JP3704763B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像装置に関し、特に光電変換によって得られた画素情報を画素単位で読み出すことが可能な増幅型固体撮像装置に代表されるX‐Yアドレス型固体撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
X‐Yアドレス型固体撮像装置である例えば増幅型固体撮像装置は、行列状に配列された複数の画素(光電変換素子)を行単位で走査する垂直走査回路および列単位で走査する水平走査回路を持っており、これら走査回路の動作を制御するためには多くのクロックパルスを必要とする。図15に、従来の増幅型固体撮像装置の構成の概略を示す。
【0003】
図15において、行列状に多数配列された画素トランジスタ111のゲート電極(制御電極)が垂直選択線112に行単位で接続され、各ソース電極が垂直信号線113に列単位で接続され、垂直選択線112を駆動する垂直走査回路114と、垂直信号線113を通して各画素トランジスタ111から出力される信号を列ごとに順次出力端子115に出力する水平走査回路116とが設けられている。
【0004】
垂直走査回路114は、電子シャッタ動作を行うリセット用シフトレジスタ117、読み出し用シフトレジスタ118および垂直選択線ドライバ119から構成されている。この垂直走査回路114には、垂直選択線112を適切なタイミングで制御するためのクロックパルス(φV1P,φV1N,φV2P,φV2N)とその他のタイミングパルス(読み出し用スタートパルスφVS,電子シャッタ用スタートパルスφSS,読み出しタイミングパルスφVOP,電子シャッタタイミングパルスφSOP)が入力される。
【0005】
一方、水平走査回路116は、画素トランジスタ111からの出力信号を記憶保持する信号保持回路120および水平シフトレジスタ121から構成されている。この水平走査回路116には、信号保持動作パルスφOP,水平シフトレジスタ121のクロックパルスφH1,φH2およびスタートパルスφHSが入力される。これらのクロックパルスは、撮像素子の外部に設けられたタイミングジェネレータ(図示せず)で発生されるものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の増幅型固体撮像装置では、素子外部で生成された各種のクロックパルスを取り込む構成となっていることから、クロックパルスを入力する端子を多く必要とするため、撮像素子を駆動するIC等の回路構成を複雑化するだけでなく、駆動回路を含めた撮像システムの小型化の妨げになるという問題があった。
【0007】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、クロックパルスを入力する端子を削減し、撮像システムの小型化に寄与できるようにした固体撮像装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明による固体撮像装置では、行列状に配列され複数の光電変換素子と、これら複数の光電変換素子で発生した信号を読み出すための読み出しパルスを発生する読み出し用シフトレジスタおよび前記光電変換素子をリセットするためのリセットパルスを発生するリセット用シフトレジスタを独立に有し、複数の光電変換素子を行単位で走査する垂直走査回路と複数の光電変換素子のうちの前記垂直走査回路によって走査された行の光電変換素子から出力される信号を順に読み出すための水平走査パルスを出力する水平走査回路と、複数の光電変換素子、垂直走査回路および水平走査回路と同一の半導体チップ上に形成され、かつ外部から入力される垂直走査クロック、水平走査クロックおよび走査スタートパルスを受けて垂直走査回路および水平走査回路において前記読み出しパルス、前記リセットパルスおよび前記水平走査パルスを生成するのに必要なクロック信号を発生するクロックジェネレータとを備えた構成となっている。
【0009】
上記構成の固体撮像装置において、垂直走査回路および水平走査回路の走査動作に必要な、即ち読み出しパルス、リセットパルスおよび水平走査パルスを生成するのに必要なクロック信号を発生するクロックジェネレータを、複数の光電変換素子、垂直走査回路および水平走査回路と同一の半導体チップ上に形成(オンチップ化)し、このクロックジェネレータには外部から垂直走査クロック、水平走査クロックおよび走査スタートパルスのみを与える。これにより、クロックパルスを入力する端子が3個で済む。
【0010】
そして、垂直走査回路の走査開始を指令する走査スタートパルス、前記読み出し用シフトレジスタの動作を開始させる読み出し用スタートパルスと、前記リセット用シフトレジスタの動作を開始させるリセット用スタートパルスを含むことで、読み出し用シフトレジスタは、読み出し用スタートパルスに基づいて垂直方向の読み出し位置を決め、その位置から画素信号の読み出しを開始する。一方、リセット用シフトレジスタは、リセット用スタートパルスに基づいて画素(光電変換素子)のリセットを開始する。ここで、走査スタートパルスに含まれる読み出し用スタートパルスとリセット用スタートパルスの時間間隔が電子シャッタのシャッタスピードに相当する。
【0012】
本発明による他の固体撮像装置では、行列状に配列され、光電変換した信号を垂直走査パルスが与えられることによって出力する複数の光電変換素子を含む撮像部と、前記垂直走査パルスを順次出力することによって前記複数の光電変換素子を行単位で走査する垂直走査回路と、複数の光電変換素子のうちの前記垂直走査回路によって走査された行の光電変換素子から出力される信号を順に読み出すための水平走査パルスを出力する水平走査回路と、前記複数の光電変換素子、前記垂直走査回路および前記水平走査回路と同一の半導体チップ上に形成され、かつ外部から入力される垂直走査クロック、水平走査クロックおよび走査スタートパルスを受けて垂直走査回路および水平走査回路において前記垂直走査パルスおよび前記水平走査パルスを生成するのに必要なクロック信号を発生するクロックジェネレータとを備え、走査スタートパルスは、水平ブランキング期間内に発生する通常走査スタートパルスと、水平有効期間内に発生する高速走査スタートパルスとを含み、クロックジェネレータは、水平ブランキング期間内に発生する前記通常走査スタートパルスを受けたときは前記垂直走査回路による通常走査のためのクロック信号を生成し、水平有効期間内に発生する前記高速走査スタートパルスを受けたときは前記垂直走査回路による高速走査のためのクロック信号を生成する構成となっている。
【0013】
上記構成の固体撮像装置において、走査スタートパルスに、水平ブランキング期間内に発生する通常走査スタートパルスと、水平有効期間内に発生する高速走査スタートパルスとが含まれていることで、クロックジェネレータは、この単一の走査スタートパルス受けて通常走査のためのクロック信号と高速走査のためのクロック信号とを生成する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、増幅型固体撮像装置に適用された本発明の一実施形態を示す構成図である。図1において、光電変換素子である画素トランジスタ(本例では、NchMOSトランジスタを示す)11が行列状に多数配列され、各画素トランジスタ11のゲート電極(制御電極)が撮像領域に水平方向に配置された垂直選択線12に行単位で接続され、各ソース電極が撮像領域に垂直方向に配置された垂直信号線13に列単位で接続され、さらに各ドレイン電極が電源線14を介して電源VDに接続されている。各垂直選択線12には、電子シャッタ動作を行うリセット用シフトレジスタ15、読み出し用シフトレジスタ16および論理ゲートを含む垂直選択線ドライバ17などで構成された垂直走査回路18から垂直走査パルスφV(……,φVm ,φVm+1 ,……)が与えられる。この垂直走査回路18の具体的な回路構成については後述する。
【0015】
一方、水平走査回路19は、水平シフトレジスタ20および信号保持回路21などによって構成されている。信号保持回路21は、垂直信号線13の一端にドレイン電極が接続され、ゲート電極に信号保持動作パルスφOPが印加される動作スイッチであるNchMOSトランジスタ22と、MOSトランジスタ22のソース電極に一端が接続され、他端が接地された信号保持素子であるキャパシタ23と、ドレイン電極がキャパシタ23の一端に、ソース電極が水平信号線25にそれぞれ接続され、ゲート電極に水平シフトレジスタ20から水平走査パルスφH(……,φHn ,φHn+1 ,……)が与えられる水平スイッチであるNchMOSトランジスタ24とから構成されている。
【0016】
この水平走査回路19において、垂直走査パルスφVによって選択された画素トランジスタ11から出力される信号は、垂直信号線13から動作スイッチであるMOSトランジスタ22を介してキャパシタ23に保持される。そして、水平走査タイミングに従って水平シフトレジスタ20から水平走査パルスφHが出力され、水平スイッチであるMOSトランジスタ24が順次オンすると、キャパシタ23に保持された信号は、このMOSトランジスタ24を介して水平信号線25から出力端子26へ出力される。
【0017】
クロックジェネレータ27は、各画素トランジスタ11、垂直走査回路18および水平走査回路19等と同一のチップ上に形成されており、撮像素子外部から与えられる水平走査クロックである水平クロックパルスφHCK、垂直走査クロックである垂直クロックパルスφVCKおよび走査スタートパルスφSCKに基づいて、垂直走査回路18および水平走査回路19の走査動作に必要なクロックパルス(φV1P,φV1N,φV2P,φV2N,φVOP,φSOP,φH1,φH2,φHS)を発生する。すると、垂直走査回路18および水平走査回路19は、これらのクロックパルスに従って適正なタイミングの垂直走査パルスφVと水平走査パルスφHを出力する。
【0018】
図2は、垂直走査回路18の構成の一例を示すブロック図であり、垂直走査回路18の走査スタートパルスφSCK(φVS,φSS)の入力付近の構成を示す。図2において、独立に設けられたリセット用シフトレジスタ15および読み出し用シフトレジスタ16は、トランスファ形ダイナミックシフトレジスタによって構成されている。具体的には、リセット用シフトレジスタ15は、走査スタートパルスφSCKの入力段に設けられた半ビットシフトレジスタ31を先頭に、単位ビットシフトレジスタ32がその後に複数個(行数分だけ)縦続接続されている。一方、読み出し用シフトレジスタ16は、単位ビットシフトレジスタ33のみがリセット用シフトレジスタ15の単位ビットシフトレジスタ32と同数だけ縦続接続された構成となっている。
【0019】
図3および図4に、半ビットシフトレジスタ31および単位ビットシフトレジスタ32,33の具体的な回路構成を示す。半ビットシフトレジスタ31は、NchMOSトランジスタQ1およびPchMOSトランジスタQ2が互いに並列に接続されてなるトランスファゲート34と、電源と接地間にNchMOSトランジスタQ3およびPchMOSトランジスタQ4が直列に接続されてなるCMOSインバータ35とからなり、MOSトランジスタQ1およびMOSトランジスタQ2の各ゲート電極に垂直走査クロックのうちのφV2N,φV2Pが与えられることで、これに同期して走査スタートパルスφSCKを入力する。
【0020】
一方、単位ビットシフトレジスタ32,33は、半ビットシフトレジスタ31が直列に2段接続された構成となっている。すなわち、NchMOSトランジスタQ5およびPchMOSトランジスタQ6が並列に接続されてなるトランスファゲート36と、電源と接地間にNchMOSトランジスタQ7およびPchMOSトランジスタQ8が直列に接続されてなるCMOSインバータ37と、同様に、NchMOSトランジスタQ9およびPchMOSトランジスタQ10からなるトランスファゲート38と、NchMOSトランジスタQ11およびPchMOSトランジスタQ12からなるCMOSインバータ39とから構成され、MOSトランジスタQ5およびMOSトランジスタQ6の各ゲート電極に垂直走査クロックのうちのφV1N,φV1Pが与えられることで、前段の出力信号を入力し、MOSトランジスタQ9およびMOSトランジスタQ10の各ゲート電極に垂直走査クロックのうちのφV2N,φV2Pが与えられることで、次段に信号を出力する。
