CN101310523A - 固体摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供可以实现信号输出的高速化的、二维的固体摄像装置，包括：像素区域(1)；第一电容元件(2a)以及第二电容元件(2b)，按像素的每个列被设置，蓄积像素的列的像素信号；第一水平信号线(3a)以及第二水平信号线(3b)，传输电容元件中的像素信号；共通信号线(6)，与水平信号线连接；扫描定时产生部(4)以及开关部(7)，控制从电容元件中向水平信号线的像素信号的读出；以及外部输出定时产生部(5)以及开关部(8)，选择水平信号线，从水平信号线向共通信号线(6)输出像素信号，扫描定时产生部(4)以及开关部(7)、和外部输出定时产生部(5)以及开关部(8)，为了使将像素信号从电容元件中读出到水平信号线的期间、比将像素信号从水平信号线向共通信号线(6)输出的期间长，而控制像素信号的读出以及输出。

Description

固体摄像装置

技术领域

本发明涉及固体摄像装置，尤其涉及不需要扫描电路的电路结构，该扫描电路是指，可高速工作、且在高速读出信号时产生从共通信号线读出像素信号的定时。

背景技术

近几年，固体摄像装置用于数字照相机或扫描器等的输入部，固体摄像装置被要求能够高速读取图像。为了满足这些要求，对于以行列状排列像素的、二维的MOS型固体摄像装置，提出了以下方法：提高扫描电路的工作频率的方法，该扫描电路产生从共通信号线读出像素信号的定时；以及采用设置多个输出的多输出结构等方法。而且，对于由用于扫描器的线传感器构成的固体摄像装置，提出了以下方法：错开多个线传感器的驱动开始周期，而由线传感器读出像素信号的方法等。

下面，对于专利文献1所示的、错开多个线传感器的驱动开始周期而读出像素信号的方法，参照图1以及图2进行说明。

图1是作为以往的固体摄像装置的紧贴型多片图像传感器内的布线图。

在该固体摄像装置中，安装有所有的线传感器302-1、302-2、…、302-15的基板304上的布线使各个线传感器独立驱动，而且，各个线传感器的信号被提取到各个线传感器专用的输出线。具体而言，使各个线传感器开始工作的起始脉冲φSP1～15以及驱动各个线传感器的时钟脉冲φCLK1～15直接输入到全线传感器302-1、302-2、…、302-15，而且，输出各个线传感器的信号的、基板304上的输出端子，也以与全线传感器302-1、302-2、…、302-15相同的个数被准备，且与各个线传感器单体的输出端子连接。

图2是用于说明以往的紧贴型多片图像传感器的工作的定时图。

线传感器302-1以起始脉冲φSP1和时钟脉冲φCLK1来工作，输出信号在以起始脉冲φSP1和时钟脉冲φCLK1所设定的定时被输出到输出端子Vout1。同样，线传感器302-2以起始脉冲φSP2和时钟脉冲φCLK2来工作，输出信号在以起始脉冲φSP2和时钟脉冲φCLK2所设定的定时被输出到输出端子Vout2；线传感器302-15以起始脉冲φSP15和时钟脉冲φCLK15来工作，输出信号在以起始脉冲φSP15和时钟脉冲φCLK15所设定的定时被输出到输出端子Vout15。由于，起始脉冲φSP1～15和时钟脉冲CLK1～15被错开规定的期间，因此，如图2所示，错开了规定的期间的信号被输出到输出端子Vout1～15，所述规定的期间比从各个线传感器的受光元件中读出信号的期间短。

输出端子Vout1～15的信号，根据脉冲φSWW1～15的定时，在共通信号线A0～An汇集成束，而被传输到后级的信号处理电路。此时，如图2所示，在共通信号线A0～An：线传感器302-1、302-2、…、302-15的第一像素的信号依次被输出到期间第一像素；线传感器302-1、302-2、…、302-15的第二像素的信号依次被输出到期间第二像素；线传感器302-1、302-2、…、302-15的最后像素的信号依次被输出到期间最后像素。

