TWI333374B - - Google Patents

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TWI333374B
TWI333374B TW096102689A TW96102689A TWI333374B TW I333374 B TWI333374 B TW I333374B TW 096102689 A TW096102689 A TW 096102689A TW 96102689 A TW96102689 A TW 96102689A TW I333374 B TWI333374 B TW I333374B
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Akihiko Kato
Tadayuki Taura
Yoshinori Muramatsu
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Sony Corp
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Description

1333374 Π) 九、發明說明 . 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於固體攝像裝置、固體攝像裝置之驅動 方法及攝像裝置。 【先前技術】 在固體攝像裝置,例如CMOS影像感應器中,先前爲 φ 了謀求訊號輸出之高速化及低消費電力化,在將從像素讀 出之像素資料予以水平傳送之際,以矩陣狀之像素排列的 複數列爲單位,將該複數列之各像素之訊號以行單位平行 地進行水平傳送而輸出之構成係被採用(例如參照專利文 獻1)。(在本說明書中,原則上,以橫向爲「行」,縱向 爲「列」)。 採用所述之平行傳送輸出的CMOS影像感應器中,若 假設複數列的數目例如爲4,則水平傳送之輸出數係爲4, 0 作爲4個輸出1、2、3、4,是分別對應於進行傳送之列的 順序4n+l、4n+2、4n+3、4n+4(n係整數),來輸出各 列的訊號。 [專利文獻1]日本特開2000-32344號公報 【發明內容】 [發明所欲解決之課題] 可是在此同時’在上記先前技術中,矩陣狀之像素排 列中從特定領域之像素讀出訊號的進行所謂窗口切出處理 -5- < £>· (2) 1333374 ' 之際’爲了簡化後段的訊號處理系的訊號處理,若將已切 . 出之窗口的最初像素之訊號當成輸出1而試圖輸出,則切 出單位總是被限制成4的倍數,會有切出之窗口的像素單 位較粗之問題。 於是,本發明的目的,係在採用平行傳送輸出之構成 的情況下,提供一種無論是平行輸出開始位置或平行輸出 數’可實現較複數列單位更爲細緻之單位的窗口切出之固 # 體攝像裝置、固體攝像裝置之驅動方法及攝像裝置。 [用以解決課題之手段] 爲了達成上記目的,在本發明中,在具有含光電轉換 元件之像素是呈行列狀而2維配置所成之像素陣列部,將 從前記像素陣列部之各像素讀出的訊號,以複數列單位, 平行地加以輸出的固體攝像裝置中,採用如下構成:當從 前記像素陣列部之特定領域讀出各像素之訊號的窗口切出 • ’是以跨越前記複數列單位之列位址單位來進行時,將以 本次之列位址單位而從像素讀出之訊號,和以前次之列位 址單位而從像素讀出之訊號,加以保持,從該已保持之本 次之列位址單位及前次之列位址單位之各訊號之中,以前 記複數列單位將連續的訊號加以選擇並輸出。 以複數列單位將像素訊號平行輸出的固體攝像裝置中 ,藉由可從本次之列位址單位及前次之列位址單位之各訊 號之中以複數列單位將連續的訊號予以選擇,使得進行窗 口切出處理之際’即使切出單位不是複數列單位的倍數, -6 - i.-S. (3) 1333374 仍可以跨越複數列單位之列位址單位進行切出。 [發明效果] 若依據本發明,則由於在進行窗口切出處理之際,切 出單位是可不被限制爲複數列單位之倍數地進行切出,因 此無論平行輸出開始位置還是平行輸出數,可實現以較複 數列單位更細緻之單位的窗口切出。 【實施方式】 以下,針對本發明的實施形態,參照圖面來詳細說明 〇 圖1係本發明之一實施形態所述之固體攝像裝置的槪 略構成圖。