专利名称：固态成像装置及其驱动方法、照相机和复印机的制作方法
技术领域：
本发明涉及被用于诸如复印机和扫描仪的图像读取装置的固态成 像装置和所述固态成像装置的驱动方法以及使用所述固态成像装置的
照相机(camera )和复印机。
背景技术：
例如，日本专利申请公开No. 2006-211363 (第一专利文件)公开 了用于特别是用于读取彩色图像的诸如复印机和扫描仪的图像读取装 置的固态成像装置。如第一专利文件的图1所示，固态成像装置配备 有用于读取多个不同颜色分量的光电二极管，并具有与各光电二极管 对应的蓄积电容(accumulation capacities )。
日本专利申请乂>开No. H06-204445 (第二专利文件)示出了包括 一根共用输出线的固态成像装置。但是，如果从各颜色分量输出信号， 那么，例如，第二专利文件的图12示出固态成像装置的另一配置。
曰本专利申请公开No. 2003-087503 (第三专利文件)的图4特别 示出将具有各颜色特有的放大增益的放大器电路连接到固态成像装置 的后级(subsequent stage )上的彩色复印才几。
因此，为了应对这种配置，需要通过多根共用输出线输出信号并 从共用输出线中的每一根仅输出一个颜色分量的配置。由于第二和第 三专利文件的配置从多根共用输出线执行并行信号输出，因此所述配 置使得它们的读取时间以并行输出线的数量比第一专利文件的读取时 间快。
当从这些固态成像装置的蓄积电容读取信号时，根据依照共用输 出线的总电容和蓄积电容的电容分割比的增益，通过信号传送开关读 取信号。如果共用输出线的电容值由CH表示并且其蓄积电容值由CT表示，那么其读取增益Gc由公式Gc-CT/(CT+CH)表示。由于读取增 益Gc总是取小于l的值，因此，为了补偿损失的增益，还在随后的 状态的输出电路中通过将信号乘以1或更大的增益来执行信号输出。
除了上述的配置，当需要改善S/N比的性能时，有时釆用在日本 专利申请公开No. 2003-051989 (第四专利文件)中公开的配置。在第 四专利文件的图8中示出的配置通过对于每个像素提供两个蓄积电容 系统，使得能够去除在光电二极管和电荷-电压转换单元中产生的噪 声分量。作为替代方案，第四专利文件的图4所示的配置在每个像素 的垂直传送单元中配备有放大器电路。通过采用该配置，在执行低速 操作的垂直传送单元中执行放大，并因此与在执行高速操作的输出电 路中执行放大的情况相比可实现噪声减小。并且，通过采用第四专利 文件的图l所示的配置，在低速操作电路中执行放大，从而去除在光 电二极管和电荷-电压转换单元中产生的噪声分量。因此，可以实现 进一步的噪声减小。
在上述的这些固态成像装置的情况下，从蓄积电容向共用输出线 执行电容分割读取，并因此总是通过l或更小的增益读取信号。并且， 例如，在用于复印机等中的固态成像装置以600点每英寸(DPI)沿 横向读取A4尺寸原稿的情况下，线传感器(line sensor)被导致包含 以10 pm间距布置的约7500个像素。在这种情况下，共用输出线具 有约7.5 cm的长度，并且，最多约7500个像素的信号传送开关与共 用输出线连接。因此，共用输出线的电容值CH变为大的值。因此， 为了获得足够的读取增益Gc，必须将蓄积电容值CT设为大的值或将 后级的输出电路设为具有高的增益。但是，如果主要采用后一种方法， 那么高速操作电路被设计为具有高的增益，这导致电路的S/N比的劣 化。因此，蓄积电容值CT一般常被设为大的值。
虽然必需的蓄积电容值CT依赖于例如半导体工艺和电路尺寸， 但是，如果假定将15 pF的电容附接到共用输出线的电容值CH上， 那么，当读取增益Gc为1/5时蓄积电容值CT需要为0.3pF，并且， 当读取增益Gc为1/3时蓄积电容值CT需要为0.5 pF。例如，如果电容由金属氧化物半导体(MOS)电容形成，那么，当氧化物膜的厚度 为1500 nm时，在1/5和1/3的读取增益Gc的情况下以10 nm间距布 置的蓄积电容的长度分别变为241.3 nm和144.8 pnu顺便说一句，假 定电容元件之间的分离间隔为1 nm。
在过去，为了通过增加能够从硅晶片取出的芯片的数量而降低制 造成本，进行了减小芯片尺寸的尝试。作为减小芯片尺寸的技术，除 了通过半导体工艺的小型化实现减小的方法以外，还存在通过用多个 构成元件共享具有较大的占据面积的电路元件的电路的器件来实现减 小的方法。特别地，在上述的固态成像装置中，在构成元件中的每一 个的尺寸中蓄积电容的尺寸一般较大，因此，为了减小芯片尺寸，例 如通过用多个像素共享蓄积电容以减少蓄积电容的总数以及减小蓄积 电容的占据面积是有效的。
例如，如果通过上述的方法共享第二专利文件的配置的蓄积电容， 那么，例如，可以构想同一列中的不同颜色分量的像素共享蓄积电容。 但是，在这种情况下，可通过一次扫描读取的像素的数量为(像素 的总数)/ (共享一个蓄积电容的像素的数量)。因此，上述的方法具 有如下问题为了读取全部像素的信号需要多次扫描，并且全部像素 的总读取时间变得是常规配置的约(共享一个蓄积电容的像素的数量) 倍。
发明内容
本发明的目的是，提供与常规的固态成像装置相比具有较小面积 而尽可能短地不延长其读取时间的固态成像装置。
根据本发明的第一方面，为了解决上述的问题， 一种固态成像装 置包括多个单位单元(unit cell)，每一单位单元包含具有不同的颜 色分量的多个像素和用于从所述多个像素选择并输出信号的第一选择 单元，其中，所述多个单位单元被分成多个单位单元组；与每一单位
单元对应地被设置并保持从第一选择单元输出的信号的保持单元；向 其输出不同的颜色分量的信号的多根共用输出线；和用于选择所述多的第二选择单元，其中，第一选择单元一组单位单元一组单位单元地
(one group by one group of the unit cells )输出不同的颜色分量的信 号。
根据本发明的另一方面， 一种固态成像装置的驱动方法，该固态 成像装置包括多个单位单元，每一单位单元包含具有不同的颜色分 量的多个像素、用于保持从所述多个像素输出的信号的第 一保持单元、 和用于选择和输出由第 一保持单元保持的信号的第 一选择单元，其中， 所述多个单位单元被分成多个单位单元组；与每一单位单元对应地被 设置并保持从第 一选择单元输出的信号的第二保持单元；向其输出不 同的颜色分量的信号的多根共用输出线；和用于选择所述多根共用输 出线并用于向选择的共用输出线输出由第二保持单元保持的信号的第 二选择单元，其中，由第一和第二选择单元选择的信号一组单位单元 一组单位单元地处于不同的颜色分量，并且，该方法包括
(1 )用于将在像素中蓄积的信号传送到第 一保持单元的第 一垂直传送 步骤；和
(2) —个颜色一个颜色地依次进行的每一单位单元组的处理步骤，其 中，处理步骤(2)包含
(a )第二垂直传送步骤，用于一组单位单元一组单位单元地通过第一
选择单元选择保持不同的颜色分量的信号的第一保持单元，并用于向 第二保持单元传送保持的信号；和
(b)第一水平传送步骤，用于通过第二选择单元连接与由连接到第
