided. The selection transistors ASEL of the pixels PX in the columns 6 to 10 and the columns PX of the second row are not hatched (the 1st to 3rd columns). , 7th column to 9th column) the selection transistor ASEL of the pixel PX is off. In addition, the selection transistor ASEL of the pixel PX in the column (7th to 9th columns) to which hatching is applied among the pixels PX in the 5th row is turned on, and hatching is applied to the pixels PX in the 5th row. The selection transistors ASEL of the pixels PX in the non-applied columns (1st to 6th columns, 10th to 12th columns) are turned off. Further, the selection transistor ASEL of the pixel PX in the column (the first column to the third column) of the eighth row of pixels PX is turned on, and the hatching of the eighth row of pixels PX is performed. The selection transistors ASEL of the pixels PX in the non-applied columns (fourth to twelfth columns) are turned off.

したがって、期間T2において、選択トランジスタSEL,ASELの両方がオンしている画素PX(2行目における4列目乃至6列目及び10列目乃至12列目の画素PX、5行目における7列目乃至9列目の画素PX、8行目における1列目乃至3列目の画素PX)のみの出力信号が、対応する垂直信号線27に出力し得る状態となっている。   Therefore, in the period T2, the pixels PX in which both the selection transistors SEL and ASEL are on (the fourth column to the sixth column in the second row, the pixel PX in the tenth column to the twelfth column, and the seventh column in the fifth row). The output signals of only the pixels PX in the first to ninth columns and the pixels PX in the first to third columns in the eighth row can be output to the corresponding vertical signal lines 27.

期間T2の開始直後から一定時間だけ、2行目、5行目及び8行目の制御信号φRST(2),φRST(5),φRST(8)がハイレベルにされ、2行目、5行目及び8行目の画素PXのリセットトランジスタRSTが一旦オンにされ、フローティング容量部FDの電位(増幅トランジスタAMPのゲートの電位)が一旦電圧レベルVDDにリセットされる。   The control signals φRST (2), φRST (5), φRST (8) of the second row, the fifth row, and the eighth row are set to the high level for a certain time immediately after the start of the period T2, and the second row, the fifth row The reset transistors RST of the pixels PX in the first and eighth rows are once turned on, and the potential of the floating capacitor FD (the potential of the gate of the amplification transistor AMP) is once reset to the voltage level VDD.

期間T2中のその後の時点から一定期間だけ、暗信号サンプリング信号φDARKCがハイレベルにされることによって、2行目における4列目乃至6列目及び10列目乃至12列目の画素PX、5行目における7列目乃至9列目の画素PX、及び、8行目における1列目乃至3列目の画素PXの増幅トランジスタAMPのゲートに現れる電位が、当該画素PXの増幅トランジスタAMPで増幅された後に当該画素PXの選択トランジスタSEL,ASELを経由して、当該画素PXに対応する垂直信号線27に出力され、カラムアンプ29で増幅された後に、暗信号としてCDS回路30によりサンプリングされる。   Since the dark signal sampling signal φDARKC is set to a high level for a certain period from the subsequent time point in the period T2, the pixels PX, 5 in the 4th to 6th columns and 10th to 12th columns in the 2nd row The potentials appearing at the gates of the amplification transistors AMP of the pixels PX in the seventh column to the ninth column in the row and the pixels PX in the first column to the third column in the eighth row are amplified by the amplification transistor AMP of the pixel PX. After that, the signal is output to the vertical signal line 27 corresponding to the pixel PX via the selection transistors SEL and ASEL of the pixel PX, amplified by the column amplifier 29, and then sampled by the CDS circuit 30 as a dark signal. .

期間T2中のその後の時点から一定期間だけ、2行目、5行目及び8行目の制御信号φTX(2),φTX(5),φTX(8)がハイレベルにされて2行目、5行目及び8行目の画素PXの転送トランジスタTXがオンにされる。これにより、2行目、5行目及び8行目の画素PXのフォトダイオードPDに蓄積されていた信号電荷が、2行目、5行目及び8行目の画素PXのフローティング容量部FDにそれぞれ転送される。2行目、5行目及び8行目の画素PXのフローティング容量部FDの電位(増幅トランジスタAMPのゲートの電位)は、ノイズ成分を除くと、この各信号電荷の量と2行目、5行目及び8行目の画素PXのフローティング容量部FDの各容量値の逆数とに比例した値となる。   The control signals φTX (2), φTX (5), φTX (8) of the second row, the fifth row, and the eighth row are set to the high level for a certain period from the subsequent time point in the period T2, and the second row, The transfer transistors TX of the pixels PX in the fifth and eighth rows are turned on. As a result, the signal charges accumulated in the photodiodes PD of the pixels PX in the second row, the fifth row, and the eighth row are transferred to the floating capacitance portions FD of the pixels PX in the second row, the fifth row, and the eighth row. Each is forwarded. The potentials of the floating capacitance portions FD of the pixels PX in the second row, the fifth row, and the eighth row (the potential of the gate of the amplification transistor AMP) are the same as the amount of each signal charge, excluding the noise component. The value is proportional to the reciprocal of each capacitance value of the floating capacitance portions FD of the pixels PX in the rows and the eighth row.

期間T2中のその後の時点から一定期間だけ、光信号サンプリング信号φSIGCがハイレベルにされることによって、2行目における4列目乃至6列目及び10列目乃至12列目の画素PX、5行目における7列目乃至9列目の画素PX、及び、8行目における1列目乃至3列目の画素PXの増幅トランジスタAMPのゲートに現れる電位が、当該画素PXの増幅トランジスタAMPで増幅された後に当該画素PXの選択トランジスタSEL,ASELを経由して、当該画素PXに対応する垂直信号線27に出力され、カラムアンプ29で増幅された後に、光信号としてCDS回路30によりサンプリングされる。   Since the optical signal sampling signal φSIGC is set to a high level for a certain period from the subsequent time point in the period T2, the pixels PX, 5 in the 4th to 6th columns and 10th to 12th columns in the 2nd row The potentials appearing at the gates of the amplification transistors AMP of the pixels PX in the seventh column to the ninth column in the row and the pixels PX in the first column to the third column in the eighth row are amplified by the amplification transistor AMP of the pixel PX. Then, the signal is output to the vertical signal line 27 corresponding to the pixel PX via the selection transistors SEL and ASEL of the pixel PX, amplified by the column amplifier 29, and then sampled by the CDS circuit 30 as an optical signal. .

その後にφSIGCがローレベルになった時点の後に、CDS回路30は、先程サンプリングした暗信号と先程サンプリングした光信号との差分に応じた信号を出力する。A/D変換器31は、この差分に応じた信号をデジタル信号に変換して保持する。各A/D変換器31に保持されたデジタルの画像信号は、水平読み出し回路32によって水平走査され、デジタル信号画像信号として外部(図1中のデジタル信号処理部6)へ出力される。   Thereafter, after φSIGC becomes low level, the CDS circuit 30 outputs a signal corresponding to the difference between the dark signal sampled earlier and the optical signal sampled earlier. The A / D converter 31 converts a signal corresponding to this difference into a digital signal and holds it. The digital image signal held in each A / D converter 31 is horizontally scanned by the horizontal readout circuit 32 and is output to the outside (digital signal processing unit 6 in FIG. 1) as a digital signal image signal.

期間T2後の期間T3において、3行目のφSEL(3)、6行目のφSEL(6)及び9行目のφSEL(9)がハイレベルにされ、3行目、6行目及び9行目の画素PXの選択トランジスタSEL(3),SEL(6),SEL(9)がオンにされ、3行目、6行目及び9行目の画素PXが選択される。ところが、今は図6に示す設定例が実現されるように選択制御信号φASELが図7に示すようになっているので、3行目の画素PXのうちのハッチングが付されている列(4列目乃至6列目、10列目乃至12列目)の画素PXの選択トランジスタASELがオンし、3行目の画素PXのうちのハッチングが付されていない列(1列目乃至3列目、7列目乃至9列目)の画素PXの選択トランジスタASELがオフしている。また、6行目の画素PXのうちのハッチングが付されている列(7列目乃至9列目)の画素PXの選択トランジスタASELがオンし、6行目の画素PXのうちのハッチングが付されていない列(1列目乃至6列目、10列目乃至12列目)の画素PXの選択トランジスタASELがオフしている。さらに、8行目の画素PXのうちのハッチングが付されている列(1列目乃至3列目)の画素PXの選択トランジスタASELがオンし、9行目の画素PXのうちのハッチングが付されていない列(4列目乃至12列目)の画素PXの選択トランジスタASELがオフしている。   In the period T3 after the period T2, the third row φSEL (3), the sixth row φSEL (6), and the ninth row φSEL (9) are set to the high level, and the third row, the sixth row, and the ninth row The selection transistors SEL (3), SEL (6), and SEL (9) of the pixel PX in the eye are turned on, and the pixels PX in the third, sixth, and ninth rows are selected. However, since the selection control signal φASEL is now as shown in FIG. 7 so that the setting example shown in FIG. 6 is realized, the hatched column (4) of the pixels PX in the third row The selection transistors ASEL of the pixels PX in the columns 6 to 10 and the columns PX in the 3rd row are not hatched (the 1st to 3rd columns). , 7th column to 9th column) the selection transistor ASEL of the pixel PX is off. Further, the selection transistor ASEL of the pixel PX in the column (seventh to ninth columns) in the sixth row of pixels PX is turned on, and the hatching of the pixel PX in the sixth row is added. The selection transistors ASEL of the pixels PX in the non-applied columns (1st to 6th columns, 10th to 12th columns) are turned off. Further, the selection transistor ASEL of the pixel PX in the column (the first column to the third column) of the eighth row of pixels PX is turned on, and the hatching of the pixel PX of the ninth row is added. The selection transistors ASEL of the pixels PX in the non-applied columns (fourth to twelfth columns) are turned off.

したがって、期間T3において、選択トランジスタSEL,ASELの両方がオンしている画素PX(3行目における4列目乃至6列目及び10列目乃至12列目の画素PX、6行目における7列目乃至9列目の画素PX、9行目における1列目乃至3列目の画素PX)のみの出力信号が、対応する垂直信号線27に出力し得る状態となっている。   Therefore, in the period T3, the pixels PX in which both the selection transistors SEL and ASEL are on (the fourth column to the sixth column and the tenth column to the twelfth column PX in the third row, the seventh column in the sixth row) The output signals of only the pixels PX of the first to ninth columns and the pixels PX of the first to third columns in the ninth row can be output to the corresponding vertical signal lines 27.

期間T3の開始直後から一定時間だけ、3行目、6行目及び9行目の制御信号φRST(3),φRST(6),φRST(9)がハイレベルにされ、3行目、6行目及び9行目の画素PXのリセットトランジスタRSTが一旦オンにされ、フローティング容量部FDの電位(増幅トランジスタAMPのゲートの電位)が一旦電圧レベルVDDにリセットされる。   The control signals φRST (3), φRST (6), φRST (9) of the third row, the sixth row, and the ninth row are set to the high level for a certain time immediately after the start of the period T3, and the third row, the sixth row The reset transistors RST of the pixels PX in the ninth and ninth rows are once turned on, and the potential of the floating capacitor FD (the potential of the gate of the amplification transistor AMP) is once reset to the voltage level VDD.

期間T3中のその後の時点から一定期間だけ、暗信号サンプリング信号φDARKCがハイレベルにされることによって、3行目における4列目乃至6列目及び10列目乃至12列目の画素PX、6行目における7列目乃至9列目の画素PX、及び、9行目における1列目乃至3列目の画素PXの増幅トランジスタAMPのゲートに現れる電位が、当該画素PXの増幅トランジスタAMPで増幅された後に当該画素PXの選択トランジスタSEL,ASELを経由して、当該画素PXに対応する垂直信号線27に出力され、カラムアンプ29で増幅された後に、暗信号としてCDS回路30によりサンプリングされる。   The dark signal sampling signal φDARKC is set to a high level only for a certain period from the subsequent time point in the period T3, whereby the pixels PX, 6 in the fourth to sixth columns and the tenth to twelfth columns in the third row. The potentials appearing at the gates of the amplification transistors AMP of the pixels PX in the seventh column to the ninth column in the row and the pixels PX in the first column to the third column in the ninth row are amplified by the amplification transistor AMP of the pixel PX. After that, the signal is output to the vertical signal line 27 corresponding to the pixel PX via the selection transistors SEL and ASEL of the pixel PX, amplified by the column amplifier 29, and then sampled by the CDS circuit 30 as a dark signal. .

期間T3中のその後の時点から一定期間だけ、3行目、6行目及び9行目の制御信号φTX(3),φTX(6),φTX(9)がハイレベルにされて3行目、6行目及び9行目の画素PXの転送トランジスタTXがオンにされる。これにより、3行目、6行目及び9行目の画素PXのフォトダイオードPDに蓄積されていた信号電荷が、3行目、6行目及び9行目の画素PXのフローティング容量部FDにそれぞれ転送される。3行目、6行目及び9行目の画素PXのフローティング容量部FDの電位(増幅トランジスタAMPのゲートの電位)は、ノイズ成分を除くと、この各信号電荷の量と3行目、6行目及び9行目の画素PXのフローティング容量部FDの各容量値の逆数とに比例した値となる。   The control signals φTX (3), φTX (6), φTX (9) of the third row, the sixth row, and the ninth row are set to the high level for a certain period from the subsequent time point in the period T3, and the third row, The transfer transistors TX of the pixels PX in the sixth and ninth rows are turned on. As a result, the signal charges accumulated in the photodiodes PD of the pixels PX in the third, sixth, and ninth rows are transferred to the floating capacitance portions FD of the pixels PX in the third, sixth, and ninth rows. Each is forwarded. The potentials of the floating capacitor portions FD of the pixels PX in the third, sixth, and ninth rows (the potential of the gate of the amplification transistor AMP) are the same as the amount of each signal charge, excluding the noise component. This value is proportional to the reciprocal of each capacitance value of the floating capacitance portion FD of the pixels PX in the rows and 9th row.

期間T3中のその後の時点から一定期間だけ、光信号サンプリング信号φSIGCがハイレベルにされることによって、3行目における4列目乃至6列目及び10列目乃至12列目の画素PX、6行目における7列目乃至9列目の画素PX、及び、9行目における1列目乃至3列目の画素PXの増幅トランジスタAMPのゲートに現れる電位が、当該画素PXの増幅トランジスタAMPで増幅された後に当該画素PXの選択トランジスタSEL,ASELを経由して、当該画素PXに対応する垂直信号線27に出力され、カラムアンプ29で増幅された後に、光信号としてCDS回路30によりサンプリングされる。   Since the optical signal sampling signal φSIGC is set to a high level for a certain period from the subsequent time point in the period T3, the pixels PX, 6 in the fourth to sixth columns and the tenth to twelfth columns in the third row The potentials appearing at the gates of the amplification transistors AMP of the pixels PX in the seventh column to the ninth column in the row and the pixels PX in the first column to the third column in the ninth row are amplified by the amplification transistor AMP of the pixel PX. Then, the signal is output to the vertical signal line 27 corresponding to the pixel PX via the selection transistors SEL and ASEL of the pixel PX, amplified by the column amplifier 29, and then sampled by the CDS circuit 30 as an optical signal. .

その後にφSIGCがローレベルになった時点の後に、CDS回路30は、先程サンプリングした暗信号と先程サンプリングした光信号との差分に応じた信号を出力する。A/D変換器31は、この差分に応じた信号をデジタル信号に変換して保持する。各A/D変換器31に保持されたデジタルの画像信号は、水平読み出し回路32によって水平走査され、デジタル信号画像信号として外部(図1中のデジタル信号処理部6)へ出力される。   Thereafter, after φSIGC becomes low level, the CDS circuit 30 outputs a signal corresponding to the difference between the dark signal sampled earlier and the optical signal sampled earlier. The A / D converter 31 converts a signal corresponding to this difference into a digital signal and holds it. The digital image signal held in each A / D converter 31 is horizontally scanned by the horizontal readout circuit 32 and is output to the outside (digital signal processing unit 6 in FIG. 1) as a digital signal image signal.

このようにして、図6に示すように設定された複数の部分領域の画素PXの出力信号が読み出される。   In this way, the output signals of the pixels PX in the plurality of partial areas set as shown in FIG. 6 are read out.

図9は、部分領域撮影モードにおいて、固体撮像素子4の撮像領域21のうちの読み出す部分領域の他の設定例を模式的に示す図であり、図6に対応している。図10は、図1中の固体撮像素子4において図9に示す設定例を実現する選択制御信号φASELを示しており、図7に対応している。   FIG. 9 is a diagram schematically illustrating another setting example of the partial area to be read out of the imaging area 21 of the solid-state imaging device 4 in the partial area imaging mode, and corresponds to FIG. 6. FIG. 10 shows a selection control signal φASEL for realizing the setting example shown in FIG. 9 in the solid-state imaging device 4 in FIG. 1, and corresponds to FIG.

図9において、読み出す2つの部分領域として設定された既定部分領域AR(1,1),AR(1,2),AR(2,3),AR(2,4)には、ハッチングを付している。本例では、読み出す1つの部分領域は、2つの既定部分領域AR(1,1),AR(1,2)からなり、読み出す他の1つの部分領域は、2つの既定部分領域AR(2,3),AR(2,4)からなる。   In FIG. 9, the predetermined partial areas AR (1,1), AR (1,2), AR (2,3), and AR (2,4) set as two partial areas to be read are hatched. ing. In this example, one partial area to be read is composed of two predetermined partial areas AR (1, 1) and AR (1, 2), and the other one partial area to be read is two predetermined partial areas AR (2, 3) and AR (2, 4).

このように、本実施の形態では、読み出す1つ以上の部分領域の各々は、1つの既定部分領域ARからなるものでもよいし、複数の既定部分領域ARからなるものでもよい。また、本実施の形態では、複数の部分領域を読み出す場合、各部分領域は必ずしも同数の既定部分領域ARからなる必要はなく、読み出す1つの部分領域を構成する既定部分領域ARの数は、読み出す他の1つの部分領域を構成する既定部分領域ARの数と異なっていてもよい。   Thus, in the present embodiment, each of the one or more partial areas to be read may be composed of one predetermined partial area AR, or may be composed of a plurality of predetermined partial areas AR. In the present embodiment, when reading out a plurality of partial areas, each partial area does not necessarily have the same number of predetermined partial areas AR, and the number of predetermined partial areas AR constituting one partial area to be read is read out. The number may be different from the number of the predetermined partial areas AR constituting the other partial area.

