JP3531763B2 - 固体撮像素子及び撮像装置 - Google Patents
固体撮像素子及び撮像装置Info
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Description
【０００１】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。
産業上の利用分野
従来の技術
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段（図１）
作用（図１）
実施例（図１〜図７）
発明の効果
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像素子及び撮像装
置に関し、特に電荷転送により走査するものに適用して
好適なものである。
置に関し、特に電荷転送により走査するものに適用して
好適なものである。
【０００３】
【従来の技術】従来、撮像装置に用いられる固体撮像素
子は、光電変換及び走査の機能を有し、走査方式によつ
てＸＹアドレス型と電荷転送型とに分けられる。電荷転
送型の固体撮像素子は、各画素の信号電荷をまず垂直方
向に順次並列に移動させ、さらに１ラインごとに水平方
向へ順次移動させて信号電荷を読み取らせる。
子は、光電変換及び走査の機能を有し、走査方式によつ
てＸＹアドレス型と電荷転送型とに分けられる。電荷転
送型の固体撮像素子は、各画素の信号電荷をまず垂直方
向に順次並列に移動させ、さらに１ラインごとに水平方
向へ順次移動させて信号電荷を読み取らせる。
【０００４】電荷転送型の固体撮像素子は、垂直電荷転
送部と水平電荷転送部とからなつている。垂直電荷転送
部は、垂直ラインに沿つて配列した画素列と垂直転送路
とでなつている。画素列は、照射光を入射することによ
り光電変換して電荷を蓄積する複数の画素からなつてい
る。垂直転送路は各画素に蓄積された電荷が順次移送さ
れる複数の垂直電荷蓄積部からなつている。水平電荷転
送部は、複数の水平電荷蓄積部を水平方向に配列した水
平転送路からなる。また水平電荷転送部は、複数の垂直
転送路にそれぞれ対応した複数の水平電荷蓄積部に順次
転送される電荷を水平方向に出力信号として順次転送す
る。
送部と水平電荷転送部とからなつている。垂直電荷転送
部は、垂直ラインに沿つて配列した画素列と垂直転送路
とでなつている。画素列は、照射光を入射することによ
り光電変換して電荷を蓄積する複数の画素からなつてい
る。垂直転送路は各画素に蓄積された電荷が順次移送さ
れる複数の垂直電荷蓄積部からなつている。水平電荷転
送部は、複数の水平電荷蓄積部を水平方向に配列した水
平転送路からなる。また水平電荷転送部は、複数の垂直
転送路にそれぞれ対応した複数の水平電荷蓄積部に順次
転送される電荷を水平方向に出力信号として順次転送す
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで固体撮像素子
のＳ／Ｎ（signal-to-noise ）比を高める方法として、
固体撮像素子の表面にレンズ等を配し、集光効率や光電
変換の変換効率を高める方法がある。レンズ等を用いて
集光効率を高めてＳ／Ｎ比を高める方法は従来から広く
応用されている。ところが、この方法は固体撮像素子の
光学サイズが小型化するに従つて効果が低下する問題が
あつた。
のＳ／Ｎ（signal-to-noise ）比を高める方法として、
固体撮像素子の表面にレンズ等を配し、集光効率や光電
変換の変換効率を高める方法がある。レンズ等を用いて
集光効率を高めてＳ／Ｎ比を高める方法は従来から広く
応用されている。ところが、この方法は固体撮像素子の
光学サイズが小型化するに従つて効果が低下する問題が
あつた。
【０００６】このため光電子増倍素子を配して光電変換
の変換効率を高めることによつて、Ｓ／Ｎ比を高めるこ
とが考えられる。ところが、この方法は各画素ごとに増
倍率を等しくすることが難しいという欠点があつた。さ
らに固体撮像素子の外部にフイールドメモリ等を配して
