JP2000050289A - Drive method for solid-state image-pickup device and camera using the method - Google Patents

Drive method for solid-state image-pickup device and camera using the method

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JP2000050289A
JP2000050289A JP10213701A JP21370198A JP2000050289A JP 2000050289 A JP2000050289 A JP 2000050289A JP 10213701 A JP10213701 A JP 10213701A JP 21370198 A JP21370198 A JP 21370198A JP 2000050289 A JP2000050289 A JP 2000050289A
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JP
Japan
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charges
transfer unit
horizontal
rows
color filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP10213701A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Tashiro
信一 田代
Toshiya Fujii
俊哉 藤井
Katsumi Takeda
勝見 武田
Masayasu Miyashita
昌泰 宮下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To output two types of color difference signals on a single screen as they are, without requiring complicated processing or hardware resources by carrying out thinning and electric charge mixing operations even with a solid-state image-pickup device having a color filter. SOLUTION: The electric charge of a photodiode 1 is independently transferred to a vertical transfer part 2 every pixels equivalent to two rows, and the electric charge equivalent to a single row is transferred from the part 2 to a horizontal transfer part 3 in the discontinuous horizontal synchronizing periods. Then the electric charge stored in the part 3 is transferred to a signal charge detecting part 4 by an amount equivalent to a single pixel, and the electric charge equivalent to a single row are mixed toward the part 3 from the part 2 in the same horizontal period and the electric charge equivalent to two rows are mixed at the part 3. Moreover, the electric charge is transferred from the part 2 to the part 3 in a horizontal synchronizing period which is different from the discontinuous period and the electric charge equivalent to two rows are mixed at the part 3. Thus, two types of color difference signals can be outputted and three primary colors can be displayed on a single screen.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子の駆
動方法とその方法を用いたデジタルスチルカメラに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for driving a solid-state image sensor and a digital still camera using the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体撮像素子を用いたデジタルスチルカ
メラは高画質及び高機能化が要望され、高画素化が進ん
でいる。例えば、130万画素の固体撮像素子であれ
ば、垂直画素数が約960画素、水平画素数が約128
0画素であり、通常のNTSC用の固体撮像素子の約4
倍の画素数を有している。また、フレームレートも1/
15秒と、通常のテレビジョンにおけるレートである1
/60秒の4倍となり、そのまま信号を読み出したので
は、表示装置(液晶モニタなど)上で画像の動きがカク
カクとぎこちない動きになる等正常に出力できない場合
が多い。最近のデジタルスチルカメラはモニターとして
液晶テレビ等を採用することが多く、撮像を確実にモニ
ターするためにも、かかる固体撮像素子の信号を従来の
テレビジョンと同じ仕様の表示装置に出力する場合に、
何らかの方法で垂直画素数を間引いて高速に読み出す必
要がある。
2. Description of the Related Art A digital still camera using a solid-state imaging device is required to have high image quality and high functionality, and the number of pixels is increasing. For example, in the case of a solid-state imaging device having 1.3 million pixels, the number of vertical pixels is about 960, and the number of horizontal pixels is about 128.
0 pixels, about 4 times that of a normal NTSC solid-state imaging device.
It has twice the number of pixels. Also, the frame rate is 1 /
15 seconds, 1 which is the rate in normal television
If the signal is read out as it is, the image cannot be output normally on the display device (such as a liquid crystal monitor) because the motion of the image becomes jerky and jerky. Recent digital still cameras often employ a liquid crystal television or the like as a monitor, and in order to reliably monitor imaging, a signal from such a solid-state imaging device is output to a display device having the same specifications as a conventional television. ,
It is necessary to reduce the number of vertical pixels by some method and read the data at high speed.

【0003】図1に一般的な固体撮像素子のゲート構成
図を示す。図1において、1はフォトダイオード、2は
V1からV6の6相のゲートからなる垂直転送部、3は
H1及びH2の2相のゲートからなる水平転送部、及び
4は電荷検出部を示す。図1において、フォトダイオー
ド1と垂直転送部2は簡略化して配置してあるが、実際
の固体撮像素子では、このフォトダイオード1と垂直転
送部2の組み合わせが水平画素数分だけ並ぶものとす
る。この固体撮像素子の従来の読み出し方法は、垂直転
送部2のV1、V3、V5、V6に高電圧(約15V)
を印加して、フォトダイオード1から垂直転送部2へ電
荷を読み出し、垂直転送部2に垂直転送部駆動パルス
(V1からV6)を入力することにより、その電荷を1
水平走査期間に1回1行分同時に水平転送部3へ転送
し、水平転送部3へ転送された電荷を水平転送部3に約
24.5MHzのクロックを印加して電荷検出部4より
信号を出力するものである。
FIG. 1 shows a gate configuration diagram of a general solid-state imaging device. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a photodiode, 2 denotes a vertical transfer unit including six-phase gates V1 to V6, 3 denotes a horizontal transfer unit including two-phase gates H1 and H2, and 4 denotes a charge detection unit. In FIG. 1, the photodiode 1 and the vertical transfer unit 2 are arranged in a simplified manner. In an actual solid-state imaging device, the combination of the photodiode 1 and the vertical transfer unit 2 is arranged by the number of horizontal pixels. . In the conventional reading method of this solid-state imaging device, a high voltage (about 15 V) is applied to V1, V3, V5, and V6 of the vertical transfer unit 2.
Is read out from the photodiode 1 to the vertical transfer unit 2, and a vertical transfer unit drive pulse (V 1 to V 6) is input to the vertical transfer unit 2, whereby the charge is reduced to 1
One row is simultaneously transferred to the horizontal transfer unit 3 once during the horizontal scanning period, and the charges transferred to the horizontal transfer unit 3 are applied with a clock of about 24.5 MHz to the horizontal transfer unit 3 to output a signal from the charge detection unit 4. Output.

【0004】次に、図2は一般的なデジタルスチルカメ
ラの構成図を示す。図2において、5は固体撮像素子
を、6は固体撮像素子用の駆動タイミングを制御するT
G(Timing Generator)を、7は駆動タイミングを固体
撮像素子5用に電圧変換するVドライバを、8はCDS
やA/D変換処理を行う前処理ICを、9は信号処理や
メモリコントロールを行うCPU部を、10は撮ったデ
ータを確認したりビューファインダとして出力表示する
LCDを、そして、11はメモリ部をそれぞれ示す。
FIG. 2 is a block diagram of a general digital still camera. In FIG. 2, reference numeral 5 denotes a solid-state imaging device, and 6 denotes a T for controlling driving timing for the solid-state imaging device.
G (Timing Generator), 7 is a V driver that converts the drive timing into a voltage for the solid-state imaging device 5, and 8 is a CDS.
9 is a CPU unit for performing signal processing and memory control, 10 is an LCD for confirming captured data and outputting and displaying as a viewfinder, and 11 is a memory unit. Are respectively shown.

