(57)【要約】【課題】従来の固体撮像装置では、撮像領域のうち特定領域の信号電荷を高速読出しすることができるが、高速読出しする特定領域を選択することができない。【解決手段】固体撮像装置６０１は、シリコン基板１０１上にマトリクス状に配置された複数の画素１０２と、画素で発生した信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送部１０３とを含む画素領域１１０と、一対の第１水平転送部１０４ａ及び１０４ｂと、一対の第２水平転送部１０５ａ及び１０５ｂと、水平転送された信号電荷を外部に読み出すための出力回路１０６〜１０９とを備える。第１領域Ａ１ａ及びＡ１ｂのうち、第２区画Ｐ２ａ及びＰ２ｂの画素信号の転送方向を、第１水平転送部１０４ａ及び１０４ｂ方向または第２水平転送部１０５ａ及び１０５ｂのいずれかに切り替えることによって、出力回路１０６〜１０９から出力される画像領域を変更することができる。【選択図】図２
2008109405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像装置であって、
行方向及び列方向に配列される複数の画素を含み、行方向に隣接する一対の第１領域と、前記一対の第１領域と列方向に隣接する一対の第２領域とに４分される画素領域と、
同一列に整列する画素の各々に蓄積された電荷を列方向に転送する複数の垂直転送部と、
前記第１領域のそれぞれに含まれる垂直転送部に電気的に接続される一対の第１水平転送部と、
前記第２領域のそれぞれに含まれる垂直転送部に電気的に接続される一対の第２水平転送部と、
前記一対の第１水平転送部と、前記一対の第２水平転送部とにそれぞれ接続される４つの出力部とを備える、固体撮像装置。
【請求項２】
前記垂直転送部の各々は、列方向に整列する複数の転送電極を含み、
前記第１領域の各々は、行方向に整列する第１区画と、第２区画とを少なくとも含み、
前記垂直転送部は、外部から供給される駆動パルスに従って、前記第１領域に含まれる画素から出力された電荷を前記第１水平転送部または前記第２水平転送部のいずれかに転送し、前記第２領域に含まれる画素から出力された電荷を前記第２水平転送部に転送することを特徴とする、請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記第１区画の各々は、前記画素領域の一対のコーナーをそれぞれ含む領域であることを特徴とする、請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第１区画のそれぞれに含まれる転送電極に電気的に接続される第１配線部と、
前記第２区画のそれぞれに含まれる転送電極に電気的に接続される第２配線部と、
前記第２領域に含まれる転送電極に電気的に接続される第３配線部とを更に備える、請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記第１配線部は、
前記第１区画内で行方向に整列する複数の転送電極に接続され、画素行の間を前記画素領域の外側まで行方向に延びる複数の第１信号線と、
前記画素領域の外側において前記第１配線の各々に電気的に接続される複数の第２信号線とを含み、
前記第２配線部は、
前記第２区画内で行方向に整列する複数の転送電極に接続され、画素行の間を行方向に延びる複数の第３信号線と、
行方向に整列する複数の転送電極に接続され、行方向に延びる複数の第４信号線と、
前記垂直転送部の上層を列方向に延び、前記第３信号線に電気的に接続される複数の第５信号線と、
前記第４信号線の上方で前記第５信号線に接続される第６信号線とを含む、請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項６】
