JP2007306071A - Solid electronic imaging apparatus, and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は,固体電子撮像装置およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a solid-state electronic imaging device and a control method thereof.
長時間の露出が行われると,固体電子撮像装置の垂直転送路に多くの不要電荷が蓄積されてしまうことがある。このために,不要電荷の増加を防止するものがある(特許文献1)。
最近のディジタル・スチル・カメラでは,固体電子撮像装置の大きさが小さくなるにもかかわらず,高画素化が進んでいる。垂直転送路では,狭い面積で信号電荷が混ざらないように転送する必要があるために,信号電荷を転送するための電位井戸の深さが深くなる。電位井戸の深さが深くなると,垂直転送路から不要電荷掃き出しを終了した時点で電位変動が起こりやすくなる。不要電荷が残っていた場合,その残っていた不要電荷が電位井戸内に漏れてしまうことがあり,この漏れが,被写体像に傷のように見えてしまうことがある。 In recent digital still cameras, the number of pixels is increasing even though the size of the solid-state electronic imaging device is small. In the vertical transfer path, since it is necessary to transfer the signal charges in a small area so as not to be mixed, the depth of the potential well for transferring the signal charges becomes deep. As the depth of the potential well increases, potential fluctuations are likely to occur when unnecessary charge sweeping is completed from the vertical transfer path. If unnecessary charges remain, the remaining unnecessary charges may leak into the potential well, and this leakage may appear as scratches on the subject image.
この発明は,いわゆる傷のような画像部分を被写体像に生じさせないようにすることを目的とする。 An object of the present invention is to prevent image portions such as so-called scratches from being generated in a subject image.
第1の発明による固体電子撮像装置の制御装置は,列方向および行方向にフォトダイオードが多数配列され,フォトダイオードの各列に隣接した垂直転送路を含む固体電子撮像装置,上記フォトダイオードへの露光が終了したことに応じて,不要電荷掃き出し終了時点における絶対値レベルが他の時点における絶対値レベルよりも小さい垂直転送パルスを用いて,蓄積されている不要電荷を掃き出すように上記固体電子撮像装置を制御する第1の制御手段,上記第1の制御手段の制御のもとに行われる不要電荷掃き出し後に上記フォトダイオードに蓄積されている信号電荷を上記垂直転送路にシフトするように上記固体電子撮像装置を制御する第2の制御手段,ならびに上記第2の制御手段の制御のもとに上記垂直転送路にシフトされた信号電荷を,与えられる垂直転送パルスにもとづいて垂直方向に転送して映像信号を出力するように上記固体電子撮像装置を制御する第3の制御手段を備えていることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a control device for a solid-state electronic image pickup device, wherein a plurality of photodiodes are arranged in a column direction and a row direction, and a solid-state electronic image pickup device including a vertical transfer path adjacent to each column of photodiodes. In response to the end of exposure, the solid-state electronic imaging is performed so as to sweep out the accumulated unnecessary charges using a vertical transfer pulse whose absolute value level at the end of unnecessary charge sweeping is smaller than the absolute value level at other times. First control means for controlling the device, and the solid state so as to shift the signal charge accumulated in the photodiode to the vertical transfer path after sweeping out unnecessary charges performed under the control of the first control means. Second control means for controlling the electronic imaging device, and a signal shifted to the vertical transfer path under the control of the second control means Load and characterized in that it comprises a third control means for controlling the solid-state electronic imaging device so as to output a video signal and transferred in the vertical direction on the basis of the given vertical transfer pulses.
第1の発明は,上記固体電子撮像装置の制御装置に適した制御方法も提供している。すなわち,この方法は,列方向および行方向にフォトダイオードが多数配列され,フォトダイオードの各列に隣接した垂直転送路を含む固体電子撮像装置を制御する方法において,第1の制御手段が,上記フォトダイオードへの露光が終了したことに応じて,不要電荷掃き出し終了時点における絶対値レベルが他の時点における絶対値レベルよりも小さい垂直転送パルスを用いて,蓄積されている不要電荷を掃き出すように上記固体電子撮像装置を制御し,第2の制御手段が,上記第1の制御手段の制御のもとに行われる不要電荷掃き出し後に上記フォトダイオードに蓄積されている信号電荷を上記垂直転送路にシフトするように上記固体電子撮像装置を制御し,第3の制御手段が,上記第2の制御手段の制御のもとに上記垂直転送路にシフトされた信号電荷を,与えられる垂直転送パルスにもとづいて垂直方向に転送して映像信号を出力するように上記固体電子撮像装置を制御するものである。 The first invention also provides a control method suitable for the control device of the solid-state electronic imaging device. That is, this method is a method for controlling a solid-state electronic imaging device including a plurality of photodiodes arranged in a column direction and a row direction, and including a vertical transfer path adjacent to each column of the photodiodes. In response to the completion of exposure to the photodiode, the accumulated unnecessary charges are swept away by using a vertical transfer pulse whose absolute value level at the end of unnecessary charge sweeping is smaller than the absolute value level at other times. The solid-state electronic image pickup device is controlled, and the second control means causes the signal charge accumulated in the photodiode to be transferred to the vertical transfer path after sweeping out unnecessary charges performed under the control of the first control means. The solid-state electronic image pickup device is controlled to shift, and the third control means shifts the vertical transfer path under the control of the second control means. The signal charges, and transferred in the vertical direction on the basis of the given vertical transfer pulses so as to control the solid-state electronic image sensing device so as to output a video signal.