Ｓ／Ｎ比を高めることも考えられる。ところが、この方
法はコスト、部品点数及び消費電力等が増大する欠点が
あつた。
の変換効率を高めることによつて、Ｓ／Ｎ比を高めるこ
とが考えられる。ところが、この方法は各画素ごとに増
倍率を等しくすることが難しいという欠点があつた。さ
らに固体撮像素子の外部にフイールドメモリ等を配して
Ｓ／Ｎ比を高めることも考えられる。ところが、この方
法はコスト、部品点数及び消費電力等が増大する欠点が
あつた。
【０００７】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、Ｓ／Ｎ比を簡易な構成で向上し得る固体撮像素子及
び撮像装置を提案しようとするものである。
で、Ｓ／Ｎ比を簡易な構成で向上し得る固体撮像素子及
び撮像装置を提案しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための課題】かかる課題を解決するた
め本発明においては、垂直ラインに沿つて配列された複
数の感光部から入力されたフイールド電荷を垂直方向に
転送する垂直転送手段（５）と、複数の垂直転送手段
（５）から入力されるライン電荷を水平方向に転送する
水平転送手段（１３）とを有する固体撮像素子（１）に
おいて、垂直転送手段（５）の出力端と水平転送手段
（１３）との間に介挿され、制御信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ
３）に応じて当該垂直転送手段（５）が出力するフイー
ルド電荷の一部を当該垂直転送手段（５）の出力端と反
対の端に送出する第１の電荷分配手段（１１）と、制御
信号（Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６）に応じて水平転送手段（１
３）が出力するライン電荷の一部を当該水平転送手段
（１３）の出力端と反対の端に送出する第２の電荷分配
手段（１６）とを備えるようにする。
め本発明においては、垂直ラインに沿つて配列された複
数の感光部から入力されたフイールド電荷を垂直方向に
転送する垂直転送手段（５）と、複数の垂直転送手段
（５）から入力されるライン電荷を水平方向に転送する
水平転送手段（１３）とを有する固体撮像素子（１）に
おいて、垂直転送手段（５）の出力端と水平転送手段
（１３）との間に介挿され、制御信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ
３）に応じて当該垂直転送手段（５）が出力するフイー
ルド電荷の一部を当該垂直転送手段（５）の出力端と反
対の端に送出する第１の電荷分配手段（１１）と、制御
信号（Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６）に応じて水平転送手段（１
３）が出力するライン電荷の一部を当該水平転送手段
（１３）の出力端と反対の端に送出する第２の電荷分配
手段（１６）とを備えるようにする。
【０００９】
【作用】垂直ラインに沿つて配列された複数の感光部か
ら入力されたフイールド電荷を垂直方向に転送する垂直
転送手段（５）と、複数の垂直転送手段（５）から入力
されるライン電荷を水平方向に転送する水平転送手段
（１３）とを有する固体撮像素子（１）において、第１
の電荷分配手段（１１）を垂直転送手段（５）の出力端
と水平転送手段（１３）との間に介挿し、制御信号（Ｓ
１、Ｓ２、Ｓ３）に応じて当該垂直転送手段（５）が出
力するフイールド電荷の一部を当該垂直転送手段（５）
の出力端と反対の端に送出し、第２の電荷分配手段（１
６）は制御信号（Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６）に応じて水平転送
手段（１３）が出力するライン電荷の一部を当該水平転
送手段（１３）の出力端と反対の端に送出することによ
り、Ｓ／Ｎ比を簡易な構成で向上し得る。
ら入力されたフイールド電荷を垂直方向に転送する垂直
転送手段（５）と、複数の垂直転送手段（５）から入力
されるライン電荷を水平方向に転送する水平転送手段