专利文献1：日本国特开平8-242345号公报

不过，在以往的二维的MOS型固体摄像装置中，在通过提高产生从共通信号线读出像素信号的定时的扫描电路的工作频率、而使扫描电路高速工作、从而试图实现信号输出的高速化的情况下，不能获得良好的信号输出，而且工作变得不稳定。即，在以往的二维的MOS型固体摄像装置中，由于在结构上从蓄积像素信号的多个电容元件中像素信号被读出到一个共通信号线，因此为了提高扫描电路的工作频率，需要使将像素信号从电容元件中读出到共通信号线的速度快。其结果是，由于在从电容元件中被读出到共通信号线的像素信号稳定之前，从共通信号线输出像素信号，因此不能获得忠实于电容元件的像素信号的信号输出。而且，由于对所有的电容元件需要高速进行向共通信号线的读出的扫描电路，因此工作变得不稳定。

而且，在二维的MOS型固体摄像装置中，在通过采用设置多个输出的多输出结构的方法、从而试图实现信号输出的高速化的情况下，后级的处理电路数变多、电路规模增大。

因此，以往的二维的MOS型固体摄像装置，不能实现信号输出的高速化。

此时，在二维的MOS型固体摄像装置中，在为了实现信号输出的高速化、试图适用图1以及图2所示的固体摄像装置的技术的情况下，出现以下问题。即，在图1以及图2所示的固体摄像装置中，由于按照各个芯片(线传感器)的第一像素的信号(15信号)、第二像素的信号(15信号)、…、最后像素的信号(15信号)的顺序，信号被输出到共通信号线A0～An，因此在后级需要重新排列信号，从而后级的处理电路变得复杂。而且，由于各个线传感器与不同的输出端子连接，因此需要与线传感器相同的个数的、用于连接输出端子和线传感器的布线，从而布线面积变大。再者，对二维的MOS型固体摄像装置直接利用图2所示的驱动方法是困难的。因此，根据该方法也不能实现在二维的MOS型固体摄像装置中的信号输出的高速化。

发明内容

于是，鉴于所述问题，本发明的目的在于提供一种二维的MOS型固体摄像装置，可以实现信号输出的高速化。

为了实现所述目的，本发明涉及的固体摄像装置，其特点是，包括：像素区域，要进行光电转换的多个像素被配置为行列状；多个蓄积元件，按所述像素的每个列被设置，蓄积对应的所述像素的列的像素信号；多个信号线，分别与不同的所述蓄积元件连接，传输所述蓄积元件的像素信号；共通信号线，与所述多个信号线连接，传输所述蓄积元件的像素信号；读出控制单元，控制从所述蓄积元件中向所述信号线的像素信号的读出；以及输出控制单元，选择所述多个信号线中的任意的信号线，从所选择的所述信号线向所述共通信号线输出像素信号，并且，所述读出控制单元以及所述输出控制单元控制像素信号的读出以及输出，以使将像素信号从所述蓄积元件中读出到所述信号线的期间、比将像素信号从所述信号线向所述共通信号线输出的期间长。

据此，可以从电容元件等的蓄积元件中向信号线读出像素信号的时间变长、确保从蓄积元件中被读出了的像素信号稳定所需的期间，并且，可以使向共通信号线的信号输出高速化。因此，在获得忠实于蓄积元件的像素信号的信号输出的情况下，可以实现能够使信号输出高速化的二维的固体摄像装置。再者，不使从蓄积元件中向信号线读出的速度高速化，即，不设置针对所有的蓄积元件高速进行向共通信号线的信号输出的扫描电路，而可以使向共通信号线的信号输出高速化。因此，在确保工作的稳定性的情况下，可以实现能够使信号输出高速化的二维的固体摄像装置。

在此，也可以是，所述读出控制单元控制像素信号的读出，以使从所述蓄积元件中向所述信号线读出像素信号开始时期在所述多个蓄积元件之间分别不同、且使从所述蓄积元件中向所述信号线读出像素信号的期间在所述多个蓄积元件之间分别相同，从规定的所述蓄积元件开始读出起、到从所述规定的蓄积元件之后下一个要被读出的所述蓄积元件开始读出为止的时期的差，比将像素信号从所述蓄积元件中读出到所述信号线的期间短，并且，所述读出控制单元以及所述输出控制单元控制像素信号的读出以及输出，以使将像素信号从所述信号线向所述共通信号线输出的期间与所述时期的差相同。

据此，由于可以使从像素信号被读出到信号线、到被输出到共通信号线为止的期间按每个信号线相同，因此可以实现能够针对所有的像素信号输出达到稳定期间的像素信号的二维的固体摄像装置。