此處,作爲固體攝像裝置,係舉CMOS影像感 應器爲例來說明。 如圖1所示,本實施形態所述之固體攝像裝置,係具 • 有:像素陣列部11、行掃描電路12、欄訊號處理電路13、 列掃描電路1 4、匯流排線1 5、保持電路1 6及選擇器部1 7 ; 這些構成要素係被搭載於同一半導體基板(晶片)1 8上之構 成。 像素陣列部1 1,係含光電轉換元件之像素20是呈矩陣 狀地2維配置,對於這些矩陣狀之像素排列,每列係配線 有垂直訊號線111,每行係配線有1條或複數條之驅動控制 線之構成。此外,關於像素20之構成,因爲和本發明之要 旨沒有直接關係,所以此處省略其詳細說明。又,在圖1 (4) 1333374 • 中’爲了簡化圖面’僅圖示了某1行的8列HI〜H8份的像 . 素。 對於該像素陣列部1 1,本實施形態所述之固體攝像裝 置中’爲了謀求訊號輸出之高速化及低消費電力化,在將 從像素20讀出之像素資料予以水平傳送之際,以矩陣狀之 像素排列的複數列例如4列爲單位,將該4列之各像素之訊 號以行單位平行地進行水平傳送而輸出(4平行輸出)之構 φ 成係被採用。 行掃描電路12,係由平移暫存器或位址解碼器等所構 成’將像素陣列部1 1的各像素2〇以行單位進行選擇掃描。 欄訊號處理電路1 3,係由對像素陣列部〗〗的例如每一像素 列’亦即對像素列保持1對1之對應關係所配置而成的複數 之欄電路131所成’係對於從藉由行掃描電路12所致之掃 描而被選擇之行的各像素20,通過垂直訊號線ηι所輸出 之訊號,進行所定之訊號處理,將訊號處理後之像素訊號 _予以暫時保持。 更具體而言’欄電路131係將從每個已被行掃描電路 12選擇之行的1行份之各像素20所輸出之類比訊號,按照 每一像素列而予以接受’對1行同時地轉換成數位訊號, 並且進行用來去除像素固有之固定形式雜訊的 CDS(Correlated Double Sampling;相關雙重取樣)或訊號増 幅等之訊號處理。 該訊號處理後的數位訊號,係藉由列掃描電路14、對 應4平行輸出的4條匯流排線15-1〜15-4、鎖存電路16及選 -8 - (5) 1333374 • 擇器部17所致之水平傳送動作,而輸出至半導體基板18之 . 外部。從半導體基板18的外部,係對列掃描電路14輸入用 來指定列位址的列選擇位址之上位位元,對選擇器部1 7則 輸入列選擇位址之下位位元。 此處,列選擇位址之上位位元,係進行對.應4平行輸 出之以4列爲單位的列選擇,列選擇位址之下位位元,係 用來進行已被上位位元所選擇之4列內之各個列之選擇。 φ 列掃描.電路1 4,例如係由位址解碼器所構成,基於從 半導體基板18外部的控制器(未圖示)所輸入之列選擇位址 之上位位元,將對應之列的欄電路1 3 1加以選擇。本例中 ,由於關於欄訊號處理電路13中的訊號處理後之數位資料 之傳送及輸出是以4平行方式進行,因此列掃描電路14係 以4個欄電路131爲單位來進行選擇掃描。 然後,一旦藉由列掃描電路14而選擇掃描了 4個欄電 路131,則來自這4個欄電路131的數位資料,係被輸出至 # 對應於4平行的4條匯流排線15-1〜15-4上。此處,列選擇 位址之上位位元,係隨著每個輸出數位資料之傳送單位時 脈,而逐次增加位址。其結果爲,藉由列掃描電路14,在 每個單位時脈內進行選擇掃描,來自已被選擇之4個欄電 路131的數位資料,係被輸出至匯流排線15-1〜15-4上。 保持電路16,係爲對應4平行而設之前段的4個正反器 FF1〜FF4、和後段的4個正反器FF5〜FF8,分另!J予以串聯 而成的2段構成;前段的正反器FF1〜FF4及後段的正反器 FF5〜FF8 ,係將被輸出至匯流排線15-1〜15-4上之數位資 -9 - (6) 1333374 . 料,同步於傳送之單位時脈,依序地加以保持。 . 其結果爲,前段的正反器FF1〜FF4中,係保持著被 列掃描電路14選擇掃描而以前次之列位址單位從欄訊號處 理電路13所輸出之數位資料,後段的正反器FF 5〜FF 8中 ,係保持著被列掃描電路14選擇掃描而以本次之列位址單 位從欄訊號處理電路13所輸出之數位資料。亦即,保持電 路16係保持著,單位時脈的2時脈且8列份、亦即8像素份 φ 的數位資料。 