行方向及び列方向に配列される複数の画素とを含み、行方向に隣接する一対の第１領域と、前記一対の第１領域と列方向に隣接する一対の第２領域とに４分される画素領域と、同一列に整列する画素の各々に蓄積された電荷を列方向に転送する複数の垂直転送部とを含み、前記第１領域のそれぞれに含まれる垂直転送部に電気的に接続される一対の第１水平転送部と、前記第２領域のそれぞれに含まれる垂直転送部に電気的に接続される一対の第２水平転送部と、前記一対の第１水平転送部と、前記一対の第２水平転送部とにそれぞれ接続される４つの出力部とを備える固体撮像装置の駆動方法であって、
前記第１領域内から選択された区画内に配置される垂直転送部を第１の垂直駆動周波数で駆動して、前記区画内の画素から出力された信号電荷を前記第１水平転送部に転送し、
前記選択された区画の外部に配置される垂直転送部を第２の垂直駆動周波数で駆動して、前記選択された区画の外部の画素から出力された信号電荷を前記第２水平転送部に転送する、固体撮像装置の駆動方法。
【請求項７】
前記第１の垂直駆動周波数は、前記第２の垂直駆動周波数より大きいことを特徴とする、請求項６記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項８】
更に、前記第１水平転送部を第１の水平駆動周波数で駆動して、信号電荷を前記出力回路に転送し、
前記第２水平転送部を第２の水平駆動周波数で駆動して、信号電荷を前記出力回路に転送する、請求項６記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項９】
前記第１の水平駆動周波数は、前記第２の水平駆動周波数より大きいことを特徴とする、請求項８記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置及びその駆動方法に関し、より特定的には、車載用カメラ等に内蔵される固体撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の安全運転に関する研究によれば、自動車の走行速度の増加に伴って、運転者の視野角が狭小になることがわかっている。そこで、走行中における運転者の視野角の狭小化を補い、対向車や歩行者、障害物等を検知したり、車線からの逸脱を防止したりするために、監視用の車載カメラシステムが利用されている。
【０００３】
車載カメラシステムには、自動車の前方及び左右方向における衝突の危険を検知して、運転者にアラームを発報する機能が求められる。そこで、一般的な車載カメラシステムでは、ＣＣＤに代表される固体撮像装置で自動車の前方を高速撮像し、撮像された画像をソフトウエアもしくは専用ハードウエアよって画像認識処理を行い、ある基準の時刻ｔにおける画像データと、時刻（ｔ＋α）における画像データとの差に基づいて、障害物を検知する方法が提案されている。
【０００４】
上記の車載用カメラシステムと関連のある技術として、特許文献１には、目的物との距離に応じて撮像範囲（視野角）を変化させることができる固体撮像装置が記載されている。
【０００５】
より詳細には、特許文献１に記載されている固体撮像装置は、画素領域の中央に設けられるＣ−ＭＯＳスイッチアレイと、Ｃ−ＭＯＳスイッチアレイを囲むように設けられるＣＣＤセルアレイとを備える。Ｃ−ＭＯＳスイッチアレイ及びＣＣＤセルアレイの両方を用いることによって、広視野範囲の画像が得られ、Ｃ−ＭＯＳスイッチアレイのみを用いることによって、狭視野範囲の画像が得られる。
【特許文献１】特開２００１−２７５０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、車両走行時に、優先的に危険を検知する必要があるエリアは、直線やカーブといった道路状況に応じて変化する。例えば、直進時においては、前方左右の危険を優先的に監視する必要があるが、右カーブ時においては、右方向を優先的に監視する必要がある。
【０００７】
