JP3392676B2 - 固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置 - Google Patents
固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フレーム転送方式
のＣＣＤ固体撮像素子及びその固体撮像素子を用いて静
止画像を得られるようにした撮像装置に関する。
のＣＣＤ固体撮像素子及びその固体撮像素子を用いて静
止画像を得られるようにした撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】パーソナルコンピュータやワードプロセ
ッサなどのコンピュータ機器に画像情報を取り込む手段
として、固体撮像素子を用いた電子スチルカメラが用い
られるようになっている。この電子スチルカメラは、従
来のテレビカメラ等の撮像装置と同様に、被写体画像を
動画、即ち、静止画像の連続として撮らえ、その中から
所望の１画面の画像情報を取り出すように構成される。
通常、このような電子スチルカメラの画像情報の処理に
おいては、処理の高速化を図るため、適当に間引いた少
ない情報量の画像信号で連続画像を再生し、最終的に取
り出そうとする１画面の画像情報に対してのみ完全な信
号処理を施すようにしている。
ッサなどのコンピュータ機器に画像情報を取り込む手段
として、固体撮像素子を用いた電子スチルカメラが用い
られるようになっている。この電子スチルカメラは、従
来のテレビカメラ等の撮像装置と同様に、被写体画像を
動画、即ち、静止画像の連続として撮らえ、その中から
所望の１画面の画像情報を取り出すように構成される。
通常、このような電子スチルカメラの画像情報の処理に
おいては、処理の高速化を図るため、適当に間引いた少
ない情報量の画像信号で連続画像を再生し、最終的に取
り出そうとする１画面の画像情報に対してのみ完全な信
号処理を施すようにしている。
【０００３】図７は、電子スチルカメラの構成を示すブ
ロック図で、図８は、その動作を説明するタイミング図
である。ＣＣＤ固体撮像素子１は、行列配置された複数
の受光画素と各受光画素に対応付けられるシフトレジス
タとを有する。複数の受光画素は、周知のレンズ機構に
よって受光面に照射される被写体画像に対応する光に応
答して情報電荷を発生して蓄積する。シフトレジスタ
は、各受光画素に蓄積される情報電荷を所定の順序で転
送出力する。また、固体撮像素子１には、シフトレジス
タの出力端に、情報電荷を画素単位で蓄積する容量が設
けられており、転送出力される情報電荷の電荷量が電圧
値に変換して取り出され、画像信号Ｙ0(t)として出力さ
れる。
ロック図で、図８は、その動作を説明するタイミング図
である。ＣＣＤ固体撮像素子１は、行列配置された複数
の受光画素と各受光画素に対応付けられるシフトレジス
タとを有する。複数の受光画素は、周知のレンズ機構に
よって受光面に照射される被写体画像に対応する光に応
答して情報電荷を発生して蓄積する。シフトレジスタ
は、各受光画素に蓄積される情報電荷を所定の順序で転
送出力する。また、固体撮像素子１には、シフトレジス
タの出力端に、情報電荷を画素単位で蓄積する容量が設
けられており、転送出力される情報電荷の電荷量が電圧
値に変換して取り出され、画像信号Ｙ0(t)として出力さ
れる。
【０００４】駆動回路２は、固体撮像素子１の各シフト
レジスタに対して多相の垂直転送クロックφv及び水平
転送クロックφhを供給し、複数の受光画素に蓄積され
る情報電荷を所定の順序で転送出力させる。即ち、垂直
同期信号ＶＴに従うタイミングで固体撮像素子１の受光
画素からシフトレジスタへ情報電荷を転送させた後、水
平同期信号ＨＴに従うタイミングで１行ずつ情報電荷を
転送出力させることにより、画像信号Ｙ0(t)を得られる
ようにしている。タイミング制御回路３は、一定周期の
基準クロックに基づいて水平同期信号ＨＴ及び垂直走査
信号ＶＴを生成し、駆動回路２に供給する。この水平同
期信号ＨＴ及び垂直同期信号ＶＴは、固体撮像素子１の
水平走査及び垂直走査のタイミングを決定するためのも
のであり、所定のテレビジョン方式に従って生成され
る。同時に、画像信号Ｙ0(t)を水平同期信号ＨＴ及び垂
直同期信号ＶＴに従い規格化するタイミング信号ＰＣを
生成し、後述する信号処理回路４へ供給する。また、タ
イミング制御回路３は、画像確定指示ＤＩに応答し、駆
動回路２の連続撮像動作を停止させると共に、信号処理
回路４に画像信号Ｙ0(t)に対応した特定の１画面の画像
データＤ(n)を出力させる。
レジスタに対して多相の垂直転送クロックφv及び水平
転送クロックφhを供給し、複数の受光画素に蓄積され
る情報電荷を所定の順序で転送出力させる。即ち、垂直
同期信号ＶＴに従うタイミングで固体撮像素子１の受光
画素からシフトレジスタへ情報電荷を転送させた後、水
平同期信号ＨＴに従うタイミングで１行ずつ情報電荷を
転送出力させることにより、画像信号Ｙ0(t)を得られる
ようにしている。タイミング制御回路３は、一定周期の
基準クロックに基づいて水平同期信号ＨＴ及び垂直走査
信号ＶＴを生成し、駆動回路２に供給する。この水平同
期信号ＨＴ及び垂直同期信号ＶＴは、固体撮像素子１の
水平走査及び垂直走査のタイミングを決定するためのも
のであり、所定のテレビジョン方式に従って生成され
る。同時に、画像信号Ｙ0(t)を水平同期信号ＨＴ及び垂
直同期信号ＶＴに従い規格化するタイミング信号ＰＣを
生成し、後述する信号処理回路４へ供給する。また、タ
イミング制御回路３は、画像確定指示ＤＩに応答し、駆
動回路２の連続撮像動作を停止させると共に、信号処理
回路４に画像信号Ｙ0(t)に対応した特定の１画面の画像
データＤ(n)を出力させる。
【０００５】信号処理回路４は、固体撮像素子１から出
力される画像信号Ｙ0(t)を取り込み、タイミング信号Ｐ
Ｃに従ってサンプルホールド、レベル補正等の各種の処
理を施し、所定のフォーマットに準じた画像信号Ｙ1(t)
として表示器５へ供給する。この信号処理回路４は、Ａ
／Ｄ変換器及びＤ／Ａ変換器を含み、画像信号Ｙ0(t)を
デジタルデータとして信号処理を施し、所定の信号処理
が完了した後にアナログ値の画像信号Ｙ1(t)に戻して表
示器５へ供給するように構成される。さらに、信号処理
回路４は、タイミング制御回路３が画像確定指示ＤＩを
受けたときの画像信号Ｙ0(t)の１画面分に対応するデジ
タル画像データＤ(n)を静止画出力として外部へ供給す
る。表示器５は、ＬＣＤパネル等からなり、信号処理回
路４から供給される画像信号Ｙ1(t)に従う固体撮像素子
１が撮らえた画像を連続して表示する。尚、画像確定指
示ＤＩを受けた後には、静止画出力として出力される画
像データＤ(n)に対応する静止画像を表示する。
力される画像信号Ｙ0(t)を取り込み、タイミング信号Ｐ
Ｃに従ってサンプルホールド、レベル補正等の各種の処
理を施し、所定のフォーマットに準じた画像信号Ｙ1(t)
として表示器５へ供給する。この信号処理回路４は、Ａ
／Ｄ変換器及びＤ／Ａ変換器を含み、画像信号Ｙ0(t)を
デジタルデータとして信号処理を施し、所定の信号処理
が完了した後にアナログ値の画像信号Ｙ1(t)に戻して表
示器５へ供給するように構成される。さらに、信号処理
回路４は、タイミング制御回路３が画像確定指示ＤＩを
受けたときの画像信号Ｙ0(t)の１画面分に対応するデジ
タル画像データＤ(n)を静止画出力として外部へ供給す
る。表示器５は、ＬＣＤパネル等からなり、信号処理回
路４から供給される画像信号Ｙ1(t)に従う固体撮像素子
１が撮らえた画像を連続して表示する。尚、画像確定指
示ＤＩを受けた後には、静止画出力として出力される画
像データＤ(n)に対応する静止画像を表示する。
【０００６】図９は、フレーム転送方式のＣＣＤ固体撮
像素子１の構成を示す模式図で、図１０は、同期信号と
固体撮像素子１を駆動する各転送クロックとの関係を示
すタイミング図である。この図においては、図面を簡略
化するため、受光画素の配列を１２行×１６列で示して
ある。フレーム転送方式のＣＣＤ固体撮像素子１は、撮
像部１ｉ、蓄積部１ｓ、水平転送部１ｈ及び出力部１ｄ
より構成される。撮像部１ｉは、垂直方向に連続する互
