[发明专利]固态图象读取装置及其驱动方法和摄像系统

说明书

本发明涉及一种固态图象读取装置及其驱动方法和摄像系统，并尤其涉及一种利用以MOS型图象传感器为代表的XY地址型固态图象读取元件的固态图象读取装置及其驱动方法，和利用XY地址型固态图象读取元件作为图象读取装置的摄像系统，如数字静态摄像机。

在以数字静态摄像机为代表的静态图片的图象读取技术中，把包括大量象素的固态图象读取元件用作一个图象读取装置，并且所有象素的象素信息都独立地读出，从而获得一个静态的图象。例如，在数字静态摄像机中，因为需要通过释放快门来摄取高精密度的静态图片，所以使用包括多个象素的固态图象读取元件。

另一方面，在摄取静态图片之前，一般通过在例如小屏幕的液晶监视器上投影动态图片(目标图象)而执行确认(监视)目标的操作。在确认目标的阶段(监视模式)，响应于液晶监视器的象素数量的草图(低分辨率图象)是令人满意的。

此外，在便携设备如数字静态摄像机的图象传输中，传输的数字速率是有限的。因此，对于静态图片，传输所有象素的象素信息以获得高精细图象，对于动态图象，疏散(thin out)象素信息以减小信息量并传输。

迄今为止，作为单片彩色摄像机，一般使用电荷迁移型固态图象读取元件，如一个CCD(电荷耦合装置)型图象传感器。另一方面，近年来开始使用一种XY地址型固态图象读取元件，如MOS型图象传感器，从降低电工耗和缩小系统尺寸方面来说，它比CCD型图象传感器更为有利。

顺便说一下，在单片彩色摄像机中，在CCD型图象传感器用作图象读取装置情形中的象素信息的疏散处理中，例如采用这样一种方法，即当从图象传感器中读出所有象素的象素信息后，通过外部信号处理系统疏散象素信息。另外，在使用例如MOS型图象传感器作为图象读取装置的彩色摄像机中，在CCD型图象传感器中采用了疏散读取法。

如此采用疏散读取法-其中在从图象传感器中读出所有象素的象素信息后，通过外部信号处理系统疏散象素信息的原因如下：

原因如下：(1)保持彩色滤色片的颜色的空间分布和输出顺序同时疏散象素信息是不可能的，(2)通过把一个标准的移位寄存器用作选取象素的选取装置而连续地选通象素，(3)CCD型图象传感器只能够依次从象素中读出信号电荷，等等。

作为一个例子，当考虑每隔一个象素的象素信息被疏散的情形时，如果没有颜色差异，可以在纵向(垂直)和横向(水平)每个方向上压缩信息量一半。但是，如图9所示，在各个象素之间存在颜色差异的情形中，如果每隔一个象素的象素信息被疏散，则只从斜线部分的象素中读出象素信息，并且只从例如B(蓝色)部分中读出象素信息，以致于不能获得彩色图象。

从这些原因来看，在利用CCD型图象传感器或MOS型图象传感器作为图象读取装置的单片彩色摄像机中，当从图象传感器中读出所有象素的图象信息之后，通过外部信号处理系统执行象素信息的疏散处理。但是，在这种情况下，尽管通过疏散处理减少信息量这一事实，因为图象传感器的驱动功率恒定，所以不能减少消耗的电功率，相反，负荷因此施加到后续阶段的信号处理系统中。

特别是，在使用MOS型图象传感器作为图象读取装置的单片彩色摄像机中，因为比CCD型图象传感器优越的地方在于如前所述地降低了功耗以及缩小了系统，所以在象素信息量减少的情况下，如果减少了功耗而不给后续阶段的信号处理系统成正比地施加负荷，则可以说意义是非常重大的。

鉴于上述问题提出了本发明，本发明的目的因此在于提供一种固态图象读取装置，它能够减少功耗而不施加负荷给后续阶段执行象素信息疏散处理的信号处理系统，还提供一种该固态图象读取装置的驱动方法和摄像机系统。

为了实现上述目的，根据本发明，使用XY地址型固态图象读取元件，其中对分布在一个矩阵中的各个象素形成具有预定颜色编码的彩色滤光片，并当指定对固态图象读取元件疏散读取时，改变系统的时钟频率，并根据改变的时钟频率并以对应于颜色编码的顺序选通象素，以读出象素信号。

在XY地址型固态图象读取元件中，可以选通任一地址位置处的一个象素，并且可以以象素为单位读出它的象素信号。然后，当指定疏散读出时，首先改变系统的时钟频率。根据频率改变的时钟频率，以对应于彩色滤光片颜色编码的顺序选取象素并读出象素信号，使得在从象素中读出象素信息的阶段执行疏散处理。

图1是应用本发明的摄像机系统的结构框图；

图2是MOS型图象传感器的结构示意图；

图3是用于解释读取全象素操作的计时图；

图4是用于解释疏散读取操作第一实例的原理图；