【0005】また、図3及び図4に従来の間引き読み出
し駆動タイミングチャートを示す。図3は第1フィール
ドのタイミングチャートを、図4は第2フィールドのタ
イミングチャートを示す。HD、VDはそれぞれ水平及
び垂直同期信号パルスであり、外部からTG6へ印加す
る。CCD出力は、固体撮像素子5からの出力を示す。
V1からV6、H1、H2は、それぞれ垂直転送部2の
V1からV6、水平転送部H1、H2の各ゲート入力パ
ルスを示す。
FIGS. 3 and 4 show conventional thinning-out read drive timing charts. FIG. 3 is a timing chart of the first field, and FIG. 4 is a timing chart of the second field. HD and VD are horizontal and vertical synchronization signal pulses, respectively, and are applied to the TG 6 from outside. The CCD output indicates an output from the solid-state imaging device 5.
V1 to V6, H1 and H2 indicate gate input pulses of V1 to V6 of the vertical transfer unit 2 and gate inputs of the horizontal transfer units H1 and H2, respectively.

【0006】従来は、固体撮像素子5にTG6から図3
及び図4に示した読み出し駆動波形を入力し、2行ごと
に画素を読み出し、読み出した2行分の画素を水平CC
Dで加算・出力し、前処理IC8、CPU部9を経て、
LCD10に出力表示している。これによって、画素数
増加に伴う転送・処理時間増による画像表示間隔が長く
なるのを回避している。
Conventionally, a solid-state image pickup device 5 is connected to a TG 6 from FIG.
And the read-out drive waveform shown in FIG. 4 is input, pixels are read out every two rows, and the read-out pixels for the two rows are replaced with the horizontal CC.
D, add and output, pass through the pre-processing IC 8 and the CPU 9
The output is displayed on the LCD 10. As a result, it is possible to prevent the image display interval from being lengthened due to an increase in transfer / processing time caused by an increase in the number of pixels.

【0007】図5に今回使用される色フィルタの配列を
2種類示す。それぞれ、イエロー(Ye)、マゼンダ
(Mg)、シアン(Cy)、グリーン(G)の4色で2
列×4行を基本に構成される。これらの色フィルタが図
1に示すようにフォトダイオード1と1:1に対応す
る。
FIG. 5 shows two types of color filter arrays used this time. Each of the four colors of yellow (Ye), magenta (Mg), cyan (Cy), and green (G)
It is configured based on columns × 4 rows. These color filters correspond to the photodiodes 1: 1 as shown in FIG.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の駆動方法では、例えば図5の右側の色フィ
ルタを例にとって電荷混合すると、(Cy+G)−(Y
e+Mg)か(Cy+Mg)−(Ye+G)のどちらか
片方の色差信号のみが1画面に出力される。原色成分
赤、緑、青をそれぞれR、G、Bとした場合に、Cy=
B+G、Ye=R+G、Mg=R+Bで表わされるか
ら、(Cy+G)−(Ye+Mg)=(B+G+G)―
(R+G+R+B)=(G−2R)、若しくは、(Cy
+Mg)−(Ye+G)=(B+G+R+B)―(R+
G+G)=(2B−G)のどちらか片方のみしか画面に
出力できないので、1画面上で色分離することができな
い(色差信号が1つだけでは、R、G、Bの色の三原色
を再現できない。)。一般に、図3及び図4に示すよう
に、CCDから出力される色差信号は(R−Y)のみで
あり、色信号を再現することはできない。したがって、
色の三原色を再現すべく色分離をするためには、画素ご
とに原色成分を展開させる必要が有り、CPUやメモリ
等の資源を多量に必要とするという問題点があった。
However, in the conventional driving method as described above, for example, when charge is mixed by taking the color filter on the right side of FIG. 5 as an example, (Cy + G)-(Y
Only one of the color difference signals, e + Mg) or (Cy + Mg)-(Ye + G), is output to one screen. When the primary color components red, green, and blue are R, G, and B, respectively, Cy =
Since B + G, Ye = R + G, and Mg = R + B, (Cy + G)-(Ye + Mg) = (B + G + G)-
(R + G + R + B) = (G−2R) or (Cy
+ Mg)-(Ye + G) = (B + G + R + B)-(R +
G + G) = (2BG) Only one of them can be output to the screen, so color separation cannot be performed on one screen (only one color difference signal reproduces the three primary colors of R, G, and B) Can not.). Generally, as shown in FIGS. 3 and 4, the color difference signal output from the CCD is only (RY), and the color signal cannot be reproduced. Therefore,
In order to perform color separation to reproduce the three primary colors, it is necessary to develop primary color components for each pixel, and there is a problem that a large amount of resources such as a CPU and a memory are required.

【0009】本発明は、色フィルタを持った固体撮像素
子でも間引き及び電荷混合を行い、1画面に2種類の色
差信号を出力できるようにすることで、複雑な処理やハ
ードウェア資源を必要とせずにそのまま表示装置に出力
できるようにすることを目的とする。
According to the present invention, even a solid-state image pickup device having a color filter performs thinning and charge mixing and can output two kinds of color difference signals on one screen, thereby requiring complicated processing and hardware resources. It is intended to be able to output directly to a display device without any change.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明にかかる固体撮像素子の駆動方法は、行列状に
配列されたフォトダイオードと、フォトダイオードで光
電変換された電荷を読み出しかつ垂直方向へ転送する垂
直転送部と、垂直転送部から1行分の画素数にあたる電
荷を転送する水平転送部と、水平転送部からの電荷を信
号電圧又は信号電流に変換して出力する信号電荷検出部
を有する固体撮像素子において、フォトダイオードの電
荷を垂直転送部へ2行分ずつ画素ごとに独立して転送
し、とびとびの水平同期期間に垂直転送部から水平転送
部方向に1行分の電荷を転送した後に水平転送部内の電
荷を1画素分信号電荷検出部側に転送し、同一水平同期
期間に垂直転送部から水平転送部方向にさらに1行分の
電荷を転送して水平転送部で2行分の電荷を混合し、と
びとびの水平同期期間と異なる水平同期期間に垂直転送
部から水平転送部方向に2行分の電荷を転送して水平転
送部で2行分の電荷を混合することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a method for driving a solid-state image pickup device, comprising: a photodiode arranged in a matrix; a charge read photoelectrically by the photodiode; A vertical transfer unit for transferring in the direction, a horizontal transfer unit for transferring the charge corresponding to the number of pixels of one row from the vertical transfer unit, and a signal charge detection for converting the charge from the horizontal transfer unit into a signal voltage or a signal current and outputting the signal voltage or signal current. In a solid-state imaging device having a portion, the charge of the photodiode is independently transferred to the vertical transfer portion for each of two rows for each pixel, and the charge of one row in the direction from the vertical transfer portion to the horizontal transfer portion during a discrete horizontal synchronization period. Is transferred to the signal charge detection unit for one pixel, and one line of charge is further transferred from the vertical transfer unit to the horizontal transfer unit in the same horizontal synchronization period to transfer the charges in the horizontal transfer unit horizontally. The charge of two rows is mixed by the sending unit, and the charges of two rows are transferred from the vertical transfer unit to the horizontal transfer unit in the horizontal synchronization period different from the discrete horizontal synchronization period, and the charges of two rows are transferred by the horizontal transfer unit. Are mixed.