選擇器部17,係將前段的正反器FF1〜FF4及後段的 正反器FF5〜FF8之各輸出作爲輸入,關於這些正反器 FF1〜FF8中所保持之數位資料,將被列選擇位址之下位 位元所選擇之正反器中所保持之數位資料,輸出成爲輸出 1〜輸出4。 圖2係圖示選擇器部17之具體構成之一例的區塊圖。 如圖2所示,選擇器部17,係由:昇順用選擇器群17A; # 和逆順用選擇器群1 7B ;和基於從外部給予之昇順/逆順切 換訊號,來對昇順用/逆順用選擇器群17A/17B,選擇性地 給予列選擇位址之下位位元的切換開關1 7C所構成。 昇順用選擇器群17A,係由對應4平行而設之4個選擇 器171〜174所構成。選擇器171,係將被保持在正反器 FF1〜FF4中的各數位資料當成4輸入HSS1〜HSS4,將這 些4輸入HSS1〜HSS4當中被列選擇位址之下位位元選擇 之1個輸入、亦即正反器FF1〜FF4之任一者的數位資料, 當成輸出1而輸出。 -10- (7) 1333374 - 選擇器172,係將被保持在正反器FF2〜FF5中的各數 位資料當成4輸入 HSS1〜HSS4,將這些4輸入HSS1〜 HSS4當中被列選擇位址之下位位元選擇之1個輸入、亦即 正反器FF2〜FF5之任一者的數位資料,當成輸出2而輸出 〇 選擇器173,係將被保持在正反器FF3〜FF6中的各數 位資料當成4輸入 HSS1〜HSS4,將這些4輸入 HSS1〜 φ HSS4當中被列選擇位址之下位位元選擇之1個輸入、亦即 正反器FF3〜FF6之任一者的數位資料,當成輸出3而輸出 〇 選擇器174,係將被保持在正反器FF4〜FF7中的各數 位資料當成4輸入 HSS1〜HSS4,將這些4輸入 HSS1〜 H SS4當中被列選擇位址之下位位元選擇之1個輸入 '亦即 正反器FF4〜FF7之任一者的數位資料,當成輸出4而輸出 〇 • 於上記構成之昇順用選擇器群17Α中,藉由透過切換 開關1 7C所給予之列選擇位址之下位位元,當選擇器1 7 1 〜174之各輸入HSS1被選擇時,則從選擇器171〜174,正 反器FF1〜FF4之各數位資料,係被當成輸出1〜輸出4而 輸出。 同樣地,當藉由列選擇位址之下位位元而輸入HSS2 被選擇時,則從選擇器171〜174是把正反器FF2〜FF5的 各數位資料當成輸出1〜輸出4而輸出;當輸入HSS3被選 擇時,則從選擇器171〜174是把正反器FF3〜FF6的各數 -11 - <.a > (8) 1333374 ' 位資料當成輸出1〜輸出4而輸出;當輸入HSS4被選擇時 ' ’則從選擇器171〜174是把正反器FF4〜FF7的各數位資 料當成輸出1〜輸出4而輸出。 亦即,選擇器1 7 1〜1 74,係藉由列選擇位址之下位位 元使得4輸入 HSS1〜HSS4當中的相同輸入被選擇,藉此 ’將在列排列方向的昇順方向上連續之像素的數位資料加 以保持的正反器FF1〜FF7的各數位資料,當成輸出1〜4 ® 而加以輸出。又,輸出1〜4之各個對應的選擇器171〜174 之4輸入HSS1〜HSS4,係排列成可將昇順方向上連續之 像素的數位資料加以保持的正反器FF1〜FF7的各數位資 料予以依序選擇。 更具體而言,列排列方向上的昇順方向掃描(圖1之從 左至右方向的掃描)中,在以4列(4像素)爲單位而將像素 資料加以平行輸出時,若假設某1行之像素的各訊號,從 圖之左側起爲1, 2,3,4,5,6,7,…,則當輸入给SS1被選 •擇時,係爲「1,2,3,4」,「5, 6,7, 8」,…;當輸入给 SS2被選擇時’係爲「2,3, 4,5」,「6, 7, 8,9」,…; 當輸入给SS3被選擇時,係爲「3, 4,5,6」,「7,8,9, 1〇」,…;當輸入给SS4被選擇時,係爲「4,5,6,7」, 「8,9,10,1 1 J,…;之方式,像素資料是以_4列單位、 而且是以跨越該4列單位之列位址單位,選擇性地平行輸 出。 逆順用選擇器群17B’係由對應4平行而設之4個選擇 器175〜178所構成。選擇器175’係將被保持在正反器 • 12 - ( .¾ (9) 1333374 - FF8〜FF5中的各數位資料當成4輸入HSS1〜HSS4,將這 . 些4輸入 HSS1〜HSS4當中被列選擇位址之下位位元選擇 之1個輸入、亦即正反器FF 8〜FF5之任一者的數位資料, 當成輸出1而輸出。 