CN1518344A - 固体摄像器件、其驱动方法及应用它的相机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固体摄像器件，其目的在于：提供一种可以不要保持构成下一级的像素混合单元的光电变换元件的操作的固体摄像器件。固体摄像器件，拥有沿垂直方向及水平方向二维排列的多个像素，这多个像素中与垂直方向或者水平方向相邻的像素拥有颜色互不相同的滤色器。在规定的期间内，依次输出来自沿垂直方向或者水平方向排列的多个像素中拥有同一种颜色的滤色器的像素(用○表示的像素)的信号。

Description

固体摄像器件、其驱动方法及应用它的相机

技术领域

本发明涉及一种用于数字相机等中的MOS型固体摄像器件，尤其涉及拥有沿垂直方向及水平方向二维地排列着的多个像素且多个像素中与垂直方向或者水平方向相邻的像素又具有颜色各异的滤色器的固体摄像器件。

背景技术

(第一个现有例)

近年来，例如如图10所示的固体摄像器件已为众人所知(参考专利文献1)。

下面，参考图10，说明专利文献1中所示的第一个现有例所涉及的固体摄像器件。

在图10中，201表示行列状地排列着的多个像素的集合，202表示由排列成2行及2列的4个像素构成的像素单元，203表示由构成第一像素混合区域的多个像素构成的第一像素混合单元，204表示由构成第二像素混合区域的多个像素构成的第二像素混合单元，205表示由构成第三像素混合区域的多个像素构成的第三像素混合单元。而且，在图10中，206表示垂直移位寄存器，207表示从垂直移位寄存器206输出的信号的路径。

以下，为简化说明，对构成像素单元202的4个像素中用加了斜线的□及○表示的两种像素的动作加以说明。

在第一像素混合单元203中，电荷信号被混合起来的像素为由加了斜线的□表示的9个像素。在垂直移位寄存器206从第一行顺序扫描到第五行的那一时刻，得到了成为像素混合对象的用加了斜线的□表示的9个像素的电荷信号，之后进行像素混合。

在这一时刻，垂直移位寄存器206扫描到第5行，扫描到第4行时，构成第二像素混合单元204的用加了斜线的○表示的3个像素的信号也输出来了，因此就有必要保持这些信号。

其次，若垂直移位寄存器206从第6行扫描到第8行，就会在位于第6行及第8行、成为像素混合对象的、用加了斜线的○表示的6个像素的信号、和已经保持了的信号的第4行的3个像素的信号之间进行像素混合。而且，位于第7行构成第三像素混合单元205的用加了斜线的□表示的3个像素的信号得到了保持。

(第二个现有例)

下面，参考图11，说明第二个现有例，即利用了记载在专利文献2中的驱动电路的固体摄像器件。

如图11所示，固体摄像器件拥有：拥有行列状地排列着的多个像素部分3011、3012、3013、…的摄像部分301、将列选择信号供到列选择信号线302的驱动电路303、将行选择信号供到行选择信号线308的驱动电路307。

图12示出了驱动电路303的方框结构。如图12所示，若扫描脉冲309输入到驱动寄存器3031中，且施加时钟脉冲305，则驱动寄存器3031的输出信号310就输入到选择电路3041中。选择电路3041根据控制信号306将驱动寄存器3031的输出输出到驱动寄存器3032或者驱动寄存器3033中。换句话说，在输入表示顺序扫描的控制信号306时，每一个驱动寄存器象驱动寄存器3031、3032、3033、3034、…那样依次输出列选择信号。这样一来，例如就象像素部分3011、3012、3013、3014…那样进行了像素的顺序扫描。

还有，在输入表示跳跃扫描的控制信号306时，是象驱动寄存器3031、3033、3035、…那样隔一个驱动寄存器输出列选择信号列选择信号线302。这样一来，例如就象像素部分3011、3013、3015、…那样隔一列像素进行跳跃扫描。

(专利文献1)特开2001-292453号公报

(专利文献2)特开2002-314882号公报(图1)

发明内容

-发明所欲解决的问题-

(第一个现有例)

话又说回来，所述第一个现有例所涉及的固体摄像器件，要求：在进行垂直方向的扫描时，不马上将位于下一级的像素混合单元(像素混合区域的基本单元)的一行的信号输出，而是将它保持好这样的操作。

这样一来，在现有的固体摄像器件中，在沿垂直方向对固体摄像器件扫描的过程中，需要保持构成下一级的像素混合单元的一行的像素的信号，故操作及电路结构就复杂起来了。这是第一个问题。

(第二个现有例)

还有，近年来，不断地要求固体摄像器件不仅要能够用来进行静止画摄影，还要能够用来进行活动图像摄影。例如，在数字相机中安装在其中的固体摄像器件就用于将萤幕图像显示在液晶面板中而输出活动图像。

然而，所述第二现有例所涉及的固体摄像器件能够通过跳跃扫描来适应活动图像的要求，但是因为像素在进行跳跃扫描的时候被去掉了一部分而造成像素信息有一定的失落，这样就容易出现显示图像中的颜色就不自然的现象，即所谓的伪色现象，致使图像质量下降。这是第二个问题。

