JPH0993492A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体撮像素子の高速読み出し動作を確実に、
しかも均一な読み出し条件で行うことが可能な固体撮像
装置を提供する。 【解決手段】 二次元状に配列された固体撮像素子１
と、垂直方向に画素を選択する垂直走査回路２と、低速
水平読み出し部を構成する第１及び第２の水平シフトレ
ジスタ３，４、水平選択スイッチ５−１，５−２，・・
・５−ｎ、及び第１及び第２の水平読み出しライン７−
１，７−２と、高速水平読み出し部を構成する水平走査
スイッチ６−１，６−２とを備え、各水平シフトレジス
タ３，４に水平選択スイッチを交互に接続して２線読み
出し間のタイミングを１画素分遅延するように制御する
と共に、各水平読み出しラインに読み出された画素信号
を、高速水平読み出し部の水平走査スイッチにより、時
系列の信号に変換するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、テレビカメラ等
光画像を電気信号に変換する固体撮像装置に関し、特に
高速読み出し動作の可能な固体撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＸＹアドレス型の固体撮像装置の
高速読み出しに関しては、例えば特開昭６１−２３４７
５号公報に開示されている読み出し方法が知られてい
る。この公報開示の固体撮像装置の構成を図８に、その
動作を説明するためのタイミングチャートを図９に示
す。この従来例は、二次元状に配列された固体撮像素子
101と、垂直方向の画素を選択する垂直走査回路102
と、水平方向の画素を選択する水平シフトレジスタ103
と、水平方向の画素を順次読み出すための水平選択スイ
ッチ104-１，104-２，・・・104-ｎと、３本の水平読み
出しライン106-１，106-２，106-３に読み出された画素
信号を正規の時系列信号に変換するための水平走査スイ
ッチ105-１，105-２，105-３とで構成されている。固体
撮像素子101 としては、ＸＹアドレス方式を用いること
の可能なものであれば種類は何でもよい。水平選択スイ
ッチ104-１，104-２，・・・104-ｎ及び水平走査スイッ
チ105-１，105-２，105-３はＭＯＳトランジスタからな
り、水平選択スイッチ104-１，104-２，・・・104-ｎの
ゲートには水平シフトレジスタ103 の出力が入力され、
水平走査スイッチ105-１，105-２，105-３のゲートには
クロック（Φ_HH1 ，Φ_HH2 ，Φ_HH3 ）が入力されてるよ
うになっている。

【０００３】そして、この従来例では画素の読み出し部
が、低速水平読み出し部と高速水平読み出し部とに分け
られており、低速水平読み出し部は、水平シフトレジス
タ103 と水平選択スイッチ104-１，104-２，・・・104-
ｎとからなり、一般に行われている多線読み出し方式が
用いられている。一方、高速水平読み出し部は、水平走
査スイッチ105-１，105-２，105-３から構成されてい
る。

【０００４】このように構成されている固体撮像装置の
動作は、次のように行われる。垂直走査回路102 により
ある行が選択された後、水平シフトレジスタ103 により
読み出しパルスΦ_104-1 ，・・・Φ_104-n が出力され、
順次水平選択スイッチ104-１，104-２，・・・104-ｎを
介して水平方向３画素分の信号が、一度に水平読み出し
ライン106-１，106-２，106-３に読み出される。３本の
水平読み出しライン106-１，106-２，106-３に読み出さ
れた信号は、水平走査スイッチ105-１，105-２，105-３
により正規の時系列信号に変換されて映像信号となる。
水平読み出しライン106-１に読み出された信号は時刻ｔ
₄ からｔ₅ の間に、水平読み出しライン106-２にに読み
出された信号は時刻ｔ₅ からｔ₆ の間に、水平読み出し
ライン106-３に読み出された信号はｔ₆ からｔ₇ の間
に、それぞれ対応する水平走査スイッチがオンすること
により、それぞれ正規の時系列信号に変換されて映像信
号となる。すなわち、最初に低速水平読み出し部におい
て３線読み出しを行った後、高速水平読み出し部におい
て３線読み出し信号を１線式の時系列信号Ｓigに変換し
て映像信号としている。なお、図９において、ＨＤは水
平同期信号、Φ_H1，Φ_H2，Φ_HST は水平シフトレジスタ
へ入力される基本クロック及びスタートパルスである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
固体撮像装置の読み出し方法では、次のような問題があ
った。すなわち、低速水平読み出し部による読み出し
は、複数の画素列をブロック分けにして一度に読みだす
ために、読み出しのタイミングが１グループ同時である
のに対し、高速水平読み出し部による読み出しのタイミ
ングは１画素分毎に遅延しているため、画素によっては
低速水平走査と高速水平走査とのタイミングが異なり、
同一の画素信号でも水平読み出し線毎に異なった出力と
して取り出される。図９に示すように、水平選択スイッ
チの読み出しにより、水平読み出しライン106-１，106-
２，106-３には正規の信号レベルが同時に出力される
が、高速水平読み出し部である水平走査スイッチ105-
１，105-２，105-３では１画素分づつ遅延してオンする
ため（時刻ｔ₄ ，ｔ₅ ，ｔ₆ ）、正規の時系列信号に変
換するタイミングが異なる。すなわち、水平読み出しラ
インが完全に充電されないうちに水平走査スイッチ105-
１がオンするのに対して、水平走査スイッチ105-３は完
全に充電されてからオンすることになる。したがって、
最初の水平走査スイッチがオンするタイミングが、水平
読み出しラインに画素信号が完全に読み出される前のた
め、時系列の信号として変換された信号出力には時間差
が発生する。すなわち変調されてしまうという問題があ
った。