第1の発明によると,フォトダイオードへの露光が終了すると,フォトダイオードに蓄積された信号電荷が垂直転送路にシフトされる前に,垂直転送路に蓄積されている信号電荷が掃き出される(不要電荷掃き出し)。不要電荷掃き出しにおいて垂直転送路に与えられる垂直転送パルスは,不要電荷掃き出し終了時点における絶対値レベルが他の時点における絶対値レベルよりも小さくなっている。このために,不要電荷掃き出し終了時点における電位井戸の深さは,その他の時点での電位井戸の深さよりも浅くなる。電位変動が起きにくくなり,不要電荷が電位井戸内に漏れることが未然に防止される。いわゆる傷のような画像部分が無い被写体像が得られる。 According to the first invention, when the exposure of the photodiode is completed, the signal charge accumulated in the vertical transfer path is swept before the signal charge accumulated in the photodiode is shifted to the vertical transfer path ( Unnecessary charge sweeping). In the vertical transfer pulse given to the vertical transfer path in the unnecessary charge sweeping, the absolute value level at the end of the unnecessary charge sweeping is smaller than the absolute value level at other points in time. For this reason, the depth of the potential well at the end of unnecessary charge sweeping is shallower than the depth of the potential well at other times. Potential fluctuation is less likely to occur, and unnecessary charges are prevented from leaking into the potential well. A subject image having no image portion such as a so-called scratch is obtained.
上記第1の制御手段は,たとえば,上記フォトダイオードへの露光の終了時点から上記第3の制御手段にもとづく映像信号出力の終了時点までの間,垂直転送パルスの絶対値レベルが,他の時点における垂直転送パルスの絶対値レベルよりも小さい垂直転送パルスを用いて上記不要電荷掃き出しを行うように上記固体電子撮像装置を制御するものである。 For example, the first control means may be configured such that the absolute value level of the vertical transfer pulse is set at another time from the end of exposure to the photodiode to the end of video signal output based on the third control means. The solid-state electronic imaging device is controlled so that the unnecessary charge is swept out using a vertical transfer pulse smaller than the absolute value level of the vertical transfer pulse in FIG.
上記第1の制御手段は,上記不要電荷掃き出し開始時点から上記第3の制御手段にもとづく映像信号出力の終了時点までの間,垂直転送パルスの絶対値レベルが,他の時点における垂直転送パルスの絶対値レベルよりも小さい垂直転送パルスを用いて上記不要電荷掃き出しを行うように上記固体電子撮像装置を制御するものでもよい。 The first control means is configured such that the absolute value level of the vertical transfer pulse is the level of the vertical transfer pulse at other time points from the start time of the unnecessary charge sweeping to the end time of the video signal output based on the third control means. The solid-state electronic imaging device may be controlled so as to sweep out the unnecessary charge using a vertical transfer pulse smaller than the absolute value level.
上記第1の制御手段は,上記不要電掃き出し開始時点から上記不要電荷掃き出し終了時点までの間に垂直転送パルスの絶対値レベルが徐々に小さくなり,上記第3の制御手段にもとづく映像信号出力の終了時点までの間,垂直転送パルスの絶対値レベルが,他の時点における垂直転送パルスの絶対値レベルよりも低い垂直転送パルスを用いて上記不要電荷掃き出しを行うように上記固体電子撮像装置を制御するものでもよい。 In the first control means, the absolute value level of the vertical transfer pulse gradually decreases from the start point of the unnecessary charge sweeping to the end point of the unnecessary charge sweeping, and the video signal output based on the third control means is reduced. Control the solid-state electronic imaging device so that the unnecessary charge is swept away by using the vertical transfer pulse whose absolute value level is lower than the absolute value level of the vertical transfer pulse at other time points until the end point. You may do it.
上記第3の制御手段は,たとえば,上記第1の制御手段の制御において用いられる上記不要電荷掃き出し終了時点における垂直転送パルスの絶対値レベルよりも大きい絶対値レベルをもつ垂直転送パルスを用いて,上記垂直転送路にシフトされた信号電荷を垂直方向に転送するものである。 The third control means uses, for example, a vertical transfer pulse having an absolute value level larger than the absolute value level of the vertical transfer pulse at the end of the unnecessary charge sweeping used in the control of the first control means, The signal charge shifted to the vertical transfer path is transferred in the vertical direction.
上記第1の制御手段は,上記不要電荷掃き出し開始時点から上記不要電荷掃き出し終了時点までの間に絶対値レベルが徐々に小さくなり,上記第3の制御手段の制御のもとに行われる信号電荷の垂直転送の開始までに絶対値レベルが徐々に大きくなる垂直転送パルスを用いて上記不要電荷掃き出しを行うように上記固体電子撮像装置を制御するものでもよい。 In the first control means, the absolute value level gradually decreases from the unnecessary charge sweep start time to the unnecessary charge sweep end time, and the signal charge performed under the control of the third control means. The solid-state electronic imaging device may be controlled so that the unnecessary charge is swept out by using a vertical transfer pulse whose absolute value level gradually increases before the start of the vertical transfer.
