JPH11191891A - 固体撮像装置および固体撮像装置の信号読み出し方法 - Google Patents
固体撮像装置および固体撮像装置の信号読み出し方法Info
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- H04N25/713—Transfer or readout registers; Split readout registers or multiple readout registers
Abstract
て、消費電力が増大する。 【解決手段】 全画素を読み出す駆動モードと画素を飛
び越して読み出す駆動モードとを有し、かつ、画素を読
み出すための複数の読み出し系1,2を有する固体撮像
装置であって、全画素を読み出す駆動モードでは、複数
の読み出し系1,2に分けて画素の信号を送り、画素を
飛び越して読み出す駆動モードでは、読み出し系2に接
続されている画素の信号を、読み出し系2に送るための
切換え手段を有する。
Description
固体撮像装置の信号読み出し方法に係わり、特に全画素
を読み出す駆動モードと画素を飛び越して読み出す駆動
モードとを有し、かつ、画素を読み出すための複数の読
み出し系を有する固体撮像装置および固体撮像装置の信
号読み出し方法に関する。
像素子を用いる固体撮像装置では、各画素から信号を読
み出す場合の高スピード化、基板実装上の要請等から、
複数の画素が配列された一つの画素部に対して、複数
(例えば二つ)の読み出し系を設けて、画素部からの信
号を振り分けて複数の読み出し系から同時に出力するこ
とが行なわれている。
は、読み出しの高スピード化を図ることができる、読み
出し系を構成する素子を分割して配置できるので実装上
の制約が少なくなる等の利点はあるが、読み出し系を複
数設けるために消費電力が増大する、読み出し系を構成
する素子の特性上のばらつきを生じ、複数の読み出し系
の信号出力に差を生ずる等の課題を有している。
は、水平方向の全画素を読み出す駆動モードと水平方向
の画素を飛び越して読み出す駆動モードとを有し、かつ
画素を読み出すための複数の読み出すための読み出し系
を有する固体撮像装置であって、前記全画素を読み出し
駆動モードでは、前記複数の読み出し系に分けて画素の
信号を送り、前記画素を飛び越して読み出す駆動モード
では、1つの読み出し系に画素の信号を読み出すように
することを特徴とする固体撮像装置である。
み出す駆動モードと画素を飛び越して読み出す駆動モー
ドとを有し、かつ、画素を読み出すための複数の読み出
し系を有する固体撮像装置であって、前記全画素を読み
出す駆動モードでは、前記複数の読み出し系に分けて画
素の信号を送り、前記画素を飛び越して読み出す駆動モ
ードでは、少なくとも一系統の読み出し系に接続されて
いる画素の信号を、他の系統の読み出し系に送るための
切換え手段を有する固体撮像装置である。
出すための読み出し系を有する固体撮像装置であって、
列方向の2列の読み出しについて、読み出される2列の
信号の極性が互いに反転するように読み出し加算するこ
とを特徴とする固体撮像装置である。
は、全画素を読み出す駆動モードと画素を飛び越して読
み出す駆動モードとを有し、かつ、画素を読み出すため
の複数の読み出し系を有する固体撮像装置の信号読み出
し方法であって、前記全画素を読み出す駆動モードで
は、前記複数の読み出し系を並列に用いて読み出し、前
記画素を飛び越して読み出す駆動モードでは、少なくと
も一系統の読み出し系に接続されている画素の信号を、
他の系統の読み出し系を用いて読み出す固体撮像装置の
信号読み出し方法である。
ドは、複数の画素が行列状に配列された場合に、画素の
配列方向の一方向(行方向又は列方向)又は両方向(行
方向及び列方向)に画素を飛び越して読み出す駆動モー
ドをいう。
固体撮像装置としては、例えば特開平 9-46715号公報
に、画素ごとに特定の色フィルタを配置したインタライ
ンCCDが開示されている。このインタラインCCD
は、水平2ライン分の光電変換キャリアを2ラインおき
に垂直CCDに転送し、その後基板掃出を行って不要電
荷を捨て、その後前記光電変換キャリアを前記垂直CC