このような車載カメラシステムに必要な要件に対して、特許文献１記載の固体撮像装置は、視野範囲を変更することができるものの、撮像位置を変更することができないという問題がある。道路状況に応じて、車両から見た撮像位置を変更するためには、固体撮像装置の受光面の向きを機械的に動かす必要があり、車載システムの小型化が困難になる。
【０００８】
それ故に、本発明は、撮像領域内の特定の領域の画像を他の領域より高速に出力することができる固体撮像装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、固体撮像装置であって、行方向及び列方向に配列される複数の画素を含み、行方向に隣接する一対の第１領域と、一対の第１領域と列方向に隣接する一対の第２領域とに４分される画素領域と、同一列に整列する画素の各々に蓄積された電荷を列方向に転送する複数の垂直転送部と、第１領域のそれぞれに含まれる垂直転送部に電気的に接続される一対の第１水平転送部と、第２領域のそれぞれに含まれる垂直転送部に電気的に接続される一対の第２水平転送部と、一対の第１水平転送部と、一対の第２水平転送部とにそれぞれ接続される４つの出力部とを備える。
【００１０】
このような構成によれば、画素領域を構成する４つの領域毎に水平転送部と出力部が設けられるため、各領域の画像をそれぞれ独立に出力することができる。また、この構成によれば、例えば、各領域毎に異なるフレームレートを設定することにより、特定の領域の画像を優先的に読み出すことができる。
【００１１】
例えば、車載カメラシステムに搭載される固体撮像装置に本発明を適用する場合、安全走行に対する重要度が高い領域（危険検知エリア。例えば、車両から見た前方に対応する領域）で発生した危険を検知するまでのタイムラグを短縮する事ができる。
【００１２】
また、第１の領域の画素信号は、第１水平部または第２水平部のいずれにも転送可能であるので、高速に画像を読み出す領域の大きさを切り替えることができる。車載カメラシステムに搭載される固体撮像装置に適用される場合、例えば道路の状況に応じて、危険検知エリア（例えば、右カーブ走行時は車両から見た右方向。下り坂走行時は、車両から見た下方向）を切り替えることができる。
【００１３】
第２の発明は、行方向及び列方向に配列される複数の画素とを含み、行方向に隣接する一対の第１領域と、一対の第１領域と列方向に隣接する一対の第２領域とに４分される画素領域と、同一列に整列する画素の各々に蓄積された電荷を列方向に転送する複数の垂直転送部とを含み、第１領域のそれぞれに含まれる垂直転送部に電気的に接続される一対の第１水平転送部と、第２領域のそれぞれに含まれる垂直転送部に電気的に接続される一対の第２水平転送部と、一対の第１水平転送部と、一対の第２水平転送部とにそれぞれ接続される４つの出力部とを備える固体撮像装置の駆動方法に関するものである。当該固体撮像装置の駆動方法では、第１領域内から選択された区画内に配置される垂直転送部を第１の垂直駆動周波数で駆動して、区画内の画素から出力された信号電荷を第１水平転送部に転送し、選択された区画の外部に配置される垂直転送部を第２の垂直駆動周波数で駆動して、選択された区画の外部の画素から出力された信号電荷を第２水平転送部に転送する。
【００１４】
このような駆動方法によれば、第１領域から選択された区画に含まれる画素の信号電荷と、選択された区画外の画素の信号電荷とは、第１の水平転送部及び第２に水平転送部に並列的に垂直転送される。この結果、第１の領域から選択された区画の信号電荷の垂直転送段数を画素領域の行数より低減されるので、選択された区画からの信号電荷の読み出しを、選択された区画外と比べて高速化することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、撮像領域のうち、任意の領域の画素信号を、残りの領域より高速に読み出すことができる固体撮像装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る固体撮像装置及びその駆動方法について説明する。特に、本実施形態では、車載カメラシステムに内蔵され、垂直方向の電荷転送が４相駆動によって行われ、水平方向の電荷転送が２相駆動によって行われる固体撮像装置を例として説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る撮像システムの概略構成を示すブロック図である。
