JP2549106B2 - 固体撮像装置の電子シヤツタ駆動法 - Google Patents
固体撮像装置の電子シヤツタ駆動法Info
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- JP2549106B2 JP2549106B2 JP62042282A JP4228287A JP2549106B2 JP 2549106 B2 JP2549106 B2 JP 2549106B2 JP 62042282 A JP62042282 A JP 62042282A JP 4228287 A JP4228287 A JP 4228287A JP 2549106 B2 JP2549106 B2 JP 2549106B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、固体撮像装置の電子シャッタ駆動法に関
し、より詳しくは、特にテレビカメラにおける固体撮像
装置に用いて好適な固体撮像装置の電子シャッタ駆動法
に関する。
し、より詳しくは、特にテレビカメラにおける固体撮像
装置に用いて好適な固体撮像装置の電子シャッタ駆動法
に関する。
（従来の技術） 第３図は、公知の固体撮像装置を示す。この固体撮像
装置は、受光蓄積部１−1,1−2,1−3,…を備える。それ
らの受光蓄積部１−1,1−2,1−3,…は、ｘ方向にnx個、
ｙ方向にny個が２次元面にほぼマトリクス状に配列され
ている。各受光蓄積部１−1,1−2,1−3,…のｘ方向側方
に、各受光蓄積部１−1,1−2,1−3,…に蓄積された信号
電荷を転送する垂直CCD2−1,2−2,2−3,…がほぼny/2段
形成されている。それらの垂直CCD2−1,2−2,2−3,…の
ｙ方向側方に、垂直CCD2−1,2−2,2−3,…に転送された
信号電荷を、さらに水平CCD4に転送するメモリCCD3−1,
3−2,3−3,…が形成されている。その水平CCD4のｘ方向
側方には転送されてきた信号電荷を電圧に変換する電荷
検出部５が形成されている。
装置は、受光蓄積部１−1,1−2,1−3,…を備える。それ
らの受光蓄積部１−1,1−2,1−3,…は、ｘ方向にnx個、
ｙ方向にny個が２次元面にほぼマトリクス状に配列され
ている。各受光蓄積部１−1,1−2,1−3,…のｘ方向側方
に、各受光蓄積部１−1,1−2,1−3,…に蓄積された信号
電荷を転送する垂直CCD2−1,2−2,2−3,…がほぼny/2段
形成されている。それらの垂直CCD2−1,2−2,2−3,…の
ｙ方向側方に、垂直CCD2−1,2−2,2−3,…に転送された
信号電荷を、さらに水平CCD4に転送するメモリCCD3−1,
3−2,3−3,…が形成されている。その水平CCD4のｘ方向
側方には転送されてきた信号電荷を電圧に変換する電荷
検出部５が形成されている。
次に、第４図を参照しながら、上記構成の固体撮像装
置の動作のうち、電子シャッタなしの場合の通常の動作
をするときの駆動法を説明する。
置の動作のうち、電子シャッタなしの場合の通常の動作
をするときの駆動法を説明する。
第４図ａは、テレビ規格のブランキングパルスを示
す。このブランキングパルスは、水平ブランキング期間
６−1,6−2,6−3,…と垂直ブランキング期間７−1,7−
2,7−3,…の２つの信号の無効期間をもっている。２つ
の水平ブランキング期間の間の時間８が１水平期間で、
テレビの１本の走査線に対応する。２つの垂直ブランキ
ング期間の間の時間９は１垂直期間である。走査線の１
本おきの飛び越し走査のため、２つの垂直期間10で１つ
の再生画面を構成する。
す。このブランキングパルスは、水平ブランキング期間
６−1,6−2,6−3,…と垂直ブランキング期間７−1,7−
2,7−3,…の２つの信号の無効期間をもっている。２つ
の水平ブランキング期間の間の時間８が１水平期間で、
テレビの１本の走査線に対応する。２つの垂直ブランキ
ング期間の間の時間９は１垂直期間である。走査線の１
本おきの飛び越し走査のため、２つの垂直期間10で１つ
の再生画面を構成する。
第４図b,cは、上記固体撮像装置を、電子シャッタな
しの通常の動作をさせるときの駆動法に用いるパルスの
１例を示すものである。同図ｂは、受光蓄積部の読み出
しパルスRPを示し、１種類のパルス、即ち読み出しパル
ス11−1,11−2,…を有する。同図ｃは垂直CCD2−1,2−
2,2−3,…及びメモリCCD3−1,3−2,3−3,…の駆動パル
スVPを示し、その駆動パルスVPは、２種類の転送パル
ス、即ち、転送パルス12−1,12−2,…、及び転送パルス
13−1,13−2,…により構成されている。
しの通常の動作をさせるときの駆動法に用いるパルスの
１例を示すものである。同図ｂは、受光蓄積部の読み出
しパルスRPを示し、１種類のパルス、即ち読み出しパル
ス11−1,11−2,…を有する。同図ｃは垂直CCD2−1,2−
2,2−3,…及びメモリCCD3−1,3−2,3−3,…の駆動パル
スVPを示し、その駆動パルスVPは、２種類の転送パル
ス、即ち、転送パルス12−1,12−2,…、及び転送パルス
13−1,13−2,…により構成されている。
読み出しパルス11−1,11−2,…により受光蓄積部１−
1,1−2,1−3,…から垂直CCD2−1,2−2,2−3,…へ信号電
荷が読み出される。それらの信号電荷は、垂直ブランキ
ング期間７−1,7−2,7−3,…内に、高速の転送パルス12
−1,12−2,…により、垂直CCD2−1,2−2,2−3,…からメ
モリCCD3−1,3−2,3−3,…へ高速で転送される。その
後、それらの信号電荷は、１水平ブランキング期間６−
1,6−2,…内に１回の転送パルス13−1,13−2,…により
順次水平CCD4に転送され、水平CCD4を高速転送された信
号電荷は電荷検出部５で電圧に変換されて出力される。
1,1−2,1−3,…から垂直CCD2−1,2−2,2−3,…へ信号電
荷が読み出される。それらの信号電荷は、垂直ブランキ
ング期間７−1,7−2,7−3,…内に、高速の転送パルス12
−1,12−2,…により、垂直CCD2−1,2−2,2−3,…からメ
モリCCD3−1,3−2,3−3,…へ高速で転送される。その
後、それらの信号電荷は、１水平ブランキング期間６−
1,6−2,…内に１回の転送パルス13−1,13−2,…により
順次水平CCD4に転送され、水平CCD4を高速転送された信
号電荷は電荷検出部５で電圧に変換されて出力される。
次に、第５図を参照しながら、従来の電子シャッタ駆
動法について説明する。
動法について説明する。
第５図ａは、第４図ａと同様に、テレビ規格のブラン
キングパルスを示す。同図ｂ′,c′は、電子シャッタ駆
動に使用される読み出しパルスRP及び駆動パルスVPを示
す。第５図ｂ′の読み出しパルスRPが第４図ｂの読み出
しパルスRPと異なる点は、読み出しパルス11−1,11−2,
…の間の水平ブランキング期間６−1,6−2,6−3,…内の
新たな読み出しパルスとしての電荷排出パルス14−1,14
−2,…を備える点にある。第５図ｃ′の駆動パルスVPが
第４図ｃの駆動パルスVPと異なる点は、読み出しパルス
11−1,11−2,…の直前の垂直ブランキング期間７−1,7
−2,7−3,…内に新たな高速の転送排出パルス15−1,15
−2,…が付加された点にある。
キングパルスを示す。同図ｂ′,c′は、電子シャッタ駆
動に使用される読み出しパルスRP及び駆動パルスVPを示
す。第５図ｂ′の読み出しパルスRPが第４図ｂの読み出
しパルスRPと異なる点は、読み出しパルス11−1,11−2,
…の間の水平ブランキング期間６−1,6−2,6−3,…内の
新たな読み出しパルスとしての電荷排出パルス14−1,14
−2,…を備える点にある。第５図ｃ′の駆動パルスVPが
第４図ｃの駆動パルスVPと異なる点は、読み出しパルス
11−1,11−2,…の直前の垂直ブランキング期間７−1,7