为解决上述第一个问题，本发明的第一个目的，在于：提供一种不需要保持构成下一级的像素混合单元的像素这样的操作的固体摄像器件。

为解决上述第二个问题，本发明的第二个目的，在于：防止在进行活动图像的摄制时由于像素信息的欠缺而出现伪色。

为达成上述第一个目的，本发明所涉及的第一固体摄像器件，为一拥有沿垂直方向及水平方向二维地排列着的多个像素，所述多个像素中与垂直方向或者水平方向相邻的像素具有颜色互不相同的滤色器的固体摄像器件。拥有：在规定的时间段内，依次输出从多个像素中拥有同一种颜色的滤色器的像素接收的电荷信号的信号输出元件。

根据第一固体摄像器件，因为信号输出元件在规定的时间段内依次输出从多个像素中拥有同一种颜色的滤色器的像素接收的电荷信号，所以在输出从具有同一种颜色的滤色器的像素接收的电荷信号之时，就没有必要输出从具有另一种颜色的滤色器的像素接收的电荷信号了。这样一来，就不需要保持从拥有另一种颜色的滤色器的像素输出的信号的操作了，因此也就不需要保持构成下一级的像素混合单元的像素的操作了。

在第一固体摄像器件中，最好是，信号输出元件拥有：在规定的时间段内，依次输出从多个像素中排列在水平方向上且拥有同一种颜色的滤色器的像素接收的电荷信号的元件。

这样一来，在输出从沿水平方向排列的像素组中拥有一种颜色的滤色器的像素接收的电荷信号之时，就没有必要输出从沿水平方向排列的像素组中拥有另一种颜色的滤色器的像素接收的电荷信号，因此也就不用保持从具有另一种颜色的滤色器的像素输出的信号的操作了。

在第一固体摄像器件中，最好是，信号输出元件拥有：在规定的时间段内，依次输出从多个像素中排列在垂直方向上且拥有同一种颜色的滤色器的像素接收的电荷信号的元件。

这样一来，在输出从沿垂直方向排列的像素组中拥有一种颜色的滤色器的像素接收的电荷信号之时，就没有必要输出从沿垂直方向排列的像素组中拥有另一种颜色的滤色器的像素接收的电荷信号，因此也就不用保持从具有另一种颜色的滤色器的像素输出的信号的操作了。

在第一固体摄像器件中，最好是，信号输出元件拥有：对多个像素中排列在垂直方向或者水平方向的像素进行顺序扫描的第一移位寄存器、和对多个像素中排列在垂直方向或者水平方向且拥有同一种颜色的滤色器的像素进行顺序扫描的第二移位寄存器。

这样一来，通过选择第一移位寄存器及第二移位寄存器中之一个移位寄存器，就能在对沿垂直方向或者水平方向排列的像素进行顺序扫描的一般操作和对拥有同一种颜色的像素进行顺序扫描的混合操作之间进行选择。

在第一固体摄像器件中，最好是，信号输出元件拥有：对多个像素中排列在垂直方向或者水平方向的所有的像素进行顺序扫描的移位寄存器、和在将从移位寄存器接收的电荷信号依次输出给沿垂直方向或者水平方向排列的每一个像素的第一输出方式及将从移位寄存器接收的电荷信号依次输出给具有同一种颜色的滤色器的每一个像素的第二输出方式之间进行切换的输出元件。

这样一来，通过在第一输出方式和第二输出方式之间进行切换，就能借助一个移位寄存器在依次输出沿垂直方向或者水平方向排列的所有像素的一般操作和依次输出沿垂直方向或者水平方向排列的像素中拥有同一种颜色的滤色器的像素的信号的混合操作之间进行选择。

为达成所述第二个目的，本发明所涉及的第二固体摄像器件，包括：沿行方向及列方向二维地排列着的多个像素；对应于多个像素的排列中沿行方向或者列方向排列着的像素列输出多个选择信号的传感部分；让传感部分对像素列一列一列地输出选择信号的第一驱动电路；以及让传感部分对像素列几列几列地输出选择信号的第二驱动电路。

根据第二固体摄像器件，在进行为静止图像模式的一般操作时，由第一驱动电路将选择信号输出给一列一列的像素列，在进行为活动图像模式的高速操作时，由第二驱动电路将选择信号输出给集合起来的几列几列的的像素列。于是，因在进行高速操作时将选择信号供到集合起的几列几列的像素列，所以若将从接收了多个选择信号的多个像素列输出的像素信号平均化，再生成以平均化了的像素信号为新的像素单位的缩小像素，就能得到无像素丢失了的像素。故可防止在活动图像模式中出现伪色，而提高活动图像的质量。

第二固体摄像器件，最好是，还包括：选择对应于像素列中的每一列从第一驱动电路依次输出的第一驱动信号和对应于像素列中的多列从第二驱动电路依次输出的第二驱动信号中之一，再将所选择的驱动信号输出给传感部分的选择电路。

这样一来，通过设置选择电路，就很容易且可靠地进行静止图像模式和活动图像模式的切换。

在第二固体摄像器件中，最好是，选择电路，拥有：让所述传感部分将第一驱动信号输出给所述像素列中的每一列的第一晶体管组、和让所述传感部分将第二驱动信号输出给像素列的集合起来的多列的第二晶体管组。

这时，最好是第一晶体管组和第二晶体管组由CMOS晶体管构成。

这时，最好是第一晶体管组和第二晶体管组由NMOS晶体管构成。

本发明所涉及的固体摄像器件的驱动方法，是一以沿行方向及列方向二维地排列着的多个像素、和对应于多个像素的排列中沿行方向或者列方向排列着的像素列输出多个选择信号的传感部分，具有摄制静止图像的静止图像模式和摄制活动图像的活动图像模式的固体摄像器件的驱动方法，包括：在选择了静止图像模式的情况下，让传感部分对像素列一列一列地输出选择信号的第一步骤；和在选择了活动图像模式的情况下，让传感部分对像素列几列几列地输出选择信号的第二步骤。

