JP2594950B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JP2594950B2 JP2594950B2 JP62153302A JP15330287A JP2594950B2 JP 2594950 B2 JP2594950 B2 JP 2594950B2 JP 62153302 A JP62153302 A JP 62153302A JP 15330287 A JP15330287 A JP 15330287A JP 2594950 B2 JP2594950 B2 JP 2594950B2
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- signal
- vertical
- imaging device
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、第１に高速移動被写体の短い時間間隔の撮
像に好適な、第２に電子的手段による像の拡大を行なう
のに好適な２次元固体撮像装置に関する。
像に好適な、第２に電子的手段による像の拡大を行なう
のに好適な２次元固体撮像装置に関する。
従来のシヤツター付固体撮像素子は、特開昭61−9307
2ならびに「1986年テレビジヨン学会全国大会予稿集４
−14第99頁から第100頁」に述べられている様に、受光
素子の電荷蓄積時間を電気的に制御することにより高速
移動被写体撮像時もブレのない鮮明なスローモーシヨン
再生を可能としている。
2ならびに「1986年テレビジヨン学会全国大会予稿集４
−14第99頁から第100頁」に述べられている様に、受光
素子の電荷蓄積時間を電気的に制御することにより高速
移動被写体撮像時もブレのない鮮明なスローモーシヨン
再生を可能としている。
また、市販の撮像装置を用いたカメラでは、ズーム機
構は機械的手段により行なわれている。なお、電子ズー
ムに関しては特開昭57−136872号公報、特開昭59−1148
1号及び特開昭62−59473号公報等に開示されているが、
水平方向の多重読み出しについては何ら記載されていな
い。
構は機械的手段により行なわれている。なお、電子ズー
ムに関しては特開昭57−136872号公報、特開昭59−1148
1号及び特開昭62−59473号公報等に開示されているが、
水平方向の多重読み出しについては何ら記載されていな
い。
上記従来のシヤツター付固体撮像装置は受光素子の電
荷蓄積時間を可変にすることによりシヤツター速度を可
変にすることができるが、走査方式が現行TV方式に従つ
ているためにそのフイールド数は１秒間に60回と固定し
ている。すなわち、撮像は1/60秒に１回しか行なわれ
ず、高速移動被写体を撮像した場合、所望とする瞬間を
逃がしてしまうという問題があつた。
荷蓄積時間を可変にすることによりシヤツター速度を可
変にすることができるが、走査方式が現行TV方式に従つ
ているためにそのフイールド数は１秒間に60回と固定し
ている。すなわち、撮像は1/60秒に１回しか行なわれ
ず、高速移動被写体を撮像した場合、所望とする瞬間を
逃がしてしまうという問題があつた。
本発明の第１の目的は撮像する時間間隔を1/60秒以下
とし、高速移動被写体の撮像したい瞬間を取らえ得る様
にすることにある。
とし、高速移動被写体の撮像したい瞬間を取らえ得る様
にすることにある。
また、上記ズーム機構は機械的手段であるために応答
が遅く、かつ、レンズ系が大規模になり、カメラの小型
化を阻む要因となつている。
が遅く、かつ、レンズ系が大規模になり、カメラの小型
化を阻む要因となつている。
上記第１の目的は、２次元状に配置した光電変換素子
と、該光電変換素子を選択するX,Yの選択回路を有する
２次元固体撮像素子において、１回の走査で現行TV方式
に従う走査時に１フイールドで読まれる光電変換素子の
1/N個（Ｎは正の整数）の光電変換素子から信号を読み
だし、同一フイールド内で上記同一光電変換素子をＮ回
読むことにより、もしくは、１回の走査で現行TV方式に
従う走査時には独立に読まれる光電変換素子をＮ個素子
内で混合して読み、同一フイールド内でこの読み出し動
作をＮ回行うことのいずれか、もしくは、その双方を行
なうことにより達成される。
と、該光電変換素子を選択するX,Yの選択回路を有する