（１３）とを有する固体撮像素子（１）において、第１
の電荷分配手段（１１）を垂直転送手段（５）の出力端
と水平転送手段（１３）との間に介挿し、制御信号（Ｓ
１、Ｓ２、Ｓ３）に応じて当該垂直転送手段（５）が出
力するフイールド電荷の一部を当該垂直転送手段（５）
の出力端と反対の端に送出し、第２の電荷分配手段（１
６）は制御信号（Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６）に応じて水平転送
手段（１３）が出力するライン電荷の一部を当該水平転
送手段（１３）の出力端と反対の端に送出することによ
り、Ｓ／Ｎ比を簡易な構成で向上し得る。
【００１０】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
する。
【００１１】図１においては、巡回型の電荷転送路を有
する固体撮像素子１を示す。固体撮像素子１は、巡回型
の垂直電荷転送部２と水平電荷転送部３とからなつてい
る。垂直電荷転送部２は、垂直ラインに沿つて配列した
画素列４と垂直転送路５とからなつている。画素列４
は、入射光を光電変換して電荷を蓄積する複数の画素６
からなつている。垂直転送路５は各画素６に蓄積された
電荷が移送される複数の垂直電荷蓄積部７からなつてい
る。
する固体撮像素子１を示す。固体撮像素子１は、巡回型
の垂直電荷転送部２と水平電荷転送部３とからなつてい
る。垂直電荷転送部２は、垂直ラインに沿つて配列した
画素列４と垂直転送路５とからなつている。画素列４
は、入射光を光電変換して電荷を蓄積する複数の画素６
からなつている。垂直転送路５は各画素６に蓄積された
電荷が移送される複数の垂直電荷蓄積部７からなつてい
る。
【００１２】画素列４と垂直転送路５との間には、電荷
を移送する複数のスイツチからなるセンサゲートスイツ
チ群８が配設されている。センサゲートスイツチ群８の
各スイツチは、センサゲート制御パルスＳＧＰによつて
制御される。垂直転送路５の出力端には、２つのゲイン
可変アンプ９、１０からなる垂直電荷分配器１１及び垂
直電荷帰還スイツチＳＷ１が接続されており、それぞれ
外部からの入力信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３によつて巡回又は
非巡回に制御されるようになされている。
を移送する複数のスイツチからなるセンサゲートスイツ
チ群８が配設されている。センサゲートスイツチ群８の
各スイツチは、センサゲート制御パルスＳＧＰによつて
制御される。垂直転送路５の出力端には、２つのゲイン
可変アンプ９、１０からなる垂直電荷分配器１１及び垂
直電荷帰還スイツチＳＷ１が接続されており、それぞれ
外部からの入力信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３によつて巡回又は
非巡回に制御されるようになされている。
【００１３】水平電荷転送部３は、複数の垂直転送路５
にそれぞれ対応する水平電荷蓄積部１２からなる水平転
送路１３と、２つのゲイン可変アンプ１４、１５からな
る水平電荷分配器１６と、水平電荷帰還スイツチＳＷ２
とからなつている。また水平電荷転送部３は、垂直電荷
転送部２と同様にそれぞれ外部からの入力信号Ｓ４、Ｓ
５、Ｓ６によつて巡回又は非巡回に制御されるようにな
されている。
にそれぞれ対応する水平電荷蓄積部１２からなる水平転
送路１３と、２つのゲイン可変アンプ１４、１５からな
る水平電荷分配器１６と、水平電荷帰還スイツチＳＷ２
とからなつている。また水平電荷転送部３は、垂直電荷
転送部２と同様にそれぞれ外部からの入力信号Ｓ４、Ｓ
５、Ｓ６によつて巡回又は非巡回に制御されるようにな
されている。
【００１４】以上の構成において、固体撮像素子１への
照明光は画素列４内の各画素６に入射される。ここで各
画素列４に照射された映像のうちの一部について説明す
る。映像の一部が画素列４内の画素６ａに入射されるこ
とで光電変換され、電荷となつて蓄積される。光電変換
は、各画素６に対応する複数のスイツチからなるセンサ