根据本发明的固体摄像器件的驱动方法，因为在选择了活动图像模式的情况下，让传感部分对像素列几列几列地输出选择信号，所以若将从接收了多个选择信号的多个像素列输出的像素信号平均化，再生成以平均化了的像素信号为新的像素单位的缩小像素，就能得到无像素丢失了的像素。故可防止在活动图像模式中出现伪色，而提高活动图像的质量。

本发明所涉及的相机，拥有本发明的第一或者第二固体摄像器件。

根据本发明的相机，可防止活动图像出现伪色，而提高活动图像的质量。

发明的效果

根据本发明的第一固体摄像器件，在输出从具有同一种颜色的滤色器的像素接收的电荷信号之时，就没有必要输出从具有另一种颜色的滤色器的像素接收的电荷信号了。这样一来，就不需要保持从拥有另一种颜色的滤色器的像素输出的信号的操作了，因此也就不需要保持构成下一级的像素混合单元的像素的操作了。

根据本发明的第二固体摄像器件，在活动图像的摄制模式下，可防止由于图像信息的丢失而发生伪色，而提高活动图像的质量。

附图的简单说明

图1示出了本发明的第一个实施例所涉及的固体摄像器件的结构。

图2示出了本发明的第一个实施例所涉及的固体摄像器件中的第一信号传达方式的第一个例子。

图3示出了本发明的第一个实施例所涉及的固体摄像器件中的第一信号传达方式的第二个例子。

图4示出了本发明的第一个实施例所涉及的固体摄像器件中的第二信号传达方式的第一个例子。

图5示出了本发明的第一个实施例所涉及的固体摄像器件中的第二信号传达方式的第二个例子。

图6示出了本发明的第二个实施例所涉及的固体摄像器件的结构。

图7为表示本发明的第二个实施例所涉及的固体摄像器件中的列驱动电路的方框图。

图8为表示本发明的第二个实施例所涉及的固体摄像器件中的构成列驱动电路的选择电路的电路图。

图9为表示第三个实施例所涉及的固体摄像器件中的构成列驱动电路的选择电路的电路图。

图10示出了第一个现有例所涉及的固体摄像器件的结构。

图11示出了第二个现有例所涉及的固体摄像器件的结构。

图12为表示第二个现有例所涉及的固体摄像器件中的驱动电路的方框图。

符号说明

1   在行方向及列方向上二维地排列着的多个像素的集合

2   由排列成2行且2列的四个像素构成的像素单元

3   由排列成5行且5列的九个像素构成的像素混合单元

5   水平移位寄存器

6   垂直移位寄存器

10  传感部分中的一列像素组

11  第一垂直移位寄存器

11a 第一扫描开始端子

12  第二垂直移位寄存器

12a 第二扫描开始端子

15  传感部分中的一列像素组

16  第一垂直移位寄存器

16a 第一扫描开始端子

17  第二垂直移位寄存器

17a 第二扫描开始端子

20  传感部分中的一列像素组

21 垂直移位寄存器

22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36 晶体管

25 传感部分中的一列像素组

26 垂直移位寄存器

40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67 晶体管

101 摄像部分

102 列选择信号线

103 列驱动电路

105 检测信号线

1011、1012、1013、1014、1015 像素部分

107 行驱动电路

108 行选择信号线

110 传感部分

111、112、113、114、115、116、117、118、119 列选择信号线

120 选择电路

121 第一方块

121a、121b、121c 驱动信号

122 第二方块

122a、122b、122c 驱动信号

123 第三方块

123a、123b、123c 驱动信号

130 第一驱动电路

131 第一方块

131a、131b、131c 第一驱动信号

132 第一方块

132a、132b、132c 第一驱动信号

133 第三方块

133a、133b、133c 第一驱动信号

131am、131bm、131cm 主信号

131as、131bs、131cs 奴隶信号

140  第二驱动电路

141  第一方块

141a 第二驱动信号

142  第二方块

142a 第二驱动信号

143  第三方块

143a 第二驱动信号

141am 主信号

141as 奴隶信号

160  第一选择信号线

161  第二选择信号线

162a、162b、162c、162d、162e、162f N型MOS晶体管

163a、163b、163c、163d、163e、163f P型MOS晶体管

164a、164b、164c、164d、164e、164f 反相器

165a、165b、165c、165d  第一NMOS晶体管

166a、166b、166c、166d、166e、166f 第二NMOS晶体管

167a、167b、167c、167d 电容器

168a、168b、168c、168d 第三NMOS晶体管

169a、169b、169c、169d 第四NMOS晶体管

具体实施方式

(第一个实施例)

下面，参考附图1～图5，说明本发明的第一个实施例所涉及的固体摄像器件。

(第一个实施例所涉及的固体摄像器件的排列及扫描方法)

图1示出了第一个实施例所涉及的固体摄像器件的排列及扫描方法。在该固体摄像器件中，拥有光电变换元件及设在该光电元件前面的滤色器的多个像素沿行方向(垂直方向)及列方向(水平方向)二维地排列着，滤色器的颜色以2行及2列为一个单元二维地重复地排列着。

