CN1705351A - 固体摄像装置和照相机 - Google Patents
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Abstract
本发明的固体摄像装置和照相机减少了所需要的采样保持电容的个数。具备：与受光元件(101－a～101－i)的信号线(112～114)；具备一端与信号线连接并且另一端短路的箝位电容(102－a～102－c)、进行箝位动作并向另一端施加基准电压的开关(103)，进行箝位动作，同时对来自设置在行方向上的多个受光元件的信号进行相加的箝位电路；与箝位电容的另一端连接，对从另一端输出的每个受光元件行的相加信号进行相加，进行设置在列方向上的多个受光元件的相加的相加装置(开关104～106、108－a～108－c、电容107－a～107－c)；与相加装置连接的放大器(601)；对放大器的输入侧进行复位的开关(110)；用于输出放大器的偏移量和来自放大器的信号的电路装置(开关602、603、606－a～606－b、电容604、605)。
Description
技术领域
本发明涉及具有受光元件的固体摄像装置，特别涉及能够对来自受光元件的信号进行相加的固体摄像装置。
背景技术
在数字照相机、摄像机、复印机、传真机等中安装有许多包含光电转换部件的将像素排列为1维或2维的固体摄像元件。在固体摄像元件中，例如有CCD摄像元件和CMOS摄像元件等放大型固体摄像元件等。
伴随着固体摄像元件那样的图像传感器的多像素化，近年来，与现有的始终单纯地顺序输出图像传感器的所有像素的信号的方法相比，对以下的方法的要求提高了，即根据需要只从图像传感器输出一部分像素的信号，或者在对像素的信号进行某种程度的信号处理后再从图像传感器输出。例如，从颜色处理、分辨率转换等观点来看，正在更多地进行在相邻的像素之间将信号相加再从图像传感器输出的处理。另外，也正在使用以下的方法，即通过在图像传感器内进一步对许多像素的信号进行相加平均，来降低随机噪声。
图12表示了日本专利特开2000-106653号公报所揭示的相加方式。图12是表示2H线性存储器+2H线性加法电路的概要结构的图。第1垂直信号线8(8-1、8-2、......)经由采样保持晶体管29(29-1、29-2、......)和电容器C1(C1-1、C1-2、......)与第2垂直信号线17(17-1、17-2、......)连接。在此，为了图的简化，只记载了2个第1垂直信号线8，但实际上，在横方向上排列有多个。第2垂直信号线17与晶体管23(23-1、23-2、......)和电容器C2(C2-1、C2-2、.....)的串联连接、2组的(电容器C2和晶体管23、电容器C3(C3-1、C3-2、......)、晶体管26(26-1、26-2、......))连接。在此，2N行的信号电压经由晶体管23被积蓄在电容器C2中，(2N+1)行的信号电压经由晶体管26被积蓄在电容器C3中，通过第2垂直信号线17将该2N行的信号电压和(2N+1)行的信号电压相加。
另外，图13表示日本专利特开2000-261728号公报所记载的加法电路。从与各像素连接的垂直输出线经由转送开关41、48将信号成分积蓄在积蓄电容器43、49中，在下一个定时将其他行的像素的信号成分经由转送开关42积蓄在积蓄电容器45中，然后根据来自移位寄存器61的控制信号使转送开关46、47、50接通，由此能够在水平输出线62上得到2个垂直输出线的像素信号的相加成分。这时，在图13中，由于积蓄电容器45的信号加重了积蓄电容器43的信号成分以及其他行的像素的信号的量，所以能够得到至少相加了3个像素的信号成分。
但是，在现有的相加平均装置中，为了在对垂直方向的信号相加之后对水平方向的信号进行相加，而在H列×V行的像素排列中对水平m像素×垂直n像素进行相加的情况下，需要n×H个采样保持电容[在2×2相加的情况下为2H个，在3×3相加的情况下为3H个，......]。因此，垂直方向的相加像素数越多，则所需要的采样保持电容的个数越增加，有加法电路增大的问题。
