JP3250572B2 - 固体撮像装置とその駆動方法 - Google Patents

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、特に、
フィールド蓄積方式及びフレーム蓄積方式で信号電荷の
読み出しができ、信号電荷蓄積時間を電荷を掃き出させ
るシャッターパルスにより制御する電子シャッター機能
を備えフィールド蓄積方式による読み出し時において偶
数行の画素と奇数行の画素とでフィールド内における読
み出しゲートパルスのタイミングをずらした固体撮像装
置と、その駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像素子、例えばＣＣＤタイプの固
体撮像素子は、一般に、固体撮像素子内の各光電変換素
子（画素）の蓄積した信号電荷をシャッターパルスの印
加によりオーバーフロードレイン領域あるいは半導体基
板側に掃き出すことができるようになっており、フィー
ルド期間内における電荷蓄積時間をシャッターパルスの
印加によって調整することにより露光時間を変えること
ができる。このシャッターパルスによる電荷蓄積時間の
制御は、一般に、１Ｈ（水平周期）単位で行うようにさ
れている。それは、シャッターパルスの印加タイミング
を水平帰線期間に限っていたためである。そして、シャ
ッターパルスの印加タイミングを水平帰線期間内に限る
のは、映像信号にノイズが侵入するのを回避するためで
ある。

【０００３】そして、このような固体撮像素子を撮像手
段として用いたビデオカメラのなかには、そのような信
号電荷蓄積時間制御機能をアイリス制御に生かしたもの
がある。そのようなアイリス制御技術は、近年発達が著
しく、アイリス制御におけるダイナミックレンジを拡大
するためには、垂直ブランキング期間内においても読み
出しパルスが発生するまでにはシャッターパルスを発生
し得るようにし、しかも、垂直ブランキング期間中はシ
ャッターパルスの発生周期を１Ｈよりも相当短かくして
信号電荷蓄積時間を１Ｈよりも相当に短かい時間を単位
として小刻みに制御する技術が開発され、例えば特願平
４−２３５３９７により提案されている。

【０００４】ところで、信号電荷蓄積時間をシャッター
パルスにより制御するか否かを問わずインターライン型
固体撮像素子の信号電荷の読み出しにはフィールド蓄積
方式とフレーム蓄積方式とがある。フレーム蓄積方式
は、奇数フィールドではフィールドシフトの期間に垂直
方向に１つおきに奇数行の画素の信号電荷を垂直転送レ
ジスタに転送し、次にラインシフトを行って出力端から
奇数行の画素の信号電荷を順次読み出していくが、この
間偶数行の画素においては信号電荷の蓄積が行われ、次
に偶数フィールドでは偶数行の画素の信号電荷を垂直転
送レジスタに転送し、そしてラインシフトを行って出力
端から偶数行の各画素の信号電荷を順次読み出すように
するものである。

【０００５】それに対してフィールド蓄積方式は、奇数
フィールドでは例えば水平転送レジスタ側から数えて奇
数番目の行と、その次の行である偶数番目の行の画素の
信号電荷を同時に読み出して垂直転送レジスタにおいて
上下一対の画素の信号電荷を混合して転送し、偶数フィ
ールドでは奇数フィールドの場合とは垂直転送レジスタ
で混合される行の組み合わせを変え、水平転送レジスタ
側から数えて偶数番目の行の画素の信号電荷と、その次
の奇数番目の行の画素の信号電荷とを垂直転送レジスタ
において混合して転送するようにしたものである。この
ようなフィールド蓄積方式によれば、１フィールド毎に
撮像領域の全画素の信号電荷が読み出される。フィール
ド蓄積方式及びフレーム蓄積方式にはそれぞれ一長一短
があり、そのため、固体撮像素子には蓄積方式を切換え
て使用することができるようにしたものが多い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、信号電荷の
蓄積方式をフィールド蓄積方式方式とフレーム蓄積方式
との間で切換えるようにしたものにおいては、フレーム
蓄積の時には、図５に示すようにオッドフィールドとイ
ーブンフィールドとでフィールド内における読み出しパ
ルスの発生タイミングが異なり、その結果、信号電荷蓄
積時間に差異が生じフリッカが生じるという問題があっ
た。この問題について詳しく説明すると次のとおりであ
る。

