JP4195148B2 - Solid-state imaging device and signal readout method - Google Patents

Solid-state imaging device and signal readout method Download PDF

Info

Publication number
JP4195148B2
JP4195148B2 JP13185699A JP13185699A JP4195148B2 JP 4195148 B2 JP4195148 B2 JP 4195148B2 JP 13185699 A JP13185699 A JP 13185699A JP 13185699 A JP13185699 A JP 13185699A JP 4195148 B2 JP4195148 B2 JP 4195148B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
vertical drive
drive signal
vertical
light receiving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP13185699A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000286408A5 (en
JP2000286408A (en
Inventor
岳志 三沢
和也 小田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP13185699A priority Critical patent/JP4195148B2/en
Priority to US09/570,733 priority patent/US6809764B1/en
Publication of JP2000286408A publication Critical patent/JP2000286408A/en
Publication of JP2000286408A5 publication Critical patent/JP2000286408A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4195148B2 publication Critical patent/JP4195148B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、固体撮像装置およびその信号読出し方法に関し、特に、たとえば、複数の受光素子を行方向および列方向に形成して受光を行い、得られた信号電荷を、行方向の受光素子に隣接した位置に垂直転送電極を形成した垂直転送路に転送する転送ゲートを備えた、電荷結合素子を用いた固体撮像装置およびその信号電荷の読出しに用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
電荷結合素子(CCD )などの固体電子撮像素子を撮像手段としてもつディジタルスチルカメラなどにおいては、記録媒体への記録時に高画質の画像データを得られれば済む。自動測光によるAE(Automatic Exposure)測光時、AF(Automatic Focus )測光時、被写体の撮影時において、ディジタルスチルカメラに設けられている表示モニタには、その撮影時の被写体像を高画質の画像データで表示しなくても済む。
【0003】
固体電子撮像素子の画素数が比較的多くない、概ね 640×480 程度のときには、AE時、AF時、被写体の撮影時、被写体像を表す映像信号の記録媒体への記録時などにかかわらず、これまで行われていたと同じ駆動方式で駆動するとよい。固体撮像装置を適用した、たとえばディジタルカメラは、現在、および銀塩写真に匹敵し、ユーザのさらなる高画質化要求に応じて画素数の増大が進みつつある。
【0004】
また、固体撮像装置の高画素化が進むにつれ、常時同じ駆動方式で固体撮像装置を駆動すると、AE、AF、被写体像の表示装置への表示などの信号処理が所定の時間内で迅速に処理できなくなってきた。このため、被写体像を表す画像データの記録媒体への記録を迅速にできず、この処理を行っているために所望のシャッタチャンスを逃してしまう虞れもでてくる。
【0005】
このような画素数の増大に対処すべく、製造時の寸法仕様・歩留りの低下を改善するように、新たな光学系を用いることない高解像度、高信頼性の撮像方式が特公昭60-6148 号公報に提案されている。提案されている4相駆動のフレームトランスファ方式の固体撮像素子を用いた撮像方式は、1フィールド毎に特定の1電極下にポテンシャル井戸を形成して撮像及びその信号の読み出しを行い、4フィールド・1フレームの画像を形成するとともに、転送電極の有効領域の差に応じて信号蓄積時間を制御している。
【0006】
また、特許第2660592 号には、VTR 等の動画と同様に静止画であっても被写体を見ながら画角を設定し、所望のシャッタチャンスで撮像するようにモニタリングを可能にする高精細静止画カメラが提案されている。
【0007】
これには、特許第2660592 号と同様に4フィールド読出しを行う電子スチルカメラが特許第2660594 号に提案されている。このカメラは、露光後、1回のフィールド走査読出し期間において空読出しを行ってから、画素信号をフィールド走査読出しするので、スミア成分を排除することができるとともに、この空読出し終了後にフィールドシフトしていないフィールドに対する走査読出しから再開して順番に残余のフィールドに該当する画素信号を走査読出しするので、各フィールドの画素信号に対する暗電流の影響を均一化でき、画像再生時にフィールド毎の輝度むら等によるフリッカの発生を防止することができる。
【0008】
そして、特許第2721603 号の固体撮像装置の駆動方法と固体撮像装置では、撮像装置とこの撮像した画像を表示するモニタ装置との間に大きな垂直解像度の差がある場合、たとえば、モニタ装置において縦方向にフリッカが生じ、動解像度が低下し、処理時間を長く要し、かつパワーロス等が問題になる。モニタ時に2種類の光電変換素子のみからの電荷を交互に読み出して、2V期間で1画面を読み出して動解像度を高く縦方向ジッタの防止を行い、画像再生時には1種類の光電変換素子からの電荷を用いて静止画撮像時と同一の飽和電荷にして駆動電圧の上昇させる必要性を回避してパワーロスを防止している。
【0009】
このように固体撮像素子からの信号電荷の読出しを工夫し、AE、AF、被写体のモニタ表示などで信号電荷の間引き読出し駆動等も行われるようになってきた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特公昭60-6148 号公報の撮像方式は、行われる駆動が常に同じ4相駆動である。たとえば、ベイヤ配列の色フィルタをカラー撮像の際に用いた場合、1フィールドの読出しでは三原色R, G, B すべての色が揃わない。この条件で間引き処理すると、うまくカラー表示させることができない。また、この撮像方式では駆動が、上述したように4相駆動に限定されている。
【0011】
特許第2660592 号の高精細静止画カメラおよび特許第2660592 号の電子スチル画カメラは、ともに、高画素の撮像素子から4フィールド読出し(すなわち、1画面を構成)を行っている。撮影する被写界のモニタリングする際に、画像データはこの読出しの半分、すなわち2フィールド分を用いている。しかしながら、このモニタリングに使用する画像データの読出しには、実際に4フィールドの時間を要している。AE, AF測光を行う場合のように処理の迅速化が要求されるにもかかわらず、通常の読出し時間と同じ時間を要することから、処理の高速化に貢献しないことが判る。
【0012】
最後の特許第2721603 号公報の固体撮像装置は、4フィールドの信号読出しうち、2フィールドの信号電荷だけを読み出して、他の2フィールドの信号電荷を破棄する間引き処理を行っている。この構成における最大の可能な間引きは、1/4 である。この構成では、さらなる高画素化が行われても、高速な信号読出しはこの最大の間引きで限定される。
【0013】
このように固体撮像装置の撮像部から出力される映像信号を間引くことにより固体撮像装置から出力される映像信号の量を滅らし、信号処理を迅速にすることも各種それぞれに検討されているが、間引きの程度を大きくすることは中々難しい。
【0014】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、従来の間引きよりも一層間引きの程度を大きくすることができる固体撮像装置および信号読出し方法の提供を目的とする。
【0015】
【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、行方向および列方向に形成された複数の受光素子、行方向の受光素子に隣接して形成され、かつ垂直転送電極が形成されている垂直転送路、および受光素子と垂直転送路との間に配され、受光素子に蓄積した信号電荷を受光素子から垂直転送路に読み出す転送ゲートを備えた固体撮像装置において、この装置に受光素子のうち、第N+1行、第N+5行および第N+13行(N は整数)の受光素子に隣接して配設された第1の転送ゲート群と、受光素子のうち、第N+2行の受光素子に隣接して配設された第2の転送ゲート群と、受光素子のうち、第N+3行、第N+7行、第N+11行および第N+15行の受光素子に隣接して配設された第3の転送ゲート群と、受光素子のうち、第N+4行、第N+8行、第N+12行および第N+16行の受光素子に隣接して配設された第4の転送ゲート群と、受光素子のうち、第N+6行、第N+10行および第N+14行の受光素子に隣接して配設された第5の転送ゲート群と、受光素子のうち、第N+9行の受光素子に隣接して配設された第6の転送ゲート群とにそれぞれ供給されるゲートパルスを同時に印加するゲートパルス印加用信号ラインが接続されていることを特徴とする。
【0016】
ここで、固体撮像装置において、上述した変数N は信号電荷の読み出しす開始位置がずれた場合に対応する値である。固体撮像装置は、受光素子のうち、奇数行の受光素子に対応した転送ゲートヘの前記ゲートパルスと偶数行の受光素子に対応した転送ゲートヘのゲートパルスとが異なるフィールドで印加される第1のゲートパルス出力手段をさらに含むことが好ましい。このように奇数行または偶数行のフォトダイオードについての転送ゲートヘのゲート・パルスヘの印加が行われることにより、1/2 のデータ量になるように間引きされる。奇数行のフォトダイオードと偶数行のフォトダイオードに隣接して形成されている転送ゲートヘのゲート・パルスヘの印加を交互に行うことによりインターレースとなる。
【0017】
この装置は、転送ゲートに同時にゲートパルスを印加する第2のゲートパルス出力手段をさらに備え、第2のゲートパルス出力手段は、奇数フィールドにおいて、第m+1行、第m+2行、第m+3行および第m+4行(m は整数)の受光素子のうち、2行の受光素子に隣接して形成された転送ゲートに同時にゲートパルスを印加し、偶数フィールドにおいて、前記連続する4つの行の受光素子のうち、奇数フィールドにおいて印加された行の転送ゲートと異なる転送ゲートに同時にゲートパルスを印加することが望ましい。このようにゲート・パルスを印加しても1/2 のデータ量に間引くことができる。
【0018】
また、この装置は、転送ゲートの単一行への印加または複数の行に同時にゲートパルスを印加する第3のゲートパルス出力手段をさらに備え、第3のゲートパルス出力手段は、各フィールドにおいて連続する4つの行の受光素子の転送ゲートにゲートパルスを印加することが望ましい。これにより1/4 のデータ量に間引くことができる。
【0019】
さらに、この装置は、第N+2行および第N+9行の受光素子に隣接して形成された転送ゲートに同時にゲートパルスを印加する第4のゲートパルス出力手段をさらに含むとよい。この手段からゲート・パルスを印加することにより、1/8 のデータ量に間引くことができる。
【0020】
本発明の固体撮像装置は、第1の転送ゲート群から第6の転送ゲート群の各同一群に含まれる転送ゲートがゲートパルス印加用信号ラインを介して共通した接続にすることにより、転送ゲートにそれぞれのゲートパルスを印加して所望の受光素子から信号電荷を読み出している。
【0021】
また、本発明は行方向および列方向に形成された複数の受光素子、行方向の受光素子に隣接して形成され、かつ垂直転送電極が形成されている垂直転送路、および受光素子と垂直転送路との間に配され、受光素子に蓄積した信号電荷を受光素子から垂直転送路に転送する転送ゲートを備えた固体撮像装置を用い、この受光素子で得られた信号電荷を読み出す信号読出し方法において、この方法は、受光素子うち、第N+1行、第N+5行および第N+13行(N は整数)の受光素子に隣接して配設された第1の転送ゲート群に同時にゲートパルスを印加し、受光素子のうち、第N+2行の受光素子に隣接して配設された第2の転送ゲート群に同時にゲートパルスを印加し、受光素子のうち、第N+3行、第N+7行、第N+11行および第N+15行の受光素子に隣接して配設された第3の転送ゲート群に同時にゲートパルスを印加し、受光素子のうち、第N+4行、第N+8行、第N+12行および第N+16行の受光素子に隣接して配設された第4の転送ゲート群に同時にゲートパルスを印加し、受光素子のうち、第N+6行、第N+10行および第N+14行の受光素子に隣接して配設された第5の転送ゲート群に同時にゲートパルスを印加し、受光素子のうち、第N+9行の受光素子に隣接して配設された第6の転送ゲート群に同時にゲートパルスを印加するタイミングを組み合わせて供給し、得られた信号電荷を順次読み出すことを特徴とする。
【0022】
本発明に係る信号読出し方法は、第1の転送ゲート群〜第6の転送ゲート群にゲート・パルスを印加して信号を読み出すことにより、垂直方向に信号を従来の間引きよりも一層間引きの程度を大きくしている。
【0023】
さらに、本発明は入射光を光電変換により電気信号に変換する複数の受光素子を行方向および列方向に配し、この複数の受光素子に隣接して列方向に読み出した信号電荷を転送する垂直転送路を配し、この垂直転送路と各受光素子との間に各受光素子に蓄積した信号電荷を所定のタイミングで垂直転送路に転送する転送ゲートを形成し、順次水平方向に信号電荷を転送する水平転送路に向かって転送させる垂直駆動信号を生成する駆動信号生成手段から所定のタイミングで転送ゲートを動作させる転送ゲートパルスを含む垂直駆動信号を供給して信号電荷を読み出して転送し、この水平転送路に達した信号電荷を出力側に順次転送して出力する撮像手段と有し、被写界を撮像する固体撮像装置において、この装置は、撮像手段の垂直転送路に受光素子に蓄積した信号電荷を読み出した際に読み出した信号電荷の混合を防止する垂直転送素子を一受光素子に付き2つずつ形成させ、駆動信号生成手段は、行方向に見て特徴となる第1の色と同色の所定の受光素子から(2i+1−1 )行間隔(変数i は自然数)で受光素子に蓄積した信号電荷を読み出し、行方向に見て特徴となる第2の色と同色の所定の受光素子から(2i+1−1 )行間隔で受光素子に蓄積した信号電荷を読み出す垂直駆動信号を規則的に生成し、この生成した垂直駆動信号を間隔で供給する信号線が配線されていることを特徴とする。
【0024】
ここで、駆動信号生成手段は、垂直方向の転送を8相で行うとともに、転送ゲートの供給位置を考慮して12種類の垂直駆動信号をそれぞれ生成することが好ましい。この設定と信号の供給により、1/4 間引き以上の間引き処理が可能になる。
【0025】
信号線には、駆動信号生成手段からそれぞれ供給する垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで転送ゲートパルスを供給し、この転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにした垂直駆動信号が供給され、第1の垂直駆動信号を供給する1+16j 行(変数j は整数)の信号線と、第6の垂直駆動信号を供給する6+8j行の信号線と、第3の垂直駆動信号を供給する9+16j 行の信号線とのそれぞれを、共通接続にすることが好ましい。この接続により、フィールド信号を1/4 間引きしている(図50のパターンA に対応)。
【0026】
信号線には、駆動信号生成手段からそれぞれ供給する垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで前記転送ゲートパルスを供給し、この転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにした垂直駆動信号が供給され、第1の垂直駆動信号を供給する1+16j 行(変数j は整数)の信号線と、第5の垂直駆動信号を供給する2+16j 行の信号線と、第3の垂直駆動信号を供給する9+16j 行の信号線と、第7の垂直駆動信号を供給する10+16j行の信号線とのそれぞれを、共通接続にすることが望ましい。この接続により、フィールド信号を1/4 間引きしている(図50のパターンB に対応)。
【0027】
信号線には、駆動信号生成手段からそれぞれ供給する垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで前記転送ゲートパルスを供給し、この転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにした垂直駆動信号が供給され、第2の垂直駆動信号を供給する5+8j行(変数j は整数)の信号線と、第6の垂直駆動信号を供給する6+8j行の信号線とのそれぞれを、共通接続にすることが好ましい。この接続により、フィールド信号を1/4 間引きしている(図50のパターンC に対応)。
【0028】
信号線には、駆動信号生成手段からそれぞれ供給する垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで転送ゲートパルスを供給し、この転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにした垂直駆動信号が供給され、第1の垂直駆動信号を供給する1+16j 行(変数j は整数)の信号線と、第5の垂直駆動信号を供給する2+16j 行の信号線と、第3の垂直駆動信号を供給する9+16j 行の信号線と、第7の垂直駆動信号を供給する10+16j行の信号線と、第2の垂直駆動信号を供給する5+8j行の信号線と、第6の垂直駆動信号を供給する6+8j行の信号線とのそれぞれを、共通接続にするとともに、第1、第3、第5および第7の垂直駆動信号と第2および第6の垂直駆動信号とがフィールド毎に交互に供給されると有利である。この接続により、垂直駆動信号をフィールド毎に走査して各フィールド信号を1/4 間引きしながら2:1 のインターレース走査を実現する。
【0029】
信号線には、駆動信号生成手段からそれぞれ供給する垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで転送ゲートパルスを供給し、この転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにした垂直駆動信号が供給され、第1の垂直駆動信号を供給する1+16j 行(変数j は整数)の信号線と、第5の垂直駆動信号を供給する2+16j 行の信号線とのそれぞれを、共通接続にすることが好ましい。この接続により、フィールド信号を1/8 間引きしている(図50のパターンD に対応)。
【0030】
信号線には、駆動信号生成手段からそれぞれ供給する垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで転送ゲートパルスを供給し、この転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにした垂直駆動信号が供給され、第3の垂直駆動信号を供給する9+16j 行(変数j は整数)の信号線と、第7の垂直駆動信号を供給する10+16j行の信号線とのそれぞれを、共通接続にすることが好ましい。この接続により、フィールド信号を1/8 間引きしている(図50のパターンE に対応)。
【0031】
信号線には、駆動信号生成手段からそれぞれ供給する垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで転送ゲートパルスを供給し、この転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにした垂直駆動信号が供給され、第1の垂直駆動信号を供給する1+16j 行(変数j は整数)の信号線と、記第7の垂直駆動信号を供給する10+16j行の信号線とのそれぞれを、共通接続にすることが望ましい。この接続により、フィールド信号を1/8 間引きしている(図50のパターンF に対応)。
【0032】
信号線には、駆動信号生成手段からそれぞれ供給する垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで転送ゲートパルスを供給し、この転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにした垂直駆動信号が供給され、第1の垂直駆動信号を供給する1+16j 行(変数j は整数)の信号線と、第5の垂直駆動信号を供給する2+16j 行の信号線と、第3の垂直駆動信号を供給する9+16j 行の信号線と、第7の垂直駆動信号を供給する10+16j行の信号線とのそれぞれを、共通接続にするとともに、第1および第5の垂直駆動信号と第3および前記第7の垂直駆動信号とがフィールド毎に交互に供給されるとよい。この接続により、垂直駆動信号をフィールド毎に走査して各フィールド信号を1/8 間引きしながら2:1 のインターレース走査を実現する。
【0033】
信号線は、第1の垂直駆動信号を供給する1+16j 行(変数j は整数)の信号線と第3の垂直駆動信号を供給する9+16j 行の信号線とを共通接続し、第5の垂直駆動信号を供給する2+16j 行の信号線と第7の垂直駆動信号を供給する10+16j行の信号線とを共通接続にすることが好ましい。この接続により、この装置を1/4 間引きまでに限定し、装置の小型化を満たすようにしている。
【0034】
信号線は、第2の垂直駆動信号を供給する2+16j 行(変数j は整数)の信号線と第3の垂直駆動信号を供給する9+16j 行の信号線とを共通接続し、第6の垂直駆動信号を供給する6+16j 行の信号線と、第7の垂直駆動信号を供給する10+16j行の信号線とを共通接続にしてもよい。これにより、この装置は、1/4 間引きができないが1/8 間引きをすることができる。
【0035】
信号線は、第2の垂直駆動信号を供給する5+8j行(変数j は整数)の信号線と第3の垂直駆動信号を供給する9+16j 行の信号線とを共通接続し、第5の垂直駆動信号を供給する2+16j 行の信号線と第6の垂直駆動信号を供給する6+8j行の信号線とを共通接続にしてもよい。この場合もこれにより、この装置は、1/4 間引きができないが1/8 間引きをすることができる。
【0036】
駆動信号生成手段は、変数i が1以上のとき2-i の間引きとなり、駆動する位相の数と区別して駆動させる増加数の総和が含まれる最小の2i+1個を一組にして垂直駆動信号を供給するとよい。これにより、間引き処理の規則が明らかになる。
【0037】
本発明に係る固体撮像装置は、読み出した信号電荷の混合を防止する垂直転送素子を一受光素子に付き2つずつ設け、駆動信号生成手段から行方向に見て特徴となる第1の色を、たとえば色B としこの色と同色の所定の読出し開始位置にある受光素子から(2i+1−1 )行間隔(変数i は自然数)に、行方向に見て特徴となる第2の色を、たとえば色R としこの色と同色の所定の読出し開始位置の受光素子から(2i+1−1 )行間隔に信号電荷を読み出す垂直駆動信号を規則的に生成し、この生成した垂直駆動信号をこの間隔で供給する信号線が配線されることにより、フィールド信号を1/4, 1/8ラインだけを読み出し、残りのラインを間引く信号電荷を読出しを容易に行える。 i=2 のとき、7 ラインおきに間引いて1/4 間引きを行う。 i=3 のとき、15ラインおきに間引いて1/8 間引きを行う。
【0038】
そして、本発明は入射光を光電変換により電気信号に変換する複数の受光素子を行方向および列方向に配し、この複数の受光素子に隣接して列方向に読み出した信号電荷を転送する垂直転送路を配し、この垂直転送路と各受光素子との間に各受光素子に蓄積した信号電荷を所定のタイミングで垂直転送路に転送する転送ゲートを形成し、順次水平方向に信号電荷を転送する水平転送路に向かって転送させる垂直駆動信号を生成する駆動信号生成手段から所定のタイミングで転送ゲートを動作させる転送ゲートパルスを含む垂直駆動信号を供給して信号電荷を読み出して転送し、この水平転送路に達した信号電荷を出力側に順次転送して出力する撮像手段を用意し、この撮像手段から被写界を撮像した信号電荷を読み出す信号読出し方法において、この方法に、撮像手段の垂直転送路に受光素子に蓄積した信号電荷を読み出した際に読み出した信号電荷の混合を防止する垂直転送素子を一受光素子に付き2つずつ形成させ、行方向に見て特徴となる第1の色と同色の所定の受光素子から(2i+1−1 )行間隔(i は自然数)と、行方向に見て特徴となる第2の色と同色の所定の受光素子を基に(2i+1−1 )行間隔とに転送ゲートパルスの入力を示す垂直駆動信号を供給する信号線が配線された撮像手段に、この信号線を介して(2i+1−1 )行間隔に第1の色および第2の色に応じた垂直駆動信号を規則的に印加して蓄積した信号電荷を読み出すことを特徴とする。
【0039】
ここで、垂直駆動信号は、垂直方向の転送を8相で駆動信号であるとともに、転送ゲートの供給位置を考慮して12種類生成することが好ましい。
【0040】
垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで転送ゲートパルスを供給し、この転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにして、信号線1+16j 行(変数j は整数)に第1の垂直駆動信号と、信号線6+8j行に前記第6の垂直駆動信号と、信号線9+16j 行に第3の垂直駆動信号とをフィールド毎に同時に供給することが好ましい。この駆動により、フィールド信号を1/4 間引きしている(図50のパターンA に対応)。
【0041】
垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで転送ゲートパルスを供給し、この転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにして、信号線1+16j 行(変数j は整数)に第1の垂直駆動信号と、信号線2+16j 行に第5の垂直駆動信号と、信号線9+16j 行に第3の垂直駆動信号と、信号線10+16j行に第7の垂直駆動信号とをフィールド毎に同時に供給することが望ましい。この駆動により、フィールド信号を1/4 間引きしている(図50のパターンB に対応)。
【0042】
垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで前記転送ゲートパルスを供給し、この転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにして、信号線5+8j行(変数j は整数)に前記第2の垂直駆動信号と、信号線6+8j行に前記第6の垂直駆動信号とをフィールド毎に同時に供給することが好ましい。この駆動により、フィールド信号を1/4 間引きしている(図50のパターンC に対応)。
【0043】
信号線には、垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで転送ゲートパルスを供給し、この転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにして、信号線1+16j 行(変数j は整数)に第1の垂直駆動信号と、信号線2+16j 行に第5の垂直駆動信号と、信号線9+16j 行に第3の垂直駆動信号と、信号線10+16j行に第7の垂直駆動信号と、信号線5+8j行に前記第2の垂直駆動信号と、信号線6+8j行に第6の垂直駆動信号とをそれぞれ供給にするとともに、この垂直駆動信号は、第1、第3、第5および第7の垂直駆動信号と第2および第6の垂直駆動信号とをフィールド毎に交互に供給することが望ましい。この駆動により、フィールド信号としては1/4 間引きで2:1 のインターレース走査が行える(図50のパターンB, Cのインターレース走査)。
【0044】
垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで転送ゲートパルスを供給し、この転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにして、信号線1+16j 行(変数j は整数)に前記第1の垂直駆動信号と、信号線2+16j 行に第5の垂直駆動信号とをフィールド毎に同時に供給することが好ましい。この駆動により、フィールド信号を1/8 間引きしている(図50のパターンD に対応)。
【0045】
垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで転送ゲートパルスを供給し、この転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにして、信号線9+16j 行(変数j は整数)に前記第3の垂直駆動信号と、信号線10+16j行に第7の垂直駆動信号とをフィールド毎に同時に供給することが好ましい。この駆動により、フィールド信号を1/8 間引きしている(図50のパターンE に対応)。
【0046】
垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで転送ゲートパルスを供給し、この転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにして、信号線1+16j 行(変数j は整数)に第1の垂直駆動信号と、信号線10+16j行に第7の垂直駆動信号とをフィールド毎に同時に供給することが好ましい。この駆動により、フィールド信号を1/8 間引きしている(図50のパターンF に対応)。
【0047】
垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで転送ゲートパルスを供給し、この該転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにして、信号線1+16j 行(変数j は整数)に第1の垂直駆動信号と、信号線2+16j 行に第5の垂直駆動信号と、信号線9+16j 行に第3の垂直駆動信号と、信号線10+16j行に第7の垂直駆動信号とをそれぞれ供給するとともに、垂直信号は、第1および第5の垂直駆動信号と第3および前記第7の垂直駆動信号とをフィールド毎に交互に供給すると有利である。この駆動により、フィールド信号としては1/8 間引きで2:1 のインターレース走査が行える(図50のパターンD, Eのインターレース走査)。
【0048】
第1の垂直駆動信号と第3の垂直駆動信号とを同じ垂直駆動信号とみなして信号線1+16j 行(変数j は整数)および信号線9+16j 行とに供給し、第5の垂直駆動信号と第7の垂直駆動信号とを同じ垂直駆動信号とみなして信号線2+16j 行および信号線10+16j行とに供給することが好ましい。この駆動により、駆動信号の種類が12から10に減らすことができる。
【0049】
の垂直駆動信号と第3の垂直駆動信号とを同じ垂直駆動信号とみなして信号線2+16j 行(変数j は整数)および信号線9+16j 行とに供給し、第6の垂直駆動信号と第7の垂直駆動信号とを同じ垂直同期信号とみなして信号線6+16j 行と信号線10+16j行とに供給することが望ましい。この駆動により、駆動信号の種類が12から10に減らすことができる。
【0050】
第2の垂直駆動信号と第3の垂直駆動信号とを同じ垂直駆動信号とみなして信号線5+8j行(変数j は整数)および信号線9+16j 行とに供給し、第5の垂直駆動信号と第6の垂直駆動信号とを同じ垂直駆動信号とみなして信号線2+16j 行および信号線6+8j行とに供給することが好ましい。この駆動によっても、駆動信号の種類が12から10に減らすことができる。
【0051】
本発明に係る信号読出し方法は、信号電荷の混合を防止する垂直転送素子を一受光素子に付き2つずつ形成させておき、行方向に見て特徴となる第1の色(色B )と同色の所定の信号電荷読出し開始位置に配される受光素子から(2i+1−1 )行間隔(i は自然数)と、行方向に見て特徴となる第2の色(色R )と同色の先の位置と異なる所定の信号電荷読出し開始位置に配される受光素子を基に(2i+1−1 )行間隔とに転送ゲートパルスの入力を示す垂直駆動信号を供給する信号線が配線された撮像手段を用いて、この信号線を介して(2i+1−1 )行間隔に第1の色および第2の色に応じた垂直駆動信号を規則的に印加して蓄積した信号電荷を読み出すことにより、従来の読出しでは難しかった1/8 間引きまでの間引き読出しを可能にする。
【0052】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による固体撮像装置および信号読出し方法の実施例を詳細に説明する。
【0053】
本発明の固体撮像装置をディジタルスチルカメラ10に適用した場合について図1〜図69を参照しながら説明する。
【0054】
ディジタルスチルカメラ10には、図1に示すように、撮像系10A 、信号処理系10B 、駆動信号生成部10C 、信号出力系10D 、モード指定部10E およびシステム制御部12が備えられている。
【0055】
撮像系10A には、撮像レンズ102 、撮像部104 、ピント調整機構を含むAF調整部106 および絞り機構を含むAE調整部108 が備えられている。この他、図示しないが撮像部104 の入射光の側に入射光を完全に遮光するためシャッタ機構を含めてもよい。撮像レンズ102 は、被写界からの入射光を撮像部104 の受光面上に焦点を結ぶように集光する光学系である。
【0056】
撮像部104 は、供給される入射光を光電変換する受光素子104aで受光面が形成されるように行方向および列方向に2次元配列されている(図2の画素配列を参照)。撮像部104 には、受光素子104aより入射光の側に入射光を色分解する色フィルタが受光素子104aのそれぞれに対応した色分解フィルタCFが単板で一体的に形成されている。この色分解フィルタCFの配設により、受光素子104aには、たとえば、三原色RGB というそれぞれの色の属性を有するように色分解された入射光が入射することになる。この関係は一体的に形成されているので、各受光素子104aの受光(または感度)領域を示す枠内に透過選択する色を記号R, G, B で表している。また、図2の色フィルタR, G, B の配列は、ベイヤ配列と呼ばれるパターンである。
【0057】
ここで、撮像部104 の概略的な構成および信号電荷の転送について簡単に説明する。撮像部104 は、後述する駆動信号生成部10C からそれぞれ出力される駆動信号に応動する。各受光素子104aは、電荷結合素子(以下、CCD という)で構成されている。受光素子104aは、図2に示すように、受光素子に隣接配設された転送素子、すなわち垂直転送素子との間に、受光して変換した信号電荷を漏れないように信号読出しを行うトランスファゲート104bが形成されている。トランスファゲート104bは電極を介して供給されるトランスファゲートパルス(あるいはフィールドシフトパルス)TGにより信号電荷を受光素子104aから垂直転送路104cに転送する。垂直転送路104cは、読み出した信号電荷を列方向、すなわち水平転送路104dに向けて垂直方向に順次転送する。垂直転送により、得られた信号電荷は行方向に信号電荷を転送する水平転送路104dに供給される。水平転送路104dは、駆動信号(φHn)に応動してこの信号電荷をアンプ104eを介して信号処理系10B に出力する。
【0058】
そして、本実施例の撮像部104 は、図2から明らかなように、垂直転送路104cが8個単位に形成されている。したがって、撮像部104 の垂直駆動は8相で行う。そして、垂直駆動信号は、φV1a,φV1b,φV2, φV3a,φV3b,φV4〜φV8と計、10種類の信号が供給される。これら垂直駆動信号を個々に区別して供給することから、10種類の電極が形成されていることが判る。この構成で通常は全画素読出しも行うことができる。撮像部104 のより具体的な接続構成については後段で詳述する。
【0059】
AF調整部106 は、ピント調整機構(図示せず)により被写体とカメラ10との距離を測距して得られた情報に応じて撮像レンズ102 を最適な位置に配するようにこの位置調整を行う機能を有する。このとき、測距情報の算出とこの測距情報からの制御量は、システム制御部12で処理される。この結果、供給される制御信号に応じてAF調整部106 は、ピント調整機構を駆動させている。ピント調整機構の駆動により、撮像レンズ102 が移動する。
【0060】
また、AE調整部108 は、被写体を含む被写界の測光値の算出が行われるシステム制御部12内に設けられる露光制御部(図示せず)からの制御により絞り機構の絞り位置を変位させ、この結果入射する光束量を調整する機能を有する。測光は、撮像信号の一部を用いている。この場合もシステム制御部12で測光値に基づいて露光量が算出され、この露光量になるように絞り値とシャッタ速度値を制御する制御信号をAE調整部108 に供給する。AE調整部108 は、この制御信号に応じて絞り機構およびシャッタ機構をそれぞれ調整している。この調整により露出を最適にすることができる。撮像部104 は、得られた撮像信号を信号処理系10B に出力する。また、ディジタルスチルカメラ10は、ストロボ撮影が可能であり、このために駆動信号生成部10C によって駆動されるストロボ装置(図示せず)が含まれている。
【0061】
信号処理系10B には、前処理部110 、A/D 変換部112 、信号処理部114 、バッファ部116 および圧縮/伸張処理部118 が備えられている。前処理部110 は、たとえば、供給される信号電荷に対して相関二重サンプリング(CDS )処理を施して雑音の低減を図ったり、信号にガンマ変換処理(ガンマ補正)を施し、この信号を増幅させてA/D 変換部112 に出力する。前処理部110 では、これら一連のアナログ信号処理を行っている。
【0062】
A/D 変換部112 は、システム制御部12からの制御信号およびタイミング信号等を発生させる信号発生部120 からのクロック信号を用いて撮像部104 から供給されるアナログ信号をサンプリングし、量子化することによってディジタル信号に変換する機能を有する。変換したディジタル信号は信号処理部114 に供給される。
【0063】
信号処理部114 は、得られた信号に自動絞り調整(AE)、白バランス調整(AWB )、アパーチャ補正等を行った後、信号処理を2つのモードそれぞれに応じて施す機能を有する。すなわち、ここでのモードとは、後述するモード指定部10E のレリーズシャッタ128 で設定されたモードを示す。このモードには、たとえば得られた静止画を信号出力系10D の記録再生部126 に取り込む静止画撮影モードと単に撮像系10A のAFにおける測光制御モード等がある。ガンマ補正処理は、ここで行ってもよいし、さらに後段で行ってもよい。
【0064】
