KR20050031988A - 컬러 고체 촬상 장치 - Google Patents

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하타노도시노부
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마쓰시타 덴키 산교 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명은 광전 변환 소자 어레이와 화소 데이터의 판독을 제어하는 제어부를 구비한 컬러 고체 촬상 장치에 관한 것이다. 제어부는 전체 화소 판독 모드와 4 채널의 출력부로부터 데이터가 동시에 출력되는 형식으로 수직/수평으로 혼합된 화소 판독 모드를 갖는다. 전체 화소 판독 모드에서는 광전 변환 소자 어레이에 있어서 2행 2열의 화소의 그룹을 제1 출력 단위로 해서 4 채널의 출력부를 이용하여 동시에 GRBG의 화소 데이터를 독립해서 병렬로 출력한다. 한편, 수직/수평으로 혼합된 화소 판독 모드는 광전 변환 소자 어레이에서 2n행 2n열의 화소의 그룹을 제2 출력 단위로 해서 4 채널의 출력부를 이용하여 동시에 GRBG의 혼합 화소 데이터를 독립해서 병렬로 출력한다.

Description

컬러 고체 촬상 장치 {COLOR SOLID STATE IMAGE PICKUP DEVICE}
본 발명은 정지 화상(still picture)을 촬영하고 동화상(moving picture)을 기록하기 위한 컬러 고체 촬상 장치에 관한 것이다.
컬러 고체 촬상 장치는 광전 변환 소자 어레이와, 상기 광전 변환 소자 어레이로부터 화소 데이터의 판독을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 광전 변환 소자 어레이에 있어서, 복수 개의 광전 변환 소자들(화소들)은 매트릭스 형태로 배열된다. 상기 광전 변환 소자 어레이는 광학 시스템(optical system)을 통해 입사되는 광학 영상(optical image)을 광전 변환에 의하여 전기 신호로 변환시킨다.
상기 제어부는 상기 광전 변환 소자 어레이에서 화소의 그룹으로부터 화소 데이터를 판독한다.
또한, 상기 제어부는 전체 화소 판독 모드와 상기 화소 데이터를 판독하기 위한 수직/수평으로 혼합된 화소 판독 모드를 갖는다.
전체 화소 판독 모드는 정지 화상의 촬영 시에 상기 광전 변환 소자 어레이 상의 전체 화소의 화소 데이터를 판독하는 모드이다.
수직/수평으로 혼합된 화소 판독 모드는 동화상 기록 시에 수평 및 수직 방향으로 복수 개의 화소의 화소 데이터를 혼합하는 처리를 통하여 판독 대상이 되는 화소의 수를 감소시킴으로써 화소 데이터를 판독하는 모드이다.
컬러 고체 촬상 장치의 광전 변환 소자 어레이에 관해서는 최근의 반도체 기술의 발전에 의해 화소의 수가 비약적으로 증가되고 있다. 화소의 수가 충분히 많은 것을 고화소(high pixel)라고 칭한다.
정지 화상 촬영 대응의 단일 렌즈 리플렉스(single lens reflex)의 고급 디지털 카메라에 있어서는 초고선명인 정지 화상을 고려하여 1000만(10,000,000) 화소를 초과하는 고화소의 디지털 카메라가 개발되고 있다.
한편, 동화상 기록이 가능한 디지털 영화에 있어서는 3판 CCD(three-plate CCD)를 탑재하여 각 CCD에서 RGB 신호를 독립적으로 취득함으로써 감도, 해상도, 색조(color qualities), 색 해상도(color resolution), 및 동적 범위(dynamic range)의 향상을 중시하고 있다.
최근에는 정지 화상 촬영과 동화상 기록의 2 개의 기능을 탑재하여, 2 개의 모드를 전환 가능하도록 구성한 것도 있다.
정지 화상 촬영에 있어서는 광전 변환 소자 어레이의 전체 화소의 화소 데이터를 이용하는 형태로 촬영을 행한다. 이것이 전체 화소 판독 모드이며, 광전 변환 소자 어레이로부터 판독된 화소 데이터를 1 화소분씩 순차적으로 전체 화소분을 출력한다. 이에 따라, 고선명인 정지 화상의 촬영이 가능해지고 있다.
한편, 정지 화상 촬영과 동화상 기록의 2 개의 모드를 전환 가능하게 구성한 고체 촬상 장치도 있다.
현재의 상황에서는 DSP(digital signal processing) 등의 디지털 신호 처리 회로의 동작 속도에는 일정한 한계가 있고, 또한 소비 전력의 면으로부터도 동화상 기록에 있어서는 정지 화상 촬영과 같은 전체 화소 판독 모드에서의 촬영은 어려움이 있다. 동화상 기록 시에는 화소 추출을 수행하여, 단위 시간당 프레임의 매수를 증가시켜서 화소 데이터 처리를 수행하는 것이 일반적이다. 이것이 수직/수평 혼합된 화소 판독 모드이다.
광전 변환 소자 어레이로부터 판독된 화소 데이터에 관해서, 어레이의 수직 방향과 수평 방향에서 복수 개의 화소가 혼합되고, 그 혼합된 화소 데이터를 1 단위의 화소 데이터로서 출력한다. 이것에 의하여, 단위 시간당 프레임의 매수가 증가하여, 원활하고 고속인 동화상의 기록을 실시하는 것이 가능해지고 있다.
전술한 바와 같은 화소의 추출과 혼합된 화소의 판독 모드 및 전체 화소 판독 모드와의 전환은 특히 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서에 의해 최상으로 실현될 수 있는 것이다. MOS 이미지 센서는 CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서와 달리 퍼텐셜 웰(potential well)의 이동에 의한 전하의 전송을 필요로 하지 않고, 신호 라인을 이용하여 임의의 라인의 화소 데이터를 판독하는 것이 가능하기 때문이다. 또한, MOS 이미지 센서의 이점으로서, 저전압 동작, 적은 누설 전류, CCD와 동일한 크기에서 보다 큰 개구율, 높은 감도, 데이터 판독이 CCD 등과 비교해서 보다 간단하다는 점을 들 수 있다. 특히, 임의 화소의 선택과 판독, 및 화소의 혼합과 관련하여 이점이 크다.
본 발명의 목적은 고화소에 의하여 정지 화상의 촬영 모드와 움직임이 매끄러운 동화상의 기록 모드의 2 개의 모드가 전환 가능할 수 있도록 구성된 컬러 고체 촬상 장치에 의해서 동화상 기록을 더욱 고품질로 얻도록 하는 데에 있다.
본 발명에 따른 컬러 고체 촬상 장치는 크게는 다음과 같은 2 개의 구성 요소를 포함하고 있다. 하나는 광전 변환 소자 어레이이며, 또 다른 하나는 화소 데이터를 판독하는 제어부이다. 상기 광전 변환 소자 어레이는 광학 시스템을 통해 입사되는 광학 영상을 광전 변환에 의하여 전기 신호로 변환하도록 매트릭스형으로 형성되고, 2행 2열의 화소의 그룹을 1 단위로 하여 4 개의 컬러 화소 데이터를 생성하도록 구성되어 있다. 여기서 4 개의 컬러 화소 데이터에 관해서는 이들 모두가 동일한 색이 될 수도 있고, 2 색 모두가 동일한 색이라도 좋다. 2 색 모두가 동일한 색인 경우의 일례로서 GRBG의 베이어 패턴(Bayer pattern)이 있다(G는 green, R은 red, B는 blue임).
상기 제어부는 4 채널의 출력부를 포함하고, 4 채널 동시 출력 시스템의 전체 화소 판독 모드와 수직/수평 혼합된 화소 판독 모드를 가지며, 양 모드가 전환 가능하게 구성되어 있다.
전술한 전체 화소 판독 모드는 출력 형태로서 상기 광전 변환 소자 어레이에 있어서 2행 2열의 화소의 그룹을 화소 데이터의 제1 출력 단위로 하여, 4 채널의 출력부를 이용해서 동시에 제1 색 화소의 화소 데이터를 제1 출력부로부터 출력하고, 제2 색 화소의 화소 데이터를 제2 출력부로부터 출력하며, 제3 색 화소의 화소 데이터를 제3 출력부로부터 출력하고, 제4 색 화소의 화소 데이터를 제4 출력부로부터 출력하는 출력 형태를 취한다. 이러한 출력 형태에 의해 상기 제1 출력 단위로 전술한 바와 같은 출력 형태를 주사하여, 결과적으로 광전 변환 소자 어레이의 전체 화소의 화소 데이터를 출력하는 모드이다.
또한, 전술한 수직/수평 혼합된 화소 판독 모드는 출력 형태로서 2n행 2n열(여기서, n을 2 이상의 임의의 자연수로 설정한다)의 화소의 그룹을 화소 데이터의 제2 출력 단위로 하여, 상기 제2 출력 단위에 있어서 n ×n 개의 동일한 색의 화소 그룹의 화소 데이터를 각각의 색별로 혼합하여, 4 채널의 출력부를 이용해서 동시에 제1 색 화소의 혼합 화소 데이터를 제1 출력부로부터 출력하고, 제2 색 화소의 혼합 화소 데이터를 제2 출력부로부터 출력하며, 제3 색 화소의 혼합 화소 데이터를 제3 출력부로부터 출력하고, 제4 색 화소의 혼합 화소 데이터를 제4 출력부로부터 출력하는 출력 형태를 취한다. 전술한 출력 형태에 의해 상기 제2 출력 단위에 의하여 광전 변환 소자 어레이의 전체 부분에 걸쳐서 주사함으로써, 화소를 추출하는 상태로 혼합 화소 데이터를 출력하는 모드이다.