いに平行な複数のＣＣＤシフトレジスタからなり、これ
らのシフトレジスタの各ビットがそれぞれ受光画素を構
成する。この撮像部１ｉには、垂直同期信号ＶＴに同期
する多相のフレーム転送クロックφfが印加され、撮像
期間中に各受光画素に蓄積された情報電荷が垂直走査の
ブランキング期間に蓄積部１ｓへ高速転送される。
像素子１の構成を示す模式図で、図１０は、同期信号と
固体撮像素子１を駆動する各転送クロックとの関係を示
すタイミング図である。この図においては、図面を簡略
化するため、受光画素の配列を１２行×１６列で示して
ある。フレーム転送方式のＣＣＤ固体撮像素子１は、撮
像部１ｉ、蓄積部１ｓ、水平転送部１ｈ及び出力部１ｄ
より構成される。撮像部１ｉは、垂直方向に連続する互
いに平行な複数のＣＣＤシフトレジスタからなり、これ
らのシフトレジスタの各ビットがそれぞれ受光画素を構
成する。この撮像部１ｉには、垂直同期信号ＶＴに同期
する多相のフレーム転送クロックφfが印加され、撮像
期間中に各受光画素に蓄積された情報電荷が垂直走査の
ブランキング期間に蓄積部１ｓへ高速転送される。
【０００７】蓄積部１ｓは、撮像部１ｉのシフトレジス
タに連続し、ビット数が一致する複数のＣＣＤシフトレ
ジスタからなり、これらのシフトレジスタの各ビットに
撮像部１ｉの各受光画素から転送出力される情報電荷を
それぞれ一時的に蓄積する。この蓄積部１ｓには、垂直
同期信号ＶＴ及び水平同期信号ＨＴに同期した多相の垂
直転送クロックφvが印加され、撮像部１ｉから情報電
荷が１画面単位で取り込まれると共に、取り込まれた情
報電荷が水平走査のブランキング期間に１行単位で水平
転送部１ｈへ転送される。
タに連続し、ビット数が一致する複数のＣＣＤシフトレ
ジスタからなり、これらのシフトレジスタの各ビットに
撮像部１ｉの各受光画素から転送出力される情報電荷を
それぞれ一時的に蓄積する。この蓄積部１ｓには、垂直
同期信号ＶＴ及び水平同期信号ＨＴに同期した多相の垂
直転送クロックφvが印加され、撮像部１ｉから情報電
荷が１画面単位で取り込まれると共に、取り込まれた情
報電荷が水平走査のブランキング期間に１行単位で水平
転送部１ｈへ転送される。
【０００８】水平転送部１ｈは、蓄積部１ｓの各シフト
レジスタの出力が各ビットに結合された単一のＣＣＤシ
フトレジスタからなり、蓄積部１ｓの各シフトレジスタ
から転送出力される情報電荷を各ビットに受ける。この
水平転送部１ｈには、水平同期信号ＨＴに同期した多相
の水平転送クロックφhが印加され、蓄積部１ｓの各シ
フトレジスタから１水平ライン単位で転送出力される情
報電荷が順次出力部１ｄ側へ転送される。
レジスタの出力が各ビットに結合された単一のＣＣＤシ
フトレジスタからなり、蓄積部１ｓの各シフトレジスタ
から転送出力される情報電荷を各ビットに受ける。この
水平転送部１ｈには、水平同期信号ＨＴに同期した多相
の水平転送クロックφhが印加され、蓄積部１ｓの各シ
フトレジスタから１水平ライン単位で転送出力される情
報電荷が順次出力部１ｄ側へ転送される。
【０００９】出力部１ｄは、水平転送部１ｈの出力側で
情報電荷を受ける容量を含み、水平転送部１ｈから転送
出力される情報電荷を受けて電荷量に応じた電圧値を出
力する。この出力部１ｄには、水平転送クロックφhに
従うリセットクロックφrが印加され、水平転送部１ｈ
から順次転送出力される情報電荷を１画素単位で排出さ
せることにより、１画素毎の情報電荷量に対応する電圧
値を取り出すようにしている。ここで出力される電圧値
の変化が画像信号Ｙ0(t)となる。
情報電荷を受ける容量を含み、水平転送部１ｈから転送
出力される情報電荷を受けて電荷量に応じた電圧値を出
力する。この出力部１ｄには、水平転送クロックφhに
従うリセットクロックφrが印加され、水平転送部１ｈ
から順次転送出力される情報電荷を１画素単位で排出さ
せることにより、１画素毎の情報電荷量に対応する電圧
値を取り出すようにしている。ここで出力される電圧値
の変化が画像信号Ｙ0(t)となる。
【００１０】このような、フレーム転送方式の固体撮像
素子１は、撮像して得られた情報電荷を一時的に蓄積す
る蓄積部１ｓが、撮像部１ｉの受光画素から離れている
ため、受光画素からの不要な電荷の漏れ込みが少ない。
このため、固体撮像素子から任意のタイミングで情報電
荷を読み出して静止画像を得る電子スチルカメラに適し
ている。
素子１は、撮像して得られた情報電荷を一時的に蓄積す
る蓄積部１ｓが、撮像部１ｉの受光画素から離れている
ため、受光画素からの不要な電荷の漏れ込みが少ない。
このため、固体撮像素子から任意のタイミングで情報電
荷を読み出して静止画像を得る電子スチルカメラに適し
ている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述の電子スチルカメ
ラの場合、固体撮像素子１を連続動作させて動画像を取
り出し、その動画像を見ながら所望の静止画像を取り出
せるようにしている。このときの動画像は、単なる確認
画面であるため、高画質である必要はなく、通常は、画
像信号Ｙ0(t)の情報量を予め少なくして信号処理回路４
での信号処理を簡単にしている。即ち、信号処理回路４
の入力段階で画像信号Ｙ0(t)を一定の列単位あるいは行
単位で間引くことで情報量を削減し、各種の信号処理を
簡略化して高速化を図れるように構成している。
ラの場合、固体撮像素子１を連続動作させて動画像を取
り出し、その動画像を見ながら所望の静止画像を取り出
せるようにしている。このときの動画像は、単なる確認
画面であるため、高画質である必要はなく、通常は、画
像信号Ｙ0(t)の情報量を予め少なくして信号処理回路４
での信号処理を簡単にしている。即ち、信号処理回路４
の入力段階で画像信号Ｙ0(t)を一定の列単位あるいは行
単位で間引くことで情報量を削減し、各種の信号処理を
簡略化して高速化を図れるように構成している。
【００１２】しかしながら、画像信号Ｙ0(t)を間引いて
信号処理回路４に取り込むようにするための構成は、信
号処理回路４の回路規模が大きくなると共に、各部での
消費電力が増加するという問題を招く。また、撮像部１
ｉと蓄積部１ｓとを有するフレーム転送方式の固体撮像
素子１自体も、行列配置される受光画素の各列間に垂直
転送部が配置されるインターライン転送方式の固体撮像
素子に比べてチップ面積が大きく、製造コストが高くな
るという問題を有している。
信号処理回路４に取り込むようにするための構成は、信
号処理回路４の回路規模が大きくなると共に、各部での
消費電力が増加するという問題を招く。また、撮像部１
ｉと蓄積部１ｓとを有するフレーム転送方式の固体撮像
素子１自体も、行列配置される受光画素の各列間に垂直
転送部が配置されるインターライン転送方式の固体撮像
素子に比べてチップ面積が大きく、製造コストが高くな
るという問題を有している。
【００１３】そこで本発明は、消費電力の増大を抑えな
がら、コストの低減を図り、安価で高性能な電子スチル
カメラを提供できるようにすることを目的とする。
がら、コストの低減を図り、安価で高性能な電子スチル
カメラを提供できるようにすることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために成されたものであり、その特徴とすると
ころは、複数の受光画素が行列配置され、光電変換によ
り発生する情報電荷を各受光画素に蓄積する撮像部と、
複数の蓄積画素が行列配置され、上記受光画素から各列
毎に転送出力される情報電荷を各蓄積画素に蓄積する蓄
積部と、上記蓄積画素から１行毎に転送出力される情報
電荷を受け取り、順次転送出力する水平転送部と、を備
えた固体撮像素子であって、上記撮像部は、第１及び第
２の撮像動作で情報電荷を常時蓄積する第１の受光画素
が連続する第１の行、及び、第１の行の間に適数行配置
され、第１の撮像動作で情報電荷を排出すると共に第２
の撮像動作で情報電荷を蓄積する第２の受光画素が連続
する第２の行を含み、上記蓄積部は、上記第１の行の行
数に応じて配置され、上記蓄積画素が連続する第３の行
を含むことにある。
解決するために成されたものであり、その特徴とすると
ころは、複数の受光画素が行列配置され、光電変換によ