２次元固体撮像素子において、１回の走査で現行TV方式
に従う走査時に１フイールドで読まれる光電変換素子の
1/N個（Ｎは正の整数）の光電変換素子から信号を読み
だし、同一フイールド内で上記同一光電変換素子をＮ回
読むことにより、もしくは、１回の走査で現行TV方式に
従う走査時には独立に読まれる光電変換素子をＮ個素子
内で混合して読み、同一フイールド内でこの読み出し動
作をＮ回行うことのいずれか、もしくは、その双方を行
なうことにより達成される。
上記第１の手段により撮像素子内の１光電変換素子は ごとに１回信号読み出しが行なわれる。この結果、電荷
蓄積時間が短くなるとともに撮像の時間間隔は現行TV方
式に比べ1/Nと短くなる。これによつて、高速移動被写
体の動きの連続する瞬間を撮像することができるように
なる。
蓄積時間が短くなるとともに撮像の時間間隔は現行TV方
式に比べ1/Nと短くなる。これによつて、高速移動被写
体の動きの連続する瞬間を撮像することができるように
なる。
以下、本発明の第１の発明の一実施例を第１図から第
４図により説明する。第１図は、本発明の一実施例の回
路構成図を示す。図中W,G,Cy,Yeは各々ホワイト，グリ
ーン，シアン，イエローの色成分を検知する受光素子
で、添字は各素子の位置の違いを区別するために付記し
ている。1,2は端子XIN,YINに加えられる制御信号により
受光素子を選択するためのＸならびにＹデコーダ・ドラ
イバ回路、６はＹデコーダドライバ回路のパルスにより
オンオフする垂直スイツチ、９はＹデコーダドライバ回
路のパルスを各垂直スイツチに伝達する垂直ゲート線、
５はＸデコーダのパルスによりオンオフする水平スイツ
チ、10はＸデコーダのパルスを水平スイツチに伝達する
水平ゲート線、３は水平信号線、４は垂直信号線、７は
各水平ブランキング期間に水平信号線を端子VRのリセツ
ト電圧にリセツトするためのリセツトスイツチ、８は水
平信号線を選択するため信号読み出しスイツチである。
４図により説明する。第１図は、本発明の一実施例の回
路構成図を示す。図中W,G,Cy,Yeは各々ホワイト，グリ
ーン，シアン，イエローの色成分を検知する受光素子
で、添字は各素子の位置の違いを区別するために付記し
ている。1,2は端子XIN,YINに加えられる制御信号により
受光素子を選択するためのＸならびにＹデコーダ・ドラ
イバ回路、６はＹデコーダドライバ回路のパルスにより
オンオフする垂直スイツチ、９はＹデコーダドライバ回
路のパルスを各垂直スイツチに伝達する垂直ゲート線、
５はＸデコーダのパルスによりオンオフする水平スイツ
チ、10はＸデコーダのパルスを水平スイツチに伝達する
水平ゲート線、３は水平信号線、４は垂直信号線、７は
各水平ブランキング期間に水平信号線を端子VRのリセツ
ト電圧にリセツトするためのリセツトスイツチ、８は水
平信号線を選択するため信号読み出しスイツチである。
第２図に第１図の素子を現行TV方式に適合する走査法
に従つて動作させた時の各色信号のサンプリングパター
ンを示す。図中丸印並びに１〜n,1〜ｍの番号は第１図
の各色信号別の受光素子とその添字に対応している。以
下、本走査を行なう時の素子の動作を説明する。
に従つて動作させた時の各色信号のサンプリングパター
ンを示す。図中丸印並びに１〜n,1〜ｍの番号は第１図
の各色信号別の受光素子とその添字に対応している。以
下、本走査を行なう時の素子の動作を説明する。
垂直走査期間に入ると端子YINへの制御信号によりＹ
デコーダ２が第１行の垂直ゲート線９を選択し、これに
接続している垂直スイツチ６並びに信号線読み出しスイ
ツチ８が開く、この状態で水平走査期間に端子XINへの
制御信号によりＸデコーダ１が第１列の水平ゲート線10
を選択し、水平スイツチ５が開くと水平信号線３と垂直
信号線４を経て、信号電荷が出力端子11に現われる。以
降順に第２列，第３列，…第ｎ列と選択が行なわれ、現
行TV方式で決められた１水平走査期間内に第１行の全受
光素子の信号電荷が読み出される。つぎに、第２行，第
３行…第ｍ行と選択が行なわれ、現行TV方式で決められ
た１垂直走査期間に全行の走査が終了する。
デコーダ２が第１行の垂直ゲート線９を選択し、これに
接続している垂直スイツチ６並びに信号線読み出しスイ
ツチ８が開く、この状態で水平走査期間に端子XINへの