ゲートスイツチ群８のうちの画素６ａに対応するスイツ
チＳＷ３がセンサゲート制御パルスＳＧＰによつて閉じ
るまで継続される。（図２）ここでセンサゲート制御パ
ルスＳＧＰが「Ｈ」レベルになるとスイツチＳＷ３が閉
じ、このとき画素６ａに蓄積された電荷は垂直転送路５
内の対応する電荷蓄積部７ａに移送される。
照明光は画素列４内の各画素６に入射される。ここで各
画素列４に照射された映像のうちの一部について説明す
る。映像の一部が画素列４内の画素６ａに入射されるこ
とで光電変換され、電荷となつて蓄積される。光電変換
は、各画素６に対応する複数のスイツチからなるセンサ
ゲートスイツチ群８のうちの画素６ａに対応するスイツ
チＳＷ３がセンサゲート制御パルスＳＧＰによつて閉じ
るまで継続される。（図２）ここでセンサゲート制御パ
ルスＳＧＰが「Ｈ」レベルになるとスイツチＳＷ３が閉
じ、このとき画素６ａに蓄積された電荷は垂直転送路５
内の対応する電荷蓄積部７ａに移送される。
【００１５】まず垂直電荷帰還スイツチＳＷ１、水平電
荷帰還スイツチＳＷ２が開いているとき、すなわち電荷
転送路が非巡回型となつているときについて述べる。垂
直転送路５に接続された垂直電荷帰還スイツチＳＷ１が
外部からの制御信号Ｓ１によつて開いているとき、電荷
蓄積部７ａにはあらかじめ蓄積された電荷は無いため、
画素６ａから移送された電荷のみがＴＶ信号のライン周
期で水平転送路１３に向けて転送される。
荷帰還スイツチＳＷ２が開いているとき、すなわち電荷
転送路が非巡回型となつているときについて述べる。垂
直転送路５に接続された垂直電荷帰還スイツチＳＷ１が
外部からの制御信号Ｓ１によつて開いているとき、電荷
蓄積部７ａにはあらかじめ蓄積された電荷は無いため、
画素６ａから移送された電荷のみがＴＶ信号のライン周
期で水平転送路１３に向けて転送される。
【００１６】このとき各垂直電荷蓄積部７から順次転送
される電荷は、ゲイン可変アンプ９を介して、複数の水
平電荷蓄積部１２からなる水平転送路１３のうち垂直転
送路５ａに対応する水平電荷蓄積部１２ａに順次入力さ
れ、高速に転送され、ゲイン可変アンプ１４を介して、
出力アンプ１７によつて電荷電圧変換したのち出力され
る。ちなみに垂直電荷帰還スイツチＳＷ１が開いている
ときはゲイン可変アンプ９のゲインは１である。同様に
水平電荷帰還スイツチＳＷ２が開いているときはゲイン
可変アンプ１４のゲインは１である。
される電荷は、ゲイン可変アンプ９を介して、複数の水
平電荷蓄積部１２からなる水平転送路１３のうち垂直転
送路５ａに対応する水平電荷蓄積部１２ａに順次入力さ
れ、高速に転送され、ゲイン可変アンプ１４を介して、
出力アンプ１７によつて電荷電圧変換したのち出力され
る。ちなみに垂直電荷帰還スイツチＳＷ１が開いている
ときはゲイン可変アンプ９のゲインは１である。同様に
水平電荷帰還スイツチＳＷ２が開いているときはゲイン
可変アンプ１４のゲインは１である。
【００１７】次に垂直電荷帰還スイツチＳＷ１、水平電
荷帰還スイツチＳＷ２が閉じているとき、すなわち電荷
転送路が巡回型となつているときについて述べる。低照
明でＳ／Ｎ比をかせぎたい場合やフイールド間やライン
間の相関が大きい場合は、垂直、水平電荷帰還スイツチ
ＳＷ１、ＳＷ２の制御信号Ｓ１、Ｓ４を「Ｈ」レベルに
することで垂直、水平電荷帰還スイツチＳＷ１、ＳＷ２
が閉じる。
荷帰還スイツチＳＷ２が閉じているとき、すなわち電荷
転送路が巡回型となつているときについて述べる。低照
明でＳ／Ｎ比をかせぎたい場合やフイールド間やライン
間の相関が大きい場合は、垂直、水平電荷帰還スイツチ
ＳＷ１、ＳＷ２の制御信号Ｓ１、Ｓ４を「Ｈ」レベルに
することで垂直、水平電荷帰還スイツチＳＷ１、ＳＷ２
が閉じる。
【００１８】このとき、被写体の動作の有無に関係なく
Ｓ／Ｎ比のみに注力したい場合や、相関が強い場合の程
度に応じて生成される外部からの制御信号Ｓ２、Ｓ３、
Ｓ５、Ｓ６によつて、電荷分配器１１、１６内のゲイン
可変アンプ９、１０、１４、１５のゲインを変化させ
る。ゲイン可変アンプ１０、１５のゲインを外部からの