전술한 구성에 있어서의 제1 색, 제2 색, 제3 색, 제4 색에 관해서는 전술한 바와 같이 이들 모두가 상이한 색이라도 좋고, 2 색이 동일한 색이라도 좋다(예컨대, GRBG의 베이어 패턴).
전술한 구성에 있어서, 예컨대 n = 3일 때, 제2 출력 단위는 6행 6열의 화소의 그룹이 된다. 이 6행 6열의 화소의 그룹에는 36 개의 화소가 포함되어 있다. 제1 출력 단위로서 2행 2열의 화소의 그룹을 예컨대 GRBG의 베이어 패턴이라고 하면, 6행 6열의 화소 그룹에는 제1의 G(green) 화소가 9 개, R(red) 화소가 9 개, B(blue) 화소가 9 개, 2번째의 G(green) 화소가 9 개 포함되어 있다. n = 3이기 때문에, n ×n은 9이다.
9 개의 제1의 G(green) 화소의 화소 데이터를 혼합하여, 9 화소 혼합의 제1 G 데이터로 한 뒤에 제1 채널의 출력부에서 출력한다. 그와 동시에, 9 개의 R(red) 화소의 화소 데이터를 혼합하여, 9 화소 혼합의 R 데이터로 한 뒤에 제2 채널의 출력부에서 출력한다. 그와 동시에, 9 개의 B(blue) 화소의 화소 데이터를 혼합하여, 9 화소 혼합의 B 데이터로 한 뒤에 제3 채널의 출력부에서 출력한다. 그리고, 그와 동시에 9 개의 제2의 G(green) 화소의 화소 데이터를 혼합하여, 9 화소 혼합의 제2 G 데이터로 한 뒤에 제4 채널의 출력부에서 출력한다.
즉, 9 화소 혼합의 제1 G 데이터, 9 화소 혼합의 R 데이터, 9 화소 혼합의 B 데이터 및 9 화소 혼합의 제2 G 데이터를 서로 독립적으로 동시에 출력한다. 원래의 36 개의 화소 데이터가 4 개의 데이터로 동시에 집약되어 있다. 채널 단위로 보면, 각 채널은 원래의 36 개의 화소에 대하여 각각 1 개의 화소 데이터를 출력한다. 이러한 9 화소가 혼합되는 화소 추출 상태에서의 화소 데이터의 출력의 형태를 6행 6열의 화소의 그룹의 제2 출력 단위로 광전 변환 소자 어레이의 전체 부분에 걸쳐 주사한다. 즉, 화소들은 수평 방향에서 1/6로 추출되고 있는 동시에, 수직 방향에서도 1/6로 추출되고 있다.
여기서, 1000만(10,000,000) 화소를 초과하는 고화소의 일례로서, 수평 방향 3,840 화소 ×수직 방향 2,880 화소의 약 1106(11,060,000)만 화소를 고려할 수 있다. 이 약 1106(11,060,000)만 화소를 6행 6열의 화소의 그룹으로 구획하면, 동화상 모드의 표준인 수평 방향 640 화소 ×수직 방향 480 화소의 VGA(Video Graphics Array)가 된다.
n = 3일 때로 한정하지 않고, 일반적으로는 다음과 같이 요약할 수 있다. 제2 출력 단위는 2n행 2n열의 화소의 그룹이 된다. 이 2n행 2n열의 화소의 그룹에는 4n2 개의 화소가 포함되어 있다. 제1 출력 단위인 2행 2열의 화소의 그룹을 예컨대 GRBG의 베이어 패턴이라고 하면, 2n행 2n열의 화소의 그룹에는 제1의 G(green) 화소가 n2 개, R(red) 화소가 n2 개, B(blue) 화소가 n2 개, 제2의 G(green) 화소가 n2 개 포함되어 있다.
n2 개의 제1의 G(green) 화소의 화소 데이터를 혼합하여, n2 화소 혼합의 제1 G 데이터로 한 뒤에 제1 채널의 출력부로부터 출력한다. 그와 동시에, n2 개의 R(red) 화소의 화소 데이터를 혼합하여, n2 화소 혼합의 R 데이터로 한 뒤에 제2 채널의 출력부에서 출력한다. 그와 동시에, n2 개의 B(blue) 화소의 화소 데이터를 혼합하여, n2 화소 혼합의 B 데이터로 한 뒤에 제3 채널의 출력부로부터 출력한다. 그리고, 그와 동시에 n2 개의 2번째의 G(green) 화소의 화소 데이터를 혼합하여, n2 화소 혼합의 제2 G 데이터로 한 뒤에 제4 채널의 출력부에서 출력한다.
즉, n2 화소 혼합의 제1 G 데이터, n2 화소 혼합의 R 데이터, n2 화소 혼합의 B 데이터 및 n2 화소 혼합의 제2 G 데이터를 4 채널의 출력부로부터 서로 독립적으로 동시에 출력한다. 원래의 4n2 개의 화소 데이터가 4 개의 데이터로 동시에 집약되어 있다. 채널 단위로 보면, 각 채널도 원래의 4n2 화소에 대하여 각각 1 개의 화소 데이터로 출력된다. 이러한 n2 화소 혼합의 화소 추출 상태에서의 화소 데이터의 출력의 형태를 2n행 2n열의 화소의 그룹의 제2 출력 단위로 광전 변환 소자 어레이의 전체 부분에 걸쳐 주사한다. 즉, 수평 방향에서 1/(2n)로 추출되고 있는 동시에, 수직 방향에서도 1/(2n)로 추출되고 있다. 이러한 4 채널 동시의 혼합 화소 데이터의 독립 병렬 출력을 GRBG의 가상 4판 판독 시스템(four-plate reading out system)이라 부르기로 한다.
일반적으로, n의 경우의 광전 변환 소자 어레이의 크기는 수평 방향 640 화소 ×수직 방향 480 화소를 갖는 GRBG의 가상 4판 판독 시스템으로 동화상 모드를 실현하기 위해서는 계산에 의해 획득할 수 있는 수평 방향 640 ×2n 화소 ×수직 방향 480 ×2n 화소의 광전 변환 소자 어레이로 하면 좋다. 또한, n = 4일 때는 수평 방향 5,120 화소 ×수직 방향 3,840 화소의 총 약 1970만(19,700,000) 화소가 적용된다. n = 5일 때는 수평 방향 6,400 화소 ×수직 방향 4,800 화소의 총 약 3070만(30,700,000) 화소가 적용될 수 있다. 또한, n = 2인 경우에 적용할 수도 있다.
VGA로 종래의 일반적인 것은 RGB의 3판 시스템이 사용된다. 이것에 대하여, 전술한 구성의 본 발명에서는 출력부가 4 채널 있고, GRBG의 가상 4판 판독 시스템이 사용되고 있다. 이것이 의미하는 것은 종래 기술과 비교해서 동화상 품질의 향상이 실현되고 있다는 것이다.
또한, 동화상 모드를 반드시 VGA에 한정할 필요는 없다. NH 및 NV를 자연수로 하여, 동화상 모드를 수평 방향 NH 화소 ×수직 방향 NV 화소로 하면, 광전 변환 소자 어레이의 크기는 수평 방향 NH ×2n 화소 ×수직 방향 NV ×2n 화소가 될 수 있다.
또한, 광전 변환 소자 어레이를 구성하는 2행 2열의 화소의 그룹의 색의 조합으로서는 시안(cyanogens), 마젠타(magenta), 옐로우(yellow) 및 그린(green)의 보색(complementary color)이 될 수도 있다.
또한, 동화상의 품질 향상에는 다음과 같은 이점이 있다. 종래의 일반적인 디지털 영화에 탑재된 이미지 센서의 광학 셀은 크기가 작은 것이 통상이다. 이것과 비교하면, 고화소에서의 고급 디지털 스틸 카메라에 탑재한 이미지 센서의 광학 셀은 크기가 크다. 이 크기가 큰 광학 셀을 사용해서 제작된 이미지 센서에 있어서, 화소들은 전술한 바와 같이 화소의 추출을 행한다. 그에 따라 동화상 품질은 더욱 우수한 품질이 실현될 수 있다.
전술한 제어부에 관해서 그 구성을 구체적인 레벨로 기술하면 다음과 같은 것이 바람직하다. 즉, 상기 제어부는, 상기 광전 변환 소자 어레이로부터 화소 데이터를 판독하는 2 라인분의 수직 전송 스위치 회로와; 상기 판독된 화소 데이터를 일시적으로 유지하는 2 라인분의 신호 전압 유지 회로와; 상기 각 신호 전압 유지 회로에서 화소 데이터 또는 혼합된 화소 데이터를 2 개씩의 채널로 분할해서 출력하는 2 라인분의 수평 전송 스위치 회로와; 수평 시프트 선택 회로로부터 총 4 개의 화소 데이터 또는 혼합된 화소 데이터를 서로 독립해서 병렬로 출력하는 4 채널의 출력 증폭기와; 상기 각 수평 전송 스위치 회로를 제어하여 상기 전체 화소 판독 모드에서의 출력과 상기 수직/수평 혼합된 화소 판독 모드에서의 출력을 전환하는 수평 시프트 선택 회로를 구비한 구성이다.
이하, 본 발명을 실시예에 기초해서 설명하고 있고, 첨부한 도면에 개시된 내용으로 한정하는 것은 아니며, 도면 전체에 걸쳐서 동일 구성 소자에는 동일한 참조 번호를 부여해서 나타낸다.
첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 컬러 고체 촬상 장치를 상세히 설명할 것이다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컬러 고체 촬상 장치의 기본 블록도이다.
도 1에 있어서, 참조 부호 E1은 광학 영상을 입사하는 광학 시스템이다. 광학 시스템(E1)은 복수 개의 조합 렌즈를 구비하고 있다.