【０００６】本発明は、従来の固体撮像装置おける上記
問題点を解消するためになされたもので、低速水平読み
出しによる読み出し信号を、高速水平読み出しにより所
定のタイミングに配列するＸＹアドレス方式の固体撮像
装置において、時間差がなく、出力が読み出しによって
変調されることのない、画素の出力に対応した正規の映
像信号が得られるようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１記載の発明は、水平方向に配列した画素列
の画素信号を複数の水平読み出し線に読み出すための水
平シフトレジスタと水平選択スイッチとからなる低速水
平読み出し部と、該低速水平読み出し部の複数の水平読
み出し線に読み出した画素信号を所定のタイミングに配
列する水平走査スイッチからなる高速水平読み出し部と
を備えたＸＹアドレス方式の固体撮像装置において、前
記低速水平読み出し部は、前記複数の各水平読み出し線
に少なくとも１画素分以上の遅延時間をもった異なる画
素信号をそれぞれ読み出すように構成するものであり、
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の固体撮像装
置において、前記低速水平読み出し部は、少なくともｎ
個（ｎ：２以上の整数）の水平シフトレジスタを備え、
水平選択スイッチは（ｎ−１）おきに共通の水平シフト
レジスタに接続して構成するものである。

【０００８】このように、低速水平読み出し部の複数の
水平読み出し線で画素信号の読み出しを行う場合に、各
水平読み出し線に少なくとも１画素分以上の遅延時間間
隔をおいて画素信号を読み出すことにより、高速水平読
み出し部において所定のタイミングに配列して時系列信
号に変換しても、読み出し走査による信号の不均一性は
発生せず、更に読み出しによって変調されることもな
く、画素出力に対応した正規の映像信号が得られる。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１記載の固
体撮像装置において、前記低速水平読み出し部を、１つ
の水平シフトレジスタと、該水平シフトレジスタの出力
からｍ画素分（ｍ：１以上の整数）までの任意の遅延時
間をもった出力パルスを発生させて前記水平選択スイッ
チを制御する制御回路とを設けて構成するものである。
このように構成することにより、水平シフトレジスタは
１個で足り、回路構成が簡単になると共に出力パルスの
遅延時間を自由に調整することができ、駆動周波数にあ
ったパルスを容易に発生させることが可能となる。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれか１項に記載の固体撮像装置において、前記高速水
平読み出し部の水平走査スイッチを構成するトランジス
タのgmを、前記低速水平読み出し部の水平選択スイッチ
を構成するトランジスタのgmより大きく設定するもので
ある。このように構成することにより、高速水平読み出
し部の水平走査スイッチを構成するトランジスタのオン
抵抗を小さくでき、速いスイッチング動作をさせること
が可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に実施の形態について説明す
る。図１は本発明に係る固体撮像装置の第１の実施の形
態を示す回路構成図で、図２はその動作を説明するため
のタイミングチャートを示している。この第１の実施の
形態は、請求項１，２，４に記載の各発明に対応するも
ので、次のように構成されている。すなわち、二次元状
に配列された固体撮像素子１と、垂直方向の画素を選択
する垂直走査回路２と、低速水平読み出し部を構成する
第１及び第２の水平シフトレジスタ３，４及び水平選択
スイッチ５−１，５−２，・・・５−ｎと、高速水平読
み出し部を構成する水平走査スイッチ６−１，６−２と
で構成されている。固体撮像素子１としては、ＸＹアド
レス方式を用いることのできるものであれば種類は問わ
ない。この実施の形態では水平シフトレジスタを２つ設
け、水平選択スイッチ５−１，５−２，・・・５−ｎを
交互に２つの水平シフトレジスタ３，４に接続して、低
速水平読み出しを制御するようになっている。すなわ
ち、低速水平読み出し部では２線読み出しとなってい
る。

