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JP6366325B2 - Imaging system - Google Patents

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JP6366325B2 JP2014068841A JP2014068841A JP6366325B2 JP 6366325 B2 JP6366325 B2 JP 6366325B2 JP 2014068841 A JP2014068841 A JP 2014068841A JP 2014068841 A JP2014068841 A JP 2014068841A JP 6366325 B2 JP6366325 B2 JP 6366325B2
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Description

本発明は、撮像システムに関する。   The present invention relates to an imaging system.

近年、被写体に赤外光を投射し、その反射光を撮像装置で受光することで、被写体距離を算出する方法が提案されている。光の速度は、3×10m/sである。これが既知であるので、光源より対象物に向かってパルス光を放ち、対象物からはね返ってきた反射光を受け、そのパルス光の遅れ時間を計測することで、対象物までの距離を測定することができる。TOF(Time−Of−Flight)法とは、このパルス光の飛行時間を測定することで、対象物までの距離を測る方法である。遅れ時間計測範囲に対する距離計測範囲を読み取ることができ、例えば遅れ時間計測範囲が1μsであり、遅れ時間計測分解能が、1nsのものができれば、150mの範囲を15cmの分解能で測定でき、車載用の距離センサとして利用可能である。   In recent years, there has been proposed a method of calculating a subject distance by projecting infrared light onto a subject and receiving the reflected light with an imaging device. The speed of light is 3 × 10 m / s. Since this is known, the pulse light is emitted from the light source toward the target, the reflected light bounced back from the target is received, and the distance to the target is measured by measuring the delay time of the pulsed light. Can do. The TOF (Time-Of-Flight) method is a method for measuring the distance to an object by measuring the time of flight of this pulsed light. The distance measurement range with respect to the delay time measurement range can be read. For example, if the delay time measurement range is 1 μs and the delay time measurement resolution is 1 ns, the 150 m range can be measured with a resolution of 15 cm. It can be used as a distance sensor.

この原理を応用し、電荷振り分け方式の画素構造を有するCMOS型固体撮像装置を用いて、2次元の距離画像を取得する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。具体的には、照射パルス光が物体に反射して、遅れて到達する反射パルス光の先行部分に対応する信号成分と後行部分に対応する信号成分をスイッチで振り分ける。これらの信号を画素毎に検出し、先行部分と後行部分の比率を求めることにより、画素毎の距離情報を得ることができる。   By applying this principle, a technique for acquiring a two-dimensional distance image using a CMOS solid-state imaging device having a charge distribution type pixel structure has been proposed (for example, see Patent Document 1). Specifically, the irradiation pulse light is reflected by the object, and the signal component corresponding to the preceding portion of the reflected pulse light that arrives late and the signal component corresponding to the following portion are distributed by the switch. The distance information for each pixel can be obtained by detecting these signals for each pixel and obtaining the ratio of the preceding part and the succeeding part.

さらに、TOF法でフォトダイオードの開口率を低下させない方法として、偶数行と奇数行で転送タイミングを変えることで、異なる画素出力を用いて距離情報を得る方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   Further, as a method of not reducing the aperture ratio of the photodiode by the TOF method, a method of obtaining distance information using different pixel outputs by changing transfer timing between even rows and odd rows has been proposed (for example, Patent Documents). 2).

特開2004−294420号公報JP 2004-294420 A 特開2010−213231号公報JP 2010-213231 A

通常、画像を生成するための固体撮像装置は、画素上に赤(R),緑(G),青(B)のカラーフィルタがベイヤ状に配置される。特許文献2では、偶数行画素の信号と奇数行画素の信号を用いて、距離情報を得るようにしている。しかし、これでは色違いの画素出力を用いることになり、正確な距離情報を得るために、後段の処理回路が複雑になる課題がある。また、1つのフローティングディフュージョン部を偶数行画素と奇数行画素で共有しているため、ほぼ同時に転送される信号を保持するためのメモリが別途必要になる。また、通常の撮像システムには、パッシブ型の専用のセンサで、位相差検出により焦点検出情報を生成させる手段を有しているが、一般的に暗い状況では精度が落ちる課題がある。   In general, in a solid-state imaging device for generating an image, red (R), green (G), and blue (B) color filters are arranged in a Bayer shape on pixels. In Patent Document 2, distance information is obtained by using even row pixel signals and odd row pixel signals. However, in this case, pixel outputs of different colors are used, and there is a problem that the processing circuit at the subsequent stage becomes complicated in order to obtain accurate distance information. Further, since one floating diffusion portion is shared by even-numbered row pixels and odd-numbered row pixels, a memory for holding signals that are transferred almost simultaneously is necessary. In addition, a normal imaging system has a means for generating focus detection information by phase difference detection using a passive dedicated sensor, but there is a problem that accuracy is generally lowered in a dark situation.

本発明の目的は、簡単な構成で被写体までの距離を算出するための画素信号を生成することができる撮像システムを提供することである。   An object of the present invention is to provide an imaging system capable of generating a pixel signal for calculating a distance to a subject with a simple configuration.

本発明の撮像システムは、第1の光電変換素子および前記第1の光電変換素子の電荷を転送する第1の転送スイッチを備え、前記第1の光電変換素子の電荷に応じた信号を出力する第1の画素と、第2の光電変換素子および前記第2の光電変換素子の電荷を転送する第2の転送スイッチを備え、前記第2の光電変換素子の電荷に応じた信号を出力する第2の画素とを有する複数の画素が行列状に配置され、前記第1の画素および前記第2の画素は同色のカラーフィルタを備えるとともに互いに隣接して配置された固体撮像素子と、被写に光を投射する発光素子と、前記第1の画素および前記第2の画素の出力信号に基づいて前記被写体までの距離を算出する距離算出部と、第1のモードと第2のモードのいずれかのモードに切り替えるように制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記第1のモードにおいて、前記第1の転送スイッチおよび前記第2の転送スイッチを同時にオンするように前記固体撮像素子を駆動するように制御し、前記第2のモードにおいて、前記第1の転送スイッチをオンし、その後、前記発光素子による光の投射を開始し、その後、前記第1の転送スイッチをオフし、前記第2の転送スイッチをオンし、その後、前記発光素子が光の投射を終了し、その後、前記第2の転送スイッチをオフするように前記固体撮像素子および前記発光素子を駆動するとともに、前記距離算出部が前記被写体までの距離を算出するように制御することを特徴とする。 The imaging system of the present invention includes a first photoelectric conversion element and a first transfer switch that transfers the charge of the first photoelectric conversion element, and outputs a signal corresponding to the charge of the first photoelectric conversion element. A first pixel, a second photoelectric conversion element, and a second transfer switch that transfers the charge of the second photoelectric conversion element, and outputs a signal corresponding to the charge of the second photoelectric conversion element. It is arranged in a plurality of a matrix state and a second pixel, the first pixel and the second pixel and the solid-state image sensor disposed adjacent to each other provided with a same color of the color filter, the photographic material A light emitting element that projects light onto the light source , a distance calculation unit that calculates a distance to the subject based on output signals of the first pixel and the second pixel, and any one of the first mode and the second mode Switch to some mode Control means for controlling, and in the first mode, the control means drives the solid-state imaging device so as to simultaneously turn on the first transfer switch and the second transfer switch. Controlling, in the second mode, to turn on the first transfer switch, and then start projecting light by the light emitting element, and then turn off the first transfer switch, and the second transfer The switch is turned on, and then the light emitting element finishes projecting light, and then the solid-state imaging device and the light emitting element are driven to turn off the second transfer switch, and the distance calculation unit Control is performed so as to calculate the distance to the subject .

単な構成で被写体までの距離を算出するための高精度の画素信号を得ることができる。これにより、被写体までの距離を高精度で算出することができる。 It is possible to obtain a highly accurate pixel signal for calculating the distance to the subject in easy single configuration. As a result, the distance to the subject can be calculated with high accuracy.

画素の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a pixel. 固体撮像装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a solid-state imaging device. 読み出し部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the read-out part. 画素のレイアウト図である。It is a layout diagram of a pixel. 読み出し駆動を説明するためのタイミングチャートである。6 is a timing chart for explaining read driving. 被写体距離情報を生成可能な撮像システムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the imaging system which can produce | generate object distance information. TOF法における駆動方法を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the drive method in TOF method. 画素出力を説明するための図である。It is a figure for demonstrating pixel output. TOF法における駆動方法を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the drive method in TOF method. 画素出力を説明するための図である。It is a figure for demonstrating pixel output. TOF法における駆動方法を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the drive method in TOF method. 画素出力を説明するための図である。It is a figure for demonstrating pixel output. 読み出し部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the read-out part.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態による画素100の構成例を示す図である。フォトダイオード101は、光電変換により電荷を生成する光電変換素子であり、アノードが接地されている。フォトダイオード101のカソードは、転送MOSトランジスタ(転送スイッチ)102を介して、フローティングディフュージョンCfd及び増幅MOSトランジスタ104のゲートに接続されている。増幅MOSトランジスタ104のゲートは、フローティングディフュージョンCfdをリセットするためのリセットMOSトランジスタ103のソースが接続されている。リセットMOSトランジスタ103のドレインは、電源電圧VDDのノードに接続されている。増幅MOSトランジスタ104は、ドレインが電源電圧VDDのノードに接続され、ソースが選択MOSトランジスタ105のドレインに接続されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel 100 according to the first embodiment of the present invention. The photodiode 101 is a photoelectric conversion element that generates charges by photoelectric conversion, and has an anode grounded. The cathode of the photodiode 101 is connected to the floating diffusion Cfd and the gate of the amplification MOS transistor 104 via a transfer MOS transistor (transfer switch) 102. The gate of the amplification MOS transistor 104 is connected to the source of the reset MOS transistor 103 for resetting the floating diffusion Cfd. The drain of the reset MOS transistor 103 is connected to the node of the power supply voltage VDD. The amplification MOS transistor 104 has a drain connected to the node of the power supply voltage VDD and a source connected to the drain of the selection MOS transistor 105.