E2는 광전 변환 소자 어레이이다. 이 광전 변환 소자 어레이(E2)는 매트릭스형으로 배열되는 복수 개의 광전 변환 소자들(화소들)을 포함한다. 또한, 광전 변환 소자의 각각은 광학 시스템(E1)을 통해서 입사되는 입사 광 위에 광전 변환을 수행하여 화소 데이터를 생성한다. 피사체의 광학 영상은 광전 변환 소자의 전체 부분에 걸쳐서 광학 시스템(E1)으로부터의 입사 광에 의하여 형성된다.
광전 변환 소자 어레이(E2)는 컬러 필터를 포함한다. E3은 화소 데이터의 판독을 제어하는 제어부이다. 이 제어부(E3)는 광전 변환 소자 어레이(E2)로부터 화소 데이터를 판독하는 동시에, 또한 2 개의 모드를 전환함으로써 판독된 데이터를 출력한다. 상기 2 개의 모드 중 하나는 정지 화상의 촬영시에 전체 화소를 판독하는 모드이고, 다른 하나의 모드는 동화상의 기록 시에 수직/수평으로 혼합된 화소를 판독하는 모드(혼합 화소를 판독하는 모드)이다.
(1) 판독된 전체 화소 데이터를 1 화소분씩 순차적으로 출력하는 모드인 정지 화상의 촬영 시의 전체 화소 판독 모드.
(2) 판독된 화소 데이터에 의해 어레이의 수직 방향과 수평 방향에서 복수 화소분을 혼합한 뒤에, 그 혼합된 화소 데이터를 출력하는 모드인 동화상 기록 시의 수직/수평으로 혼합된 화소 판독 모드.
이 화소 데이터의 판독을 제어하는 제어부(E3)는 화소 데이터의 출력부로서 4 채널의 출력부(○1, ○2, ○3, ○4)를 포함하고 있다.
상기 4 채널의 출력부(○1, ○2, ○3, ○4)는 전체 화소 판독 모드에서의 각각 하나씩의 화소 데이터를 서로 독립적으로 병렬로 출력한다. 또한, 상기 4 채널의 출력부(○1, ○2, ○3, ○4)는 수직/수평으로 혼합된 화소 판독 모드에서의 각각 하나씩의 혼합된 화소 데이터를 서로 독립적으로 병렬로 출력하도록 구성되어 있다.
E4는 화상 처리부이다. 이 화상 처리부(E4)는 화소 데이터의 판독을 제어하는 제어부(E3)로부터 출력되는 화소 데이터의 입력을 수신하여 필요한 데이터 처리를 수행한다.
본 실시예의 컬러 고체 촬상 장치의 동작을 이하에서 설명할 것이다.
혼합 화소 판독 모드를 설정한다. 광학 시스템(E1)을 통하여 광전 변환 소자 어레이(E2) 상에 형상된 피사체(object)의 광학 영상은 광전 변환 소자 어레이(E2)에 있어서 광전 변환에 의하여 전기 신호로 변환된다.
여기까지의 구체적인 동작은 다음과 같다.
화소 데이터의 판독을 제어하는 제어부(E3)는 광전 변환 소자 어레이(E2)로부터 화소 데이터를 판독한다. 화상 처리부(E4)는 입력된 화소 데이터에 대하여 상관 이중 샘플링인 CDS(Correlated Double Sampling)의 처리를 실행하여 리셋 노이즈 및 저주파수 노이즈를 제거한다. 또한, 자동 이득 제어인 AGC(Automatic Gain Control)를 수행하며, 추가로 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환한다.
다음에, 도 2 및 도 3을 참조하여, 전체 화소 판독 모드와 수직/수평으로 혼합된 화소 판독 모드에 관해서 이하에서 보다 구체적으로 설명한다.
도 2 및 도 3은 각 판독 모드의 일례를 알기 쉽게 도시한 모델도이다.
도 2에 있어서, 상부측은 광전 변환 소자 어레이(E2)의 일부를 도시하고, 하부측은 화소 데이터의 판독을 제어하는 제어부(E3)에 의해서 출력된 화소 데이터이다.
도 3에 있어서, 좌측은 광전 변환 소자 어레이(E2)의 일부를 도시하고, 우측 상부측은 화소 데이터의 판독을 제어하는 제어부(E3)에 의해서 화소 혼합된 화소 데이터이며, 우측 하부측은 출력된 혼합 화소 데이터이다.
상기 광전 변환 소자 어레이(E2)는 제1의 G(green), R(red), B(blue), 2번째의 G(green)가 배열되는 베이어 패턴으로 되어 있다.
우선, 전체 화소 판독 모드의 동작에 관해서 도 2에 도시된 모델도를 참조하여 설명할 것이다. 광전 변환 소자 어레이(E2)에 있어서의 전체 화소에 관해서 그 모든 화소 데이터가 출력되고 있다. 본 명세서에서 이 모드는 정지 화상의 촬영 시에 사용되는 것이다.
베이어 패턴의 기본 구성 요소인 GRBG의 4 화소로 이루어지는 2행 2열의 화소의 그룹(a1, a2, a3…)을 화소 데이터의 제1 출력 단위로 설정한다.
4 채널의 출력부(○1, ○2, ○3, ○4)를 이용하여 동시에 제1 출력 단위에 있어서의 각 색의 화소 데이터를 출력하는 출력 형태는 제1 출력 단위로 수평 및 수직 방향으로 주사된다. 이와 같이 주사함으로써, 광전 변환 소자 어레이(E2)에 있어서 전체 화소의 화소 데이터를 출력한다. 주사는 인접한 수평 주사 라인 2 개를 1 조로 하는 주사 유닛의 단위로, 화살표 Y1, 화살표 Y2, 화살표 Y3의 순서로 실행한다. 구체적으로는 다음과 같이 실행된다.
Y1으로 도시하는 2행의 주사 라인으로 이루어지는 제1 주사 유닛 단위로서 제1 출력 단위의 a1에 있어서, 제1 색 화소인 제1 G(green) 화소의 화소 데이터를 제1 출력부(○1)로부터 출력하고, 그와 동시에 제2 색 화소인 R(red) 화소의 화소 데이터를 제2 출력부(○2)로부터 출력하며, 그와 동시에 제3 색 화소인 B(blue) 화소의 화소 데이터를 제3 출력부(○3)로부터 출력하고, 그와 동시에 제4 색 화소인 제2 G(green) 화소의 화소 데이터를 제4 출력부(○4)로부터 출력한다.
다음에, 출력 단위를 수평 방향으로 하나씩 진행시켜, 제1 출력 단위인 a2에 있어서 전술한 바와 같은 동일한 방법으로 첫번째 G(green) 화소 데이터의 제1 출력부(○1)부터의 출력과, R(red) 화소 데이터의 제2 출력부(○2)로부터의 출력과, B(blue)의 화소 데이터의 제3 출력부(○3)로부터의 출력과, 2번째 G(green)의 화소 데이터의 제4 출력부(○4)로부터의 출력을 동시에 실행한다.
다음에, 출력 단위를 수평 방향으로 하나씩 진행시켜, 제1 출력 단위인 a3에 있어서 전술한 바와 같은 동일한 방법으로 제1 내지 제4 출력부(○1, ○2, ○3, ○4)로부터 서로 독립된 제1 G(green) 화소 데이터, R(red) 화소 데이터, B(blue) 화소 데이터, 및 제2 G(green) 화소 데이터의 출력을 동시에 행한다.
이하 동일한 방식으로 진행하여, 순차적으로 제1 출력 단위를 수평 방향으로 진행시키면서, 제1 출력 단위로 4 채널의 출력부(○1, ○2, ○3, ○4)로부터 GRBG의 화소 데이터의 독립 병렬 출력을 실행한다. 1 주사 유닛분 모두의 GRBG 화소 데이터의 독립 병렬 출력이 완료되면, 다음에 인접한 Y2의 주사 유닛으로 이동하여, 이하 동일한 방식으로 수평 방향 및 수직 방향으로 주사를 실행한다. 이에 따라, 광전 변환 소자 어레이(E2)의 전체 화소에 걸쳐서 제1 출력 단위에 의해 GRBG 화소 데이터의 독립 병렬 출력이 실행된다.
상기 전체 화소 판독 모드에서는 광전 변환 소자 어레이(E2)에 있어서 전체 화소의 화소 데이터를 이용하고 있고, 고화소로 고선명인 정지 화상 촬영이 실행된다.
다음에, 수직/수평으로 혼합된 화소 판독 모드의 동작에 관해서 도 3에 도시된 모델도를 참조하여 설명할 것이다. 광전 변환 소자 어레이(E2)에 있어서 화소를 추출하는 상태로 혼합 화소 데이터가 출력되고 있다. 이 모드는 동화상 기록 시에 사용되는 모드이다.
GRBG의 4 화소로 구성되는 2행 2열의 화소의 그룹을 9 개로 이루어진 6행 6열의 b1, b2, b3…의 화소 데이터를 제2 출력 단위로서 설정한다.
도 3의 우측 상부에 도시한 화소 화소 데이터에 있어서 6행 6열분의 총 36 개의 화소의 그룹으로 이루어지는 제2 출력 단위에 있어서 G(green)의 혼합 화소 데이터가 2 개, R(red) 및 B(blue)의 혼합 화소 데이터로 구성되어 있다.
화소 혼합된 화소 데이터에서 ○을 붙인 하나의 G(green)의 화소 데이터는 광전 변환 소자 어레이에서 ○을 붙인 9 개의 G(green)의 화소의 화소 데이터를 혼합한 데이터이다.
화소 혼합된 화소 데이터에서 ○의 하나 우측의 R(red)의 화소 데이터는 광전 변환 소자 어레이에서의 9 개의 ○의 각각 우측의 9 개의 R(red)의 화소 데이터를 혼합한 데이터이다.
