JPH0421280A - Ｘ−ｙアドレス型固体撮像装置 - Google Patents

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〕 この発明は、Ｘ−Ｙアドレス型読み出し方式の固体撮像
装置における２行同時読み出しインターレース走査方式
に関する。

［従来の技術〕 従来、撮像装置における画素信号の読み出し方式として
は種々の方式が知られているが、その中の一つとして２
行同時読み出しインターレース走査方式がある。この走
査方式は第７図に示すように、Ａフィールドにおいては
、２行目の画素列１２１、、１−２２．・・・・・と３
行目の画素列１−３１．　１−３２・・・・・・とを組
み合わせて同時に読み出し、次いで４行目の画素列１−
４１．　１−４２．・・・・・と５行目の画素列１−５
１．　１−５２．、、、、、とを組み合わせて同時に読
み出し、以下同様の組み合わせで順次２行を同時に読み
出し、Ｂフィールドにおいては、１行目の画素列１−１
１．　１−１２．・・・・・と２行目の画素列１２１、
　１−２２．・・・・・とを組み合わせて同時に読み出
し、次いで、３行目の画素列１−３１．　１−３２．・
・・・・と４行目の画素列１−４１．　１−４２．・・
・・・とを組み合わせて同時に読み出し、以下同様の組
み合わせで順次２行を同時に読み出す方式である。

この走査方式をＸ−Ｙアドレス型の固体撮像装置に適用
した場合は、第８図に示すような構成になる。すなわち
この第８図では、画素アレイが６×６の構成例を示すも
ので、行方向に配列された各画素は、それぞれ行選択線
２−Ｌ　　２−２．・・・２−６に共通に接続され、更
に行選択線２−１．　２−３．　２５は垂直走査回路３
の走査線４−１．４−２．４−３に接続され、一方、行
選択線２−２．２−４．２−６は、それぞれ隣接する行
選択線２−Ｌ　　２−３．２−５との間にスイッチ素子
５ＷＡ１．５ＷＡ２．・１０８．及び５ＷＢＩ、５ＷＢ
２．・・・・・を介して接続されるように構成されてい
る。なお第８図において、５−１゜５−２．・・・・・
は列方向に配列された各画素に共通に接続された列選択
線で、水平走査回路６に接続されている。７はインター
レース回路を示す。

このように構成された固体撮像装置においては、走査線
４−Ｌ　　４−２．・・・・・には垂直走査回路３から
第９図に示すような走査パルス４−１．　４−２．・・
・・・が供給され、第１０図のタイミングチャートに示
すようなタイミングで、各行選択線２−１．　２−２．
、＝。

・・に、リード信号とりセット信号とからなる各行選択
線選択信号２−１．　２−２．、、・９．が印加される
。

そしてＡフィールドにおいては、第１０図のタイミング
チャートに示すように、スイッチ素子５ＷＡＩ　　５Ｗ
Ａ２．・・・・・が閉じられ、スイッチ素子５ＷＢ１．
５ＷＢ２．・・・・・は開放され、行選択線２１、行選
択線２−２と２−３２２行選択線２−４２−５にそれぞ
れ接続された画素列が順次読み出され、Ｂフィールドに
おいては、スイッチ素子５ＷＡＩＳＷＡ２．・・・・、
が開放され、スイッチ素子５ＷＢ１．５ＷＢ２．・・・
・・は閉じられ、行選択線２−１と２−２１行選択線２
−３と２−４９９行選択線２−５２−６に接続された画
素列が順次読み出されるようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記構成の固体撮像装置において、上記のよ
うに走査して読み出されると、行選択線２−１．２−３
　２−５につながる各画素の積分時間は、ＴＡ、、＝Ｔ
□ｌ”’ＴＡＩ２””” −Ｔ＾３Ｉ−Ｔ８３Ｉ＝Ｔ＾３ｚパ°°・・−ＴＡＳｌ
＝ＴＩＳＩ＝ＴＡＳ２””・・＝Ｔｖ（垂直走査期間） となるが、行選択線２−２．２−４．２−６につながる
各画素の積分時間は次のようになる。