发明内容
本发明的目的在于：使对排列为2维形状的多个像素信号进行相加的信号加法电路小型化。
为了达到该目的，本发明的特征在于包括：
2维地配置的多个受光元件；
分别将设置在列方向上的多个受光元件连接起来的多个信号线；
具备开关装置，并且在进行箝位动作的同时对来自设置在行方向上的多个受光元件的信号进行相加的箝位电路，该开关装置其一端分别与上述多个信号线连接，并且另一端分别与短路了的多个箝位电容、上述多个箝位电容的另一端连接，通过箝位动作向上述另一端施加基准电压；
与上述多个箝位电容的另一端连接，对从该另一端输出的每行受光元件的相加信号进行相加，并对设置在列方向上的多个受光元件的信号进行相加的信号相加装置。
根据本发明，在H列×V行的像素排列中进行水平m像素×垂直n像素的信号相加的情况下，能够将所需要的采样保持电容的个数减少到H+(n/m)×H个。
根据本发明，通过对信号进行相加平均，能够抑制受光元件的随机噪声。另外，通过根据受光元件的类型而操作箝位动作和像素复位的定时，能够除去受光元件的复位噪声(随机成分)。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的固体摄像装置的电路的图。
图2是表示本发明的实施例1的固体摄像装置的动作的图。
图3是表示本发明的实施例2的固体摄像装置的电路的图。
图4是表示本发明的实施例3的固体摄像装置的电路的图。
图5是表示将本发明的固体摄像装置适用于对应动画的“静止照相机”的情况的框图。
图6是表示将本发明的固体摄像装置适用于摄像机的情况的框图。
图7是表示与本发明相关联的参考例1的固体摄像装置的电路的图。
图8是表示受光元件的一个例子的图。
图9是表示与本发明相关联的参考例1的固体摄像装置的动作的图。
图10是表示与本发明相关联的参考例2的固体摄像装置的电路的图。
图11是表示与本发明相关联的参考例2的固体摄像装置的动作的图。
图12是表示现有例子的信号相加电路的图。
图13是表示现有例子的其他信号相加电路的图。
具体实施方式
使用附图，详细说明本发明的实施例。
首先，在说明本发明之前，先说明本发明相关的参考例子。
(参考例1)
在图7中表示本发明相关的参考例1。该参考例表示在H列×V行的像素排列中进行水平3像素×垂直3像素的信号相加(平均化)的情况的一个例子。
在图7中，101-a～101-i是将受光元件排列为2维。112～114是分别连接由受光元件101-a、101-d、101-g组成的受光元件列、由受光元件101-b、101-e、101-h组成的受光元件列、由受光元件101-c、101-f、101-i组成的受光元件列的垂直输出线。102-a～102-c是其一端分别与垂直输出线112～114连接，另一端共通地连接在一起的箝位电容，使用该电容进行水平方向的像素信号的相加。103是与箝位电容102-a～102-c的共通连接的另一端连接的箝位用MOS开关，与箝位电压Vclmp连接。109是用于对箝位后的输出进行平均的共通线。104～106是与箝位电容102-a～102-c的共通连接的另一端连接的采样保持电容选择用的MOS开关，用于选择采样保持电容。107-a～107-c是经由采样保持电容选择用的MOS开关分别与箝位电容102-a～102-c的另一端连接的成为信号保持装置的采样保持电容。108-a～108-c是用于进行垂直方向的像素信号的相加的MOS开关，通过同时使该开关接通，能够对写入到采样保持电容107-a～107-c中的电压进行平均化，能够进行垂直方向的信号相加。111是输出线，110是对输出线111进行复位的MOS晶体管，与复位电压Vres连接。115是输出放大器。
图8表示像素的一个例子。201是光电转换部件，202是从光电转换部件201将信号电荷转送到未图示的漂移扩散(floatingdiffusion)区域的转送MOS晶体管。203是复位MOS晶体管，其漏极端与复位电压Vres连接，对漂移扩散区域的信号电荷进行复位。204是放大用MOS晶体管，其漏极端与电源电压Vdd连接，栅极与漂移扩散区域连接。205是选择用MOS晶体管，206是与选择用MOS晶体管205连接的输出线。