화소 혼합된 화소 데이터에서 ○으로 표시된 하나 위의 B(blue)의 화소 데이터는 광전 변환 소자 어레이에서 9 개의 ○으로 표시된 각각 위의 9 개의 B(blue)의 화소 데이터를 혼합한 데이터이다.
화소 혼합된 화소 데이터에서 ○으로 표시된 비스듬한 우측 위의 G(green)의 화소 데이터는 광전 변환 소자 어레이에서 9 개의 ○으로 표시된 각각 비스듬한 우측 위의 9 개의 G(green)의 화소 데이터를 혼합한 데이터이다. 이러한 패턴이 6행 6열분의 총 36 개의 어레이를 1 단위로서 반복되고 있다.
광전 변환 소자 어레이(E2)의 36 개의 화소에 있어서, G 화소가 18 개 있고, R 화소 및 B 화소가 각각 9 개씩 있다. 상기 화소 데이터로서, 그들은 각각 2 개, 1 개, 1 개가 된다. 즉, 수평 방향에서 1/3로, 수직 방향에서 1/3로, 전체적으로 1/9만큼 추출되고 있다. 이들 혼합 화소 데이터의 각각은 1 채널씩 총 4 채널에서 화소 데이터가 출력되게 되기 때문에 1 채널 당 1/36로 추출된다.
더 나아가서는, 추출된 후에 출력되는 혼합 화소 데이터는 원래의 베이어 패턴과 서로 유사하며, 그에 따라 베이어 패턴을 유지하고 있다. 즉, 화소 혼합된 화소 데이터의 1행(k1)은 G, R, G, R…이며, 2행(k2)은 B, G, B, G…이며, 3행(k3)은 G, R, G, R…이며, 4행(k4)은 B, G, B, G…로 되어 있다.
도 3의 우측 상부에 도시하는 화소 혼합된 화소 데이터를 도 3의 우측 하부에 도시하는 출력된 혼합 화소 데이터로서 도시한 바와 같이 4 채널의 출력부(○1, ○2, ○3, ○4)를 이용하여 동시에 제2 출력 단위에 있어서의 각 색에 의해 혼합 화소 데이터를 출력하는 출력 형태를 제2 출력 단위로 수평 방향 및 수직 방향으로 주사한다. 이와 같이 주사함으로써, 화소가 추출되는 상태로 혼합 화소 데이터를 출력한다. 주사는 인접한 수평 주사 라인 6 개를 한 쌍으로 하는 주사 단위로 화살표 Y1에서 화살표 Y2의 순서로 수행한다. 구체적인 동작은 다음과 같다.
Y1으로 도시하는 6행의 주사 라인으로 이루어지는 제1 주사 유닛으로서 제2 출력 단위인 b1에 있어서, 제1 색 화소로서 첫번째 G(green) 화소의 혼합 화소 데이터를 제1 출력부(○1)로부터 출력하고, 동시에 제2 색 화소로서 R(red) 화소의 혼합 화소 데이터를 제2 출력부(○2)로부터 출력하며, 동시에, 제3 색 화소로서blue) 화소의 혼합 화소 데이터를 제3 출력부(○3)로부터 출력하고, 동시에 제4 색 화소로서 2번째 G(green) 화소의 혼합 화소 데이터를 제4 출력부(○4)로부터 출력한다.
이어서, 다음 출력 단위를 수평 방향으로 하나씩 진행시켜서 제2 출력 단위인 b2에 있어서 전술한 방법과 동일한 방식으로 첫번째 G(green)의 혼합 화소 데이터의 제1 출력부(○1)로부터의 출력과, R(red)의 혼합 화소 데이터의 제2 출력부(○2)로부터의 출력과, B(blue)의 혼합 화소 데이터의 제3 출력부(○3)로부터의 출력과, 2번째 G(green)의 혼합 화소 데이터의 제4 출력부(○4)로부터의 출력을 동시에 실행한다.
다음에, 다음 출력 단위를 수평 방향으로 하나씩 진행시켜서 제2 출력 단위인 b3에 있어서 전술한 방법과 동일한 방식으로 제1 내지 제4 출력부(○1, ○2, ○3, ○4)로부터의 서로 독립된 첫번째 G(green)의 혼합 화소 데이터, R(red)의 혼합 화소 데이터, B(blue)의 혼합 화소 데이터, 2번째 G(green)의 혼합 화소 데이터를 동시에 출력한다.
이하 동일한 방식으로 해서, 순차적으로 제1 출력 단위로서 수평 방향으로 다음 단위로 진행시키면서, 제2 출력 단위에 의해 4 채널의 출력부(○1, ○2, ○3, ○4)로부터의 GRBG의 혼합 화소 데이터의 독립해서 병렬 출력을 실행한다. 제1 주사 유닛분에 대해 GRBG 혼합 화소 데이터의 독립 병렬 출력이 모두가 완료되면, 다음에 인접한 Y2의 주사 유닛으로 이동하여, 이하 동일한 방시으로 수평 방향 및 수직 방향으로 주사를 실행한다. 이에 따라, 광전 변환 소자 어레이(E2)의 전체 화소에 걸쳐서 제2 출력 단위로 화소를 추출한 후에 GRBG의 혼합 화소 데이터의 독립 병렬 출력이 실행된다.
또한, 도 2에 도시된 출력된 화소 데이터 및 도 3에 도시된 출력된 혼합 화소 데이터에 있어서, 수평 방향에서의 거리는 광전 변환 소자 어레이 상에서의 공간적 위치 설정 관계를 대응하여 설치한 것을 도시한 것이고, 시간축 좌표가 아니다. 시간적으로는 화소 데이터의 출력 속도는 도 2와 도 3에서 기본적으로 동일한 것으로 한다.
전술한 바와 같이, 6행 6열의 화소의 그룹으로 이루어지는 제2 출력 단위에 있어서, 각 채널의 출력부마다 각 색에 의해 각 색의 혼합 화소 데이터가 출력된다. 따라서, 각 채널과도 수평 방향 및 수직 방향의 2차원 방향에서 1/36로 축소되고 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 컬러 고체 촬상 장치는 4 채널 동시의 GRBG 혼합 화소 데이터의 독립 병렬 출력을 실행하는 가상 4판 판독 시스템을 사용한다. 그에 따라 고화소에서의 움직임이 매끄러운 고선명인 동화상 기록이 가능하다.
동화상 기록에 있어서, 화소 추출된 혼합 화소 데이터가 출력되는 것과, 고화소이기 때문에 광학 셀의 크기가 크게 되는 것과 더불어, 종래 기술과 비교해서 동화상 품질을 비약적으로 개선할 수 있다.
도 4는 전술한 도 1의 구성을 보다 구체적으로 설명하는 컬러 고체 촬상 장치의 회로 블록도이다.
도 4에 있어서, 참조 부호 100은 렌즈 유닛, 200은 MOS 이미지 센서, 300은 CDS-AGC-A/D 처리부, 400은 디지털 신호 처리부, 500은 타이밍 발생기, 600은 조작부, 700은 화상 표시부이다. 렌즈 유닛(100)은 광학 시스템(E1)에 대응한다.
MOS 이미지 센서(200)는 광전 변환 소자 어레이(210)와 화소 데이터 판독 제어부(220)를 구비하고 있다.
광전 변환 소자 어레이(210)는 광전 변환 소자 어레이(E2)에 대응하고, 화소 데이터 판독 제어부(220)는 화소 데이터 판독 제어부(E3)에 대응한다.
화소 데이터 판독 제어부(220)는 수직 시프트 선택 회로(230), 상부 및 하부의 노이즈 제거/화소 선택 회로(240a, 240b), 상부 및 하부의 수평 시프트 선택 회로(250a, 250b) 및 4 채널분의 출력 증폭기(261, 262, 263, 264)를 구비하고 있다.
CDS-AGC-A/D 처리부(300) 및 디지털 신호 처리부(400)가 화상 처리부(E4)에 대응한다. 디지털 신호 처리부(400)는 CPU(410)와 AF 블록(420)을 구비하고 있다.
도 5는 노이즈 제거/화소 선택 회로(240)의 더욱 상세한 구성을 도시하는 블럭도이다. 도 5에 있어서, 참조 부호 242a 및 242b는 수직 전송 스위치 회로, 244a 및 244b는 신호 전압 유지 회로, 246a 및 246b는 수평 전송 스위치 회로, 248a는 제1 출력 증폭기(261)로의 신호 출력 라인, 249a는 제2 출력 증폭기(262)로의 신호 출력 라인, 248b는 제3 출력 증폭기(263)로의 신호 출력 라인, 249b는 제4 출력 증폭기(264)로의 신호 출력 라인이다.
수직 시프트 선택 회로(230)는 주사 유닛, 즉 2 개의 수평 주사 라인이 선택된다. 제1 주사 라인 상의 화소의 화소 데이터를 판독하기 위해서, 수직 전송 스위치 회로(242a), 신호 전압 유지 회로(244a), 수평 전송 스위치 회로(246a), 수평 시프트 선택 회로(250a), 신호 출력 라인(248a, 249a) 및 출력 증폭기(261, 262)가 하부측에 구성되어 있다. 제2 주사 라인 상의 화소의 화소 데이터를 판독하기 위해서, 수직 전송 스위치 회로(242b), 신호 전압 유지 회로(244b), 수평 전송 스위치 회로(246b), 수평 시프트 선택 회로(250b), 신호 출력 라인(248b, 249b) 및 출력 증폭기(263, 264)가 상부측 상에 구성되어 있다.
