(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元アレイ状に配列された複数個の光電変換素子と、
水平走査開始パルスの印加により列方向に前記光電変換素子の走査を開始し、水平駆動クロックの印加により列方向に順次前記光電変換素子の走査を実行し、走査終了後に水平走査終了パルスを出力する水平走査回路と、
垂直走査開始パルスの印加により行方向に前記光電変換素子の走査を開始し、垂直駆動クロックの印加により行方向に順次前記光電変換素子の走査を実行し、走査終了後に垂直走査終了パルスを出力する垂直走査回路と、
前記水平駆動クロックを発生する水平駆動クロック発生回路と、
前記水平走査終了パルスの入力をもって水平ブランキング期間相当のカウント値のカウントを開始するカウンタと、
前記カウンタのカウント値に基づき、前記水平走査開始パルスを生成する水平走査開始パルス発生回路と、
前記水平駆動クロック発生回路から前記水平走査回路への前記水平駆動クロックの供給を、前記水平走査終了パルスの入力をもって停止させると共に、前記カウンタによるカウントが水平ブランキング期間相当のカウント値となったことをもって再開する水平イネーブル制御回路とを備えることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記カウンタのカウント値に基づき、前記垂直駆動クロックを発生する垂直駆動クロック発生回路を更に備え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】
前記カウンタは、前記水平ブランキング期間相当のカウント値のカウント後、カウントを停止することを特徴とする請求項１又は２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記垂直走査回路への前記垂直駆動クロックの供給を、前記垂直走査終了パルスの入力をもって停止する垂直イネーブル制御回路を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記水平イネーブル制御回路は、前記垂直走査終了パルスによって、前記水平駆動クロックの前記水平走査回路への供給を停止することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、固体撮像装置に関し、特に低消費電力化した固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＸＹアドレス型の固体撮像装置を走査する方式としては、種々の方式が提案されているが、例えば本件出願人は、特願平５−１７８５５６号において図８に示すような構成のものを提案している。この提案の固体撮像装置は、２次元アレイ状に並べられた光電変換素子からなる画素１、列方向に配列された画素１に対応して設けられた水平選択線２、列選択のための水平走査回路３、水平選択線２に接続された水平選択スイッチ４、出力信号線５、行方向に配列された画素１に対応して設けられた垂直選択線６、行選択のための第１及び第２の垂直走査回路７Ｌ，７Ｒ、走査回路制御クロック発生回路９により構成されている。そして垂直走査回路７Ｌ並びに７Ｒは同一の回路構成となっており、垂直選択線群への接続形態が異なるだけである。そして、第１の垂直走査回路７Ｌの各単位段を構成する単位ユニットを奇数番目の垂直選択線群に対して１対１に対応させると共に、第２の垂直走査回路７Ｒの各単位段を構成する単位ユニットを偶数番目の垂直選択線群に対応させ、更に前記第１及び第２の垂直走査回路７Ｌ，７Ｒを駆動するためのクロック群を、走査回路制御クロック発生回路９により制御して走査するように構成するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図８に示す構成の固体撮像装置を用いて、カメラシステムを構成した場合、次のような問題点が発生する。すなわち、水平走査回路及び垂直走査回路に駆動クロック群を印加した状態では、走査回路のクロックラインの容量を駆動しなければならないため、電力消費を伴う。また、垂直走査回路の駆動によって、光電変換素子である画素のバイアス条件を変化させるため、画素部での電力消費も伴う。これを映像信号有効期間以外に対しても行うため、無駄な電力消費が発生する。