【００１２】水平選択スイッチ５−１，５−２，・・・
５−ｎはＭＯＳトランジスタからなり、水平シフトレジ
スタ３，４の出力がそれらのゲートに入力されている。
また水平走査スイッチ６−１，６−２もＭＯＳトランジ
スタにより構成されている。ここで水平走査スイッチ６
−１，６−２は場所的余裕が十分にあるため、水平走査
スイッチ６−１，６−２を構成するＭＯＳトランジスタ
のgm（電圧−電流変換率）を、水平選択スイッチ５−
１，５−２，・・・５−ｎを構成するＭＯＳトランジス
タの10倍以上大きいものを使うことができる。したがっ
て、オン抵抗が１／10以下となるため、時定数は１／50
0 以下となり、十分に速いスイッチングが可能となる。
一例として、水平選択スイッチを構成するＭＯＳトラン
ジスタのゲートの長さ×幅（Ｌ×Ｗ）が、１μｍ×10μ
ｍであるのに対し、水平走査スイッチを構成するＭＯＳ
トランジスタのゲートは、１μｍ×100 μｍにすること
ができる。

【００１３】第１及び第２の水平シフトレジスタ３，４
の基本クロック（Φ_H1，Φ_H2）は共通であり、スタート
パルスΦ_HST1，Φ_HST2のタイミングのみが異なってい
る。水平走査スイッチ６−１，６−２の制御信号（Φ
_HH1 ，Φ_HH2 ）は、水平シフトレジスタ３，４の基本ク
ロックと同様のクロック（Φ_HH1 ＝Φ_H2，Φ_HH2 ＝
Φ_H1）である。

【００１４】次に、このように構成されている第１の実
施の形態の動作について説明する。まず、時刻ｔ₁ で第
１の水平シフトレジスタ３にスタートパルスΦ_HST1が、
時刻ｔ₂ には第２の水平シフトレジスタ４にスタートパ
ルスΦ_HST2が、それぞれ与えられる。シフトレジスタ
３，４の出力はΦ_5-1 ，Φ_5-2 ，・・・Φ_5-n となり、
順次出力されて、それぞれ水平選択スイッチ５−１，５
−２，・・・５−ｎのゲートに印加され、垂直走査回路
２により選択された行の画素信号は、時刻ｔ₃ から水平
選択スイッチ５−１，５−２，・・・５−ｎを介して順
次水平読み出しライン７−１，７−２に出力される。こ
こで第２の水平読み出しライン７−２には、第１の水平
読み出しライン７−１に対して１画素分の遅延したタイ
ミングの信号が読み出される。

【００１５】続いて水平読み出しライン７−１及び７−
２に読み出された画素信号は、画素読み出し周波数（サ
ンプルレート）で駆動される水平走査スイッチ６−１，
６−２により、正規の時系列の信号に変換される。すな
わち、水平読み出しライン７−１に読み出され信号は、
時刻ｔ₄ からｔ₅ 間にクロックΦ_HH1 により制御される
水平走査スイッチ６−１により、また水平読み出しライ
ン７−２に読み出された信号は、時刻ｔ₅ からｔ₆ 間に
クロックΦ_HH2 により制御される水平走査スイッチ６−
２により、正規の時系列信号に変換され、あとはこの繰
り返しにより、１線式の映像信号Ｓigとなる。