【００１８】
本実施形態に係る撮像システム１００は、複数の画素や転送電極等を含む固体撮像装置６０１と、固体撮像装置６０１の転送電極に駆動パルス（φＨ１〜φＨ２、φＶ１〜φＶ４）を供給する駆動部６０２と、固体撮像装置６０１から出力される信号Ｖｏｕｔに様々な信号処理を施し、処理済みの画像信号を出力する信号処理部６０３とを備える。
【００１９】
図２は、図１に示される固体撮像装置の概略構成を示す図である。
【００２０】
固体撮像装置６０１は、シリコン基板１０１上にマトリクス状に配置された複数の画素１０２と、画素で発生した信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送部１０３とを含む画素領域１１０と、一対の第１水平転送部１０４ａ及び１０４ｂと、一対の第２水平転送部１０５ａ及び１０５ｂと、水平転送された信号電荷を外部に読み出すための出力回路１０６〜１０９とを備える。垂直転送部１０３と、第１水平転送部１０４ａ及び１０４ｂと、第２水平転送部１０５ａ及び１０５ｂとは、駆動部６０２から駆動パルスの供給を受けて、電荷を駆動パルスによって定められる転送方向へと転送する。
【００２１】
より詳細には、本実施形態に係る画素領域１１０は、行方向に隣接する一対の第１領域Ａ１ａ及びＡ１ｂと、第１領域Ａ１ａ及びＡ１ｂと列方向に隣接する一対の第２領域Ａ２ａ及びＡ２ｂとに４分され、４分された各領域Ａ１ａ〜Ａ２ｂの各々毎に、水平転送部及び出力回路が１つずつ設けられている。更に、第１領域Ａ１ａは、行方向に隣接する第１区画Ｐ１ａ及び第２区画Ｐ２ａに２分され、第２領域Ａ２ｂは、行方向に隣接する第１区画Ｐ１ｂ及び第２区画Ｐ２ｂに２分されている。第１区画Ｐ１ａ及びＰ１ｂは、画素領域１１０のコーナーを１つずつ含むように配置されている。
【００２２】
垂直転送部１０３は、駆動部６０２から供給される駆動パルスに従って、一方の第１領域（第１区画Ｐ１ａ及び第２区画Ｐ２ａ）内の各画素１０２から出力された信号電荷を、第１水平転送部１０４ａまたは第２水平転送部１０５ａのいずれか一方へと転送する。同様に、垂直転送部１０３は、他方の第１領域Ａ１ｂ（第１区画Ｐ１ｂ及び第２区画Ｐ２ｂ）内の各画素１０２から出力された信号電荷を、第１水平転送部１０４ｂまたは第２水平転送部１０５ｂのいずれか一方へと転送する。
【００２３】
また、垂直転送部１０３は、一方の第２領域Ａ２ａから出力される信号電荷を第２水平転送部１０５ａに転送し、他方の第２領域Ａ２ｂから出力された信号電荷を第２水平転送部１０５ｂに転送する。
【００２４】
次に、本実施形態に係る固体撮像装置６０１の構成の詳細について説明する。
【００２５】
図３は、図２に示される第１区画の配線の一例を示す図である。尚、図２に示される一対の第１区画Ｐ１ａ及びＰ１ｂは、画素領域１１０の列を２分する中心線に対して対称であるので、以下においては、一方の第１区画Ｐ１ｂについてのみ説明する。
【００２６】
図３に示されるように、第１区画Ｐ１ｂは、転送電極１１１ａ〜１１１ｄにパルスを供給するための第１配線部Ｗ１に接続されている。具体的には、第１配線部Ｗ１は、同一行に整列する複数の転送電極１１１ａ〜１１１ｄに接続され、隣接する画素行の間を画素領域１１０の外側まで行方向に延びるように形成された複数の第１信号線１２１ａ〜１２１ｄと、画素領域１１０の外側において、コンタクト１１２ａ〜１１２ｄを介して第１信号線１２１ａ〜１２１ｄに接続される複数の第２信号線１２２ａ〜１２２ｄとを備える。