本実施の形態では、部分領域撮影モードにおいて、読み出す部分領域が図9に示すように設定される場合にも、例えば、読み出す部分領域が図6に示すように設定される場合と同じく図8に示すように読み出し制御が行われる。   In the present embodiment, even when the partial area to be read is set as shown in FIG. 9 in the partial area shooting mode, for example, FIG. 8 is the same as when the partial area to be read is set as shown in FIG. Read control is performed as shown.

図11は、部分領域撮影モードにおいて、固体撮像素子4の撮像領域21のうちの読み出す部分領域の更に他の設定例を模式的に示す図であり、図6に対応している。図12は、図1中の固体撮像素子4において図11に示す設定例を実現する選択制御信号φASELを示しており、図7に対応している。   FIG. 11 is a diagram schematically illustrating still another setting example of the partial area to be read out of the imaging area 21 of the solid-state imaging device 4 in the partial area imaging mode, and corresponds to FIG. 6. FIG. 12 shows a selection control signal φASEL that realizes the setting example shown in FIG. 11 in the solid-state imaging device 4 in FIG. 1, and corresponds to FIG.

図11において、読み出す4つの部分領域として設定された既定部分領域AR(3,1),AR(1,1),AR(2,3),AR(1,4)には、ハッチングを付している。図6に示す設定例及び図9に示す設定例では、既定部分領域ARのいずれの列においても、2つ以上の既定部分領域ARは読み出す領域として設定されていないのに対し、図11に示す設定例では、既定部分領域ARの1列目において、2つの既定部分領域AR(3,1),AR(1,1)が、読み出す部分領域として設定されている。   In FIG. 11, the predetermined partial areas AR (3, 1), AR (1, 1), AR (2, 3), and AR (1, 4) set as four partial areas to be read are hatched. ing. In the setting example shown in FIG. 6 and the setting example shown in FIG. 9, two or more default partial areas AR are not set as areas to be read in any column of the default partial area AR. In the setting example, in the first column of the predetermined partial area AR, two predetermined partial areas AR (3, 1) and AR (1, 1) are set as partial areas to be read.

したがって、本実施の形態では、部分領域撮影モードにおいて、読み出す部分領域が図11に示すように設定される場合にも、図8に示すように読み出し制御が行われるとすれば、2つ以上の画素PXの出力信号が同時に同じ垂直信号線27に読み出されて両者の信号が干渉してしまい、画素PXの出力信号を適切に読み出すことができない。具体的には、図8中の期間T1において、1行目における1列目乃至3列目の画素PXの出力信号と7行目における1列目乃至3列目の画素PXの出力信号とが同時に同じ垂直信号線27にそれぞれ読み出されて両者の信号が干渉してしまい、図8中の期間T2において、2行目における1列目乃至3列目の画素PXの出力信号と8行目における1列目乃至3列目の画素PXの出力信号とが同時にそれぞれ同じ垂直信号線27に読み出されて両者の信号が干渉してしまい、図8中の期間T3において、3行目における1列目乃至3列目の画素PXの出力信号と9行目における1列目乃至3列目の画素PXの出力信号とが同時にそれぞれ同じ垂直信号線27に読み出されて両者の信号が干渉してしまう。   Therefore, in the present embodiment, even when the partial area to be read is set as shown in FIG. 11 in the partial area shooting mode, if the read control is performed as shown in FIG. The output signal of the pixel PX is simultaneously read out to the same vertical signal line 27 and the two signals interfere with each other, so that the output signal of the pixel PX cannot be read out appropriately. Specifically, in the period T1 in FIG. 8, the output signals of the pixels PX in the first to third columns in the first row and the output signals of the pixels PX in the first to third columns in the seventh row are At the same time, the signals are read out to the same vertical signal line 27 and the two signals interfere with each other, and in the period T2 in FIG. 8, the output signals of the pixels PX in the first to third columns in the second row and the eighth row Output signals of the pixels PX in the first to third columns at the same time are simultaneously read out to the same vertical signal line 27 and the two signals interfere with each other, and in the period T3 in FIG. The output signals of the pixels PX in the columns 3 to 3 and the output signals of the pixels PX in the first column to the third column in the 9th row are simultaneously read out to the same vertical signal line 27, and the two signals interfere with each other. End up.

そこで、本実施の形態では、部分領域撮影モードにおいて、読み出す部分領域が図11に示すように設定されることも許容する場合には、垂直走査回路22は、図8に示す読み出し制御に代えて、例えば図13に示す読み出し制御を行えばよい。図13は、図1中の固体撮像素子4の部分領域撮影モード時の読み出し制御の他の例を示すタイミングチャートであり、図8に対応している。   Therefore, in the present embodiment, when the partial area to be read is allowed to be set as shown in FIG. 11 in the partial area shooting mode, the vertical scanning circuit 22 replaces the read control shown in FIG. For example, the reading control shown in FIG. 13 may be performed. FIG. 13 is a timing chart showing another example of the readout control in the partial area photographing mode of the solid-state imaging device 4 in FIG. 1, and corresponds to FIG.

図13に示す例では、垂直走査回路22は、読み出す図11に示す部分領域の設定に応じて、2つ以上の画素PXの出力信号が同時に同じ垂直信号線27に読み出されることがないこと必要条件として、可能な限り多くの画素行について同時に読み出し制御が行われるように、読み出し制御を行う。   In the example shown in FIG. 13, the vertical scanning circuit 22 needs not to simultaneously read out the output signals of two or more pixels PX to the same vertical signal line 27 in accordance with the setting of the partial area shown in FIG. As a condition, readout control is performed so that readout control is simultaneously performed for as many pixel rows as possible.

具体的には、図13に示す例では、垂直走査回路22によって、期間T1において、撮像領域21における1行目及び4行目の画素PXの行について同時に読み出し制御が行われ、その次の期間T2において、撮像領域21における2行目及び5行目の画素PXの行について同時に読み出し制御が行われ、その次の期間T3において、撮像領域21における3行目及び6行目の画素PXの行について同時に読み出し制御が行われ、その次の期間T4において、撮像領域21における7行目の画素PXの行について読み出し制御が行われ、その次の期間T5において、撮像領域21における8行目の画素PXの行について読み出し制御が行われ、その次の期間T6において、撮像領域21における9行目の画素PXの行について読み出し制御が行われ、これにより1フレーム分の読み出しが終了する。期間T1〜T6を順次繰り返すことで、複数のフレームがローリング電子シャッタにより読み出される。   Specifically, in the example illustrated in FIG. 13, the vertical scanning circuit 22 performs readout control simultaneously on the first row and the fourth row of pixels PX in the imaging region 21 in the period T1, and the next period. At T2, readout control is simultaneously performed for the second and fifth pixels PX in the imaging region 21, and in the next period T3, the third and sixth pixels PX in the imaging region 21 are controlled. In the next period T4, readout control is performed for the row of the seventh pixel PX in the imaging region 21, and in the next period T5, the eighth row of pixels in the imaging region 21 is performed. Read control is performed for the row of PX, and in the next period T6, read control is performed for the row of the pixel PX of the ninth row in the imaging region 21. We, thereby one frame read is completed. By sequentially repeating the periods T1 to T6, a plurality of frames are read by the rolling electronic shutter.

本実施の形態では、領域設定回路23は、部分領域撮影モードにおいて、読み出す部分領域の設定に際して、既定部分領域ARのいずれの列においても、2つ以上の既定部分領域ARは読み出す領域として同時に設定しないという制約の下で、読み出す領域を任意に設定し得るようにしておき、垂直走査回路22は、部分領域撮影モードにおいて常に図8に示す読み出し制御を行うように構成してもよい。以下の説明では、このような構成を「制約有り部分領域設定の構成」と呼ぶ。この場合には、図6に示すような領域設定や図9に示すような領域設定は許容されるが、図11に示すような領域設定は許容されない。このような垂直走査回路22は、例えば、垂直シフトレジスタやスイッチ等を用いて構成したり、メモリ等を用いたデコーダ回路を用いて構成したりすることができる。   In the present embodiment, the area setting circuit 23 sets two or more predetermined partial areas AR simultaneously as read areas in any column of the predetermined partial areas AR when setting the partial areas to be read in the partial area shooting mode. The vertical scanning circuit 22 may be configured to always perform the readout control shown in FIG. 8 in the partial area imaging mode by allowing the readout area to be arbitrarily set under the restriction of not. In the following description, such a configuration is referred to as a “constrained partial region setting configuration”. In this case, the area setting as shown in FIG. 6 and the area setting as shown in FIG. 9 are allowed, but the area setting as shown in FIG. 11 is not allowed. Such a vertical scanning circuit 22 can be configured using, for example, a vertical shift register, a switch, or the like, or can be configured using a decoder circuit using a memory or the like.

あるいは、本実施の形態では、領域設定回路23は、部分領域撮影モードにおいて、読み出す部分領域の設定に際して、何らの制約もなく読み出す領域を任意に設定し得るようにしておき、垂直走査回路22は、部分領域撮影モードにおいて、部分領域の設定に応じて、2つ以上の画素PXの出力信号が同時に同じ垂直信号線27に読み出されることがないこと必要条件として、可能な限り多くの画素行について同時に読み出し制御が行われるような読み出し制御を行うように構成してもよい。以下の説明では、このような構成を「制約無し部分領域設定の構成」と呼ぶ。この場合には、図6に示すような領域設定や図9に示すような領域設定のみならず、図11に示すような領域設定も許容される。垂直走査回路22は、図6に示すような領域設定や図9に示すような領域設定の場合には、例えば、図8に示す読み出し制御を行い、図11に示すような領域設定の場合には、例えば、図13に示すような読み出し制御を行う。このような垂直走査回路22は、その都度必要な行選択を実現するように、例えば、メモリ等を用いたデコーダ回路を用いて構成することができる。   Alternatively, in the present embodiment, the area setting circuit 23 can arbitrarily set an area to be read without any restriction when setting the partial area to be read in the partial area shooting mode, and the vertical scanning circuit 22 In the partial area shooting mode, the output signals of two or more pixels PX are not simultaneously read out to the same vertical signal line 27 according to the setting of the partial area. You may comprise so that read-out control in which read-out control is performed simultaneously may be performed. In the following description, such a configuration is referred to as a “configuration of unconstrained partial region setting”. In this case, not only the area setting shown in FIG. 6 and the area setting shown in FIG. 9, but also the area setting shown in FIG. 11 is allowed. In the case of the area setting as shown in FIG. 6 or the area setting as shown in FIG. 9, the vertical scanning circuit 22 performs the read control shown in FIG. 8, for example, in the case of the area setting as shown in FIG. For example, read control as shown in FIG. 13 is performed. Such a vertical scanning circuit 22 can be configured using, for example, a decoder circuit using a memory or the like so as to realize necessary row selection each time.

先の説明からわかるように、本実施の形態では、領域設定回路23は、撮像領域21のうちの所望の複数の部分領域の画素PXの選択トランジスタASELを選択状態する領域設定部を構成している。また、本実施の形態では、垂直走査回路22は、前記複数の部分領域の各行の画素PXの選択トランジスタSELを選択状態にしつつ、選択トランジスタSELが選択状態にされた行の画素PXに対して読み出し制御を行う制御部を構成している。   As can be seen from the above description, in the present embodiment, the region setting circuit 23 configures a region setting unit that selects the selection transistors ASEL of the pixels PX in a plurality of desired partial regions in the imaging region 21. Yes. Further, in the present embodiment, the vertical scanning circuit 22 selects the selection transistors SEL of the pixels PX in each row in the plurality of partial regions, and selects the pixels PX in the rows in which the selection transistors SEL are in the selection state. A control unit that performs read control is configured.

そして、垂直走査回路22は、図6に示すような領域設定や図9に示すような領域設定の場合において図8に示す読み出し制御を行う場合や、図11に示すような領域設定の場合において図11に示す読み出し制御を行う場合には、前記複数の部分領域(読み出し領域として設定される複数の部分領域)のうちの少なくとも1つの部分領域の1つの行の画素PXの選択トランジスタSEL、及び、前記複数の部分領域のうちの他の少なくとも1つの部分領域の、前記1つの行と異なる1つの行の画素PXの選択トランジスタSELを、同時に選択状態にしつつ、これらの行の画素PXに対して読み出し制御を行うことになる。ここで、前記少なくとも1つの部分領域の画素PXの出力信号を受け取るいずれの垂直信号線27も、前記他の少なくとも1つ部分領域の画素PXの出力信号を受け取るいずれの垂直信号線27とも異なる。   The vertical scanning circuit 22 performs the readout control shown in FIG. 8 in the case of the region setting as shown in FIG. 6 or the region setting as shown in FIG. 9, or in the case of the region setting as shown in FIG. When the readout control shown in FIG. 11 is performed, the selection transistors SEL of the pixels PX in one row of at least one of the plurality of partial regions (a plurality of partial regions set as the readout region), and The selection transistors SEL of pixels PX in one row different from the one row in other at least one partial region of the plurality of partial regions are simultaneously selected, and the pixels PX in these rows are selected. Thus, read control is performed. Here, any vertical signal line 27 that receives the output signal of the pixel PX of the at least one partial region is different from any vertical signal line 27 that receives the output signal of the pixel PX of the other partial region.

また、垂直走査回路22は、図6に示すような領域設定や図9に示すような領域設定の場合において図8に示す読み出し制御を行う場合には、前記複数の部分領域(読み出し領域として設定される複数の部分領域)の各部分領域の1つの行の画素PXの選択トランジスタSELを同時に選択状態にしつつこれらの行の画素PXに対して読み出し制御を行い、この制御を前記複数の部分領域の各部分領域の残りの行の前記画素について順次繰り返すことになる。ここで、前記複数の部分領域の画素PXの行数が互いに同一である。また、前記複数の部分領域のうちの少なくとも1つの部分領域の画素PXのいずれの行も、前記複数の部分領域のうちの他の少なくとも1つの部分領域の画素PXのいずれの行とも異なる。さらに、前記複数の部分領域の各部分領域の画素PXの出力信号を受け取るいずれの垂直信号線27も、前記複数の部分領域のうちの当該部分領域以外の部分領域の画素PXの出力信号を受け取るいずれの垂直信号線27とも異なる。   Further, the vertical scanning circuit 22 sets the plurality of partial areas (set as read areas) when performing the read control shown in FIG. 8 in the area setting shown in FIG. 6 or the area setting shown in FIG. Read control is performed on the pixels PX in these rows while simultaneously selecting the selection transistors SEL of the pixels PX in one row in each partial region. Are sequentially repeated for the pixels in the remaining rows of the partial regions. Here, the number of rows of the pixels PX in the plurality of partial regions is the same. In addition, any row of the pixels PX of at least one partial region of the plurality of partial regions is different from any row of the pixels PX of at least one partial region of the plurality of partial regions. Further, any vertical signal line 27 that receives the output signal of the pixel PX of each partial region of the plurality of partial regions receives the output signal of the pixel PX of the partial region other than the partial region of the plurality of partial regions. It is different from any vertical signal line 27.

図14は、図1中の固体撮像素子4の全領域撮影モード時の読み出し制御の一例を示すタイミングチャートであり、図8及び図13に対応している。全領域撮影モードは、固体撮像素子4の撮像領域21の全領域の画素PXの出力信号を読み出す動作モードである。   FIG. 14 is a timing chart showing an example of readout control when the solid-state imaging device 4 in FIG. 1 is in the all-region imaging mode, and corresponds to FIGS. 8 and 13. The all region imaging mode is an operation mode in which the output signal of the pixel PX in the entire region of the imaging region 21 of the solid-state imaging device 4 is read.

全領域撮影モード時には、全ての既定部分領域ARの選択トランジスタASELのゲートに供給されるいずれの選択制御信号φASELも、ハイレベル(H)に維持される。これにより、撮像領域21の全領域(全ての既定部分領域AR)の選択トランジスタASELがオンに維持される。   In the all area photographing mode, any selection control signal φASEL supplied to the gates of the selection transistors ASEL in all the predetermined partial areas AR is maintained at the high level (H). As a result, the selection transistors ASEL in the entire area of the imaging area 21 (all the predetermined partial areas AR) are kept on.

本実施の形態では、全領域撮影モードでは、例えば、図14に示すように読み出し制御が行われる。図14に示す例では、垂直走査回路22によって、期間T1〜T9の各期間において、撮像領域21における1行目の画素PXの行から9行目の画素PXの行まで1行ずつについて順次読み出し制御が行われ、これにより1フレーム分の読み出しが終了する。静止画撮影時の全領域撮影モードでは、全画素PXを同時にリセットするいわゆるグローバルリセット後にメカニカルシャッタ(図示せず)により露光が行われ、その後に期間T1〜T9が1回行われる。動画撮影時の全領域撮影モードでは、期間T1〜T9が順次繰り返され、複数のフレームがローリング電子シャッタにより読み出される。   In the present embodiment, in the all-region shooting mode, for example, readout control is performed as shown in FIG. In the example illustrated in FIG. 14, the vertical scanning circuit 22 sequentially reads out each row from the row of the first pixel PX to the row of the ninth pixel PX in the imaging region 21 in each of the periods T1 to T9. Control is performed, whereby reading for one frame is completed. In the all-region shooting mode at the time of still image shooting, exposure is performed by a mechanical shutter (not shown) after so-called global reset that simultaneously resets all the pixels PX, and thereafter, the periods T1 to T9 are performed once. In the whole area shooting mode at the time of moving image shooting, the periods T1 to T9 are sequentially repeated, and a plurality of frames are read by the rolling electronic shutter.

本実施の形態では、固体撮像素子4の各画素PXが選択トランジスタSELの他に選択トランジスタASELも有しているので、部分領域撮影モードにおいて、読み出す領域として例えば図6、図9及び図11に示すように複数の部分領域を設定する場合、図8及び図13に示すように読み出し制御を行うことができ、複数の異なる行の画素PXを同時に読み出すことができる。したがって、本実施の形態によれば、1フレーム分の画像信号を読み出すのに要する時間を短縮することができ、所望の複数の部分領域を高速に読み出すことができる。具体的には、1フレーム分の画像信号を読み出すためには、全領域撮影モードでは図14に示すように期間T1〜T9を要するのに対し、部分領域撮影モードでは、図8に示す場合には期間T1〜T3しか要しないとともに、図13に示す場合には期間T1〜T6しか要しない。   In the present embodiment, since each pixel PX of the solid-state imaging device 4 also has a selection transistor ASEL in addition to the selection transistor SEL, in the partial area imaging mode, for example, in FIG. 6, FIG. 9 and FIG. When a plurality of partial regions are set as shown in FIG. 8, readout control can be performed as shown in FIGS. 8 and 13, and a plurality of pixels PX in different rows can be read out simultaneously. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce the time required to read out an image signal for one frame, and it is possible to read out a desired plurality of partial areas at high speed. Specifically, in order to read out an image signal for one frame, the whole area shooting mode requires periods T1 to T9 as shown in FIG. 14, whereas in the partial area shooting mode, as shown in FIG. Requires only the periods T1 to T3, and in the case shown in FIG. 13, only the periods T1 to T6 are required.