−2,7−3,…内に新たな高速の転送排出パルス15−1,15
−2,…が付加された点にある。
電荷排出パルス14−1,14−2,…により受光蓄積部１−
1,1−2,1−3,…から垂直CCD2−1,2−2,2−3,…へ読み出
された電荷は、転送排出パルス15−1,15−2,…によりメ
モリCCD3−1,3−2,3−3,…及び水平CCD4に高速で排出さ
れ、信号電荷とはならない。即ち、信号電荷を蓄積する
時間は、第５図ｂ′において示す蓄積時間16−1,16−2,
…となり、新たな電荷排出パルス14−1,14−2,…を発生
させる時刻を動かすことにより、蓄積時間16−1,16−2,
…が可変となり、シャッタの役目が達成される。
1,1−2,1−3,…から垂直CCD2−1,2−2,2−3,…へ読み出
された電荷は、転送排出パルス15−1,15−2,…によりメ
モリCCD3−1,3−2,3−3,…及び水平CCD4に高速で排出さ
れ、信号電荷とはならない。即ち、信号電荷を蓄積する
時間は、第５図ｂ′において示す蓄積時間16−1,16−2,
…となり、新たな電荷排出パルス14−1,14−2,…を発生
させる時刻を動かすことにより、蓄積時間16−1,16−2,
…が可変となり、シャッタの役目が達成される。
（発明が解決しようとする問題点） 上記構成の固体撮像装置を上記従来の電子シャッタ駆
動法により駆動すると、その固体撮像装置の構成上の特
徴に起因して、垂直方向の解像度が劣化するという問題
がある。
動法により駆動すると、その固体撮像装置の構成上の特
徴に起因して、垂直方向の解像度が劣化するという問題
がある。
即ち、上記固体撮像装置においては、ｙ方向の画素数
に比べて垂直CCDの転送段数がほぼ半分であり、読み出
しパルスRPによって読み出された信号電荷は、上下２つ
分の受光蓄積部の信号電荷が垂直CCD内で加算された状
態で転送される。これは一般に上下２画素加算読み出し
と呼ばれるが、このような読み出しの方法においては、
上下２画素の加算に起因して、垂直方向の解像度が劣化
するという問題がある。
に比べて垂直CCDの転送段数がほぼ半分であり、読み出
しパルスRPによって読み出された信号電荷は、上下２つ
分の受光蓄積部の信号電荷が垂直CCD内で加算された状
態で転送される。これは一般に上下２画素加算読み出し
と呼ばれるが、このような読み出しの方法においては、
上下２画素の加算に起因して、垂直方向の解像度が劣化
するという問題がある。
本発明の目的は、垂直解像度の劣化のない電子シャッ
タ駆動法を提供することにある。
タ駆動法を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 本発明の固体撮像装置の電子シャッタ駆動法は、半導
体基板上にほぼ平行で縦向きの複数のラインに沿って２
次元状に配列された複数の受光蓄積部と、それらの複数
のラインに沿った前記受光蓄積部で入射光の光電変換に
より蓄積された信号電荷を読み出す電荷転送手段と、そ
れらの信号電荷を電圧変換により検出する電荷検出手段
とを備えた固体撮像装置の電子シャッタ駆動法におい
て、前記受光蓄積部のうち奇数のラインに位置するもの
と偶数のラインに位置するものにおけるそれぞれの信号
蓄積時間の大小関係を、隣り合うフィールド毎に逆転す
るようにしたものとして構成される。
体基板上にほぼ平行で縦向きの複数のラインに沿って２
次元状に配列された複数の受光蓄積部と、それらの複数
のラインに沿った前記受光蓄積部で入射光の光電変換に
より蓄積された信号電荷を読み出す電荷転送手段と、そ
れらの信号電荷を電圧変換により検出する電荷検出手段
とを備えた固体撮像装置の電子シャッタ駆動法におい
て、前記受光蓄積部のうち奇数のラインに位置するもの
と偶数のラインに位置するものにおけるそれぞれの信号
蓄積時間の大小関係を、隣り合うフィールド毎に逆転す
るようにしたものとして構成される。
（作 用） 信号蓄積時間は、受光蓄積部のうち奇数ラインに位置
するものと偶数ラインに位置するものとで、フィールド