ディジタルスチルカメラ10において、現在、いずれのモードが選択されているかはシステム制御部12からの制御信号により制御される。このシステム制御部12の制御により、上述した信号処理後の信号には、静止画撮影モードで所定のディジタルに伴う信号処理、たとえば、輝度信号の高帯域化等が施される。一方、測光制御モードでは、供給される信号がディジタルであることを考慮してシステム制御部12により撮像部104 からの信号読出しを、たとえば、従来の読出し速度に比べて速く読み出す制御およびその処理等が行われる。この他、撮像信号を信号出力系10D の表示部124 に表示させるように垂直間引き処理等も行われる。本発明の特徴であるこの垂直間引きにより得られた画像データは表示部124 に供給して画素の増加に対処した信号の読出しを行う。信号処理部114 は、静止画撮影モードでの信号処理によって撮像部104 からの撮像信号を記録可能な映像信号にしている。そして、信号処理部114 は、表示・記録が選択されたモードの信号をバッファ部116 に出力する。信号処理部114 では、供給される画像データから輝度データY と色データC 、すなわち色差データ(B-Y) および(R-Y) を生成してもよい。
【0065】
バッファ部116 は、前述した信号処理部114 から供給される映像信号を所定の振幅に増幅するとともに、記録時における時間調整の機能なども有している。バッファ部116 は、システム制御部12内に配される記録制御部(図示せず)の制御により信号出力系10D または圧縮/伸張信号部118 に画像を出力している。
【0066】
圧縮/伸張信号部118 は、画像を記録する場合、システム制御部12に制御により画像信号が供給される。供給された画像信号には、たとえば、JPEG(Joint Photographic coding Experts Group )規格に基づく圧縮処理が施される。また、記録再生部126 から記録されていた信号を読み出して再生する場合、上述した圧縮処理の逆変換等の信号処理を施すことによって元の画像信号を再生し、表示部124 に出力する。
【0067】
駆動信号生成部10C には、信号発生部120 およびドライバ部122 が含まれる。信号発生部120 は、たとえば、現行の放送方式(NTSC/PAL)でディジタルスチルカメラ10が駆動するように発生させた原発振のクロックを基に同期信号を生成して信号処理部114 に供給する。信号発生部120 は、前処理部110 、A/D 変換部112 、バッファ部116 および圧縮/伸張処理部118 にもサンプリング信号や書込み/読出し信号のクロックとして信号が供給されている。
【0068】
信号発生部120 は、発振器およびタイミング生成部(図示せず)を有し、原発振のクロックから同期信号を生成し、さらにこれらの信号を用いて各種のタイミング信号を生成する機能を有している。生成されるタイミング信号には、撮像部104 で得られた信号電荷の読出しに用いるタイミング信号、たとえば、垂直転送路の駆動タイミングを供給する垂直タイミング信号、水平転送路の駆動タイミングを供給する水平タイミング信号、フィールドシフトやラインシフトさせるタイミング信号等がある。また、AF調整部106 、AE調整部108 の動作を制御する際にも信号発生部120 からの信号を用いている(図1では信号線をそれぞれあらわには図示せず)。このように各種の信号を前述した各部に出力するとともに、信号発生部120 は、垂直タイミング信号と水平タイミング信号とをドライバ部122 に供給する。この中で、信号発生部120 にシステム制御部12から測光制御モードの制御信号が供給された際に、信号発生部120 は、たとえば、必要に応じて(たとえば、測光制御モードで)受光素子の基板電圧、すなわちオーバーフロードレイン電圧を色R, Bの受光素子に対して高める信号も供給する。この信号が供給されることにより、色R, Bの受光素子には、信号電荷が全く生成されなかったと同じ状態を形成することができる。また、測光制御モードで信号発生部120 は、色G だけの信号電荷を読み出すようにトランスファゲートパルスを生成する。測光制御モードが選択された際に信号発生部120 は、システム制御部12からの制御信号12A によりタイミング信号の生成を選択的に切り換える。ドライバ部122 は、それぞれの供給されるタイミングで駆動信号を生成する。一般的に、信号読出しする速度変更は、モードに応じてドライバ部122 から出力される垂直駆動信号が撮像部104 に供給され、たとえば、画面全体に対する駆動、色の選択的な駆動、色および領域を指定した駆動が行われることによって速度の変更が施される。
【0069】
ドライバ部122 は、特にモードが測光制御モードや表示モードに設定された際に対応した駆動信号が撮像部104 に供給され、たとえば、画面全体に対する駆動、色の選択的な駆動、色および領域を指定した駆動が行われることによって速度の変更が施される。
【0070】
ドライバ部122 は、特にモードが測光制御モードや表示モードに設定された際に対応した駆動信号を出力する。駆動信号レベルをモードで変更するような場合、レベル切換スイッチを設けて切り換える。一般に、設定される電圧レベルは、たとえば、1V, 5V, 8V, 12V がある。ドライバ部122 は、信号発生部120 から供給される各種タイミング信号(垂直駆動タイミング信号、水平タイミング駆動信号、トランスファゲートパルス等)に応じて駆動信号を生成している。ドライバ部122 は、たとえば垂直タイミング信号とトランスファゲートパルスとを用いて3値の垂直駆動信号φVnを生成している(図3を参照)。
【0071】
信号出力系10D には、表示部124 および記録再生部126 が備えられている。表示部124 には、たとえば、ディジタルRGB 入力によるVGA (Video Graphics Array)規格の液晶表示モニタまたはYCデータを表示する表示モニタなどが備えられている。表示部124 には、バッファ部116 から読み出した画像データだけでなく、記録再生部126 から圧縮/伸張処理部118 を介して伸張した画像データが供給される。表示部124 は画面上に撮像によって得られた被写体像を表示される。ここで、特に、直接撮像画像を表示する場合、間引いた画像が供給されている。
【0072】
記録再生部126 は、磁気記録媒体、メモリカード等に用いられる半導体メモリ、光記録媒体、または光磁気記録媒体に供給される映像信号を記録する構成を備えている。また、記録再生部126 は、記録した映像信号を読み出す機能も有して読み出した画像データを表示部124 に表示させることもできる。なお、この記録再生部126 が記録媒体を着脱自在にできる場合、記録媒体だけ取りはずして外部の装置で記録した映像信号を再生表示させたり画像を印刷させるようにしてもよい。
【0073】
モード指定部10E には、レリーズシャッタ128 およびキースイッチ130 が備えられている。レリーズシャッタ128 には、本実施例において、2段押し機能を備えている。すなわち、第1段の半押し状態では、測光制御モードを指定して、システム制御部12にこのモード設定がなされていることを信号として供給し、第2段の全押し状態では、画像の取込みタイミングをシステム制御部12に提供するとともに、この操作によりシステム制御部12に画像の記録設定(静止画撮影モード)がなされたことを信号として供給する。また、レリーズシャッタ128 が電源オン状態で、かつ画像モニタ表示のスイッチ(図示せず)がオンになっている場合、システム制御部12は、表示部124 にムービーモードで動画表示するように制御する。また、キースイッチ130 は、十字キーで、表示部124 の画面に表示される画面内のカーソルを上下左右に移動させて項目・画像の選択等を行う。この選択した情報もシステム制御部12に送られる。
【0074】
システム制御部12は、カメラ全体の動作を制御するコントローラである。システム制御部12には、中央演算装置(CPU )が含まれている。システム制御部12は、レリーズシャッタ128 からの入力信号によりどのモードが選択されたかの判断を行う。また、システム制御部12は、キースイッチ130 からの選択情報により、カメラの画像信号に対する処理等の制御を行う。このように供給された情報に基づいてシステム制御部12は、この判断結果を基に駆動信号生成部10C の動作を制御する。システム制御部12には、図示しないが記録制御部を設けている。記録制御部は、システム制御部12からのタイミング制御信号に従いバッファ部116 および信号出力系10D の記録再生部126 の動作を制御している。
【0075】
ここで、撮像部104 に供給される駆動信号とこの駆動信号を供給する信号線の接続関係(供給先で表す)について図2を用いて説明する。撮像部104 には、受光素子104aであるフォトダイオードが行方向および列方向に所定の間隔毎に形成されている。これらの受光素子104aの受光面上には、色フィルタCFがそれぞれ配されている。これらの色フィルタ配列には、”・・・GBGBGB・・・”に対し次の行の配列が”・・・RGRGRG・・・”と配される、いわゆるベイヤ(Bayer )配列を用いる。フィルタ配列は、この配列に限定されるものではない。
【0076】
前述して述べた通り、信号電荷を転送するための垂直転送路104cは、受光素子104aに隣接して、受光素子104aが形成する列の数に対応して形成されている。また、垂直転送路104cは、受光素子104aの間に2つずつ垂直転送用のCCD を形成している。受光素子104aと垂直転送路104cとの間には、個々の受光素子104aが蓄積した信号電荷を垂直転送路104cに転送するトランスファゲート104bが形成されている。垂直転送路104cには、受光素子104aから転送された信号電荷を列方向に転送する垂直転送電極が形成されている。垂直転送電極は、1つの受光素子104a(1つの受光素子104aが1画素に対応する)に対応して形成された2つのCCD それぞれに設けられている。垂直転送電極に垂直駆動信号φVnが与えられることにより、信号電荷は、垂直転送路104c内を列方向に転送される。
【0077】
この受光素子と垂直転送電極の対応関係は次のようになる。ここで、N は整数である。すなわち、
第N+1行の受光素子104a−垂直転送電極E1b, E2 、
第N+2行の受光素子104a−垂直転送電極E3a, E4 、
第N+3行の受光素子104a−垂直転送電極E5, E6、
第N+4行の受光素子104a−垂直転送電極E7, E8、
第N+5行の受光素子104a−垂直転送電極E1b, E2 、
第N+6行の受光素子104a−垂直転送電極E3b, E4 、
第N+7行の受光素子104a−垂直転送電極E5, E6、
第N+8行の受光素子104a−垂直転送電極E7, E8、
第N+9行の受光素子104a−垂直転送電極E1a, E2 、
第N+10行の受光素子104a−垂直転送電極E3b, E4 、
第N+11行の受光素子104a−垂直転送電極E5, E6、
第N+12行の受光素子104a−垂直転送電極E7, E8、
第N+13行の受光素子104a−垂直転送電極E1b, E2 、
第N+14行の受光素子104a−垂直転送電極E3b, E4 、
第N+15行の受光素子104a−垂直転送電極E5, E6、および
第N+16行の受光素子104a−垂直転送電極E7, E8が形成されている。このように
第N+1行から第N+16行の受光素子104aについての垂直転送路104cの電極が周期的に構成されている。同じ垂直転送電極の参照符号が付されている電極同士は垂直駆動信号を供給する信号線が共通接続されていることを示す。
【0078】
この電極構成に対して駆動信号生成部10C のドライバ122 から垂直駆動信号φVnおよび水平駆動信号φHnを供給する信号ラインが形成されている。信号ラインは、垂直駆動信号φV1b , φV2 ,φV3a , φV4 ,φV5 ,φV6 ,φV7 ,φV8 ,φV3b およびφV1a が垂直転送電極E1b ,E2, E3a ,E4,E5,E6,E7,E8, E3b およびE1a にそれぞれ、与えられるように形成されている。
【0079】
具体的に説明すると、第N+1行、第N+5行および第N+13行の受光素子104aに対応して隣接形成しているトランスファゲート104bには同時にトランスファゲートパルスTG1bが印加される。また、これらの垂直転送路104cには垂直駆動信号φV1b が供給されるように配線されている。共通してトランスファゲートパルスTG1bが供給される受光素子のライン番号の関係は、たとえば、この接続するライン番号Ln,次の接続するライン番号Ln+1とする漸化式、すなわちライン番号Lnと初項a =4 ,公比2 を用いた4・2n-2の等比級数の和で表される(Ln+1=Ln+4・2n-2 )。ただし、添字n は整数で、初項L0はゼロとする。これにより、接続するライン番号が16ライン中で1, 5, 13となることが判る。
【0080】
第N+1行と第2行の間にある垂直転送路104cの垂直転送電極E2は、2+8n個の垂直転送素子毎に共通な接続を形成する。この電極には、垂直駆動信号φV2が供給される。形成された画素のラインから4行目隔てた位置の垂直転送電極下に形成することになる。このように各画素のライン間の垂直転送路104cの電極E4, E6, E8は、それぞれ、8つの垂直転送路104c(4+8n, 6+8n, 8+8n)個毎に共通な接続にする。垂直転送路104cの垂直転送電極E4, E6, E8には垂直駆動信号φV4, φV6, φV8がそれぞれ供給される。
【0081】
また、第N+2行の受光素子104aに隣接形成したトランスファゲート104bは、32個隔てた垂直転送路104cの垂直転送電極(3+32n )個毎に共通ライン接続を行う。この共通ラインには、垂直駆動信号φV3a が印加される。
【0082】
そして、第N+3行、第N+7行、第N+11行および第N+15行の受光素子104aに隣接形成したトランスファゲート104bには、同時にトランスファゲートパルスTG5 が印加される。このトランスファゲート104bに隣接した垂直転送路104cの垂直転送電極E5は、(5+8n)個毎、またはライン番号Lnとすると、(Ln=3+4n)行毎に共通な接続にする。この電極には、垂直駆動信号φV5が供給される。
【0083】
同様に、第N+4行、第N+8行、第N+12行および第N+16行の受光素子104aに隣接形成したトランスファゲート104bにはトランスファゲートパルスTG7 が供給される。このトランスファゲート104bに隣接した垂直転送路104cの電極E7は、(7+8n)個毎、またはライン番号Lnとすると、(Ln=4+4n)行毎に共通な接続にする。電極E7には、垂直駆動信号φV7が印加される。
【0084】
第N+6行、第N+10行および第N+14行の受光素子104aに隣接形成したトランスファゲート104bもトランスファゲートパルスTG3bが同時に供給される。このトランスファゲートパルスTG3bは、前述したトランスファゲートパルスTG3aと同じタイミングで供給される。ただし、前述した垂直転送路104cの接続ラインの関係と異なるように電極E3b を(11+8n )個毎、または(Ln=6+4n)行毎に共通接続する。これにより、同じタイミングで供給されるトランスファゲートパルスでありながら、N+2行と異なるタイミングで供給することも可能である。これらの垂直転送路104cには、垂直駆動信号φV3b が同時に印加されている。
【0085】
最後に、第N+9行の受光素子104aに隣接形成したトランスファゲート104bにトランスファゲートパルスTG1aが印加される。このトランスファゲート104bに垂直転送路104cが隣接形成されている。この場合もトランスファゲートパルスTG1aは、前述したトランスファゲートパルスTG1bと同じタイミングで供給される信号である。この接続により、独自にこの信号電荷だけを取り出すことも可能にする。
【0086】
垂直転送路104cの出力側(下側)には垂直転送路104cから出力された信号電荷を水平方向に転送するための水平転送路104dが形成されている。水平転送路104dに水平駆動信号φHnをドライバ部122 から与えることにより、信号電荷が水平方向に転送される。
【0087】
水平転送路104dの信号電荷は、アンプ104eに供給される。アンプ104eは、信号電荷を増幅し、出力する。撮像部104 は、図示しないが増幅された信号(電流)を電圧で示される信号に変換し、被写体像を表す映像信号として出力される。
【0088】
ここで、駆動信号生成部10C が扱う信号について図3のタイミングチャートを参照しながら説明する。信号発生部120 が出力するトランスファゲートパルスTGn および垂直駆動タイミング信号Vnとドライバ部122 の出力する垂直転送信号φVnを図3に示す。トランスファゲートパルスTGn および垂直駆動タイミング信号Vnは2値で表す信号である(H レベル/L レベル)。これに対して垂直駆動信号φVnは、供給される信号レベルに応じてドライバ部122 が3値(H レベル/M レベル/L レベル)で出力する。
【0089】
さらに説明すると、垂直駆動タイミングVnが時刻t1において、H レベルからL レベルになると、垂直駆動信号φVnは、L レベルから中間のM レベルに立ち上がる。そして、垂直駆動タイミング信号VnがL レベルのときに時刻t2においてトランスファゲートパルスTGn がH レベルからL レベルに立ち下がると、垂直駆動信号φVnは、H レベルとなる。時刻t3において、トランスファゲートパルスTGn がL レベルからH レベルに立ち上がると、垂直駆動信号φVnは、M レベルに戻る。時刻t4において、垂直駆動タイミング信号Vnが再びH レベルとなると、垂直駆動信号φVnは、L レベルとなる。
【0090】
このように生成した垂直駆動信号φVnが、垂直転送路104cに形成した垂直転送電極に与えられる。垂直駆動信号φVnがH レベルのときにトランスファゲート104bはオン状態となる。このとき、受光素子104aに蓄積された信号電荷が垂直転送路104cに転送される。そして、垂直転送路104cは、垂直駆動信号φVnがM レベルのときに垂直転送路104c内に形成するポテンシャルの深さに応じて信号電荷を移動させている。このようにトランスファゲートパルスTGn および垂直駆動タイミング信号Vnを用いて、受光素子104aに蓄積された信号電荷を垂直転送路104cに転送させるとともに、垂直転送路104cに転送した信号電荷を転送する駆動制御を行っている。
【0091】
次に図2に示した撮像部104 から映像信号を読み出す際の第1の読出し処理について図4〜図11を参照しながら説明する。この第1の読出し処理では、第1フィールドにおいて奇数行の受光素子104aから信号電荷の読出しを行い、第2フィールドにおいて偶数行の受光素子104aから信号電荷の読出しを行っている。すなわち、画素ラインを1ライン毎に読み出すインターレース走査を行っている。この読出しを行う際に垂直転送電極とその垂直転送電極に印加する垂直駆動信号φVnとは図4に示す関係になる。この関係を実現するように、垂直同期信号VD、垂直駆動タイミング信号VnおよびトランスファゲートパルスTGn のタイミングは図5の関係になる。この関係は、たとえば、奇数行のトランスファゲート104bにトランスファゲートパルスTG1a, TG1b, TG5 を供給してオン状態にする。また、偶数行のトランスファゲート104bにトランスファゲートパルスTG3a, TG3b, TG7 を供給してオン状態にする。このとき、供給するタイミングは1フィールドずらしている(たとえば、時刻t12 、t14 を参照)。
【0092】
より具体的に図6に示す撮像部104 の要部を用いて説明する。撮像部104 において、第1フィールドで奇数行の受光素子104aに蓄積された信号電荷だけが読み出される様子を示している。この第1フィールドの信号読出しで水平同期信号HD、垂直駆動タイミング信号VnやトランスファゲートパルスTGn は垂直同期信号VDに比べて短時間の信号である(図7を参照)。そこで、図7に示すタイミングチャートの要部(時刻t13 近傍)を拡大すると図8の信号波形が得られる。垂直駆動タイミング信号V1〜V8, トランスファゲートパルスTG1a, TG1b, TG3a, TG3b, TG5, TG7がドライバ部122 に供給される。すなわち、第1フィールドにおいては、時刻t13 において立ち上がる垂直同期信号VDに同期して、垂直転送電極E1a ,E1b およびE5にトランスファゲートパルスTG1a,TG1bおよびTG5 が与えられる。前述したように垂直駆動タイミング信号VnとトランスファゲートパルスTG1a,TG1bおよびTG5 が加味された垂直駆動信号が、垂直転送電極E1a ,E1b, およびE5に、H レベルで与えられ、垂直転送路104cにポテンシャルが形成される。この形成したポテンシャルに蓄積されていた信号電荷を転送する。垂直転送路104cには垂直転送電極に8相の垂直駆動信号φVnが供給されることにより信号電荷が垂直転送路104cを水平転送路104dに向かって転送する。信号電荷は、垂直転送路104cから水平転送路104dに送られる。この信号電荷が水平転送路104d内を水平方向に転送され、第1フィールドの映像信号として出力される。
【0093】
もう一方の駆動、すなわち第2フィールドの駆動の関係を図9〜図11に示す。図9の撮像部104 は、図6の読出し位置と比較して1ラインずれて信号を読み出している。この場合、この読出しラインが偶数行の受光素子104aに相当している。この信号読出しを行う際のタイミングチャートを図10に示し、時刻t14 近傍の要部を図11に拡大して示している。第2フィールドにおいては、時刻t14 において立ち上がる垂直同期信号VDに同期して、垂直転送電極E3a ,E3b,およびE7にトランスファゲートパルスTG3a, TG3b, およびTG7 が与えられる。時刻t14 においても、これにより偶数行の受光素子104aに警積された信号電荷が垂直転送路104cに転送される。垂直転送路104cに形成されている垂直転送電極に垂直駆動パルスφVnが与えられることにより垂直転送路104cに転送された信号電荷が垂直方向に転送する。信号電荷が水平転送路104dを介して第2フィールドの映像信号として出力されるのは第1フィールドの場合と同様である。このように1フィールドごとに垂直転送電極E1a ,E1b およびE5と、垂直転送電極E3a ,E3b およびE7との印加が交互にインターレース読出しが行われる。また、第1フィールドおよび第2フィールドのそれぞれは、撮像部104 から出力される映像信号を垂直方向にライン数を1/2 に間引いて読み出していることに同じである。第1の読出し処理は通常の信号読出しと同じ処理を示している。
【0094】
次に撮像部104 から映像信号を読み出す第2の読み出し処理について図12〜図19を参照しながら説明する。垂直転送電極とその垂直転送電極に印加される垂直駆動パルスφVnとの関係を図12に示す。この第2の読み出し処理では、図12に示す関係から明らかなように第1フィールドにおいて第m+1行および第m+2行の受光素子104aに蓄積された信号電荷を読み出し、第2フィールドにおいて第m+3行および第m+4行の受光素子104aに蓄積された信号電荷を読み出すものである。すなわち、1フィールドあたり2ラインずつ信号電荷を読み出す処理である。
【0095】
この関係を表すタイミングチャートが図13である。このタイミングチャートには、前述したと同様に垂直同期信号VD、垂直駆動タイミング信号VnおよびトランスファゲートパルスTGn が記されている。前述した接続関係で1フィールドを2ラインずつ受光素子104aから読み出すインターレース走査を行う際に、トランスファゲートパルスの供給するタイミングは、トランスファゲートパルスTG1a, TG1b, TG3a, TG3bと、トランスファゲートパルスTG5, TG7とに分けると実現できることが判る。これらトランスファゲートパルスが供給された際に撮像部104 の要部から第1フィールドで読み出すライン関係を図14に模式的に示す。撮像部104aの第m+1行および第m+2行の受光素子104aに蓄積された信号電荷を、たとえば第1フィールドとして読み出すとき、時刻t22 の垂直同期信号VDに同期して、垂直転送電極E1a, E1b, E3a およびE3b にトランスファゲートパルスTG1a, TG1b, TG3aおよびTG3bがドライバ部122 を介して供給される(図15を参照)。この中で時刻t22 近傍を拡大すると、図16に示すタイミング関係で各信号が供給されている。この結果、垂直転送電極E1a ,E1b , E3a およびE3b には、H レベルの垂直駆動信号φV1a,φV1b,φV3a,φV3b が与えられる。
【0096】
時刻t22 において、垂直転送電極E1a, E1b, E3a およびE3b にこの垂直駆動信号φV1a1b, φ3aおよびφ3bが印加すると、図12の第m+1行および第m+2行の受光素子104aに蓄積された信号電荷が垂直転送路104cに転送される。垂直転送路104cの垂直転送電極に供給される8相の垂直駆動により信号電荷は垂直方向に水平転送路104dに転送される。水平転送路104dの信号電荷は、水平駆動信号φHnの供給に応じて水平方向に転送され、第1フィールドの映像信号として出力される。
【0097】
また、図17の第2フィールドの信号読出しは、図14と比較して先に読み出した2ライン以外のラインを2ラインずつ信号読出しを行っている。この信号読出しは、たとえば、図12の第m+3行および第m+4行の受光素子104aからの信号読出しにおいて、図18に示すように、垂直駆動タイミング信号VnとトランスファゲートパルスTGn をドライバ部122 に供給する。この供給する各信号のタイミングにおいて時刻t23 近傍に着目する。さらなる拡大したこの時刻近傍は図19のタイミングチャートで示す。これらの図から判るように、時刻t23 の垂直同期信号VDに同期して、図12に示した垂直転送電極E5およびE7にトランスファゲートパルスTG5 およびTG7 を含めた垂直同期信号φV5, φV7が与えられる。このとき、時刻t23 において、図12の垂直転送電極E5およびE7にトランスファゲートパルスTG5 およびTG7 を含む垂直駆動信号φV5, φV7を印加すると、第m+3行および第m+4行の受光素子104aに蓄積された信号電荷が垂直転送路104cに転送される。これら転送した信号電荷は、垂直転送電極に供給される垂直駆動パルスφVnの印加により水平転送路104dに転送される。水平転送路104dの信号電荷は、水平駆動信号φHnの供給に応じて水平方向に転送され、第2フィールドの映像信号として出力される。この場合、1フィールドごとに垂直転送電極E1a, E1b, E3a およびE3b と垂直転送電極E5およびE7への印加を交互に行って、撮像部104 は2ラインを一まとめにした信号読出しによるインターレース走査を行う。各フィールドの情報量は、1画面の情報量に比して垂直方向における画素数が1/2 である。このことからフィールド情報(画像信号)は1/2 に間引かれているとも言える。この第2の読出し処理は、第1の読出し処理と比較して、読み出すラインが空間的に隣接した位置から信号読出しして3原色RGB を揃えることができるので、空間的な画像の相関を高くすることができる。
【0098】
次に撮像部104 からの信号読出しにおける第3の読出し処理を説明する。説明には、図20および図21を用いる。撮像部104 は、図20に示すように、2ライン分を一まとめにして、たとえば第m+3行および第m+4行に配した受光素子104aに蓄積された信号電荷を2ライン毎に読み出している。すなわち、前述した第2の読出し処理における第2フィールドの信号読出しと同じである。この信号読出しに用いる垂直駆動タイミング信号Vnと1垂直同期期間毎に2つのトランスファゲートパルスTGn (n=5 ,7)をドライバ部122 に供給する。ドライバ部122 から垂直駆動信号φVnを供給した際に、垂直転送電極E5およびE7を有する垂直転送路104cにだけ信号電荷が受光素子104aから転送される。この結果、各フィールドで全画素ラインの半分のうち、一方のフィールド情報(画像信号)だけを選択的に読み出して垂直方向に1/2 に間引いている。すなわち、この信号読出し処理は、全画素読出しした場合、1/2 間引きを可能にする。
【0099】
次に撮像部104 からの信号読出しにおける第4の読出し処理を説明する。説明には、図22および図23を用いる。撮像部104 は、図22に示すように、2ライン分を一まとめにして、たとえば第m+1行および第m+2行に配した受光素子104aに蓄積された信号電荷を2ライン毎に読み出している。すなわち、前述した第2の読出し処理における第1フィールドの信号読出しと同じである。この信号読出しに用いる垂直駆動タイミング信号Vnと1垂直同期期間毎にトランスファゲートパルスTGn (n=1a, 1b, 3a,3b) をドライバ部122 に供給する。ドライバ部122 から垂直駆動信号φVnを供給した際に、垂直転送電極E1a, E1b, E3a,およびE3b を有する垂直転送路104cにだけ信号電荷が受光素子104aから転送される。この結果、各フィールドで全画素ラインのうち、半分の一方のフィールド情報(画像信号)だけを選択的に読み出して垂直方向に1/2 に間引いている。この場合も、信号読出し処理は、全画素を読み出すとした場合に比べて、読出し量を1/2 間引いている。
【0100】
次に撮像部104 からの信号読出しにおける第5の読出し処理を説明する。説明には、図24〜図32を用いる。撮像部104 は、図24に示すように、各フィールドで重複して読み出さないように1ラインずつ受光素子104aに蓄積された信号電荷を4ライン毎に読み出している。すなわち、第m+1行〜第m+4行を4フィールドの期間中に読み出す際に、第1フィ一ルドでは、第m+1行の受光素子104aに蓄積された信号電荷の読出し、第2フィールドでは、第m+2行の受光素子104aに蓄積された信号電荷の読出し、第3フィールドでは、第m+3行の受光素子104aに蓄積された信号電荷の読出し、そして第4フィールドにおいて、第m+4行の受光素子104aに蓄積された信号電荷の読出しを行う。
【0101】
図25に示す撮像部104 の要部において、第1フィールドで先頭ラインが第m+1行、4ライン目の第m+5行、さらに、第m+9行から信号電荷を読み出す(m+1+4n:n は整数)。撮像部104 の信号線の接続関係を利用しながら、選択的に所定の位置に配した1ラインだけを読み出すと、図26に示すように、トランスファゲートパルスTG1aおよびTG1bだけをドライバ部122 に供給する。ドライバ部122 は、時刻t31 で、垂直転送電極E1a およびE1b にトランスファゲートをオン状態にするレベルに設定された垂直駆動信号φV1a,φV1b を印加する。これにより、m+1+4n行の受光素子104aに蓄積されている信号電荷が垂直転送路104cに転送され、読み出される。
【0102】
図27に示す撮像部104 の要部において、第2フィールドでは図25の先頭ラインが第m+1行の下に位置する画素ライン、第m+2行、そのラインから4ライン目の第m+6行、さらに、第m+10行から信号電荷を読み出す(m+2+4n:n は整数)。撮像部104 の信号線の接続関係を利用しながら、選択的に所定の位置に配した1ラインだけを読み出すと、図28に示すように、トランスファゲートパルスTG3aおよびTG3bだけをドライバ部122 に供給する。ドライバ部122 は、第2フィールドの時刻t32 で、垂直転送電極E3a およびE3b にトランスファゲートをオン状態にするレベルに設定された垂直駆動信号φV3a,φV3b を印加する。これにより、m+2+4n行の受光素子104aに蓄積されている信号電荷が垂直転送路104cに転送され、読み出される。
【0103】
そして、図29に示す撮像部104 の要部において、第3フィールドでは図25の先頭ラインが第m+1行の2ライン下に位置する画素ライン、第m+3行、そのラインから4ライン目の第m+7行から信号電荷を読み出す(m+3+4n:n は整数)。撮像部104 の信号線の接続関係を利用しながら、選択的に所定の位置に配した1ラインだけを読み出すと、図30に示すように、トランスファゲートパルスTG5 だけをドライバ部122 に供給する。ドライバ部122 は、第3フィールドの時刻t33 で、垂直転送電極E5にトランスファゲートをオン状態にするレベルに設定された垂直駆動信号φV5を印加する。これにより、m+3+4n行の受光素子104aに蓄積されている信号電荷が垂直転送路104cに転送され、読み出される。
【0104】
この読出し処理における最後の第4フィールドでは、図31に示す撮像部104 の要部において、図25の先頭ラインが第m+1行の3ライン下に位置する画素ライン、第m+4行、そのラインから4ライン目の第m+8行から信号電荷を読み出す(m+4+4n:n は整数)。撮像部104 の信号線の接続関係を利用しながら、選択的に所定の位置に配した1ラインだけを読み出すと、図32に示すように、トランスファゲートパルスTG7 だけをドライバ部122 に供給する。ドライバ部122 は、第4フィールドの時刻t34 で、垂直転送電極E7にトランスファゲートをオン状態にするレベルに設定された垂直駆動信号φV7を印加する。これにより、m+4+4n行の受光素子104aに蓄積されている信号電荷が垂直転送路104cに転送され、読み出される。
【0105】
このように信号電荷を読み出すことにより、各フィールドで全画素ラインの半分のうち、一方のフィールド情報(画像信号)の1/4 だけを選択的に読み出して垂直方向に間引いている。これを1/4 間引きという。この接続により、たとえば設定を切り換えるだけで容易に4フィールドのインターレース走査にすることができる。
【0106】
次に撮像部104 からの信号読出しにおける第6の読出し処理を説明する。説明には、図33を用いる。図33から判るように、2フィールドで信号電荷を読み出すライン総数は、図4の信号読出しと比較して半分である(1/2 間引き)。このライン総数に対する各フィールドの信号読出しライン数を検討した場合、1/4 間引きになる。実際に第1フィールドでは、垂直転送電極E5にトランスファゲートパルスTG5 を含む垂直駆動信号φV5を印加するとよい。そして、第2フィールドでは、垂直転送電極E7にトランスファゲートパルスTG7 を印加するとよい。
【0107】
次に撮像部104 からの信号読出しにおける第7の読出し処理を説明する。説明には、図34を用いる。図34から判るように、前述した第6の読出し処理と間引き量は同じになる。すなわち、2フィールドで信号電荷を読み出すライン総数は、図4の信号読出しと比較して半分である(1/2 間引き)。このライン総数に対する各フィールドの信号読出しライン数を検討した場合、1/4 間引きである。実際、トランスファゲートパルスの供給が第6の読出し処理と異なっている。第1フィールドでは、垂直転送電極E1a, E1bにトランスファゲートパルスTG1a, TG1bを含む垂直駆動信号φV1a,φV1b を印加するとよい。第6の読出し処理と同様に第2フィールドでは、垂直転送電極E7にトランスファゲートパルスTG7 を印加するとよい。
【0108】
なお、第6および第7の読出し処理は、ベイヤ配列のため各フィールドの信号だけではGBあるいはRGの信号しか得られないので、カラー表示させる際には、後段で三原色RGB を求めるように信号処理するとよい。
【0109】
次に撮像部104 からの信号読出しにおける第8の読出し処理を説明する。説明には、図35〜図38を用いる。図35が示すように、全ライン数16ライン中、2ラインから信号電荷を読み出す処理である。したがって、この読出し処理は、1フィールド期間中に全ラインに対して1/8 のラインだけを読み出すものである。この処理は、1/8 間引きという。ベイヤ配列において、16ライン中、GBラインとRGラインを1ラインずつ読み出す際の空間的なバランス、すなわち解像度の点等を考慮するとともに、前述した撮像部104 の信号線の接続関係から信号電荷を読み出す位置関係は、図36に示すラインになる。垂直駆動電極E3a, E1aだけに供給される垂直駆動信号φV3a,φV1a には、トランスファゲートパルスTG3a, TG1aを含ませている。各フィールド毎にトランスファゲートパルスTG3a, TG1aをドライバ部122 に供給していることを図37に示す。さらに、図38のタイミングチャートは、時刻t41 近傍のトランスファゲートパルスTG3a, TG1aが垂直同期信号VD、水平同期信号HDに同期して所定のタイミングにより供給されることを示している。ベイヤ配列において所望のラインを独立的にそれぞれ読み出すことを考慮して垂直駆動電極を接続することにより、従来の撮像では難しかった垂直方向への1/8 間引きが容易に行うことができるようになる。
【0110】
このように撮像部104 を10電極の信号線の接続関係を考慮して構成し、8相駆動することにより、垂直方向にフィールド読出しを1/2 間引き、1/4 間引きおよび1/8 間引きのすべてを実現することができるようになる。もちろん、全画素読み出しも実現できるのはいうまでもない。これらの読出しを選択できるようにし、選択に応じて読み出し処理が行なわれる。
【0111】
次に撮像部104 の前述した接続関係に12電極を用いたディジタルスチルカメラの第2の実施例について説明する。ディジタルスチルカメラ10は、第1の実施例の構成と基本的に同じであることから、同じ参照符号を付すとともに説明を省略する。撮像部104 はこの構成において垂直駆動信号φVnの供給される垂直転送路104c間の接続が異なっている。垂直転送路104cには、垂直駆動信号φVnを受ける垂直駆動電極が設けられている。本実施例では図2に示したように垂直転送路104cの電極に基づいて参照符号を付すのでなく、垂直転送路の個々のCCD 、すなわち垂直転送素子にそれぞれ参照符号を付して接続関係を表す。撮像部104 は、読み出した信号電荷が隣接する画素の信号電荷と混じらないように個々の信号電荷を分けるため1画素あたり2個のCCD を一組に垂直方向に形成している。図39の撮像部104 は、後述する接続で信号電荷を読み出すため32個のCCD でひとつのサイクルとし、繰り返す信号線の接続関係にある。
【0112】
この信号線の接続関係について説明する。ここで、図39の先頭ラインを第1行とし、n を整数とする。変数n は、各請求項で用いた変数j に対応するものである。垂直駆動信号φV1a が供給される垂直転送素子V1a は、32個の先頭ラインに1つだけ設ける。すなわち、垂直転送素子V1a は、1+32n 行毎に設けて接続する。垂直駆動信号φV2が供給される垂直転送素子V2は、2+8n行毎に設けて接続する。垂直駆動信号φV3a が供給される垂直転送素子V3a もこのサイクルに1つだけ設ける。すなわち、垂直転送素子V3a は、3+32n 行毎に設けて同じ符号の垂直転送素子同士を接続する。
【0113】
垂直駆動信号φV4〜φV8の供給される垂直転送素子V4〜V8は、それぞれ4+8n、5+8n、6+8n、7+8n、8+8n行毎に設ける。そして同じ垂直転送素子同士に同じ垂直駆動信号が供給されるように接続する。これに加えて、垂直駆動信号φV1b,φV3b の供給される垂直転送素子V1b, V3bは、それぞれ9+16n, 11+16n 毎に設けて同じ垂直転送素子同士を接続する。ラインで表せば、これらの関係は、それぞれ5+8n, 6+8nである。
【0114】
そして、垂直駆動信号φV1c,φV3c の供給される垂直転送素子V1c, V3cは、それぞれ17+32n, 19+32nずつ設ける。すなわち、これらは32個のサイクルに1つしかない。この垂直転送素子V1c, V3cは、サイクルの中央近傍に設ける。この信号線の接続関係は、先の第1の実施例に比べて同じ繰返しのパターンが多いので複雑化を避けられる。
【0115】
この信号線の接続関係において撮像部104 をフィールド単位に前述したいわゆる、1/4 間引きして信号電荷を読み出すインターレース駆動を行う(図40を参照)。図40が示すように4ラインを一組にしてこの一組の4ラインを図40(A) 〜(D) に示す4フィールド期間中に読み出す。この信号電荷読出しを実現させるため画素からの信号読出しを各フィールド毎に分ける。この読出し処理を規定する信号がトランスファゲートパルスTGn である。
【0116】
図41のタイミングチャートから、垂直同期信号VDに同期してそれぞれのトランスファゲートパルスが供給されることが判る。本実施例では先の実施例に比べて2電極分増えている。この増加分を加えて、トランスファゲートパルスがTG1a〜TG1c, TG3a〜TG3cになる。最初の垂直同期信号VDに同期してトランスファゲートパルスTG7 を供給する。次の垂直同期信号VDの供給時には、トランスファゲートパルスTG5 を供給する。また、第3の垂直同期信号VDの供給時には、トランスファゲートパルスTG1a〜TG1cが同じタイミングで供給される。これらの信号の参照符号の添字が示すように信号線の接続関係により供給先が異なっているだけである。信号の添字と供給先の垂直転送素子の参照符号とは対応判り易いように符号を同じにしている。最後に、第4の垂直同期信号VDの供給時には、トランスファゲートパルスTG3a〜TG3cが3つ同時に供給している。