【００２７】
一例として、第１信号線１２１ａ〜１２１ｄは、転送電極１１１ａ〜１１１ｄと同一層に形成されるポリシリコン配線であり、第２信号線１２２ａ〜１２２ｄは、ポリシリコン配線より上層に形成される金属配線である。
【００２８】
このような構成によれば、垂直転送部１０３上に行方向に整列する転送電極１１１ａ〜１１１ｄを接続するための金属配線の数は減少する。したがって、撮像指示を受け付けてから画像が出力されるまでに要する時間を短縮し、かつ、従来と比べて固体撮像装置の製造を容易にすることが可能となる。
【００２９】
図４は、図２に示される第２区画の配線の一例を示す図である。尚、図２に示される一対の第２区画Ｐ２ａ及びＰ２ｂは、画素領域１１０の列を２分する中心線に対して対称であるので、以下においては、一方の第２区画Ｐ２ｂについてのみ説明する。
【００３０】
図４に示されるように、第２区画Ｐ２ｂには、転送電極１１１ａ〜１１１ｄにパルスを供給するための第２配線部Ｗ２が接続されている。具体的には、第２配線部Ｗ２は、同一行に整列する複数の転送電極１１１ａ〜１１１ｄに接続され、隣接する画素行の間を行方向に延びるように形成された複数の第３信号線１２３ａ〜１２３ｄと、同一行に整列する複数の転送電極（図示せず）に接続され、第１水平部１０４ｂと画素領域１１０との間に設けられるスペースを行方向に延びる複数の第４信号線１２４ａ〜１２４ｄと、垂直転送部１０３の上層を列方向に延びる複数の第５信号線１２５ａ〜１２５ｄと、第４信号線１２４ａ〜１２４ｄの上方で第５信号線１２５ａ〜１２５ｄに接続される複数の第６信号線１２６ａ〜１２６ｄとを含む。
【００３１】
第３信号線１２３ａ〜１２３ｄは、コンタクト１１３ａ〜１１３ｄを介して、第５信号線１２５ａ〜１２５ｄにそれぞれ接続され、第５信号線１２５ａ〜１２５ｄは、コンタクト１１４ａ〜１１４ｄを介して、第４信号線１２４ａ〜１２４ｄと第６信号線１２６ａ〜１２６ｄとにそれぞれ接続されている。
【００３２】
一例として、第３信号線１２３ａ〜１２３ｄと、第４信号線１２４ａ〜１２４ｄとは、転送電極１１１ａ〜１１１ｄと同一層に形成されるポリシリコン配線であり、第５信号線１２５ａ〜１２５ｄと、第６信号線１２６ａ〜１２６ｄとは、ポリシリコン配線より上層に形成される金属配線である。
【００３３】
このような構成によれば、第６信号線１２６ａ〜１２６ｄに供給された電圧パルスは、第５信号線１２５ａ〜１２５ｄと第３信号線１２３ａ〜１２３ｄとを介して、転送電極１１１ａ〜１１１ｄの各々に印加されると共に、第４信号線１２４ａ〜１２４ｄの各々を介して、第４信号線１２４ａ〜１２４ｄ下の図示しない転送電極の各々に印加される。この結果、第２区画Ｐ２ｂ内の垂直転送部１０３は、画素１０２の各々から出力された信号電荷を、第１水平転送部１０４ｂまたは第２水平転送部（図示せず）まで転送することが可能となる。
【００３４】
図２で説明したように、第２区画Ｐ２ｂは、行方向において第１区画Ｐ１ｂと、他方の第２区画Ｐ２ａとに隣接して配置されているので、第２区画Ｐ２ｂに他の区画に供給されるものとは異なる駆動パルスを供給するために必要な配線を、図３の例と同様に行方向に引き出すことは困難である。しかしながら、本実施形態に係る第２配線部Ｗ２において、第２区画Ｐ２ｂに信号を供給するための第６信号線１２６ａ〜１２６ｄは、第１水平転送部１０４ｂ及び画素領域１１０の間を行方向に延びるように配置されている。したがって、第２配線部Ｗ２の構成によれば、第２区画Ｐ１ｂのような行方向にスペースがない部分にも、独立して信号を供給することができる。
【００３５】
