JP3668306B2

JP3668306B2 - Driving method of solid-state imaging device

Info

Publication number: JP3668306B2
Application number: JP34546095A
Authority: JP
Inventors: 哲夫野本; 慎一中島
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-12-11
Filing date: 1995-12-11
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2015-12-11
Also published as: JPH09163236A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、遮光されたＯＢ（Optical Black ）画素を備えた固体撮像装置の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、固体撮像装置においては、温度等の周辺環境の変化に対して安定した撮像動作を行うために、ＯＢクランプを行う。ＯＢクランプを行うためには、受光画素の周辺に入射光を遮断したＯＢ画素を設け、水平もしくは垂直ブランキング期間にＯＢ画素の信号を読み出すようにし、またＯＢ画素は複数画素設けられるのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のＯＢクランプを行うために設けたＯＢ画素の読み出しは、配列された全画素を順次読み出す方式に対応したものである。例えば、水平走査方向に設けられたＯＢ画素の読み出しにおいて、水平駆動周波数10ＭＨz で、20画素のＯＢ画素が設けられていると、１水平走査あたりのＯＢ画素の読み出し時間は、20÷10ＭＨz ＝２μｓとなる。
【０００４】
これに対して、配列された画素から任意の画素数おきに信号を読み出す間引き走査において、上記方法でＯＢ画素の信号を読み出す場合には、ＯＢ画素読み出し時間が短縮される。例えば、上記の条件で、４画素のうちの１画素から信号を読み出す間引き走査においては、１水平走査あたりのＯＢ画素の読み出し時間は、20÷10ＭＨz ÷４＝0.5 μｓとなり、ＯＢ画素読み出し時間が短縮され、安定したＯＢクランプ動作が行えなくなるといった問題を生じる。更に、実際のＯＢ画素の信号読み出しでは、受光画素とＯＢ画素の境界近辺のＯＢ画素の信号は、遮光状態が十分でない場合があるので、境界部の数画素はクランプ動作には使用しないことがあり、ＯＢ画素の読み出し時間は更に短縮されてしまう。
【０００５】
本発明は、従来の間引き走査を行うＯＢ画素を備えた固体撮像装置における上記問題点を解消するためになされたもので、間引き読み出しモードにおいてもＯＢ画素の信号出力が可能で、ＯＢ画素読み出し時間を短縮することのない固体撮像装置の駆動方法を提供することを目的とする。請求項毎の目的を述べると、請求項１及び２記載の発明は、間引き読み出しモードにおけるＯＢ画素読み出し時間を通常読み出しモードと同等とする固体撮像装置の駆動方法を提供することを目的とする。請求項３及び４記載の発明は、間引き読み出しモードにおけるＯＢ画素読み出し時間を延長できると共に、通常読み出しモードにおけるＯＢ画素読み出し時間を短縮する固体撮像装置の駆動方法を提供することを目的とする。請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の固体撮像装置の駆動方法において、ＯＢ画素数の増加の量を適切にする固体撮像装置の駆動方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１記載の発明は、受光画素の周辺に遮光されたＯＢ画素を備えた固体撮像素子を、任意の画素数おきの受光画素を読み出す間引き読み出しモードと全画素を読み出す通常読み出しモードとで読み出すようにした固体撮像装置の駆動方法において、間引き読み出しモードにおけるＯＢ画素の読み出しは、受光画素の読み出しに比べて低速で、且つ間引いて行うものである。このように駆動することにより、間引き読み出しモードにおけるＯＢ画素の信号読み出しが容易にできると共に、ＯＢ画素の読み出し時間を延長することが可能となる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、受光画素の周辺に遮光されたＯＢ画素を備えた固体撮像素子を、任意の画素数おきの受光画素を読み出す間引き読み出しモードと全画素を読み出す通常読み出しモードとで読み出すようにした固体撮像装置の駆動方法において、間引き読み出しモードにおけるＯＢ画素の読み出しは、受光画素の読み出しとは異なり間引かずに通常読み出しモードで行うものである。このように駆動することにより、ＯＢ画素の数を増やすことなく間引き読み出しモードにおけるＯＢ画素の読み出し時間を延長することが可能となる。