り発生する情報電荷を各受光画素に蓄積する撮像部と、
複数の蓄積画素が行列配置され、上記受光画素から各列
毎に転送出力される情報電荷を各蓄積画素に蓄積する蓄
積部と、上記蓄積画素から１行毎に転送出力される情報
電荷を受け取り、順次転送出力する水平転送部と、を備
えた固体撮像素子であって、上記撮像部は、第１及び第
２の撮像動作で情報電荷を常時蓄積する第１の受光画素
が連続する第１の行、及び、第１の行の間に適数行配置
され、第１の撮像動作で情報電荷を排出すると共に第２
の撮像動作で情報電荷を蓄積する第２の受光画素が連続
する第２の行を含み、上記蓄積部は、上記第１の行の行
数に応じて配置され、上記蓄積画素が連続する第３の行
を含むことにある。
【００１５】本発明によれば、第１及び第２の撮像動作
で情報電荷を常時蓄積する第１の受光画素が連続する第
１の行に対応するようにして蓄積部に第３の行が配置さ
れるため、撮像部に対する蓄積部の面積が、第１の行の
数と第２の行の数との比に応じて縮小される。従って、
フレーム転送方式であっても、チップ面積が縮小され
る。さらに、本発明の特徴とするところは、被写体画像
を繰り返し撮像して１画面単位で画像情報が連続する第
１の画像信号を得る第１の撮像動作と、上記第１の画像
信号で表示される連続画像の内の１つに対応する被写体
画像を撮像して１画面分の画像情報を含む第２の画像信
号を得る第２の撮像動作と、を実行する撮像装置であっ
て、第１及び第２の撮像動作で情報電荷を常時蓄積する
第１の受光画素が連続する第１の行及び第１の撮像動作
で情報電荷を排出すると共に第２の撮像動作で情報電荷
を蓄積する第２の受光画素が連続する第２の行が所定の
規則に従って配置される撮像部に、第１の行の行数に従
い、情報電荷を一時的に蓄積する蓄積画素が連続する第
３の行が配置される蓄積部が対応付けられる固体撮像素
子と、上記撮像部に照射される光の光路上に配置され、
第１の撮像動作で継続して開放され、第２の撮像動作で
所定の期間開放した後に上記撮像部を遮光するシャッタ
機構と、第１の撮像動作で、上記撮像部の第１の行から
蓄積部の第３の行へ情報電荷を転送した後、１行毎に転
送出力し、第２の撮像動作で、上記撮像部の第１及び第
２の行から蓄積部の第３の行を介して１行毎に転送出力
する駆動回路と、を備えたことにある。
で情報電荷を常時蓄積する第１の受光画素が連続する第
１の行に対応するようにして蓄積部に第３の行が配置さ
れるため、撮像部に対する蓄積部の面積が、第１の行の
数と第２の行の数との比に応じて縮小される。従って、
フレーム転送方式であっても、チップ面積が縮小され
る。さらに、本発明の特徴とするところは、被写体画像
を繰り返し撮像して１画面単位で画像情報が連続する第
１の画像信号を得る第１の撮像動作と、上記第１の画像
信号で表示される連続画像の内の１つに対応する被写体
画像を撮像して１画面分の画像情報を含む第２の画像信
号を得る第２の撮像動作と、を実行する撮像装置であっ
て、第１及び第２の撮像動作で情報電荷を常時蓄積する
第１の受光画素が連続する第１の行及び第１の撮像動作
で情報電荷を排出すると共に第２の撮像動作で情報電荷
を蓄積する第２の受光画素が連続する第２の行が所定の
規則に従って配置される撮像部に、第１の行の行数に従
い、情報電荷を一時的に蓄積する蓄積画素が連続する第
３の行が配置される蓄積部が対応付けられる固体撮像素
子と、上記撮像部に照射される光の光路上に配置され、
第１の撮像動作で継続して開放され、第２の撮像動作で
所定の期間開放した後に上記撮像部を遮光するシャッタ
機構と、第１の撮像動作で、上記撮像部の第１の行から
蓄積部の第３の行へ情報電荷を転送した後、１行毎に転
送出力し、第２の撮像動作で、上記撮像部の第１及び第
２の行から蓄積部の第３の行を介して１行毎に転送出力
する駆動回路と、を備えたことにある。
【００１６】本発明によれば、粗い画像の撮像を繰り返
す第１の撮像動作ではシャッタ機構を動作させず、細か
い画像の撮像を１度だけ行う第２の撮像動作でシャッタ
機構を動作させるようにしたことで、シャッタ機構は、
第２の撮像動作の短い期間にのみ電力を消費するように
なる。同時に、フレーム転送方式の固体撮像素子の蓄積
部の行数を間引いておき、第１の撮像動作では、蓄積部
の行数の分だけ撮像部の受光画素に情報電荷を蓄積する
ようにしたことで、予め行数が間引かれた状態で画像信
号を得られる。
す第１の撮像動作ではシャッタ機構を動作させず、細か
い画像の撮像を１度だけ行う第２の撮像動作でシャッタ
機構を動作させるようにしたことで、シャッタ機構は、
第２の撮像動作の短い期間にのみ電力を消費するように
なる。同時に、フレーム転送方式の固体撮像素子の蓄積
部の行数を間引いておき、第１の撮像動作では、蓄積部
の行数の分だけ撮像部の受光画素に情報電荷を蓄積する
ようにしたことで、予め行数が間引かれた状態で画像信
号を得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に関するフレーム
転送方式のＣＣＤ固体撮像素子１１の構成を示す模式図
である。この図においては、図面を簡略化するため、受
光画素の配列を１２行×１６列で示してある。また、受
光画素は、第２の撮像動作でのみ電荷を蓄積する選択蓄
積画素に対して、第１及び第２の撮像動作で電荷を蓄積
する常時蓄積画素を３列おきに配置した場合を示す。
転送方式のＣＣＤ固体撮像素子１１の構成を示す模式図
である。この図においては、図面を簡略化するため、受
光画素の配列を１２行×１６列で示してある。また、受
光画素は、第２の撮像動作でのみ電荷を蓄積する選択蓄
積画素に対して、第１及び第２の撮像動作で電荷を蓄積
する常時蓄積画素を３列おきに配置した場合を示す。
【００１８】フレーム転送方式のＣＣＤ固体撮像素子１
１は、撮像部１１ｉ、蓄積部１１ｓ、水平転送部１１ｈ
及び出力部１１ｄより構成される。撮像部１１ｉは、垂
直方向に連続する互いに平行な複数のＣＣＤシフトレジ
スタからなり、これらのシフトレジスタの各ビットがそ
れぞれ受光画素を構成する。各受光画素は、固体撮像素
子１１が粗い画像の撮像を行う第１の撮像動作では情報
電荷を蓄積せず、細かい画像の撮像を行う第２の撮像動
作で情報電荷を蓄積する選択蓄積画素と、何れの撮像動
作でも情報電荷を蓄積する常時蓄積画素とを含む。これ
らの常時蓄積画素及び選択蓄積画素は、それぞれ行方向
に連続し、第１の行（図面にハッチングを施さない部
分）及び第２の行（図面にハッチングを施した部分）を
形成する。第１の行は、１行ずつ一定の間隔を空けて配
置され、第２の行は、第１の行の間に適数行配置され
る。図面においては、第１の行の間に第２の行を３行ず
つ配置した場合を示している。そして、第１の行には、
多相の第１のフレーム転送クロックφaが印加され、第
２の行には、多相の第２のフレーム転送クロックφbが
印加される。各行の画素の構造については、それぞれ同
じであり、印加されるクロックにより常時蓄積画素と選
択蓄積画素とが区別される。また、各受光画素に蓄積さ
れた情報電荷を転送する際には、第１のフレーム転送ク
ロックφaと第２のフレーム転送クロックφbとを一致さ
せ、情報電荷を蓄積部１１ｓへ転送（フレーム転送）す
る。この情報電荷の転送は、第１の撮像動作において
は、図９に示す固体撮像素子１の撮像部１ｉと同様に、
垂直同期信号ＶＴに同期するタイミングで高速に行われ
る。これに対して第２の撮像動作においては、高速転送
は行われず、図９に示す固体撮像素子１の蓄積部１ｓと
同様に、水平走査に従う周期で１行ずつ行われる。
１は、撮像部１１ｉ、蓄積部１１ｓ、水平転送部１１ｈ
及び出力部１１ｄより構成される。撮像部１１ｉは、垂
直方向に連続する互いに平行な複数のＣＣＤシフトレジ
スタからなり、これらのシフトレジスタの各ビットがそ
れぞれ受光画素を構成する。各受光画素は、固体撮像素
子１１が粗い画像の撮像を行う第１の撮像動作では情報
電荷を蓄積せず、細かい画像の撮像を行う第２の撮像動
作で情報電荷を蓄積する選択蓄積画素と、何れの撮像動
作でも情報電荷を蓄積する常時蓄積画素とを含む。これ
らの常時蓄積画素及び選択蓄積画素は、それぞれ行方向
に連続し、第１の行（図面にハッチングを施さない部
分）及び第２の行（図面にハッチングを施した部分）を