【００１６】このような読み出し構成によれば、高速水
平読み出し部で、低速水平読み出し部で読み出された複
数の水平読み出しラインの信号を順次切り替えて読み出
すわけであるが、低速水平読み出し部による読み出し開
始のタイミングと、高速水平読み出し部による読み出し
開始のタイミングが、どの水平読み出しラインにおいて
も等しいため、すなわち水平選択スイッチがオンになっ
てから水平走査スイッチがオンになるまでの時間は、全
ての水平読み出しラインにおいて等しいため、読み出し
走査による信号の不均一性は生じずに、更に出力が読み
出しによって変調されることなく、画素の出力に対応し
た正規の映像信号が得られる。

【００１７】また、水平シフトレジスタの動作周波数
が、画素読み出し周波数（サンプルレート）の１／２に
なると同時に、水平選択スイッチ５−１，５−２，・・
・５−ｎの導通時間も２倍となるため、水平読み出しラ
インに十分な信号電荷を読み出すことが可能となる。す
なわち、水平読み出しラインが充電される時間は十分に
あり、水平読み出しラインが十分に充電してから水平走
査スイッチがオンして、時系列の信号が読み出される。
したがって、従来技術のように、水平読み出しラインが
充電しきれないうちに水平走査スイッチで読み出すとい
う弊害を解決することができる。

【００１８】このように、高速水平読み出し終了後の信
号は、実際の読み出し方法が多線読み出しにもかかわら
ず、あたかも１線式で読み出した信号と同等な時系列の
配列となっており、外部に遅延線などを必要としない。

【００１９】次に、第２の実施の形態を図３に示し、そ
の動作を説明するためのタイミングチャートを図４に示
す。この第２の実施の形態は、請求項１，２，４に記載
の各発明に対応するもので、次のように構成される。す
なわち、二次元状に配列された固体撮像素子１と、垂直
方向の画素を選択する垂直走査回路２と、低速水平読み
出し部を構成する第１，第２及び第３の水平シフトレジ
スタ11，12，13及び水平選択スイッチ14−１，14−２，
・・・14−ｎと、高速水平読み出し部を構成する水平走
査スイッチ15−１，15−２，15−３とで構成されてい
る。固体撮像素子１としては、ＸＹアドレス方式であれ
ば種類は問わない。この実施の形態では水平シフトレジ
スタを３つ設け、水平選択スイッチを２つおきに３つの
水平シフトレジスタ11，12，13に接続して、低速水平読
み出しを制御するようになっている。すなわち、低速水
平読み出し部では３線読み出しとなっており、そして高
速水平読み出し部において、１線式の映像信号に変換さ
れるようになっている。

【００２０】水平選択スイッチ14−１，14−２，・・・
14−ｎはＭＯＳトランジスタからなり、水平シフトレジ
スタ11，12，13の出力がそれらのゲートに入力されてい
る。また水平走査スイッチ15−１，15−２，15−３もＭ
ＯＳトランジスタにより構成されている。ここで水平走
査スイッチ15−１，15−２，15−３は第１の実施の形態
と同様に、水平選択スイッチ14−１，14−２，・・・14
−ｎに比べて、オン抵抗を１／10以下にすることができ
る。第１，第２及び第３の水平シフトレジスタ11，12，
13の基本クロック（Φ_H1-1，Φ_H1-2，Φ_H2-1，Φ_H2-2，
Φ_H3-1，Φ_H3-2）は周波数は同じで、位相が異なってい
るだけである。またスタートパルスΦ_HST1，Φ_HST2，Φ
_HST3のタイミングも異なっている。水平走査スイッチ15
−１，15−２，15−３の制御信号（Φ_HH1 ，Φ_HH2 ，Φ
_HH3 ）は、水平シフトレジスタ11，12，13の基本クロッ
クと同様のクロック（Φ_HH1 ＝Φ_H3-1，Φ_HH2 ＝
Φ_H1-1，Φ_HH3 ＝Φ_H2-1）を用いる。