【0021】
その結果、リセット用シフトレジスタ15は、入力段に設けられた先頭の半ビットシフトレジスタ31に垂直走査クロックのうちのφV2N,φV2Pのみが与えられることから、当該垂直走査クロックのうちのφV2N,φV2Pの位相に適合した走査スタートパルスφSCKでシフト動作を開始する。一方、読み出し用シフトレジスタ16は、先頭から単位ビットシフトレジスタ33によって構成されていることから、垂直走査クロックφV1N,φV1Pの位相に適合した走査スタートパルスφSCKでシフト動作を開始する。ここで、垂直走査クロックφV1N,φV1P,φV2N,φV2Pのうち、φV1N,φV1Pは水平ブランキング(HBLK)期間内の第1のタイミングで発生するクロック信号であり、φV2N,φV2Pは水平ブランキング期間内の第1のタイミングと異なる第2のタイミングで発生するクロック信号である(図5を参照)。
【0022】
このように、垂直走査パルスφV(……,φVm ,φVm+1 ,……)を生成するためのリセット用シフトレジスタ15に、半ビットシフトレジスタ31を設けたことで、リセット用シフトレジスタ15と読み出し用シフトレジスタ16で走査スタートパルスの受け付ける位相を違えることができるので、それぞれシフトレジスタ15,16を独立にスタートさせることができる。すなわち、単一の走査スタートパルスφSCKを入力するのみで、読み出しのタイミングおよび電子シャッタのシャッタスピードの双方を制御できる。
【0023】
なお、本例では、半ビットシフトレジスタ31をリセット用シフトレジスタ15側に設けるとしたが、リセット用シフトレジスタ15側ではなく読み出し用シフトレジスタ16側に設けるようにしても、上記の場合と同様の効果を得ることができることは勿論である。
【0024】
再び図2において、論理ゲートを含む垂直選択線ドライバ17は、読み出し用シフトレジスタ16の単位ビットシフトレジスタ33の出力と垂直動作パルスφVOPとを2入力とするANDゲート41と、リセット用シフトレジスタ15の単位ビットシフトレジスタ32の出力とスタート動作パルスφSOPとを2入力とするANDゲート42と、ANDゲート41,42の各出力を2入力とするORゲート43と、ORゲート43の出力の論理を反転するインバータ44とが、各行ごとに設けられた構成となっている。そして、各インバータ44の出力が垂直走査パルスφV(φV1 ,φV2 ,φV3 ,……)となる。
【0025】
図5は、図2の垂直走査回路18の駆動タイミングを示すタイミングチャートである。ここで、走査スタートパルスφSCKの最初のパルスP1は、リセット用シフトレジスタ15をスタートさせる電子シャッタ(リセット)用スタートパルスφSSで、次のパルスP2は読み出し用シフトレジスタ16をスタートさせる読み出し用スタートパルスφVSである。すなわち、走査スタートパルスφSCKは、電子シャッタ用スタートパルスφSSと読み出し用スタートパルスφVSが多重化されたパルス信号である。
【0026】
φV1N,φV1P,φV2N,φV2Pは、先述したように、リセット用シフトレジスタ15および読み出し用シフトレジスタ16に共通のクロックパルスであり、φVOP,φSOPはそれぞれ画素の読み出しと電子シャッタ動作時に垂直選択線12が動作するタイミングを決めるためのタイミングパルスであり、φV1 ,φV2 ,φV3 は垂直選択線12に与えられる垂直走査パルスである。また、φSUBは、画素リセットと電子シャッタ動作(画素リセット)を行うために基板に加えるパルスである。
【0027】
図5のタイミングチャートにおいて、走査スタートパルスφSCKのパルスP1とパルスP2の時間間隔(本例では、2H(H:水平走査期間)相当分)が電子シャッタのシャッタスピードに相当する。そして、パルスP1でタイミングが決まる垂直走査パルスV1 のパルスP3は電子シャッタのための画素リセット動作をし、パルスP2でタイミングが決まるパルスP4は読み出し動作と画素リセット動作をする。このように、走査スタートパルスφSCK中に、電子シャッタ(リセット)用スタートパルス(φSS)P1が、水平ブランキング期間内の読み出し用スタートパルス(φVS)P2とは異なるタイミングで挿入されていることで、通常走査開始とリセット走査開始とを単一の制御信号(走査スタートパルスφSCK)によって制御できる。なお、本タイミングチャートから明らかなように、パルスP3のパルス幅はパルスφSOPのパルス幅で決まり、パルスP4のパルス幅はパルスφVOPのパルス幅で決まる。
【0028】
走査スタートパルスφSCKのパルスP1は、シフトパルスとして垂直走査クロックφV2N,φV2Pが加えられた半ビットシフトレジスタ31がスタートパルス入力の先頭に接続されたリセット用シフトレジスタ15をスタートさせるため、垂直走査クロックφV2N,φV2Pに同期したタイミングで立つ。このタイミングでは、読み出し用シフトレジスタ16はスタートしない。一方、走査スタートパルスφSCKのパルスP2は、シフトレジスタ33が先頭から接続された読み出し用シフトレジスタ16をスタートさせるため、垂直走査クロックφV1N,φV1Pに同期したタイミングで立つ。このタイミングでは、リセット用シフトレジスタ15はスタートしない。
【0029】
すなわち、垂直走査回路18として、図2の回路構成を採ることで、走査スタートパルスφSCKの端子が共通であっても、クロックパルスφV1N,φV1Pに同期させるか、クロックパルスφV2N,φV2Pに同期させるかで、読み出し用シフトレジスタ16とリセット用シフトレジスタ15を独立にスタートさせることができる。
【0030】
図6は、クロックジェネレータ27の構成の一例を示すブロック図である。図6において、撮像素子外部から与えられる水平クロックパルスφHCKは、インバータ51,52を経て1相目の水平クロックパルスφH1として水平シフトレジスタ20に供給されるとともに、シフトレジスタ53,55の各P入力およびシフトレジスタ54のN入力になり、さらにインバータ56を経て2相目の水平クロックパルスφH2として水平シフトレジスタ20に供給されるとともに、シフトレジスタ53,55の各N入力およびシフトレジスタ54のP入力になる。また、撮像素子外部から与えられる垂直クロックパルスφVCKは、インバータ47を介して1段目のシフトレジスタ53の入力となる。
【0031】
シフトレジスタ53,54,55は縦続接続されており、2段目の出力1Bがインバータ58を介してNANDゲート59およびNORゲート60の各一入力となり、3段目の出力1CがNANDゲート59およびNORゲート60の各他入力となる。そして、NANDゲート59の出力がインバータ61を介して水平スタートパルスφHSとして水平シフトレジスタ20に供給され、またNORゲート60の出力がクロックジェネレータスタートパルスCSとして縦続接続された例えば100段のシフトレジスタ621 〜62100 の1段目のシフトレジスタ621 の入力となる。
【0032】
この100段のシフトレジスタ621 〜62100 において、奇数段のシフトレジスタ621 ,623 ,……,6299はインバータ51,52を経た水平クロックパルスφHCKをN入力、インバータ56を経た水平クロックパルスφHCKをP入力とし、偶数段のシフトレジスタ622 ,624 ,……,62100 はインバータ51,52を経た水平クロックパルスφHCKをP入力、インバータ56を経た水平クロックパルスφHCKをN入力としている。そして、奇数段のシフトレジスタ621 ,623 ,……,6299の各出力が1段のインバータ631 ,633 ,……,6399を介して基準パルスT1 ,T3 ,……,T99として導出され、偶数段のシフトレジスタ622 ,624 ,……,62100 の各出力が2段のインバータ642 ,644 ,……,64100 および652 ,654 ,……,65100 を介して基準パルスT2 ,T4 ,……,T100 として導出される。
【0033】
図7は、シフトレジスタ53〜55および621 〜62100 の具体的な回路構成を示す回路図である。これらシフトレジスタは、ソース電極が電源に接続されたPchMOSトランジスタQ13と、ソース電極が接地されたNchMOSトランジスタQ14と、MOSトランジスタQ13,Q14の各ドレイン電極間に直列に接続されたPchMOSトランジスタQ15およびNchMOSトランジスタQ16によって構成されており、MOSトランジスタQ13,Q14のゲート共通接続点が入力(I)端となり、MOSトランジスタQ15,Q16のドレイン共通接続点が出力(O)端となる。また、MOSトランジスタQ15,Q16の各ゲート電極がP,Q入力端となる。
【0034】
図8に、上述したクロックジェネレータ27の各クロックのタイミングチャートを示す。水平シフトレジスタ20の駆動に必要なクロックφH1,φH2は、水平クロックパルスφHCKを2段のインバータ51,52および1段のインバータ56を通すことで得られ、水平シフトレジスタ20のスタートに必要な水平スタートパルスφHSは、垂直クロックパルスφVCKのトレーリングエッジを3段のシフトレジスタ53,54,55で位相シフトし、NORゲート59などを通すことで得られる。
【0035】
すなわち、垂直クロックパルスφVCKを3段のシフトレジスタ53,54,55を通すことで、位相がシフトしたパルス1A,1B,1Cとなり、このうちのパルス1B,1CをNANDゲート59を通すことで、垂直クロックパルスφVCKのトレーリングエッジに同期した水平シフトレジスタ20のスタートパルスφHSが得られる。同様に、パルス1B,1CをNORゲート60を通すことで、垂直クロックパルスφVCKのリーディングエッジに同期したクロックジェネレータスタートパルスCSが得られる。
【0036】
図9に、基準パルスT1 〜T100 の任意のパルスの組み合わせに基づいて各種のタイミングパルスを生成するタイミング生成回路の構成を示す。この論理回路は、NANDゲートで組まれたS(セット)R(リセット)フリップフロップ71と、その入出力端に接続されたインバータ72〜75とによって構成されている。そして、論理回路(a)では、基準パルスT1 ,T20をSRフリップフロップ71のS,R入力とすることで、垂直走査回路18のクロックパルスの基となるタイミングパルスφV1aを生成する。
【0037】
同様にして、論理回路(b)では基準パルスT50,T70をSRフリップフロップ71のS,R入力とすることでタイミングパルスφV2aを、論理回路(c)では基準パルスT1 ,T100 をSRフリップフロップ71のS,R入力とすることでタイミングパルスφVOPを、論理回路(d)では基準パルスT50,T100 をSRフリップフロップ71のS,R入力とすることでタイミングパルスφSOPを、論理回路(e)では基準パルスT1 ,T40をSRフリップフロップ71のS,R入力とすることでタイミングパルスφOPをそれぞれ生成する。その入出力パルスのタイミング関係を図10のタイミングチャートに示す。
【0038】
上述したように、クロックジェネレータ27において、水平クロックパルスφHCKおよび垂直クロックパルスφVCKに基づいて半分ビットずつ位相がずれた多数の基準パルスT1 〜T100 を生成し、これら基準パルスT1 〜T100 のうちの任意のパルスの組み合わせに基づいて所望のタイミングパルスを生成するようにしたことにより、例えば図6の各基準パルスの出力ラインの配線を1層目のアルミ配線で、図9の各基準パルスの入力ラインの配線を2層目のアルミ配線で形成した構成を採ると、1層目と2層目のアルミ配線のコンタクト部の位置を変更するのみで、タイミングパルスの位相(タイミング)を容易にかつ自由に変更することができる。
