JP2964354B2 - 固体撮像装置及びその駆動方法 - Google Patents

固体撮像装置及びその駆動方法

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JP2964354B2 JP3019564A JP1956491A JP2964354B2 JP 2964354 B2 JP2964354 B2 JP 2964354B2 JP 3019564 A JP3019564 A JP 3019564A JP 1956491 A JP1956491 A JP 1956491A JP 2964354 B2 JP2964354 B2 JP 2964354B2
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    • H04N25/62Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
    • H04N25/625Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of smear
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/715Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors using frame interline transfer [FIT]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置及びその
駆動方法に関し、特に2ライン分の信号電荷を同時に読
出し可能な固体撮像装置及びその駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】水平及び垂直方向に画素単位で2次元的
に配列された複数個の感光部と、これら感光部から読み
出される信号電荷を垂直列毎に1水平走査期間に2段ず
つ垂直方向に転送する複数の垂直シフトレジスタからな
る垂直転送部と、この垂直転送部の出力端に併置接続さ
れかつ垂直転送部から1ライン分ずつ供給される信号電
荷を同時に水平方向に転送する2つの水平シフトレジス
タからなる水平転送部とを具備し、2ライン分の信号電
荷を同時に読み出すように構成された固体撮像装置が知
られている(例えば、特開昭62−92587号公報参
照)。ここに、水平方向の画素の列をラインと称する。
【0003】一方、固体撮像装置を例えばカラービデオ
カメラに用いる場合、複数個の感光部の各々に所定の色
フィルタを設けて画素毎に所定の分光感度特性を持たせ
ることにより、色信号を得るようにしている。これら色
フィルタの配列として、例えば、図2に示すように、奇
数番目のラインでは色フィルタAと色フィルタCとを交
互に配列し、偶数番目のラインでは色フィルタBと色フ
ィルタDとを交互に配列したコーディグパターンの固体
撮像装置がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、先述した2
ライン同時読出しの固体撮像装置では、垂直方向の転送
は水平ブランキング期間中の一部で2段ずつ行われ、そ
れ以外の期間は垂直シフトレジスタにおいて信号電荷が
止まっている。従って、この水平ブランキング期間中の
垂直転送が行われていない期間では、色フィルタが配さ
れている開口部からの光の飛込みに起因するスミアの影
響を非常に受け易く、奇数番目のラインでは色フィルタ
A,Cから、偶数番目のラインでは色フィルタB,Dか
らそれぞれ光が垂直シフトレジスタに混入することにな
るため、スミア量がライン毎に異なることになる。
【0005】ここで、信号電荷をインターレースして読
み出す場合について考える。通常、第1フィールドで
は、図4(A)に示すように、色フィルタAの画素から
の信号電荷aは垂直シフトレジスタに読み出された後2
段ずつ転送される。この場合、信号電荷aに含まれるス
ミア成分としては、信号電荷aを読み出した画素の色フ
ィルタAから飛び込んだ光に起因するものが支配的とな
る。
【0006】一方、第2フィールドでは、図4(B)に
示すように、色フィルタAの画素からの信号電荷aは、
インターレースして読み出すことから、垂直シフトレジ
スタに読み出された直後に1段転送され、その後2段ず
つ転送される。この場合、信号電荷aに含まれるスミア
成分としては、読出し前は色フィルタAから飛び込んだ
光に起因するものが支配的となっているが、読出し後は
色フィルタBに対応する位置から2段ずつ転送されるた
め、色フィルタBから飛び込んだ光に起因するスミア成
分が主に混入し、転送電荷中には最終的に両方のスミア
成分が混在することになる。
【0007】このように、従来の2ライン同時読出しの
固体撮像装置では、信号電荷をインターレースして読み
出す場合、 第1フィールドと第2フィールドとで、
同じ画素でも信号電荷に含まれるスミア量が異なったも
のとなる。 第2フィールドでは、画面上における点
光源の上下でスミア成分のレベルが変わってしまう。等
の欠点があった。
【0008】上記の欠点は、点光源の所を通った信号
電荷にスミア成分がのるので、第2フィールドで考える
と、上部のスミア成分は読出し前の色フィルタAから飛
び込んだ光に起因するものとなり、下部のスミア成分は