転送MOSトランジスタ102のゲートには、信号PTXが入力される。転送MOSトランジスタ102は、信号PTXに応じて、フォトダイオード101の電荷をフローティングディフュージョンCfd及び増幅MOSトランジスタ104のゲートに転送する。リセットMOSトランジスタ103のゲートには、信号PRESが入力される。リセットMOSトランジスタ103は、信号PRESに応じて、フローティングディフュージョンCfd及びフォトダイオード101の電荷をリセットする。選択MOSトランジスタ105のゲートには、信号PSELが入力される。選択MOSトランジスタ105は、信号PSELに応じて、増幅MOSトランジスタ104のソースを端子OUTに接続する。端子OUTは、図3の垂直出力線301に接続される。増幅MOSトランジスタ104は、選択MOSトランジスタ105を介して、図3の垂直出力線301の負荷の電流源302に接続されることで、ソースフォロワアンプとして機能する。なお、信号PRES及びPSELは、それぞれ、図2の垂直走査部202により生成される。   A signal PTX is input to the gate of the transfer MOS transistor 102. The transfer MOS transistor 102 transfers the charge of the photodiode 101 to the floating diffusion Cfd and the gate of the amplification MOS transistor 104 according to the signal PTX. A signal PRES is input to the gate of the reset MOS transistor 103. The reset MOS transistor 103 resets the charges of the floating diffusion Cfd and the photodiode 101 in response to the signal PRES. A signal PSEL is input to the gate of the selection MOS transistor 105. The selection MOS transistor 105 connects the source of the amplification MOS transistor 104 to the terminal OUT according to the signal PSEL. The terminal OUT is connected to the vertical output line 301 in FIG. The amplification MOS transistor 104 functions as a source follower amplifier by being connected to the load current source 302 of the vertical output line 301 of FIG. 3 via the selection MOS transistor 105. The signals PRES and PSEL are respectively generated by the vertical scanning unit 202 in FIG.

図2は、CMOS型固体撮像装置200の構成例を示す図である。固体撮像装置200は、画素部201、垂直走査部202、読み出し部203、水平走査部204及び読み出しアンプ150を有する。画素部201は、2次元行列状に配置された複数の画素100(図1)を有し、光学系により結像された光学像を受光する。垂直走査部202は、信号PTX、PSEL及びPTXにより、画素部201内の画素100の行を順に選択する。水平走査部204は、画素部201内の画素の列を順に選択する。これにより、画素部201内の複数の画素は、順に選択される。読み出し部203は、垂直走査部202及び水平走査部204によって選択される画素100の信号を読み出しアンプ150に読み出す。なお、固体撮像装置200は、上記の各回路にタイミング信号を提供するタイミングジェネレータ等を備えても良い。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the CMOS solid-state imaging device 200. The solid-state imaging device 200 includes a pixel unit 201, a vertical scanning unit 202, a reading unit 203, a horizontal scanning unit 204, and a reading amplifier 150. The pixel unit 201 includes a plurality of pixels 100 (FIG. 1) arranged in a two-dimensional matrix, and receives an optical image formed by the optical system. The vertical scanning unit 202 sequentially selects the rows of the pixels 100 in the pixel unit 201 based on the signals PTX, PSEL, and PTX. The horizontal scanning unit 204 sequentially selects the pixel columns in the pixel unit 201. Thereby, the plurality of pixels in the pixel unit 201 are selected in order. The readout unit 203 reads out the signal of the pixel 100 selected by the vertical scanning unit 202 and the horizontal scanning unit 204 to the readout amplifier 150. Note that the solid-state imaging device 200 may include a timing generator that provides a timing signal to each of the above circuits.

図3は、図1の画素100及び図2の読み出し部203の一部の構成例を示す図である。画素100_00は、第0行第0列の画素100である。画素100_01は、第0行第1列の画素100である。画素100_02は、第0行第2列の画素100である。画素100_03は、第0行第3列の画素100である。画素100_10は、第1行第0列の画素100である。画素100_11は、第1行第1列の画素100である。画素100_12は、第1行第2列の画素100である。画素100_13は、第1行第3列の画素100である。8個の画素100_00〜100_13は、画素部201内で2次元行列状に配置される。8個の画素100_00〜100_13の例を説明するが、実際にはより多数の画素100が配置されている。各列の画素100の出力端子OUTは、列毎に配置された垂直出力線301及び電流源302に共通に接続されている。電流源302は、垂直出力線301の負荷である。   3 is a diagram illustrating a configuration example of a part of the pixel 100 in FIG. 1 and the readout unit 203 in FIG. The pixel 100_00 is the pixel 100 in the 0th row and the 0th column. The pixel 100_01 is the pixel 100 in the 0th row and the first column. The pixel 100_02 is the pixel 100 in the 0th row and the second column. The pixel 100_03 is the pixel 100 in the 0th row and the third column. The pixel 100_10 is the pixel 100 in the first row and the 0th column. The pixel 100_11 is the pixel 100 in the first row and first column. The pixel 100_12 is the pixel 100 in the first row and the second column. The pixel 100_13 is the pixel 100 in the first row and the third column. The eight pixels 100_00 to 100_13 are arranged in a two-dimensional matrix in the pixel portion 201. Although an example of eight pixels 100_00 to 100_13 will be described, a larger number of pixels 100 are actually arranged. The output terminal OUT of the pixel 100 in each column is commonly connected to the vertical output line 301 and the current source 302 arranged for each column. The current source 302 is a load of the vertical output line 301.

信号PTX_00〜PTX_13は、それぞれ、画素100_00〜100_13の転送MOSトランジスタ102のゲートに入力される信号PTXである。信号PSEL_0は、第0行の画素100_00,100_01,100_02,100_03の選択MOSトランジスタ105のゲートに入力される信号PSELである。   The signals PTX_00 to PTX_13 are signals PTX input to the gates of the transfer MOS transistors 102 of the pixels 100_00 to 100_13, respectively. The signal PSEL_0 is a signal PSEL input to the gates of the selection MOS transistors 105 of the pixels 100_00, 100_01, 100_02, and 100_03 in the 0th row.

増幅アンプ303は、垂直出力線301に読み出された信号を増幅する。保持容量306は、スイッチ304を介して、増幅アンプ303の出力信号を保持する。保持容量307は、スイッチ305を介して、増幅アンプ303の出力信号を保持する。スイッチ304は、図5の信号PTNにより駆動され、保持容量306は画素100のリセット状態の信号(N信号)を保持する。また、スイッチ305は、図5の信号PTSにより駆動され、保持容量307は画素100の光電変換に基づく信号(S信号)を保持する。保持容量306及び307の各列の信号は、水平走査部204によって、読み出しアンプ150の入力端子に順次転送される。読み出しアンプ150は、保持容量307のS信号と保持容量306のN信号の差分を出力する。   The amplification amplifier 303 amplifies the signal read out to the vertical output line 301. The holding capacitor 306 holds the output signal of the amplification amplifier 303 via the switch 304. The holding capacitor 307 holds the output signal of the amplification amplifier 303 via the switch 305. The switch 304 is driven by the signal PTN in FIG. 5, and the holding capacitor 306 holds a signal (N signal) in the reset state of the pixel 100. Further, the switch 305 is driven by the signal PTS in FIG. 5, and the holding capacitor 307 holds a signal (S signal) based on the photoelectric conversion of the pixel 100. The signals in the columns of the storage capacitors 306 and 307 are sequentially transferred to the input terminal of the read amplifier 150 by the horizontal scanning unit 204. The read amplifier 150 outputs the difference between the S signal of the storage capacitor 307 and the N signal of the storage capacitor 306.

図4は、画素100_00〜100_13のレイアウト図である。画素100_00〜100_13は、それぞれ、半導体層に、フォトダイオード101、転送MOSトランジスタ102及びフローティングディフュージョンCfdを有し、その直上にマイクロレンズ401が配置される。また、フォトダイオード101の上には、カラーフィルタ層がベイヤ配列されている。画素100_00及び100_02には、赤色(R)のカラーフィルタが配置される。画素100_01及び100_03には、緑色(Gr)のカラーフィルタが配置される。画素100_10及び100_12には、緑色(Gb)のカラーフィルタが配置される。画素100_11及び100_13には、青色(B)のカラーフィルタが配置される。   FIG. 4 is a layout diagram of the pixels 100_00 to 100_13. Each of the pixels 100_00 to 100_13 includes a photodiode 101, a transfer MOS transistor 102, and a floating diffusion Cfd in a semiconductor layer, and a microlens 401 is disposed immediately above the photodiode 101. A color filter layer is arranged on the photodiode 101 in a Bayer array. A red (R) color filter is disposed in each of the pixels 100_00 and 100_02. A green (Gr) color filter is disposed in each of the pixels 100_01 and 100_03. A green (Gb) color filter is disposed in each of the pixels 100_10 and 100_12. A blue (B) color filter is disposed in each of the pixels 100_11 and 100_13.