なお、前記特許文献1に開示された撮像装置では、複数の異なる行の画素PXを同時に読み出すことができないので、部分領域撮影モードにおいて、読み出す領域として複数の部分領域を設定する場合、1フレーム分の画像信号を読み出すのに本実施の形態に比べて長時間を要してしまう。例えば、前記特許文献1に開示された撮像装置では、部分領域撮影モードにおいて、読み出す領域として例えば図6及び図11に示すように複数の部分領域を設定する場合、結局、全領域撮影モード時の図14に示す読み出し制御と同様の読み出し制御を行わざるを得ず、1フレーム分の画像信号を読み出すのに長時間を要してしまう。   In the imaging apparatus disclosed in Patent Document 1, a plurality of pixels PX in different rows cannot be read out simultaneously. Therefore, when a plurality of partial areas are set as areas to be read out in the partial area shooting mode, one frame is required. It takes a longer time to read out the image signal than in this embodiment. For example, in the imaging device disclosed in Patent Document 1, when a plurality of partial areas are set as areas to be read out in the partial area shooting mode, for example, as shown in FIGS. Read control similar to the read control shown in FIG. 14 must be performed, and it takes a long time to read an image signal for one frame.

本実施の形態による電子カメラ1は、使用者が操作部14を介して第1の部分領域撮影モードを指令すると、図15に示す動作を行う。図15は、図1に示す電子カメラ1の第1の部分領域撮影モード時の動作の一例を示す概略フローチャートである。   The electronic camera 1 according to the present embodiment performs the operation shown in FIG. 15 when the user commands the first partial area shooting mode via the operation unit 14. FIG. 15 is a schematic flowchart showing an example of the operation of the electronic camera 1 shown in FIG. 1 in the first partial area shooting mode.

CPU9は、操作部14により第1の部分領域撮影モードが指令されると、まず、自動露光制御(AE)及び自動焦点制御(AF)を実現する(ステップS1)。ステップS1におけるAEは、例えば、CPU9が固体撮像素子4とは別に設けられた自動露光用測光センサ(図示せず)からの測光信号に基づいて最適な露光量を演算し、撮影レンズ2の絞りがこの露光量に応じた絞りとなるようにレンズ制御部3を制御することによって、実現される。また、ステップS1におけるAFは、例えば、CPU9が固体撮像素子4とは別に設けられた焦点検出センサ(図示せず)からの信号に基づいて、デフォーカス量を演算し、このデフォーカス量に応じてレンズ制御部3が撮影レンズ2の焦点駆動して撮影レンズ2を合焦させることによって、実現される。なお、固体撮像素子4の画素PXの出力信号を読み出してその信号を自動露光用測光信号として用いてもよい。また、固体撮像素子4を焦点検出用信号も得られるように構成し、その信号を用いてAFを実現してもよい。   When the first partial area photographing mode is instructed by the operation unit 14, the CPU 9 first realizes automatic exposure control (AE) and automatic focus control (AF) (step S1). In AE in step S1, for example, the CPU 9 calculates an optimum exposure amount based on a photometric signal from an automatic exposure photometric sensor (not shown) provided separately from the solid-state image sensor 4, and the aperture of the photographing lens 2 is calculated. Is realized by controlling the lens control unit 3 so as to have an aperture according to the exposure amount. Further, in the AF in step S1, for example, the CPU 9 calculates a defocus amount based on a signal from a focus detection sensor (not shown) provided separately from the solid-state image sensor 4, and according to the defocus amount. This is realized by the lens controller 3 driving the focus of the taking lens 2 to focus the taking lens 2. Note that the output signal of the pixel PX of the solid-state image sensor 4 may be read out and used as a photometric signal for automatic exposure. Further, the solid-state imaging device 4 may be configured to obtain a focus detection signal, and AF may be realized using the signal.

なお、ステップS1や後述するステップS6でAE及びAFを行う代わりに、前記絞りや焦点合わせ等は、予め使用者によりいわゆる手動設定しておくものとしてもよい。   Instead of performing AE and AF in step S1 or step S6 described later, the diaphragm, focusing, etc. may be set manually by the user in advance.

次に、CPU9は、撮像制御部5を介して領域設定回路23を制御して、領域設定回路23から全ての既定部分領域ARの選択トランジスタASELのゲートに供給される全ての選択制御信号φASELをハイレベルにし、撮像領域21の全領域を読み出し領域として設定する(ステップS2)。   Next, the CPU 9 controls the area setting circuit 23 via the imaging control unit 5 and outputs all selection control signals φASEL supplied from the area setting circuit 23 to the gates of the selection transistors ASEL in all the predetermined partial areas AR. The high level is set, and the entire area of the imaging area 21 is set as a readout area (step S2).

この状態で、CPU9は、撮像制御部5を介して垂直走査回路22等を制御して、図14に示す全領域撮影モード時の読み出し制御を実現し、1フレーム分の全領域の画像データを得てメモリ7に一旦格納する(ステップS3)。なお、ここでは、図14中の期間T1に先立って、全画素PXを同時にリセットするいわゆるグローバルリセット後に、図示しないメカニカルシャッタで露光しておく。   In this state, the CPU 9 controls the vertical scanning circuit 22 and the like via the imaging control unit 5 to realize readout control in the all-area shooting mode shown in FIG. Obtained and temporarily stored in the memory 7 (step S3). Here, prior to a period T1 in FIG. 14, exposure is performed with a mechanical shutter (not shown) after so-called global reset in which all the pixels PX are reset simultaneously.

次いで、CPU9は、ステップS3で得られた画像を表示部10に表示させ(ステップS4)、使用者に撮影しようとする所望の部分領域の指定を促す。なお、CPU9は、前記制約有り部分領域設定の構成が採用されている場合には許容される領域指定のみを受け付け、前記制約無し部分領域設定の構成が採用されている場合には、制約無しに領域指定を受け付ける。使用者が表示された画像を見ながら操作部14によって自身が望む部分領域を指定する入力を行い、CPU9がその指定を受け付けると、CPU9は、撮像制御部5を介して領域設定回路23を制御して、その指定による1つ又は複数の部分領域に該当する既定部分領域ARの選択トランジスタASELのゲートに供給される選択制御信号φASELを選択的にハイレベルにし、1つ又は複数の既定部分領域ARを読み出し領域として選択的に設定する(ステップS5)。本実施の形態では、CPU9、表示部10及び操作部14のこれらの機能によって、撮像領域21のうちの所望の1又は複数の部分領域を指令するためのユーザインターフェースが構築されている。   Next, the CPU 9 displays the image obtained in step S3 on the display unit 10 (step S4), and prompts the user to specify a desired partial area to be photographed. Note that the CPU 9 accepts only an allowable area designation when the configuration of the limited partial area setting is adopted, and has no restriction when the configuration of the partial area setting without restriction is adopted. Accept area specification. When the user performs input for designating a desired partial area by the operation unit 14 while viewing the displayed image, and the CPU 9 accepts the designation, the CPU 9 controls the area setting circuit 23 via the imaging control unit 5. Then, the selection control signal φASEL supplied to the gate of the selection transistor ASEL of the predetermined partial area AR corresponding to one or a plurality of partial areas according to the designation is selectively set to the high level, and the one or more predetermined partial areas AR is selectively set as a read area (step S5). In the present embodiment, a user interface for instructing one or more desired partial regions in the imaging region 21 is constructed by these functions of the CPU 9, the display unit 10, and the operation unit 14.

引き続いて、CPU9は、ステップS1と同様にAE及びAFを行わせる(ステップS6)。ただし、ステップS6では、ステップS1と異なり、ステップS5で設定された部分領域について露光及び焦点合わせが最適化されるように行われる。   Subsequently, the CPU 9 performs AE and AF similarly to step S1 (step S6). However, in step S6, unlike step S1, exposure and focusing are performed so as to optimize the partial area set in step S5.

次に、CPU9は、撮像制御部5を介して垂直走査回路22等を制御して、前述した部分領域撮影モード時の読み出し制御を実現し、1フレーム分の部分領域の画像データを得てメモリ7に一旦格納し、記録部11によりこの画像を部分領域の動画像として記録媒体11aに記録させる(ステップS7)。なお、図15に示す動作によってステップS7が繰り返されることにより、ローリング電子シャッタが実現される。   Next, the CPU 9 controls the vertical scanning circuit 22 and the like via the imaging control unit 5 to realize the readout control in the partial area shooting mode described above, obtains image data of the partial area for one frame, and stores the memory. 7 is temporarily stored, and this image is recorded on the recording medium 11a as a moving image of the partial area by the recording unit 11 (step S7). In addition, a rolling electronic shutter is implement | achieved by repeating step S7 by the operation | movement shown in FIG.

その後、CPU9は、操作部14から部分領域動画撮影終了の指令が得られたか否かを判定し(ステップS8)、その指令がなければステップS7へ戻る一方、その指令があれば第1の部分領域撮影モードの一連の動作を終了する。   Thereafter, the CPU 9 determines whether or not a command to end the partial area moving image shooting is obtained from the operation unit 14 (step S8). If there is no command, the process returns to step S7. The series of operations in the area shooting mode is finished.

この第1の部分領域撮影モードでは、このようにして、使用者が任意に設定した所望の1つ又は複数の部分領域の動画像を取得することができる。そして、本実施の形態によれば、前述したように所望の複数の部分領域の1フレーム分の画像信号を読み出すのに要する時間を短縮することができ、所望の複数の部分領域を高速に読み出すことができるので、使用者が任意に設定した所望の複数の部分領域の動画像を高フレームレートで取得することができる。   In the first partial area photographing mode, it is possible to acquire a moving image of one or more desired partial areas arbitrarily set by the user in this way. According to the present embodiment, as described above, it is possible to reduce the time required to read out an image signal for one frame of a desired plurality of partial areas, and to read out the desired plurality of partial areas at high speed. Therefore, it is possible to acquire moving images of desired partial areas arbitrarily set by the user at a high frame rate.

したがって、この第1の部分領域撮影モードでは、使用者が任意の複数の着目対象をそれぞれ含む所望の複数の部分領域を指定することで、視野中の複数の着目対象の変化(例えば、形状や大きさや向きや色などの変化)の過程を細かく捕らえた動画像を取得することができ、その動画像によって、視野中の複数の着目対象の変化を見逃さずに観察することができる。例えば、本実施の形態による電子カメラ1が顕微鏡に組み込まれ顕微鏡像を撮像する撮像装置である場合には、細胞を培養しているシャーレを視野とする場合、複数の細胞の変化の過程(例えば、細胞分裂の様子や、心筋細胞の拍動の様子など)を細かく捕らえた動画像を取得することができる。   Therefore, in the first partial area shooting mode, the user designates a plurality of desired partial areas each including any of a plurality of target objects, thereby changing a plurality of target objects in the field of view (for example, shape and A moving image that captures the process of changes in size, orientation, color, and the like) can be acquired, and the moving image can be observed without missing changes in a plurality of objects of interest in the field of view. For example, when the electronic camera 1 according to the present embodiment is an imaging device that is incorporated in a microscope and captures a microscopic image, when a petri dish in which cells are cultured is used as a field of view, a plurality of cell change processes (for example, In addition, it is possible to acquire a moving image that captures the details of cell division, cardiac pulsation, and the like.

本実施の形態による電子カメラ1は、使用者が操作部14を介して第2の部分領域撮影モードを指令すると、図16に示す動作を行う。図16は、図1に示す電子カメラ1の第2の部分領域撮影モード時の動作の一例を示す概略フローチャートである。前記第1の部分領域撮影モードは、部分領域が使用者が指定した領域に固定されるモードであるのに対し、第2の部分領域撮影モードは、撮影される部分領域が着目対象の移動に自動的に追従していくモードである。   The electronic camera 1 according to the present embodiment performs the operation shown in FIG. 16 when the user instructs the second partial area shooting mode via the operation unit 14. FIG. 16 is a schematic flowchart showing an example of the operation of the electronic camera 1 shown in FIG. 1 in the second partial area shooting mode. The first partial area shooting mode is a mode in which the partial area is fixed to the area specified by the user, whereas the second partial area shooting mode is a mode in which the captured partial area is used to move the target object. This mode automatically follows.

CPU9は、操作部14により第2の部分領域撮影モードが指令されると、図15中のステップS1〜S3とそれぞれ同じステップS11〜S13を行う。   When the second partial region shooting mode is instructed by the operation unit 14, the CPU 9 performs the same steps S11 to S13 as steps S1 to S3 in FIG.

次に、CPU9は、ステップS13でメモリ7に格納された画像に対して公知の画像認識手法による画像認識処理を行い、所望の着目対象(例えば、人の全身、人の顔、移動体、細胞など)を認識し、画像上の位置や大きさ等を検出する(ステップS14)。   Next, the CPU 9 performs image recognition processing by a known image recognition method on the image stored in the memory 7 in step S13 to obtain a desired target of interest (for example, a human whole body, a human face, a moving body, a cell, etc.). Etc.) and the position, size, etc. on the image are detected (step S14).

次いで、CPU9は、ステップS14により着目対象が認識されたか否かを判定し(ステップS15)、着目対象が認識されればステップS16へ移行する一方で、着目対象が認識されなければステップS27へ移行する。ステップS27において、CPU9は、操作部14から部分領域動画撮影終了の指令が得られたか否かを判定し、その指令がなければステップS11へ戻る一方、その指令があれば第2の部分領域撮影モードの一連の動作を終了する。   Next, the CPU 9 determines whether or not the target object is recognized in step S14 (step S15). If the target object is recognized, the process proceeds to step S16. If the target object is not recognized, the process proceeds to step S27. To do. In step S27, the CPU 9 determines whether or not a command for ending the partial area moving image shooting is obtained from the operation unit 14, and if there is no such command, the process returns to step S11. Ends the series of operations in the mode.

ステップS16において、CPU9は、撮像制御部5を介して領域設定回路23を制御して、ステップS14の認識結果に応じて、1つ又は複数の既定部分領域ARを読み出し領域として選択的に設定する。具体的には、CPU9は、撮像制御部5を介して領域設定回路23を制御して、ステップS14で認識された各着目対象及びそのある程度の周囲を含む1つ又は複数の部分領域に該当する既定部分領域ARの選択トランジスタASELのゲートに供給される選択制御信号φASELを選択的にハイレベルにする。   In step S <b> 16, the CPU 9 controls the area setting circuit 23 via the imaging control unit 5 and selectively sets one or a plurality of predetermined partial areas AR as readout areas according to the recognition result in step S <b> 14. . Specifically, the CPU 9 controls the area setting circuit 23 via the imaging control unit 5 and corresponds to one or a plurality of partial areas including each target object recognized in step S14 and its surroundings to some extent. The selection control signal φASEL supplied to the gate of the selection transistor ASEL in the predetermined partial area AR is selectively set to the high level.

引き続いて、CPU9は、ステップS11と同様にAE及びAFを行わせる(ステップS17)。ただし、ステップS17では、ステップS11と異なり、ステップS16で設定された部分領域について露光及び焦点合わせが最適化されるように行われる。   Subsequently, the CPU 9 performs AE and AF similarly to step S11 (step S17). However, in step S17, unlike step S11, exposure and focusing are performed so as to optimize the partial area set in step S16.

その後、CPU9は、カウント値qをゼロにリセットする(ステップS18)。このカウント値qは、部分領域を最新に設定した後に撮影したフレーム数を示すものである。   Thereafter, the CPU 9 resets the count value q to zero (step S18). The count value q indicates the number of frames shot after the partial area is set to the latest.

次に、CPU9は、撮像制御部5を介して垂直走査回路22等を制御して、前述した部分領域撮影モード時の読み出し制御を実現し、1フレーム分の部分領域の画像データを得てメモリ7に一旦格納し、記録部11によりこの画像を現在設定されている部分領域の動画像として記録媒体11aに記録させる(ステップS19)。なお、図16に示す動作によってステップS19が繰り返されることにより、ローリング電子シャッタが実現される。   Next, the CPU 9 controls the vertical scanning circuit 22 and the like via the imaging control unit 5 to realize the readout control in the partial area shooting mode described above, obtains image data of the partial area for one frame, and stores the memory. 7 is temporarily stored, and the recording unit 11 records this image on the recording medium 11a as a moving image of the currently set partial area (step S19). In addition, a rolling electronic shutter is implement | achieved by repeating step S19 by the operation | movement shown in FIG.

次いで、CPU9は、カウント値qを1だけインクリメントした(ステップS20)後、操作部14から部分領域動画撮影終了の指令が得られたか否かを判定し(ステップS21)、その指令がなければステップS22へ移行一方、その指令があれば第2の部分領域撮影モードの一連の動作を終了する。   Next, after incrementing the count value q by 1 (step S20), the CPU 9 determines whether or not a command to end partial area moving image shooting is obtained from the operation unit 14 (step S21). On the other hand, the process proceeds to S22, and if there is an instruction, the series of operations in the second partial area photographing mode is terminated.

ステップS22において、CPU9は、現在のカウント値qが値Q以上であるか否かを判定し、q≧QでなければステップS19へ戻る一方、q≧QであればステップS23へ移行する。この値Qは、第2の部分領域撮影モードの開始前に、予め使用者により操作部14を介して任意に設定された1以上の値である。値Qは、部分領域の再設定のタイミングを決める値である。以下の説明からわかるように、一旦設定した部分領域で撮影したフレーム数が値Qに達したときに、部分領域が再設定されることになる。着目対象の移動速度が高い場合には、着目対象に対する追従性を高めるべく値Qは比較的小さい値に設定され、着目対象の移動速度が低い場合には、ステップS23,S26などの時間を低減して総合的なフレームレートを高めるべく値Qは比較的大きい値に設定される。   In step S22, the CPU 9 determines whether or not the current count value q is equal to or greater than the value Q. If q ≧ Q, the process returns to step S19, while if q ≧ Q, the process proceeds to step S23. This value Q is one or more values arbitrarily set in advance by the user via the operation unit 14 before the start of the second partial area photographing mode. The value Q is a value that determines the timing of resetting the partial area. As will be understood from the following description, the partial area is reset when the number of frames shot in the partial area once set reaches the value Q. When the moving speed of the target object is high, the value Q is set to a relatively small value in order to improve the followability to the target object. When the moving speed of the target object is low, the time of steps S23 and S26 is reduced. In order to increase the overall frame rate, the value Q is set to a relatively large value.