第2の発明による固体電子撮像装置の制御装置は,列方向および行方向にフォトダイオードが多数配列され,フォトダイオードの各列に隣接した垂直転送路を含む固体電子撮像装置,上記フォトダイオードへの露光が終了したことに応じて,不要電荷掃き出し終了時点における周期が他の時点における周期よりも長い垂直転送パルスを用いて,蓄積されている不要電荷を掃き出すように上記固体電子撮像装置を制御する第1の制御手段,上記第1の制御手段の制御のもとに行われる不要電荷掃き出し後に上記フォトダイオードに蓄積されている信号電荷を上記垂直転送路にシフトするように上記固体電子撮像装置を制御する第2の制御手段,ならびに上記第2の制御手段の制御のもとに上記垂直転送路にシフトされた信号電荷を,与えられる垂直転送パルスにもとづいて垂直方向に転送して映像信号を出力するように上記固体電子撮像装置を制御する第3の制御手段を備えていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a control device for a solid-state electronic image pickup device, wherein a plurality of photodiodes are arranged in a column direction and a row direction, and a solid-state electronic image pickup device including a vertical transfer path adjacent to each column of photodiodes. In response to the completion of the exposure, the solid-state electronic imaging device is controlled so as to sweep out the accumulated unnecessary charges by using a vertical transfer pulse whose period at the end of unnecessary charge sweeping is longer than the period at other times. The solid-state electronic imaging device is configured to shift the signal charge stored in the photodiode to the vertical transfer path after sweeping out unnecessary charges performed under the control of the first control means and the first control means. Second control means for controlling, and signal charge shifted to the vertical transfer path under the control of the second control means Characterized in that it comprises a third control means for controlling the solid-state electronic imaging device so as to output a video signal and transferred in the vertical direction based on the straight-forward pulse.
第2の発明は,上記固体電子撮像装置の制御装置に適した制御方法も提供している。すなわち,この方法は,列方向および行方向にフォトダイオードが多数配列され,フォトダイオードの各列に隣接した垂直転送路を含む固体電子撮像装置の制御方法において,第1の制御手段が,上記フォトダイオードへの露光が終了したことに応じて,不要電荷掃き出し終了時点における周期が他の時点における周期よりも長い垂直転送パルスを用いて,蓄積されている不要電荷を掃き出すように上記固体電子撮像装置を制御し,第2の制御手段が,上記第1の制御手段の制御のもとに行われる不要電荷掃き出し後に上記フォトダイオードに蓄積されている信号電荷を上記垂直転送路にシフトするように上記固体電子撮像装置を制御し,第3の制御手段が,上記第2の制御手段の制御のもとに上記垂直転送路にシフトされた信号電荷を,与えられる垂直転送パルスにもとづいて垂直方向に転送して映像信号を出力するように上記固体電子撮像装置を制御するものである。 The second invention also provides a control method suitable for the control device of the solid-state electronic imaging device. That is, this method is a control method for a solid-state electronic image pickup device in which a large number of photodiodes are arranged in a column direction and a row direction, and includes a vertical transfer path adjacent to each column of photodiodes. In response to completion of exposure to the diode, the solid-state electronic image pickup device sweeps out the accumulated unnecessary charges by using a vertical transfer pulse whose period at the end of unnecessary charge sweeping is longer than the period at other time points. And the second control means shifts the signal charge stored in the photodiode to the vertical transfer path after sweeping out unnecessary charges performed under the control of the first control means. The solid-state electronic image pickup device is controlled, and the third control unit applies the signal charge shifted to the vertical transfer path under the control of the second control unit. And controls the solid-state electronic image sensing device so as to output a video signal and transferred in the vertical direction based on the vertical transfer pulses to be.
第2の発明によると,フォトダイオードへの露光が終了すると,フォトダイオードに蓄積された信号電荷が垂直転送路にシフトされる前に,垂直転送路に蓄積されている信号電荷が掃き出される(不要電荷掃き出し)。不要電荷掃き出しにおいて垂直転送路に与えられる垂直転送パルスは,不要電荷掃き出し終了時点における周期が他の時点における周期よりも長くなっている。このために,不要電荷掃き出しの終了時点では,電位変動が起きにくくなり,不要電荷が電位井戸内に漏れることが未然に防止される。いわゆる傷のような画像部分が無い被写体像が得られる。 According to the second invention, when the exposure to the photodiode is completed, the signal charge accumulated in the vertical transfer path is swept before the signal charge accumulated in the photodiode is shifted to the vertical transfer path ( Unnecessary charge sweeping). The vertical transfer pulse applied to the vertical transfer path in the unnecessary charge sweeping has a longer period at the end of unnecessary charge sweeping than the period at other time points. For this reason, at the end of unnecessary charge sweeping, potential fluctuations are less likely to occur, and unnecessary charge is prevented from leaking into the potential well. A subject image having no image portion such as a so-called scratch is obtained.
図1は,この発明の実施例を示すもので,CCDの模式図の一部である。 FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a part of a schematic diagram of a CCD.