図5は、固体撮像装置200の第1のモードにおける駆動方法を示すタイミングチャートであり、被写体を撮像するためにフォトダイオード101に蓄積された信号を1画面分、読み出す駆動方法を示す。横軸は、時間の経過を示しており、その時刻をT1〜T13で示している。信号HDがローレベルからハイレベルになることで、垂直走査部202による画素選択行が切り替わる。また、信号HDの位相は、選択行の信号PSELの位相を示している。また、各パルス信号はハイレベルで対応するトランジスタをオンさせる。さらに、第0行の同一行の転送MOSトランジスタ102は、2列毎の信号PTX_00,PTX_01と信号PTX_02,PTX_03により駆動される。第1行の同一行の転送MOSトランジスタ102は、2列毎の信号PTX_10,PTX_11と信号PTX_12,PTX_13により駆動される。時刻T1以前では、フォトダイオード101は、光電変換により生成した電荷の蓄積を行っている。   FIG. 5 is a timing chart showing a driving method in the first mode of the solid-state imaging device 200, and shows a driving method for reading out signals stored in the photodiode 101 for one screen in order to image a subject. The horizontal axis indicates the passage of time, and the time is indicated by T1 to T13. As the signal HD changes from the low level to the high level, the pixel selection row by the vertical scanning unit 202 is switched. The phase of the signal HD indicates the phase of the signal PSEL in the selected row. Each pulse signal turns on the corresponding transistor at a high level. Further, the transfer MOS transistors 102 in the same row of the 0th row are driven by signals PTX_00 and PTX_01 and signals PTX_02 and PTX_03 every two columns. The transfer MOS transistors 102 in the same row of the first row are driven by signals PTX_10, PTX_11 and signals PTX_12, PTX_13 every two columns. Prior to time T1, the photodiode 101 accumulates charges generated by photoelectric conversion.

時刻T1では、信号HD、PTS、PTNがローレベルであり、信号PRESがハイレベルである。次に、時刻T2では、信号HD(PSEL)がローレベルからハイレベルになることで、垂直走査部202により第0行が選択される。具体的には、第0行の信号PSEL_0がローレベルからハイレベルになり、第0行の選択MOSトランジスタ105がオンし、第0行の増幅MOSトランジスタ104が垂直出力線301に接続される。このとき、信号PRESはハイレベルであり、全画素100のリセットMOSトランジスタ103がオンし、フローティングディフュージョンCfdはリセット状態である。   At time T1, the signals HD, PTS, and PTN are at a low level, and the signal PRES is at a high level. Next, at time T2, the signal HD (PSEL) changes from the low level to the high level, so that the vertical scanning unit 202 selects the 0th row. Specifically, the signal PSEL_0 in the 0th row changes from the low level to the high level, the selection MOS transistor 105 in the 0th row is turned on, and the amplification MOS transistor 104 in the 0th row is connected to the vertical output line 301. At this time, the signal PRES is at a high level, the reset MOS transistors 103 of all the pixels 100 are turned on, and the floating diffusion Cfd is in a reset state.

次に、時刻T3〜T4では、信号PTS及びPTNがハイレベルになり、スイッチ304及び305がオンし、保持容量306及び保持容量307はリセットされる。   Next, at times T3 to T4, the signals PTS and PTN are at a high level, the switches 304 and 305 are turned on, and the storage capacitors 306 and 307 are reset.

次に、時刻T5では、信号PRESがローレベルになり、全画素100のリセットMOSトランジスタ103がオフし、フローティングディフュージョンCfdのリセット状態が解除される。   Next, at time T5, the signal PRES goes low, the reset MOS transistors 103 of all the pixels 100 are turned off, and the reset state of the floating diffusion Cfd is released.

次に、時刻T6〜T7では、信号PTNが再びハイレベルになり、スイッチ304がオンし、画素100のリセット状態解除後の出力信号(N信号)が保持容量306に保持さる。   Next, at times T <b> 6 to T <b> 7, the signal PTN becomes high level again, the switch 304 is turned on, and the output signal (N signal) after the reset state of the pixel 100 is released is held in the holding capacitor 306.

次に、時刻T8〜T9では、信号PTX_00,PTX_01及び信号PTX_02,PTX_03がハイレベルになる。これにより、第0行の全画素100_00〜100_03では、転送MOSトランジスタ102がオンし、フォトダイオード101の電荷がフローティングディフュージョンCfdに転送される。また、時刻T8〜T10では、信号PTSが再びハイレベルになり、スイッチ305がオンし、第0行の画素100_00〜100_03の光電変換に基づく出力信号(S信号)が保持容量307に保持される。   Next, at times T8 to T9, the signals PTX_00 and PTX_01 and the signals PTX_02 and PTX_03 are at a high level. Thereby, in all the pixels 100_00 to 100_03 in the 0th row, the transfer MOS transistor 102 is turned on, and the charge of the photodiode 101 is transferred to the floating diffusion Cfd. In addition, at time T8 to T10, the signal PTS becomes high level again, the switch 305 is turned on, and an output signal (S signal) based on photoelectric conversion of the pixels 100_00 to 100_03 in the 0th row is held in the holding capacitor 307. .

次に、時刻T10〜T11の期間では、水平走査部204により、保持容量306及び307に保持された信号が順次読み出しアンプ150の入力端子に転送される。読み出しアンプ150は、保持容量307のS信号と保持容量306のN信号の差分を出力する。   Next, during the period from time T <b> 10 to T <b> 11, the signals held in the holding capacitors 306 and 307 are sequentially transferred to the input terminal of the read amplifier 150 by the horizontal scanning unit 204. The read amplifier 150 outputs the difference between the S signal of the storage capacitor 307 and the N signal of the storage capacitor 306.

次に、時刻T11では、信号PRESがハイレベルになり、全画素100のリセットMOSトランジスタ103がオンし、フローティングディフュージョンCfdがリセットされる。   Next, at time T11, the signal PRES goes high, the reset MOS transistors 103 of all the pixels 100 are turned on, and the floating diffusion Cfd is reset.

時刻T11〜T12では、信号HD及びPSEL_0がローレベルになり、第0行の選択MOSトランジスタ105がオフし、第0行の増幅MOSトランジスタ104が垂直出力線301から切断される。   At times T11 to T12, the signals HD and PSEL_0 are at a low level, the 0th row selection MOS transistor 105 is turned off, and the 0th row amplification MOS transistor 104 is disconnected from the vertical output line 301.

次に、時刻T12では、信号HD及びPSEL_1がローレベルからハイレベルになり、第1行の選択MOSトランジスタ105がオンし、第1行の増幅MOSトランジスタ104が垂直出力線301から切断される。時刻T2〜T12と同様に、第1行の画素100_10〜100_13の読み出しが行われる。この際、第0行の信号PTX_00〜PTX_03の代わりに、第1行の信号PTX_10〜PTX_13の信号がハイレベルになり、第1行の画素100_10〜100_13の転送MOSトランジスタ102がオンする。上記の処理を全行について順次行い、1画面分の全ての画素100の信号の読み出しを行うことができる。これにより、被写体を撮像するための1画面分の画素信号が得られる。   Next, at time T12, the signals HD and PSEL_1 change from low level to high level, the first row selection MOS transistors 105 are turned on, and the first row amplification MOS transistors 104 are disconnected from the vertical output line 301. Similarly to the times T2 to T12, the pixels 100_10 to 100_13 in the first row are read. At this time, instead of the signals PTX_00 to PTX_03 in the 0th row, the signals PTX_10 to PTX_13 in the 1st row become high level, and the transfer MOS transistors 102 of the pixels 100_10 to 100_13 in the 1st row are turned on. The above processing is sequentially performed for all rows, and signals of all pixels 100 for one screen can be read. Thereby, the pixel signal for one screen for imaging a subject is obtained.

図6は、第2のモードにおいて、固体撮像装置200を用いてTOF(Time−Of−Flight)法による被写体距離情報(距離画像)を生成可能な撮像システム(カメラ)の構成例を示す図である。撮影レンズ601は、被写界からの光を固体撮像装置200に集光する。発光素子(投光手段)602は、被写界に対して、『R色』、『G色』、『B色』のパルス光を投射(照射)する。タイミング発生回路603は、固体撮像装置200及び発光素子602を駆動する。発光素子602は、信号LED_R_PLSがハイレベルになることにより、『R色』の光を被写界に対して投射する。また、発光素子602は、信号LED_G_PLSがハイレベルになることにより、『G色』の光を被写界に対して投射する。また、発光素子602は、信号LED_B_PLSがハイレベルになることにより、『B色』の光を被写界に対して投射する。距離算出部604は、発光素子602から投射された光が被写体に反射して固体撮像装置200で受光されるまでの時間を測定することで、撮像システムから被写体までの距離情報(距離画像)を算出する。発光素子602は、赤色、緑色及び青色の光を選択的に投射可能である。図4の複数の画素100_00〜100_13のカラーフィルタは、発光素子602が投射する赤色、緑色及び青色の光と略同一色のカラーフィルタを有する。   FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of an imaging system (camera) that can generate subject distance information (distance image) by the TOF (Time-Of-Flight) method using the solid-state imaging device 200 in the second mode. is there. The photographing lens 601 collects light from the object scene onto the solid-state imaging device 200. The light emitting element (light projecting unit) 602 projects (irradiates) pulsed light of “R color”, “G color”, and “B color” to the object scene. The timing generation circuit 603 drives the solid-state imaging device 200 and the light emitting element 602. The light emitting element 602 projects “R color” light onto the object scene when the signal LED_R_PLS becomes a high level. In addition, the light emitting element 602 projects “G color” light onto the object scene when the signal LED_G_PLS becomes a high level. In addition, the light emitting element 602 projects “B color” light onto the object scene when the signal LED_B_PLS becomes a high level. The distance calculation unit 604 measures distance information (distance image) from the imaging system to the subject by measuring the time until the light projected from the light emitting element 602 is reflected by the subject and received by the solid-state imaging device 200. calculate. The light emitting element 602 can selectively project red, green, and blue light. The color filters of the plurality of pixels 100_00 to 100_13 in FIG. 4 include color filters having substantially the same color as red, green, and blue light projected by the light-emitting element 602.

