(57)【要約】 【課題】  固体撮像素子の読出し動作中に読出し領域の変更を行っても画像信号が途切れない固体撮像装置を提供することを目的とする。【解決手段】  ２次元に配列された複数の画素からなる撮像面と、撮像面の水平或いは垂直方向の少なくとも一方の方向において設定された読出し領域から信号を読み出す走査回路と、読出し領域を該走査回路に設定すると共に、読出し領域が変更された場合に、変更前の読出し領域と変更後の読出し領域とを比較し、比較結果に応じて読出し領域の設定を変更する制御部とにより、読出し動作中に読出し領域の変更を行っても画像信号が途切れない固体撮像装置を提供する。【選択図】  図１          
2005303344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元に配列された複数の画素からなる撮像面と、
該撮像面の水平或いは垂直方向の少なくとも一方の方向において設定された読出し領域から信号を読み出す走査回路と、
該読出し領域を該走査回路に設定すると共に、該読出し領域が変更された場合に、変更前の読出し領域と変更後の読出し領域とを比較し、該比較結果に応じて該読出し領域の設定を変更する制御部と、
を備えることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記走査回路が、入力された情報をクロックにより次段に伝達するシフトレジスタユニットが多段に直列接続されて構成されたシフトレジスタと、
該シフトレジスタの情報を記憶する記憶部と、
該シフトレジスタの情報を該記憶部に転送する第１の転送部と、
該記憶部に記憶された情報を該シフトレジスタに転送する第２の転送部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載された固体撮像装置。        
【請求項３】
前記制御部が、前記撮像面から信号を読み出す本走査に先立って変更後の読出し走査開始位置に対して実行する先行走査において、前記読出し領域に対応して前記シフトレジスタに移動させた情報を、前記第１の転送部により前記記憶部に記憶させ、該本走査において、該先行走査により前記記憶部に記憶された情報を、前記第２の転送部により前記シフトレジスタユニットに転送させることを特徴とする請求項２に記載された固体撮像装置。
【請求項４】
前記制御部が、変更後の前記読出し領域の一端が変更前の前記読出し領域よりも読み出し方向に対して、前方に位置しているときに、実行中の前記本走査が終了した後に、前記先行走査を行うように制御することを特徴とする請求項３に記載された固体撮像装置。
【請求項５】
前記制御部が、変更後の前記読出し領域の一端が、変更前の前記読出し領域に含まれているときに、実行中の前記本走査において前記先行走査も実行するように制御することを特徴とする請求項３に記載された固体撮像装置。
【請求項６】
前記制御部が、変更後の前記読出し領域の一端が変更前の前記読出し領域よりも後ろに位置しているときに、実行中の前記本走査を継続することにより前記先行走査を実行することを特徴とする請求項３に記載された固体撮像装置。
【請求項７】
２次元に配列された複数の画素からなる撮像面と、
該撮像面の水平或いは垂直方向の少なくとも一方の方向において設定された読出し領域から信号を読み出す走査回路とを有する固体撮像装置において用いられる読出し領域制御方法であって、
読出し領域の変更を検出するステップと、
変更前の読出し領域と変更後の読出し領域とを比較し、該比較結果に応じて前記読出し領域の設定を変更するステップと、
を有することを特徴とする読出し領域制御方法。
【請求項８】
前記変更後の読出し領域の一端が、前記変更前の読出し領域よりも読み出し方向に対して、前方に位置しているときに、実行中の前記撮像面から信号を読み出す本走査が終了した後に、変更後の読出し走査開始位置への走査と記憶動作を行うよう制御するステップをさらに有することを特徴とする請求項７に記載された読出し領域制御方法。
【請求項９】
前記変更後の読出し領域の一端が、前記変更前の読出し領域に含まれているときに、実行中の前記撮像面から信号を読み出す本走査において、変更後の読出し走査開始位置の記憶動作を実行するステップをさらに有することを特徴とする請求項７に記載された読出し領域制御方法。
【請求項１０】