在图1中，o表示拥有一种颜色的滤色器的像素，□表示拥有与一种颜色不同的另一种颜色的滤色器的像素。需提一下，由□表示的像素中，存在着拥有同一种颜色的滤色器的像素和拥有不同的颜色的滤色器的像素。由图1可知，拥有同一种颜色的滤色器的像素(用○表示的像素)在行方向及列方向中之任一个方向上都不相邻。换句话说，多个像素中与垂直方向或者水平方向相邻的像素拥有颜色互不相同的滤色器。

还有，在图1中，1表示在行方向及列方向上二维地排列着的多个像素的集合；2表示由排列成2行且2列的4个像素构成的像素单元；3表示由排列成5行且5列中的25个像素构成的像素混合单元。在本实施例中，在规定时间段内，依次输出从构成一个像素混合单元3的多个像素中拥有一种颜色的滤色器的像素接收的电荷信号。5表示对沿列方向(水平方向)排列的像素加以扫描的水平移位寄存器，6表示对沿行方向(垂直方向)排列的像素加以扫描的垂直移位寄存器。此外，如图1所示，在本实施例中，水平移位寄存器5的输出1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11分别接到像素列2、1、3、5、4、6、8、7、9、11、10上；垂直移位寄存器6的输出1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11分别接到像素行2、1、3、5、4、6、8、7、9、11、10上。

若水平移位寄存器5顺序扫描，则水平方向的信号就按像素列2、1、3、5、4、6、8、7、9、11、10这样的顺序输出，如水平移位寄存器5下方所示，列号1、3、5的像素(用○表示的像素)和列号7、9、11的像素(用○表示的像素)分别连续输出。换句话说，在规定的时间段，构成像素混合单元3的列号1、3、5的像素的信号连续输出且被混合起来。

若垂直移位寄存器6顺序扫描，则垂直方向的信号就按像素行2、1、3、5、4、6、8、7、9、11、10这样的顺序输出，如垂直移位寄存器6下方所示，行号1、3、5的像素(用○表示的像素)和行号7、9、11的像素(用○表示的像素)分别连续输出。换句话说，在规定的时间段，构成像素混合单元3的行号1、3、5的像素的信号连续输出且被混合起来。

(第一个实施例所涉及的固体摄像器件的第一信号传达方式)

图2示出了本发明的第一个实施例所涉及的固体摄像器件的第一信号传达方式的第一例。

在图2中，10表示传感部分中沿列方向排列着的一列像素组，11表示沿垂直方向对构成一列像素组10的所有像素顺序扫描的第一垂直移位寄存器，12表示对构成一列像素组10的像素中含在一个像素混合单元中且具有同一种颜色的滤色器的像素顺序扫描的第二垂直移位寄存器。需提一下，在图2中，11a表示第一垂直移位寄存器11的第一扫描开始端子，12a表示第二垂直移位寄存器12的第二扫描开始端子，将扫描开始信号加到第一扫描开始端子11a或者第二扫描开始端子12a中之一个端子上以后，就选择了第一垂直移位寄存器11或者第二垂直移位寄存器12。

下面，说明图2中所示的第一信号传达方式的第一例中的操作。

在进行一般的扫描的情况下，将扫描开始信号加到第一扫描开始信号端子11a上以后，第一垂直移位寄存器11就开始扫描。因为此时第一垂直移位寄存器11对构成一列像素组10的所有像素顺序扫描，所以固体摄像器件进行一般的操作。

另一方面，在对像素进行混合的情况下，将扫描开始信号加到第二扫描开始信号端子12a上以后，第二垂直移位寄存器12就开始扫描。因为此时第二垂直移位寄存器12对构成一列像素组10的像素中含在一个像素混合单元中且具有同一种颜色的滤色器的像素顺序扫描，所以固体摄像器件进行像素混合操作。

图3示出了本发明的第一个实施例所涉及的固体摄像器件的第一信号传达方式的第二例。

在图3中，15表示传感部分中沿列方向排列着的一列像素组，16表示沿垂直方向对构成一列像素组15的所有像素顺序扫描的第一垂直移位寄存器，17表示对构成一列像素组15的像素中含在一个像素混合单元中且具有同一种颜色的滤色器的像素顺序扫描的第二垂直移位寄存器。需提一下，在图3中，16a表示第一垂直移位寄存器16的第一扫描开始端子，17a表示第二垂直移位寄存器17的第二扫描开始端子，将扫描开始信号加到第一扫描开始端子16a或者第二扫描开始端子17a中之一个端子上以后，就选出了第一垂直移位寄存器16或者第二垂直移位寄存器17。

下面，说明图3中所示的第一信号传达方式的第二例中的操作。

在进行一般的扫描的情况下，将扫描开始信号加到第一扫描开始信号端子16a上以后，第一垂直移位寄存器16就开始扫描。因为此时第一垂直移位寄存器16对构成一列像素组15的所有像素顺序扫描，所以固体摄像器件进行一般的操作。

另一方面，在对像素进行混合的情况下，将扫描开始信号加到第二扫描开始信号端子17a上以后，第二垂直移位寄存器17就开始扫描。因为此时第二垂直移位寄存器17对构成一列像素组15的像素中含在一个像素混合单元中且具有同一种颜色的滤色器的像素顺序扫描，故固体摄像器件进行像素混合操作。

(第一个实施例所涉及的固体摄像器件的第二信号传达方式)