ステップS23において、ステップS19でメモリ7に最新に格納されたフレームの各部分領域の画像に対して公知の画像認識手法による画像認識処理を行い、所望の着目対象を認識し、画像上の位置や大きさ等を検出する。   In step S23, image recognition processing by a known image recognition method is performed on the image of each partial area of the frame stored in the memory 7 in step S19, so that a desired target of interest is recognized. Detect size etc.

引き続いて、CPU9は、ステップS23により着目対象が認識されたか否かを判定し(ステップS24)、着目対象が認識されればステップS25へ移行する一方で、着目対象が認識されなければステップS27へ移行する。   Subsequently, the CPU 9 determines whether or not the target object is recognized in step S23 (step S24). If the target object is recognized, the process proceeds to step S25. If the target object is not recognized, the process proceeds to step S27. Transition.

ステップS25において、CPU9は、撮像制御部5を介して領域設定回路23を制御して、ステップS23の認識結果に応じて、1つ又は複数の既定部分領域ARを読み出し領域として選択的に設定する。   In step S25, the CPU 9 controls the area setting circuit 23 via the imaging control unit 5, and selectively sets one or a plurality of predetermined partial areas AR as readout areas according to the recognition result in step S23. .

その後、CPU9は、ステップS17と同様にAE及びAFを行わせた(ステップS26)後に、ステップS18へ戻る。ただし、ステップS26では、ステップS17と異なり、ステップS25で最新に設定された部分領域について露光及び焦点合わせが最適化されるように行われる。   Thereafter, the CPU 9 performs AE and AF as in step S17 (step S26), and then returns to step S18. However, in step S26, unlike in step S17, the exposure and focusing are performed so as to optimize the partial area set in the latest in step S25.

この第2の部分領域撮影モードでは、このようにして、着目対象の移動に自動的に追従して設定された複数の部分領域の動画像を取得することができる。そして、本実施の形態によれば、前述したように所望の複数の部分領域の1フレーム分の画像信号を読み出すのに要する時間を短縮することができ、所望の複数の部分領域を高速に読み出すことができるので、着目対象の移動に自動的に追従して設定された部分領域の動画像を高フレームレートで取得することができるとともに、着目対象の移動速度が高くてもAF等に要する時間を確保することができることから合焦状態の動画像を得ることができて追従性が高まる。   In the second partial area shooting mode, it is possible to acquire moving images of a plurality of partial areas set in such a manner as to automatically follow the movement of the target object. According to the present embodiment, as described above, it is possible to reduce the time required to read out an image signal for one frame of a desired plurality of partial areas, and to read out the desired plurality of partial areas at high speed. As a result, it is possible to acquire a moving image of a partial area that is set by automatically following the movement of the target object at a high frame rate, and the time required for AF or the like even if the movement speed of the target object is high Therefore, a moving image in an in-focus state can be obtained and followability is improved.

したがって、この第2の部分領域撮影モードは、例えば、着目対象を人の全身や顔とした監視カメラとして利用する場合などに有効である。複数人の全身又は顔の変化の過程を細かく撮影することができると、複数人の姿勢変化や表情の変化や唇の動きの変化の過程を細かく知ることができ、監視対象から高度な情報を得ることができる。例えば、複数人の格闘の様子を子細に知ることができたり、読唇術を利用して複数人の会話の内容を知ることができたりする。   Therefore, this second partial area shooting mode is effective, for example, when used as a surveillance camera in which the subject of interest is the whole body or face of a person. Capturing the details of the changes in the whole body or face of multiple people allows you to know in detail the process of changes in posture, facial expression, and lip movement of multiple people. Can be obtained. For example, it is possible to know in detail the state of the fighting of multiple people, or to know the content of the conversation of multiple people using lip reading.

また、前記第2の部分領域撮影モードは、例えば、本実施の形態による電子カメラ1が顕微鏡に組み込まれ顕微鏡像を撮像する撮像装置である場合においても、有効である。着目対象として細胞や微生物等を観察する場合において、その移動速度が極低速であったとしても、当該着目対象が移動し得る場合には、前記第1の部分領域撮影モードでは、長時間経過した後には、使用者が設定した部分領域から着目対象が外れてしまう可能性がある。これに対し、前記第2の部分領域撮影モードは、着目対象の移動に自動的に追従して設定された複数の部分領域の動画像を取得することができるので、このような着目対象であっても、長時間に渡って高フレームレートで撮像することができる。   The second partial area photographing mode is also effective when, for example, the electronic camera 1 according to the present embodiment is an imaging device that is incorporated in a microscope and captures a microscope image. When observing cells or microorganisms as a target of interest, even if the movement speed is extremely low, if the target of interest can move, a long time has passed in the first partial area imaging mode. Later, there is a possibility that the target of interest will deviate from the partial area set by the user. On the other hand, the second partial area shooting mode can acquire moving images of a plurality of partial areas set automatically following the movement of the target object. However, imaging can be performed at a high frame rate for a long time.

なお、本実施の形態による電子カメラ1は、使用者が操作部14を介して静止画撮影モードを指令すると、通常の電子カメラと同様の静止画撮影動作が行われ、使用者が操作部14を介して動画撮影時の全領域撮影モードを指令するとその動作が行われるが、ここではその説明は省略する。   In the electronic camera 1 according to the present embodiment, when the user instructs the still image shooting mode via the operation unit 14, a still image shooting operation similar to that of a normal electronic camera is performed, and the user operates the operation unit 14 The operation is performed when an all-region shooting mode at the time of moving image shooting is instructed via, but the description thereof is omitted here.

[第2の実施の形態]   [Second Embodiment]

図17は、本発明の第2の実施の形態による電子カメラで用いられる固体撮像素子41の概略構成を示す回路図であり、図2に対応している。図18は、図17に示す固体撮像素子41の撮像領域21の一部をなす既定部分領域ARを示す回路図であり、図4に対応している。図19は、図18に示す回路を抽象化して示す回路図であり、図5に対応している。図20は、図17に示す固体撮像素子41において図6に示す設定例と同じ設定を実現する電源電圧信号φVDDを示す図であり、図7に対応している。   FIG. 17 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the solid-state imaging device 41 used in the electronic camera according to the second embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. FIG. 18 is a circuit diagram showing a predetermined partial area AR that forms a part of the imaging area 21 of the solid-state imaging device 41 shown in FIG. 17, and corresponds to FIG. FIG. 19 is a circuit diagram abstractly showing the circuit shown in FIG. 18, and corresponds to FIG. FIG. 20 is a diagram showing the power supply voltage signal φVDD that realizes the same setting as the setting example shown in FIG. 6 in the solid-state imaging device 41 shown in FIG. 17, and corresponds to FIG.

図17乃至図19において、図2、図4及び図5中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。本実施の形態が前記第1の実施の形態と異なる所は、以下に説明する点である。   17 to 19, elements that are the same as or correspond to those in FIGS. 2, 4, and 5 are assigned the same reference numerals, and redundant descriptions thereof are omitted. This embodiment is different from the first embodiment in the points described below.

本実施の形態では、前記第1の実施の形態による電子カメラ1において、固体撮像素子4に代えて固体撮像素子41が用いられている。   In the present embodiment, in the electronic camera 1 according to the first embodiment, a solid-state image sensor 41 is used instead of the solid-state image sensor 4.

前記第1の実施の形態では、撮像領域21の各画素PXにおいて選択トランジスタASEL設けられているのに対し、本実施の形態では、撮像領域21の各画素PXにおいて、選択トランジスタASEL及び制御線33が取り除かれ、選択トランジスタSELのソースが、当該画素PXに対応する垂直信号線27に接続されている。   In the first embodiment, the selection transistor ASEL is provided in each pixel PX of the imaging region 21, whereas in this embodiment, the selection transistor ASEL and the control line 33 are provided in each pixel PX of the imaging region 21. Is removed, and the source of the selection transistor SEL is connected to the vertical signal line 27 corresponding to the pixel PX.

前記第1の実施の形態では、全画素PXの増幅トランジスタAMPのドレイン(図4中のb点)は、給電線34により共通に接続され、そこには、増幅トランジスタAMPの電源電圧として、増幅トランジスタAMPの動作に有効である有効電圧レベルVDDが固定的に供給される。これに対し、本実施の形態では、給電線34は各既定部分領域AR毎に電気的に分離され、各画素PXの増幅トランジスタAMPのドレイン(図18中のb点)は、既定部分領域AR毎に給電線34により共通に接続され、そこには、増幅トランジスタAMPの電源電圧として電源電圧信号φVDDが領域設定回路23から供給される。なお、各画素PXのリセットトランジスタRSTのドレインは、給電線34により、当該画素PXの増幅トランジスタAMPのドレイン(図18中のb点)に接続されている。   In the first embodiment, the drains (points b in FIG. 4) of the amplification transistors AMP of all the pixels PX are connected in common by the power supply line 34, and are amplified as the power supply voltage of the amplification transistors AMP. An effective voltage level VDD that is effective for the operation of the transistor AMP is fixedly supplied. On the other hand, in the present embodiment, the feeder line 34 is electrically separated for each predetermined partial area AR, and the drain (point b in FIG. 18) of the amplification transistor AMP of each pixel PX is connected to the predetermined partial area AR. The power supply line 34 is commonly connected to each other, and a power supply voltage signal φVDD is supplied from the region setting circuit 23 as a power supply voltage of the amplification transistor AMP. Note that the drain of the reset transistor RST of each pixel PX is connected to the drain of the amplification transistor AMP (point b in FIG. 18) of the pixel PX by a power supply line 34.

図19は、図18に示す回路を、給電線34による各既定部分領域ARの増幅トランジスタAMPのドレイン(b点)の接続関係に着目して抽象化して示したものである。各電源電圧信号φVDDを既定部分領域AR毎に区別する場合、j行目かつk列目の既定部分領域AR(j,k)の画素PXの増幅トランジスタAMPのドレインに供給される電源電圧信号φVDDは符号φVDD(j,k)で示す。なお、給電線34の実際の配置(引き回す経路等)は、何ら限定されるものではない。   FIG. 19 shows an abstraction of the circuit shown in FIG. 18 by paying attention to the connection relationship between the drains (points b) of the amplification transistors AMP in the predetermined partial regions AR by the feeder lines 34. When each power supply voltage signal φVDD is distinguished for each predetermined partial area AR, the power supply voltage signal φVDD supplied to the drain of the amplification transistor AMP of the pixel PX in the jth and kth predetermined partial area AR (j, k). Is represented by the symbol φVDD (j, k). In addition, the actual arrangement of the power supply line 34 (route to be routed) is not limited at all.

本実施の形態では、領域設定回路23は、撮像制御部5による制御下で、各制御信号φASELに代えて、各電源電圧信号φVDDを出力する給電制御回路として構成されている。各電源電圧信号φVDDは、増幅トランジスタAMPの動作に有効である有効電圧レベルVDD、又は、増幅トランジスタAMPの動作に有効ではない非有効電圧レベル(ここでは、0Vとするが、必ずしも0Vに限らない。)となり、領域設定回路23は、各画素PXの増幅トランジスタAMPの電源電圧としてVDD又は0Vを選択的に供給する。   In the present embodiment, the region setting circuit 23 is configured as a power supply control circuit that outputs each power supply voltage signal φVDD instead of each control signal φASEL under the control of the imaging control unit 5. Each power supply voltage signal φVDD is an effective voltage level VDD that is effective for the operation of the amplification transistor AMP, or an ineffective voltage level that is not effective for the operation of the amplification transistor AMP (here, 0V, but is not necessarily limited to 0V). The region setting circuit 23 selectively supplies VDD or 0V as the power supply voltage of the amplification transistor AMP of each pixel PX.

本実施の形態において、各画素PXにおいて電源電圧信号φVDDがVDDとなって増幅トランジスタAMPが有効に動作する状態及び電源電圧信号φVDDが0Vとなって増幅トランジスタAMPが有効に動作しない状態は、各画素PXの出力信号の垂直信号線27への出力の可否に関して、前記第1の実施の形態において、各画素PXにおいて制御信号φASELがハイレベルになって選択トランジスタASELがオンした状態及び制御信号φASELがローレベルになって選択トランジスタASELがオフした状態と、それぞれ実質的に同じになる。   In the present embodiment, in each pixel PX, the power supply voltage signal φVDD becomes VDD and the amplification transistor AMP operates effectively, and the power supply voltage signal φVDD becomes 0 V and the amplification transistor AMP does not operate effectively. Regarding whether or not the output signal of the pixel PX can be output to the vertical signal line 27, in the first embodiment, the control signal φASEL becomes high level in each pixel PX and the selection transistor ASEL is turned on and the control signal φASEL. Is substantially the same as a state in which the selection transistor ASEL is turned off.

したがって、本実施の形態では、各画素PXの出力信号は、当該画素PXの選択トランジスタSELが選択状態(オン状態)であるとともに当該画素PXの増幅トランジスタAMPの電源電圧として供給される電源電圧信号φVDDが有効電圧レベルVDDである場合にのみ、当該画素PXの出力信号及び当該画素PXに対して列方向に並んだ画素PXの出力信号を受け取る垂直信号線27に出力される。   Therefore, in the present embodiment, the output signal of each pixel PX is the power supply voltage signal supplied as the power supply voltage of the amplification transistor AMP of the pixel PX while the selection transistor SEL of the pixel PX is in the selected state (ON state). Only when φVDD is the effective voltage level VDD, the output signal of the pixel PX and the output signal of the pixel PX aligned in the column direction with respect to the pixel PX are output to the vertical signal line 27.

本実施の形態では、領域設定回路23が、前記第1の実施の形態において各φASELとしてハイレベル信号を供給する代わりに各電源電圧信号φVDDとして有効電圧レベルVDDを供給し、前記第1の実施の形態において各φASELとしてローレベル信号を供給する代わりに各電源電圧信号φVDDとして0Vを供給することによって、前記第1の実施の形態と同様の動作が実現される。例えば、本実施の形態において、図6に示す領域設定例と同じ設定を実現する場合には、領域設定回路23は図20に示す各電源電圧信号φVDDを出力すればよい。   In the present embodiment, the area setting circuit 23 supplies an effective voltage level VDD as each power supply voltage signal φVDD instead of supplying a high level signal as each φASEL in the first embodiment, and the first embodiment. In this embodiment, by supplying 0V as each power supply voltage signal φVDD instead of supplying a low level signal as each φASEL, an operation similar to that of the first embodiment is realized. For example, in the present embodiment, when the same setting as the region setting example shown in FIG. 6 is realized, the region setting circuit 23 may output each power supply voltage signal φVDD shown in FIG.

本実施の形態によっても、前記第1の実施の形態と同様の利点が得られる。また、本実施の形態では、各画素PXにおいて選択トランジスタASELが設けられていないので、各画素PXの構成が簡単となる。   Also in this embodiment, the same advantages as those in the first embodiment can be obtained. In the present embodiment, since the selection transistor ASEL is not provided in each pixel PX, the configuration of each pixel PX is simplified.

[第3の実施の形態]   [Third Embodiment]

図21は、本発明の第3の実施の形態による電子カメラで用いられる固体撮像素子51の概略構成を示す回路図であり、図2に対応している。図22は、図21に示す固体撮像素子51の撮像領域21の一部をなす既定部分領域ARを示す回路図であり、図4に対応している。図23は、図21に示す固体撮像素子51の部分領域撮影モード時の読み出し制御の一例を示すタイミングチャートであり、図8に対応している。   FIG. 21 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the solid-state imaging device 51 used in the electronic camera according to the third embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. FIG. 22 is a circuit diagram showing a predetermined partial area AR that forms part of the imaging area 21 of the solid-state imaging device 51 shown in FIG. 21, and corresponds to FIG. FIG. 23 is a timing chart showing an example of readout control in the partial area photographing mode of the solid-state imaging device 51 shown in FIG. 21, and corresponds to FIG.

図21乃至図23において、図2、図4及び図8中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。本実施の形態が前記第1の実施の形態と異なる所は、以下に説明する点である。   21 to 23, elements that are the same as or correspond to those in FIGS. 2, 4, and 8 are given the same reference numerals, and redundant descriptions thereof are omitted. This embodiment is different from the first embodiment in the points described below.

本実施の形態では、前記第1の実施の形態による電子カメラ1において、固体撮像素子4に代えて固体撮像素子51が用いられている。   In the present embodiment, a solid-state imaging device 51 is used in place of the solid-state imaging device 4 in the electronic camera 1 according to the first embodiment.

前記第1の実施の形態では、撮像領域21の各画素PXにおいて選択トランジスタSEL設けられているのに対し、本実施の形態では、撮像領域21の各画素PXにおいて、選択トランジスタSEL及び接続線26が取り除かれ、選択トランジスタASELのドレインが、当該画素PXの増幅トランジスタAMPのソースに接続されている。   In the first embodiment, the selection transistor SEL is provided in each pixel PX in the imaging region 21, whereas in this embodiment, the selection transistor SEL and the connection line 26 are provided in each pixel PX in the imaging region 21. Is removed, and the drain of the selection transistor ASEL is connected to the source of the amplification transistor AMP of the pixel PX.

前記第1の実施の形態では、全画素PXの増幅トランジスタAMPのドレイン(図4中のb点)は、給電線34により共通に接続され、そこには、増幅トランジスタAMPの電源電圧として、増幅トランジスタAMPの動作に有効である有効電圧レベルVDDが固定的に供給される。これに対し、本実施の形態では、給電線34は画素PXの行毎に電気的に分離され、各画素PXの増幅トランジスタAMPのドレイン(図22中のb点)は、画素PXの行毎に給電線34により共通に接続され、そこには、増幅トランジスタAMPの電源電圧として電源電圧信号φVDDが、給電制御回路52から供給される。各電源電圧信号φVDDを画素PXの行毎に区別する場合、n行目の画素PXの増幅トランジスタAMPのドレインに供給される電源電圧信号φVDDは符号φVDD(n)で示す。なお、各画素PXのリセットトランジスタRSTのドレインは、給電線34により、当該画素PXの増幅トランジスタAMPのドレイン(図22中のb点)に接続されている。   In the first embodiment, the drains (points b in FIG. 4) of the amplification transistors AMP of all the pixels PX are connected in common by the power supply line 34, and are amplified as the power supply voltage of the amplification transistors AMP. An effective voltage level VDD that is effective for the operation of the transistor AMP is fixedly supplied. On the other hand, in the present embodiment, the feed line 34 is electrically separated for each row of the pixels PX, and the drain (point b in FIG. 22) of the amplification transistor AMP of each pixel PX is set for each row of the pixel PX. Are connected in common by a power supply line 34, and a power supply voltage signal φVDD is supplied from the power supply control circuit 52 as a power supply voltage of the amplification transistor AMP. When each power supply voltage signal φVDD is distinguished for each row of the pixels PX, the power supply voltage signal φVDD supplied to the drain of the amplification transistor AMP of the pixel PX in the n-th row is indicated by a symbol φVDD (n). Note that the drain of the reset transistor RST of each pixel PX is connected to the drain (point b in FIG. 22) of the amplification transistor AMP of the pixel PX by a feeder line 34.