【０００８】
請求項３記載の発明は、受光画素の周辺に遮光されたＯＢ画素を備えた固体撮像素子を、任意の画素数おきの受光画素を読み出す間引き読み出しモードと全画素を読み出す通常読み出しモードとで読み出すようにした固体撮像装置の駆動方法において、前記固体撮像素子におけるＯＢ画素数は通常読み出しモードに必要な数より多く設けられ、間引き読み出しモードにおけるＯＢ画素の読み出しは間引いて行い、通常読み出しモードにおけるＯＢ画素の読み出しは受光画素の読み出しに比べて高速で行うものである。このように駆動することにより、間引き読み出しモードにおけるＯＢ画素の読み出し時間を延長することができると共に、通常読み出しモードにおけるＯＢ画素の読み出し時間を短縮することが可能となる。
【０００９】
請求項４記載の発明は、受光画素の周辺に遮光されたＯＢ画素を備えた固体撮像素子を、任意の画素数おきの受光画素を読み出す間引き読み出しモードと全画素を読み出す通常読み出しモードとで読み出すようにした固体撮像装置の駆動方法において、前記固体撮像素子におけるＯＢ画素数は通常読み出しモードに必要な数より多く設けられ、間引き読み出しモードにおけるＯＢ画素の読み出しは間引いて行い、通常読み出しモードにおけるＯＢ画素の読み出しはＯＢ画素の読み出しを途中で中断するものである。このように駆動することにより、間引き読み出しモードにおけるＯＢ画素の読み出し時間を延長することができると共に、通常読み出しモードにおけるＯＢ画素の読み出し時間を短縮することが可能となる。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の固体撮像装置の駆動方法において、前記固体撮像素子におけＯＢ画素数は、間引き読み出しモードにおける間引き率に合わせて設定するものである。このように設定することにより、適切なＯＢ画素数を持った固体撮像装置の駆動方法を実現することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態〕
次に、実施の形態について説明する。図１は本発明に係る固体撮像装置の駆動方法の第１の実施の形態を説明するための２次元状に配列された画素アレイ１を示している。この画素アレイ１は、水平方向には10画素、垂直方向には６画素設けて構成されている。各画素（ｉ，ｊ）は水平方向に左からｉ＝１，２，３，・・・，10、垂直方向に上からｊ＝１，２，３，・・・，６で示されている。ここで、ハッチがかけられているｉ＝７，８，９，10の各列の画素は、入射光が遮断されたＯＢ画素３であり、他の画素は受光画素２である。
【００１２】
図１に示したように配列された全画素から信号を読み出す通常読み出しモードにおいては、図２のタイミングチャートに示すような信号出力が得られる。図２において横軸は時間、縦軸は画素出力を示している。すなわち、始めの水平走査期間（１Ｈ）にはｊ＝１の第１行目の画素（１，１），（２，１），（３，１）・・・がｉ＝１から順番に読み出され、水平ブランキング期間（Ｈ−ＢＬ）に入ると、ｉ＝７，８，９，10のＯＢ画素（７，１），（８，１），（９，１），（10，１）の信号が得られ、次の水平走査ではｊ＝２の第２行目の画素が読み出される。
【００１３】
２画素のうち１画素の信号を読み出す、例えばｉ，ｊとも奇数の画素の信号のみ読み出す間引き読み出しモードにおいては、図３の（Ａ）のタイミングチャートに示すような信号出力が得られる。すなわち、始めの水平走査期間にはｊ＝１で、ｉ＝１，３，５の画素（１，１），（３，１），（５，１）の信号が読み出された後、水平ブランキング期間にｉ＝７，９のＯＢ画素（７，１），（９，１）の信号が読み出される。このように、間引き読み出しモードにおいては、ＯＢ画素部も間引き読み出しモードのまま読み出しを継続することで、ＯＢ画素の信号を読み出すことができる。
【００１４】
ところで、ここで示した間引き読み出しモードにおいては、図２のタイミングチャートに示した通常走査時と同一の読み出し周波数で読み出すと、ＯＢ画素読み出し時間は１／２に短縮され、通常読み出しモードに比べて短い時間でＯＢクランプ動作を行う必要がある。また、通常読み出しモードに比べて短い時間でクランプ動作をしなければならないため、十分なＯＢクランプを行えなくなる可能性を生じる。
【００１５】
そこで、間引き読み出しモードにおけるＯＢ画素の読み出しの他の例を、図３の（Ｂ）に示したタイミングチャートを用いて説明する。図３の（Ｂ）のタイミングチャートに示す読み出し方法においては、水平ブランキング期間に行われるＯＢ画素の読み出し時に、読み出し周波数を受光画素の信号読み出し時と比べて、１／２に低下させている。
【００１６】