【0011】かかる構成により、ある水平同期期間には
従来通りに、他の水平同期期間には一画素分シフトし、
それぞれ2行分の電荷を水平転送部で混合することによ
り、2種類の色差信号を出力として得ることができ、色
の三原色を1画面上で表示することが可能となる。
With this configuration, the pixel is shifted by one pixel during a certain horizontal synchronization period, and by one pixel during another horizontal synchronization period.
By mixing charges of two rows in the horizontal transfer unit, two types of color difference signals can be obtained as outputs, and three primary colors can be displayed on one screen.

【0012】次に、本発明にかかる固体撮像素子の駆動
方法は、行列状に配列されたフォトダイオードと、4行
2列の色フィルタ要素の単位配列が、複数個二次元状に
配列され、単位配列は、第1・第2・第3・第4の色フ
ィルタ要素から構成され、第1縦列は、第1・第3・第
2・第4の順序で色フィルタ要素が配列され、第2縦列
は、第2・第4・第1・第3の順序で色フィルタ要素が
配列され、色フィルタアレイの1個の色フィルタ要素が
1個のフォトダイオードの前面に対応して形成され、フ
ォトダイオードで光電変換された電荷を読み出しかつ垂
直方向へ転送する垂直転送部と、垂直転送部から1行分
の画素数にあたる電荷を転送する水平転送部と、水平転
送部からの電荷を信号電圧又は信号電流に変換して出力
する信号電荷検出部を有する固体撮像素子において、フ
ォトダイオードの電荷を垂直転送部へ2行分ずつ画素ご
とに独立して転送し、とびとびの水平同期期間に垂直転
送部から水平転送部方向に1行分の電荷を転送した後に
水平転送部内の電荷を1画素分信号電荷検出部側に転送
し、同一水平同期期間に垂直転送部から水平転送部方向
にさらに1行分の電荷を転送して水平転送部で2行分の
電荷を混合し、とびとびの水平同期期間と異なる水平同
期期間に垂直転送部から水平転送部方向に2行分の電荷
を転送して水平転送部で2行分の電荷を混合することを
特徴とする。
Next, a method for driving a solid-state image pickup device according to the present invention is characterized in that a plurality of photodiodes arranged in a matrix and a plurality of unit arrays of color filter elements of 4 rows and 2 columns are arranged two-dimensionally. The unit array is composed of first, second, third, and fourth color filter elements, and the first column has color filter elements arranged in the first, third, second, and fourth order. In the two columns, color filter elements are arranged in the second, fourth, first, and third order, and one color filter element of the color filter array is formed corresponding to the front surface of one photodiode. A vertical transfer unit for reading the charges photoelectrically converted by the photodiodes and transferring the charges in the vertical direction; a horizontal transfer unit for transferring charges corresponding to the number of pixels in one row from the vertical transfer units; and a signal voltage for transferring the charges from the horizontal transfer units Or signal charge detection that converts to signal current and outputs In the solid-state imaging device having the above, the charge of the photodiode is independently transferred to the vertical transfer unit for every two rows for each pixel, and the charge for one row is transferred from the vertical transfer unit to the horizontal transfer unit in a discrete horizontal synchronization period. After the transfer, the charges in the horizontal transfer unit are transferred to the signal charge detection unit for one pixel, and the charges for one row are further transferred from the vertical transfer unit toward the horizontal transfer unit during the same horizontal synchronization period. Mixing two rows of charges from the vertical transfer unit toward the horizontal transfer unit during the horizontal synchronization period different from the discrete horizontal synchronization period by mixing the charges of the rows and mixing the two rows of charges by the horizontal transfer unit It is characterized by.

【0013】かかる構成により、ある水平同期期間には
従来通りに、他の水平同期期間には一画素分シフトし、
それぞれ2行分の電荷を水平転送部で混合することによ
り、2種類の色差信号を出力として得ることができ、色
の三原色を1画面上で表示することが可能となる。
With this configuration, the pixel is shifted by one pixel during a certain horizontal synchronization period and by one pixel during another horizontal synchronization period.
By mixing charges of two rows in the horizontal transfer unit, two types of color difference signals can be obtained as outputs, and three primary colors can be displayed on one screen.

【0014】また、本発明にかかる固体撮像素子の駆動
方法は、第1・第2・第3・第4の色フィルタ要素がシ
アン(Cy)、イエロー(Ye)、マゼンダ(Mg)お
よびグリーン(G)の4個の色フィルタ要素から構成さ
れることが好ましい。かかる色フィルタ要素を有するこ
とにより、色の三原色を1画面上で表示することができ
るからである。
Further, in the driving method of the solid-state image pickup device according to the present invention, the first, second, third, and fourth color filter elements are cyan (Cy), yellow (Ye), magenta (Mg), and green (Mg). It is preferable that the color filter element be composed of four color filter elements G). This is because the three primary colors can be displayed on one screen by having such a color filter element.

【0015】次に、本発明にかかる固体撮像素子を用い
たカメラは、行列状に配列されたフォトダイオードと、
2行4列の色フィルタ要素の単位配列が、複数個二次元
状に配列され、単位配列は、第1・第2・第3・第4の
色フィルタ要素から構成され、第1縦列は、第1・第3
・第2・第4の順序で色フィルタ要素が配列され、第2
縦列は、第2・第4・第1・第3の順序で色フィルタ要
素が配列され、色フィルタアレイの1個の色フィルタ要
素が1個のフォトダイオードの前面に対応して形成さ
れ、フォトダイオードで光電変換された電荷を読み出し
かつ垂直方向へ転送する垂直転送部と、垂直転送部から
1行分の画素数にあたる電荷を転送する水平転送部と、
水平転送部からの電荷を信号電圧又は信号電流に変換し
て出力する信号電荷検出部を有する固体撮像素子を用い
たカメラであって、フォトダイオードの電荷を垂直転送
部へ2行分ずつ画素ごとに独立して転送し、とびとびの
水平同期期間に垂直転送部から水平転送部方向に1行分
の電荷を転送した後に水平転送部内の電荷を1画素分信
号電荷検出部側に転送し、同一水平同期期間に垂直転送
部から水平転送部方向にさらに1行分の電荷を転送して
水平転送部で2行分の電荷を混合し、とびとびの水平同
期期間と異なる水平同期期間に垂直転送部から水平転送
部方向に2行分の電荷を転送して水平転送部で2行分の
電荷を混合した出力信号から同一画面内で2種類の色差
信号を抽出することを特徴とする。
Next, a camera using the solid-state image pickup device according to the present invention comprises a photodiode arranged in a matrix,
A plurality of unit arrays of two rows and four columns of color filter elements are arranged two-dimensionally, the unit array is composed of first, second, third and fourth color filter elements, and the first column is 1st and 3rd
The color filter elements are arranged in a second / fourth order;
In the column, color filter elements are arranged in the second, fourth, first, and third order, and one color filter element of the color filter array is formed corresponding to the front surface of one photodiode. A vertical transfer unit that reads out the charges photoelectrically converted by the diode and transfers the charges in the vertical direction, a horizontal transfer unit that transfers charges corresponding to the number of pixels of one row from the vertical transfer unit,
A camera using a solid-state imaging device having a signal charge detection unit that converts a charge from a horizontal transfer unit into a signal voltage or a signal current and outputs the signal charge, the charge of a photodiode being transferred to a vertical transfer unit for each pixel in two rows. After transferring one row of charges from the vertical transfer unit to the horizontal transfer unit in the discrete horizontal synchronization period, the charges in the horizontal transfer unit are transferred to the signal charge detection unit for one pixel, and the same. During the horizontal synchronization period, one row of charges are further transferred from the vertical transfer unit in the direction of the horizontal transfer unit, and the charges of two rows are mixed by the horizontal transfer unit, and the vertical transfer unit is transferred during a horizontal synchronization period different from the discrete horizontal synchronization period. , Two rows of charges are transferred in the direction of the horizontal transfer unit, and two types of color difference signals are extracted within the same screen from an output signal obtained by mixing the charges of the two rows in the horizontal transfer unit.