本実施の形態では、給電制御回路52は、垂直走査回路22の一部として設けられ、撮像制御部5による制御下で、各制御信号φSELに代えて各電源電圧信号φVDDを出力する。各電源電圧信号φVDDは、増幅トランジスタAMPの動作に有効である有効電圧レベルVDD、又は、増幅トランジスタAMPの動作に有効ではない非有効電圧レベル(ここでは、0Vとするが、必ずしも0Vに限らない。)となり、給電制御回路52は、各画素PXの増幅トランジスタAMPの電源電圧としてVDD又は0Vを選択的に供給する。   In the present embodiment, the power supply control circuit 52 is provided as a part of the vertical scanning circuit 22 and outputs each power supply voltage signal φVDD instead of each control signal φSEL under the control of the imaging control unit 5. Each power supply voltage signal φVDD is an effective voltage level VDD that is effective for the operation of the amplification transistor AMP, or an ineffective voltage level that is not effective for the operation of the amplification transistor AMP (here, 0V, but is not necessarily limited to 0V). The power supply control circuit 52 selectively supplies VDD or 0 V as the power supply voltage of the amplification transistor AMP of each pixel PX.

本実施の形態において、各画素PXにおいて電源電圧信号φVDDがVDDとなって増幅トランジスタAMPが有効に動作する状態及び電源電圧信号φVDDが0Vとなって増幅トランジスタAMPが有効に動作しない状態は、各画素PXの出力信号の垂直信号線27への出力の可否に関して、前記第1の実施の形態において、各画素PXにおいて制御信号φSELがハイレベルになって選択トランジスタSELがオンした状態及び制御信号φSELがローレベルになって選択トランジスタSELがオフした状態と、それぞれ実質的に同じになる。   In the present embodiment, in each pixel PX, the power supply voltage signal φVDD becomes VDD and the amplification transistor AMP operates effectively, and the power supply voltage signal φVDD becomes 0 V and the amplification transistor AMP does not operate effectively. Regarding whether or not the output signal of the pixel PX can be output to the vertical signal line 27, in the first embodiment, in each pixel PX, the control signal φSEL becomes high level and the selection transistor SEL is turned on and the control signal φSEL. Is substantially the same as the state in which the select transistor SEL is turned off.

したがって、本実施の形態では、各画素PXの出力信号は、当該画素PXの選択トランジスタASELが選択状態(オン状態)であるとともに当該画素PXの増幅トランジスタAMPの電源電圧として供給される電源電圧信号φVDDが有効電圧レベルVDDである場合にのみ、当該画素PXの出力信号及び当該画素PXに対して列方向に並んだ画素PXの出力信号を受け取る垂直信号線27に出力される。   Therefore, in the present embodiment, the output signal of each pixel PX is the power supply voltage signal supplied as the power supply voltage of the amplification transistor AMP of the pixel PX while the selection transistor ASEL of the pixel PX is in the selected state (ON state). Only when φVDD is the effective voltage level VDD, the output signal of the pixel PX and the output signal of the pixel PX aligned in the column direction with respect to the pixel PX are output to the vertical signal line 27.

本実施の形態では、給電制御回路52が、前記第1の実施の形態において各φSELとしてハイレベル信号を供給する代わりに各電源電圧信号φVDDとして有効電圧レベルVDDを供給し、前記第1の実施の形態において各φSELとしてローレベル信号を供給する代わりに各電源電圧信号φVDDとして0Vを供給することによって、前記第1の実施の形態と同様の動作が実現される。例えば、本実施の形態において、部分領域撮影モードにおいて、読み出す部分領域が図6に示すように設定される場合には、垂直走査回路22は、図23に示すように読み出し制御を行えばよい。   In the present embodiment, the power supply control circuit 52 supplies an effective voltage level VDD as each power supply voltage signal φVDD instead of supplying a high level signal as each φSEL in the first embodiment, and the first embodiment. In this embodiment, by supplying 0 V as each power supply voltage signal φVDD instead of supplying a low level signal as each φSEL, the same operation as in the first embodiment is realized. For example, in the present embodiment, when the partial area to be read is set as shown in FIG. 6 in the partial area shooting mode, the vertical scanning circuit 22 may perform the read control as shown in FIG.

本実施の形態によっても、前記第1の実施の形態と同様の利点が得られる。また、本実施の形態では、各画素PXにおいて選択トランジスタSELが設けられていないので、各画素PXの構成が簡単となる。   Also in this embodiment, the same advantages as those in the first embodiment can be obtained. In the present embodiment, since the selection transistor SEL is not provided in each pixel PX, the configuration of each pixel PX is simplified.

[第4の実施の形態]   [Fourth Embodiment]

図24は、本発明の第4の実施の形態による電子カメラで用いられる固体撮像素子61の概略構成を示す回路図であり、図2に対応している。図25は、図24に示す固体撮像素子61の撮像領域21の一部をなす既定部分領域ARを示す回路図であり、図4に対応している。図26は、図25に示す回路を抽象化して示す回路図であり、図5に対応している。図27は、図24に示す固体撮像素子61の部分領域撮影モード時の読み出し制御の一例を示すタイミングチャートであり、図8に対応している。図24乃至図27において、図2、図4、図5及び図8中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。   FIG. 24 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the solid-state imaging device 61 used in the electronic camera according to the fourth embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. FIG. 25 is a circuit diagram showing a predetermined partial area AR that forms part of the imaging area 21 of the solid-state imaging device 61 shown in FIG. 24, and corresponds to FIG. FIG. 26 is a circuit diagram abstractly showing the circuit shown in FIG. 25, and corresponds to FIG. FIG. 27 is a timing chart showing an example of readout control in the partial area shooting mode of the solid-state imaging device 61 shown in FIG. 24, and corresponds to FIG. 24 to 27, elements that are the same as or correspond to those in FIGS. 2, 4, 5, and 8 are given the same reference numerals, and redundant descriptions thereof are omitted.

本実施の形態では、前記第1の実施の形態による電子カメラ1において、固体撮像素子4に代えて固体撮像素子61が用いられている。   In the present embodiment, in the electronic camera 1 according to the first embodiment, a solid-state image sensor 61 is used instead of the solid-state image sensor 4.

本実施の形態が前記第1の実施の形態と異なる所は、列方向に隣り合う2つの画素PX毎に、当該2つの画素PXが1組のフローティング容量部FD、増幅トランジスタAMP、リセットトランジスタRST及び選択トランジスタSEL,ASELを共有している点と、垂直走査回路22が、図8に示すような制御信号φSEL,φRST,φTXに代えて、図27に示すような制御信号φSEL,φRST,φTXA,φTXBを出力するように構成されている点である。   The present embodiment is different from the first embodiment in that, for each of two pixels PX adjacent in the column direction, the two pixels PX include one set of a floating capacitor FD, an amplification transistor AMP, and a reset transistor RST. In addition, the vertical scanning circuit 22 uses the control signals φSEL, φRST, φTXA as shown in FIG. 27 instead of the control signals φSEL, φRST, φTX as shown in FIG. , ΦTXB is output.

図24乃至図26では、1組のフローティング容量部FD、増幅トランジスタAMP、リセットトランジスタRST及び選択トランジスタSEL,ASELを共有する2つの画素PXを、画素ブロックBLとして示している。また、図24及び図25では、画素ブロックBL内の下側の画素PXのフォトダイオードPD及び転送トランジスタTXをそれぞれ符号PDA,TXAで示し、画素ブロックBL内の上側の画素PXのフォトダイオードPD及び転送トランジスタTXをそれぞれ符号PDB,TXBで示し、両者を区別している。また、転送トランジスタTXAのゲートに供給される制御信号をφTXAとし、転送トランジスタTXBのゲート電極に供給される制御信号をφTXBとし、両者を区別している。   In FIG. 24 to FIG. 26, two pixels PX sharing one set of the floating capacitor FD, the amplification transistor AMP, the reset transistor RST, and the selection transistors SEL and ASEL are shown as a pixel block BL. In FIGS. 24 and 25, the photodiode PD and the transfer transistor TX of the lower pixel PX in the pixel block BL are indicated by symbols PDA and TXA, respectively, and the photodiode PD of the upper pixel PX in the pixel block BL and The transfer transistors TX are indicated by symbols PDB and TXB, respectively, to distinguish them. Further, the control signal supplied to the gate of the transfer transistor TXA is φTXA, and the control signal supplied to the gate electrode of the transfer transistor TXB is φTXB to distinguish them.

図2及び図4ではN,n等は画素行を示しているが、図24及び図25ではN,n等は画素ブロックBLの行を示している。画素ブロックBLの1行は、画素PXの2行に相当している。図4及び図5では、各既定部分領域ARはA行B列のA×B個の画素PXからなるが、図25及び図26では、各既定部分領域ARはA行B列のA×B個の画素ブロックBL(2×A×B個の画素PX)からなる。なお、各既定部分領域ARを構成するフォトダイオードPDの行数は2以上でかつフォトダイオードPDの列数は1以上であればよく、本実施の形態では、1つの画素ブロックBLが2つのフォトダイオードPDを有しているので、各既定部分領域ARを構成する画素ブロックBLの行数は1以上でかつ画素ブロックBLの列数は1以上であればよい。   In FIGS. 2 and 4, N, n, etc. indicate pixel rows, but in FIGS. 24, 25, N, n, etc. indicate rows of the pixel block BL. One row of the pixel block BL corresponds to two rows of the pixels PX. 4 and 5, each predetermined partial area AR is composed of A × B pixels PX of A rows and B columns. In FIGS. 25 and 26, each predetermined partial area AR is A × B of A rows and B columns. The pixel block BL (2 × A × B pixels PX). Note that the number of rows of photodiodes PD constituting each predetermined partial area AR may be two or more and the number of columns of photodiodes PD may be one or more. In the present embodiment, one pixel block BL includes two photo diodes. Since the diode PD is included, the number of rows of the pixel block BL constituting each predetermined partial area AR may be one or more and the number of columns of the pixel block BL may be one or more.

本実施の形態では、部分領域撮影モードにおいて、読み出す部分領域が図6や図9に示すように設定される場合には、例えば、図8に示す読み出し制御に代えて、図27に示す読み出し制御が行われる。なお、ここでは、図6及び図9中のnは画素ブロックBLの行を示し、図6及び図9中のmは画素ブロックBLの列を示すものとする。   In the present embodiment, when the partial area to be read is set as shown in FIGS. 6 and 9 in the partial area shooting mode, for example, instead of the read control shown in FIG. 8, the read control shown in FIG. Is done. Here, n in FIGS. 6 and 9 indicates the row of the pixel block BL, and m in FIGS. 6 and 9 indicates the column of the pixel block BL.

図27に示す例では、垂直走査回路22によって、期間T1において、各既定部分領域ARにおける1行目の画素ブロックBLの行に相当する撮像領域21における1行目、4行目及び7行目の画素ブロックBLの行について同時に読み出し制御が行われ、その次の期間T2において、各既定部分領域ARにおける2行目の画素ブロックBLの行に相当する撮像領域21における2行目、5行目及び8行目の画素ブロックBLの行について同時に読み出し制御が行われ、その次の期間T3において、各既定部分領域ARにおける3行目の画素ブロックBLの行に相当する撮像領域21における3行目、6行目及び9行目の画素ブロックBLの行について同時に読み出し制御が行われ、これにより1フレーム分の読み出しが終了する。期間T1〜T3を順次繰り返すことで、複数のフレームがローリング電子シャッタにより読み出される。   In the example shown in FIG. 27, the vertical scanning circuit 22 performs the first row, the fourth row, and the seventh row in the imaging region 21 corresponding to the row of the first pixel block BL in each predetermined partial region AR in the period T1. In the next period T2, the readout control is simultaneously performed for the rows of the pixel blocks BL, and the second row and the fifth row in the imaging region 21 corresponding to the row of the second pixel block BL in each predetermined partial region AR. The readout control is simultaneously performed for the rows of the pixel blocks BL in the eighth row, and in the next period T3, the third row in the imaging region 21 corresponding to the row of the pixel blocks BL in the third row in each predetermined partial region AR. The readout control is performed simultaneously on the sixth and ninth pixel block BL rows, thereby completing the readout for one frame. By sequentially repeating the periods T1 to T3, a plurality of frames are read by the rolling electronic shutter.

本実施の形態では、部分領域撮影モードにおいて、読み出す部分領域が図11に示すように設定されることも許容する場合には、垂直走査回路22は、図27に示す読み出し制御に代えて、例えば、図8に示す読み出し制御を図27に示す読み出し制御に変形したのと同様に図13に示す読み出し制御を変形した読み出し制御を行えばよい。なお、ここでは、図11中のnは画素ブロックBLの行を示し、図11中のmは画素ブロックBLの列を示すものとする。   In the present embodiment, when the partial region to be read is allowed to be set as shown in FIG. 11 in the partial region shooting mode, the vertical scanning circuit 22 replaces the read control shown in FIG. The readout control shown in FIG. 13 may be modified in the same manner as the readout control shown in FIG. 8 is transformed into the readout control shown in FIG. Here, n in FIG. 11 indicates a row of the pixel block BL, and m in FIG. 11 indicates a column of the pixel block BL.

この例では、垂直走査回路22は、読み出す図11に示す部分領域の設定に応じて、2つ以上の画素PXの出力信号が同時に同じ垂直信号線27に読み出されることがないこと必要条件として、可能な限り多くの画素ブロックBLの行について同時に読み出し制御が行われるように、読み出し制御を行う。   In this example, the vertical scanning circuit 22 requires that the output signals of two or more pixels PX are not simultaneously read out to the same vertical signal line 27 according to the setting of the partial area shown in FIG. The readout control is performed so that the readout control is simultaneously performed on as many rows of the pixel blocks BL as possible.

本実施の形態では、領域設定回路23は、部分領域撮影モードにおいて、読み出す部分領域の設定に際して、既定部分領域ARのいずれの列においても、2つ以上の既定部分領域ARは読み出す領域として同時に設定しないという制約の下で、読み出す領域を任意に設定し得るようにしておき、垂直走査回路22は、部分領域撮影モードにおいて常に図27に示す読み出し制御を行うように構成してもよい。以下の説明では、このような構成を「制約有り部分領域設定の構成」と呼ぶ。この場合には、図6に示すような領域設定や図9に示すような領域設定は許容されるが、図11に示すような領域設定は許容されない。   In the present embodiment, the area setting circuit 23 sets two or more predetermined partial areas AR simultaneously as read areas in any column of the predetermined partial areas AR when setting the partial areas to be read in the partial area shooting mode. The vertical scanning circuit 22 may be configured to always perform the readout control shown in FIG. 27 in the partial area imaging mode by allowing the readout area to be arbitrarily set under the restriction of not. In the following description, such a configuration is referred to as a “constrained partial region setting configuration”. In this case, the area setting as shown in FIG. 6 and the area setting as shown in FIG. 9 are allowed, but the area setting as shown in FIG. 11 is not allowed.

あるいは、本実施の形態では、領域設定回路23は、部分領域撮影モードにおいて、読み出す部分領域の設定に際して、何らの制約もなく読み出す領域を任意に設定し得るようにしておき、垂直走査回路22は、部分領域撮影モードにおいて、部分領域の設定に応じて、2つ以上の画素PXの出力信号が同時に同じ垂直信号線27に読み出されることがないこと必要条件として、可能な限り多くの画素ブロックBLの行について同時に読み出し制御が行われるような読み出し制御を行うように構成してもよい。以下の説明では、このような構成を「制約無し部分領域設定の構成」と呼ぶ。この場合には、図6に示すような領域設定や図9に示すような領域設定のみならず、図11に示すような領域設定も許容される。垂直走査回路22は、図6に示すような領域設定や図9に示すような領域設定の場合には、例えば、図27に示す読み出し制御を行い、図11に示すような領域設定の場合には、例えば、図8に示す読み出し制御を図27に示す読み出し制御に変形したのと同様に図13に示す読み出し制御を変形した読み出し制御を行う。   Alternatively, in the present embodiment, the area setting circuit 23 can arbitrarily set an area to be read without any restriction when setting the partial area to be read in the partial area shooting mode, and the vertical scanning circuit 22 In the partial area shooting mode, as a necessary condition, the output signals of two or more pixels PX are not simultaneously read out to the same vertical signal line 27 according to the setting of the partial area. The read control may be performed such that the read control is simultaneously performed on the rows. In the following description, such a configuration is referred to as a “configuration of unconstrained partial region setting”. In this case, not only the area setting shown in FIG. 6 and the area setting shown in FIG. 9, but also the area setting shown in FIG. 11 is allowed. In the case of the area setting as shown in FIG. 6 or the area setting as shown in FIG. 9, the vertical scanning circuit 22 performs, for example, the read control shown in FIG. 27 and the area setting as shown in FIG. For example, the read control shown in FIG. 8 is modified to the read control shown in FIG. 27, and the read control shown in FIG. 13 is modified.

本実施の形態では、全領域撮影モードでは、例えば、図8に示す読み出し制御を図27に示す読み出し制御に変形したのと同様に図14に示す読み出し制御を変形した読み出し制御が行われる。この例では、垂直走査回路22によって、撮像領域21における1行目の画素ブロックBLの行から9行目の画素ブロックBLの行まで1行ずつについて順次読み出し制御が行われ、これにより1フレーム分の読み出しが終了する。静止画撮影時の全領域撮影モードでは、全画素PXを同時にリセットするいわゆるグローバルリセット後にメカニカルシャッタ(図示せず)により露光が行われ、その後に1行目から9行目までの各行の画素ブロックBLの読み出しが行われる。動画撮影時の全領域撮影モードでは、1行目から9行目までの各行の画素ブロックBLの読み出しが順次繰り返され、複数のフレームがローリング電子シャッタにより読み出される。   In the present embodiment, in the all-region imaging mode, for example, the readout control modified from the readout control illustrated in FIG. 14 is performed in the same manner as the readout control illustrated in FIG. 8 is modified to the readout control illustrated in FIG. In this example, the vertical scanning circuit 22 sequentially performs readout control for each row from the row of the first pixel block BL to the row of the ninth pixel block BL in the imaging region 21, thereby Is read out. In the all-area shooting mode at the time of still image shooting, exposure is performed by a mechanical shutter (not shown) after so-called global reset that resets all pixels PX at the same time, and then pixel blocks in each row from the first row to the ninth row. BL is read. In the whole area shooting mode at the time of moving image shooting, the reading of the pixel blocks BL of each row from the first row to the ninth row is sequentially repeated, and a plurality of frames are read by the rolling electronic shutter.