图4示出了本发明的第一个实施例所涉及的固体摄像器件的第二信号传达方式的第一例。

在图4中，20表示传感部分沿列方向排列着的一列像素组，21表示沿垂直方向对构成一列像素组20的所有像素顺序扫描的第一垂直移位寄存器。在图4中，22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35及36分别表示晶体管，晶体管22、27、31中的每一个栅极接在栅极信号线VA上，晶体管23、25、28、30、33、35中的每一个栅极接在栅极信号线VB上，晶体管24、26、29、32、34、36中的每一个栅极接在栅极信号线VC上。

如图4所示，垂直移位寄存器21的输出1经由晶体管22接在传感部分1上；垂直移位寄存器21的输出2经由晶体管23接在传感部分2上，同时还经由晶体管24接在传感部分3上；垂直移位寄存器21的输出3经由晶体管26接在传感部分2上，同时还经由晶体管25接在传感部分3上；和输出1～3一样，垂直移位寄存器21的输出4～9经由晶体管27～晶体管接在传感部分4～9上。

下面，说明图4中所示的第二信号传达方式的第一例中的操作。

在进行一般的扫描的情况下，将栅极信号线VA及栅极信号线VB设定在高电平上，同时将栅极信号线VC设定在低电平上。这样一来就因为垂直移位寄存器21依次输出构成一列像素组20的所有的像素的信号，故固体摄像器件进行一般的操作。

另一方面，在对像素进行混合的情况下，将栅极信号线VA及栅极信号线VC设定在高电平上，同时将栅极信号线VB设定在低电平上。这样一来就因为垂直移位寄存器21在规定的时间段将来自构成一列像素组20的像素中含在一个像素混合单元中且具有同一种颜色的滤色器的像素的信号输出，所以固体摄像器件进行像素混合操作。

如上所述，通过选择加在栅极信号线VA、VB、VC上的信号的种类，就能用一个垂直移位寄存器2 1在顺序扫描方式和像素混合扫描方式之间进行切换。

图5示出了本发明的第一个实施例所涉及的固体摄像器件的第二信号传达方式的第二例。

在图5中，25表示传感部分中沿列方向排列着的一列像素组，26表示沿垂直方向对构成一列像素组25的所有像素顺序扫描的垂直移位寄存器。还有，在图5中，40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66及67分别表示晶体管，晶体管40、49、58、61中的每一个栅极接在栅极信号线VA上，晶体管41、42、45、46、50、51、54、55、59、60、63、64中的每一个栅极接在栅极信号线VB上，晶体管43、44、47、48、52、53、56、57、61、62、65、66中的每一个栅极接在栅极信号线VC上。

下面，说明图5中所示的第二信号传达方式的第二例中的操作。

在进行一般的扫描的情况下，将栅极信号线VA及栅极信号线VB设定在高电平上，同时将栅极信号线VC设定在低电平上。这样一来就因为垂直移位寄存器26依次输出构成一列像素组25的所有的像素的信号，故固体摄像器件进行一般的操作。

另一方面，在对像素进行混合的情况下，将栅极信号线VA及栅极信号线VC设定在高电平上，同时将栅极信号线VB设定在低电平上。这样一来就因为垂直移位寄存器26在规定的时间段将来自构成一列像素组25的像素中含在一个像素混合单元中且具有同一种颜色的滤色器的像素的信号输出，所以固体摄像器件进行像素混合操作。

如上所述，借助选择加在栅极信号线VA、VB、VC上的信号的种类，就能用一个垂直移位寄存器26在顺序扫描方式和像素混合扫描方式之间进行切换。

(第二个实施例)

下面，参考附图，说明本发明的第二个实施例。

图6为显示本发明的第二个实施例所涉及的固体摄像器件的主要部分的结构的方框图。如图6所示，第二个实施例所涉及的固体摄像器件拥有：有行列状地排列着的多个像素部分1011、1012、1013、…的摄像部分101、将列选择信号供到列选择信号线102的列驱动电路103以及将行选择信号供到行选择信号线108的行驱动电路107。

图7示出了列驱动电路103的方框结构。如图7所示，列驱动电路103由传感部分110、选择电路120、第一驱动电路130及第二驱动电路140构成。

传感部分110中含有：由分别接到图6所示的列选择信号线102上的列选择信号线111、112、113、…、用于读出的多个MOS晶体管构成的开关晶体管SW。各自的漏极分别接到列选择信号线111、112、113、…上的每一个开关晶体管SW，各自的源极接在检测信号线105上，由各自的栅极接收来自选择电路120的驱动信号121a～121c、122a～122c、123a～123c。

选择电路120分割为第一方块121、第二方块122及第三方块123，第一方块121接收来自第一驱动电路130的第一驱动信号131a～131c和来自第二驱动电路140的第二驱动信号141a；第二方块122接收来自第一驱动电路130的第一驱动信号132a～132c和来自第二驱动电路140的第二驱动信号142a；第三方块123接收来自第一驱动电路130的第一驱动信号133a～133c和来自第二驱动电路140的第二驱动信号143a。

因此，选择电路120就选择来自第一驱动电路130的第一驱动信号131a～133c及来自第二驱动电路140的第二驱动信号141a、142a及143a中之一，并将它作为所述的驱动信号121a～123c输出。

每一个开关晶体管SW，通过各自的栅极接收由选择电路120选出的驱动信号121a～123c而导通，并将在所对应的像素列中选出的像素行的像素信号输出到检测信号线105中。