Ａフィールドの場合 ＴＡｔ＋　＝　Ｔａｚｚ＝　Ｔａｔ３°°°′・・＝　
Ｔ　Ａ　ａ　＋　＝　Ｔ　ａ　ａ　ｚ　＝　Ｔ□ユ・・
・・・・＝ＴＡ＆＋＝ＴＡ６２＝ＴＡ＆３°゛°°゛。

＝Ｔｖ−Ｔ工（Ｔ、：水平走査期間） Ｂフィールドの場合 Ｔｌ２１＝ＴＩＺｉ＝ＴＩ！３°°°°°゛−Ｔ　ｓ　
ａ　＋　＝　Ｔ　ｓ　ｓ　２　＝　Ｔ　＠ａ　ｓｏ・°
°゛。

−Ｔｍ６＋−Ｔｍｔｈｚ＝Ｔｓ６３°“・・。

＝Ｔｖ＋ＴＨ すなわち、偶数番目の行選択線につながる各画素の積分
時間はフィールドによって異なる。したがって２行同時
続出を行った場合、Ａフィールドでは積分時間がＴ、の
画素信号と（ＴＶ−Ｔ８）の画素信号が加算され、Ｂフ
ィールドでは積分時間がＴＶの画素信号と（Ｔ　ｖ　＋
　Ｔ　Ｉ）の画素信号が加算されることになる。これは
、ＡフィールドとＢフィールドの間に、光量変化がない
−様な光像を撮像した場合においても、出力信号が異な
る現象、すなわちフリッカ−を生ずることを意味してい
る。

次にこのような構成の固体撮像装置において単板カラー
撮像を行ったときの出力信号について説明する。第１１
［ｉｌに示すような配列を単位配列とするフィルターを
撮像素子に貼り付け、色差線順次方式で単板カラー撮像
装置を構成した場合、Ａフィールド及びＢフィールドに
おける各画素に対応する色信号は第１２閲＾、ａ３）に
示すようになる。なお第１２図へ、　（Ｂ）において、
ΔはＴＮ期間の信号量を表している。

したがってＡフィールドにおいて、行選択線２２．２−
３を走査する走査線Ａ１及び行選択線２−４と２−５を
走査する走査線Ａ２により得られる輝度信号ＹＡは、 Ｙ　Ａ　＝Ｍｇ＋Ｃｙ十Ｙｅ＋Ｇ−ΔＭｇ−ΔＧ＝２Ｒ
＋３Ｇ＋２Ｂ−ΔＲ−ΔＧ−ΔＢ・・・・・・■ 走査線ＡＩ（奇数番目の走査線）より得られる色信号Ｃ
ＡＩは、 （：、Ｈ＝Ｍｇ＋Ｃｙ−４ｅ　　Ｇ−ΔＭｇ＋ΔＧ＝２
Ｂ−Ｇ−ΔＲ＋ΔＧ＝ΔＢ・・・・・・■走査線Ａ２（
偶数番目の走査線）より得られる色信号ＣＡ！は、 Ｃａｚ＝Ｍｇ　　Ｃｙ＋Ｙｅ　−Ｇ−ΔＭｇ＋ΔＧ＝２
Ｒ−Ｇ−ΔＲ＋ΔＧ−ΔＢ・・・・・・■以下走査線Ａ
３．・・・・・より得られる色信号も、■又は０式と同
様に表される。

一方、Ｂフィールドにおいては、行選択線２−１及び２
−２を走査する走査線Ｂ１及び行選択線２−３及び２−
４を走査する走査線Ｂ２により得られる輝度信号Ｙ１は
、 Ｙｍ　＝Ｍｇ＋Ｃｙ＋Ｙｅ＋Ｇ＋ΔＭｇ＋ΔＧ＝２Ｒ＋
３Ｇ＋２Ｂ＋ΔＲ＋ΔＧ＋ΔＢ・・・・・・■ 走査線Ｂｌ（奇数番目の走査線）より得られる色信号Ｃ
０は、 Ｃｍ＋＝Ｍｇ　　Ｃｙ＋Ｙｅ　　Ｇ＋ΔＭｇ−ΔＧ＝２
Ｒ−Ｇ＋ΔＲ−ΔＧ＋ΔＢ・・・・・・■走査線Ｂ２（
偶数番目の走査線）より得られる色信号Ｃ０ば、 ｃ、、−Ｍｇ＋ｃｙ−Ｙｅ　−Ｇ＋ΔＭｇ−ΔＧ＝２Ｂ
−Ｇ＋ΔＲ−ΔＧ＋ΔＢ・・・・・・■上記式■と■１
式■と■３式■と■を比較するとわかるように、輝度信
号及び色信号は、フィールド間で異なり、これは色フリ
ッカ−を発生することを意味している。