【0016】かかる構成により、ある水平同期期間には
従来通りに、他の水平同期期間には一画素分シフトし、
それぞれ2行分の電荷を水平転送部で混合することによ
り、2種類の色差信号を出力として得ることができ、色
の三原色を1画面上で表示することが可能となるので、
液晶テレビジョン等をモニター部として有するデジタル
スチルカメラであっても、撮像を自然に表示することが
できる。
With such a configuration, the pixel is shifted by one pixel during a certain horizontal synchronization period and by one pixel during another horizontal synchronization period.
By mixing two rows of charges in the horizontal transfer unit, two types of color difference signals can be obtained as outputs, and the three primary colors can be displayed on one screen.
Even a digital still camera having a liquid crystal television or the like as a monitor can naturally display an image.

【0017】また、本発明にかかる固体撮像素子を用い
たカメラは、第1・第2・第3・第4の色フィルタ要素
がシアン(Cy)、イエロー(Ye)、マゼンダ(M
g)およびグリーン(G)の4個の色フィルタ要素から
構成されることが好ましい。かかる色フィルタ要素を有
することにより、色の三原色をモニターの1画面上で表
示することができるからである。
In the camera using the solid-state image pickup device according to the present invention, the first, second, third and fourth color filter elements are cyan (Cy), yellow (Ye) and magenta (M).
g) and green (G). This is because, by having such a color filter element, the three primary colors can be displayed on one screen of the monitor.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態にかか
る固体撮像素子の駆動方法について、図面を参照しなが
ら説明する。なお、本実施の形態においては、従来の技
術で説明した固体撮像素子と同じ画素数1280(H)
×960(V)の固体撮像素子でフレームレート1/1
5秒の場合について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for driving a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, the number of pixels is 1280 (H), which is the same as that of the solid-state imaging device described in the related art.
X960 (V) solid-state imaging device with a frame rate of 1/1
The case of 5 seconds will be described.

【0019】図6は、本発明の固体撮像素子の第1フィ
ールドにおける駆動タイミングチャートを、図7は本発
明の固体撮像素子の第2フィールドにおける駆動タイミ
ングチャートを示す。図6及び図7においては、水平・
垂直同期信号(HD、VD)、固体撮像素子5の出力、
垂直転送部2に印加するV1からV6、水平転送部3に
印加するH1、H2のパルス波形を示している。
FIG. 6 is a driving timing chart of the solid-state imaging device of the present invention in the first field, and FIG. 7 is a driving timing chart of the solid-state imaging device of the present invention in the second field. 6 and FIG.
Vertical synchronization signal (HD, VD), output of solid-state imaging device 5,
5 shows pulse waveforms of V1 to V6 applied to the vertical transfer unit 2 and H1 and H2 applied to the horizontal transfer unit 3.

【0020】垂直転送部2に印加するV1からV6の波
形のうち、V1、V3、V5、V6については三値パル
スであり、最も高いパルスが印加された時に信号電荷の
読み出しを行い、残りの二値のパルスで電荷転送を行
う。以下、最も高いパルスを「ハイレベル」、残りの二
値のパルスのうち高い方のパルスを「ミドルレベル」、
低い方のパルスを「ローレベル」とする。おおよそ「ハ
イレベル」で+15V、「ミドルレベル」で0V、「ロ
ーレベル」で−7Vが印加される。
Of the waveforms V1 to V6 applied to the vertical transfer unit 2, V1, V3, V5, and V6 are ternary pulses. When the highest pulse is applied, signal charges are read out, and the remaining signal charges are read out. Charge transfer is performed with binary pulses. Hereinafter, the highest pulse is “high level”, the higher one of the remaining binary pulses is “middle level”,
The lower pulse is set to “low level”. Approximately +15 V is applied at "high level", 0 V is applied at "middle level", and -7 V is applied at "low level".

【0021】V2、V4については二値パルスであり、
高い方のパルスを「ハイレベル」、低い方のパルスを
「ローレベル」とする。おおよそ「ハイレベル」で0
V、「ローレベル」で−7Vが印加される。すなわち、
三値パルスのうち、読み出し用パルスを含まないパルス
と考えることができる。また、水平転送部3に印加する
H1、H2の波形は二値パルスであり、おおよそ「ハイ
レベル」で3.3V、「ローレベル」で0Vが印加され
る。
V2 and V4 are binary pulses.
The higher pulse is referred to as “high level”, and the lower pulse is referred to as “low level”. About 0 at "high level"
V, -7V is applied at "low level". That is,
Among the ternary pulses, it can be considered that the pulse does not include the reading pulse. The waveforms of H1 and H2 applied to the horizontal transfer unit 3 are binary pulses, and approximately 3.3 V is applied at “high level” and 0 V is applied at “low level”.

