JP2000165751A - 固体撮像デバイス及び電子カメラ - Google Patents
固体撮像デバイス及び電子カメラInfo
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Abstract
速読み出しを行う。 【解決手段】 垂直転送部からの電荷を消費し得る電荷
消費部を備えるとともに、垂直転送部からの電荷の転送
先を水平転送部又は電荷消費部に切替える切替部を備え
る。ブルーミングやスミアなどの偽信号の成分だけの電
荷を(電荷消費部で)内部消費して外部に出力しないよ
うにでき、倍速読み出し時のSN比を改善できる。
Description
及び電子カメラに関し、詳しくは、倍速読み出しを行う
固体撮像デバイス及び電子カメラに関する。
的な平面レイアウトであり、1は受光部、2は垂直CC
D(Charge Coupled Device)、3は水平CCD、4は
アンプである。
多数個(図では便宜的に7個)の受光素子で構成されて
おり、各受光素子は、前面に設けられたカラーフィルタ
ーのR、G又はBセル(同図(b)参照)の透過光量に
応じた電荷を発生し、該電荷は、垂直走査信号に同期し
て隣接する垂直CCD2に一斉転送された後、水平走査
信号に同期して垂直CCD2から水平CCD3へと順次
に転送され、水平CCD3からアンプ4を介してシリア
ルに外部出力されるようになっている。
電子カメラの一種であるディジタルカメラがある。ディ
ジタルカメラでは、固体撮像デバイスで被写体の画像信
号を生成し、その画像信号をシャッターキーの押し下げ
操作に応答して半導体メモリ等の記憶デバイスに記録す
るが、構図確認などの便宜を図るために液晶ディスプレ
イを備えているものが多く、当該液晶ディスプレイの画
素数は固体撮像デバイスのそれより遥かに少ない(10
万画素クラス)ことから、固体撮像デバイスの画像信号
を縮小処理した画像信号(以下「モニター画像信号」と
いう)を液晶ディスプレイに表示している。
インの“間引き”によるものが一般的である。この間引
き処理は、液晶ディスプレイと固体撮像デバイスの画素
数差が少なかった時代はもっぱら信号処理回路で行って
いたが、メガピクセルクラスの固体撮像デバイスにあっ
ては画素数差も相当なものとなり、信号処理回路を用い
た外部処理では時間的に間に合わなくなってきたことか
ら、近時、固体撮像デバイスの読み出しを“倍速”で行
うことにより、実質的な間引き処理を固体撮像デバイス
の内部で実行するようになってきた。
素を垂直方向に間引きしながら読み出すことをいう。例
えば、2画素ごとに読み出せば2倍速、4画素ごとに読
み出せば4倍速になる。
ある。図では、便宜的に1〜10の10個の受光素子か
らなる受光部10の1番目、6番目及び9番目の受光素
子の電荷(P1、P6、P9)だけを垂直CCD11に間
引き転送する例を示している。
号、φVは垂直CCD11の転送クロック信号(ここで
は4相クロックV1〜V4)、φHは水平CCD12の転
送クロック信号である。
り、上述の“4画素ごと”の条件に当てはまらないが、
これは、図示を略したカラーフィルターのセル配列を考
慮したためである。すなわち、1ライン目のセル配列を
「RGRG・・・・」とした場合、6ライン目のセル配列は
「BGBG・・・・」となってB(青データ)が得られる
が、5ライン目のセル配列は1ライン目と同様に「RG
RG・・・・」となって青データが得られないからであり、
青データを得るために5番目と6番目を入れ換える必要
があるからである。
おいては、アンプ13からP1、P6及びP9の順に画素
信号を出力でき、受光部10の画素を間引いて4倍速の
読み出しを行うことができるが、間引き画素(図では、
2〜5、7、8、10番目の画素)の数に比例して偽信
号(ブルーミングやスミアなど)の成分が多くなり、そ
れだけSN比が悪化するという問題点があった。
ある。この図において、SGの立ち上がりで、垂直CC
D11の各セル(クロックV1〜V4で示す)に、受光部
10からの信号電荷Pi(iは受光部10の非間引き画
素番号)が一斉転送されているが、同時に、間引き画素
からの漏れ出し電荷Sx,y(x,yは受光部10の間引
き画素番号)も転送されている。
が転送され、V2セルにはS3,4が転送され、V3セルに
はP6とS5,6が転送され、V4セルにはS7,8が転送さ
れ、その上のV1セルにはP9とS9,10が転送されてい
る。
同期して順次に垂直CCD11内を移動するとともに、
最下段のV1セルから掃き出された電荷が水平CCD1
2に移動する。そして、φHの立ち上がりに同期して、
垂直CCD11の2セル分に相当する電荷(例えば、P
1+S1,2+S3,4)がアンプ13から出力される。
写体の画像に対応した信号成分であり、「S1,2+