選擇器176,係將被保持在正反器FF7〜FF4中的各數 位資料當成4輸入 HSS1〜HSS4,將這些4輸入 HSS1〜 HSS4當中被列選擇位址之下位位元選擇之1個輸入、亦即 φ 正反器FF7〜FF4之任一者的數位資料,當成輸出2而輸出 〇 選擇器177,係將被保持在正反器FF6〜FF3中的各數 位資料當成4輸入 HSS1〜HSS4,將這些4輸入 HSS1〜 H SS4當中被列選擇位址之下位位元選擇之1個輸入、亦即 正反器FF6〜FF3之任一者的數位資料,當成輸出3而輸出 〇 選擇器178,係將被保持在正反器FF5〜FF2中的各數 鲁位資料當成4輸入HSS1〜HSS4’將這些4輸入HSS1〜 HSS4當中被列選擇位址之下位位元選擇之1個輸入、亦即 正反器FF5〜FF2之任一者的數位資料’當成輸出4而輸出 〇 於上記構成之逆順用選擇器群17Β中’藉由透過切換 開關17C所給予之列選擇位址之下位位元,當選擇器175 〜178之各輸入HSS1被選擇時’則從選擇器175〜178,正 反器FF8〜FF5之各數位資料,係被當成輸出1〜輸出4而 輸出。 -13- <+左 >· (10) (10)1333374 同樣地,當藉由列選擇位址之下位位元而輸入HSS2 被選擇時,則從選擇器175〜178是把正反器FF7〜FF4的 各數位資料當成輸出1〜輸出4而輸出;當輸入HSS3被選 擇時,則從選擇器175〜178是把正反器FF6〜FF3的各數 位資料當成輸出1〜輸出4而輸出;當輸入HSS4被選擇時 ,則從選擇器175〜178是把正反器FF5〜FF2的各數位資 料當成輸出1〜輸出4而輸出。 亦即,選擇器1 75〜1 78,係藉由列選擇位址之下位位 元使得4輸入HSS1〜HSS4當中的相同輸入被選擇,藉此 ,將在列排列方向的逆順方向上連續之像素的數位資料加 以保持的正反器FF1〜FF7的各數位資料,當成輸出1〜4 而加以輸出。又,輸出I〜4之各個對應的選擇器175〜178 之4輸入HSS1〜HSS4,係排列成可將逆順方向上連續之 像素的數位資料加以保持的正反器FF1〜FF7的各數位資 料予以依序選擇。 更具體而言,列排列方向上的逆順方向掃描(圖1之從 右至左方向的掃描)中,在以4列單位而將像素資料加以平 行輸出時,若假設某1行之像素的各訊號,從圖之右側起 爲16,15,14,13,12,11,10,,則…當輸入HSS1被選擇 時’係爲「16,15,14,13」, 「12,11,10,9」,…;當 輸入HSS2被選擇時,係爲「15,14, 13,12」,「11,1〇, 9, 8」,…;當輸入HS S3被選擇時,係爲「14,13, 12, η 」,「1〇,9,8,7」,…;當輸入HSS4被選擇時,係爲「 13,12,11,10」,「9,8,7,6」,…;之方式,像素資料 -14- (11) 1333374 • 是以4列單位、而且是以跨越該4列單位之列位址單位,選 . 擇性地平行輸出。 上記構成之本實施形態所述之固體攝像裝置中,可以 進行從像素陣列部11的特定領域讀出各像素20之訊號的窗 口切出處理》切出之窗口領域的指定,係藉由行掃描電路 12及列掃描電路14所致之行位址及列位址之位址指定而進 行。亦即,行掃描電路12及列掃描電路14,係構成了用來 φ 進行窗口切出的控制手段(申請專利範圍中的控制手段)。 又,保持電路16及選擇器部17,係構成了選擇手段( 申請專利範圍中的選擇手段),其係在以跨越數列單位(本 例中係爲4列單位)之列位址單位來進行窗口切出時,將以 本次之列位址單位而從像素讀出之像素資料,和以前次之 列位址單位而從像素讀出之像素資料加以保持,從該已保 持之本次之列位址單位及前次之列位址單位之各像素資料 之中’以4列單位,將連續的像素資料加以選擇並輸出。 • 此處,作爲一例,針對於以4列單位平行輸出像素資 料的固體攝像裝置中,以跨越4列單位之列位址單位來進 行窗口切出然後從列H3之像素起藉由昇順方向掃描(順向 掃描)來進行水平傳送之平行輸出時的動作,加以說明。 首先,若將列選擇位址之上位位元輸入而使列掃描電 路14的輸出HSM1變成活化,則作爲單位的列H1〜H4之 像素資料,係被分別輸出至匯流排線15-1〜15-4上。 