毎に逆転する。このため、信号電荷の出力も、奇数ライ
ンと偶数ラインとで、フィールド毎に逆転する。よっ
て、ラインに沿った垂直方向の解像度が大きなものとし
て得られる。
するものと偶数ラインに位置するものとで、フィールド
毎に逆転する。このため、信号電荷の出力も、奇数ライ
ンと偶数ラインとで、フィールド毎に逆転する。よっ
て、ラインに沿った垂直方向の解像度が大きなものとし
て得られる。
（実施例） 本発明の実施例を第１図を参照しながら説明する。
第１図ａは、テレビ規格のブランキングパルスを示
す。同図ｂθ″は、第３図の奇数ラインの受光蓄積部１
−1,1−3,1−5,…の読み出しパルスRPθを示し、第１図
be″は、偶数ラインの受光蓄積部１−2,1−4,1−6,…の
読み出しパルスRPθを示す。第１フィールドでの奇数ラ
インの信号蓄積時間をt1とし、偶数ラインのそれをt2と
する（ただし、信号蓄積時間t1＞信号蓄積時間t2とす
る。）。第２フィールドでの奇数ラインの信号蓄積時間
をt2とし、偶数ラインのそれをt1とする。垂直CCD2−1,
2−2,2−3,…及びメモリCCD3−1,3−2,3−3,…の駆動パ
ルスVPは、第５図ｃ′の駆動パルスVPと同じものを用い
る。
す。同図ｂθ″は、第３図の奇数ラインの受光蓄積部１
−1,1−3,1−5,…の読み出しパルスRPθを示し、第１図
be″は、偶数ラインの受光蓄積部１−2,1−4,1−6,…の
読み出しパルスRPθを示す。第１フィールドでの奇数ラ
インの信号蓄積時間をt1とし、偶数ラインのそれをt2と
する（ただし、信号蓄積時間t1＞信号蓄積時間t2とす
る。）。第２フィールドでの奇数ラインの信号蓄積時間
をt2とし、偶数ラインのそれをt1とする。垂直CCD2−1,
2−2,2−3,…及びメモリCCD3−1,3−2,3−3,…の駆動パ
ルスVPは、第５図ｃ′の駆動パルスVPと同じものを用い
る。
次に、上記第１図ｂθ″,be″に示す読み出しパルスR
Pθ、読み出しパルスRPeを用いた場合に蓄積される信号
電荷について着目する。第１フィールドにおいては、蓄
積した信号電荷の出力は、奇数ラインの信号蓄積時間t1
＞偶数ラインの信号蓄積時間t2であることから、奇数ラ
インの出力が偶数ラインのそれよりも大きい。これに対
し、第２フィールドにおいては、第１フィールドにおけ
るとは逆に、偶数ラインの信号蓄積時間t1＞奇数ライン
の信号蓄積時間t2であることから、偶数ラインの出力が
奇数ラインのそれよりも大きい。よって、信号蓄積時間
t1＝信号蓄積時間t2である従来の駆動法に比べ、垂直方
向の解像度が大きくなることは容易に理解できる。奇数
及び偶数ラインでの信号蓄積時間t1,t2を変化すること
により、即ち、電荷排出パルス14−1,14−2,…を発生さ
せる時刻を変化させることにより、シャッタ機能がもた
せられる。
Pθ、読み出しパルスRPeを用いた場合に蓄積される信号
電荷について着目する。第１フィールドにおいては、蓄
積した信号電荷の出力は、奇数ラインの信号蓄積時間t1
＞偶数ラインの信号蓄積時間t2であることから、奇数ラ
インの出力が偶数ラインのそれよりも大きい。これに対
し、第２フィールドにおいては、第１フィールドにおけ
るとは逆に、偶数ラインの信号蓄積時間t1＞奇数ライン
の信号蓄積時間t2であることから、偶数ラインの出力が
奇数ラインのそれよりも大きい。よって、信号蓄積時間
t1＝信号蓄積時間t2である従来の駆動法に比べ、垂直方
向の解像度が大きくなることは容易に理解できる。奇数
及び偶数ラインでの信号蓄積時間t1,t2を変化すること
により、即ち、電荷排出パルス14−1,14−2,…を発生さ
せる時刻を変化させることにより、シャッタ機能がもた
せられる。
第２図は、上述の場合に比して、より解像度を上げる
場合の駆動法に用いるパルスを示すものである。第２図
ａはテレビ規格のブランキングパルスを示す。同図ｂθ
は奇数ラインの読み出しパルスRPθを示し、同図be
は偶数ラインの読み出しパルスRPeを示す。同図ｂθ,