图9表示该电路的动作定时。在图9中，103～108表示向各MOS晶体管施加的脉冲信号。首先，使MOS晶体管103接通，向共通线109写入箝位的基准电压Vclmp。同时，使MOS晶体管110接通，将输出线111复位为电压Vres。这时，使复位MOS晶体管接通，从像素向垂直输出线112～114读出噪声信号。然后，MOS晶体管103成为断开状态。
接着，选择A行(受光元件101-a～101-c)，向垂直输出线112输出受光元件101-a的信号，向垂直输出线113输出受光元件101-b的信号，向垂直输出线114输出受光元件101-c的信号。这时，由于MOS晶体管103为断开状态，所以共通线109以受光元件101-a～101-c的平均输出量进行变化。通过到此为止的动作能够除去共通线的复位离散，并且对受光元件101-a～c的信号进行相加平均。即，垂直输出线112～114各自的电位变化量为从信号减去了噪声信号的量，共通线109的电位变动量为从垂直输出线112～114的信号减去了噪声信号的量的平均输出量。这样能够在进行箝位动作的同时，进行除去来自受光元件101-a～101-c的噪声的信号的加法处理。
然后，通过使MOS晶体管104接通，来将受光元件101-a～101-c的信号的相加平均输出保存到采样保持电容107-a中。
通过对B行、C行进行同样的动作，将受光元件101-d～101-f的信号的相加平均输出保存到采样保持电容107-b中，将受光元件101-g～101-i的信号的相加平均输出保存到采样保持电容107-c中。
最后，通过使MOS晶体管108-a～108-c接通，能够经由输出放大器115将保存在采样保持电容107-a～107-c中的受光元件101-a～101-i的9个像素的信号的相加平均输出到输出线111。
在本参考例子中，通过使用这样的方法进行信号相加，能够在箝位动作的同时进行水平方向的信号相加，在现有的方式中，能够将相加采样保持用的电容从所需要的n×H个[3×3相加的情况下为3H个]电容省略为H+(n/m)×H个[3×3相加的情况下为2H个]，因此能够在除去噪声的同时简化信号加法电路。因此，能够简化信号加法电路，通过使用该电路对信号进行相加平均处理，还能够除去随机噪声。
(参考例2)
图10表示本发明的参考例2。该实施例表示在H列×V行的像素排列中进行水平3像素×垂直4像素的信号相加的情况的一个例子。
在图10中，401-a～401-l是将受光元件排列为2维。413～415是垂直输出线。402a～402c是箝位电容，使用该电容进行水平方向的信号相加。403是箝位用MOS开关，与箝位电压Vclmp连接。410是对箝位后的输出进行平均的共通线。404～407是采样保持电容选择用的MOS开关，用于选择采样保持电容。408-a～408-d是采样保持电容。409-a～409-d是用于进行垂直方向的信号相加的MOS开关。通过同时使该开关接通，能够对写入到采样保持电容408-a～408-d中的电压进行相加(平均化)，能够进行垂直方向的信号相加。412是输出线，411是对输出线412进行复位的MOS晶体管，与复位电压Vres连接。416是输出放大器。
图11表示该电路的动作定时。首先，使MOS晶体管403接通，向共通线410写入箝位的基准电压Vclmp。同时，使MOS晶体管411接通，对输出线412进行复位。接着，选择A行(受光元件401-a～401-c)，向垂直输出线413输出受光元件401-a的信号，向垂直输出线414输出受光元件401-b的信号，向垂直输出线415输出受光元件401-c的信号。这时，由于MOS晶体管403为断开状态，所以共通线410以受光元件401-a～401-c的平均输出量进行变化。通过到此为止的动作能够除去共通线的复位离散，并且对受光元件401-a～c的信号进行相加平均。然后，通过使MOS晶体管404接通，来将受光元件401-a～401-c的相加平均输出保存到采样保持电容408-a中。