其次,若在下個傳送之單位時脈的時序上進入列選擇 位址之上位位元,使列掃描電路14的輸出HSM2活化,則 -15- (12) 1333374 • 在資料匯流排1 5 -1〜1 5 - 4上輸出作爲下個單位的列Η 5〜 - Η8之像素資料的同時,在保持電路16的後段的正反器FF5 〜FF8中’係保持了以前次單位時脈輸出至匯流排線15-1 〜15-4上的列Η1〜Η4之像素資料。 然後’在下個傳送之單位時脈的時序上,被保持在後 段的正反器FF5〜FF8中之列Η1〜Η4的像素資料、亦即前 次之列位址單位的像素資料是往前段的正反器FF1〜FF4 # 移動;後段的正反器FF5〜FF8中係保持有新的列H5〜H8 之像素資料、亦即本次之列位址單位的像素資料。 此處’由於水平傳送動作係爲昇順方向,因此於圖2 中’切換開關1 7C係會將從外部輸入之列選擇位址之下位 位元’給予至昇順用選擇器群1 7 A。此時,對於之前的列 選擇位址之下位位元,會輸出將昇順用選擇器群17A的選 擇器171〜174之輸入HSS3加以選擇的位址待用。 如此一來,選擇器171係將作爲輸出1而被保持在正反 ® 器FF3中的像素資料 '亦即列H3的像素資料,加以輸出 。以降,選擇器172係作爲輸出2而將列H4的像素資料加 以輸出,選擇器173係作爲輸出3而將列H5的像素資料加 以輸出,選擇器174係作爲輸出4而將列H6的像素資料加 以輸出。 其結果爲,藉由使列H3之像素開始的昇順方向掃描( 順向掃描),以跨越4列單位之列位址單位,進行窗口切出 。此外,關於列選擇位址之下位位元,係沒有必要一旦確 定切出位址就在每個單位時脈上改變。 •16- < £ (13) 1333374 - 如此,於以複數列單位(本例中係爲4列單位)平行輸 . 出像素資料的固體攝像裝置中,將以本次之列位址單位而 從像素讀出之像素資料和以前次之列位址單位而從像素讀 出之像素資料,保持在保持電路16中,從該已保持之本次 之列位址單位及前次之列位址單位之各像素資料之中,以 複數列單位,將連續的像素資料,藉由昇順用選擇器群 17A而加以選擇並輸出;藉此,進行窗口切出處理之際, φ 切出單位可不被限制爲複數列單位之倍數,可以用跨越複 數列單位之位址單位進行切出,因此,可以實現不論平行 輸出開始位置或平行輸出數,以較複數列單位更爲細緻的 單位進行窗口切出。 此外,本例中,雖然舉出以跨越複數列單位之列位址 單位進行切出時的例子,但是,當以未跨越複數列單位來 進行切出時,對於圖2所示之選擇器群17A中的各選擇器 171〜174之正反器FF1〜FF8的連接例的情況下,僅使用 ® 前段的正反器FF1〜FF4中所保持之像素資料,就可實現 窗口切出。 只不過,圖2所示選擇器171〜174之連接例係僅爲一 例’藉由改變其連接之形態,亦可僅使用後段的正反器 FF5〜FF8中所保持之像素資料,來進行窗口切出。 接著’於以4列單位平行輸出像素資料的固體攝像裝 置中,進行窗口切出而從列H8之像素起藉由逆順方向掃 描(逆向掃描)來進行水平傳送之平行輸出時的動作,加以 說明。 -17- (14) 1333374 • 由於此時的窗口切出,係爲未跨越複數列單位之切出 . ,因此,對於圖2所示之選擇器群17B中的各選擇器175〜 178之正反器FF1〜FF8的連接例的情況下,僅使用後段的 正反器FF5〜FF8中所保持之像素資料,就可實現窗口切 出。 只不過,圖2所示選擇器175〜178之連接例係僅爲一 例,藉由改變其連接之形態,亦可僅使用前段的正反器 φ FF1〜FF4中所保持之像素資料,來進行窗口切出。 首先,若將列選擇位址之上位位元輸入而使列掃描電 路14的輸出HSM2變成活化,則作爲單位的列H5〜H8之 像素資料,係被分別輸出至匯流排線15-1〜15-4上,透過 這些匯流排線15-1〜15-4上而被保持在保持電路16之後段 的正反器FF5〜FF8中。 此處’由於水平傳送動作係爲逆順方向,因此於圖2 中,切換開關17C係會將從外部輸入之列選擇位址之下位 ® 位元’給予至逆順用選擇器群17B。此時,對於之前的列 選擇位址之下位位元,會輸出將逆順用選擇器群17B的選 擇器175〜178之輸入HSS1加以選擇的位址待用。 如此一來,選擇器175係將作爲輸出1而被保持在正反 器FF8中的像素資料、亦即列H8的像素資料,加以輸出 。