尚、第２領域Ａ２ａ及びＡ２ｂには、信号電荷を第２水平転送部１０５ａ及び１０５ｂに転送するための転送電極にパルスを供給するための第３配線部（図示せず）が接続されている。第３配線部には、従来から知られる配線の構成を適用しても良い。
【００３６】
次に、本実施形態に係る固体撮像装置の駆動方法、すなわち、信号電荷の転送方法について説明する。
【００３７】
図５は、図２に示される固体撮像装置における電荷転送方向の一例を示す図であり、図６は、図５に示される電荷転送を行う場合に、画素領域１１０から選択された転送電極に供給されるパルスのタイミングチャートである。尚、図５及び図６の例は、第１区画Ｐ１ａ及びＰ１ｂ（図５の網掛け部）からの信号電荷を他の部分より高速に行う場合の駆動方法を示す。
【００３８】
図６には、図面の上から順に、第１区画Ｐ１ａに供給されるパルス（１段目）と、第１区画Ｐ１ｂに供給されるパルス（２段目）と、第２区画Ｐ２ａ及び第２領域Ａ２ａに供給されるパルス（３段目）と、第２区画Ｐ２ｂ及び第２領域Ａ２ｂに供給されるパルス（４段目）が示されている。また、図６において、φＨ１及びφＨ２は、第１水平転送部１０４ａ及び１０４ｂと、第２水平転送部１０５ａ及び１０５ｂ上に設けられた転送電極に接続された信号線に供給される転送パルスを示し、φＶ１〜φＶ４は、垂直転送部１０３上に設けられた転送電極１１１ａ〜１１１ｄのそれぞれに接続される信号線に供給される転送パルスを示し、更に、Ｖｏｕｔは出力回路からの信号出力を示す。
【００３９】
図５及び図６に示されるように、電荷を図５の画面左側に転送するためには、第１区画Ｐ１ａに供給される水平転送パルスφＨ１及びφＨ２のような駆動パルスを第１水平転送部１０４ａ及び第２水平転送部１０５ａに供給することによって実現できる。逆に、電荷を図５の画面右側に転送するためには、画面左側に電荷を転送するためのクロックの逆相、すなわち、第１区画Ｐ１ｂに供給される水平転送パルスφＨ１及びφＨ２のような駆動パルスを第１水平転送部１０４ｂ及び第２水平転送部１０５ｂに供給すれば良い。
【００４０】
また、電荷を図５の画面上側に転送するためには、第１区画Ｐ１ａに供給される垂直転送パルスφＶ１、φＶ２、φＶ３及びφＶ４のような駆動パルスを垂直転送部１０３の一部または全部に供給することによって実現できる。逆に、電荷を画面下側に転送するためには、画面上側に転送するためのクロックの逆相、すなわち、第２区画Ｐ２ａに供給される垂直転送パルスφＶ１、φＶ２、φＶ３及びφＶ４のような駆動パルスを垂直転送部１０３に与えれば良い。
【００４１】
図６に示される駆動パルスに従って、第１区画Ｐ１ａ及びＰ１ｂ（図５の網掛け部）の信号画素は、図５の実線の矢印で示される方向に転送され、画素領域１１０の他の部分（第２区画Ｐ２ａ及びＰ２ｂ、第２領域Ａ２ａ及びＡ２ｂ）の信号画素は、図５の破線の矢印で示される方向に転送される。そして、本実施形態に係る固体撮像装置６０１では、４つの水平転送部１０４ａ〜１０５ｂを介して４つの出力回路１０６〜１０９から並列的に画素信号が読み出される。
【００４２】
このような固体撮像装置６０１の駆動方法によれば、第１区画Ｐ１ａ及びＰ１ｂから読み出された画素信号を第１水平転送部１０４ａ及び１０４ｂに転送するために必要な転送段数は、第２区画Ｐ２ａ及びＰ２ｂから読み出された画素信号を第２水平転送部１０５ａ及び１０５ｂに転送するために必要な転送段数（すなわち、行数）と比べて減少する。したがって、第１区画Ｐ１ａ及びＰ１ｂに供給される転送パルスのクロック数と、他の部分に供給される転送パルスのクロック数とが同一の場合、第１区画Ｐ１ａ及びＰ１ｂからの画素信号の読み出しに要する時間を、他の部分からの画素信号の読み出しに要する時間より短縮することができる。
【００４３】