而且，也可以是，所述读出控制单元控制像素信号的读出，以使按照所述多个蓄积元件的排列顺序开始从所述多个蓄积元件中读出像素信号。而且，也可以是，所述读出控制单元包括：开关，被设置在所述蓄积元件和所述信号线之间；移位寄存器，生成控制所述开关的接通、断开的控制信号。

据此，由于在后级不需要重新排列信号，因此可以实现能够简化后级的处理电路的二维的固体摄像装置。

而且，也可以是，所述像素具有颜色分离功能，所述多个蓄积元件蓄积对不同颜色的光进行光电转换而得到的像素信号，并且，所述固体摄像装置，还包括分配单元，进行分配，从而将对不同颜色的光进行光电转换而得到的像素信号蓄积在所述多个蓄积元件中的某个蓄积元件中。

据此，可以实现能够按照颜色高速输出信号的二维的固体摄像装置。

根据本发明的固体摄像装置，可以实现能够高速输出信号的二维的固体摄像装置。而且，可以实现能够获得忠实于电容元件的像素信号的信号输出的二维的固体摄像装置。再者，可以实现能够确保稳定工作的二维的固体摄像装置。可以实现能够按照颜色高速输出信号的二维的固体摄像装置。

附图说明

图1是示出作为以往的固体摄像装置的紧贴型多片图像传感器内的传感器阵列的图。

图2是用于说明以往的紧贴型多片图像传感器的工作的定时图。

图3是示出本发明的实施例1的固体摄像装置的基本电路结构的图。

图4是示出该实施例的固体摄像装置的具体电路结构的图。

图5是示出该实施例的固体摄像装置的扫描定时产生部的电路结构的图。

图6是示出该实施例的固体摄像装置的被施加到构成扫描定时产生部的移位寄存器的信号以及从移位寄存器输出的信号的波形的图。

图7是示出该实施例的固体摄像装置的外部输出定时产生部的电路结构的图。

图8是示出该实施例的固体摄像装置的被施加到构成外部输出定时产生部的移位寄存器的信号以及从移位寄存器输出的信号的波形的图。

图9是该实施例的固体摄像装置的从扫描定时产生部输入到开关部的信号、和从蓄积部输出到水平信号线部的信号的定时图。

图10是该实施例的固体摄像装置的从外部输出定时产生部输入到开关部的信号、和在水平信号线部以及共通信号线传输的信号的定时图。

图11是示出本发明的实施例2的固体摄像装置的基本电路结构的图。

图12是示出本发明的实施例3的固体摄像装置的基本电路结构的图。

符号说明

1、101像素区域

2、102、112蓄积部

2a、2e第一电容元件

2b、2f第二电容元件

2c、2g第三电容元件

2d、2h第四电容元件

3水平信号线部

3a第一水平信号线

3b第二水平信号线

3c第三水平信号线

3d第四水平信号线

4扫描定时产生部

5外部输出定时产生部

6共通信号线

7、8开关部

7a、7e第一晶体管

7b、7f第二晶体管

7c、7g第三晶体管

7d、7h第四晶体管

8a第五晶体管

8b第六晶体管

8c第七晶体管

8d第八晶体管

10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h稳定期间

11、12、13、14、15、16、61移位寄存器

17、23、29、33、37、41、62扫描开始端子

18、24、30、34、38、42、63时钟端子

19、20、21、22、25、26、27、28、31、32、35、36、39、40、43、44、64、65、66、67输出端子

50、51、70驱动脉冲

52、71时钟脉冲

53、54、55、56、57、58、59、60、72、73、74、75输出脉冲

110分配部

302-1、302-2、302-15线传感器

304基板

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施例涉及的固体摄像装置。

(实施例1)

图3、4是示出本实施例的固体摄像装置的基本电路结构的图。

该固体摄像装置包括：像素区域1，以n行m列状配置要进行光电转换的多个像素而成；蓄积部2，按像素的每个列被设置，且包括多个电容元件，该多个电容元件以行为单位蓄积对应的像素的列的像素信号；水平信号线部3，包括多个水平信号线，该多个水平信号线向水平方向传输蓄积部2的像素信号；扫描定时产生部4，决定将蓄积部2的像素信号读出到水平信号线部3的定时；外部输出定时产生部5，决定向共通信号线6输出水平信号线的像素信号的定时；共通信号线6，与水平信号线部3连接，且向外部输出由水平信号线传输的像素信号；开关部7，被设置在蓄积部2和水平信号线部3之间，接受由扫描定时产生部4的接通、断开的控制；开关部8，被设置在水平信号线部3和共通信号线6之间，接受由外部输出定时产生部5的接通、断开的控制。