前記変更後の読出し領域の一端が、前記変更前の読出し領域よりも後ろに位置しているときに、実行中の前記撮像面から信号を読み出す本走査を継続して変更後の読出し走査開始位置への走査と記憶動作を行うステップをさらに有することを特徴とする請求項７に記載された読出し領域制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、任意領域の画素を読み出すことが可能な固体撮像装置および読出し領域制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、任意領域の画素を読み出せる固体撮像装置として、水平及び垂直走査回路を構成する各シフトレジスタユニット部にそれぞれ電位記憶部を設けることで、任意に指定した領域のみを読み出すことが可能な固体撮像装置が知られている。この構成を図１７に示す。 図１７において、１は第１のクロック型インバータ１−１と第２のクロック型インバータ１−２を直列に接続したシフトレジスタユニット、２は第１のインバータ２−１と第２のインバータ２−２を直列に接続した記憶部、３はシフトレジスタユニット１のレベル状態を記憶部２に伝えるための記憶用スイッチ、４は記憶部２の情報をシフトレジスタユニットに伝えるための転送用スイッチである。
【０００３】
記憶用スイッチ３の一端は、シフトレジスタ次段の第１のクロック型インバータ１−１の出力と接続されており、他端は記憶部２の第１のインバータ２−１の入力と接続されている。転送用スイッチ４の一端は、第１のクロック型インバータ１−１の出力と接続されており、他端は記憶部２の第２のインバータ２−２の出力と接続されている。また、５がシフトレジスタの単位段を示している。図１７では７段のシフトレジスタを示しているが、実際の固体撮像装置においては更に多段となっている。尚、最終段については、記憶部２は不要となる。
【０００４】
第１のクロック型インバータ１−１は、駆動クロックφ２がHレベルのときにアクティブとなり、第２のクロック型インバータ１−２は、クロックφ１がHレベルのときにアクティブとなる。第１段目のシフトレジスタユニット１の入力には、スタートパルスφＳＴが入力される。また、記憶用スイッチ３は、メモリパルスφＭがＨレベルのときに導通し、転送用スイッチ４は、転送パルスφＴがＨレベルのときに導通するようになっている。
【０００５】
このように構成されたシフトレジスタの動作を図１８に示したタイミング図を用いて説明する。まず、本走査に先立つ先行走査では、時刻Ｔ１でスタートパルスφＳＴにＨレベルを入力し、シフトレジスタ内をクロックφ１、φ２に従って信号をシフトさせる。時刻Ｔ２でメモリパルスφＭをＨレベルとして、このときの各シフトレジスタユニット１内のノードＳＲ１．５、ＳＲ２．５、・・・ＳＲ６．５のレベル状態を記憶部２に記憶する。
【０００６】
ここで、記憶部２は記憶用スイッチ３を介して次段のシフトレジスタユニットと接続されているので、各シフトレジスタ段における記憶部２の入力側が記憶するレベルは、第３シフトレジスタ段の記憶部２のみがＨレベルを記憶し、後は全てＬレベルを記憶することとなる。
【０００７】
次に、時刻Ｔ3において、転送パルスφＴをＨレベルとすることにより、各シフトレジスタユニット１内のノードＳＲ０．５、ＳＲ１．５、・・・ＳＲ５．５には時刻Ｔ２で記憶したレベルを転送する。最終段のノードＳＲ６．５には転送用スイッチ４が接続されていないので、直前の状態を保持したままとなる。このとき、クロックφ１がＨレベルなので、各シフトレジスタユニット１内のノードＳＲ１．０、ＳＲ２．０、・・・ＳＲ７．0には、それぞれノードＳＲ０．５、ＳＲ１．５、・・・ＳＲ６．５の反転出力が出力され、クロックφ１、φ２に従ってシフト動作が開始され、シフトレジスタの走査がＳＲ３．０から始められることとなる。
【０００８】
また、時刻Ｔ４でメモリパルスφＭをＨレベルとすると、先行走査期間と同様に、このときの各シフトレジスタユニット１内のノードＳＲ１．５、ＳＲ２．５、・・・ＳＲ６．５のレベル状態を記憶部２に記憶し、各記憶部２の入力側は時刻Ｔ２と同一のレベルを再度記憶することとなる。 時刻Ｔ５においては、転送パルスφＴをＨレベルとし、再度記憶部２の情報を転送することにより、時刻Ｔ３以降と同様にシフトレジスタの走査がＳＲ３．０から始められる。ここでも、Ｔ６で再度走査開始位置の記憶動作が行われる。
【０００９】
従って、時刻Ｔ３から始まる本走査期間では、記憶部２に記憶した情報を転送することにより、シフトレジスタの走査がノードＳＲ３．０から始められる。φＭをハイレベルにするタイミングを変えることで、本走査の開始位置を変えることが可能であり、任意領域の読出しを可能としている。