図7は、固体撮像装置200の第2のモードにおける駆動方法を示すタイミングチャートであり、1画面分の被写体距離情報を生成するための駆動方法を示す。このタイミングチャートでは、発光素子602が『R色』の光を投射してその反射光を『R色』のフィルタを有する画素100で受光する、または、発光素子602が『B色』の光を投射してその反射光を『B色』のフィルタを有する画素100で受光する。これにより、1画面分の被写体までの距離を測定する。   FIG. 7 is a timing chart showing a driving method in the second mode of the solid-state imaging device 200, and shows a driving method for generating subject distance information for one screen. In this timing chart, the light emitting element 602 projects light of “R color” and the reflected light is received by the pixel 100 having the filter of “R color”, or the light emitting element 602 receives light of “B color”. The projected light is received by a pixel 100 having a “B color” filter. Thus, the distance to the subject for one screen is measured.

まず、時刻T1では、信号HD、PTS及びPTNがローレベルであり、信号PRESがハイレベルである。次に、時刻T2では、信号HD及びPSEL_0がハイレベルになり、第0行の選択MOSトランジスタ105がオンし、第0行の増幅MOSトランジスタ104が垂直出力線301に接続される。このとき、信号PRESはハイレベルであり、全画素100のリセットMOSトランジスタ103がオンし、フローティングディフュージョンCfdはリセット状態である。また、時刻T2〜T3では、信号PTX_00,PTX_01及び信号PTX_02,PTX_03がハイレベルになり、第0行の全画素100_00〜100_03では、転送MOSトランジスタ102がオンし、フォトダイオード101の電荷がリセットされる。   First, at time T1, the signals HD, PTS, and PTN are at a low level, and the signal PRES is at a high level. Next, at time T <b> 2, the signals HD and PSEL_ 0 are at a high level, the 0th row selection MOS transistor 105 is turned on, and the 0th row amplification MOS transistor 104 is connected to the vertical output line 301. At this time, the signal PRES is at a high level, the reset MOS transistors 103 of all the pixels 100 are turned on, and the floating diffusion Cfd is in a reset state. At times T2 to T3, the signals PTX_00 and PTX_01 and the signals PTX_02 and PTX_03 are at a high level, and the transfer MOS transistor 102 is turned on in all the pixels 100_00 to 100_03 in the 0th row, and the charge of the photodiode 101 is reset. The

次に、時刻T4〜T5では、信号PTS及びPTNがハイレベルになり、スイッチ304及び305がオンし、保持容量306及び保持容量307がリセットされる。   Next, at times T4 to T5, the signals PTS and PTN are at a high level, the switches 304 and 305 are turned on, and the storage capacitor 306 and the storage capacitor 307 are reset.

次に、時刻T6では、信号PRESがローレベルになり、全画素100のリセットMOSトランジスタ103がオフし、フローティングディフュージョンCfdのリセット状態が解除される。   Next, at time T6, the signal PRES goes low, the reset MOS transistors 103 of all the pixels 100 are turned off, and the reset state of the floating diffusion Cfd is released.

次に、時刻T7〜T8では、信号PTNが再びハイレベルになり、スイッチ304がオンし、画素100のリセット状態解除後の出力信号(N信号)が保持容量306に保持さる。   Next, at time T <b> 7 to T <b> 8, the signal PTN goes high again, the switch 304 is turned on, and the output signal (N signal) after the reset state of the pixel 100 is released is held in the holding capacitor 306.

次に、時刻T9〜T11の期間では、信号PTX_00及びPTX_01がハイレベルになる。これにより、画素100_00及び100_01では、転送MOSトランジスタ102がオンし、フォトダイオード101の電荷がフローティングディフュージョンCfdに転送される。   Next, in the period from time T9 to T11, the signals PTX_00 and PTX_01 are at a high level. Thereby, in the pixels 100_00 and 100_01, the transfer MOS transistor 102 is turned on, and the charge of the photodiode 101 is transferred to the floating diffusion Cfd.

次に、時刻T11〜T13の期間では、信号PTX_02及びPTX_03がハイレベルになる。これにより、画素100_02及び100_03では、転送MOSトランジスタ102がオンし、フォトダイオード101の電荷がフローティングディフュージョンCfdに転送される。   Next, in the period of time T11 to T13, the signals PTX_02 and PTX_03 are at a high level. Thereby, in the pixels 100_02 and 100_03, the transfer MOS transistor 102 is turned on, and the charge of the photodiode 101 is transferred to the floating diffusion Cfd.

また、時刻T10〜時刻T12の期間では、信号LED_R_PLSがハイレベルになり、発光素子602は『R色』の光を被写界に向けて投射する。   In the period from time T10 to time T12, the signal LED_R_PLS is at a high level, and the light emitting element 602 projects “R color” light toward the object scene.

その後、時刻T14〜T15では、信号PTSが再びハイレベルになり、スイッチ305がオンし、第0行の画素100_00〜100_03の光電変換に基づく出力信号(S信号)が保持容量307に保持される。   After that, at time T14 to T15, the signal PTS becomes high level again, the switch 305 is turned on, and the output signal (S signal) based on the photoelectric conversion of the pixels 100_00 to 100_03 in the 0th row is held in the holding capacitor 307. .

次に、時刻T15〜T16の期間では、水平走査部204により、保持容量306及び307に保持された信号が順次読み出しアンプ150の入力端子に転送される。読み出しアンプ150は、保持容量307のS信号と保持容量306のN信号の差分を出力する。   Next, during the period from time T15 to time T16, the signals held in the holding capacitors 306 and 307 are sequentially transferred to the input terminal of the read amplifier 150 by the horizontal scanning unit 204. The read amplifier 150 outputs the difference between the S signal of the storage capacitor 307 and the N signal of the storage capacitor 306.

ここで、発光素子602が『R色』の光を被写界に向けて投射しその反射光が固体撮像装置200で受光される期間のうち、時刻T9〜T11内の一部の期間に画素100_00及び100_01のフォトダイオード101が受光する。また、時刻T11〜T13内の一部の期間に画素100_02及び100_03のフォトダイオード101が受光する。図4に示すように、画素100_00及び100_02は、フォトダイオード101上に『R色』のカラーフィルタが配置されているので、投射光が『R色』の場合に、信号の強度が非常に高くなる。一方、画素100_01及び100_03は、フォトダイオード101上に『G色』のカラーフィルタが配置されているので、光電変換の効率は悪い。   Here, the pixels in a part of time T9 to T11 in the period in which the light emitting element 602 projects “R color” light toward the object field and the reflected light is received by the solid-state imaging device 200. Photodiodes 101 of 100_00 and 100_01 receive light. In addition, the photodiodes 101 of the pixels 100_02 and 100_03 receive light during a part of the period from time T11 to time T13. As shown in FIG. 4, the pixels 100_00 and 100_02 have “R color” color filters arranged on the photodiode 101. Therefore, when the projection light is “R color”, the signal intensity is very high. Become. On the other hand, in the pixels 100_01 and 100_03, since the “G color” color filter is arranged on the photodiode 101, the photoelectric conversion efficiency is low.

つまり、第0行の画素100_00〜100_03から読み出されたS信号及びN信号の差分信号のうち、画素100_00及び100_02のフォトダイオード101の出力信号に所定の演算を行う。これにより、『R色』で投射された光の反射光を効率よく用いて被写体距離を算出することができる。   That is, a predetermined calculation is performed on the output signals of the photodiodes 101 of the pixels 100_00 and 100_02 among the differential signals of the S signal and the N signal read from the pixels 100_00 to 100_03 in the 0th row. Accordingly, the subject distance can be calculated by efficiently using the reflected light of the light projected in “R color”.

TOF(Time−Of−Flight)法による被写体距離情報の生成方法を説明する。時刻T9〜T13の間に被写界に光を投射し、その反射光を受光する際、2個の画素100_00及び100_02のフォトダイオード101の電荷を時分割に取り出す。撮像システム内の距離算出部604(図6)は、2個の画素100_00及び100_02の出力信号を比較することで、撮像システムから被写体までの距離を算出することができる。   A method for generating subject distance information by the TOF (Time-Of-Flight) method will be described. During the time T9 to T13, when light is projected onto the object scene and the reflected light is received, the charges of the photodiodes 101 of the two pixels 100_00 and 100_02 are taken out in a time-sharing manner. The distance calculation unit 604 (FIG. 6) in the imaging system can calculate the distance from the imaging system to the subject by comparing the output signals of the two pixels 100_00 and 100_02.

次に、時刻T16では、信号PRESがハイレベルになり、全画素100のリセットMOSトランジスタ103がオンし、フローティングディフュージョンCfdがリセットされる。   Next, at time T16, the signal PRES goes high, the reset MOS transistors 103 of all the pixels 100 are turned on, and the floating diffusion Cfd is reset.

時刻T16〜T17では、信号HD及びPSEL_0がローレベルになり、第0行の選択MOSトランジスタ105がオフし、第0行の増幅MOSトランジスタ104が垂直出力線301から切断される。   At times T16 to T17, the signals HD and PSEL_0 are at a low level, the 0th row selection MOS transistor 105 is turned off, and the 0th row amplification MOS transistor 104 is disconnected from the vertical output line 301.

次に、時刻T17では、信号HD及びPSEL_1がローレベルからハイレベルになり、第1行の選択MOSトランジスタ105がオンし、第1行の増幅MOSトランジスタ104が垂直出力線301に接続される。   Next, at time T17, the signals HD and PSEL_1 change from the low level to the high level, the selection MOS transistor 105 in the first row is turned on, and the amplification MOS transistor 104 in the first row is connected to the vertical output line 301.