蓄积部2包括像素的行方向依次被排列的、作为一对的下列电容元件：第一电容元件2a、2e；第二电容元件2b、2f；第三电容元件2c、2g；以及第四电容元件2d、2h。

水平信号线部3包括：第一水平信号线3a，与第一电容元件2a、2e连接、且传输第一电容元件2a、2e的像素信号；第二水平信号线3b，与第一电容元件2b、2f连接、且传输第一电容元件2b、2f的像素信号；第三水平信号线3c，与第一电容元件2c、2g连接、且传输第一电容元件2c、2g的像素信号；以及第四水平信号线3d，与第一电容元件2d、2h连接、且传输第一电容元件2d、2h的像素信号。

开关部7包括：第一晶体管7a、7e，连接于第一电容元件2a、2e和第一水平信号线3a之间；第二晶体管7b、7f，连接于第二电容元件2b、2f和第二水平信号线3b之间；第三晶体管7c、7g，连接于第三电容元件2c、2g和第三水平信号线3c之间；以及第四晶体管7d、7h，连接于第四电容元件2d、2h和第四水平信号线3d之间。此时，第一晶体管7a、7e的栅极，分别与来自扫描定时产生部4的信号线4a、4e连接。同样，第二晶体管7b、7f的栅极，分别与信号线4b、4f连接；第二晶体管7c、7g的栅极，分别与信号线4c、4g连接；第二晶体管7d、7h的栅极，分别与信号线4d、4h连接。据此，开关部7和扫描定时产生部4共同构成读出控制单元，该读出控制单元控制以下读出：将像素信号从第一电容元件2a、2e中读出到第一水平信号线3a；将像素信号从第二电容元件2b、2f中读出到第二水平信号线3b；将像素信号从第三电容元件2c、2g中读出到第三水平信号线3c；以及将像素信号从第四电容元件2d、2h中读出到第四水平信号线3d。

开关部8包括：第五晶体管8a，连接于第一水平信号线3a和共通信号线6之间；第六晶体管8b，连接于第二水平信号线3b和共通信号线6之间；第七晶体管8c，连接于第三水平信号线3c和共通信号线6之间；以及第八晶体管8d，连接于第四水平信号线3d和共通信号线6之间。此时，第五晶体管8a的栅极，与来自外部输出定时产生部5的信号线5a连接。同样，第六晶体管8b的栅极与信号线5b连接；第七晶体管8c的栅极与信号线5c连接；第八晶体管8d的栅极与信号线5d连接。据此，开关部8和外部输出定时产生部5构成输出控制单元，该输出控制单元：选择第一水平信号线3a、第二水平信号线3b、第三水平信号线3c以及第四水平信号线3d中的任意的信号线，从所选择的水平信号线向共通信号线6输出像素信号。

图5是示出扫描定时产生部4的详细结构的图。

扫描定时产生部4包括移位寄存器11、12、13、14、15、16。移位寄存器11的输出端子19、20、21、22，分别与移位寄存器13、14、15、16的扫描开始端子29、33、37、41连接。移位寄存器12的输出端子25、26、27、28，分别与移位寄存器13、14、15、16的时钟端子30、34、38、42连接。移位寄存器13的输出端子31、32分别与信号线4a、4e连接；移位寄存器14的输出端子35、36分别与信号线4b、4f连接；移位寄存器15的输出端子39、40分别与信号线4c、4g连接；移位寄存器16的输出端子43、44分别与信号线4d、4h连接。