読出し後の色フィルタBから飛び込んだ光に起因するも
のとなるからである。これにより、信号処理後にスミア
成分が異常に色付いたり、スミア量が上下で見え方が違
ってきたりしてしまう。この現象は、特にスミア量を低
減する補正を行う場合に、補正回路が複雑化する等の問
題が生ずることになる。
【0009】そこで、本発明は、特に画面上における点
光源の上下でのスミア量を同じくしてスミア量の補正回
路の簡略化に寄与し得る固体撮像装置及びその駆動方法
を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による固体撮像装置は、水平及び垂直方向に
画素単位で2次元的に配列された複数個の感光部と、こ
れら感光部から読み出される信号電荷を垂直列毎に垂直
方向に転送する垂直転送部と、この垂直転送部によって
転送された2ライン分の信号電荷を同時に水平方向に転
送する水平転送部とを具備し、第1フィールドでは感光
部から信号電荷が読み出された直後に垂直転送部を2段
ずつ転送駆動し、第2フィールドでは感光部からの信号
電荷の読出し直前に先ず垂直転送部を1段だけ転送駆動
し、信号電荷の読出し直後にさらに1段だけ転送駆動
し、しかる後2段ずつ転送駆動する駆動系を備えた構成
となっている。
【0011】本発明による固体撮像装置の駆動方法は、
水平及び垂直方向に画素単位で2次元的に配列された複
数個の感光部と、これら感光部から読み出される信号電
荷を垂直列毎に垂直方向に転送する垂直転送部と、この
垂直転送部によって転送された2ライン分の信号電荷を
同時に水平方向に転送する水平転送部とを具備する固体
撮像装置において、第1フィールドでは感光部から信号
電荷が読み出された直後に垂直転送部を2段ずつ転送駆
動し、第2フィールドでは感光部からの信号電荷の読出
し直前に先ず垂直転送部を1段だけ転送駆動し、信号電
荷の読出し直後にさらに1段だけ転送駆動し、しかる後
2段ずつ転送駆動するようにする。
【0012】
【作用】上記構成の固体撮像装置及びその駆動方法にお
いて、第1フィールドでは、従来と同様に、感光部から
信号電荷が読み出された直後に垂直転送部を2段ずつ転
送駆動する。これにより、転送電荷に含まれるスミア成
分としては、信号電荷を読み出した画素の色フィルタに
起因するスミアが支配的となる。
【0013】一方、第2フィールドでは、先ず垂直転送
部を1段だけ転送駆動してから信号電荷の読出しを行
い、その読出し直後にインターレース読出しのためにさ
らに1段だけ転送駆動し、しかる後2段ずつ転送駆動す
る。これにより、転送電荷に含まれるスミア成分として
は、信号電荷の読出し時間が短時間であり、しかも読出
し後は隣りのラインから2段ずつ垂直転送が行われるこ
とから、信号電荷を読み出した画素の色フィルタに起因
するスミアは無視できる程度に少なく、1ライン隣りの
画素の色フィルタに起因するスミアが支配的となる。す
なわち、隣りのラインの互いに異なる色フィルタに起因
するスミア成分が転送電荷中に混在することはなくな
る。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
【0015】図1は、本発明による固体撮像装置の概略
構成図である。図において、水平及び垂直方向に画素単
位で2次元的に配列されて入射光量に応じた信号電荷を
蓄積する複数個の感光部1と、これら感光部1から垂直
ブランキング期間の一部で瞬時に読み出される信号電荷
を垂直列毎に垂直方向に転送する複数の垂直シフトレジ
スタ2からなる垂直転送部とによって撮像部3が構成さ
れている。垂直シフトレジスタ2は、垂直方向の画素数
と同じ段数のレジスタによって構成され、2段ずつ転送
駆動されることによって垂直転送を行うようになってお
り、その詳細については後述する。
【0016】撮像部3において、感光部1は例えばフォ
トダイオードからなり、垂直シフトレジスタ2はCCD
(Charge Coupled Device) によって構成される。また、
複数個の感光部1の各々に、所定の分光感度特性を持つ
例えば4色の色フィルタA,B,C,Dが配されてお
り、これら色フィルタの配列としては、例えば、図2に
示すように、奇数番目のラインでは色フィルタAと色フ
ィルタとを交互に配列し、偶数番目のラインでは色フ
ィルタと色フィルタDとを交互に配列したコーディン
グパターンが採られている。
【0017】この撮像部3の出力側には、2つの水平シ
フトレジスタ4,5が併置されており、この2つの水平
シフトレジスタ4,5と、撮像部3の出力端と水平シフ
トレジスタ4間及び水平シフトレジスタ4,5間にそれ
ぞれ配された転送ゲート6,7とによって水平転送部が
構成されている。水平シフトレジスタ4,5はCCDに
より構成され、2ライン分の信号電荷を同時に水平方向
に転送する。水平シフトレジスタ4,5の最終端には、
FDA(Floating Diffusion Amplifier)等からなる出力
回路部8,9が設けられている。これら出力回路部8,
9は、感光部1で光電変換されかつ垂直及び水平転送さ
れてきた信号電荷を電圧に変換して信号出力電圧OUT
1,OUT2として導出する。
【0018】次に、垂直転送部の転送駆動について説明
する。第1フィールドでは、図3(A)に示すように、
先ず各画素毎に信号電荷を垂直シフトレジスタ2に読