制御信号によりＸデコーダ１が第１列の水平ゲート線10
を選択し、水平スイツチ５が開くと水平信号線３と垂直
信号線４を経て、信号電荷が出力端子11に現われる。以
降順に第２列，第３列，…第ｎ列と選択が行なわれ、現
行TV方式で決められた１水平走査期間内に第１行の全受
光素子の信号電荷が読み出される。つぎに、第２行，第
３行…第ｍ行と選択が行なわれ、現行TV方式で決められ
た１垂直走査期間に全行の走査が終了する。
第３図に第１図の素子を本発明の他の実施例の走査法
に従つて動作させた時の各色信号のサンプリングパター
ンを示す。図中白丸22は信号が読み出されない非サンプ
リング受光素子で、黒丸21は信号が読み出されるサンプ
リング受光素子である。以下、本実施例の動作を説明す
る。垂直走査期間に入ると、第１行が選択され、この状
態で第１列，第３列，第５列、と１列おきにｎ列まで読
み出しを行なつた後、第３行が選択され、同様に奇数列
の信号が読まれる。この結果、現行TV方式で決められた
１水平走査期間には、第１行と第３行の信号が読み出さ
れることになる。つぎに、同様に、第５行と第７行，第
９行と第11行…と信号が読まれ、現行TV方式で決められ
た一垂直走査期間の1/4の期間で、全画面の間引き走査
が完了する。この後、現行TV方式で決められた１垂直走
査期間内に同一走査が３回行なわれる。すなわち、本実
施例では、同一色信号成分を持つ水平方向ならびに垂直
方向の２個に１個の受光素子を間引いて読み、これを同
一フイールド内で４回行なうことにより、時間的分解能
を高めている。
に従つて動作させた時の各色信号のサンプリングパター
ンを示す。図中白丸22は信号が読み出されない非サンプ
リング受光素子で、黒丸21は信号が読み出されるサンプ
リング受光素子である。以下、本実施例の動作を説明す
る。垂直走査期間に入ると、第１行が選択され、この状
態で第１列，第３列，第５列、と１列おきにｎ列まで読
み出しを行なつた後、第３行が選択され、同様に奇数列
の信号が読まれる。この結果、現行TV方式で決められた
１水平走査期間には、第１行と第３行の信号が読み出さ
れることになる。つぎに、同様に、第５行と第７行，第
９行と第11行…と信号が読まれ、現行TV方式で決められ
た一垂直走査期間の1/4の期間で、全画面の間引き走査
が完了する。この後、現行TV方式で決められた１垂直走
査期間内に同一走査が３回行なわれる。すなわち、本実
施例では、同一色信号成分を持つ水平方向ならびに垂直
方向の２個に１個の受光素子を間引いて読み、これを同
一フイールド内で４回行なうことにより、時間的分解能
を高めている。
なお、間引き走査は水平方向に1/N,垂直方向に1/M
（N,M:整数）であれば、N,Mの値は任意で良い。実施例
の様にＮ＝Ｍとした時には、再生画像の縦横比が原画に
等しくなるという利点がある。また、各行の間引く画素
は本実施例の様に垂直方向に同一である必要はなく、第
１行で奇数列を読んだ場合には、第３行で偶数列を読ん
でも良い。本実施例によれば、空間的分解能は低下する
が、撮像している全画面の時間的分解能を上げることが
できる。
（N,M:整数）であれば、N,Mの値は任意で良い。実施例
の様にＮ＝Ｍとした時には、再生画像の縦横比が原画に
等しくなるという利点がある。また、各行の間引く画素
は本実施例の様に垂直方向に同一である必要はなく、第
１行で奇数列を読んだ場合には、第３行で偶数列を読ん
でも良い。本実施例によれば、空間的分解能は低下する
が、撮像している全画面の時間的分解能を上げることが
できる。
第４図に第１図の素子を本発明さらに別の実施例の走
査に従つて動作させた時の各色信号のサンプリングパタ
ーンを示す。図中×印は受光素子を示し、破線は同一時
刻に混合して読み出される４つの画素を囲んでいる。以
下、本実施例の動作を説明する。垂直走査期間に入る
と、第１行と第２行が同時に選択され、この状態で第１
列と第２列が同時に選択され、第１列と２列、第２行１
列と２列の４つの信号が混合して同時に読み出される。
以降、同様に、第３列と第４列，第５列と第６列，…と
同時選択がなされ、第ｎ−１列と第ｎ列の選択が終了す
ると、第３行と第４行が同時選択され、以降同様に信号
が４つずつ混合されながら読まれる。現行TV方式で決め
られた１水平走査期間内には、第１行と第２行の和信
号，第３行と第４行の和信号が読み出されることにな