此时，移位寄存器11、12、13、14、15、16被施加如图6所示的脉冲。即，移位寄存器11的扫描开始端子17，被施加只在期间T高电平的驱动脉冲50；移位寄存器12的扫描开始端子23，被施加反复期间T的高电平以及低电平的驱动脉冲51。移位寄存器11、12的时钟端子18、24，被施加用于使移位寄存器11、12移位工作的时钟脉冲52，该时钟脉冲52按每个期间t建立，该期间t是比期间T短的期间，即是期间T的四分之一的期间。移位寄存器13、14、15、16的扫描开始端子29、33、37、41，分别被施加来自移位寄存器11的输出端子19、20、21、22的输出脉冲53、54、55、56。移位寄存器13、14、15、16的时钟端子30、34、38、42，分别被施加来自移位寄存器12的输出端子25、26、27、28的输出脉冲57、58、59、60。据此，作为扫描定时信号的、只在期间T高电平的脉冲，在错开了期间t的状态下依次被输出到信号线4a～4h。

图7是示出外部输出定时产生部5的详细结构的图。

外部输出定时产生部5包括移位寄存器61。移位寄存器61的输出端子64、65、66、67，分别与信号线5a、5b、5c、5d连接。

此时，移位寄存器61的扫描开始端子62被施加如图8所示的、按每个期间T反复期间t的高电平的驱动脉冲70；移位寄存器61的时钟端子63被施加如图8所示的、按每个期间t建立的时钟脉冲71。而且，如图8所示的、按每个期间T反复期间t的高电平的输出脉冲72、73、74、75，在错开了期间t的状态下依次被输出到移位寄存器61的输出端子64、65、66、67。并且，时钟脉冲71和图6的时钟脉冲52相同。

其次，说明具有所述结构的本实施例的固体摄像装置的工作。

图9是从扫描定时产生部4输入到开关部7的信号、和从蓄积部2输出到水平信号线部3的信号的定时图。图10是从外部输出定时产生部5输入到开关部8的信号、和在水平信号线部3以及共通信号线6传输的信号的定时图。

首先，电容选择脉冲81a从扫描定时产生部4(移位寄存器13的输出端子31)被施加到第一晶体管7a的栅极，该电容选择脉冲81a使信号线4a只在期间T变高电平。第一晶体管7a变为接通状态，第一电容元件2a所蓄积的像素信号被读出到第一水平信号线3a。

其次，电容选择脉冲81b从扫描定时产生部4(移位寄存器14的输出端子35)被施加到第二晶体管7b的栅极，该电容选择脉冲81b使信号线4b只在期间T变高电平、且其相位对电容选择脉冲81a错开了期间t。第二晶体管7b变为接通状态，第二电容元件2b所蓄积的像素信号被读出到第二水平信号线3b。

其次，电容选择脉冲81c从扫描定时产生部4(移位寄存器15的输出端子39)被施加到第三晶体管7c的栅极，该电容选择脉冲81c使信号线4c只在期间T变高电平、且其相位对电容选择脉冲81b错开了期间t。第三晶体管7c变为接通状态，第三电容元件2c所蓄积的像素信号被读出到第三水平信号线3c。

其次，电容选择脉冲81d从扫描定时产生部4(移位寄存器16的输出端子43)被施加到第四晶体管7d的栅极，该电容选择脉冲81d使信号线4d只在期间T变高电平、且其相位对电容选择脉冲81c错开了期间t。第四晶体管7d变为接通状态，第四电容元件2d所蓄积的像素信号被读出到第四水平信号线3d。

其次，输出选择脉冲91a从外部输出定时产生部5(移位寄存器61的输出端子64)被施加到第五晶体管8a的栅极，该输出选择脉冲91a使信号线5a只在期间t变高电平。第五晶体管8a变为接通状态，第一水平信号线3a所读出的像素信号被输出到共通信号线6。然后，电容选择脉冲81e从扫描定时产生部4(移位寄存器13的输出端子32)被施加到第一晶体管7e的栅极，该电容选择脉冲81e使信号线4e只在期间T变高电平、且其相位对电容选择脉冲81d错开了期间t。第一晶体管7e变为接通状态，第一电容元件2e所蓄积的像素信号被读出到第一水平信号线3a。

其次，输出选择脉冲91b从外部输出定时产生部5(移位寄存器61的输出端子65)被施加到第六晶体管8b的栅极，该输出选择脉冲91b使信号线5b只在期间t变高电平。第六晶体管8b变为接通状态，第二水平信号线3b所读出的像素信号被输出到共通信号线6。然后，电容选择脉冲81f从扫描定时产生部4(移位寄存器14的输出端子36)被施加到第二晶体管7f的栅极，该电容选择脉冲81f使信号线4f只在期间T变高电平、且其相位对电容选择脉冲81e错开了期间t。第二晶体管7f变为接通状态，第二电容元件2f所蓄积的像素信号被读出到第二水平信号线3b。