以降’選擇器I76係作爲輸出2而將列H7的像素資料加 以輸出’選擇器1 7 7係作爲輸出3而將列η 6的像素資料加 以輸出’選擇器178係作爲輸出4而將列Η5的像素資料加 以輸出。 -18- (15) 1333374 • 其次,一旦在下個傳送之單位時脈的時序上進入列選 . 擇位址之上位位元,使列掃描電路14的輸出HSM1活化, 則作爲下個單位的列H1〜H4之像素資料會被輸出至資料 匯流排15-1〜15-4上,透過這些匯流排線15-1〜15-4上而 被保持在保持電路16的後段的正反器FF5〜FF8中。 然後,藉由選擇器175〜178選擇了輸入HSS1,選擇 器175係將作爲輸出1而被保持在正反器FF8中的像素資料 # 、亦即列H4的像素資料,加以輸出。以降,選擇器1 76係 作爲輸出2而將列Η 3的像素資料加以輸出,選擇器1 7 7係 作爲輸出3而將列Η 2的像素資料加以輸出,選擇器1 7 8係 作爲輸出4而將列Η 1的像素資料加以輸出。 其結果爲,藉由使列Η8之像素開始的逆順方向掃描( 逆向掃描),以未跨越4列單位之列位址單位,進行窗口切 出。此外,關於列選擇位址之下位位元,係和昇順方向掃 描的情形相同,沒有必要一旦確定切出位址就在每個單位 聲時脈上改變。 順便一提,在不具有逆順用選擇器群17Β的先前技術 的情況中,若將列Η8的像素在開頭藉由逆順方向掃描而 進行窗口切出,則作爲輸出1〜4而在最初輸出了列5, 6, 7, 8之各像素資料,在下次則輸出列1,2,3,4之各像素資 料,是以如此方式來決定輸出1〜4所對應的列,因此,即 使是逆順傳送也是會以昇順傳送的單位,來輸出像素資料 〇 此處,雖然說明了以未跨越複數列單位來進行窗口切 -19- <.£ (16) 1333374 • 出時的例子,但是,以跨越複數列單位之列位址單位進行 . 窗口切出時,係和昇順方向掃描的情形同樣地,使用被保 持在前段的正反器FF1〜FF4和後段的正反器FF5〜FF8雙 方中的像素資料,從該已保持之本次之列位址單位及前次 之列位址單位之各像素資料之中,以複數列單位,將連續 的像素資料,藉由逆順用選擇器群1 7B而加以選擇並輸出 即可。 φ 如上述,爲了藉由逆順用選擇器群17B之各選擇器 175〜178,使被保持在後段的正反器FF5〜FF8中之本次 之列位址單位的像素資料(或是被保持在前段的正反器 F F 1〜F F 4中之前次之列位址單位的像素資料)的排列或反 轉,就能作爲輸出1〜4而以逆順傳送之單位將像素資料加 以輸出,即使藉由逆順方向掃描來進行窗口切出處理的情 況下’也是和藉由昇順方向掃描來進行窗口切出處理的情 況同樣地,可對像素陣列部1 1的像素排列,以掃描順序, • 將像素資料加以平行輸出。 如此,於以複數列單位(本例中係爲4列單位)平行輸 出像素資料的固體攝像裝置中,即使藉由逆順方向掃描來 進行窗口切出處理的情況下,也是可對像素排列以掃描順 序將像素資料加以平行輸出,藉此,在後段的訊號處理系 中不須進行將訊號的順序對應於像素排列加以排序處理, 因此’可期望減輕後段之訊號處理系的負擔或簡化構成。 尤其是,保持電路16及選擇器部17,是和像素陣列部 11、列掃描電路丨2、欄訊號處理電路13、列掃描電路14及 -20- (17) 1333374 - 匯流排線1 5等被搭載在同一半導體基板(晶片)1 8上,可對 像素陣列部1 1的像素排列’以掃描順序將像素資料加以平 行輸出’藉此’即使藉由逆順方向掃描來進行窗口切出處 理的情況下’作爲基板外部之訊號處理系的訊號處理ic 仍是可直接使用支援平行輸出之昇順方向掃描用之既存 1C,具有如此優點。 順便一提,在像素陣列部11中,如圖3所示,除了像 φ 素20之訊號被當成攝像訊號使用之有效像素領域(開口像 素領域)11A以外’一般而言,在該當有效像素領域11A 的周邊還會存在有,例如像素是被遮光而不被當成攝像訊 號使用,而是被當成用來決定攝像訊號之基準的位準之訊 號使用的光學黑領域1 1 B。 該光學黑領域11B,係在水平傳送時,無論有無進行 窗口切出,都會固定地讀出像素訊號之領域。因此,在進 行窗口切出時,係將光學黑領域11B的像素訊號讀出後, # 才將窗口切出領域的像素訊號加以讀出。 圖4係爲光學黑領域11B之像素訊號讀出的對應構成 之要部的區塊圖。於圖4中,選擇器部17,係爲圖1的選擇 器部17 » 此處,控制著給予至選擇器部17的列選擇位址之下位 位元的位址控制電路30的具體構成,是爲其特徵。