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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- Japan
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- photoelectric conversion
- 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 |
ATE437527T1 (de) * | 2003-01-16 | 2009-08-15 | Koninkl Philips Electronics Nv | Sensorelementanordnung |
EP1745640B1 (en) * | 2004-05-05 | 2019-08-07 | Koninklijke Philips 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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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |