(57)【要約】【課題】  １線読出し方式であっても画像信号を色ごとに出力でき、チャンネル間のばらつきが発生することのない画像信号を得ることができる固体撮像装置を得る。【解決手段】  Ｘ−Ｙアドレス型固体撮像素子をベイヤー配列した画素部１０と、垂直走査回路１５と、シフトレジスタ２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）からなる水平走査回路２０と、スイッチング素子３１（３１ａ〜３１ｆ），３２（３２ａ〜３２ｆ）を含む出力回路３０とで構成した固体撮像装置。シフトレジスタ２１は画素部１０の隣接する奇数列及び偶数列に一つの割合で配置されている。１水平走査期間において、出力切換え信号ＳＥＬが「Ｈｉ」のとき、１回目のスタートパルスＨＳが出力され、奇数列の画像信号が順次出力される。一方、信号ＳＥＬが「Ｌｏ」に切り換わると、２回目のスタートパルスＨＳが出力され、偶数列の画像信号が順次出力される【選択図】  図１
2006148525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色感度を持つ画素を配列した光電変換部と、
垂直走査回路と、
画素の隣接する奇数列及び偶数列に一つの割合で配置した水平走査回路と、
奇数列及び偶数列の画素と前記水平走査回路との経路を切り換える出力切換えスイッチング素子と、
前記水平走査回路によって列選択され、画素信号を順次出力する出力回路と、を備え、
前記水平走査回路に前記スイッチング素子の切換え信号に応じたスタートパルスが入力されること、
を特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
複数の色感度を持つ画素を配列した光電変換部と、
垂直走査回路と、
画素の各列に対応して配置された水平走査回路と、
前記水平走査回路によって列選択され、画素信号を順次出力する出力回路と、を備え、
前記水平走査回路は奇数列及び偶数列に対応するものがそれぞれ順次接続されるとともに、奇数列最終段の水平走査回路が偶数列第１段の水平走査回路に接続されていること、
を特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
複数の色感度を持つ画素を配列した光電変換部と、
垂直走査回路と、
画素の各列に対応して配置された水平走査回路と、
前記水平走査回路によって列選択され、画素信号を順次出力する出力回路と、を備え、
前記水平走査回路は奇数列及び偶数列に対応するものがそれぞれ順次接続されるとともに、偶数列最終段の水平走査回路が奇数列第１段の水平走査回路に接続されていること、
を特徴とする固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置、詳しくは、複数の色感度を持つ画素を有する固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像素子としてＣＭＯＳイメージセンサを用いた撮像装置が種々開発、提供されている。ＣＭＯＳイメージセンサは、通常、複数の色画素をベイヤー配列にして用いられ、従来では、１線読出し方式と複数線読出し方式（特許文献１参照）が提供されている。
【０００３】
１線読出し方式の固体撮像装置の一例を図５のブロック図で示す。この撮像装置は、Ｒ，Ｇ，Ｂ画素をベイヤー配列した画素部５０と、垂直走査回路５１と、水平走査回路５２と、出力回路５３とで構成されている。水平走査回路５２へスタートパルスＨＳが入力されると、水平シフトレジスタが動作して画像信号が順番に出力される。
【０００４】
即ち、１線ごとの画像信号の出力、例えば第１行目の画像信号は、図６に示すように、第１行目の画素に対応して、Ｒ11，Ｇｒ11，Ｒ12，Ｇｒ12，…Ｒ1n，Ｇｒ1nの順序で出力される。
【０００５】
複数線読出し方式は、フレームレートの向上や色ごとに画像信号を出力するために、近年、提案されている方式であり、その一例（２線読出し）を図７のブロックで示す。この撮像装置は、ＲＧＢベイヤー配列の画素部５０と、垂直走査回路５１と、２チャンネルで構成した水平走査回路５２Ａ，５２Ｂ及び出力回路５３Ａ，５３Ｂと、マルチプレクサ５４とで構成されている。
【０００６】
水平走査回路５２Ａは奇数列の画素に接続され、水平走査回路５２Ｂは偶数列の画素に接続されている。従って、各水平走査回路５２Ａ，５２ＢへスタートパルスＨＳが入力されると、出力回路５３ＡからはＲ11，Ｒ12，…Ｒ1nの画像信号が順次出力され、出力回路５３ＢからはＧｒ11，Ｇｒ12，…Ｇｒ1nの画像信号が順次出力され、マルチプレクサ５４で合成されて出力される。
【０００７】