【0117】
この中で、最初のフィールドのタイミングを挙げる。このフィールドでは、図42に示すようにトランスファゲートパルスTG7 だけが供給される。この供給を水平同期信号HDのタイミングに時間拡大すると、水平同期信号HDに同期して水平同期信号HDの中央近傍で所定の期間中レベルをL にしていることが判る。再び図3を参照する。ドライバ部122 にトランスファゲートパルスTGn や垂直駆動タイミング信号VnがレベルL で同時に供給されると、ドライバ部122 は、垂直駆動信号φVnをレベルH にして出力する。レベルH の垂直駆動信号φVnが供給される垂直転送素子だけに蓄積した信号電荷が取り出せる。取り出した信号電荷は、図43に示す8相の垂直駆動タイミング信号VnによりレベルM のとき順次転送される。
【0118】
この関係は、第2フィールドのタイミングでも同じである。図44のトランスファゲートパルスTG5 が水平同期信号HDに同期してレベルL をドライバ部122 に供給されたとき、垂直駆動信号φV5を撮像部104 に供給して受光素子104aに蓄積した信号電荷を読み出す。第3および第4フィールドでのトランスファゲートパルスTGn は、図45(a), (b)のタイミング関係で供給する。このようなタイミングで信号読出しにトランスファゲートパルスを供給することにより、このように接続しても所望の位置から従来と同様に1/4 インターレース走査することができる。
【0119】
次にこの信号線の接続関係で撮像部104 から1/2 間引き読出しを行う読出し処理について説明する。図46〜図49が示すように、4ラインを一群に見て、2フィールド期間中に2ライン分の信号電荷を読み出す処理を行う。すなわち、1/2 間引きが行われる。ベイヤ配列の色フィルタCFを用いているから、各フィールド毎に読み出すラインは、GBラインとRGラインまたはRGラインとGBラインがこのように交互に読み出される。図46の信号読出しでは、後者のRGラインとGBラインを交互に読み出す処理が行われる。この信号読出し処理は、各フィールド毎にドライバ部122 にトランスファゲートパルスTG7, TG5を供給している。
【0120】
この信号線の接続関係において、色の読出し関係、すなわち三原色RGB がすべて揃うように1/2 間引きしながら信号読出しする垂直駆動はこの他にもまだある。たとえば、図48に示すように3つのトランスファゲートパルスTG1a, TG1b, TG1cを同じタイミングで供給するとともに、もう一つのトランスファゲートパルスTG7 を用いている(図49を参照)。図48(a), (b)から明らかなようにこの場合読み出す信号は隣接関係にある。また、図示しないが、トランスファゲートパルスTG5 と、トランスファゲートパルスTG3a, TG3b, TG3cとをフィールド毎に交互に供給しても同様にフィールドにおいていわゆる1/4 間引きを2回行うことにより画面全体としていわゆる1/2 間引きを行っている。
【0121】
次に図39の信号線の接続関係において、フィールドの読出しによりより一層の信号読出し間引き処理を行う。この関係をまとめて図50に示す。ベイヤ配列において色G は、各行にすべて含んでいるので、色R と色B に着目して表す。この着目した色を縦方向、すなわち列方向に記すとともに、垂直転送路104cに供給される垂直転送素子の参照符号を記している。その中で、トランスファゲートパルスが印加され信号の読出しが行われる位置には、読み出される色を示す記号R, Bを記す。最上位に記す記号A 〜K は供給パターンを表している。以下、順次動作について説明する。
【0122】
パターンA は、図50から判るように、垂直転送素子V1a, V1c, およびV3b から信号電荷を読み出す処理方法である。垂直転送素子V1a, V1cはいずれも色B を読み出し、垂直転送素子V3b は色R を読み出す。同じ色同士の読出し間隔は8行おきである。この信号線の接続関係で信号電荷を読み出すと、色R, Bの空間的な間隔は2行で済ますことができる。実際、このような信号読出しを図51に示す。この関係での信号読出しを行うにあたり、ドライバ部122 には垂直早期信号VDに同期してトランスファゲートパルスTG1a, TG1c, TG3bを供給する(図52を参照)。これによりドライバ部122 から供給される垂直駆動信号φV1a,φV1c,φV3b を印加して所望の1/4 間引きを行う。
【0123】
図50に示すパターンB は、垂直転送素子V1a, V1c, V3a およびV3c から信号電荷を読み出す処理方法である。垂直転送素子V1a, V1cはパターンA と同様に色B を読み出し、垂直転送素子V3a, V3cは色R を読み出す。同じ色同士の読出し間隔は7行おきである。変数i =2 のとき、読出し間隔には2i+1-1=23-1=7 という関係があるからである。この結果、変数i =2 のとき、1/4 間引き(1/22間引き)となる。この信号線の接続関係で信号電荷を読み出すと、色R, Bの空間的な間隔を開けることなく信号電荷を読み出すことができる。実際、このような信号読出しを図53に示す。この関係での信号読出しを行うにあたり、ドライバ部122 には垂直早期信号VDに同期してトランスファゲートパルスTG1a, TG1c, TG3a, TG3cを供給する(図54を参照)。これによりドライバ部122 から供給される垂直駆動信号φV1a,φV1c,φV3a,φV3b を印加して所望の1/4 間引きを行う。
【0124】
また、図50のパターンC は、垂直転送素子V1b,およびV3b から信号電荷を読み出す処理方法である。垂直転送素子V1b はパターンA と同様に色B を読み出し、垂直転送素子V3b は色R を読み出す。同じ色同士の読出し間隔は7行おきである。この信号線の接続関係で信号電荷を読み出すと、得られるパターンはパターンB の読出し開始位置を4ライン下に設定して信号電荷を読み出す場合と同じパターンである。実際、このような信号読出しを図55に示す。この関係での信号読出しを行うにあたり、ドライバ部122 には垂直早期信号VDに同期してトランスファゲートパルスTG1b, TG3bを供給する(図56を参照)。これによりドライバ部122 から供給される垂直駆動信号φV1b,φV3b を印加して所望の1/4 間引きを行う。このようにパターンA 〜C は同色の読出しを7 行おきに読み出している。
【0125】
このパターンB (図57(a) )とパターンC (図57(b) )の信号電荷読出しを組み合わせてフィールド毎に交互に行う信号読出し処理も行える。この信号読出しでは、各パターンの隣接する2ラインずつ信号電荷を読み出すとともに、次のフィールドでは前のフィールドの中間に位置する2ラインから信号電荷を読み出すインターレース走査を行っている(すなわち、2:1 のインターレース走査)。この関係は、図58から明らかである。各フィールドの読出しは前述した通り1/4 間引きである。4フィールドインターレース走査の場合に比べて読み出すライン数が半分であるが読出し時間も半分に短縮できる。このような走査もこれらパターンB, Cに対応した信号線の接続関係で行うことができる。
【0126】
図50のパターンD は、垂直転送素子V1a,およびV3a から信号電荷を読み出す処理方法である。垂直転送素子V1a は色B を読み出し、垂直転送素子V3a は色R を読み出す。同じ色同士の読出し間隔は15行おきである。変数i =3 のとき、読出し間隔には2i+1-1=24-1=15という関係があるからである。この結果、変数i =3 のとき、前述した実施例と同様のいわゆる、1/8 間引き(1/23間引き)となる。この信号線の接続関係で信号電荷を読み出すと、隣接した行から色RBが得られる。この読出しは、1フィールド期間に16ラインのうち、2ラインずつ読み出すことから、全画素の1/8 だけを読み出している。この間引きは、従来の撮像部104 では行えなかった1/8 間引きを行う。この1/8 間引きは、図60に示すように、ドライバ部122 には垂直早期信号VDに同期してトランスファゲートパルスTG1a, およびTG3aを供給する。これによりドライバ部122 から供給される垂直駆動信号φV1a,φV3a を印加して1/8 間引きを行う。
【0127】
この間引きは、パターンD に限定されるものでなく、垂直転送素子V1c,およびV3c から信号電荷を読み出す処理によっても行える(図50のパターンE 、図61および図62を参照)。この場合、図61に示すように、同色の読出しを15行おきに行うようにドライバ部122 には垂直早期信号VDに同期してトランスファゲートパルスTG1c, およびTG3cを供給する(図62を参照)。これによりドライバ部122 から供給される垂直駆動信号φV1c,φV3c を印加して1/8 間引きを行う。
【0128】
そして、1/8 間引きは、図50のパターンF でも行うことができる。図50のトランスファゲートパルスの供給位置に対応して読み出すラインは、図63に示すとおりである。この位置での信号読出しには、図64のトランスファゲートパルスTG1a, およびTG3cをドライバ部122 に供給する。これらの信号および垂直駆動タイミング信号Vnの供給により生成される垂直駆動信号φVnのうち、垂直駆動信号φV1a,φV3c には、信号電荷読出しを可能にする信号が含まれる。これにより、1/8 間引きが行われる。
【0129】
この信号線の接続関係、すなわちパターンD とパターンE を組み合わせて、前述したと同様に1/8 間引き読出しの2:1 インターレース走査を行わせることができる。撮像部104 からの信号読出しは、図65に示すように、(a) の第1フィールドではパターンD の走査を行い転送し、(b) の第2フィールドではパターンE の走査を行い転送する。この動作を行うために、ドライバ部122 には、図66に示すトランスファゲートパルスTG1a, TG3aと、トランスファゲートパルスTG1c, TG3cとを供給される(図66を参照)。ドライバ部122 は、これらトランスゲートパルスを含む垂直駆動信号φV1a,φV3a と、垂直駆動信号φV1c,φV3c を交互にフィールド毎に垂直同期信号に同期したタイミングで供給する。
【0130】
このように供給する垂直駆動信号φVnと信号線の接続関係を考慮して垂直駆動を行うことにより、通常の読出し、1/2, 1/4間引きだけでなく、さらにより大きな1/8 間引きを行うことができる。
【0131】
次に第2の実施例の第1ないし第3の変形例について説明する。上述した第2の実施例では、撮像部104 に供給する垂直駆動信号の種類に応じて12電極が用いられている。これは、ドライバ部122 に垂直駆動信号生成用のV ドライバを数多く必要とすることを意味する。ところで、ディジタルスチルカメラ10には、装置の小型化要求が優先されることがある。この場合、ディジタルスチルカメラ10のドライバ部122 も小さく済ませたい。しかしながら、V ドライバの回路実装面積が大きく上述した要求を満たすことができない。そこで、このV ドライバの使用数を制限しながら、信号読出しをスムーズに間引きする構成について図67を用いて第1の変形例で説明する。
【0132】
第1の変形例の撮像部104 は、前述した第2の実施例の信号線の接続関係に加えて、垂直駆動電極V1a と電極V1c 、垂直駆動電極V3a と電極V3c を共通接続にする。この接続は外部で接続するようにしてもよい。この接続により、供給する垂直駆動信号は12種類から10種類に抑えられることになる。共通接続した電極にはそれぞれ同じ垂直駆動信号が供給される。したがって、垂直駆動電極V1c, V3cに供給していた垂直駆動信号φV1c,φV3c がなくなる。垂直駆動電極V1c, V3cの独自性がなくなり、個別にこれらの電極に垂直駆動信号を供給したくてもできなくなる。この結果、1/8 間引きの垂直駆動は行えなくなる。実際にこの接続では、図50のパターンG, H, I の駆動が行われる。これら3つのパターンは、それぞれ、同図のパターンA, B, C に対応している。すなわち、この接続は、フィールド毎の間引き処理を1/4 間引きに限定する。これによって、ディジタルスチルカメラ10は、小型化と1/4 間引きまでの処理を容易に行うことができるようになる。
【0133】
次に第2の変形例を説明する。この変形例は、前述した第2の実施例の信号線の接続関係に加えて、図68に示すように、垂直駆動電極V1b と電極V1c 、垂直駆動電極V3b と電極V3c を共通接続にする。この場合も接続は、外部で行うようにしてもよい。この接続により、供給する垂直駆動信号は12種類から10種類に抑えられることになる。この接続で、図50のパターンJ は、同図のパターンD に対応することが判る。すなわち、垂直駆動電極V1a, V3aに供給される垂直駆動信号φV1a,φV3a にしかトランスファゲートパルスを含まない。したがって、この接続では1/8 間引きしか対応しない限定的な信号読出しである。このように接続すると、ディジタルスチルカメラ10は、小型化と1/8 間引きの処理を容易に行うことができるようになる。
【0134】
最後に、撮像部104 における第3の変形例を説明する。この変形例は、前述した第2の実施例の信号線の接続関係に加えて、図69に示すように、垂直駆動電極V1b と電極V1c 、垂直駆動電極V3a と電極V3b を共通接続にする。この場合も接続は、外部で行うようにしてもよい。この接続により、供給する垂直駆動信号は12種類から10種類に抑えられることになる。ただし、これまでの変形例のように共通接続を介して信号電荷を読み出す垂直駆動信号にトランスファゲートパルスを供給するのでなく、一つの電極に単独で供給する垂直駆動信号にトランスファゲートパルスを供給する。この接続で、図50のパターンK は、同図のパターンF に対応することが判る。すなわち、垂直駆動電極V1a, V3cに供給される垂直駆動信号φV1a,φV3c にだけトランスファゲートパルスを含ませる。したがって、この接続では1/8 間引きしか対応しない限定的な信号読出しである。このように接続すると、ディジタルスチルカメラ10は、小型化と1/8 間引きの処理を容易に行うことができるようになる。ただし、空間的に読み出す信号の位置関係が離れていることから、これによって得られる画像は、色等の相関性がこれまで述べてきた信号読出しで得られる画像に比べてそれほど高い画質が得られるというわけではない。
【0135】
以上のように構成して駆動させることにより、従来の構成で得られた1/2, 1/4間引き画像の他に、従来の構造ではなし得なかった新たな信号電荷の間引き読出しの1/8 間引きを実現させることができる。これにより、ディジタルスチルカメラは、たとえば、数百万以上の高い画素数で撮像部が構成された場合でも高画質の画像を撮像するとともに、所望のモードで垂直方向に間引いて信号電荷を読み出して撮像周期やリフレッシュレートをこれまでの時間に保たせることができる。したがって、他の回路は従来の構成をそのまま用いることができ、設計の効率にも寄与するものである。
【0136】
【発明の効果】
このように本発明の固体撮像装置によれば、第1の転送ゲート群から第6の転送ゲート群の各同一群に含まれる転送ゲートがゲートパルス印加用信号ラインを介して共通した接続にして、転送ゲートにそれぞれのゲートパルスを印加し、所望の受光素子から信号電荷を読み出すことにより、従来の構成で得られた1/2, 1/4間引き画像の他に、従来の構造ではなし得なかった新たな信号電荷の間引き読出しの1/8 間引きを実現させることができる。これにより、ディジタルスチルカメラは、たとえば、数百万以上の高い画素数で撮像部が構成された場合でも高画質の画像を撮像するとともに、所望のモードで垂直方向に間引いて信号電荷を読み出して撮像周期やリフレッシュレートをこれまでの時間に保たせることができる。したがって、他の回路は従来の構成をそのまま用いることができ、設計の効率にも寄与する。
【0137】
また、本発明の信号読出し方法によれば、第1の転送ゲート群〜第6の転送ゲート群にゲート・パルスを印加して信号を読み出して、垂直方向に信号を従来の1/2, 1/4間引きは元よりより一層間引きの程度の大きい1/8 間引きを行うことができる。これにより、固体撮像装置の画素数がたとえば、数百万を越えるようになっても撮像周期やリフレッシュレートをこれまでの時間に保たせることができ、表示や記録のモードに応じた画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の固体撮像装置を適用したディジタルスチルカメラの構成を示すブロック図である。
【図2】図1の撮像部の要部において、この撮像部に垂直駆動信号を供給する配線の接続関係を示す第1の実施例の模式図である。
【図3】図2の垂直駆動信号に対するファトランスゲートパルスと垂直駆動タイミング信号の関係を示すタイミングチャートである。
【図4】図2の接続における垂直転送電極とフィールド毎に印加するフィールドゲートパルスを含む垂直駆動信号(以下、単に垂直駆動信号という)の関係を示す図である。
【図5】図4の関係を実現させる垂直同期信号に対する垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスの関係を示すタイミングチャートである。
【図6】図2のさらに要部の撮像部で第1フィールドの読出しを示す模式図である。
【図7】図4の関係を実現させる際に時間拡大表示した垂直同期信号のタイミングに対する第1フィールドでの垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスをの関係を示すタイミングチャートである。
【図8】図4の関係を実現させる際に時間拡大表示した水平同期信号のタイミングに対する垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスをの関係を示すタイミングチャートである。
【図9】図2のさらに要部の撮像部で第2フィールドの読出しを示す模式図である。
【図10】図4の関係を実現させる際に時間拡大表示した垂直同期信号のタイミングに対する第2フィールドでの垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスをの関係を示すタイミングチャートである。
【図11】図4の関係を実現させる際に水平同期信号のタイミングに対する第1フィールドでの垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスをの関係を示すタイミングチャートである。
【図12】図2の接続における垂直転送電極とフィールド毎に2ラインずつ印加する垂直駆動信号の関係を示す図である。
【図13】図12の関係を実現させる垂直同期信号に対する垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスの関係を示すタイミングチャートである。
【図14】図2のさらに要部の撮像部で図12の第1フィールドの読出しを示す模式図である。
【図15】図12の関係を実現させる際に時間拡大表示した垂直同期信号のタイミングに対する第1フィールドでの垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスをの関係を示すタイミングチャートである。
【図16】図12の関係を実現させる際に時間拡大表示した水平同期信号のタイミングに対する垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスをの関係を示すタイミングチャートである。
【図17】図2のさらに要部の撮像部で図12の第2フィールドの読出しを示す模式図である。
【図18】図12の関係を実現させる際に時間拡大表示した垂直同期信号のタイミングに対する第2フィールドでの垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスをの関係を示すタイミングチャートである。
【図19】図12の関係を実現させる際に水平同期信号のタイミングに対する第1フィールドでの垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスをの関係を示すタイミングチャートである。
【図20】図2の接続における垂直転送電極とフィールド毎に2ラインずつ同じライン(第2フィールド)に印加する垂直駆動信号の関係を示す図である。
【図21】図20の関係を実現させる際に垂直同期信号のタイミングに対する各フィールドでの垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスをの関係を示すタイミングチャートである。
【図22】図2の接続における垂直転送電極とフィールド毎に2ラインずつ同じライン(第1フィールド)に印加する垂直駆動信号の関係を示す図である。
【図23】図22の関係を実現させる際に垂直同期信号のタイミングに対する各フィールドでの垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスをの関係を示すタイミングチャートである。
【図24】図2の接続における垂直転送電極とフィールド毎に4ライン中のそれぞれ異なる1ラインに印加する垂直駆動信号の関係を示す図である。
【図25】図2のさらに要部の撮像部で図24の第1フィールドの読出しを示す模式図である。
【図26】図24の関係を実現させる際に時間拡大表示した垂直同期信号のタイミングに対する第1フィールドでの垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスをの関係を示すタイミングチャートである。
【図27】図2のさらに要部の撮像部で図24の第2フィールドの読出しを示す模式図である。
【図28】図24の関係を実現させる際に時間拡大表示した垂直同期信号のタイミングに対する第2フィールドでの垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスをの関係を示すタイミングチャートである。
【図29】図2のさらに要部の撮像部で図24の第3フィールドの読出しを示す模式図である。
【図30】図24の関係を実現させる際に時間拡大表示した垂直同期信号のタイミングに対する第3フィールドでの垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスをの関係を示すタイミングチャートである。
【図31】図2のさらに要部の撮像部で図24の第4フィールドの読出しを示す模式図である。
【図32】図24の関係を実現させる際に時間拡大表示した垂直同期信号のタイミングに対する第4フィールドでの垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスをの関係を示すタイミングチャートである。
【図33】図2の接続における垂直転送電極とフィールド毎に4ライン中の隣接する1ラインに交互に印加する垂直駆動信号の関係を示す図である。
【図34】図2の接続における垂直転送電極とフィールド毎に4ライン中の端に位置するそれぞれ異なる1ラインに交互に印加する垂直駆動信号の関係を示す図である。
【図35】図2の接続における垂直転送電極とフィールド毎に16ライン中のそれぞれ異なる2ラインに印加する垂直駆動信号の関係を示す図である。
【図36】図2のさらに要部の撮像部で図35のフィールドの読出しを示す模式図である。
【図37】図35の関係を実現させる際に垂直同期信号のタイミングに対する垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスをの関係を示すタイミングチャートである。
【図38】図35の関係を実現させる際に時間拡大表示した垂直同期信号および水平同期信号のタイミングに対する垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスをの関係を示すタイミングチャートである。
【図39】図1の撮像部の要部において、この撮像部に垂直駆動信号を供給する配線の接続関係を示す第2の実施例の模式図である。
【図40】図39の撮像部を4フィールドのインターレース走査した際の各フィールドで信号電荷読出しする際の撮像部要部を表す模式図である。
【図41】図39の垂直駆動信号に対するファトランスゲートパルスと垂直駆動タイミング信号の関係を示すタイミングチャートである。
【図42】図39の接続における垂直同期信号および水平同期信号に対する垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスの第1フィールドの関係を示すタイミングチャートである。
【図43】図2および図39の撮像部を8相駆動する垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスを示すタイミングチャートである。
【図44】図41の各信号に対するタイミングのうち、第2フィールドのタイミング関係を示すタイミングチャートである。
【図45】図41の各信号に対するタイミングのうち、第3および第4フィールドのタイミング関係を示すタイミングチャートである。
【図46】図39の撮像部で2フィールドの2:1 インターレース走査により信号電荷読出しを行う際の撮像部要部を示す模式図である。
【図47】図46の信号電荷読出しにおいて垂直同期信号に対して供給される垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスを示しタイミングチャートである。
【図48】図39の撮像部で2フィールドの2:1 インターレース走査により信号電荷読出しを行う際の図46と異なる読出し例における撮像部要部を示す模式図である。
【図49】図48の信号電荷読出しにおいて垂直同期信号に対して供給される垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスを示しタイミングチャートである。
【図50】図39の接続関係にある撮像部から読み出す色の関係も示しながら、信号電荷の読出しパターンを一覧にまとめた図である。
【図51】図50のパターンA で信号電荷を読み出す際の撮像部要部を示す模式図である。
【図52】図51の信号電荷読出しにおいて垂直同期信号に対して供給される垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスを示しタイミングチャートである。
【図53】図50のパターンB で信号電荷を読み出す際の撮像部要部を示す模式図である。
【図54】図53の信号電荷読出しにおいて垂直同期信号に対して供給される垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスを示しタイミングチャートである。
【図55】図50のパターンC で信号電荷を読み出す際の撮像部要部を示す模式図である。
【図56】図55の信号電荷読出しにおいて垂直同期信号に対して供給される垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスを示しタイミングチャートである。
【図57】図50のパターンB, Cをフィールド毎に交互に適用した2:1 インターレース走査で信号電荷を読み出す際の撮像部要部を示す模式図である。
【図58】図57の信号電荷読出しにおいて垂直同期信号に対して供給される垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスを示しタイミングチャートである。
【図59】図50のパターンD で信号電荷を読み出す際の撮像部要部を示す模式図である。
【図60】図59の信号電荷読出しにおいて垂直同期信号に対して供給される垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスを示しタイミングチャートである。
【図61】図50のパターンE で信号電荷を読み出す際の撮像部要部を示す模式図である。
【図62】図61の信号電荷読出しにおいて垂直同期信号に対して供給される垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスを示しタイミングチャートである。
【図63】図50のパターンF で信号電荷を読み出す際の撮像部要部を示す模式図である。
【図64】図63の信号電荷読出しにおいて垂直同期信号に対して供給される垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスを示しタイミングチャートである。
【図65】図50のパターンE, Fをフィールド毎に交互に適用した2:1 インターレース走査で信号電荷を読み出す際の撮像部要部を示す模式図である。
【図66】図65の信号電荷読出しにおいて垂直同期信号に対して供給される垂直駆動タイミング信号およびトランスファゲートパルスを示しタイミングチャートである。
【図67】図39の接続関係に加えて、垂直駆動電極V1a, V1cの接続、および垂直駆動電極V3a, V3cの接続を共通接続関係にして信号電荷を読み出す際の撮像部要部を示す模式図である。
【図68】図39の接続関係に加えて、垂直駆動電極V1b, V1cの接続、および垂直駆動電極V3b, V3cの接続を共通接続関係にして信号電荷を読み出す際の撮像部要部を示す模式図である。
【図69】図39の接続関係に加えて、垂直駆動電極V1b, V1cの接続、および垂直駆動電極V3a, V3 bの接続を共通接続関係にして信号電荷を読み出す際の撮像部要部を示す模式図である。
【符号の説明】
10 ディジタルスチルカメラ
12 システム制御部
10A 撮像系
10B 信号処理系
10C 駆動信号生成部
10D 信号出力系
10E モード指定部
104 撮像部
106 AF調整部
120 信号発生部
122 ドライバ部
104a 受光素子
104b トランスファゲート
104c 垂直転送路
104d 水平転送路
104e 出力アンプ
E1a, E1b, E2, E3a, E3b, E4〜E8 垂直駆動電極
V1a, V1b, V1c, V2, V3a, V3b, V3c, V4〜V8 垂直転送素子
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solid-state imaging device and a signal reading method thereof, and in particular, for example, a plurality of light receiving elements are formed in a row direction and a column direction to receive light, and the obtained signal charges are adjacent to the light receiving elements in the row direction. The solid-state imaging device using a charge-coupled device having a transfer gate for transferring to a vertical transfer path in which a vertical transfer electrode is formed at the position, and suitable for use in reading the signal charge.
[0002]
[Prior art]
In a digital still camera or the like having a solid-state electronic image pickup device such as a charge coupled device (CCD) as an image pickup means, it is only necessary to obtain high-quality image data when recording on a recording medium. During automatic exposure metering (AE), AF (automatic focus) metering, and when shooting a subject, the digital still camera has a high-quality image of the subject image at the time of shooting. It is not necessary to display with.
[0003]
When the number of pixels of the solid-state electronic image sensor is not relatively large, approximately 640 x 480, regardless of whether it is AE, AF, shooting the subject, recording the video signal representing the subject image on the recording medium, etc. It is good to drive by the same drive system as used so far. For example, a digital camera to which a solid-state imaging device is applied, for example, is comparable to a silver salt photograph, and the number of pixels is increasing in response to a user's request for higher image quality.
[0004]
In addition, as the number of pixels of solid-state image pickup devices increases, signal processing such as AE, AF, and display of subject images on the display device is processed quickly within a predetermined time when the solid-state image pickup device is always driven with the same drive method. I can't do it. For this reason, the image data representing the subject image cannot be quickly recorded on the recording medium, and a desired photo opportunity may be missed because this processing is performed.
[0005]
In order to cope with such an increase in the number of pixels, a high-resolution, high-reliability imaging method that does not use a new optical system is used to improve the dimensional specification and yield reduction during manufacturing. Proposed in the Gazette. The proposed imaging method using a four-phase drive frame transfer type solid-state imaging device forms a potential well under one specific electrode for each field and performs imaging and readout of the signal. An image of one frame is formed and the signal accumulation time is controlled according to the difference in the effective area of the transfer electrode.
[0006]
Japanese Patent No. 2660592 also discloses a high-definition still image that enables monitoring so that an image can be captured at a desired shutter chance by setting the angle of view while viewing the subject even for a still image, as with a video such as a VTR. A camera has been proposed.
[0007]
For this purpose, Japanese Patent No. 2660594 proposes an electronic still camera that performs four-field readout as in Japanese Patent No. 2660592. Since this camera performs a blank readout in one field scan readout period after exposure and then performs a field scan readout of the pixel signal, it can eliminate smear components and shift the field after the completion of this blank readout. Since the pixel signals corresponding to the remaining fields are sequentially scanned and read out from the scanning readout for the non-fields, the influence of the dark current on the pixel signals in each field can be made uniform, and due to unevenness in luminance for each field during image reproduction The occurrence of flicker can be prevented.
[0008]
