JP2658443B2 - 固体撮像装置の駆動方法 - Google Patents
固体撮像装置の駆動方法Info
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- JP2658443B2 JP2658443B2 JP1307009A JP30700989A JP2658443B2 JP 2658443 B2 JP2658443 B2 JP 2658443B2 JP 1307009 A JP1307009 A JP 1307009A JP 30700989 A JP30700989 A JP 30700989A JP 2658443 B2 JP2658443 B2 JP 2658443B2
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高感度撮影可能な固体撮像素子の駆動方法
に関するものである。
に関するものである。
従来の技術 近年の家庭用カメラ一体型VTRの普及にともない、カ
メラ一体型VTRの高感度化が激化している。カメラ一体
型VTRの高感度化のため固体撮像素子自体のS/Nの向上が
図られている。
メラ一体型VTRの高感度化が激化している。カメラ一体
型VTRの高感度化のため固体撮像素子自体のS/Nの向上が
図られている。
また、フィールドメモリを利用して、複数フィールド
にわたる露光を行い高感度化が図られている。
にわたる露光を行い高感度化が図られている。
発明が解決しようとする課題 現在のカメラ一体型VTRにおいては、最低被写体照度
数ルクス程度のものが市販されているが、現在の固体撮
像素子、例えばインターライン転送方式固体撮像素子の
出力S/N特性を飛躍的に向上させるには限度がある。
数ルクス程度のものが市販されているが、現在の固体撮
像素子、例えばインターライン転送方式固体撮像素子の
出力S/N特性を飛躍的に向上させるには限度がある。
また、フィールドメモリを利用した場合にも、部品点
数・コストがかかり、出力映像の不自然さを考えるとそ
のフィールド数にも限度がある。
数・コストがかかり、出力映像の不自然さを考えるとそ
のフィールド数にも限度がある。
本発明は上記欠点に鑑み、水平転送部で複数ライン分
の信号電荷を合成することで高感度化を図る固体撮像装
置の駆動方法を提供することを目的とする。
の信号電荷を合成することで高感度化を図る固体撮像装
置の駆動方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の固定撮像装置の駆
動方法は、被写体照度が不十分な場合に列方向に隣接す
る光電変換部に蓄積された2画素分の信号電荷を垂直転
送部で混合した後、水平転送部を動作させずに垂直転送
部よりN(N:実数)ライン分の信号電荷を水平転送部へ
転送した後、水平転送部上の信号電荷を信号電荷検出部
へ転送するよう構成されており、さらに、水平転送部上
の信号電荷の電荷転送部への転送をN水平走査期間に1
回水平転送部上の信号電荷を電荷検出部へ転送する水平
転送パルスを水平転送部へ印加するよう構成されてお
り、カラーフィルタアレイを用いた場合、各光電変換単
位配列要素中で列方向に隣り合う光電変換素子で光電変
換された信号電荷を垂直転送部で混合して光電変換単位
配列要素出力となし、さらに水平転送部を動作させずに
垂直転送部よりN(N:実数)ライン分の光電変換単位配
列要素出力を水平転送部へ転送し、水平転送部で第1,第
2,第3,第4の光電変換単位要素出力間に相対的な時間の
ずれを付与して、第1と第2の光電変換単位配列要素出
力の合成及び第3と第4の光電変換単位配列要素出力の
合成を行った後、水平転送部上の信号電荷を信号電荷検
出部へ転送するよう構成されている。
動方法は、被写体照度が不十分な場合に列方向に隣接す
る光電変換部に蓄積された2画素分の信号電荷を垂直転
送部で混合した後、水平転送部を動作させずに垂直転送
部よりN(N:実数)ライン分の信号電荷を水平転送部へ
転送した後、水平転送部上の信号電荷を信号電荷検出部
へ転送するよう構成されており、さらに、水平転送部上
の信号電荷の電荷転送部への転送をN水平走査期間に1
回水平転送部上の信号電荷を電荷検出部へ転送する水平
転送パルスを水平転送部へ印加するよう構成されてお
り、カラーフィルタアレイを用いた場合、各光電変換単
位配列要素中で列方向に隣り合う光電変換素子で光電変
換された信号電荷を垂直転送部で混合して光電変換単位
配列要素出力となし、さらに水平転送部を動作させずに
垂直転送部よりN(N:実数)ライン分の光電変換単位配