【0022】図6において、水平走査ライン番号が17
から20の部分でフォトダイオード1から垂直転送部2
へ電荷読み出しを行い、水平走査ライン番号22から順
次フォトダイオード1の指定ラインごとに電荷を加算し
ていく。例えば、水平走査ライン番号22においては、
フォトダイオード1のライン3と4を加算することを示
している。例えば、フォトダイオード1の色フィルタが
図5の右側に示す色構成であった場合には、図5におけ
るライン3と4を加算して、(Cy+Mg)―(Ye+
G)=(2B−G)が色差信号として画面に出力され
る。
In FIG. 6, the horizontal scanning line number is 17
From the photodiode 1 to the vertical transfer unit 2
The electric charge is read out from the horizontal scanning line number 22 and the electric charge is sequentially added to each designated line of the photodiode 1 from the horizontal scanning line number 22. For example, in the horizontal scanning line number 22,
This shows that lines 3 and 4 of the photodiode 1 are added. For example, when the color filter of the photodiode 1 has the color configuration shown on the right side of FIG. 5, lines 3 and 4 in FIG. 5 are added to obtain (Cy + Mg)-(Ye +
G) = (2B−G) is output to the screen as a color difference signal.

【0023】同様に図7において、水平走査ライン番号
が280から283の部分でフォトダイオード1から垂
直転送部2へ電荷読み出しを行い、水平走査ライン番号
284から順次フォトダイオード1の指定ラインごとに
電荷を加算していく。例えば、水平走査ライン番号28
4においては、フォトダイオード1のライン1と2を加
算することを示している。例えば、フォトダイオード1
の色フィルタが図5の右側に示す色構成であった場合に
は、図5におけるライン1と2を加算して、(Cy+
G)―(Ye+Mg)=(G−2R)が色差信号として
画面に出力される。
Similarly, in FIG. 7, charges are read out from the photodiode 1 to the vertical transfer unit 2 at the portion where the horizontal scanning line number is 280 to 283, and the charges are sequentially read from the horizontal scanning line number 284 for each designated line of the photodiode 1. Is added. For example, the horizontal scanning line number 28
Reference numeral 4 indicates that lines 1 and 2 of the photodiode 1 are added. For example, photodiode 1
Has the color configuration shown on the right side of FIG. 5, the lines 1 and 2 in FIG. 5 are added, and (Cy +
G) − (Ye + Mg) = (G−2R) is output to the screen as a color difference signal.

【0024】次に、フォトダイオード1から垂直転送部
2への電荷読み出し部について説明する。図8は図6に
示す駆動タイミングチャートの水平走査ライン番号17
から20までのパルス波形を拡大したものである。ま
た、図9は図7に示す駆動タイミングチャートの水平走
査ライン番号280から283までのパルス波形を拡大
したものである。
Next, a description will be given of a charge reading section from the photodiode 1 to the vertical transfer section 2. FIG. 8 shows the horizontal scanning line number 17 in the driving timing chart shown in FIG.
20 to 20 are enlarged. FIG. 9 is an enlarged view of the pulse waveforms of the horizontal scanning line numbers 280 to 283 in the driving timing chart shown in FIG.

【0025】図8では、水平走査ライン番号18におい
て、V5、V6に三値パルスの「ハイレベル」値が印加
されて、フォトダイオード1から垂直転送部2への信号
電荷の読み出しが行われていることを示している。同様
に図9では、水平走査ライン番号281において、V
1、V3に三値パルスの「ハイレベル」値が印加され
て、フォトダイオード1から垂直転送部2への信号電荷
の読み出しが行われていることを示している。すなわ
ち、第1フィールドにおいては、V5、V6の信号電荷
の読み出しが行われ、第2フィールドにおいては、V
1、V3の信号電荷の読み出しが行われることになる。
In FIG. 8, the "high level" value of the ternary pulse is applied to V5 and V6 at the horizontal scanning line number 18, and the signal charge is read from the photodiode 1 to the vertical transfer unit 2. It indicates that Similarly, in FIG. 9, in the horizontal scanning line number 281, V
1, the "high level" value of the ternary pulse is applied to V3, indicating that signal charges are being read from the photodiode 1 to the vertical transfer unit 2. That is, in the first field, signal charges of V5 and V6 are read, and in the second field, V5 and V6 are read.
1, the signal charge of V3 is read out.

【0026】次に、電荷転送部の詳細について説明す
る。図10に、図6における駆動タイミングチャートに
おける奇数番目の水平同期期間における1ライン分のパ
ルスの拡大図を示す。同様に図11に、図6における駆
動タイミングチャートにおける偶数番目の水平同期期間
における1ライン分のパルスの拡大図を示す。
Next, the details of the charge transfer section will be described. FIG. 10 is an enlarged view of a pulse for one line in an odd-numbered horizontal synchronization period in the drive timing chart in FIG. Similarly, FIG. 11 shows an enlarged view of a pulse for one line in an even-numbered horizontal synchronization period in the drive timing chart in FIG.

【0027】まず、図10において、水平転送部3に印
加するH1、H2に示すように、V1からV4を印加す
ることで垂直転送部から水平転送部へ一行分の電荷を転
送した後にH1、H2に二値パルスを印加することで、
水平方向に一画素分だけ電荷をシフトさせている。そし
て、再度V1からV4を印加することで垂直転送部から
水平転送部へもう一行分電荷を転送する。一画素分シフ
トした電荷と追加転送した電荷の二行分の電荷を混合し
て色差信号を得る。
First, in FIG. 10, as shown by H1 and H2 applied to the horizontal transfer unit 3, one row of charges are transferred from the vertical transfer unit to the horizontal transfer unit by applying V1 to V4. By applying a binary pulse to H2,
The charge is shifted by one pixel in the horizontal direction. Then, by applying V1 to V4 again, another row of charges is transferred from the vertical transfer unit to the horizontal transfer unit. A color difference signal is obtained by mixing charges of two rows of charges shifted by one pixel and charges additionally transferred.

【0028】図11においては図10とは異なり、V1
からV4を印加することで垂直転送部から水平転送部へ
二行分の電荷を転送している。水平転送部3にH1、H
2を印加していないので、画素のシフトは行われていな
い。したがって、転送された二行分の電荷をそのまま混
合して色差信号を得る。
In FIG. 11, unlike FIG.
To V4 are applied to transfer two rows of charges from the vertical transfer unit to the horizontal transfer unit. H1, H are applied to the horizontal transfer unit 3.
Since 2 is not applied, no pixel shift is performed. Therefore, a color difference signal is obtained by directly mixing the transferred charges of the two rows.

【0029】図5に今回使用される色フィルタ配列を2
種類示す。それぞれ、イエロー(Ye),マゼンダ(M
g),シアン(Cy),グリーン(G)の4色で2列×
4行を基本に構成される。
FIG. 5 shows two color filter arrays used this time.
Indicates the type. Yellow (Ye) and magenta (M
g), cyan (Cy) and green (G) in two rows x
It consists of four lines.