其次，输出选择脉冲91c从外部输出定时产生部5(移位寄存器61的输出端子66)被施加到第七晶体管8c的栅极，该输出选择脉冲91c使信号线5c只在期间t变高电平。第七晶体管8c变为接通状态，第三水平信号线3c所读出的像素信号被输出到共通信号线6。然后，电容选择脉冲81g从扫描定时产生部4(移位寄存器15的输出端子40)被施加到第三晶体管7g的栅极，该电容选择脉冲81g使信号线4g只在期间T变高电平、且其相位对电容选择脉冲81f错开了期间t。第三晶体管7g变为接通状态，第三电容元件2g所蓄积的像素信号被读出到第三水平信号线3c。

最后，输出选择脉冲91d从外部输出定时产生部5(移位寄存器61的输出端子67)被施加到第八晶体管8d的栅极，该输出选择脉冲91d使信号线5d只在期间t变高电平。第八晶体管8d变为接通状态，第四水平信号线3d所读出的像素信号被输出到共通信号线6。然后，电容选择脉冲81h从扫描定时产生部4(移位寄存器16的输出端子44)被施加到第四晶体管7h的栅极，该电容选择脉冲81h使信号线4h只在期间T变高电平、且其相位对电容选择脉冲81g错开了期间t。第四晶体管7h变为接通状态，第四电容元件2h所蓄积的像素信号被读出到第四水平信号线3d。

通过进行所述工作，从而第一水平信号线3a、第二水平信号线3b、第三水平信号线3c以及第四水平信号线3d的像素信号依次被输出到共通信号线6，且如图10所示的外部输出信号被输出。

如上所述，在本实施例的固体摄像装置中，由于不是瞬间进行从蓄积部2向水平信号线部3的像素信号的传输，因此第一水平信号线3a、第二水平信号线3b、第三水平信号线3c以及第四水平信号线3d所读出的像素信号的波形变为以下波形，即，具有时间常数的、如图9、10所示对建立要花费时间的波形。据此，由于经过规定的时间后达到稳定期间(图9、10的波形的粗线部分)10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h的波形的像素信号被输出，因此在从电容元件中读出像素信号的时间短的情况下，或在从电容元件中开始读出后立刻将像素信号向共通信号线6输出的情况下，不能获得忠实于蓄积部2的像素信号的信号输出。然而，在本实施例的固体摄像装置中，通过在从电容元件中读出像素信号的期间内开始读出其它电容元件，从而将从电容元件中读出像素信号的时间变长，而且，通过在结束从电容元件中的读出之紧前将像素信号向共通信号线6输出，从而将从开始读出像素信号、到输出像素信号为止的时间变长，因此，可以获得忠实于蓄积部2的像素信号的信号输出。

而且，在本实施例的固体摄像装置中，期间T比期间t长，并且期间T是期间t的四倍，所述期间T是多个电容元件都相同的、将像素信号从电容元件中读出到水平信号线的时间，所述期间t是从水平信号线向共通信号线6输出像素信号的期间。据此，由于按每个期间t获得像素信号的输出，因此能够实现扫描定时的四倍的高速化，该期间t是扫描定时的期间T的四分之一的期间。其结果是，能够实现可以高速输出信号的二维的固体摄像装置。

而且，在本实施例的固体摄像装置中，从开始读出规定的电容元件、到开始读出规定的电容元件之后要进行读出的电容元件为止的时期的错开，即，将像素信号从电容元件中读出到水平信号线的时期的每个水平信号线(每个电容元件)的错开的期间，比从一个电容元件中读出像素信号的期间短，而且所述错开的期间是与从一个水平信号线向共通信号线6输出像素信号的期间相同的t。据此，由于可以使从像素信号被读出到水平信号线、到被输出到共通信号线6为止的期间，按每个像素信号相同，因此，针对所有的像素信号可以输出达到稳定期间的像素信号。