形成する。第１の行は、１行ずつ一定の間隔を空けて配
置され、第２の行は、第１の行の間に適数行配置され
る。図面においては、第１の行の間に第２の行を３行ず
つ配置した場合を示している。そして、第１の行には、
多相の第１のフレーム転送クロックφaが印加され、第
２の行には、多相の第２のフレーム転送クロックφbが
印加される。各行の画素の構造については、それぞれ同
じであり、印加されるクロックにより常時蓄積画素と選
択蓄積画素とが区別される。また、各受光画素に蓄積さ
れた情報電荷を転送する際には、第１のフレーム転送ク
ロックφaと第２のフレーム転送クロックφbとを一致さ
せ、情報電荷を蓄積部１１ｓへ転送（フレーム転送）す
る。この情報電荷の転送は、第１の撮像動作において
は、図９に示す固体撮像素子１の撮像部１ｉと同様に、
垂直同期信号ＶＴに同期するタイミングで高速に行われ
る。これに対して第２の撮像動作においては、高速転送
は行われず、図９に示す固体撮像素子１の蓄積部１ｓと
同様に、水平走査に従う周期で１行ずつ行われる。
【００１９】蓄積部１１ｓは、撮像部１１ｉのシフトレ
ジスタに連続する複数のＣＣＤシフトレジスタからな
り、これらのシフトレジスタの各ビットに撮像部１１ｉ
の常時蓄積画素から転送出力される情報電荷をそれぞれ
一時的に蓄積する。この蓄積部１１ｓの行数は、撮像部
１１ｉの第１の行の行数、即ち、撮像部１１ｉの常時蓄
積画素の画素数に一致する。図面においては、蓄積部１
１ｓは、撮像部１１ｉの１／４の行（３行×１６列）に
形成される。この蓄積部１１ｓの各行には、垂直同期信
号ＶＴあるいは水平同期信号ＨＴに同期した多相の垂直
転送クロックφvが印加される。第１の撮像動作では、
第１及び第２のフレームクロックφa、φbの４倍の周期
で撮像部１１ｉの常時蓄積画素から情報電荷を取り込
み、取り込んだ情報電荷を水平走査期間毎に１行ずつ水
平転送部１ｈへ転送する。第２の撮像動作では、垂直転
送クロックφvを第１及び第２のフレーム転送クロック
φa、φbに一致させて撮像部１１ｉの各シフトレジスタ
の延長部分として動作させ、常時蓄積画素及び選択蓄積
画素からの情報電荷を順次水平転送部１１ｈへ転送す
る。
ジスタに連続する複数のＣＣＤシフトレジスタからな
り、これらのシフトレジスタの各ビットに撮像部１１ｉ
の常時蓄積画素から転送出力される情報電荷をそれぞれ
一時的に蓄積する。この蓄積部１１ｓの行数は、撮像部
１１ｉの第１の行の行数、即ち、撮像部１１ｉの常時蓄
積画素の画素数に一致する。図面においては、蓄積部１
１ｓは、撮像部１１ｉの１／４の行（３行×１６列）に
形成される。この蓄積部１１ｓの各行には、垂直同期信
号ＶＴあるいは水平同期信号ＨＴに同期した多相の垂直
転送クロックφvが印加される。第１の撮像動作では、
第１及び第２のフレームクロックφa、φbの４倍の周期
で撮像部１１ｉの常時蓄積画素から情報電荷を取り込
み、取り込んだ情報電荷を水平走査期間毎に１行ずつ水
平転送部１ｈへ転送する。第２の撮像動作では、垂直転
送クロックφvを第１及び第２のフレーム転送クロック
φa、φbに一致させて撮像部１１ｉの各シフトレジスタ
の延長部分として動作させ、常時蓄積画素及び選択蓄積
画素からの情報電荷を順次水平転送部１１ｈへ転送す
る。
【００２０】水平転送部１１ｈは、蓄積部１１ｓの各シ
フトレジスタの出力が各ビットに結合された単一のＣＣ
Ｄシフトレジスタからなり、蓄積部１１ｓの各シフトレ
ジスタから転送出力される情報電荷を各ビットに受け
る。この水平転送部１１ｈは、図９に示す固体撮像素子
１の水平転送部１ｈと同一であり、水平同期信号ＨＴに
同期した多相の水平転送クロックφhが印加されて蓄積
部１１ｓの各シフトレジスタから１水平ライン単位で転
送出力される情報電荷が順次出力部１１ｄ側へ転送され
る。出力部１１ｄは、水平転送部１１ｈの出力側で情報
電荷を受ける容量を含み、水平転送部１１ｈから転送出
力される情報電荷を受けて電荷量に応じた電圧値を出力
する。この出力部１１ｄには、水平転送クロックφhに
従うリセットクロックφrが印加され、水平転送部１１
ｈから順次転送出力される情報電荷を１画素単位で排出
させることにより、１画素毎の情報電荷量に対応する電
圧値を取り出すようにしている。ここで出力される電圧
値の変化が画像信号Ｙ0(t)となる。
フトレジスタの出力が各ビットに結合された単一のＣＣ
Ｄシフトレジスタからなり、蓄積部１１ｓの各シフトレ
ジスタから転送出力される情報電荷を各ビットに受け
る。この水平転送部１１ｈは、図９に示す固体撮像素子
１の水平転送部１ｈと同一であり、水平同期信号ＨＴに
同期した多相の水平転送クロックφhが印加されて蓄積
部１１ｓの各シフトレジスタから１水平ライン単位で転
送出力される情報電荷が順次出力部１１ｄ側へ転送され
る。出力部１１ｄは、水平転送部１１ｈの出力側で情報
電荷を受ける容量を含み、水平転送部１１ｈから転送出
力される情報電荷を受けて電荷量に応じた電圧値を出力
する。この出力部１１ｄには、水平転送クロックφhに
従うリセットクロックφrが印加され、水平転送部１１
ｈから順次転送出力される情報電荷を１画素単位で排出
させることにより、１画素毎の情報電荷量に対応する電
圧値を取り出すようにしている。ここで出力される電圧
値の変化が画像信号Ｙ0(t)となる。
【００２１】図２は、第１の撮像動作の際の電荷蓄積期
間（撮像期間）及びフレーム転送期間のクロックφa、
φbの波形図で、３相駆動の場合を示している。３相駆
動の場合、固体撮像素子１１の撮像部１１ｉの各画素に
は、１画素あたり３つの電極が配置される。これらの電
極は、印加されるクロックの電位に応じて基板内部のポ
テンシャルを制御するものであり、ポテンシャルが深く
形成される部分（ポテンシャル井戸）に情報電荷が蓄積
され、ポテンシャルが浅く形成される部分（ポテンシャ
ル障壁）で画素分離が行われる。撮像期間中は、図２に
示すように、３つの位相を有する第１のフレームクロッ
クφa1〜φa3の内の少なくとも１つが高電位に固定さ
れ、少なくとも１つが低電位に固定される。ここでは、
第１及び第２の位相のクロックφa1、φa2が高電位に固
定され、第３の位相のクロックφa3が低電位に固定され
る。これにより、クロックφa1、φa2が印加される電極
の下に情報電荷が蓄積されるようになる。また、第２の
フレームクロックφb1〜φb3については、全てが低電位
に固定されるため、この第２のフレームクロックφb1〜
φb3が印加される選択蓄積画素には情報電荷は蓄積され
ない。即ち、第１の撮像動作においては、第２のフレー
ムクロックφb1〜φb3が印加される選択蓄積画素には、
情報電荷は蓄積されない。尚、選択蓄積画素において
も、光電変換によって情報電荷が発生しているため、第
２のフレームクロックφb1〜φb3を周期的に電荷排出用
の電位にすることにより、選択蓄積画素に発生する情報
電荷が常時蓄積画素に混入しないようにしている。
間（撮像期間）及びフレーム転送期間のクロックφa、
φbの波形図で、３相駆動の場合を示している。３相駆
動の場合、固体撮像素子１１の撮像部１１ｉの各画素に
は、１画素あたり３つの電極が配置される。これらの電
極は、印加されるクロックの電位に応じて基板内部のポ
テンシャルを制御するものであり、ポテンシャルが深く
形成される部分（ポテンシャル井戸）に情報電荷が蓄積
され、ポテンシャルが浅く形成される部分（ポテンシャ
ル障壁）で画素分離が行われる。撮像期間中は、図２に
示すように、３つの位相を有する第１のフレームクロッ
クφa1〜φa3の内の少なくとも１つが高電位に固定さ
れ、少なくとも１つが低電位に固定される。ここでは、
第１及び第２の位相のクロックφa1、φa2が高電位に固
定され、第３の位相のクロックφa3が低電位に固定され
る。これにより、クロックφa1、φa2が印加される電極
の下に情報電荷が蓄積されるようになる。また、第２の
フレームクロックφb1〜φb3については、全てが低電位
に固定されるため、この第２のフレームクロックφb1〜
φb3が印加される選択蓄積画素には情報電荷は蓄積され
ない。即ち、第１の撮像動作においては、第２のフレー
ムクロックφb1〜φb3が印加される選択蓄積画素には、
情報電荷は蓄積されない。尚、選択蓄積画素において