また、時刻T17では、信号PTX_10,PTX_11及び信号PTX_12,PTX_13がハイレベルになり、第1行の全画素100_10〜100_13では、転送MOSトランジスタ102がオンし、フォトダイオード101の電荷がリセットされる。   At time T17, the signals PTX_10 and PTX_11 and the signals PTX_12 and PTX_13 are at a high level, the transfer MOS transistors 102 are turned on in all the pixels 100_10 to 100_13 in the first row, and the charge of the photodiode 101 is reset.

次に、時刻T4〜T5の期間と同様に、信号PTS及びPTNがハイレベルになる。次に、時刻T6と同様に、信号PRESがローレベルになる。次に、時刻T7〜T8の期間と同様に、信号PTNがハイレベルになる。次に、時刻T18では、信号PTNがローレベルになる。   Next, as in the period of time T4 to T5, the signals PTS and PTN are at a high level. Next, as at time T6, the signal PRES goes low. Next, as in the period of time T7 to T8, the signal PTN goes high. Next, at time T18, the signal PTN goes low.

次に、時刻T19〜T21の期間では、信号PTX_10及びPTX_11がハイレベルになる。これにより、画素100_10及び100_11では、転送MOSトランジスタ102がオンし、フォトダイオード101の電荷がフローティングディフュージョンCfdに転送される。   Next, during the period of time T19 to T21, the signals PTX_10 and PTX_11 are at a high level. As a result, in the pixels 100_10 and 100_11, the transfer MOS transistor 102 is turned on, and the charge of the photodiode 101 is transferred to the floating diffusion Cfd.

次に、時刻T21〜T23の期間では、信号PTX_12及びPTX_13がハイレベルになる。これにより、画素100_12及び100_13では、転送MOSトランジスタ102がオンし、フォトダイオード101の電荷がフローティングディフュージョンCfdに転送される。   Next, during the period of time T21 to T23, the signals PTX_12 and PTX_13 are at a high level. Thereby, in the pixels 100_12 and 100_13, the transfer MOS transistor 102 is turned on, and the charge of the photodiode 101 is transferred to the floating diffusion Cfd.

また、時刻T20〜時刻T22の期間では、信号LED_B_PLSがハイレベルになり、発光素子602は『B色』の光を被写界に向けて投射する。   In the period from time T20 to time T22, the signal LED_B_PLS is at a high level, and the light emitting element 602 projects “B color” light toward the object scene.

その後、時刻T24では、信号PTSが再びハイレベルになり、スイッチ305がオンし、第1行の画素100_10〜100_13の光電変換に基づく出力信号(S信号)が保持容量307に保持される。次に、水平走査部204により、保持容量306及び307に保持された信号が順次読み出しアンプ150の入力端子に転送される。読み出しアンプ150は、保持容量307のS信号と保持容量306のN信号の差分を出力する。   After that, at time T <b> 24, the signal PTS becomes high level again, the switch 305 is turned on, and the output signal (S signal) based on the photoelectric conversion of the pixels 100_10 to 100_13 in the first row is held in the holding capacitor 307. Next, the signals held in the holding capacitors 306 and 307 are sequentially transferred to the input terminal of the read amplifier 150 by the horizontal scanning unit 204. The read amplifier 150 outputs the difference between the S signal of the storage capacitor 307 and the N signal of the storage capacitor 306.

ここで、発光素子602が『B色』の光を被写界に向けて投射しその反射光が固体撮像装置200で受光される期間のうち、時刻T19〜T21内の一部の期間に画素100_10及び100_11のフォトダイオード101が受光する。また、時刻T21〜T23内の一部の期間に画素100_12及び100_13のフォトダイオード101が受光する。図4に示すように、画素100_11及び100_13は、フォトダイオード101上に『B色』のカラーフィルタが配置されているので、投射光が『B色』の場合に、信号の強度が非常に高くなる。一方、画素100_10及び100_12は、フォトダイオード101上に『G色』のカラーフィルタが配置されているので、光電変換の効率は悪い。   Here, the pixels in a part of time T19 to T21 in the period in which the light emitting element 602 projects light of “B color” toward the object field and the reflected light is received by the solid-state imaging device 200. Photodiodes 101 of 100_10 and 100_11 receive light. In addition, the photodiodes 101 of the pixels 100_12 and 100_13 receive light during a part of the period from time T21 to T23. As shown in FIG. 4, the pixels 100_11 and 100_13 have the “B color” color filter disposed on the photodiode 101. Therefore, when the projection light is “B color”, the signal intensity is very high. Become. On the other hand, since the “G color” color filter is arranged on the photodiode 101 in the pixels 100_10 and 100_12, the efficiency of photoelectric conversion is poor.

つまり、第1行の画素100_10〜100_13から読み出されたS信号及びN信号の差分信号のうち、画素100_11及び100_13のフォトダイオード101の出力信号に所定の演算を行う。これにより、『B色』で投射された光の反射光を効率よく用いて被写体距離を算出することができる。   That is, a predetermined calculation is performed on the output signals of the photodiodes 101 of the pixels 100_11 and 100_13 among the differential signals of the S signal and the N signal read from the pixels 100_10 to 100_13 in the first row. Accordingly, the subject distance can be calculated by efficiently using the reflected light of the light projected with “B color”.

上記の第1行の処理を終えた後、上記の第0行の処理と同様に、第2行の処理を行う。その後、上記の第1行の処理と同様に、第3行の処理を行う。偶数行の処理と奇数行の処理を全行について順次行い、1画面分の全ての画素100の読み出しを行う。1画面分の被写体距離情報が得られる。   After finishing the processing of the first row, the processing of the second row is performed in the same manner as the processing of the zeroth row. Thereafter, the third line process is performed in the same manner as the first line process. The even-numbered row processing and the odd-numbered row processing are sequentially performed for all rows, and all pixels 100 for one screen are read. Subject distance information for one screen can be obtained.

図8(a)及び(b)は、図7のタイミングチャートで駆動させたときの画素の出力信号のイメージを示す図であり、各行毎にハッチで示した2個の画素100のフォトダイオード101の信号を用いて、被写体距離の算出を行う。例えば、図8(a)では、『R色』の光を投射した時に用いる『R色』のカラーフィルタのフォトダイオード101をハッチで示している。図8(b)では、『B色』の光を投射した時に用いる『B色』のカラーフィルタのフォトダイオード101をハッチで示している。すなわち、2行のうちの1行で、4列中の同色の2列の画素100の出力信号を用いる。このように、1画面において、1×4画素毎に1つの距離情報(距離画像)を得ることができる。   FIGS. 8A and 8B are diagrams showing an image of the output signal of the pixel when driven by the timing chart of FIG. 7, and the photodiode 101 of the two pixels 100 shown by hatching for each row. The subject distance is calculated using this signal. For example, in FIG. 8A, the photodiode 101 of the “R color” color filter used when the “R color” light is projected is indicated by hatching. In FIG. 8B, the photodiode 101 of the “B color” color filter used when the “B color” light is projected is hatched. That is, the output signal of the pixels 100 in two columns of the same color in four columns is used in one of the two rows. In this way, one distance information (distance image) can be obtained for each 1 × 4 pixel in one screen.

図9は、図7に対応し、固体撮像装置200の第2のモードにおける駆動方法を示すタイミングチャートであり、1画面分の被写体距離情報を生成するための駆動方法を示す。このタイミングチャートでは、発光素子602が『G色』の光を投射してその反射光を『G色』のフィルタを有する画素100で受光することで、被写体までの距離を測定する場合を示す。図9と図7との違いは、時刻T10〜時刻T12の期間、及び時刻T20〜時刻T22の期間で、信号LED_B_PLSがハイレベルになり、発光素子602が『G色』の光を被写界に向けて投射している点である。以下、図9が図7と異なる点を説明する。   FIG. 9 corresponds to FIG. 7 and is a timing chart showing a driving method in the second mode of the solid-state imaging device 200, and shows a driving method for generating subject distance information for one screen. This timing chart shows a case where the light emitting element 602 measures the distance to the subject by projecting “G color” light and receiving the reflected light by the pixel 100 having the “G color” filter. The difference between FIG. 9 and FIG. 7 is that the signal LED_B_PLS is at a high level in the period from time T10 to time T12 and in the period from time T20 to time T22, and the light emitting element 602 emits “G color” light in the object scene. It is the point which is projecting toward. Hereinafter, the points of FIG. 9 different from FIG. 7 will be described.

時刻T10〜時刻T12の期間では、発光素子602が『G色』の光を被写界に向けて投射しその反射光が固体撮像装置200で受光される期間のうち、時刻T9〜T11内の一部の期間に画素100_00及び100_01のフォトダイオード101が受光する。また、時刻T11〜T13内の一部の期間に画素100_02及び100_03のフォトダイオード100が受光する。図4に示すように、画素100_01及び100_03は、フォトダイオード101上に『G色』のカラーフィルタが配置されているので、投射光が『G色』の場合に、信号の強度が非常に高くなる。一方、画素100_00及び100_02は、フォトダイオード101上に『R色』のカラーフィルタが配置されているので、光電変換の効率は悪い。   In the period from time T10 to time T12, the light emitting element 602 projects “G color” light toward the object scene, and the reflected light is received by the solid-state imaging device 200. In some periods, the photodiodes 101 of the pixels 100_00 and 100_01 receive light. In addition, the photodiodes 100 of the pixels 100_02 and 100_03 receive light during a part of the period from time T11 to time T13. As shown in FIG. 4, the pixels 100_01 and 100_03 have a “G color” color filter disposed on the photodiode 101. Therefore, when the projected light is “G color”, the signal intensity is very high. Become. On the other hand, since the “R color” color filter is arranged on the photodiode 101 in the pixels 100_00 and 100_02, the photoelectric conversion efficiency is low.