【0030】なお、一つの各光電変換部上に配置された
色フィルタの配列は、2列4行の単位配列の第一列が、
イエロー(Ye)、マゼンダ(Mg)、シアン(C
y)、グリーン(G)の順で、第2列がシアン(C
y)、グリーン(G)、イエロー(Ye)、マゼンダ
(Mg)の順であり、各色フィルタは、受光素子に1:
1に対応する。したがって、図5に示すように下から1
ライン目、2ライン目、と数えていき、5ライン目以降
は再度1ライン目からの色フィルタ配列を繰り返しなが
ら、図1のフォトダイオード1に1:1で対応すること
になる。
The arrangement of the color filters arranged on each photoelectric conversion unit is such that the first column of the unit array of 2 columns and 4 rows is
Yellow (Ye), magenta (Mg), cyan (C
y), green (G), and the second column is cyan (C).
y), green (G), yellow (Ye), and magenta (Mg) in this order.
Corresponds to 1. Therefore, as shown in FIG.
The lines are counted as the second line, the second line, and the fifth and subsequent lines correspond to the photodiode 1 of FIG. 1 on a 1: 1 basis while repeating the color filter arrangement from the first line again.

【0031】もう一つの各光電変換部上に配置された色
フィルタの配列は、2列4行の単位配列の第一列が、シ
アン(Cy)、マゼンダ(Mg)、シアン(Cy)、グ
リーン(G)の順で、第2列がイエロー(Ye)、グリ
ーン(G)、イエロー(Ye)、マゼンダ(Mg)の順
であり、前記色フィルタ配置と同様に、各色フィルタは
受光素子に1:1に対応する。
The arrangement of the color filters arranged on each of the other photoelectric conversion units is such that the first column of a unit array of two columns and four rows includes cyan (Cy), magenta (Mg), cyan (Cy), and green. In the order of (G), the second column is in the order of yellow (Ye), green (G), yellow (Ye), and magenta (Mg). Like the color filter arrangement, each color filter has one light receiving element. : 1.

【0032】まず、例えば図5に示す左側の色フィルタ
配列を用いるものとすると、図6及び図7の水平走査ラ
イン番号が偶数の場合、例えば水平走査ライン番号22
では、(Ye+Mg)−(Cy+G)が色差信号として
画面に出力され、水平走査ライン番号が奇数の場合、例
えば水平走査ライン番号23では、(Ye+G)−(C
y+Mg)が色差信号として画面に出力される。水平走
査ライン番号が奇数の場合には、図5における3ライン
目が一画素分だけシフトしているため、図5の左側の色
フィルタ配列の3ライン目が左からG、Mgの順に変化
しているからである。
First, for example, when the left color filter array shown in FIG. 5 is used, if the horizontal scanning line number in FIGS. 6 and 7 is an even number, for example, the horizontal scanning line number 22
Then, (Ye + Mg)-(Cy + G) is output to the screen as a color difference signal, and when the horizontal scanning line number is an odd number, for example, in the horizontal scanning line number 23, (Ye + G)-(C
y + Mg) is output to the screen as a color difference signal. When the horizontal scanning line number is an odd number, the third line in FIG. 5 is shifted by one pixel, so that the third line of the color filter array on the left side of FIG. Because it is.

【0033】ここで、原色成分赤、緑、青をR、G、B
としたとき、Cy=B+G、Ye=R+G、Mg=R+
Bで表されるので、図6、図7において、水平走査ライ
ン番号が偶数の場合は、(Ye+Mg)−(Cy+G)
=(R+G+R+B)−(B+G+G)=(2R+G+
B)−(B+2G)=(2R−G)と色差信号を得るこ
とができ、一方水平走査ライン番号が奇数の場合は、1
画素分スライドしているので、(Ye+G)−(Cy+
Mg)=(R+G+G)−(B+G+R+B)=(R+
2G)−(2B+G+R)=(G−2B)となり、2種
類の色差信号を1行おきに得ることが可能となった。
Here, the primary color components red, green and blue are represented by R, G, B
Where Cy = B + G, Ye = R + G, Mg = R +
6 and FIG. 7, when the horizontal scanning line number is an even number, (Ye + Mg)-(Cy + G)
= (R + G + R + B)-(B + G + G) = (2R + G +
B)-(B + 2G) = (2R-G), and a color difference signal can be obtained. On the other hand, when the horizontal scanning line number is odd, 1
(Ye + G)-(Cy +
Mg) = (R + G + G) − (B + G + R + B) = (R +
2G) − (2B + G + R) = (G−2B), so that two types of color difference signals can be obtained every other row.

【0034】ここでは、1280(H)×960(V)
の色フィルタを配置した固体撮像装置において垂直方向
に1/2間引きして、水平転送部で2行分を混合して1
行として出力する場合、すなわち1/4に間引いた場合
について説明したが、画素数、間引き量、混合量につい
ては、本発明では本実施の形態に限定されるものではな
い。また、水平走査ライン番号が奇数の場合、水平走査
ライン番号が偶数の場合についてのH1、H2パルスの
印加は上記に限定するものではなく、逆の場合であって
も同様であり、(2R−G)、(G−2B)の各出力色
差信号の組み合わせ方法についても本発明では特に限定
するものではない。
Here, 1280 (H) × 960 (V)
In the solid-state imaging device having the color filters of the first embodiment, the data is thinned out by 垂直 in the vertical direction, and two rows are mixed by the horizontal transfer unit.
The case of outputting as rows, that is, the case of thinning out to 1/4 has been described, but the number of pixels, the thinning amount, and the mixing amount are not limited to the present embodiment in the present invention. Further, when the horizontal scanning line number is an odd number, the application of the H1 and H2 pulses when the horizontal scanning line number is an even number is not limited to the above, and the same applies to the opposite case. The present invention also does not particularly limit the method of combining the output color difference signals G) and (G-2B).

【0035】次に、本発明の実施の形態にかかる固体撮
像素子を用いたカメラについて、その構成につき説明す
る。図1に示すように、固体撮像素子5にTG6から図
6及び図7に示した駆動波形を入力し、2行毎に画素を
読み出し、読み出した2行の電荷を偶数ラインはそのま
ま水平転送部3で混合し、奇数ラインは先に水平転送部
3へ転送された電荷を1画素分電荷検出部4方向に転送
した後2行目を転送し水平転送部3で混合し、電荷検出
部4より出力する。この信号を前処理IC8、CPU部
9を経て、その後LCD10に出力表示する。
Next, the configuration of a camera using the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the drive waveforms shown in FIGS. 6 and 7 are input from the TG 6 to the solid-state imaging device 5, pixels are read out every two rows, and the read out charges of the two rows are transferred to the horizontal transfer section as it is on the even lines. 3, the odd lines transfer the charge previously transferred to the horizontal transfer unit 3 by one pixel in the direction of the charge detection unit 4 and then transfer the second row, and mix by the horizontal transfer unit 3. Output more. This signal passes through the preprocessing IC 8 and the CPU 9 and then is output and displayed on the LCD 10.