In the solid-state imaging device driving method and the solid-state imaging device disclosed in Japanese Patent No. 2721603, when there is a large vertical resolution difference between the imaging device and the monitor device that displays the captured image, for example, Flicker occurs in the direction, the dynamic resolution is lowered, processing time is long, and power loss is a problem. Charges from only two types of photoelectric conversion elements are read alternately during monitoring, one screen is read out in a 2V period to increase dynamic resolution and prevent vertical jitter, and charges from one type of photoelectric conversion elements are used during image reproduction. Is used to avoid the need to increase the drive voltage by using the same saturation charge as that at the time of still image capturing, thereby preventing power loss.
[0009]
Thus, the signal charge is read out from the solid-state imaging device, and the signal charge is thinned out and read out by AE, AF, monitor display of the subject, and the like.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the imaging method disclosed in Japanese Patent Publication No. 60-6148 is always the same four-phase driving. For example, when a Bayer color filter is used for color imaging, all three primary colors R, G, and B are not aligned in one field readout. If thinning processing is performed under these conditions, color display cannot be performed well. Further, in this imaging method, driving is limited to four-phase driving as described above.
[0011]
Both the high-definition still image camera of Japanese Patent No. 2660592 and the electronic still image camera of Japanese Patent No. 2660592 read out four fields from a high-pixel imaging device (that is, configure one screen). When monitoring the scene to be photographed, the image data uses half of this readout, that is, two fields. However, reading of the image data used for this monitoring actually requires four fields. Although speeding up of processing is required as in the case of AE / AF metering, it takes the same time as the normal reading time, so it can be seen that it does not contribute to speeding up of processing.
[0012]
The last solid-state imaging device disclosed in Japanese Patent No. 2721603 performs a thinning process of reading out only the signal charges in the two fields and discarding the signal charges in the other two fields among the four fields of signal readout. The maximum possible decimation in this configuration is 1/4. In this configuration, even if the number of pixels is further increased, high-speed signal readout is limited by this maximum thinning.
[0013]
In this way, various methods have been studied to reduce the amount of the video signal output from the solid-state imaging device by thinning out the video signal output from the imaging unit of the solid-state imaging device and to speed up the signal processing. It is difficult to increase the degree of thinning.
[0014]
It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device and a signal readout method that can eliminate the drawbacks of the prior art and can increase the degree of one-layer thinning over the conventional thinning-out.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a plurality of light receiving elements formed in the row direction and the column direction, a vertical transfer path formed adjacent to the light receiving elements in the row direction, and formed with vertical transfer electrodes. And a transfer gate that is arranged between the light receiving element and the vertical transfer path and reads the signal charges accumulated in the light receiving element from the light receiving element to the vertical transfer path. The first transfer gate group disposed adjacent to the light receiving elements in the N + 1th, N + 5th, and N + 13th rows (N is an integer), and the N + 2th row among the light receiving elements Second transfer gate group disposed adjacent to the light receiving element, and among the light receiving elements, the light receiving elements of the (N + 3) th row, the (N + 7) th row, the (N + 11) th row, and the (N + 15) th row And a third transfer gate group disposed adjacent to the light receiving elements, and among the light receiving elements, the light receiving elements of the (N + 4) th row, the (N + 8) th row, the (N + 12) th row, and the (N + 16) th row And a fourth transfer gate group disposed adjacent to the first and second light receiving elements of the light receiving elements disposed adjacent to the light receiving elements of the (N + 6) th row, the (N + 10) th row, and the (N + 14) th row. For applying gate pulses to simultaneously apply gate pulses respectively supplied to five transfer gate groups and a sixth transfer gate group disposed adjacent to the light receiving elements of the (N + 9) th row among the light receiving elements. A signal line is connected.
[0016]
Here, in the solid-state imaging device, the above-described variable N is a value corresponding to a case where the start position where the signal charge is read is shifted. In the solid-state imaging device, the first gate to which the gate pulse to the transfer gate corresponding to the odd-numbered light receiving elements and the gate pulse to the transfer gate corresponding to the even-numbered light receiving elements are applied in different fields among the light receiving elements. It is preferable to further include a pulse output means. In this way, by applying the gate pulse to the transfer gate for the odd-numbered or even-numbered photodiodes, thinning is performed so that the data amount becomes 1/2. Interlacing is performed by alternately applying gate pulses to the transfer gates formed adjacent to the odd-numbered photodiodes and the even-numbered photodiodes.
[0017]
The apparatus further includes second gate pulse output means for simultaneously applying gate pulses to the transfer gates, and the second gate pulse output means includes the (m + 1) th row, the (m + 2) th row, the A gate pulse is simultaneously applied to the transfer gates formed adjacent to the light receiving elements in the second row among the light receiving elements in the m + 3th row and the m + 4th row (m is an integer), and the continuous pulse is applied in the even field. Of the four rows of light receiving elements, it is desirable to simultaneously apply a gate pulse to a transfer gate different from the row transfer gate applied in the odd field. In this way, even if a gate pulse is applied, the data amount can be reduced to half.
[0018]
The apparatus further includes third gate pulse output means for applying a transfer gate to a single row or simultaneously applying gate pulses to a plurality of rows, and the third gate pulse output means is continuous in each field. It is desirable to apply a gate pulse to the transfer gates of the light receiving elements in the four rows. As a result, the data amount can be reduced to 1/4.
[0019]
The apparatus may further include fourth gate pulse output means for simultaneously applying a gate pulse to transfer gates formed adjacent to the light receiving elements of the (N + 2) th row and the (N + 9) th row. By applying a gate pulse from this means, the data volume can be reduced to 1/8.
[0020]
In the solid-state imaging device according to the present invention, the transfer gates included in the same group of the first transfer gate group to the sixth transfer gate group are connected in common via the gate pulse applying signal line, thereby transferring the transfer gate. The signal charges are read out from a desired light receiving element by applying the respective gate pulses to.
[0021]
The present invention also provides a plurality of light receiving elements formed in the row direction and the column direction, a vertical transfer path formed adjacent to the light receiving elements in the row direction and formed with vertical transfer electrodes, and a vertical transfer with the light receiving elements. A signal reading method using a solid-state imaging device provided with a transfer gate disposed between the light receiving element and transferring the signal charge accumulated in the light receiving element to the vertical transfer path, and reading out the signal charge obtained by the light receiving element In this method, the first transfer gate group disposed adjacent to the light receiving elements of the (N + 1) th row, the (N + 5) th row, and the (N + 13) th row (N is an integer) among the light receiving devices. A gate pulse is applied simultaneously, and a gate pulse is simultaneously applied to a second transfer gate group disposed adjacent to the light receiving elements in the (N + 2) th row among the light receiving elements. Arranged adjacent to the light receiving elements in the 3rd, N + 7th, N + 11th and N + 15th rows A gate pulse is simultaneously applied to the third transfer gate group, and among the light receiving elements, adjacent to the light receiving elements in the (N + 4) th row, the (N + 8) th row, the (N + 12) th row, and the (N + 16) th row. A gate pulse is simultaneously applied to the fourth transfer gate group arranged in this manner, and the light receiving elements are arranged adjacent to the light receiving elements in the N + 6th row, the N + 10th row, and the N + 14th row. The gate pulse is simultaneously applied to the fifth transfer gate group, and the gate pulse is simultaneously applied to the sixth transfer gate group disposed adjacent to the light receiving elements of the (N + 9) th row among the light receiving elements. A combination of timings is supplied, and signal charges obtained are sequentially read out.
[0022]
In the signal reading method according to the present invention, a signal is read out by applying a gate pulse to the first transfer gate group to the sixth transfer gate group, so that the signal is thinned out by one layer more than the conventional thinning out. Has increased.
[0023]
Further, according to the present invention, a plurality of light receiving elements that convert incident light into electric signals by photoelectric conversion are arranged in a row direction and a column direction, and a vertical signal signal that is read in the column direction is transferred adjacent to the plurality of light receiving elements. A transfer path is arranged, and a transfer gate is formed between the vertical transfer path and each light receiving element to transfer the signal charge accumulated in each light receiving element to the vertical transfer path at a predetermined timing. A vertical drive signal including a transfer gate pulse that operates a transfer gate at a predetermined timing is supplied from a drive signal generation unit that generates a vertical drive signal to be transferred toward a horizontal transfer path to be transferred, and a signal charge is read and transferred. In a solid-state imaging device that has an imaging unit that sequentially transfers and outputs the signal charge that has reached the horizontal transfer path to the output side, and the solid-state imaging device that captures an image of the object field, this device is connected to the vertical transfer path of the imaging unit. Two vertical transfer elements for preventing mixing of the read signal charges when the signal charges accumulated in the optical element are read out are formed on each light receiving element, and the drive signal generating means is characterized when viewed in the row direction. From a predetermined light receiving element of the same color as the first color (2 i + 1 −1) The signal charge accumulated in the light receiving element is read at a line interval (a variable i is a natural number), and is read from a predetermined light receiving element having the same color as the second color as seen in the row direction ( i + 1 −1) It is characterized in that a vertical drive signal for reading out signal charges accumulated in the light receiving elements at row intervals is regularly generated, and signal lines for supplying the generated vertical drive signals at intervals are wired.
[0024]
Here, it is preferable that the drive signal generation unit performs vertical transfer in eight phases and generates 12 types of vertical drive signals in consideration of the supply position of the transfer gate. With this setting and signal supply, a thinning process of 1/4 or more can be performed.
[0025]
Among the 12 types of vertical drive signals supplied from the drive signal generation means, the signal line includes a first vertical drive signal to a third vertical drive signal, a fifth vertical drive signal to a seventh vertical drive signal, A transfer gate pulse is supplied at a predetermined timing with respect to the ninth vertical drive signal and the eleventh vertical drive signal, and a vertical drive signal having a signal level indicating an input of the transfer gate pulse is supplied. 1 + 16j rows of signal lines for supplying drive signals (variable j is an integer), 6 + 8j rows of signal lines for supplying sixth vertical drive signals, and 9 + 16j for supplying third vertical drive signals Each of the row signal lines is preferably connected in common. With this connection, the field signal is thinned out by a quarter (corresponding to pattern A in FIG. 50).
[0026]
Among the 12 types of vertical drive signals supplied from the drive signal generation means, the signal line includes a first vertical drive signal to a third vertical drive signal, a fifth vertical drive signal to a seventh vertical drive signal, The transfer gate pulse is supplied at a predetermined timing to the ninth vertical drive signal and the eleventh vertical drive signal, and a vertical drive signal having a signal level indicating the input of the transfer gate pulse is supplied. 1 + 16j rows of signal lines supplying vertical drive signals (variable j is an integer), 2 + 16j rows of signal lines supplying fifth vertical drive signals, and 9+ supplying third vertical drive signals It is desirable that the 16j-row signal lines and the 10 + 16j-row signal lines for supplying the seventh vertical drive signal are connected in common. By this connection, the field signal is thinned by 1/4 (corresponding to pattern B in FIG. 50).
[0027]
Among the 12 types of vertical drive signals supplied from the drive signal generation means, the signal line includes a first vertical drive signal to a third vertical drive signal, a fifth vertical drive signal to a seventh vertical drive signal, The transfer gate pulse is supplied at a predetermined timing to the ninth vertical drive signal and the eleventh vertical drive signal, and a vertical drive signal having a signal level indicating the input of the transfer gate pulse is supplied. It is preferable that the 5 + 8j row (variable j is an integer) signal line for supplying the vertical drive signal and the 6 + 8j row signal line for supplying the sixth vertical drive signal are connected in common. By this connection, the field signal is decimated 1/4 (corresponding to pattern C in FIG. 50).
[0028]
Among the 12 types of vertical drive signals supplied from the drive signal generation means, the signal line includes a first vertical drive signal to a third vertical drive signal, a fifth vertical drive signal to a seventh vertical drive signal, A transfer gate pulse is supplied at a predetermined timing with respect to the ninth vertical drive signal and the eleventh vertical drive signal, and a vertical drive signal having a signal level indicating an input of the transfer gate pulse is supplied. 1 + 16j rows of signal lines for supplying drive signals (variable j is an integer), 2 + 16j rows of signal lines for supplying fifth vertical drive signals, and 9 + 16j for supplying third vertical drive signals A row signal line, a 10 + 16j row signal line for supplying a seventh vertical drive signal, a 5 + 8j row signal line for supplying a second vertical drive signal, and a sixth vertical drive signal are supplied. Each of the 6 + 8j rows of signal lines to be connected is made common connection, and the first, third, and fifth Preliminary seventh and vertical drive signals and the vertical drive signal of the second and sixth is advantageously fed alternately every field. This connection realizes 2: 1 interlace scanning while scanning the vertical drive signal for each field and thinning each field signal by 1/4.
[0029]
Among the 12 types of vertical drive signals supplied from the drive signal generation means, the signal line includes a first vertical drive signal to a third vertical drive signal, a fifth vertical drive signal to a seventh vertical drive signal, A transfer gate pulse is supplied at a predetermined timing with respect to the ninth vertical drive signal and the eleventh vertical drive signal, and a vertical drive signal having a signal level indicating an input of the transfer gate pulse is supplied. It is preferable that a signal line of 1 + 16j rows (variable j is an integer) for supplying a drive signal and a signal line of 2 + 16j rows for supplying a fifth vertical drive signal are connected in common. With this connection, the field signal is thinned by 1/8 (corresponding to pattern D in FIG. 50).
[0030]
Among the 12 types of vertical drive signals supplied from the drive signal generation means, the signal line includes a first vertical drive signal to a third vertical drive signal, a fifth vertical drive signal to a seventh vertical drive signal, A transfer gate pulse is supplied at a predetermined timing with respect to the ninth vertical drive signal and the eleventh vertical drive signal, and a vertical drive signal having a signal level indicating the input of the transfer gate pulse is supplied. It is preferable that the 9 + 16j line (variable j is an integer) signal line for supplying the drive signal and the 10 + 16j line signal line for supplying the seventh vertical drive signal are connected in common. With this connection, the field signal is thinned by 1/8 (corresponding to pattern E in FIG. 50).