【0039】
図11は、本発明の他の実施形態を示す構成図であり、図中、図1と同等部分には同一符号を付して示してある。本実施形態では、その大部分の構成が図1のそれと同じであるが、クロックジェネレータ27の構成のみが異なっている。なお、本実施形態が適用される増幅型固体撮像装置では、有効画素領域内の一部を画枠とし、有効画素領域内の任意の画枠から映像信号を出力可能であり、画枠外の画素行については垂直走査回路18によって高速空送り(高速走査)にて走査が行われる構成となっている。この高速空送りは、垂直ブランキング期間内において完了する。
【0040】
かかる構成の増幅型固体撮像装置によれば、垂直走査回路18において、走査スタートパルスφSCKに基づいて読み出し開始位置およびリセット開始位置を制御することによって画枠の大きさを変えたり、画枠の切り出し位置を制御することで、アスペクト比を変更したり、手振れ補正を行うことができる。以下、それを実現するための具体的な構成について説明する。
【0041】
クロックジェネレータ27の具体的な構成について、以下に説明する。このクロックジェネレータ27は、先の実施形態の構成に加え、アスペクト比の変更や手振れ補正のために垂直走査回路18を高速空送りするパルスを生成する高速空送りパルス生成回路を内蔵した構成となっている。この高速空送りパルス生成回路の構成の一例を図12に示す。高速空送りパルス生成回路には、撮像素子外部から水平クロックパルスφHCK、垂直クロックパルスφVCKおよび走査スタートパルスφSCKが入力される。
【0042】
図12において、走査スタートパルスφSCKはインバータ81で反転されてNANDゲート82およびNORゲート83の各一入力となる。垂直クロックパルスφVCKは、NORゲート83の他入力になるとともに、NORゲート84の一入力となる。NORゲート83の出力は、NANDゲート85の一入力となる。このNANDゲート85およびNORゲート84の各出力は、SRフリップフロップ86のセット入力およびリセット入力となる。SRフリップフロップ86のQ出力およびその反転出力はNANDゲート82,85の各他入力となる。NANDゲート82の出力は、縦続接続された4段の2進カウンタ87〜90の各プリセット(PR)入力となる。
【0043】
水平クロックパルスφHCKは、インバータ91で1回反転されて逆相のクロックとして、またインバータ92,93で2回反転されて正相のクロックとして1段目の2進カウンタ87に与えられる。2進カウンタ87〜90において、1段目、2段目、3段目および4段目の各Q出力は、水平クロックパルスφHCKの1/2分周出力O1N,1/4分周出力O2N,1/8分周出力O3Nおよび1/16分周出力O4Nとなる。
【0044】
これら分周出力O1N〜O4Nは、NANDゲート94の4入力となる。このNANDゲート94の出力は、シフトレジスタ95の入力となる。シフトレジスタ95は、インバータ91の出力をP入力、インバータ93の出力をN入力とする。そして、シフトレジスタ95の出力は、次段のシフトレジスタ96の入力となる。シフトレジスタ96は、インバータ91の出力をN入力、インバータ93の出力をP入力とする。そして、シフトレジスタ96の出力は、インバータ97を介してNORゲート84の他入力となる。なお、シフトレジスタ95,96としては、例えば図8に示す回路構成のものを用い得る。
【0045】
2進カウンタ87〜90において、その2段目の1/4分周出力O2Nは、NANDゲート98,99の各一入力となる。また、3段目の1/8分周出力O3NはNANDゲート98の他入力となり、その逆相の1/8分周出力O3XはNANDゲート99の他入力となる。NANDゲート98,99の各出力は、NANDゲート100,101の各一入力となる。これらNANDゲート100,101の各他入力としては、図10のタイミング生成回路で生成されたタイミングパルスφV1a,φV2aがインバータ102,103でそれぞれ反転されて与えられる。
【0046】
また、タイミングパルスφV1a,φV2aは、インバータ102,103で反転されることで、クロックパルスφV1Ps,φV2Psとして、さらにインバータ104,105で反転されることにより、クロックパルスφV1Ns,φV2Nsとしてリセット用シフトレジスタ15に与えられる。一方、NANDゲート100,101の各出力は、直接にクロックパルスφV1P,φV2Pとして、さらにインバータ106,107で反転されることにより、クロックパルスφV1N,φV2Nとして読み出し用シフトレジスタ16に与えられる。
【0047】
図14に、2進カウンタの具体的な回路構成の一例を示す。図14において、PchMOSトランジスタQ21のソース電極が電源に接続され、NchMOSトランジスタQ22のソース電極が接地されており、これらMOSトランジスタQ21,Q22のゲート電極が共通に接続され、またそのドレイン電極間にはPchMOSトランジスタQ24およびNchMOSトランジスタQ24が直列に接続されている。また、MOSトランジスタQ25,Q26のドレイン共通接続点と接地間に、NchMOSトランジスタQ25,Q26が直列に接続されている。そして、MOSトランジスタQ25のゲート電極がプリセット(PR)入力端となる。また、MOSトランジスタQ24のゲート電極にはクロックCKが印加され、MOSトランジスタQ23,Q26の各ゲート電極にはその逆相クロックが印加される。
【0048】
さらにその後段には、ソース電極が電源に接続されたNchMOSトランジスタQ27およびソース電極が接地されたPchMOSトランジスタQ28が設けられており、これらMOSトランジスタQ27,Q28の各ゲート電極は前段のMOSトランジスタQ23,Q24のドレイン共通接続点に接続されている。また、MOSトランジスタQ27,Q28の各ドレイン電極間には、PchMOSトランジスタQ29およびNchMOSトランジスタQ30が直列に接続されている。MOSトランジスタQ29のゲート電極にはクロックCKが印加され、MOSトランジスタQ30のゲート電極にはその逆相クロックが印加される。
【0049】
さらにその後段には、電源と接地間に直列に接続されたPchMOSトランジスタQ31およびNchMOSトランジスタQ32からなるインバータが設けられている。そして、その前段のMOSトランジスタQ29,Q30のドレイン共通接続点が、初段のMOSトランジスタQ21,Q22の各ゲート電極に接続されるとともに、MOSトランジスタQ31,Q32の各ゲート電極にも接続されており、MOSトランジスタQ29,Q30のドレイン出力がQ出力になるとともに、MOSトランジスタQ31,Q32からなるインバータで反転されてQ出力の逆相出力となる。
【0050】
次に、上記構成の高速空送りパルスの生成回路の回路動作について、図13のタイミングチャートを参照しつつ説明する。なお、このタイミングチャートにおいて、走査スタートパルスφSCKは、水平有効期間内に発生する垂直走査回路18の高速走査を開始する高速走査スタートパルスQ1〜Q3と、図5のタイミングチャートから明らかなように、水平ブランキング(HBLK)期間内に発生する垂直走査回路18の通常走査を開始する通常走査スタートパルス(φVS)P2とを含んでいる。
【0051】
この走査スタートパルスφSCKは、先述したように、垂直走査回路18のリセット用シフトレジスタ15および読み出し用シフトレジスタ16に兼用されているので、この通常走査スタートパルスP1,P2が当該生成回路に入るのを阻止するために、垂直クロックパルスφVCKを用いてNANDゲート82においてゲートをかけている。その結果、垂直走査回路18の通常走査スタートパルスP1,P2以外のパルス、即ち水平有効期間で発生する高速走査スタートパルスQ1〜Q3が入力されることで、当該生成回路のSRフリップフロップ86をセット状態になり、NANDゲート82の出力が高速空送りパルス(高速走査スタートパルス)の発生を許容するイネーブルパルスXFSとなる。
【0052】
このイネーブルパルスXFSにより、2進カウンタ87〜90において、水平クロックパルスφHCKを1/2,1/4,1/8,1/16分周したパルスO1N,O2N,O3N,O4Nが得られ、これらの分周パルスを基にして高速空送りパルスが生成される。すなわち、分周パルスO1N,O2N,O3N,O4Nを、図10のタイミング生成回路で生成されたタイミングパルスφV1a,φV2aとNANDゲート100,101を用いて論理演算し、手振れ補正動作を含んだ読み出し用シフトレジスタ16のクロックパルスφV1P,φV1N,φV2P,φV2Nを生成する。
【0053】
このように、走査スタートパルスφSCK中の高速走査スタートパルス(Q1〜Q3)が1個立つのに応答して所定の数だけクロックパルスφV1P,φV1N,φV2P,φV2Nが生成されることで、高速走査スタートパルスの数(本例では、3個)に応じた回数の高速走査が実行される。これによれば、高速走査の回数を単一の制御信号(走査スタートパルスφSCK)によって制御できるので、手振れ補正が簡単な構成で実現できる。
【0054】
また、リセット用シフトレジスタ15のクロックパルスφV1Ps,φV1Ns,φV2Ps,φV2Nsは、高速空送りパルスを混合しないタイミングパルスφV1a,φV2aから生成する。このように、クロックジェネレータ27において、読み出し用シフトレジスタ16のクロックパルスφV1P,φV1N,φV2P,φV2Nと、リセット用シフトレジスタ15のクロックパルスφV1Ps,φV1Ns,φV2Ps,φV2Nsとを独立に生成し、これらを独立に各レジスタに与えることにより、読み出し動作とリセット動作とを独立に行うことができる。
【0055】
一方、分周パルスO1N,O2N,O3N,O4Nの論理積をNANDゲート94でとることによって出力YAを得、これをシフトレジスタ95,96およびインバータ97を介してNORゲート84の他入力としているのは、SRフリップフロップ86をリセット状態に戻し、イネーブルパルスXFSを消滅させて2進カウンタ87〜90の動作を停止させるためである。これにより、走査スタートパルスφSCKを立てる回数に応じて垂直走査回路18の空送りライン数が決まる。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように、垂直走査回路および水平走査回路の走査動作に必要な、即ち垂直走査パルスおよび水平走査パルスを生成するのに必要なクロック信号を発生するクロックジェネレータを、複数の光電変換素子、垂直走査回路および水平走査回路と同一チップ上に形成(オンチップ化)し、このクロックジェネレータには外部から垂直走査クロック、水平走査クロックおよび走査スタートパルスのみを与える構成としたことにより、クロックパルスを入力する端子が3個で済むため、撮像素子を駆動するIC等の回路構成を簡略化できるとともに、駆動回路を含めた撮像システムの小型化に寄与できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す構成図である。
【図2】垂直走査回路の構成を示すブロック図である。
【図3】半ビットシフトレジスタの構成の一例を示す回路図である。
【図4】単位ビットシフトレジスタの構成の一例を示す回路図である。
【図5】垂直走査回路の駆動タイミングを示すタイミングチャートである。
【図6】クロックジェネレータの構成の一例を示すブロック図である。
【図7】シフトレジスタの構成の一例を示す回路図である。
【図8】クロックジェネレータの各クロックのタイミングチャートである。
【図9】タイミング生成回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図10】タイミング生成回路の入出力のタイミングチャートである。
【図11】本発明の他の実施形態を示す構成図である。
【図12】高速空送りパルス生成回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図13】高速空送りパルス生成回路のタイミングチャートである。
