JPH0269081A

JPH0269081A - 固体撮像装置の読み出し方法

Info

Publication number: JPH0269081A
Application number: JP63220446A
Authority: JP
Inventors: Makoto Shizukuishi; 誠雫石; Takashi Murayama; 任村山
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1988-09-05
Filing date: 1988-09-05
Publication date: 1990-03-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は固体撮像装置の読み出し方法に関し、更に詳述
すれば、例えば多画素化した際の動作周波数の上昇を抑
え、水平シフトレジスタの負担が軽減できるＭＯ３型面
体撮像装置の読み出し方法に関する。

（従来技術）光電変換素子、垂直スイッチ、水平スイッチ、垂直シフ
トレジスタ、および水平シフトレジスタから成るＭＯ３
型面体操像装置は周知である。この固体撮像装置は、光
電変換素子に蓄積された信号電荷を、択一的に選択され
た垂直選択線及び垂直信号線を介して１本の水平信号線
から読み出している。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、１本の水平信号線から信号電荷を読み出
した場合、例えば多画素化により水平読み出し速度の高
速化を図った際、水平シフトレジスタの負担が増大する
。また、出力段に設けたプリアンプのゲイン低下或いは
Ｓ／Ｎの劣化を招く。

更に、１チツプ内に積分、増幅等の出力信号処理回路を
設けようとした場合、従来の読み出しレートの素子では
動作周波数が高く、このため色分離等において出力信号
処理回路を複雑なものにする。

本発明の目的は、上記事情に鑑み行われたもので、画素
数の増加等においても動作周波数の上昇を抑え、シフト
レジスタの負担軽減が図れると共に、出力信号処理回路
との１チツプ化も可能にした固体撮像装置の読み出し方
法を提供することにある。

（課題を解決するための手段および作用〉すなわち、上
記本発明の目的は、光電変換素子、垂直スイッチ、水平
スイッチ、垂直シフトレジスタ、および水平シフトレジ
スタから成り、水平方向の複数画素毎にグループ化し、
各グループに対応して複数の群の水平シフトレジスタと
それぞれに専用の水平信号線を有するＭＯ３型面体撮像
装置の読み出し方法において、前記水平シフトレジスタ
は互いに位相の異なる同一周波数のクロック信号により
駆動され、かつそれぞれ位相の異なるスタートパルスに
より独立に駆動が開始されて複数のシフトレジスタ群の
一部の群に出力を生じさせ、水平スイッチの一部を選択
的に開くことにより対応する垂直信号線から信号電荷を
並列的に取り出すことを特徴とする固体撮像装置の読み
出し方法により達成される。

水平シフトレジスタの群の数は、２〜４が適当であるが
、ここでは３原色に対応して３群であるものとして説明
する。従って、それぞれの群の対応するセルは、隣接す
る水平スイッチに接続すると有利である。すなわち通常
は、第１群の第１段目セルが第１列の垂直信号線に対応
した水平スイッチに、第２群の第１段目セルが第２列の
垂直信号線に対応した水平スイッチに、第３群の第１段
目セルが第３列の垂直信号線に対応した水平スイッチに
、また第１群の第２段目セルが第４列の垂直信号線に対
応した水平スイッチに、・・・以下同様に接続されてい
る。更に、第１群にそれぞれ付属する水平スイッチは第
１の水平信号線に、第２群にそれぞれ付属する水平スイ
ッチは第２の水平信号線に、第３群にそれぞれ付属する
水平スイッチは第３の水平信号線に、それぞれ接続され
ている。その場合各水平シフトレジスタにそれぞれ供給
されるスタートパルスにより、第１群、第２群、第３群
は、出力を任意の順序で択一的に対応する水平信号線に
生じさせることができる。

本発明の読み出し方法は、上記構成の固体撮像装置を用
いることにより、例えば多画素化した際の各水平シフト
レジスタの動作周波数を、水平シ、ストレジスタ群の数
および水平信号線の本数に対応して遅くできる。すなわ
ち、互いに位相がシフ′トされたスタートパルスを各水
平シフトレジスタに供給し、各シフトレジスタを独立に
駆動することにより、各水平シフトレジスタから並列的
に画素信号が読み出される。そして、これら画素信号を
外部で加算処理することにより、実質的に高速の読み出
し速度の信号が得られる。例えば、３群のシフトレジス
タ、３本の水平信号線を有した場合、各水平シフトレジ
スタは動作周波数をそれぞれ１／３に低減できる。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。

尚、本実施例では、本発明の方法が、３１個の水平シフ
トレジスタおよび該水平シフトレジスタ毎に専用の水平
信号線を有した固体撮像装置に適用された場合について
述べる。

第１図は、本発明の方法が適用された固体撮像装置の構
成を示しており、受光部１と垂直シフトレジスタ２及び
水平スイッチ３はＭＯ３形エリアセンサにおいて周知の
ものである。また、垂直シフトレジスタ２と受光部１の
画素を構成する垂直スイッチ６１〜６３．７１〜７３と
の間、および垂直スイッチ６１〜６３．７１〜７３と水
平シフトレジスタ４との間の接続関係も同じく周知のも
のと同じである。

しかしながら、水平スイッチ３を選択する水平シフトレ
ジスタ４は３群から成り、且つそれぞれ専用の水平信号
線５１．５２．５３を有している。そして、各水平信号
線５１．５２．５３には、受光部１の各画素が水平方向
に３画素毎にグールプ化されて順番に接続されている。

