專利名稱:固態(tài)圖像攝取裝置及其信號(hào)讀出方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種固態(tài)圖像攝取裝置及其信號(hào)讀出方法,特別是涉及一種固態(tài)圖像攝取裝置,它具有一種用于讀出全部像素的驅(qū)動(dòng)方式,一種通過跳過若干像素來讀出諸像素的驅(qū)動(dòng)方式,以及用于讀出諸像素的多個(gè)讀出系統(tǒng)。
在一種具有多個(gè)組成多個(gè)像素的固態(tài)圖像攝取元件的固態(tài)圖像攝取裝置中,為了以高速度從諸像素中讀出諸信號(hào)以及消除關(guān)于在一塊基底上安裝多個(gè)元件或諸如此類的限制,提供了多個(gè)(例如,兩個(gè))讀出系統(tǒng),以便在同一時(shí)間內(nèi)從該像素陣列分開地讀出多個(gè)信號(hào)。
這樣一種固態(tài)圖像攝取裝置能夠以高速度讀出各信號(hào),并且由于各讀出系統(tǒng)可以分開地配置,因此就能消除關(guān)于在一塊基底上安裝多個(gè)元件的限制。然而,雖然有這些和其他優(yōu)點(diǎn),由于要提供多個(gè)讀出系統(tǒng),使得功耗增加,并且由于諸讀出系統(tǒng)的諸元件在特性方面的偏差,使得來自諸讀出系統(tǒng)的諸信號(hào)輸出相互之間可能存在差異。
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是,降低一個(gè)固態(tài)圖像攝取裝置的功耗。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是,抑制在輸出信號(hào)諸電平中的偏差,上述偏差是由于一個(gè)固態(tài)圖像攝取裝置的諸元件在特性方面的偏差而引起的。
為了達(dá)到上述諸目標(biāo),根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例,提供了一種固態(tài)圖像攝取裝置,包括驅(qū)動(dòng)裝置,它具有一種用于在一個(gè)水平方向上讀出全部像素的全部像素驅(qū)動(dòng)方式,以及一種用于在一個(gè)水平方向上通過跳越某些像素來讀出諸像素的像素跳越驅(qū)動(dòng)方式;以及用于讀出諸像素的多個(gè)讀出系統(tǒng),其中在該全部像素驅(qū)動(dòng)方式中,由多個(gè)讀出系統(tǒng)分開地讀出諸象素信號(hào),并且在該像素跳越驅(qū)動(dòng)方式中,由多個(gè)讀出系統(tǒng)中的一個(gè)來讀出諸象素信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例,提供了一種固態(tài)圖像攝取裝置,包括驅(qū)動(dòng)裝置,它具有一種用于在一個(gè)水平方向上讀出全部像素的全部像素驅(qū)動(dòng)方式,以及一種用于在一個(gè)水平方向上通過跳越某些像素來讀出諸像素的像素跳越驅(qū)動(dòng)方式;以及用于讀出諸像素的多個(gè)讀出系統(tǒng);以及切換裝置,用于將連接于至少一個(gè)讀出系統(tǒng)的諸像素連接到另一個(gè)讀出系統(tǒng),其中在該全部像素驅(qū)動(dòng)方式中,諸象素信號(hào)被分開地送往該多個(gè)讀出系統(tǒng),并且在該像素跳越驅(qū)動(dòng)方式中,通過使用該切換裝置,將被連接到至少一個(gè)讀出系統(tǒng)的諸象素信號(hào)送往其他的讀出系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例,提供了一種用于一種固態(tài)圖像攝取裝置的信號(hào)讀出方法,它具有用以讀出諸像素的多個(gè)讀出系統(tǒng),該方法包括一種用于在一個(gè)水平方向上讀出全部像素的全部像素驅(qū)動(dòng)方式,以及一種用于在一個(gè)水平方向上通過跳越若干像素來讀出諸像素的像素跳越驅(qū)動(dòng)方式;其中在該全部像素驅(qū)動(dòng)方式中,諸象素信號(hào)被該多個(gè)讀出系統(tǒng)分開地讀出,并且在該像素跳越驅(qū)動(dòng)方式中,諸象素信號(hào)被該多個(gè)讀出系統(tǒng)中的一個(gè)讀出。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例,也提供了一種用于一種固態(tài)圖像攝取裝置的信號(hào)讀出方法,該傳感器具有多個(gè)讀出系統(tǒng),用以讀出諸像素,該方法包括一種用于在一個(gè)水平方向上讀出全部像素的全部像素驅(qū)動(dòng)方式,以及一種用于在一個(gè)水平方向上通過跳越某些像素來讀出諸像素的像素跳越驅(qū)動(dòng)方式;其中在該全部像素驅(qū)動(dòng)方式中,通過并行地使用該多個(gè)讀出系統(tǒng)來讀出諸象素信號(hào),并且在該像素跳越驅(qū)動(dòng)方式中,通過使用該多個(gè)讀出系統(tǒng)中的另一個(gè),來讀出被連接到該多個(gè)讀出系統(tǒng)中的至少一個(gè)的諸象素信號(hào)。
通過以下的說明和諸附圖,將使本發(fā)明的其他目標(biāo)和特征變得顯而易見。
圖1是一張簡(jiǎn)要的和說明性的圖,表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第一實(shí)施例的一種電路配置。
圖2是一張簡(jiǎn)要的和說明性的圖,表示用兩個(gè)讀出系統(tǒng)來讀出諸信號(hào)的電路配置。
圖3是一張簡(jiǎn)要的和說明性的圖,表示通過跳越某些像素來讀出諸信號(hào)的電路配置。
圖4是一張簡(jiǎn)要的和說明性的圖,表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第二實(shí)施例,在一種靜止圖像方式下的一種電路配置。
圖5是一張簡(jiǎn)要的和說明性的圖,表示該第二實(shí)施例在活動(dòng)圖像方式下的電路配置。
圖6A和6B是兩張圖,分別表示諸濾色器的一種布局以及一種信號(hào)處理方法。
圖7是一張圖,表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種固態(tài)圖像攝取裝置的一個(gè)像素陣列以及諸讀出系統(tǒng)。
圖8是一張圖,表示圖7所示的像素陣列以及一個(gè)垂直掃描電路。
圖9是一張圖,表示一個(gè)像素的構(gòu)成。
圖10是一張圖,表示一個(gè)電源開/關(guān)電路的一個(gè)例子。
圖11是一張時(shí)間圖,說明在靜止圖像方式下的工作情況。
圖12是一張時(shí)間圖,說明在活動(dòng)圖像方式下的工作情況。
圖13是一張圖,表示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的一種固態(tài)圖像攝取裝置的一個(gè)像素陣列以及諸讀出系統(tǒng)。