本実施の形態によっても、前記第1の実施の形態と同様の利点が得られる。なお、本実施の形態では、列方向に隣り合う2つの画素PX毎に、当該2つの画素PXが1組のフローティング容量部FD、増幅トランジスタAMP、リセットトランジスタRST及び選択トランジスタSEL,ASELを共有しているが、本発明では、例えば、列方向に隣り合う3つ以上の所定数の画素PX毎に、当該所定数の画素PXが1組のフローティング容量部FD、増幅トランジスタAMP、リセットトランジスタRST及び選択トランジスタSEL,ASELを共有するようにしてもよい。また、本発明では、前記第1の実施の形態を本実施の形態に変形したのと同様の変形を、前記第2及び第3の実施の形態に適用してもよい。   Also in this embodiment, the same advantages as those in the first embodiment can be obtained. In this embodiment, for every two pixels PX that are adjacent in the column direction, the two pixels PX share a set of floating capacitor FD, amplification transistor AMP, reset transistor RST, and selection transistors SEL, ASEL. However, in the present invention, for example, for every three or more predetermined number of pixels PX that are adjacent in the column direction, the predetermined number of pixels PX includes one set of floating capacitance unit FD, amplification transistor AMP, reset transistor RST, The selection transistors SEL and ASEL may be shared. In the present invention, a modification similar to the modification of the first embodiment to the present embodiment may be applied to the second and third embodiments.

[第5の実施の形態]   [Fifth Embodiment]

図28は、本発明の第5の実施の形態による電子カメラで用いられる固体撮像素子71の概略構成を示す回路図であり、図2に対応している。図29は、図28に示す固体撮像素子71の撮像領域21の一部を示す回路図であり、図4に対応している。   FIG. 28 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a solid-state imaging device 71 used in an electronic camera according to the fifth embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. FIG. 29 is a circuit diagram showing a part of the imaging region 21 of the solid-state imaging device 71 shown in FIG. 28, and corresponds to FIG.

図28及び図29において、図2及び図4中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。本実施の形態が前記第1の実施の形態と異なる所は、以下に説明する点である。   28 and 29, the same or corresponding elements as those in FIGS. 2 and 4 are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted. This embodiment is different from the first embodiment in the points described below.

本実施の形態では、前記第1の実施の形態による電子カメラ1において、固体撮像素子4に代えて固体撮像素子71が用いられている。   In the present embodiment, in the electronic camera 1 according to the first embodiment, a solid-state image sensor 71 is used instead of the solid-state image sensor 4.

本実施の形態では、撮像領域21は各既定部分領域ARには分けられていない。また、本実施の形態では、領域設定回路23に代えて、行書込み制御回路72及び列書込み制御回路73が設けられている。   In the present embodiment, the imaging area 21 is not divided into the predetermined partial areas AR. In this embodiment, a row write control circuit 72 and a column write control circuit 73 are provided instead of the region setting circuit 23.

さらに、本実施の形態では、各画素PXにおいて、コンデンサHC及び書き込みトランジスタWTが追加されている。各画素PXのコンデンサHCは、接地と当該画素PXの選択トランジスタASELのゲートとの間に接続され、当該画素PXの選択トランジスタASELを選択状態又は非選択状態にするための選択制御信号を保持する保持部を構成している。各画素PXの書き込みトランジスタWTは、書き込み制御信号φWTR,φWTCに応じて前記選択制御信号を当該画素PXの前記保持部としてのコンデンサHCに書き込む書込み部を構成している。   Further, in the present embodiment, a capacitor HC and a write transistor WT are added to each pixel PX. The capacitor HC of each pixel PX is connected between the ground and the gate of the selection transistor ASEL of the pixel PX, and holds a selection control signal for setting the selection transistor ASEL of the pixel PX to a selected state or a non-selected state. The holding part is configured. The write transistor WT of each pixel PX constitutes a write unit that writes the selection control signal to the capacitor HC as the holding unit of the pixel PX in accordance with the write control signals φWTR and φWTC.

本実施の形態では、書き込みトランジスタWTはnMOSトランジスタである。各画素PXの書き込みトランジスタWTのソースは、当該画素PXの選択トランジスタASELのゲートに接続されている。各画素PXの書き込みトランジスタWTのゲートは、画素PXの行毎に制御線74により共通に接続され、そこには、行書込み制御回路72から第1の書き込み制御信号φWTRが供給される。各画素PXの書き込みトランジスタWTのドレインは、画素PXの列毎に共通に接続され、そこには、列書込み制御回路73から第2の書き込み制御信号φWTCが供給される。各画素PXの書き込みトランジスタWTは、そのゲートに供給される第1の書き込み制御信号φWTRと、そのドレインに供給される第2の書き込み制御信号φWTCとのアンドをとってそのアンド出力をそのソースに出力するアンド回路を構成している。前記書込み部として、書き込みトランジスタWTに代えて、例えば他のアンド回路を用いてもよい。   In the present embodiment, the write transistor WT is an nMOS transistor. The source of the writing transistor WT of each pixel PX is connected to the gate of the selection transistor ASEL of the pixel PX. The gates of the write transistors WT of the respective pixels PX are connected in common by a control line 74 for each row of the pixels PX, and a first write control signal φWTR is supplied from the row write control circuit 72 thereto. The drain of the write transistor WT of each pixel PX is commonly connected to each column of the pixels PX, and a second write control signal φWTC is supplied from the column write control circuit 73 thereto. The write transistor WT of each pixel PX takes the AND of the first write control signal φWTR supplied to its gate and the second write control signal φWTC supplied to its drain, and uses the AND output as its source. An AND circuit to output is configured. As the writing unit, for example, another AND circuit may be used instead of the writing transistor WT.

各第1の書き込み制御信号φWTRを画素PXの行毎に区別する場合、n行目の画素PXの書き込みトランジスタWTのゲートに供給される第1の書き込み制御信号φWTRは符号φWTR(n)で示す。各第2の書き込み制御信号φWTCを画素PXの列毎に区別する場合、m列目の画素PXの書き込みトランジスタWTのドレインに供給される第2の書き込み制御信号φWTCは符号φWTC(m)で示す。   When distinguishing each first write control signal φWTR for each row of the pixels PX, the first write control signal φWTR supplied to the gate of the write transistor WT of the pixel PX in the n-th row is indicated by a symbol φWTR (n). . When each second write control signal φWTC is distinguished for each column of the pixels PX, the second write control signal φWTC supplied to the drain of the write transistor WT of the pixel PX in the m-th column is indicated by a symbol φWTC (m). .

図30(a)は、図28に示す固体撮像素子71において、n行目かつm列目の画素PXのコンデンサHCにハイレベル信号(H信号)を書き込む場合の書き込み制御信号φWTR(n),φWTC(m)を示す図である。時点t21でn行目の書き込み制御信号φWTR(n)をハイレベルに立ち上げ、その後の時点t22でm列目の書き込み制御信号φWTC(m)をハイレベルに立ち上げ、その後の時点t23で書き込み制御信号φWTR(n)をローレベルに立ち下げ、その後の時点t24で書き込み制御信号φWTCを立ち下げる。これにより、n行目かつm列目の画素PXのコンデンサHCにハイレベル信号が書き込まれて保持される。その結果、n行目かつm列目の画素PXの選択トランジスタASELがオン状態(選択状態)に保持される。   FIG. 30A shows a write control signal φWTR (n), when writing a high level signal (H signal) to the capacitor HC of the pixel PX in the n-th row and the m-th column in the solid-state imaging device 71 shown in FIG. It is a figure which shows (phi) WTC (m). At time t21, the write control signal φWTR (n) of the n-th row is raised to a high level, and then the write control signal φWTC (m) of the m-th column is raised to a high level at a time t22, and then the write is performed at time t23. The control signal φWTR (n) is lowered to a low level, and then the write control signal φWTC is lowered at time t24. As a result, the high level signal is written and held in the capacitor HC of the pixel PX in the n-th row and the m-th column. As a result, the selection transistor ASEL of the pixel PX in the nth row and the mth column is held in the on state (selected state).

図30(b)は、図28に示す固体撮像素子71において、n行目かつm列目の画素PXのコンデンサHCにローレベル信号(L信号)を書き込む場合の書き込み制御信号φWTR(n),φWTC(m)を示す図である。m列目の書き込み制御信号φWTC(m)をローレベルに維持したまま、時点t21でn行目の書き込み制御信号φWTR(n)をハイレベルに立ち上げ、その後の時点t23で書き込み制御信号φWTR(n)をローレベルに立ち下げる。これにより、n行目かつm列目の画素PXのコンデンサHCにローレベル信号が書き込まれて保持される。その結果、n行目かつm列目の画素PXの選択トランジスタASELがオフ状態(非選択状態)に保持される。   FIG. 30B shows a write control signal φWTR (n), when writing a low level signal (L signal) to the capacitor HC of the pixel PX in the nth row and the mth column in the solid-state imaging device 71 shown in FIG. It is a figure which shows (phi) WTC (m). While the write control signal φWTC (m) of the m-th column is maintained at the low level, the write control signal φWTR (n) of the n-th row is raised to the high level at time t21, and then the write control signal φWTR ( n) falls to the low level. As a result, the low level signal is written and held in the capacitor HC of the pixel PX in the n-th row and the m-th column. As a result, the selection transistor ASEL of the pixel PX in the n-th row and the m-th column is held in the off state (non-selected state).

行書込み制御回路72は、図1中の撮像制御部5による制御下で、画素PXの行毎に第1の書き込み制御信号φWTRを供給する。列書込み制御回路73は、図1中の撮像制御部5による制御下で、画素PXの列毎に第2の書き込み制御信号φWTCを供給する。行書込み制御回路72及び列書込み制御回路73は、全体として、各画素PXの書込み部としての書き込みトランジスタWTに書き込み制御信号φWTR,φWTCを供給する書き込み制御部を構成している。   The row write control circuit 72 supplies the first write control signal φWTR for each row of the pixels PX under the control of the imaging control unit 5 in FIG. The column writing control circuit 73 supplies the second writing control signal φWTC for each column of the pixels PX under the control of the imaging control unit 5 in FIG. The row write control circuit 72 and the column write control circuit 73 constitute a write control unit that supplies write control signals φWTR and φWTC to the write transistor WT as the write unit of each pixel PX as a whole.

本実施の形態では、行書込み制御回路72、列書込み制御回路73、並びに、各画素PXの書き込みトランジスタWT及びコンデンサHCは、全体として、撮像領域21のうちの読み出す所望の1つ又は複数の部分領域の画素PXの選択トランジスタASELを選択状態(オン状態)にする領域設定部を構成している。   In the present embodiment, the row write control circuit 72, the column write control circuit 73, and the write transistor WT and the capacitor HC of each pixel PX as a whole read out one or more desired portions of the imaging region 21. An area setting unit is configured to set the selection transistor ASEL of the pixel PX in the area to the selected state (ON state).

図31は、図28に示す固体撮像素子71において図6に示す領域設定例と同じ設定を実現する書き込み制御信号φWTR,φWTCを示すタイミングチャートである。ここでは、図6において、各既定部分領域ARには分けられていないものとするが、ハッチングを付した4つの部分領域を、読み出す4つの部分領域とする。   FIG. 31 is a timing chart showing write control signals φWTR and φWTC that realize the same setting as the region setting example shown in FIG. 6 in the solid-state imaging device 71 shown in FIG. Here, in FIG. 6, although not divided into each predetermined partial area AR, the four partial areas with hatching are set as four partial areas to be read.

図31に示す例では、まず、全画素PXのコンデンサHCにローレベル信号を書き込んだ後に、1行ずつの画素PXを順次選びつつ、当該行のうちの必要な画素PXのコンデンサHCにハイレベル信号を書き込むことによって、図6においてハッチングを付した4つの部分領域を、読み出す領域として設定する。   In the example shown in FIG. 31, first, a low level signal is written to the capacitors HC of all the pixels PX, and then the pixels PX are sequentially selected one by one, and the high level is applied to the capacitors HC of the necessary pixels PX in the row. By writing the signal, the four partial areas hatched in FIG. 6 are set as areas to be read.

具体的には、領域設定期間(読み出す領域を設定する期間)が開始すると、まず、期間t31−t32において、φWTR(1)〜φWTR(9)がハイレベルにされる一方で、φWTC(1)〜φWTC(12)がローレベルにされる。これにより、図30(b)から理解できるように、全画素PXのコンデンサHCにローレベル信号が書き込まれる。   Specifically, when an area setting period (a period for setting an area to be read) starts, first, φWTR (1) to φWTR (9) are set to a high level during a period t31 to t32, while φWTC (1) ˜φWTC (12) is set to the low level. Thereby, as can be understood from FIG. 30B, a low level signal is written to the capacitors HC of all the pixels PX.

次に、期間t33−t35においてφWTR(1)がハイレベルにされ、期間t34−t36においてφWTC(4)〜φWTC(6),φWTC(10)〜φWTC(12)がハイレベルにされる。これにより、図30(a)から理解できるように、1行目の画素PXのうちの4〜6列目及び10〜12列目の画素PXのコンデンサHCにハイレベル信号が書き込まれる。   Next, φWTR (1) is set to a high level during a period t33 to t35, and φWTC (4) to φWTC (6) and φWTC (10) to φWTC (12) are set to a high level during a period t34 to t36. As a result, as can be understood from FIG. 30A, a high level signal is written to the capacitor HC of the pixels PX in the fourth to sixth columns and the tenth to twelfth columns of the pixels PX in the first row.

次いで、期間t36−t38においてφWTR(2)がハイレベルにされ、期間t37−t39においてφWTC(4)〜φWTC(6),φWTC(10)〜φWTC(12)がハイレベルにされる。これにより、2行目の画素PXのうちの4〜6列目及び10〜12列目の画素PXのコンデンサHCにハイレベル信号が書き込まれる。   Next, φWTR (2) is set to a high level during a period t36 to t38, and φWTC (4) to φWTC (6) and φWTC (10) to φWTC (12) are set to a high level during a period t37 to t39. As a result, a high level signal is written to the capacitor HC of the pixels PX in the fourth to sixth columns and the tenth to twelfth columns of the pixels PX in the second row.

引き続いて、期間t39−t41においてφWTR(3)がハイレベルにされ、期間t40−t42においてφWTC(4)〜φWTC(6),φWTC(10)〜φWTC(12)がハイレベルにされる。これにより、3行目の画素PXのうちの4〜6列目及び10〜12列目の画素PXのコンデンサHCにハイレベル信号が書き込まれる。   Subsequently, φWTR (3) is set to a high level during a period t39 to t41, and φWTC (4) to φWTC (6) and φWTC (10) to φWTC (12) are set to a high level during a period t40 to t42. Accordingly, a high level signal is written to the capacitor HC of the pixels PX in the 4th to 6th columns and the 10th to 12th columns of the pixels PX in the third row.

その後、期間t42−t44においてφWTR(4)がハイレベルにされ、期間t43−t45においてφWTC(7)〜φWTC(9)がハイレベルにされる。これにより、4行目の画素PXのうちの7〜9列目の画素PXのコンデンサHCにハイレベル信号が書き込まれる。   Thereafter, φWTR (4) is set to a high level during a period t42 to t44, and φWTC (7) to φWTC (9) are set to a high level during a period t43 to t45. As a result, a high level signal is written to the capacitor HC of the pixels PX in the seventh to ninth columns of the pixels PX in the fourth row.

次に、期間t45−t47においてφWTR(5)がハイレベルにされ、期間t46−t48においてφWTC(7)〜φWTC(9)がハイレベルにされる。これにより、5行目の画素PXのうちの7〜9列目の画素PXのコンデンサHCにハイレベル信号が書き込まれる。   Next, φWTR (5) is set to a high level during a period t45 to t47, and φWTC (7) to φWTC (9) are set to a high level during a period t46 to t48. As a result, a high level signal is written to the capacitor HC of the pixels PX in the seventh to ninth columns of the pixels PX in the fifth row.

次いで、期間t48−t50においてφWTR(6)がハイレベルにされ、期間t49−t51においてφWTC(7)〜φWTC(9)がハイレベルにされる。これにより、6行目の画素PXのうちの7〜9列目の画素PXのコンデンサHCにハイレベル信号が書き込まれる。   Next, φWTR (6) is set to a high level during a period t48 to t50, and φWTC (7) to φWTC (9) are set to a high level during a period t49 to t51. As a result, a high level signal is written to the capacitor HC of the pixels PX in the seventh to ninth columns of the pixels PX in the sixth row.

引き続いて、期間t51−t53においてφWTR(7)がハイレベルにされ、期間t52−t54においてφWTC(1)〜φWTC(3)がハイレベルにされる。これにより、7行目の画素PXのうちの1〜3列目の画素PXのコンデンサHCにハイレベル信号が書き込まれる。   Subsequently, φWTR (7) is set to a high level during a period t51-t53, and φWTC (1) to φWTC (3) are set to a high level during a period t52-t54. As a result, a high level signal is written to the capacitor HC of the pixels PX in the first to third columns of the pixels PX in the seventh row.

その後、期間t54−t56においてφWTR(8)がハイレベルにされ、期間t55−t57においてφWTC(1)〜φWTC(3)がハイレベルにされる。これにより、8行目の画素PXのうちの1〜3列目の画素PXのコンデンサHCにハイレベル信号が書き込まれる。   Thereafter, φWTR (8) is set to a high level during a period t54 to t56, and φWTC (1) to φWTC (3) are set to a high level during a period t55 to t57. As a result, a high level signal is written to the capacitor HC of the pixels PX in the first to third columns of the pixels PX in the eighth row.

最後に、期間t57−t59においてφWTR(9)がハイレベルにされ、期間t58−t60においてφWTC(1)〜φWTC(3)がハイレベルにされる。これにより、9行目の画素PXのうちの1〜3列目の画素PXのコンデンサHCにハイレベル信号が書き込まれる。   Finally, φWTR (9) is set to a high level during a period t57-t59, and φWTC (1) to φWTC (3) are set to a high level during a period t58-t60. As a result, a high level signal is written to the capacitor HC of the pixels PX in the first to third columns of the pixels PX in the ninth row.