更具体地讲，在为由来自外部的指示而变更了的摄像模式，也就是进行静止图像摄影的静止图像模式下，选择电路120便选择来自第一驱动电路130的第一驱动信号，而在进行活动图像摄影的活动图像模式下，选择电路120则选择第二驱动电路140的第二驱动信号。此时，在选择了来自第一驱动电路130的第一驱动信号的情况下，选择电路120进行顺序扫描，在选择了来自第二驱动电路140的第二驱动信号的情况下，则不是进行跳跃扫描，而是同时选出多列的驱动信号并将其输出，在本实施例中，为三列驱动信号121a～121c等。

第一驱动电路130，输出数量和摄像部分101的像素列一样的第一驱动信号131a～131c、132a～132c及133a～133c，其中第一驱动信号131a～131c由第一方块131输出，第一驱动信号132a～132c由第二方块132输出，第三驱动信号133a～133c由第三方块133输出。

第二驱动电路140，输出数量为摄像部分101的像素列的三分之一的第二驱动信号141a、142a及143a，其中第二驱动信号141a由第一方块141输出，第二驱动信号142a由第二方块142输出，第三驱动信号143a由第三方块143输出。

按上述结构，依次从第一驱动电路130输出的第一驱动信号131a～131c、132a～132c及133a～133c通过选择电路120依次施加到接在列选择信号线111～119上的开关晶体管SW的各个栅极上。这样一来，依次读到列选择信号线111～119上的像素信号便作为检测信号经由开关晶体管SW输出到检测信号线105中。

与此相对，从第二驱动电路140的例如第一方块141输出的第二驱动信号141a自选择电路120作为三个驱动信号121a、121b及121c输出到列选择信号线111～113的开关晶体管SW的栅极上。结果，来自列选择信号线111～113的检测信号同时输出到检测信号线105中。同样，从第二方块142输出的第二驱动信号142a自选择电路120作为三个驱动信号122a、122b及122c同时输出。结果，来自列选择信号线114～116的检测信号同时输出到检测信号线105中；从第三方块143输出的第二驱动信号143a自选择电路120作为三个驱动信号123a、123b及123c同时输出。结果，来自列选择信号线117～119的检测信号同时输出到检测信号线105中。在这种情况下，来自例如列选择信号线111～113的三个检测信号的电压值被平均并被输出到检测信号线105中。

图8示出了使用了CMOS晶体管的选择电路120的结构。这里，仅示出了选择电路120中的第一方块121，其它的方块122、123的结构和第一方块121相同，图示就省略了。如图8所示，来自第一驱动电路130的第一驱动信号131a经由由相互并联的N型MOS晶体管162a和P型MOS晶体管163a构成的CMOS晶体管作为驱动信号121a输出。

同样，来自第一驱动电路130的第一驱动信号131b经由由相互并联的N型MOS晶体管162b和P型MOS晶体管163b构成的CMOS晶体管作为驱动信号121b输出；来自第一驱动电路130的第一驱动信号131c经由由相互并联的N型MOS晶体管162c和P型MOS晶体管163c构成的CMOS晶体管作为驱动信号121c输出。

来自第二驱动电路140的第二驱动信号141a，经由由分别相互并联的N型MOS晶体管162d、162e及162f和P型MOS晶体管163d、163e及163f构成的CMOS晶体管作为每一个驱动信号121a、121b及121c输出。

N型MOS晶体管162a、162b及162c的每一个栅极和第一选择信号线160连接，P型MOS晶体管163a、163b及163c的每一个栅极分别经由反相器164a、164b及164c和第一选择信号线160连接。

N型MOS晶体管162d、162e及162f的每一个栅极和第二选择信号线161连接，P型MOS晶体管163d、163e及163f的每一个栅极分别经由反相器164d、164e及164f和第二选择信号线161连接。

在该结构下，在为第一选择信号线160为高电平且第二选择信号线161为低电平的静止图像模式的情况下，因为和第一选择信号线160连接的CMOS晶体管为导通状态，而和第二选择信号线161连接的CMOS晶体管为非导通状态，所以来自例如第一驱动电路130的第一驱动信号131a便作为驱动信号121a输出。

相反，在为第一选择信号线160为低电平且第二选择信号线161为低高电平的活动图像模式的情况下，和第一选择信号线160连接的CMOS晶体管为非导通状态，而和第二选择信号线161连接的CMOS晶体管为导通状态，所以来自例如第二驱动电路140的第二驱动信号141a便作为驱动信号121a、121b及121c输出到传感部分110。这样一来，如图7所示，来自列选择信号线111、112及113的3个检测信号便同时输出到检测信号线105中。

如上所述，根据第二个实施例所涉及的固体摄像器件，因为在活动图像模式下，也可不进行现有那样的跳跃扫描，而是代替它同时将来自多个像素列的检测信号同时平均化并将其检测出来，所以像素信息就不会丢失，而可防止出现伪色现象。结果是，能提高活动图像的质量。

(第三个实施例)

下面，参考附图，说明本发明的第三个实施例。

第三个实施例所涉及的固体摄像器件，其主要部分和图6所示的第二个实施例一样，二者的不同之处有二，其一为：在该实施例中，选择电路120中使用了NMOS晶体管代替了第二个实施例中的CMOS晶体管，其二为：在该实施例中，让第一驱动电路130及第二驱动电路140都进行主/奴隶(master/slave)操作。