【0036】以上のように本実施の形態によれば、表示
装置の走査線数を上回る画素数を持った固体撮像素子の
出力を信号処理部で複雑な処理をせずに、そのまま表示
することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the output of the solid-state imaging device having the number of pixels exceeding the number of scanning lines of the display device can be displayed as it is without complicated processing by the signal processing unit. Becomes possible.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように本発明にかかる固体撮像素
子の駆動方法によれば、表示装置の走査線数に対して画
素数が大きい固体撮像素子の信号を表示装置に出力した
い場合、素子出力の段階で垂直方向にすでに表示装置に
出力可能な大きさに間引きされているので、信号処理で
の複雑な処理を必要とせず部品点数を減らせるため、高
速化及び低コスト化を図ることが可能となる。
As described above, according to the driving method of the solid-state imaging device according to the present invention, when it is desired to output a signal of the solid-state imaging device having a larger number of pixels than the number of scanning lines of the display device to the display device, At the output stage, the size has already been thinned in the vertical direction so that it can be output to the display device. Therefore, the number of components can be reduced without the need for complicated processing in signal processing. Becomes possible.

【0038】また本発明にかかる固体撮像素子を用いた
カメラによれば、モニター画面がカクカクと不自然な動
きをしない、品質の高いデジタルスチルカメラを提供す
ることが可能である。
Further, according to the camera using the solid-state imaging device according to the present invention, it is possible to provide a high-quality digital still camera in which the monitor screen does not move unnaturally and jerkyly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態にかかる固体撮像素子の
構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention;

【図2】 本発明の実施の形態にかかるカメラの構成図FIG. 2 is a configuration diagram of a camera according to the embodiment of the present invention.

【図3】 従来の固体撮像素子の第1フィールドにおけ
る駆動タイミングチャート
FIG. 3 is a driving timing chart in a first field of a conventional solid-state imaging device.

【図4】 従来の固体撮像素子の第2フィールドにおけ
る駆動タイミングチャート
FIG. 4 is a drive timing chart of a conventional solid-state imaging device in a second field.

【図5】 本発明の実施の形態にかかる固体撮像素子の
駆動方法に用いられる色フィルタの配列例を示す図
FIG. 5 is a diagram showing an example of the arrangement of color filters used in the method for driving the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention;

【図6】 本発明の実施の形態にかかる固体撮像素子の
駆動方法における第1フィールドの駆動タイミングチャ
ート
FIG. 6 is a driving timing chart of a first field in the driving method of the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention;

【図7】 本発明の実施の形態にかかる固体撮像素子の
駆動方法における第2フィールドの駆動タイミングチャ
ート
FIG. 7 is a drive timing chart of a second field in the method of driving the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention;

【図8】 本発明の実施の形態にかかる固体撮像素子の
駆動方法における水平走査ライン番号が奇数の場合の電
荷読み出し部詳細説明図
FIG. 8 is a detailed explanatory diagram of a charge reading unit when a horizontal scanning line number is an odd number in the method for driving the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention;

【図9】 本発明の実施の形態にかかる固体撮像素子の
駆動方法における水平走査ライン番号が偶数の場合の電
荷読み出し部詳細説明図
FIG. 9 is a detailed explanatory diagram of a charge reading unit when a horizontal scanning line number is an even number in the method of driving the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention;

【図10】 本発明の実施の形態にかかる固体撮像素子
の駆動方法における水平同期期間転送部詳細説明図
FIG. 10 is a detailed explanatory diagram of a horizontal synchronization period transfer unit in the method of driving the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention;

【図11】 本発明の実施の形態にかかる固体撮像素子
の駆動方法における水平同期期間転送部詳細説明図
FIG. 11 is a detailed explanatory diagram of a horizontal synchronization period transfer unit in the method of driving the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フォトダイオード 2 垂直転送部 3 水平転送部 4 電荷検出部 5 固体撮像素子 6 TG 7 Vドライバ 8 前処理IC 9 CPU部 10 LCD 11 メモリ部 Reference Signs List 1 photodiode 2 vertical transfer unit 3 horizontal transfer unit 4 charge detection unit 5 solid-state imaging device 6 TG 7 V driver 8 pre-processing IC 9 CPU unit 10 LCD 11 memory unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 勝見 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 宮下 昌泰 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5C065 AA03 CC03 DD02 DD17 EE07 EE08 FF02 GG30 GG32 GG44 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Katsumi Takeda 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Masayasu Miyashita 1006 Okadoma Kadoma Kadoma City Osaka Pref. Terms (reference) 5C065 AA03 CC03 DD02 DD17 EE07 EE08 FF02 GG30 GG32 GG44

