JP2003299111A - 固体撮像装置及びカメラ - Google Patents

固体撮像装置及びカメラ

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JP2003299111A
JP2003299111A JP2002096498A JP2002096498A JP2003299111A JP 2003299111 A JP2003299111 A JP 2003299111A JP 2002096498 A JP2002096498 A JP 2002096498A JP 2002096498 A JP2002096498 A JP 2002096498A JP 2003299111 A JP2003299111 A JP 2003299111A
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color
solid
different
imaging device
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Takumi Yamaguchi
琢己 山口
Takahiko Murata
隆彦 村田
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 時間的に隣り合う色の異なる信号による影響
を少なくし、高速で高画質な固体撮像装置を提供する。 【解決手段】 各行または各列の画素信号のうち、同一
の色信号を別々の出力アンプから出力でき、隣り合った
行に同一の種類の色がある場合には、隣り合った行に同
一の種類の色を同一の出力部から出力することができ、
出力信号は各画素信号の毎に外部回路において、色を振
り分けて選別するスイッチを高速で動作させる必要がな
く、色の切り替わり時のみに低速スイッチ動作を可能に
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルスチルカ
メラ、動画カメラ等に使用される固体撮像装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来のMOS型固体撮像装置お
よび外部回路の構成を示す一例である。二次元状に配列
された画素1と、列方向に画素を選択する垂直シフトレ
ジスタ2と、列方向の垂直信号線3と、各行の信号を蓄
積する行メモリー部4と、行メモリー部を選択する水平
シフトレジスタ5と、各行毎に出力する出力信号線6
と、出力アンプ(出力部)7とにより構成された固体撮
像装置8と固体撮像装置8の信号出力を色毎に蓄積する
外部回路9で構成されている。
【0003】この固体撮像装置8の画素1は、赤
(R)、緑(G)、青(B)の3原色をベイヤー配列し
たものである。各行の画素の信号は、行毎に行メモリー
部4に移され、水平シフトレジスタ5の出力によって、
S1,S2,S3,S4,S5,S6の順に、行メモリ
ー部4内にある画素信号を、順次出力信号線6に転送し
て、出力アンプ7より読み出す。読み出された出力信号
は、外部回路9に入力され、色選択スイッチ11によ
り、色別に外部メモリー10に蓄積された後、画像処理
が行なわれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図4は、従来のMOS
型固体撮像装置の出力アンプの出力波形を示す。N行目
の出力信号は、水平シフトレジスタ5の出力S1,S
2,S3,S4,S5,S6がオンする順に、G1
(n)、B1(n)、G2(n)、B2(n)、G3
(n)、B3(n)の信号がアンプ7から順番に出力さ
れ、N+1行目の出力信号は、R1(n+1)、G1
(n+1)、R2(n+1)、G2(n+1)、R3
(n+1)、G3(n+1)の信号がアンプ7から順番
に出力される。出力アンプ7からの出力信号は、隣り合
う信号が異なるため、出力信号は色毎に外部回路におい
て、色選択スイッチ11を用いて色を高速で選別し、外
部メモリー10に転送する必要がある。図3の場合、1
行の画素信号を外部メモリー10に転送するためには、
色選択スイッチ11を6回切り換える必要がある。
【0005】また、出力信号は、時間的に隣の信号の影
響を受けやすいため、混色する可能性があり画質劣化が
発生する。特に、信号出力を高速化した時には、外部回
路のスイッチの高速化や混色の防止が必要となってく
る。
【0006】本発明では、上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、信号出力の高速化を行った
時でも外部回路のスイッチを低速化し、混色の少ない固
体撮像装置、かかる固体撮像装置を搭載したカメラを提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、半導体基板上に、各々入射光を光電変換する複数の
単位画素が二次元状に配置され、前記単位画素の色配列
の異なる行を有する撮像部と、前記撮像部の信号が読み
出される出力信号線と、前記出力信号線の信号を出力す
る出力部とを有する固体撮像装置において、任意の行に
おいて隣り合わない第1の色を連続して第1の出力部か
ら出力し、前記任意の行において第1の色とは異なる隣
り合わない第2の色を連続して前記第1の出力部とは異
なる第2の出力部から出力することを特徴とする。
【0008】この構成によれば、固体撮像装置の同一行
内において、異なる色をそれぞれ異なる出力部から並列
で読み出すことができ、信号読み出しの高速化を図るこ
とができる。また、それぞれの出力部では、同一の色信
号を連続して出力することができるため、信号出力の高
速化を行なった時でも色の切り換えを行なう外部回路の