二选择单元的第二保持单元保持的颜色分量的信号对应的共用输出线 和连接到第二选择单元的第二保持单元，并用于在单位单元组中 一个
单位单元一个单位单元地依次向被第二选择单元连接的共用输出线输 出被第二保持单元保持的信号。
根据本发明的又一方面， 一种固态成像装置的驱动方法，该固态 成像装置包括多个单位单元，每一单位单元包含具有不同的颜色分 量的多个像素、用于保持从所述多个像素输出的信号的第一保持单元、和用于选择和输出由第一保持单元保持的信号的第一选择单元，其中， 所述多个单位单元被分成多个单位单元组，并且， 一个单位单元组内
的多个单位单元被分成多个单位单元子组；与每一单位单元对应地被 设置并保持从第一选择单元输出的信号的第二保持单元；向其输出不 同的颜色分量的信号的多根共用输出线；和用于选择所述多根共用输 出线并用于向选择的共用输出线输出由第二保持单元保持的信号的第 二选择单元，其中，由第一和第二选择单元选择的信号一组单位单元 一组单位单元地处于不同的颜色分量，并且，该方法包括 (1 )用于将在像素中蓄积的信号传送到第一保持单元的第一垂直传送 步骤；和
(2 )—个颜色一个颜色地依次地并通过在一个单位单元組内 一个子组 一个子组地进行的每一单位单元组的处理步骤，其中，处理步骤(2) 包含
(a )第二垂直传送步骤，用于一组单位单元一组单位单元地通过第一
选择单元选择保持不同的颜色分量的信号的第一保持单元，并用于向 第二保持单元传送保持的信号；和
(b)第一水平传送步骤，用于通过第二选择单元连接与由连接到第 二选择单元的第二保持单元保持的颜色分量的信号对应的共用输出线 和连接到第二选择单元的第二保持单元，并用于在单位单元组中一个 单位单元一个单位单元地依次向被第二选择单元连接的共用输出线输 出被第二保持单元保持的信号。
由结合附图的以下说明，本发明的其它特征和优点将变得明显， 其中，类似的附图标记在其所有附图中表示相同或类似的部分。
图1是示出根据本发明的第一实施例的固态成像装置的配置例子 的示图。
图2是示出像素的配置例子的示图。
图3是示出中间保持单元的配置例子的示图。图4是示出选择开关的配置例子的示图。 图5是示出保持单元的配置例子的示图。
图6是示出转换开关(change-over switch )的配置和连接例子的 示图。
图7是关于本发明的第一实施例的流程图。 图8是关于本发明的第一实施例的时序图。
图9是示出根据本发明的第一实施例的另 一 固态成像装置的配置 例子的示图。
图10是示出根据本发明的第二实施例的固态成像装置的配置例 子的示图。
图11包含图IIA和图IIB，示出关于本发明的第二实施例的流 程图。
图12是关于本发明的第二实施例的时序图。 图13是示出图10中的单元1002的内部配置的示图。 图14是示出图10中的单元1003的内部配置的示图。 图15是示出使用根据本发明的固态成像器件的成像系统的框图。 被包含于说明书中并构成说明书一部分的附图示出本发明的实施 例，并与说明一起用于解释本发明的原理。
具体实施例方式
以下将参照
根据本发明的实施例的固态成像装置。顺便 说一句，本发明不限于以下的实施例。 (第一实施例)
图1示出根据本发明的第一实施例的固态成像装置的配置例子， 并表示6位x3色的颜色线传感器。在图l的配置中，单位单元组ll-l 至11-3中的每一个包含两个单位单元。单位单元组11-1包含单位单 元4-1-1和4-1-2;单位单元组11-2包含单位单元4-2-1和4-2-2;单位 单元组11-3包含单位单元4-3-1和4-3-2。单位单元4-1-1至4->2中 的每一个包含分别检测红(R)、绿(G)和蓝(B)光的像素l-R、l-G和l-B，以及分别保持来自像素l-R、 l-G和l-B的信号的中间保 持单元2-R、 2-G和2-B。中间保持单元2-R、 2-G和2-B是第一保持 单元。并且，单位单元4-1-1至4-3-2中的每一个包含作为第一选择单 元的选择开关3-1-1至3-3-2中的每一个。选择开关3-1-1至3-3-2中 的每一个选择由在单位单元4-1-1至4-3-2中的每一个中提供的中间保 持单元2-R、 2-G和2-B保持的信号中的一个，并输出选择的信号。 顺便说一句，虽然单位单元4-1-1至4-3-2在本实施例中读取R、 G和 B像素的各分量，但单位单元4-1-1至4-3-2可读取青色、品红色和黄 色像素的各分量，并可读取像素的四个或更多个颜色的各分量。如果 读取像素的四个或更多个颜色的每个分量，那么如像素的数量那样多 地提供中间保持单元。这里假定单位单元4-1-1至4-3-2中的每一个被 配置为使得对于一个像素分配一个颜色。在本实施例中，单位单元 4-1-1至4-3-2中的每一个除了像素l-R、 l-G和l-B以外还配备有选 择单元及中间保持单元2-R、 2-G和2-B， 一些像素可包含中间保持单 元。
在图1的配置中，保持单元5-1至5-6分别保持来自单位单元4-1-1 至4-3-2的选择开关3-1-1至3-3-2的信号。保持单元5-1至5-6是第 二保持单元。在图l的配置中，扫描电路6-l、 6-2和6-3分别依次扫 描来自保持单元5-1和5-2、 5-3和5-4以及5-5和5-6的信号。扫描电 路6國1、 6-2和6-3分别输出扫描信号7-1-1和7-2-1、 7-1-2和7-2-2以 及7-1-3和7-2-3。
在图1的配置中，共用输出线8-R、8-G和8-B根据扫描信号7-1-1 至7-2-3输出来自保持单元5-1至5-6的信号。来自像素1-R、 l-G和 l-B的信号分别被输出到共用输出线8-R、 8-G和8-B。在图1的配置 中，晶体管9-R、9-G和9-B被用作复位单元，用于响应栅极信号(pCHR 将共用输出线8-R、 8-G和8-B分别复位到电压VCHR。在图1的配 置中，输出电路10-R、 10-G和10-B分别放大来自共用输出线8-R、 8-G和8-B的信号，并输出放大的信号。在图l的配置中，转换开关 12-1-1至12-3-2分别与保持单元5-1至5-6连接，并且;f艮据控制信号
iicpCH-l、 cpCH-2和cpCH-3将从保持单元5-1至5-6输出的颜色信号分 别分布和输出到共用输出线8-R、8-G和8-B。转换开关12-1-1至12-3-2 是第二选择单元。
与单位单元组m至u_3中的每一个对应地提供扫描电路6-1 至6-3,并且，扫描电路6-l至6-3首先分别根据扫描信号7-1-1、 7-1-2 和7-1-3同时扫描保持单元5-1 、 5-3和5-5。然后，扫描电路6-1至6-3 分别根据扫描信号7-2-1、 7-2-2和7-2-3同时扫描保持单元5-2、 5-4 和5-6。
顺便说一句，假定分别给予图1中的像素l-R、 l-G和l-B的附 图标记Rl至R6、 Gl至G6和Bl-B6分别表示4象素l-R、 l-G和l-B
的位数。