beは、第１図ｂθ″,be″において信号蓄積時間t2を
限りなく小さくして零とした場合のものである。このよ
うな読み出しパルスRPθ、RPeを用いた場合には、偶数
ラインで第１のフィールド期間で積分されて信号を読み
出されず、また、奇数ラインで第２フィールド期間で積
分されて信号は読み出されない。このため、第１図の場
合に比べ、さらに解像度が上昇する。シャッタ機能は信
号蓄積時間t1を変化させることによりもたせられる。
場合の駆動法に用いるパルスを示すものである。第２図
ａはテレビ規格のブランキングパルスを示す。同図ｂθ
は奇数ラインの読み出しパルスRPθを示し、同図be
は偶数ラインの読み出しパルスRPeを示す。同図ｂθ,
beは、第１図ｂθ″,be″において信号蓄積時間t2を
限りなく小さくして零とした場合のものである。このよ
うな読み出しパルスRPθ、RPeを用いた場合には、偶数
ラインで第１のフィールド期間で積分されて信号を読み
出されず、また、奇数ラインで第２フィールド期間で積
分されて信号は読み出されない。このため、第１図の場
合に比べ、さらに解像度が上昇する。シャッタ機能は信
号蓄積時間t1を変化させることによりもたせられる。
このように、本発明の固体撮像装置のシャッタ駆動法
によれば、垂直方向の解像度を大きくすることができ
る。
によれば、垂直方向の解像度を大きくすることができ
る。
第１図は本発明に使用する読み出しパルスの一例を示す
タイミングチャート、第２図はその異なる例を示すタイ
ミングチャート、第３図は固体撮像装置の平面図、第４
図はその装置の従来の駆動法を示すタイミングチャー
ト、第５図はその装置の従来の電子シャッタ駆動法を示
すタイミングチャートである。 １−1,1−2,1−3,…，……受講蓄積部、２−1,2−2,2−
3,…，……垂直CCD、３−1,3−2,3−3,…，……メモリC
CD、４……水平CCD4、５……電荷検出部、６−1,6−2,6
−3,…，……水平ブランキング期間、７−1,7−2,7−3,
…，……垂直ブランキング期間、８……２つの水平ブラ
ンキング期間の間の時間、９……２つの垂直ブランキン
グ期間の間の時間、10……２つの垂直期間、11−1,11−
2,…，……読み出しパルス、12−1,12−2,…，……転送
パルス、13−1,13−2,…，……転送パルス、14−1,14−
2,…，……電荷排出パルス、15−1,15−2,…，……転送
排出パルス、16−1,16−2,…，……蓄積時間、RP……読
み出しパルス、RPθ……読み出しパルス、VP……駆動パ
ルス、t1……信号蓄積時間、t2……信号蓄積時間。
タイミングチャート、第２図はその異なる例を示すタイ
ミングチャート、第３図は固体撮像装置の平面図、第４
図はその装置の従来の駆動法を示すタイミングチャー
ト、第５図はその装置の従来の電子シャッタ駆動法を示
すタイミングチャートである。 １−1,1−2,1−3,…，……受講蓄積部、２−1,2−2,2−
3,…，……垂直CCD、３−1,3−2,3−3,…，……メモリC
CD、４……水平CCD4、５……電荷検出部、６−1,6−2,6
−3,…，……水平ブランキング期間、７−1,7−2,7−3,
…，……垂直ブランキング期間、８……２つの水平ブラ
ンキング期間の間の時間、９……２つの垂直ブランキン
グ期間の間の時間、10……２つの垂直期間、11−1,11−
2,…，……読み出しパルス、12−1,12−2,…，……転送
パルス、13−1,13−2,…，……転送パルス、14−1,14−
2,…，……電荷排出パルス、15−1,15−2,…，……転送
排出パルス、16−1,16−2,…，……蓄積時間、RP……読
み出しパルス、RPθ……読み出しパルス、VP……駆動パ
ルス、t1……信号蓄積時間、t2……信号蓄積時間。
Claims (2)
- 【請求項１】半導体基板上にほぼ平行で縦向きの複数の
ラインに沿って２次元状に配列された複数の受光蓄積部
と、それらの複数のラインに沿った前記受光蓄積部で入
射光の光電変換により蓄積された信号電荷を読み出す電
荷転送手段と、それらの信号電荷を電圧変換により検出
する電荷検出手段とを備えた固体撮像装置の電子シャッ
タ駆動法において、前記受光蓄積部のうち奇数のライン
に位置するものと偶数のラインに位置するものにおける
それぞれの信号蓄積時間の大小関係を、隣り合うフィー
ルド毎に逆転するようにしたことを特徴とする固体撮像
装置の電子シャッタ駆動法。 - 【請求項２】前記受光蓄積部のうちの奇数ラインに位置
するものと偶数ラインに位置するものにおけるそれぞれ
の信号蓄積時間の一方及び他方を交互に限りなく零に近
づけることにより、前記それぞれの信号蓄積時間の大小
関係を隣り合うフィールド毎に逆転するようにしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の固体撮像装
置の電子シャッタ駆動法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62042282A JP2549106B2 (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | 固体撮像装置の電子シヤツタ駆動法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62042282A JP2549106B2 (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | 固体撮像装置の電子シヤツタ駆動法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63209280A JPS63209280A (ja) | 1988-08-30 |
| JP2549106B2 true JP2549106B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=12631695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62042282A Expired - Fee Related JP2549106B2 (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | 固体撮像装置の電子シヤツタ駆動法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2549106B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5293240A (en) * | 1991-03-16 | 1994-03-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Color imaging system using solid state image sensor with signal charge read controller |
| KR100281788B1 (ko) * | 1992-03-18 | 2001-02-15 | 이데이 노부유끼 | 고체 촬상 장치 |
| EP2022256A2 (en) | 2006-05-24 | 2009-02-11 | Thomson Licensing | Circuit and method for reading out and resetting pixels of an image sensor |
-
1987
- 1987-02-25 JP JP62042282A patent/JP2549106B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63209280A (ja) | 1988-08-30 |
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