【０００４】
本発明は、本件出願人が先に提案した走査方式の固体撮像装置における上記問題点を解決するためになされたもので、簡単な回路で、映像信号有効期間以外の期間に水平走査回路及び又は垂直走査回路の駆動クロック群を停止することによって、無駄な電力消費をなくし、低消費電力化を行えるように構成した固体撮像装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１記載の発明は、２次元アレイ状に配列された複数個の光電変換素子と、水平走査開始パルスの印加により列方向に前記光電変換素子の走査を開始し、水平駆動クロックの印加により列方向に順次前記光電変換素子の走査を実行し、走査終了後に水平走査終了パルスを出力する水平走査回路と、垂直走査開始パルスの印加により行方向に前記光電変換素子の走査を開始し、垂直駆動クロックの印加により行方向に順次前記光電変換素子の走査を実行し、走査終了後に垂直走査終了パルスを出力する垂直走査回路と、前記水平駆動クロックを発生する水平駆動クロック発生回路と、前記水平走査終了パルスの入力をもって水平ブランキング期間相当のカウント値のカウントを開始するカウンタと、前記カウンタのカウント値に基づき、前記水平走査開始パルスを生成する水平走査開始パルス発生回路と、前記水平駆動クロック発生回路から前記水平走査回路への前記水平駆動クロックの供給を、前記水平走査終了パルスの入力をもって停止させると共に、前記カウンタによるカウントが水平ブランキング期間相当のカウント値となったことをもって再開する水平イネーブル制御回路とを備えて固体撮像装置を構成するものである。
【０００６】
このように、水平走査終了パルスの入力をもって水平ブランキング期間相当のカウント値のカウントを開始するカウンタを備え、そのカウント値が水平ブランキング期間相当のカウント値となったことをもって、水平走査終了パルスの入力をもって停止された水平駆動クロックの水平走査回路への供給を再開させるので、無駄な電力が水平走査回路において消費されることをなくし、固体撮像装置の低消費電力化を実現でき、且つ、１水平走査期間毎に外部から水平走査開始パルスの供給を不要とし得ると共に、カウンタとしては、最低限、水平ブランキング期間相当のカウント値をカウントすればよく、カウンタの回路規模を抑えることが可能となる。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の固体撮像装置において、前記カウンタのカウント値に基づき、前記垂直駆動クロックを発生する垂直駆動クロック発生回路を更に備えることを特徴とするものである。また請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の固体撮像装置において、前記カウンタは、前記水平ブランキング期間相当のカウント値のカウント後、カウントを停止することを特徴とするものである。また請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の固体撮像装置において、前記垂直走査回路への前記垂直駆動クロックの供給を、前記垂直走査終了パルスの入力をもって停止する垂直イネーブル制御回路を更に備えることを特徴とするものである。また請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の固体撮像装置において、前記水平イネーブル制御回路は、前記垂直走査終了パルスによって、前記水平駆動クロックの前記水平走査回路への供給を停止することを特徴とするものである。
【０００８】
このように、請求項２に係る発明によれば、垂直駆動クロックがカウンタのカウント値に基づいて発生されることで、タイミングを計りながら外部から垂直駆動クロックを供給する必要がなくなり、外部を含めた装置構成を簡単化することが可能となる。また請求項３に係る発明によれば、水平ブランキング期間相当のカウント値のカウント後、カウントを停止するため、カウント時におけるカウンタのビットの変化に伴うノイズが、光電変換素子から映像信号を取得する際に重畳されることを抑えることが可能となる。また請求項４に係る発明によれば、垂直走査終了パルスの入力をもって垂直駆動クロックの供給が停止されるので、更なる低消費電力化を実現することが可能となる。また請求項５に係る発明によれば、垂直走査終了パルスによって、水平駆動クロックの水平走査回路への供給が停止されるので、更なる無駄な電力消費をなくし、更なる低消費電力化を図ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態及び実施例】