【図14】2進カウンタの構成の一例を示す回路図である。
【図15】従来例を示す構成図である。
【符号の説明】
11 画素トランジスタ
12 垂直選択線
13 垂直信号線
15 リセット用シフトレジスタ
16 読み出し用シフトレジスタ
17 垂直選択線ドライバ
18 垂直走査回路
19 水平走査回路
20 水平シフトレジスタ
25 水平信号線
27 クロックジェネレータ
31 半ビットシフトレジスタ
32,33 単位ビットシフトレジスタ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solid-state imaging device, and more particularly to an XY address type solid-state imaging device typified by an amplification-type solid-state imaging device capable of reading pixel information obtained by photoelectric conversion in units of pixels.
[0002]
[Prior art]
For example, an amplification type solid-state imaging device which is an XY address type solid-state imaging device includes a vertical scanning circuit that scans a plurality of pixels (photoelectric conversion elements) arranged in rows and columns and a horizontal scanning circuit that scans in units of columns. In order to control the operation of these scanning circuits, many clock pulses are required. FIG. 15 shows a schematic configuration of a conventional amplification type solid-state imaging device.
[0003]
In FIG. 15, the gate electrodes (control electrodes) of a large number of pixel transistors 111 arranged in rows and columns are connected to the vertical selection line 112 in units of rows, and each source electrode is connected to the vertical signal line 113 in units of columns, so that vertical selection is performed. A vertical scanning circuit 114 that drives the line 112 and a horizontal scanning circuit 116 that sequentially outputs a signal output from each pixel transistor 111 through the vertical signal line 113 to the output terminal 115 for each column are provided.
[0004]
The vertical scanning circuit 114 includes a reset shift register 117 that performs an electronic shutter operation, a read shift register 118, and a vertical selection line driver 119. The vertical scanning circuit 114 includes a clock pulse (φV1P, φV1N, φV2P, φV2N) for controlling the vertical selection line 112 at an appropriate timing, and other timing pulses (read start pulse φVS, electronic shutter start pulse φSS). , Read timing pulse φVOP, electronic shutter timing pulse φSOP).
[0005]
On the other hand, the horizontal scanning circuit 116 includes a signal holding circuit 120 that stores and holds an output signal from the pixel transistor 111 and a horizontal shift register 121. The horizontal scanning circuit 116 receives a signal holding operation pulse φOP, clock pulses φH1 and φH2 of the horizontal shift register 121, and a start pulse φHS. These clock pulses are generated by a timing generator (not shown) provided outside the image sensor.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional amplification type solid-state imaging device is configured to take in various clock pulses generated outside the element, and therefore requires a large number of terminals for inputting clock pulses. There is a problem that not only the circuit configuration of an IC to be driven is complicated, but also the imaging system including the drive circuit is hindered from being downsized.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of contributing to downsizing of an imaging system by reducing terminals for inputting clock pulses. It is in.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In the solid-state imaging device according to the present invention, they are arranged in a matrix.TheA plurality of photoelectric conversion elements;A read shift register that generates a read pulse for reading signals generated by the plurality of photoelectric conversion elements and a reset shift register that generates a reset pulse for resetting the photoelectric conversion elements are independently provided.A vertical scanning circuit for scanning a plurality of photoelectric conversion elements in units of rows;,A horizontal scanning circuit that outputs a horizontal scanning pulse for sequentially reading out signals output from photoelectric conversion elements in a row scanned by the vertical scanning circuit among a plurality of photoelectric conversion elements, and a plurality of photoelectric conversion elements, vertical scanning Same as circuit and horizontal scanning circuitSemiconductorIn a vertical scanning circuit and a horizontal scanning circuit which are formed on a chip and receive a vertical scanning clock, a horizontal scanning clock and a scanning start pulse inputted from the outsideRead pulse, reset pulseAnd a clock generator for generating a clock signal necessary for generating the horizontal scanning pulse.
[0009]
  In the solid-state imaging device having the above configuration, it is necessary for the scanning operation of the vertical scanning circuit and the horizontal scanning circuit.Read pulse, reset pulseAnd a clock generator that generates a clock signal necessary for generating a horizontal scanning pulse is the same as a plurality of photoelectric conversion elements, a vertical scanning circuit, and a horizontal scanning circuitSemiconductorIt is formed on a chip (on-chip), and only a vertical scanning clock, a horizontal scanning clock, and a scanning start pulse are externally supplied to this clock generator. Thus, only three terminals for inputting clock pulses are required.