S3,4」は被写体の画像と無関係のブルーミングやスミ
ア等の偽の信号成分(ノイズ分)である。
平CCD12から出力される電荷は、上記例に従えば、
P1+S1,2であり、画素ごとの偽信号のレベルを同一と
すると、4倍速にした場合はノイズ分が2倍(S1,2→
S1,2+S3,4)となるから、それだけSN比の悪化を招
くのである。
の改善を図りつつ倍速読み出しを行うことを目的とす
る。
デバイスは、多数個の受光素子を垂直方向に並べた受光
部と、該受光部で発生した電荷を取り込んで垂直方向に
転送する垂直転送部と、該垂直転送部からの電荷を取り
込んで水平方向に転送する水平転送部と、該水平転送部
からの電荷を電気信号に変換して外部出力する出力部と
を有する固体撮像デバイスにおいて、前記垂直転送部か
らの電荷を消費し得る電荷消費部と、前記垂直転送部か
らの電荷の転送先を前記水平転送部又は電荷消費部に切
替える切替部と、を備えたことを特徴とする。請求項2
記載の固体撮像デバイスは、請求項1記載の固体撮像デ
バイスにおいて、前記切替部を切替えることにより、信
号電荷(Pi)が含まれている電荷の転送先を前記水平
転送部にする一方、前記信号電荷が含まれていない電荷
の転送先を前記電荷消費部とする転送制御手段を備えた
ことを特徴とする。請求項3記載の電子カメラは、請求
項1記載の電荷消費部で発生した電圧を露出制御に用い
ることを特徴とする。
面を参照しながら説明する。
並べられた多数個の受光素子(図では便宜的に1番から
10番までの10個の受光素子)で構成された受光部、
31は受光部30からの電荷を垂直方向に転送する垂直
CCD(垂直転送部)、32は選択信号(転送制御手
段)Stの論理(1論理/0論理)に応じて垂直CCD
31から取り出された電荷の転送先を択一的に切替える
選択部(切替部)、33はSt=一方の論理(便宜的に
1論理とする)のときの転送先になる第1水平CCD
(水平転送部)、34はアンプ(出力部)、35はSt
=他方の論理(便宜的に0論理とする)のときの転送先
になる第2水平CCD(電荷消費部)、Rは負荷抵抗
(電荷消費部)である。
ト信号、φVは垂直CCD31の転送クロック信号(こ
こでは4相クロックV1〜V4)、φHaは第1水平CC
D33の転送クロック信号、φHbは第2水平CCD3
5の転送クロック信号である。
あり、SGの立ち上がりで、垂直CCD31の各セル
(クロックV1〜V4で示す)に、受光部30からの信号
電荷P i(iは受光部30の非間引き画素番号)と、間
引き画素からの漏れ出し電荷Sx,y(x,yは受光部3
0の間引き画素番号)が一斉転送される点で冒頭の従来
例と共通するが、以下の点で相違する。
た電荷は選択信号Stの論理に従って第1水平CCD3
3と第2水平CCD35の何れか一方に転送されるよう
になっており、第1水平CCD33に転送された電荷H
aはφHaに同期してアンプ34から外部出力される
(符号36の破線矢印参照)ものの、第2水平CCD3
5に転送された電荷Hbは負荷抵抗Rに送られて消費さ
れ(符号37の破線矢印参照)、外部出力されない点で
相違する。
された電荷の転送先は選択信号Stの論理で決まり、上
記の例示に従えば、St=1論理で第1水平CCD3
3、St=0論理で第2水平CCD35であるから、垂
直CCD31からの電荷に信号成分Piが含まれている
ときに選択信号Stを1論理にし、それ以外のときに0
論理にすることにより、偽信号の成分をほぼ半分に抑制
してSN比の改善を図ることができる。
成分Piが含まれているか否かは、画素番号で特定でき
る。すなわち、非間引き画素番号(図示の例では1番、
6番及び9番)をnとすると、画素番号n及び画素番号
n+1に対応した電荷には信号成分Piが含まれてお
り、それ以外の電荷には含まれていない。
1に対応した電荷が垂直CCD31から取り出されると
きにStを1論理にし、それ以外のときにStを0論理
にすれば、図2に示すように、信号成分Piを含む電荷
(例えば、P1+S1,2やP6+S5,6)をアンプ34から
外部出力できるとともに、信号成分Piを含まない電荷
(例えば、S3,4やS7,8)を負荷抵抗Rで消費すること
ができ、結局、外部出力される偽信号の成分を半減(例
えば、S1,2+S3,4→S1,2)してSN比の改善を図る
ことができるのである。
定されず、その意図する範囲において、様々な変形例を
含むことはもちろんである。
送動作については、第1水平CCD33と同じであって
もよいが、第2水平CCD35の役目は偽信号を負荷抵
抗Rに送り込む点にあり、第1水平CCD33に比べて
タイミング等の正確さを要求されないから、構造を簡素
化(例えば、複数個に分割して各分割単位ごとに負荷抵
抗を設ける)したり転送動作を単純化したりすることも
可能である。
分量を表すから、例えば、この電圧をディジタルカメラ
