[發明專利]固態圖象讀取裝置及其驅動方法和攝像系統

無效

• 申請號: 01116399.2
• 申請日: 2001-04-13
• 公開（公告）號: CN1317831A
• 公開（公告）日: 2001-10-17
• 發明（設計）人: 馬渕圭司;鹽野浩一
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/335
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 馮譜

本發明涉及一種固態圖象讀取裝置及其驅動方法和攝像系統，并尤其涉及一種利用以MOS型圖象傳感器為代表的XY地址型固態圖象讀取元件的固態圖象讀取裝置及其驅動方法，和利用XY地址型固態圖象讀取元件作為圖象讀取裝置的攝像系統，如數字靜態攝像機。

在以數字靜態攝像機為代表的靜態圖片的圖象讀取技術中，把包括大量象素的固態圖象讀取元件用作一個圖象讀取裝置，并且所有象素的象素信息都獨立地讀出，從而獲得一個靜態的圖象。例如，在數字靜態攝像機中，因為需要通過釋放快門來攝取高精密度的靜態圖片，所以使用包括多個象素的固態圖象讀取元件。

另一方面，在攝取靜態圖片之前，一般通過在例如小屏幕的液晶監視器上投影動態圖片(目標圖象)而執行確認(監視)目標的操作。在確認目標的階段(監視模式)，響應于液晶監視器的象素數量的草圖(低分辨率圖象)是令人滿意的。

此外，在便攜設備如數字靜態攝像機的圖象傳輸中，傳輸的數字速率是有限的。因此，對于靜態圖片，傳輸所有象素的象素信息以獲得高精細圖象，對于動態圖象，疏散(thin?out)象素信息以減小信息量并傳輸。

迄今為止，作為單片彩色攝像機，一般使用電荷遷移型固態圖象讀取元件，如一個CCD(電荷耦合裝置)型圖象傳感器。另一方面，近年來開始使用一種XY地址型固態圖象讀取元件，如MOS型圖象傳感器，從降低電工耗和縮小系統尺寸方面來說，它比CCD型圖象傳感器更為有利。

順便說一下，在單片彩色攝像機中，在CCD型圖象傳感器用作圖象讀取裝置情形中的象素信息的疏散處理中，例如采用這樣一種方法，即當從圖象傳感器中讀出所有象素的象素信息后，通過外部信號處理系統疏散象素信息。另外，在使用例如MOS型圖象傳感器作為圖象讀取裝置的彩色攝像機中，在CCD型圖象傳感器中采用了疏散讀取法。

如此采用疏散讀取法-其中在從圖象傳感器中讀出所有象素的象素信息后，通過外部信號處理系統疏散象素信息的原因如下：

原因如下：(1)保持彩色濾色片的顏色的空間分布和輸出順序同時疏散象素信息是不可能的，(2)通過把一個標準的移位寄存器用作選取象素的選取裝置而連續地選通象素，(3)CCD型圖象傳感器只能夠依次從象素中讀出信號電荷，等等。

作為一個例子，當考慮每隔一個象素的象素信息被疏散的情形時，如果沒有顏色差異，可以在縱向(垂直)和橫向(水平)每個方向上壓縮信息量一半。但是，如圖9所示，在各個象素之間存在顏色差異的情形中，如果每隔一個象素的象素信息被疏散，則只從斜線部分的象素中讀出象素信息，并且只從例如B(藍色)部分中讀出象素信息，以致于不能獲得彩色圖象。

從這些原因來看，在利用CCD型圖象傳感器或MOS型圖象傳感器作為圖象讀取裝置的單片彩色攝像機中，當從圖象傳感器中讀出所有象素的圖象信息之后，通過外部信號處理系統執行象素信息的疏散處理。但是，在這種情況下，盡管通過疏散處理減少信息量這一事實，因為圖象傳感器的驅動功率恒定，所以不能減少消耗的電功率，相反，負荷因此施加到后續階段的信號處理系統中。

特別是，在使用MOS型圖象傳感器作為圖象讀取裝置的單片彩色攝像機中，因為比CCD型圖象傳感器優越的地方在于如前所述地降低了功耗以及縮小了系統，所以在象素信息量減少的情況下，如果減少了功耗而不給后續階段的信號處理系統成正比地施加負荷，則可以說意義是非常重大的。

鑒于上述問題提出了本發明，本發明的目的因此在于提供一種固態圖象讀取裝置，它能夠減少功耗而不施加負荷給后續階段執行象素信息疏散處理的信號處理系統，還提供一種該固態圖象讀取裝置的驅動方法和攝像機系統。

為了實現上述目的，根據本發明，使用XY地址型固態圖象讀取元件，其中對分布在一個矩陣中的各個象素形成具有預定顏色編碼的彩色濾光片，并當指定對固態圖象讀取元件疏散讀取時，改變系統的時鐘頻率，并根據改變的時鐘頻率并以對應于顏色編碼的順序選通象素，以讀出象素信號。

在XY地址型固態圖象讀取元件中，可以選通任一地址位置處的一個象素，并且可以以象素為單位讀出它的象素信號。然后，當指定疏散讀出時，首先改變系統的時鐘頻率。根據頻率改變的時鐘頻率，以對應于彩色濾光片顏色編碼的順序選取象素并讀出象素信號，使得在從象素中讀出象素信息的階段執行疏散處理。

圖1是應用本發明的攝像機系統的結構框圖；

圖2是MOS型圖象傳感器的結構示意圖；

圖3是用于解釋讀取全象素操作的計時圖；

圖4是用于解釋疏散讀取操作第一實例的原理圖；