JP2804641B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JP2804641B2 JP2804641B2 JP3157412A JP15741291A JP2804641B2 JP 2804641 B2 JP2804641 B2 JP 2804641B2 JP 3157412 A JP3157412 A JP 3157412A JP 15741291 A JP15741291 A JP 15741291A JP 2804641 B2 JP2804641 B2 JP 2804641B2
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Description
固体撮像装置に係り、特に、固体撮像素子の一部の画素
に蓄積した電荷から映像信号を生成して電子的なズーム
機能や手振れ補正機能、マルチ画面機能を実現する固体
撮像装置に関する。
い、ユーザーが求める機能も多種多様化しており、さら
に、半導体技術の進歩や基板の高密度実装化などによ
り、このビデオ一体型カメラの小型、軽量化がますます
進められている。
つとしてズーム機能があるが、従来では、複数のレンズ
を組み合せて複雑なカム構造が設けられたズームレンズ
でもつてこの機能を実現していた。この手段において、
ユーザーがさらに高倍率のズームを望む場合には、レン
ズの枚数を増加させてこれに対応させていた。しかしな
がら、これによると、レンズのビデオカメラに占める割
合が増大するばかりであり、小型、軽量化を進めていく
という目標に相反することになる。
開平1−228280号公報などに示されているよう
に、固体撮像素子を駆動する方法に着目し、固体撮像素
子を駆動するパルスに制御を加えて1水平走査期間(以
下、1Hという)に出力されるパルス数を増やし、固体
撮像素子の垂直CCDを高速転送することにより、レン
ズの枚数を増加させずにズーム機能をもたせる電子的な
ズーム機能が提案されている。
れが起こりやすくなるが、このように手振れが起ると、
撮影した映像を再生する場合、手振れによる画像の揺れ
が目立つようになる。
例えばIEEE Trans.on.C.E.,vo
l.36,No.3,August 1990 pp.
520−525に記載されるKinugasa等による
論文“ElectronicImage Stabil
izer for Video Camera Us
e"で述べられるように、ビデオ一体型カメラに手振れ
を検出する検出回路を設け、この検出回路の検出出力信
号によって固体撮像素子を駆動する駆動回路から出力さ
れるパルスを制御することにより、手振れをキャンセル
できる量だけ有効画素領域内で走査画素領域の位置を変
化させて手振れを補正する方法が提案されている。
手段では、固体撮像素子を駆動するための1H内のパル
スの数を通常の数よりも増やし、走査画素領域以外の有
効画素領域内の電荷の掃き出しを行なっている。このと
き、通常1H内に1回ずつ垂直CCDから水平CCDに
電荷を転送しているが、上記従来の手段では、1H内に
複数回垂直CCDから水平CCDへ電荷の転送を行なつ
ており、このために、高輝度の被写体を撮影したときに
は、水平CCDで正常に転送できる電荷量の最大量を越
えて垂直CCDから水平CCDへ電荷の転送が行なわれ
ることになる。
域内の画素からの不要電荷を水平CCDから掃き出すた
めには数Hから数十H期間も要し、垂直帰線期間内に不
要電荷掃出しを完了できない場合がある。この結果、転
送されずに水平CCDに残った不要電荷がモニタ画面上
に白い帯状となって現れてしまうという問題がある。
平CCDに残留する不要電荷によつて生ずる画面劣化を
防止することができるようにした固体撮像装置を提供す
ることにある。
に、本発明は、通常の電荷転送経路とは別に、水平CC
Dの不要電荷を掃き出す電荷掃出し経路を設ける。
不要電荷は電荷掃出し経路を介して外部に掃き出され
る。このため、走査画素領域の画素からの電荷が垂直C
CDから水平CCDに転送する時には水平CCDに不要
電荷は残っておらず、走査画素領域以外の有効画素領域
内の画素からの電荷が映像信号へ漏れ込むことはない。
る。図1は本発明による固体撮像装置の一実施例を示す
構成図であつて、1は固体撮像素子、2はパルス生成回
路、3は信号処理回路、4は定電圧源、5は画素、6は
垂直CCD、7は水平CCD、8は出力部、9は出力端