上記の図５及び図６では、第１区画Ｐ１ａ及びＰ１ｂからの信号電荷の読み出し速度を他の部分を他の部分より高速化した例について説明した。ただし、本実施形態に係る固体撮像装置６０１では、画素領域１１０の各部分毎に独立して駆動パルスを供給することができるので、駆動パルスの波形を制御することによって、第２区画Ｐ２ａ及びＰ２ｂの一方または両方の画素信号の読み出し速度を向上することも可能である。以下、この点について更に説明する。
【００４４】
図７は、図１に示される固体撮像装置における電荷転送方向の他の一例を示す図であり、図８は、図７に示される電荷転送を行う場合に、転送電極に供給されるパルスのタイミングチャートである。尚、図７及び図８の例は、第２区画Ｐ２ａ及びＰ２ｂ（図７の網掛け部）からの信号電荷を他の部分より高速に行う場合の駆動方法を示すものである。
【００４５】
図８に示される駆動パルスを垂直転送部１０３に供給することによって、図７に示される信号電荷の転送が実現される。具体的には、高速に読み出す対象として選ばれた第２区画Ｐ２ａ及びＰ２ｂ（網掛け部）の信号電荷は、画面上側に配置される第１水平転送部１０４ａ及び１０４ｂへと垂直転送された後、出力回路１０６及び１０７から外部に出力される。これに対し、第１区画Ｐ１ａ及びＰ１ｂの信号電荷は、第２領域Ａ２ａ及びＡ２ｂの信号電荷と共に、画面下側に配置される第２水平転送部１０５ａ及び１０５ｂへと転送された後、出力回路１０８及び１０９から外部に出力される。この例においては、第２区画Ｐ２ａ及びＰ２ｂの信号画素の垂直転送段数が他の領域より小さくなる。すなわち、第２区画Ｐ２ａ及びＰ２ｂの垂直読み出し期間が短くなるので、結果的に読み出しが高速化される。
【００４６】
図５〜図８に示したように、本実施形態に係る固体撮像装置６０１では、画素領域１１０の任意の部分からの信号読み出し速度を高速化できるので、例えば車載用撮像機器に組み込まれる場合に特に次のような利点がある。
【００４７】
まず、車両の直進時にあっては、車両の前方の左右方向を重点的に監視するために、画素領域のうち画面上方の左右に相当する部分、すなわち、第１区画Ｐ１ａ及びＰ１ｂの撮像画像を高速に取得することが必要である。そこで、駆動部６０２は、図６に示した駆動パルスを固体撮像装置６０１に供給して、第１区画Ｐ１ａ及びＰ１ｂ（図５の網掛け部）の画像を優先的に信号処理部６０３に出力することができる。
【００４８】
次に、下り坂走行時にあっては、車両の前方中央部を重点的に監視するため、画素領域のうち画面の中央に相当する部分、すなわち、第２区画Ｐ２ａ及びＰ２ｂの撮像画像を高速に取得することが必要である。そこで、駆動部６０２は、図８に示される駆動方法に従って、第２区画Ｐ２ａ及びＰ２ｂ（図６の網掛け部）の画像を優先的に信号処理部６０３に出力することができる。
【００４９】
図６及び図８に示される駆動パルスを組み合わせることによって、第１領域Ａ１ａ及びＡ１ｂの一方または両方からの画素信号の読み出しを高速化することも可能である。例えば、車両の右折に対応して、車両の前方右方向を重点的に監視する必要がある場合を想定する。第１領域Ａ１ｂ（すなわち、第１区画Ｐ１ｂ及び第２区画Ｐ２ｂ）内の垂直転送部１０３に、図６の２段目に示される駆動パルスを供給すれば、第１区画Ｐ１ｂ及び第２区画Ｐ２ｂから出力された信号電荷は図５における上方に転送され、第１水平転送部１０４ｂを介して、出力回路１０７から読み出される。この場合であっても、垂直転送段数が画素領域１１０の行数に比べて低減されるので、第１区画Ｐ１ｂ及び第２区画Ｐ２ｂからの画像の読み出しを高速化できる。他方の第１領域Ａ１ａ（車両の前方左方向に対応）からの画像の読み出しを高速化する場合も同様に実現できる。
【００５０】
また、本実施形態に係る固体撮像装置の駆動方法では、垂直転送部１０３と、第１水平転送部１０４ａ及び１０４ｂと、第２水平転送部１０５ａ及び１０５ｂの駆動周波数が同一であるが、領域毎に駆動周波数を変化させても良い。本実施形態に係る固体撮像装置の構成によれば、個々の領域に対し、独立して駆動パルスを入力することができるため、ある特定の領域の駆動周波数を、他の領域より高くすることで、更なる高速読み出しが可能である。例えば、第１区画Ｐ１ａ及びＰ１ｂ内の垂直転送部１０３に供給する転送パルスの周波数を他の部分より高くすることによって、第１区画Ｐ１ａ及びＰ１ｂからの信号電荷の読み出しを一層高速化することができる。また、垂直転送部１０３の駆動周波数の変更に加えて、あるいは、単独で、第１水平転送部１０４ａ及び１０４ｂの少なくとも一方の駆動周波数を、第２水平転送部１０５ａ及び１０５ｂの駆動周波数より高くすることによって、選択された区画からの信号電荷の読み出しを高速化しても良い。
【００５１】
以上のように、本発明の実施形態に係る固体撮像装置およびその駆動方法は、エリア毎に垂直ＣＣＤ駆動周波数と水平ＣＣＤ駆動周波数を独立して入力できることから、危険検出エリアのフレームレートを選択的に高速化することで、危険を検知するまでのタイムラグをさらに短縮する事ができる。
【００５２】
尚、上記の実施形態では、第１領域は、第１区画及び第２区画の２つの区画に分割されているが、３つ以上の区画に分割されていても良い。この場合、第１区画及び第２区画以外に設けられる区画の画素信号は、第２区画と同様に、第１水平転送部または第２水平転送部のいずれかに選択的に転送されても良いし、常に第２水平転送部に転送されても良い。
【００５３】
また、上記の実施形態では、垂直転送部が４相駆動であり、水平転送部が２相駆動である場合を想定して説明したが、固体撮像装置の駆動方式に応じて、転送電極、信号線、コンタクトの数が増減しても良い。
【００５４】
更に、本実施形態ではＣＣＤ型固体撮像装置を用いて説明したが、本発明はＭＯＳ型固体撮像装置にも適用可能である。具体的には、図２を参照しながら説明すれば、シリコン基板１０１上にマトリクス状に配置された複数の画素１０２と、画素で発生した信号電荷を垂直方向に読み出す複数の垂直信号線１０３とを含む画素領域と、一対の第１水平信号線１０４ａ及び１０４ｂと、一対の第２水平信号線１０５ａ及び１０５ｂと、水平読み出しされた信号電荷を外部に読み出すための出力部１０６〜１０９を設ければ実現可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る固体撮像装置は、撮像領域のうちの特定の領域の画素信号を、残りの領域より高速に出力することができるので、例えば、車載カメラシステムに内蔵される固体撮像装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像システムの概略構成を示すブロック図
【図２】図１に示される固体撮像装置の概略構成を示す図
【図３】図２に示される第１区画の配線の一例を示す図
【図４】図２に示される第２区画の配線の一例を示す図
【図５】図２に示される固体撮像装置における電荷転送方向の一例を示す図
【図６】図５に示される電荷転送を行う場合に、転送電極に供給されるパルスのタイミングチャート
【図７】図２に示される固体撮像装置における電荷転送方向の他の一例を示す図
【図８】図７に示される電荷転送を行う場合に、転送電極に供給されるパルスのタイミングチャート
【符号の説明】
【００５７】
１００  撮像システム
１０２  画素
１０３  垂直転送部
１０４  第１水平転送部
１０５  第２水平転送部
１０６、１０７、１０８、１０９  出力回路
１１０  画素領域
１１１  転送電極
１２１  第１信号線
１２２  第２信号線
１２３  第３信号線
１２４  第４信号線
１２５  第５信号線
１２６  第６信号線
６０１  固体撮像装置
６０２  駆動部
６０３  信号処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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