[0031]
Among the 12 types of vertical drive signals supplied from the drive signal generation means, the signal line includes a first vertical drive signal to a third vertical drive signal, a fifth vertical drive signal to a seventh vertical drive signal, A transfer gate pulse is supplied at a predetermined timing with respect to the ninth vertical drive signal and the eleventh vertical drive signal, and a vertical drive signal having a signal level indicating an input of the transfer gate pulse is supplied. It is desirable that the signal lines of 1 + 16j rows (variable j is an integer) for supplying the drive signal and the signal lines of 10 + 16j row for supplying the seventh vertical drive signal are connected in common. With this connection, the field signal is thinned by 1/8 (corresponding to pattern F in FIG. 50).
[0032]
Among the 12 types of vertical drive signals supplied from the drive signal generation means, the signal line includes a first vertical drive signal to a third vertical drive signal, a fifth vertical drive signal to a seventh vertical drive signal, A transfer gate pulse is supplied at a predetermined timing with respect to the ninth vertical drive signal and the eleventh vertical drive signal, and a vertical drive signal having a signal level indicating an input of the transfer gate pulse is supplied. 1 + 16j rows of signal lines for supplying drive signals (variable j is an integer), 2 + 16j rows of signal lines for supplying fifth vertical drive signals, and 9 + 16j for supplying third vertical drive signals Each of the row signal lines and the 10 + 16j row signal lines for supplying the seventh vertical drive signal are connected in common, and the first and fifth vertical drive signals are connected to the third and seventh rows. The vertical drive signal may be supplied alternately for each field. This connection realizes 2: 1 interlaced scanning while scanning the vertical drive signal for each field and decimating each field signal by 1/8.
[0033]
The signal line commonly connects the signal line of 1 + 16j row (the variable j is an integer) that supplies the first vertical drive signal and the signal line of 9 + 16j row that supplies the third vertical drive signal. It is preferable that a signal line of 2 + 16j rows supplying 5 vertical drive signals and a signal line of 10 + 16j rows supplying a seventh vertical drive signal are connected in common. By this connection, this device is limited to 1/4 thinning out so as to satisfy the miniaturization of the device.
[0034]
The signal line commonly connects a signal line of 2 + 16j line (variable j is an integer) that supplies the second vertical drive signal and a signal line of 9 + 16j line that supplies the third vertical drive signal. The 6 + 16j rows of signal lines that supply 6 vertical drive signals and the 10 + 16j rows of signal lines that supply the seventh vertical drive signal may be connected in common. As a result, this device cannot perform 1/4 decimation but can perform 1/8 decimation.
[0035]
The signal line commonly connects a signal line of 5 + 8j rows (variable j is an integer) that supplies the second vertical drive signal and a signal line of 9 + 16j rows that supplies the third vertical drive signal. The signal lines of 2 + 16j rows that supply 5 vertical drive signals and the signal lines of 6 + 8j rows that supply the sixth vertical drive signal may be connected in common. In this case, too, this device cannot perform 1/4 thinning, but can perform 1/8 thinning.
[0036]
When the variable i is 1 or more, the drive signal generation means 2 -i A minimum of 2 that includes the sum of the number of driving to be distinguished from the number of phases to be driven. i + 1 The vertical drive signal may be supplied as a set. Thereby, the rule of the thinning process becomes clear.
[0037]
In the solid-state imaging device according to the present invention, two vertical transfer elements for preventing mixing of the read signal charges are provided for each light receiving element, and the first color that is characteristic when viewed in the row direction from the drive signal generation unit is provided. For example, from a light receiving element at a predetermined reading start position of color B and the same color as this color (2 i + 1 −1) The second color that is characteristic when viewed in the row direction is set to, for example, color R at a line interval (variable i is a natural number) from the light receiving element at a predetermined readout start position of the same color as this color (2 i + 1 −1) A vertical drive signal for regularly reading out signal charges at a row interval is generated, and a signal line for supplying the generated vertical drive signal at this interval is wired so that the field signal is 1/4, 1 / It is easy to read out the signal charge that reads out only 8 lines and thins out the remaining lines. When i = 2, decimate every 7 lines. When i = 3, 1/8 thinning is performed every 15 lines.
[0038]
In the present invention, a plurality of light receiving elements that convert incident light into electric signals by photoelectric conversion are arranged in the row direction and the column direction, and a vertical signal charge that is read in the column direction adjacent to the plurality of light receiving elements is transferred. A transfer path is arranged, and a transfer gate is formed between the vertical transfer path and each light receiving element to transfer the signal charge accumulated in each light receiving element to the vertical transfer path at a predetermined timing. A vertical drive signal including a transfer gate pulse that operates a transfer gate at a predetermined timing is supplied from a drive signal generation unit that generates a vertical drive signal to be transferred toward a horizontal transfer path to be transferred, and a signal charge is read and transferred. In this signal reading method, an image pickup means for sequentially transferring and outputting the signal charge reaching the horizontal transfer path to the output side is output, and the signal charge obtained by picking up an image of the object scene is read from the image pickup means. In this method, two vertical transfer elements for preventing mixing of the signal charges read when the signal charges accumulated in the light receiving elements are read in the vertical transfer path of the image pickup means are formed on each light receiving element in two rows. (2) from a predetermined light receiving element of the same color as the first color that is characteristic i + 1 −1) Based on the line spacing (i is a natural number) and a predetermined light receiving element of the same color as the second color that is characteristic in the row direction (2 i + 1 −1) An image pickup means provided with a signal line for supplying a vertical drive signal indicating an input of a transfer gate pulse at a row interval is connected to (2 i + 1 −1) The accumulated signal charges are read out by regularly applying vertical drive signals corresponding to the first color and the second color to the row interval.
[0039]
Here, it is preferable that the vertical drive signals are generated in 12 phases in consideration of the supply positions of the transfer gates, as well as the vertical direction transfer signals having eight phases.
[0040]
Among the 12 types of vertical drive signals, the first vertical drive signal through the third vertical drive signal, the fifth vertical drive signal through the seventh vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, and the eleventh vertical drive signal. The transfer gate pulse is supplied at a predetermined timing to the signal level indicating the input of the transfer gate pulse, and the first vertical drive signal and the signal line in the signal line 1 + 16j row (the variable j is an integer) Preferably, the sixth vertical drive signal is supplied to the 6 + 8j rows and the third vertical drive signal is supplied simultaneously to the signal lines 9 + 16j for each field. By this driving, the field signal is thinned by 1/4 (corresponding to pattern A in FIG. 50).
[0041]
Among the 12 types of vertical drive signals, the first vertical drive signal through the third vertical drive signal, the fifth vertical drive signal through the seventh vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, and the eleventh vertical drive signal. The transfer gate pulse is supplied at a predetermined timing to the signal level indicating the input of the transfer gate pulse, and the first vertical drive signal and the signal line in the signal line 1 + 16j row (the variable j is an integer) Supply the fifth vertical drive signal to the 2 + 16j row, the third vertical drive signal to the signal line 9 + 16j row, and the seventh vertical drive signal to the signal line 10 + 16j row simultaneously for each field. Is desirable. By this driving, the field signal is thinned by 1/4 (corresponding to pattern B in FIG. 50).
[0042]
Among the 12 types of vertical drive signals, the first vertical drive signal through the third vertical drive signal, the fifth vertical drive signal through the seventh vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, and the eleventh vertical drive signal. The transfer gate pulse is supplied at a predetermined timing to the signal level indicating the input of the transfer gate pulse, and the second vertical drive signal is supplied to the signal line 5 + 8j row (variable j is an integer); It is preferable that the sixth vertical drive signal is simultaneously supplied to the signal lines 6 + 8j for each field. By this driving, the field signal is thinned by 1/4 (corresponding to pattern C in FIG. 50).
[0043]
Among the 12 types of vertical drive signals, the signal lines include a first vertical drive signal through a third vertical drive signal, a fifth vertical drive signal through a seventh vertical drive signal, a ninth vertical drive signal, A transfer gate pulse is supplied to 11 vertical drive signals at a predetermined timing, the signal level indicates the input of this transfer gate pulse, and the first vertical drive is performed on signal line 1 + 16j rows (variable j is an integer). A signal, a fifth vertical drive signal on signal line 2 + 16j, a third vertical drive signal on signal line 9 + 16j, a seventh vertical drive signal on signal line 10 + 16j, and a signal line The second vertical drive signal is supplied to the 5 + 8j row and the sixth vertical drive signal is supplied to the signal line 6 + 8j row. The vertical drive signals are supplied to the first, third, fifth and fifth lines, respectively. It is desirable to supply the seventh vertical drive signal and the second and sixth vertical drive signals alternately for each field. By this driving, 2: 1 interlaced scanning can be performed with 1/4 decimation as a field signal (interlaced scanning of patterns B and C in FIG. 50).
[0044]
Among the 12 types of vertical drive signals, the first vertical drive signal through the third vertical drive signal, the fifth vertical drive signal through the seventh vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, and the eleventh vertical drive signal. The transfer gate pulse is supplied at a predetermined timing to the signal level indicating the input of the transfer gate pulse, and the first vertical drive signal and the signal are sent to the signal line 1 + 16j rows (the variable j is an integer) It is preferable that the fifth vertical drive signal is simultaneously supplied to the line 2 + 16j for each field. By this driving, the field signal is thinned by 1/8 (corresponding to pattern D in FIG. 50).
[0045]
Among the 12 types of vertical drive signals, the first vertical drive signal through the third vertical drive signal, the fifth vertical drive signal through the seventh vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, and the eleventh vertical drive signal. The transfer gate pulse is supplied at a predetermined timing to the signal level indicating the input of the transfer gate pulse, the third vertical drive signal and the signal are sent to the signal line 9 + 16j rows (variable j is an integer), It is preferable to supply the seventh vertical drive signal to the line 10 + 16j row simultaneously for each field. By this driving, the field signal is thinned by 1/8 (corresponding to pattern E in FIG. 50).
[0046]
Among the 12 types of vertical drive signals, the first vertical drive signal through the third vertical drive signal, the fifth vertical drive signal through the seventh vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, and the eleventh vertical drive signal. The transfer gate pulse is supplied at a predetermined timing to the signal level indicating the input of the transfer gate pulse, and the first vertical drive signal and the signal line in the signal line 1 + 16j row (the variable j is an integer) It is preferable to supply the seventh vertical drive signal to the 10 + 16j rows simultaneously for each field. By this driving, the field signal is thinned by 1/8 (corresponding to pattern F in FIG. 50).
[0047]
Among the 12 types of vertical drive signals, the first vertical drive signal through the third vertical drive signal, the fifth vertical drive signal through the seventh vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, and the eleventh vertical drive signal. A transfer gate pulse is supplied at a predetermined timing to a signal level indicating the input of the transfer gate pulse, and a first vertical drive signal and a signal are sent to a signal line 1 + 16j row (variable j is an integer), A fifth vertical drive signal is supplied to the line 2 + 16j, a third vertical drive signal is supplied to the signal line 9 + 16j, and a seventh vertical drive signal is supplied to the signal line 10 + 16j. It is advantageous if the signal is supplied alternately with the first and fifth vertical drive signals and the third and seventh vertical drive signals for each field. By this driving, 2: 1 interlaced scanning can be performed with 1/8 decimation as a field signal (interlaced scanning of patterns D and E in FIG. 50).
[0048]
The first vertical drive signal and the third vertical drive signal are regarded as the same vertical drive signal and are supplied to the signal line 1 + 16j row (variable j is an integer) and the signal line 9 + 16j row, and the fifth vertical drive signal is supplied. The drive signal and the seventh vertical drive signal are preferably regarded as the same vertical drive signal and supplied to the signal line 2 + 16j and the signal line 10 + 16j. By this drive, the type of drive signal can be reduced from 12 to 10.
[0049]
First 5 The vertical drive signal and the third vertical drive signal are regarded as the same vertical drive signal and are supplied to the signal line 2 + 16j row (the variable j is an integer) and the signal line 9 + 16j row, and the sixth vertical drive signal And the seventh vertical drive signal are preferably regarded as the same vertical synchronizing signal and supplied to the signal line 6 + 16j and the signal line 10 + 16j. By this drive, the type of drive signal can be reduced from 12 to 10.
[0050]
The second vertical drive signal and the third vertical drive signal are regarded as the same vertical drive signal and supplied to the signal line 5 + 8j row (variable j is an integer) and the signal line 9 + 16j row, and the fifth vertical drive signal is supplied. It is preferable that the drive signal and the sixth vertical drive signal are regarded as the same vertical drive signal and supplied to the signal lines 2 + 16j and the signal lines 6 + 8j. This drive can also reduce the type of drive signal from 12 to 10.
[0051]
In the signal readout method according to the present invention, two vertical transfer elements for preventing mixing of signal charges are formed on each light receiving element, and the first color (color B) that is characteristic when viewed in the row direction is formed. (2) from the light receiving element placed at the predetermined signal charge readout start position of the same color i + 1 −1) A light receiving element arranged at a predetermined signal charge read start position different from the previous position of the same color as the second color (color R), which is characteristic when viewed in the row direction, and the row interval (i is a natural number). Based on (2 i + 1 −1) Using image pickup means in which a signal line for supplying a vertical drive signal indicating the input of the transfer gate pulse at a row interval is wired (2) i + 1 -1) By thinning out 1/8 thinning, which was difficult with conventional readout, by reading out the stored signal charge by regularly applying vertical drive signals corresponding to the first and second colors to the row spacing. Enable reading.
[0052]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of a solid-state imaging device and a signal readout method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0053]
A case where the solid-state imaging device of the present invention is applied to a digital still camera 10 will be described with reference to FIGS.
[0054]
As shown in FIG. 1, the digital still camera 10 includes an imaging system 10A, a signal processing system 10B, a drive signal generation unit 10C, a signal output system 10D, a mode designation unit 10E, and a system control unit 12.
[0055]
The imaging system 10A includes an imaging lens 102, an imaging unit 104, an AF adjustment unit 106 including a focus adjustment mechanism, and an AE adjustment unit 108 including a diaphragm mechanism. In addition, although not shown, a shutter mechanism may be included on the incident light side of the imaging unit 104 in order to completely block the incident light. The imaging lens 102 is an optical system that condenses incident light from the object field so as to focus on the light receiving surface of the imaging unit 104.
[0056]
The imaging unit 104 is two-dimensionally arranged in the row direction and the column direction so that a light receiving surface is formed by a light receiving element 104a that photoelectrically converts supplied incident light (see the pixel array in FIG. 2). In the imaging unit 104, a color filter that separates incident light from the light receiving element 104a to the incident light side is integrally formed with a single plate as a color separation filter CF corresponding to each of the light receiving elements 104a. With the arrangement of the color separation filter CF, incident light that has been color-separated so as to have the respective color attributes of the three primary colors RGB, for example, enters the light receiving element 104a. Since this relationship is formed integrally, the color selected for transmission in the frame indicating the light receiving (or sensitivity) region of each light receiving element 104a is represented by symbols R, G, and B. Further, the arrangement of the color filters R, G, and B in FIG. 2 is a pattern called a Bayer arrangement.
[0057]
Here, a schematic configuration of the imaging unit 104 and signal charge transfer will be briefly described. The imaging unit 104 responds to drive signals output from drive signal generation units 10C described later. Each light receiving element 104a is constituted by a charge coupled device (hereinafter referred to as CCD). As shown in FIG. 2, the light receiving element 104a is a transfer gate that reads a signal so as not to leak signal charges received and converted between the transfer element adjacent to the light receiving element, that is, a vertical transfer element. 104b is formed. The transfer gate 104b transfers the signal charge from the light receiving element 104a to the vertical transfer path 104c by a transfer gate pulse (or field shift pulse) TG supplied through the electrodes. The vertical transfer path 104c sequentially transfers the read signal charges in the column direction, that is, in the vertical direction toward the horizontal transfer path 104d. The signal charge obtained by the vertical transfer is supplied to the horizontal transfer path 104d that transfers the signal charge in the row direction. The horizontal transfer path 104d receives a drive signal (φH n The signal charge is output to the signal processing system 10B via the amplifier 104e.
[0058]
As is apparent from FIG. 2, the image pickup unit 104 of the present embodiment has vertical transfer paths 104c formed in units of eight. Therefore, the vertical drive of the imaging unit 104 is performed in eight phases. And the vertical drive signal is φV 1a , φV 1b , φV 2 , φV 3a , φV 3b , φV Four ~ ΦV 8 In total, 10 types of signals are supplied. Since these vertical drive signals are supplied separately, it can be seen that 10 types of electrodes are formed. With this configuration, all-pixel readout can be normally performed. A more specific connection configuration of the imaging unit 104 will be described in detail later.
[0059]
The AF adjustment unit 106 adjusts this position so that the imaging lens 102 is placed at an optimum position according to information obtained by measuring the distance between the subject and the camera 10 by a focus adjustment mechanism (not shown). Has the function to perform. At this time, the calculation of the distance measurement information and the control amount from the distance measurement information are processed by the system control unit 12. As a result, the AF adjustment unit 106 drives the focus adjustment mechanism in accordance with the supplied control signal. The imaging lens 102 is moved by driving the focus adjustment mechanism.
[0060]
The AE adjustment unit 108 displaces the aperture position of the aperture mechanism under the control of an exposure control unit (not shown) provided in the system control unit 12 that calculates the photometric value of the object scene including the subject. As a result, it has a function of adjusting the amount of incident light flux. Photometry uses part of the image signal. Also in this case, the exposure amount is calculated based on the photometric value by the system control unit 12, and a control signal for controlling the aperture value and the shutter speed value so as to be the exposure amount is supplied to the AE adjustment unit 108. The AE adjustment unit 108 adjusts the aperture mechanism and the shutter mechanism in accordance with this control signal. This adjustment can optimize the exposure. The imaging unit 104 outputs the obtained imaging signal to the signal processing system 10B. Further, the digital still camera 10 can perform strobe photography, and for this purpose, a strobe device (not shown) driven by the drive signal generation unit 10C is included.
[0061]
The signal processing system 10B includes a preprocessing unit 110, an A / D conversion unit 112, a signal processing unit 114, a buffer unit 116, and a compression / decompression processing unit 118. For example, the preprocessing unit 110 performs correlated double sampling (CDS) processing on the supplied signal charge to reduce noise, or performs gamma conversion processing (gamma correction) on the signal and amplifies this signal. And output to the A / D converter 112. The preprocessing unit 110 performs a series of these analog signal processing.
[0062]
The A / D conversion unit 112 samples and quantizes an analog signal supplied from the imaging unit 104 using a clock signal from the signal generation unit 120 that generates a control signal, a timing signal, and the like from the system control unit 12 Therefore, it has a function of converting into a digital signal. The converted digital signal is supplied to the signal processing unit 114.
[0063]
The signal processing unit 114 has a function of performing signal processing according to each of the two modes after performing automatic aperture adjustment (AE), white balance adjustment (AWB), aperture correction, and the like on the obtained signal. That is, the mode here indicates a mode set by a release shutter 128 of a mode designating unit 10E described later. This mode includes, for example, a still image shooting mode in which the obtained still image is taken into the recording / reproducing unit 126 of the signal output system 10D and a photometric control mode in AF of the imaging system 10A. The gamma correction processing may be performed here or may be performed at a later stage.
[0064]
In the digital still camera 10, which mode is currently selected is controlled by a control signal from the system control unit 12. Under the control of the system control unit 12, the signal after the above-described signal processing is subjected to signal processing accompanying predetermined digital in the still image shooting mode, for example, a higher band of a luminance signal. On the other hand, in the photometric control mode, taking into account that the supplied signal is digital, the system controller 12 reads out the signal from the imaging unit 104 faster than, for example, the conventional readout speed and its processing. Is done. In addition to this, vertical thinning processing or the like is also performed so that the imaging signal is displayed on the display unit 124 of the signal output system 10D. The image data obtained by this vertical thinning, which is a feature of the present invention, is supplied to the display unit 124 to read out signals corresponding to the increase in pixels. The signal processing unit 114 converts the image pickup signal from the image pickup unit 104 into a recordable video signal by signal processing in the still image shooting mode. Then, the signal processing unit 114 outputs the signal of the mode selected for display / recording to the buffer unit 116. The signal processing unit 114 may generate luminance data Y and color data C, that is, color difference data (BY) and (RY), from the supplied image data.
[0065]
The buffer unit 116 amplifies the video signal supplied from the signal processing unit 114 described above to a predetermined amplitude, and also has a function of time adjustment at the time of recording. The buffer unit 116 outputs an image to the signal output system 10D or the compression / expansion signal unit 118 under the control of a recording control unit (not shown) disposed in the system control unit 12.
[0066]
When recording an image, the compression / decompression signal unit 118 is supplied to the system control unit 12 by an image signal. The supplied image signal is subjected to compression processing based on, for example, JPEG (Joint Photographic coding Experts Group) standard. Further, when the recorded signal is read from the recording / reproducing unit 126 and reproduced, the original image signal is reproduced by performing signal processing such as inverse conversion of the compression processing described above and output to the display unit 124.
[0067]
The drive signal generation unit 10C includes a signal generation unit 120 and a driver unit 122. For example, the signal generator 120 generates a synchronization signal based on the original oscillation clock generated so that the digital still camera 10 is driven by the current broadcasting system (NTSC / PAL), and supplies it to the signal processor 114. . In the signal generation unit 120, signals are supplied to the preprocessing unit 110, the A / D conversion unit 112, the buffer unit 116, and the compression / decompression processing unit 118 as clocks for sampling signals and write / read signals.
[0068]
The signal generation unit 120 includes an oscillator and a timing generation unit (not shown), generates a synchronization signal from the original oscillation clock, and has a function of generating various timing signals using these signals. Yes. The generated timing signal includes a timing signal used for reading the signal charge obtained by the imaging unit 104, for example, a vertical timing signal for supplying driving timing for the vertical transfer path, and a horizontal timing for supplying driving timing for the horizontal transfer path. There are signals, timing signals for field shifting and line shifting. Further, the signals from the signal generator 120 are also used when controlling the operations of the AF adjustment unit 106 and the AE adjustment unit 108 (signal lines are not shown in FIG. 1). As described above, various signals are output to the above-described units, and the signal generation unit 120 supplies a vertical timing signal and a horizontal timing signal to the driver unit 122. Among these, when the control signal of the photometry control mode is supplied from the system control unit 12 to the signal generation unit 120, the signal generation unit 120, for example, if necessary (for example, in the photometry control mode) A signal for increasing the substrate voltage, that is, the overflow drain voltage, to the light receiving elements of the colors R and B is also supplied. By supplying this signal, the same state as that in which no signal charge is generated can be formed in the light receiving elements of colors R and B. In the photometric control mode, the signal generator 120 generates a transfer gate pulse so as to read out the signal charge of only the color G 1. When the photometric control mode is selected, the signal generator 120 selectively switches the generation of the timing signal by the control signal 12A from the system controller 12. The driver unit 122 generates a drive signal at each supplied timing. In general, in order to change the speed at which a signal is read, a vertical drive signal output from the driver unit 122 is supplied to the imaging unit 104 in accordance with the mode, and for example, driving the entire screen, selective driving of colors, colors and regions The speed is changed by driving with designation.
[0069]
The driver unit 122 is supplied with a driving signal corresponding to the mode, particularly when the mode is set to the photometry control mode or the display mode, and for example, driving the entire screen, selective driving of colors, color and area are selected. The speed is changed by the designated driving.
[0070]
The driver unit 122 outputs a driving signal corresponding to the mode when the mode is set to the photometry control mode or the display mode. When the drive signal level is changed in the mode, a level change switch is provided for switching. Generally, the voltage level to be set includes, for example, 1V, 5V, 8V, and 12V. The driver unit 122 generates drive signals in accordance with various timing signals (vertical drive timing signal, horizontal timing drive signal, transfer gate pulse, etc.) supplied from the signal generation unit 120. The driver unit 122 uses a vertical timing signal and a transfer gate pulse, for example, to generate a ternary vertical drive signal φV. n (See FIG. 3).
[0071]
The signal output system 10D is provided with a display unit 124 and a recording / reproducing unit 126. The display unit 124 includes, for example, a VGA (Video Graphics Array) standard liquid crystal display monitor with digital RGB input or a display monitor for displaying YC data. The display unit 124 is supplied with not only the image data read from the buffer unit 116 but also the image data expanded from the recording / reproducing unit 126 via the compression / decompression processing unit 118. The display unit 124 displays a subject image obtained by imaging on the screen. Here, in particular, when a captured image is directly displayed, a thinned image is supplied.
[0072]
The recording / reproducing unit 126 has a configuration for recording a video signal supplied to a magnetic recording medium, a semiconductor memory used for a memory card or the like, an optical recording medium, or a magneto-optical recording medium. In addition, the recording / reproducing unit 126 has a function of reading the recorded video signal, and can display the read image data on the display unit 124. When the recording / reproducing unit 126 can detach the recording medium, only the recording medium may be removed and a video signal recorded by an external device may be reproduced and displayed or an image may be printed.
[0073]
The mode designating unit 10E is provided with a release shutter 128 and a key switch 130. In this embodiment, the release shutter 128 has a two-step push function. That is, in the first-stage half-pressed state, the photometry control mode is designated and a signal indicating that this mode setting has been made is supplied as a signal to the system control unit 12, and in the second-stage fully pressed state, an image is captured. The timing is provided to the system control unit 12, and this operation supplies the system control unit 12 with a signal that image recording setting (still image shooting mode) has been performed. Further, when the release shutter 128 is in a power-on state and an image monitor display switch (not shown) is turned on, the system control unit 12 controls the display unit 124 to display a moving image in the movie mode. . The key switch 130 is used to select an item / image by moving the cursor in the screen displayed on the screen of the display unit 124 up / down / left / right with the cross key. The selected information is also sent to the system control unit 12.
[0074]
The system control unit 12 is a controller that controls the operation of the entire camera. The system control unit 12 includes a central processing unit (CPU). The system control unit 12 determines which mode is selected based on the input signal from the release shutter 128. Further, the system control unit 12 controls the processing for the image signal of the camera and the like based on the selection information from the key switch 130. Based on the supplied information, the system control unit 12 controls the operation of the drive signal generation unit 10C based on the determination result. Although not shown, the system control unit 12 is provided with a recording control unit. The recording control unit controls the operation of the buffer unit 116 and the recording / reproducing unit 126 of the signal output system 10D according to the timing control signal from the system control unit 12.
[0075]
Here, a connection relationship (represented by a supply destination) between a drive signal supplied to the imaging unit 104 and a signal line that supplies the drive signal will be described with reference to FIG. In the imaging unit 104, photodiodes that are light receiving elements 104a are formed at predetermined intervals in the row direction and the column direction. Color filters CF are arranged on the light receiving surfaces of these light receiving elements 104a. For these color filter arrays, a so-called Bayer array in which the array of the next row is arranged as “... RGRGRG. The filter array is not limited to this array.
[0076]
As described above, the vertical transfer paths 104c for transferring signal charges are formed adjacent to the light receiving elements 104a and corresponding to the number of columns formed by the light receiving elements 104a. The vertical transfer path 104c forms two vertical transfer CCDs between the light receiving elements 104a. Between the light receiving element 104a and the vertical transfer path 104c, there is formed a transfer gate 104b that transfers the signal charge accumulated in each light receiving element 104a to the vertical transfer path 104c. In the vertical transfer path 104c, a vertical transfer electrode for transferring the signal charge transferred from the light receiving element 104a in the column direction is formed. The vertical transfer electrode is provided in each of two CCDs formed corresponding to one light receiving element 104a (one light receiving element 104a corresponds to one pixel). Vertical drive signal φV to vertical transfer electrode n , The signal charges are transferred in the column direction in the vertical transfer path 104c.
[0077]
The correspondence between the light receiving element and the vertical transfer electrode is as follows. Where N is an integer. That is,
The light receiving elements 104a in the (N + 1) th row—vertical transfer electrodes E1b, E2,
N + 2th row light receiving element 104a-vertical transfer electrodes E3a, E4,
N + 3th row light receiving element 104a-vertical transfer electrodes E5, E6,
N + 4th row light receiving element 104a-vertical transfer electrodes E7, E8,
N + 5th row light receiving element 104a-vertical transfer electrodes E1b, E2,
N + 6th row light receiving element 104a-vertical transfer electrodes E3b, E4,
N + 7th row light receiving element 104a-vertical transfer electrodes E5, E6,
N + 8th row light receiving element 104a-vertical transfer electrodes E7, E8,
N + 9th row light receiving element 104a-vertical transfer electrodes E1a, E2,
N + 10th row light receiving element 104a-vertical transfer electrodes E3b, E4,
N + 11th row light receiving element 104a-vertical transfer electrodes E5, E6,
N + 12th row light receiving element 104a-vertical transfer electrodes E7, E8,
N + 13th row light receiving element 104a-vertical transfer electrodes E1b, E2,
N + 14th row light receiving element 104a-vertical transfer electrodes E3b, E4,
N + 15th row light receiving element 104a-vertical transfer electrodes E5, E6, and
The light receiving elements 104a in the (N + 16) th row—vertical transfer electrodes E7 and E8 are formed. in this way
The electrodes of the vertical transfer path 104c for the light receiving elements 104a from the (N + 1) th row to the (N + 16) th row are periodically configured. The electrodes denoted by the same reference numerals for the vertical transfer electrodes indicate that signal lines for supplying vertical drive signals are commonly connected.