子、10はリセットゲ−ト、11はリセットドレインで
ある。
画素5がマトリツクス状に配列されており、かかる画素
5に蓄積された電荷は、通常、パルス生成回路2で生成
される垂直CCD転送パルスV1〜V4によって垂直C
CD6を転送され、さらに、パルス生成回路2で生成さ
れる水平CCD転送パルスH1、H2によって水平CC
D7を転送され、出力部8で処理された後、出力端子9
から信号処理回路3に供給されて映像信号に変換され
る。かかる通常の電荷転送では、垂直CCD6の電荷転
送は1Hに1回行なわれるために、水平CCD7で垂直
CCD6からの電荷が溢れることはないが、垂直CCD
6の電荷転送を1Hに複数回行なう場合には、水平CC
D7で電荷が溢れてしまう。このため、この実施例で
は、水平CCD7にリセットゲ−ト10とリセットドレ
イン11とが設けられており、水平CCD7から溢れた
電荷がリセットゲ−ト10、リセットドレイン11を介
して外部に掃き出されるようにしている。
効画素領域とすると、ズームを行なう場合には、この有
効画素領域の一部の画素から電荷を読み出す。この画素
読出し領域を走査画素領域というが、ここでは、この走
査画素領域は有効画素領域の水平CCD7に近い第5行
から開始するものとし、したがって、有効画素領域の水
平CCD7に近い第1行から第4行までの領域の画素5
に蓄積された電荷を1H内に転送する場合を例にとり、
図1における各転送パルスのタイミング関係を示す図2
を用いて説明する。
効画素領域内のすべての画素5に蓄積された電荷を垂直
CCD6に転送する。次に、垂直帰線期間Vbl中の水
平帰線期間Hblと水平走査期間Hscとで2回ずつ垂
直CCD6から水平CCD7へ電荷転送を行なうと共
に、パルス生成回路2からリセットゲ−ト10にハイレ
ベルVhのリセットゲ−トパルスRGを供給することに
より、水平CCD7中の電荷をリセットゲート10を介
してリセットドレイン11に掃き出す。
リセットゲ−ト10およびリセットドレイン11のポテ
ンシャルは図3に示すようになる。すなわち、同図にお
いて、水平転送パルスH1で駆動される水平CCDφH
1(図1における水平CCD7のある1段)とこれに隣
接した垂直CCDφV1(垂直転送パルスV1で駆動さ
れる図1における垂直CCD6の1つの最終段)のポテ
ンシヤルVbが水平CCDφH1のポテンシヤルVcよ
りも高いときには、垂直CCDφV1から水平CCDφ
H1に電荷が転送される。そして、通常では、リセット
ゲ−トパルスRGがロ−レベルVaであるので、リセッ
トゲ−トφRG(水平CCDφH1と隣接した図1にお
けるリセツトゲート10の1つ)のポテンシャルがVa
と水平CCDφH1のポテンシヤルVcよりも高くな
り、水平CCφH1から定電圧源4の電圧Eレベルが固
定されたリセットドレインφRDに電荷が転送されるこ
とはない。しかし、リセットゲ−トパルスRGがハイレ
ベルVhになると、リセットゲ−トφRGのポテンシャ
ルがVhと水平CCDφH1のポテンシヤルVcよりも
低くなり、水平CCDφH1からリセットドレインφR
Dに電荷が掃き出される。
b、水平CCDφH1のポテンシャルVc、リセットゲ
−トφRGのポテンシャルVaをVc<Vb<Vaとす
るような条件に設定し、かつVaをVbに近ずけておれ
ば、リセットゲ−トパルスRGを必ずしもパルスにする
必要はない。この場合、水平CCDφH1から垂直CC
DφV1に逆流する電荷はリセットドレインφRDにほ
とんど掃き出されるので、不要電荷が映像信号となる電
荷に混入することを防ぐことができる。
施例を示す構成図であつて、12はリセットゲ−ト、1
3はリセットドレインであり、図1に対応する部分には
同一符号をつけている。
点は、リセットゲ−トおよびリセットドレインが垂直C
CDの最終段に隣接して配置されていることである。
7に近い第1行から第4行までの画素に蓄積された電荷
を1H内に転送する場合を例にとつて説明すると、垂直
転送パルスV1〜V4、水平転送パルスH1、H2およ
びリセットゲ−トパルスRGのタイミングは図1で示し
た実施例と同様図2に示す通りであり、垂直CCD6、
水平CCD7、リセツトゲート12およびリセツトドレ
イン19のポテンシャルは、これらを図3に示した符号
で表わすと、図5に示すようになる。
−レベルであるので、リセットゲ−トφRGのポテンシ
ャルがVlと垂直CCDφV1のポテンシヤルよりも高
く、垂直CCDφV1からリセットドレインφRDに電