【０００７】即ち、固体撮像素子において画素を成す各
光電変換素子（センサー）からの垂直転送レジスタへの
信号電荷の読み出しは、垂直転送レジスタを通常動作さ
せるときよりもレジスタのポテンシャル井戸を相当に深
くすることにより行われる。尚、かかる読み出し時には
読み出しゲート部のポテンシャル井戸が深くなければな
らないが、しかし、垂直転送レジスタのポテンシャル井
戸を高いレベルの読み出しゲートパルスにより深くする
とそのレジスタのポテンシャル井戸の深くなる変化につ
られて読み出しゲート部のポテンシャル井戸も自ずと深
くなるので、読み出しゲート部のポテンシャル井戸を深
くするために特別の処理は必要としない。

【０００８】ところで、前述のように、フレーム蓄積方
式においては各フィールドにおいて常に全画素の半分し
か信号電荷の読み出しを行わないが、フィールド蓄積方
式においては各フィールド毎に全画素に対して信号電荷
の読み出しを行う。従って、フィールド蓄積において全
画素から同時に一斉に信号電荷を読み出すようにする
と、図６に示すように垂直転送用４相クロックパルスΦ
Ｖ１〜ΦＶ４のうちΦＶ１を受ける垂直転送電極Ｖ１下
の部分と、ΦＶ３を受ける垂直転送電極Ｖ３下の部分と
が大きくポテンシャルが下がり、グランドラインが影響
を受けて同じように下がる（尚、図６では右端の垂直転
送レジスタの転送電極のみにパルスΦＶ１〜ΦＶ４が印
加されるように示したが、これは便宜上であって、全垂
直転送レジスタに印加される。）というのは、固体撮像
素子の撮像領域に占める垂直転送レジスタの割合が大き
く、該レジスタのポテンシャルを大きく変動させると固
体撮像素子全体に影響が及んでしまうからである。

【０００９】そのため、垂直転送レジスタのポテンシャ
ルを深めてもそれにつられて撮像領域のポテンシャルも
全体的に深まり、その結果読み出しが困難乃至不可能に
なる虞れがある。そこで、パルスΦＶ１を上げるときは
ΦＶ２を下げておき、ΦＶ２を上げるときはΦＶ１を下
げておくことでグランドラインのポテンシャルを固定さ
せるようにするのである。そして、そのことからフィー
ルド蓄積時には、二つの読み出しゲートパルスの発生タ
イミングを少しずらすようにする必要がある。

【００１０】次に、フレーム蓄積時の場合には、各フィ
ールドに一つおきの行の画素しか読み出さず、従って、
１フィールドには読み出しゲートパルスを一つしか発生
させない。だから、オッドフィールドとイーブンフィー
ルドとでフィールド内における読み出しゲートパルスの
発生タイミングが同じであっても構わない。しかし、フ
ィールド蓄積時とフレーム蓄積時で読み出しゲートパル
スの発生タイミングが異なるようにするとフィールド蓄
積時用の読み出しゲートパルス発生回路とフレーム蓄積
時用の読み出しゲートパルス発生回路とを別個に用意し
なければならなくなる。そこで、フィールド蓄積時とフ
レーム蓄積時で同じ読み出しゲートパルス発生回路を使
用して読み出しゲートパルスを発生するようにしている
のである。

【００１１】その結果、フレーム蓄積において偶数行用
の読み出しゲートパルスと奇数行用の読み出しゲートパ
ルスとでフィールド内における発生タイミングがずれて
しまうことになるのである。次に、それがフリッカの原
因になることを図５に従って説明する。上述したよう
に、フレーム蓄積においては１フィールドにおいて偶数
行と奇数行の一方の行においてしか画素からの信号電荷
の読み出しが行われないが、読み出しゲートパルスの発
生をフィールド蓄積時とフレーム蓄積時とで同じ回路に
よって行うようにしたために、オッドフィールドとイー
ブンフィールドとでフィールド内における読み出しゲー
トパルスの発生タイミングがＴａだけ異なる。それに対
してシャッターパルスＶｓｕｂはオッドフィールドとイ
ーブンフィールドとで変わらない。従って、同じ信号電
荷蓄積時間が指定されていてもオッドフィールドとイー
ブンフィールドとでは最後のシャッターパルスＶｓｕｂ
１とその後の読み出しゲートパルスとの間にＴａという
信号電荷蓄積時間の差異が生じる。これは必然的に明る
さの差異をもたらすのでフリッカが生じるのである