【００２１】次に、第２の実施の形態の動作について説
明する。時刻ｔ₀ ，ｔ₁ ，ｔ₂ で第１，第２及び第３の
水平シフトレジスタ11，12，13にスタートパルス
Φ_HST1，Φ_HST2，Φ_HST3がそれぞれ与えられる。各水平
シフトレジスタ11，12，13の出力はΦ_14-1，Φ_14-2，Φ
_14-3，・・・Φ_14-nとなり、順次出力されて、それぞれ
水平選択スイッチ14−１，14−２，・・・14−ｎの各ゲ
ートに印加され、垂直走査回路２により選択された行の
画素信号は、時刻ｔ₃ から水平選択スイッチ14−１，14
−２，・・・14−ｎを介して順次水平読み出しライン16
−１，16−２，16−３に出力される。ここで第２の水平
読み出しライン16−２には、第１の水平読み出しライン
16−１に対して１画素分の遅延したタイミングの信号
が、第３の水平読み出しライン16−３には、第１の水平
読み出しライン16−１に対して２画素分の遅延したタイ
ミングの信号がそれぞれ読み出される。続いて水平読み
出しライン16−１，16−２及び16−３に読み出された画
素信号は、時刻ｔ₅ から水平走査スイッチ15−１，15−
２及び15−３により正規の時系列の信号に変換される。
すなわち、時刻ｔ₅ からｔ₆ では水平読み出しライン16
−１の画素信号が水平走査スイッチ15−１により、時刻
ｔ₆ から時刻ｔ₇ では水平読み出しライン16−２の画素
信号が水平走査スイッチ15−２により、時刻ｔ₇ からｔ
₈ では水平読み出しライン16−３の画素信号が水平走査
スイッチ15−３によりそれぞれ変換されて、３線式から
１線式の信号Ｓigとなる。

【００２２】このような読み出し構成によれば、高速水
平読み出し部で、低速水平読み出し部で読み出された複
数の水平読み出しラインの信号を順次切り替えて読み出
すわけであるが、低速水平読み出し部による読み出し開
始のタイミングと、高速水平読み出し部による読み出し
開始のタイミングが、どの水平読み出しラインにおいて
も等しいため、すなわち水平選択スイッチがオンになっ
てから水平走査スイッチがオンになるまでの時間は、全
ての水平読み出しラインにおいて等しいため、読み出し
走査による信号の不均一性は生じずに、更に出力が読み
出しによって変調されることなく、画素の出力に対応し
た正規の映像信号が得られる。

【００２３】また、水平読み出しライン１本当たりの容
量は１線式に比べて約１／３となり、したがって時定数
も約１／３になる。更に、水平シフトレジスタの動作周
波数が、画素読み出し周波数（サンプルレート）の１／
３になると同時に、水平選択スイッチ14−１，14−２，
・・・14−ｎの導通時間も３倍となるため、１線式に比
べ約９倍の余裕が生じることになる。更にまた第１の実
施の形態と同様に、水平読み出しラインが完全に充電し
ないうちに読み出すという弊害を解決することができ
る。

【００２４】このように、高速水平読み出し終了後の信
号は、実際の読み出し方法が多線読み出しにもかかわら
ず、あたかも１線式で読み出した信号と同等な時系列の
配列となっており、外部に遅延線などを必要としない

【００２５】次に、第３の実施の形態を図５に基づいて
説明する。この実施の形態では、請求項１，３，４に記
載の各発明に対応するもので、低速水平読み出し部に設
けるシフトレジスタは１つとして、他に水平選択スイッ
チを制御する制御回路を備えるようにしたものである。
すなわち、二次元状に配列された固体撮像素子１と、垂
直方向の画素を選択する垂直走査回路２と、低速水平読
み出し部を構成する水平シフトレジスタ31，水平選択ス
イッチ32−１，32−２，・・・32−ｎ及び該水平選択ス
イッチを制御する制御回路33と、高速水平読み出し部を
構成する水平走査スイッチ34−１，34−２，34−３とで
構成されている。固体撮像素子１としては、ＸＹアドレ
ス方式であれば種類は問わない。水平選択スイッチ32−
１，32−２，・・・32−ｎはＭＯＳトランジスタからな
り、水平シフトレジスタ31及び制御回路33の出力がそれ
らのゲートに入力されている。また水平走査スイッチ34
−１，34−２，34−３もＭＯＳトランジスタにより構成
されている。ここで水平走査スイッチ34−１，34−２，
34−３は第１の実施の形態と同様に、水平選択スイッチ
32−１，32−２，・・・32−ｎに比べて、オン抵抗を１
／10以下にすることができる。