このようにＯＢ画素の読み出し周波数を受光画素の読み出し周波数の１／２に低下させることにより、ＯＢ画素読み出し時間を通常走査時のＯＢ画素読み出し時間と同一にすることができる。なお、本実施の形態における間引き読み出しモードでは、２画素のうち１画素の信号を読み出す１／２間引きであるので、ＯＢ画素の読み出し周波数の低下は受光画素の読み出し周波数の１／２としたが、この読み出し周波数の低下の割合は、間引きの画素数に応じて変化させることができる。
【００１７】
〔第２の実施の形態〕
第１の実施の形態では、ＯＢ画素読み出し時間を通常読み出しモードと間引き読み出しモードで同一とするために、受光画素とＯＢ画素の信号読み出し周波数を変化させる例を示した。しかし、読み出し周波数を変化させるために固体撮像装置の駆動周波数を変化させることになり、その制御が複雑になるといった問題がある。
【００１８】
第２の実施の形態は、固体撮像装置の駆動周波数を変化させることなく、間引き読み出しモードにおいて通常読み出しモードと同一のＯＢ画素読み出し時間を得るようにしたものである。図４は第２の実施の形態を説明するための２次元状に配列された画素アレイ11を示している。この画素アレイ11は、水平方向には14画素、垂直方向には６画素設けて構成されている。各画素（ｉ，ｊ）は水平方向に左からｉ＝１，２，３，・・・，14、垂直方向に上からｊ＝１，２，３，・・・，６で示されている。ここで、ハッチがかけられているｉ＝７，・・・，14の各列の画素はＯＢ画素13であり、その他の画素は受光画素12である。この実施の形態では、第１の実施の形態の画素アレイに比べてＯＢ画素の数を水平方向に２倍増やしている。
【００１９】
図４に示した配列の画素アレイ11を備えた固体撮像装置で、第１の実施の形態と同様の間引き読み出しを行う場合に得られる信号を、図５のタイミングチャートに示す。第１行については、水平ブランキング期間には（７，１），（９，１），（11，１），（13，１）の４画素のＯＢ画素が読み出される。このように、ＯＢ画素の数を増やすことによって、固体撮像装置の駆動周波数を変化させることなく、図２のタイミングチャートに示した通常読み出しモードと同一のＯＢ画素の読み出し時間を、間引き読み出しモードにおいて得ることができる。
【００２０】
なお、本実施の形態における間引き読み出しモードでは、２画素のうち１画素の信号を読み出す１／２間引きであるので、ＯＢ画素の数は通常読み出しモードのみの固体撮像装置に比べて２倍設けてある。このＯＢ画素の数の増加の割合は、間引きの画素数に応じて、変化させることができる。
【００２１】
この状態で、通常読み出しモードで信号を読み出すと、ＯＢ画素を増やした分だけ通常読み出しモードでのＯＢ画素読み出し時間が長くなる。通常読み出しモードで全てのＯＢ画素の読み出しを水平ブランキング期間内に完了できる場合はよいが、ＯＢ画素の数が多くなると、水平ブランキング期間内に配列された全てのＯＢ画素の信号を読み出すことができなくなる可能性がある。
【００２２】
このような場合には、図６の（Ａ）のタイミングチャートに示すように、水平ブランキング期間におけるＯＢ画素の読み出し時に、読み出し周波数を上昇させればよい。ここでは、２画素のうち１画素の信号を読み出す１／２間引きモードであり、ＯＢ画素の数が通常読み出しモードのみの固体撮像装置に比べて２倍設けてあるので、ＯＢ画素の読み出し周波数の上昇は２倍としている。この読み出し周波数の上昇の割合は、間引きの画素数、ＯＢ画素の画素数に応じて、変化させることができる。
【００２３】
ところで、図６の（Ａ）のタイミングチャートに示した駆動例では、通常読み出しモードのＯＢ画素の読み出し時に固体撮像装置の駆動周波数を変化させる必要があり、その制御が複雑となる。この問題を解決するため、通常読み出しモードにおいては、図６の（Ｂ）のタイミングチャートに示すように、ＯＢ画素の読み出しを途中で中断する。この駆動例では、第１行に対しては、（10，１）のＯＢ画素まで読み出したら第１行の読み出しを中断している。第２行以降も同様である。
【００２４】
このように通常読み出しモードにおいては、図６の（Ｂ）のタイミングチャートに示すように、ＯＢ画素の読み出しを途中で中断させることによって、ＯＢ画素の数が多く、水平ブランキング期間内に配列された全てのＯＢ画素の信号を読み出すことができないような場合においても、固体撮像装置の駆動周波数を途中で変化させることが不要となる。
【００２５】
〔第３の実施の形態〕
第１及び第２の実施の形態においては、通常読み出しモード及び間引き読み出しモードの両モードにおいて、ＯＢクランプを行うのに十分なＯＢ画素の読み出し時間を得るために、ＯＢ画素読み出し時に読み出し周波数を変化させる手段、又はＯＢ画素の数をあらかじめ多く用意するという手段をとった。しかし、このような手段では、固体撮像装置の駆動周波数の変化にともない、その制御が複雑になったり、画素数の増加によりチップ面積が増大し、歩留まりが低下するといった問題が生じる。第３の実施の形態では、上記第１又は第２の実施の形態における手段を用いることなく、両モードにおいて十分なＯＢ画素の読み出しを可能とする駆動方法を提供するものである。