つまり、第0行の画素100_00〜100_03から読み出されたS信号及びN信号の差分信号のうち、画素100_01及び100_03の出力信号に所定の演算を行う。これにより、『G色』で投射された光の反射光を効率よく用いて、被写体距離を算出することができる。   That is, a predetermined calculation is performed on the output signals of the pixels 100_01 and 100_03 among the differential signals of the S and N signals read from the pixels 100_00 to 100_03 in the 0th row. Accordingly, the subject distance can be calculated by efficiently using the reflected light of the light projected in “G color”.

同様に、時刻T20〜時刻T22の期間に『G色』の光を被写界に向けて投射しその反射光が固体撮像装置200で受光される期間のうち、時刻T19〜T21内の一部の期間に画素100_10及び100_11のフォトダイオード101が受光する。また、時刻T21〜T23内の一部の期間に画素100_12及び100_13のフォトダイオード101が受光する。図4に示すように、画素100_10及び100_12は、フォトダイオード101上に『G色』のカラーフィルタが配置されているので、投射光が『G色』の場合に、信号の強度は非常に高くなる。一方、画素100_11及び100_13は、フォトダイオード101上に『B色』のカラーフィルタが配置されているので、光電変換の効率は悪い。   Similarly, during the period from time T20 to time T22, “G color” light is projected toward the object scene, and a part of the time T19 to T21 in the period in which the reflected light is received by the solid-state imaging device 200. During this period, the photodiodes 101 of the pixels 100_10 and 100_11 receive light. In addition, the photodiodes 101 of the pixels 100_12 and 100_13 receive light during a part of the period from time T21 to T23. As shown in FIG. 4, the pixels 100_10 and 100_12 have the “G color” color filter disposed on the photodiode 101. Therefore, when the projection light is “G color”, the signal intensity is very high. Become. On the other hand, in the pixels 100_11 and 100_13, since the “B color” color filter is disposed on the photodiode 101, the photoelectric conversion efficiency is low.

つまり、第1行の画素100_10〜100_13から読み出されたS信号及びN信号の差分信号のうち、画素100_10及び100_12の出力信号に所定の演算を行う。これにより、『G色』で投射された光の反射光を効率よく用いて、被写体距離を算出することができる。   That is, a predetermined calculation is performed on the output signals of the pixels 100_10 and 100_12 among the differential signals of the S signal and the N signal read from the pixels 100_10 to 100_13 in the first row. Accordingly, the subject distance can be calculated by efficiently using the reflected light of the light projected in “G color”.

上記の第1行の処理を終えた後、上記の第0行の処理と同様に、第2行の処理を行う。その後、上記の第1行の処理と同様に、第3行の処理を行う。偶数行の処理と奇数行の処理を全行について順次行い、1画面分の全ての画素100の読み出しを行う。   After finishing the processing of the first row, the processing of the second row is performed in the same manner as the processing of the zeroth row. Thereafter, the third line process is performed in the same manner as the first line process. The even-numbered row processing and the odd-numbered row processing are sequentially performed for all rows, and all pixels 100 for one screen are read.

図10は、図9のタイミングチャートで駆動させたときの画素出力のイメージを示す図であり、発光素子602が『G色』の光を投射した時に、各行毎にハッチで示した2個の画素のフォトダイオードの信号を用いて、被写体距離の算出を行う。すなわち、毎行の4列中の同色の2列の画素100の出力信号を用いる。このように、1画面において1×4画素毎に1つの距離情報(距離画像)を得ることができる。   FIG. 10 is a diagram showing an image of pixel output when driven by the timing chart of FIG. 9. When the light emitting element 602 projects “G color” light, two rows shown by hatching for each row are shown. The subject distance is calculated using the signal of the photodiode of the pixel. That is, the output signals of the pixels 100 in two columns of the same color in four columns in each row are used. Thus, one distance information (distance image) can be obtained for every 1 × 4 pixels in one screen.

以上のように、第1の実施形態によれば、被写体を撮像するための1画面分の画素信号を得られるとともに、投射された光の色に応じて反射光を効率よく用いることで、1画面において1×4画素毎に1つの距離情報(距離画像)を得ることができる。   As described above, according to the first embodiment, a pixel signal for one screen for capturing an image of a subject can be obtained, and reflected light can be used efficiently according to the color of the projected light. One distance information (distance image) can be obtained for every 1 × 4 pixels on the screen.

次に、第1の実施形態の応用例を説明する。固体撮像装置200を用いた撮像システムにおいて、通常は、パッシブ型の専用のセンサで位相差検出により焦点検出情報を生成しながら撮影レンズ601を駆動し、被写体にピントを合わせ、図5のタイミングチャートで駆動することで、被写体を撮像する。   Next, an application example of the first embodiment will be described. In an imaging system using the solid-state imaging device 200, the photographing lens 601 is normally driven while generating focus detection information by phase difference detection with a passive dedicated sensor, and the subject is focused, and the timing chart of FIG. The subject is imaged by driving with.

周囲環境が暗く、パッシブ型の専用のセンサで位相差検出による焦点検出が困難な場合は、図6〜図10で説明したTOF法により距離情報(距離画像)を取得し、撮影レンズ601を駆動して、被写体にピントを合わせる。この際、図5のタイミングチャートで駆動することで、被写体を撮像する。   When the surrounding environment is dark and it is difficult to detect the focus by phase difference detection using a passive type dedicated sensor, distance information (distance image) is acquired by the TOF method described with reference to FIGS. 6 to 10 and the photographing lens 601 is driven. To focus on the subject. At this time, the subject is imaged by driving according to the timing chart of FIG.

さらに、TOF法による距離情報(距離画像)の取得時は、被写体の色に応じて、投射光色を変えて、対応する駆動方式で駆動を行うことで、効率的に距離情報を取得することができる。このような動作を行うことで、ピント合わせができる明るさの範囲を広げることが可能である。   Furthermore, when acquiring distance information (distance image) by the TOF method, the distance information can be efficiently acquired by changing the projection light color according to the color of the subject and driving with the corresponding driving method. Can do. By performing such an operation, it is possible to widen the range of brightness that can be focused.

(第2の実施形態)
図13は、図3に対応し、本発明の第2の実施形態による画素100及び読み出し部203の一部の構成例を示す図である。ここでは、2×2個の画素100_00,100_01,100_10,100_11を例に説明する。実際には、より多くの画素100が配置されている。以下、図13が図3と異なる点を説明する。第0列の画素100_00及び100_10に対して2本の垂直出力線301a及び301bが設けられ、奇数行の画素100_10は垂直出力線301aに接続され、偶数行の画素100_00は垂直出力線301bに接続される。同様に、第1列の画素100_01及び100_11に対して2本の垂直出力線301a及び301bが設けられ、奇数行の画素100_11は垂直出力線301aに接続され、偶数行の画素100_01は垂直出力線301bに接続される。図3と同様に、垂直出力線301a及び301bは、それぞれ、増幅アンプ303に接続される。保持容量306は、スイッチ304を介して、増幅アンプ303の出力端子に接続される。保持容量307は、スイッチ305を介して、増幅アンプ303の出力端子に接続される。すなわち、本実施形態は、図7及び図9のタイミングチャートにおける1行分の動作で、2行分の画素100の出力信号を得ることができる。
(Second Embodiment)
FIG. 13 corresponds to FIG. 3 and is a diagram illustrating a configuration example of a part of the pixel 100 and the readout unit 203 according to the second embodiment of the present invention. Here, 2 × 2 pixels 100_00, 100_01, 100_10, and 100_11 will be described as an example. In practice, more pixels 100 are arranged. Hereinafter, the points of FIG. 13 different from FIG. 3 will be described. Two vertical output lines 301a and 301b are provided for the pixels 100_00 and 100_10 in the 0th column, the pixels 100_10 in the odd rows are connected to the vertical output lines 301a, and the pixels 100_00 in the even rows are connected to the vertical output lines 301b. Is done. Similarly, two vertical output lines 301a and 301b are provided for the pixels 100_01 and 100_11 in the first column, the pixels 100_11 in the odd-numbered rows are connected to the vertical output lines 301a, and the pixels 100_01 in the even-numbered rows are connected to the vertical output lines. 301b. As in FIG. 3, the vertical output lines 301 a and 301 b are each connected to the amplification amplifier 303. The storage capacitor 306 is connected to the output terminal of the amplification amplifier 303 via the switch 304. The storage capacitor 307 is connected to the output terminal of the amplification amplifier 303 via the switch 305. That is, in this embodiment, the output signals of the pixels 100 for two rows can be obtained by the operation for one row in the timing charts of FIGS.

図11は、図9に対応し、固体撮像装置200の第2のモードにおける駆動方法を示すタイミングチャートであり、1画面分の被写体距離情報を生成するための駆動方法を示す。このタイミングチャートでは、発光素子602が『G色』の光を投射してその反射光を『G色』のフィルタを有する画素100で受光することで、被写体までの距離を測定する場合を示す。   FIG. 11 corresponds to FIG. 9 and is a timing chart showing a driving method in the second mode of the solid-state imaging device 200, and shows a driving method for generating subject distance information for one screen. This timing chart shows a case where the light emitting element 602 measures the distance to the subject by projecting “G color” light and receiving the reflected light by the pixel 100 having the “G color” filter.