도 6은 광전 변환 소자 어레이(210)의 일부분을 확대한 도면이다. 하나의 화소(20)는 포토다이오드(10)와 셀 증폭기(12)와 컬러 필터(14)로 구성되어 있다. 포토다이오드(10)의 애노드가 접지되고, 캐소드가 셀 증폭기(12)의 입력에 접속되며, 셀 증폭기(12)의 출력이 세로 방향의 화소 데이터 판독 라인(16)에 접속되어 있다. 셀 증폭기(12)의 제어 단자는 수직 시프트 선택 회로(230)의 주사 라인(18)에 접속되어 있다.
포토다이오드(10)의 전면에는 컬러 필터(14)가 배치되어 있다. 컬러 필터(14)는 4 개 한 쌍의 화소로 베이어 패턴(G, R, B, G)을 형성하도록 구성되어 있다. 수평 방향으로 첫번째 G(green)와 R(red)이 늘어서는 동시에 B(blue)와 2번째 G(green)가 늘어서고, 수직 방향으로 첫번째 G(green)와 B(blue)가 늘어서는 동시에 R(red)과 2번째 G(green)가 늘어서는 2행 2열의 4 화소를 1 단위로 하여 배열된다. 4 화소 1 단위의 다수 개가 종횡 매트릭스 형태로 배열되어 있다.
(전체 화소 판독 모드)
전체 화소 판독 모드의 동작을 도 7 및 도 8을 이용하여 설명할 것이다. 도 7은 제1 주사 라인 상의 화소의 화소 데이터를 판독하기 위한 회로 구성 부분을 확대하여 도시한다. 도 8은 제2 주사 라인 상의 화소의 화소 데이터를 판독하기 위한 회로 구성 부분을 확대하여 도시하는 것이다. 여기서는, 노이즈 제거 회로(243a, 243b)도 도시되어 있다(도 5에서는 도시 생략됨). 도 7에 도시된 광전 변환 소자 어레이(210)의 제1 라인 상의 화소의 그룹과 제2 라인 상의 화소의 그룹에 관해서는 도 8에서 동일한 것이 도시되어 있다.
제1 화소 단위의 판독의 제1 단에 있어서, 출력 증폭기(261, 262, 263, 264)의 전단의 리셋 스위치(RS)가 일단 폐쇄되고 신호 출력용 콘덴서(Cout)가 리셋용 전원(EE2)의 VDD 레벨로 리셋된다. 이 리셋후, 리셋 스위치(RS)는 개방된다. 또한, 노이즈 제거 회로(243a, 243b)의 클램프 스위치(CL)가 일단 폐쇄되고, 모든 클램프 콘덴서(CC)가 리셋된다. 이 리셋후, 클램프 스위치(CL)는 개방된다.
수직 시프트 선택 회로(230)에 의하여 광전 변환 소자 어레이(210)의 제1 라인을 선택한다. 하부측 상의 수직 전송 스위치 회로(242a)에서의 모든 수직 전송 스위치(V11, V21, V31, V41…)를 동시에 폐쇄한다. 여기서, 노이즈 제거 회로(243a, 243b)의 클램프 스위치(CL)가 일단 폐쇄되고, 모든 클램프 콘덴서(CC)가 리셋팅된다. 이 리셋후, 클램프 스위치(CL)는 개방되고, 그 후 제1 라인 상의 화소(P11, P21, P31, P41…)에 있어서의 전압 신호를 각각 하부측의 신호 전압 유지 회로(244a)의 콘덴서(Q11, Q21, Q31, Q41…)에 충전한다. 또한, 여기서 말하는 콘덴서(Q11)는 도 9에 도시하는 3개의 콘덴서(d11, d12, d13)의 전체 또는 어느 하나에 대응하는 것이며, 개략적으로 예시한 것이다. 콘덴서(Q21, Q31, Q41…) 등에 관해서도 동일한 것이다.
다음에, 수직 시프트 선택 회로(230)에 의해 광전 변환 소자 어레이(210)의 제2 라인을 선택한다. 상부측의 수직 전송 스위치 회로(242b)에서의 모든 수직 전송 스위치(V12, V22, V32, V42…)를 동시에 폐쇄한다. 다음에, 제2 라인 상의 화소(P12, P22, P32, P42…)에 있어서의 전압 신호를 각각 상부측의 신호 전압 유지 회로(244b)에서의 콘덴서(Q12, Q22, Q32, Q42…)에 충전한다. 또한, 여기서 말하는 콘덴서(Q12)는 도 9에 도시하는 3 개의 콘덴서(u11, u12, u13)의 전체 또는 어느 하나에 대응하는 것이며, 개략적으로 예시한 것이다. 콘덴서(Q22, Q32, Q42…) 등에 관해서도 동일한 것이다.
이에 따라, 제1 라인과 제2 라인이 선택되어, 이 2 개의 주사 라인 상의 전체 화소의 화소 데이터가 상부 및 하부측의 신호 전압 유지 회로(244a, 244b)의 각 콘덴서에 축적되게 된다. 즉, 2행 2열의 화소의 그룹의 화소 데이터의 4 개의 채널을 통해 동시에 독립해서 병렬 출력의 준비를 수행할 수 있게 된다.
다음에, 2 라인 한 쌍으로 제1 주사 유닛에서의 2행 2열의 화소의 그룹으로 이루어지는 제1 출력 단위에 의해 4 채널을 통해 GRBG의 4 개의 화소 데이터의 독립 병렬 출력의 주사로 이동한다.
우선, 상부 및 하부측 상의 수평 시프트 선택 회로(250a, 250b)로부터 출력되는 타이밍 제어 신호에 의해 상부 및 하부측 상의 수평 전송 스위치 회로(246a, 246b)에 있어서, 제1 채널의 수평 전송 스위치(h11), 제2 채널의 수평 전송 스위치(h21), 제3 채널의 수평 전송 스위치(h12) 및 제4 채널의 수평 전송 스위치(h22)를 동시에 폐쇄하여, 4 채널의 출력 증폭기(261, 262, 263, 264)로부터 GRBG의 4 개의 화소 데이터를 출력한다. 또한, 여기서 설명하는 수평 전송 스위치(h11)는 도 9에 도시하는 3 개의 수평 전송 스위치(f11, f12, f13)의 전체 또는 어느 하나에 대응하는 것이며, 개략적으로 나타낸 것이다. 수평 전송 스위치(h22)에 관해서도 동일한 것이다.
즉, 제1 채널의 수평 전송 스위치(h11)가 폐쇄되면 콘덴서(Q11)에 유지된 제1 라인 제1 열의 G(green) 화소(P11)의 화소 데이터가 제1 채널의 출력용 콘덴서(Cout) 및 출력 증폭기(261)를 통해 출력된다.
동시에, 제2 채널의 수평 전송 스위치(h21)가 폐쇄되면, 콘덴서(Q21)에 유지된 제1 라인 제2 열의 R(red) 화소(P21)의 화소 데이터가 제2 채널의 출력용 콘덴서(Cout) 및 출력 증폭기(262)를 통해 출력된다.
동시에, 제3 채널의 수평 전송 스위치(h12)가 폐쇄되면, 콘덴서(Q12)에 유지된 제2 라인 제1 열의 B(blue) 화소(P12)의 화소 데이터가 제3 채널의 출력용 콘덴서(Cout) 및 출력 증폭기(263)를 통해 출력된다.
동시에, 제4 채널의 수평 전송 스위치(h22)가 폐쇄되면, 콘덴서(Q22)에 유지된 제2 라인 제2 열의 G(green)의 화소(P22) 화소 데이터가 제4 채널의 출력용 콘덴서(Cout) 및 출력 증폭기(264)를 통해 출력된다.
이에 따라, 도 2의 제1 주사 유닛에 있어서의 제1 출력 단위인 a1에 의해 GRBG의 4 개의 화소의 화소 데이터가 4 채널 동시에 독립해서 병렬로 출력되게 된다.
이하, 리셋 스위치(RS)에 의해 신호 출력용 콘덴서(Cout)의 리셋팅을 수행한 후 다음 수평 화소를 판독한다. 이 리셋은 1 화소분의 각 화소 데이터의 출력마다 실행된다.
다음에, 상부 및 하부측 상의 수평 시프트 선택 회로(250a, 250b)로부터 출력되는 타이밍 제어 신호에 의해 상부 및 하부측 상의 수평 전송 스위치 회로(246a, 246b)에서 동시에 폐쇄해야 하는 수평 전송 스위치를 2열분 진행시킨다.
즉, 제1 채널의 수평 전송 스위치(h31), 제2 채널의 수평 전송 스위치(h41), 제3 채널의 수평 전송 스위치(h32) 및 제4 채널의 수평 전송 스위치(h42)를 동시에 폐쇄한다.
이에 따라, 콘덴서(Q31)에 유지된 제1 라인 제3 열의 G(green) 화소(P31)의 화소 데이터가 제1 채널의 출력 증폭기(261)로부터 출력되고, 동시에 콘덴서(Q41)에 유지된 제1 라인 제4 열의 R(red) 화소(P41)의 화소 데이터가 제2 채널의 출력 증폭기(262)로부터 출력되며, 동시에 콘덴서(Q32)에 유지된 제2 라인 제3 열의 B(blue) 화소(P32)의 화소 데이터가 제3 채널의 출력 증폭기(263)로부터 출력되고, 동시에 콘덴서(Q42)에 유지된 제2 라인 제4 열의 G(green) 화소(P42)의 화소 데이터가 제4 채널의 출력 증폭기(264)로부터 출력된다. 이에 따라, 도 2의 제1 주사 유닛에 있어서의 제1 출력 단위인 a2의 GRBG의 4 개의 화소의 화소 데이터가 4 채널을 통해 동시에 독립해서 병렬로 출력되게 된다.