【００２６】
次に、第３の実施の形態について前出の図を用いて説明する。まず第１の実施の形態と同様に図１に示した配列の画素アレイを用いることにより、通常読み出しモードにおいては、図２のタイミングチャートに示すような信号出力が得られる。すなわち、始めの水平走査期間にはｊ＝１の第１行目の画素がｉ＝１から順番に読み出され、水平ブランキング期間に入るとｉ＝７，８，９，10のＯＢ画素（７，１），（８，１），（９，１），（10，１）の信号が得られる。
【００２７】
２画素のうち１画素の信号を読み出す間引き読み出しモードにおいては、図７のタイミングチャートに示すような信号出力が得られるように駆動する。すなわち、始めの水平走査期間にはｊ＝１の第１行目で、ｉ＝１，３，５の画素の信号が間引き読み出しモードにて読み出された後、水平ブランキング期間には通常読み出しモードと同様の走査を行い、ｉ＝７，８，９，10のＯＢ画素（７，１），（８，１），（９，１），（10，１）の信号を読み出す。このように間引き読み出しモードにおいて、ＯＢ画素に対しては通常読み出しモードと同様の読み出しを行うことにより、途中で読み出し周波数を変化させる操作や、あらかじめＯＢ画素の数を多く設ける等の操作を行うことなく、通常読み出しモード及び間引き読み出しモードの両モードにおいて、安定なＯＢクランプを行うのに十分なＯＢ画素の信号を読み出すことが可能となる。
【００２８】
以上第１、第２及び第３の実施の形態で述べたように、本発明によれば間引き読み出しを行う固体撮像装置において、安定したＯＢクランプを行うのに必要なＯＢ画素の信号の読み出しが可能となる。なお、上記各実施の形態においては、間引き走査は２画素のうち１画素の信号を読み出す１／２の間引き読み出しモードについて説明したが、間引きの割合には制限はない。また、固体撮像装置の画素アレイの画素数は、図１あるいは図４に示したものには限らない。また、各実施の形態ではＯＢ画素は水平走査の後縁に設けられた例を示したが、ＯＢ画素が水平走査の前縁に設けられている場合には、受光画素の信号を読み出した後の水平ブランキング期間に行う操作を、受光画素の信号を読み出す前の水平ブランキング期間に行えばよい。また、垂直走査の前縁もしくは後縁にＯＢ画素が設けられている場合には、各実施の形態の水平走査を垂直走査に置き換えることで対応できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上実施の形態に基づいて説明したように、請求項１記載の発明によれば、間引き読み出しモードにおけるＯＢ画素の信号の読み出しが容易にできる共に、ＯＢ画素の読み出し時間を延長することが可能となる。請求項２記載の発明によれば、ＯＢ画素の数を増やすことなく間引き読み出しモードにおけるＯＢ画素の読み出し時間を延長することが可能となる。請求項３及び４記載の発明によれば、間引き読み出しモードにおけるＯＢ画素の読み出し時間を延長することができると共に、通常読み出しモードにおけるＯＢ画素の読み出し時間を短縮することが可能となる。請求項５記載の発明によれば、適切なＯＢ画素数をもった固体撮像装置の駆動方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る固体撮像装置の駆動方法の第１の実施の形態を説明するための画素アレイの構成を示す図である。
【図２】図１に示した画素アレイを通常読み出しモードで読み出す態様を示すタイミングチャートである。
【図３】図１に示した画素アレイを間引き読み出しモードで読み出す態様を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態を説明するための画素アレイの構成を示す図である。
【図５】図４に示した画素アレイを間引き読み出しモードで読み出す態様を示すタイミングチャートである。
【図６】図４に示した画素アレイを通常読み出しモードで読み出す態様を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の第３の実施の形態における間引き読み出し態様を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１画素アレイ
２受光画素
３ＯＢ画素
11 画素アレイ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for driving a solid-state imaging device having light-shielded OB (Optical Black) pixels.