【００１２】尤も、Ｔａは具体的には例えば百万分の１
秒程度であり、従って、信号電荷蓄積時間が比較的長い
状態にあるときはその百万分の１秒の信号電荷蓄積時間
の違いはほとんど無視でき、フリッカが感じられない。
しかし、信号電荷蓄積時間が短かいときにはその時間Ｔ
ａのずれはオッドフィールドとイーブンフィールドとの
間の大きな明るさの変化をもたらすのである。特に、垂
直ブランキング期間においてもシャッターパルスを発生
するようにし、しかも垂直ブランキング期間におけるシ
ャッターパルスの発生周期を１Ｈよりも相当に短かくし
て超高速シャッター効果を得られるようにした固体撮像
装置においては、蓄積時間（露光時間）が短かくなる程
激しくフリッカが生じ画像の品位を大きく低下させるこ
とになってしまうので、フレーム蓄積時にフリッカガ生
じるという問題は無視できないのである。

【００１３】本発明はこのような問題を解決すべく為さ
れたものであり、固体撮像素子としてフィールド蓄積方
式及びフレーム蓄積方式で信号電荷の読み出しができる
ものを用い、信号電荷蓄積時間を電荷を掃き出させるシ
ャッターパルスにより制御する電子シャッター機能を備
えフィールド蓄積方式による読み出し時において偶数行
の画素と奇数行の画素とでフィールド内における読み出
しゲートパルスのタイミングをずらすようにした固体撮
像装置において、フレーム蓄積方式による信号電荷の読
み出し時にオッドフィールドとイーブンフィールドのフ
ィールド内における読み出しゲートパルスの発生タイミ
ングの違いに起因して信号電荷蓄積時間が変化しフリッ
カが生じることを防止することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の固体撮像装置
は、固体撮像素子と、フレーム蓄積方式で読み出すとき
に偶数行画素と奇数行画素との間に生じる上記信号電荷
蓄積時間の違いを是正する蓄積時間調整回路を有するこ
とを特徴とする。請求項２の固体撮像装置は、請求項１
の固体撮像装置において、蓄積時間調整回路が、フレー
ム蓄積時において読み出しゲートパルスの発生タイミン
グが遅くなる方のフィールドの時にフィールド内におけ
る偶数行画素と奇数行画素との間の信号電荷蓄積時間の
違い分シャッターパルスを遅延させる遅延回路からなる
ことを特徴とする。

【００１５】請求項３の固体撮像装置は、請求項１の固
体撮像装置において、蓄積時間調整回路が、各フィール
ド内の所定のタイミングで第１のパルスを発生する第１
のパルス発生手段と、各フィールド内の上記所定のタイ
ミングと異なるタイミングで第２のパルスを発生する第
２のパルス発生手段と、上記第１のパルスを受けて奇数
行画素の信号電荷を読み出す奇数行読み出しゲートパル
スを発生する奇数行読み出しパルス発生手段と、上記第
１、第２のパルス及びフィールド／フレーム判別信号を
受けてフィールド蓄積のときには上記第２のパルスを、
フレーム蓄積のときには上記第１のパルスを出力するセ
レクタと、上記セレクタの出力を受けて偶数行画素の信
号電荷を読み出す偶数行読み出しパルスを発生する偶数
行読み出しパルス発生手段を有することを特徴とする。
請求項４の固体撮像装置の駆動方法は、固体撮像素子と
してフィールド蓄積方式及びフレーム蓄積方式で信号電
荷の読み出しができるものを用い、信号電荷蓄積時間が
電荷を掃き出させるシャッターパルスにより制御される
固体撮像装置を、フィールド蓄積方式による読み出し時
においては偶数行の画素と奇数行の画素とでフィールド
内における読み出しゲートパルスのタイミングをずら
し、フレーム蓄積方式での読み出し時に、偶数行画素と
奇数行画素との間に上記読み出しゲートパルスのタイミ
ングのずれにより生じる上記信号電荷蓄積時間の違いを
是正するように駆動することを特徴とする。