具體而 言,位址控制電路30,係由光學黑輸出數計數器31、光學 黑領域資訊設定部32、比較器33及選擇器34所構成。 光學黑輸出數計數器31中,在每行開始水平傳送之際 -21 - (18) 1333374 - ’會被輸入水平傳送開始訊號。該光學黑輸出數計數器31 . ’係在將光學黑領域11B之像素資料予以讀出時,以像素 單位進行計數動作。光學黑領域資訊設定部32,係設定了 光學黑領域1 1B內的列排列方向(水平方向)之像素數。 比較器3 3 ’係將光學黑輸出數計數器3 1的計數値加以 比較輸入,將光學黑領域資訊設定部32所設定之像素數當 成比較基準輸入,當光學黑輸出數計數器31之計數値超過 # 了光學黑領域資訊設定部32所致之設定像素數時,便判定 爲光學黑領域11B內之像素讀出(水平傳送輸出)是已經結 束。 選擇器34’在光學黑領域11B中是選擇零輸入來供給 至選擇器部17。藉此,屬於固定領域的光學黑領域11B之 讀出便被進行。然後,若比較器33判定爲光學黑領域11B 內之像素的讀出已結束,便回應於該判定結果而將列選擇 位址之下位位元加以選擇並供給至選擇器部17。藉此,就 • 可達成前述的窗口切出。 如此,在像素陣列部11內具有光學黑領域11B的固體 攝像裝置中,究竟是光學黑領域11B內的像素讀出,還是 光學黑領域11B外的像素讀出,係可藉由光學黑輸出數計 數器31及比較器33所成之識別手段來自動地加以識別,在 光學黑領域11B內的像素讀出後,才進行窗口切出,藉此 ,由於可使感應器(固體攝像裝置)內部的時序不被外部的 控制系計數就能進行窗口切出,因此可減輕外部控制系的 負擔。 -22- <.S: ? (19) 1333374 . 此外,在上記實施形態中,雖然舉例說明了同時具備 昇順用選擇器群17A及逆順用選擇器群17B雙方,而可對 應順向掃描和逆向掃描兩者的情形,但是,亦可採用僅具 備昇順用選擇器群17A及逆順用選擇器群17B之一方,而 只能對應順向掃描、或只能對應逆向掃描的構成。 又,在上記實施形態中,雖然舉出適用在CMOS影像 感應器時的例子來說明,但本發明係並非侷限於對CMOS φ 影像感應器之適用,對於CMOS影像感應器以外的X-Y 位址型固體攝像裝置、甚至CCD(Charge Coupled Device) 影像感應器爲代表之電荷移轉型固體攝像裝置仍可同樣適 用。 在適用於CCD影像感應器等電荷移轉型固體攝像裝 置上時,係將水平傳送部設置成對應於平行輸出之列數的 條數,令這些複數條水平傳送部的輸出段,具備保持電路 16及選擇器部17(參照圖1)之各機能,或者,令將被複數 • 條水平傳送部所傳送之訊號電荷的每一者轉換成電氣訊號 的複數之電荷偵測部之後段,具備保持電路16及選擇器部 17之各機能,藉此就可實現之。 〔適用例〕 上記實施形態所述之固體攝像裝置,係於數位靜態相 機或視訊攝影機等之攝像裝置中,適合作爲其攝像元件而 使用。 此處,所謂攝像裝置,係指作爲攝像元件的固體攝像 -23- (20) 1333374 - 裝置,包含在該當固體攝像裝置之攝像面(受光面上)令被 . 攝體的像光成像之光學系及該當固體攝像裝置之訊號處理 電路的相機模組(例如行動電話等電子機器中所搭載使用 者)、搭載了該當相機模組的數位靜態相機或視訊攝影機 等之攝影機系統。 圖5係本發明所述之攝像裝置之構成之一例的區塊圖 。如圖5所示,本例之攝像裝置,係由含透鏡41的光學系 φ '攝像元件42、相機訊號處理電路43等所構成。 透鏡41,係將來自被攝體的像光成像在攝像元件42的 攝像面上。攝像元件42,係將被透鏡41成像在攝像面之像 光,以像素單位轉換成電氣訊號,並輸出所得之影像訊號 。作爲該攝像元件42是使用前述過的實施形態之固體攝像 裝置。相機訊號處理電路43,係對從攝像元件42輸出的影 像訊號,進行各種訊號處理。 如上述,視訊攝影機或數位靜態相機、甚至行動電話 • 等之行動機器專用的相機模組等之攝像裝置中,作爲其攝 像元件42是使用前述過的實施形態之固體攝像裝置,藉此 ,在該當固體攝像裝置中進行窗口切出處理之際,切出單 位可不被限制爲複數列單位之倍數,可以用跨越複數列單 位之列位址單位進行切出,因此,可實現以較複數列單位 更爲細緻的單位進行窗口切出,具有如此優點。 