[0002]
[Prior art]
In general, in a solid-state imaging device, OB clamping is performed in order to perform a stable imaging operation against changes in the surrounding environment such as temperature. In order to perform OB clamping, an OB pixel that blocks incident light is provided around the light receiving pixel, and a signal of the OB pixel is read out during a horizontal or vertical blanking period, and a plurality of OB pixels are provided. Is.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the reading of the OB pixels provided for performing the conventional OB clamping corresponds to a method of sequentially reading all the arranged pixels. For example, in the reading of the OB pixel provided in the horizontal scanning direction, when 20 OB pixels are provided at the horizontal driving frequency of 10 MHz, the reading time of the OB pixel per horizontal scanning is 20 ÷ 10 MHz = 2 μs. It becomes.
[0004]
On the other hand, when the signal of the OB pixel is read out by the above method in the thinning scanning for reading the signal from the arranged pixels every arbitrary number of pixels, the OB pixel reading time is shortened. For example, in the thinning scan for reading out signals from one of the four pixels under the above conditions, the readout time of the OB pixel per horizontal scan is 20 ÷ 10 MHz ÷ 4 = 0.5 μs, and the OB pixel readout time is There is a problem that it is shortened and a stable OB clamping operation cannot be performed. Further, in the actual signal reading of the OB pixel, since the signal of the OB pixel near the boundary between the light receiving pixel and the OB pixel may not be sufficiently shielded, some pixels at the boundary may not be used for the clamping operation. In addition, the readout time of the OB pixel is further shortened.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems in a solid-state imaging device having an OB pixel that performs thinning scanning, and can output an OB pixel signal even in a thinning readout mode. An object of the present invention is to provide a method for driving a solid-state imaging device that does not shorten the time. Stated purpose of each claim, the invention of claim 1 and 2 wherein is an object to provide a method for driving the solid-state imaging device for the OB pixel readout time in the thinning readout mode and the normal read mode equivalent. Invention of claim 3 and 4 described, it is possible to extend the OB pixel readout time in the thinning readout mode, and to provide a method for driving the solid-state imaging device to reduce the OB pixel read time in the normal read mode. A fifth aspect of the present invention is to provide a driving method for a solid-state imaging device that makes the amount of increase in the number of OB pixels appropriate in the driving method for the solid-state imaging device according to the third or fourth aspect .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the invention described in claim 1 is directed to a thinning-out reading mode for reading out light-receiving pixels every arbitrary number of pixels and a solid-state imaging device having OB pixels shielded around the light-receiving pixels and all pixels. In the driving method of the solid-state imaging device in which the reading is performed in the normal reading mode for reading out, the reading of the OB pixel in the thinning-out reading mode is performed at a lower speed than the reading of the light receiving pixels. By driving in this manner, the signal reading OB pixels can be easily in the thinning readout mode, it is possible to extend the reading time of OB pixels.
[0007]
According to the second aspect of the present invention, a solid-state imaging device having light-shielded OB pixels around the light-receiving pixels is read in a thinning-out reading mode for reading light receiving pixels every arbitrary number of pixels and a normal reading mode for reading all pixels. In the driving method of the solid-state imaging device thus configured, the readout of the OB pixel in the thinning readout mode is performed in the normal readout mode without thinning out, unlike the readout of the light receiving pixels . By driving in this way, it is possible to extend the readout time of the OB pixel in the thinning readout mode without increasing the number of OB pixels.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, a solid-state imaging device having OB pixels shielded around the light receiving pixels is read in a thinning readout mode for reading light receiving pixels every arbitrary number of pixels and a normal reading mode for reading all pixels. in the driving method of the solid-state imaging apparatus that, the solid OB number of pixels in the image pickup device is provided more than the number required for the normal read mode, reading the OB pixels in the thinning readout mode is carried out by thinning, OB in the normal read mode The pixel reading is performed at a higher speed than the light receiving pixel reading . By driving in this way, it is possible to extend the readout time of the OB pixel in the thinning readout mode and shorten the readout time of the OB pixel in the normal readout mode .