圖14是一張圖,表示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的一種固態(tài)圖像攝取裝置的一個(gè)像素陣列以及諸讀出系統(tǒng)。
圖15A,15B,15C是表示諸濾色器的其他布局的圖。
圖16是一張圖,表示圖13所示的一個(gè)切換方框的構(gòu)成。
下面將參照諸附圖對(duì)本發(fā)明的諸實(shí)施例進(jìn)行說明。在說明諸實(shí)施例之前,將首先說明本發(fā)明賴以建立的技術(shù)背景。
在一種具有從一個(gè)圖像陣列的全部像素中讀出諸信號(hào)的工作方式(例如,用于一個(gè)數(shù)碼照相機(jī)的一種靜止圖像傳感方式)的裝置中,為了加快讀出時(shí)間,從多個(gè)讀出系統(tǒng)分開地讀出諸信號(hào)。若采用這樣一種從多個(gè)讀出系統(tǒng)分開地讀出諸信號(hào)的電路配置,即使處于如同在日本專利公報(bào)第9-46715號(hào)中所公開的通過跳越某些像素來讀出諸信號(hào)的工作方式下,諸信號(hào)仍然是從諸讀出系統(tǒng)分開地被讀出的。
然而,正如前面已經(jīng)說明的那樣,由于安裝了多個(gè)讀出系統(tǒng),使得功耗增加,并且由于諸讀出系統(tǒng)的諸元件在特性方面的偏差,使得來自諸讀出系統(tǒng)的諸信號(hào)電平輸出可能產(chǎn)生差異。
在這樣一種像素跳越讀出方式下,被讀出的像素的數(shù)目小于在全部像素讀出方式下被讀出的像素?cái)?shù)目。從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā),在本發(fā)明的像素跳越讀出方式中,本發(fā)明將從連接于至少一個(gè)讀出系統(tǒng)的諸像素讀出的諸信號(hào)送往另外的諸讀出系統(tǒng)。
一種使用具有全部像素讀出方式以及像素跳越讀出方式的固態(tài)圖像攝取裝置的裝置是,例如,一部具有一個(gè)電子取景器(EVF)的數(shù)碼照相機(jī)。EVF在像素跳越讀出方式下顯示一幅活動(dòng)圖像,而當(dāng)諸圖像被真正地拍照時(shí),該照相機(jī)工作于全部像素讀出方式。
現(xiàn)在,將參照諸附圖對(duì)本發(fā)明的諸實(shí)施例進(jìn)行說明。
首先,將說明第一到第三諸實(shí)施例的共同的技術(shù)內(nèi)容。圖1是一張表示本發(fā)明的該實(shí)施例的簡(jiǎn)要的和說明性的圖,而圖2則是一張表示使用兩個(gè)讀出系統(tǒng)來讀出諸信號(hào)的電路配置的簡(jiǎn)要的和說明性的圖。為了簡(jiǎn)單起見,所示的像素陣列由6×6個(gè)像素組成。下面,假定沿著列線(垂直線)進(jìn)行一次像素跳越讀出。
參看圖1和圖2,參考數(shù)字3表示在該6×6像素陣列中的一個(gè)像素。在沿著列方向配置的諸像素中,諸奇數(shù)列的諸像素經(jīng)由各自的垂直輸出線被連接到一個(gè)第一讀出系統(tǒng)1,并且諸偶數(shù)列的諸像素經(jīng)由各自的垂直輸出線被連接到一個(gè)第二讀出系統(tǒng)2。在圖1所示的第一實(shí)施例中,安裝了由金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管M21,M3,M26,M7(未示出),M2和M6組成的切換裝置,用以從該第二列和第三列諸像素中選出一個(gè),從該第六列和第七列(未示出)諸像素中選出一個(gè),并且將被選出的諸像素連接到該第一讀出系統(tǒng)1。諸MOS晶體管M2和M6被用來將被連接到該第一讀出系統(tǒng)的該第二列和第六列諸像素跟該第二讀出系統(tǒng)斷開。
在讀出圖2所示的配置中的諸信號(hào)時(shí),經(jīng)由該第一讀出系統(tǒng)1順序地一行接一行地讀出奇數(shù)列諸象素信號(hào),并且經(jīng)由該第二讀出系統(tǒng)2順序地一行接一行地讀出偶數(shù)列諸象素信號(hào)。這種基本的讀出方法被應(yīng)用于該全部像素讀出方式以及該像素跳越讀出方式。特別是,在該全部像素讀出方式中,該第一、第三、第五、…列諸像素由該第一讀出系統(tǒng)1來讀出,而該第二、第四、第六、…列諸像素則由該第二讀出系統(tǒng)2來讀出。在該像素跳越讀出方式中,該第一、第五、…列諸像素由該第一讀出系統(tǒng)1來讀出,而該第二、第六、…列諸像素則由該第二讀出系統(tǒng)2來讀出。
在該像素跳越讀出方式下被讀出的像素的數(shù)目少于在該全部像素讀出方式下被讀出的像素?cái)?shù)目(在2列和2行單元跳越的基礎(chǔ)上,在像素跳越讀出方式下,該數(shù)目被減少為一半),考慮到這個(gè)事實(shí),本發(fā)明含有的切換裝置在像素跳越讀出方式下,允許該第二、第六、…列諸像素被連接到該第一讀出系統(tǒng),使得諸信號(hào)僅從該第一讀出系統(tǒng)被讀出。
參考圖1,將給出更加具體的描述。在全部像素讀出方式下,一個(gè)低電平(L電平)信號(hào)被施加到一個(gè)端子TM,使諸MOS晶體管M3、M2和M6導(dǎo)通,并使諸MOS晶體管M21和M26截止,由此將來自該第一、第三和第五列諸象素信號(hào)送往該第一讀出系統(tǒng)1,并將來自該第二、第四和第六列諸象素信號(hào)送往該第二讀出系統(tǒng)2。上述電路配置跟圖2所示的相同。
在像素跳越讀出方式下,一個(gè)高電平(H電平)信號(hào)被施加到該端子TM,使諸切換裝置M21和M26導(dǎo)通,并使諸切換裝置M3、M2和M6截止,由此從該第一、第二、第五和第六、…列諸像素中讀出諸信號(hào),并將其送往該第一讀出系統(tǒng)1,在本例中,經(jīng)由該第三列垂直輸出線將來自該第二列諸象素信號(hào)送往該第一讀出系統(tǒng)1,并且經(jīng)由該第七列垂直輸出線(未示出),將來自該第六列諸象素信號(hào)送往該第一讀出系統(tǒng)1。上述配置的一個(gè)等效電路示于圖3。
在該像素跳越讀出方式下,使用圖1所示的電源開/關(guān)電路4,通過切斷向該第二讀出系統(tǒng)2的一部或全部供電的一個(gè)電源或施加一個(gè)電壓或諸電壓的諸來源,或者通過減小向該第二讀出系統(tǒng)2的一部或全部供應(yīng)的一個(gè)消耗電流或諸消耗電流,就能實(shí)現(xiàn)該裝置的低功耗。
而且,由于通過使用一個(gè)讀出系統(tǒng)來讀出諸像素,所以就用不著考慮構(gòu)成兩個(gè)讀出系統(tǒng)的諸元件在特性方面的偏差。
上述固態(tài)圖像攝取裝置主要地使用在上述實(shí)施例中所提到的一種MOS型固態(tài)圖像攝取裝置。本發(fā)明也可以應(yīng)用于電荷耦合器件(CCD)類型的固態(tài)圖像攝取裝置。