[0010]
  AndScan start pulse commanding start of scanning of vertical scanning circuitBut, Including a read start pulse for starting the operation of the read shift register and a reset start pulse for starting the operation of the reset shift registerThus, the readout shift register determines the readout position in the vertical direction based on the readout start pulse, and starts readout of the pixel signal from that position. On the other hand, the reset shift register starts resetting the pixel (photoelectric conversion element) based on the reset start pulse. Here, the time interval between the read start pulse and the reset start pulse included in the scan start pulse corresponds to the shutter speed of the electronic shutter.
[0012]
  In the present inventionOtherIn the solid-state imaging device, an imaging unit including a plurality of photoelectric conversion elements that are arranged in a matrix and outputs a photoelectrically converted signal when a vertical scanning pulse is given thereto, and the plurality of vertical scanning pulses by sequentially outputting the plurality of the vertical scanning pulses. And a horizontal scanning pulse for sequentially reading out signals output from the photoelectric conversion elements in a row scanned by the vertical scanning circuit among the plurality of photoelectric conversion elements. A horizontal scanning circuit to output;The plurality of photoelectric conversion elements, the vertical scanning circuit, and the horizontal scanning circuit are formed on the same semiconductor chip and input from the outside.A clock generator for receiving a vertical scanning clock, a horizontal scanning clock, and a scanning start pulse, and generating a clock signal necessary for generating the vertical scanning pulse and the horizontal scanning pulse in the vertical scanning circuit and the horizontal scanning circuit; The start pulse includes a normal scan start pulse generated in a horizontal blanking period and a high-speed scan start pulse generated in a horizontal effective period, and the clock generator generates the normal scan start pulse generated in a horizontal blanking period. A clock signal for normal scanning by the vertical scanning circuit is generated, and a clock signal for high-speed scanning by the vertical scanning circuit is received when the high-speed scanning start pulse generated within a horizontal effective period is received. Is generated.
[0013]
In the solid-state imaging device configured as described above, the clock generator includes the normal scan start pulse generated within the horizontal blanking period and the high-speed scan start pulse generated within the horizontal effective period. In response to this single scan start pulse, a clock signal for normal scanning and a clock signal for high-speed scanning are generated.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention applied to an amplification type solid-state imaging device. In FIG. 1, a large number of pixel transistors (in this example, NchMOS transistors) 11 that are photoelectric conversion elements are arranged in a matrix, and the gate electrodes (control electrodes) of the pixel transistors 11 are arranged in the imaging region in the horizontal direction. Connected to the vertical selection line 12 in units of rows, each source electrode is connected to a vertical signal line 13 arranged in the vertical direction in the imaging region in units of columns, and each drain electrode is connected to the power source VD via the power source line 14. It is connected. Each vertical selection line 12 is supplied with a vertical scanning pulse φV (...) From a vertical scanning circuit 18 including a reset shift register 15 for performing an electronic shutter operation, a read shift register 16 and a vertical selection line driver 17 including a logic gate. ..., φVm, φVm + 1, ...). A specific circuit configuration of the vertical scanning circuit 18 will be described later.
[0015]
On the other hand, the horizontal scanning circuit 19 includes a horizontal shift register 20 and a signal holding circuit 21. The signal holding circuit 21 has one end connected to the NchMOS transistor 22 which is an operation switch in which the drain electrode is connected to one end of the vertical signal line 13 and the signal holding operation pulse φOP is applied to the gate electrode, and the source electrode of the MOS transistor 22. The capacitor 23, which is a signal holding element whose other end is grounded, the drain electrode is connected to one end of the capacitor 23, the source electrode is connected to the horizontal signal line 25, and the horizontal scanning pulse φH from the horizontal shift register 20 is connected to the gate electrode. (..., .Phi.Hn, .phi.Hn + 1,...) Is provided with an NchMOS transistor 24 which is a horizontal switch.
[0016]
In the horizontal scanning circuit 19, the signal output from the pixel transistor 11 selected by the vertical scanning pulse φV is held in the capacitor 23 from the vertical signal line 13 through the MOS transistor 22 which is an operation switch. When the horizontal scanning pulse φH is output from the horizontal shift register 20 in accordance with the horizontal scanning timing and the MOS transistor 24 which is a horizontal switch is sequentially turned on, the signal held in the capacitor 23 is transmitted through the MOS transistor 24 to the horizontal signal line. 25 to the output terminal 26.
[0017]
The clock generator 27 is formed on the same chip as each pixel transistor 11, vertical scanning circuit 18, horizontal scanning circuit 19, etc., and a horizontal clock pulse φHCK which is a horizontal scanning clock given from the outside of the image sensor, a vertical scanning clock. Clock pulses (φV1P, φV1N, φV2P, φV2N, φVOP, φSOP, φH1, φH2, φHS required for the scanning operation of the vertical scanning circuit 18 and the horizontal scanning circuit 19 based on the vertical clock pulse φVCK and the scanning start pulse φSCK. ). Then, the vertical scanning circuit 18 and the horizontal scanning circuit 19 output a vertical scanning pulse φV and a horizontal scanning pulse φH with appropriate timing according to these clock pulses.
[0018]
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the vertical scanning circuit 18 and shows the configuration in the vicinity of the input of the scanning start pulse φSCK (φVS, φSS) of the vertical scanning circuit 18. In FIG. 2, the reset shift register 15 and the read shift register 16 provided independently are constituted by transfer type dynamic shift registers. Specifically, the reset shift register 15 has a half bit shift register 31 provided at the input stage of the scan start pulse φSCK, and a plurality of unit bit shift registers 32 (for the number of rows) connected in cascade thereafter. Has been. On the other hand, the read shift register 16 has a configuration in which only the unit bit shift register 33 is cascade-connected in the same number as the unit bit shift register 32 of the reset shift register 15.
[0019]
3 and 4 show specific circuit configurations of the half-bit shift register 31 and the unit bit shift registers 32 and 33. FIG. The half-bit shift register 31 includes a transfer gate 34 in which an Nch MOS transistor Q1 and a Pch MOS transistor Q2 are connected in parallel to each other, and a CMOS inverter 35 in which an Nch MOS transistor Q3 and a Pch MOS transistor Q4 are connected in series between a power supply and the ground. The scan start pulse φSCK is input in synchronism with φV2N and φV2P of the vertical scan clock provided to the gate electrodes of the MOS transistor Q1 and the MOS transistor Q2.
[0020]
On the other hand, the unit bit shift registers 32 and 33 have a configuration in which half-bit shift registers 31 are connected in two stages in series. That is, a transfer gate 36 in which an NchMOS transistor Q5 and a PchMOS transistor Q6 are connected in parallel, a CMOS inverter 37 in which an NchMOS transistor Q7 and a PchMOS transistor Q8 are connected in series between a power supply and the ground, and similarly an NchMOS transistor A transfer gate 38 made up of Q9 and PchMOS transistor Q10 and a CMOS inverter 39 made up of NchMOS transistor Q11 and PchMOS transistor Q12 are arranged. The gate electrodes of MOS transistor Q5 and MOS transistor Q6 are connected to φV1N and φV1P of the vertical scanning clock. Is given, the output signal of the previous stage is inputted, and the MOS transistor Q9 and the MOS transistor Q10 When φV2N and φV2P of the vertical scanning clock are supplied to each gate electrode, a signal is output to the next stage.
[0021]
  As a result, the reset shift register 15 is supplied with only φV2N and φV2P of the vertical scanning clock to the first half-bit shift register 31 provided in the input stage, and therefore φV2N and φV2P of the vertical scanning clock. The shift operation is started with a scan start pulse φSCK suitable for the phase. On the other hand, a read shift register16Is constituted by the unit bit shift register 33 from the head, so that the shift operation is started with the scan start pulse φSCK adapted to the phases of the vertical scan clocks φV1N and φV1P. Of the vertical scanning clocks φV1N, φV1P, φV2N, and φV2P, φV1N and φV1P are clock signals generated at the first timing in the horizontal blanking (HBLK) period, and φV2N and φV2P are in the horizontal blanking period. The clock signal is generated at a second timing different from the first timing (see FIG. 5).
[0022]
As described above, the reset shift register 15 for generating the vertical scanning pulse φV (..., ΦVm, φVm + 1,...) Is provided with the half-bit shift register 31. Since the read shift register 16 can change the phase at which the scan start pulse is received, the shift registers 15 and 16 can be started independently. That is, both the readout timing and the shutter speed of the electronic shutter can be controlled only by inputting a single scan start pulse φSCK.
[0023]
In this example, the half-bit shift register 31 is provided on the reset shift register 15 side. However, the half-bit shift register 31 may be provided on the read shift register 16 side instead of the reset shift register 15 side. Of course, it is possible to obtain the effect.
[0024]
Referring again to FIG. 2, the vertical selection line driver 17 including the logic gate includes an AND gate 41 having two inputs of the output of the unit bit shift register 33 of the read shift register 16 and the vertical operation pulse φVOP, and the reset shift register 15. AND gate 42 having two inputs of the output of unit bit shift register 32 and start operation pulse φSOP, OR gate 43 having two inputs of each output of AND gates 41 and 42, and the logic of the output of OR gate 43 An inverting inverter 44 is provided for each row. The output of each inverter 44 is a vertical scanning pulse φV (φV1, φV2, φV3,...).
[0025]
FIG. 5 is a timing chart showing drive timing of the vertical scanning circuit 18 of FIG. Here, the first pulse P1 of the scan start pulse φSCK is an electronic shutter (reset) start pulse φSS for starting the reset shift register 15, and the next pulse P2 is a read start pulse for starting the read shift register 16. φVS. That is, the scan start pulse φSCK is a pulse signal in which the electronic shutter start pulse φSS and the read start pulse φVS are multiplexed.