CCD1には,水平方向および垂直方向に多数のフォトダイオード2が設けられている。この実施例におけるCCD1は,いわゆるハニカム配列のものであり,奇数行には奇数列にフォトダイオード2が設けられており,かつ偶数行には偶数列にフォトダイオード2が設けられている。もちろん,奇数行には偶数列にフォトダイオードが設けられ,かつ偶数行には奇数列にフォトダイオード2が設けられているものでもよいし,いわゆるハニカム配列ではなく,すべての行および列にフォトダイオード2が設けられていてもよい。
The CCD 1 is provided with a large number of
奇数行のフォトダイオード2の受光面上には,緑色の光成分を透過する特性を有するフィルタが形成されている(符号「G」が付されている)。偶数行のフォトダイオード2の受光面上には,青色の光成分を透過する特性を有するフィルタ(符号「B」が付されている)および赤色の光成分を透過する特性を有するフィルタ(符号「R」が付されている)。もちろん,このようなフィルタ配列でなくともよいのはいうまでもない。
On the light receiving surface of the odd-numbered
各列のフォトダイオード2の右側には垂直転送路5が形成されている。この垂直転送路5上には,垂直転送電極V1〜V8が,これらの電極V1〜V8の順番で周期的に形成されている。緑色の光成分を透過するフィルタの右側には,垂直転送電極V1およびV8が形成されている。青色の光成分を透過するフィルタまたは赤色の光成分を透過するフィルタの右側には垂直転送電極V2およびV3またはV4およびV5が形成されている。
A
垂直転送路5の下には,水平転送路6が形成されている。水平転送路6の左端部には増幅回路7が接続されている。
A horizontal transfer path 6 is formed below the
フォトダイオード2に蓄積された信号電荷は,読み出しパルスが与えられることにより,垂直転送路5にシフトされるが,このシフト前に垂直転送路5に蓄積されている不要電荷が高速で掃き出される。この不要電荷掃き出し後に,フォトダイオード2に蓄積されている信号電荷が垂直転送路5にシフトされる。垂直転送路5の垂直転送電極V1〜V8に垂直転送パルスφV1〜φV8が与えられることにより,信号電荷は垂直転送路5内を垂直方向に転送させられる。垂直転送路5から出力された信号電荷は,水平転送路6に与えられ,水平方向に転送させられ,増幅回路7を介して映像信号として出力される。
The signal charge accumulated in the
図2は,垂直転送路に蓄積されている不要電荷を高速で掃き出すことにより,被写体像にいわゆる傷が発生する原理を示すものである。 FIG. 2 shows the principle that a so-called flaw is generated in a subject image by sweeping out unnecessary charges accumulated in the vertical transfer path at high speed.
上述したように,垂直転送電極V1〜V8に垂直転送パルスφV1〜φV8が与えられる。すると,垂直転送路5に電位井戸10が形成されて信号電荷が垂直方向に転送されていく。CCD1の大きさを大きくすることなく高画素化を図っているために,電位井戸10が深くなるように垂直転送パルスφV1〜φV8のLレベル(VL)はグランド・レベル(VM)よりも高く設定されている(たとえば,−8v)。
As described above, the vertical transfer pulses φV1 to φV8 are applied to the vertical transfer electrodes V1 to V8. Then, the
不要電荷掃き出しが高速で行われると,不要電荷掃き出しの終了時点で電位変動が起こり,信号電荷11が電位井戸10に漏れてしまうことがある。この漏れが被写体像に傷が発生する原因である。
If unnecessary charge sweeping is performed at high speed, potential fluctuation may occur at the end of unnecessary charge sweeping, and the
図3は,電位変動が起こる様子を示すタイム・チャートである。 FIG. 3 is a time chart showing how the potential fluctuation occurs.
時刻t1からt2の間に,CCD1の前方にある機械シャッタが開放されてCCD1のフォトダイオード2に信号電荷が蓄積される。その後,時刻t3からt4の間で垂直転送路に蓄積された不要電荷を高速で掃き出すための垂直転送パルスが与えられる。高速掃き出しの開始時点t3および終了時点t4において垂直転送パルスの電位変動が生じる。上述のように,終了時点t4における電位変動により,被写体像の傷の原因となる電位井戸への信号電荷の漏れが生じる。
Between time t1 and time t2, the mechanical shutter in front of the CCD 1 is opened, and signal charges are accumulated in the
数ライン分の信号電荷を掃き出すことができる時刻t4からt5の間で,いわゆる空転送が行われる。時刻t5において,奇数行のフォトダイオード2に読み出しパルスが与えられることにより,奇数行のフォトダイオード2に蓄積されている信号電荷が垂直転送路5にシフトされる。時刻t5からt6の間でCCD1が駆動させられることにより,第1フィールド(奇数フィールド)の映像信号がCCD1から出力される。
A so-called idle transfer is performed between time t4 and time t5 when signal charges for several lines can be swept out. At time t <b> 5, a read pulse is applied to the odd-numbered
時刻t6において第1フィールドの映像信号の出力が終了すると,垂直転送路に蓄積された不要電荷の高速掃き出しが再び行われる。この高速掃き出しの開始時点t6および終了時点t7においても電位変動が生じ,終了時点t7における電位変動により,被写体像のキスの原因となる電位井戸への信号電荷の漏れが生じる。 When the output of the video signal of the first field is completed at time t6, the unnecessary charges accumulated in the vertical transfer path are quickly swept out. The potential fluctuation occurs at the start time t6 and the end time t7 of the high-speed sweep, and the signal charge leaks to the potential well causing the kiss of the subject image due to the potential fluctuation at the end time t7.
時刻t7からt8の間で,空転送が行われる。時刻t8において,偶数行のフォトダイオード2に読み出しパルスが与えられることにより,偶数行のフォトダイオード2に蓄積されている信号電荷が垂直転送路5にシフトされる。時刻t8からt9の間でCCD1が駆動させられることにより,第2フィールド(偶数フィールド)の映像信号がCCD1から出力される。
Empty transfer is performed between time t7 and t8. At time t <b> 8, a read pulse is applied to the
図4は,この発明の実施例による映像信号出力のタイム・チャートである。 FIG. 4 is a time chart of video signal output according to the embodiment of the present invention.