例如，像素l-R、 l-G和l-B中的每一个被配置为图2所示的配 置1。图2的配置1包含光电转换元件21、用于根据栅极信号cpRES 将光电转换元件21复位到电压VRES的复位晶体管22。该配置还包 含用于从光电转换元件21接收信号的源跟随器输入晶体管23、以及 源跟随器恒流电路24。可通过例如具有固定为恒定电压的栅电极、与 源跟随器输入晶体管23的源电极连接的漏电极以及与电源连接的源 电极的MOS晶体管来实现恒流电路24。光电转换元件21可由具有布 置在电荷耦合器件(CCD )传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS ) 传感器上的每一颜色的滤色器的CCD传感器或CMOS传感器配置 成。
例如，中间保持单元2-R、 2-G和2-B中的每一个被配置为图3 所示的配置2。图3的配置2包含中间保持电容31和用于根据栅极信 号cpCM执行写入的第一写入开关32。
例如，选择开关3-1-1至3-3-2被分别配置为图4所示的配置3-1 至3-3。在图4的配置中，配置3-1分别示出在第一单位单元組11-1 中包含的单位单元4-1-1和4-1-2中的选择开关3-1-1和3-1-2的配置 中的每一个。并且，配置3-2分别示出在第二单位单元组11-2中包含 的单位单元4-2-1和4-2-2中的选择开关3-2-1和3-2-2的配置中的每一个。并且，配置3-3分别示出在第三单位单元组11-3中包含的单位 单元4-3-1和4-3-2中的选择开关3-3-1和3-3-2的配置中的每一个。
图4中的配置3-1至3-3包含从用于R、 G和B的三个{象素的中 间保持电容31中的每一个输出任意信号的选择晶体管41-R、 41-G和 41-B。配置3-1至3-3包含放大并输出从选择晶体管41-R、 41-G和 41-B输出的信号的放大单元42。例如，使用源跟随器电路作为放大单 元42中的每一个。选择晶体管41-R、 41-G和41-B的漏电极分别连 接到与各颜色对应的中间保持单元2-R、 2-G和2-B，并且，选择晶体 管41-R、 41-G和41-B的源电极共同与放大单元42的输入连接。选 择晶体管41-R、 41-G和41-B的栅电极分别被布线到相互不同的控制 信号cpSWl至cpSW3。根据控制信号(pSWl至cpSW3选择任意的中间保 持电容31的信号。并且，虽然在图4的配置3-l至3-3中放大单元42 被布置在选择晶体管41-R、 41-G和41-B的后级处，但放大单元42 可被布置在选择晶体管41-R、 41-G和41-B的前级(preceding stage ) 处。并且，配置3-1 (选择开关3-1-1和3-1-2) 、 3-2 (选择开关3-2-1 和3-2-2 )和3-3 (选择开关3-3-1和3-3-2 )被假定为具有图4所示的 与控制信号(pSWl至cpSW3的连接关系。即，在配置3-1中，控制信 号cpSWl、 cpSW2和cpSW3分别被输入选择晶体管41-R、 41-G和41-B 的栅极。在配置3-2中，控制信号cpSW2、 cpSW3和cpSWl分别被输入 选择晶体管41-R、41-G和41-B的栅极。在配置3-3中，控制信号cpSW3、 cpSWl和(pSW2分别被输入选择晶体管41-R、 41-G和41-B的栅极。
由此，在单位单元组11-1、 11-2和11-3中，选择开关3-1-1、 3-2-1 和3-3-1以及3-1-2、 3-2-2和3-3-2可各自地选择具有相互不同的颜色 分量的中间保持单元2-R、 2-G和2-B。
例如，保持单元5-1至5-6中的每一个被配置为图5所示的配置5。 配置5由保持电容51、根据控制信号cpCT执行写入的第二写入开关 52和将保持电容51的信号传送到共用输出线8-R、 8-G和8-B中的一 个的传送开关53形成。传送开关53分别根据来自扫描电路6-1至6-3 的扫描信号7-1-1至7-2-3中的任一个(在图中由cpSR表示)传送信号。例如，转换开关12-1-1至12-3-2分别被配置为图6所示的配置 12-1至12-3。顺便说一句，在图6的配置12-1至12-3中，还示出共 用输出线8-R、 8-G和8-B。在图6中，配置12-1、 12-2和12-3分别 示出转换开关12-1-1和12-1-2、 12-2-1和12-2-2以及12-3-1和12-3-2 的配置中的每一个。
图6中的配置12-1至12-3包含切换晶体管61-R、 61-G和61-B， 每个切换来自与单位单元4-1-1至4-3-2中的每一个对应提供的保持电 容51的信号，以将该信号输出到共用输出线8-R、 8-G和8-B中的一 个。切换晶体管61-R、 61-G和61-B的栅极被布线到各自不同的控制 信号cpCHl至cpCH3。根据要被输出到共用输出线8-R、 8-G和8-B的 控制信号cpCHl至cpCH3选择任意的信号。配置12-1(转换开关12-1-1 和12-1-2)、 12-2(转换开关12-2-1和12-2-2 )和12-3(转换开关12-3-1 和12-3-2)被假定为具有图6所示的与控制信号cpCHl至cpCH3的连 接关系。即，在配置12-1中，控制信号cpCHl、 cpCH2和cpCH3分别被 输入切换晶体管61-R、 61-G和61-B的栅极中。在配置12-2中，控制 信号cpCH2、cpCH3和(pCHl分别被输入切换晶体管61-R、61-G和61画B 的栅极中。在配置12-3中，控制信号q)CH3、 (pCHl和(pCH2分别被输 入切换晶体管61-R、 61-G和61-B的栅极中。
由此，在单位单元组11-1、11-2和11-3中，转换开关12画1画1、12-2隱1 和12-3-1以及12-1-2、 12-2-2和12-3-2可各自地选择具有相互不同的 颜色分量的共用输出线8-R、 8-G和8-B。
下面，将参照图7的流程图和图8的时序图说明本实施例的操作。
在图7中，在步骤S100处，在图8的期间100中执行将像素1 的整个像素的信号传送到中间保持单元2的第一垂直传送操作。
在步骤S121处，在期间121-1、 121-2和121-3中执行将保持在由 配置3 (选择开关3-1-1、 3-2-1和3-3-1以及3-1-2、 3-2-2和3-3-2 )选 择的任意的中间保持电容2-R、 2-G和2-B中的信号传送到保持单元 5-1至5-6的第二垂直传送操作。
在步骤S122处，在期间122-1、 122-2和122-3中与扫描电路6-1至6-3的扫描和转换开关12-1-1至12-3-2的切换同步地执行将保持在 保持单元5-1至5-6中的信号并行传送到共用输出线8-R、 8-G和8-B 的第一水平传送操作。
在步骤S123处，执行第一确定。在第一确定中，假定变量X，并 且，在根据图7的流程图改变变量X之后，确定改变的变量X的值与 颜色分量的数量(在本实施例中为三个)是相同的数量(是)还是不 是(否)，用于确定下一操作。可通过例如将第二垂直传送操作(在 步骤S121处)的次数作为变量X计数的第一计数器实现步骤S123处 的第一确定的处理。
在步骤S124处，执行第二确定。在第二确定中，假定变量Z，并 且，在根据图7的流程图改变变量Z之后，确定变量Z与单位单元4 中的每个颜色分量的像素数量(在本实施例中为一个)是相同的数量 (是)还是不是(否)，用于确定下一操作。可通过例如将步骤S123 处的第一确定处理中的确定结果为"是"的次数作为变量Z计数的第 二计数器实现第二确定。