列要素出力を水平転送部へ転送し、水平転送部で第1,第
2,第3,第4の光電変換単位要素出力間に相対的な時間の
ずれを付与して、第1と第2の光電変換単位配列要素出
力の合成及び第3と第4の光電変換単位配列要素出力の
合成を行った後、水平転送部上の信号電荷を信号電荷検
出部へ転送するよう構成されている。
作用 この構成により、小型の固体撮像装置で、容易に2×
N倍の高感度化ができ、また電力削減も行うことができ
る。
N倍の高感度化ができ、また電力削減も行うことができ
る。
実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
第1図は、本発明で用いる固体撮像装置の構成を示す
概要図である。
概要図である。
固体撮像装置は、光電変換部1、垂直転送部2、水平
転送部3、信号電荷検出部4よりなるインターライント
ランスファーCCDである。
転送部3、信号電荷検出部4よりなるインターライント
ランスファーCCDである。
なお、各光電変換部上に配置されたカラーフィルタの
配列は、2列4行の単位配列の第一列が、イエロー(Y
e),マゼンタ(Mg),イエロー(Ye),グリーン
(G)の順で、第2列がシアン(Cy),グリーン
(G),シアン(Cy),マゼンタ(Mg)の順であり、各
色フィルタは、受光素子と1:1で対応する。
配列は、2列4行の単位配列の第一列が、イエロー(Y
e),マゼンタ(Mg),イエロー(Ye),グリーン
(G)の順で、第2列がシアン(Cy),グリーン
(G),シアン(Cy),マゼンタ(Mg)の順であり、各
色フィルタは、受光素子と1:1で対応する。
以下、上記色フィルタを用いた高感度動作について、
第2図の固体撮像装置の駆動タイミング図を用いて説明
する。
第2図の固体撮像装置の駆動タイミング図を用いて説明
する。
第2図において(a)は複合帰線消去信号、(b)は
垂直転送部の電荷転送用電極に印加する4相クロックの
うちのV1クロック、(c)は色差信号識別信号(ここで
は論理レベルHのとき2(Cy−Ye)、Lのとき2(G−
Mg))、(d)は水平転送部に印加する2相クロックの
うちのH1クロック、(e)は固体撮像素子出力信号、
(f)はテレビジョン信号の電圧波形を示している。
垂直転送部の電荷転送用電極に印加する4相クロックの
うちのV1クロック、(c)は色差信号識別信号(ここで
は論理レベルHのとき2(Cy−Ye)、Lのとき2(G−
Mg))、(d)は水平転送部に印加する2相クロックの
うちのH1クロック、(e)は固体撮像素子出力信号、
(f)はテレビジョン信号の電圧波形を示している。
垂直消去期間5中に、光電変換部1に蓄積された電荷
をチャージパルス6によって垂直転送部2へ転送する。
このとき、光電変換部1で列方向に隣り合う光電変換素
子で蓄積された信号電荷を垂直転送部2で混合する。
をチャージパルス6によって垂直転送部2へ転送する。
このとき、光電変換部1で列方向に隣り合う光電変換素
子で蓄積された信号電荷を垂直転送部2で混合する。
次に、2水平走査期間に1回水平帰線消去期間7中に
垂直転送パルス8を2個印加することによって、垂直転
送部2上の信号電荷を水平転送部3に2ライン、つま
り、4画素分の信号電荷を転送する。
垂直転送パルス8を2個印加することによって、垂直転
送部2上の信号電荷を水平転送部3に2ライン、つま
り、4画素分の信号電荷を転送する。
次に、前記2水平走査期間に水平転送部3上の信号電
荷を1水平走査期間で1回分転送できる周波数の水平転
送パルス9を水平転送部3に印加し、信号電荷検出部4
より出力する。ただし、このとき、第n+3ラインと第
n+4ラインを転送する間に、水平転送部3を1列分余
計に動作させ、第3ライン目が他の3ラインより1列分
ずれを生じた後信号電荷の合成を行う。
荷を1水平走査期間で1回分転送できる周波数の水平転
送パルス9を水平転送部3に印加し、信号電荷検出部4
より出力する。ただし、このとき、第n+3ラインと第
n+4ラインを転送する間に、水平転送部3を1列分余
計に動作させ、第3ライン目が他の3ラインより1列分
ずれを生じた後信号電荷の合成を行う。
このようにして得られた信号を信号処理すると、 輝度信号Y=2Ye+2G+2Mg+2Cy =2(2R+3G+2B) 色差信号C1=2Ye+G+Mg −(2Cy+G+Mg) =2(Ye−Cy) C2=Ye+Cy+2Mg −(Ye+Cy+2G) =2(Mg−G) となり、輝度信号は通常動作(Y=2R+3G+2B)の2倍
の高感度化が達成できる。
の高感度化が達成できる。
このとき、前後ラインの信号を基に遅延線などの記憶
装置を利用して1ラインおきに補間処理を行い、テレビ