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 行列状に配列されたフォトダイオード
と、 前記フォトダイオードで光電変換された電荷を読み出し
かつ垂直方向へ転送する垂直転送部と、 前記垂直転送部から1行分の画素数にあたる前記電荷を
転送する水平転送部と、 前記水平転送部からの電荷を信号電圧又は信号電流に変
換して出力する信号電荷検出部を有する固体撮像素子に
おいて、 前記フォトダイオードの電荷を前記垂直転送部へ2行分
ずつ画素ごとに独立して転送し、 とびとびの水平同期期間に前記垂直転送部から前記水平
転送部方向に1行分の電荷を転送した後に前記水平転送
部内の前記電荷を1画素分前記信号電荷検出部側に転送
し、同一水平同期期間に前記垂直転送部から前記水平転
送部方向にさらに1行分の電荷を転送して前記水平転送
部で2行分の電荷を混合し、 前記とびとびの水平同期期間と異なる水平同期期間に前
記垂直転送部から前記水平転送部方向に2行分の電荷を
転送して前記水平転送部で2行分の電荷を混合すること
を特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
1. A photodiode arranged in a matrix, a vertical transfer unit that reads out charges photoelectrically converted by the photodiode and transfers the charges in a vertical direction, and the number of pixels corresponding to one row from the vertical transfer unit. In a solid-state imaging device having a horizontal transfer unit that transfers charges, and a signal charge detection unit that converts charges from the horizontal transfer units into signal voltages or signal currents and outputs the signal charges, the charges of the photodiodes are transferred to the vertical transfer units. Two rows are independently transferred for each pixel, and during a discrete horizontal synchronization period, one row of charges are transferred from the vertical transfer section toward the horizontal transfer section, and then the charges in the horizontal transfer section are transferred by one pixel. The signal charges are transferred to the signal charge detection unit side, and charges for one row are further transferred in the direction of the horizontal transfer unit from the vertical transfer unit during the same horizontal synchronization period. Mixing, transferring two rows of charges from the vertical transfer unit in the direction of the horizontal transfer unit in the horizontal synchronization period different from the discrete horizontal synchronization period, and mixing the two lines of charge in the horizontal transfer unit. A method for driving a solid-state imaging device.
【請求項2】 行列状に配列されたフォトダイオード
と、 4行2列の色フィルタ要素の単位配列が、複数個二次元
状に配列され、単位配列は、第1・第2・第3・第4の
色フィルタ要素から構成され、第1縦列は、第1・第3
・第2・第4の順序で色フィルタ要素が配列され、第2
縦列は、第2・第4・第1・第3の順序で色フィルタ要
素が配列され、 色フィルタアレイの1個の色フィルタ要素が1個の前記
フォトダイオードの前面に対応して形成され、 前記フォトダイオードで光電変換された電荷を読み出し
かつ垂直方向へ転送する垂直転送部と、 前記垂直転送部から1行分の画素数にあたる前記電荷を
転送する水平転送部と、 前記水平転送部からの電荷を信号電圧又は信号電流に変
換して出力する信号電荷検出部を有する固体撮像素子に
おいて、 前記フォトダイオードの電荷を前記垂直転送部へ2行分
ずつ画素ごとに独立して転送し、 とびとびの水平同期期間に前記垂直転送部から前記水平
転送部方向に1行分の電荷を転送した後に前記水平転送
部内の前記電荷を1画素分前記信号電荷検出部側に転送
し、同一水平同期期間に前記垂直転送部から前記水平転
送部方向にさらに1行分の電荷を転送して前記水平転送
部で2行分の電荷を混合し、 前記とびとびの水平同期期間と異なる水平同期期間に前
記垂直転送部から前記水平転送部方向に2行分の電荷を
転送して前記水平転送部で2行分の電荷を混合すること
を特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
2. A plurality of photodiodes arranged in a matrix and a plurality of unit arrays of color filters in 4 rows and 2 columns are arranged two-dimensionally, and the unit arrangement includes first, second, third, and The first column is composed of the fourth and third color filter elements.
The color filter elements are arranged in a second / fourth order;
In the column, the color filter elements are arranged in the second, fourth, first, and third order, and one color filter element of the color filter array is formed corresponding to the front surface of one photodiode. A vertical transfer unit that reads the charges photoelectrically converted by the photodiodes and transfers the charges in the vertical direction; a horizontal transfer unit that transfers the charges corresponding to the number of pixels for one row from the vertical transfer units; In a solid-state imaging device having a signal charge detection unit that converts a charge into a signal voltage or a signal current and outputs the signal charge, the charge of the photodiode is independently transferred to the vertical transfer unit every two rows for each pixel. After transferring one row of charges from the vertical transfer unit in the direction of the horizontal transfer unit during the horizontal synchronization period, transferring the charges in the horizontal transfer unit by one pixel to the signal charge detection unit side, and During the synchronization period, charges of one row are further transferred from the vertical transfer unit in the direction of the horizontal transfer unit, and the charges of two rows are mixed by the horizontal transfer unit. In the horizontal synchronization period different from the discrete horizontal synchronization period, A method for driving a solid-state imaging device, comprising transferring two rows of charges from the vertical transfer section in the horizontal transfer section direction and mixing the two rows of charges in the horizontal transfer section.
【請求項3】 第1・第2・第3・第4の色フィルタ要
素がシアン(Cy)、イエロー(Ye)、マゼンダ(M
g)およびグリーン(G)の4個の色フィルタ要素から
構成される請求項2記載の固体撮像素子の駆動方法。
3. The first, second, third, and fourth color filter elements are cyan (Cy), yellow (Ye), and magenta (M).
3. The driving method for a solid-state imaging device according to claim 2, comprising four color filter elements of g) and green (G).
【請求項4】 行列状に配列されたフォトダイオード
と、 2行4列の色フィルタ要素の単位配列が、複数個二次元
状に配列され、単位配列は、第1・第2・第3・第4の
色フィルタ要素から構成され、第1縦列は、第1・第3
・第2・第4の順序で色フィルタ要素が配列され、第2
縦列は、第2・第4・第1・第3の順序で色フィルタ要
素が配列され、 色フィルタアレイの1個の色フィルタ要素が1個の前記
フォトダイオードの前面に対応して形成され、 前記フォトダイオードで光電変換された電荷を読み出し
かつ垂直方向へ転送する垂直転送部と、 前記垂直転送部から1行分の画素数にあたる前記電荷を
転送する水平転送部と、 前記水平転送部からの電荷を信号電圧又は信号電流に変
換して出力する信号電荷検出部を有する固体撮像素子を
用いたカメラであって、 前記フォトダイオードの電荷を前記垂直転送部へ2行分
ずつ画素ごとに独立して転送し、 とびとびの水平同期期間に前記垂直転送部から前記水平
転送部方向に1行分の電荷を転送した後に前記水平転送
部内の前記電荷を1画素分前記信号電荷検出部側に転送
し、同一水平同期期間に前記垂直転送部から前記水平転
送部方向にさらに1行分の電荷を転送して前記水平転送
部で2行分の電荷を混合し、 前記とびとびの水平同期期間と異なる水平同期期間に前
記垂直転送部から前記水平転送部方向に2行分の電荷を
転送して前記水平転送部で2行分の電荷を混合した出力
信号から同一画面内で2種類の色差信号を抽出すること
を特徴とする固体撮像素子を用いたカメラ。
4. A plurality of photodiodes arranged in a matrix and a plurality of unit arrays of color filter elements in two rows and four columns are arranged two-dimensionally, and the unit arrangement includes first, second, third, and The first column is composed of the fourth and third color filter elements.
The color filter elements are arranged in a second / fourth order;
In the column, the color filter elements are arranged in the second, fourth, first, and third order, and one color filter element of the color filter array is formed corresponding to the front surface of one photodiode. A vertical transfer unit that reads the charges photoelectrically converted by the photodiodes and transfers the charges in the vertical direction; a horizontal transfer unit that transfers the charges corresponding to the number of pixels for one row from the vertical transfer units; A camera using a solid-state imaging device having a signal charge detection unit that converts a charge into a signal voltage or a signal current and outputs the signal charge, the charge of the photodiode being independently transferred to the vertical transfer unit for each pixel by two rows. After transferring one row of charges from the vertical transfer unit in the direction of the horizontal transfer unit in the discrete horizontal synchronization period, the charges in the horizontal transfer unit are transferred to the signal charge detection unit side by one pixel. In the same horizontal synchronization period, the charges for one row are further transferred from the vertical transfer unit in the direction of the horizontal transfer unit, and the charges for two rows are mixed in the horizontal transfer unit. Two types of color difference signals are transferred in the same screen from output signals obtained by transferring two rows of charges from the vertical transfer unit in the horizontal transfer unit direction in different horizontal synchronization periods and mixing the two rows of charges in the horizontal transfer unit. A camera using a solid-state imaging device, wherein
【請求項5】 第1・第2・第3・第4の色フィルタ要
素がシアン(Cy)、イエロー(Ye)、マゼンダ(M
g)およびグリーン(G)の4個の色フィルタ要素から
構成される請求項4記載の固体撮像素子を用いたカメ
ラ。
5. The first, second, third, and fourth color filter elements are cyan (Cy), yellow (Ye), and magenta (M).
The camera using the solid-state imaging device according to claim 4, comprising four color filter elements of g) and green (G).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8054364B2 (en) 2007-03-27 2011-11-08 Fujifilm Corporation Image apparatus and drive control method for image pickup device with horizontal addition of pixel data

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