も、光電変換によって情報電荷が発生しているため、第
２のフレームクロックφb1〜φb3を周期的に電荷排出用
の電位にすることにより、選択蓄積画素に発生する情報
電荷が常時蓄積画素に混入しないようにしている。
【００２２】所定の撮像期間を経過した後には、図２に
示すように、第１のフレームクロックφa1〜φa3と第２
のフレームクロックφb1〜φb3が同じタイミングでクロ
ッキングされ、常時蓄積画素に蓄積された情報電荷が蓄
積部１１ｓへ転送される。このとき、蓄積部１１ｓで情
報電荷を取り込む垂直クロックφvは、第１及び第２の
フレームクロックφa、φbの４倍の周期に設定されてお
り、３画素おきに出力される情報電荷を順次蓄積部１１
ｓへ取り込むようにしている。蓄積部１１ｓへ取り込ま
れた情報電荷は、図９に示す固体撮像素子１と同様に、
垂直フレームクロックφvに応じて、水平走査周期で１
行ずつ順次水平転送部１１ｈへ転送される。
示すように、第１のフレームクロックφa1〜φa3と第２
のフレームクロックφb1〜φb3が同じタイミングでクロ
ッキングされ、常時蓄積画素に蓄積された情報電荷が蓄
積部１１ｓへ転送される。このとき、蓄積部１１ｓで情
報電荷を取り込む垂直クロックφvは、第１及び第２の
フレームクロックφa、φbの４倍の周期に設定されてお
り、３画素おきに出力される情報電荷を順次蓄積部１１
ｓへ取り込むようにしている。蓄積部１１ｓへ取り込ま
れた情報電荷は、図９に示す固体撮像素子１と同様に、
垂直フレームクロックφvに応じて、水平走査周期で１
行ずつ順次水平転送部１１ｈへ転送される。
【００２３】図３は、第２の撮像動作の際の電荷蓄積期
間及び電荷読出期間のフレーム転送クロックφa、φb及
び水平転送クロックφhの波形図で、フレーム転送クロ
ックφa、φbが３相駆動、水平転送クロックφhが２相
駆動の場合を示している。第２の撮像動作では、第１の
フレーム転送クロックφa1〜φa3と第２のフレーム転送
クロックφb1〜φb3は、互いに区別されることなく同一
位相で変化する。電荷蓄積期間においては、第１及び第
２の位相のクロックφa1／φb1、φa2／φb2が高電位に
固定され、第３の位相のクロックφa3／φb3が低電位に
固定される。これにより、クロックφa1／φb1、φa2／
φb2が印加される電極の下にポテンシャル井戸が形成さ
れて情報電荷が蓄積される。尚、第２の撮像動作の際に
は、フレーム転送動作を伴わないため、固体撮像素子１
１の撮像部１１ｉを光学的に遮光するシャッタ機構が用
いられる。
間及び電荷読出期間のフレーム転送クロックφa、φb及
び水平転送クロックφhの波形図で、フレーム転送クロ
ックφa、φbが３相駆動、水平転送クロックφhが２相
駆動の場合を示している。第２の撮像動作では、第１の
フレーム転送クロックφa1〜φa3と第２のフレーム転送
クロックφb1〜φb3は、互いに区別されることなく同一
位相で変化する。電荷蓄積期間においては、第１及び第
２の位相のクロックφa1／φb1、φa2／φb2が高電位に
固定され、第３の位相のクロックφa3／φb3が低電位に
固定される。これにより、クロックφa1／φb1、φa2／
φb2が印加される電極の下にポテンシャル井戸が形成さ
れて情報電荷が蓄積される。尚、第２の撮像動作の際に
は、フレーム転送動作を伴わないため、固体撮像素子１
１の撮像部１１ｉを光学的に遮光するシャッタ機構が用
いられる。
【００２４】所定の電荷蓄積期間が終了すると、シャッ
タ機構が閉じられて撮像部１１ｉが遮光される。この
後、電荷読み出し期間となり、撮像部１１ｉの各受光画
素に蓄積される情報電荷が、水平走査周期に従うタイミ
ングで１行毎に転送出力される。このとき、蓄積部１１
ｓについては、撮像部１１ｉの各シフトレジスタと水平
転送部１１ｈのシフトレジスタの各ビットとを単に接続
するように作用し、垂直転送クロックφvは、フレーム
転送クロックφa、φbと同一位相で変化する。これによ
り、電荷蓄積期間に撮像部１１ｉの全受光画素に蓄積さ
れる情報電荷は、電荷蓄積期間に続く電荷読み出し期間
に１行単位で転送出力される。
タ機構が閉じられて撮像部１１ｉが遮光される。この
後、電荷読み出し期間となり、撮像部１１ｉの各受光画
素に蓄積される情報電荷が、水平走査周期に従うタイミ
ングで１行毎に転送出力される。このとき、蓄積部１１
ｓについては、撮像部１１ｉの各シフトレジスタと水平
転送部１１ｈのシフトレジスタの各ビットとを単に接続
するように作用し、垂直転送クロックφvは、フレーム
転送クロックφa、φbと同一位相で変化する。これによ
り、電荷蓄積期間に撮像部１１ｉの全受光画素に蓄積さ
れる情報電荷は、電荷蓄積期間に続く電荷読み出し期間
に１行単位で転送出力される。
【００２５】ところで、固体撮像素子１１がカラー撮像
に対応する場合、受光部１１ｉにカラーフィルタが装着
されて各受光画素が特定の色成分に対応付けられる。こ
こで、カラーフィルタが行毎に色成分の配列が異なるモ
ザイク型の場合、各色成分の配列に合わせて常時蓄積画
素と選択蓄積画素とを配置する必要が生じる。例えば、
図４に示すように、奇数行にシアン（Ｃｙ）と黄（Ｙ
ｅ）とが交互に配置され、偶数行に白（Ｗ）と緑（Ｇ）
が交互に配置される場合、３行おきに常時蓄積画素を選
ぶと、Ｃｙ／Ｙｅの組み合わせかＷ／Ｇの組み合わせの
何れか一方しか得られなくなる。そこで、受光画素８行
を１つの単位とし、この内の色成分が互いに異なる２画
素（第３行目及び第８行目）を常時蓄積画素に選ぶよう
にすればよい。１〜２行程度の画素のずれは、固体撮像
素子１１を低解像度で動作させる第１の撮像動作では問
題にならない。これにより、粗い画像を撮像する第１の
撮像動作においても、全ての受光画素から情報電荷を読
み出す第２の撮像動作と同じように全ての色成分を独立
に取り出すことが可能になる。
に対応する場合、受光部１１ｉにカラーフィルタが装着
されて各受光画素が特定の色成分に対応付けられる。こ
こで、カラーフィルタが行毎に色成分の配列が異なるモ
ザイク型の場合、各色成分の配列に合わせて常時蓄積画
素と選択蓄積画素とを配置する必要が生じる。例えば、
図４に示すように、奇数行にシアン（Ｃｙ）と黄（Ｙ
ｅ）とが交互に配置され、偶数行に白（Ｗ）と緑（Ｇ）
が交互に配置される場合、３行おきに常時蓄積画素を選
ぶと、Ｃｙ／Ｙｅの組み合わせかＷ／Ｇの組み合わせの
何れか一方しか得られなくなる。そこで、受光画素８行
を１つの単位とし、この内の色成分が互いに異なる２画
素（第３行目及び第８行目）を常時蓄積画素に選ぶよう
にすればよい。１〜２行程度の画素のずれは、固体撮像
素子１１を低解像度で動作させる第１の撮像動作では問
題にならない。これにより、粗い画像を撮像する第１の
撮像動作においても、全ての受光画素から情報電荷を読
み出す第２の撮像動作と同じように全ての色成分を独立
に取り出すことが可能になる。
【００２６】図５は、図１に示す固体撮像素子１１を用
いて静止画像を得られるようにした本発明の撮像装置と
しての電子スチルカメラの構成を示すブロック図であ
る。ＣＣＤ固体撮像素子１１は、図１に示すものであ
り、撮像部１１ｉに対して行数が縮小された蓄積部１１
ｓを有し、駆動回路１２から供給される各種クロックに
よって駆動され、画像信号Ｙ0(t)を出力する。
いて静止画像を得られるようにした本発明の撮像装置と
しての電子スチルカメラの構成を示すブロック図であ
る。ＣＣＤ固体撮像素子１１は、図１に示すものであ
り、撮像部１１ｉに対して行数が縮小された蓄積部１１
ｓを有し、駆動回路１２から供給される各種クロックに
よって駆動され、画像信号Ｙ0(t)を出力する。
【００２７】シャッタ機構１６は、周知のレンズ機構を
通して固体撮像素子１１の撮像部１１ｉに被写体画像が
投射される光路上に配置され、必要に応じて撮像部１１
ｉを遮光する。このシャッタ機構１６は、光の透過の制
御が可能なものであればよく、液晶パネルや遮光板等を
用いることが考えられる。シャッタ駆動回路１６は、後
述するタイミング制御回路１３から供給されるシャッタ
制御信号ＳＴに基づいて駆動クロックφdを発生し、シ
ャッタ機構１６を開閉駆動する。例えば、シャッタ制御
信号ＳＴが立ち上げられている間はシャッタ機構１６を