る。以降同様にして読み出しがなされ、現行TV方式で決
められた１垂直走査期間の1/4の期間で、全画面の混合
読み出し走査が完了する。この後、現行TV方式で決めら
れた一垂直走査期間に同一走査が３回行なわれる。すな
わち、本実施例では、同一色信号成分を持つ水平方向に
２画素，垂直方向に２画素の受光素子を混合して読み出
すことにより、時間的分解能を高めている。なお、混合
する画素は、水平方向にＮ個，垂直方向にＭ個（N,M:整
数）であれば、N,Mは任意の値で良い。本実施例の様に
Ｎ＝Ｍとした時には、再生画像の縦横比が原画に等しく
なる。また、各行の混合画素は本実施例の様に垂直方向
に同一である必要はなく、第１行と第２行で第１列と第
２列を混合した場合には、第３行と第４行では第２列と
第３列を混合しても良い。本実施例によれば空間的分解
能は低下するが、時間分解能を上げることができる。し
かし、第３図の実施例の様に読み出されない画像がない
ので、感度低下を少なくできる。
査に従つて動作させた時の各色信号のサンプリングパタ
ーンを示す。図中×印は受光素子を示し、破線は同一時
刻に混合して読み出される４つの画素を囲んでいる。以
下、本実施例の動作を説明する。垂直走査期間に入る
と、第１行と第２行が同時に選択され、この状態で第１
列と第２列が同時に選択され、第１列と２列、第２行１
列と２列の４つの信号が混合して同時に読み出される。
以降、同様に、第３列と第４列，第５列と第６列，…と
同時選択がなされ、第ｎ−１列と第ｎ列の選択が終了す
ると、第３行と第４行が同時選択され、以降同様に信号
が４つずつ混合されながら読まれる。現行TV方式で決め
られた１水平走査期間内には、第１行と第２行の和信
号，第３行と第４行の和信号が読み出されることにな
る。以降同様にして読み出しがなされ、現行TV方式で決
められた１垂直走査期間の1/4の期間で、全画面の混合
読み出し走査が完了する。この後、現行TV方式で決めら
れた一垂直走査期間に同一走査が３回行なわれる。すな
わち、本実施例では、同一色信号成分を持つ水平方向に
２画素，垂直方向に２画素の受光素子を混合して読み出
すことにより、時間的分解能を高めている。なお、混合
する画素は、水平方向にＮ個，垂直方向にＭ個（N,M:整
数）であれば、N,Mは任意の値で良い。本実施例の様に
Ｎ＝Ｍとした時には、再生画像の縦横比が原画に等しく
なる。また、各行の混合画素は本実施例の様に垂直方向
に同一である必要はなく、第１行と第２行で第１列と第
２列を混合した場合には、第３行と第４行では第２列と
第３列を混合しても良い。本実施例によれば空間的分解
能は低下するが、時間分解能を上げることができる。し
かし、第３図の実施例の様に読み出されない画像がない
ので、感度低下を少なくできる。
なお、以上述べた第２図から第４図の走査方式はＸデ
コーダ並びにＹデコーダに入力する制御信号を変えるこ
とにより容易に切り換えることができる。なぜなら、第
１に、以上の第３図、第４図の本発明実施例において
は、信号の読み出し周期は、第２図の現行TV方式の走査
と変わらず、アナログの信号処理系には何ら変更を加え
る必要がないからである。また、第２にX,Yデコーダへ
の制御信号は、素子内部あるいは素子外部の論理回路に
より容易に生成が可能であり、モード切換により、必要
な制御信号を得ることができるからである。
コーダ並びにＹデコーダに入力する制御信号を変えるこ
とにより容易に切り換えることができる。なぜなら、第
１に、以上の第３図、第４図の本発明実施例において
は、信号の読み出し周期は、第２図の現行TV方式の走査
と変わらず、アナログの信号処理系には何ら変更を加え
る必要がないからである。また、第２にX,Yデコーダへ
の制御信号は、素子内部あるいは素子外部の論理回路に
より容易に生成が可能であり、モード切換により、必要
な制御信号を得ることができるからである。
一方、本発明の第３図、第４図の実施例の出力信号を
再生する際には、時間軸の変更が必要となる。しかし、
撮像時に、第３図、第４図で説明したN,Mの値を制御信
号として垂直ブランキング期間に入れ、この情報をもと
に、上記時間軸変換を行ないながら画像を再生すること
は容易である。
再生する際には、時間軸の変更が必要となる。しかし、
撮像時に、第３図、第４図で説明したN,Mの値を制御信