この実施例においては,機械シャッタが時刻t2において閉じられるとともに垂直転送パルスφV1〜φV8のLレベルが時刻t9までの間,少し下げられる(タイム・チャート上では上昇するものであり,絶対値レベルが小さくされている。)。たとえば,−8vであったLレベルが−7.5レベルとされる。垂直転送パルスφV1〜φV8のLレベルが少し下げられるので,電位井戸の深さが少し浅くなる。不要電荷の高速掃き出しの終了時点t4およびt7において電位変動が生じても信号電荷が電位井戸に漏れてしまうことが未然に防止される。被写体像における傷の発生を防ぐことができる。 In this embodiment, the mechanical shutter is closed at time t2, and the L level of the vertical transfer pulses φV1 to φV8 is slightly lowered until time t9 (it rises on the time chart, and the absolute value level is It has been reduced.) For example, the L level that was -8v is set to the -7.5 level. Since the L level of the vertical transfer pulses φV1 to φV8 is slightly lowered, the depth of the potential well is slightly reduced. It is possible to prevent signal charges from leaking into the potential well even if potential fluctuation occurs at the end times t4 and t7 of the high-speed sweeping of unnecessary charges. It is possible to prevent scratches on the subject image.
図5は,他の実施例を示すもので,映像信号出力のタイム・チャートである。 FIG. 5 shows another embodiment and is a time chart of video signal output.
この実施例においては,第1フィールドの信号電荷を転送する前に行われる不要電荷掃き出し開始時点t3から時刻t9までの間,垂直転送パルスφV1〜φV8のLレベルが少し下げられる。高速掃き出しの終了時点である時刻t4およびt7においては垂直転送パルスのLレベルが少し下げられているので(タイム・チャート上では上昇している),上述のように被写体像における傷の発生を未然に防止できる。 In this embodiment, the L level of the vertical transfer pulses φV1 to φV8 is slightly lowered from the time t3 of unnecessary charge sweeping before the transfer of the signal charge of the first field to the time t9. At times t4 and t7, which are the end points of high-speed sweeping, the L level of the vertical transfer pulse is slightly lowered (increased on the time chart), so that scratches in the subject image have not occurred as described above. Can be prevented.
図6は,さらに他の実施例を示すもので,映像信号出力のタイム・チャートである。 FIG. 6 shows still another embodiment and is a time chart of video signal output.
この実施例においては,第1フィールドの信号電荷を転送する前に行われる不要電荷掃き出しの開始時点t3から終了時点t4までの間に徐々に垂直転送パルスφV1〜φV8のLレベルが少し下げられる(タイム・チャート上では上昇している)。時刻t4から時刻t9までの間は,垂直転送パルスφV1〜φV8のLレベルが少し下げられた状態が維持され,その後,もとのレベルに戻される。この場合も高速転送掃き出しの終了時点t4およびt7においては垂直転送パルスφV1〜φV8のLレベルが下げられているので,被写体像における傷の発生を防止できる。 In this embodiment, the L level of the vertical transfer pulses φV1 to φV8 is gradually lowered slightly from the start time t3 to the end time t4 of the unnecessary charge sweeping performed before transferring the signal charge of the first field ( It is rising on the time chart). From time t4 to time t9, the state in which the L level of the vertical transfer pulses φV1 to φV8 is slightly lowered is maintained, and then returned to the original level. Also in this case, since the L level of the vertical transfer pulses φV1 to φV8 is lowered at the end times t4 and t7 of the high-speed transfer sweeping out, it is possible to prevent the subject image from being damaged.
図7は,さらに他の実施例を示すもので,映像信号出力のタイム・チャートである。 FIG. 7 shows still another embodiment and is a time chart of video signal output.
この実施例においては,第1回目の高速掃き出し終了時点t4から第1フィールドの映像信号の出力開始時点t5までの間および第2回目の高速掃き出し終了時点t7から第2フィールドの映像信号の出力開始時点t8までの間において,垂直転送パルスφV1〜φV8のLレベルが低くされる(タイム・チャート上では上昇している)。第1フィールドの映像信号が出力される時刻t5からt6の間および第2フィールドの映像信号が出力される時刻t8からt9の間は,垂直転送パルスφV1〜φV8のLレベルは,もとのレベルに戻される(タイム・チャート上では下がる)。映像信号が出力されている間は,垂直転送パルスφV1〜φV8のLレベルがもとのレベルに戻されているので,電位井戸の深さは深い。異なる画素の信号電荷が混ざってしまうことを未然に防止できる。 In this embodiment, the output of the video signal of the second field is started from the time point t4 when the first high-speed sweep ends to the output start time t5 of the video signal of the first field and from the time t7 of the second high-speed sweep end. Until the time point t8, the L level of the vertical transfer pulses φV1 to φV8 is lowered (increases on the time chart). During the period from time t5 to t6 when the video signal of the first field is output and from time t8 to t9 when the video signal of the second field is output, the L level of the vertical transfer pulses φV1 to φV8 is the original level. (Returned on the time chart). While the video signal is output, the L level of the vertical transfer pulses φV1 to φV8 is returned to the original level, so that the potential well is deep. It is possible to prevent the signal charges of different pixels from being mixed.