如图8所示，控制信号(pSWl、 cpSW2和cpSW3的电平分别在第二 垂直传送期间121-1、 121-2和121-3中变为高电平。由此，在单位单 元组11-1至11-3中的每一个中被选择开关3-1-1至3-3-2选择的中间 保持单元2-R、 2-G和2-B的信号被写入保持单元5-l至5-6。控制信 号cpCHl、 cpCH2和cpCH3的电平分别在第一水平传送期间122-1至 122-3中变为高电平。由此，保持单元5-l至5-6中的每一个通过转换 开关12-1-1至12-3-2连接到共用输出线8-R、 8-G和8-B,并且，响 应扫描电路6-l至6-3的扫描执行依次的输出。
以下将给出进一步的详细说明。
首先，在光电转换元件21中的入射光的蓄积时间(未示出)中， 从源跟随器输入晶体管23的源电极输出被光电转换元件21转换成电 信号的信号。
在图8的第一垂直传送期间100中(在图7的步骤S100处)，单 位单元组11-1至11-3中所有像素l-R、 l-G和l-B的信号在控制信号
15cpCM的高电平期间中分别被写入与像素l-R、 l-G和l-B连接的中间 保持单元2-R、 2-G和2-B中。然后，在控制信号cpCM下降时保持信 号值。
然后，第一和第二计数器的初始值被设为1 (X = Z = 1)(在图7 的步骤S110处)。
然后，控制信号(pSWl和cpCT的电平在图8的第一第二垂直传送 期间121-1中变为高电平。由此，在单位单元组11-1至11-3中的每一 个中选择开关3-1-1至3-3-2以以下的关系选择中间保持单元2-R、 2-G 和2-B，并且，每一颜色分量的信号被写入各保持单元5-l至5-6中。 选择开关3-1-1至3-3-2的选择如下
11)单位单元4-1-1和4-1-2R分量的中间保持单元2-R;
12 )单位单元4-2-1和4-2-2B分量的中间保持单元2-B;以及
13 )单位单元4-3-1和4-3-2 => G分量的中间保持单元2-G。 并且，通过将控制信号cpCHl的电平变为高电平，与单位单元组
11-1至11-3中的每一个连接的保持单元5-1至5-6以以下的关系通过 转换开关12-1-1至12-3-2与共用输出线8-R、 8-G和8-B中的每一个 连接。至少在下一第一水平传送之前完成切换操作。保持单元5-1至 5-6的连接如下
21) 保持单元5-1和5-2 => R分量的共用输出线8-R;
22) 保持单元5-3和5-4^B分量的共用输出线8-B;以及 23 )保持单元5-5和5-6G分量的共用输出线8-G。 在完成第一第二垂直传送期间121-1之后，在第一水平传送期间
122-1中，分别响应扫描电路6-l、 6-2和6-3中的每一个的扫描，保 持在保持单元5-l、 5-3和5-5中的信号分别被依次输出到共用输出线 8-R、 8-G和8-B。此后，保持在保持单元5-2、 5-4和5-6中的信号分 别被依次输出到共用输出线8-R、 8-G和8-B。
然后，由于因变量X-1导致期间123-1中的第一确定(图7中的 步骤S123处)的结果为"否，，，因此，第一计数器向上计数(X-X+1 -2)(在图7的步骤S125处)，并且，在期间121-2中执行第二垂直传送。由于控制信号cpSW2为高电平，因此选择开关3-1-1至3-3-2 的选择如下
31)单位单元4-1-1和4-1-2 => G分量的中间保持单元2-G;
32 )单位单元4-2-1和4-2-2 => R分量的中间保持单元2-R;以及
33 )单位单元4-3-1和4-3-2 => B分量的中间保持单元2-B。 然后，由于控制信号cpCH2的电平为高电平，因此执行转换开关
12-1-1至12-3-2的切换如下
41) 保持单元5-1和5-2 => G分量的共用输出线8-G;
42) 保持单元5-3和5-4^R分量的共用输出线8-R;以及
43) 保持单元5-5和5-6^B分量的共用输出线8-B。 在该连接关系中，在第二第一水平传送期间122-2中从共用输出
线8-B、 8-G和8-R读取信号。接连地，在期间123-2中执行第二第一 确定(步骤S123)(结果否)，并且，执行变量X的向上计数(X =X+1 = 3)。然后，在期间121-3中执行第三第二垂直传送，并且在 期间122-3中执行第三第一水平传送。
然后，由于变量X-3，因此期间123-2中的第三第一确定(图7 中的步骤S123处)的结果为"是"，并且，由于变量Z-1，因此期 间124-1中的第二确定(图7中的步骤S124处)为"是"。因此，从 蓄积到读取的期间结束。在该时间点处，所有像素的信号都被读取。 读取次序如图8中的条目VOUT-R、 VOUT-G和VOUT-B所示，并 且，可与常规的配置类似地从共用输出线8-B、 8-G和8-R中的每一 个输出一个颜色分量的信号。并且，作为结果，与常规的配置相比， 可执行所有像素的读取，而总读取时间仅增加第二和第三第二垂直传 送时间。顺便说一句，从目前的说明显然可见，在没有配备转换开关 12-1-1至12-3-2的配置的情况下，难以从共用输出线8-B、 8-G和8-R 中的每一个仅输出一个颜色分量。因此，即使在彩色复印机等中使用 本实施例的固态成像装置，也变得不必在读取期间中改变后级的放大 电路42的增益或增加信号路径转换开关。
这里，只要定时是在改变控制信号cpCM时和在其之后，那么将光
17电转换元件21复位的控制信号(pRES的电平可在任意的定时变为高电 平。但是，也为了尽可能长地取得蓄积时间，优选从紧挨着第一垂直 传送之后的时间到紧挨着期间102-1中的第一水平传送之前的时间改 变控制信号q)RES的电平。
并且，虽然基于R、 G和B的三个颜色分量说明了本实施例，但 是实施例可由任意颜色数量的任意颜色分量配置成。并且，可以采用 每个颜色具有多个共用输出线的配置。在该情况下，相互并行地输出 每一颜色输出。
并且，单位单元4中的每个颜色的像素的数量可以为多个。在这 种情况下，在单位单元4中包含的像素的数量为X(颜色)xZ(数量)， 并且，期间124-1中的第一第二确定(图7中的步骤S124处)的结果 为"否"。然后，第二计数器向上计数(Z=Z+1 = 2)(在图7的步骤 S126处)，并且，根据图7的流程图继续操作。
这里说明中间保持电容31和保持电容51的尺寸。如关于常规的 技术说明的那样，例如，如果共用输出线8-B、 8-G和8-R中的每一 个的电容值被设为15 pF并且读取增益Gc被设为1/5，那么，为了实 现3pF，常规的配置需要9.0 nmxl44.8 |im的保持电容51的尺寸。如 果通过常规的配置实现具有三根线的线传感器，那么，由于每个列布 置三个颜色(三个颜色分量)的三个像素，因此需要在像素宽度(= 10|im)中布置用于三个颜色的保持电容51。此时的保持电容51的总 尺寸为9.0拜xl44.8拜x3 (像素的数量)。