号として垂直ブランキング期間に入れ、この情報をもと
に、上記時間軸変換を行ないながら画像を再生すること
は容易である。
また、実施例では単板カラー用素子について述べた
が、モノクロ素子でも同様である。
が、モノクロ素子でも同様である。
次に、本発明のさらに他の実施例を第５図から第７図
を用いて説明する。
を用いて説明する。
第５図はその回路構成図で、簡単のため４×３の場合
を示す。１〜６と９は第１図と同一のものを示す。61は
各垂直信号線の電位を検知増幅するための増幅器、62と
63は増幅器61の出力をサンプルホールドするためのスイ
ツチ、65,66はサンプルホールドのための容量、64はサ
ンプルホールドされた２つの信号の差を出力するための
差動増幅器、67は垂直信号線をリセツトするためのリセ
ツトスイツチ、68は垂直信号線のリセツト電圧を供給す
るリセツトドレインである。
を示す。１〜６と９は第１図と同一のものを示す。61は
各垂直信号線の電位を検知増幅するための増幅器、62と
63は増幅器61の出力をサンプルホールドするためのスイ
ツチ、65,66はサンプルホールドのための容量、64はサ
ンプルホールドされた２つの信号の差を出力するための
差動増幅器、67は垂直信号線をリセツトするためのリセ
ツトスイツチ、68は垂直信号線のリセツト電圧を供給す
るリセツトドレインである。
第６図は、第５図の素子を駆動するためのパルスタイ
ミングを示す。RG,S1,S2は第５図の各端子にかかる電圧
を示す。また、第７図はｎ×ｍ個の受光素子を有する第
５図の素子を本発明の走査法に従つて動作させた時のサ
ンプリングパターンを示している。図中、○印22は非サ
ンプリング画素、×印51はサンプリング画素で、破線は
同一時刻に混合して読み出される垂直方向の２画素を囲
んでいる。
ミングを示す。RG,S1,S2は第５図の各端子にかかる電圧
を示す。また、第７図はｎ×ｍ個の受光素子を有する第
５図の素子を本発明の走査法に従つて動作させた時のサ
ンプリングパターンを示している。図中、○印22は非サ
ンプリング画素、×印51はサンプリング画素で、破線は
同一時刻に混合して読み出される垂直方向の２画素を囲
んでいる。
以下、本実施例の動作を説明す。垂直走査期間に入る
と、まず、第６図で示したタイミングで回路が動作し、
第１行と第２行の和信号がサンプルホールド容量65と66
に保持される。すなわち、RGが高レベルとなりリセツト
スイツチ67が開くと、垂直信号線内にたまつたスメア電
荷等の疑似信号がリセツトドレイン68に掃き出され、垂
直信号線電位はドレイン68は電圧RDにリセツトされる。
（第７図t1）。つぎにRGが低レベルとなるとリセツトス
イツチ67の熱雑音により雑音電圧vnが発生し垂直信号線
のリセツト電圧がゆらぐ（第７図t2）。この雑音電圧vn
は、増幅器61により増幅され（ゲインをG1とする）。ス
イツチ63が開閉すると、容量65にG1vnの電位変動として
サンプルホールドされる（第６図t3）。この後、Ｙデコ
ーダ２により選択された第１行と第２行の垂直ゲート線
９の電位が高くなると、垂直スイツチ６が開き、第１行
と第２行の光電変換素子11から垂直信号線４に信号電荷
Qsが混合して読み出される（第６図t4）。この信号電荷
による垂直信号線電位変動Vs＝Qs/Cv（Cvは垂直信号線
容量を示す）に雑音電圧vnが重畳された垂直信号線の電
位変動Vs＋vnは、増幅器61により増幅され、スイツチ62
が開閉すると容量66にG1（Vs＋vn）の電位変動としてサ
ンプルホールドされる（第６図t5）。以上の動作の後
に、差動増幅器64の出力には、垂直信号線の雑音電圧vn
を含まない真の信号電荷による垂直信号線の電位変動Vs
がG1G2だけ増幅されて（G2は差動増幅器64のゲインを示
す）出力されることになる。この後、Ｘデコーダ１の選
択信号により第１列，第３列，第５列と１列おきにｎ列
まで読み出しが行なわれる。つぎに、再び第６図で示し
たタイミングで回路が動作し、第３行と第４行の和信号
がサンプルホールド容量65と66に保持され、その後、第
１列，第３列，第５列と１列置きにｎ列まで読み出しが
行なわれる。現行TV方式で決められた１水平走査期間内
には第１行と第２行の和信号と、第３行と第４行の和信
号が読み出されることになる。以降同様にして読み出し