み出し、その後垂直シフトレジスタ2を1水平走査期
間毎に2段ずつ転送駆動する。この第1フィールドの転
送駆動は従来と同じである。この転送駆動により、例え
ば色フィルタAの画素から読み出した信号電荷aは、垂
直転送時以外は色フィルタAの画素の横に止まっている
ので、信号電荷aに含まれるスミア成分としては、色フ
ィルタAから飛び込んでくる光に起因するスミアが支配
的となる。
【0019】一方、第2フィールドでは、図3(B)に
示すように、各画素毎に信号電荷を垂直シフトレジスタ
2に読み出す直前に先ず垂直シフトレジスタ2を1段
だけ転送駆動し、続いて信号電荷を垂直シフトレジス
タ2に読み出し、この読出しの直後にインターレースし
て読み出すために垂直シフトレジスタ2を1段だけ転
送駆動し、しかる後垂直シフトレジスタ2を2段ずつ
転送駆動する。
【0020】このように、第2フィールドでは、信号電
荷の読出し直前に垂直シフトレジスタ2を予め1段だけ
転送駆動し、読出したら直ちに1段だけ転送駆動するこ
とにより、例えば色フィルタAの画素から読み出した信
号電荷aに含まれるスミア成分は1段前の色フィルタB
に起因するスミアが支配的であり、また信号電荷Aの読
出しは瞬時に行われることから、1段転送後も以前とし
て1段前のスミア成分が支配的であり、以降は2段ずつ
転送駆動されることから、転送時以外は色フィルタBの
画素の横に止まることになるため、信号電荷aに含まれ
るスミア成分としては、色フィルタBに起因するスミア
成分が支配的となる。
【0021】すなわち、例えば色フィルタAの画素から
読み出した信号電荷aに関しては、第1フィールドでは
色フィルタAに起因するスミア成分が支配的となり、第
2フィールドでは色フィルタBに起因するスミア成分が
支配的となり、垂直シフトレジスタ1の1段のレジスタ
に混入するスミア成分は常に決まった1つの画素の色フ
ィルタに起因するものとなるため、画面上における点光
源の上下で1フィールド期間内に異なった量のスミア成
分が信号電荷に混在することはない。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1フィールドでは感光部から信号電荷が読み出された
直後に垂直転送部を2段ずつ転送駆動し、第2フィール
ドでは感光部からの信号電荷の読出し直前に先ず垂直転
送部を1段だけ転送駆動し、その読出し直後にさらに1
段だけ転送駆動し、しかる後2段ずつ転送駆動するよう
にしたので、垂直転送部の1段のレジスタに混入するス
ミア成分が常に決まった1つの画素の色フィルタから飛
び込んでくる光に起因するものとなる。従って、特に画
面上における点光源の上下で1フィールド期間内に異な
った量のスミアが信号電荷に混入することがないため、
スミア量を低減する補正回路の簡略化に寄与できる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による固体撮像装置の概略構成図であ
る。
【図2】色フィルタの配列の一例を示すコーディングパ
ターン図である。
【図3】本発明による垂直転送の動作を説明するための
模式図であり、(A)は第1フィールドの場合、(B)
は第2フィールドの場合をそれぞれ示している。
【図4】従来の垂直転送の動作を説明するための模式図
であり、(A)は第1フィールドの場合、(B)は第2
フィールドの場合をそれぞれ示している。
【符号の説明】
1…感光部、2…垂直シフトレジスタ、3…撮像部、
4,5…水平シフトレジスタ、8,9…出力回路部

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水平及び垂直方向に画素単位で2次元的
    に配列された複数個の感光部と、これら感光部から読み
    出される信号電荷を垂直列毎に垂直方向に転送する垂直
    転送部と、前記垂直転送部によって転送された2ライン
    分の信号電荷を同時に水平方向に転送する水平転送部と
    を具備する固体撮像装置であって、 第1フィールドでは前記感光部から信号電荷が読み出さ
    れた直後に前記垂直転送部を2段ずつ転送駆動し、第2
    フィールドでは前記感光部からの信号電荷の読出し直前
    に先ず前記垂直転送部を1段だけ転送駆動し、信号電荷
    の読出し直後にさらに1段だけ転送駆動し、しかる後2
    段ずつ転送駆動する駆動系を備えたことを特徴とする固
    体撮像装置。
  2. 【請求項2】 水平及び垂直方向に画素単位で2次元的
    に配列された複数個の感光部と、これら感光部から読み
    出される信号電荷を垂直列毎に垂直方向に転送する垂直
    転送部と、前記垂直転送部によって転送された2ライン
    分の信号電荷を同時に水平方向に転送する水平転送部と
    を具備する固体撮像装置において、 第1フィールドでは前記感光部から信号電荷が読み出さ
    れた直後に前記垂直転送部を2段ずつ転送駆動し、第2
    フィールドでは前記感光部からの信号電荷の読出し直前
    に先ず前記垂直転送部を1段だけ転送駆動し、信号電荷
    の読出し直後にさらに1段だけ転送駆動し、しかる後2
    段ずつ転送駆動することを特徴とする固体撮像装置の駆
    動方法。
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