通过对B行、C行、D行进行同样的动作，将受光元件401-d～401-f的相加平均输出保存到采样保持电容408-b中，将受光元件401-g～401-i的相加平均输出保存到采样保持电容408-c中，将受光元件401-j～401-i的相加平均输出保存到采样保持电容408-d中。
最后，通过使MOS晶体管409接通，能够经由输出放大器将保存在采样保持电容408-a～408-d中的受光元件401-a～401-l的12个像素的信号的相加平均输出到输出线111。
在本实施例中，通过使用这样的方法进行信号相加，能够在箝位动作的同时进行水平方向的信号相加，在现有的方式中，能够将相加采样保持用的电容从所需要的n×H个[3×4相加的情况下为4H个]电容省略为H+(n/m)×H个[3×3相加的情况下为7/3H个]。因此，能够简化信号加法电路，通过使用该电路进行相加平均处理，还能够除去随机噪声。
以上说明了本发明相关的参考例子，以下说明本发明的实施例。
(实施例1)
图1表示本发明的实施例1。该实施例表示在H列×V行的像素排列中进行水平3像素×垂直3像素的信号相加的情况的一个例子。通过使用本实施例，与参考例1相比能够进一步减少信号成分的损失(lose)。对于与图7所示的结构部件相同的结构部件，附加相同的符号并省略说明。本实施例的结构当然也能够适用于在H列×V行的像素排列中进行水平3像素×垂直4像素的信号相加的情况。
在图1中，601是源输出(source follower)放大电路，602、603、606-a、606-b是MOS开关。604、605是线性存储器，通过使MOS开关602接通，将噪声信号(包含源输出放大电路的偏移量)写入到线性存储器604中，通过使MOS开关603接通，能够将输出信号写入到线性存储器605中。通过使MOS开关606-a～606-b接通，能够读出写入到线性存储器604、605中的电压。607是噪声信号用水平输出线，608是输出信号用水平输出线，609是差动放大器，能够输出从输出信号减去了噪声信号的电压。
图2表示该电路的动作定时。首先，使MOS晶体管103接通，向共通线109写入箝位的基准电压Vclmp。同时，使MOS晶体管110接通，对输出线111进行复位。同时，使MOS晶体管602接通，将噪声信号写入到线性存储器604中。接着，选择A行(受光元件101-a～c)，向垂直输出线112输出受光元件101-a的信号，向垂直输出线113输出受光元件101-b的信号，向垂直输出线114输出受光元件101-c的信号。这时，由于MOS晶体管103为断开状态，所以共通线109以受光元件101-a～c的平均输出量进行变化。通过到此为止的动作能够除去共通线的复位离散，并且能够对受光元件101-a～c的信号进行相加平均。然后，通过使MOS晶体管104接通，来将受光元件101-a～c的信号的相加平均输出保存到采样保持电容107-a中。
通过对B行、C行进行同样的动作，将受光元件101-d～f的信号相加平均输出保存到采样保持电容107-b中，将受光元件101-g～i的信号相加平均输出保存到采样保持电容107-c中。
通过使MOS晶体管108-a～108-c接通，在输出线111中对保存在采样保持电容107-a～c中的受光元件101-a～101-i的9个像素的信号进行相加平均。这时，使MOS开关603接通来将相加平均信号写入到线性存储器605中。最后，通过使MOS开关606接通，能够将噪声信号和信号相加平均输出读入到各个水平输出线，并通过差动放大器输出该差分信号。
在参考例子中，由于在进行垂直信号成分的相加后原样地输出到水平输出线，所以如果设采样保持电容为C，设水平输出线的电容为Ch，则由于电容分割而信号成分成为3C/(Ch+3C)。与此相对，在本实施例中，由于暂时由源输出放大电路对信号电压进行放大，所以信号成分的损失减少。
因此，在本实施例中，通过使用这样的方法进行信号相加，能够与箝位动作同时地进行水平方向的信号相加，在现有的方式中，能够将相加采样保持用的电容从所需要的n×H个[3×3相加的情况下为3H个]电容省略为H+(n/m)×H个[3×3相加的情况下为2H个]。因此，能够简化信号相加电路，通过使用该电路进行相加平均处理，还能够除去随机噪声，并且能够将信号成分的损失抑制为很小。