次に、実施例について説明する。図１は本発明に係る固体撮像装置の実施例を示す概略ブロック構成図であり、図８に示した従来例と同一又は対応する部材には同一符号を付して示している。この実施例において、図８に示した従来例と異なる点は、水平走査回路３の駆動クロック群が走査回路駆動クロック発生回路８から発生されている点、垂直走査回路７が２次元アレイ状に構成された複数個の画素１の片側に設けている点である。ここで、垂直走査回路７の構成が異なる点は、本発明の骨子には直接関係がないので説明を省略する。
【００１０】
本発明の骨子である走査回路駆動クロック発生回路８の説明に先立って、走査回路に用いられている一般的なシフトレジスタの構成例を、図５に基づいて説明する。このシフトレジスタは、クロックドインバータ２段によって１ユニット10を構成する方式である。これを記号を用いて模式的に示すと、図６に示すように表される。次に、このような構成のシフトレジスタの動作を図７に示す動作タイミング図を参照しながら説明する。このシフトレジスタを駆動するクロックは、Φ１，Φ２の２相で、初段シフトレジスタユニット10の入力にスタートパルスΦＳＴが印加されることにより、クロックΦ１の立ち上がりに同期して、各ユニット10の出力端子ΦＳＲ１，ΦＳＲ２，ΦＳＲ３・・・より、順次出力がなされる。なお、図５において／Φ１，／Φ２はΦ１，Φ２の反転クロックを示している。
【００１１】
図２は走査回路駆動クロック発生回路８の構成を示すブロック構成図であり、図３及び図４はその動作を説明するためのタイミング図で、図３から図４ヘと時間軸が継続するように表現されている。これらの図を参照しながら、走査回路駆動クロック発生回路８の構成並びに動作について説明する。図２において、11はΦＨ１，ΦＨ２発生回路で、基本クロックΦＦＣＫを受けて水平走査回路駆動クロック群ΦＨ１及びΦＨ２を発生するものであり、該ΦＨ１，ΦＨ２発生回路11で発生したクロック群ΦＨ１及びΦＨ２はΦＨ１，ΦＨ２イネーブル制御回路12に入力されるようになっている。13はカウンタ部で、基本クロックΦＦＣＫの立ち上がりに同期して動作し、外部から供給される走査開始パルスΦＳＣＩ及び水平走査終了パルスΦＨＥＯＳでリセットされるようになっており、水平ブランキング期間相当のカウント動作を行うとカウンタが停止するように構成されている。
【００１２】
14はΦＶ１，ΦＶ２，ΦＨＳＴ発生回路で、カウンタ部13のカウント値をデコードすることにより、水平走査開始パルスΦＨＳＴ及び垂直走査回路駆動クロック群ΦＶ１及びΦＶ２を発生し、該クロック群ΦＶ１及びΦＶ２をΦＶ１，ΦＶ２イネーブル制御回路15に入力するようになっている。前記ΦＨ１，ΦＨ２イネーブル制御回路12は、水平走査終了パルスΦＨＥＯＳによって、駆動クロック群ΦＨ１，ΦＨ２がディセーブルされ、前記カウンタ部13が水平ブランキング期間相当のカウント動作を行うことによって、駆動クロック群ΦＨ１，ΦＨ２がイネーブルされるように構成されている。また、前記ΦＶ１，ΦＶ２イネーブル制御回路15は、垂直走査終了パルスΦＶＥＯＳによって駆動パルス群ΦＶ１，ΦＶ２がディセーブルされ、走査開始パルスΦＳＣＩによって駆動パルス群ΦＶ１，ΦＶ２がイネーブルされるように構成されている。16はΦＶＳＴ発生回路で、走査開始パルスΦＳＣＩ（立ち上がり）の到来により、ΦＶ１，ΦＶ２，ΦＨＳＴ発生回路14が一旦リセットされた後、垂直走査回路駆動駆動クロック群ΦＶ１を生成するときの最初のクロックパルスΦＶ１の立ち上がりに同期したタイミングで、所定幅の垂直走査開始パルスΦＶＳＴを生成するように構成されている。
【００１３】