複数線読出し方式は、画像信号を色ごとに出力できる利点を有するものの、読出しチャンネル間においてオフセットやゲインのばらつきがあり、後段の回路においてチャンネル間のばらつきを補正する必要があり、後段回路が複雑化し、コストの上昇を伴っている。
【特許文献１】特開２０００−１２８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、１線読出し方式であっても画像信号を色ごとに出力でき、チャンネル間のばらつきが発生することのない画像信号を得ることのできる固体撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の目的を達成するため、第１の発明に係る固体撮像装置は、複数の色感度を持つ画素を配列した光電変換部と、垂直走査回路と、画素の隣接する奇数列及び偶数列に一つの割合で配置した水平走査回路と、奇数列及び偶数列の画素と前記水平走査回路との経路を切り換える出力切換えスイッチング素子と、前記水平走査回路によって列選択され、画素信号を順次出力する出力回路と、を備え、前記水平走査回路に前記スイッチング素子の切換え信号に応じたスタートパルスが入力されることを特徴とする。
【００１０】
第１の発明に係る固体撮像装置においては、水平走査回路を画素の隣接する奇数列及び偶数列に一つの割合で配置し、該水平走査回路に出力切換えスイッチング素子の切換え信号に応じてスタートパルスを入力するため、１行の画像信号を１線読出し方式で１水平走査期間の前半は奇数列の同一色の画像信号を、後半は偶数列の同一色の画像信号を色ごとに出力することができる。さらに同一色の画像信号が連続して出力されるため、出力回路に高い周波数特性を必要としない。また、１線読出し方式であるため、複数線読出し方式では問題となるチャンネル間のばらつきを生じることがない。さらに、シフトレジスタが１行の画素数の半分で済む。
【００１１】
第２の発明に係る固体撮像装置は、複数の色感度を持つ画素を配列した光電変換部と、垂直走査回路と、画素の各列に対応して配置された水平走査回路と、前記水平走査回路によって列選択され、画素信号を順次出力する出力回路と、を備え、前記水平走査回路は奇数列及び偶数列に対応するものがそれぞれ順次接続されるとともに、奇数列最終段の水平走査回路が偶数列第１段の水平走査回路に接続されていることを特徴とする。また、偶数列最終段の水平走査回路が奇数列第１段の水平走査回路に接続されていてもよい。
【００１２】
第２の発明に係る固体撮像装置においては、水平走査回路を奇数列及び偶数列に対応させてそれぞれ順次接続するとともに、奇数列又は偶数列最終段の水平走査回路を偶数列又は奇数列第１段の水平走査回路に接続したため、１行の画像信号を１線読出し方式で前半は奇数列又は偶数列の同一色の画像信号を、後半は偶数列又は奇数列の同一色の画像信号を色ごとに出力することができる。さらに、同一色の画像信号が連続して出力されるため、出力回路に高い周波数特性を必要としない。また、１線読出し方式であるため、複数線読出し方式では問題となるチャンネル間のばらつきを生じることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る固体撮像装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１実施例、図１及び図２参照）
第１実施例である固体撮像装置は、図１に示すように、画素部１０と、垂直走査回路１５と、シフトレジスタ２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）からなる水平走査回路２０と、スイッチング素子３１（３１ａ〜３１ｆ），３２（３２ａ〜３２ｆ）を含む出力回路３０とで構成されている。
【００１５】
画素部１０は簡略化のために図１では４行、６列で図示している。シフトレジスタ２１は画素部１０の隣接する奇数列及び偶数列に一つの割合で配置されている。即ち、シフトレジスタ２１ａは第１列と第２列に対応し、シフトレジスタ２１ｂは第３列と第４列に対応し、シフトレジスタ２１ｃは第５列と第６列に対応している。
【００１６】
水平走査回路２０へはスタートパルスＨＳが図２に示すタイミングで入力される。また、出力回路３０へは出力切換え信号ＳＥＬがスイッチング素子３２ａ，３２ｃ，３２ｅに対して正規信号が、スイッチング素子３２ｂ，３２ｄ，３２ｆに対しては反転信号が画像読出しタイミングに応じて入力される。
【００１７】
即ち、出力切換え信号ＳＥＬが「Ｈｉ」のとき、スイッチング素子３２ａ，３２ｃ，３２ｅがオンされ、奇数列の画像信号が出力される。一方、信号ＳＥＬが「Ｌｏ」のとき、スイッチング素子３２ｂ，３２ｄ，３２ｆがオンされ、偶数列の画像信号が出力される。