【００１６】

【作用】請求項１の固体撮像装置によれば、蓄積時間調
整回路を有するので、フレーム蓄積時における偶数行画
素と奇数行画素との間に生じる信号電荷蓄積時間の違い
が是正され、偶数行画素と奇数行画素の信号電荷蓄積時
間が等しくなり、フリッカが生じなくなる。請求項２の
固体撮像装置によれば、読み出しゲートパルスの発生タ
イミングが遅くなる方のフィールドにおいては偶数行画
素と奇数行画素との間に生じる信号電荷蓄積時間の違い
分だけシャッターパルスの発生タイミングを遅延回路か
らなる蓄積時間調整回路により遅延させるので、信号電
荷蓄積時間がオッドフィールドとイーブンフィールドと
で等しくなり、延いてはフリッカが生じなくなる。

【００１７】請求項３の固体撮像装置によれば、蓄積時
間調整回路が、フィールド蓄積のときにはセクレタは第
２のパルスを出力するので、偶数行読み出しゲートパル
スは第２のパルスに基づいて、奇数行読み出しゲートパ
ルスは第１のパルスに基づいてつくられ、偶数行読み出
しゲートパルスと奇数行読み出しゲートパルスの発生タ
イミングをずらすことができると共に、フレーム蓄積の
ときにはセクレタは第１のパルスを出力するので、偶数
行読み出しゲートパルスと奇数行読み出しゲートパルス
は共にフィールド内における発生タイミングが等しくな
り、従ってフリッカが生じる虞れはない。従って、フィ
ールド蓄積時にもフレーム蓄積時にも支障なく読み出し
ができる。請求項４の固体撮像装置の駆動方法によれ
ば、フィールド蓄積方式での読み出し時に偶数行の画素
と奇数行の画素とでフィールド内における読み出しゲー
トパルスのタイミングをずらすようにしたためにフレー
ム蓄積方式による読み出し時に生じる信号電荷蓄積時間
の違いを是正するように駆動するので、フレーム蓄積方
式による読み出し時にその信号電荷蓄積時間の違いによ
ってフリッカが生じるのを防止することができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明固体撮像装置を図示実施例に従
って詳細に説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）は本発明固体
撮像装置の一つの実施例を示すもので、（Ａ）は回路ブ
ロック図、（Ｂ）はフレーム蓄積時における動作を説明
するタイムチャートである。図面において、１はレン
ズ、２は固体撮像素子、３は該固体撮像素子２の出力を
取り出すサンプルホールド回路、４はＡＧＣ回路、５は
ガンマ補正回路、６はホワイトクリップ回路、７はブラ
ッククリップ回路である。

【００１９】８はアイリス制御回路で、下記各回路９〜
１２からなる。９は上記サンプルホールド回路３の出力
を積分することにより画面の全体的（平均的）明るさを
検出するローパスフィルタ、１０はシャッターパルス発
生回路で、シャッターパルスを発生する。

【００２０】シャッターパルス発生回路１０はローパス
フィルタ９の出力が基準値より高い（明るい）場合には
信号電荷蓄積時間（露光時間）Ｔｂを短かく（シャッタ
ースピードを速く）し、ローパスフィルタ９の出力が基
準値より低い（暗い）場合には信号電荷蓄積時間を長く
（シャッタースピードを遅く）するようにシャッターパ
ルスを発生する。本発明以前においては、該シャッター
パルス発生回路１０から出力されたシャッターパルスが
そのまま固体撮像装置２に送出されていたが、本実施例
ではそのようにしていない。

【００２１】１１は遅延回路で、シャッターパルス発生
回路１０から発生したシャッターパルスＶｓｕｂを時間
Ｔａ遅延させる。時間Ｔａというのは、オッドフィール
ド読み出しゲートパルスとイーブンフィールド読み出し
ゲートパルスとのフィールド内におけるタイミングのず
れ量で、例えば百万分の１秒である。

【００２２】１２はセレクタで、シャッターパルス発生
回路１０から出力されたシャッターパルスＶｓｕｂと遅
延回路１１から出力されたシャッターパルスＶｓｕｂｄ
とを入力信号として受け、現在オッドフィールドかイー
ブンフィールドかを識別するフィールド識別信号を制御
信号として受け、オッドフィールドのときはシャッター
パルス発生回路１０から出力されたシャッターパルスＶ
ｓｕｂを出力し、イーブンフィールドのときは遅延回路
１１から出力されたシャッターパルスＶｓｕｂｄを出力
する。そして、セレクタ１２の出力がシャッターパルス
Ｖｓｕｂ（Ｖｓｕｂｄ）として固体撮像素子２へ送出さ
れる。