制御信号Ｓ３、Ｓ６によつて高めることにより、巡回さ
せる電荷の比率が高くなる。
Ｓ／Ｎ比のみに注力したい場合や、相関が強い場合の程
度に応じて生成される外部からの制御信号Ｓ２、Ｓ３、
Ｓ５、Ｓ６によつて、電荷分配器１１、１６内のゲイン
可変アンプ９、１０、１４、１５のゲインを変化させ
る。ゲイン可変アンプ１０、１５のゲインを外部からの
制御信号Ｓ３、Ｓ６によつて高めることにより、巡回さ
せる電荷の比率が高くなる。
【００１９】ここで図３に垂直、水平電荷帰還スイツチ
ＳＷ１、ＳＷ２の制御及び電荷分配器１１、１６のゲイ
ン設定回路２０を示す。巡回制御スイツチＳＷ４１をｂ
端子側にすると、制御部２１はオフ状態であることを検
出し、「Ｌ」レベルの制御信号Ｓ１、Ｓ４を出力する。
このとき「Ｌ」レベルの制御信号Ｓ１、Ｓ４によつて、
固体撮像素子１の垂直及び水平電荷帰還スイツチＳＷ１
及びＳＷ２が開かれる。このため図１に示す固体撮像素
子１の垂直及び水平転送路５及び１３は非巡回型とな
り、従来同様の動作をおこなう。
ＳＷ１、ＳＷ２の制御及び電荷分配器１１、１６のゲイ
ン設定回路２０を示す。巡回制御スイツチＳＷ４１をｂ
端子側にすると、制御部２１はオフ状態であることを検
出し、「Ｌ」レベルの制御信号Ｓ１、Ｓ４を出力する。
このとき「Ｌ」レベルの制御信号Ｓ１、Ｓ４によつて、
固体撮像素子１の垂直及び水平電荷帰還スイツチＳＷ１
及びＳＷ２が開かれる。このため図１に示す固体撮像素
子１の垂直及び水平転送路５及び１３は非巡回型とな
り、従来同様の動作をおこなう。
【００２０】また巡回制御スイツチＳＷ４１をａ端子側
にすると、制御部２１はオン状態であることを検出し、
「Ｈ」レベルの制御信号Ｓ１及びＳ４を出力する。この
とき「Ｈ」レベルの制御信号Ｓ１及びＳ４によつて、固
体撮像素子１の垂直及び水平電荷帰還スイツチＳＷ１及
びＳＷ２が閉じる。このため図１に示す固体撮像素子１
の垂直及び水平転送路５及び１３は巡回型となる。
にすると、制御部２１はオン状態であることを検出し、
「Ｈ」レベルの制御信号Ｓ１及びＳ４を出力する。この
とき「Ｈ」レベルの制御信号Ｓ１及びＳ４によつて、固
体撮像素子１の垂直及び水平電荷帰還スイツチＳＷ１及
びＳＷ２が閉じる。このため図１に示す固体撮像素子１
の垂直及び水平転送路５及び１３は巡回型となる。
【００２１】このときスイツチＳＷ３３がａ端子側に倒
されていれば、自動相関検出モードに入り、固体撮像素
子２２からの出力信号はサンプルホールド回路２３及び
ＡＧＣ（automatic gain control）アンプ２４を介し、
フイールド相関検出回路２５とライン相関検出回路２６
のそれぞれに入力される。このフイールド相関検出回路
２５及びライン相関検出回路２６からフイールド及びラ
インの相関を検出し、検出結果である各相関度を制御部
２１に出力する。制御部２１ではあらかじめ設定された
テーブル（図４）によつて、それぞれの相関度に応じた
ゲインＫ、Ｌを求め、電荷分配ゲインＫ、（１−Ｋ）、
Ｌ、（１−Ｌ）を制御信号Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６とし
て図１に示すゲイン可変アンプ９、１０、１４、１５に
出力する。
されていれば、自動相関検出モードに入り、固体撮像素
子２２からの出力信号はサンプルホールド回路２３及び
ＡＧＣ（automatic gain control）アンプ２４を介し、
フイールド相関検出回路２５とライン相関検出回路２６
のそれぞれに入力される。このフイールド相関検出回路
２５及びライン相関検出回路２６からフイールド及びラ
インの相関を検出し、検出結果である各相関度を制御部
２１に出力する。制御部２１ではあらかじめ設定された
テーブル（図４）によつて、それぞれの相関度に応じた
ゲインＫ、Ｌを求め、電荷分配ゲインＫ、（１−Ｋ）、
Ｌ、（１−Ｌ）を制御信号Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６とし
て図１に示すゲイン可変アンプ９、１０、１４、１５に
出力する。
【００２２】またスイツチＳＷ３３がｂ端子側に倒れて
いると、制御部２１は入力される信号Ｓ１０、Ｓ１１の
各電圧値Ｖccを読み取る。このとき、制御部２１は各電
圧値に対応したゲインＫ、Ｌ（図５）を求め、電荷分配
ゲインＫ、（１−Ｋ）、Ｌ、（１−Ｌ）を制御信号Ｓ
２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６として図１に示すゲイン可変アン
プ９、１０、１４、１５に出力する。
いると、制御部２１は入力される信号Ｓ１０、Ｓ１１の
各電圧値Ｖccを読み取る。このとき、制御部２１は各電
圧値に対応したゲインＫ、Ｌ（図５）を求め、電荷分配
ゲインＫ、（１−Ｋ）、Ｌ、（１−Ｌ）を制御信号Ｓ
２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６として図１に示すゲイン可変アン
プ９、１０、１４、１５に出力する。
【００２３】ここでライン相関検出回路２６の一例を図
６に示す。図３のＡＧＣアンプ２４の出力信号Ｓ１２が
図６のＡ／Ｄコンバータ３０に入力される。Ａ／Ｄコン
バータ３０に入力された信号Ｓ１２は、アナログからデ
イジタルに変換され、１水平周期デイレイライン３１と
減算器３２のマイナス側に出力される。１水平周期デイ
レイライン３１の出力信号は減算器３２のプラス側に入
力される。
６に示す。図３のＡＧＣアンプ２４の出力信号Ｓ１２が
図６のＡ／Ｄコンバータ３０に入力される。Ａ／Ｄコン
バータ３０に入力された信号Ｓ１２は、アナログからデ
イジタルに変換され、１水平周期デイレイライン３１と
減算器３２のマイナス側に出力される。１水平周期デイ
レイライン３１の出力信号は減算器３２のプラス側に入
力される。
【００２４】この減算器３２によつてライン間の対応す
る画素の差分が得られ、絶対値回路３３で差分の絶対値
を求める。さらに絶対値回路３３からの絶対値を積算回
路３４に入力し、ライン期間内で積算し、これをライン
相関として図３の制御部２１へと出力する。このときの
ライン相関度は差分積算値が大きいほど相関が低いこと
になる。
る画素の差分が得られ、絶対値回路３３で差分の絶対値
を求める。さらに絶対値回路３３からの絶対値を積算回
路３４に入力し、ライン期間内で積算し、これをライン
相関として図３の制御部２１へと出力する。このときの
ライン相関度は差分積算値が大きいほど相関が低いこと
になる。
【００２５】同様にフイールド相関検出回路２５の一例
を図７に示す。図３のＡＧＣアンプ２４の出力信号Ｓ１
２が図７のＡ／Ｄコンバータ３５に入力される。Ａ／Ｄ
コンバータ３５に入力された信号Ｓ１２は、アナログか
らデイジタルに変換され、フイールドメモリ３６と減算
器３７のマイナス側に出力される。フイールドメモリ３
６の出力信号は減算器３２のプラス側に入力される。
を図７に示す。図３のＡＧＣアンプ２４の出力信号Ｓ１
２が図７のＡ／Ｄコンバータ３５に入力される。Ａ／Ｄ
コンバータ３５に入力された信号Ｓ１２は、アナログか
らデイジタルに変換され、フイールドメモリ３６と減算
器３７のマイナス側に出力される。フイールドメモリ３
６の出力信号は減算器３２のプラス側に入力される。
【００２６】この減算器３７によつてフイールド間の対
応する画素の差分が得られ、絶対値回路３８で差分の絶
対値を求める。さらに絶対値回路３８からの絶対値を積
算回路３４に入力し、フイールド期間内で積算し、これ
をフイールド相関として図３の制御部２１へと出力す
る。このときのフイールド相関度は差分積算値が大きい
ほど相関は低い。
応する画素の差分が得られ、絶対値回路３８で差分の絶
対値を求める。さらに絶対値回路３８からの絶対値を積
算回路３４に入力し、フイールド期間内で積算し、これ
をフイールド相関として図３の制御部２１へと出力す
る。このときのフイールド相関度は差分積算値が大きい
ほど相関は低い。
【００２７】以上の構成によれば、被写体が静止状態の
とき等には、制御信号Ｓ１、Ｓ４により垂直転送路５及
び水平転送路１３を巡回型にして、前フイールド及び又
は前ラインの対応する画素の電荷と加算して転送するこ