[0078]
For this electrode configuration, the vertical drive signal φV from the driver 122 of the drive signal generator 10C n And horizontal drive signal φH n Is formed. Signal line is vertical drive signal φV 1b , φV 2 , φV 3a , φV Four , φV Five , φV 6 , φV 7 , φV 8 , φV 3b And φV 1a Are provided to the vertical transfer electrodes E1b, E2, E3a, E4, E5, E6, E7, E8, E3b and E1a, respectively.
[0079]
More specifically, the transfer gate pulse TG is simultaneously applied to the transfer gate 104b formed adjacent to the light receiving elements 104a in the (N + 1) th row, the (N + 5) th row, and the (N + 13) th row. 1b Is applied. These vertical transfer paths 104c have a vertical drive signal φV. 1b Are wired so as to be supplied. Common transfer gate pulse TG 1b For example, the line number of the light receiving element supplied with n , Next connected line number L n + 1 Recursion formula, that is, line number L n And the first term a = 4, 4.2 with a common ratio of 2 n-2 Expressed as the sum of the geometric series of (L n + 1 = L n +4 ・ 2 n-2 ). Where the subscript n is an integer and the first term L 0 Is zero. As a result, it is understood that the line numbers to be connected are 1, 5, and 13 in 16 lines.
[0080]
The vertical transfer electrode E2 of the vertical transfer path 104c between the (N + 1) th row and the second row forms a common connection for every 2 + 8n vertical transfer elements. This electrode has a vertical drive signal φV 2 Is supplied. It is formed under the vertical transfer electrode at a position separated by the fourth row from the formed pixel line. In this way, the electrodes E4, E6, E8 of the vertical transfer paths 104c between the lines of each pixel are connected in common for each of the eight vertical transfer paths 104c (4 + 8n, 6 + 8n, 8 + 8n). To do. The vertical drive signal φV is applied to the vertical transfer electrodes E4, E6, E8 of the vertical transfer path 104c. Four , φV 6 , φV 8 Are supplied respectively.
[0081]
The transfer gate 104b formed adjacent to the light receiving elements 104a in the (N + 2) th row performs common line connection for every 32 vertical transfer electrodes (3 + 32n) in the vertical transfer path 104c separated by 32. This common line has a vertical drive signal φV 3a Is applied.
[0082]
The transfer gate pulse TG is simultaneously applied to the transfer gate 104b formed adjacent to the light receiving elements 104a in the (N + 3) th row, the (N + 7) th row, the (N + 11) th row, and the (N + 15) th row. Five Is applied. The vertical transfer electrode E5 of the vertical transfer path 104c adjacent to the transfer gate 104b is (5 + 8n) or line number L n (L n = 3 + 4n) Make a common connection for each row. This electrode has a vertical drive signal φV Five Is supplied.
[0083]
Similarly, the transfer gate pulse TG is applied to the transfer gate 104b formed adjacent to the light receiving elements 104a in the (N + 4) th row, the (N + 8) th row, the (N + 12) th row, and the (N + 16) th row. 7 Is supplied. The number of electrodes E7 of the vertical transfer path 104c adjacent to the transfer gate 104b is (7 + 8n) or line number L n (L n = 4 + 4n) Make a common connection for each row. The vertical drive signal φV is applied to the electrode E7. 7 Is applied.
[0084]
The transfer gate 104b formed adjacent to the light receiving elements 104a in the (N + 6) th row, the (N + 10) th row, and the (N + 14) th row is also a transfer gate pulse TG. 3b Are supplied at the same time. This transfer gate pulse TG 3b Is the transfer gate pulse TG mentioned above 3a Are supplied at the same timing. However, the electrode E3b is set to every (11 + 8n) pieces or (L) so as to be different from the connection line relationship of the vertical transfer path 104c described above. n = 6 + 4n) Connect common lines. Accordingly, it is possible to supply the transfer gate pulse supplied at the same timing but at a timing different from that of the (N + 2) th row. These vertical transfer paths 104c have a vertical drive signal φV 3b Are simultaneously applied.
[0085]
Finally, the transfer gate pulse TG is applied to the transfer gate 104b formed adjacent to the light receiving elements 104a in the (N + 9) th row. 1a Is applied. A vertical transfer path 104c is formed adjacent to the transfer gate 104b. Again transfer gate pulse TG 1a Is the transfer gate pulse TG mentioned above 1b Is a signal supplied at the same timing. This connection also makes it possible to independently extract only this signal charge.
[0086]
A horizontal transfer path 104d for transferring the signal charge output from the vertical transfer path 104c in the horizontal direction is formed on the output side (lower side) of the vertical transfer path 104c. Horizontal drive signal φH to horizontal transfer path 104d n Is supplied from the driver unit 122, the signal charge is transferred in the horizontal direction.
[0087]
The signal charge on the horizontal transfer path 104d is supplied to the amplifier 104e. The amplifier 104e amplifies the signal charge and outputs it. Although not shown, the imaging unit 104 converts an amplified signal (current) into a signal indicated by a voltage, and outputs the signal as a video signal representing a subject image.
[0088]
Here, the signals handled by the drive signal generator 10C will be described with reference to the timing chart of FIG. Transfer gate pulse TG output from signal generator 120 n And vertical drive timing signal V n And vertical transfer signal φV output from driver section 122 n Is shown in FIG. Transfer gate pulse TG n And vertical drive timing signal V n Is a binary signal (H level / L level). In contrast, the vertical drive signal φV n The driver unit 122 outputs three values (H level / M level / L level) according to the supplied signal level.
[0089]
More specifically, vertical drive timing V n Is changed from H level to L level at time t1, the vertical drive signal φV n Rises from the L level to the middle M level. And the vertical drive timing signal V n Transfer gate pulse TG at time t2 when is at L level n Falls from the H level to the L level, the vertical drive signal φV n Becomes H level. At time t3, transfer gate pulse TG n Rises from L level to H level, the vertical drive signal φV n Returns to the M level. At time t4, the vertical drive timing signal V n Becomes H level again, the vertical drive signal φV n Becomes L level.
[0090]
The vertical drive signal φV generated in this way n Is applied to the vertical transfer electrode formed in the vertical transfer path 104c. Vertical drive signal φV n When is at the H level, the transfer gate 104b is turned on. At this time, the signal charge accumulated in the light receiving element 104a is transferred to the vertical transfer path 104c. The vertical transfer path 104c is connected to the vertical drive signal φV n When M is at the M level, the signal charge is moved according to the depth of the potential formed in the vertical transfer path 104c. Thus transfer gate pulse TG n And vertical drive timing signal V n Is used to transfer the signal charge accumulated in the light receiving element 104a to the vertical transfer path 104c and drive control to transfer the signal charge transferred to the vertical transfer path 104c.
[0091]
Next, a first reading process when reading a video signal from the imaging unit 104 shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. In the first reading process, signal charges are read from the odd-numbered light receiving elements 104a in the first field, and signal charges are read from the even-numbered light receiving elements 104a in the second field. That is, interlaced scanning for reading out pixel lines line by line is performed. When performing this reading, the vertical transfer electrode and the vertical drive signal φV applied to the vertical transfer electrode n Is the relationship shown in FIG. To realize this relationship, vertical synchronization signal VD, vertical drive timing signal V n And transfer gate pulse TG n The timing is as shown in FIG. This relationship is, for example, that the transfer gate pulse TG is applied to the odd-numbered transfer gate 104b. 1a , TG 1b , TG Five Is turned on. In addition, the transfer gate pulse TG is applied to the transfer gate 104b of the even-numbered row. 3a , TG 3b , TG 7 Is turned on. At this time, the supply timing is shifted by one field (for example, see times t12 and t14).
[0092]
A more specific description will be given using the main part of the imaging unit 104 shown in FIG. In the imaging section 104, only the signal charges accumulated in the light receiving elements 104a in the odd-numbered rows in the first field are shown. In this first field signal readout, the horizontal synchronization signal HD and the vertical drive timing signal V n And transfer gate pulse TG n Is a shorter time signal than the vertical synchronizing signal VD (see FIG. 7). Therefore, when the main part (near time t13) of the timing chart shown in FIG. 7 is enlarged, the signal waveform of FIG. 8 is obtained. Vertical drive timing signal V 1 ~ V 8 , Transfer gate pulse TG 1a , TG 1b , TG 3a , TG 3b , TG Five , TG 7 Is supplied to the driver section 122. That is, in the first field, the transfer gate pulse TG is applied to the vertical transfer electrodes E1a, E1b and E5 in synchronization with the vertical synchronization signal VD rising at time t13. 1a , TG 1b And TG Five Is given. As described above, the vertical drive timing signal V n And transfer gate pulse TG 1a , TG 1b And TG Five Is applied to the vertical transfer electrodes E1a, E1b, and E5 at the H level, and a potential is formed in the vertical transfer path 104c. The signal charge accumulated in the formed potential is transferred. In the vertical transfer path 104c, an 8-phase vertical drive signal φV is applied to the vertical transfer electrode. n Is transferred, the signal charge is transferred from the vertical transfer path 104c to the horizontal transfer path 104d. The signal charge is sent from the vertical transfer path 104c to the horizontal transfer path 104d. This signal charge is transferred in the horizontal direction in the horizontal transfer path 104d and output as a video signal of the first field.
[0093]
The other drive, that is, the relationship of the second field drive is shown in FIGS. The image pickup unit 104 in FIG. 9 reads signals with a shift of one line compared to the read position in FIG. In this case, this readout line corresponds to the light receiving elements 104a in even rows. FIG. 10 shows a timing chart when this signal is read, and FIG. 11 shows an enlarged view of the main part near time t14. In the second field, the transfer gate pulse TG is applied to the vertical transfer electrodes E3a, E3b, and E7 in synchronization with the vertical synchronization signal VD that rises at time t14. 3a , TG 3b , And TG 7 Is given. Also at time t14, the signal charges that are guarded by the light receiving elements 104a in the even-numbered rows are transferred to the vertical transfer path 104c. The vertical drive pulse φV is applied to the vertical transfer electrode formed in the vertical transfer path 104c. n Is transferred, the signal charge transferred to the vertical transfer path 104c is transferred in the vertical direction. The signal charge is output as the video signal of the second field via the horizontal transfer path 104d as in the case of the first field. In this way, interlaced readout is performed alternately by applying the vertical transfer electrodes E1a, E1b and E5 and the vertical transfer electrodes E3a, E3b and E7 for each field. Further, each of the first field and the second field is the same as reading out the video signal output from the imaging unit 104 by thinning the number of lines to 1/2 in the vertical direction. The first reading process shows the same process as a normal signal reading.
[0094]
Next, a second reading process for reading a video signal from the imaging unit 104 will be described with reference to FIGS. Vertical transfer electrode and vertical drive pulse φV applied to the vertical transfer electrode n FIG. 12 shows the relationship. In the second reading process, as is clear from the relationship shown in FIG. 12, the signal charges accumulated in the light receiving elements 104a in the (m + 1) th row and the (m + 2) th row are read in the first field, and in the second field. The signal charges accumulated in the light receiving elements 104a in the (m + 3) th row and the (m + 4) th row are read out. That is, it is a process of reading signal charges by two lines per field.
[0095]
FIG. 13 is a timing chart showing this relationship. This timing chart shows the vertical synchronization signal VD and the vertical drive timing signal V as described above. n And transfer gate pulse TG n Is marked. When interlace scanning is performed to read out one field from the light receiving element 104a line by line in the connection relation described above, the transfer gate pulse is supplied at the timing of transfer gate pulse TG. 1a , TG 1b , TG 3a , TG 3b And transfer gate pulse TG Five , TG 7 It can be seen that it can be realized by dividing it. When these transfer gate pulses are supplied, the line relationship read out from the main part of the imaging unit 104 in the first field is schematically shown in FIG. When the signal charges accumulated in the light receiving elements 104a in the (m + 1) th row and the (m + 2) th row of the imaging unit 104a are read as, for example, the first field, the vertical transfer electrode is synchronized with the vertical synchronization signal VD at time t22. Transfer gate pulse TG to E1a, E1b, E3a and E3b 1a , TG 1b , TG 3a And TG 3b Is supplied via the driver unit 122 (see FIG. 15). When the vicinity of time t22 is enlarged in this, each signal is supplied in the timing relationship shown in FIG. As a result, the vertical transfer electrodes E1a, E1b, E3a and E3b have an H level vertical drive signal φV. 1a , φV 1b , φV 3a , φV 3b Is given.
[0096]
At time t22, this vertical drive signal φV is applied to the vertical transfer electrodes E1a, E1b, E3a and E3b. 1a , φ 1b , φ 3a And φ 3b Is applied, the signal charges accumulated in the light receiving elements 104a in the (m + 1) th row and the (m + 2) th row in FIG. 12 are transferred to the vertical transfer path 104c. The signal charge is transferred to the horizontal transfer path 104d in the vertical direction by the 8-phase vertical drive supplied to the vertical transfer electrodes of the vertical transfer path 104c. The signal charge of the horizontal transfer path 104d is the horizontal drive signal φH n Is transferred in the horizontal direction in response to the supply of the video signal and output as a video signal of the first field.
[0097]
In the second field signal reading in FIG. 17, signal reading is performed for every two lines other than the two lines read out earlier than in FIG. For example, in the signal readout from the light receiving elements 104a in the (m + 3) th row and the (m + 4) th row in FIG. 12, as shown in FIG. n And transfer gate pulse TG n Is supplied to the driver section 122. Attention is paid to the vicinity of time t23 at the timing of each signal supplied. This further enlarged vicinity of this time is shown in the timing chart of FIG. As can be seen from these figures, the transfer gate pulse TG is applied to the vertical transfer electrodes E5 and E7 shown in FIG. 12 in synchronization with the vertical synchronization signal VD at time t23. Five And TG 7 Vertical synchronization signal φV including Five , φV 7 Is given. At this time, at time t23, the vertical drive signal φV including transfer gate pulses TG5 and TG7 on the vertical transfer electrodes E5 and E7 in FIG. Five , φV 7 Is applied, the signal charges accumulated in the light receiving elements 104a in the (m + 3) th row and the (m + 4) th row are transferred to the vertical transfer path 104c. These transferred signal charges are converted into vertical drive pulses φV supplied to the vertical transfer electrodes. n Is transferred to the horizontal transfer path 104d. The signal charge of the horizontal transfer path 104d is the horizontal drive signal φH n Is transferred in the horizontal direction in response to the supply of the video signal and output as the video signal of the second field. In this case, the vertical transfer electrodes E1a, E1b, E3a and E3b and the vertical transfer electrodes E5 and E7 are alternately applied for each field, Imaging unit 104 performs interlaced scanning by reading signals in which two lines are combined. The information amount of each field is 1/2 the number of pixels in the vertical direction as compared to the information amount of one screen. From this, it can be said that the field information (image signal) is thinned out to 1/2. Compared with the first readout process, the second readout process can read out signals from positions where the readout lines are spatially adjacent to align the three primary colors RGB, thus increasing the correlation of the spatial image. can do.
[0098]
Next, a third reading process in signal reading from the imaging unit 104 will be described. 20 and 21 are used for the description. As shown in FIG. 20, the imaging unit 104 collects the signal charges accumulated in the light receiving elements 104a arranged in the m + 3th row and the m + 4th row, for every two lines, for every two lines. Reading out. That is, it is the same as the signal reading of the second field in the second reading process described above. Vertical drive timing signal V used for reading this signal n And two transfer gate pulses TG per vertical synchronization period n (n = 5, 7) is supplied to the driver unit 122. Vertical drive signal φV from driver unit 122 n Is supplied, the signal charge is transferred from the light receiving element 104a only to the vertical transfer path 104c having the vertical transfer electrodes E5 and E7. As a result, only one field information (image signal) out of half of all the pixel lines in each field is selectively read and thinned out to 1/2 in the vertical direction. In other words, this signal readout process enables 1/2 decimation when all pixels are read out.
[0099]
Next, a fourth readout process in signal readout from the imaging unit 104 will be described. 22 and 23 are used for the description. As shown in FIG. 22, the imaging unit 104 collects the signal charges accumulated in the light receiving elements 104a arranged in the m + 1st row and the m + 2th row, for every two lines, for every two lines. Reading out. That is, it is the same as the signal reading of the first field in the second reading process described above. Vertical drive timing signal V used for reading this signal n And transfer gate pulse TG for each vertical synchronization period n (n = 1a, 1b, 3a, 3b) is supplied to the driver unit 122. Vertical drive signal φV from driver unit 122 n Is supplied, the signal charge is transferred from the light receiving element 104a only to the vertical transfer path 104c having the vertical transfer electrodes E1a, E1b, E3a, and E3b. As a result, only half of the field information (image signal) is selectively read out of all the pixel lines in each field and thinned out to 1/2 in the vertical direction. In this case as well, the signal readout process reduces the readout amount by half compared to the case where all pixels are read out.
[0100]
Next, a fifth readout process in signal readout from the imaging unit 104 will be described. 24 to 32 are used for the description. As shown in FIG. 24, the imaging unit 104 reads the signal charge accumulated in the light receiving element 104a line by line for every four lines so as not to be read out redundantly in each field. That is, when reading out the (m + 1) th row to the (m + 4) th row during the period of 4 fields, the first field reads out the signal charges accumulated in the light receiving elements 104a in the (m + 1) th row, In the second field, the signal charges accumulated in the light receiving elements 104a in the (m + 2) th row are read out, in the third field, the signal charges accumulated in the light receiving elements 104a in the (m + 3) th row are read out, and in the fourth field The signal charges accumulated in the light receiving elements 104a in the (m + 4) th row are read out.
[0101]
In the main part of the image pickup unit 104 shown in FIG. 25, the signal charge is read from the m + 1th row of the first line in the first field, the m + 5th row of the fourth line, and the m + 9th row (m + 1 + 4n: n is an integer). When only one line selectively placed at a predetermined position is read out using the signal line connection relationship of the imaging unit 104, as shown in FIG. 26, the transfer gate pulse TG 1a And TG 1b Only to the driver section 122. At time t31, the driver unit 122 generates a vertical drive signal φV that is set to a level that turns on the transfer gates to the vertical transfer electrodes E1a and E1b. 1a , φV 1b Is applied. As a result, the signal charges accumulated in the light receiving elements 104a in the (m + 1 + 4n) rows are transferred to the vertical transfer path 104c and read out.
[0102]
In the main part of the imaging unit 104 shown in FIG. 27, in the second field, the first line in FIG. 25 is the pixel line located below the (m + 1) th row, the (m + 2) th row, and the mth line of the fourth line from that line. The signal charge is read from the + 6th line and the m + 10th line (m + 2 + 4n: n is an integer). When only one line arranged selectively at a predetermined position is read out using the connection relationship of the signal lines of the imaging unit 104, as shown in FIG. 28, the transfer gate pulse TG 3a And TG 3b Only to the driver section 122. At time t32 in the second field, the driver unit 122 sets the vertical drive signal φV set to a level for turning on the transfer gates to the vertical transfer electrodes E3a and E3b. 3a , φV 3b Is applied. As a result, the signal charges accumulated in the light receiving elements 104a in the m + 2 + 4n rows are transferred to the vertical transfer path 104c and read out.
[0103]
In the main part of the image pickup unit 104 shown in FIG. 29, in the third field, the first line in FIG. 25 is a pixel line located 2 lines below the (m + 1) th row, the (m + 3) th row, and 4 lines from that line The signal charge is read from the m + 7th row of the eye (m + 3 + 4n: n is an integer). When only one line selectively placed at a predetermined position is read out using the signal line connection relationship of the imaging unit 104, a transfer gate pulse TG is obtained as shown in FIG. Five Only to the driver section 122. At time t33 in the third field, the driver unit 122 sets the vertical drive signal φV set to a level at which the transfer gate is turned on to the vertical transfer electrode E5. Five Is applied. As a result, the signal charges accumulated in the light receiving elements 104a in the m + 3 + 4n rows are transferred to the vertical transfer path 104c and read out.
[0104]
In the final fourth field in the readout process, in the main part of the image pickup unit 104 shown in FIG. 31, the first line in FIG. 25 is located below the m + 1th row, the m + 4th row, Signal charges are read from the m + 8th row of the fourth line from that line (m + 4 + 4n: n is an integer). When only one line arranged selectively at a predetermined position is read out using the connection relationship of the signal lines of the imaging unit 104, as shown in FIG. 32, the transfer gate pulse TG 7 Only to the driver section 122. At time t34 in the fourth field, the driver unit 122 sets the vertical drive signal φV set to a level for turning on the transfer gate to the vertical transfer electrode E7. 7 Is applied. As a result, the signal charges accumulated in the light receiving elements 104a in the m + 4 + 4n rows are transferred to the vertical transfer path 104c and read out.
[0105]
By reading out the signal charges in this way, only one-fourth of one field information (image signal) is selectively read out and thinned out in the vertical direction in each field. This is called 1/4 thinning. With this connection, for example, it is possible to easily perform interlaced scanning of 4 fields simply by switching the setting.
[0106]
Next, a sixth reading process in signal reading from the imaging unit 104 will be described. FIG. 33 is used for the description. As can be seen from FIG. 33, the total number of lines for reading out signal charges in two fields is half that of the signal reading in FIG. 4 (1/2 thinning). When considering the number of signal readout lines in each field with respect to the total number of lines, 1/4 thinning is performed. Actually, in the first field, the transfer gate pulse TG is applied to the vertical transfer electrode E5. Five Vertical drive signal φV including Five May be applied. In the second field, the transfer gate pulse TG is applied to the vertical transfer electrode E7. 7 May be applied.
[0107]
Next, a seventh readout process in signal readout from the imaging unit 104 will be described. FIG. 34 is used for the description. As can be seen from FIG. 34, the thinning-out amount is the same as that in the above-described sixth reading process. That is, the total number of lines for reading signal charges in two fields is half that of the signal reading in FIG. 4 (1/2 thinning). When considering the number of signal readout lines in each field with respect to the total number of lines, 1/4 thinning is performed. Actually, the supply of the transfer gate pulse is different from the sixth read processing. In the first field, transfer gate pulses TG are applied to the vertical transfer electrodes E1a and E1b. 1a , TG 1b Vertical drive signal φV including 1a , φV 1b May be applied. Similar to the sixth read process, in the second field, the transfer gate pulse TG is applied to the vertical transfer electrode E7. 7 May be applied.
[0108]
Since the sixth and seventh readout processes can only obtain GB or RG signals by using only the signals of each field because of the Bayer arrangement, the signal processing is performed so as to obtain the three primary colors RGB in the subsequent stage when performing color display. Good.
[0109]
Next, an eighth readout process in signal readout from the imaging unit 104 will be described. 35 to 38 are used for the description. As shown in FIG. 35, the signal charge is read from two lines out of the total number of 16 lines. Therefore, in this reading process, only 1/8 of the lines are read out during one field period. This process Is called 1/8 decimation. In the Bayer array, in consideration of the spatial balance when reading the GB line and the RG line one by one in 16 lines, that is, the point of resolution, the signal charge is calculated from the connection relationship of the signal lines of the imaging unit 104 described above. The positional relationship for reading is the line shown in FIG. Vertical drive signal φV supplied only to vertical drive electrodes E3a and E1a 3a , φV 1a The transfer gate pulse TG 3a , TG 1a Is included. Transfer gate pulse TG for each field 3a , TG 1a FIG. 37 shows that is supplied to the driver unit 122. Furthermore, the timing chart of FIG. 38 shows the transfer gate pulse TG near time t41. 3a , TG 1a Is supplied at a predetermined timing in synchronization with the vertical synchronizing signal VD and the horizontal synchronizing signal HD. By connecting the vertical drive electrodes in consideration of independently reading out each desired line in the Bayer array, 1/8 decimation in the vertical direction, which was difficult with conventional imaging, can be easily performed. .
[0110]
In this way, the imaging unit 104 is configured in consideration of the connection relationship of the 10-electrode signal lines, and is driven in eight phases, so that the field readout is decimated 1/2, 1/4, and 1/8 in the vertical direction. All will be realized. Of course, it is needless to say that all-pixel readout can also be realized. These readouts can be selected, and readout processing is performed according to the selection.
[0111]
Next, a description will be given of a second embodiment of the digital still camera using 12 electrodes in the connection relation of the image pickup unit 104 described above. Since the digital still camera 10 is basically the same as the configuration of the first embodiment, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted. In this configuration, the imaging unit 104 has a vertical drive signal φV n The connections between the vertical transfer paths 104c to which the signals are supplied are different. In the vertical transfer path 104c, the vertical drive signal φV n A vertical drive electrode is provided. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, reference numerals are not assigned based on the electrodes of the vertical transfer path 104c, but individual CCDs in the vertical transfer paths, that is, vertical transfer elements are assigned reference numerals to establish the connection relationship. To express. The imaging unit 104 forms two CCDs per pixel as a set in the vertical direction so as to separate individual signal charges so that the read signal charges are not mixed with the signal charges of adjacent pixels. The imaging unit 104 in FIG. 39 has a signal line connection relationship that repeats one cycle with 32 CCDs in order to read out signal charges with connection described later.
[0112]
The connection relationship of the signal lines will be described. Here, the first line in FIG. 39 is the first row, and n is an integer. The variable n corresponds to the variable j used in each claim. Vertical drive signal φV 1a Only one vertical transfer element V1a is provided for 32 leading lines. That is, the vertical transfer element V1a is provided and connected every 1 + 32n rows. Vertical drive signal φV 2 Is provided and connected every 2 + 8n rows. Vertical drive signal φV 3a Also, only one vertical transfer element V3a is provided in this cycle. That is, the vertical transfer elements V3a are provided every 3 + 32n rows and connect vertical transfer elements having the same sign.
[0113]
Vertical drive signal φV Four ~ ΦV 8 Are provided for every 4 + 8n, 5 + 8n, 6 + 8n, 7 + 8n, and 8 + 8n rows, respectively. And it connects so that the same vertical drive signal may be supplied to the same vertical transfer elements. In addition to this, the vertical drive signal φV 1b , φV 3b The vertical transfer elements V1b and V3b to be supplied are provided for every 9 + 16n and 11 + 16n, respectively, to connect the same vertical transfer elements. In terms of lines, these relationships are 5 + 8n and 6 + 8n, respectively.
[0114]
And the vertical drive signal φV 1c , φV 3c The vertical transfer elements V1c and V3c to be supplied are 17 + 32n and 19 + 32n, respectively. That is, they are only one in 32 cycles. The vertical transfer elements V1c and V3c are provided near the center of the cycle. The signal line connection relationship can be prevented from becoming complicated because there are many repeated patterns as compared with the first embodiment.
[0115]
In this signal line connection relationship, the above-described so-called ¼ thinning is performed on the image pickup unit 104 for each field to perform interlaced driving for reading signal charges (see FIG. 40). As shown in FIG. 40, four lines are taken as a set, and this set of four lines is read during the four field period shown in FIGS. 40 (A) to (D). In order to realize this signal charge readout, signal readout from the pixel is divided for each field. The signal that defines this read process is the transfer gate pulse TG n It is.
[0116]
It can be seen from the timing chart of FIG. 41 that each transfer gate pulse is supplied in synchronization with the vertical synchronization signal VD. In this embodiment, the number is increased by two electrodes compared to the previous embodiment. Adding this increase, the transfer gate pulse becomes TG 1a ~ TG 1c , TG 3a ~ TG 3c become. Transfer gate pulse TG in synchronization with the first vertical synchronization signal VD 7 Supply. When the next vertical synchronization signal VD is supplied, the transfer gate pulse TG Five Supply. When the third vertical synchronizing signal VD is supplied, the transfer gate pulse TG 1a ~ TG 1c Are supplied at the same timing. As indicated by the subscripts of the reference numerals of these signals, the supply destination only differs depending on the connection relationship of the signal lines. Correspondence between the subscript of the signal and the reference code of the vertical transfer element of the supply destination But The same reference numerals are used for easy understanding. Finally, when the fourth vertical synchronizing signal VD is supplied, the transfer gate pulse TG 3a ~ TG 3c Are supplying three at the same time.