【００２３】次に、固体撮像装置の動作原理について説
明する。前述のように、フィールド蓄積方式により信号
電荷の読み出しを行う場合にはオッドフィールド用読み
出しゲートパルスとイーブンフィールド用読み出しゲー
トパルスとの発生タイミングをずらす必要があり、フレ
ーム蓄積方式により信号電荷の読み出しを行う場合には
フィールド内におけるその発生タイミングをずらす必要
はないが、フィールド蓄積時とフレーム蓄積時とで読み
出しゲートパルスの発生タイミングを異ならせるのはフ
ィールド蓄積用とフレーム蓄積用の二つのシャッターパ
ルス発生回路を必要とすることからフレーム蓄積時にお
いてもフィールド蓄積時とフレーム蓄積時とでフィール
ド内の読み出しゲートパルスの発生タイミングをずらし
ているのに対して、シャッターパルスの発生タイミング
にはそのようなずれが全くない。従って、信号電荷蓄積
時間にはその読み出しゲートパルスの発生タイミングの
ずれ分オッドフィールドとイーブンフィールドとで差異
が生じるのである。具体的には読み出しゲートパルスの
発生タイミングを早くしたフィールドの方が信号電荷蓄
積時間が短かくなる。

【００２４】そこで、読み出しゲートパルスの発生タイ
ミングを遅くしたフィールド（本例ではイーブンフィー
ルド）においてその遅くしたと同じ時間Ｔａだけシャッ
ターパルスＶｓｕｂのタイミングを遅くすることにより
信号電荷蓄積時間Ｔｂが長くならないようにするのが本
実施例なのである。即ち、本実施例においてセレクタ１
２は、オッドフィールドのときにはシャッターパルス発
生回路１０の出力Ｖｓｕｂをそのまま出力し、読み出し
ゲートパルスが遅くなるときにはその遅くなったのと同
じ時間ＴａシャッターパルスＶｓｕｂを遅延回路１１に
よって遅くして得たシャッターパルスＶｓｕｂｄを出力
する。

【００２５】従って、フィールド内における最後のシャ
ッターパルスと読み出しゲートパルスとの時間間隔、即
ち信号電荷蓄積時間Ｔｂはイーブンフィールドにおいて
長くなることなく、オッドフィールドとイーブンフィー
ルドとで変化がない。依って、フレーム蓄積時にフリッ
カが発生することを防止することができる。

【００２６】尚、本固体撮像装置は、フィールド蓄積時
にはセクレタ１２が常に、即ちオッドフィールド、イー
ブンフィールドのいずれのときでもシャッターパルス発
生回路１０から出力されたシャッターパルスＶｓｕｂを
出力する状態になるようにされている。図１には図示し
なかったが、フィールド識別信号をフレーム蓄積時にの
み通しフィールド蓄積時にはカットするゲートを設け、
このゲートの出力をフィールド識別番号としてセレクタ
１２へ送出するようにすればそのようにすることができ
る。

【００２７】尚、セレクタ１２に送るフィールド識別番
号は、ＮＴＳＣ規格、ＰＡＬ規格においてインターレー
スの関係上必然的に垂直同期信号ＶＤの立ち下りと水平
同期信号の立ち下りとについてオッドフィールドでは一
致するのに対してイーブンフィールドでは一致しないよ
うにされていることを利用してつくっている。図２
（Ａ）、（Ｂ）はフィールド識別回路の説明図で、
（Ａ）は回路図、（Ｂ）は動作説明タイムチャートであ
る。

【００２８】１３はＤ型フリップフロップで、水平同期
信号ＨＤをデータ入力端子に受け、垂直同期信号ＶＤを
遅延回路１４によって遅延させた信号ＶＤｄをクロック
入力端子に反転して受ける。そして、該Ｄ型フリップフ
ロップ１３の出力がフィールド識別信号となる。図２
（Ｂ）から明らかなように、オッドフィールドにおいて
は垂直同期信号ＶＤの立ち下りは水平同期信号ＨＤの立
ち下りに一致しているのに対して、イーブンフィールド
では垂直同期信号ＶＤの立ち下りは水平同期信号ＶＤの
一つのパルスと次のパルスとの中間時点になっており、
そこで垂直同期信号ＶＤの立ち下り時点に水平同期信号
ＨＤが「ハイ」になっているか「ロウ」になっているか
をＤ型フリップフロップ１３により検出することにより
フィールドの識別を行うのである。