【特許文献１】特開平６−３５０９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来の技術では、固体撮像素子が読み出し動作を行っている最中に読出し領域の変更を行う場合の駆動方法及び手段については触れられていない。また、上述した従来の方法によれば、任意領域の読出しを行うためには常に先行走査を必要とするため、固体撮像素子が読み出し動作を行っている最中に読み出し領域の変更を行った場合、画像信号が途切れるという問題点を有する。
【００１１】
そこで、本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子の読出し動作中に読出し領域の変更を行っても画像信号が途切れない固体撮像装置および読出し領域制御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】
【００１２】
本発明は、上述の課題を解決するために、以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、２次元に配列された複数の画素からなる撮像面と、該撮像面の水平或いは垂直方向の少なくとも一方の方向において設定された読出し領域から信号を読み出す走査回路と、該読出し領域を該走査回路に設定すると共に、該読出し領域が変更された場合に、変更前の読出し領域と変更後の読出し領域とを比較し、該比較結果に応じて該読出し領域の設定を変更する制御部とを備えることを特徴とする固体撮像装置を提案している。
【００１３】
請求項７に係る発明は、２次元に配列された複数の画素からなる撮像面と、該撮像面の水平或いは垂直方向の少なくとも一方の方向において設定された読出し領域から信号を読み出す走査回路とを有する固体撮像装置において用いられる読出し領域制御方法であって、  読出し領域の変更を検出するステップと、変更前の読出し領域と変更後の読出し領域とを比較し、該比較結果に応じて前記読出し領域の設定を変更するステップとを有することを特徴とする読出し領域制御方法を提案している。
【００１４】
これらの発明によれば、撮像面の任意領域からの画素信号を読み出せるようにした固体撮像装置において、現在読み出している撮像面の領域と変更する領域との条件により固体撮像素子の駆動方法を切り換えることができるため、固体撮像素子が読み出し動作を行っている最中に読み出し領域の変更を行った場合でも、画像信号を途切れることなく出力することが可能となる。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載された固体撮像装置について、前記走査回路が、入力された情報をクロックにより次段に伝達するシフトレジスタユニットが多段に直列に接続されて構成されたシフトレジスタと、該シフトレジスタの情報を記憶する記憶部と、該シフトレジスタの情報を該記憶部に転送する第１の転送部と、該記憶部に記憶された情報を該シフトレジスタに転送する第２の転送部とを備えることを特徴とする固体撮像装置を提案している。
この発明によれば、前記走査回路の走査を任意の位置から開始することができるため、撮像面の任意領域からの画素信号を読み出すことが可能となる。
【００１６】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載された固体撮像装置について、前記制御部が、前記撮像面から信号を読み出す本走査に先立って変更後の読出し走査開始位置に対して実行する先行走査において、前記読出し領域に対応する前記シフトレジスタに移動させた情報を、前記第１の転送部により前記記憶部に記憶させ、該本走査において、該先行走査により前記記憶部に記憶された情報を、前記第２の転送部により前記シフトレジスタユニットに転送させることを特徴とする固体撮像装置を提案している。
【００１７】
この発明によれば、撮像面の任意領域からの画素信号を読み出せるようにした固体撮像装置においては、本走査時における走査範囲が変更されなければ、1回の先行走査のみで所望の範囲の走査を複数回行うことができるため、同一の任意領域から安定して画素信号を読み出すことが可能となる。
【００１８】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載された固体撮像装置について、前記制御部が、変更後の前記読出し領域の一端が変更前の前記読出し領域よりも読み出し方向に対して、前方に位置しているときに、実行中の前記本走査が終了した後に、前記先行走査を行うように制御することを特徴とする固体撮像装置を提案している。