[0117]
Among these, the timing of the first field is given. In this field, as shown in Figure 42, the transfer gate pulse TG 7 Only supplied. When this supply is expanded in time to the timing of the horizontal synchronization signal HD, it can be seen that the level is set to L during a predetermined period in the vicinity of the center of the horizontal synchronization signal HD in synchronization with the horizontal synchronization signal HD. Refer to FIG. 3 again. Transfer gate pulse TG to driver section 122 n And vertical drive timing signal V n Are simultaneously supplied at the level L, the driver unit 122 generates the vertical drive signal φV. n Set to level H and output. Level H vertical drive signal φV n The signal charge accumulated only in the vertical transfer element to which is supplied can be taken out. The extracted signal charge is an 8-phase vertical drive timing signal V shown in FIG. n Are transferred sequentially at level M.
[0118]
This relationship is the same at the timing of the second field. Transfer gate pulse TG in Fig. 44 Five When the level L is supplied to the driver unit 122 in synchronization with the horizontal synchronizing signal HD, the vertical driving signal φV Five To the imaging unit 104 to read out the signal charge accumulated in the light receiving element 104a. Transfer gate pulse TG in the third and fourth fields n Are supplied in the timing relationship shown in FIGS. 45 (a) and 45 (b). By supplying a transfer gate pulse for signal readout at such timing, 1/4 interlace scanning can be performed from a desired position in the same manner as in the prior art even in such a connection.
[0119]
Next, a reading process for performing 1/2 thinning-out reading from the imaging unit 104 with the connection relation of the signal lines will be described. As shown in FIGS. 46 to 49, four lines are viewed as a group, and signal charges for two lines are read during a two-field period. That is, 1/2 decimation is performed. Since the Bayer array color filter CF is used, the GB line and the RG line or the RG line and the GB line are alternately read in this way. In the signal reading of FIG. 46, the latter process of alternately reading the RG line and the GB line is performed. This signal readout process is performed by transferring the transfer gate pulse TG to the driver unit 122 for each field. 7 , TG Five Supply.
[0120]
In addition to this signal line connection relationship, there is still another color drive relationship, that is, vertical drive that reads out signals while thinning out half so that all three primary colors RGB are aligned. For example, as shown in FIG. 48, three transfer gate pulses TG 1a , TG 1b , TG 1c At the same time and another transfer gate pulse TG 7 (See FIG. 49). As is clear from FIGS. 48 (a) and 48 (b), the signals read in this case are adjacent to each other. Although not shown, the transfer gate pulse TG Five And transfer gate pulse TG 3a , TG 3b , TG 3c Are alternately supplied for each field, and so-called 1/2 thinning is performed on the entire screen by performing so-called 1/4 thinning twice in the field.
[0121]
Next, in the signal line connection relationship of FIG. 39, further signal readout thinning processing is performed by field readout. This relationship is summarized in FIG. Since all colors G are included in each row in the Bayer array, the colors R and B are focused on. The focused color is indicated in the vertical direction, that is, in the column direction, and a reference numeral of the vertical transfer element supplied to the vertical transfer path 104c. Among them, symbols R and B indicating colors to be read are described at positions where signals are read by applying transfer gate pulses. Symbols A to K described at the top represent supply patterns. Hereinafter, the sequential operation will be described.
[0122]
As can be seen from FIG. 50, pattern A is a processing method for reading signal charges from the vertical transfer elements V1a, V1c, and V3b. The vertical transfer elements V1a and V1c both read the color B, and the vertical transfer element V3b reads the color R. The readout interval between the same colors is every 8 rows. When the signal charge is read out with this signal line connection, the spatial spacing between the colors R and B can be two lines. Actually, such signal readout is shown in FIG. In performing signal readout in this relationship, the driver unit 122 has a transfer gate pulse TG synchronized with the vertical early signal VD. 1a , TG 1c , TG 3b (See FIG. 52). Thus, the vertical drive signals φV1a, φV1c, and φV3b supplied from the driver unit 122 are applied to perform desired 1/4 thinning.
[0123]
Pattern B shown in FIG. 50 is a processing method of reading signal charges from the vertical transfer elements V1a, V1c, V3a and V3c. The vertical transfer elements V1a and V1c read the color B in the same manner as the pattern A, and the vertical transfer elements V3a and V3c read the color R. The readout interval between the same colors is every 7 rows. When variable i = 2, the read interval is 2 i + 1 -1 = 2 Three This is because there is a relationship of -1 = 7. As a result, when variable i = 2, 1/4 decimation (1/2 2 Thinning). When the signal charge is read out by the connection relationship of the signal lines, the signal charge can be read out without leaving a spatial interval between the colors R and B. Actually, such signal readout is shown in FIG. In performing signal readout in this relationship, the driver unit 122 has a transfer gate pulse TG synchronized with the vertical early signal VD. 1a , TG 1c , TG 3a , TG 3c (See FIG. 54). Thus, the vertical drive signals φV1a, φV1c, φV3a, and φV3b supplied from the driver unit 122 are applied to perform desired 1/4 thinning.
[0124]
Further, pattern C in FIG. 50 is a processing method for reading signal charges from the vertical transfer elements V1b and V3b. The vertical transfer element V1b reads the color B similarly to the pattern A, and the vertical transfer element V3b reads the color R. The readout interval between the same colors is every 7 rows. When the signal charge is read out with this signal line connection relationship, the pattern obtained is the same pattern as when the signal B is read out by setting the read start position of pattern B 4 lines below. Actually, such signal readout is shown in FIG. When performing signal readout in this relationship, the driver unit 122 has a transfer gate pulse TG synchronized with the vertical early signal VD. 1b , TG 3b (See FIG. 56). Accordingly, the vertical drive signals φV1b and φV3b supplied from the driver unit 122 are applied to perform desired 1/4 thinning. Thus, patterns A to C read the same color every 7 rows.
[0125]
A signal readout process in which the signal charge readout of the pattern B (FIG. 57 (a)) and the pattern C (FIG. 57 (b)) is combined is performed alternately for each field. In this signal readout, signal charges are read out by two adjacent lines of each pattern, and in the next field, interlace scanning is performed to read out signal charges from two lines located in the middle of the previous field (that is, 2: 1). Interlaced scanning). This relationship is clear from FIG. Reading of each field is 1/4 thinning out as described above. Although the number of lines to be read is half that in the case of 4-field interlace scanning, the read time can be shortened to half. Such scanning can also be performed by the connection relationship of signal lines corresponding to these patterns B and C.
[0126]
Pattern D in FIG. 50 is a processing method for reading signal charges from the vertical transfer elements V1a and V3a. The vertical transfer element V1a reads the color B, and the vertical transfer element V3a reads the color R. The readout interval between the same colors is every 15 rows. When variable i = 3, the read interval is 2 i + 1 -1 = 2 Four This is because there is a relationship of -1 = 15. As a result, when the variable i = 3, so-called 1/8 decimation (1/2) Three Thinning). When signal charges are read out with the connection relation of the signal lines, the color RB is obtained from adjacent rows. In this readout, since 2 lines are read out of 16 lines in one field period, only 1/8 of all pixels are read out. This thinning is performed by 1/8 thinning which cannot be performed by the conventional imaging unit 104. As shown in FIG. 60, this 1/8 decimation is performed by the driver unit 122 in the transfer gate pulse TG in synchronization with the vertical early signal VD. 1a , And TG 3a Supply. Thus, the vertical drive signals φV1a and φV3a supplied from the driver unit 122 are applied to perform 1/8 decimation.
[0127]
This thinning is not limited to the pattern D, but can also be performed by reading signal charges from the vertical transfer elements V1c and V3c (see pattern E in FIG. 50, FIGS. 61 and 62). In this case, as shown in FIG. 61, the driver unit 122 has a transfer gate pulse TG synchronized with the vertical early signal VD so that the same color is read every 15 rows. 1c , And TG 3c (See FIG. 62). Thus, the vertical drive signals φV1c and φV3c supplied from the driver unit 122 are applied to perform 1/8 decimation.
[0128]
Further, 1/8 decimation can also be performed by the pattern F in FIG. The lines read out corresponding to the transfer gate pulse supply positions in FIG. 50 are as shown in FIG. To read the signal at this position, the transfer gate pulse TG in FIG. 1a , And TG 3c Is supplied to the driver section 122. These signals and vertical drive timing signal V n Drive signal φV generated by the supply of n Of these, vertical drive signal φV 1a , φV 3c Includes a signal that enables signal charge readout. As a result, 1/8 decimation is performed.
[0129]
By combining this signal line connection relationship, that is, the pattern D and the pattern E, the 1/8 decimation readout 2: 1 interlace scanning can be performed as described above. As shown in FIG. 65, the signal readout from the imaging unit 104 is transferred by scanning the pattern D in the first field of (a) and transferring the pattern E in the second field of (b). In order to perform this operation, the driver unit 122 includes a transfer gate pulse TG shown in FIG. 1a , TG 3a And transfer gate pulse TG 1c , TG 3c (See FIG. 66). The driver unit 122 generates a vertical drive signal φV including these transgate pulses. 1a , φV 3a And vertical drive signal φV 1c , φV 3c Are alternately supplied at the timing synchronized with the vertical synchronizing signal for each field.
[0130]
Vertical drive signal φV supplied in this way n By performing vertical drive in consideration of the connection relationship between the signal line and the signal line, not only normal reading and 1/2, 1/4 thinning, but also 1/8 thinning can be performed.
[0131]
Next, first to third modifications of the second embodiment will be described. In the second embodiment described above, 12 electrodes are used according to the type of vertical drive signal supplied to the imaging unit 104. This means that the driver unit 122 requires many V drivers for generating vertical drive signals. By the way, the digital still camera 10 may be given priority to the demand for downsizing the apparatus. In this case, the driver unit 122 of the digital still camera 10 should be made small. However, the circuit mounting area of the V driver is large and the above-mentioned requirements cannot be satisfied. Therefore, a configuration for smoothly thinning out signal readout while limiting the number of use of the V driver will be described in a first modification example with reference to FIG.
[0132]
The imaging unit 104 of the first modification example makes the vertical drive electrode V1a and the electrode V1c, and the vertical drive electrode V3a and the electrode V3c in common connection in addition to the signal line connection relationship of the second embodiment described above. This connection may be made externally. With this connection, the vertical drive signals to be supplied can be suppressed from 12 types to 10 types. The same vertical drive signal is supplied to the commonly connected electrodes. Therefore, the vertical drive signal φV supplied to the vertical drive electrodes V1c, V3c 1c , φV 3c Disappears. The uniqueness of the vertical drive electrodes V1c and V3c is lost, and it becomes impossible to supply vertical drive signals to these electrodes individually. As a result, 1/8 decimation vertical drive cannot be performed. Actually, in this connection, patterns G, H, and I in FIG. 50 are driven. These three patterns correspond to the patterns A, B, and C in FIG. In other words, this connection limits the thinning process for each field to 1/4 thinning. As a result, the digital still camera 10 can be easily downsized and processed up to 1/4 thinning.
[0133]
Next, a second modification will be described. In this modification, in addition to the signal line connection relationship of the second embodiment described above, the vertical drive electrode V1b and the electrode V1c and the vertical drive electrode V3b and the electrode V3c are connected in common as shown in FIG. Also in this case, the connection may be made externally. With this connection, the vertical drive signals to be supplied can be suppressed from 12 types to 10 types. With this connection, it can be seen that pattern J in FIG. 50 corresponds to pattern D in FIG. That is, the vertical drive signal φV supplied to the vertical drive electrodes V1a and V3a 1a , φV 3a Only transfer gate pulses are included. Therefore, this connection is a limited signal readout that only supports 1/8 decimation. By connecting in this way, the digital still camera 10 can easily perform downsizing and 1/8 thinning processing.
[0134]
Finally, a third modification of the imaging unit 104 will be described. In this modification, in addition to the signal line connection relationship of the second embodiment described above, the vertical drive electrode V1b and the electrode V1c and the vertical drive electrode V3a and the electrode V3b are connected in common as shown in FIG. Also in this case, the connection may be made externally. With this connection, the vertical drive signals to be supplied can be suppressed from 12 types to 10 types. However, the transfer gate pulse is supplied to the vertical drive signal supplied independently to one electrode, instead of supplying the transfer gate pulse to the vertical drive signal for reading the signal charge through the common connection as in the modified examples so far. . With this connection, it can be seen that the pattern K in FIG. 50 corresponds to the pattern F in FIG. That is, the vertical drive signal φV supplied to the vertical drive electrodes V1a and V3c 1a , φV 3c Only include the transfer gate pulse. Therefore, this connection is a limited signal readout that only supports 1/8 decimation. By connecting in this way, the digital still camera 10 can easily perform downsizing and 1/8 thinning processing. However, since the positional relationship of the signals to be read out is far away, the image obtained by this can have a much higher image quality than the images obtained by the signal reading that have been described so far. Not that.
[0135]
By configuring and driving as described above, in addition to the 1/2 and 1/4 thinned-out images obtained in the conventional configuration, the new signal charge thinning-out readout that could not be achieved in the conventional structure is 1 / 8 Thinning can be realized. As a result, the digital still camera, for example, captures high-quality images even when the imaging unit is configured with a high number of pixels of millions or more, and reads out signal charges by thinning out in the vertical direction in a desired mode. The imaging cycle and refresh rate can be maintained at the previous time. Therefore, the other circuit can use the conventional configuration as it is, and contributes to the efficiency of the design.
[0136]
【The invention's effect】
As described above, according to the solid-state imaging device of the present invention, the transfer gates included in the same group of the first transfer gate group to the sixth transfer gate group are connected in common through the gate pulse applying signal line. By applying each gate pulse to the transfer gate and reading the signal charge from the desired light receiving element, in addition to the 1/2, 1/4 thinned image obtained with the conventional configuration, it can be done with the conventional structure It is possible to realize 1/8 decimation of new signal charge decimation. As a result, the digital still camera, for example, captures high-quality images even when the imaging unit is configured with a high number of pixels of millions or more, and reads out signal charges by thinning out in the vertical direction in a desired mode. The imaging cycle and refresh rate can be maintained at the previous time. Therefore, the other circuit can use the conventional configuration as it is, which contributes to the design efficiency.
[0137]
In addition, according to the signal reading method of the present invention, a gate pulse is applied to the first transfer gate group to the sixth transfer gate group to read out the signal, and the signal in the vertical direction is 1/2, 1 / 4 decimation can perform 1/8 decimation, which is one degree larger than the original. As a result, even if the number of pixels of the solid-state imaging device exceeds, for example, several million, the imaging cycle and refresh rate can be maintained at the previous time, and an image corresponding to the display or recording mode is obtained. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a digital still camera to which a solid-state imaging device of the present invention is applied.
2 is a schematic diagram of a first embodiment illustrating a connection relationship of wirings for supplying a vertical drive signal to the imaging unit in the main part of the imaging unit of FIG. 1;
3 is a timing chart showing a relationship between a fa-trans gate pulse and a vertical drive timing signal with respect to the vertical drive signal of FIG. 2;
4 is a diagram showing a relationship between a vertical transfer electrode in the connection of FIG. 2 and a vertical drive signal including a field gate pulse applied for each field (hereinafter simply referred to as a vertical drive signal).
5 is a timing chart showing a relationship between a vertical drive timing signal and a transfer gate pulse with respect to a vertical synchronization signal that realizes the relationship of FIG.
6 is a schematic diagram showing reading of the first field by the imaging unit as the main part of FIG. 2; FIG.
7 is a timing chart showing the relationship between the vertical drive timing signal and the transfer gate pulse in the first field with respect to the timing of the vertical synchronization signal that is enlarged in time when the relationship of FIG. 4 is realized.
8 is a timing chart showing the relationship between the vertical drive timing signal and the transfer gate pulse with respect to the timing of the horizontal synchronization signal displayed in an enlarged manner when realizing the relationship of FIG.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating reading of a second field by the imaging unit that is the main part of FIG. 2;
10 is a timing chart showing the relationship between the vertical drive timing signal and transfer gate pulse in the second field with respect to the timing of the vertical synchronization signal displayed in an enlarged manner when realizing the relationship of FIG.
11 is a timing chart showing the relationship between the vertical drive timing signal and transfer gate pulse in the first field with respect to the timing of the horizontal synchronization signal when realizing the relationship of FIG. 4; FIG.
12 is a diagram showing a relationship between a vertical transfer electrode in the connection of FIG. 2 and a vertical drive signal applied by two lines for each field. FIG.
13 is a timing chart showing a relationship between a vertical drive timing signal and a transfer gate pulse with respect to a vertical synchronization signal that realizes the relationship of FIG.
14 is a schematic diagram illustrating reading of the first field in FIG. 12 by the imaging unit as the main part of FIG. 2;
FIG. 15 is a timing chart showing the relationship between the vertical drive timing signal and transfer gate pulse in the first field with respect to the timing of the vertical synchronization signal displayed in a time enlarged manner when realizing the relationship of FIG. 12;
FIG. 16 is a timing chart showing the relationship between the vertical drive timing signal and the transfer gate pulse with respect to the timing of the horizontal synchronization signal that is enlarged in time when the relationship of FIG. 12 is realized.
17 is a schematic diagram illustrating reading of the second field in FIG. 12 by the imaging unit that is the main part of FIG. 2;
18 is a timing chart showing the relationship between the vertical drive timing signal and transfer gate pulse in the second field with respect to the timing of the vertical synchronization signal displayed in an enlarged manner when realizing the relationship of FIG.
FIG. 19 is a timing chart showing the relationship between the vertical drive timing signal and transfer gate pulse in the first field with respect to the timing of the horizontal synchronizing signal when realizing the relationship of FIG. 12;
20 is a diagram showing the relationship between the vertical transfer electrodes in the connection of FIG. 2 and the vertical drive signal applied to the same line (second field) by two lines for each field. FIG.
21 is a timing chart showing the relationship between the vertical drive timing signal and transfer gate pulse in each field with respect to the timing of the vertical synchronization signal when realizing the relationship of FIG.
22 is a diagram showing the relationship between the vertical transfer electrodes in the connection of FIG. 2 and the vertical drive signal applied to the same line (first field) by two lines for each field. FIG.
23 is a timing chart showing the relationship between the vertical drive timing signal and transfer gate pulse in each field with respect to the timing of the vertical synchronization signal when realizing the relationship of FIG.
24 is a diagram showing a relationship between a vertical transfer electrode in the connection of FIG. 2 and vertical drive signals applied to different one of four lines for each field. FIG.
25 is a schematic diagram showing readout of the first field in FIG. 24 by the imaging unit as the main part of FIG. 2;
FIG. 26 is a timing chart showing the relationship between the vertical drive timing signal and the transfer gate pulse in the first field with respect to the timing of the vertical synchronization signal displayed in an enlarged manner when realizing the relationship of FIG. 24;
27 is a schematic diagram showing readout of the second field in FIG. 24 by the imaging unit as the main part of FIG. 2;
FIG. 28 is a timing chart showing the relationship between the vertical drive timing signal and transfer gate pulse in the second field with respect to the timing of the vertical synchronization signal displayed in an enlarged manner when the relationship of FIG. 24 is realized.
29 is a schematic diagram showing readout of the third field in FIG. 24 by the imaging unit which is the main part of FIG. 2;
30 is a timing chart showing the relationship between the vertical drive timing signal and the transfer gate pulse in the third field with respect to the timing of the vertical synchronization signal displayed in an enlarged manner when the relationship of FIG. 24 is realized.
31 is a schematic diagram showing readout of the fourth field in FIG. 24 by the imaging unit as the main part of FIG. 2;
FIG. 32 is a timing chart showing the relationship between the vertical drive timing signal and transfer gate pulse in the fourth field with respect to the timing of the vertical synchronization signal that is enlarged in time when realizing the relationship of FIG. 24;
33 is a diagram showing a relationship between vertical transfer electrodes in the connection of FIG. 2 and vertical drive signals applied alternately to adjacent one of four lines for each field.
34 is a diagram showing the relationship between the vertical transfer electrodes in the connection of FIG. 2 and vertical drive signals applied alternately to different one lines located at the ends of the four lines for each field.
35 is a diagram showing a relationship between a vertical transfer electrode in the connection of FIG. 2 and vertical drive signals applied to two different lines in 16 lines for each field.
36 is a schematic diagram showing readout of the field of FIG. 35 by the imaging unit of the main part of FIG. 2;
FIG. 37 is a timing chart showing the relationship between the vertical drive timing signal and the transfer gate pulse with respect to the timing of the vertical synchronization signal when realizing the relationship of FIG.
FIG. 38 is a timing chart showing a relationship between a vertical drive timing signal and a transfer gate pulse with respect to timings of a vertical synchronization signal and a horizontal synchronization signal that are displayed in an enlarged manner when realizing the relationship of FIG.
FIG. 39 is a schematic diagram of a second embodiment illustrating a connection relationship of wirings for supplying a vertical drive signal to the imaging unit in the main part of the imaging unit of FIG. 1;
40 is a schematic diagram illustrating a main part of the imaging unit when signal charges are read in each field when the imaging unit of FIG. 39 is subjected to interlace scanning of 4 fields.
41 is a timing chart showing the relationship between the fa-trans gate pulse and the vertical drive timing signal with respect to the vertical drive signal of FIG. 39. FIG.
42 is a timing chart showing the relationship of the first field of the vertical drive timing signal and transfer gate pulse with respect to the vertical synchronization signal and horizontal synchronization signal in the connection of FIG. 39;
43 is a timing chart showing vertical drive timing signals and transfer gate pulses for driving the imaging section of FIGS. 2 and 39 in eight phases.
44 is a timing chart showing the timing relationship of the second field among the timings for the signals in FIG. 41. FIG.
45 is a timing chart showing the timing relationship between the third and fourth fields in the timing for each signal in FIG. 41. FIG.
46 is a schematic diagram illustrating a main part of the imaging unit when signal charge reading is performed by 2: 1 interlaced scanning of two fields in the imaging unit of FIG. 39. FIG.
47 is a timing chart showing a vertical drive timing signal and a transfer gate pulse supplied to the vertical synchronizing signal in the signal charge reading of FIG. 46. FIG.
48 is a schematic diagram illustrating a main part of the imaging unit in a readout example different from that in FIG. 46 when signal charge readout is performed by 2-field 2: 1 interlace scanning in the imaging unit of FIG. 39. FIG.
49 is a timing chart showing a vertical drive timing signal and a transfer gate pulse supplied to the vertical synchronization signal in the signal charge reading of FIG. 48. FIG.
FIG. 50 is a diagram summarizing signal charge read patterns in a list while also showing the relationship of colors read from the imaging units in the connection relationship of FIG. 39;
51 is a schematic diagram showing the main part of the imaging unit when signal charges are read out with pattern A in FIG. 50. FIG.
52 is a timing chart showing a vertical drive timing signal and a transfer gate pulse supplied for a vertical synchronizing signal in the signal charge reading of FIG. 51. FIG.
53 is a schematic diagram showing the main part of the imaging unit when reading out signal charges with the pattern B in FIG. 50. FIG.
54 is a timing chart showing a vertical drive timing signal and a transfer gate pulse supplied for a vertical synchronization signal in the signal charge reading of FIG. 53. FIG.
55 is a schematic diagram showing the main part of the imaging unit when reading out signal charges with the pattern C in FIG. 50. FIG.
56 is a timing chart showing a vertical drive timing signal and a transfer gate pulse supplied to the vertical synchronization signal in the signal charge reading of FIG. 55. FIG.
FIG. 57 is a schematic diagram illustrating a main part of the imaging unit when signal charges are read out by 2: 1 interlace scanning in which the patterns B and C of FIG. 50 are applied alternately for each field.
58 is a timing chart showing a vertical drive timing signal and a transfer gate pulse supplied for a vertical synchronization signal in the signal charge reading of FIG. 57. FIG.
FIG. 59 is a schematic diagram showing the main part of the imaging unit when signal charges are read out with the pattern D in FIG.
60 is a timing chart showing a vertical drive timing signal and a transfer gate pulse supplied for a vertical synchronizing signal in the signal charge reading of FIG. 59. FIG.
61 is a schematic diagram showing the main part of the imaging unit when signal charges are read out with the pattern E in FIG. 50. FIG.
62 is a timing chart showing a vertical drive timing signal and a transfer gate pulse supplied to a vertical synchronizing signal in the signal charge reading of FIG. 61. FIG.
FIG. 63 is a schematic diagram showing the main part of the imaging unit when signal charges are read out with the pattern F in FIG.
64 is a timing chart showing a vertical drive timing signal and a transfer gate pulse supplied to the vertical synchronization signal in the signal charge reading of FIG. 63. FIG.
FIG. 65 is a schematic diagram showing the main part of the imaging unit when signal charges are read out by 2: 1 interlace scanning in which the patterns E and F of FIG. 50 are applied alternately for each field.
66 is a timing chart showing a vertical drive timing signal and a transfer gate pulse supplied to the vertical synchronization signal in the signal charge reading of FIG. 65. FIG.
FIG. 67 is a schematic diagram showing the main part of the imaging unit when signal charges are read out in a common connection relationship between the vertical drive electrodes V1a and V1c and the vertical drive electrodes V3a and V3c in addition to the connection relationship of FIG. FIG.
FIG. 68 is a schematic diagram showing the main part of the imaging unit when reading out signal charges with the connection of the vertical drive electrodes V1b and V1c and the connection of the vertical drive electrodes V3b and V3c in a common connection relationship in addition to the connection relationship of FIG. FIG.
FIG. 69 shows the main part of the imaging unit when signal charges are read out in a common connection relationship between the vertical drive electrodes V1b and V1c and the vertical drive electrodes V3a and V3b in addition to the connection relationship of FIG. It is a schematic diagram.
[Explanation of symbols]
10 Digital still camera
12 System controller
10A imaging system
10B signal processing system
10C drive signal generator
10D signal output system
10E mode specification part
104 Imaging unit
106 AF adjustment section
120 Signal generator
122 Driver section
104a photo detector
104b transfer gate
104c Vertical transfer path
104d horizontal transfer path
104e output amplifier
E1a, E1b, E2, E3a, E3b, E4 ~ E8 Vertical drive electrode
V1a, V1b, V1c, V2, V3a, V3b, V3c, V4 to V8 Vertical transfer element

Claims (31)

行方向および列方向に形成された複数の受光素子、
行方向の前記受光素子に隣接して形成され、かつ垂直転送電極が形成されている垂直転送路、および
前記受光素子と前記垂直転送路との間に配され、前記受光素子に蓄積した信号電荷を前記受光素子から前記垂直転送路に読み出す転送ゲートを備えた固体撮像装置において、該装置は、
前記受光素子のうち、第N+1行、第N+5行および第N+13行(N は整数)の受光素子に隣接して配設された第1の転送ゲート群と、
前記受光素子のうち、第N+2行の受光素子に隣接して配設された第2の転送ゲート群と、
前記受光素子のうち、第N+3行、第N+7行、第N+11行および第N+15行の受光素子に隣接して配設された第3の転送ゲート群と、
前記受光素子のうち、第N+4行、第N+8行、第N+12行および第N+16行の受光素子に隣接して配設された第4の転送ゲート群と、
前記受光素子のうち、第N+6行、第N+10行および第N+14行の受光素子に隣接して配設された第5の転送ゲート群と、
前記受光素子のうち、第N+9行の受光素子に隣接して配設された第6の転送ゲート群とにそれぞれ供給されるゲートパルスを同時に印加するゲートパルス印加用信号ラインが接続されていることを特徴とする固体撮像装置。
A plurality of light receiving elements formed in a row direction and a column direction;
A vertical transfer path formed adjacent to the light receiving element in the row direction and formed with a vertical transfer electrode; and a signal charge accumulated between the light receiving element and the vertical transfer path and accumulated in the light receiving element In a solid-state imaging device provided with a transfer gate that reads out from the light receiving element to the vertical transfer path, the device includes:
Among the light receiving elements, a first transfer gate group disposed adjacent to the light receiving elements of the (N + 1) th row, the (N + 5) th row, and the (N + 13) th row (N is an integer);
A second transfer gate group disposed adjacent to the light receiving elements of the (N + 2) th row among the light receiving elements;
Among the light receiving elements, a third transfer gate group disposed adjacent to the light receiving elements of the (N + 3) th row, the (N + 7) th row, the (N + 11) th row, and the (N + 15) th row;
Among the light receiving elements, a fourth transfer gate group disposed adjacent to the light receiving elements of the (N + 4) th row, the (N + 8) th row, the (N + 12) th row, and the (N + 16) th row;
Among the light receiving elements, a fifth transfer gate group disposed adjacent to the light receiving elements of the (N + 6) th row, the (N + 10) th row, and the (N + 14) th row;
Among the light receiving elements, gate pulse applying signal lines for simultaneously applying gate pulses respectively supplied to the sixth transfer gate group disposed adjacent to the light receiving elements in the (N + 9) th row are connected. A solid-state image pickup device.
