JPS6239982A - 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、非破壊読み出しを行えるＭＯ３型静電誘導
トランジスタ（以下、ＳＩＴと略称する）を用いた固体
撮像装置に関する。

〔従来技術〕

従来、固体撮像装置としては、ＭＯＳトランジスタを用
いたものや、ＣＣＤ等の電荷転送素子を用いたものなど
が知られているが、その信号読み出し方式としては、信
号読み出しと同時に画素情報がリセットされる破壊読め
出し方式が用いられている。したがって、再生画像の垂
直方向の画質を向−１−二さ−ｌ−る目的で、走査線の
ライン補間を行う場合にし」、ｌ　Ｉ（ディレーライン
等のメモリの使用が避けられないものである。

次に、従来のＭｉｓ型固体撮像装置において、走査線の
ライン補間を行う場合について説明する。

第３図八はＭＯ３型固体撮像装置の回路構成図、第３図
ｆＢｌは該装置に用いる信号遅延加算回路、第３図（Ｃ
）は該撮像装置動作用の各パルスのタイム・チャー１・
をそれぞれ示している。第３国人において、２］−ｚ、
　２＋−、□、・・・・・・、２］−２，、２］、−２
□、・・・・・・・・（Ｊ単位画素、２２−、、２２−
２．・・・・・・・は垂直選択線、２３−、、２３−２
＋・・・・・・・は水平選択線、２４　＋＋　２４−２
゜１５．・・・ば水子選択スイッチ、２５は信号検出抵
抗、２６は垂直走査回路、２７は水平走査回路である。

またＶ、、Ｖ２．、・・、・・・は各垂直選択線２２−
．．２２−２゜・・・・・・の選択パルスで、Ｉ（、、
Ｈ，、・・・・・・・は各水平選択スイッチ２４−．．
２４−２．・・・・・・・の駆動パルスである。この構
成ではノンインターレース走査の場合の走査線ライン補
間の例について説明するが、インターレース走査方式の
場合も、はぼ同様である。

走査Ｉの期間においては、第３図（Ｃ）に示すように、
第１垂直選択線２２−１を垂直選択パルス■１により選
ＩＪＩ、該垂直選択線２２−１に接続されている第１走
査線の各画素２Ｌ、、、　２１−．２．・・・・・・・
の画素信号を、水平選択パルスｎ＋、Ｈ２，・・・・・
・・により順次読み出す。そしてこの画素信号を、第３
図ＦＢＩに示した信号遅延加算回路３０のスイッチＳＥ
をＯＮにして、第１のＩ　Ｈディレーライン３１に入力
して蓄積する。このＩＩＩディレーライン３１に蓄積さ
れた第１走査線の画素列の信号は、次の走査■′の期間
に、スイッチ３１をオンにして出力する。

この走査■′の期間においては、撮像装置からの信号読
み出しは行わず、したがって各垂直及び水平選択線には
選択信号が出力されないようになっている。また、スイ
ッチＳｔをオンにしてＩ　Ｈディレーライン３１に蓄積
された第１走査線の画素列の信号を出力させると同時に
、再書き込みスイ・ノチＳ　Ｈ１をＯＮにしてＩＩＩデ
ィレーライン３１に再書き込みを行う。

次に走査■の期間には、第２垂直ｊＭ択線２２−２を信
号■２により選択し、その選択線２２−２に接続されて
いる第２走査線の各画素２Ｌ２．、２１−２２．・・・
・・・・の画素信号を、水平選択信号Ｈ，，Ｔ１．、・
・・・・・・により順次読み出す。そしてこの画素信号
を信号遅延加算回路３０へ入力し、水平画素アドレスを
一致させて、加算・平均化回路３３において、第１のＩ
ｌ＋ディレーライン３１に蓄積されている第１走査線の
画素列２１−１□２１−１２．・・・・・・・の画素信
号と加算して１／２とし、スイッチＳ２をＯＮにするこ
とによって出力する。一方、同時に、この第２走査線の
画素列２１−２１．２１−２２．・・・・・・・の画素
信号は、スイッチＳＯのＯＮにより第２の１１１デイレ
ーライン３２に書き込まれるようになっている。