本発明は、従来のＸ−Ｙアドレス型読み出し方式の固体
撮像装置の２行同時読み出しインターレース走査方式に
おける上記問題点を解消するためになされたもので、Ｘ
−Ｙアドレス方式で２行同時読み出しインターレース走
査を行った場合においても、フィールドフリッカ−を生
じないようにしたχ−Ｙアドレス型読み出し方式の固体
撮像装置における２行同時読み出しインターレース走査
方式を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕上記問題点を解
決するため、本発明は、Ｘ−Ｙアドレス型読み出し方式
の固体撮像装置の２行同時読み出しインターレース走査
方式において、各フィールドにおける同時に読み出す２
つの行選択線のうちの走査方向側の行選択線につながる
画素のリセット動作を、次に同時に読み出す２つの行選
択線のうちの走査方向側と逆側の行選択線につながる画
素のリセット動作と同時に行うように構成するものであ
る。

このように構成することにより、各行選択線につながる
画素における積分時間が各行によって異なる現象がなく
なり、更に各フィールドの時間間隔を調整することによ
って、各フィールドにおける積分時間を等しくすること
ができる。これによりフリッカ−の生じない２行同時読
み出しインターレース走査方式が実現できる。

［実施例］ 次に実施例について説明する。第１図は、本発明に係る
同時読み出しインターレース走査方式の基本的な実施例
を適用したＸ−Ｙアドレス型読み出し方式の固体撮像装
置の構成例を示す回路構成図で、第８図に示した従来の
ものと同−又は同等の部材には同一の符号を付して示し
ている。本発明は、フィールド切換スイッチ素子５ＷＡ
Ｉ　　５ＷＡ２．、、、、、及び５ＷＢＩ、５ＷＢ２．
・・・・・を各行選択線間に接続した従来のインターレ
ース回路に、垂直走査回路３がリード信号を発生してい
る期間だけＯＮするスイッチ素子５ＷＤＩ、５ＷＤ２、
・・・１．と、同じく垂直走査回路３がリセット信号を
発生している期間だけＯＮするスイッチ素子５ＷＳＩ、
５ＷＳ２．・・・・・を付加するものである。

すなわち、スイッチ素子５ＷＤＩ、５ＷＤ２、・・・は
、各行選択線２−１．　２−２．・・・・・中に直列に
介在させ、すなわちその一端は前記スイッチ素子５ＷＡ
Ｉ、５ＷＡ２．・・・・・とスイッチ素子５ＷＢ１．５
ＷＢ２．・・・・・との接続点に接続し、他端は各行選
択線２−１．　２−２．・・・・・に接続する。またス
イッチ素子５ＷＳＩ、５ＷＳ２．・・・・・は、その−
端を当該行選択線と、すなわち前記スイッチ素子５ＷＤ
Ｉ、５ＷＤ２．・０．・・の行選択線との接続側に接続
し、他端は次の行選択線に接続したスイッチ素子５ＷＤ
２，５ＷＤ３．・・・・・のスイッチ素子５ＷＡＩ、５
ＷＡ２．・・・・・とスイッチ素子５ＷＢ１．５ＷＢ２
．・・・・・との接続点側に接続する。

このように構成したインターレース回路７をもつ固体撮
像装置に対して、垂直走査回路３から、前記第９図に示
したと同様な走査パルスを各走査線４−１．　４−２．
・・・・・に印加し、各スイッチ素子５ＷＡＩ、５ＷＡ
２．、、・・・、５ＷＢＩ、５ＷＢ２、・・・、５ＷＤ
Ｉ、５ＷＤ２，０．・・・、５ＷＳＩ、５ＷＳ２．・・
・・・を、第２図のタイミングチャートに示すように、
ＯＮ、ＯＦＦ！１１１１１することにより、各行選択線
２−Ｌ　　２−２．・・、２−６に対して、図示のよう
なリード信号及びリセット信号が印加される。

すなわち、Ａフィールドにおいては、奇数番目の行選択
線２−１．　２−３．・・・、につながる画素のリセッ
トは、次の偶数番目の行選択線２−２．　２−４．・・
・・・に印加されるリセット信号により、次の偶数番目
の行選択線２−２．　２−４．・・・・・につながる画
素のリセット動作と共に行われる。一方、Ｂフィールド
においては、各偶数番目の行選択線２−２．　２−４゜
・・・・につながる画素のリセットが、次の奇数番目の
行選択線２−３．　２−５．・・・・・に印加されるリ
セット信号により、次の奇数番目の行選択線２−３．　
２−５．・・・・・につながる画素のリセット動作と共
に行われる。

これにより、Ａフィールドの露光積分時間ＴＡＩＩＴ　
ａ　ｚ　＋　＋　　Ｔ　ａ　ｓ　＋　＋・・・・・は、
いつも（Ｔ−ＴＮ）となり、Ｂフィールドの露光積分時
間Ｔ□３．Ｔ３□ｌ＋　Ｔｌ３１・、・・は、いつもＴ
ｖとなり、各行によって積分時間が異なる現象はなくな
る。但し、Ａ、Ｂフィールド間で上記のように積分時間
が異なるが、これは第３図に示すように、垂直走査開始
パルスのＡＢ両フィールドの時間間隔ＴＶＡＩ　ＴＶＩ
を異ならせ、それぞれ、 Ｔ　ｖ　ａ　＝　Ｔ　ｖ　＋１　／　２　Ｔ　ＮＴ　ｖ
ｓ　＝　Ｔ　ｖｌ　／　２　Ｔ　Ｍに設定することによ
り、各画素の積分時間は、Ｔ　ａ　＋　＋　＝　Ｔ　Ｉ
Ｉ　＋　Ｉ　＝　Ｔ　ａ　＋　ｔ・・・・・・＝Ｔａｚ
＋＝Ｔ＋＋ｚ＋＝Ｔａｚｚ・・・・・・＝ＴＡａ＋＝Ｔ
ｌｌｂ＋＝Ｔａ６ｔ・・・・・・＝Ｔｖ−１／２Ｔイ となり、全画素同一になり、両フィールド間での積分時
間を等しくすることができる。このＡ、　　Ｂ両フィー
ルドの時間間隔Ｔ、Ａ、Ｔ□を上記のように設定した場
合の各行選択線に印加されるリード信号及びリセット信
号のタイミングチャートを第４図に示す。

このように各フィールド間での積分時間を等しくするこ
とができるため、２行同時読み出しインターレース走査
方式においてもフリンカーの生しない固体撮像装置が得
られる。

次にＣＭ　Ｄ　（Ｃｈａｒｇｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
　Ｄｅｖｉｃｅ）を画素として用いた固体撮像装置に本
発明を適用した実施例について説明する。第５図は、そ
の垂直走査回路及びインターレース走査回路を示す回路
構成図である。垂直走査回路３はシフトレジスタＳＲ１
、ＳＲ２，・・・・・とレベルミックス回路ＬＭＩ。

ＬＭ２．・・・・・とで構成されており、各レベルミッ
クス回路ＬＭＩ、ＬＭ２．・・・・・からは、第６図の
タイミングチャートで示すような、オーバーフローレベ
ル■。、とリードレベル■。とりセットレベル■□を有
する走査パルスが出力されるようになっている。フィー
ルド切換スイッチ素子５ＷＡＩＳＷＡ２．・・・・・及
び５ＷＢ１．５ＷＢ２．・・・・・並びにリード・リセ
ット信号切換スイッチ素子５ＷＤＩ、５ＷＤ２．、・・
・・及び５ＷＳＩ、５ＷＳ２゜・・・・は、ＣＭＯＳア
ナログスイッチ素子で構成され、フィールド切換スイッ
チ素子５ＷＡ１．５ＷＡ２，２．、、及び５ＷＢＩ、５
ＷＢ２．・・・・・には、フィールドインデックス信号
ＦＤＸが直接またはインバータ８−１を介して入力され
、第１表に示すように制御されるように構成されている
。

第　　１　　表 面素として用いるＣＭＤは、 水平プランキング 期間に、リセット及びオーバーフロー動作を、水平有効
期間にリード動作をさせるので、リード・リセット信号
切換スイッチ素子５ＷＤＩ、５ＷＤ２１．・１．、及び
５ＷＳ１．５ＷＳ２．・・・・・には、水平ブランキン
グ信号ＢＬが直接又はインバータ８２を介して入力され
、第２表に示すように制御されるように構成されている
。

第２表 フィールドインデックス信号ＦＤＸ及び水平ブランキン
グ信号ＢＬにより各スイッチ素子を制御することにより
、各行選択線２−１．　２−２．・・・・・には、第６
図のタイミングチャートにおいてＧｌ。

Ｇ２．・・・・・に示す信号が印加され、各画素の読み
出し、リセット並びにオーバーフロー動作が行われる。

この実施例の場合も、Ａフィールドにおいては、奇数番
目の行選択線につながる画素のリセットは、次の偶数番
目の行選択線に印加されるリセット信号により、次の偶
数番目の行選択線画素のリセットと共に行われ、またＢ
フィールドにおいては、各偶数番目の行選択線につなが
る画素のり七ノドは、次の奇数番目の行選択線につなが
る画素のリセット共に行われる。したがってＡ、Ｂ各フ
ィールドの時間間隔を第１の実施例のように設定するこ
とにより、各フィールド間での積分時間を等しくするこ
とができる。

〔発明の効果］ 以上実施例に基づいて説明したように、本発明によれば
、各行選択線につながる画素における積分時間が、各行
に亘って同一になる。したがって各フィールドの時間間
隔を調整することにより、各フィールド間における積分
時間を等しくすることができ、フリッカ−の生じない２
行同時読み出しインターレース走査方式が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本的な実施例を示す回路構成図、
第２図は、その動作を説明するためのタイミングチャー
ト、第３図は、Ａ、Ｂフィールドにおいて垂直走査開始
パルス幅を変えた場合の走査パルスを示すタイミングチ
ャート、第４図は、第３図に示した走査パルスを用いた
場合の、各行選択線に印加される信号を示すタイミング
チャート、第５図は、第２実施例を示す回路構成図、第
６図は、その動作を説明するためのタイミングチャート
、第７図は、−船釣な２行同時読み出しインターレース
走査方式の概要を説明するための説明図、第８図は、従
来の２行同時読み出しインターレース走査方式を用いた
Ｘ−Ｙアドレス型固体撮像装置を示す回路構成図、第９
図は、第８図に示す固体撮像装置に印加される走査パル
スを示すタイミングチャート、第１０図は、第８図に示
す固体撮像装置における各行選択線に印加される信号を
示すタイミングチャート、第１１図は、第８図に示す固
体撮像装置を単板カラー固体撮像装置とする場合に用い
るフィルターの単位配列を示す図、第１２図へ、■）は
、第１１図に示すフィルターを用いて構成した単板カラ
ー固体撮像装置における各フィールドの各行の各色信号
を示す図である。 図において、１−１１．　１−１２．・・・・・は画素
、２−１２−２．・・・・・は行選択線、３は垂直走査
回路、４−１４−２．・・・・・は走査線、５−１．　
５−２．・・・・・は列選択線、６は水平走査回路、７
はインターレース回路、８−１　８−２はインバータ、
５ＷＡ１．５ＷＡ２、、、、　５ＷＢＩ　　５ＷＢ２．
、・・・・はフィールド切換スイッチ素子、５ＷＤＩ、
５ＷＤ２．・・・・・、５ＷＳＩ　　５ＷＳ２．・・・
・・はリード・リセット信号切換スイッチ素子を示す。 特許出願人　オリンパス光学工業株式会社第８図 （Ａ） 第１１図 第１２図 （Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｘ−Ｙアドレス型読み出し方式の固体撮像装置の２
   行同時読み出しインターレース走査方式において、各フ
   ィールドにおける同時に読み出す２つの行選択線のうち
   の走査方向側の行選択線につながる画素のリセット動作
   を、次に同時に読み出す２つの行選択線のうちの走査方
   向側と逆側の行選択線につながる画素のリセット動作と
   同時に行うように構成したことを特徴とする２行同時読
   み出しインターレース走査方式。 ２、各フィールドの時間間隔を、１／２水平走査期間だ
   け増減することを特徴とする請求項１記載の２行同時読
   み出しインターレース走査方式。