이하, 수평 시프트 선택 회로(250a, 250b)로부터 출력되는 타이밍 제어 신호에 의해 수평 전송 스위치 회로(246a, 246b)에서 동시에 폐쇄해야 하는 수평 전송 스위치를 순차적으로 2열분씩 진행시켜, 동일한 동작이 수행된다. 이것에 의해, GRBG의 4 개의 화소의 화소 데이터의 4 채널을 통해 동시에 독립 병렬 출력을 제1 출력 단위인 a3, a4, a5, a6…에 관해서 순차적으로 실행한다. 이에 따라, 제1 주사 유닛의 전체 화소의 화소 데이터의 판독이 완성될 수 있다.
제1 주사 유닛의 전체 화소에 관해서 4 채널을 통해 동시에 GRBG 화소 데이터의 독립 병렬 출력이 완료되면, 다음에 제2 주사 유닛의 화소 데이터의 판독을 실행하지만, 그 전에 노이즈 제거를 행한다. 즉, 모든 클램프 스위치(CL)의 폐쇄를 통하여 클램프용 직류 전원(EE1)을 인가함으로써, 모든 클램프 콘덴서(CC)를 초기 전위에 리셋한다.
화소들은 포토다이오드와 셀 증폭기(플로우팅-확산 증폭기)의 조합으로 형성되어 있다. 포토다이오드에 축적된 전하는 셀 증폭기를 통해 전압의 형태로 출력된다. 셀 증폭기의 트랜지스터의 임계치 전압(VT)에 변동이 있어, 그것이 오프셋 성분이 되어 화상 품질을 열화시킨다(예컨대, 세로줄). 이것을 노이즈라고 칭하고, 이 노이즈를 제거하는 것이 노이즈 제거 회로(243a, 243b)의 역할이다. 클램프 콘덴서로서는 MOS 게이트 용량을 이용할 수 있다. 클램프 콘덴서를 리셋팅한 이후에 클램프 스위치(CL)를 개방하여, 다음 주사 유닛의 화소 데이터를 판독하기 위해 시프트된다.
다음 주사 유닛의 화소 데이터의 판독 시에 수평 블랭킹 기간 내에서 수직 시프트 선택 회로(230)에 있어서 수직 시프트 실행 후, 판독을 2회 실행하는 것을 통하여 선택하고자 하는 주사 유닛을 하나씩 진행시킨다. 이후에는 전술한 바와 같은 동일한 동작을 반복하고, 1 주사 유닛분의 전체 화소에 관해서 4 채널을 통하여 GRBG 화소 데이터의 독립 병렬 출력을 동시에 실행한다.
다음에, 선택된 주사 유닛을 하나씩 진행시킴으로써, GRBG 화소 데이터의 독립 병렬 출력은 4 채널을 통해 동시에 실행하고, 최종의 주사 유닛까지 반복된다. 이것에 의해, 1 프레임에 대한 전체 화소 데이터가 4 채널을 통해 동시에 출력된다.
(9 화소 혼합 판독 모드)
9 화소 혼합 판독 모드의 동작을 도 9 및 도 10을 참조하여 설명할 것이다. 도 9는 제1 주사 라인 상의 화소의 화소 데이터를 판독하기 위한 회로 구성 부분을 확대하여 도시하는 것이며, 도 10은 제2 주사 라인 상의 화소의 화소 데이터를 판독하기 위한 회로 구성 부분을 확대하여 도시하는 것이다. 도 9에 있어서 광전 변환 소자 어레이의 제1 라인 내지 제6 라인 상의 화소의 그룹에 관해서는 도 10에서도 동일하게 도시되어 있다.
수직 시프트 선택 회로(230)에 의해 광전 변환 소자 어레이(210)의 제1 라인을 선택한다. 하부측 상의 수직 전송 스위치 회로(242a)에서의 모든 수직 전송 스위치(V11, V21, V31, V41, V51, V61…)를 동시에 폐쇄하고, 추가로 하부측 상의 신호 전압 유지 회로(244a)에서의 모든 제1 전달 스위치(e11, e21, e31, e41, e51, e61…)를 동시에 폐쇄하고, 제1 라인 상의 G(green) 및 R(red)의 화소(P11, P21, P31, P41, P51, P61…)에 있어서의 전압 신호를 각각 하부측의 신호 전압 유지 회로(244a)에서 제1 콘덴서(d11, d21, d31, d41, d51, d61…)에 충전한다. 다음에, 하부측의 노이즈 제거 회로(243a)의 클램프 스위치(CL)의 온-오프 동작을 통하여 모든 클램프 콘덴서(CC)를 리셋한다.
동시에, 수직 시프트 선택 회로(230)에 의해 광전 변환 소자 어레이(210)의 제2 라인을 선택한다. 상부측 상의 수직 전송 스위치 회로(242b)에서의 모든 수직 전송 스위치(V12, V22, V32, V42, V52, V62…)를 동시에 폐쇄하고, 또한 상부측 상의 신호 전압 유지 회로(244b)에서의 모든 제1 전달 스위치(r11, r21, r31, r41, r51, r61…)를 동시에 폐쇄하고, 제2 라인 상의 B(blue) 및 G(green)의 화소(P12, P22, P32, P42, P52, P62…)에 있어서의 전압 신호를 각각 상부측 상의 신호 전압 유지 회로(244b)에서의 제1 콘덴서(u11, u21, u31, u41, u51, u61…)에 충전한다. 다음에, 상부측 상의 노이즈 제거 회로(243b)의 클램프 스위치(CL)의 온-오프 동작을 통하여 모든 클램프 콘덴서(CC)를 리셋한다.
후속해서, 수평 블랭킹 기간 내에서 수직 시프트 선택 회로(230)에 있어서 수직 시프트를 행한 후, 판독을 2회 행하는 것을 통하여 제3 라인을 선택한다. 하부측 상의 수직 전송 스위치 회로(242a)에서의 모든 수직 전송 스위치(V11, V21, V31, V41, V51, V61…)를 동시에 폐쇄하고, 추가로 하부측 상의 신호 전압 유지 회로(244a)에서 모든 제2 전달 스위치(e12, e22, e32, e42, e52, e62…)를 동시에 폐쇄하고, 제3 라인 상의 G(green) 및 R(red)의 화소(P13, P23, P33, P43, P53, P63…)에 있어서 전압 신호를 각각 하부측 상의 신호 전압 유지 회로(244a)의 제2 콘덴서(d12, d22, d32, d42, d52, d62…)에 충전한다. 다음에, 하부측 상의 노이즈 제거 회로(243a)의 클램프 스위치(CL)의 온-오프 동작을 통하여 모든 클램프 콘덴서(CC)를 리셋한다.
동시에, 수직 시프트 선택 회로(230)에 의해 광전 변환 소자 어레이(210)의 제4 라인을 선택한다. 상부측 상의 수직 전송 스위치 회로(242b)의 모든 수직 전송 스위치(V12, V22, V32, V42, V52, V62…)를 동시에 폐쇄하고, 또한 상부측 상의 신호 전압 유지 회로(244b)에서의 모든 제2 전달 스위치(r12, r22, r32, r42, r52, r62…)를 동시에 폐쇄하고, 제4 라인 상의 B(blue) 및 G(green)의 화소(P14, P24, P34, P44, P54, P64…)에 있어서 전압 신호를 각각 상부측 상의 신호 전압 유지 회로(244b)의 제2 콘덴서(u12, u22, u32, u42, u52, u62…)에 충전한다. 다음에, 상부측 상의 노이즈 제거 회로(243b)의 클램프 스위치(CL)의 온-오프 동작을 통하여 모든 클램프 콘덴서(CC)를 리셋한다.
후속해서, 수평 블랭킹 기간 내에서 수직 시프트 선택 회로(230)에서 수직 시프트를 행한 후, 판독을 2회 실행하는 것을 통하여 제5 라인을 선택한다. 하부측 상의 수직 전송 스위치 회로(242a)의 모든 수직 전송 스위치(V11, V21, V31, V41, V51, V61…)를 동시에 폐쇄하고, 추가로 하부측 상의 신호 전압 유지 회로(244a)에서 모든 제3 전달 스위치(e13, e23, e33, e43, e53, e63…)를 동시에 폐쇄하고, 제5 라인 상의 G(green) 및 R(red)의 화소(P15, P25, P35, P45, P55, P65…)에서 전압 신호를 각각 하부측 상의 신호 전압 유지 회로(244a)의 제3 콘덴서(d13, d23, d33, d43, d53, d63…)에 충전한다. 다음에, 하부측 상의 노이즈 제거 회로(243a)의 클램프 스위치(CL)의 온-오프 동작을 통하여 모든 클램프 콘덴서(CC)를 리셋한다.
동시에, 수직 시프트 선택 회로(230)에 의해 광전 변환 소자 어레이(210)의 제6 라인을 선택한다. 상부측 상의 수직 전송 스위치 회로(242b)의 모든 수직 전송 스위치(V12, V22, V32, V42, V52, V62…)를 동시에 폐쇄하고, 추가로 상부측 상의 신호 전압 유지 회로(244b)에서 모든 제3 전달 스위치(r13, r23, r33, r43, r53, r63…)를 동시에 폐쇄하고, 제6 라인 상의 B(blue) 및 G(green)의 화소(P16, P26, P36, P46, P56, P66…)에 있어서 전압 신호를 각각 상부측 상의 신호 전압 유지 회로(244b)의 제3 콘덴서(u13, u23, u33, u43, u53, u63…)에 충전한다. 다음에, 상부측 상의 노이즈 제거 회로(243b)의 클램프 스위치(CL)의 온-오프 동작을 통하여 모든 클램프 콘덴서(CC)를 리셋한다.