另一方面，在本实施例的情况下，中间保持电容31的电容值不影 响读取增益，因此不需要将中间保持电容31放大到保持电容51的尺 寸。例如，如果假定中间保持电容51的电容值为0.5pF使得kTC噪 声可为0.1 mV或更小，那么一个保持电容和三个中间保持电容占用 9.0 |imxl44.8 |am+9.0 nmx24.1 nmx3 (像素的数量)。如果取两者沿 长度方向的尺寸的差值，那么差值为144.8 pmx3 (像素的数量)— (144.8 nm+24.1 ^mx3 (像素的数量))=217.2 nm。与常规的配置 相比，可以以上述的程度减小芯片尺寸，因此，这种减小在具有多根线的颜色传感器中是特别有效的。并且，虽然基于单位单元内具有相 同颜色的像素的数量为一个的假定执行了计算，但是，如果假定具有 相同颜色的像素的数量为两个或更多个，那么可以实现芯片尺寸的更 大的减小。
本实施例到目前为止被描述为线传感器，但本实施例可采用面传
感器(area sensor)的配置。图9示出面传感器的配置例子。在面传 感器中，沿列方向和与列方向不同的方向布置多个像素，即，在矩阵 中布置多个像素。
在图9的配置中，垂直扫描电路16依次逐一选择行。单位单元 4-1至4-4中的每一个包含多个列和所有行的像素、以及每个列的被该 列共享的垂直输出线。在关注行的情况下，配置的操作与线传感器的 操作相同，并且这里省略其说明。本配置例子被配置为由两个列共享 保持单元5-1至5-4中的一个。
在图9的配置中，单位单元组11-1至11-2分别各自包含两个单 位单元4-1和4至2以及4-3和4-4。单位单元4-1至4-4中的每一个 包含分别检测红色、绿色和蓝色光的像素R、两个像素G和像素B, 以及分别保持来自像素R和G以及G和B的信号的中间保持单元 CMa和CMb。中间保持单元CMa和CMb是第一保持单元。并且， 单位单元4-1至4-4各自包含作为第一选择单元的选择开关3-l至3-4 中的一个。选择开关3-1至3-4中的每一个在保持在被提供在单位单 元4-l至4-4中的每一个中的中间保持单元CMa和CMb中的信号之 间选择信号，并输出选择的信号。
在图9的配置中，保持单元5-1至5-4分别保持来自单位单元4-l 至4-4中的选择开关3-l至3-4的信号。保持单元5-l至5-4是第二保 持单元。扫描电路6依次扫描来自保持单元5-l至5-4的信号。
在图9的配置中，作为复位单元的晶体管9-1和9-2根据栅极信 号cpCHR将共用输出线8-1和8-2分别复位为电压VCHR。输出电路 10-1和10-2分别放大来自共用输出线8-1和8-2的信号，并输出放大 的信号。转换开关12-1至12-4分别与保持单元5-1至5-4连接，并根据控制信号cpCH-l和cpCH-2将从保持单元5-1至5-4输出的颜色信号 分别分布到共用输出线8-l和8-2，以输出分布的颜色信号。转换开关 12-1至12-4是第二选择单元。
图9示出读取颜色与正在被读取到水平输出线的像素行的颜色相 同的颜色信号的配置。如果在Bayer阵列中布置分别检测红色、绿色 和蓝色光的R、 G和B颜色分量的像素，那么偶数行和奇数行中的颜 色布置是相互不同的。因此，配置不是总是向一个水平输出线输出相 同的颜色的配置。但是，当像素行上的信号被读取时，具有相同的颜 色的信号被读取到水平输出线8-1和8-2中的一根。
在图9所示的例子中，由于提供两根共用输出线8-1和8-2,因此， 所有的单位单元4-1至4-4被分成两个单位单元组11-1和11-2。可根 据共用输出线8-1和8-2的数量适当地改变单位单元组11-1和11-2的 数量。如果共用输出线8-1和8-2的数量变为三个或更多个，那么， 当预定的像素行的信号被读取到共用输出线时，有时提供通过其输出 颜色分量R的多根共用输出线，或者，有时提供通过其输出颜色分量 G的多根共用输出线。在这种情况下，扫描电路SR的数量进一步增 加。并且，如果通过在单位单元组11-1和11-2中的每一个中适当地 增加单位单元4-1至4-4的数量来增加第二保持单元和转换开关12-1 至12-4的数量，那么，即使像素的数量增加，也可在用移位寄存器 6-1读取R像素时用移位寄存器6-2读取Gb像素。
如上所述，在本发明的第一实施例中，输出多个颜色分量R、 G 和B中的每一个的像素信号的固态成像装置使用中间保持单元2-R、 2-G和2-B ( CMa和CMb )以及第一选择单元，并通过单位单元各自 地共享保持单元5-1至5-6 (5-1至5-4)中的一个。固态成像装置还 在保持单元5-1至5-6 ( 5-1至5-4 )与共用输出线8-B、 8-G和8-R( 8-1 和8-2)之间具有第二选择单元，并将所有的单位单元4-1-1至4-3-2 (4-1至4-4 )分成数量与颜色数量相同的单位单元组11-1和11-3( 11-1 和11-2 ),以并行地从各单位单元组11-1至11-3 (11-1和11-2 )读 取不同颜色分量的信号。由此，与对于像素中的每一个具有保持单元的常规的配置相比，固态成像装置可各自地被配置为面积更小。并且， 与常规的配置的时间相比，固态成像装置可仅增加第二和第三第二垂
直传送时间来读取所有的像素l-R、 l-G和l-B(R、 G和B)。 (第二实施例)
图10示出根据本发明的第二实施例的固态成像装置的配置例子。 与上面说明的图1中的构件相同的构件由与图1中的附图标记相同的 附图标记表示，并且，省略它们的说明。
与第一实施例类似，本实施例的颜色线传感器在每一像素中包含 R、 G和B颜色的三个颜色分量，并且，每一颜色12位则总共为12 位x3颜色。
与第一实施例类似，单位单元组11-1至11-3被分成与颜色数量 相同的数量3个。在图IO的配置中，固态成像装置被示为被分成三个 单元IOOI、 1002和1003，但是，为了简化说明仅示出单元1001的内 部配置。图13和图14分别示出单元1002和1003的内部配置。
单元1001、 1002和1003的内部配置之间的差异在于选择开关
3- 1-1至3-3-4和转换开关12-1-2至12-3-4的配置。即，各单元1001、 1002和1003的选择开关3-1-1至3-l曙4、3國2-l至3-2-4和3-3-1至3-3-4 分别与图4的选择开关3-1、 3-2和3-3对应。并且，各单元1001、 1002 和1003的转换开关12-1-1至12-1-4、 12-2-1至12-2-4和12-3-1至12-3-4 分别与图6的转换开关12-1、 12-2和12-3对应。
如图10所示，单元1001包含单位单元组11-1、保持单元CT1 至CT4、转换开关12-1-1至12-1-4和扫描电路6-1。
在单元1001的配置中，单位单元组11-1中的所有的单位单元
4- 1-1至4-1-4被分成多个(在本实施例中为2个)单位单元子组13-1-1 和13-2-1。选择开关3-1-1至3-1-4的配置与图4的选择开关3-1的配 置相同。但是，控制信号cpSWl-l、 cpSW2-l和cpSW3-l被输入单位单 元子组13-1-1中的选择开关3-1-1和3-1-2中，并且，控制信号cpSWl-2、 cpSW2-2和cpSW3-2被输入单位单元子组13-2-1中的选择开关3-1-3和 3-1-4中。类似地，转换开关12-1-1至12-1-4的配置与图6的转换开关12-1的配置相同。但是，控制信号cpCHl-l、 cpCH2-l和cpCH3-l被 输入与单位单元子组13-1-1对应的转换开关12-1-1和12-1-2中，并且， 控制信号cpCHl-2、 (pCH2-2和cpCH3-2被输入与单位单元子组13-2-1 对应的转换开关12-1-3和12-1-4中。