ジョン信号を得る。
装置を利用して1ラインおきに補間処理を行い、テレビ
ジョン信号を得る。
なお、上記実施例においては、第n+3ライン出力に
1列分遅延を付与しているが、4つの出力信号のうち1
つの出力信号に相対的な時間のずれを生じるものであれ
ば同様な結果が得られる。
1列分遅延を付与しているが、4つの出力信号のうち1
つの出力信号に相対的な時間のずれを生じるものであれ
ば同様な結果が得られる。
また、水平転送部における合成ライン数を上記実施例
では、2ラインとしたが輝度信号だけの感度向上を考え
ると、2ライン以上であれば何ラインでも構わないが、
合成ライン数が増えるほど、垂直解像度は低くなる。し
たがって合成ライン数は、感度重視か垂直解像度重視か
で可変である。
では、2ラインとしたが輝度信号だけの感度向上を考え
ると、2ライン以上であれば何ラインでも構わないが、
合成ライン数が増えるほど、垂直解像度は低くなる。し
たがって合成ライン数は、感度重視か垂直解像度重視か
で可変である。
また、固体撮像装置についても、上記実施例において
はインターラインCCDを使用したが、蓄積部を有するCCD
や、MOS型等でもよい。
はインターラインCCDを使用したが、蓄積部を有するCCD
や、MOS型等でもよい。
発明の効果 本発明の固体撮像装置の駆動方法によれば、小型の固
体撮像装置を用いて、容易に2×N倍の高感度化がで
き、またN水平走査期間に1回だけ水平駆動パルスを水
平転送部へ印加することから、電力削減も行うことがで
き、その実用的効果はきわめて大である。
体撮像装置を用いて、容易に2×N倍の高感度化がで
き、またN水平走査期間に1回だけ水平駆動パルスを水
平転送部へ印加することから、電力削減も行うことがで
き、その実用的効果はきわめて大である。
第1図は本発明の実施例における固体撮像装置の構成
図、第2図は本発明の固体撮像素子の駆動方法を説明す
るための駆動タイミング図である。 1……光電変換部、2……垂直転送部、3……水平転送
部、4……電荷検出部、5……垂直消去期間、6……チ
ャージパルス、7……水平帰線消去期間、8……垂直転
送パルス、9……水平転送パルス。
図、第2図は本発明の固体撮像素子の駆動方法を説明す
るための駆動タイミング図である。 1……光電変換部、2……垂直転送部、3……水平転送
部、4……電荷検出部、5……垂直消去期間、6……チ
ャージパルス、7……水平帰線消去期間、8……垂直転
送パルス、9……水平転送パルス。
Claims (6)
- 【請求項1】シアン(Cy),イエロー(Ye),マゼンタ
(Mg)及びグリーン(G)の4個のフィルタ要素を2列
2行配列して形成した第1,第2,第3及び第4の単位配列
要素を列方向に配置して、2列8行の単位配列を形成し
てなるカラーフィルタアレイと、前記各フィルタ要素と
個々の光電変換素子が対向配置された2列2行構成の第
1,第2,第3及び第4の光電変換単位配列要素からなる2
列8行の光電変換要素アレイとからなる固体撮像装置を
駆動するに際して、前記各光電変換単位配列要素中の列
方向に隣り合う光電変換素子で光電変換された信号電荷
を垂直転送部で混合して光電変換単位配列要素出力とな
し、さらに水平転送部を動作させずに前記垂直転送部よ
りN(N:実数)ライン分の前記光電変換単位配列要素出
力を前記水平転送部へ転送し、そのとき前記水平転送部
で第1,第2,第3,第4の各光電変換単位要素出力間に相対
的な時間のずれを付与して、前記第1と第2の光電変換
単位配列要素出力の合成及び前記第3と第4の光電変換
単位配列要素出力の合成を行った後、前記水平転送部上
の信号電荷を信号電荷検出部へ転送することを特徴とす
る固体撮像装置の駆動方法。 - 【請求項2】カラーフィルタアレイの第1の単位配列の
第1列がイエロー(Ye),マゼンタ(Mg)、第2列がシ
アン(Cy),グリーン(G)の順で配列され、第2の単
位配列の第1列がイエロー(Ye),グリーン(G)、第
2列がシアン(Cy),マゼンタ(Mg)、第3の単位配列
の第1列がイエロー(Ye),マゼンタ(Mg)、第2列が
シアン(Cy),グリーン(G)、第4の単位配列の第1
列がイエロー(Ye),グリーン(G)、第2列がシアン
(Cy),マゼンタ(Mg)であることを特徴とする請求項
(1)記載の固体撮像装置の駆動方法。 - 【請求項3】カラーフィルタアレイの第1の単位配列の
第1列がイエロー(Ye),マゼンタ(Mg)、第2列がシ
アン(Cy),グリーン(G)の順で配列され、第2の単
位配列の第1列がシアン(Cy),マゼンタ(Mg)、第2