이상에 의해, 제1 라인, 제3 라인, 제5 라인의 제1 열로부터 제6 열까지의 화소의 그룹에 착안하면, 제1 열의 G(green)의 3 화소 데이터가 각각 콘덴서(d11, d12, d13)에 유지되고, 제2 열의 R(red)의 3 화소 데이터가 각각 콘덴서(d21, d22, d23)에 유지되며, 제3 열의 G(green)의 3 화소 데이터가 각각 콘덴서(d31, d32, d33)에 유지되고, 제4 열의 R(red)의 3 화소 데이터가 각각 콘덴서(d41, d42, d43)에 유지되며, 제5 열의 G(green)의 3 화소 데이터가 각각 콘덴서(d51, d52, d53)에 유지되고, 제6 열의 R(red)의 3 화소 데이터가 각각 콘덴서(d61, d62, d63)에 유지되게 된다. 다른 열에서도 동일한 관계로 되어 있다.
제1 라인, 제3 라인 및 제5 라인의 제1 열, 제3 열 및 제5 열의 9 개의 화소는 모두 G(green)의 화소이며, 이들 화소 데이터는 콘덴서(d11, d12, d13, d31, d32, d33, d51, d52, d53)에 유지되어 있다. 따라서, 이들 콘덴서에 대응하는 9 개의 수평 전송 스위치(f11, f12, f13, f31, f32, f33, f51, f52, f53)를 동시에 스위칭하여 제1 채널의 신호 출력용 콘덴서(Cout)에 충전함으로써 G(green)의 9 화소분의 화소 데이터를 혼합한다. 그 9 화소를 혼합한 뒤에, 제1 출력 증폭기(261)로부터 G(green)의 9 화소 혼합 화소 데이터를 출력한다. 이것은 도 3에 있어서 제1 주사 유닛에서 제2 출력 단위인 b1의 G(green)의 9 화소 혼합 화소 데이터(D1)에 대응한다.
한편, 제1 라인, 제3 라인 및 제5 라인의 제2 열, 제4 열 및 제6 열의 9 개의 화소는 모두 R(red)의 화소이며, 이들 화소 데이터는 콘덴서(d21, d22, d23, d41, d42, d43, d61, d62, d63)에 유지되고 있다. 따라서, 전술한 G(green)의 9 화소 혼합 화소 데이터의 판독과 동시에, 이들 콘덴서에 대응하는 9 개의 수평 전송 스위치(f21, f22, f23, f41, f42, f43, f61, f62, f63)를 동시에 스위칭하여 제2 채널의 신호 출력용 콘덴서(Cout)에 충전함으로써 R(red)의 9 화소분의 화소 데이터를 혼합한다. 그 9 화소를 혼합한 뒤에 제2 출력 증폭기(262)로부터 R(red)의 9 화소 혼합 화소 데이터를 출력한다. 이것은 도 3에 있어서 제1 주사 유닛에서 제2 출력 단위인 b1의 R(red)의 9 화소 혼합 화소 데이터(D2)에 대응한다.
또한, 제2 라인, 제4 라인 및 제6 라인의 제1 열, 제3 열 및 제5 열의 9 개의 화소는 모두 B(blue)의 화소이며, 이들 화소 데이터는 콘덴서(u11, u12, u13, u31, u32, u33, u51, u52, u53)에 의해 유지되고 있다. 따라서, 전술한 G(green) 및 R(red)의 각 9 화소 혼합 화소 데이터의 판독과 동시에, 이들 콘덴서에 대응하는 9 개의 수평 전송 스위치(t11, t12, t13, t31, t32, t33, t51, t52, t53)를 동시에 스위칭하여 제3 채널의 신호 출력용 콘덴서(Cout)에 충전함으로써 B(blue)의 9 화소분의 화소 데이터를 혼합한다. 그 9 화소를 혼합한 뒤에 제3 출력 증폭기(263)로부터 제2 출력 단위인 b1의 B(blue)의 9 화소 혼합 화소 데이터를 출력한다. 이것은 도 3에 도시된 바와 같이 제1 주사 유닛에서 제2 출력 단위인 b1의 B(blue)의 9 화소 혼합 화소 데이터(D3)에 대응한다.
한편, 제2 라인, 제4 라인 및 제6 라인의 제2 열, 제4 열 및 제6 열의 9 개의 화소는 모두 G(green)의 화소이며, 이들 화소 데이터는 콘덴서(u21, u22, u23, u41, u42, u43, u61, u62, u63)에 의해 유지되어 있다. 그래서, 전술한 G(green), R(red) 및 B(blue)의 각 9 개의 화소 혼합 화소 데이터의 판독과 동시에, 이들 콘덴서에 대응하는 9 개의 수평 전송 스위치(t21, t22, t23, t41, t42, t43, t61, t62, t63)를 동시에 스위칭하여 제4 채널의 신호 출력용 콘덴서(Cout)에 충전함으로써 G(green)의 9 화소분의 화소 데이터를 혼합한다. 9 화소를 혼합한 뒤에 제4 출력 증폭기(264)로부터 G(green)의 9 화소 혼합 화소 데이터를 출력한다. 이것은 도 3에 도시된 바와 같이 제1 주사 유닛에 있어서의 제2 출력 단위인 b1의 제2 G(green)의 9 화소 혼합 화소 데이터(D4)에 대응한다.
이에 따라서, 도 3의 제1 주사 유닛에 있어서의 제2 출력 단위인 b1에 의해 각각 9 화소가 혼합된 GRBG의 4 개의 혼합 화소 데이터가 4 채널을 통해 동시에 독립해서 병렬로 출력되게 된다.
후속해서, 출력 대상으로서 제2 출력 단위를 b1으로부터 b2로 이동시켜서, 전술한 바와 같은 동일한 동작을 반복함으로써, 도 3의 제1 주사 유닛에 있어서 제2 출력 단위인 b2에 의해 각각 9 화소가 혼합된 GRBG의 4 개의 혼합 화소 데이터를 4 채널을 통해 동시에 독립해서 병렬로 출력한다.
4 채널을 통해 동시에 GRBG의 혼합 화소 데이터의 독립 병렬 출력이 완료하면 수직 시프트 선택 회로(230)에 의해 선택 주사 유닛을 1 유닛 만큼 이동시키고, 전술한 바와 같은 동일한 동작을 반복해서 수행한다. 그에 따라서, 도 3에 도시된 바와 같은 6행 6열의 화소의 그룹으로 구성된 제2 출력 단위인 b11, b12에 의해 4 채널을 통해 동시에 GRBG의 혼합 화소 데이터의 독립 병렬 출력을 진행시킨다.
전술한 바와 같이, 6행 6열의 화소의 그룹으로 구성된 제2 출력 단위에 의해 각 색 및 각 채널의 출력부로부터 1 색씩의 혼합 화소 데이터를 출력하는 4 채널을 통해 동시에 GRBG 혼합 화소 데이터의 독립 병렬 출력의 가상 4판 판독 시스템을 실현하고 있다. 또한, 큰 화소의 수를 갖추고 있기 때문에 광학 셀 크기가 크게 된다. 이들 승수 효과(multiplier effect)의 결과로서 고화소에서의 움직임이 매끄러운 고선명인 동화상 기록이 가능하고, 종래 기술과 비교해서 동화상 품질을 현저히 개선하고 있다.
그리고, 그 효과를 실현하는 데에 있어서, 광전 변환 소자 어레이로부터 화소 데이터를 판독하는 화소 데이터 판독 제어부에서 화소 데이터의 출력 형태에 근소한 고안을 적용하는 것만으로 목적을 달성한다. 따라서, 전술한 바와 같은 대폭적인 동화상 품질의 개선의 효과에 비해서 구조의 복잡화는 억제되고, 제조 비용면에서도 유리한 효과를 기대할 수 있다.
전술한 실시예에 있어서는 n = 3으로 설정하였지만, n = 4, n = 5, n = 6 등으로 설정하는 것도 가능하다. n = 3으로 설정하는 경우에는 (2n)2 = 62 = 36 = 4 ×9이기 때문에 6행 6열의 화소의 그룹을 제2 출력 단위로 하여, GRBG의 각 화소를 9 화소분씩 화소 혼합하고 있다.
n = 4일 때는 (2n)2 = 82 = 64 = 4 ×16 이기 때문에 8행 8열의 화소의 그룹을 제2 출력 단위로 하여, GRBG의 각 화소를 16 화소분씩 화소 혼합하면 좋다. 이 경우, 수평 방향 5,120 화소 ×수직 방향 3,840 화소는 대략 1970만(19,700,000) 화소이다. 따라서, 8행 8열의 화소를 1 단위로 하면, 가상 4판 판독 시스템에서는 VGA가 된다.
또한, n = 5로 설정될 때는 (2n)2 = 102 = 100 = 4 ×25 이기 때문에 10행 10열의 화소의 그룹을 제2 출력 단위로 하여 GRBG의 각 화소를 25 화소분씩 화소 혼합하면 좋다. 이 경우, 수평 방향 6,400 화소 ×수직 방향 4,800 화소는 대략 3070만(30,700,000) 화소이다. 따라서, 10행 10열의 화소를 1 단위로 하면, 가상 4판 판독 시스템에서는 VGA가 된다.
또한, n = 6으로 설정될 때는 (2n)2 = 122 = 144 = 4 ×36 이기 때문에 12행 12열의 화소의 그룹을 제2 출력 단위로 하여 GRBG의 각 화소를 36 화소분씩 화소 혼합하면 좋다. 전술한 방식과 동일한 방식으로 가상 4판 판독 시스템이 된다.