【００１９】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載された読出し領域制御方法について、前記変更後の読出し領域の一端が、前記変更前の読出し領域よりも読み出し方向に対して、前方に位置しているときに、実行中の前記撮像面から信号を読み出す本走査が終了した後に、変更後の読出し走査開始位置への走査と記憶動作を行うよう制御するステップをさらに有することを特徴とする読出し領域制御方法を提案している。
【００２０】
これらの発明によれば、撮像面の任意領域からの画素信号を読み出せるようにした固体撮像装置においては、固体撮像素子が読み出し動作を行っている最中に読み出し領域の変更を行った場合、変更後の前記読出し領域の一端が変更前の前記読出し領域よりも前に位置しているとき、実行中の前記本走査を終了した後、シフトレジスタの初段から先行走査を行うため、画像信号を途切れることなく出力することが可能となる。
【００２１】
請求項５に係る発明は、請求項３に記載された固体撮像装置について、前記制御部が、変更後の前記読出し領域の一端が、変更前の前記読出し領域に含まれているときに、実行中の前記本走査中が前記先行走査を兼ねるように制御することを特徴とする固体撮像装置を提案している。
【００２２】
請求項９に係る発明は、請求項７に記載された読出し領域制御方法について、前記変更後の読出し領域の一端が、前記変更前の読出し領域に含まれているときに、実行中の前記から信号を読み出す本走査において、変更後の読出し走査開始位置の記憶動作を実行するステップをさらに有することを特徴とする読出し領域制御方法を提案している。
【００２３】
これらの発明によれば、撮像面の任意領域からの画素信号を読み出せるようにした固体撮像装置において、固体撮像素子が読み出し動作を行っている最中に読み出し領域の変更を行った場合でも、変更後の前記読出し領域の一端が、変更前の前記読出し領域に含まれているとき、実行中の前記本走査中が前記先行走査ステップを兼ねさせるように制御されるので、独立した先行走査ステップを必要とせず、かつ、画像信号を途切れることなく出力することが可能となる。
【００２４】
請求項６に係る発明は、請求項３に記載された固体撮像装置について、前記制御部が、変更後の前記読出し領域の一端が変更前の前記読出し領域よりも後ろに位置しているときに、実行中の前記本走査中が前記先行走査の一部を兼ねるように制御することを特徴とする請求項３に記載された固体撮像装置を提案している。
【００２５】
請求項１０に係る発明は、請求項７に記載された読出し領域制御方法について、前記変更後の読出し領域の一端が、前記変更前の読出し領域よりも後ろに位置しているときに、実行中の前記撮像面から信号を読み出す本走査を継続して変更後の読出し走査開始位置への走査と記憶動作を行うステップをさらに有することを特徴とする読出し領域制御方法を提案している。
【００２６】
これらの発明によれば、撮像面の任意領域からの画素信号を読み出せるようにした固体撮像装置において、固体撮像素子が読み出し動作を行っている最中に読み出し領域の変更を行った場合でも、変更後の前記読出し領域の一端が変更前の前記読出し領域よりも後ろに位置しているとき、実行中の本走査中が先行走査ステップの一部を兼ねさせるように制御されるので、先行走査をシフトレジスタの初段から行う必要がないために先行走査期間を短縮することができ、かつ、画像信号を途切れることなく出力することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、撮像面の任意領域からの画素信号を読み出せるようにしたＸＹアドレス型の固体撮像装置において、現在読み出している撮像面の領域と変更する領域との条件により固体撮像素子の駆動方法を切り換えることができるため、固体撮像素子が読み出し動作を行っている最中に読み出し領域の変更を行った場合でも、画像信号を途切れることなく出力することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施例に係る固体撮像装置について図１から図１６を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００２９】
本発明の実施例に係る固体撮像装置は、図１に示すように、被写体からの光束を透過させて所定の被写体像を形成し、所定の撮像面上に結像させる撮影光学系の一部を構成する撮像レンズ１１と、複数の画素からなる撮像面１２ａを備え、撮像レンズ１１を透過して撮像面に結像される被写体像を受けて光電変換を行い、その結果取得される電気信号を水平走査回路１２ｂおよび垂直走査回路１２ｃからなる走査回路により出力する固体撮像素子１２と、この固体撮像素子１２を駆動するためのタイミングを発生するタイミング発生回路１３と、各種の操作部材（図示せず）に連動し、操作に応じて固体撮像素子１２の読出し領域に関する指示信号を発生する制御指示部１４と、制御指示部１４から受けた指示信号に応じてタイミング発生回路１３のタイミングを切り換えるタイミング発生回路制御部１５の各種構成部材によって構成される。
【００３０】
固体撮像素子１２は、ＸＹアドレス方式の固体撮像素子、例えばＭＯＳ型固体撮像素子が用いられている。更に、固体撮像素子１２は、例えば、特開平６−３５０９３３号公報に開示されている手段と同様の手段によって、撮像面の任意の領域を読み出せるようになっている。制御指示部１４は、操作部材に連動し、読出し領域の選択情報を指示信号として発生するようになっている。
【００３１】
ここで、読出し領域の選択情報とは、水平走査回路１２ｂ及び垂直走査回路１２ｃが、選択された領域を走査するために必要な走査開始位置と走査終了位置とである。また、操作部材としては、例えば表示装置により視覚的に認知しながら読み出し領域の選択を行える十字方向スイッチ等が用いられる。
【００３２】
タイミング発生回路制御部１５は、制御指示部１４からの指示信号を受けて、現在読出し動作を行っている領域の走査範囲と新たに指定された領域の走査開始位置とを比較し、その結果に応じて走査開始位置を設定するために必要なタイミングのパターンを切り換えるように動作する。
【００３３】
ここで、読出し領域の変更とは、図２において、画素の全領域２１に対して現在読み出し動作を行っている領域２２から、新たに指定された領域２３に読出し動作を変更することをいう。また、画素の走査は左下より水平走査回路１２ｂはｘ方向、垂直走査回路１２ｃはｙ方向に行うものとし、領域２２の走査開始位置を（ｘ０１, y０１）、走査終了位置を（x１１, y１１）、領域２３の走査開始位置を(x０２, y０２)、走査終了位置を(x２２, y２２)とする。
【００３４】
これにより、タイミング発生回路制御部１５は、制御指示部１４から受けた指示信号により領域２２の走査範囲と領域２３の走査開始位置との比較を行い、水平走査回路１２ｂ及び垂直走査回路１２ｃの走査開始位置を設定するために必要なパターンに関して、それぞれ以下のような場合分けを行う。
【００３５】
水平走査回路：      x０２＜x０１         のとき パターンａ 
x０１≦x０２≦x２２   のとき パターンｂ
x０２＞x１１         のとき パターンc
垂直走査回路：       y０２＜y０１         のとき パターンＡ
y０１≦y０２≦y２２   のとき パターンＢ
y０２＞y１１         のとき パターンＣ
従って、タイミング発生回路部制御部１５が行うタイミングの切り換えパターンは、パターンａ、ｂ、ｃとパターンＡ、Ｂ、Ｃとの組み合わせからなる９通りとなる。
【００３６】
次に、上記各パターンに対応して、水平走査回路１２ｂ及び垂直走査回路１２ｃの走査開始位置を設定する走査タイミングを図３から図８を用いて説明する。尚、以下に示すタイミング図は、図１７に示した走査回路と同等の構成を備えたものを対象としており、その基本動作は前述した通りである。更に簡単のため、図１８におけるクロックφ１やスタートパルスφＳＴに相当するものは省略する。
【００３７】
まず、垂直走査回路１２ｃの走査開始位置を設定するパターンＡ、Ｂ、Ｃそれぞれの走査タイミングについて図３から図５および図９から図１２を用いて説明する。
図３は、読出し領域を領域２２から領域２３に変更する際に、垂直走査回路１２ｃの走査開始位置を設定するタイミング図を示したものであり、上述のパターンＡに対応し、図９および図１０は、その処理フローである。すなわち、この場合は、領域２２の走査範囲と領域２３の走査開始位置の関係について、y０２＜y０１が成り立っている（ステップ１０１、１０３）。なお、図３におけるＶＤは垂直同期信号を表し、ＶＤがＨレベルのとき画像信号の出力が有効である。ＴＶＤは１垂直同期信号期間を表す。
【００３８】
φＶＭは、垂直走査回路１２ｃの走査開始位置を記憶するためのメモリパルスであり、Hレベルのときに記憶動作が行われる。また、ＶＳＲ１〜ＶＳＲ６は、垂直走査回路１２ｃを構成する各シフトレジスタユニットの出力を表している。つまり、図３は、領域２２で読み出される画素の行範囲が３〜４行であり、領域２３の行範囲が２〜５行である場合を表している。
【００３９】
時刻Ｔ０において、垂直走査回路１２ｃは領域２２の読出し動作を開始し、時刻Ｔ１において走査を完了する。時刻ＴＣで制御指示部１４より領域２３に対する読出し領域の指示信号が発生されると、時刻Ｔ１からは領域２２の読出し動作が再び開始されるが（ステップ２０１）、ここでは、走査開始位置の記憶動作は行われない。時刻Ｔ１からの読出し動作が終了した後（ステップ２０２）、ＴＳからは１行目より走査を開始し（ステップ２０３）、時刻ＴＭで領域２３の走査開始位置を記憶する（ステップ２０４）。これにより、時刻Ｔ２以降は、領域２３に対応した読出し動作が行われることとなる（ステップ２０５）。
【００４０】
図４は、読出し領域を領域２２から領域２３に変更する際に、垂直走査回路１２ｃの走査開始位置を設定するタイミング図を示したものであり、上述のパターンＢに対応し、図９および図１１は、その処理フローである。すなわち、この場合は、領域２２で読み出される画素の行範囲が２〜５行であり、領域２３の行範囲が４〜５行である場合を表している。つまり、領域２２の走査範囲と領域２３の走査開始位置の関係はy０１≦y０２≦y２２が成り立っている場合である（ステップ１０１、１０２、１０４）。
【００４１】
時刻Ｔ０において、垂直走査回路１２ｃは領域２２の読出し動作を開始し、時刻ＴＣで制御指示部１４より領域２３に対する読出し領域の指示信号が発生されると、時刻Ｔ１からは領域２２の読出し動作が再び開始されるが（ステップ３０１）、ここでは、領域２２の走査開始位置の記憶動作は行わない。次に時刻ＴＭにおいて、領域２３の走査開始位置を記憶する（ステップ３０２）。これにより時刻Ｔ２以降は、領域２３に対応した読出し動作が行われることとなる（ステップ３０３）。つまり、パターンＢにおいては、領域２２の読出し動作は、領域２３の走査開始位置の記憶動作をも兼ねていることになる。
【００４２】
図５は、読出し領域を領域２２から領域２３に変更する際に、垂直走査回路１２ｃの走査開始位置を設定するタイミング図を示したものであり、上述のパターンＣに対応し、図９および図１２は、その処理フローである。すなわち、この場合は、領域２２で読み出される画素の行範囲が１〜２行であり、領域２３の行範囲が５〜６行である場合を表している。つまり、領域２２の走査範囲と領域２３の走査開始位置の関係はy０２＞y１1が成り立っている場合である（ステップ１０１、１０２、１０５）。
【００４３】
時刻Ｔ０において、垂直走査回路１２ｃは領域２２の読出し動作を開始し、時刻ＴＣで制御指示部１４より領域２３に対する読出し領域の指示信号が発生されると、時刻Ｔ１からは領域２２の読出し動作が再び開始されるが（ステップ４０１）、ここでは、領域２２の走査開始位置の記憶動作は行わない。領域２２の読出し動作終了後（ステップ４０２）、時刻ＴＳより引き続き垂直走査回路１２ｃのシフトレジスタ動作を続行する。そして、時刻ＴＭにおいて、領域２３の走査開始位置を記憶する（ステップ４０３）。これにより時刻Ｔ２以降は、領域２３に対応した読出し動作が行われることとなる（ステップ４０４）。つまり、パターンＣにおいては、領域２２の読出し動作の一部が領域２３の走査開始位置の記憶動作をも兼ねていることになる。
【００４４】
次に、水平走査回路１２ｂの走査開始位置を設定するパターンa、b、cそれぞれの走査タイミングについて図６から図８および図１３から図１６を用いて説明する。ここで、制御指示部１４より領域２３に対する読出し領域の指示信号が発生されるタイミングを時刻ＴＣとした場合、前述した垂直走査回路１２ｃの走査開始位置を設定するパターンとの関係を考慮すれば、時刻ＴＣ以後、最低一回は領域２２の読み出し動作を行わなければならない。以降の説明では、時刻ＴＣ以後に読み出される領域２２を次フレームと呼ぶこととする。
【００４５】
図６は、読出し領域を領域２２から領域２３に変更する際に、水平走査回路１２ｂの走査開始位置を設定するタイミング図を示したものであり、上述のパターンａに対応し、図１３および図１４は、その処理フローである。すなわち、この場合は、領域２２の走査範囲と領域２３の走査開始位置の関係はx０２＜x０１が成り立っている場合である（ステップ５０１、５０３）。図６におけるＶＤは垂直同期信号を表し、ＶＤがＨレベルのとき画像信号の出力が有効である。また、ＨＤは水平同期信号を表し、ＨＤがＨレベルのとき画像信号の出力が有効である。なお、ＴＨＤは１水平同期信号期間を表す。
【００４６】
φＨＭは、水平走査回路１２ｂの走査開始位置を記憶するためのメモリパルスであり、Ｈレベルのときに記憶動作が行われる。また、ＨＳＲ１〜ＨＳＲ６は、水平走査回路１２ｂを構成する各シフトレジスタユニットの出力を表している。つまり、図６は、領域２２で読み出される画素の列範囲が３〜４列であり、領域２３の列範囲が２〜５列である場合を表している。
【００４７】
時刻ＴＣ（図示せず）で制御指示部１４より領域２３に対する読出し領域の指示信号が発生されると、次フレームの最終行まで、つまり、図６における時刻t１まで領域２２の読出し動作を行う（ステップ６０１）。時刻t１からは領域２２の読出し動作が再び開始されるが（ステップ６０２）、ここでは、走査開始位置の記憶動作は行わない。時刻t１からの読出し動作が終了した後（ステップ６０３）、tＳからは１列目より走査を開始し（ステップ６０４）、時刻tＭで領域２３の走査開始位置を記憶する（ステップ６０５）。これにより時刻t２以降は、領域２３に対応した読出し動作が行われることとなる（ステップ６０６）。
【００４８】
図７は、読出し領域を領域２２から領域２３に変更する際に、水平走査回路１２ｂの走査開始位置を設定するタイミング図を示したものであり、上述のパターンｂに対応し、図１３および図１５は、その処理フローである。すなわち、この場合は、領域２２で読み出される画素の列範囲が２〜５列であり、領域２３の列範囲が４〜５列である場合を表している。つまり、領域２２の走査範囲と領域２３の走査開始位置の関係はx０１≦x０２≦x２２が成り立っている場合である（ステップ５０１、５０２、５０４）。
【００４９】
時刻ＴＣ（図示せず）で制御指示部１４より領域２３に対する読出し領域の指示信号が発生されると、次フレームの最終行まで、つまり図７における時刻t１までは領域２２の読出し動作を行う（ステップ７０１）。時刻t１からは領域２２の読出し動作が再び開始されるが（ステップ７０２）、ここでは、走査開始位置の記憶動作は行わない。次に時刻tＭにおいて、領域２３の走査開始位置を記憶する（ステップ７０３）。これにより時刻t２以降は、領域２３に対応した読出し動作が行われることとなる（ステップ７０４）。つまり、パターンbにおいては、領域２２の読出し動作が領域２３の走査開始位置の記憶動作をも兼ねていることになる。
【００５０】
図８は、読出し領域を領域２２から領域２３に変更する際に、水平走査回路１２ｂの走査開始位置を設定するタイミング図を示したものであり、上述のパターンｃに対応し、図１３および図１６は、その処理フローである。すなわち、この場合は、領域２２で読み出される画素の列範囲が１〜２列であり、領域２３の列範囲が５〜６列である場合を表している。つまり、領域２２の走査範囲と領域２３の走査開始位置の関係はx０２＞x１１が成り立っている場合である（ステップ５０１、５０２、５０５）。
【００５１】
時刻ＴＣ（図示せず）で制御指示部１４より領域２３に対する読出し領域の指示信号が発生されると、次フレームの最終行まで、つまり、図６における時刻t１までは領域２２の読出し動作を行う（ステップ８０１）。時刻t１からは領域２２の読出し動作が再び開始されるが（ステップ８０２）、走査開始位置の記憶動作は行わない。領域２２の読出し動作終了後、時刻tＳより引き続き水平走査回路１２ｂのシフトレジスタを続行する（ステップ８０３）。そして、tＭにおいて、領域２３の走査開始位置を記憶する（ステップ８０４）。これにより時刻t２以降は、領域２３に対応した読出し動作が行われることとなる（ステップ８０５）。つまり、パターンcにおいては、領域２２の読出し動作の一部が領域２３の走査開始位置の記憶動作を兼ねていることになる。
【００５２】
以上説明したように、図１に示した構成の固体撮像装置によれば、現在読出し動作を行っている領域の走査範囲と新たに指定された領域の走査開始位置とを比較し、その結果に応じて走査開始位置を設定するために必要なタイミングのパターンを切り換えるように構成しているため、固体撮像素子１２の読出し動作中に読出し領域の変更を行った場合でも、画像信号を途切れることなく出力することが可能である。
【００５３】
また、上記説明では、固体撮像素子１２を構成する水平走査回路１２ｂ及び垂直走査回路１２ｃの構成は図１７を例に説明したが、その構成については、本実施の形態と同様の動作、効果をもつものであれば、その具体的な構成に制限はない。また、上記説明においては、走査を途中で止めるための方法について述べていないが、特開平６−３３８１９８号公報に開示されているクリア機能付きシフトレジスタ等を用いることが可能である。
更に、図３、図５、図６および図８において、水平及びブランキング内に行う走査を本走査よりも高速に行うことにより、先行走査ステップを更に短縮することが可能である。
【００５４】
以上、図面を参照して本発明の実施例について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本実施例においては、変更後の走査開始位置と変更前の走査開始位置との位置関係を比較することにより、パターンを選択する場合について説明したが、変更前の領域と変更後の領域とを比較することにより、パターンを選択するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施例に係る固体撮像装置の構成図である。
【図２】変更前の読み出し領域と変更後の読み出し領域とを示した図である。
【図３】本実施例に係る垂直走査回路のタイミングチャートである。
【図４】本実施例に係る垂直走査回路のタイミングチャートである。
【図５】本実施例に係る垂直走査回路のタイミングチャートである。
【図６】本実施例に係る水平走査回路のタイミングチャートである。
【図７】本実施例に係る水平走査回路のタイミングチャートである。
【図８】本実施例に係る水平走査回路のタイミングチャートである。
【図９】本実施例に係る垂直走査開始位置設定の処理フローである。
【図１０】図９に係るパターンＡの処理フローである。
【図１１】図９に係るパターンＢの処理フローである。
【図１２】図９に係るパターンＣの処理フローである。
【図１３】本実施例に係る水平走査開始位置設定の処理フローである。
【図１４】図１３に係るパターンａの処理フローである。
【図１５】図１３に係るパターンｂの処理フローである。
【図１６】図１３に係るパターンｃの処理フローである。
【図１７】従来例に係る固体撮像装置の構成図である。
【図１８】従来例に係る固体撮像装置におけるタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１・・・シフトレジスタユニット、２・・・記憶部、３・・・記憶用スイッチ、４・・・転送用スイッチ、５・・・単位段、１１・・・撮像レンズ、１２・・・固体撮像素子、１３・・・タイミング発生回路、１４・・・制御指示部、１５・・・タイミング発生回路制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005303344.tif 000005
【図４】
2005303344.tif 000006
【図５】
2005303344.tif 000007
【図６】
2005303344.tif 000008
【図７】
2005303344.tif 000009
【図８】
2005303344.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2005303344.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2005303344.tif 000015
【図１４】
2005303344.tif 000016
【図１５】
2005303344.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2005303344.tif 000019
【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年1月4日(2005.1.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2005303344.tif 000021
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2005303344.tif 000022
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2005303344.tif 000023
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2005303344.tif 000024
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2005303344.tif 000025
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１８】
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