图9仅示出了使用了NMOS晶体管的选择电路120、第一驱动电路130及第二驱动电路140中这几个电路中的各自的第一方块121、131及141。

如图9所示，在第一驱动电路130中的第一方块131中，第一驱动信号131a分为主信号131am和奴隶信号131as。同样，第一驱动信号131b分为主信号131bm和奴隶信号131bs；第一驱动信号131c分为主信号131cm和奴隶信号131cs。

在第二驱动电路140的第一方块141中，第二驱动信号141a分为主信号141am和奴隶信号141as。

在选择电路120的第一方块12 1中，拥有：每一个栅极接收来自第一驱动电路130的第一方块131的主信号131am、131bm、131cm、每一个漏极与选择信号线162连接的第一NMOS晶体管165a、165b及165c；和每一个栅极和第一NMOS晶体管165a等的各个源极连接，每一个漏极分别输出驱动信号121a、121b及121c的第二NMOS晶体管166a、166b及166c。

第一方块121中，还拥有：栅极接收来自第二驱动电路140的第一方块141的主信号141am、漏极与选择信号线162连接的第一NMOS晶体管165d；与各自的栅极与第一NMOS晶体管165d的源极连接，每一个漏极分别输出驱动信号121a、121b及121c的第二NMOS晶体管166d、166e及166f。

在第一NMOS晶体管165a等的源极和第二NMOS晶体管166a等的源极之间，连接着在两个源极之间产生一定的电位差即第二NMOS晶体管166a等的驱动电压的电容器167a～167d。而且，第一NMOS晶体管165a等的源极和第二NMOS晶体管166a等的源极上，分别连接着将该源极接地，将每一电容器167a等的电荷释放出去的第三NMOS晶体管168a～168d及第四NMOS晶体管169a～169d。

第三NMOS晶体管168a及第四NMOS晶体管169a的共有栅极，接收来自第一驱动电路130的第一方块131的第一驱动信号的主信号131bm。同样，第三NMOS晶体管168b及第四NMOS晶体管169b的共有栅极接收来自第一方块131的第一驱动信号的主信号131cm。而且，虽然未图示，第三NMOS晶体管168c及第四NMOS晶体管169c的共有栅极接收来自第一驱动电路130的第二方块132的第一驱动信号的主信号。第三NMOS晶体管168d及第四NMOS晶体管169d的共有栅极接收来自第二驱动电路140的第二方块142的第二驱动信号的主信号。

下面，对按上述构成的选择电路120(第一方块121)的操作加以说明。

首先，在为第一驱动电路130(第一方块131)工作而第二驱动电路140(第一方块141)不工作的静止图像模式的情况下，若来自第一驱动电路130的第一驱动信号的主信号131am的电位迁移到高电平，第一NMOS晶体管165a的栅极成为高电平，该第一NMOS晶体管165a就成为导通状态，电容器167a的位于第一NMOS晶体管165a的源极一侧的第一端子的电压就因选择信号线162而成为高电平。此时，因为来自第一驱动电路130的奴隶信号131as的电压为接地电平，所以电容器167a的位于第二NMOS晶体管166a的源极一侧的第二端子也成为接地电位。结果是电容器167a的第一端子的电位变高。于是第二NMOS晶体管166a的栅极电位成为高电平，该第二NMOS晶体管166a成为导通状态。

接着，若来自第一驱动电路130的主信号131am迁移到低电位且奴隶信号131as迁移到高电平，该电位的变化传达到第二NMOS晶体管166a的源极。于是，处于导通状态的第二NMOS晶体管166a的漏极就成为高电平，列选择信号线121a的电位也因此而成为高电平。因此，来自列选择信号线111的检测信号便输出到图7所示的检测信号线105中。

接着，若来自第一驱动电路130的主信号131bm成为高电平且奴隶信号131as成为低电平，这回则是第二NMOS晶体管166b成为导通状态。此时，因为第三NMOS晶体管168a及第四NMOS晶体管169a的共有栅极迁移到高电平，故充电到电容器167a中的电荷被放电。

这样一来，第一驱动电路130就按从第一方块131到第二方块132及第三方块133这样的顺序进行顺序扫描，驱动信号121a、121b、…、123c依次迁移到高电平以后，便从列选择信号线111～119将检测信号依次输出到检测信号线105中。

与此相对，在为第一驱动电路130(第一方块131)不工作而第二驱动电路140(第一方块141)工作的活动图像模式的情况下，若来自第二驱动电路140的主信号141am的电位迁移到高电平，这一高电平加到第一NMOS晶体管165d的栅极上以后，则该第一NMOS晶体管165d成为导通状态，电容器167d中的第一NMOS晶体管165d的源极一侧的第一端子的电位就由于选择信号线162而成为高电平。此时，因为来自第二驱动电路140的奴隶信号141as的电压为接地电平，所以电容器167d的位于第二NMOS晶体管166d～166f的源极一侧的第二端子也成为接地电平，故电容器167d的第一端子的电位就反而变高了。换句话说，第二NMOS晶体管166d～166f的每一个栅极电位成为高电平，该各第二NMOS晶体管166d～166f都成为导通状态。

接着，若来自第二驱动电路140的主信号141am迁移到低电位且奴隶信号141as迁移到高电平，该电位的变化传达到第二NMOS晶体管166d～166f的各自的源极，处于导通状态的第二NMOS晶体管166d～166f的各自的漏极就成为高电平，驱动信号121a、121b及121c的电位同时成为高电平，来自列选择信号线111、112及113的检测信号便输出到图7所示的检测信号线105中。