如图13所示，单元1002包含单位单元组11-2、保持单元CT5 至CT8、转换开关12-2-1至12-2-4和扫描电路6-2。并且，如图14 所示，单元1003包含单位单元组11-3、保持单元CT9至CT12、转 换开关12-3-1至12-3-4和扫描电路6-3。
控制信号cpSWl-l、 (pSW2-l和(pSW3-l分别被输入单位单元子组 13-1-2和13-1-3中的选择开关3-2-1和3-2-2以及3-3-1和3-3-2中。 并且，控制信号(pSWl-2、 cpSW2-2和cpSW3-2分别被输入单位单元子 组13-2-2和13-2-3中的选择开关3-2-3和3-2-4以及3-3-3和3-3-4中。 控制信号cpCHl-l、 cpCH2-l和cpCH3-l分别被输入与单位单元子组 13-1-2和13-1-3对应的转换开关12-2-1和12-2-2以及12-3-1和12-3-2 中，并且，控制信号cpCHl-2、 (pCH2-2和cpCH3-2分别被输入与单位 单元子组13-2-2和13-2-3对应的转换开关12-2-3和12-2-4以及12-3-3 和12-3-4中。
下面，将参照图IIA和图11B的流程图和图12的时序图说明本 实施例的操作。
与在上述的图7和图8中说明的步骤和定时相同的步骤和定时分 别由与图7和图8中的附图标记相同的附图标记表示，并且，省略它 们的说明。
在图IIA和图11B中的步骤S133处，执行第三确定。在第三确 定中，假定变量W,并且，在根据图IIA和图IIB的流程图改变变 量W之后，确定变量W的值与单位单元组11-1至11-3中的每一个 中的单位单元子组13-1-1至13-2-3的数量(在本实施例中为2个)相 同(是)还是不同(否)，以确定下一操作。在步骤S134处，执行第 四确定。在第四确定中，假定变量X，并且，在根据图11A和图11B 的流程图改变变量X之后，确定变量X的值与颜色分量R、 G和B的数量(在本实施例中为3个颜色)相同(是)还是不同(否)，以 确定下一操作。在步骤S135处，执行第五确定。在第五确定中，假定 变量Z，并且，在根据图IIA和图11B的流程图改变变量Z之后，确 定变量Z与单位单元4-1-1至4-3-4中的每一个中的一个颜色分量的像 素的数量(在本实施例中为1个)相同(是)还是不同(否)，以确 定下一操作。
可通过例如用第三计数器将第三垂直传送的次数作为变量W计 数来实现步骤S133处的第三确定的处理。可分别通过用第四和第五计 数器将第三和第四确定的答案为"是"的次数计数来实现步骤S134 和S135处的第四和第五确定的处理。
控制信号cpSWl-l和(pCT-l在第三垂直传送期间131-1中变为高 电平。由此，分别保持在4皮选择开关3-1-1和3-1-2、 3-2-1和3-2-2以 及3-3-1和3-3-2选择的中间保持单元CM1R和CM2R、 CM5B和 CM6B以及CM9G和CM10G中的信号分别被写入保持单元CT1和 CT2、 CT5和CT6以及CT9和CT10中。选择开关3-1-1和3-l画2、 3-2-1和3-2-2以及3-3-l和3-3-2分别被包含于单位单元组11-1至11-3 中的单位单元子組13-1-1、 13-1-2和13-1-3中。
然后，控制信号cpSWl-2和cpCT-2在第三垂直传送期间131-2中 变为高电平。由此，分别保持在被选择开关3-1-3和3-1-4、 3-2-3和 3-2-4以及3-3-3和3-3-4选择的中间保持单元CM3R和CM4R、CM7B 和CM8B以及CM11G和CM12G中的信号分别被写入保持单元CT3 和CT4、 CT7和CT8以及CT11和CT12中。选择开关3-1-3和3-l陽4、 3-2-3和3-2-4以及3-3-3和3-3-4分别被包含于单位单元组11-1至11-3 中的单位单元子组13-1-1、 13-1-2和13-1-3中。
并且，控制信号(pCHl-l在与第三垂直传送期间131-2并行的第二 水平传送期间132-1中变为高电平，然后，分别从扫描电路6-l、 6-2 和6-3输出扫描信号7-1-1、 7-1-2和7-1-3。然后，保持在分别与单位 单元子组13-1-1、 13-1-2和13-1-3连接的保持单元CT1、 CT5和CT9 中的信号被依次并行输出到分别与转换开关12-1-1、 12-2-1和12-3-1
23连接的共用输出线8-R、 8-B和8-G。接连地，分别从扫描电路6-l、
6- 2和6-3输出扫描信号7-2-1、 7-2-2和7-2-3。然后，保持在分别与 单位单元子组13-1-1、 13-1-2和13-1-3连接的保持单元CT2、 CT6和 CT10中的信号被依次并行输出到分别与转换开关12-1-2、 12-2-2和
12- 3-2连接的共用输出线8-R、 8-B和8-G。
然后，控制信号cpCHl-2在第二水平传送期间132-2中变为高电 平，由此，分别从扫描电路6-l、 6-2和6-3输出扫描信号7-3-1、 7-3-2 和7-3-3。然后，保持在分别与单位单元子组13-2-1、 13-2-2和13-2-3 连接的保持单元CT3、 CT7和CT11中的信号被依次并行输出到分别 与转换开关12-1-3、 12-2-3和12-3-3连接的共用输出线8-R、 8-B和 8-G。接连地，分别从扫描电路6-l、 6-2和6-3输出扫描信号7-4-1、
7- 4-2和7-4-3。然后，保持在分别与单位单元子組13-2-1、 13-2-2和
13- 2-3连接的保持单元CT4、 CT8和CT12中的信号被依次并行输出 到分别与转换开关12-1-4、 12-2-4和12-3-4连接的共用输出线8-R、
8- B和8-G。
这样，分别从单位单元组11-1、 11-2和11-3向共用输出线8-R、 8-B和8-G输出R颜色信号、B颜色信号和G颜色信号。
然后，通过期间131-3和131-4以及132-3和132-4，分别从单位 单元组ll-l、 11-2和11-3向共用输出线8-G、 8-R和8-B类似地输出 G颜色信号、R颜色信号和B颜色信号。并且，通过期间131-5和131-6 以及132-5和132-6,分别从单位单元组11-1、 11-2和11-3向共用输 出线8-B、 8-G和8-R类似地输出B颜色信号、G颜色信号和R颜色 信号。
以下参照图IIA和图IIB的流程图给出说明。
由于从蓄积时间到第一垂直传送(步骤S100 )的处理与第一实施 例的相同，因此省略其说明。
然后，第三到第五计数器的初始值被设为一(X-Z-W-1)(步 骤SllO)。