色選択スイッチを低速化することができ、また、隣り合
う信号の混色を少なくし高画質化を実現することができ
る。
【0009】また、固体撮像装置の同一行において、同
一の各色信号を全て連続して出力する場合、色選択スイ
ッチを更に低速化することができ、また、隣り合う信号
の混色を更に少なくすることができるため、固体撮像装
置の出力の高速化を実現できる。
【0010】また、本発明の固体撮像装置は、同一行内
に複数の色がある場合に、各行の信号を読み出す場合毎
に、同一行内の異なる色毎にそれぞれ異なる出力部から
順次に出力することを特徴とする。
【0011】この構成によれば、同一行内において異な
る色を同時に異なる出力信号線に読み出すことができ、
さらに固体撮像装置の出力の高速化を実現できる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、本発明のMOS型固体撮
像装置および外部回路の構成である。二次元状に配列さ
れた画素1と、列方向に画素を選択する垂直シフトレジ
スタ2と、列方向の垂直信号線3と、各行の信号を蓄積
する行メモリー部4と、行メモリー部を選択する水平シ
フトレジスタ5と、各行毎に出力する出力信号線6−
1、6−2と、出力アンプ7−1、7−2とにより構成
された固体撮像装置8と、固体撮像装置8の信号出力を
色毎に蓄積する外部回路9で構成されている。
【0013】この固体撮像装置8の画素1は、赤
(R)、緑(G)、青(B)の3原色をベイヤー配列し
たものであり、従来と同様の構成となっている。従来と
の違いは、各行の画素の信号が行毎に行メモリー部4に
移された後、水平シフトレジスタ5の出力S1、S2、
S3のそれぞれの場合に、行メモリー部4に蓄えられた
同一行内の異なる色が、それぞれ別々の出力信号線6−
1、6−2に同時に読み出される。たとえば、出力信号
線6−1には、行メモリー部4に蓄えられていた緑
(G)、出力信号線6−2には、メモリー部4に蓄えら
れていた青(B)が読み出される。したがって、出力信
号線6−1、6−2は、それぞれ同一の色信号が、行メ
モリー部4から読み出されるため、出力アンプ7−1、
7−2にも、それぞれ異なる色を同時に出力することが
できる。このように、同時に2種類の異なる色を出力す
ることができ、出力の高速化を図ることができる。
【0014】また、読み出された出力信号は、外部回路
9に入力され、色選択スイッチ11により、色別に外部
メモリー10に蓄積されるが、本発明においては、ま
ず、出力アンプ7−1の信号が入力される緑(G)の色
選択スイッチ11をオンし、緑(G)の出力信号を全て
緑(G)の外部メモリー10に読み込む。同時に出力ア
ンプ7−2の信号が入力される青(B)の色選択スイッ
チ11をオンし、青(B)の出力信号を全て青(B)の
外部メモリー10に読み込む。これにより、色選択スイ
ッチの切り換え回数が、従来、1行の画素信号を外部メ
モリー10に読み込むために6回必要であったものが、
1回に減らすことができる。
【0015】図2は、本発明のMOS型固体撮像装置の
出力アンプにおける出力波形を示す。画素n行目の信号
は、出力アンプ7−1からはG1(n)、G2(n)、
G3(n)、出力アンプ7−2からはB1(n)、B2
(n)、B3(n)が出力され、画素n+1行目の信号
は、出力アンプ7−1からはR1(n+1)、R2(n
+1)、R3(n+1)、の順に出力され、出力アンプ
7−2からはG1(n+1)、G2(n+1)、G3
(n+1)、の順に出力される。出力アンプ7−1、7
−2のそれぞれの信号は、同一行において隣り合わない
同一の色信号が連続して出力するため、外部回路の外部
メモリー10に蓄積する場合において、色を振り分けて
選別する色選択スイッチ11を高速で動作させる必要が
なく、行切り換え時の1回の切り換え動作のみでよくな
る。たとえば、n行目とn+1行目で出力アンプ7−
1、7−2信号の色の種類が異なるため、その時のみ色
選択スイッチ11を変更するだけで良く、色選択スイッ
チ11の低速化を実現することができる。
【0016】また、出力信号は、同一の色が連続するた
め、隣の色信号の影響を受けないため、混色を防ぎ高画
質化を実現することができる。特に、信号出力を高速化
した時には、特に前記の色選択スイッチ11の低速化
や、混色防止による高画質化の効果が大きい。
【0017】本発明の実施の形態は、各行において、各
色は全て連続して読み出しており、この場合が最も効果
が大きいが、少なくとも2つ以上の同一の信号を連続し
て出力する場合においても、低速化や高画質化の効果が
ある。
【0018】本発明の実施の形態は、各行の信号を行メ
モリー部に入力し出力信号線で読み出す場合の例である
が、各列の信号を列メモリー部に入力し出力信号線で読
み出す場合にも、同様の効果を実現することができる。
【0019】本発明の実施の形態は、外部回路に色毎の
外部メモリーを持っている例であるが、固体撮像装置の
中に外部回路を取り込んだ場合も同様の効果がある。
【0020】本発明の実施の形態は、R、G、Bの原色
カラーフィルターの例であるが、シアン(Cy)、マゼ
ンタ(Mg)、イエロー(Ye)、グリーン(G)など
の補色カラーフィルターや、他の色配列の場合にも同様
の効果がある。
【0021】本発明は、光学的に黒の画素(オプチカ
ル、ブラック)を示していないが、撮像部の周辺や撮像
部内に光学的に黒の画素の領域があった場合に、水平の
出力信号線内に、色信号以外に光学的に黒の画素の信号
が読み出された場合でも、同様の効果がある。
【0022】また、本発明では、各行または各列を直接
に出力信号線に出す場合には、行メモリー部、列メモリ