すなわち、第１のフォトダイオード列に対応して設けら
れる垂直信号線１５１は水平スイッチ３１に接続されて
おり、該水平スイッチ３１のゲートは第１の群の水平シ
フトレジスタ４１の第１段目セルと、ドレインは水平信
号線５１とそれぞれ接続されている。

第２のフォトダイオード列に対応して設けられる垂直信
号線１５２は水平スイッチ３２に接続されており、該水
平スイッチ３２のゲートは第２の群の水平シフトレジス
タ４２の第１段目セルと、ドレインは水平信号線５２と
それぞれ接続されている。

第３のフォトダイオード列に対応して設けられる垂直信
号線１５３は水平スイッチ３３に接続されており、該水
平スイッチ３３のゲートは第３の群の水平シフトレジス
タ４３の第１段目セルと、ドレインは水平信号線５３と
それぞれ接続されている。

第４のフォトダイオード列に対応して設けられる垂直信
号線１５４は水平スイッチ３４に接続されており、該水
平スイッチ３４のゲートは第１の群の水平シフトレジス
タ４１の第２段目セルと、ドレインは水平信号線５１と
それぞれ接続されている。更に、第５列目以降のフォト
ダイオード列は上記の繰り返しにより配線されており、
符号のみを付してその説明を省略する。そして、それぞ
れの群の水平シフトレジスタ４は、互いに位相の異なる
同一周波数のクロック信号によって２相駆動されるが、
各入力端子には位相がシフトされたスタートパルスＨｉ
ｎｌ、　Ｈｉｎ２、Ｈｉｎ３が択一的に供給され、３つ
の群のうち１つから出力を発生するように設けている。

第２図は、前記水平シフトレジスタ４１．４２゜４３、
・・のうち１群の構成を例示している。すなわち、この
水平シフトレジスタはクロックドインバータタイプによ
り構成されている次に、第３図を参照して出力信号の読み出しタイミング
について説明する。

３群の水平シフトレジスタ４１．４２．４３は、それぞ
れ図示したクロック信号（φ、１．φ、２）、（φ２１
＋　　φ２２）、（φ３１．φ３２）によりそれぞれ独
立に２相駆動され、各々スタートパルスＨｉｎｌ。

Ｈｉｎ２．Ｈｉｎ３により駆動が開始される。

すなわち、第１図において、各フォトダイオード１１、
　１２．　１３．−−・　２１．　２２．　２３．、・
・に蓄積された信号電荷は、垂直シフトレジスタ２によ
り選択された１行、例えば第１行目に付属の垂直スイッ
チ６１．６２，６３．　　　・が「オン」してそれぞれ
に対応する垂直信号線１５１，１５２，１５３゜・・−
に読み出されると、次に第１の群の水平シフトレジスタ
４１により選択される垂直信号線１５１゜１５４．１５
７．　　　・の信号電荷が水平出力線５１から読み出さ
れる。上記のようにして第１の群のシフトレジスタ４１
により水平方向の画素が走・査されている間、第２の群
の水平シフトレジスタ４２により選択される垂直信号線
１５２，１５５，１５８゜の信号電荷が同様に水平出力
線５２から読み出される。同様に第２の群のシフトレジ
スタ４３により水平方向の画素が走査されている間、第
３の群の水平シフトレジスタ４３により選択される垂直
信号線１５３，１５６，１５９．・・・の信号電荷が水
平出力線５３から読み出される。前記走査の繰り返しに
より全受光部１が走査され、各水平信号線５１゜５２．
５３．　　・・を介してそれぞれの信号電荷が読み出さ
れると、これら信号電荷を外部信号処理回路で加算処理
することにより、各水平シフトレジスタの動作周波数を
３倍速したのと同等の信号電荷が得られる。すなわち、
水平転送速度をＨ１水平信号線の本数をｎ本に設けたと
き、信号の処理速度はＳζＨ／ｎ　　にできる。

（発明の効果）以上のように構成することにより、水平信号線から得ら
れる画素信号の処理速度を低減し、信号処理を容易にで
きる。また、信号処理速度が低減できることにより、信
号処理回路を１チップ化し易くできる。更に、例えば、
色Ｒ，Ｇ、　　Ｂのフィルタを縦ストライプに配列し、
３本の水平信号線を各色専用に割り振ることにより、色
信号の分離を良好にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例が適用される固体撮像装置を
説明する構成図、第２図は第１図の水平シフトレジスタ
を具体的に示した回路図、第３図は本発明の読み出し方
法を説明するタイミング図である。１：受光部、　　　　　　２：垂直シフトレジスタ、３
：水平スイッチ、　　　４：水平シフトレジスタ、４１
：第１の群の水平シフトレジスタ、４２：第２の群の水
平シフトレジスタ、４３：第３の群の水平シフトレジス
タ、５１．５２，５３：水平信号線、

Claims

【特許請求の範囲】

光電変換素子、垂直スイッチ、水平スイッチ、垂直シフ
トレジスタ、および水平シフトレジスタから成り、水平
方向の複数画素毎にグループ化し、各グループに対応し
て複数の群の水平シフトレジスタとそれぞれに専用の水
平信号線を有するＭＯＳ型固体撮像装置の読み出し方法
において、前記水平シフトレジスタは互いに位相の異な
る同一周波数のクロック信号により駆動され、かつそれ
ぞれ位相の異なるスタートパルスにより独立に駆動が開
始されて複数のシフトレジスタ群の一部の群に出力を生
じさせ、水平スイッチの一部を選択的に開くことにより
対応する垂直信号線から信号電荷を並列的に取り出すこ
とを特徴とする固体撮像装置の読み出し方法。