とにより、Ｓ／Ｎ比を簡易な構成で一段と向上し得る。
とき等には、制御信号Ｓ１、Ｓ４により垂直転送路５及
び水平転送路１３を巡回型にして、前フイールド及び又
は前ラインの対応する画素の電荷と加算して転送するこ
とにより、Ｓ／Ｎ比を簡易な構成で一段と向上し得る。
【００２８】なお上述の実施例においては、外部の制御
部からの各信号によつて制御される固体撮像素子１につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、制御信号を生成
する制御部と、制御信号によつて制御される巡回／非巡
回型の固体撮像素子１とを有するビデオカメラ等の撮像
装置にも適用し得る。この場合、等しい光学サイズの非
巡回型の固体撮像素子に比して、一段と低い最低被写体
照度値が得られる。また最低被写体照度値が等しい場
合、Ｆ値の大きなレンズを用いても良いためレンズを小
型化したり簡易な構成にできる。
部からの各信号によつて制御される固体撮像素子１につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、制御信号を生成
する制御部と、制御信号によつて制御される巡回／非巡
回型の固体撮像素子１とを有するビデオカメラ等の撮像
装置にも適用し得る。この場合、等しい光学サイズの非
巡回型の固体撮像素子に比して、一段と低い最低被写体
照度値が得られる。また最低被写体照度値が等しい場
合、Ｆ値の大きなレンズを用いても良いためレンズを小
型化したり簡易な構成にできる。
【００２９】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、制御信号
に応じて当該垂直転送手段が出力するフイールド電荷の
一部を当該垂直転送手段の出力端と反対の端に送出する
第１の電荷分配手段を、垂直転送手段の出力端と水平転
送手段との間に介挿し、制御信号に応じて水平転送手段
が出力するライン電荷の一部を当該水平転送手段の出力
端と反対の端に送出する第２の電荷分配手段とを備える
ことにより、コストを増加させることなくＳ／Ｎ比を向
上し得る固体撮像素子及び撮像装置を実現できる。
に応じて当該垂直転送手段が出力するフイールド電荷の
一部を当該垂直転送手段の出力端と反対の端に送出する
第１の電荷分配手段を、垂直転送手段の出力端と水平転
送手段との間に介挿し、制御信号に応じて水平転送手段
が出力するライン電荷の一部を当該水平転送手段の出力
端と反対の端に送出する第２の電荷分配手段とを備える
ことにより、コストを増加させることなくＳ／Ｎ比を向
上し得る固体撮像素子及び撮像装置を実現できる。
【図１】巡回型の垂直電荷転送路及び水平電荷転送路で
なる固体撮像素子の構成を示す接続図である。
なる固体撮像素子の構成を示す接続図である。
【図２】露光期間、垂直及び水平走査パルスの説明に供
する略線図である。
する略線図である。
【図３】図１の固体撮像素子における電荷帰還スイツチ
の制御及び電荷分配器のゲイン設定の回路を示す接続図
である。
の制御及び電荷分配器のゲイン設定の回路を示す接続図
である。
【図４】相関度とゲインの対応を示す特性線図である。
【図５】電圧値とゲインの対応を示す特性線図である。
【図６】図３の電荷分配器のゲイン設定回路におけるラ
イン相関検出回路を示す接続図である。
イン相関検出回路を示す接続図である。
【図７】図３の電荷分配器のゲイン設定回路におけるフ
イールド相関検出回路を示す接続図である。
イールド相関検出回路を示す接続図である。
１……固体撮像素子、２……垂直電荷転送路、３……水
平電荷転送路、４……画素列、５、５ａ……垂直転送
路、６、６ａ……画素、７、７ａ……垂直電荷蓄積部、
８……センサゲートスイツチ群、９、１０、１４、１５
……ゲイン可変アンプ、１１……垂直電荷分配器、１
２、１２ａ……水平電荷蓄積部、１３……水平転送路、
１６……水平電荷分配器、２０……スイツチ制御及びゲ
イン設定回路、２１……制御部、２５……フイールド相
関検出回路、２６……ライン相関検出回路。
平電荷転送路、４……画素列、５、５ａ……垂直転送