而且，在本实施例的固体摄像装置中，行方向依次排列的第一电容元件2a和2e、第二电容元件2b和2f、第三电容元件2c和2g以及第四电容元件2d和2h的像素信号的向第一水平信号线3a、第二水平信号线3b、第三水平信号线3c以及第四水平信号线3d的读出，是按照行方向排列的顺序开始的。据此，由于在后级不需要重新排列信号，因此可以简化后级的处理电路。

(实施例2)

图11是示出本实施例的固体摄像装置的电路的基本结构的图。下面，以与实施例1的固体摄像装置不同之处为中心进行说明。

在该固体摄像装置中，像素区域101包括具有颜色分离功能的多个像素。即，像素区域101包括多个像素，在该多个像素的光入射面设置有以拜耳型的颜色排列来配置四种颜色(R、Gr、Gb、B)的彩色滤光片(Color Filter)。

而且，蓄积部102的第一电容元件和第三电容元件、以及第二电容元件和第四电容元件，蓄积对不同颜色的光进行光电转换而得到的像素信号。即，第一电容元件和第三电容元件蓄积对Gr以及B进行光电转换而得到的像素信号；第二电容元件和第四电容元件蓄积对Gb以及R进行光电转换而得到的像素信号。因此，水平信号线部3的第一水平信号线以及第三水平信号线传输对Gr以及R进行光电转换而得到的像素信号；水平信号线部3的第二水平信号线以及第四水平信号线传输对Gb以及B进行光电转换而得到的像素信号。

在具有所述结构的固体摄像装置中，首先，对Gr以及R进行光电转换而得到的像素信号，从像素区域101的第二行的像素中被读出，且分别被蓄积在蓄积部102的对应的电容元件中。即，对Gr进行光电转换而得到的像素信号被蓄积在第一电容元件以及第三电容元件中；对R进行光电转换而得到的像素信号被蓄积在第二电容元件以及第四电容元件中。然后，按照对Gr进行光电转换而得到的像素信号、以及对R进行光电转换而得到的像素信号的顺序，向共通信号线6高速进行信号输出。

接着，对B以及Gb进行光电转换而得到的像素信号，从像素区域101的第三行的像素中被读出，且被蓄积在蓄积部102的电容元件中。即，对B进行光电转换而得到的像素信号被蓄积在第一电容元件以及第三电容元件中；对Gb进行光电转换而得到的像素信号被蓄积在第二电容元件以及第四电容元件中。然后，按照对B进行光电转换而得到的像素信号、以及对Gb进行光电转换而得到的像素信号的顺序，向共通信号线6高速进行信号输出。据此，以如下形式进行向共通信号线6的信号输出，即，以第二行的Gr、R、Gr、R、Gr、R…、第三行的B、Gb、B、Gb、B、Gb…的顺序反复进行输出。

(实施例三)

图12是示出本实施例的固体摄像装置的电路的基本结构的图。下面，以与实施例1的固体摄像装置不同之处为中心进行说明。

在该固体摄像装置中，像素区域101包括具有颜色分离功能的多个像素。即，像素区域101包括多个像素，在该多个像素的光入射面设置有以拜耳型的颜色排列来配置四种颜色(R、Gr、Gb、B)的彩色滤光片。

而且，蓄积部112的第一电容元件、第三电容元件、第二电容元件以及第四电容元件，蓄积对不同颜色的光进行光电转换而得到的像素信号。即，第一电容元件蓄积对Gr进行光电转换而得到的像素信号；第二电容元件蓄积对R进行光电转换而得到的像素信号；第三电容元件蓄积对B进行光电转换而得到的像素信号；第四电容元件蓄积对Gb进行光电转换而得到的像素信号。因此，水平信号线部3的第一水平信号线传输对Gr进行光电转换而得到的像素信号；第二水平信号线传输对R进行光电转换而得到的像素信号；第三水平信号线传输对B进行光电转换而得到的像素信号；第四水平信号线传输对Gb进行光电转换而得到的像素信号。

进一步，像素区域101和蓄积部112之间设置有分配像素信号的选择单元100：将对Gr进行光电转换而得到的像素信号蓄积在第一电容元件中；将对R进行光电转换而得到的像素信号蓄积在第二电容元件中；将对B进行光电转换而得到的像素信号蓄积在第三电容元件中；将对Gb进行光电转换而得到的像素信号蓄积在第四电容元件中。