次の走査■′の期間には、第２デイレーライン３２に蓄
積されている第２走査線の画素信号が、スイッチＳ３を
ＯＮすることによって出力される。

この時、走査１′の期間におけると同様に、再書き込み
スイッチＳＨ２によって再書き込みが行われる。以下同
様にして走査線のライン補間が行われるようになってい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上述べたように、破壊読み出し方式が用いられる従来
の固体撮像装置において、走査線のライン補間を行う場
合には、必ずＩ　Ｈディレーライン等のメモリを用いな
ければならず、その構成が複雑大型化するという問題点
がある。

本発明は、非破壊読み出し可能なＭＯ’Ｓ型ＳｒＴを用
い、１１（ディレーライン等のメモリ素子を用いずに、
簡単な構成で走査線のライン補間を行えるようにした固
体撮像装置を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は、Ｍ
Ｏ３型静電誘導トランジスタからなる複数の撮像画素を
マトリックス状に配列した撮像画素アレイ部と、行方向
の画素列に接続した垂直選択線の連続する２本を同時に
選択する手段と同時選択した垂直選択線の一方のみにリ
セットパルスを印加する手段とを設けた垂直走査部と、
列方向の各画素列に接続した各一対の水平選択線を同時
に選択する手段を設けた水平走査部と、上記各一対の水
平選択線からの信号ををり出すための一対のビデオライ
ンと、該一対のビデオラインの各出力信号とそれらの平
均出力信号とを選択的に出力する切換手段とで構成する
。

そして、連続する２行の画素列の画素信号を同時に非破
壊的に読み出し、各行の画素列の画素信号と、２行の画
素列の画素信号を平均した出力信号とを順次切り換え出
力することにより、ＩＨディレーライン等のメモリを用
いることなく、垂直方向の画質向上のために行う走査線
のライン補間を行わせることができ、撮像装置の小型化
と低コスト化が計れる。

〔実施例〕

１ソ下、実施例についで説明する。第１図は、本発明に
係る固体撮像装置の回路構成図であり、第２図（，１、
動作用の各パルスのタイムチャートを示す。

第１図において、ｌ　−１１＋　　１−１２＋”””　
ｌ　−＋ｎ。

１−２１＋　　１−２２＋・・・・・・１−０゜は、各
画素を構成するＭＯ３型ＳＩＴで、ｍ行ｎ列のマトリッ
クス状に配列されている。そして水平方向に配列される
各画素を構成するＭＯ８型ＳＩＴのゲート電極に共通に
接続する垂直選ｔＲ線２．．．，２−２．・・・・・２
−０と、垂直方向に配列した奇数行の画素と偶数行の画
素を構成するＳ　Ｉ　Ｔのソースに共通接続する水平選
択線：Ｌ、、、　　３　　、□、　　３−２．、　３−
２□、・・・、・・３−ｎｌ＋３　・２とに印加される
選択パルス信号によって、その交点となる画素の選択を
行うようになっている。なお、各画素を構成するＭｉｓ
型ＳＩＴのトレイン（！共通に接続され、ｌ’　Ｉ／−
ｉン配綿４によりドレイン電圧Ｖ、を印加している。

５−１１＋　　５−１２＋　　５−２１．５−２□、”
””　５−ｍｌ＋　　５−、Ｉ２は垂直選択ＭＯＳスイ
ッチで、連続する２　ｆｌｆｆｌのスイッチの一端には
垂直走査回路８の各出力Ｖ１゜Ｖ２、・・・・・・の出
力線に共通に接続され、他端は連続する各垂直選択線に
それぞれ接続されるようになっていて、各垂直選択パル
スにより、２行の各垂直選択線に接続されている行方向
画素列が同時にｉ９（ｔＭされるよ・うになっている。

また各垂直スイッチ５−口、・・・・・・５−０２の各
ゲー１へには、制ｉ＋＋パルスφ。１．φ。２．φ１．
φＥ２がそれぞれ印加され、奇数行及び偶数行の垂直選
択線の選択、及び垂直選択線に対してリセットパルス付
き又はす七ソトパルスなしの信号印加の選択が行えるよ
うに構成している。

水平選択ＭＯＳスイッチ６１１＋　　６−１２１　６−
ｚ＋。

６−２２．・・・・・・６−ｎｌ＋　　６−Ｉ２は、水
平走査回路９の出力Ｈ１，Ｈ，，・・・・・・１−によ
り、スイッチ６−１１と６−１□、スイッチ６−２．と
６−２□５・・・・・・スイッチ６−ｆｉｌと〔；　ゎ
２とを、それぞれＩ　５ｉｌｌとして同時に選１Ｊｉｌ
：　して駆動されるようにし、各ＡＪＩの一方のスイッ
チの一端は第１のビデオライン１０に、他端は奇数行の
各列の画素に水平選択線３−１１＋　　３−２１＋・・
・・・３−７．を介して共ｉｆｆ＋に接続されており、
また各組の他方のスイッチの一端は第２のビデオライン
１１に、他端は偶数行の各列の画素に水平選択線３−１
□。

３−２２．・・・・・・３−７２を介して共通に接続さ
れている。各ビデオライン１０．１１には、一端を接地
した負荷抵抗１２．１３が接続されている。そして、選
択された各画素からの信号電流は、各画素を構成するＭ
Ｏ３型ＳＩＴのゲート電極下の、光照射により発ｌトし
た正孔の蓄積による表面電位に依存した電流となって、
負荷抵抗１２．１３を流れて出力電圧として書出される
ようになっている。なお１４は双方のビデオライン１０
．１１に接続された）５１１算・平均化回路で、両ビデ
オライン１０．１１に導出された画素信号を平均して出
力するものである。

水平選択スイッチ６−ＩＩ　’　＋　　６−１２’　＋
　　６−２１　’　＋６−２２’ｌ・・・・・・・６−
７ＩＺ６−ｎ２′はｊ巽を尺状態になっていない水平ｉ
！択線を接地（又は一定電圧にセット）するために設け
たもので、水平走査回路９の出力Ｈ，，Ｈ，，・・・・
・・Ｉ−１１１をインバータ７−１・７−２．・・・・
・・・７−、ｌで反転したパルスで制御するようになっ
ている。このように選択状態にない水平選択線を接地す
るのは、読め出し直前の水平選ｊＲ綿が接地電位からず
れ、これが信号読み出し時に疑似信号として現れるのを
防ぐためである。

次に第２図のｕ１作パルスのタイムチャートを参照しな
がら、本実施例の動作について説明する。

走査期間Ｉにおいて、垂直走査回路８の出力Ｖ。

は、垂直選択スイッチ駆動パルスφ。１．ψｏ２をゲー
トに印加した垂直選択スイッチ５−ｚ、５−＋□。

によって、垂直選択線２−、、Ｌ２に印加される。

そして水平走査回路９からの出力１−（、、Ｉ２．・・
・・・・・・・ＩＴｎにより、このｊｊＪ１間中ヒデオ
ライン１０．１１には、それぞれ垂直選択線２−．．：
１２に接続されている画素列１−１１＋　　Ｉ−＋ｚ＋
””・・１−１１及びＩ　−２１゜１−２□、・・・・
・・１−１の画素１８号が、順次名−画素より非破壊的
に読み出され、該画素信号はビデオライン１０．　ＩＩ
に送出されるが、ビデオライン１０の出２カ端に接続さ
れているスイッチＳ　Ｏのみを閉して、第１垂直選択綿
２−１に接続されている第１走査線の画素列］−１１＋
　　］−＋□、・・・、・　１−１ｏの画素信号を出力
として取り出すようになっている。

次の走査肋間ｌ′においても、走査！’Ｊｌｎｉｌ　ｌ
におけると全く同し画素列の選択を行い、非破壊読み出
しであるため、走査期間Ｉにおけると同し画素信号（但
し、各画素の光電荷積分時間は１水平走査期間分だけ増
えているので、正確には異なる）を読み出し、ビデオラ
イン１０．１１に送出する。このとき、加算・平均化回
路１４に接続されているスイッチＳΣのみを閉じ、第１
垂直選択線２−１及び第２垂直選択綿２−２に接続され
ている各画素列の同一水平アトレス画素の信号を、加算
・平均化回路１４で平均して出力する。この２つの画素
列の画素信号の加算・平均化の際には、上記のように、
１’　Ｉ−１デイレーライン等のメモリを何ら必要とし
ない。

次いで走査期間Ｉ′の後の水平ブランキング期間ｔＨＢ
において、垂直走査回路出力Ｖ、のリセットパルス（こ
の振幅は読み出しパルス振幅ＶＲＤより大きい■□、）
が、パルスφ。１によって第１垂直選択線２．、Ｉに印
加される。但しパルスφｏ１とφｏ２のパルス立ち下が
りのタイミングの相違により、この水平ブランキング期
間ｔｌｌＢにおいては、パルスφ。２は低しヘルになっ
ているので、第２垂直選択線２−２には、パルスφ。２
によってはリセットパルスは印加されないようになって
いる。したがって、第１垂直走査出力■１のリセットパ
ルスによって、第１垂直選択線２−１に接続されている
画素列のみがリセットされる。

次の走査期間■において、垂直走査パルス■２は第２及
び第３垂直選択線り、、２−３に印加される。この時は
、第２ビデオライン１１の出力端に接続されているスイ
ッチＳＦ、のみを閉して、第２垂直選択線２−２に接続
されている第２行画素列の画素信号を出力として取り出
す。次いで走査期間■′においては、走査期間■′にお
けると同様に、垂直選択綿り、、２−ｓに接続されてい
る画素列］　−２１＋１−２□３９１００．・ｌ−２１
１％及びＩ　−３１，１−３２１・・・・・・１−３ｎ
の同一水平アドレス画素の信月が加算平均化して出力さ
れる。走査期間■′の後の水平ブランキング期間には、
走査期間Ｉ′の後の場合と同様に、パルスφＥ１．　　
φＥ２のパルス立ち下がりのタイミングの相違により、
第２垂直選択線２−２に接続されでいる画素列のみリセ
ットを行い、第３垂直選択線２−３に接続されている画
素列のリセットは行わない。以下同様にして、１フイ一
ルド画像の信号読み出しとリセット操作を行う。

上記実施例では、ノンインターレース走査の場合の走査
線のライン補間を行うものについて示したが、本発明は
、インターレース走査の場合にも、はぼ同様な構成と動
作パルスのタイミングにより、勿論適用することができ
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
、固体撮像装置の画素として、非破壊読み出しの可能な
ＭＯ３型ＳＩＴを用い、連続する２行の画素列の画素信
号を同時に読み出し、各行の画素列の画素信号及び、２
行の画素列の平均した画素信号を切り換え出力するよう
に構成したので、垂直方向の画質向上のために行う走査
線のライン補間を、Ｉ　Ｈディレーライン等のメモリを
用いることなく実現することができ、撮像装置の小型化
と低コスト化を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る固体撮像装置の一実施例の回路
構成図、第２図は、第１図に示した装置の動作用パルス
の波形を示す図、第３図（８）は、従来の固体撮像装置
の一構成例の回路構成図、第３図［Ｂ）は、該装置に用
いる信号遅延加算回路、第３図Ｃ）は、該装置の動作用
パルスの波形を示す図である。 図において、ｌ　−Ｉｌｌ　　１−１２＋・・・・・・
１−０ｏはＭＯ８型ＳＩＴよりなる撮像画素、２−１．
　２−２．・・・・・・・２−０は垂直選択線、３−１
１＋　　３−１□、　　３−２１．　３−２２．・・・
・・・・・３−１１１．３−ｎ２は水平選択線、４はド
レイン配線、５−１１＋　　５−１□、　　５−２８．
　５−２□１１０．・１．。 、・・・５−１１１１＋　　５−ｍ２は垂直選択ＭＯＳ
スイッチ、６−１１・６−菖２・６−２１＋６−２２・
°・・°・・・・６−れ１・６−ｎ２は水平選択ＭＯＳ
スイッチ、８は垂直走査回路、９は水平走査回路、１０
．１１はビデオライン、１４は加算・平均化回路を示す
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＭＯＳ型静電誘導トランジスタからなる複数の撮像画素
   をマトリックス状に配列した撮像画素アレイ部と、連続
   する２行の画素列の画素信号を同時に非破壊的に読み出
   す手段と、前記連続する各２行の画素列の各画素信号と
   、それらの出力信号を平均した出力信号とを選択的に順
   次出力する信号切換手段とを備え、走査線のライン補間
   を行うように構成したことを特徴とする固体撮像装置。