在本实施例中使用的像素可以使用图8所示的被称为CMOS传感器的传感器，但对像素并不特别限定于CMOS传感器，还可以使用VMIS(Threshold Voltage Modulation Image Sensor)、BCAST(BuriedCharge Accumulator and Sensing Transistor array)、LBCAST(Lateral Buried Charge Accumulator and Sensing Transistor array)等。特别对于BCAST和LBCAST，通过将放大用MOS晶体管置换为JFET晶体管，能够不进行本质的变更地实现。另外，在本实施例的像素中可以使用以下这样的传感器：将积蓄在光电变换部件中的信号电荷导入到像素所具备的晶体管的控制电极，从主电极输出放大后的信号的类型的传感器。作为放大用晶体管有：使用了SIT的SIT型图像传感器(A.Yusa，J.Nishizawa et al.，“SIT image sensor：Designconsideration and characteristics，”IEEE trans.Vol.ED-33，PP.735-742，June 1986.)、使用了双极型晶体管的BASIS(N.Tabakaet al.，“A 310K pixel bipolar imager(BASIS)”，IEEE Trans.ElectronDevice，vol.35，PP.646-652，may 1990)、使用了控制电极耗尽的JFET的CMD(中村等“栅极积蓄型MOS光电晶体管图像传感器”，电视学会志，41，11，pp.1075-1082 Nov.，1987)等。
(实施例2)
图3表示本发明的实施例2。本实施例表示在H列×V行的像素排列中进行水平3像素×垂直3像素的相加的情况下的一个例子。
在图3中，向与参考例和实施例1所述的图7、图1的构成部件相同的构成部件附加相同的符号，并省略说明。另外，对于附加了相同符号的构成部件的动作，由于与图1的构成部件一样，所以也省略说明。
本实施例在箝位电容102-a～102-c的前级设置放大器，同时设置保存将水平方向的信号和垂直方向的信号进行了相加(平均化)的信号的存储部件。在此，只表示了一个存储器单元，但与像素数对应地设置。在此，由于进行像素的相加(平均化)处理，所以存储器单元数也可以比像素数少。但是，当然需要与形成图像所必需的像素数对应的个数的存储器单元数。例如，为了形成VGA的图像，需要具有640个×480个存储器单元的存储部件。
在图3中，501是源输出放大电路，502、503、506-a、506-b是MOS开关。504、505是线性存储器，通过使MOS开关502接通，可以将噪声信号写入到线性存储器504中，通过使MOS开关503接通，可以将输出信号写入到线性存储器505中。通过使MOS开关506-a、506-b接通，能够读出写入到线性存储器504、505中的电压。507是噪声信号用水平输出线，508是输出信号用水平输出线，509是差动放大器，能够输出从输出信号减去了噪声信号的电压。
在图3中，801是对各列的输出信号进行放大的增益超过1的放大器(以下称为列放大器)，通过用列放大器读出像素输出信号，能够抑制各垂直输出线的输出离散，能够减小固定波形噪声。在此，作为放大器使用反馈型放大器，但特别理想的是在反馈型放大器中也使用了电容的反馈型放大器。例如，在使用了电阻的反馈型放大器中，如果电阻值小，则电流值变大，消耗电力变大，如果电阻值增大，则噪声变大，响应性变差。如果考虑到该点，则更理想的是使用了电容的反馈型放大器。另外，可以通过在参考例1中说明了的箝位动作，来同时除去放大器的偏移量和来自像素的噪声。