进一步，像素区域101和蓄积部112之间设置有具有信号切换功能的、分配像素信号的分配部110：将对Gr进行光电转换而得到的像素信号蓄积在第一电容元件中；将对R进行光电转换而得到的像素信号蓄积在第二电容元件中；将对B进行光电转换而得到的像素信号蓄积在第三电容元件中；将对Gb进行光电转换而得到的像素信号蓄积在第四电容元件中。

在具有所述结构的固体摄像装置中，首先，对Gr、R、B以及Gb进行光电转换而得到的像素信号，从像素区域101的第二行以及第三行的像素中、即共计两行的像素中被读出，且由分配部110分配后、分别被蓄积在蓄积部112的对应的电容元件中。即，对Gr进行光电转换而得到的像素信号被蓄积在第一电容元件中；对R进行光电转换而得到的像素信号被蓄积在第二电容元件中；对B进行光电转换而得到的像素信号被蓄积在第三电容元件中；对Gb进行光电转换而得到的像素信号被蓄积在第四电容元件中。然后，按照对Gr进行光电转换而得到的像素信号、R进行光电转换而得到的像素信号、B进行光电转换而得到的像素信号、以及对Gb进行光电转换而得到的像素信号的顺序，向共通信号线6高速进行信号输出。据此，以如下形式进行向共通信号线6的信号输出，即，以第二行的Gr、R、B、Gb…的顺序反复进行输出。

如上所述，对于本发明的固体摄像装置，根据实施例进行了说明，但是，本发明不仅限于该实施例。若不脱离本发明的目的，则本领域技术人员可以想到的各种变形例也包含在本发明的范围内。

本发明有用于固体摄像装置，尤其有用于需要高速信号读出的二维的MOS型固体摄像装置。

Claims (7)

1、一种固体摄像装置，其特征在于，包括：

像素区域，要进行光电转换的多个像素被配置为行列状；

多个蓄积元件，按所述像素的每个列被设置，蓄积对应的所述像素的列的像素信号；

多个信号线，分别与不同的所述蓄积元件连接，传输所述蓄积元件的像素信号；

共通信号线，与所述多个信号线连接，传输所述蓄积元件的像素信号；

读出控制单元，控制从所述蓄积元件中向所述信号线的像素信号的读出；以及

输出控制单元，选择所述多个信号线中的任意的信号线，从所选择的所述信号线向所述共通信号线输出像素信号，

所述读出控制单元以及所述输出控制单元控制像素信号的读出以及输出，以使将像素信号从所述蓄积元件中读出到所述信号线的期间、比将像素信号从所述信号线向所述共通信号线输出的期间长。

2、如权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，

所述读出控制单元控制像素信号的读出，以使从所述蓄积元件中向所述信号线读出像素信号开始时期在所述多个蓄积元件之间分别不同、且使从所述蓄积元件中向所述信号线读出像素信号的期间在所述多个蓄积元件之间分别相同，

从规定的所述蓄积元件开始读出起、到从所述规定的蓄积元件之后下一个要被读出的所述蓄积元件开始读出为止的时期的差，比将像素信号从所述蓄积元件中读出到所述信号线的期间短。

3、如权利要求2所述的固体摄像装置，其特征在于，

所述读出控制单元以及所述输出控制单元控制像素信号的读出以及输出，以使将像素信号从所述信号线向所述共通信号线输出的期间与所述时期的差相同。

4、如权利要求3所述的固体摄像装置，其特征在于，

所述读出控制单元控制像素信号的读出，以使按照所述多个蓄积元件的排列顺序开始从所述多个蓄积元件中读出像素信号。

5、如权利要求4所述的固体摄像装置，其特征在于，

所述读出控制单元包括：开关，被设置在所述蓄积元件和所述信号线之间；移位寄存器，生成控制所述开关的接通、断开的控制信号。

6、如权利要求3所述的固体摄像装置，其特征在于，

所述像素具有颜色分离功能，

所述多个蓄积元件蓄积对不同颜色的光进行光电转换而得到的像素信号。

7、如权利要求6所述的固体摄像装置，其特征在于，

所述固体摄像装置，还包括分配单元，进行分配，从而将对不同颜色的光进行光电转换而得到的像素信号蓄积在所述多个蓄积元件中的某个蓄积元件中。

Images