【００２９】尚、オッドフィールドにおいてＤ型フリッ
プフロップ１３が受ける垂直同期信号ＶＤの立ち下りタ
イミングが水平同期信号ＨＤの立ち下りタイミングより
も稍遅くないとオッドフィールドの検出に支障をきたす
ので、水平同期信号ＨＤのパルス幅Ｗを越えない範囲で
垂直同期信号ＶＤを遅延させる必要があるが、その役割
を果たすのが遅延回路１４である。

【００３０】図３（Ａ）、（Ｂ）は本発明固体撮像装置
の他の実施例を示すもので、（Ａ）は回路図、（Ｂ）は
読み出しゲートパルスのタイムチャートであり、図４は
フレーム蓄積時における動作を説明するタイムチャート
である。本実施例は、図１に示す実施例のようにフレー
ム蓄積時においてイーブンフィールドのシャッターパル
スＶｓｕｂのタイミングをずらすことによってではな
く、イーブンフィールドの読み出しゲートパルスをオッ
ドフィールドの読み出しゲートパルスとフィールド内に
おけるタイミングが一致するように発生タイミングを調
整することによってオッドフィールドとイーブンフィー
ルドとの間の信号電荷蓄積時間の差異をなくそうとする
ものである

【００３１】本実施例は図１に示した実施例と共通する
部分を有し、それについては既に説明済みなので、相違
する点についてのみ説明する。１５は第１のパルス発生
回路、１６は第２のパルス発生回路で、この二つのパル
ス発生回路１５、１６が発生する第１のパルスと第２の
パルスは各フィールド内において互いに上記時間Ｔａだ
けずれたタイミングで発生し、これに基づいてオッドフ
ィールド読み出しゲートパルスＸｓｇ１、イーブンフィ
ールド読み出しゲートパルスＸｓｇ２が奇数行読み出し
ゲートパルス発生回路１８、偶数行読み出しゲートパル
ス発生回路１９によりつくられる。そして、奇数行読み
出しゲートパルスＸｓｇ１、偶数行読み出しゲートパル
スＸｓｇ２は、垂直転送パルスと合成されて固体撮像素
子の垂直転送電極に印加される。

【００３２】１７はセレクタで、第１のパルス発生回路
１５の出力と第２のパルス発生回路１６の出力とを入力
信号として受け、フィールド／フレーム切換信号を制御
信号として受け、フィールド蓄積のときには第２のパル
ス発生回路１６の出力、即ち、第２のパルスを出力し、
フレーム蓄積のときには第１のパルス発生回路１５の出
力、即ち、第１のパルスを出力する。そして、該セレク
タ１７の出力は偶数行読み出しゲートパルス発生回路１
９に入力される。

【００３３】従って、奇数行読み出しゲートパルス発生
回路１８から出力される奇数行読み出しゲートパルスＸ
ｓｇ１及び偶数行読み出しゲートパルス発生回路１９か
ら出力される偶数行読み出しゲートパルスＸｓｇ２は、
図３（Ｂ）に示すように、フィールド蓄積時には時間差
Ｔａが生じるが、しかし、フレーム蓄積時には第１のパ
ルス発生回路１５の出力が奇数行読み出しゲートパルス
発生回路１８、偶数行読み出しゲートパルス発生回路１
９に入力され、読み出しゲートパルスＸｓｇ１、Ｘｓｇ
２がつくられるので、読み出しゲートパルスＸｓｇ１と
Ｘｓｇ２とはフィールド内における発生タイミングが等
しくなる。依って、フレーム蓄積時のオッドフィールド
とイーブンフィールドとの読み出しゲートパルスの発生
タイミングに起因する信号電荷蓄積時間の違いを是正す
ることができ、延いてはフリッカを防止することができ
る。

【００３４】即ち、図３に示す固体撮像装置のフレーム
蓄積時における動作を示すところの図４から明らかなよ
うに、従来、フィールド内において二点鎖線に示すよう
に発生タイミングが遅れていたイーブンフィールド読み
出しゲートパルスＸｓｇ２をオッドフィールド読み出し
ゲートパルスＸｓｇ１と同じタイミングで発生するよう
にしたので、信号電荷蓄積時間はオッドフィールドとイ
ーブンフィールドとで全く等しくできるのであり、その
当然の帰結としてフリッカの発生を防止することができ
るのである。