図8は,さらに他の実施例を示すもので,映像信号出力のタイム・チャートである。 FIG. 8 shows still another embodiment and is a time chart of video signal output.
この実施例においては,高速掃き出し開始時点t3およびt6からのそれぞれの時点から徐々に垂直転送パルスφV1〜φV8のLレベルが低くなり(タイム・チャート上では上昇する),高速掃き出し終了時点t4およびt7のそれぞれの時点において垂直転送パルスφV1〜φV8のLレベルがもっとも低くなる(−7.5v)。その後,空転送の終了時点t5およびt8のそれぞれの時点までに徐々に垂直転送パルスφV1〜φV8のLレベルが高くなる(タイム・チャート上では下がる)。このようにしても,映像信号が出力されている間は,垂直転送パルスφV1〜φV8のLレベルがもとのレベルに戻されているので,電位井戸の深さは深い。異なる画素の信号電荷が混ざってしまうことを未然に防止できる。 In this embodiment, the L level of the vertical transfer pulses φV1 to φV8 gradually decreases (increases on the time chart) from the respective time points from the high-speed sweep start time points t3 and t6, and the high-speed sweep end points t4 and t7. The L level of the vertical transfer pulses φV1 to φV8 is the lowest (−7.5 v) at each time point in FIG. Thereafter, the L level of the vertical transfer pulses φV1 to φV8 gradually increases (decreases on the time chart) by the respective end times t5 and t8 of the empty transfer. Even in this case, while the video signal is output, the L level of the vertical transfer pulses φV1 to φV8 is returned to the original level, so that the potential well is deep. It is possible to prevent the signal charges of different pixels from being mixed.
図9は,さらに他の実施例を示すもので,映像信号出力のタイム・チャートである。 FIG. 9 shows still another embodiment and is a time chart of video signal output.
上述の実施例においては,高速掃き出しの終了時点において垂直転送パルスφV1〜φV8のLレベルを少し下げているが,この実施例においては,第1回目の高速掃き出しの期間t3〜4における垂直転送パルスφV1〜φV8を,開始時点から所定の第1の期間t3〜t31は低周波数(長い周期)のものとし,その後所定の第2の期間t31からt32までは高周波数(短い周期)のものとし,第2の期間終了後の高速掃き出し終了時点のt32〜t4までは再び低周波数(長い周期)のものとしている。高速掃き出しの終了時点t4においては垂直転送パルスφV1〜φV8の周波数が低いので電位変動を抑えることができる。また,中間の期間t31〜t32は,高周波数なので,不要電荷を早く掃き出すことができる。同様に,第2回目の高速掃き出しの期間t6〜t7においても,開始時点t6を含む期間および終了時点t7を含む期間は垂直転送パルスφV1〜φV8の周波数を低くし,中間の期間は垂直転送パルスφV1〜φV8の周波数を高速にすることにより,電位変動を抑えつつ,不要電荷の高速掃き出しを実現できる。 In the above-described embodiment, the L level of the vertical transfer pulses φV1 to φV8 is slightly lowered at the end of the high-speed sweep, but in this embodiment, the vertical transfer pulses in the first high-speed sweep period t3-4 φV1 to φV8 are set to have a low frequency (long cycle) for a predetermined first period t3 to t31 from the start time, and then to a high frequency (short cycle) from a predetermined second period t31 to t32. From t32 to t4 at the end of the high-speed sweep after the end of the second period, the frequency is again low (long period). Since the frequency of the vertical transfer pulses φV1 to φV8 is low at the end point t4 of the high-speed sweeping, the potential fluctuation can be suppressed. Further, since the intermediate period t31 to t32 has a high frequency, unnecessary charges can be swept out quickly. Similarly, in the second high-speed sweep period t6 to t7, the frequency of the vertical transfer pulses φV1 to φV8 is lowered in the period including the start time t6 and the period including the end time t7, and the vertical transfer pulse is set in the middle period. By speeding up the frequencies of φV1 to φV8, it is possible to sweep out unnecessary charges while suppressing potential fluctuation.
上述の実施例においては,高速掃き出しの開始時点を含む期間を低周波数の垂直転送パルスφV1〜φV8としているが,高速掃き出しの終了時点を含む期間を低周波数の垂直転送パルスφV1〜φV8とすればよいのはいうまでもない。 In the above-described embodiment, the period including the start point of the high-speed sweep is the low-frequency vertical transfer pulses φV1 to φV8. However, if the period including the end point of the high-speed sweep is the low-frequency vertical transfer pulses φV1 to φV8, Needless to say, it is good.
図10は,上述のCCD1を用いたディジタル・スチル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。 FIG. 10 is a block diagram showing an electrical configuration of a digital still camera using the CCD 1 described above.
ディジタル・スチル・カメラの全体の動作は,CPU28によって統括される。 The overall operation of the digital still camera is controlled by the CPU.