がなされ、現行TV方式で決められた一垂直走査期間の1/
4の期間で、全画面の垂直混合水平間引き走査が完了す
る。この後、現行TV方式で決められた一垂直走査期間に
同一走査が３回行なわれる。すなわち、本実施例では、
垂直方向に２画素を混合し、水平方向２個に１個の画素
を間引いて読み、これを同一フイールド内で４回行なう
ことにより時間的分解能を高めている。なお、水平方向
に1/Nの間引き走査，垂直方向に1/Mの混合走査（N,M:整
数）を行なえば、N,Mの値は任意で良い。実施例の様に
Ｎ＝Ｍの時には再生画像の縦横比が画面に等しくなる。
また、各行の間引く画面は本実施例の様に垂直方向に同
一である必要はなく、第1,2行で奇数列を読んだ場合に
は、第3,4行で偶数列を読んでも良い。本実施例によれ
ば、空間的分解能は低下するが、時間的分解能は上が
る。さらに、本実施例では第１図の回路構成を持つ素子
の場合の様に、受光素子からの信号読み出し動作が即ち
リセツト動作である場合に、第３図の走査を行なつた時
に生じる非サンプリング画素がリセツトされないために
信号電荷があふれ出すという問題を解決できる。すなわ
ち、本実施例では信号読み出し動作はリセツト動作とは
別であり、非サンプリング画素に対してもサンプリング
画素と同様なリセツトがなされ、上記電荷のあふれ出し
は解消できる。
と、まず、第６図で示したタイミングで回路が動作し、
第１行と第２行の和信号がサンプルホールド容量65と66
に保持される。すなわち、RGが高レベルとなりリセツト
スイツチ67が開くと、垂直信号線内にたまつたスメア電
荷等の疑似信号がリセツトドレイン68に掃き出され、垂
直信号線電位はドレイン68は電圧RDにリセツトされる。
（第７図t1）。つぎにRGが低レベルとなるとリセツトス
イツチ67の熱雑音により雑音電圧vnが発生し垂直信号線
のリセツト電圧がゆらぐ（第７図t2）。この雑音電圧vn
は、増幅器61により増幅され（ゲインをG1とする）。ス
イツチ63が開閉すると、容量65にG1vnの電位変動として
サンプルホールドされる（第６図t3）。この後、Ｙデコ
ーダ２により選択された第１行と第２行の垂直ゲート線
９の電位が高くなると、垂直スイツチ６が開き、第１行
と第２行の光電変換素子11から垂直信号線４に信号電荷
Qsが混合して読み出される（第６図t4）。この信号電荷
による垂直信号線電位変動Vs＝Qs/Cv（Cvは垂直信号線
容量を示す）に雑音電圧vnが重畳された垂直信号線の電
位変動Vs＋vnは、増幅器61により増幅され、スイツチ62
が開閉すると容量66にG1（Vs＋vn）の電位変動としてサ
ンプルホールドされる（第６図t5）。以上の動作の後
に、差動増幅器64の出力には、垂直信号線の雑音電圧vn
を含まない真の信号電荷による垂直信号線の電位変動Vs
がG1G2だけ増幅されて（G2は差動増幅器64のゲインを示
す）出力されることになる。この後、Ｘデコーダ１の選
択信号により第１列，第３列，第５列と１列おきにｎ列
まで読み出しが行なわれる。つぎに、再び第６図で示し
たタイミングで回路が動作し、第３行と第４行の和信号
がサンプルホールド容量65と66に保持され、その後、第
１列，第３列，第５列と１列置きにｎ列まで読み出しが
行なわれる。現行TV方式で決められた１水平走査期間内
には第１行と第２行の和信号と、第３行と第４行の和信
号が読み出されることになる。以降同様にして読み出し
がなされ、現行TV方式で決められた一垂直走査期間の1/
4の期間で、全画面の垂直混合水平間引き走査が完了す
る。この後、現行TV方式で決められた一垂直走査期間に
同一走査が３回行なわれる。すなわち、本実施例では、
垂直方向に２画素を混合し、水平方向２個に１個の画素
を間引いて読み、これを同一フイールド内で４回行なう
ことにより時間的分解能を高めている。なお、水平方向
に1/Nの間引き走査，垂直方向に1/Mの混合走査（N,M:整
数）を行なえば、N,Mの値は任意で良い。実施例の様に
Ｎ＝Ｍの時には再生画像の縦横比が画面に等しくなる。
また、各行の間引く画面は本実施例の様に垂直方向に同
一である必要はなく、第1,2行で奇数列を読んだ場合に
は、第3,4行で偶数列を読んでも良い。本実施例によれ
ば、空間的分解能は低下するが、時間的分解能は上が
る。さらに、本実施例では第１図の回路構成を持つ素子
の場合の様に、受光素子からの信号読み出し動作が即ち