由源输出放大电路501放大了的信号被写入到存储器单元511。对于存储器单元511，需要与形成图像所需要的像素数对应的个数的存储器单元而形成帧存储器，但在本图中省略。存储器单元511由放大用晶体管512、存储器选择晶体管513、写入晶体管501以及存储器单元电容514构成。电流供给用晶体管515提供电流使得放大用晶体管512作为源输出器动作。在本实施例中，使用放大型帧存储器，但也可以使用由写入(兼作读出)晶体管510、存储器单元电容514构成的DRAM型存储器。在通过使用放大型存储器而从存储器向积蓄电容进行读出的过程中，由于存储器单元511所具有的放大作用，而信号电压不会降低。
通过使存储器选择晶体管513接通，来从存储器单元511读出信号。使转送MOS开关503接通，将选择的存储器单元的输出采样到线性存储器505中。
在上述信号的写入和读出之前，进行对存储器单元511的噪声信号的写入和读出。通过使MOS晶体管110接通，对输出线111进行复位，并将由源输出放大电路501放大后的噪声信号写入到存储器单元511中，来向存储器单元511写入噪声信号。对写入到存储器单元中的偏移量的读出和采样，与写入到存储器单元中的信号的读出和采样一样。噪声信号包含源输出放大电路501和存储器单元的偏移量。
在本实施例中，通过使用这样的方法进行信号相加，也能够与箝位动作同时地进行水平方向的信号相加。在现有的方式中，能够将相加采样保持用的电容从所需要的n×H个(在3×3相加的情况下为3H个)省略为H+(n/m)×H个(在3×3相加的情况下为2H个)。
(实施例3)
图4表示本发明的实施例3。该实施例表示将彩色滤波器进行分组排列后的H列×V行的像素排列中进行水平3像素×垂直3像素的信号相加的情况下的一个例子。在图4中，向与实施例1中记载的图1的结构部件相同的结构部件附加相同的符号，并省略说明。另外，对于附加了相同符号的结构部件的动作，由于与图1的结构部件一样，所以省略说明。
901-a～901-y用受光元件排列为2维，并且将彩色滤波器进行分组排列。因此，同色的是901-a、901-k、901-u、901-c、901-m、901-w、901-e、901-o、901-y的受光元件、901-b、901-l、901-v、901-d、901-n、901-x的受光元件......。902-a、902-b、902-c是箝位电容，使用该电容进行水平方向的信号相加。903是箝位用MOS开关，与箝位电压Vclmp连接。904～906是采样保持电容选择用的MOS开关，用于选择采样保持电容。907-a～907-c是采样保持电容。908-a～908-c是用于进行垂直方向相加的MOS开关，通过同时使该开关接通，能够对写入到采样保持电容907-a～907-c中的电压进行平均化，能够进行垂直方向的信号相加。909是用于对箝位后的输出进行平均的共通线。111是输出线，110是对输出线111进行复位的MOS晶体管，与复位电压Vres连接。912～914是垂直输出线。601是输出放大器。
在该电路中，选择A行，通过共通线909对受光元件901-a、901-c、901-e进行平均相加，并将其结果保存到采样保持电容907-a中。选择C行，通过共通线909对受光元件901-k、901-m、901-o进行平均相加，并将其结果保存到采样保持电容907-b中。选择E行，通过共通线909对受光元件901-u、901-w、901-y进行平均相加，并将其结果保存到采样保持电容907-c中。最后，通过使MOS开关908-a～908-c接通，能够对上述同色的9个像素进行相加。
因此，在本实施例中，也能够与箝位动作同时地进行水平方向的信号相加。在现有的方式中，能够将相加采样保持用的电容从所需要的n×H个(在3×3相加的情况下为3H个)省略为H+(n/m)×H个(在3×3相加的情况下为2H个)，并且能够对同色的彩色信号进行相加。
在上述各实施例中，固体摄像装置可以设置在同一半导体基板上，但也可以将差动放大器509、609设置在基板之外，使得由差动放大器509、609产生的噪声不对其他电路部件产生影响。
根据图5，详细说明将本发明的固体摄像装置适用于动画对应的静止照相机的情况下的一个实施例。
图5是表示将本发明的固体摄像装置适用于动画对应的“静止照相机”的情况的框图。