このようにして、図6中のハッチングが付された画素PXのコンデンサHCにハイレベル信号が書き込まれて、当該画素PXの選択トランジスタASELがオン状態に維持され、図6中のハッチングが付されていない画素PXのコンデンサHCにローレベル信号が書き込まれて、当該画素PXの選択トランジスタASELがオフ状態に維持され、図6に示す領域設定が実現される。   In this manner, a high level signal is written to the capacitor HC of the pixel PX that is hatched in FIG. 6, the selection transistor ASEL of the pixel PX is maintained in the ON state, and the hatching in FIG. 6 is applied. A low level signal is written to the capacitor HC of the non-pixel PX, the selection transistor ASEL of the pixel PX is maintained in the OFF state, and the region setting shown in FIG. 6 is realized.

本実施の形態では、例えば、図31と同様に、まず、全画素PXのコンデンサHCにローレベル信号を書き込んだ後に、1行ずつの画素PXを順次選びつつ、当該行のうちの所望の画素PXのコンデンサHCにハイレベル信号を書き込むことによって、撮像領域21のうちの所望の任意の1つ又は複数の部分領域、あるいは、撮像領域21の全領域を、読み出す領域として設定することができる。   In the present embodiment, for example, as in FIG. 31, first, after writing a low level signal to the capacitors HC of all the pixels PX, the pixels PX are sequentially selected one by one, and a desired pixel in the row is selected. By writing a high level signal to the capacitor HC of PX, any desired one or a plurality of partial areas in the imaging area 21 or the entire area of the imaging area 21 can be set as an area to be read.

なお、一旦領域設定期間を行った後に、その領域設定を変更することなく長時間に渡って次回の領域設定期間を行わない場合には、コンデンサHCに書き込まれたハイレベル信号が低下してしまって適切に保持されないおそれがある。そこで、領域設定を変更しない場合であっても、一旦領域設定期間を行った後に一定時間内に領域設定期間を行い、コンデンサHCに書き込まれた信号をリフレッシュすることが好ましい。   Note that once the region setting period has been performed, if the next region setting period is not performed for a long time without changing the region setting, the high level signal written to the capacitor HC will decrease. May not be held properly. Therefore, even if the region setting is not changed, it is preferable to perform the region setting period within a predetermined time after the region setting period once and refresh the signal written in the capacitor HC.

読み出し制御については、本実施の形態においても前記第1の実施の形態と同様である。また、本実施の形態においても、前記第1の実施の形態における制約有り部分領域設定の構成と同様の構成を採用してもよいし、前記第1の実施の形態における制約無し部分領域設定の構成と同様の構成を採用してもよい。   The read control is the same as in the first embodiment also in the present embodiment. Also in the present embodiment, a configuration similar to the configuration of the restricted partial region setting in the first embodiment may be adopted, or the configuration of the unconstrained partial region setting in the first embodiment may be adopted. A configuration similar to the configuration may be employed.

本実施の形態によっても、前記第1の実施の形態と同様の利点が得られる。また、前記第1の実施の形態では、読み出す領域に各既定部分領域ARを含めるか否かによって、撮像領域21のうちの読み出す領域の設定を行うのに対し、本実施の形態では、読み出す領域に各画素PXを含めるか否かによって、撮像領域21のうちの読み出す領域の設定を行う。したがって、本実施の形態によれば、各画素PXにおいて書き込みトランジスタWT及びコンデンサHCを要するものの、前記第1の実施の形態に比べて、撮像領域21のうちの読み出す領域の設定の自由度が高まる。   Also in this embodiment, the same advantages as those in the first embodiment can be obtained. In the first embodiment, the area to be read out of the imaging area 21 is set depending on whether or not each predetermined partial area AR is included in the area to be read. In the present embodiment, the area to be read out is set. The area to be read out of the imaging area 21 is set depending on whether or not each pixel PX is included. Therefore, according to the present embodiment, the write transistor WT and the capacitor HC are required in each pixel PX, but the degree of freedom in setting the readout region in the imaging region 21 is higher than that in the first embodiment. .

[第6の実施の形態]   [Sixth Embodiment]

図32は、本発明の第6の実施の形態による電子カメラで用いられる固体撮像素子81の概略構成を示す回路図であり、図28に対応している。図33は、図32に示す固体撮像素子81の撮像領域21の一部を示す回路図であり、図29に対応している。   FIG. 32 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the solid-state imaging device 81 used in the electronic camera according to the sixth embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. FIG. 33 is a circuit diagram showing a part of the imaging region 21 of the solid-state imaging device 81 shown in FIG. 32, and corresponds to FIG.

図32及び図33において、図28及び図29中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。本実施の形態が前記第5の実施の形態と異なる所は、以下に説明する点である。   32 and 33, elements that are the same as or correspond to those in FIGS. 28 and 29 are given the same reference numerals, and redundant descriptions thereof are omitted. This embodiment is different from the fifth embodiment in the following points.

本実施の形態では、前記第5の実施の形態による電子カメラにおいて、固体撮像素子71に代えて固体撮像素子81が用いられている。   In the present embodiment, a solid-state image sensor 81 is used in place of the solid-state image sensor 71 in the electronic camera according to the fifth embodiment.

前記第5の実施の形態では、撮像領域21の各画素PXにおいて選択トランジスタSEL設けられているのに対し、本実施の形態では、撮像領域21の各画素PXにおいて、選択トランジスタSEL及び接続線26が取り除かれ、選択トランジスタASELのドレインが、当該画素PXの増幅トランジスタAMPのソースに接続されている。   In the fifth embodiment, the selection transistor SEL is provided in each pixel PX of the imaging region 21, whereas in this embodiment, the selection transistor SEL and the connection line 26 are provided in each pixel PX of the imaging region 21. Is removed, and the drain of the selection transistor ASEL is connected to the source of the amplification transistor AMP of the pixel PX.

前記第5の実施の形態では、全画素PXの増幅トランジスタAMPのドレイン(図29中のb点)は、給電線34により共通に接続され、そこには、増幅トランジスタAMPの電源電圧として、増幅トランジスタAMPの動作に有効である有効電圧レベルVDDが固定的に供給される。これに対し、本実施の形態では、給電線34は画素PXの行毎に電気的に分離され、各画素PXの増幅トランジスタAMPのドレイン(図33中のb点)は、画素PXの行毎に給電線34により共通に接続され、そこには、増幅トランジスタAMPの電源電圧として電源電圧信号φVDDが、給電制御回路52から供給される。各電源電圧信号φVDDを画素PXの行毎に区別する場合、n行目の画素PXの増幅トランジスタAMPのドレインに供給される電源電圧信号φVDDは符号φVDD(n)で示す。なお、各画素PXのリセットトランジスタRSTのドレインは、給電線34により、当該画素PXの増幅トランジスタAMPのドレイン(図33中のb点)に接続されている。   In the fifth embodiment, the drains (points b in FIG. 29) of the amplification transistors AMP of all the pixels PX are connected in common by the power supply line 34, and there is amplified as the power supply voltage of the amplification transistors AMP. An effective voltage level VDD that is effective for the operation of the transistor AMP is fixedly supplied. On the other hand, in the present embodiment, the power supply line 34 is electrically separated for each row of the pixels PX, and the drain (point b in FIG. 33) of the amplification transistor AMP of each pixel PX is set for each row of the pixel PX. Are connected in common by a power supply line 34, and a power supply voltage signal φVDD is supplied from the power supply control circuit 52 as a power supply voltage of the amplification transistor AMP. When each power supply voltage signal φVDD is distinguished for each row of the pixels PX, the power supply voltage signal φVDD supplied to the drain of the amplification transistor AMP of the pixel PX in the n-th row is indicated by a symbol φVDD (n). Note that the drain of the reset transistor RST of each pixel PX is connected to the drain of the amplification transistor AMP (point b in FIG. 33) of the pixel PX by a power supply line 34.

本実施の形態では、給電制御回路52は、垂直走査回路22の一部として設けられ、撮像制御部5による制御下で、各制御信号φSELに代えて各電源電圧信号φVDDを出力する。各電源電圧信号φVDDは、増幅トランジスタAMPの動作に有効である有効電圧レベルVDD、又は、増幅トランジスタAMPの動作に有効ではない非有効電圧レベル(ここでは、0Vとするが、必ずしも0Vに限らない。)となり、給電制御回路52は、各画素PXの増幅トランジスタAMPの電源電圧としてVDD又は0Vを選択的に供給する。   In the present embodiment, the power supply control circuit 52 is provided as a part of the vertical scanning circuit 22 and outputs each power supply voltage signal φVDD instead of each control signal φSEL under the control of the imaging control unit 5. Each power supply voltage signal φVDD is an effective voltage level VDD that is effective for the operation of the amplification transistor AMP, or an ineffective voltage level that is not effective for the operation of the amplification transistor AMP (here, 0V, but is not necessarily limited to 0V). The power supply control circuit 52 selectively supplies VDD or 0 V as the power supply voltage of the amplification transistor AMP of each pixel PX.

本実施の形態において、各画素PXにおいて電源電圧信号φVDDがVDDとなって増幅トランジスタAMPが有効に動作する状態及び電源電圧信号φVDDが0Vとなって増幅トランジスタAMPが有効に動作しない状態は、各画素PXの出力信号の垂直信号線27への出力の可否に関して、前記第5の実施の形態において、各画素PXにおいて制御信号φSELがハイレベルになって選択トランジスタSELがオンした状態及び制御信号φSELがローレベルになって選択トランジスタSELがオフした状態と、それぞれ実質的に同じになる。   In the present embodiment, in each pixel PX, the power supply voltage signal φVDD becomes VDD and the amplification transistor AMP operates effectively, and the power supply voltage signal φVDD becomes 0 V and the amplification transistor AMP does not operate effectively. Regarding whether or not the output signal of the pixel PX can be output to the vertical signal line 27, in the fifth embodiment, in each pixel PX, the control signal φSEL becomes high level and the selection transistor SEL is turned on and the control signal φSEL. Is substantially the same as the state in which the select transistor SEL is turned off.

したがって、本実施の形態では、各画素PXの出力信号は、当該画素PXの選択トランジスタASELが選択状態(オン状態)であるとともに当該画素PXの増幅トランジスタAMPの電源電圧として供給される電源電圧信号φVDDが有効電圧レベルVDDである場合にのみ、当該画素PXの出力信号及び当該画素PXに対して列方向に並んだ画素PXの出力信号を受け取る垂直信号線27に出力される。   Therefore, in the present embodiment, the output signal of each pixel PX is the power supply voltage signal supplied as the power supply voltage of the amplification transistor AMP of the pixel PX while the selection transistor ASEL of the pixel PX is in the selected state (ON state). Only when φVDD is the effective voltage level VDD, the output signal of the pixel PX and the output signal of the pixel PX aligned in the column direction with respect to the pixel PX are output to the vertical signal line 27.

本実施の形態では、給電制御回路52が、前記第5の実施の形態において各φSELとしてハイレベル信号を供給する代わりに各電源電圧信号φVDDとして有効電圧レベルVDDを供給し、前記第5の実施の形態において各φSELとしてローレベル信号を供給する代わりに各電源電圧信号φVDDとして0Vを供給することによって、前記第5の実施の形態と同様の動作が実現される。   In the present embodiment, the power supply control circuit 52 supplies the effective voltage level VDD as each power supply voltage signal φVDD instead of supplying the high level signal as each φSEL in the fifth embodiment, and the fifth embodiment. In this embodiment, by supplying 0V as each power supply voltage signal φVDD instead of supplying a low level signal as each φSEL, an operation similar to that of the fifth embodiment is realized.

本実施の形態によっても、前記第5の実施の形態と同様の利点が得られる。また、本実施の形態では、各画素PXにおいて選択トランジスタASELが設けられていないので、各画素PXの構成が簡単となる。   Also in this embodiment, the same advantages as those in the fifth embodiment can be obtained. In the present embodiment, since the selection transistor ASEL is not provided in each pixel PX, the configuration of each pixel PX is simplified.

[第7の実施の形態]   [Seventh Embodiment]

図34は、本発明の第7の実施の形態による電子カメラで用いられる固体撮像素子91の概略構成を示す回路図であり、図28に対応している。図35は、図34に示す固体撮像素子91の撮像領域21の一部を示す回路図であり、図29に対応している。図34及び図35において、図28及び図29中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。   FIG. 34 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the solid-state imaging device 91 used in the electronic camera according to the seventh embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. FIG. 35 is a circuit diagram showing a part of the imaging region 21 of the solid-state imaging device 91 shown in FIG. 34, and corresponds to FIG. 34 and 35, the same or corresponding elements as those in FIGS. 28 and 29 are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted.

本実施の形態では、前記第5の実施の形態による電子カメラにおいて、固体撮像素子71に代えて固体撮像素子91が用いられている。   In the present embodiment, a solid-state image sensor 91 is used in place of the solid-state image sensor 71 in the electronic camera according to the fifth embodiment.

本実施の形態が前記第5の実施の形態と異なる所は、列方向に隣り合う2つの画素PX毎に、当該2つの画素PXが1組のフローティング容量部FD、増幅トランジスタAMP、リセットトランジスタRST、選択トランジスタSEL,ASEL、書き込みトランジスタWT及びコンデンサHCを共有している点と、垂直走査回路22が、図8に示すような制御信号φSEL,φRST,φTXに代えて、図27に示すような制御信号φSEL,φRST,φTXA,φTXBを出力するように構成されている点である。   This embodiment is different from the fifth embodiment in that, for each of two adjacent pixels PX in the column direction, the two pixels PX are a set of a floating capacitor FD, an amplification transistor AMP, and a reset transistor RST. 27, the selection transistors SEL, ASEL, the write transistor WT, and the capacitor HC are shared, and the vertical scanning circuit 22 is replaced with the control signals φSEL, φRST, φTX as shown in FIG. The control signal φSEL, φRST, φTXA, φTXB is output.

図34及び図35では、1組のフローティング容量部FD、増幅トランジスタAMP、リセットトランジスタRST、選択トランジスタSEL,ASEL、書き込みトランジスタWT及びコンデンサHCを共有する2つの画素PXを、画素ブロックBLとして示している。また、図34及び図35では、画素ブロックBL内の下側の画素PXのフォトダイオードPD及び転送トランジスタTXをそれぞれ符号PDA,TXAで示し、画素ブロックBL内の上側の画素PXのフォトダイオードPD及び転送トランジスタTXをそれぞれ符号PDB,TXBで示し、両者を区別している。また、転送トランジスタTXAのゲートに供給される制御信号をφTXAとし、転送トランジスタTXBのゲート電極に供給される制御信号をφTXBとし、両者を区別している。   In FIG. 34 and FIG. 35, two pixels PX sharing one set of floating capacitor FD, amplification transistor AMP, reset transistor RST, selection transistors SEL and ASEL, write transistor WT and capacitor HC are shown as a pixel block BL. Yes. In FIGS. 34 and 35, the photodiode PD and the transfer transistor TX of the lower pixel PX in the pixel block BL are indicated by symbols PDA and TXA, respectively, and the photodiode PD of the upper pixel PX in the pixel block BL and The transfer transistors TX are indicated by symbols PDB and TXB, respectively, to distinguish them. Further, the control signal supplied to the gate of the transfer transistor TXA is φTXA, and the control signal supplied to the gate electrode of the transfer transistor TXB is φTXB to distinguish them.

図28及び図29ではN,n等は画素行を示しているが、図34及び図35ではN,n等は画素ブロックBLの行を示している。画素ブロックBLの1行は、画素PXの2行に相当している。   In FIGS. 28 and 29, N, n, etc. indicate pixel rows, but in FIGS. 34, 35, N, n, etc., indicate rows of the pixel block BL. One row of the pixel block BL corresponds to two rows of the pixels PX.

読み出し制御については、本実施の形態においても前記第4の実施の形態と同様である。また、本実施の形態においても、前記第4の実施の形態における制約有り部分領域設定の構成と同様の構成を採用してもよいし、前記第4の実施の形態における制約無し部分領域設定の構成と同様の構成を採用してもよい。   The read control is the same as in the fourth embodiment also in the present embodiment. Also in this embodiment, the same configuration as the configuration of the constrained partial region in the fourth embodiment may be adopted, or the configuration of the unconstrained partial region in the fourth embodiment may be adopted. A configuration similar to the configuration may be employed.

本実施の形態によっても、前記第5の実施の形態と同様の利点が得られる。なお、本実施の形態では、列方向に隣り合う2つの画素PX毎に、当該2つの画素PXが1組のフローティング容量部FD、増幅トランジスタAMP、リセットトランジスタRST、選択トランジスタSEL,ASEL、書き込みトランジスタWT及びコンデンサHCを共有しているが、本発明では、例えば、列方向に隣り合う3つ以上の所定数の画素PX毎に、当該所定数の画素PXが1組のフローティング容量部FD、増幅トランジスタAMP、リセットトランジスタRST、選択トランジスタSEL,ASEL、書き込みトランジスタWT及びコンデンサHCを共有するようにしてもよい。また、本発明では、前記第5の実施の形態を本実施の形態に変形したのと同様の変形を、前記第6の実施の形態に適用してもよい。   Also in this embodiment, the same advantages as those in the fifth embodiment can be obtained. In the present embodiment, for every two pixels PX adjacent in the column direction, the two pixels PX are a set of a floating capacitor FD, an amplification transistor AMP, a reset transistor RST, selection transistors SEL, ASEL, and a write transistor. Although the WT and the capacitor HC are shared, in the present invention, for example, for each of a predetermined number of three or more pixels PX adjacent in the column direction, the predetermined number of pixels PX includes one set of floating capacitance unit FD, amplification The transistor AMP, the reset transistor RST, the selection transistors SEL and ASEL, the write transistor WT, and the capacitor HC may be shared. In the present invention, a modification similar to the modification of the fifth embodiment to the present embodiment may be applied to the sixth embodiment.

[第8の実施の形態]   [Eighth Embodiment]

図36は、本発明の第8の実施の形態による電子カメラで用いられる固体撮像素子101の概略構成を示す回路図であり、図28に対応している。図37は、図36に示す固体撮像素子101の1つの画素PX(n行目かつm列目の画素PX)を示す回路図であり、図29中の一部に対応している。図38は、図36に示す固体撮像素子101において図6に示す設定例と同じ設定を実現する書き込み制御信号を示すタイミングチャートであり、図31に対応している。   FIG. 36 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the solid-state imaging device 101 used in the electronic camera according to the eighth embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. FIG. 37 is a circuit diagram showing one pixel PX (the pixel PX in the n-th row and the m-th column) of the solid-state imaging device 101 shown in FIG. 36, and corresponds to a part in FIG. FIG. 38 is a timing chart showing a write control signal for realizing the same setting as the setting example shown in FIG. 6 in the solid-state imaging device 101 shown in FIG. 36, and corresponds to FIG.