在一種CCD類型的固態(tài)圖像攝取裝置中,如圖4和圖5所示,以并行方式配置了兩個(gè)讀出系統(tǒng)。在圖4所示的一種靜態(tài)圖像方式中,全部像素都被讀出。在本例中,奇數(shù)列的諸象素信號(hào)經(jīng)由垂直CCD(VCCD)被讀到一個(gè)由一個(gè)水平CCD(HCCD)組成的第一讀出系統(tǒng)1,而偶數(shù)列的諸象素信號(hào)則經(jīng)由VCCD以及HCCD1被讀到一個(gè)由一個(gè)HCCD組成的一個(gè)第二讀出系統(tǒng)2。在圖5所示的一種活動(dòng)圖像方式下,執(zhí)行該像素跳越讀出方式(例如,兩根水平線的用光電方法被轉(zhuǎn)換的載流子被轉(zhuǎn)移到VCCD的每一根第二線,如同在日本專利公報(bào)第9-46715號(hào)中所公開的那樣),以便讀出來自該第一讀出系統(tǒng)HCCD1的諸信號(hào)。如上所述,由于在像素跳越讀出方式下所讀出的像素?cái)?shù)目少于在全部像素讀出方式下所讀出的像素?cái)?shù)目,所以可以用一個(gè)單獨(dú)的讀出系統(tǒng)來讀出諸象素信號(hào)。通過關(guān)閉HCCD2的該轉(zhuǎn)移門以及浮置擴(kuò)散放大器(floating diffusionamplifier)的電源就能降低功耗。而且,由于使用一個(gè)讀出系統(tǒng)來讀出諸像素,所以用不著考慮組成兩個(gè)讀出系統(tǒng)的諸元件在特性方面的偏差。
其次,參照諸附圖對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施例進(jìn)行說明。
首先,將具體地說明一種具有像素跳越讀出方式的固態(tài)圖像攝取裝置的濾色器的布局的一個(gè)實(shí)例。在日本專利中請(qǐng)公報(bào)第9-46715號(hào)中,公開了一種具有像素跳越讀出方式的固態(tài)圖像攝取裝置的濾色器的布局的一個(gè)實(shí)例。
圖6A和6B是兩張圖,說明在日本專利申請(qǐng)公報(bào)第9-46715號(hào)中所公開的諸濾色器的一種布局以及一種信號(hào)處理方法。在圖6A所示的諸濾色器的布局中,被讀出的諸信號(hào)有第一行、第一列Ye(黃色它阻止蘭光),第一行、第二列Cy(深藍(lán)色它阻止紅光),第二行、第一列G(綠色它允許綠光通過),以及第二行、第二列Mg(品紅色它阻止綠光)。從讀出的諸信號(hào)中,可以得到諸相加信號(hào)(Ye+G)以及(Cy+Mg)。從下列方程式可計(jì)算出一個(gè)亮度信號(hào)(Y)以及一個(gè)色差信號(hào)(-(B-Y))Y={(Ye+G)+(Cy+Mg)}/2-(B-Y)=(Ye+G)-(Cy+Mg)在跳越第三和第四行之后,被讀出的諸信號(hào)有第五行、第一列Ye,第五行、第二列Cy,第六行、第一列Mg,以及第六行、第二列G。從讀出的諸信號(hào)中,可以得到諸相加信號(hào)(Ye+Mg)以及(Cy+G)。從下列方程式可計(jì)算出一個(gè)亮度信號(hào)(Y)以及一個(gè)色差信號(hào)(R-Y))Y={(Ye+Mg)+(Cy+G)}/2R-Y=(Ye+Mg)-(Cy+G)如上所述,在第一實(shí)施例中,通過跳越第三和第四、第七和第八…行諸像素,沿著行的方向(水平方向)讀出屬于各自的兩行的諸信號(hào),例如,第一和第二,第五和第六,…行的諸像素,通過跳越第三和第四、第七和第八、…列諸像素,沿著列的方向(垂直方向)讀出屬于各自的兩列的諸信號(hào),例如,第一和第二,第五和第六,…列的諸像素。
其次,說明第一實(shí)施例中具有上述諸濾色器的布局的固態(tài)圖像攝取裝置的結(jié)構(gòu)和工作。
圖7表示該固態(tài)圖像攝取裝置的像素陣列以及諸讀出系統(tǒng),圖8表示圖7所示的像素陣列以及該固態(tài)圖像攝取裝置的一個(gè)垂直掃描裝置,圖9是一張表示一個(gè)像素的結(jié)構(gòu)的圖,以及圖10是一張表示一個(gè)電源開/關(guān)電路的一個(gè)實(shí)例的圖。
如圖9所示,一個(gè)像素包括一個(gè)光三極管PD,一個(gè)轉(zhuǎn)移裝置MS11,用于轉(zhuǎn)移該光三極管PD的諸信號(hào)電荷;一個(gè)放大裝置MS14,用于放大被轉(zhuǎn)移的信號(hào)并且進(jìn)行輸出;一個(gè)選擇裝置MS13,用于選擇該像素;以及一個(gè)復(fù)位裝置MS12,用于將該已轉(zhuǎn)移的信號(hào)復(fù)位到一個(gè)電位VR。諸信號(hào)φTX,φRES,和φSEL分別控制該轉(zhuǎn)移裝置MS11,復(fù)位裝置MS12,以及選擇裝置MS13。
如圖8所示,各自具有上述結(jié)構(gòu)的諸像素被配置在一個(gè)矩陣之中。一個(gè)垂直掃描電路VSR順序地驅(qū)動(dòng)每一行,每一行都安裝了3個(gè)開關(guān)S,以便將諸信號(hào)φRES,φTX,以及φSEL施加到被選定的行的諸像素之上。
如圖7所示,示于圖8的像素陣列的各自的諸列的諸像素都被連接到諸垂直輸出線VL1到VL4,它們經(jīng)由對(duì)應(yīng)的4個(gè)MOS晶體管MR11到MR14,MR21到MR24,MR15到MR18,和MR25到MR28,被連接到對(duì)應(yīng)的4個(gè)電容器C11到C14,C21到C24,C15到C18,和C25到C28。該MOS晶體管MR11,MR15,MR21,和MR25由信號(hào)φTN1進(jìn)行控制,該MOS晶體管MR12,MR16,MR22,和MR26由該信號(hào)φTS1進(jìn)行控制,該MOS晶體管MR13,MR17,MR23,和MR27由該信號(hào)φTN2進(jìn)行控制,以及該MOS晶體管MR14,MR18,MR24和MR28由該信號(hào)φTS2進(jìn)行控制。這些信號(hào)φTN1,φTS1,φTN2,和φTS2選擇對(duì)應(yīng)的MOS晶體管,以便將每一個(gè)像素的一個(gè)信號(hào)存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的電容器中去。諸奇數(shù)列的諸垂直輸出線經(jīng)由諸MOS晶體管被連接到配置于圖7的上半部的諸電容器那里,諸偶數(shù)列的諸垂直輸出線經(jīng)由諸MOS晶體管被連接到配置于圖7的下半部的諸電容器那里。
類似于圖1,安裝了諸MOS晶體管M21、M3和M2,用以選擇該第二或第三列諸像素(也選擇該第六或第七列諸像素,等等)。若該MOS晶體管M21導(dǎo)通,則該MOS晶體管M3截止,使得被連接到該垂直輸出線VL2的諸象素信號(hào)從該垂直輸出線VL3處被讀出。若該MOS晶體管M3被選中,則該MOS晶體管M21截止,并且該MOS晶體管M2導(dǎo)通,使得被連接到該垂直輸出線VL2的諸象素信號(hào)直接地從該垂直輸出線VL2處被讀出。