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, a solid-state imaging device having OB pixels shielded from light around the light receiving pixels is read in a thinning readout mode for reading light receiving pixels every arbitrary number of pixels and a normal reading mode for reading all pixels. In the driving method of the solid-state imaging device thus configured, the number of OB pixels in the solid-state imaging device is larger than the number necessary for the normal readout mode, and the OB pixels are read out in the thinning-out readout mode, and the OB in the normal readout mode is provided. The pixel reading interrupts the reading of the OB pixel halfway . By driving in this way, the reading time of the OB pixel in the thinning-out reading mode can be extended and the reading time of the OB pixel in the normal reading mode can be shortened .
[0010]
According to a fifth aspect of the invention, in the driving method of the solid-state imaging device according to the third or fourth aspect, the number of OB pixels in the solid-state imaging device is set in accordance with a thinning rate in a thinning readout mode. By setting in this way, it is possible to realize a driving method for a solid-state imaging device having an appropriate number of OB pixels .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
Next, embodiments will be described. FIG. 1 shows a two-dimensionally arranged pixel array 1 for explaining a first embodiment of a method for driving a solid-state imaging device according to the present invention. The pixel array 1 includes 10 pixels in the horizontal direction and 6 pixels in the vertical direction. Each pixel (i, j) is represented by i = 1, 2, 3,..., 10 from the left in the horizontal direction and j = 1, 2, 3,. . Here, the hatched pixels in each column of i = 7, 8, 9, 10 are the OB pixels 3 where the incident light is blocked, and the other pixels are the light receiving pixels 2.
[0012]
In the normal readout mode in which signals are read from all the pixels arranged as shown in FIG. 1, a signal output as shown in the timing chart of FIG. 2 is obtained. In FIG. 2, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents pixel output. That is, in the first horizontal scanning period (1H), the pixels (1, 1), (2, 1), (3, 1). In the horizontal blanking period (H-BL), i = 7, 8, 9, 10 OB pixels (7, 1), (8, 1), (9, 1), (10, 1) ) And the pixel in the second row with j = 2 is read in the next horizontal scanning.
[0013]
In the thinning readout mode in which the signal of one pixel out of two pixels is read, for example, only the signals of odd-numbered pixels i and j are read out, a signal output as shown in the timing chart of FIG. That is, in the first horizontal scanning period, after j = 1 and signals of pixels (1, 1), (3, 1), (5, 1) of i = 1, 3, 5 are read, During the blanking period, signals of OB pixels (7, 1) and (9, 1) with i = 7, 9 are read out. As described above, in the thinning readout mode, the OB pixel signal can be read by continuing the readout in the thinning readout mode in the OB pixel portion.
[0014]
By the way, in the thinning readout mode shown here, when readout is performed at the same readout frequency as that in the normal scanning shown in the timing chart of FIG. 2, the OB pixel readout time is shortened to 1/2, compared with the normal readout mode. It is necessary to perform the OB clamping operation in a short time. In addition, since the clamping operation must be performed in a shorter time than in the normal reading mode, there is a possibility that sufficient OB clamping cannot be performed.
[0015]
Therefore, another example of reading out the OB pixel in the thinning-out reading mode will be described with reference to the timing chart shown in FIG. In the readout method shown in the timing chart of FIG. 3B, the readout frequency is reduced to ½ when the OB pixel is read out during the horizontal blanking period, compared to when the light-receiving pixel is read out. .
[0016]
Thus, by reducing the readout frequency of the OB pixel to ½ of the readout frequency of the light receiving pixel, the OB pixel readout time can be made the same as the OB pixel readout time during normal scanning. In the thinning readout mode according to the present embodiment, since the signal of one pixel out of two pixels is thinned out, the decrease in the reading frequency of the OB pixel is set to ½ of the reading frequency of the light receiving pixel. The rate of decrease in the readout frequency can be changed according to the number of thinned pixels.
[0017]
[Second Embodiment]
In the first embodiment, an example in which the signal readout frequency of the light receiving pixel and the OB pixel is changed in order to make the OB pixel readout time the same in the normal readout mode and the thinning readout mode has been described. However, there is a problem that the drive frequency of the solid-state imaging device is changed in order to change the readout frequency, and the control becomes complicated.
[0018]
In the second embodiment, the same OB pixel readout time as that in the normal readout mode is obtained in the thinning readout mode without changing the drive frequency of the solid-state imaging device. FIG. 4 shows a pixel array 11 arranged two-dimensionally for explaining the second embodiment. The pixel array 11 includes 14 pixels in the horizontal direction and 6 pixels in the vertical direction. Each pixel (i, j) is indicated by i = 1, 2, 3,..., 14 from the left in the horizontal direction and j = 1, 2, 3,. . Here, the hatched pixels in each column of i = 7,..., 14 are OB pixels 13, and the other pixels are light receiving pixels 12. In this embodiment, the number of OB pixels is doubled in the horizontal direction as compared with the pixel array of the first embodiment.