の露出制御に用いると好ましい。露出用の受光素子を不
要にして、ディジタルカメラの構成の簡素化とコストダ
ウンを図ることができるからである。
ば、垂直転送部からの電荷を消費し得る電荷消費部を備
えると共に、垂直転送部からの電荷の転送先を水平転送
部又は電荷消費部に切替える切替部を備えたので、ブル
ーミングやスミアなどの偽信号の成分だけの電荷を内部
消費して外部に出力しないようにでき、速読み出し時の
SN比を改善できる。請求項2記載の固体撮像デバイス
によれば、信号電荷(Pi)が含まれていない電荷、言
い換えれば、ブルーミングやスミアなどの偽信号の成分
だけの電荷を(電荷消費部で)内部消費して外部に出力
しないようにでき、特に、4倍速読み出しのSN比を2
倍速読み出しのSN比相当に改善できるという格別の効
果が得られる。請求項3記載の電子ルカメラによれば、
請求項1記載の電荷消費部で発生した電圧を露出制御に
用いるので、露出用の受光素子を不要にでき、電子カメ
ラの構成の簡素化とコストダウンを達成できるとい格別
の効果が得られる。
ラーフィルターのセル配置図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 多数個の受光素子を垂直方向に並べた受
光部と、 該受光部で発生した電荷を取り込んで垂直方向に転送す
る垂直転送部と、 該垂直転送部からの電荷を取り込んで水平方向に転送す
る水平転送部と、 該水平転送部からの電荷を電気信号に変換して外部出力
する出力部とを有する固体撮像デバイスにおいて、 前記垂直転送部からの電荷を消費し得る電荷消費部と、 前記垂直転送部からの電荷の転送先を前記水平転送部又
は電荷消費部に切替える切替部と、 を備えたことを特徴とする固体撮像デバイス。 - 【請求項2】 前記切替部を切替えることにより、信号
電荷(Pi)が含まれている電荷の転送先を前記水平転
送部にする一方、前記信号電荷が含まれていない電荷の
転送先を前記電荷消費部とする転送制御手段を備えたこ
とを特徴とする請求項1記載の固体撮像デバイス。 - 【請求項3】 請求項1記載の電荷消費部で発生した電
圧を露出制御に用いることを特徴とする電子カメラ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10349359A JP2000165751A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 固体撮像デバイス及び電子カメラ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10349359A JP2000165751A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 固体撮像デバイス及び電子カメラ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000165751A true JP2000165751A (ja) | 2000-06-16 |
Family
ID=18403235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10349359A Pending JP2000165751A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 固体撮像デバイス及び電子カメラ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000165751A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002271699A (ja) * | 2001-03-07 | 2002-09-20 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
-
1998
- 1998-11-24 JP JP10349359A patent/JP2000165751A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002271699A (ja) * | 2001-03-07 | 2002-09-20 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
JP4649751B2 (ja) * | 2001-03-07 | 2011-03-16 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子 |
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