[0026]
As described above, φV1N, φV1P, φV2N, and φV2P are clock pulses common to the reset shift register 15 and the read shift register 16, and φVOP and φSOP are the vertical selection lines 12 during pixel readout and electronic shutter operation, respectively. Are the timing pulses for determining the timing of the operation, and φV 1, φV 2, and φV 3 are vertical scanning pulses applied to the vertical selection line 12. ΦSUB is a pulse applied to the substrate to perform pixel reset and electronic shutter operation (pixel reset).
[0027]
In the timing chart of FIG. 5, the time interval between the pulse P1 and the pulse P2 of the scan start pulse φSCK (in this example, equivalent to 2H (H: horizontal scanning period)) corresponds to the shutter speed of the electronic shutter. The pulse P3 of the vertical scanning pulse V1 whose timing is determined by the pulse P1 performs a pixel reset operation for the electronic shutter, and the pulse P4 whose timing is determined by the pulse P2 performs a reading operation and a pixel reset operation. As described above, the electronic shutter (reset) start pulse (φSS) P1 is inserted in the scan start pulse φSCK at a timing different from that of the read start pulse (φVS) P2 in the horizontal blanking period. The normal scan start and the reset scan start can be controlled by a single control signal (scan start pulse φSCK). As is clear from this timing chart, the pulse width of the pulse P3 is determined by the pulse width of the pulse φSOP, and the pulse width of the pulse P4 is determined by the pulse width of the pulse φVOP.
[0028]
The pulse P1 of the scan start pulse φSCK is the vertical scan clock because the half bit shift register 31 to which the vertical scan clocks φV2N and φV2P are added as shift pulses starts the reset shift register 15 connected to the head of the start pulse input. It stands at the timing synchronized with φV2N and φV2P. At this timing, the read shift register 16 does not start. On the other hand, the pulse P2 of the scan start pulse φSCK stands at a timing synchronized with the vertical scan clocks φV1N and φV1P in order to start the read shift register 16 to which the shift register 33 is connected from the head. At this timing, the reset shift register 15 does not start.
[0029]
That is, by adopting the circuit configuration of FIG. 2 as the vertical scanning circuit 18, whether to synchronize with the clock pulses φV1N and φV1P or with the clock pulses φV2N and φV2P even if the terminals of the scanning start pulse φSCK are common. Thus, the read shift register 16 and the reset shift register 15 can be started independently.
[0030]
FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the clock generator 27. In FIG. 6, a horizontal clock pulse φHCK given from the outside of the imaging device is supplied to the horizontal shift register 20 as a first-phase horizontal clock pulse φH1 through inverters 51 and 52, and each P input of the shift registers 53 and 55. And the N input of the shift register 54, and further supplied to the horizontal shift register 20 through the inverter 56 as the horizontal clock pulse φH2 of the second phase, and the N inputs of the shift registers 53 and 55 and the P input of the shift register 54 become. Also, the vertical clock pulse φVCK given from the outside of the image sensor is input to the first-stage shift register 53 via the inverter 47.
[0031]
The shift registers 53, 54, and 55 are connected in cascade, and the output 1B of the second stage becomes one input of each of the NAND gate 59 and the NOR gate 60 via the inverter 58, and the output 1C of the third stage becomes the NAND gate 59 and Each other input of the NOR gate 60 is used. The output of the NAND gate 59 is supplied to the horizontal shift register 20 as a horizontal start pulse φHS via the inverter 61, and the output of the NOR gate 60 is connected in cascade as a clock generator start pulse CS, for example, 100 stages of shift registers 62.1~ 62100First stage shift register 621Will be input.
[0032]
This 100 stage shift register 621~ 62100, The odd-stage shift register 62162Three, ..., 6299The horizontal clock pulse φHCK that has passed through the inverters 51 and 52 has N input, and the horizontal clock pulse φHCK that has passed through the inverter 56 has P input.262Four, ..., 62100The horizontal clock pulse φHCK passed through the inverters 51 and 52 has a P input, and the horizontal clock pulse φHCK passed through the inverter 56 has an N input. Then, an odd-stage shift register 62162Three, ..., 6299Each output of the inverter 63 has one stage.1, 63Three, ..., 6399Are derived as reference pulses T1, T3,...262Four, ..., 62100Each output of is a two-stage inverter 642, 64Four, ..., 64100And 652, 65Four, ......, 65100Are derived as reference pulses T2, T4,..., T100.
[0033]
FIG. 7 shows shift registers 53-55 and 62.1~ 62100It is a circuit diagram which shows the specific circuit structure of these. These shift registers include a PchMOS transistor Q13 whose source electrode is connected to a power supply, an NchMOS transistor Q14 whose source electrode is grounded, and a PchMOS transistor Q15 and an NchMOS connected in series between the drain electrodes of the MOS transistors Q13 and Q14. The gate common connection point of the MOS transistors Q13 and Q14 is an input (I) end, and the drain common connection point of the MOS transistors Q15 and Q16 is an output (O) end. The gate electrodes of the MOS transistors Q15 and Q16 serve as P and Q input terminals.
[0034]
FIG. 8 shows a timing chart of each clock of the clock generator 27 described above. The clocks φH1 and φH2 necessary for driving the horizontal shift register 20 are obtained by passing the horizontal clock pulse φHCK through the two-stage inverters 51 and 52 and the first-stage inverter 56, and the horizontal clock necessary for starting the horizontal shift register 20 is obtained. The start pulse φHS is obtained by phase-shifting the trailing edge of the vertical clock pulse φVCK with three stages of shift registers 53, 54, and 55 and passing it through a NOR gate 59 and the like.
[0035]
That is, by passing the vertical clock pulse φVCK through the three-stage shift registers 53, 54, and 55, the phase-shifted pulses 1 A, 1 B, and 1 C are obtained, and among these pulses 1 B and 1 C are passed through the NAND gate 59, A start pulse φHS of the horizontal shift register 20 synchronized with the trailing edge of the vertical clock pulse φVCK is obtained. Similarly, by passing the pulses 1B and 1C through the NOR gate 60, a clock generator start pulse CS synchronized with the leading edge of the vertical clock pulse φVCK is obtained.
[0036]
FIG. 9 shows a configuration of a timing generation circuit that generates various timing pulses based on an arbitrary combination of reference pulses T1 to T100. This logic circuit includes an S (set) R (reset) flip-flop 71 assembled with NAND gates, and inverters 72 to 75 connected to input / output terminals thereof. In the logic circuit (a), the reference pulses T1 and T20 are used as the S and R inputs of the SR flip-flop 71, thereby generating the timing pulse φV1a that is the basis of the clock pulse of the vertical scanning circuit 18.
[0037]
Similarly, in the logic circuit (b), the reference pulses T50 and T70 are used as the S and R inputs of the SR flip-flop 71, so that the timing pulse φV2a is obtained. In the logic circuit (c), the reference pulses T1 and T100 are used as the SR flip-flop 71. In the logic circuit (d), the timing pulse φSOP is generated by setting the reference pulses T50 and T100 as the S and R inputs of the SR flip-flop 71 in the logic circuit (e). By using the reference pulses T1 and T40 as the S and R inputs of the SR flip-flop 71, the timing pulse φOP is generated. The timing relationship of the input / output pulses is shown in the timing chart of FIG.
[0038]
As described above, the clock generator 27 generates a large number of reference pulses T1 to T100 whose phases are shifted by half a bit based on the horizontal clock pulse φHCK and the vertical clock pulse φVCK. By generating a desired timing pulse based on the combination of pulses, for example, the wiring of the output line of each reference pulse in FIG. 6 is made of the first-layer aluminum wiring and the input line of each reference pulse in FIG. If the wiring is formed with the second-layer aluminum wiring, the timing pulse phase (timing) can be easily and freely changed by simply changing the contact position of the first-layer and second-layer aluminum wiring. Can be changed.
[0039]
FIG. 11 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. In the present embodiment, most of the configuration is the same as that of FIG. 1, but only the configuration of the clock generator 27 is different. In the amplification type solid-state imaging device to which the present embodiment is applied, a part of the effective pixel area is used as an image frame, and a video signal can be output from an arbitrary image frame in the effective pixel area. The rows are scanned by the vertical scanning circuit 18 by high-speed idling (high-speed scanning). This high speed idling is completed within the vertical blanking period.
[0040]
According to the amplification type solid-state imaging device having such a configuration, the vertical scanning circuit 18 controls the reading start position and the reset start position based on the scanning start pulse φSCK, thereby changing the size of the image frame or cutting out the image frame. By controlling the position, the aspect ratio can be changed and camera shake correction can be performed. Hereinafter, a specific configuration for realizing this will be described.
[0041]
A specific configuration of the clock generator 27 will be described below. In addition to the configuration of the previous embodiment, the clock generator 27 has a configuration in which a high-speed pre-feed pulse generation circuit that generates a pulse for high-speed feed of the vertical scanning circuit 18 for changing the aspect ratio and correcting camera shake is incorporated. ing. An example of the configuration of this high-speed idle feed pulse generation circuit is shown in FIG. A horizontal clock pulse φHCK, a vertical clock pulse φVCK, and a scan start pulse φSCK are input from the outside of the image sensor to the high-speed idle feed pulse generation circuit.