開放し、立ち下げられている間はシャッタ機構を閉じる
ように構成される。
通して固体撮像素子１１の撮像部１１ｉに被写体画像が
投射される光路上に配置され、必要に応じて撮像部１１
ｉを遮光する。このシャッタ機構１６は、光の透過の制
御が可能なものであればよく、液晶パネルや遮光板等を
用いることが考えられる。シャッタ駆動回路１６は、後
述するタイミング制御回路１３から供給されるシャッタ
制御信号ＳＴに基づいて駆動クロックφdを発生し、シ
ャッタ機構１６を開閉駆動する。例えば、シャッタ制御
信号ＳＴが立ち上げられている間はシャッタ機構１６を
開放し、立ち下げられている間はシャッタ機構を閉じる
ように構成される。
【００２８】駆動回路１２は、固体撮像素子１１の各シ
フトレジスタに対して多相のフレーム転送クロックφ
a、φb、垂直転送クロックφv及び水平転送クロックφh
を供給し、複数の受光画素に蓄積される情報電荷を所定
の順序で転送出力させる。即ち、一定の電荷蓄積期間を
経て撮像部１１ｉの受光画素に蓄積される情報電荷を１
画素毎に所定の順序で転送出力し、１ライン単位で連続
する画像信号Ｙ0(t)を得られるようにしている。固体撮
像素子１１における情報電荷の転送動作は、図２または
図３に示すクロック波形図に従う。
フトレジスタに対して多相のフレーム転送クロックφ
a、φb、垂直転送クロックφv及び水平転送クロックφh
を供給し、複数の受光画素に蓄積される情報電荷を所定
の順序で転送出力させる。即ち、一定の電荷蓄積期間を
経て撮像部１１ｉの受光画素に蓄積される情報電荷を１
画素毎に所定の順序で転送出力し、１ライン単位で連続
する画像信号Ｙ0(t)を得られるようにしている。固体撮
像素子１１における情報電荷の転送動作は、図２または
図３に示すクロック波形図に従う。
【００２９】タイミング制御回路１３は、第１の撮像動
作で固体撮像素子１１を連続動作させて動画像を表示す
る画像信号Ｙ0(t)を得られるようにし、第２の撮像動作
で固体撮像素子を１回だけ動作させて静止画像を表示す
る画像信号Ｙ0(t)を得られるようにする。同時に、固体
撮像素子１１の撮像部１１ｉを遮光するシャッタ機構１
６を駆動するシャッタ駆動回路１７に対して、第１の撮
像動作でシャッタ機構１６を開放し、第２の撮像動作で
一定の期間シャッタ機構１６を開放した後に閉じて固体
撮像素子１１の撮像部１１ｉを遮光するように指示を与
える。
作で固体撮像素子１１を連続動作させて動画像を表示す
る画像信号Ｙ0(t)を得られるようにし、第２の撮像動作
で固体撮像素子を１回だけ動作させて静止画像を表示す
る画像信号Ｙ0(t)を得られるようにする。同時に、固体
撮像素子１１の撮像部１１ｉを遮光するシャッタ機構１
６を駆動するシャッタ駆動回路１７に対して、第１の撮
像動作でシャッタ機構１６を開放し、第２の撮像動作で
一定の期間シャッタ機構１６を開放した後に閉じて固体
撮像素子１１の撮像部１１ｉを遮光するように指示を与
える。
【００３０】第１の撮像動作においては、一定周期の基
準クロックに基づいて水平同期信号ＨＴ及び垂直走査信
号ＶＴを生成して駆動回路１２に供給し、駆動回路１２
を周期的に動作させる。これにより、固体撮像素子１１
は、撮像部１１ｉの常時蓄積画素のみで撮像を繰り返
し、行数が１／４に間引かれた画像信号Ｙ0(t)を出力す
る。このとき、シャッタ制御信号ＳＴは、立ち上げられ
たままであり、シャッタ駆動回路１７は、シャッタ機構
１６を開放状態のまま維持する。尚、第１の撮像動作の
間は、画像信号Ｙ0(t)を規格化するタイミング信号ＰＣ
が同時に生成され、信号処理回路１４へ供給される。
準クロックに基づいて水平同期信号ＨＴ及び垂直走査信
号ＶＴを生成して駆動回路１２に供給し、駆動回路１２
を周期的に動作させる。これにより、固体撮像素子１１
は、撮像部１１ｉの常時蓄積画素のみで撮像を繰り返
し、行数が１／４に間引かれた画像信号Ｙ0(t)を出力す
る。このとき、シャッタ制御信号ＳＴは、立ち上げられ
たままであり、シャッタ駆動回路１７は、シャッタ機構
１６を開放状態のまま維持する。尚、第１の撮像動作の
間は、画像信号Ｙ0(t)を規格化するタイミング信号ＰＣ
が同時に生成され、信号処理回路１４へ供給される。
【００３１】第１の撮像動作が継続しているときに、画
像確定指示ＤＩが入力されると、その時点で第１の撮像
動作は終了し、第２の撮像動作に移る。第２の撮像動作
では、先ずシャッタ制御信号ＳＴが立ち下げられて一旦
シャッタ機構１６が閉じられ、固体撮像素子１１の撮像
部１１ｉが遮光される。この状態でフレーム転送動作を
行い撮像部１１ｉの各受光画素に蓄積されている情報電
荷を排出させる。この排出動作は、シャッタ機構１６を
閉じた後に第１の撮像動作と同じ動作を１回繰り返せば
よい。不要な電荷の排出動作が完了した後、シャッタ制
御信号ＳＴを所定の期間だけ立ち上げ、シャッタ機構１
６を開放して固体撮像素子１１の撮像部１１ｉの全ての
受光画素に情報電荷を蓄積させる。このシャッタ機構１
６の開放時間は、被写体輝度に合わせて設定するように
し、固体撮像素子１１の撮像部１１ｉに蓄積される情報
電荷の量の平均が所定の範囲に納まるようにする。ここ
で、最適なシャッタ開放時間は、第１の撮像動作の際の
画像信号Ｙ0(t)の平均レベルに基づいて設定すること、
被写体の輝度を直接測定して設定することなどが考えら
れる。第２の撮像動作においては、固体撮像素子１１が
フレーム転送動作を伴わない代わりに、シャッタ機構１
６による撮像部１１ｉの遮光が必要になる。シャッタ機
構１６によって遮光された撮像部１１ｉでは、蓄積部１
１ｓより多くの行数の受光画素に蓄積された情報電荷が
１行単位で読み出されることになる。
像確定指示ＤＩが入力されると、その時点で第１の撮像
動作は終了し、第２の撮像動作に移る。第２の撮像動作
では、先ずシャッタ制御信号ＳＴが立ち下げられて一旦
シャッタ機構１６が閉じられ、固体撮像素子１１の撮像
部１１ｉが遮光される。この状態でフレーム転送動作を
行い撮像部１１ｉの各受光画素に蓄積されている情報電
荷を排出させる。この排出動作は、シャッタ機構１６を
閉じた後に第１の撮像動作と同じ動作を１回繰り返せば
よい。不要な電荷の排出動作が完了した後、シャッタ制
御信号ＳＴを所定の期間だけ立ち上げ、シャッタ機構１
６を開放して固体撮像素子１１の撮像部１１ｉの全ての
受光画素に情報電荷を蓄積させる。このシャッタ機構１
６の開放時間は、被写体輝度に合わせて設定するように
し、固体撮像素子１１の撮像部１１ｉに蓄積される情報
電荷の量の平均が所定の範囲に納まるようにする。ここ
で、最適なシャッタ開放時間は、第１の撮像動作の際の
画像信号Ｙ0(t)の平均レベルに基づいて設定すること、
被写体の輝度を直接測定して設定することなどが考えら
れる。第２の撮像動作においては、固体撮像素子１１が
フレーム転送動作を伴わない代わりに、シャッタ機構１
６による撮像部１１ｉの遮光が必要になる。シャッタ機
構１６によって遮光された撮像部１１ｉでは、蓄積部１
１ｓより多くの行数の受光画素に蓄積された情報電荷が
１行単位で読み出されることになる。
【００３２】信号処理回路１４は、固体撮像素子１１か
ら出力される画像信号Ｙ0(t)を取り込み、タイミング信
号ＰＣに従い、サンプルホールド、レベル補正等の各種
の処理を施し、所定のフォーマットに従う画像信号Ｙ1
(t)として表示器１５へ供給する。この信号処理回路１
４は、Ａ／Ｄ変換器及びＤ／Ａ変換器を含み、画像信号
Ｙ0(t)をデジタルデータとして信号処理を施し、所定の
信号処理が完了した後にアナログ値の画像信号Ｙ1(t)に
戻して表示器１５へ供給するように構成される。信号処
理回路１４は、タイミング制御回路１３が画像確定指示
ＤＩを受けるまでの間、第１の撮像動作として上述の信
号処理を繰り返す。画像確定指示ＤＩを受けた後には、
固体撮像素子１１の撮像部１１ｉの全ての受光画素から
の情報電荷を表す画像信号Ｙ0(t)に対応するデジタル画
像データＤ(n)を静止画出力として外部へ供給する。こ
のとき、表示器５に対しても、静止画出力に対応し、画
素数が間引かれた画像信号Ｙ1(t)を供給する。表示器１
５は、ＬＣＤパネル等からなり、信号処理回路１４から
供給される画像信号Ｙ1(t)に従う固体撮像素子１１が撮