본 발명을 전술한 실시 형태에 기초해서 설명하고 있지만, 본 발명에 따른 실시 형태는 단지 예시를 위한 것이고, 여기에 개시된 실시 형태의 내용으로 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 범주는 이하의 특허 청구의 범위에 의해서만 한정되는 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 발휘된다. 크기가 큰 광학 셀을 기조로 하여 제작되어 있는 고화소의 이미지 센서를 탑재하는 컬러 고체 촬상 장치는 그 개발 당시의 컨셉이 초고선명의 정지 화상 촬영에 있다. 그와 같은 초고선명 정지 화상 촬영을 전제로 하는 컬러 고체 촬상 장치에 있어서, 추가로 동화상 기록의 기능을 갖게 하는 데에 있어서, 화소 추출된 혼합 화소 데이터를 4 채널의 독립 출력으로 하는 것에 의해, 그 광학 셀 크기가 큰 것과 더불어, 종래 기술과 비교해서 동화상 품질의 대폭적인 개선을 가져올 수 있게 되었다. 더구나, 그 효과를 실현하는 데에 있어서, 광전 변환 소자 어레이로부터의 화소 데이터를 판독하는 화소 데이터 판독 제어부에서 화소 데이터의 출력의 형태에 근소한 고안을 가하는 것만으로 대응하고 있기 때문에, 상기 대폭적인 동화상 품질의 개선 효과에 비해 구조의 복잡화는 억제되고, 제품 비용면에서도 유리한 전개를 기대할 수 있는 것이다.
본 발명의 컬러 고체 촬상 장치는 고화소로 정지 화상 촬영과 동화상 기록의 양쪽의 기능을 갖춘 디지털 카메라 등으로서 유용하다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 컬러 고체 촬상 장치의 기본 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 본 발명의 컬러 고체 촬상 장치의 전체 화소 판독 모드의 동작을 설명하는 모델도.
도 3은 본 발명의 컬러 고체 촬상 장치의 수직/수평으로 혼합된 화소 판독 모드의 동작을 설명하는 모델도.
도 4는 본 발명의 실시예에 있어서 컬러 고체 촬상 장치의 구성을 보다 구체적으로 도시하는 블록도.
도 5는 도 4에 도시된 컬러 고체 촬상 장치의 노이즈 제거/화소 선택 회로의 상세한 구성을 도시하는 회로도.
도 6은 도 4에 도시된 컬러 고체 촬상 장치의 광전 변환 소자 어레이의 일부분을 확대하여 도시하는 회로도.
도 7은 전체 화소 판독 모드에서 제1 주사 라인 상의 화소의 화소 데이터를 판독하기 위하여 도 4에 도시된 컬러 고체 촬상 장치의 회로 부분을 확대하여 도시하는 회로도.
도 8은 전체 화소 판독 모드에서 제2 주사 라인 상의 화소의 화소 데이터를 판독하기 위하여 도 4에 도시된 컬러 고체 촬상 장치의 회로 부분을 확대하여 도시하는 회로도.
도 9는 9 화소 혼합 판독 모드에 의하여 제1 주사 라인 상의 화소의 화소 데이터를 판독하기 위하여 도 4에 도시된 컬러 고체 촬상 장치의 회로 부분을 확대하여 도시하는 회로도.
도 10은 9 화소 혼합 판독 모드에 의하여 제2 주사 라인 상의 화소의 화소 데이터를 판독하기 위하여 도 4에 도시된 컬러 고체 촬상 장치의 회로 부분을 확대하여 도시하는 회로도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
E1 : 광학 시스템
E2 : 광전 변환 소자 어레이
E3 : 화소 데이터 판독 제어부
E4 : 화상 처리부
○1 : 제1 출력부
○2 : 제2 출력부
○3 : 제3 출력부
○4 : 제4 출력부
CC : 클램프 콘덴서
CL : 클램프 스위치
Cout : 신호 출력용 콘덴서
P11, P21, P31 : 화소
Q11, Q21, Q31 : 변형하여 도시하는 콘덴서
RS : 리셋 스위치
V11, V21, V31 : 수직 전송 스위치
a1, a2 : 제1 출력 단위
b1, b2 : 제2 출력 단위
d11, d21, d31 : 콘덴서
e11, e21, e31 : 전달 스위치
f11, f21, f31 : 수평 전송 스위치
h11, h21, h31 : 변형하여 도시하는 수평 전송 스위치
r11, r21, r31 : 전달 스위치
t11, t21, t31 : 수평 전송 스위치
u11, u21, u31 : 콘덴서
10 : 포토다이오드
12 : 셀 증폭기
14 : 컬러 필터
16 : 화소 데이터 판독 라인
18 : 주사 라인
20 : 화소
100 : 렌즈 유닛
200 : MOS 이미지 센서
210 : 광전 변환 소자 어레이
220 : 화소 데이터 판독 제어부
230 : 수직 시프트 선택 회로
240a, 240b : 노이즈 제거/화소 선택 회로
242a, 242b : 수직 전송 스위치 회로
243a, 243b : 노이즈 제거 회로
244a, 244b : 신호 전압 유지 회로
246a, 246b : 수평 전송 스위치 회로
248a, 248b, 249a, 249b : 신호 출력 라인
250a, 250b : 수평 시프트 선택 회로
261 : 제1 출력 증폭기
262 : 제2 출력 증폭기
263 : 제3 출력 증폭기
264 : 제4 출력 증폭기
300 : CDS-AGC-A/D 처리부
400 : 디지털 신호 처리부
500 : 타이밍 발생기
600 : 조작부
700 : 화상 표시부

Claims (7)

  1. 광전 변환 소자 어레이와, 상기 광전 변환 소자 어레이에 의해 생성된 화소 데이터의 판독을 제어하는 제어부를 포함하는 컬러 고체 촬상 장치로서,
    상기 광전 변환 소자 어레이는 매트릭스형으로 배열된 복수 개의 광전 변환 소자들(화소들)을 포함하고, 2행 2열의 화소의 그룹을 1 단위로서 4 개의 컬러의 화소 데이터를 생성하며;
    상기 제어부는 4 채널의 출력부를 포함하고, 상기 광전 변환 소자 어레이로부터 화소 데이터를 판독하며, 전체 화소 판독 모드와 혼합된 화소 판독 모드를 전환함으로써 상기 4 개의 채널로부터 상기 판독 화소 데이터를 출력하고;
    상기 전체 화소 판독 모드는 정지 화상을 촬영하는 모드로서, 상기 광전 변환 소자 어레이에서 2행 2열의 화소의 그룹을 제1 출력 단위로 하여 4 채널의 출력부를 통해서 동시에 제1 색의 화소 데이터를 제1 출력부로부터 출력하고, 제2 색의 화소 데이터를 제2 출력부로부터 출력하며, 제3 색의 화소 데이터를 제3 출력부로부터 출력하고, 제4 색의 화소 데이터를 제4 출력부로부터 출력하는 출력 형태를 상기 제1 출력 단위에 의하여 주사함으로써 전체 화소의 화소 데이터를 출력하도록 구성되며;
    상기 혼합된 화소 판독 모드는 동화상을 기록하는 모드로서, 2n행 2n열(여기서, n은 임의의 자연수로 설정함)의 화소의 그룹을 제2 출력 단위로 하여 제2 출력 단위에서 n ×n 개의 동일한 색의 화소 데이터를 각 색별로 혼합한 후에 4 채널의 출력부를 통해서 동시에 제1 색의 혼합 화소 데이터를 제1 출력부로부터 출력하고, 제2 색의 혼합 화소 데이터를 제2 출력부로부터 출력하며, 제3 색의 혼합 화소 데이터를 제3 출력부로부터 출력하고, 제4 색의 혼합 화소 데이터를 제4 출력부로부터 출력하는 출력 형태를 상기 제2 출력 단위에 의하여 주사함으로써 화소의 수를 저감한 이후에 화소 데이터를 출력하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 고체 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광전 변환 소자 어레이에서 상기 4 개의 화소 데이터 사이에서 2 개의 화소 데이터는 동일한 색으로 되어 있는 것인 컬러 고체 촬상 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광전 변환 소자 어레이에서 상기 4 개의 화소 데이터는 베이어 패턴(Bayer pattern)으로 배열된 화소 데이터인 것인 컬러 고체 촬상 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광전 변환 소자 어레이에서 상기 4 개의 화소 데이터는 시안(cyanogens), 마젠타(magenta), 옐로우(yellow) 및 그린(green)의 각각의 보색(complementary color)의 화소 데이터인 것인 컬러 고체 촬상 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광전 변환 소자 어레이는,
    포토다이오드와;
    셀 증폭기와;
    컬러 필터
    를 포함하는 컬러 고체 촬상 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 혼합된 화소 판독 모드에서, 상기 광전 변환 소자 어레이에서 6행 6열의 화소의 그룹을 출력 단위에 의하여 주사를 실행하고;
    상기 혼합된 화소 판독 모드에서, 9 화소의 혼합 단위에 의하여 동작하도록 구성되어 있는 것인 컬러 고체 촬상 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 광전 변환 소자 어레이로부터 화소 데이터를 판독하는 2 라인분의 수직 전송 스위치 회로와;
    상기 판독된 화소 데이터를 일시적으로 유지하는 2 라인분의 신호 전압 유지 회로와;
    상기 신호 전압 유지 회로로부터 화소 데이터 또는 혼합 화소 데이터를 각각 2 개의 채널로 분할해서 출력하는 2 라인분의 수평 전송 스위치 회로와;
    상기 수평 전송 스위치 회로의 제어를 통하여 상기 전체 화소 판독 모드에 의한 출력과 상기 혼합된 화소 판독 모드에 의한 출력을 전환하는 수평 시프트 선택 회로와;
    상기 수평 시프트 선택 회로부터의 총 4 개의 화소 데이터 또는 혼합 화소 데이터를 서로 독립해서 병렬로 출력하는 4 채널의 출력 증폭기
    를 포함하는 컬러 고체 촬상 장치.
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