控制信号cpSWl-l (cpSW (X) — (W) -(pSWl-l )在第一第三垂直传送期间131-1中变为高电平。由此，在各单位单元组ll-l、 11-2 和11-3中的第一单位单元子组13-1-1、 13-1-2和13-1-3中，选择开关 3-1-1和3-1-2、 3-2-1和3-2-2以及3-3-1和3-3-2分别以以下的关系选 择中间保持单元CM1R和CM2R、 CM5B和CM6B以及CM9G和 CM10G，并且，颜色分量R、 G和B中的每一个的信号被写入各保持 单元CT1和CT2、 CT5和CT6以及CT9和CT10中(步骤S131-l)。 这些关系如下
51)单位单元子组13-1-1的单位单元4-1-1和4-1-2 R分量的 中间保持单元CM1R和CM2R;
52 )单位单元子组13-1-2的单位单元4-2-1和4-2-2 B分量的 中间保持单元CM5B和CM6B;以及
53 )单位单元子组13-1-3的单位单元4-3-1和4-3-2 => G分量的 中间保持单元CM9G和CM10G。
然后，作为期间133-1中的第三确定(步骤S133)，由于变量W =1,因此答案为"否"，并且，执行期间132-1中的第一第二水平传 送(步骤S132-1)。此时，控制信号cpCHl-l (cpCH (X) - (W)= cpCHl-l))变为高电平。由此，分别在单位单元组11-1至11-3中的 第一单位单元子组13-1-1 、13-1-2和13-1-3中，保持单元CT1和CT2、 CT5和CT6以及CT9和CT10以以下的关系通过转换开关12分别与 共用输出线8-R、 8-B和8-G连接
61) 保持单元CT1和CT2 => R分量的共用输出线8-R;
62) 保持单元CT5和CT6^B分量的共用输出线8-B;以及 63 )保持单元CT9和CT10 => G分量的共用输出线8-G。 至少在第一第二水平传送期间132-1之前完成连接切换。在第一
第二水平传送期间132-1中，分别响应扫描电路6-l、 6-2和6-3的扫 描，保持在保持单元CT1和CT2、 CT5和CT6以及CT9和CT10中 的信号分别依次被输出到共用输出线8-R、 8-B和8-G。
在完成期间132-1中的第一第二水平传送之前(即，在输出各扫 描电路6-l至6-3的第二位处的第二扫描信号之前)，第三计数器向上计数(W = W+l)(步骤S132-l)。控制信号cpSWl-2 (cpSW ( X ) - (W) scpSWl-2)在第二垂直传送处理的期间131-2中变为高电平。 由此，在单位单元组11中的第二单位单元子组13-2-1、13-2-2和13-2-3 中，与第一第三垂直传送类似，保持在分别被选择开关3-1-3和3-1-4、 3-2-3和3-2-4以及3-3-3和3-3-4选择的中间保持单元CM3R和 CM4R、 CM7B和CM8B以及CM11G和CM12G中的信号分别被写 入保持单元CT3和CT4、 CT7和CT8以及CT11和CT12中。
然后，处理返回期间133-1中的第三确定(步骤S133)，并且， 由于变量W-2，因此第三确定的答案变为"是，，。由于第三确定的 答案为"是，，的次数为l，因此第四确定(步骤S134)的答案由于变 量X-1而变为"否"。然后，控制信号(pCHl-2 (cpCH (X) - (W) =cpCHl-2)在第二水平传送期间132-2中变为高电平，并且，执行第 二水平传送(步骤S132-2)。然后，第三计数器被复位(W-2)， 并且，第四计数器向上计数，使得变量X-X+l-2。然后，控制信号 (pCSWl-2 (cpSW ( X ) - (W) =cpSW2-l)在第三垂直传送期间131-3 中变为高电平，并且，执行第三垂直传送(步骤S131-3)。处理然后 返回期间133-1中的第三确定(步骤S133)，并且，第三确定的答案 由于变量W-1而为"否"。然后，重复步骤S132-l至S131-2处的 上述处理。然后，当变量W变为2时，处理转移到步骤S134处的处 理。由于变量乂 = 2，因此步骤S134处的确定的答案变为"否"。重 复上述的操作直到变量X变为3。
当变量X变为3时，处理移动到步骤S135处的处理。由于在本 实施例中单位单元4-1-1至4-3-4中的每一个中的一个颜色的像素数量 被设为1个，因此处理移动到步骤S132-3处的处理，并且，执行第二 水平传送。然后， 一个期间的像素的读取结束。如果单位单元4-1-1 至4-3-4中的每一个中的一种颜色的像素数量为2个或更多个，那么 执行步骤S132-4至S131-4处的处理。
最终的(conclusive)读取次序是在图12中示为VOUT-R、 VOUT-G和VOUT-B的次序。这样，由于与第一实施例不同，本实施
26例与像素信号的第二水平传送同时地执行第三垂直传送操作，因此可 以在不中断像素信号的读取的情况下读取像素信号，并且，作为结果，
可在与常规的配置相同的时间期间执行所有的像素l-R、 l-G和l-B 的读取的操作。并且，还能够在图12的第六第二水平传送期间132-6 中通过如虚线所示的那样将控制信号cpCTl-l和(pSWl-l变为高电平而 产生假(dummy)脉沖并执行伪第三垂直传送。因此，通过在各第二 水平传送期间132-1至132-6中使产生的脉冲条件一致(uniform)， 可以使所有的水平传送期间132-1至132-6中的操作一致化。
这里，用于将光电转换元件21复位的控制信号cpRES可以在控制 信号cpCM变为高电平时及之后的任何定时变为高电平。并且，也为了 尽可能长地取得蓄积时间，期望在从紧挨着第一垂直传送之后的时间 到紧挨着第一第二水平传送期间102-1之前的时间的期间中执行控制 信号cpRES的改变。
并且，虽然对于使用R、 G和B的三个颜色的情况给予本实施例 的说明，但可通过使用任意数量的颜色的任意颜色分量配置本发明。 并且，可以釆用每个颜色包含多个共用输出线的配置。在该情况下， 各颜色输出被导致为并行输出。
并且，与第一实施例类似，面传感器可被应用于本实施例。
如上所述，在本发明的第二实施例中，每多个颜色分量地执行输 出的固态成像装置使用中间保持单元CM1R至CM12B和选择单元， 并且，单位单元4-1-1至4-3-4中的每一个包含保持单元CT1至CT12 中的一个。并且，所有的单位单元4-1-1至4-3-4被分为数量与颜色数 量相同的单位单元组11-1至11-3，并且，单位单元组11-1至11-3中 的每一个被分为多个单位单元子组13-1-1至13-2-3。在单位单元组 11-1至11-3中的每一个中，同时通过单位单元子组13-1-1至13-2-3 交替且同时地执行水平传送和垂直传送。通过上述的配置，可以实现 面积比常规配置的小的固态成像装置，而保持与常规配置相同程度的 信号读取时间。并且，如果执行伪第三垂直传送操作，那么可以通过 使产生的脉冲条件一致来使所有的水平传送期间132-1至132-6中的操作一致化。
(第三实施例)
将参照图15说明使用在第一和第二实施例中说明的固态成像装 置的成像系统。基于图15，将说明将本发明的固态成像装置应用于照 相机的例子。