在图5中，1101是兼作透镜的保护和主开关的挡板(barrier)，1102是将被摄体的光学像成像在摄像元件(固体摄像装置)1104上的透镜，1103是用于改变通过了透镜1102的光量的光圈，1104是作为图像信号取得由透镜1102成像的被摄体的摄像元件，1106是对由摄像元件1104输出的图像信号进行模拟数字转换的A/D转换器，1107是对由A/D转换器1106输出的图像数据进行各种修正或对数据进行压缩的信号处理部件，1108是向摄像元件1104、摄像信号处理电路1105、A/D转换器1106、信号处理部件1107输出各种定时信号的定时产生部件，1109是对各种计算和静止摄像机全体进行控制的全体控制计算部件，1110是暂时存储图像数据的存储部件，1111是对记录介质进行记录或读出的接口部件，1112是进行图像数据的记录或读出的半导体存储器等可以装卸的记录介质，1113是用于与外部计算机等进行通信的接口部件。
接着，说明上述结构的摄影时的静止摄像机的动作。
如果挡板1101打开，则主电源接通，接着控制***的电源接通，进而A/D转换器1106等的摄影***电路的电源接通。
然后，为了控制曝光量，全体控制计算部件1109打开光圈1103，从摄像元件1104输出的信号在由A/D转换器1106进行变换后，输入到信号处理部件1107。根据该数据，由全体控制计算部件1109进行曝光的计算。
根据该进行测光的结果判断亮度，全体控制计算部件1109根据其结果控制光圈。
接着，根据从摄像元件1104输出的信号，取出高频成分，由全体控制计算部件1109计算到被摄体的距离。然后，驱动透镜并判断是否对焦，在判断为没有对焦时，再次驱动透镜进行测距。然后，在确认了对焦后开始进行主曝光。
如果曝光结束，则从摄像元件1104输出的图像信号由A/D转换器1106进行A/D转换，通过信号处理部件1107由全体控制计算部件1109写入到存储部件1110中。
然后，根据全体控制计算部件1109的控制，通过记录介质控制I/F部件1111将存储在存储部件1110中的数据记录到半导体存储器等能够装卸的记录介质1112中。
另外，也可以通过外部I/F部件1113直接输入到计算机等中，进行图像的加工。
另外，根据图6详细说明将本发明的固体摄像装置适用于摄影机中的情况(摄像***)的例子。
图6是表示将本发明的固体摄像装置适用于摄影机中的情况的框图，1201是摄影镜头，具备用于进行焦点调节的聚焦透镜1201A、进行缩放动作的缩放透镜1201B、成像用的透镜1201C。
1202是光圈，1203是对成像在摄像面上的被摄体像进行光电转换而转换为电摄像信号的固体摄像元件(固体摄像装置)，1204是对由固体摄像元件1203输出的摄像信号进行采样保持，进而对电平进行放大的采样保持电路(S/H电路)，输出视频信号。
1205是对从采样保持电路1204输出的视频信号实施伽马修正、颜色分离、空白(blanking)处理等规定处理的处理电路，输出亮度信号Y和色饱和度信号C。从处理电路1205输出的色饱和度信号C由颜色信号修正电路1221进行白色平衡和颜色平衡的修正，作为色差信号R-Y、B-Y输出。
另外，从处理电路1205输出的亮度信号Y、从颜色信号修正电路1221输出的色差信号R-Y、B-Y由编码电路(ENC电路)1224进行调制，作为标准电视信号输出。然后，提供给未图示的视频录像机或电子取录器(view finder)等的监视器EVF。
另外，1206是光圈控制电路，根据从采样保持电路1204提供的视频信号对光圈驱动电路1207进行控制，对控制光圈1202的开口量的ig测量器进行自动控制，使得视频信号的电平成为规定电平的一定值。1213、1214是从由采样保持电路1204输出的视频信号中抽出进行对焦检测所需要的高频成分的不同频带限制的带通滤波器(BPF)。从第1带通滤波器1213(BPF1)和第2带通滤波器1214(BPF2)输出的信号通过门电路1215和焦点选通框信号分别被选通。然后，由峰值检测电路1216检测并保持峰值，同时输入到逻辑控制电路1217。