荷が転送されることはない。しかし、リセットゲ−トパ
ルスRGがハイレベルになると、リセットゲ−トφRG
のポテンシャルがVhと垂直CCDφV1のポテンシヤ
ルよりも低くなり、垂直CCDφV1からの電荷転送毎
に垂直CCDφV1からリセットドレインφRGに電荷
が掃き出される。
ムを可能としたシステムの一具体例を示すブロツク図で
あつて、14は固体撮像素子、15は信号処理回路、1
6はモニタ、17はズ−ム信号処理回路、18はパルス
生成回路、19は制御回路である。
御回路19からの制御信号aに基ずいて、有効画素領域
の垂直方向に画素数をMとする固体撮像素子14から垂
直方向の画素数をmとする走査画素領域の画素に蓄積さ
れた電荷を1垂直走査期間に渡って順次出力されるよう
に、水平、垂直転送パルスを固体撮像素子14に供給す
る。かかる読出し走査によると、通常動作が垂直方向M
画素の有効画素領域の画素に蓄積した電荷を1垂直走査
期間に渡って順次出力するものであるから、固体撮像素
子14の出力信号は垂直方向にM/m倍にズ−ムされた
画像を表わす信号である。
処理回路15で増幅等の処理を受け、信号bとしてズ−
ム信号処理回路17に供給される。ズ−ム信号処理回路
17では、制御回路19からの制御信号cに基ずいて、
信号bが画像が水平方向にM/m倍にズ−ムするなどの
ズ−ム処理を施こされ、ズ−ム処理した信号dは再び信
号処理回路15で同期信号を付加するなどの処理が施こ
されて映像信号となる。固体撮像素子14の走査画素領
域外の有効画素領域での垂直方向(M−m)画素に蓄積
された電荷は、上記実施例に従って垂直帰線期間に掃き
出される。
射されるなどして高輝度となつた被写体(図示せず)が
固体撮像素子14に結像したとすると、掃き出すべき電
荷の量が大きくなり、上記実施例を用いない場合には、
垂直帰線期間に掃き出しきれなくなって、図7に示すよ
うに、モニタ画面の上部に白いカ−テン状の偽画像Pが
出てしまうが、上記の電荷掃出しによってこれを防止で
きる。
ムを可能としたシステムの他の具体例を示すブロツク図
であつて、20は揺れ検出器であり、図6に対応する部
分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
よる画像の揺れを防止するようにしたものであり、図6
に示した具体例に揺れを検出する揺れ検出器20を付加
したシステムである。ジャイロなどから構成される揺れ
検出器20によって手振れなどによる画像の揺れが検出
され、その検出結果に基ずいて制御回路19はパルス生
成回路18が制御され、この揺れをキャンセルするよう
に、固体撮像素子14での垂直帰線期間に電荷が掃き出
される画素数m1、m2が変化させられる。すなわち、
図8に示すように、被写体として英文字Aが固体撮像素
子14に結像して手振れによってこの英文字Aが上側に
移動したとすると、垂直帰線期間に電荷を掃き出す画素
数がm1からm2に変化することになり、手振れによる
画像の揺れがキャンセルされる。
垂直CCDから水平CCDへ不要電荷が1Hに複数回転
送されても、水平CCDから電荷の一部が掃き出されて
水平CCDから溢れることがないので、映像信号に偽信
号が混入することがなく、優れた電子ズーム機能や手振
れ補正機能などを得ることができる。
成図である。
る。
図である。
構成図である。
図である。
の一具体例を示すブロック図である。
合の再生画像を示す図である。
の他の具体例を示すブロック図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 垂直方向にM個、水平方向にN個とマト
リックス状に配列された光電変換を行なう画素と、該画
素に得られる電荷を垂直方向に転送する垂直CCDと、
該垂直CCDから転送されてきた電荷を水平方向に転送
する水平CCDと、該水平CCDから転送されてきた電
荷を電圧に変換して出力する出力部とからなる固体撮像
素子と、該電荷の転送を行なうための転送パルスを生成
するパルス生成回路と、該固体撮像素子の出力信号から
映像信号を生成する信号処理回路とを備えた固体撮像装
置において、該画素から該電荷を読み出して該出力部か
ら出力する電荷読出し経路とは別に、該水平CCDの該
電荷を外部に掃き出す電荷掃出し経路を設け、該垂直C
CDで1水平走査期間に複数回の電荷転送を行なう時
に、該垂直CCDから該水平CCDに転送される電荷を
該電荷掃出し経路から外部に掃き出すことを可能に構成