[0019]
FIG. 5 is a timing chart showing signals obtained when thinning readout is performed in the solid-state imaging device including the pixel array 11 having the arrangement shown in FIG. 4 as in the first embodiment. For the first row, four OB pixels (7, 1), (9, 1), (11, 1), and (13, 1) are read during the horizontal blanking period. In this way, by increasing the number of OB pixels, the same OB pixel readout time as that in the normal readout mode shown in the timing chart of FIG. 2 can be obtained in the thinning readout mode without changing the drive frequency of the solid-state imaging device. Can be obtained.
[0020]
In the thinning readout mode according to the present embodiment, since the signal of one pixel out of two pixels is thinned out, the number of OB pixels is twice that of the solid-state imaging device only in the normal readout mode. is there. The rate of increase in the number of OB pixels can be changed according to the number of thinned pixels.
[0021]
In this state, when a signal is read out in the normal reading mode, the OB pixel reading time in the normal reading mode is increased by the amount of increase of the OB pixels. It is good if reading of all OB pixels can be completed within the horizontal blanking period in the normal reading mode, but when the number of OB pixels increases, signals of all OB pixels arranged within the horizontal blanking period are read out. May not be possible.
[0022]
In such a case, as shown in the timing chart of FIG. 6A, the readout frequency may be increased at the time of readout of the OB pixel in the horizontal blanking period. Here, it is a 1/2 thinning mode in which a signal of one pixel out of two pixels is read out, and the number of OB pixels is twice that of a solid-state imaging device only in the normal reading mode. The increase is doubled. The rate of increase in the readout frequency can be changed according to the number of thinned pixels and the number of OB pixels.
[0023]
By the way, in the driving example shown in the timing chart of FIG. 6A, it is necessary to change the driving frequency of the solid-state imaging device when reading the OB pixel in the normal reading mode, and the control becomes complicated. In order to solve this problem, in the normal reading mode, reading of the OB pixel is interrupted halfway as shown in the timing chart of FIG. In this driving example, for the first row, reading up to the (10, 1) OB pixel is interrupted. The same applies to the second and subsequent rows.
[0024]
As described above, in the normal readout mode, as shown in the timing chart of FIG. 6B, the readout of the OB pixels is interrupted in the middle so that the number of OB pixels is large and arranged within the horizontal blanking period. Even when the signals of all the OB pixels cannot be read out, it is not necessary to change the driving frequency of the solid-state imaging device halfway.
[0025]
[Third Embodiment]
In the first and second embodiments, in both the normal readout mode and the thinning readout mode, the readout frequency is changed during readout of the OB pixel in order to obtain a readout time of the OB pixel sufficient to perform OB clamping. Means for making the number of pixels or preparing a large number of OB pixels in advance. However, with such means, there are problems that the control becomes complicated as the driving frequency of the solid-state imaging device changes, or that the chip area increases due to an increase in the number of pixels, resulting in a decrease in yield. The third embodiment provides a driving method that enables reading of sufficient OB pixels in both modes without using the means in the first or second embodiment.
[0026]
Next, a third embodiment will be described with reference to the previous drawings. First, as in the first embodiment, by using the pixel array having the arrangement shown in FIG. 1, in the normal read mode, a signal output as shown in the timing chart of FIG. 2 can be obtained. That is, in the first horizontal scanning period, the pixels in the first row of j = 1 are read in order from i = 1, and when entering the horizontal blanking period, i = 7, 8, 9, 10 OB pixels ( 7, 1), (8, 1), (9, 1), (10, 1) are obtained.
[0027]
In the thinning readout mode for reading out the signal of one pixel out of two pixels, the driving is performed so as to obtain a signal output as shown in the timing chart of FIG. That is, in the first horizontal scanning period, in the first row with j = 1, after signals of pixels of i = 1, 3, 5 are read in the thinning readout mode, normal readout is performed in the horizontal blanking period. The same scanning as in the mode is performed, and signals of OB pixels (7, 1), (8, 1), (9, 1), (10, 1) of i = 7, 8, 9, 10 are read out. As described above, in the thinning-out readout mode, an operation for changing the readout frequency in the middle or performing an operation such as providing a large number of OB pixels in advance is performed for the OB pixels by performing readout similar to the normal readout mode. In addition, in both the normal readout mode and the thinning-out readout mode, it is possible to read out signals of OB pixels sufficient for performing stable OB clamping.
[0028]
As described above in the first, second, and third embodiments, according to the present invention, in the solid-state imaging device that performs thinning readout, the signal of the OB pixel necessary for performing stable OB clamping can be read. It becomes possible. In each of the above-described embodiments, the thinning scanning has been described for the 1/2 thinning readout mode in which the signal of one pixel out of two pixels is read out. However, the thinning ratio is not limited. The number of pixels in the pixel array of the solid-state imaging device is not limited to that shown in FIG. 1 or FIG. In each embodiment, the OB pixel is provided at the rear edge of the horizontal scanning. However, when the OB pixel is provided at the front edge of the horizontal scanning, the light receiving pixel signal is read out. The operation performed during the horizontal blanking period may be performed during the horizontal blanking period before the light receiving pixel signal is read. Further, when the OB pixel is provided at the front edge or the rear edge of the vertical scanning, it can be dealt with by replacing the horizontal scanning of each embodiment with the vertical scanning.
[0029]
【The invention's effect】
Above exemplary as described with reference to embodiments, according to the first aspect of the invention, both the read signal of the OB pixels in the thinning readout mode can be easily, and it is possible to extend the reading time of OB pixels Become . According to the second aspect of the invention, it is possible to extend the readout time of the OB pixel in the thinning readout mode without increasing the number of OB pixels. According to the third and fourth aspects of the invention, the reading time of the OB pixel in the thinning-out reading mode can be extended, and the reading time of the OB pixel in the normal reading mode can be shortened . According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to realize a solid-state imaging device driving method having an appropriate number of OB pixels.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a pixel array for explaining a first embodiment of a method for driving a solid-state imaging device according to the present invention.
FIG. 2 is a timing chart showing a mode in which the pixel array shown in FIG. 1 is read out in a normal reading mode.
FIG. 3 is a timing chart showing a mode in which the pixel array shown in FIG. 1 is read in a thinning-out reading mode.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a pixel array for explaining a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a timing chart showing a mode in which the pixel array shown in FIG. 4 is read in a thinning-out reading mode.
6 is a timing chart showing a mode in which the pixel array shown in FIG. 4 is read in a normal read mode.
FIG. 7 is a timing chart showing a thinning-out reading mode in the third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 pixel array 2 light receiving pixel 3 OB pixel
11 pixel array

Claims

Driving of a solid-state imaging device in which a solid-state imaging device having light-shielded OB pixels around the light-receiving pixels is read in a thinning-out reading mode for reading light-receiving pixels every arbitrary number of pixels and a normal reading mode for reading all pixels In the method, the driving method of the solid-state imaging device is characterized in that the reading of the OB pixel in the thinning-out reading mode is performed at a lower speed than the reading of the light-receiving pixels.

Driving of a solid-state imaging device in which a solid-state imaging device having OB pixels shielded around the light-receiving pixels is read in a thinning-out reading mode for reading light-receiving pixels every arbitrary number of pixels and a normal reading mode for reading all pixels In the method, the driving method of the solid-state imaging device is characterized in that the reading of the OB pixel in the thinning-out reading mode is performed in the normal reading mode without being thinned out unlike the reading of the light receiving pixels.

Driving of a solid-state imaging device in which a solid-state imaging device having OB pixels shielded around the light-receiving pixels is read in a thinning-out reading mode for reading light-receiving pixels every arbitrary number of pixels and a normal reading mode for reading all pixels In the method, the number of OB pixels in the solid-state imaging device is more than the number necessary for the normal readout mode, the readout of the OB pixels in the thinning readout mode is performed by thinning out, and the readout of the OB pixels in the normal readout mode is performed by readout of the light receiving pixels. A method for driving a solid-state imaging device, characterized in that the method is performed at a higher speed than the above .

Driving of a solid-state imaging device in which a solid-state imaging device having OB pixels shielded around the light-receiving pixels is read in a thinning-out reading mode for reading light-receiving pixels every arbitrary number of pixels and a normal reading mode for reading all pixels In the method, the number of OB pixels in the solid-state imaging device is larger than the number necessary for the normal readout mode, the readout of the OB pixels in the thinning readout mode is performed by thinning out, and the readout of the OB pixels in the normal readout mode is performed by reading out the OB pixels. The solid-state imaging device driving method, wherein

Number OB pixels in the solid-state imaging device, method for driving the solid-state imaging device according to claim 3 or 4, wherein the being set in accordance with the thinning rate in the thinning readout mode.