ディジタル・スチル・カメラには,シャッタ・スイッチ29,電源ボタン等を含むスイッチ30が含まれている。これらのスイッチ等からの出力信号は,メイン・バスを介してCPU28に入力する。また,ディジタル・スチル・カメラには,動作プログラム,データを一時的に記憶するメモリ24が含まれている。さらに,ディジタル・スチル・カメラには,音声を入出力するための音声入出力インターフェイス28も含まれている。
The digital still camera includes a
CCD1の前方には,上述した機械シャッタ,撮像レンズ,バリア,絞り等を含む撮像系機械部21が設けられている。この撮像系機械部21は,駆動回路26によって駆動させられる。被写体像は,CCD1の受光面上に結像する。CCD1は,駆動回路26によって駆動させられる。被写体像を表す映像信号がCCD1から出力される。駆動回路26には,VL変調回路27から出力される変調制御信号が与えられる。変調制御信号が駆動回路26に与えられることにより,上述したようにCCD1の垂直転送路に与えられる垂直転送パルスφV1〜φV8のLレベルが調整される,あるいは垂直転送パルスφV1〜φV8の周波数が制御される。
In front of the CCD 1, an imaging system
CCD1から出力された映像信号は,ディジタル信号処理回路23において白バランス調整,ガンマ補正,アナログ/ディジタル変換などの所定のディジタル信号処理が行われてディジタル画像データとして出力される。ディジタル画像データは,画像表示装置32に与えられる。撮像により得られた被写体像が画像表示装置32の表示画面上に表示される。
The video signal output from the CCD 1 is subjected to predetermined digital signal processing such as white balance adjustment, gamma correction, and analog / digital conversion in the digital
シャッタ・スイッチ29が押されると,上述のようにして得られたディジタル画像データは,メモリ・カード・インターフェイス31を介してメモリ・カード33に与えられ,記録される。メモリ・カード33に記録された画像データによって表される被写体像は,上述のように傷が取り除かれたものとなっている。
When the
1 CCD
2 フォトダイオード
5 垂直転送路
26 駆動回路
27 VL変調回路
V1〜V8 垂直転送電極
φV1〜φV8 垂直転送パルス
1 CCD
2
26 Drive circuit
27 VL modulation circuit V1 to V8 vertical transfer electrode φV1 to φV8 vertical transfer pulse
Claims (9)
上記フォトダイオードへの露光が終了したことに応じて,不要電荷掃き出し終了時点における絶対値レベルが他の時点における絶対値レベルよりも小さい垂直転送パルスを用いて,蓄積されている不要電荷を掃き出すように上記固体電子撮像装置を制御する第1の制御手段,
上記第1の制御手段の制御のもとに行われる不要電荷掃き出し後に上記フォトダイオードに蓄積されている信号電荷を上記垂直転送路にシフトするように上記固体電子撮像装置を制御する第2の制御手段,ならびに
上記第2の制御手段の制御のもとに上記垂直転送路にシフトされた信号電荷を,与えられる垂直転送パルスにもとづいて垂直方向に転送して映像信号を出力するように上記固体電子撮像装置を制御する第3の制御手段,
を備えた固体電子撮像装置の制御装置。 A solid-state electronic image pickup device including a plurality of photodiodes arranged in a column direction and a row direction and including a vertical transfer path adjacent to each column of the photodiodes;
In response to the completion of exposure to the photodiode, the accumulated unnecessary charges are swept away by using a vertical transfer pulse whose absolute value level at the end of unnecessary charge sweeping is smaller than the absolute value level at other times. First control means for controlling the solid-state electronic imaging device,
Second control for controlling the solid-state electronic image pickup device so as to shift the signal charge accumulated in the photodiode to the vertical transfer path after sweeping out unnecessary charges performed under the control of the first control means. And a signal charge shifted to the vertical transfer path under the control of the second control means in the vertical direction based on a given vertical transfer pulse to output a video signal. Third control means for controlling the electronic imaging device;
A control device for a solid-state electronic imaging device.
請求項1に記載の固体電子撮像装置の制御装置。 The first control means is configured such that the absolute value level of the vertical transfer pulse is vertical at other times from the end of exposure of the photodiode to the end of video signal output based on the third control means. The solid-state electronic imaging device is controlled to sweep out the unnecessary charge using a vertical transfer pulse smaller than the absolute value level of the transfer pulse,
The control apparatus of the solid-state electronic imaging device of Claim 1.
請求項1に記載の固体電子撮像装置の制御装置。 The first control means is configured such that the absolute value level of the vertical transfer pulse is the level of the vertical transfer pulse at other time points from the start time of the unnecessary charge sweeping to the end time of the video signal output based on the third control means. The solid-state electronic imaging device is controlled so as to sweep out the unnecessary charge by using a vertical transfer pulse smaller than an absolute value level.
The control apparatus of the solid-state electronic imaging device of Claim 1.
請求項1に記載の固体電子撮像装置の制御装置。 In the first control means, the absolute value level of the vertical transfer pulse gradually decreases from the start point of the unnecessary charge sweeping to the end point of the unnecessary charge sweeping, and the video signal output based on the third control means is reduced. The solid-state electronic imaging device is controlled so that the unnecessary charge is swept out by using the vertical transfer pulse whose absolute value level of the vertical transfer pulse is smaller than the absolute value level of the vertical transfer pulse at other time points until the end point. To do,
The control apparatus of the solid-state electronic imaging device of Claim 1.
請求項1に記載の固体電子撮像装置の制御装置。 The third control means uses the vertical transfer pulse having an absolute value level larger than the absolute value level of the vertical transfer pulse at the end of the unnecessary charge sweeping used in the control of the first control means. The signal charge shifted to the transfer path is transferred in the vertical direction.