将该信号称为焦点电压，根据该焦点电压进行聚焦。
另外，1218是检测聚焦透镜1201A的移动位置的聚焦编码器，1219是检测缩放透镜1201B的焦距的缩放编码器，1220是检测光圈1202的开口量的光圈编码器。这些编码器的检测值被提供给进行***控制的逻辑控制电路1217。逻辑控制电路1217根据所设置的对焦检测区域内的视频信号，对被摄体进行对焦检测，并进行焦点调节。即，取得由各个带通滤波器1213、1214提供的高频成分的峰值信息。然后，向将聚焦透镜1201A向高频成分的峰值最大的位置驱动的聚焦驱动电路1209，提供聚焦电动机1210的旋转方向、旋转速度、旋转/停止等的控制信号，对其进行控制。
本发明适用于能够在行列方向上对来自受光元件的信号进行相加的固体摄像装置，特别适用于动画对应的数字照相机(静止照相机)、数字摄像机等。
Claims (11)
1.一种固体摄像装置，其特征在于包括：
2维地配置的多个受光元件；
分别将设置在列方向上的多个受光元件连接起来的多个信号线；
具备开关装置并且在进行箝位动作的同时对来自设置在行方向上的多个受光元件的信号进行相加的箝位电路，该开关装置其一端分别与上述多个信号线连接，并且另一端分别与短路了的多个箝位电容、上述多个箝位电容的另一端连接，通过箝位动作向上述另一端施加基准电压；
与上述多个箝位电容的另一端连接，对从该另一端输出的每行受光元件的相加信号进行相加，并进行设置在列方向上的多个受光元件的相加的相加装置。
2.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于还包括：
与上述相加装置连接，对来自上述相加装置的信号进行放大的放大器；
对上述放大器的输入侧进行复位的装置；
用于输出上述放大器的偏移量和来自上述放大器的信号的电路装置。
3.根据权利要求2所述的固体摄像装置，其特征在于：
上述放大器是源输出电路。
4.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于：
上述相加装置具备：
经由第1开关装置分别与上述多个箝位电容的另一端连接的多个信号保持装置；
使上述多个信号保持装置短路的第2开关装置。
5.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于：
多个信号线的各个经由用超过1的增益进行放大的第2放大器与上述箝位电容连接。
6.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于：
在配置为2维状的受光元件的上部形成彩色滤波器，对同色的受光元件的信号进行相加。
7.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于包括：
保持上述放大器的输出信号，排列了与上述多个受光元件的至少一部分受光元件对应的存储器单元的存储部件。
8.根据权利要求7所述的固体摄像装置，其特征在于：
上述存储器单元是至少具备信号积蓄电容、用于写入信号的晶体管、用于放大该信号的晶体管的放大型存储器单元，上述电路装置输出上述放大器和上述放大型存储器单元的偏移量。
9.根据权利要求2所述的固体摄像装置，其特征在于：
上述电路装置具备：积蓄上述偏移量的第1积蓄电容；将上述偏移量转送到上述第1积蓄电容的第1转送晶体管；对来自上述放大器或放大型存储器单元的信号进行积蓄的第2积蓄电容；将来自上述放大器或放大型存储器单元的信号转送到上述第2积蓄电容的第2转送晶体管。
10.根据权利要求9所述的固体摄像装置，其特征在于包括：
对来自上述电路装置的、上述输出偏移量和上述信号进行相减的装置。
11.一种照相机，其特征在于包括：
根据权利要求1～10中的任意一个所述的固体摄像装置；
将光成像在该固体摄像装置上的光学***；
对来自该固体摄像装置的输出信号进行处理的信号处理电路。
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