以下、図11が図9と異なる点を説明する。時刻T2から時刻T17までで2行分の画素100の読み出しを行っており、同一行の転送MOSトランジスタ102は同一のタイミングで駆動されている。   Hereinafter, the points of FIG. 11 different from FIG. 9 will be described. The pixels 100 for two rows are read from time T2 to time T17, and the transfer MOS transistors 102 in the same row are driven at the same timing.

時刻T2〜T3では、信号PTX_00〜PTX_13がハイレベルになり、全画素100_00〜100_13で、転送MOSトランジスタ102がオンし、フォトダイオード101の電荷がリセットされる。また、時刻T2〜T16では、信号PSEL_0及びPSEL_1がハイレベルになり、第0行の画素100_00〜100_02及び第1行の画素100_10〜100_13で、選択MOSトランジスタ105がオンする。   At times T2 to T3, the signals PTX_00 to PTX_13 are at a high level, the transfer MOS transistors 102 are turned on in all the pixels 100_00 to 100_13, and the charge of the photodiode 101 is reset. At times T2 to T16, the signals PSEL_0 and PSEL_1 are at a high level, and the selection MOS transistor 105 is turned on in the pixels 100_00 to 100_02 in the 0th row and the pixels 100_10 to 100_13 in the 1st row.

時刻T7〜T8では、第0行及び第1行の信号PTNがハイレベルになり、第0行及び第1行の画素100_00〜100_13のリセット状態解除後の出力信号(N信号)が保持容量306に保持さる。   At times T7 to T8, the signal PTN of the 0th row and the 1st row becomes a high level, and the output signal (N signal) after the reset state of the pixels 100_00 to 100_13 of the 0th row and the 1st row is released is the storage capacitor 306. Hold on.

時刻T9〜T11の期間では、信号PTX_00,PTX_01及び信号PTX_10,PTX_11がハイレベルになる。これにより、画素100_00,100_01,100_10,100_11では、転送MOSトランジスタ102がオンし、フォトダイオード101の電荷がフローティングディフュージョンCfdに転送される。   In the period from time T9 to T11, the signals PTX_00 and PTX_01 and the signals PTX_10 and PTX_11 are at a high level. Thereby, in the pixels 100_00, 100_01, 100_10, and 100_11, the transfer MOS transistor 102 is turned on, and the charge of the photodiode 101 is transferred to the floating diffusion Cfd.

時刻T11〜T13の期間では、信号PTX_02,PTX_03及び信号PTX_12,PTX_13がハイレベルになる。これにより、画素100_02,100_03,100_12,100_13では、転送MOSトランジスタ102がオンし、フォトダイオード101の電荷がフローティングディフュージョンCfdに転送される。   In the period from time T11 to T13, the signals PTX_02 and PTX_03 and the signals PTX_12 and PTX_13 are at a high level. Thereby, in the pixels 100_02, 100_03, 100_12, and 100_13, the transfer MOS transistor 102 is turned on, and the charge of the photodiode 101 is transferred to the floating diffusion Cfd.

また、時刻T10〜T12の期間では、信号LED_G_PLSがハイレベルになり、発光素子602が『G色』の光を被写界に向けて投射する。   In the period from time T10 to time T12, the signal LED_G_PLS is at a high level, and the light emitting element 602 projects “G color” light toward the object scene.

その後、時刻T14〜T15では、信号PTSがハイレベルになり、第0行及び第1行の画素100_00〜100_13の光電変換に基づく出力信号(S信号)が保持容量307に保持さる。   After that, at time T14 to T15, the signal PTS becomes a high level, and an output signal (S signal) based on photoelectric conversion of the pixels 100_00 to 100_13 in the 0th row and the 1st row is held in the holding capacitor 307.

その後、時刻T15〜T16の期間では、水平走査部204により、保持容量306及び307の信号が順次読み出しアンプ150の入力端子に転送される。読み出しアンプ150は、第0行及び第1行のS信号とN信号の差分を出力する。   Thereafter, during the period from time T15 to time T16, the signals of the storage capacitors 306 and 307 are sequentially transferred to the input terminal of the read amplifier 150 by the horizontal scanning unit 204. The read amplifier 150 outputs a difference between the S signal and the N signal of the 0th and 1st rows.

上記の第0行及び第1行の処理を終えた後、時刻T17以降で、上記の第0行及び第1行の処理と同様に、第2行及び第3行の処理を行う。   After finishing the processing of the 0th row and the 1st row, after the time T17, the processing of the 2nd row and the 3rd row is performed similarly to the processing of the 0th row and the 1st row.

時刻T17では、信号PTX_00〜PTX_13がハイレベルになり、全画素で、転送MOSトランジスタ102がオンし、フォトダイオード101の電荷がリセットされる。また、時刻T17では、信号PSEL_2及びPSEL_3がハイレベルになり、第2行の画素100及び第3行の画素で、選択MOSトランジスタ105がオンする。   At time T17, the signals PTX_00 to PTX_13 become high level, the transfer MOS transistor 102 is turned on in all the pixels, and the charge of the photodiode 101 is reset. At time T17, the signals PSEL_2 and PSEL_3 are at a high level, and the selection MOS transistor 105 is turned on in the second row of pixels 100 and the third row of pixels.

時刻T18の前では、第2行及び第3行の信号PTNがハイレベルになり、第2行及び第3行の画素のリセット状態解除後の出力信号(N信号)が保持容量306に保持さる。   Prior to time T18, the signals PTN in the second and third rows are at a high level, and the output signal (N signal) after the reset state of the pixels in the second and third rows is released is held in the holding capacitor 306. .

時刻T19〜T21の期間では、信号PTX_20,PTX_21及び信号PTX_30,PTX_31がハイレベルになる。これにより、画素100_20,100_21,100_30,100_31では、転送MOSトランジスタ102がオンし、フォトダイオード101の電荷がフローティングディフュージョンCfdに転送される。   In the period from time T19 to T21, the signals PTX_20 and PTX_21 and the signals PTX_30 and PTX_31 are at a high level. Thereby, in the pixels 100_20, 100_21, 100_30, and 100_31, the transfer MOS transistor 102 is turned on, and the charge of the photodiode 101 is transferred to the floating diffusion Cfd.

時刻T21〜T23の期間では、信号PTX_22,PTX_23及び信号PTX_32,PTX_33がハイレベルになる。これにより、画素100_22,100_23,100_32,100_33では、転送MOSトランジスタ102がオンし、フォトダイオード101の電荷がフローティングディフュージョンCfdに転送される。   During the period from time T21 to T23, the signals PTX_22 and PTX_23 and the signals PTX_32 and PTX_33 are at a high level. Thereby, in the pixels 100_22, 100_23, 100_32, and 100_33, the transfer MOS transistor 102 is turned on, and the charge of the photodiode 101 is transferred to the floating diffusion Cfd.

また、時刻T20〜T22の期間では、信号LED_G_PLSがハイレベルになり、発光素子602が『G色』の光を被写界に向けて投射する。   In the period from time T20 to T22, the signal LED_G_PLS is at a high level, and the light emitting element 602 projects “G color” light toward the object scene.

その後、時刻T24では、信号PTSがハイレベルになり、第2行及び第3行の画素100_20〜100_33の光電変換に基づく出力信号(S信号)が保持容量307に保持さる。   Thereafter, at time T <b> 24, the signal PTS goes high, and the output signal (S signal) based on the photoelectric conversion of the pixels 100_20 to 100_33 in the second row and the third row is held in the holding capacitor 307.

その後、水平走査部204により、保持容量306及び307の信号が順次読み出しアンプ150の入力端子に転送される。読み出しアンプ150は、第2行及び第3行のS信号とN信号の差分を出力する。   Thereafter, the signals of the storage capacitors 306 and 307 are sequentially transferred to the input terminal of the read amplifier 150 by the horizontal scanning unit 204. The read amplifier 150 outputs the difference between the S and N signals in the second and third rows.

上記の処理を全行について順次、2行単位で行い、1画面分の全ての画素100の信号を読み出す。   The above processing is sequentially performed for all rows in units of two rows, and signals of all pixels 100 for one screen are read out.

図12は、図11のタイミングチャートで駆動させたときの画素の出力信号のイメージを示す図であり、発光素子602が『G色』の光を投射した時に、各行毎にハッチで示した2個の画素100のフォトダイオード101の信号を用いて、被写体距離の算出を行う。すなわち、2行2列中の同色の2個の画素の出力を用いる。このように1画面において、2×2画素毎に1つの距離情報(距離画像)を得ることができる。   FIG. 12 is a diagram illustrating an image of an output signal of a pixel when driven by the timing chart of FIG. 11. When the light emitting element 602 projects “G color” light, 2 shown by hatching for each row. The subject distance is calculated using the signal of the photodiode 101 of each pixel 100. That is, the output of two pixels of the same color in 2 rows and 2 columns is used. In this way, one distance information (distance image) can be obtained for every 2 × 2 pixels in one screen.

以上のように、第2の実施形態によれば、被写体を撮像するための1画面分の画素信号を得られると共に、投射された光の色に応じて、反射光を効率よく用いることで、1画面において2×2画素毎に1つの距離情報(距離画像)を得ることができる。なお、上記の第1の実施形態の応用例を、本実施形態に適用することも可能である。   As described above, according to the second embodiment, a pixel signal for one screen for imaging a subject can be obtained, and reflected light can be used efficiently according to the color of the projected light. One distance information (distance image) can be obtained for every 2 × 2 pixels in one screen. Note that an application example of the first embodiment can also be applied to the present embodiment.

第1及び第2の実施形態によれば、第2のモード(図7等)では、転送MOSトランジスタ102は、発光素子602が光を投射している期間とオーバーラップするタイミングでオン状態になり、発光素子602が投射する光の色に応じて、オン/オフ状態が異なる。また、転送MOSトランジスタ102は、第1のモードでは、同一行でオン/オフ状態が同じであり、第2のモードでは、同一行であっても列によってオン/オフ状態が異なる。   According to the first and second embodiments, in the second mode (FIG. 7 and the like), the transfer MOS transistor 102 is turned on at a timing that overlaps with the period during which the light emitting element 602 projects light. The on / off state varies depending on the color of light projected by the light emitting element 602. In the first mode, the transfer MOS transistor 102 has the same on / off state in the same row, and in the second mode, the on / off state differs depending on the column even in the same row.

行列状のフォトダイオード101は、第1のフォトダイオード101及び第1のフォトダイオード101に隣接する同色のカラーフィルタが設けられる第2のフォトダイオード101を有する。行列状の転送MOSトランジスタ102は、第1のフォトダイオード101の電荷を転送する第1の転送MOSトランジスタ102及び第2のフォトダイオード101の電荷を転送する第2の転送MOSトランジスタ102を有する。第2のモードでは、第1の転送MOSトランジスタ102がオンし、その後、発光素子602が光の投射を開始し、その後、第1の転送MOSトランジスタ102がオフし、第2の転送MOSトランジスタ102がオンする。その後、発光素子602が光の投射を終了し、その後、第2の転送MOSトランジスタ102がオフする。距離算出部604は、第1のフォトダイオード101の電荷及び第2のフォトダイオード101の電荷に応じて、被写体までの距離を算出する。第1のモード(図5)では、第1の転送MOSトランジスタ102及び第2の転送MOSトランジスタ102は、同時にオンする。   The matrix photodiode 101 includes a first photodiode 101 and a second photodiode 101 provided with a color filter of the same color adjacent to the first photodiode 101. The matrix-shaped transfer MOS transistor 102 includes a first transfer MOS transistor 102 that transfers the charge of the first photodiode 101 and a second transfer MOS transistor 102 that transfers the charge of the second photodiode 101. In the second mode, the first transfer MOS transistor 102 is turned on, and then the light emitting element 602 starts projecting light, and then the first transfer MOS transistor 102 is turned off and the second transfer MOS transistor 102 is turned on. Turns on. Thereafter, the light emitting element 602 finishes projecting light, and then the second transfer MOS transistor 102 is turned off. The distance calculation unit 604 calculates the distance to the subject according to the charge of the first photodiode 101 and the charge of the second photodiode 101. In the first mode (FIG. 5), the first transfer MOS transistor 102 and the second transfer MOS transistor 102 are turned on simultaneously.

第1の実施形態(図3)では、複数の垂直出力線301は、複数のフォトダイオード101の各列に対応して設けられる。複数のフォトダイオード101のうちの各列のフォトダイオード101の電荷に応じた信号は、同一の垂直出力線301に出力可能である。複数のフォトダイオード101の電荷に応じた信号は、複数のフォトダイオード101の1行単位で、垂直出力線301に出力される。   In the first embodiment (FIG. 3), a plurality of vertical output lines 301 are provided corresponding to each column of the plurality of photodiodes 101. A signal corresponding to the charge of the photodiode 101 in each column among the plurality of photodiodes 101 can be output to the same vertical output line 301. A signal corresponding to the charges of the plurality of photodiodes 101 is output to the vertical output line 301 in units of one row of the plurality of photodiodes 101.

第2の実施形態(図13)では、複数の垂直出力線301a及び301bは、複数のフォトダイオード101の各列に対応し、奇数行及び偶数行で別に設けられる。複数のフォトダイオード101の電荷に応じた信号は、複数のフォトダイオード101の2行単位で、垂直出力線301a及び301bに出力される。   In the second embodiment (FIG. 13), the plurality of vertical output lines 301a and 301b correspond to each column of the plurality of photodiodes 101, and are provided separately in odd and even rows. Signals corresponding to the charges of the plurality of photodiodes 101 are output to the vertical output lines 301a and 301b in units of two rows of the plurality of photodiodes 101.

第1及び第2の実施形態によれば、被写体の撮像画像を得るための1画面分の画素信号を得られるとともに、投射された光の色に応じて反射光を効率よく用いることで距離算出精度を向上させた距離画像を得ることができる。また、TOF法で取得した距離情報(距離画像)により、撮影レンズ601を駆動し、被写体にピントを合わせできるため、ピント合わせできる明るさの範囲を広げることが可能である。   According to the first and second embodiments, a pixel signal for one screen for obtaining a captured image of a subject can be obtained, and a distance calculation is performed by efficiently using reflected light according to the color of the projected light. A distance image with improved accuracy can be obtained. In addition, since the photographing lens 601 can be driven and focused on the subject based on distance information (distance image) acquired by the TOF method, it is possible to widen the range of brightness that can be focused.

なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。   The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

101 フォトダイオード、102,103,104,105 MOSトランジスタ、602 発光素子 101 photodiode, 102, 103, 104, 105 MOS transistor, 602 light emitting element

Claims (6)

第1の光電変換素子および前記第1の光電変換素子の電荷を転送する第1の転送スイッチを備え、前記第1の光電変換素子の電荷に応じた信号を出力する第1の画素と、第2の光電変換素子および前記第2の光電変換素子の電荷を転送する第2の転送スイッチを備え、前記第2の光電変換素子の電荷に応じた信号を出力する第2の画素とを有する複数の画素が行列状に配置され、前記第1の画素および前記第2の画素は同色のカラーフィルタを備えるとともに互いに隣接して配置された固体撮像素子と、
被写に光を投射する発光素子と
前記第1の画素および前記第2の画素の出力信号に基づいて前記被写体までの距離を算出する距離算出部と、
第1のモードと第2のモードのいずれかのモードに切り替えるように制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記第1のモードにおいて、前記第1の転送スイッチおよび前記第2の転送スイッチを同時にオンするように前記固体撮像素子を駆動するように制御し、前記第2のモードにおいて、前記第1の転送スイッチをオンし、その後、前記発光素子による光の投射を開始し、その後、前記第1の転送スイッチをオフし、前記第2の転送スイッチをオンし、その後、前記発光素子が光の投射を終了し、その後、前記第2の転送スイッチをオフするように前記固体撮像素子および前記発光素子を駆動するとともに、前記距離算出部が前記被写体までの距離を算出するように制御することを特徴とする撮像システム。
A first pixel that includes a first transfer switch that transfers the charge of the first photoelectric conversion element and the first photoelectric conversion element, and that outputs a signal corresponding to the charge of the first photoelectric conversion element; A plurality of second photoelectric conversion elements and a second transfer switch that transfers a charge of the second photoelectric conversion element, and a second pixel that outputs a signal corresponding to the charge of the second photoelectric conversion element. Are arranged in a matrix, and the first pixel and the second pixel include color filters of the same color and are disposed adjacent to each other;
A light emitting element for projecting light on the subject,
A distance calculation unit that calculates a distance to the subject based on output signals of the first pixel and the second pixel;
Control means for controlling to switch to one of the first mode and the second mode,
The control means controls to drive the solid-state imaging device so as to simultaneously turn on the first transfer switch and the second transfer switch in the first mode, and in the second mode, Turn on the first transfer switch, then start projecting light by the light emitting element, then turn off the first transfer switch, turn on the second transfer switch, and then turn on the light emitting element Finishes projecting light, and then drives the solid-state imaging device and the light emitting device to turn off the second transfer switch, and controls the distance calculation unit to calculate the distance to the subject. An imaging system characterized by:
さらに、前記複数の画素の各列に対応して設けられる複数の出力線を有し、
前記複数の画素のうちの各列の画素の信号は、同一の出力線に出力可能であり、
前記複数の画素の信号は、前記複数の画素の1行単位で、前記出力線に出力されることを特徴とする請求項1に記載の撮像システム。
Furthermore, it has a plurality of output lines provided corresponding to each column of the plurality of pixels ,
The signals of the pixels in each column of the plurality of pixels can be output to the same output line,
Signals of the plurality of pixels, one line at a time of the plurality of pixels, the imaging system according to claim 1, wherein the output to the output line.
さらに、前記複数の画素の各列に対応し、奇数行および偶数行で別に設けられる複数の出力線を有し、
前記複数の画素の信号は、前記複数の画素の2行単位で、前記出力線に出力されることを特徴とする請求項1に記載の撮像システム。
Furthermore, each of the plurality of pixels has a plurality of output lines separately provided in odd rows and even rows, corresponding to each column,
Signals of the plurality of pixels, in units of two rows of the plurality of pixels, the imaging system according to claim 1, wherein the output to the output line.
前記発光素子は、赤色、緑色および青色の光を選択的に投射可能であり、
前記第1の画素および前記第2の画素が備えるカラーフィルタは、前記発光素子が投射する光の色のいずれかと略同一色であることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の撮像システム。
The light emitting element can selectively project red, green and blue light,
Wherein the first pixel and the second color filter having pixels comprising the any one of claims 1 to 3, wherein the light emitting element is characterized in that substantially the same color and any color of light to be projected The imaging system described in 1.
前記第1の画素および前記第2の画素が備えるカラーフィルタの色に応じて、前記第1の転送スイッチおよび前記第2の転送スイッチのオン/オフ状態が異なることを特徴とする請求項4に記載の撮像システム。5. The on / off state of the first transfer switch and the second transfer switch differs according to the color of a color filter included in the first pixel and the second pixel. The imaging system described. 前記複数の画素の各々が備えるカラーフィルタの色がベイヤ配列になるように前記複数の画素が配置されることを特徴とする請求項4または5に記載の撮像システム。 6. The imaging system according to claim 4 , wherein the plurality of pixels are arranged so that colors of color filters provided in each of the plurality of pixels are arranged in a Bayer array.
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