The control apparatus of the solid-state electronic imaging device of Claim 1.
請求項1に記載の固体電子撮像装置の制御装置。 In the first control means, the absolute value level gradually decreases from the unnecessary charge sweep start time to the unnecessary charge sweep end time, and the signal charge performed under the control of the third control means. The solid-state electronic imaging device is controlled so that the unnecessary charge is swept out by using a vertical transfer pulse whose absolute value level gradually increases before the start of the vertical transfer.
The control apparatus of the solid-state electronic imaging device of Claim 1.
上記フォトダイオードへの露光が終了したことに応じて,不要電荷掃き出し終了時点における周期が他の時点における周期よりも長い垂直転送パルスを用いて,蓄積されている不要電荷を掃き出すように上記固体電子撮像装置を制御する第1の制御手段,
上記第1の制御手段の制御のもとに行われる不要電荷掃き出し後に上記フォトダイオードに蓄積されている信号電荷を上記垂直転送路にシフトするように上記固体電子撮像装置を制御する第2の制御手段,ならびに
上記第2の制御手段の制御のもとに上記垂直転送路にシフトされた信号電荷を,与えられる垂直転送パルスにもとづいて垂直方向に転送して映像信号を出力するように上記固体電子撮像装置を制御する第3の制御手段,
を備えた固体電子撮像装置の制御装置。 A solid-state electronic image pickup device including a plurality of photodiodes arranged in a column direction and a row direction and including a vertical transfer path adjacent to each column of the photodiodes;
In response to the completion of exposure to the photodiode, the solid-state electrons are swept out by using a vertical transfer pulse whose period at the end of unnecessary charge sweeping is longer than the period at other time points. First control means for controlling the imaging device;
Second control for controlling the solid-state electronic image pickup device so as to shift the signal charge accumulated in the photodiode to the vertical transfer path after sweeping out unnecessary charges performed under the control of the first control means. And a signal charge shifted to the vertical transfer path under the control of the second control means in the vertical direction based on a given vertical transfer pulse to output a video signal. Third control means for controlling the electronic imaging device;
A control device for a solid-state electronic imaging device.
第1の制御手段が,上記フォトダイオードへの露光が終了したことに応じて,不要電荷掃き出し終了時点における絶対値レベルが他の時点における絶対値レベルよりも小さい垂直転送パルスを用いて,蓄積されている不要電荷を掃き出すように上記固体電子撮像装置を制御し,
第2の制御手段が,上記第1の制御手段の制御のもとに行われる不要電荷掃き出し後に上記フォトダイオードに蓄積されている信号電荷を上記垂直転送路にシフトするように上記固体電子撮像装置を制御し,
第3の制御手段が,上記第2の制御手段の制御のもとに上記垂直転送路にシフトされた信号電荷を,与えられる垂直転送パルスにもとづいて垂直方向に転送して映像信号を出力するように上記固体電子撮像装置を制御する,
固体電子撮像装置の制御方法。 In a method for controlling a solid-state electronic imaging device including a plurality of photodiodes arranged in a column direction and a row direction and including a vertical transfer path adjacent to each column of the photodiodes,
In response to the completion of exposure to the photodiode, the first control means stores the vertical value using the vertical transfer pulse whose absolute value level at the end of unnecessary charge sweeping is smaller than the absolute value level at other times. Controlling the solid-state electronic image pickup device so as to sweep away unnecessary electric charge,
The solid-state electronic imaging device so that the second control means shifts the signal charge stored in the photodiode to the vertical transfer path after sweeping out unnecessary charges performed under the control of the first control means. Control
The third control means outputs the video signal by transferring the signal charge shifted to the vertical transfer path under the control of the second control means in the vertical direction based on the applied vertical transfer pulse. To control the solid-state electronic imaging device,
Control method of solid-state electronic imaging device.
第1の制御手段が,上記フォトダイオードへの露光が終了したことに応じて,不要電荷掃き出し終了時点における周期が他の時点における周期よりも長い垂直転送パルスを用いて,蓄積されている不要電荷を掃き出すように上記固体電子撮像装置を制御し,
第2の制御手段が,上記第1の制御手段の制御のもとに行われる不要電荷掃き出し後に上記フォトダイオードに蓄積されている信号電荷を上記垂直転送路にシフトするように上記固体電子撮像装置を制御し,
第3の制御手段が,上記第2の制御手段の制御のもとに上記垂直転送路にシフトされた信号電荷を,与えられる垂直転送パルスにもとづいて垂直方向に転送して映像信号を出力するように上記固体電子撮像装置を制御する,
固体電子撮像装置の制御方法。
In a control method of a solid-state electronic imaging device including a plurality of photodiodes arranged in a column direction and a row direction and including a vertical transfer path adjacent to each column of the photodiodes,
In response to the completion of exposure to the photodiode, the first control means uses the vertical transfer pulse whose period at the end of unnecessary charge sweeping end is longer than the period at other time points, and accumulates unnecessary charges. Control the solid-state electronic imaging device to sweep out
The solid-state electronic imaging device so that the second control means shifts the signal charge stored in the photodiode to the vertical transfer path after sweeping out unnecessary charges performed under the control of the first control means. Control
The third control means outputs the video signal by transferring the signal charge shifted to the vertical transfer path under the control of the second control means in the vertical direction based on the applied vertical transfer pulse. To control the solid-state electronic imaging device,
Control method of solid-state electronic imaging device.
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