らえた画像を連続して表示する。
ら出力される画像信号Ｙ0(t)を取り込み、タイミング信
号ＰＣに従い、サンプルホールド、レベル補正等の各種
の処理を施し、所定のフォーマットに従う画像信号Ｙ1
(t)として表示器１５へ供給する。この信号処理回路１
４は、Ａ／Ｄ変換器及びＤ／Ａ変換器を含み、画像信号
Ｙ0(t)をデジタルデータとして信号処理を施し、所定の
信号処理が完了した後にアナログ値の画像信号Ｙ1(t)に
戻して表示器１５へ供給するように構成される。信号処
理回路１４は、タイミング制御回路１３が画像確定指示
ＤＩを受けるまでの間、第１の撮像動作として上述の信
号処理を繰り返す。画像確定指示ＤＩを受けた後には、
固体撮像素子１１の撮像部１１ｉの全ての受光画素から
の情報電荷を表す画像信号Ｙ0(t)に対応するデジタル画
像データＤ(n)を静止画出力として外部へ供給する。こ
のとき、表示器５に対しても、静止画出力に対応し、画
素数が間引かれた画像信号Ｙ1(t)を供給する。表示器１
５は、ＬＣＤパネル等からなり、信号処理回路１４から
供給される画像信号Ｙ1(t)に従う固体撮像素子１１が撮
らえた画像を連続して表示する。
【００３３】このように、第１の撮像動作と第２の撮像
動作とで固体撮像素子１１の実質的な受光画素の数を変
更するようにしたことで、粗い動画像を得る第１の撮像
動作では、信号処理回路１４の信号処理を簡略化するこ
とができる。以上の実施の形態においては、固体撮像素
子１１の蓄積部１１ｓの行数を撮像部１１ｉの行数の１
／４に縮小した場合を例示したが、このほかに１／８や
１／１６に縮小するようにしてもよい。
動作とで固体撮像素子１１の実質的な受光画素の数を変
更するようにしたことで、粗い動画像を得る第１の撮像
動作では、信号処理回路１４の信号処理を簡略化するこ
とができる。以上の実施の形態においては、固体撮像素
子１１の蓄積部１１ｓの行数を撮像部１１ｉの行数の１
／４に縮小した場合を例示したが、このほかに１／８や
１／１６に縮小するようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、固体撮像素子のチップ
サイズを小さくすることができ、固体撮像素子の製造コ
ストを低減することができる。また、同じ固体撮像素子
を用いながら粗い動画像を得る第１の撮像動作と細かい
静止画像を得る第２の撮像動作とを実現することができ
る。第１の撮像動作では、予め行数が間引かれた画像信
号を得ることができるため、画像信号に対する信号処理
を簡略化することができる。そして、固体撮像素子の撮
像部を被うシャッタ機構は、第２の撮像動作で短期間に
一時的に動作するのみであり、シャッタ機構の消費電力
は僅かとなる。
サイズを小さくすることができ、固体撮像素子の製造コ
ストを低減することができる。また、同じ固体撮像素子
を用いながら粗い動画像を得る第１の撮像動作と細かい
静止画像を得る第２の撮像動作とを実現することができ
る。第１の撮像動作では、予め行数が間引かれた画像信
号を得ることができるため、画像信号に対する信号処理
を簡略化することができる。そして、固体撮像素子の撮
像部を被うシャッタ機構は、第２の撮像動作で短期間に
一時的に動作するのみであり、シャッタ機構の消費電力
は僅かとなる。
【００３５】従って、固体撮像素子及びこれを用いる撮
像装置のコストの低減を図りながら、高画質の静止画像
を得ることができるようになる。
像装置のコストの低減を図りながら、高画質の静止画像
を得ることができるようになる。
【図１】本発明の固体撮像素子の概略を示す平面図であ
る。
る。
【図２】第１の撮像動作の際のフレーム転送クロックの
波形図である。
波形図である。
【図３】第２の撮像動作の際のフレーム転送クロック及
び水平転送クロックの波形図である。
び水平転送クロックの波形図である。
【図４】モザイク型のカラーフィルタの構成を示す平面
図である。
図である。
【図５】本発明の撮像装置の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図６】本発明の撮像装置の動作を説明するタイミング
図である。
図である。
【図７】従来の撮像装置の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図８】従来の撮像装置の動作を説明するタイミング図
である。
である。
【図９】従来のフレーム転送方式の固体撮像素子の概略
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図１０】フレーム転送方式の固体撮像素子の動作を説
明するタイミング図である。
明するタイミング図である。
１、１１ ＣＣＤ固体撮像素子
１ｉ、１１ｉ 撮像部
１ｓ、１１ｓ 蓄積部
１ｈ、１１ｈ 水平転送部
１ｄ、１１ｄ 出力部
２、１２ ＣＣＤ駆動回路
３、１３ タイミング制御回路
４、１４ 信号処理回路
５、１５ 表示器
１６ シャッタ機構
１７ シャッタ駆動回路
Claims (5)
- 【請求項１】 複数の受光画素が行列配置され、光電変
換により発生する情報電荷を各受光画素に蓄積する撮像
部と、複数の蓄積画素が行列配置され、上記受光画素か
ら各列毎に転送出力される情報電荷を各蓄積画素に蓄積
する蓄積部と、上記蓄積画素から１行毎に転送出力され
る情報電荷を受け取り、順次転送出力する水平転送部
と、を備えた固体撮像素子であって、上記撮像部は、第
１及び第２の撮像動作で情報電荷を常時蓄積する第１の
受光画素が連続する第１の行、及び、第１の行の間に適
数行配置され、第１の撮像動作で情報電荷を排出すると
共に第２の撮像動作で情報電荷を蓄積する第２の受光画
素が連続する第２の行を含み、上記蓄積部は、上記第１
の行の行数に応じて配置され、上記蓄積画素が連続する
第３の行を含むことを特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項２】 第１の撮像動作で上記第１の行と上記第
２の行とが個別に駆動され、第２の撮像動作で上記第１
の行と上記第２の行とが共通に駆動されることを特徴と
する請求項１に記載の固体撮像素子。 - 【請求項３】 上記複数の受光画素に対応して複数のセ
グメントに分割され、各セグメントが特定の色成分に対
応付けられるカラーフィルタが上記撮像部を被って装着
され、このカラーフィルタの各セグメントの色成分の列
方向の配列規則と上記第１の行に対する上記第２の行の
行数比とに応じて、上記第１の行及び上記第２の行の配
列順序が決定されることを特徴とする請求項２に記載の
固体撮像素子。 - 【請求項４】 被写体画像を繰り返し撮像して１画面単
位で画像情報が連続する第１の画像信号を得る第１の撮
像動作と、上記第１の画像信号で表示される連続画像の
内の１つに対応する被写体画像を撮像して１画面分の画
像情報を含む第２の画像信号を得る第２の撮像動作と、
を実行する撮像装置であって、第１及び第２の撮像動作
で情報電荷を常時蓄積する第１の受光画素が連続する第
１の行及び第１の撮像動作で情報電荷を排出すると共に
第２の撮像動作で情報電荷を蓄積する第２の受光画素が
連続する第２の行が所定の規則に従って配置される撮像
部に、第１の行の行数に従い、情報電荷を一時的に蓄積
する蓄積画素が連続する第３の行が配置される蓄積部が
対応付けられる固体撮像素子と、上記撮像部に照射され
る光の光路上に配置され、第１の撮像動作で継続して開
放され、第２の撮像動作で所定の期間開放した後に上記
撮像部を遮光するシャッタ機構と、第１の撮像動作で、
上記撮像部の第１の行から蓄積部の第３の行へ情報電荷
を転送した後、１行毎に転送出力し、第２の撮像動作
で、上記撮像部の第１及び第２の行から蓄積部の第３の
行を介して１行毎に転送出力する駆動回路と、を備えた
ことを特徴とする撮像装置。 - 【請求項５】 上記固体撮像素子の出力レベルに応答し
て上記第２の撮像動作の際の上記シャッタ機構の開放時
間を伸縮制御することを特徴とする請求項４に記載の撮
像装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00311497A JP3392676B2 (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置 |