図36乃至図38において、図28、図29及び図31中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。本実施の形態が前記第5の実施の形態と異なる所は、以下に説明する点である。   36 to 38, the same or corresponding elements as those in FIG. 28, FIG. 29 and FIG. This embodiment is different from the fifth embodiment in the following points.

本実施の形態では、前記第5の実施の形態による電子カメラにおいて、固体撮像素子71に代えて固体撮像素子101が用いられている。   In the present embodiment, a solid-state image sensor 101 is used in place of the solid-state image sensor 71 in the electronic camera according to the fifth embodiment.

本実施の形態では、各画素PXにおいて、当該画素PXの選択トランジスタASELを選択状態又は非選択状態にするための選択制御信号を保持する保持部として、コンデンサHCに代えて、SRラッチ回路103が設けられている。また、本実施の形態では、固体撮像素子101において、SRラッチ回路103のリセット入力部Rに書き込み制御信号の一部をなすリセット信号φWTRSTを供給するリセット書き込み制御回路102が追加されている。SRラッチ回路103は、例えば、1組のたすきがけになったNORゲートで構成することができるが、これに限らない。   In the present embodiment, in each pixel PX, instead of the capacitor HC, an SR latch circuit 103 is used as a holding unit that holds a selection control signal for setting the selection transistor ASEL of the pixel PX to a selected state or a non-selected state. Is provided. In the present embodiment, in the solid-state imaging device 101, a reset write control circuit 102 that supplies a reset signal φWTRST that forms part of the write control signal to the reset input unit R of the SR latch circuit 103 is added. The SR latch circuit 103 can be constituted by, for example, a set of NOR gates which are not limited to this.

全画素PXのSRラッチ回路103のリセット入力部Rは制御線104により共通に接続され、そこには、リセット書き込み制御回路102からのリセット信号φWTRSTが供給される。各画素PXのSRラッチ回路103のセット入力部Sは、当該画素PXの書き込みトランジスタWTのソースに接続されている。各画素PXのSRラッチ回路103の出力部Qは、当該画素PXの選択トランジスタASELのゲートに接続されている。   The reset input portions R of the SR latch circuits 103 of all the pixels PX are commonly connected by a control line 104, and a reset signal φWTRST from the reset write control circuit 102 is supplied thereto. The set input unit S of the SR latch circuit 103 of each pixel PX is connected to the source of the write transistor WT of the pixel PX. The output part Q of the SR latch circuit 103 of each pixel PX is connected to the gate of the selection transistor ASEL of the pixel PX.

図38と図31との比較からわかるように、本実施の形態では、期間t31−t32において、全画素PXの選択トランジスタASELのゲートに保持される信号としてローレベル信号を書き込むために、φWTR(1)〜φWTR(9)がハイレベルにされる一方でφWTC(1)〜φWTC(12)がローレベルにされて全画素PXのSRラッチ回路103のセット入力部Sにハイレベルを供給するだけでなく、全画素PXのSRラッチ回路103のリセット入力部Rに供給されるリセット信号φWTRSTがハイレベルにされる。他の期間においては、リセット信号φWTRSTは、ローレベルに維持される。   As can be seen from comparison between FIG. 38 and FIG. 31, in this embodiment, in order to write a low level signal as a signal held in the gates of the selection transistors ASEL of all the pixels PX in the period t31 to t32, φWTR ( 1) to φWTR (9) are set to the high level, while φWTC (1) to φWTC (12) are set to the low level and only the high level is supplied to the set input portion S of the SR latch circuit 103 of all the pixels PX. Instead, the reset signal φWTRST supplied to the reset input portion R of the SR latch circuit 103 of all the pixels PX is set to the high level. In other periods, the reset signal φWTRST is maintained at a low level.

本実施の形態では、行書込み制御回路72、列書込み制御回路73及びリセット書き込み制御回路102は、全体として、各画素PXの書込み部としての書き込みトランジスタWTに書き込み制御信号φWTR,φWTC,φWTRSTを供給する書き込み制御部を構成している。   In this embodiment, the row write control circuit 72, the column write control circuit 73, and the reset write control circuit 102 as a whole supply the write control signals φWTR, φWTC, and φWTRST to the write transistor WT as the write unit of each pixel PX. The write control unit is configured.

本実施の形態では、行書込み制御回路72、列書込み制御回路73、リセット書き込み制御回路102、並びに、各画素PXの書き込みトランジスタWT及びラッチ回路103が、撮像領域21のうちの読み出す所望の1つ又は複数の部分領域の画素PXの選択トランジスタASELを選択状態(オン状態)にする領域設定部を構成している。   In the present embodiment, the row write control circuit 72, the column write control circuit 73, the reset write control circuit 102, and the write transistor WT and the latch circuit 103 of each pixel PX are the desired one to be read out of the imaging region 21. Alternatively, an area setting unit that configures the selection transistor ASEL of the pixels PX in the plurality of partial areas to be in a selected state (ON state) is configured.

本実施の形態によっても、前記第5の実施の形態と同様の利点が得られる。なお、本実施の形態では、前記第5の実施の形態において説明したリフレッシュの動作は不要である。   Also in this embodiment, the same advantages as those in the fifth embodiment can be obtained. In this embodiment, the refresh operation described in the fifth embodiment is not necessary.

なお、本発明では、前記第5の実施の形態を本実施の形態に変形したのと同様の変形を、前記第6及び第7の実施の形態に適用してもよい。また、前記保持部として、コンデンサHCやSRラッチ回路103に代えて、他のラッチ回路やその他のメモリを用いてもよい。さらに、前記保持部として不揮発性メモリを用いてもよい。この場合、電源遮断時に、全画素PXの当該不揮発性メモリに当該画素を読み出し領域とする情報に記憶させるようにしておくことで、電源投入直後から初期的に、撮像領域21の全領域を読み出し領域とする状態にすることができる。そうすることで、例えば、電源投入直後に静止画撮影を行うような場合に、その静止画撮影を迅速に開始することができ、シャッターチャンスを逃さずにすむ。   In the present invention, a modification similar to the modification of the fifth embodiment to the present embodiment may be applied to the sixth and seventh embodiments. Further, instead of the capacitor HC or the SR latch circuit 103, another latch circuit or other memory may be used as the holding unit. Furthermore, a nonvolatile memory may be used as the holding unit. In this case, when the power is shut off, the entire area of the imaging area 21 is read out immediately after the power is turned on by storing the pixel in the non-volatile memory of all the pixels PX as information for the area to be read. It can be set as a state. By doing so, for example, when still image shooting is performed immediately after the power is turned on, the still image shooting can be started quickly, and the shutter chance is not missed.

以上、本発明の各実施の形態及びそれらの変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。   As mentioned above, although each embodiment of this invention and those modifications were demonstrated, this invention is not limited to these.

例えば、前記各実施の形態において、列方向に隣り合う各2つの画素PX又は列方向に隣り合う各2つの画素ブロックBLの増幅トランジスタAMPのゲート間をオンオフ(電気的に接続及び遮断)する各連結スイッチを設けてもよい。   For example, in each of the above embodiments, each of the two pixels PX adjacent in the column direction or the gates of the amplification transistors AMP of the two pixel blocks BL adjacent in the column direction are turned on and off (electrically connected and disconnected). A connection switch may be provided.

また、前記各実施の形態では、同じ列に並んだ画素PXの出力信号は同じ垂直信号線27に出力されるように構成されているが、同じ列に並んだ画素PXを複数のグループに分け、そのグループ毎に異なる垂直信号線27に画素出力信号が出力されるように構成してもよい。   In each of the above embodiments, the output signals of the pixels PX arranged in the same column are output to the same vertical signal line 27. However, the pixels PX arranged in the same column are divided into a plurality of groups. The pixel output signal may be output to the vertical signal line 27 that is different for each group.

さらに、本発明では、固体撮像素子は、単一のチップで構成されたものに限らず、複数のチップを接合した構造を有していてもよい。   Furthermore, in the present invention, the solid-state imaging device is not limited to a single chip and may have a structure in which a plurality of chips are joined.

なお、本発明では、前記各実施の形態及びそれらの変形例の各事項は適宜組み合わせてもよい。   In the present invention, the items of the above embodiments and their modifications may be combined as appropriate.

1 電子カメラ
4 固体撮像素子
21 撮像領域
22 垂直走査回路
23 領域設定回路
72 行書込み制御回路
73 列書込み制御回路
PX 画素
PD フォトダイオード
TX 転送トランジスタ
AMP 増幅トランジスタ
RST リセットトランジスタ
FD フローティング容量部
SEL,ASEL 選択トランジスタ
AR 既定部分領域
BL 画素ブロック
WT 書き込みトランジスタ
HC コンデンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic camera 4 Solid-state image sensor 21 Imaging area 22 Vertical scanning circuit 23 Area setting circuit 72 Row writing control circuit 73 Column writing control circuit PX Pixel PD Photodiode TX Transfer transistor AMP Amplifying transistor RST Reset transistor FD Floating capacity part SEL, ASEL selection Transistor AR Predetermined partial area BL Pixel block WT Write transistor HC capacitor

Claims (14)

複数の光電変換部と、
前記光電変換部で光電変換された電荷による信号が出力される信号線と、
前記光電変換部と前記信号線の間に設けられ、選択された前記光電変換部の前記信号を出力する第1選択部と、
前記第1選択部と前記信号線の間に設けられ、前記第1選択部から出力された前記光電変換部の前記信号を前記信号線に出力する第2選択部と、
を有する固体撮像素子。
A plurality of photoelectric conversion units;
A signal line for outputting a signal based on charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit;
A first selection unit that is provided between the photoelectric conversion unit and the signal line and outputs the signal of the selected photoelectric conversion unit;
A second selection unit which is provided between the first selection unit and the signal line and outputs the signal of the photoelectric conversion unit output from the first selection unit to the signal line;
A solid-state imaging device.
前記複数の光電変換部が配置されている撮像領域のうちの部分領域の前記第1選択部又は前記第2選択部を選択する領域設定部を備える請求項1記載の固体撮像素子。   The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a region setting unit that selects the first selection unit or the second selection unit of a partial region of the imaging region in which the plurality of photoelectric conversion units are arranged. 前記撮像領域は予め定められた複数の領域に分けられ、
前記領域設定部は、前記予め定められた複数の領域の各々毎に、当該領域の前記第1選択部又は前記第2選択部を一括して選択又は非選択するための選択制御信号を供給し、
前記部分領域は、前記予め定められた複数の領域の1つ以上からなる、請求項2記載の固体撮像素子。
The imaging area is divided into a plurality of predetermined areas,
The region setting unit supplies a selection control signal for selecting or deselecting the first selection unit or the second selection unit of the region for each of the plurality of predetermined regions. ,
The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the partial region includes one or more of the plurality of predetermined regions.
前記領域設定部は、前記第1選択部又は前記第2選択部を選択又は非選択するための選択制御信号を保持する保持部と、書き込み制御信号に応じて前記選択制御信号を前記保持部に書き込む書込み部と、前記書込み部に前記書き込み制御信号を供給する書き込み制御部とを有する請求項2記載の固体撮像素子。   The region setting unit includes a holding unit that holds a selection control signal for selecting or deselecting the first selection unit or the second selection unit, and the selection control signal according to a write control signal. The solid-state imaging device according to claim 2, further comprising: a writing unit that writes data, and a writing control unit that supplies the writing control signal to the writing unit. 前記部分領域が複数あり、
前記複数の部分領域の各行の前記第2選択部又は前記第1選択部を選択しつつ、前記第2選択部又は前記第1選択部が選択された行に対して読み出し制御を行う制御部を備える請求項2乃至4のいずれかに記載の固体撮像素子。
A plurality of the partial areas;
A control unit that performs read control on a row selected by the second selection unit or the first selection unit while selecting the second selection unit or the first selection unit of each row of the plurality of partial regions; The solid-state image sensor according to any one of claims 2 to 4.
複数の光電変換部と、
前記光電変換部で光電変換された電荷による信号が出力される信号線と、
前記光電変換部と前記信号線の間に設けられ、選択された前記光電変換部の前記信号を出力する選択部と、
前記光電変換部と前記信号線の間に前記選択部と直列に設けられ、前記光電変換部の前記信号を出力する増幅部と、
前記増幅部の電源電圧として、前記増幅部の動作に有効である有効電圧レベル又は前記動作に有効ではない非有効電圧レベルを選択的に供給する給電制御部と、
を有する固体撮像素子。
A plurality of photoelectric conversion units;
A signal line for outputting a signal based on charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit;
A selection unit that is provided between the photoelectric conversion unit and the signal line and outputs the signal of the selected photoelectric conversion unit;
An amplification unit provided in series with the selection unit between the photoelectric conversion unit and the signal line, and outputting the signal of the photoelectric conversion unit;
A power supply control unit that selectively supplies an effective voltage level that is effective for the operation of the amplification unit or a non-effective voltage level that is not effective for the operation as a power supply voltage of the amplification unit,
A solid-state imaging device.
複数の光電変換部と、
前記光電変換部で光電変換された電荷による信号が出力される信号線と、
前記複数の光電変換部のうちの2つ以上の光電変換部に共通して設けられ、選択された前記2つ以上の光電変換部の前記信号を出力する第1選択部と、
前記第1選択部と前記信号線の間に設けられ、前記第1選択部から出力された前記光電変換部の前記信号を前記信号線に出力する第2選択部と、
を有する固体撮像素子。
A plurality of photoelectric conversion units;
A signal line for outputting a signal based on charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit;
A first selection unit that is provided in common to two or more photoelectric conversion units of the plurality of photoelectric conversion units and outputs the signals of the selected two or more photoelectric conversion units;
A second selection unit which is provided between the first selection unit and the signal line and outputs the signal of the photoelectric conversion unit output from the first selection unit to the signal line;
A solid-state imaging device.
前記複数の光電変換部が配置されている撮像領域のうちの部分領域の前記第1選択部又は前記第2選択部を選択する領域設定部を備える請求項7記載の固体撮像素子。   The solid-state imaging device according to claim 7, further comprising a region setting unit that selects the first selection unit or the second selection unit in a partial region of the imaging region in which the plurality of photoelectric conversion units are arranged. 前記撮像領域は予め定められた複数の領域に分けられ、
前記領域設定部は、前記予め定められた複数の領域の各々毎に、当該領域の前記第1選択部又は前記第2選択部を一括して選択又は非選択するための選択制御信号を供給し、
前記部分領域は、前記予め定められた複数の領域の1つ以上からなる、請求項8記載の固体撮像素子。
The imaging area is divided into a plurality of predetermined areas,
The region setting unit supplies a selection control signal for selecting or deselecting the first selection unit or the second selection unit of the region for each of the plurality of predetermined regions. ,
The solid-state imaging device according to claim 8, wherein the partial region includes one or more of the plurality of predetermined regions.
前記領域設定部は、前記第1選択部又は前記第2選択部を選択又は非選択するための選択制御信号を保持する保持部と、書き込み制御信号に応じて前記選択制御信号を前記保持部に書き込む書込み部と、前記書込み部に前記書き込み制御信号を供給する書き込み制御部とを有する請求項8記載の固体撮像素子。   The region setting unit includes a holding unit that holds a selection control signal for selecting or deselecting the first selection unit or the second selection unit, and the selection control signal according to a write control signal. The solid-state imaging device according to claim 8, further comprising: a writing unit that writes data and a writing control unit that supplies the writing control signal to the writing unit. 前記部分領域が複数あり、
前記複数の部分領域の各行の前記第2選択部又は前記第1選択部を選択しつつ、前記第2選択部又は前記第1選択部が選択された行に対して読み出し制御を行う制御部を備える請求項8乃至10のいずれかに記載の固体撮像素子。
A plurality of the partial areas;
A control unit that performs read control on a row selected by the second selection unit or the first selection unit while selecting the second selection unit or the first selection unit of each row of the plurality of partial regions; The solid-state image sensor according to any one of claims 8 to 10.
複数の光電変換部と、
前記光電変換部で光電変換された電荷による信号が出力される信号線と、
前記複数の光電変換部のうちの2つ以上の光電変換部に共通して設けられ、選択された前記2つ以上の光電変換部の前記信号を出力する選択部と、
前記2つ以上の光電変換部と前記信号線の間に前記選択部と直列に設けられ、前記2つ以上の光電変換部の前記信号を出力する増幅部と、
前記増幅部の電源電圧として、前記増幅部の動作に有効である有効電圧レベル又は前記動作に有効ではない非有効電圧レベルを選択的に供給する給電制御部と、
を有する固体撮像素子。
A plurality of photoelectric conversion units;
A signal line for outputting a signal based on charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit;
A selection unit that is provided in common to two or more photoelectric conversion units of the plurality of photoelectric conversion units and outputs the signals of the selected two or more photoelectric conversion units;
An amplification unit that is provided in series with the selection unit between the two or more photoelectric conversion units and the signal line, and that outputs the signals of the two or more photoelectric conversion units;
A power supply control unit that selectively supplies an effective voltage level that is effective for the operation of the amplification unit or a non-effective voltage level that is not effective for the operation as a power supply voltage of the amplification unit,
A solid-state imaging device.
請求項2乃至5及び8乃至11のいずれかに記載の固体撮像素子と、
使用者が前記部分領域を指令するためのユーザインターフェースと、
を備え、
前記ユーザインターフェースによる指示に応じて前記部分領域が設定される撮像装置。
A solid-state imaging device according to any one of claims 2 to 5 and 8 to 11,
A user interface for the user to command the partial area;
With
An imaging apparatus in which the partial area is set according to an instruction from the user interface.
請求項2乃至5及び8乃至11のいずれかに記載の固体撮像素子と、
前記固体撮像素子からの画像信号に基づいて、前記撮像領域における複数の撮像対象の位置を検出する検出部と、
を備え、
前記検出部により検出された前記位置に応じて前記部分領域が設定される撮像装置。
A solid-state imaging device according to any one of claims 2 to 5 and 8 to 11,
A detection unit that detects positions of a plurality of imaging targets in the imaging region based on an image signal from the solid-state imaging device;
With
An imaging apparatus in which the partial area is set according to the position detected by the detection unit.
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