リセツト動作である場合に、第３図の走査を行なつた時
に生じる非サンプリング画素がリセツトされないために
信号電荷があふれ出すという問題を解決できる。すなわ
ち、本実施例では信号読み出し動作はリセツト動作とは
別であり、非サンプリング画素に対してもサンプリング
画素と同様なリセツトがなされ、上記電荷のあふれ出し
は解消できる。
なお、第５図の素子においても、第３図で述べたの同
様の走査を行なうことができることは言うまでもない。
また、この時非選択行の信号電荷をスメア等の擬似信号
と共に捨て電荷のあふれ出しを防ぐこともできる。
様の走査を行なうことができることは言うまでもない。
また、この時非選択行の信号電荷をスメア等の擬似信号
と共に捨て電荷のあふれ出しを防ぐこともできる。
また、以上の実施例では、MOS型素子と列毎に増幅器
を持つ素子について述べたが、本発明の主旨は画素毎に
増幅器を持つ素子等のＸとＹのアドレス信号により各画
素を選択する素子形態であれば同様に適用できる。
を持つ素子について述べたが、本発明の主旨は画素毎に
増幅器を持つ素子等のＸとＹのアドレス信号により各画
素を選択する素子形態であれば同様に適用できる。
第１の発明によれば、撮像素子内の１光電変換素子の
信号を （N:整数）に１回読むことができるので、高速移動被写
体を従来の撮影方式に比し1/Nの時間間隔で、連続撮像
ができるという効果がある。
信号を （N:整数）に１回読むことができるので、高速移動被写
体を従来の撮影方式に比し1/Nの時間間隔で、連続撮像
ができるという効果がある。
第１図，第５図は本発明の実施例の回路構成図、第２図
は第１図の素子の現行TV方式走査時のサンプリングパタ
ーン、第３図，第４図は第１図の素子の第１の発明の実
施例の走査におけるサンプリングパターン説明図、第６
図は第５図の素子の駆動タイミング図、第７図は第５図
の素子の実施例における走査サンプリングパターン説明
図である。 １……Ｘデコーダドライバ回路、２……Ｙデコーダドラ
イバ回路、３……水平信号線、４……垂直信号線、５…
…水平スイツチ、６……垂直スイツチ、７……リセツト
スイツチ、８……信号線読み出しスイツチ、９……垂直
ゲート線、10……水平ゲート線、11……出力端子、21…
…サンプリング画素、22……非サンプリング画素、51…
…混合サンプリング画素、61……増幅器、62,63……サ
ンプルホールドスイツチ、64……差動増幅器、65,66…
…サンプルホールド容量、67……リセツトスイツチ、68
……リセツトドレイン、。
は第１図の素子の現行TV方式走査時のサンプリングパタ
ーン、第３図，第４図は第１図の素子の第１の発明の実
施例の走査におけるサンプリングパターン説明図、第６
図は第５図の素子の駆動タイミング図、第７図は第５図
の素子の実施例における走査サンプリングパターン説明
図である。 １……Ｘデコーダドライバ回路、２……Ｙデコーダドラ
イバ回路、３……水平信号線、４……垂直信号線、５…
…水平スイツチ、６……垂直スイツチ、７……リセツト
スイツチ、８……信号線読み出しスイツチ、９……垂直
ゲート線、10……水平ゲート線、11……出力端子、21…
…サンプリング画素、22……非サンプリング画素、51…
…混合サンプリング画素、61……増幅器、62,63……サ
ンプルホールドスイツチ、64……差動増幅器、65,66…
…サンプルホールド容量、67……リセツトスイツチ、68
……リセツトドレイン、。
Claims (3)
- 【請求項１】マトリックス状に配置された光電変換素子
と、該光電変換素子に蓄積された信号電荷を読み出すた
めの走査回路を有する２次元固体撮像装置において、上
記走査回路は、水平方向にＮ個、垂直方向にＭ個（Ｎ、
Ｍはそれぞれ１以上の正の整数でかつＮ×Ｍは２以上の
正の整数）の光電変換素子が隣接して構成する光電変換
素子群を一単位として光電変換素子群毎に１個の信号を
読みだし、この読みだしを１フィールド内にＮ×Ｍ回行
い、上記１個の信号は、上記光電変換素子群のうち所定
の１個の光電変換素子からの信号であることを特徴とす
る固体撮像装置。 - 【請求項２】マトリックス状に配置された光電変換素子
と、該光電変換素子に蓄積された信号電荷を読み出すた
めの走査回路を有する２次元固体撮像装置において、上
記走査回路は、水平方向にＮ個、垂直方向にＭ個（Ｎ、