| KR1019970067135A KR100372203B1 (ko) | 1997-01-10 | 1997-12-09 | 고체촬상소자및이것을이용한촬상장치 |
| US09/004,211 US6118481A (en) | 1997-01-10 | 1998-01-08 | Solid state image pick-up device and image pick-up apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00311497A JP3392676B2 (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10200818A JPH10200818A (ja) | 1998-07-31 |
| JP3392676B2 true JP3392676B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=11548334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00311497A Expired - Fee Related JP3392676B2 (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6118481A (ja) |
| JP (1) | JP3392676B2 (ja) |
| KR (1) | KR100372203B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6847401B1 (en) * | 1997-08-25 | 2005-01-25 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Solid-state image pickup device for producing thinned image |
| JP3545230B2 (ja) | 1998-11-18 | 2004-07-21 | 三洋電機株式会社 | 撮像装置およびそれを備えるディジタルカメラ |
| US6873361B1 (en) * | 1999-01-28 | 2005-03-29 | Takeharu Etoh | Image sensor having a plurality of chips |
| US6714243B1 (en) * | 1999-03-22 | 2004-03-30 | Biomorphic Vlsi, Inc. | Color filter pattern |
| US6809764B1 (en) * | 1999-05-12 | 2004-10-26 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Solid-state electronic image sensing device with high subsampling efficiency and method of reading a video signal out of the same |
| US7092021B2 (en) * | 2000-02-22 | 2006-08-15 | Micron Technology, Inc. | Frame shuttering scheme for increased frame rate |
| US7184084B2 (en) * | 2001-02-26 | 2007-02-27 | Florida Atlantic University | Method and apparatus for image sensing with CCD |
| JP2002320235A (ja) * | 2001-04-19 | 2002-10-31 | Fujitsu Ltd | 空間解像度の低下を抑えて縮小画像信号を生成するｃｍｏｓイメージセンサ |
| JP2003087653A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-20 | Ricoh Co Ltd | 撮像装置 |
| KR100738551B1 (ko) * | 2006-01-17 | 2007-07-11 | 삼성전자주식회사 | 화상형성기기의 히터롤러 |
| JP4759410B2 (ja) * | 2006-03-06 | 2011-08-31 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像素子 |
| JP2008042629A (ja) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Fujifilm Corp | 固体撮像素子の駆動方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59115678A (ja) * | 1982-12-22 | 1984-07-04 | Canon Inc | 撮像装置 |
| US4541010A (en) * | 1983-06-17 | 1985-09-10 | Polaroid Corporation | Electronic imaging camera |
| US4740828A (en) * | 1983-12-24 | 1988-04-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing apparatus having a low-resolution monitor, means for reducing the amount of information in an image signal, and switching means for reducing power consumption in various operating modes |
| US4954900A (en) * | 1989-01-06 | 1990-09-04 | Ball Corporation | Imaging and wide sector searching apparatus |
| JPH0759099A (ja) * | 1992-12-23 | 1995-03-03 | Loral Fairchild Corp | 高解像度モノクローム全フレームｃｃｄ撮像装置を用いた電子カラー写真撮影方法及び装置 |
| US5754229A (en) * | 1995-11-14 | 1998-05-19 | Lockheed Martin Corporation | Electronic image sensor with multiple, sequential or staggered exposure capability for color snap shot cameras and other high speed applications |
-
1997
- 1997-01-10 JP JP00311497A patent/JP3392676B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-12-09 KR KR1019970067135A patent/KR100372203B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-01-08 US US09/004,211 patent/US6118481A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
| US6118481A (en) | 2000-09-12 |
| JPH10200818A (ja) | 1998-07-31 |
| KR100372203B1 (ko) | 2003-07-16 |
| KR19980070140A (ko) | 1998-10-26 |
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