这样一来，第二驱动电路140按从第一方块141到第二方块142及第三方块143这样的顺序进行顺序扫描，都是三条的列选择信号线121a～121c、122a～122c、123a～123c依次迁移到高电平以后，来自列选择信号线121a～121c的各为3列的像素列的检测信号被平均化并被输出到检测信号线105中。

如上所述，根据第三个实施例所涉及的固体摄像器件，因为在活动图像模式下，也可不进行现有那样的跳跃扫描，而是代替它同时将来自多个像素列的检测信号同时平均化并将其检测出来，所以像素信息就不会丢失，而可防止出现伪色现象。结果是，能提高活动图像的质量。

需提一下，在第二及第三个实施例中，是以由第二驱动电路140将多个像素列中的3列的检测信号同时输出的结构为例进行说明的，不仅如此，还可为这样的结构，即通过改变选择电路120的电路结构，而将来自2列或者4列以上的像素列的检测信号同时输出。

在第二及第三个实施例中，说明的是选择沿行方向及列方向排列着的像素中排列在列方向的像素列的列选择信号，不仅如此，本发明也适用选择排列在行方向的像素列的行选择信号。

还有，使用第一个到第三个实施例中所涉及的固体摄像器件构成相机以后，在活动图像的摄像模式下也能防止由于像素信息的丢失而出现的伪色，从而实现质量下降较少的相机。

产业上的可利用性

本发明适用用于数字相机等的MOS型固体摄像器件，具体而言，适用内装在手机内的相机、接在数字相机及信号处理设备上的照相单元等。

Claims (12)

1.一种固体摄像器件，拥有沿垂直方向及水平方向二维地排列着的多个像素，所述多个像素中与垂直方向或者水平方向相邻的像素具有颜色互不相同的滤色器，其特征在于：

拥有：在规定的时间段内，依次输出从所述多个像素中拥有同一种颜色的滤色器的像素接收的电荷信号的信号输出元件。

2.根据权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于：

所述信号输出元件，拥有：在所述规定的时间段内，依次输出从所述多个像素中排列在水平方向上且拥有同一种颜色的滤色器的像素接收的电荷信号的元件。

3.根据权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于：

所述信号输出元件，拥有：在所述规定的时间段内，依次输出从所述多个像素中排列在垂直方向上且拥有同一种颜色的滤色器的像素接收的电荷信号的元件。

4.根据权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于：

所述信号输出元件，拥有：对所述多个像素中排列在垂直方向或者水平方向的像素进行顺序扫描的第一移位寄存器、和对所述多个像素中排列在垂直方向或者水平方向且拥有同一种颜色的滤色器的像素进行顺序扫描的第二移位寄存器。

5.根据权利要求1所示的固体摄像器件，其特征在于：

所述信号输出元件，拥有：对所述多个像素中在垂直方向或者水平方向排列着的像素进行顺序扫描的移位寄存器、在将从所述移位寄存器接收的电荷信号依次输出给沿垂直方向或者水平方向排列的每一个像素的第一输出方式和将从所述移位寄存器接收的电荷信号依次输出给具有同一种颜色的滤色器的每一个像素的第二输出方式之间进行切换的输出元件。

6.一种固体摄像器件，其特征在于：

包括：

沿行方向及列方向二维地排列着的多个像素；

对应于所述多个像素的排列中沿行方向或者列方向排列着的像素列输出多个选择信号的传感部分；

让所述传感部分对所述像素列一列一列地输出所述选择信号的第一驱动电路；以及

让所述传感部分对所述像素列几列几列地输出所述选择信号的第二驱动电路。

7.根据权利要求6所述的固体摄像器件，其特征在于：

还包括：

选择对应于所述像素列中的每一列从所述第一驱动电路依次输出的第一驱动信号和对应于所述像素列中的多列从所述第二驱动电路依次输出的第二驱动信号中之一，再将所选择的驱动信号输出给所述传感部分的选择电路。

8.根据权利要求7所述的固体摄像器件，其特征在于：

所述选择电路，拥有：让所述传感部分将所述第一驱动信号输出给所述像素列中的每一列的第一晶体管组和让所述传感部分将所述第二驱动信号输出给所述像素列的每一个多列的第二晶体管组。

9.根据权利要求8所述的固体摄像器件，其特征在于：

所述第一晶体管组及第二晶体管组由CMOS晶体管构成。

10.根据权利要求8所述的固体摄像器件，其特征在于：

所述第一晶体管组及第二晶体管组由NMOS晶体管构成。

11.一种固体摄像器件的驱动方法，该固体摄像器件拥有：沿行方向及列方向二维地排列着的多个像素和对应于所述多个像素的排列中沿行方向或者列方向排列着的像素列输出多个选择信号的传感部分，具有摄制静止图像的静止图像模式和摄制活动图像的活动图像模式，其特征在于：

在选择了所述静止图像模式的情况下，让所述传感部分对所述像素列一列一列地输出所述选择信号的第一步骤；

在选择了所述活动图像模式的情况下，让所述传感部分对所述像素列几列几列地输出所述选择信号的第二步骤。

12.一种相机，其特征在于：

拥有所述权利要求1～10中之任一项权利要求所述的固体摄像器件。

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