次に、上記のように構成された走査回路駆動クロック発生回路８の動作について説明する。上記構成の走査回路駆動クロック発生回路８に、１フィールド，１フレームの基準を決めるパルスである走査開始パルスΦＳＣＩを、公知のＳＳＧ等外部の信号発生源から印加することにより、上記走査回路駆動クロック発生回路８を構成する各回路を介して、水平走査回路駆動クロック群ΦＨ１及びΦＨ２，水平走査開始パルスΦＨＳＴ，垂直走査回路駆動クロック群ΦＶ１及びΦＶ２，垂直走査開始パルスΦＶＳＴが順次発生する。
【００１４】
そして、水平走査回路３からの水平走査終了パルスΦＨＥＯＳが検出され、水平走査開始パルスΦＨＳＴの転送が停止すると、ΦＨ１，ΦＨ２イネーブル制御回路12により、水平走査回路３への水平走査回路駆動クロック群ΦＨ１，ΦＨ２の供給を停止する。すなわちΦＨ１，ΦＨ２イネーブル制御回路12の出力レベルが“Ｌ”レベルに維持される。そして、水平走査回路３へ水平走査開始パルスΦＨＳＴが転送されると、再び水平走査回路駆動クロック群ΦＨ１，ΦＨ２の供給を開始する。また、垂直走査回路７からの垂直走査終了パルスΦＶＥＯＳが検出され、垂直走査開始パルスΦＶＳＴの転送が停止すると、ΦＶ１，ΦＶ２イネーブル制御回路15により、垂直走査回路７への垂直走査回路駆動クロック群ΦＶ１，ΦＶ２の供給を停止する。そして、垂直走査回路７へ垂直走査開始パルスΦＶＳＴが転送がされると、再び垂直走査回路駆動クロック群ΦＶ１，ΦＶ２の供給を開始する。
【００１５】
以上のように、走査回路駆動クロック発生回路８を構成することによって、水平走査回路３及び垂直走査回路７において、駆動パルスが転送されて来ない期間には、該走査回路は駆動が停止され、したがって走査回路部での無駄な電力消費をなくし、低消費電力化を図ることができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上実施例に基づいて説明したように、請求項１記載の発明によれば、簡単な回路構成で、無駄な電力消費をなくし、低消費電力化した固体撮像装置を実現することができる。また請求項２記載の発明によれば、垂直駆動クロックがカウンタのカウント値に基づいて発生されることで、タイミングを計りながら外部から垂直駆動クロックを供給する必要がなくなり、外部を含めた装置構成を簡単化することが可能となる。また請求項３記載の発明によれば、水平ブランキング期間相当のカウント値のカウント後、カウントを停止するため、カウント時におけるカウンタのビットの変化に伴うノイズが、光電変換素子から映像信号を取得する際に重畳されることを抑えることが可能となる。また請求項４，５記載の発明によれば、一層の無駄な電力消費をなくし、低消費電力化した固体撮像装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る固体撮像装置の実施例を示す概略ブロック構成図である。
【図２】図１に示した実施例における走査回路駆動クロック回路の構成例を示すブロック構成図である。
【図３】図１及び図２に示した実施例の動作を説明するためのタイミング図である。
【図４】図３に示したタイミング図の右端に続くタイミング図である。
【図５】一般的なシフトレジスタの構成例を示す回路構成図である。
【図６】図５に示したシフトレジスタを記号を用いて示した模式図である。
【図７】図５，６に示すシフトレジスタの動作を説明するためのタイミング図である。
【図８】従来の固体撮像装置の構成例を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
１  画素
２  水平選択線
３  水平走査回路
４  水平選択スイッチ
５  出力信号線
６  垂直選択線
７  垂直走査回路
８  走査回路駆動クロック発生回路
９  走査回路制御クロック発生回路
10  シフトレジスタユニット
11  ΦＨ１，ΦＨ２発生回路
12  ΦＨ１，ΦＨ２イネーブル制御回路
13  カウンタ部
14  ΦＶ１，ΦＶ２，ΦＨＳＴ発生回路
15  ΦＶ１，ΦＶ２イネーブル制御回路
16  ΦＶＳＴ発生回路
【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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