路、６、６ａ……画素、７、７ａ……垂直電荷蓄積部、
８……センサゲートスイツチ群、９、１０、１４、１５
……ゲイン可変アンプ、１１……垂直電荷分配器、１
２、１２ａ……水平電荷蓄積部、１３……水平転送路、
１６……水平電荷分配器、２０……スイツチ制御及びゲ
イン設定回路、２１……制御部、２５……フイールド相
関検出回路、２６……ライン相関検出回路。
Claims (3)
- 【請求項１】垂直ラインに沿つて配列された複数の感光
部から入力されたフイールド電荷を垂直方向に転送する
垂直転送手段と、複数の上記垂直転送手段から入力され
るライン電荷を水平方向に転送する水平転送手段とを有
する固体撮像素子において、 上記垂直転送手段の出力端と上記水平転送手段との間に
介挿され、制御信号に応じて当該垂直転送手段が出力す
る上記フイールド電荷の一部を当該垂直転送手段の出力
端と反対の端に送出する第１の電荷分配手段と、 制御信号に応じて上記水平転送手段が出力するライン電
荷の一部を当該水平転送手段の出力端と反対の端に送出
する第２の電荷分配手段とを具えることを特徴とする固
体撮像素子。 - 【請求項２】垂直ラインに沿つて配列された複数の感光
部から入力されたフイールド電荷を垂直方向に転送する
垂直転送手段と、複数の上記垂直転送手段から入力され
るライン電荷を水平方向に転送する水平転送手段とを有
する固体撮像素子で撮像する撮像装置において、 上記垂直転送手段の出力端と上記水平転送手段との間に
介挿され、制御信号に応じて当該垂直転送手段が出力す
る上記フイールド電荷の一部を当該垂直転送手段の出力
端と反対の端に送出する第１の電荷分配手段と、 制御信号に応じて上記水平転送手段が出力するライン電
荷の一部を当該水平転送手段の出力端と反対の端に送出
する第２の電荷分配手段とを具えることを特徴とする撮
像装置。 - 【請求項３】上記制御信号は、 上記第２の電荷分配手段の出力信号からライン相関及び
フイールド相関を検出して求めることを特徴とする請求
項２に記載の撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33956594A JP3531763B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 固体撮像素子及び撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33956594A JP3531763B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 固体撮像素子及び撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08186763A JPH08186763A (ja) | 1996-07-16 |
| JP3531763B2 true JP3531763B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=18328679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33956594A Expired - Lifetime JP3531763B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 固体撮像素子及び撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3531763B2 (ja) |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP33956594A patent/JP3531763B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08186763A (ja) | 1996-07-16 |
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