一個(gè)第一水平掃描電路(HSR1)投入工作,以便同時(shí)地將諸電容器C11和C13上的諸信號(hào)轉(zhuǎn)移到一根水平輸出線HL1,并將諸電容器C12和C14上的諸信號(hào)轉(zhuǎn)移到一根水平輸出線HL2。這些信號(hào)被諸放大器A1和A2進(jìn)行放大,并且一個(gè)差分放大器A3從它的輸出端OUT1輸出一個(gè)相減信號(hào)(V2-V1),其中V1是在諸電容器C11和C13之上的諸信號(hào)的一個(gè)相加信號(hào),并且V2是在諸電容器C12和C14之上的諸信號(hào)的一個(gè)相加信號(hào)。
當(dāng)該MOS晶體管M21導(dǎo)通并且該MOS晶體管M2截止時(shí),被連接到該垂直輸出線VL2的諸象素信號(hào)可從該垂直輸出線VL3處讀出。在本例中,該第一水平掃描電路(HSR1)投入工作,以便同時(shí)地將諸電容器C15和C17上的諸信號(hào)轉(zhuǎn)移到該水平輸出線HL1,并將諸電容器C16和C18上的諸信號(hào)轉(zhuǎn)移到該水平輸出線HL2。這些信號(hào)被諸放大器A1和A2進(jìn)行放大,并且該差分放大器A3從它的輸出端OUT1輸出一個(gè)相減信號(hào)(V4-V3),其中V3是在諸電容器C15和C17之上的諸信號(hào)的一個(gè)相加信號(hào),并且V4是在諸電容器C16和C18之上的諸信號(hào)的一個(gè)相加信號(hào)。在這些工作過程中,通過示于諸如圖10所示那樣的一種電源開/關(guān)電路(在圖7中未示出),使連接到諸放大器A4,A5和A6的電源被關(guān)斷。輸入到一個(gè)水平掃描電路HSR2的諸時(shí)鐘信號(hào)也被關(guān)斷。
當(dāng)該MOS晶體管M21截止并且該MOS晶體管M2導(dǎo)通時(shí),該第二水平掃描電路HSR2投入工作,以便同時(shí)地將諸電容器C21和C23上的諸信號(hào)轉(zhuǎn)移到該水平輸出線HL3,并將諸電容器C22和C24上的諸信號(hào)轉(zhuǎn)移到該水平輸出線HL4。這些信號(hào)被諸放大器A4和A5進(jìn)行放大,并且該差分放大器A6從它的輸出端OUT2輸出一個(gè)相減信號(hào)(V6-V5),其中V5是在諸電容器C21和C23之上的諸信號(hào)的一個(gè)相加信號(hào),并且V6是在諸電容器C22和C24之上的諸信號(hào)的一個(gè)相加信號(hào)。
由于分布電容或諸如此類的影響,使得這兩個(gè)讀出系統(tǒng)的諸水平輸出線HL1,HL2,HL3和HL4上的諸電位可能發(fā)生波動(dòng)。為了使諸電位彼此相等,安裝了如圖7所示的諸復(fù)位MOS開關(guān)。這些MOS開關(guān)由一個(gè)信號(hào)φCHR進(jìn)行控制,以便將諸水平輸出線上的諸電位設(shè)置為一個(gè)電位VCHR。
下面參照?qǐng)D11和12,對(duì)上述跟一部數(shù)碼照相機(jī)配合使用的固態(tài)圖像攝取裝置的工作進(jìn)行說明。在靜止圖像方式下,全部像素都被讀出,而在活動(dòng)圖像方式下,通過跳越某些像素來讀出諸像素。在下面的說明中,圖7到圖10涉及該固態(tài)圖像攝取裝置的結(jié)構(gòu)。為了使說明簡(jiǎn)化,僅就第一和第二行以及第一和第二列的諸像素的讀出操作進(jìn)行說明。
如圖11所示,在靜止圖像方式下,用于第一行諸像素的復(fù)位信號(hào)φRES被設(shè)置為低電平,以便釋放每一個(gè)像素的轉(zhuǎn)移部分(該光二極管除外)的復(fù)位操作(轉(zhuǎn)移部分復(fù)位周期T1)。其次,諸信號(hào)φSEL,φTN1和φTN2被設(shè)置為高電平,以便將諸像素上的諸噪聲信號(hào)讀出到這兩個(gè)電容器(噪聲讀出周期T2)中去。第一列的諸象素信號(hào)被讀出到圖7上半部(通過該第一讀出系統(tǒng))的諸電容器C11和C13中去,并且第二列的諸象素信號(hào)被讀出到圖7下半部(通過該第二讀出系統(tǒng))的諸電容器C21和C23中去。
然后,該信號(hào)φVR被設(shè)置為高電平,以便使諸垂直輸出線復(fù)位。在這個(gè)復(fù)位周期中,該信號(hào)φTX被設(shè)置為高電平,以便從在其中積累了諸信號(hào)電荷的諸像素的光三極管(PD)那里轉(zhuǎn)移諸傳感器信號(hào)(傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)移周期T3)。接著,諸信號(hào)φSEL,φTS1和φTS2被設(shè)置為高電平,以便將諸像素中的諸傳感器信號(hào)讀出到兩個(gè)電容器(傳感器信號(hào)讀出周期T4)。第一列的諸象素信號(hào)被讀出到圖7上半部(通過該第一讀出系統(tǒng))的諸電容器C12和C14中去,并且第二列的諸象素信號(hào)被讀出到圖7下半部(通過該第二讀出系統(tǒng))的諸電容器C22和C24中去。在這個(gè)時(shí)間內(nèi),在第三列和其后的列的諸象素信號(hào)也被讀出。
再次,用于第一行諸像素的復(fù)位信號(hào)φRES被設(shè)置為高電平,以便使諸像素的轉(zhuǎn)移部分復(fù)位,并且該信號(hào)φTX也被設(shè)置為高電平,以便使諸像素的諸光二極管復(fù)位(像素復(fù)位周期T5)。
在下一個(gè)信號(hào)輸出周期T6,在該第一讀出系統(tǒng)的一邊,從諸電容器C11和C13中將該第一行、第一列像素中的諸噪聲信號(hào)的一個(gè)相加信號(hào)讀出到該水平輸出線HL1,并從諸電容器C12和C14中將該第一行、第一列像素中的諸傳感器信號(hào)的一個(gè)相加信號(hào)讀出到該水平輸出線HL2。從輸出端OUT1輸出諸傳感器信號(hào)的相加信號(hào)減去諸噪聲信號(hào)的相加信號(hào)(的差值)。在該第二讀出系統(tǒng)的一邊,從諸電容器C21和C23中將該第一行、第二列像素中的諸噪聲信號(hào)的一個(gè)相加信號(hào)讀出到該水平輸出線HL3,并從諸電容器C22和C24中將該第一行、第二列像素中的諸傳感器信號(hào)的一個(gè)相加信號(hào)讀出到該水平輸出線HL4。從輸出端OUT2輸出諸傳感器信號(hào)的相加信號(hào)減去諸噪聲信號(hào)的相加信號(hào)(的差值)。如圖11所示,第一列諸像素的一個(gè)輸出(OUT1)以及第二列諸像素的一個(gè)輸出(OUT2)在同一時(shí)間內(nèi)被輸出,并且第三和第四列諸像素以及其后的列的諸像素也在同一時(shí)間內(nèi)被輸出。在介于第一和第二列以及第三和第四列(也介于其后的成對(duì)的各列)之間的一個(gè)周期內(nèi),該信號(hào)φCHR被設(shè)置為高電平,以便使諸水平輸出線復(fù)位。
對(duì)第二和隨后各行來說,也重復(fù)著類似于以上所述的操作。在介于該第一和第二行諸操作(也介于其后的行操作)之間的周期內(nèi),諸電容器C11至C18以及諸電容器C21至C28均被復(fù)位。