在图15的配置中，照相机包括用作镜头的保护器和主开关两者的 挡板801，用于在固态成像器件804上形成物体的光学图像的透镜802， 用于执行穿过透镜802的光的量的变化控制的光阑803，用于拍摄由 透镜802形成的物体的光学图像作为图像信号的固态成像器件804， 包含放大从固态成像器件804输出的图像信号的可变增益放大器单元 和用于校正图像信号的增益值的增益校正电路单元的图像信号处理电 路805，执行从固态成像器件804输出的图像信号的模数转换的A/D 转换器806,执行从A/D转换器806输出的图像数据的各种校正和数 据压缩的信号处理单元807，向固态成像器件804、图像信号处理电路 805、 A/D转换器806和信号处理单元807输出各种定时信号的定时发 生器808，控制各种操作和整个静态视频照相机的总控制和算术运算 单元809,用于暂时存储图像数据的存储单元810，用于对于记录介质 812执行记录或读取的接口单元控制记录介质811，能够被附接到静态 视频照相机的主体上并能够从其上面被拆下的记录介质812和用于与 外部计算机等执行通信的接口单元813。总控制和算术运算单元809 基于图7和图9所示的流程执行处理。记录介质812是用于执行图像 数据的记录或读取的半导体存储器等。
虽然已参照示例性实施例说明了本发明，但应理解，本发明不限 于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释 以包含所有的这些变更及等同的结构和功能。
权利要求
1. 一种固态成像装置，包括多个单位单元，每一单位单元包含具有不同的颜色分量的多个像素和用于从所述多个像素选择并输出信号的第一选择单元，其中，所述多个单位单元被分成多个单位单元组；与每一单位单元对应地设置并保持从所述第一选择单元输出的信号的保持单元；向其输出不同的颜色分量的信号的多根共用输出线；和用于选择所述多根共用输出线并用于向选择的共用输出线输出由所述保持单元保持的信号的第二选择单元，其中，所述第一选择单元一组单位单元一组单位单元地输出不同的颜色分量的信号。
2. 根据权利要求l的固态成像装置，其中，保持从所述第 一选择单元输出的信号的所述保持单元作为第二保 持单元操作，单位单元还包含用于保持从所述多个像素输出的信号的 多个第 一保持单元，选择单元选择并输出由所述多个第 一保持单元保 持的信号。
3. 根据权利要求1或2的固态成像装置，其中， 所述多个像素沿列并沿与列的方向不同的方向被布置。
4. 根据权利要求1或2的固态成像装置，其中， 所述不同的颜色分量分别为红色、绿色和蓝色分量。
5. 根据权利要求1或2的固态成像装置，其中，所述第 一选择单元包含用于放大要从所述第 一选择单元输出的信 号的放大单元。
6. —种固态成像装置的驱动方法，该固态成像装置包括 多个单位单元，每一单位单元包含具有不同的颜色分量的多个像素、用于保持从所述多个像素输出的信号的第一保持单元、和用于选 择和输出由所述第一保持单元保持的信号的第一选择单元，其中，所述多个单位单元被分成多个单位单元组；与每一单位单元对应地设置并保持从所述第一选择单元输出的信号的第二保持单元；向其输出不同的颜色分量的信号的多根共用输出线；和所述第二保持单元保持的信号的第二选择单元，其中，由所述第一和 第二选择单元选择的信号一组单位单元一组单位单元地处于不同的颜 色分量，并且，该方法包括(1 )用于将在像素中蓄积的信号传送到所述第 一保持单元的第一 垂直传送步骤；和(2) —个颜色一个颜色地依次进行的每一单位单元组的处理步 骤，其中，处理步骤(2)包含(a) 第二垂直传送步骤，用于一组单位单元一组单位单元地通过 所述第 一选择单元选择保持不同的颜色分量的信号的所述第 一保持单 元，并用于向所述第二保持单元传送保持的信号；和(b) 第一水平传送步骤，用于通过所述第二选择单元连接与由 连接到所述第二选择单元的所述第二保持单元保持的颜色分量的信号 对应的共用输出线和连接到所述第二选择单元的所述第二保持单元， 并用于在单位单元组中一个单位单元一个单位单元地依次向被所述第 二选择单元连接的共用输出线输出被所述第二保持单元保持的信号。
7. —种固态成像装置的驱动方法，该固态成像装置包括 多个单位单元，每一单位单元包含具有不同的颜色分量的多个像素、用于保持从所述多个像素输出的信号的第一保持单元、和用于选 择和输出由所述第一保持单元保持的信号的第一选择单元，其中，所 述多个单位单元被分成多个单位单元组，并且， 一个单位单元组内的 多个单位单元被分成多个单位单元子组；与每一单位单元对应地设置并保持从所述第一选择单元输出的信 号的第二保持单元；向其输出不同的颜色分量的信号的多根共用输出线；和所述第二保持单元保持的信号的第二选择单元，其中，由所述第一和 第二选择单元选择的信号一组单位单元一组单位单元地处于不同的颜色分量，并且，该方法包括(1 )用于将在像素中蓄积的信号传送到所述第 一保持单元的第一 垂直传送步骤；和(2 )—个颜色一个颜色依次地并通过在一个单位单元组内 一个子 组一个子组地进行的每一单位单元组的处理步骤，其中，处理步骤(2) 包含U)第二垂直传送步骤，用于一组单位单元一组单位单元地通过 所述第一选择单元选择保持不同的颜色分量的信号的所述第一保持单 元，并用于向所述第二保持单元传送保持的信号；和(b)第一水平传送步骤，用于通过所述第二选择单元连接与由 连接到所述第二选择单元的所述第二保持单元保持的颜色分量的信号 对应的共用输出线和连接到所述第二选择单元的所述第二保持单元， 并用于在单位单元组中一个单位单元一个单位单元地依次向被所述第 二选择单元连接的共用输出线输出被所述第二保持单元保持的信号。
8. 根据权利要求6或7的驱动方法，其中，在矩阵中布置所述多个像素，并且，单位单元包含矩阵中的预定数量的列的所有行中的像素和数量等 于单位单元中的列数的第 一保持单元，使得所述第 一保持单元中的每 一个与每一列的像素连接。
9. 根据权利要求6或7的固态成像装置的驱动方法，其中，在(b)第一水平传送步骤中，在对于最后的单位单元的传送中， 进行假第二垂直传送步骤。
10. —种照相机，包括 根据权利要求1或2的固态成像装置。
11. 一种复印才几，包括 根据权利要求1或2的固态成像装置。
全文摘要
本发明公开了固态成像装置及其驱动方法、照相机和复印机。一种固态成像装置包括多个单位单元，每个单位单元包含具有相互不同的颜色分量的多个像素和选择性地从多个像素输出信号中的一个的第一选择单元。单位单元被分成组。固态成像装置还包括保持单元，每一保持单元对于单位单元中的每一个设置并保持从第一选择单元输出的信号；多根共用输出线，用于输出相互不同的颜色分量的信号；和第二选择单元，每一第二选择单元选择多根共用输出线中的一根以向选择的共用输出线输出保持在保持单元中的信号。第一选择单元各自地从单位单元组中的每一个输出不同的颜色分量的信号。
文档编号H04N5/341GK101426066SQ20081017393
公开日2009年5月6日 申请日期2008年10月31日 优先权日2007年11月1日
发明者户塚洋史 申请人:佳能株式会社