したことを特徴とする固体撮像装置 - 【請求項2】 請求項1において、前記水平CCDに隣
接してリセットドレインを配置するとともに、該リセッ
トドレインと前記水平CCDとの間にリセットゲ−トを
設け、前記水平CCDのポテンシヤル<前記垂直CCD
のポテンシヤル<前記リセットゲ−トのポテンシヤルと
することを特徴とする固体撮像装置 - 【請求項3】 請求項1において、前記電荷掃出し経路
中、前記水平CCDに隣接してリセットドレインを配置
するとともに、該リセットドレインと前記水平CCDと
の間にリセットゲ−トを設け、前記垂直CCDで1水平
走査期間に複数回の電荷転送を行なう時、該リセットゲ
−トのポテンシャルを制御し、前記水平CCDから該リ
セットドレインに電荷を掃き出すことを特徴とする固体
撮像装置 - 【請求項4】 請求項1において、前記電荷掃き出し経
路中、前記垂直CCDの最終転送段に隣接してリセット
ドレインを配置するとともに、該リセットドレインと前
記垂直CCDの最終転送段との間にリセットゲ−トを設
け、前記垂直CCDで1水平走査期間に複数回の電荷転
送を行なう時、該リセットゲ−トのポテンシャルを制御
し、前記垂直CCDから該リセットドレインに電荷を掃
き出すことを特徴とする固体撮像装置 - 【請求項5】 請求項1、3または5において、前記固
体撮像素子は、垂直方向にM個、水平方向にN個の画素
から成る領域を有効画素領域とし、該有効画素領域内の
垂直方向にm個、水平方向にn個の画素(但し、M>
m、N≧n)からなる走査画素領域として、該走査画素
領域以外の有効画素領域内の電荷を前記電荷掃出し経路
から外部に掃き出すことを特徴とする固体撮像装置
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3157412A JP2804641B2 (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 固体撮像装置 |
KR1019920009466A KR960012060B1 (ko) | 1991-06-03 | 1992-06-01 | 고체촬상소자의 구동방법 및 고체촬상장치 |
US08/239,857 US5402169A (en) | 1991-06-03 | 1994-05-09 | Method of driving solid-state image sensor and solid-state imaging apparatus |
US08/370,175 US5500674A (en) | 1991-06-03 | 1995-01-09 | Method of driving solid-state image sensor and solid-state imaging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3157412A JP2804641B2 (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04357779A JPH04357779A (ja) | 1992-12-10 |
JP2804641B2 true JP2804641B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=15649074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3157412A Expired - Lifetime JP2804641B2 (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2804641B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4774348B2 (ja) * | 2006-09-11 | 2011-09-14 | 富士フイルム株式会社 | デジタルカメラ及び固体撮像素子 |
-
1991
- 1991-06-03 JP JP3157412A patent/JP2804641B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04357779A (ja) | 1992-12-10 |
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