如圖12所示,在活動(dòng)圖像方式下,用于第一行諸像素的復(fù)位信號(hào)φRES被設(shè)置為低電平,以便釋放每一個(gè)像素的轉(zhuǎn)移部分(該光二極管除外)的復(fù)位操作(轉(zhuǎn)移部分復(fù)位周期T11)。其次,諸信號(hào)φSEL,φTN1被設(shè)置為高電平,以便將第一列像素上的噪聲信號(hào)讀出到電容器C11中去,同時(shí)將第二列像素上的噪聲信號(hào)讀出到電容器C15中去(噪聲讀出周期T12)。然后,該信號(hào)φVR被設(shè)置為高電平,以便復(fù)位諸垂直輸出線。在這個(gè)復(fù)位周期中,該信號(hào)φTX被設(shè)置為高電平,以便從在其中積累了諸信號(hào)電荷的諸像素的光三極管(PD)那里轉(zhuǎn)移諸傳感器信號(hào)(傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)移周期T13)。接著,諸信號(hào)φSEL和φTS1被設(shè)置為高電平,以便將第一列像素中的傳感器信號(hào)讀出到電容器C12中去,并將第二列像素中的傳感器信號(hào)讀出到電容器C16中去(傳感器信號(hào)讀出周期T14)。在這個(gè)時(shí)間內(nèi),第五列和其后的列的諸象素信號(hào)也被讀出。
再次,用于第一行諸像素的復(fù)位信號(hào)φRES被設(shè)置為高電平,以便使諸像素的轉(zhuǎn)移部分復(fù)位,并且該信號(hào)φTX也被設(shè)置為高電平,以便使諸像素的諸光二極管復(fù)位(像素復(fù)位周期T15)。
接著,以類似于第一行諸象素信號(hào)的讀出方式讀出第二行諸像素中的諸信號(hào)(諸周期T22至T25對(duì)應(yīng)于諸周期T12至T15)。在第二行、第一列像素中的噪聲信號(hào)被讀出到電容器C13,在第二行、第二列像素中的噪聲信號(hào)被讀出到電容器C17。在第二行、第一列像素中的傳感器信號(hào)被讀出到電容器14,在第二行、第二列像素中的傳感器信號(hào)被讀出到電容器18。
伴隨著上述操作,在第一行、第一列的噪聲信號(hào)和傳感器信號(hào)分別地被存儲(chǔ)到諸電容器C11和C12中去,在第一行、第二列的噪聲信號(hào)和傳感器信號(hào)分別地被存儲(chǔ)到諸電容器C15和C16中去。在第二行、第一列的噪聲信號(hào)和傳感器信號(hào)分別地被存儲(chǔ)到諸電容器C13和C14中去,在第二行、第二列的噪聲信號(hào)和傳感器信號(hào)分別地被存儲(chǔ)到諸電容器C17和C18中去,在下一個(gè)信號(hào)輸出周期T16,針對(duì)已讀出的第一列像素,從諸電容器C11和C13中將該第一行、第一列像素以及第二行、第一列像素中的諸噪聲信號(hào)的一個(gè)相加信號(hào)讀出到該水平輸出線HL1,并從諸電容器C12和C14中將該第一行、第一列像素以及第二行、第一列像素中的諸傳感器信號(hào)的一個(gè)相加信號(hào)讀出到該水平輸出線HL2。從輸出端OUT1輸出第一行、第一列像素以及第二行、第一列像素的諸傳感器信號(hào)的相加信號(hào)減去第一行、第一列像素以及第二行、第一列的諸噪聲信號(hào)的相加信號(hào)(的差值)。其后,針對(duì)已讀出的第二列像素,從諸電容器C15和C17中將該第一行、第二列像素以及第二行、第二列中的諸噪聲信號(hào)的一個(gè)相加信號(hào)讀出到該水平輸出線HL1,并從諸電容器C16和C18中將該第一行、第二列像素以及第二行、第二列像素中的諸傳感器信號(hào)的一個(gè)相加信號(hào)讀出到該水平輸出線HL2。從輸出端OUT1輸出第一行、第二列像素以及第二行、第二列像素中的諸傳感器信號(hào)的相加信號(hào)減去第一行、第二列像素以及第二行、第二列像素中的諸噪聲信號(hào)的行相加信號(hào)(的差值)。參照?qǐng)D6A和6B所示的諸濾色器的布局,來自第一列諸像素的一個(gè)信號(hào)(Ye+G)以及來自第二列諸像素的一個(gè)信號(hào)(Cy+Mg)從該輸出端OUT1處被輸出。針對(duì)第五和第六列諸像素以及其后的諸像素的類似的諸行相加信號(hào)也被輸出。
在跳過第三和第四行之后,對(duì)第六行也執(zhí)行類似的操作。從第一列諸像素輸出一個(gè)信號(hào)(Ye+Mg),并且從第二列諸像素輸出一個(gè)信號(hào)(Cy+G)。在圖12中這被表示為(1)OUT1,OUT2:OFF。由于諸信號(hào)(Ye+G),(Cy+Mg),(Ye+Mg),以及(Cy+G)取自第一和第二行以及第五和第六行,因此可以通過前面所述的信號(hào)處理來獲得該亮度信號(hào)(Y)以及色差信號(hào)(-(B-Y))和(R-Y)。
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中,可以從輸出端OUT1獲得該色差信號(hào)(-(B-Y))和(R-Y)。
圖13是一張圖,表示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的一種固態(tài)圖像攝取裝置的像素陣列和諸讀出系統(tǒng)。
圖16是一種圖,表示圖13所示的一個(gè)切換方框5的結(jié)構(gòu)。第二實(shí)施例具有切換方框5,它被添加到圖7所示的固態(tài)圖像攝取裝置的結(jié)構(gòu)中去。該切換方框5通過諸信號(hào)φTN1,φTS1,φTN2,和φTS2去控制諸MOS晶體管MR15至MR18,使得存儲(chǔ)在電容器C15中的信號(hào)跟存儲(chǔ)在電容器C16中的信號(hào)互相交換,以及存儲(chǔ)在電容器C17中的信號(hào)跟存儲(chǔ)在電容器C18中的信號(hào)互相交換(被存儲(chǔ)的噪聲與傳感器諸信號(hào)互相交換),并使得存儲(chǔ)在諸電容器C11至C18中的諸信號(hào)被同時(shí)讀出。除了該切換方框5以外的諸部件都跟圖7所示的相同,這樣一來,在圖13中,相同的參考數(shù)字以及關(guān)于相同的諸部件的說明被省略。
靜止圖像方式工作于與第一實(shí)施例相似的方式,其電路互連類似于在圖7中、在該切換方框5的控制下所實(shí)現(xiàn)的互連。
在活動(dòng)圖像方式下,下列各點(diǎn)不同于第一實(shí)施例。諸MOS晶體管MR15至MR18的導(dǎo)通/截止情況跟第一實(shí)施例相反。在所讀出的第一行像素中,在第一行、第二列像素中的噪聲信號(hào)被讀出到電容器C16,并且在第一行、第二列的像素中的傳感器信號(hào)被讀出到電容器C15,在所讀出的第二行像素中,在第二行、第二列像素中的噪聲信號(hào)被讀出到電容器C18,并且在第二行、第二列的像素中的傳感器信號(hào)被讀出到電容器C17(第五和第六行諸像素以及其后的行的諸像素也以類似的方式被讀出)。