Ｍはそれぞれ１以上の正の整数でかつＮ×Ｍは２以上の
正の整数）の光電変換素子が隣接して構成する光電変換
素子群を一単位として光電変換素子群毎に１個の信号を
読みだし、この読みだしを１フィールド内にＮ×Ｍ回行
い、上記１個の信号は、上記光電変換素子群の水平方向
Ｎ個、垂直方向Ｍ個の光電変換素子の信号電荷を混合し
たものであることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項３】マトリックス状に配置された光電変換素子
と、該光電変換素子に蓄積された信号電荷を読み出すた
めの走査回路を有する２次元固体撮像装置において、上
記走査回路は、水平方向にＮ個、垂直方向にＭ個（Ｎ、
Ｍはそれぞれ１以上の正の整数でかつＮ×Ｍは２以上の
正の整数）の光電変換素子が隣接して構成する光電変換
素子群を一単位として光電変換素子群毎に１個の信号を
読みだし、この読みだしを１フィールド内にＮ×Ｍ回行
い、上記１個の信号は、上記光電変換素子群のうち垂直
方向Ｍ個の信号電荷を混合したものであることを特徴と
する固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62153302A JP2594950B2 (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62153302A JP2594950B2 (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63318875A JPS63318875A (ja) | 1988-12-27 |
| JP2594950B2 true JP2594950B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=15559507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62153302A Expired - Fee Related JP2594950B2 (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2594950B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6847399B1 (en) | 1998-03-23 | 2005-01-25 | Micron Technology, Inc. | Increasing readout speed in CMOS APS sensors through block readout |
| EP1588551B1 (en) * | 2003-01-16 | 2009-07-22 | Philips Intellectual Property & Standards GmbH | Array of sensor elements |
| US7582876B2 (en) * | 2004-05-05 | 2009-09-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Electronic device with an array of processing units |
| JP4614925B2 (ja) * | 2006-07-28 | 2011-01-19 | 三洋電機株式会社 | 画素情報読出方法および撮像装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5820505B2 (ja) * | 1978-07-27 | 1983-04-23 | 富士通株式会社 | Ｃｉｄの信号検出装置 |
-
1987
- 1987-06-22 JP JP62153302A patent/JP2594950B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63318875A (ja) | 1988-12-27 |
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|---|---|---|---|
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