ー部は必須ではない。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体撮像
装置によれば、各行または各列の画素信号のうち、同一
の色信号を別々の出力アンプから出力でき、隣り合った
行に同一の種類の色がある場合には、隣り合った行に同
一の種類の色を同一の出力部から出力することができ、
時間軸で隣接する色が同じであるため、相互の色の影響
を受ける混色を防ぎ高画質化を実現することができる。
【0024】また、並列出力ができることで高速出力が
可能となり、更に出力信号は各画素信号毎に外部回路に
おいて、色を振り分けて選別するスイッチを高速で動作
させる必要がなく、色の切り替わり時のみに低速スイッ
チ動が可能になるため、固体撮像装置を含むカメラシス
テムの全体の高速化を図ることができる。
【0025】また、かかる固体撮像装置は、固体撮像装
置を用いたカメラやカメラシステムの実現の要請に沿い
ながら、固体撮像装置の高速化や、高画質化を実現する
ものであって、産業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のMOS型固体撮像装置および外部回路
の構成を示す図
【図2】本発明のMOS型固体撮像装置の出力アンプに
おける出力波形を示す図
【図3】従来のMOS型固体撮像装置および外部回路の
構成を示す図
【図4】従来のMOS型固体撮像装置の出力アンプの出
力波形を示す図
【符号の説明】
1 画素 2 垂直シフトレジスタ 3 垂直信号線 4 行メモリー部 5 水平シフトレジスタ 6−1、6−2 出力信号線 7−1、7−2 出力アンプ 8 固体撮像装置 9 外部回路 10 外部メモリー 11 色選択スイッチ
フロントページの続き Fターム(参考) 4M118 AA10 AB01 BA14 FA06 FA38 GB09 GC08 GC09 GC14 5C024 CX03 EX52 GY31 GZ41 HX50 5C065 AA01 AA03 BB19 BB22 BB30 CC01 DD15 EE03 GG10 GG26

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に、各々入射光を光電変換
    する複数の単位画素が二次元状に配置され、前記単位画
    素の色配列の異なる行を有する撮像部と、前記撮像部の
    信号が読み出される出力信号線と、前記出力信号線の信
    号を出力する出力部とを有する固体撮像装置において、 任意の行において隣り合わない第1の色を連続して第1
    の出力部から出力し、前記任意の行において第1の色と
    は異なる隣り合わない第2の色を連続して前記第1の出
    力部とは異なる第2の出力部から出力することを特徴と
    する固体撮像装置。
  2. 【請求項2】 半導体基板上に、各々入射光を光電変換
    する複数の単位画素が二次元状に配置され、前記単位画
    素の色配列の異なる行を有する固体撮像装置において、 同一行内に複数の色がある場合に、各行の信号を読み出
    す場合毎に、同一行内の異なる色毎にそれぞれ異なる出
    力部から順次に出力することを特徴とする固体撮像装
    置。
  3. 【請求項3】 同一行において異なる色の種類の信号
    を、それぞれ1つだけ同時に異なる出力信号線に読み出
    し、それぞれの前記出力信号線に接続した出力部から出
    力することを特徴とする請求項1または請求項2に記載
    の固体撮像装置。
  4. 【請求項4】 半導体基板上に、各々入射光を光電変換
    する複数の単位画素が二次元状に配置され、前記単位画
    素の色配列の異なる列を有する撮像部と、前記撮像部の
    信号が読み出される出力信号線と、前記出力信号線の信
    号を出力する出力部とを有する固体撮像装置において、 任意の列において隣り合わない第1の色を連続して第1
    の出力部から出力し、前記任意の列において第1の色と
    は異なる隣り合わない第2の色を連続して前記第1の出
    力部とは異なる第2の出力部から出力することを特徴と
    する固体撮像装置。
  5. 【請求項5】 半導体基板上に、各々入射光を光電変換
    する複数の単位画素が二次元状に配置され、前記単位画
    素の色配列の異なる列を有する固体撮像装置において、 同一列内に複数の色がある場合に、各列の信号を読み出
    す場合毎に、同一列内の異なる色毎にそれぞれ異なる出
    力部から順次に出力することを特徴とする固体撮像装
    置。
  6. 【請求項6】 同一列において異なる色の種類の信号
    を、それぞれ1つだけ同時に異なる出力信号線に読み出
    し、それぞれの前記出力信号線に接続した出力部から出
    力することを特徴とする請求項4または請求項5に記載
    の固体撮像装置。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし請求項6のいずれかに記
    載の固体撮像装置を搭載したことを特徴とするカメラ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006103733A1 (ja) * 2005-03-28 2006-10-05 Fujitsu Limited 撮像装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006103733A1 (ja) * 2005-03-28 2006-10-05 Fujitsu Limited 撮像装置
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