【００２６】水平選択スイッチの制御回路33としては、
Ｃ² ＭＯＳのシフトレジスタからなる分配器を用いてい
る。この制御回路33の構成例を図６に示す。この制御回
路33を構成する分配器は、それぞれ１画素分の遅延時間
をもって駆動パルスＶ_OUT1，Ｖ_OUT2を発生させる構成と
なっている。なお、ここでは１画素分の遅延時間を設定
しているが、ｍ画素分までの遅延時間を任意に設定して
パルスを発生させることができる。低速水平読み出し部
の構成は、第１及び第２の実施の形態と異なるが、機能
的には同一であり、低速水平読み出し部において３線読
み出しを行った後、高速水平読み出し部において１線式
の映像信号に変換している。水平シフトレジスタ31の基
本クロック（Φ_H1）と水平走査スイッチ34−１，34−
２，34−３の制御クロック（Φ_HH1 ，Φ_HH2 ，Φ_HH3 ）
は周波数は同じで、位相が異なっているだけである。

【００２７】この実施の形態の動作を図７のタイミング
チャートに基づいて説明する。時刻ｔ₀ で水平シフトレ
ジスタ31にスタートパルスΦ_HST が与えられる。水平シ
フトレジスタ31の出力は制御回路33に入力されて、水平
選択スイッチ32−１，32−２，・・・32−ｎを制御する
パルスとして水平選択スイッチ32−１，32−２，・・・
32−ｎのゲートに印加され、垂直走査回路２により選択
された行の画素信号は、時刻ｔ₃ から水平選択スイッチ
32−１，32−２，・・・32−ｎを介して順次水平読み出
しライン35−１，35−２，35−３に出力される。ここで
第２の水平読み出しライン35−２には、第１の水平読み
出しライン35−１に対して１画素分の遅延したタイミン
グの信号が、第３の水平読み出しライン35−３には、第
１の水平読み出しライン35−１に対して２画素分の遅延
したタイミングの信号がそれぞれ読み出される。続いて
水平読み出しライン35−１，35−２，35−３に読み出さ
れた画素信号は、時刻ｔ₅ から水平走査スイッチ34−
１，34−２，34−３により、正規の時系列の信号に変換
される。すなわち、時刻ｔ₅ からｔ₆ では水平読み出し
ライン35−１の画素信号が水平走査スイッチ34−１によ
り、時刻ｔ₆ からｔ₇では水平読み出しライン35−２の
画素信号が水平走査スイッチ34−２により、時刻ｔ₇ か
らｔ₈ では水平読み出しライン35−３の画素信号が水平
走査スイッチ34−３によりそれぞれ変換されて、３線式
から１線式の信号Ｓigとなる。

【００２８】このような読み出し構成によれば、高速水
平読み出し部で、低速水平読み出し部で読み出された複
数の水平読み出しラインの信号を順次切り替えて読み出
すわけであるが、低速水平読み出し部による読み出し開
始のタイミングと、高速水平読み出し部による読み出し
開始のタイミングが、どの水平読み出しラインにおいて
も等しいため、すなわち水平選択スイッチがオンになっ
てから水平走査スイッチがオンになるまでの時間は、全
ての水平読み出しラインにおいて等しいため、読み出し
走査による信号の不均一性は生じずに、更に出力が読み
出しによって変調されることなく、画素の出力に対応し
た正規の映像信号が得られる。

【００２９】また、水平読み出しライン１本当たりの容
量は１線式に比べて約１／３となり、したがって時定数
も約１／３になる。更に、水平シフトレジスタの動作周
波数が、画素読み出し周波数（サンプルレート）の１／
３になると同時に、水平選択スイッチ32−１，32−２，
・・・32−ｎの導通時間も３倍となるため、１線式に比
べ約９倍の余裕が生じることになる。更にまた第１の実
施の形態と同様に、水平読み出しラインが完全に充電し
ないうちに読み出すという弊害を解決することができ
る。

【００３０】このように、高速水平読み出し終了後の信
号は、実際の読み出し方法が多線読み出しにもかかわら
ず、あたかも１線式で読み出した信号と同等な時系列の
配列となっており、外部に遅延線などを必要としない

【００３１】また、水平選択スイッチの制御パルスを分
配器により構成しているため、水平シフトレジスタは１
つですみ、回路構成が簡単になる。更に、出力パルスの
遅延時間を自由に調整することができ、駆動周波数に合
ったパルスを発生させることが可能である。

【００３２】上記第１，第２及び第３の実施の形態で
は、低速水平読み出し部の構成、動作として、２線ある
いは３線の多線読み出しについて説明したが、２線又は
３線読み出しに限られることはなく、多線読み出しなら
問題なく適用することができる。一般に、低速水平読み
出し部においてｎ線（ｎ：２以上の整数）の多線読み出
しの場合、水平シフトレジスタの動作周波数は１／ｎに
なり、水平選択スイッチの導通時間はｎ倍、水平選択ス
イッチがオンになってから水平走査スイッチがオンにな
るまでの時間はｎ倍となる。更に第３の実施の形態にお
いて、制御回路としてＣ² ＭＯＳのシフトレジスタを用
いたものを示したが、これに限定されるものではなく、
機能が同じであればどのような回路でも問題なく用いる
ことができる。

【００３３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、固体撮像素子の高速読み出し動作を確実に、しか
も均一な読み出し条件で行うことが可能となり、そし
て、素子の出力は実際には多線読み出しにもかかわら
ず、あたかも１線式で読み出した如く、正常な時系列信
号として取り出すことができるため、外部に遅延線や出
力補正回路などを必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る固体撮像装置の第１の実施の形態
を示す回路構成図である。

【図２】図１に示した第１の実施の形態の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示す回路構成図で
ある。

【図４】図３に示した第２の実施の形態の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。

【図５】本発明の第３の実施の形態を示す回路構成図で
ある。

【図６】図５に示した第３の実施の形態における制御回
路の構成例を示す図である。

【図７】図５に示した第３の実施の形態の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。

【図８】従来の固体撮像装置の構成例を示す回路構成図
である。

【図９】図８に示した従来例の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。

【符号の説明】

１ 固体撮像素子 ２ 垂直走査回路 ３ 第１の水平シフトレジスタ ４ 第２の水平シフトレジスタ ５−１，５−２，・・・５−ｎ 水平選択スイッチ ６−１，６−２ 水平走査スイッチ ７−１ 第１の水平読み出しライン ７−２ 第２の水平読み出しライン 11 第１の水平シフトレジスタ 12 第２の水平シフトレジスタ 13 第３の水平シフトレジスタ 14−１，14−２，・・・14−ｎ 水平選択スイッチ 15−１，15−２，15−３ 水平走査スイッチ 16−１ 第１の水平読み出しライン 16−２ 第２の水平読み出しライン 16−３ 第３の水平読み出しライン 31 水平シフトレジスタ 32−１，32−２，・・・32−ｎ 水平選択スイッチ 33 制御回路 34−１，34−２，34−３ 水平走査スイッチ 35−１ 第１の水平読み出しライン 35−２ 第２の水平読み出しライン 35−３ 第３の水平読み出しライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒木 秀一 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平方向に配列した画素列の画素信号を
   複数の水平読み出し線に読み出すための水平シフトレジ
   スタと水平選択スイッチとからなる低速水平読み出し部
   と、該低速水平読み出し部の複数の水平読み出し線に読
   み出した画素信号を所定のタイミングに配列する水平走
   査スイッチからなる高速水平読み出し部とを備えたＸＹ
   アドレス方式の固体撮像装置において、前記低速水平読
   み出し部は、前記複数の各水平読み出し線に少なくとも
   １画素分以上の遅延時間をもった異なる画素信号をそれ
   ぞれ読み出すように構成されていることを特徴とする固
   体撮像装置。
2. 【請求項２】 前記低速水平読み出し部は、少なくとも
   ｎ個（ｎ：２以上の整数）の水平シフトレジスタを備
   え、水平選択スイッチは（ｎ−１）おきに共通の水平シ
   フトレジスタに接続されていることを特徴とする請求項
   １記載の固体撮像装置。
3. 【請求項３】 前記低速水平読み出し部は、１つの水平
   シフトレジスタと、該水平シフトレジスタの出力からｍ
   画素分（ｍ：１以上の整数）までの任意の遅延時間をも
   った出力パルスを発生させて前記水平選択スイッチを制
   御する制御回路とを備えていることを特徴とする請求項
   １記載の固体撮像装置。
4. 【請求項４】 前記高速水平読み出し部の水平走査スイ
   ッチを構成するトランジスタのgmが、前記低速水平読み
   出し部の水平選択スイッチを構成するトランジスタのgm
   より大きく設定されていることを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。