因此,在第一行、第一列的像素中的噪聲與傳感器諸信號(hào)(N11和S11)被分別地存儲(chǔ)在諸電容器C11和C12之中,在第一行、第二列的像素中的噪聲與傳感器諸信號(hào)(N12和S12)被分別地存儲(chǔ)在諸電容器C16和C15之中。在第二行、第一列的像素中的噪聲與傳感器諸信號(hào)(N21和S21)被分別地存儲(chǔ)在諸電容器C13和C14之中,并且在第二行、第二列的像素中的噪聲與傳感器諸信號(hào)(N22和S22)被分別地存儲(chǔ)在諸電容器C18和C17之中。
在信號(hào)輸出周期T16中,進(jìn)行對(duì)第一和第二列諸像素的一次并發(fā)讀出,使得在諸電容器C11,C13,C15,和C17中的諸信號(hào)被讀出到該水平輸出線HL1,以便輸出(N11+N21+S12+S22),并使得在諸電容器C12,C14,C16,和C18中的諸信號(hào)被讀出到該水平輸出線HL2,以便輸出(S11+S21+N12+N22)。
因此,從該輸出端OUT1輸出下列信號(hào)(S11+S21+N12+N22)-(N11+N21+S12+S22)=(S11+S21)-(S12+S22)+(N12+N22)-(N11+N21)參照?qǐng)D6A和6B所示的濾色器的布局,從該輸出端OUT1輸出一個(gè)信號(hào)(Ye+G)-(Cy+Mg),該信號(hào)是來自第一列諸像素的一個(gè)信號(hào)(Ye+G)減去來自第二列諸像素的一個(gè)信號(hào)(Cy+Mg)的差值,并且是該色差信號(hào)-(B-Y)。
在跳越第三和第四行之后,對(duì)第五和第六行執(zhí)行類似的操作,以便由此獲得一個(gè)信號(hào)(Ye+Mg)-(Cy+G),即,該色差信號(hào)(R-Y)。在圖12中,這被表示為(2)OUT1,PUT2:OFF。
圖14表示本發(fā)明的第三實(shí)施例。與圖7所示的固態(tài)圖像攝取裝置的結(jié)構(gòu)相比,該讀出系統(tǒng)1和2中的每一個(gè)都安裝了一個(gè)采樣/保持(S/H)電路以及一個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)電路。當(dāng)僅用讀出系統(tǒng)1來讀出諸信號(hào)時(shí),連接到該采樣/保持(S/H)電路以及模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路的諸電源也被關(guān)斷以便降低功耗。
在上述第一至第三諸實(shí)施例中,通過使用具有圖6A和6B所示的布局的濾色器,實(shí)行一種在行與列諸方向上的2行和2列的像素跳越讀出方式。本發(fā)明并不局限于2行和2列的像素跳越讀出方式,而是可以使用任何其他的像素跳越讀出方式,這取決于被使用的諸濾色器的布局。
例如,若采用圖1SA所示諸濾色器的布局,則實(shí)行圖15B所示的信號(hào)處理,使得在列的方向上每次跳過4列,而在行的方向上,每次跳過1行,或者實(shí)行圖15C所示的信號(hào)處理,使得在列的方向上每次跳過2列,而在行的方向上,每次跳過4行。顯而易見,由此可以實(shí)行一種4行和4列的像素跳越讀出方式。
在以上的說明中,雖然使用了一種在行和列諸方向上都配置了諸像素的面陣列傳感器,但是本發(fā)明并不局限于僅使用面陣列傳感器。例如,若使用一種線陣列傳感器,并使用一種偶數(shù)像素讀出系統(tǒng)以及一種奇數(shù)像素讀出系統(tǒng)以便提高輸出速率,則雙讀出系統(tǒng)被用于高分辨率方式,而單讀出系統(tǒng)則用于低分辨率方式。
正如到現(xiàn)在為止已經(jīng)詳細(xì)說明過的那樣,根據(jù)本發(fā)明的第一至第三實(shí)施例,在一種讀出全部像素的驅(qū)動(dòng)方式中,使用多個(gè)讀出系統(tǒng),用以分開地讀出全部像素,以便提高讀出速率,而在一種通過跳越某些像素來讀出諸像素的驅(qū)動(dòng)方式中,減少了讀出系統(tǒng)的數(shù)目,使得功耗得以降低,并且使得由于諸元件在特性方面的偏差所引起的信號(hào)電平的變化得以抑制。
在不背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范圍的前提下,可以構(gòu)成本發(fā)明的許多大不相同的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)這樣來理解除了在所附權(quán)利要求書中所規(guī)定以外,本發(fā)明并不局限于在本說明書中所敘述的特定的諸實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)圖像攝取裝置,包括驅(qū)動(dòng)裝置,它具有一種全部像素驅(qū)動(dòng)方式,用于在一個(gè)水平方向上讀出全部像素,以及一種像素跳越驅(qū)動(dòng)方式,用于在一個(gè)水平方向上,通過跳越某些像素來讀出諸像素;以及多個(gè)讀出系統(tǒng),用于讀出諸像素,其中,在全部像素驅(qū)動(dòng)方式中,由多個(gè)讀出系統(tǒng)分開地讀出諸象素信號(hào),并且在像素跳越驅(qū)動(dòng)方式中,由多個(gè)讀出系統(tǒng)中的一個(gè)讀出諸象素信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中,在像素跳越驅(qū)動(dòng)方式中,在一個(gè)垂直方向上,也用多個(gè)讀出系統(tǒng)中的一個(gè),通過跳越某些像素來讀出諸像素。
3.一種固態(tài)圖像攝取裝置,包括驅(qū)動(dòng)裝置,它具有一種全部像素驅(qū)動(dòng)方式,用于在一個(gè)水平方向上讀出全部像素,以及一種像素跳越驅(qū)動(dòng)方式,用于在該水平方向上,通過跳越某些像素來讀出諸像素;多個(gè)讀出系統(tǒng),用于讀出諸像素;以及切換裝置,用于將被連接到至少一個(gè)讀出系統(tǒng)的諸像素連接到另一個(gè)讀出系統(tǒng),其中,在全部像素驅(qū)動(dòng)方式中,諸象素信號(hào)被分開地送往多個(gè)讀出系統(tǒng),而在像素跳越驅(qū)動(dòng)方式中,通過使用所述切換裝置,將被連接到至少一個(gè)讀出系統(tǒng)的諸象素信號(hào)送往其他的讀出系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中,在像素跳越驅(qū)動(dòng)方式中,用于至少一個(gè)讀出系統(tǒng)的一個(gè)電源被關(guān)斷,或者用于至少一個(gè)讀出系統(tǒng)的一個(gè)消耗電流被降低。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中,在像素跳越驅(qū)動(dòng)方式中,用于至少一個(gè)讀出系統(tǒng)的一個(gè)電源被關(guān)斷,或者用于至少一個(gè)讀出系統(tǒng)的一個(gè)消耗電流被降低。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中,在像素跳越驅(qū)動(dòng)方式中,用于至少一個(gè)讀出系統(tǒng)的一個(gè)電源被關(guān)斷,或者用于至少一個(gè)讀出系統(tǒng)的一個(gè)消耗電流被降低。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中,該全部像素驅(qū)動(dòng)方式是一種靜止圖像驅(qū)動(dòng)方式,而該像素跳越驅(qū)動(dòng)方式則是一種活動(dòng)圖像驅(qū)動(dòng)方式。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中,該全部像素驅(qū)動(dòng)方式是一種靜止圖像驅(qū)動(dòng)方式,而該像素跳越驅(qū)動(dòng)方式則是一種活動(dòng)圖像驅(qū)動(dòng)方式。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中,該全部像素驅(qū)動(dòng)方式是一種靜止圖像驅(qū)動(dòng)方式,而該像素跳越驅(qū)動(dòng)方式則是一種活動(dòng)圖像驅(qū)動(dòng)方式。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置還包括一個(gè)濾色器陣列,它具有為全部像素提供的諸濾色器,所述濾色器陣列包括一個(gè)第一水平行,它具有沿水平方向交替地和重復(fù)地配置的一個(gè)第一濾色器和一個(gè)第二濾色器;一個(gè)第二水平行,它具有沿水平方向交替地和重復(fù)地配置的一個(gè)第三濾色器和一個(gè)第四濾色器;一個(gè)第三水平行,它具有沿水平方向交替地和重復(fù)地配置的一個(gè)第二濾色器和一個(gè)第一濾色器;一個(gè)第四水平行,它具有沿水平方向交替地和重復(fù)地配置的一個(gè)第四濾色器和一個(gè)第三濾色器;一個(gè)第五水平行,它具有跟第一濾色器行相同的布局;一個(gè)第六水平行,它具有跟第四濾色器行相同的布局;一個(gè)第七水平行,它具有跟第三濾色器行相同的布局;一個(gè)第八水平行,它具有跟第二濾色器行相同的布局;以及第九和其后各水平行,它們具有跟在一個(gè)垂直方向上重復(fù)地配置的第一至第八水平行相同的布局。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)圖像攝取裝置還包括一個(gè)濾色器陣列,它具有為全部像素提供的諸濾色器,所述濾色器陣列包括一個(gè)第一水平行,它具有沿水平方向交替地和重復(fù)地配置的一個(gè)第一濾色器和一個(gè)第二濾色器;一個(gè)第二水平行,它具有沿水平方向交替地和重復(fù)地配置的一個(gè)第三濾色器和一個(gè)第四濾色器;一個(gè)第三水平行,它具有沿水平方向交替地和重復(fù)地配置的一個(gè)第二濾色器和一個(gè)第一濾色器;一個(gè)第四水平行,它具有沿水平方向交替地和重復(fù)地配置的一個(gè)第四濾色器和一個(gè)第三濾色器;一個(gè)第五水平行,它具有跟第一濾色器行相同的布局;一個(gè)第六水平行,它具有跟第四濾色器行相同的布局;一個(gè)第七水平行,它具有跟第三濾色器行相同的布局;一個(gè)第八水平行,它具有跟第二濾色器行相同的布局;以及第九和其后各水平行,它們具有跟在一個(gè)垂直方向上重復(fù)地配置的第一至第八水平行相同的布局。
12.一種根據(jù)權(quán)利要求3所述的固態(tài)圖像攝取裝置還包括一個(gè)濾色器陣列,它具有為全部像素提供的諸濾色器,所述濾色器陣列包括一個(gè)第一水平行,它具有沿水平方向交替地和重復(fù)地配置的一個(gè)第一濾色器和一個(gè)第二濾色器;一個(gè)第二水平行,它具有沿水平方向交替地和重復(fù)地配置的一個(gè)第三濾色器和一個(gè)第四濾色器;一個(gè)第三水平行,它具有沿水平方向交替地和重復(fù)地配置的一個(gè)第二濾色器和一個(gè)第一濾色器;一個(gè)第四水平行,它具有沿水平方向交替地和重復(fù)地配置的一個(gè)第四濾色器和一個(gè)第三濾色器;一個(gè)第五水平行,它具有跟第一濾色器行相同的布局;一個(gè)第六水平行,它具有跟第四濾色器行相同的布局;一個(gè)第七水平行,它具有跟第三濾色器行相同的布局;一個(gè)第八水平行,它具有跟第二濾色器行相同的布局;以及第九和其后各水平行,它們具有跟在一個(gè)垂直方向上重復(fù)地配置的第一至第八水平行相同的布局。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中第一濾色器是一個(gè)用以阻止紅光的濾色器,第二濾色器是一個(gè)用以阻止蘭光的濾色器,第三濾色器是一個(gè)用以阻止綠光的濾色器,以及第四濾色器是一個(gè)用以透射綠光的濾色器。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中第一濾色器是一個(gè)用以阻止紅光的濾色器,第二濾色器是一個(gè)用以阻止蘭光的濾色器,第三濾色器是一個(gè)用以阻止綠光的濾色器,以及第四濾色器是一個(gè)用以透射綠光的濾色器。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中第一濾色器是一個(gè)用以阻止紅光的濾色器,第二濾色器是一個(gè)用以阻止蘭光的濾色器,第三濾色器是一個(gè)用以阻止綠光的濾色器,以及第四濾色器是一個(gè)用以透射綠光的濾色器。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中,在像素跳越驅(qū)動(dòng)方式中,沿著一個(gè)行的方向,在讀出兩行的諸像素之后,跳過兩行的諸像素,沿著一個(gè)列的方向,在讀出兩列的諸像素之后,跳過兩列的諸像素,并且沿著行的方向從這兩行的諸像素中讀出的諸信號(hào)被疊加在一起并且被輸出。
17.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中,在像素跳越驅(qū)動(dòng)方式中,沿著一個(gè)行的方向,在讀出兩行的諸像素之后,跳過兩行的諸像素,沿著一個(gè)列的方向,在讀出兩列的諸像素之后,跳過兩列的諸像素,并且沿著行的方向從這兩行的諸像素中讀出的諸信號(hào)被疊加在一起并且被輸出。