[0042]
In FIG. 12, the scan start pulse φSCK is inverted by the inverter 81 and becomes one input of each of the NAND gate 82 and the NOR gate 83. The vertical clock pulse φVCK becomes the other input of the NOR gate 83 and the one input of the NOR gate 84. The output of the NOR gate 83 becomes one input of the NAND gate 85. The outputs of the NAND gate 85 and the NOR gate 84 become the set input and reset input of the SR flip-flop 86. The Q output of the SR flip-flop 86 and its inverted output become the other inputs of the NAND gates 82 and 85, respectively. The output of the NAND gate 82 becomes each preset (PR) input of the cascaded four-stage binary counters 87 to 90.
[0043]
The horizontal clock pulse φHCK is inverted once by the inverter 91 and supplied to the first-stage binary counter 87 as a reverse-phase clock, and inverted twice by the inverters 92 and 93 and supplied as a positive-phase clock. In the binary counters 87 to 90, the Q outputs of the first stage, the second stage, the third stage, and the fourth stage are divided by 1/2 divided output O1N, 1/4 divided output O2N of the horizontal clock pulse φHCK, 1/8 frequency-divided output O3N and 1/16 frequency-divided output O4N.
[0044]
These frequency-divided outputs O1N to O4N are four inputs of the NAND gate 94. The output of the NAND gate 94 becomes the input of the shift register 95. The shift register 95 uses the output of the inverter 91 as the P input and the output of the inverter 93 as the N input. The output of the shift register 95 becomes the input of the shift register 96 in the next stage. The shift register 96 uses the output of the inverter 91 as an N input and the output of the inverter 93 as a P input. The output of the shift register 96 becomes the other input of the NOR gate 84 via the inverter 97. As the shift registers 95 and 96, for example, the circuit configuration shown in FIG. 8 can be used.
[0045]
In the binary counters 87 to 90, the quarter-divided output O2N of the second stage is one input of each of the NAND gates 98 and 99. The 1/8 frequency-divided output O3N at the third stage is the other input of the NAND gate 98, and the 1/8 frequency-divided output O3X of the opposite phase is the other input of the NAND gate 99. Each output of the NAND gates 98 and 99 becomes one input of each of the NAND gates 100 and 101. As other inputs of these NAND gates 100 and 101, timing pulses φV1a and φV2a generated by the timing generation circuit of FIG.
[0046]
The timing pulses φV1a and φV2a are inverted by the inverters 102 and 103, thereby being inverted as the clock pulses φV1Ps and φV2Ps, and further inverted by the inverters 104 and 105, whereby the reset shift register 15 is obtained as the clock pulses φV1Ns and φV2Ns. Given to. On the other hand, the outputs of the NAND gates 100 and 101 are directly supplied to the read shift register 16 as clock pulses φV1N and φV2N by being directly inverted by the inverters 106 and 107 as clock pulses φV1P and φV2P.
[0047]
FIG. 14 shows an example of a specific circuit configuration of the binary counter. In FIG. 14, the source electrode of the Pch MOS transistor Q21 is connected to the power supply, the source electrode of the Nch MOS transistor Q22 is grounded, the gate electrodes of these MOS transistors Q21 and Q22 are connected in common, and the drain electrode is between them. PchMOS transistor Q24 and NchMOS transistor Q24 are connected in series. NchMOS transistors Q25 and Q26 are connected in series between the common drain connection point of MOS transistors Q25 and Q26 and the ground. The gate electrode of the MOS transistor Q25 is a preset (PR) input terminal. The clock CK is applied to the gate electrode of the MOS transistor Q24, and the opposite phase clock is applied to the gate electrodes of the MOS transistors Q23 and Q26.
[0048]
Further, the NchMOS transistor Q27 whose source electrode is connected to the power source and the PchMOS transistor Q28 whose source electrode is grounded are provided at the subsequent stage. The gate electrodes of these MOS transistors Q27 and Q28 are connected to the MOS transistors Q23, Q23 of the previous stage. It is connected to the drain common connection point of Q24. A Pch MOS transistor Q29 and an Nch MOS transistor Q30 are connected in series between the drain electrodes of the MOS transistors Q27 and Q28. The clock CK is applied to the gate electrode of the MOS transistor Q29, and the opposite phase clock is applied to the gate electrode of the MOS transistor Q30.
[0049]
Further, an inverter including a Pch MOS transistor Q31 and an Nch MOS transistor Q32 connected in series between the power source and the ground is provided at the subsequent stage. The drain common connection point of the previous-stage MOS transistors Q29 and Q30 is connected to the gate electrodes of the first-stage MOS transistors Q21 and Q22, and is also connected to the gate electrodes of the MOS transistors Q31 and Q32. The drain outputs of the MOS transistors Q29 and Q30 become the Q output, and are inverted by the inverter composed of the MOS transistors Q31 and Q32 to become the anti-phase output of the Q output.
[0050]
Next, the circuit operation of the high-speed pre-feed pulse generation circuit configured as described above will be described with reference to the timing chart of FIG. In this timing chart, the scan start pulse φSCK is a high-speed scan start pulse Q1 to Q3 for starting a high-speed scan of the vertical scanning circuit 18 generated within the horizontal effective period, and a timing chart of FIG. And a normal scanning start pulse (φVS) P2 for starting normal scanning of the vertical scanning circuit 18 generated within the horizontal blanking (HBLK) period.
[0051]
Since the scan start pulse φSCK is also used as the reset shift register 15 and the read shift register 16 of the vertical scan circuit 18 as described above, the normal scan start pulses P1 and P2 enter the generation circuit. In order to prevent this, the NAND gate 82 is gated using the vertical clock pulse φVCK. As a result, the pulses other than the normal scanning start pulses P1 and P2 of the vertical scanning circuit 18, that is, the high-speed scanning start pulses Q1 to Q3 generated in the horizontal effective period are input, thereby setting the SR flip-flop 86 of the generation circuit. Then, the output of the NAND gate 82 becomes an enable pulse XFS that allows generation of a high-speed pre-feed pulse (high-speed scan start pulse).
[0052]
With this enable pulse XFS, the binary counters 87 to 90 obtain pulses O1N, O2N, O3N, and O4N obtained by dividing the horizontal clock pulse φHCK by 1/2, 1/4, 1/8, and 1/16. A high speed idle feed pulse is generated based on the divided pulse. In other words, the divided pulses O1N, O2N, O3N, and O4N are logically calculated using the timing pulses φV1a and φV2a generated by the timing generation circuit of FIG. 10 and the NAND gates 100 and 101, and used for reading including a shake correction operation. Clock pulses φV1P, φV1N, φV2P, φV2N of the shift register 16 are generated.
[0053]
In this way, a predetermined number of clock pulses φV1P, φV1N, φV2P, and φV2N are generated in response to the occurrence of one high-speed scan start pulse (Q1 to Q3) in the scan start pulse φSCK. High-speed scanning is executed a number of times corresponding to the number of start pulses (three in this example). According to this, since the number of high-speed scans can be controlled by a single control signal (scan start pulse φSCK), camera shake correction can be realized with a simple configuration.
[0054]
The clock pulses φV1Ps, φV1Ns, φV2Ps, and φV2Ns of the reset shift register 15 are generated from the timing pulses φV1a and φV2a that do not mix the high-speed idle feed pulses. As described above, the clock generator 27 independently generates the clock pulses φV1P, φV1N, φV2P, and φV2N of the read shift register 16 and the clock pulses φV1Ps, φV1Ns, φV2Ps, and φV2Ns of the reset shift register 15. By giving each register independently, the read operation and the reset operation can be performed independently.
[0055]
On the other hand, the output YA is obtained by taking the logical product of the divided pulses O1N, O2N, O3N, and O4N by the NAND gate 94, and this is used as the other input of the NOR gate 84 through the shift registers 95 and 96 and the inverter 97. This is because the SR flip-flop 86 is returned to the reset state, the enable pulse XFS is extinguished, and the operations of the binary counters 87 to 90 are stopped. As a result, the number of idle feed lines of the vertical scanning circuit 18 is determined in accordance with the number of times the scanning start pulse φSCK is raised.
[0056]
【The invention's effect】
  As explained above, the vertical scanning circuit and the horizontal scanning circuitScanning operationrequired forI.e. required to generate vertical and horizontal scan pulsesA clock generator for generating a clock signal is formed on the same chip as the plurality of photoelectric conversion elements, the vertical scanning circuit, and the horizontal scanning circuit (on-chip). By providing only the scanning start pulse, only three terminals for inputting the clock pulse are required, so that the circuit configuration of an IC or the like for driving the image sensor can be simplified and the imaging system including the drive circuit can be reduced in size. It can contribute to the development.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a vertical scanning circuit.
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a configuration of a half-bit shift register.
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a configuration of a unit bit shift register.
FIG. 5 is a timing chart showing driving timing of the vertical scanning circuit.
FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a clock generator.
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating an example of a configuration of a shift register.
FIG. 8 is a timing chart of each clock of the clock generator.
FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a timing generation circuit.
FIG. 10 is a timing chart of input / output of a timing generation circuit.
FIG. 11 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing an example of the configuration of a high-speed pre-feed pulse generation circuit.
FIG. 13 is a timing chart of the high-speed pre-feed pulse generation circuit.
FIG. 14 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a binary counter.
FIG. 15 is a block diagram showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
11 Pixel transistor
12 Vertical selection line
13 Vertical signal line
15 Reset shift register
16 Read shift register
17 Vertical selection line driver
18 Vertical scanning circuit
19 Horizontal scanning circuit
20 Horizontal shift register
25 Horizontal signal line
27 Clock generator
31 Half-bit shift register
32,33 unit bit shift register

Claims (9)

行列状に配列された複数の光電変換素子と、
前記光電変換素子で発生した信号を読み出すための読み出しパルスを発生する読み出し用シフトレジスタおよび前記光電変換素子をリセットするためのリセットパルスを発生するリセット用シフトレジスタを独立に有し、前記複数の光電変換素子を行単位で走査する垂直走査回路と
前記複数の光電変換素子のうちの前記垂直走査回路によって走査された行の光電変換素子から出力される信号を順に読み出すための水平走査パルスを出力する水平走査回路と、
前記複数の光電変換素子、前記垂直走査回路および前記水平走査回路と同一の半導体チップ上に形成され、かつ外部から入力される垂直走査クロック、水平走査クロックおよび走査スタートパルスを受けて前記垂直走査回路および前記水平走査回路において前記読み出しパルス、前記リセットパルスおよび前記水平走査パルスを生成するのに必要なクロック信号を発生するクロックジェネレータとを備え、
前記垂直走査回路の走査開始を指令する走査スタートパルスは、前記読み出し用シフトレジスタの動作を開始させる読み出し用スタートパルスと、前記リセット用シフトレジスタの動作を開始させるリセット用スタートパルスを含む
ことを特徴とする固体撮像装置。
A plurality of photoelectric conversion elements arranged in a matrix;
Has a shift register for resetting for generating a reset pulse for resetting the shift register and the photoelectric conversion elements for reading generates a read pulse for reading a signal generated by the photoelectric conversion element independently, the plurality of photoelectric A vertical scanning circuit for scanning the conversion elements row by row ;
A horizontal scanning circuit for outputting a horizontal scanning pulse for sequentially reading out signals output from the photoelectric conversion elements in a row scanned by the vertical scanning circuit among the plurality of photoelectric conversion elements;
The vertical scanning circuit is formed on the same semiconductor chip as the plurality of photoelectric conversion elements, the vertical scanning circuit, and the horizontal scanning circuit, and receives a vertical scanning clock, a horizontal scanning clock, and a scanning start pulse input from the outside. And a clock generator for generating a clock signal necessary for generating the readout pulse, the reset pulse and the horizontal scanning pulse in the horizontal scanning circuit ,
The scan start pulse for instructing the start of scanning of the vertical scanning circuit includes a read start pulse for starting the operation of the read shift register and a reset start pulse for starting the operation of the reset shift register. A solid-state imaging device.
前記読み出し用シフトレジスタおよび前記リセット用シフトレジスタは、前記読み出しパルスの発生タイミングを決める第1のクロック信号に同期して動作する第1の単位回路と、前記リセットパルスの発生タイミングを決める第2のクロック信号に同期して動作する第2の単位回路とが直列に接続されて構成された単位ビットシフトレジスタが複数個縦続接続されてなり、
前記読み出し用シフトレジスタおよび前記リセット用シフトレジスタの一方は、入力段に前記第2の単位回路で構成された半ビットシフトレジスタを有し、前記第1のクロック信号に位相に適合した前記読み出し用スタートパルスまたは前記第2のクロック信号に位相に適合した前記リセット用スタートパルスを前記半ビットシフトレジスタを介して初段の前記単位ビットシフトレジスタに入力することによってシフト動作を開始し、
前記読み出し用シフトレジスタおよび前記リセット用シフトレジスタの他方は、前記第2のクロック信号に位相に適合した前記リセット用スタートパルスまたは前記第1のクロック信号に位相に適合した前記読み出し用スタートパルスを直接初段の前記単位ビットシフトレジスタに入力することによってシフト動作を開始する
ことを特徴とする請求項記載の固体撮像装置。
The read shift register and the reset shift register include a first unit circuit that operates in synchronization with a first clock signal that determines the generation timing of the read pulse, and a second unit that determines the generation timing of the reset pulse . A plurality of unit bit shift registers configured in series with a second unit circuit that operates in synchronization with a clock signal are connected in cascade,
One of the read shift register and the reset shift register has a half-bit shift register constituted by the input stage second unit circuit, for the read adapted to the phase to the first clock signal A shift operation is started by inputting the start pulse or the reset start pulse adapted to the phase of the second clock signal to the unit bit shift register in the first stage via the half-bit shift register,
The other of the read shift register and the reset shift register directly applies the reset start pulse suitable for the phase to the second clock signal or the read start pulse suitable for the phase to the first clock signal. the solid-state imaging device according to claim 1, wherein the starting the shift operation by inputting to the unit bit shift register of the first stage.
行列状に配列され、光電変換した信号を垂直走査パルスが与えられることによって出力する複数の光電変換素子を含む撮像部と、
前記垂直走査パルスを順次出力することによって前記複数の光電変換素子を行単位で走査する垂直走査回路と、
前記複数の光電変換素子のうちの前記垂直走査回路によって走査された行の光電変換素子から出力される信号を順に読み出すための水平走査パルスを出力する水平走査回路と、
前記複数の光電変換素子、前記垂直走査回路および前記水平走査回路と同一の半導体チップ上に形成され、かつ外部から入力される垂直走査クロック、水平走査クロックおよび走査スタートパルスを受けて前記垂直走査回路および前記水平走査回路において前記垂直走査パルスおよび前記水平走査パルスを生成するのに必要なクロック信号を発生するクロックジェネレータとを備え、
前記走査スタートパルスは、水平ブランキング期間内に発生する通常走査スタートパルスと、水平有効期間内に発生する高速走査スタートパルスとを含み、
前記クロックジェネレータは、水平ブランキング期間内に発生する前記通常走査スタートパルスを受けたときは前記垂直走査回路による通常走査のためのクロック信号を生成し、水平有効期間内に発生する前記高速走査スタートパルスを受けたときは前記垂直走査回路による高速走査のためのクロック信号を生成する
ことを特徴とする固体撮像装置。
An imaging unit including a plurality of photoelectric conversion elements that are arranged in a matrix and output a photoelectrically converted signal when a vertical scanning pulse is given;
A vertical scanning circuit that scans the plurality of photoelectric conversion elements in units of rows by sequentially outputting the vertical scanning pulses;
A horizontal scanning circuit for outputting a horizontal scanning pulse for sequentially reading out signals output from the photoelectric conversion elements in a row scanned by the vertical scanning circuit among the plurality of photoelectric conversion elements;
The vertical scanning circuit is formed on the same semiconductor chip as the plurality of photoelectric conversion elements, the vertical scanning circuit, and the horizontal scanning circuit, and receives a vertical scanning clock, a horizontal scanning clock, and a scanning start pulse input from the outside. And a clock generator for generating a clock signal necessary for generating the vertical scanning pulse and the horizontal scanning pulse in the horizontal scanning circuit,
The scan start pulse includes a normal scan start pulse generated in a horizontal blanking period and a high-speed scan start pulse generated in a horizontal effective period,
The clock generator generates a clock signal for normal scanning by the vertical scanning circuit when receiving the normal scanning start pulse generated within a horizontal blanking period, and the high-speed scanning start generated within a horizontal effective period When a pulse is received, a clock signal for high-speed scanning by the vertical scanning circuit is generated.
前記クロックジェネレータは、前記高速走査スタートパルスが1つ立つのに応答して高速走査パルスを所定の数だけ発生する
ことを特徴とする請求項記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 3 , wherein the clock generator generates a predetermined number of high-speed scanning pulses in response to a single high-speed scanning start pulse.
前記高速走査は、垂直ブランキング期間内において完了する
ことを特徴とする請求項記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 3 , wherein the high-speed scanning is completed within a vertical blanking period.
前記撮像部は、有効画素領域内の一部を画枠とし、有効画素領域内の任意の画枠から映像信号を出力可能であり、
前記垂直走査回路は、前記画枠外の画素行を前記高速走査にて走査する
ことを特徴とする請求項記載の固体撮像装置。
The imaging unit can output a video signal from an arbitrary image frame in the effective pixel region, with a part in the effective pixel region as an image frame.
The solid-state imaging device according to claim 3 , wherein the vertical scanning circuit scans a pixel row outside the image frame by the high-speed scanning.
前記垂直走査回路は、前記光電変換素子で発生した信号を読み出すための読み出しパルスを発生する読み出し用シフトレジスタを含み、
前記撮像部が形成された基板にパルス信号を印加することによって前記読み出しパルスによる読み出し動作を実現する
ことを特徴とする請求項記載の固体撮像装置。
The vertical scanning circuit includes a read shift register that generates a read pulse for reading a signal generated by the photoelectric conversion element,
The solid-state imaging device according to claim 3 , wherein a reading operation by the reading pulse is realized by applying a pulse signal to a substrate on which the imaging unit is formed.
前記垂直走査回路は、前記光電変換素子をリセットするためのリセットパルスを発生するリセット用シフトレジスタを含み、
前記撮像部が形成された基板にパルス信号を印加することによって前記リセットパルスによるリセット動作を実現する
ことを特徴とする請求項記載の固体撮像装置。
The vertical scanning circuit includes a reset shift register that generates a reset pulse for resetting the photoelectric conversion element,
The solid-state imaging device according to claim 7 , wherein a reset operation by the reset pulse is realized by applying a pulse signal to the substrate on which the imaging unit is formed.
前記読み出し用シフトレジスタは、前記走査スタートパルスに含まれる読み出し用スタートパルスを受けて動作を開始し、
前記リセット用シフトレジスタは、前記走査スタートパルスに含まれるリセット用スタートパルスを受けて動作を開始する
ことを特徴とする請求項記載の固体撮像装置。
The read shift register starts operation upon receiving a read start pulse included in the scan start pulse,
The solid-state imaging device according to claim 8, wherein the reset shift register starts an operation upon receiving a reset start pulse included in the scan start pulse.
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