【００３５】

【発明の効果】請求項１の固体撮像装置は、固体撮像素
子と、フレーム蓄積方式で読み出すときに偶数行画素と
奇数行画素との間に生じる信号電荷蓄積時間の違いを是
正する蓄積時間調整回路を有することを特徴とする。従
って、請求項１の固体撮像装置によれば、蓄積時間調整
回路によってフレーム蓄積時における偶数行画素と奇数
行画素との間に生じる信号電荷蓄積時間の違いが是正さ
れ、偶数行画素と奇数行画素の信号電荷蓄積時間が等し
くなり、フリッカが生じなくなる。

【００３６】請求項２の固体撮像装置は、蓄積時間調整
回路が、フレーム蓄積時において読み出しゲートパルス
の発生タイミングが遅くなる方のフィールドのときにフ
ィールド内における偶数行画素と奇数行画素との間の信
号電荷蓄積時間の違い分シャッターパルスを遅延させる
遅延回路からなることを特徴とする。従って、請求項２
の固体撮像装置によれば、読み出しゲートパルスの発生
タイミングが遅くなる方のフィールドにおいては偶数行
画素と奇数行画素との間に生じる信号電荷蓄積時間の違
い分だけシャッターパルスの発生タイミングを遅延回路
からなる蓄積時間調整回路により遅延させるので、信号
電荷蓄積時間がオッドフィールドとイーブンフィールド
とで等しくなり、延いてはフリッカが生じなくなる。

【００３７】請求項３の固体撮像装置は、蓄積時間調整
回路が、各フィールド内の所定のタイミングで第１のパ
ルスを発生する第１のパルス発生手段と、各フィールド
内の上記所定のタイミングと異なるタイミングで第２の
パルスを発生する第２のパルス発生手段と、上記第１の
パルスを受けて奇数行画素の信号電荷を読み出す奇数行
読み出しゲートパルスを発生する奇数行読み出しパルス
発生手段と、上記第１、第２のパルス及びフィールド／
フレーム判別信号を受けてフィールド蓄積のときには上
記第２のパルスを、フレーム蓄積のときには上記第１の
パルスを出力するセレクタと、該セレクタの出力を受け
て偶数行画素の信号電荷を読み出す偶数行読み出しパル
スを発生する偶数行読み出しパルス発生手段と、を有す
ることを特徴とするものである。従って、請求項３の固
体撮像装置によれば、フィールド蓄積のときにはセレク
タは第２のパルスを出力するので、偶数行読み出しゲー
トパルスは第２のパルスに基づいて、奇数行読み出しゲ
ートパルスは第１のパルスに基づいてつくられ、偶数行
読み出しゲートパルスと奇数行読み出しゲートパルスの
発生タイミングをずらすことができると共に、フレーム
蓄積のときには、セレクタは第１のパルスを出力するの
で、信号電荷蓄積時間読み出しゲートパルスと奇数行読
み出しゲートパルスは共にフィールド内における発生タ
イミングが等しくなる。従って、フリッカが生じる虞れ
はない。依って、フィールド蓄積時にもフレーム蓄積時
にも支障なく信号の読み出しができる。請求項４の固体
撮像装置の駆動方法は、固体撮像素子としてフィールド
蓄積方式及びフレーム蓄積方式で信号電荷の読み出しが
できるものを用い、信号電荷蓄積時間が電荷を掃き出さ
せるシャッターパルスにより制御される固体撮像装置
を、フィールド蓄積方式による読み出し時においては偶
数行の画素と奇数行の画素とでフィールド内における読
み出しゲートパルスのタイミングをずらし、フレーム蓄
積方式での読み出し時に、偶数行画素と奇数行画素との
間に上記読み出しゲートパルスのタイミングのずれによ
り生じる上記信号電荷蓄積時間の違いを是正するように
駆動することを特徴とする。従って、請求項４の固体撮
像装置の駆動方法によれば、フィールド蓄積方式での読
み出し時に偶数行の画素と奇数行の画素とでフィールド
内における読み出しゲートパルスのタイミングをずらす
ようにしたためにフレーム蓄積方式による読み出し時に
生じる信号電荷蓄積時間の違いを是正するように駆動す
るので、フレーム蓄積方式による読み出し時にその信号
電荷蓄積時間の違いによってフリッカが生じるのを防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）、（Ｂ）は本発明固体撮像装置の一つの
実施例を示すもので、（Ａ）は回路ブロック図、（Ｂ）
はフレーム蓄積時における動作を説明するタイムチャー
トである。