18.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中,在像素跳越驅(qū)動(dòng)方式下,沿著一個(gè)行的方向,在讀出兩行的諸像素之后,跳過兩行的諸像素,沿著一個(gè)列的方向,在讀出兩列的諸像素之后,跳過兩列的諸像素,并且沿著行的方向從這兩行的諸像素中讀出的諸信號(hào)被疊加在一起并且被輸出。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中,從該兩行的諸像素中讀出的諸信號(hào)在行的方向上的疊加,通過下述方法來實(shí)現(xiàn)將這兩行的諸信號(hào)存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的諸電容器中去,并且將在同一列中的諸信號(hào)在同一時(shí)間內(nèi)傳送到一根輸出線上。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中,從該兩行的諸像素中讀出的諸信號(hào)在行的方向上的疊加,通過下述方法來實(shí)現(xiàn)將這兩行的諸信號(hào)存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的諸電容器中去,并且將在同一列中的諸信號(hào)在同一時(shí)間內(nèi)傳送到一根輸出線上。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中,從該兩行的諸像素中讀出的諸信號(hào)在行的方向上的疊加,通過下述方法來實(shí)現(xiàn)將這兩行的諸信號(hào)存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的諸電容器中去,并且將在同一列中的諸信號(hào)在同一時(shí)間內(nèi)傳送到一根輸出線上。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中,在沿著列的方向讀出這兩列的諸像素時(shí),從這兩列的諸像素中被讀出的諸信號(hào),在同一時(shí)間內(nèi)被讀出到兩根不同的輸出線上并且被疊加在一起。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中,在沿著列的方向讀出這兩列的諸像素時(shí),從這兩列的諸像素中被讀出的諸信號(hào),在同一時(shí)間內(nèi)被讀出到兩根不同的輸出線上并且被疊加在一起。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中,在沿著列的方向讀出這兩列的諸像素時(shí),從這兩列的諸像素中被讀出的諸信號(hào),在同一時(shí)間內(nèi)被讀出到兩根不同的輸出線上并且被疊加在一起。
25.一種固態(tài)圖像攝取裝置,包括沿水平方向和沿垂直方向配置的多個(gè)像素;兩個(gè)水平輸出單元,用于從多個(gè)像素中讀出諸信號(hào);減法運(yùn)算裝置,用于從來自一個(gè)水平輸出單元的一個(gè)信號(hào)輸出中,減去來自另一個(gè)水平輸出單元的一個(gè)信號(hào)輸出;讀出裝置,用于將來自不同的兩列的諸信號(hào)讀出到所述兩個(gè)不同的水平輸出單元中各自的一個(gè);以及加法運(yùn)算裝置,用于將位于所述兩個(gè)不同的水平輸出單元中的每一個(gè)中的沿垂直方向的兩個(gè)像素的諸信號(hào)疊加在一起。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中所述減法運(yùn)算裝置輸出一個(gè)色差信號(hào)。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的一種固態(tài)圖像攝取裝置,其中所述加法運(yùn)算裝置將相鄰兩個(gè)像素的諸信號(hào)疊加在一起。
28.一種用于固態(tài)圖像攝取裝置的、具有多個(gè)用以讀出諸像素的讀出系統(tǒng)的信號(hào)讀出方法,包括一種全部像素驅(qū)動(dòng)方式,用以沿水平方向讀出全部像素,以及一種像素跳越驅(qū)動(dòng)方式,用以沿水平方向通過跳越某些像素來讀出諸像素,其中,在全部像素驅(qū)動(dòng)方式中,通過多個(gè)讀出系統(tǒng)分開地讀出諸象素信號(hào),并且在像素跳越驅(qū)動(dòng)方式中,通過多個(gè)讀出系統(tǒng)中的一個(gè)來讀出諸象素信號(hào)。
29.一種用于根據(jù)權(quán)利要求28所述的固態(tài)圖像攝取裝置的信號(hào)讀出方法,其中,在像素跳越驅(qū)動(dòng)方式中,用多個(gè)讀出系統(tǒng)中的一個(gè),通過也在垂直方向上跳過某些像素來讀出諸像素。
30.一種用于固態(tài)圖像攝取裝置的、具有多個(gè)用以讀出諸像素的諸讀出系統(tǒng)的信號(hào)讀出方法,包括一種全部像素驅(qū)動(dòng)方式,用以沿水平方向讀出全部像素,以及一種像素跳越驅(qū)動(dòng)方式,用以沿水平方向通過跳越某些像素來讀出諸像素,其中,在全部像素驅(qū)動(dòng)方式中,通過并行地使用多個(gè)讀出系統(tǒng)來讀出諸象素信號(hào),并且在像素跳越驅(qū)動(dòng)方式中,通過使用多個(gè)讀出系統(tǒng)中的另一個(gè),來讀出被連接到多個(gè)讀出系統(tǒng)中的至少一個(gè)的諸象素信號(hào)。
31.一種用于根據(jù)權(quán)利要求28所述的固態(tài)圖像攝取裝置的信號(hào)讀出方法,其中,在像素跳越驅(qū)動(dòng)方式中,用于至少一個(gè)讀出系統(tǒng)的一個(gè)電源被關(guān)斷,或者用于至少一個(gè)讀出系統(tǒng)的一個(gè)消耗電流被降低。
32.一種用于根據(jù)權(quán)利要求30所述的固態(tài)圖像攝取裝置的信號(hào)讀出方法,其中,在像素跳越驅(qū)動(dòng)方式中,用于至少一個(gè)讀出系統(tǒng)的一個(gè)電源被關(guān)斷,或者用于至少一個(gè)讀出系統(tǒng)的一個(gè)消耗電流被降低。
全文摘要
一種固態(tài)圖像攝取裝置,具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元,它采用一種全部像素驅(qū)動(dòng)方式,用于沿水平方向讀出全部像素,以及一種像素跳越驅(qū)動(dòng)方式,用于在水平方向上通過跳過某些像素來讀出諸像素,還具有多個(gè)讀出系統(tǒng),用于讀出諸像素。在第一種方式中,通過多個(gè)讀出系統(tǒng)來分開地讀出諸象素信號(hào),在第二種方式中,則通過多個(gè)讀出系統(tǒng)中的一個(gè)來讀出諸象素信號(hào)。在第二種方式中,能降低功耗,并抑制由于元件特性的偏差引起的輸出信號(hào)電平之間的差異。
文檔編號(hào)H04N5/369GK1226784SQ98126330
公開日1999年8月25日 申請(qǐng)日期1998年12月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月25日
發(fā)明者桵井克仁, 須川成利, 上野勇武, 小川勝久, 小泉徹, 光地哲伸, 樋可拓己 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社