列がイエロー(Ye),グリーン(G)、第3の単位配列
の第1列がイエロー(Ye),マゼンタ(Mg)、第2列が
シアン(Cy),グリーン(G)、第4の単位配列の第1
列がシアン(Cy),マゼンタ(Mg)、第2列がイエロー
(Ye),グリーン(G)であることを特徴とする請求項
(1)記載の固体撮像装置の駆動方法。 - 【請求項4】第1と第2の光電変換単位配列要素出力の
合成及び、第3と第4の光電変換単位配列要素出力の合
成に際して、いずれか1つの光電変換単位配列要素出力
に列方向に奇数列分の時間のずれを付与して合成するこ
とを特徴とする請求項(1)記載の固体撮像装置の駆動
方法。 - 【請求項5】第1と第2の光電変換単位配列要素出力の
合成及び、第3と第4の光電変換単位配列要素出力の合
成に際して、いずれか3つの光電変換単位配列要素出力
に列方向に奇数列分の時間のずれを付与して合成するこ
とを特徴とする請求項(1)記載の固体撮像装置の駆動
方法。 - 【請求項6】垂直転送部よりN(N:実数)ライン分の光
電変換単位配列要素出力を水平転送部へ転送し、そのと
き前記水平転送部で第1,第2,第3,第4の光電変換単位配
列要素出力間に相対的な時間のずれを付与して、前記第
1と第2の光電変換単位配列要素出力の合成及び前記第
3と第4の光電変換単位配列要素出力の合成を行った
後、前記水平転送部上の信号電荷をNラインに1回信号
電荷検出部へ転送することを特徴とする請求項(1)記
載の固体撮像装置の駆動方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1307009A JP2658443B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1307009A JP2658443B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03166875A JPH03166875A (ja) | 1991-07-18 |
JP2658443B2 true JP2658443B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=17963919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1307009A Expired - Fee Related JP2658443B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 固体撮像装置の駆動方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2658443B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5133292B2 (ja) * | 2009-04-13 | 2013-01-30 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置およびその駆動方法並びにカメラシステム |
JP5133293B2 (ja) * | 2009-04-13 | 2013-01-30 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置およびその駆動方法並びにカメラシステム |
JP5126385B2 (ja) * | 2011-05-02 | 2013-01-23 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置およびその駆動方法並びにカメラシステム |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5432020A (en) * | 1977-08-17 | 1979-03-09 | Toshiba Corp | Pickup deviec |
JPS63114377A (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-19 | Nec Corp | 電荷転送撮像装置の駆動方法 |
-
1989
- 1989-11-27 JP JP1307009A patent/JP2658443B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03166875A (ja) | 1991-07-18 |
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