【００１８】
ここで、本第１実施例での画像信号の出力状態を第１行目に関して図２を参照して説明する。出力切換え信号ＳＥＬが「Ｈｉ」にセットされると、同時に１回目のスタートパルスＨＳが水平走査回路２０に入力され、第１行目の画素Ｒ11，Ｒ12，…Ｒ1nが順次シフトレジスタ２１ａ…２１ｎによって列選択され、出力される。その後、出力切換え信号ＳＥＬが「Ｌｏ」にセットされると、同時に２回目のスタートパルスＨＳが水平走査回路２０に入力され、第１行目の画素Ｇｒ11，Ｇｒ12，…Ｇｒ1nが順次シフトレジスタ２１ａ…２１ｎによって列選択され、出力される。第２行目以降も同様にして１線読出し方式による画像信号が出力される。
【００１９】
以上の如く、本第１実施例においては、１線読出し方式でありながら、１行の画像信号が１水平走査期間の前半は奇数列の同一色の画像信号が、後半は偶数列の同一色の画像信号が色ごとに出力される。従って、本第１実施例においては、複数線読出し方式の如く、出力回路に高い周波数特性を必要とせず、チャンネル間のばらつきを生じることもない。さらに、シフトレジスタ２１の配置数が１行の画素数の半分で済む利点を有している。
【００２０】
（第２実施例、図３及び図４参照）
第２実施例である固体撮像装置は、図３に示すように、画素部１０と、垂直走査回路１５と、シフトレジスタ２１（２１ａ〜２１ｆ）からなる水平走査回路２０と、スイッチング素子３１（３１ａ〜３１ｆ）を含む出力回路３０とで構成されている。
【００２１】
画素部１０は前記第１実施例で示したものと同様である。シフトレジスタ２１は画素部１０の各列にそれぞれ対応して配置されている。詳しくは、奇数列に対応するシフトレジスタ２１ａ，２１ｃ，２１ｅが順次接続され、奇数列最終段のシフトレジスタ２１ｅが偶数列第１段のシフトレジスタ２１ｂに接続され、かつ、偶数列に対応するシフトレジスタ２１ｂ，２１ｄ，２１ｆが順次接続されている。また、水平走査回路２０へはスタートパルスＨＳが画像読出しタイミングに応じて入力される。
【００２２】
ここで、本第２実施例での画像信号の出力状態を第１行目に関して図４を参照して説明する。まず、１水平走査の開始タイミングに合わせてスタートパルスＨＳが水平走査回路２０に入力され、第１行目の画像信号がシフトレジスタの接続関係に応じて２１ａ，２１ｃ，２１ｅ，２１ｂ，２１ｄ，２１ｆの順序で出力される。
【００２３】
以上の如く、本第２実施例においては、１線読出し方式でありながら、１行の画像信号が１水平走査期間の前半は奇数列の同一色の画像信号が、後半は偶数列の同一色の画像信号が色ごとに出力される。従って、本第２実施例においては、複数線読出し方式の如く、出力回路に高い周波数特性を必要とせず、チャンネル間のばらつきを生じることもない。
【００２４】
また、第２実施例においては、偶数列最終段のシフトレジスタ２１ｆを奇数列第１段のシフトレジスタ２１ａに接続するようにしてもよい。この場合、１行の画像信号が１水平走査期間の前半は偶数列の同一色の画像信号が、後半は奇数列の同一色の画像信号が色ごとに出力される。
【００２５】
（他の実施例）
なお、本発明に係る固体撮像装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。特に、垂直走査回路や出力回路の詳細は任意である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施例である固体撮像装置を示すブロック図である。
【図２】前記第１実施例における画像信号の出力状態を示すチャート図である。
【図３】本発明の第２実施例である固体撮像装置を示すブロック図である。
【図４】前記第２実施例における画像信号の出力状態を示すチャート図である。
【図５】１線読出し方式による従来の固体撮像装置を示すブロック図である。
【図６】図５に示した固体撮像装置における画像信号の出力状態を示すチャート図である。
【図７】複数線読出し方式による従来の固体撮像装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０…画素部
１５…垂直走査回路
２０…水平走査回路
２１…シフトレジスタ
３０…出力回路
３１，３２…スイッチング素子
【図１】
2006148525.tif 000003
【図２】
2006148525.tif 000004
【図３】
2006148525.tif 000005
【図４】
2006148525.tif 000006
【図５】
2006148525.tif 000007
【図６】
2006148525.tif 000008
【図７】
2006148525.tif 000009