D内を順次転送し、水平CCD、出力アンプを介して取
り出すものである。
たエリアセンサの場合を取り上げて説明するが、本発明
はかかる例に限定されない。ラインセンサにおいても、
例えば出力レートをあげるために偶数画素と奇数画素の
読み出し系を分けた場合に、解像度の高いモードでは両
方の読み出し系を使用し、解像度の低いモードでは一つ
の読み出し系のみを使用することができる。
て図面を用いて説明する。まず、実施形態の説明に先だ
って、本発明にいたる技術的背景について説明する。
のように、画素部の全画素から信号を読み出すモードを
有する装置は、高スピード化等の要請から、複数の読み
出し系に振り分けて信号読み出しを行なうことが求めら
れる。ここで、複数の読み出し系に振り分けて信号読み
出す回路構成を採用した場合には、上記の特開平 9-467
15号公報に開示されるような画素を飛び越して読み出す
モードを用いたときでも、複数の読み出し系に振り分け
て信号読み出しを行うこととなる。
を複数設けると、消費電力が増大する、読み出し系を構
成する素子の特性上のばらつきを生じ、読み出し系の信
号出力に差を生ずる等の課題を生ずることになる。
には、全画素読み出しに比べて読み出すべき画素数が少
ない点に着目し、画素を飛び越して読み出す駆動モード
では、少なくとも一系統の読み出し系に接続されている
画素の信号を、他の系統の読み出し系に送るようにした
ものである。
を飛び越して読み出す駆動モードとを有する固体撮像装
置は、例えばEVF(電子ビューファインダー)付のデ
ジタルカメラがある。EVFは動画を表示し、上記のよ
うな飛び越し読み出し(画素を飛び越して読み出す読み
出し法)を行ない、本撮影時に全画素読み出しを行な
う。
いて説明する。
明図であり、図2は信号読み出しを二つの読み出し系で
行なう場合の構成を示す概略的説明図である。画素構成
は簡略化のため6×6画素のみ示している。なお、ここ
では列ライン(垂直ライン)について飛び越し読み出し
を行なう場合について説明する。
された画素であり、列方向に配列した画素のうち、奇数
列の画素は各垂直出力線を介して第1読み出し系1に接
続され、偶数列の画素は各垂直出力線を介して第2読み
出し系2に接続される。ただし、本発明の実施態様を示
す図1では、第2列目と第3列目のいずれかの画素列、
第6列目と第7列目(不図示)のいずれかの画素列を選
択して、第1読み出し系1に接続するための切換え手段
となる、MOSトランジスタM21、M3、M26、M7(不
図示)、M2、M6を設けている。MOSトランジスタM
2、M6は第2列、第6列が第1読み出し系に接続された
場合に第2読み出し系と遮断するためのものである。
は、奇数列の画素は第1読み出し系1を介して信号が行
ごとに順次読み出され、それと同時に偶数列の画素は第
2読み出し系2を介して信号が行ごとに順次読み出され
る。この読み出し方法は全画素読み出し、飛び越し読み
出しによらず行なわれる。すなわち、全画素読み出しの
場合は第1、3、5、・・・列目の画素が第1読み出し
系1で読み出され、第2、4、6、・・・列目の画素が
第2読み出し系2で読み出される。そして、飛び越し読
み出しの場合は第1、5、・・・列目の画素が第1読み
出し系1で読み出され、第2、6、・・・列目の画素が
第2読み出し系2で読み出される。
は、読み出すべき画素数が全画素読み出しに比べて減少
する(2列2行を単位とした飛び越し読み出しの場合は
半分)ことに鑑み、飛び越し読み出しの際には第1読み
出し系のみから信号を読み出しを行なうべく、第2、
6、・・・列目の画素を第1読み出し系に接続できるよ
うに切換え手段を設けたものである。
み出しの場合は、端子TMにLレベルの信号を入力して
MOSトランジスタM3,MOSトランジスタM2,M6
をオンさせ、MOSトランジスタM21,M26をオフする
ことで、第1、3、5列の画素からの信号は第1読み出
し系1に転送され、第2、4、6列の画素からの信号は
第2読み出し系2に転送される。これは図2の構成の場
合と同じである。
MにHレベルの信号を入力してスイッチ手段M21,M26
をオンさせ、スイッチ手段M3,M2,M6をオフするこ
とで、第1、2、5、6、・・・列の読み出しを行なう
列の画素からの信号はすべて第1読み出し系1に転送さ
れる。なお、第2列の画素からの信号は第3列の垂直出
力線から、第6列の画素からの信号は第7列の垂直出力
線(不図示)から第1読み出し系1に転送される。この
場合の等価回路構成を図3に示す。
て、図1に示す電源ON/OFF回路4により第2読み
出し系2の全体あるいは一部に電圧を供給する電源をオ
フするか、または第2読み出し系2の全体あるいは一部
に供給される消費電流を絞ることで、装置の低消費電力
化を図ることができる。
を用いて読み出されるので、二つの読み出し系を用いた
場合の、読み出し系を構成する素子の特性上のばらつき
等を考慮する必要がなくなる。
S型固体撮像装置の場合の実施形態であるが、本発明は
CCD型固体撮像装置にも適用可能である。
し系を用いて読み出しを行なう場合、図4および図5に
示すように並列に読み出し系を配置し、図4に示す静止
画モードの場合は全画素読み出しを行い、奇数列の画素
からの信号は垂直CCDを介して第1読み出し系のHC
CD(水平CCD)1に読み出し、偶数列の画素からの
信号は垂直CCD(VCCD)、HCCD1、転送ゲー
トを介して第2読み出し系のHCCD2に読み出す。一
方、図5に示す動画モードの場合は飛び越し読み出しを
行い(例えば、特開平9-46715号公報に開示されるよう
に、水平2ライン分の光電変換キャリアを2ラインおき
に垂直CCDに転送する)、第1読み出し系のHCCD
1を介して読み出す。既に説明したように飛び越し読み
出しの場合は読み出すべき画素数がすくないため、一つ
の読み出し系で信号読み出しを行なうことができる。そ
して、HCCD2の転送クロックおよびフローティング
ディフージョンアンプの電源をオフし低消費電力化する
ことができる。また、二つの読み出し系を用いた場合
の、読み出し系を構成する素子の特性上のばらつき等を
考慮する必要がなくなる。
説明する。 (実施例1)まず、信号の飛び越し読み出しの場合の色
フィルタの配列の一例について具体的に説明する。飛び
越し読み出しを行なう場合の色フィルタの配列の一例
が、特開平 9-46715号公報に開示されている。
号公報に開示される色フィルタの配列、およびその信号
処理の方法を示す図である。図6(a)に示される画素
配列においては、第1行目の第1列Ye(イエロー:青
色光を遮断する),第2列Cy(シアン:赤色光を遮断
する)と第2行目の第1列G(グリーン:緑色光を透過
する),第2列Mg(マゼンダ:緑色光を遮断する)と
の信号を読み出し、それぞれ加算して、(Ye+G),
(Cy+Mg)信号を得、輝度信号(Y)として、 Y=1/2{(Ye+G)+(Cy+Mg)} を用い、色差信号(−(B−Y))として、 −(B−Y)=(Ye+G)−(Cy+Mg) を用いる。そして、第3行目及び第4行目を飛ばして、
第5行目の第1列Ye,第2列Mgと第6行目の第1列
Mg,第2列Mgとの信号を読み出し、それぞれ加算し
て、(Ye+Mg),(Cy+G)信号を得、輝度信号
(Y)として、 Y=1/2{(Ye+Mg)+(Cy+G)} を用い、色差信号(R−Y)として、 R−Y=(Ye+Mg)−(Cy+G) を用いる。
方向)について、2行づつ、即ち、3,4,7,8,・
・・行目の画素を飛ばして、1,2,5,6,・・・行
目の画素からの信号を読み出すとともに、列方向(垂直
方向)についても、2列づつ、即ち、3,4,7,8,
・・・列目の画素を飛ばして、1,2,5,6,・・・
列目の画素からの信号を読み出す。
する、本実施例の固体撮像装置の構成およびその動作に
ついて説明する。
し系を示す図、図8は図7の垂直走査手段を含む画素部
を示す図、図9は一画素の構成を示す図、図10は電源
ON/OFF回路の一例を示す図である。
ジスタPD、フォトトランジスタPDからの信号電荷を
転送するための転送手段MS11、転送された信号を増幅
して出力するための増幅手段MS14、画素を選択するた
めの選択手段MS13、転送された信号を電位VRにリセ
ットするためのリセット手段MS12から構成される。φ
TX、φRES、φSELはそれぞれ転送手段MS11、リセット
手段MS12、選択手段MS13を制御するための信号であ
る。
状に配されており、垂直走査回路(VSR)によって順
次行ごとに選択される3つのスイッチSにより、信号φ
RES、φTX、φSELが各行に配列された画素に印加され
る。
列はそれぞれ垂直出力線VL1〜VL4に接続され、それ
ぞれの垂直出力線VL1〜VL4には、各垂直出力線に対
してそれぞれ、MOSトランジスタMR11〜MR14、M
R21〜MR24、MR15〜MR18、MR25〜MR28を介し
て4つの容量C11〜C14、C21〜C24、C15〜C18、C
25〜C28に接続されている。MOSトランジスタMR1
1、MR15、MR21、MR25は信号φTN1によって制御さ
れ、MOSトランジスタMR12、MR16、MR22、MR
26は信号φTS1によって制御され、MOSトランジスタ
MR13、MR17、MR23、MR27は信号φTN2によって
制御され、MOSトランジスタMR14、MR18、MR2
4、MR28は信号φTS2によって制御される。これらの信
号φTN1、φTS1、φTN2、φTS2によりMOSトランジス
タが選択され、各画素からの信号がそれぞれの容量に蓄
積されるようになっている。なお、奇数列の垂直出力線
は図7の上方向にMOSトランジスタ、容量が配置され
て接続され、偶数列の垂直出力線は図7の下方向にMO
Sトランジスタ、容量が配置されて接続されている。
のいずれかの画素列を選択するMOSトランジスタM2
1、M3、M2が設けられており(ここでは第2列目と第
3列目の画素列の選択のみ説明するが、第6列目と第7
列目以降の他の画素列についても同様である)、MOS
トランジスタM21がオンの場合はMOSトランジスタM
3がオフして、垂直出力線VL2に接続された画素からの
信号は垂直出力線VL3に読み出され、MOSトランジ
スタM3が選択された場合はMOSトランジスタM21が
オフ、MOSトランジスタM2がオンして、垂直出力線
VL2に接続された画素からの信号はそのまま垂直出力
線VL2から読み出される。
量C11と容量C12、容量C13と容量C14からの信号がそ
れぞれ水平出力線HL1と水平出力線HL2に同時に出力
され、増幅用のアンプA1,A2及び差動増幅器A3を介
して、容量C11と容量C13との加算信号(V1)と、容
量C12と容量C14との加算信号(V2)との減算信号
(V2−V1)が出力端子OUT1から出力される。
ランジスタM2がオフする場合には、垂直出力線VL2に
接続された画素からの信号は垂直出力線VL3から読み
出されるので、第1水平走査回路(HSR1)により、
容量C15と容量C16、容量C17と容量C18からの信号が
それぞれ水平出力線HL1と水平出力線HL2に同時に出
力され、増幅用のアンプA1,A2及び差動増幅器A3を
介して、容量C15と容量C17との加算信号(V3)と、
容量C16と容量C18との加算信号(V4)との減算信号
(V4−V3)が出力端子OUT1から出力される。この
時、第2水平走査回路(HSR2)、増幅用のアンプA
4,A5及び差動増幅器A6(AMP)へ接続される電源
を図10に示されるような電源ON/OFF回路(図7
では不図示)を用いてオフする。さらに、HSR2に入
力されるクロックをオフする。
ランジスタM2がオンする場合には、第2水平走査回路
(HSR2)により、容量C21と容量C22、容量C23と
容量C24からの信号がそれぞれ水平出力線HL3と水平
出力線HL4に同時に出力され、増幅用のアンプA4,A
5及び差動増幅器A6を介して、容量C21と容量C23との
加算信号(V5)と、容量C22と容量C24との加算信号
(V6)との減算信号(V6−V5)が出力端子OUT2か
ら出力される。
つの水平出力線HL1,HL2、HL3,HL4の電位が寄
生容量等でずれるため、それらの水平出力線の電位をそ
ろえるためのリセット用のMOSスイッチを設けた。こ
のMOSスイッチは信号φCHRで制御され、水平出力線
の電位はVCHRに設定される。
用いた場合の動作について図11、図12を用いて説明
する。この場合、静止画モードの場合は全画素読み出し
を行い、動画モードの場合は飛び越し読み出しを行な
う。なお、固体撮像装置の構成は図7〜図10を用いて
説明する。ここでは説明の簡易化の為に、第1,2行
目、第1,2列目の画素の読み出し動作のみ説明する。
に、まず第1行目の画素列のリセット信号φRESをLレ
ベルとして、画素の転送部(フォトダイオード部を除
く)のリセット動作(転送部リセット期間T1)を解除
し、次にφSEL、φTN1、φTN2をHレベルとして画素か
らノイズ信号を二つの容量に読み出す(ノイズ読み出し
期間T2)。この時、第1列の画素からの信号は上側
(第1読み出し系)の容量C11,C13に読み出され、第
2列の画素からの信号は下側(第2読み出し系)の容量
C21,C23に読み出される。
セットを行なう。このリセット期間内にφTXをHレベル
として、画素内で信号電荷が蓄積されているフォトトラ
ンジスタ(PD)からセンサ信号を転送する(センサ信
号転送期間T3)。次にφSEL、φTS1、φTS2をHレベル
として画素からセンサ信号を二つの容量に読み出す(セ
ンサ信号読み出し期間T4)。この時、第1列の画素か
らの信号は上側(第1読み出し系)の容量C12,C14に
読み出され、第2列の画素からの信号は下側(第2読み
出し系)の容量C22,C24に読み出される。第3列以降
の画素からの信号も同時に容量に読み出される。
SをHレベルとして画素の転送部をリセットし、さらに
φTXをHレベルとして画素のフォトダイオード部のリセ
ットを行なう(画素リセット期間T5)。
出し系については、容量C11,C13から水平出力線HL
1に第1行第1列の画素のノイズ信号が加算されて読み
出され、容量C12,C14から水平出力線HL2に第1行
第1列の画素のセンサ信号が加算されて読み出され、セ
ンサ信号からノイズ信号が減算されて出力端子OUT1
から出力される。第2読み出し系については、容量C2
1,C23から水平出力線HL3に第1行第2列の画素のノ
イズ信号が加算されて読み出され、容量C22,C24から
水平出力線HL4に第1行第2列の画素のセンサ信号が
加算されて読み出され、センサ信号からノイズ信号が減
算されて出力端子OUT2から出力される。なお、図1
1に示すように、画素第1列からの出力(OUT1)と
画素第2列からの出力(OUT2)は同時に出力され
る。第3列以降の画素からの信号もOUT1,2から同様
に出力されるが、第1,2列と第3,4列との間(それ
以降も同様)にはφCHRがHレベルとなって、水平出力
線のリセットが行なわれる。以上の動作を第2行目以降
も行なう。また第1行目と第2行目との間(それ以降も
同様)には容量C11〜C18、容量C21〜C28・・・のリ
セットが行なわれる。
まず第1行目の画素列のリセット信号φRESをLレベル
として、画素の転送部(フォトダイオード部を除く)の
リセット動作(転送部リセット期間T11)を解除し、次
にφSEL、φTN1をHレベルとして第1列の画素からノイ
ズ信号を容量C11に読み出し、第2列の画素からノイズ
信号を容量C15に読み出す(ノイズ読み出し期間T1
2)。次にφVRをHレベルとして垂直出力線のリセット
を行なう。このリセット期間内にφTXをHレベルとし
て、画素内で信号電荷が蓄積されているフォトトランジ
スタ(PD)からセンサ信号を転送する(センサ信号転
送期間T13)。次にφSEL、φTS1をHレベルとして第1
列の画素からセンサ信号を容量C12に読み出し、第2列
の画素からセンサ信号を容量C16に読み出す(センサ信
号読み出し期間T14)。なお、第5列目以降(第3,4
列目は飛び越し)も同時に容量に読み出される。
SをHレベルとし画素の転送部をリセットし、さらにφT
XをHレベルとして画素のフォトダイオード部のリセッ
トを行なう(画素リセット期間T15)。
第1行目の信号読み出しと同様な動作で行なう(期間T
22〜期間T25は期間T12〜期間15に対応する)。なお、
第2行第1列の画素からのノイズ信号は容量C13に読み
出され、第2行第2列の画素からのノイズ信号は容量C
17に読み出される。また、第2行第1列からのセンサ信
号は容量C14に読み出され、第2行第2列の画素からの
センサ信号は容量C18に読み出される。
らのノイズ信号,センサ信号はそれぞれ容量C11,C12
に蓄積され、第1行第2列の画素からノイズ信号,セン
サ信号はそれぞれ容量C15,C16に蓄積される。また第
2行第1列の画素からのノイズ信号,センサ信号はそれ
ぞれ容量C13,C14に蓄積され、第2行第2列の画素か
らノイズ信号,センサ信号はそれぞれ容量C17,C18に
蓄積される。
読み出しとして、容量C11,C13から水平出力線HL1
に第1行第1列、第2行第1列の画素のノイズ信号が加
算されて読み出され、容量C12,C14から水平出力線H
L2に第1行第1列、第2行第1列の画素のセンサ信号
が加算されて読み出され、第1行第1列、第2行第1列
の画素の行加算センサ信号から行加算ノイズ信号が減算
されて出力端子OUT1から出力される。その後、第2
列の読み出しとして、容量C15,C17から水平出力線H
L1に第1行第2列、第2行第2列の画素のノイズ信号
が加算されて読み出され、容量C16,C18から水平出力
線HL2に第1行第2列、第2行第2列の画素のセンサ
信号が加算されて読み出され、第1行第2列、第2行第
2列の画素の行加算センサ信号から行加算ノイズ信号が
減算されて出力端子OUT1から出力される。ここで、
図6の色フィルタ配列に対応させると、出力端子OUT
1からは第1列からの(Ye+G)信号、第2列からの
(Cy+Mg)信号が出力されることになる。第5列,
第6列以降についても同様に行加算信号が出力される。
行、第6行についての同様な動作により、第1列からは
(Ye+Mg)信号、第2列からは(Cy+G)信号が
出力される。この様子を図12の(1)に示す。第1,
2行、第5,6行から(Ye+G)信号,(Cy+M
g)信号、(Ye+Mg)信号,(Cy+G)信号が得
られるので、前述した信号処理により輝度信号(Y)、
色差信号(−(B−Y)),(R−Y)を得ることがで
きる。
読み出す場合には、1、2、5、6・・・列又は1、
2、5、6・・・行に限られたものではなく、フィルタ
の配列を変えることによって、又は白黒の場合には、例
えば1、3、5、7・・・列又は1、3、5、7・・・
行の読み出しも可能である。 (実施例2)本実施例は、動画モードの場合に、出力端
子OUT1から色差信号(−(B−Y)),(R−Y)
を得ることができるようにしたものである。
置の画素部および読み出し系を示す図である。図16は
図13のスイッチブロック5の構成図である。なお、本
実施例は図7の固体撮像装置の構成にスイッチブロック
5を加えたものであり、スイッチブロック5により、M
OSトランジスタMR15〜MR18を信号φTN1,φTS1,
φTN2,φTS2に基づいて制御して、容量C15とC16、容
量C17とC18に蓄積させる信号を逆にする(ノイズ信号
とセンサ信号を逆にして蓄積する)とともに、容量C11
〜C18の同時読み出しを可能としたものである。なお、
スイッチブロック5以外の構成部材は図7の構成部材と
同じなので、説明に必要な図13における符号の図示お
よび各構成部材の説明は省略する。
と同様な配線接続に切り換えることで実施例1と同様に
行なわれる。
は、MOSトランジスタMR15〜MR18のオン、オフ動
作を反転させて、第1行目の読み出し動作において、容
量C16に第2列の画素からのノイズ信号を読み出し、容
量C15に第2列の画素からのセンサ信号を読み出すよう
にし、第2行目の読み出し動作において、容量C18に第
2列の画素からのノイズ信号を読み出し、容量C17に第
2列の画素からのセンサ信号を読み出すようにした点で
ある(第5,6行目以降も同様である)。
のノイズ信号,センサ信号(N11,S11)はそれぞれ容
量C11,C12に蓄積され、第1行第2列の画素からノイ
ズ信号,センサ信号(N12,S12)はそれぞれ容量C1
6,C15に蓄積される。また第2行第1列の画素からの
ノイズ信号,センサ信号(N21,S21)はそれぞれ容量
C13,C14に蓄積され、第2行第2列の画素からノイズ
信号,センサ信号(N22,S22)はそれぞれ容量C18,
C17に蓄積される。
と第2列の読み出しを同時に行なうと、水平出力線HL
1には、容量C11,C13,C15,C17からの信号が読み
出されて、(N11+N21+S12+S22)が出力される。
一方、水平出力線HL2には、容量C12,C14,C16,
C18からの信号が読み出されて、(S11+S21+N12+
N22)が出力される。
22)=(S11+S21)−(S12+S22)+(N12+N2
2)−(N11+N21) なる信号が出力端子OUT1から出力される。
ると、出力端子OUT1からは第1列からの(Ye+
G)信号と、第2列からの(Cy+Mg)信号との差信
号である、(Ye+G)−(Cy+Mg)が得られるこ
とになり、これは、色差信号−(B−Y)となる。
行、第6行についての同様な動作により、(Ye+M
g)−(Cy+G)が得られるので、色差信号(R−
Y)を得ることができる。この様子を図12の(2)に
示す。 (実施例3)本実施例は、図14に示すように、図7の
固体撮像装置の構成と比べ、読み出し系1、2にそれぞ
れ、サンプルホールド回路(S/H)、アナログデジタ
ル変換回路(ADC)を設けたものである。読み出し系
1のみから出力を行なう場合には、サンプルホールド回
路(S/H)、アナログデジタル変換回路(ADC)に
接続される電源をも含めてオフすることで、消費電力の
低減を図ることができる。
色フィルタ配列を有する色フィルタを用いて、行方向お
よび列方向について、2行2列ごとに飛び越し読み出し
を行なったが、かかる飛び越し読み出しに限定されず、
用いる色フィルタの配列によって、適宜飛び越し読み出
し方式を設定すればよい。
列をとった場合には、図15(b)のように信号処理を
すれば、列方向は4列ごと、行方向は1行ごとに飛び越
し読み出しを行なうことができ、図15(c)のように
信号処理をすれば、列方向は2列ごと、行方向は4行ご
とに飛び越し読み出しを行なうことができる。4行4列
ごとに飛び越し読み出しを行なうことも勿論できる。
れば、全画素を読み出す駆動モードでは複数の読み出し
系に振り分けて読み出しを行なうことで高スピード化を
図り、画素を飛び越して読み出す駆動モードでは、読み
出し系の数を減らして読み出すことで、消費電力の低
減、素子の特性上のばらつきに伴なう信号のバラツキを
なくすことができる。
説明図である。
の構成を示す概略的説明図である。
概略的説明図である。
説明図である。
説明図である。
示す図である。
よび読み出し系を示す図である。
る。
る。
および読み出し系を示す図である。
および読み出し系を示す図である。
る。
Claims (13)
- 【請求項1】 水平方向の全画素を読み出す駆動モード
と水平方向の画素を飛び越して読み出す駆動モードとを
有し、かつ画素を読み出すための複数の読み出し系を有
する固体撮像装置であって、 前記全画素を読み出し駆動モードでは、前記複数の読み
出し系に分けて画素の信号を送り、前記画素を飛び越し
て読み出す駆動モードでは、1つの読み出し系に画素の
信号を読み出すようにすることを特徴とする固体撮像装
置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の固体撮像装置におい
て、前記画素を飛び越して読み出す駆動モードでは、垂
直方向の画素も飛び越して読み、1つの読み出し系から
読み出すことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項3】 全画素を読み出す駆動モードと画素を飛
び越して読み出す駆動モードとを有し、かつ、画素を読
み出すための複数の読み出し系を有する固体撮像装置で
あって、 前記全画素を読み出す駆動モードでは、前記複数の読み
出し系に分けて画素の信号を送り、前記画素を飛び越し
て読み出す駆動モードでは、少なくとも一系統の読み出
し系に接続されている画素の信号を、他の系統の読み出
し系に送るための切換え手段を有する固体撮像装置。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかの請求項に記載
の固体撮像装置において、前記画素を飛び越して読み出
す駆動モードでは、少なくとも前記一系統の読み出し系
の電源をオフするか、または、消費電流を絞ることを特
徴とする固体撮像装置。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかの請求項に記載
の固体撮像装置において、前記全画素を読み出す駆動モ
ードは静止画用の駆動モードであり、前記画素を飛び越
して読み出す駆動モードは動画用の駆動モードであるこ
とを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかの請求項に記載
の固体撮像装置において、各画素に対応した色フィルタ
を有する色フィルタアレイを有し、 前記色フィルタアレイは、第1の色の色フィルタと第2
の色の色フィルタを水平方向に順次繰り返し配置した第
1の水平列と、第3の色の色フィルタと第4の色の色フ
ィルタを水平方向に順次繰り返し配置した第2の水平列
と、前記第2の色の色フィルタと第1の色の色フィルタ
を水平方向に順次繰り返し配置した第3の水平列と、前
記第4の色の色フィルタと前記第3の色の色フィルタを
水平方向に順次繰り返し配置した第4の水平列と、前記
第1の水平列と同じ色フィルタ配列の第5の水平列と、
前記第4の水平列と同じ色フィルタ配列の第6の水平列
と、前記第3の水平列と同じ色フィルタ配列の第7の水
平列と、前記第2の水平列と同じ色フィルタ配列の第8
の水平列と、前記第1の水平列から前記第8の水平列の
色フィルタ配列と同じ色フィルタ配列を繰り返す第9の
水平列以降の水平列とを備えていることを特徴とする固
体撮像装置。 - 【請求項7】 請求項6に記載の固体撮像装置におい
て、前記第1の色の色フィルタは赤色光を遮断するフィ
ルタであり、前記第2の色の色フィルタは青色光を遮断
するフィルタであり、前記第3の色の色フィルタは緑色
光を遮断するフィルタであり、前記第4の色の色フィル
タは緑色光を透過するフィルタであることを特徴とする
固体撮像装置。 - 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかの請求項に記載
の固体撮像装置において、前記画素を飛び越して読み出
す駆動モードは、行方向は2行読み出した後、2行読み
飛ばし、列方向は2列読み出した後、2列読み飛ばす駆
動モードであり、行方向に2行読み出した信号は加算さ
れて出力されることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項9】 請求項8に記載の固体撮像装置におい
て、前記行方向に2行読み出した信号の加算は、2行分
の信号をそれぞれ保持容量に蓄積し、同列の信号を同時
に出力ラインに転送することによって行なわれることを
特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項10】 請求項8に記載の固体撮像装置におい
て、列方向の2列の読み出しについて、読み出される2
列の信号の極性が互いに反転するように読み出し、加算
することを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項11】 画素を読み出すための読み出し系を有
する固体撮像装置であって、列方向の2列の読み出しに
ついて、読み出される2列の信号の極性が互いに反転す
るように読み出し加算することを特徴とする固体撮像装
置。 - 【請求項12】 全画素を読み出す駆動モードと画素を
飛び越して読み出す駆動モードとを有し、かつ、画素を
読み出すための複数の読み出し系を有する固体撮像装置
の信号読み出し方法であって、 前記全画素を読み出す駆動モードでは、前記複数の読み
出し系を並列に用いて読み出し、前記画素を飛び越して
読み出す駆動モードでは、少なくとも一系統の読み出し
系に接続されている画素の信号を、他の系統の読み出し
系を用いて読み出す固体撮像装置の信号読み出し方法。 - 【請求項13】 請求項12に記載の固体撮像装置の信
号読み出し方法において、前記画素を飛び越して読み出
す駆動モードでは、少なくとも前記一系統の読み出し系
の電源をオフするか、または、消費電流を絞ることを特
徴とする固体撮像装置の信号読み出し方法。
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