【図２】（Ａ）、（Ｂ）はフィールド識別回路を説明す
るもので、（Ａ）は回路図、（Ｂ）はタイムチャートで
ある。

【図３】（Ａ）、（Ｂ）は本発明固体撮像装置の他の実
施例を示すもので、（Ａ）は回路ブロック図、（Ｂ）は
読み出しゲートパルスのタイムチャートである。

【図４】図３に示す固体撮像装置のフレーム蓄積時にお
ける動作を説明するタイムチャートである。

【図５】発明が解決しようとする問題点を説明するため
の従前の固体撮像装置におけるフレーム蓄積時の動作を
説明するタイムチャートである。

【図６】固体撮像素子の概略構成図である。

【符号の説明】

２ 固体撮像素子 ８ 制御回路 １０ シャッターパルス発生回路 １１ 蓄積時間調整回路を成す遅延回路 １５ 第１のパルス発生手段 １６ 第２のパルス発生手段 １７ セレクタ １８ 偶数行読み出しゲートパルス発生回路 １９ 奇数行読み出しゲートパルス発生回路

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィールド蓄積方式及びフレーム蓄積方
   式で信号電荷の読み出しができる固体撮像素子と、 信号電荷蓄積時間を電荷を掃き出させるシャッターパル
   スにより制御する電子シャッター機能を備え、フィール
   ド蓄積方式による読み出し時において偶数行の画素と奇
   数行の画素とでフィールド内における読み出しゲートパ
   ルスのタイミングがずらすようにされており、フレーム
   蓄積方式での読み出し時に、偶数行画素と奇数行画素と
   の間に上記読み出しゲートパルスのタイミングのずれに
   より生じる上記信号電荷蓄積時間の違いを是正する蓄積
   時間調整回路と、 を有することを特徴とする固体撮像装置
2. 【請求項２】 蓄積時間調整回路が、オッドフィールド
   とイーブンフィールドのうちフレーム蓄積時において読
   み出しゲートパルスの発生タイミングが遅くなる方のフ
   ィールドの時にフィールド内における偶数行画素と奇数
   行画素との間の信号電荷蓄積時間の違い分シャッターパ
   ルスを遅延させる遅延回路からなることを特徴とする請
   求項１に記載の固体撮像装置
3. 【請求項３】 蓄積時間調整回路が、 各フィールド内の所定のタイミングで第１のパルスを発
   生する第１のパルス発生手段と、 各フィールド内の上記所定のタイミングと異なるタイミ
   ングで第２のパルスを発生する第１のパルス発生手段
   と、 上記第１のパルスを受けて奇数行画素の信号電荷を読み
   出す奇数行読み出しゲートパルスを発生する奇数行読み
   出しパルス発生手段と、 上記第１、第２のパルス及びフィールド／フレーム判別
   信号を受けてフィールド蓄積のときには上記第２のパル
   スを、フレーム蓄積のときには上記第１のパルスを出力
   するセレクタと、 上記セレクタの出力を受けて偶数行画素の信号電荷を読
   み出す偶数行読み出しパルスを発生する偶数行読み出し
   パルス発生手段と、 を有することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装
   置
4. 【請求項４】 固体撮像素子としてフィールド蓄積方式
   及びフレーム蓄積方 式で信号電荷の読み出しができるも
   のを用い、信号電荷蓄積時間が電荷を掃き出させるシャ
   ッターパルスにより制御される固体撮像装置を、 フィールド蓄積方式による読み出し時においては偶数行
   の画素と奇数行の画素とでフィールド内における読み出
   しゲートパルスのタイミングをずらし、 フレーム蓄積方式での読み出し時においては偶数行画素
   と奇数行画素との間に上記読み出しゲートパルスのタイ
   ミングのずれにより生じる上記信号電荷蓄積時間の違い
   を是正するように、 駆動することを特徴とする固体撮像装置の駆動方法