又,在前述實施形態所述之固體攝像裝置中,即使藉 由逆順方向掃描來進行窗口切出處理的情況下,也是可對 像素排列以掃描順序將像素資料加以平行輸出,因此,在 -24- & (21) 1333374 元件外部不須進行將訊號的順序對應於像素排列加以排序 處理,因此,除了可減輕相機訊號處理電路43的負擔,還 可謀求相機訊號處理電路43之構成簡化,具有如此優點。 【圖式簡單說明】 [圖1 ]本發明之一實施形態所述之固體攝像裝置的槪 略構成圖。 [圖2]圖示選擇器部17之具體構成之一例的區塊圖。 [圖3 ]含光學黑領域之像素陣列部之構成之一例的槪 念圖。 [圖4]光學黑領域11B之像素訊號讀出的對應構成之 要部的區塊圖。 [圖5]本發明所述之攝像裝置之構成之一例的區塊圖 ® 【主要元件符號說明】 1 1 :像素陣列部 1 1 A :有效像素領域 1 1B :光學黑領域 1 2 :行掃描電路 13:欄訊號處理電路 1 4 :列掃描電路 1 5(15-1〜15-4):匯流排線 16 :保持電路
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Claims (1)

1333374 (1) 十、申請專利範圍 1·—種固體攝像裝置,係屬於具有含光電轉換元件之 像素是呈行列狀而2維配置所成之像素陣列部,將從前記 像素陣列部之各像素讀出的訊號,以複數列單位,平行地 加以輸出之固體攝像裝置,其特徵爲,具備: 控制手段,進行從前記像素陣列部之特定頜域讀出各 像素之訊號的窗口切出;和 選擇手段,當藉由前記控制手段以跨越前記複數列單 位之列位址單位進行窗口切出時,將以本次之列位址單位 而從像素讀出之訊號,和以前次之列位址單位而從像素讀 出之訊號,加以保持,從該已保持之本次之列位址單位及 前次之列位址單位之各訊號之中,以前記複數列單位將連 續的訊號加以選擇並輸出。 2 _如申請專利範圍第1項所記載之固體攝像裝置,其 中, 前記選擇手段係被搭載在,和前記像素陣列部及前記 控制手段相同的半導體基板上。 3 .如申請專利範圍第1項所記載之固體攝像裝置,其 中, 前記選擇手段’係在昇順方向掃描及逆順方向掃描之 任一情況下’皆是對前記像素陣列部之像素排列,以掃描 順序,將像素訊號平行輸出。 4.如申請專利範圍第1項所記載之固體攝像裝置,其 中, -27- (2) 1333374 . 具有判別手段,其係判別,是要進行從前記像素陣列 . 部內之被遮光的光學黑領域内之像素而來之訊號的讀出, 還是進行從前記光學黑領域外之像素而來之訊號的讀出; 前記控制手段,係接受前記判別手段之判別結果,來 進行前記窗口切出。 5. —種固體攝像裝置之驅動方法,係屬於具有含光電 轉換元件之像素是呈行列狀而2維配置所成之像素陣列部 φ ,將從前記像素陣列部之各像素讀出的訊號,以複數列單 位,平行地加以輸出之固體攝像裝置之驅動方法,其特徵 爲, 當從前記像素陣列部之特定領域讀出各像素之訊號的 窗口切出,是以跨越前記複數列單位之列位址單位來進行 時,將以本次之列位址單位而從像素讀出之訊號,和以前 次之列位址單位而從像素讀出之訊號,加以保持,從該已 保持之本次之列位址單位及前次之列位址單位之各訊號之 Φ 中,以前記複數列單位將連續的訊號加以選擇並輸出。 6. —種攝像裝置,其特徵爲, 具備:固體攝像裝置,其係具有含光電轉換元件之像 素是呈行列狀而2維配置所成之像素陣列部,將從前記像 素陣列部之各像素讀出的訊號,以複數列單位,平行地加 以輸出;和 光學系,其係將來自被攝體的光,導至前記固體攝像 裝置的攝像面上; 前記固體攝像裝置,係具備: -28- (3) 1333374 . 控制手段,進行從前記像素陣列部之特定領域讀出各 . 像素之訊號的窗口切出;和 選擇手段,當藉由前記控制手段而以跨越前記複數列 單位之列位址單位進行窗口切出時,將以本次之列位址單 位而從像素讀出之訊號,和以前次之列位址單位而從像素 讀出之訊號,加以保持,從該已保持之本次之列位址單位 及前次之列位址單位之各訊號之中,以前記複數列單位將 Φ 連續的訊號加以選擇並輸出。
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