請求項1に記載の装置において、前記受光素子のうち、奇数行の受光素子に対応した前記転送ゲートヘの前記ゲートパルスと偶数行の受光素子に対応した前記転送ゲートヘの前記ゲートパルスとが異なるフィールドで印加される第1のゲートパルス出力手段をさらに含むことを特徴とする固体撮像装置。  2. The apparatus according to claim 1, wherein, among the light receiving elements, the gate pulse to the transfer gate corresponding to the odd-numbered light receiving elements is different from the gate pulse to the transfer gate corresponding to the even-numbered light receiving elements. The solid-state imaging device, further comprising: a first gate pulse output unit applied in the step. 請求項1に記載の装置において、該装置は、前記転送ゲートに同時にゲートパルスを印加する第2のゲートパルス出力手段をさらに備え、
前記第2のゲートパルス出力手段は、奇数フィールドにおいて、第m+1行、第m+2行、第m+3行および第m+4行(m は整数)の受光素子のうち、2行の受光素子に隣接して形成された転送ゲートに同時にゲートパルスを印加し、偶数フィールドにおいて、前記連続する4つの行の受光素子のうち、奇数フィールドにおいて印加された行の転送ゲートと異なる転送ゲートに同時にゲートパルスを印加することを特徴とする固体撮像装置。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising second gate pulse output means for simultaneously applying a gate pulse to the transfer gate,
In the odd field, the second gate pulse output means has two rows among the light receiving elements of the (m + 1) th row, the (m + 2) th row, the (m + 3) th row, and the (m + 4) th row (m is an integer). A gate pulse is simultaneously applied to a transfer gate formed adjacent to the light receiving element of the first and second transfer gates different from the transfer gate of the row applied in the odd field among the light receiving elements of the four consecutive rows in the even field. A solid-state imaging device, wherein a gate pulse is simultaneously applied to the two.
請求項1に記載の装置において、該装置は、前記転送ゲートの単一行への印加または複数の行に同時にゲートパルスを印加する第3のゲートパルス出力手段をさらに備え、
前記第3のゲートパルス出力手段は、各フィールドにおいて連続する4つの行の受光素子の前記転送ゲートに前記ゲートパルスを印加することを特徴とする固体撮像装置。
2. The apparatus of claim 1, further comprising third gate pulse output means for applying the transfer gate to a single row or simultaneously applying a gate pulse to a plurality of rows.
The solid-state imaging device, wherein the third gate pulse output means applies the gate pulse to the transfer gates of four rows of light receiving elements that are continuous in each field.
請求項1に記載の装置において、該装置は、前記第N+2行および前記第N+9行の受光素子に隣接して形成された転送ゲートに同時にゲートパルスを印加する第4のゲートパルス出力手段をさらに含むことを特徴とする固体撮像装置。  2. The device according to claim 1, wherein the device applies a fourth gate pulse to the transfer gates formed adjacent to the light receiving elements of the (N + 2) th row and the (N + 9) th row at the same time. A solid-state imaging device further comprising output means. 行方向および列方向に形成された複数の受光素子、行方向の前記受光素子に隣接して形成され、かつ垂直転送電極が形成されている垂直転送路、および前記受光素子と前記垂直転送路との間に配され、前記受光素子に蓄積した信号電荷を前記受光素子から前記垂直転送路に転送する転送ゲートを備えた固体撮像装置を用い、前記受光素子で得られた信号電荷を読み出す信号読出し方法において、該方法は、
前記受光素子うち、第N+1行、第N+5行および第N+13行(N は整数)の受光素子に隣接して配設された第1の転送ゲート群に同時にゲートパルスを印加し、
前記受光素子のうち、第N+2行の受光素子に隣接して配設された第2の転送ゲート群に同時にゲートパルスを印加し、
前記受光素子のうち、第N+3行、第N+7行、第N+11行および第N+15行の受光素子に隣接して配設された第3の転送ゲート群に同時にゲートパルスを印加し、
前記受光素子のうち、第N+4行、第N+8行、第N+12行および第N+16行の受光素子に隣接して配設された第4の転送ゲート群に同時にゲートパルスを印加し、
前記受光素子のうち、第N+6行、第N+10行および第N+14行の受光素子に隣接して配設された第5の転送ゲート群に同時にゲートパルスを印加し、
前記受光素子のうち、第N+9行の受光素子に隣接して配設された第6の転送ゲート群に同時にゲートパルスを印加するタイミングを組み合せて供給し、得られた信号電荷を順次読み出すことを特徴とする信号読出し方法。
A plurality of light receiving elements formed in a row direction and a column direction; a vertical transfer path formed adjacent to the light receiving elements in the row direction and having a vertical transfer electrode; and the light receiving elements and the vertical transfer path A signal readout that reads the signal charge obtained by the light receiving element using a solid-state imaging device provided with a transfer gate arranged between the light receiving element and transferring the signal charge accumulated in the light receiving element from the light receiving element to the vertical transfer path In a method, the method comprises:
Among the light receiving elements, a gate pulse is simultaneously applied to a first transfer gate group disposed adjacent to the light receiving elements in the (N + 1) th row, the (N + 5) th row, and the (N + 13) th row (N is an integer). And
A gate pulse is simultaneously applied to a second transfer gate group disposed adjacent to the light receiving elements in the (N + 2) th row among the light receiving elements,
Among the light receiving elements, gate pulses are simultaneously applied to a third transfer gate group disposed adjacent to the light receiving elements in the (N + 3) th row, the (N + 7) th row, the (N + 11) th row, and the (N + 15) th row. Apply
Among the light receiving elements, gate pulses are simultaneously applied to a fourth transfer gate group disposed adjacent to the light receiving elements in the (N + 4) th row, the (N + 8) th row, the (N + 12) th row, and the (N + 16) th row. Apply
Among the light receiving elements, a gate pulse is simultaneously applied to a fifth transfer gate group disposed adjacent to the light receiving elements in the N + 6th row, the N + 10th row, and the N + 14th row;
Among the light receiving elements, a sixth transfer gate group disposed adjacent to the light receiving elements in the (N + 9) th row is supplied in combination with a timing for simultaneously applying a gate pulse, and the obtained signal charges are sequentially read out. A signal reading method characterized by the above.
入射光を光電変換により電気信号に変換する複数の受光素子を行方向および列方向に配し、該複数の受光素子に隣接して列方向に読み出した信号電荷を転送する垂直転送路を配し、該垂直転送路と前記各受光素子との間に前記各受光素子に蓄積した信号電荷を所定のタイミングで前記垂直転送路に転送する転送ゲートを形成し、順次水平方向に信号電荷を転送する水平転送路に向かって転送させる垂直駆動信号を生成する駆動信号生成手段から前記所定のタイミングで前記転送ゲートを動作させる転送ゲートパルスを含む垂直駆動信号を供給して信号電荷を読み出して転送し、該水平転送路に達した信号電荷を出力側に順次転送して出力する撮像手段と有し、被写界を撮像する固体撮像装置において、該装置は、
前記撮像手段の前記垂直転送路に前記受光素子に蓄積した信号電荷を読み出した際に読み出した信号電荷の混合を防止する垂直転送素子を一受光素子に付き2つずつ形成させ、
前記駆動信号生成手段は、行方向に見て特徴となる第1の色と同色の所定の前記受光素子から(2i+1−1)行間隔(変数i は自然数)で前記受光素子に蓄積した信号電荷を読み出し、行方向に見て特徴となる第2の色と同色の所定の前記受光素子から(2i+1−1)行間隔で前記受光素子に蓄積した信号電荷を読み出す垂直駆動信号を規則的に生成し、さらに、垂直方向の転送を8相で行うとともに、前記転送ゲートの供給位置を考慮して 12 種類の垂直駆動信号をそれぞれ生成し、
該生成した垂直駆動信号を前記間隔で供給する信号線が配線されていることを特徴とする固体撮像装置。
A plurality of light receiving elements that convert incident light into electric signals by photoelectric conversion are arranged in the row direction and the column direction, and a vertical transfer path for transferring the signal charges read in the column direction is arranged adjacent to the plurality of light receiving elements. A transfer gate is formed between the vertical transfer path and each light receiving element to transfer the signal charge accumulated in each light receiving element to the vertical transfer path at a predetermined timing, and the signal charges are sequentially transferred in the horizontal direction. A vertical drive signal including a transfer gate pulse for operating the transfer gate at the predetermined timing is supplied from a drive signal generation unit that generates a vertical drive signal to be transferred toward the horizontal transfer path, and the signal charge is read and transferred. In a solid-state imaging device that has an imaging unit that sequentially transfers and outputs signal charges that have reached the horizontal transfer path to the output side, and that captures an object scene, the device includes:
Two vertical transfer elements for preventing mixing of the signal charges read when the signal charges accumulated in the light receiving elements are read in the vertical transfer path of the imaging means are formed on each light receiving element.
The drive signal generating means accumulates in the light receiving element at (2 i + 1 −1) line intervals (variable i is a natural number) from the predetermined light receiving element having the same color as the first color as seen in the row direction. Vertical drive to read out the signal charge stored in the light receiving element at intervals of (2 i + 1 −1) rows from the predetermined light receiving element of the same color as the characteristic second color when viewed in the row direction The signal is regularly generated, and further, vertical transfer is performed in eight phases, and 12 types of vertical drive signals are generated in consideration of the supply position of the transfer gate ,
A solid-state imaging device, wherein signal lines for supplying the generated vertical drive signals at the intervals are wired.
請求項7に記載の装置において、前記信号線には、前記駆動信号生成手段からそれぞれ供給する前記垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで前記転送ゲートパルスを供給し、該転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにした垂直駆動信号が供給され、
前記第1の垂直駆動信号を供給する1+16j 行(変数j は整数)の信号線と、
前記第6の垂直駆動信号を供給する6+8j行の信号線と、
前記第3の垂直駆動信号を供給する9+16j 行の信号線とのそれぞれを、共通接続にすることを特徴とする固体撮像装置。
8. The apparatus according to claim 7, wherein the signal line includes a first vertical driving signal to a third vertical driving signal, a fifth vertical driving signal among twelve types of the vertical driving signals respectively supplied from the driving signal generation unit, The transfer gate pulse is supplied to the vertical drive signal through the seventh vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, and the eleventh vertical drive signal at a predetermined timing, and the signal level indicates the input of the transfer gate pulse Vertical drive signal is supplied,
1 + 16j rows (variable j is an integer) of signal lines for supplying the first vertical drive signal;
6 + 8j rows of signal lines for supplying the sixth vertical drive signal;
Each of the 9 + 16j signal lines for supplying the third vertical drive signal is commonly connected.
請求項7に記載の装置において、前記信号線には、前記駆動信号生成手段からそれぞれ供給する前記垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで前記転送ゲートパルスを供給し、該転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにした垂直駆動信号が供給され、
前記第1の垂直駆動信号を供給する1+16j 行(変数j は整数)の信号線と、
前記第5の垂直駆動信号を供給する2+16j 行の信号線と、
前記第3の垂直駆動信号を供給する9+16j 行の信号線と、
前記第7の垂直駆動信号を供給する10+16j行の信号線とのそれぞれを、共通接続にすることを特徴とする固体撮像装置。
8. The apparatus according to claim 7, wherein the signal line includes a first vertical driving signal to a third vertical driving signal, a fifth vertical driving signal among twelve types of the vertical driving signals respectively supplied from the driving signal generation unit, The transfer gate pulse is supplied to the vertical drive signal through the seventh vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, and the eleventh vertical drive signal at a predetermined timing, and the signal level indicates the input of the transfer gate pulse Vertical drive signal is supplied,
1 + 16j rows (variable j is an integer) of signal lines for supplying the first vertical drive signal;
2 + 16j rows of signal lines for supplying the fifth vertical drive signal;
9 + 16j rows of signal lines for supplying the third vertical drive signal;
Each of the 10 + 16j rows of signal lines for supplying the seventh vertical drive signal is commonly connected.
請求項7に記載の装置において、前記信号線には、前記駆動信号生成手段からそれぞれ供給する前記垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで前記転送ゲートパルスを供給し、該転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにした垂直駆動信号が供給され、
前記第2の垂直駆動信号を供給する5+8j行(変数j は整数)の信号線と、
前記第6の垂直駆動信号を供給する6+8j行の信号線とのそれぞれを、共通接続にすることを特徴とする固体撮像装置。
8. The apparatus according to claim 7, wherein the signal line includes a first vertical driving signal to a third vertical driving signal, a fifth vertical driving signal among twelve types of the vertical driving signals respectively supplied from the driving signal generation unit, The transfer gate pulse is supplied to the vertical drive signal through the seventh vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, and the eleventh vertical drive signal at a predetermined timing, and the signal level indicates the input of the transfer gate pulse Vertical drive signal is supplied,
5 + 8j rows (variable j is an integer) of signal lines for supplying the second vertical drive signal;
Each of the 6 + 8j rows of signal lines for supplying the sixth vertical drive signal is commonly connected.
請求項7に記載の装置において、前記信号線には、前記駆動信号生成手段からそれぞれ供給する前記垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで前記転送ゲートパルスを供給し、該転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにした垂直駆動信号が供給され、
前記第1の垂直駆動信号を供給する1+16j 行(変数j は整数)の信号線と、
前記第5の垂直駆動信号を供給する2+16j 行の信号線と、
前記第3の垂直駆動信号を供給する9+16j 行の信号線と、
前記第7の垂直駆動信号を供給する10+16j行の信号線と、
前記第2の垂直駆動信号を供給する5+8j行の信号線と、
前記第6の垂直駆動信号を供給する6+8j行の信号線とのそれぞれを、共通接続にするとともに、前記第1、第3、第5および第7の垂直駆動信号と前記第2および前記第6の垂直駆動信号とがフィールド毎に交互に供給されることを特徴とする固体撮像装置。
8. The apparatus according to claim 7, wherein the signal line includes a first vertical driving signal to a third vertical driving signal, a fifth vertical driving signal among twelve types of the vertical driving signals respectively supplied from the driving signal generation unit, The transfer gate pulse is supplied to the vertical drive signal through the seventh vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, and the eleventh vertical drive signal at a predetermined timing, and the signal level indicates the input of the transfer gate pulse Vertical drive signal is supplied,
1 + 16j rows (variable j is an integer) of signal lines for supplying the first vertical drive signal;
2 + 16j rows of signal lines for supplying the fifth vertical drive signal;
9 + 16j rows of signal lines for supplying the third vertical drive signal;
10 + 16j rows of signal lines for supplying the seventh vertical drive signal;
5 + 8j rows of signal lines for supplying the second vertical drive signal;
Each of the 6 + 8j row signal lines for supplying the sixth vertical drive signal is connected in common, and the first, third, fifth, and seventh vertical drive signals are connected to the second and the second vertical drive signals. A solid-state imaging device, wherein a sixth vertical drive signal is alternately supplied for each field.
請求項7に記載の装置において、前記信号線には、前記駆動信号生成手段からそれぞれ供給する前記垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで前記転送ゲートパルスを供給し、該転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにした垂直駆動信号が供給され、
前記第1の垂直駆動信号を供給する1+16j 行(変数j は整数)の信号線と、
前記第5の垂直駆動信号を供給する2+16j 行の信号線とのそれぞれを、共通接続にすることを特徴とする固体撮像装置。
8. The apparatus according to claim 7, wherein the signal line includes a first vertical driving signal to a third vertical driving signal, a fifth vertical driving signal among twelve types of the vertical driving signals respectively supplied from the driving signal generation unit, The transfer gate pulse is supplied to the vertical drive signal through the seventh vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, and the eleventh vertical drive signal at a predetermined timing, and the signal level indicates the input of the transfer gate pulse Vertical drive signal is supplied,
1 + 16j rows (variable j is an integer) of signal lines for supplying the first vertical drive signal;
A solid-state imaging device, characterized in that each of the signal lines in 2 + 16j rows supplying the fifth vertical drive signal is connected in common.
請求項7に記載の装置において、前記信号線には、前記駆動信号生成手段からそれぞれ供給する前記垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで前記転送ゲートパルスを供給し、該転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにした垂直駆動信号が供給され、
前記第3の垂直駆動信号を供給する9+16j 行(変数j は整数)の信号線と、
前記第7の垂直駆動信号を供給する10+16j行の信号線とのそれぞれを、共通接続にすることを特徴とする固体撮像装置。
8. The apparatus according to claim 7, wherein the signal line includes a first vertical driving signal to a third vertical driving signal, a fifth vertical driving signal among twelve types of the vertical driving signals respectively supplied from the driving signal generation unit, The transfer gate pulse is supplied to the vertical drive signal through the seventh vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, and the eleventh vertical drive signal at a predetermined timing, and the signal level indicates the input of the transfer gate pulse Vertical drive signal is supplied,
9 + 16j rows (variable j is an integer) of signal lines for supplying the third vertical drive signal;
Each of the 10 + 16j rows of signal lines for supplying the seventh vertical drive signal is commonly connected.
請求項7に記載の装置において、前記信号線には、前記駆動信号生成手段からそれぞれ供給する前記垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで前記転送ゲートパルスを供給し、該転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにした垂直駆動信号が供給され、
前記第1の垂直駆動信号を供給する1+16j 行(変数j は整数)の信号線と、
前記第7の垂直駆動信号を供給する10+16j行の信号線とのそれぞれを、共通接続にすることを特徴とする固体撮像装置。
8. The apparatus according to claim 7, wherein the signal line includes a first vertical driving signal to a third vertical driving signal, a fifth vertical driving signal among twelve types of the vertical driving signals respectively supplied from the driving signal generation unit, The transfer gate pulse is supplied to the vertical drive signal through the seventh vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, and the eleventh vertical drive signal at a predetermined timing, and the signal level indicates the input of the transfer gate pulse Vertical drive signal is supplied,
1 + 16j rows (variable j is an integer) of signal lines for supplying the first vertical drive signal;
Each of the 10 + 16j rows of signal lines for supplying the seventh vertical drive signal is commonly connected.
請求項7に記載の装置において、前記信号線には、前記駆動信号生成手段からそれぞれ供給する前記垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで前記転送ゲートパルスを供給し、該転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにした垂直駆動信号が供給され、
前記第1の垂直駆動信号を供給する1+16j 行(変数j は整数)の信号線と、
前記第5の垂直駆動信号を供給する2+16j 行の信号線と、
前記第3の垂直駆動信号を供給する9+16j 行の信号線と、
前記第7の垂直駆動信号を供給する10+16j行の信号線とのそれぞれを、共通接続にするとともに、前記第1および前記第5の垂直駆動信号と前記第3および前記第7の垂直駆動信号とがフィールド毎に交互に供給されることを特徴とする固体撮像装置。
8. The apparatus according to claim 7, wherein the signal line includes a first vertical driving signal to a third vertical driving signal, a fifth vertical driving signal among twelve types of the vertical driving signals respectively supplied from the driving signal generation unit, The transfer gate pulse is supplied to the vertical drive signal through the seventh vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, the ninth vertical drive signal, and the eleventh vertical drive signal at a predetermined timing, and the signal level indicates the input of the transfer gate pulse Vertical drive signal is supplied,
1 + 16j rows (variable j is an integer) of signal lines for supplying the first vertical drive signal;
2 + 16j rows of signal lines for supplying the fifth vertical drive signal;
9 + 16j rows of signal lines for supplying the third vertical drive signal;
The signal lines of 10 + 16j rows that supply the seventh vertical drive signal are connected in common, and the first and fifth vertical drive signals and the third and seventh vertical drives are connected. A solid-state imaging device, wherein a signal is supplied alternately for each field.
請求項8ないし 10 のいずれか一項に記載の装置において、前記信号線は、前記第1の垂直駆動信号を供給する1+16j 行(変数j は整数)の信号線と前記第3の垂直駆動信号を供給する9+16j 行の信号線とを共通接続し、
前記第5の垂直駆動信号を供給する2+16j 行の信号線と前記第7の垂直駆動信号を供給する10+16j行の信号線とを共通接続にすることを特徴とする固体撮像装置。
The apparatus according to any one of claims 8 to 10, wherein the signal line, the first signal line and the third vertical 1 + 16j line for supplying a vertical drive signal (the variable j is an integer) Connect 9 + 16j signal lines that supply drive signals in common,
A solid-state imaging device, wherein the 2 + 16j row signal lines supplying the fifth vertical drive signal and the 10 + 16j row signal lines supplying the seventh vertical drive signal are connected in common.
請求項12に記載の装置において、前記信号線は、前記第2の垂直駆動信号を供給する2+16j 行(変数j は整数)の信号線と前記第3の垂直駆動信号を供給する9+16j 行の信号線とを共通接続し、
前記第6の垂直駆動信号を供給する6+16j 行の信号線と前記第7の垂直駆動信号を供給する10+16j行の信号線とを共通接続にすることを特徴とする固体撮像装置。
13. The apparatus according to claim 12 , wherein the signal lines supply 2 + 16j rows (variable j is an integer) of the second vertical drive signal and the third vertical drive signal. Connect 16j signal lines in common,
6. A solid-state imaging device characterized in that 6 + 16j rows of signal lines for supplying the sixth vertical drive signal and 10 + 16j rows of signal lines for supplying the seventh vertical drive signal are connected in common.
請求項14に記載の装置において、前記信号線は、前記第2の垂直駆動信号を供給する5+8j行(変数j は整数)の信号線と前記第3の垂直駆動信号を供給する9+16j 行の信号線とを共通接続し、
前記第5の垂直駆動信号を供給する2+16j 行の信号線と前記第6の垂直駆動信号を供給する6+8j行の信号線とを共通接続にすることを特徴とする固体撮像装置。
15. The apparatus according to claim 14 , wherein the signal line supplies a signal line of 5 + 8j rows (the variable j is an integer) that supplies the second vertical drive signal and the third vertical drive signal that supplies the third vertical drive signal. Connect 16j signal lines in common,
A solid-state imaging device characterized in that 2 + 16j rows of signal lines for supplying the fifth vertical drive signal and 6 + 8j rows of signal lines for supplying the sixth vertical drive signal are connected in common.
請求項に記載の装置において、前記駆動信号生成手段は、前記変数i が1以上のとき2 -i の間引きとなり、駆動する位相の数と区別して駆動させる増加数の総和が含まれる最小の2i+1 個を一組にして垂直駆動信号を供給することを特徴とする固体撮像装置。8. The apparatus according to claim 7 , wherein the drive signal generating means is a minimum of 2− i when the variable i is 1 or more, and includes a sum of increments to be driven separately from the number of phases to be driven. 2. A solid-state imaging device characterized in that a vertical drive signal is supplied as a set of 2 + 1 . 入射光を光電変換により電気信号に変換する複数の受光素子を行方向および列方向に配し、該複数の受光素子に隣接して列方向に読み出した信号電荷を転送する垂直転送路を配し、該垂直転送路と前記各受光素子との間に前記各受光素子に蓄積した信号電荷を所定のタイミングで前記垂直転送路に転送する転送ゲートを形成し、順次水平方向に信号電荷を転送する水平転送路に向かって転送させる垂直駆動信号を生成する駆動信号生成手段から前記所定のタイミングで前記転送ゲートを動作させる転送ゲートパルスを含む垂直駆動信号を供給して信号電荷を読み出して転送し、該水平転送路に達した信号電荷を出力側に順次転送して出力する撮像手段を用意し、該撮像手段から被写界を撮像した信号電荷を読み出す信号読出し方法において、該方法は、
前記撮像手段の前記垂直転送路に前記受光素子に蓄積した信号電荷を読み出した際に読み出した信号電荷の混合を防止する垂直転送素子を一受光素子に付き2つずつ形成させ、
前記垂直駆動信号は、垂直方向の転送を8相で駆動信号であるとともに、前記転送ゲートの供給位置を考慮して 12 種類生成し、
行方向に見て特徴となる第1の色と同色の所定の前記受光素子から(2i+1−1)行間隔(i は自然数)と、行方向に見て特徴となる第2の色と同色の所定の前記受光素子を基に(2i+1−1)行間隔とに前記転送ゲートパルスの入力を示す垂直駆動信号を供給する信号線が配線された撮像手段に、
該信号線を介して(2i+1−1)行間隔に前記第1の色および前記第2の色に応じた前記垂直駆動信号を規則的に印加して蓄積した信号電荷を読み出すことを特徴とする信号読出し方法。
A plurality of light receiving elements that convert incident light into electrical signals by photoelectric conversion are arranged in the row direction and the column direction, and a vertical transfer path for transferring the signal charges read in the column direction is arranged adjacent to the plurality of light receiving elements. A transfer gate is formed between the vertical transfer path and each light receiving element to transfer the signal charges accumulated in each light receiving element to the vertical transfer path at a predetermined timing, and the signal charges are sequentially transferred in the horizontal direction. A vertical drive signal including a transfer gate pulse that operates the transfer gate at the predetermined timing is supplied from a drive signal generation unit that generates a vertical drive signal to be transferred toward the horizontal transfer path, and the signal charge is read and transferred. In the signal readout method of preparing an imaging means for sequentially transferring and outputting the signal charges reaching the horizontal transfer path to the output side, and reading out the signal charges obtained by imaging the object scene from the imaging means, Method,
Two vertical transfer elements for preventing mixing of the signal charges read when the signal charges accumulated in the light receiving elements are read in the vertical transfer path of the imaging means are formed on each light receiving element.
The vertical drive signal is a vertical transfer signal having eight phases, and 12 types are generated in consideration of the supply position of the transfer gate ,
The (2 i + 1 −1) line spacing (i is a natural number) from the predetermined light receiving element of the same color as the first color that is characteristic in the row direction, and the second color that is characteristic in the row direction Based on a predetermined light receiving element of the same color as the image pickup means wired with a signal line for supplying a vertical drive signal indicating the input of the transfer gate pulse at (2 i + 1 −1) row intervals,
Reading out the accumulated signal charge by regularly applying the vertical drive signals corresponding to the first color and the second color at (2 i + 1 −1) row intervals through the signal line. A characteristic signal readout method.
請求項20に記載の方法において、前記垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで前記転送ゲートパルスを供給し、該転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにして、
前記信号線1+16j 行(変数j は整数)に前記第1の垂直駆動信号と、
前記信号線6+8j行に前記第6の垂直駆動信号と、
前記信号線9+16j 行に前記第3の垂直駆動信号とをフィールド毎に同時に供給することを特徴とする信号読出し方法。
21. The method according to claim 20 , wherein among the 12 types of the vertical drive signals, a first vertical drive signal through a third vertical drive signal, a fifth vertical drive signal through a seventh vertical drive signal, a ninth vertical drive signal, Supply the transfer gate pulse at a predetermined timing to the vertical drive signal and the eleventh vertical drive signal, and set the signal level to indicate the input of the transfer gate pulse,
The first vertical drive signal in the signal line 1 + 16j rows (the variable j is an integer);
The sixth vertical drive signal in the signal line 6 + 8j rows;
A signal reading method, wherein the third vertical drive signal is simultaneously supplied to the signal lines 9 + 16j for each field.
請求項20に記載の方法において、前記垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで前記転送ゲートパルスを供給し、該転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにして、
前記信号線1+16j 行(変数j は整数)に前記第1の垂直駆動信号と、
前記信号線2+16j 行に前記第5の垂直駆動信号と、
前記信号線9+16j 行に前記第3の垂直駆動信号と、
前記信号線10+16j行に前記第7の垂直駆動信号とをフィールド毎に同時に供給することを特徴とする信号読出し方法。
21. The method according to claim 20 , wherein among the 12 types of the vertical drive signals, a first vertical drive signal through a third vertical drive signal, a fifth vertical drive signal through a seventh vertical drive signal, a ninth vertical drive signal, Supply the transfer gate pulse at a predetermined timing to the vertical drive signal and the eleventh vertical drive signal, and set the signal level to indicate the input of the transfer gate pulse,
The first vertical drive signal in the signal line 1 + 16j rows (the variable j is an integer);
The fifth vertical drive signal in the signal line 2 + 16j rows;
The third vertical drive signal in the signal line 9 + 16j rows;
A signal reading method, wherein the seventh vertical drive signal is simultaneously supplied to the signal lines 10 + 16j for each field.
請求項20に記載の方法において、前記垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで前記転送ゲートパルスを供給し、該転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにして、
前記信号線5+8j行(変数j は整数)に前記第2の垂直駆動信号と、
前記信号線6+8j行に前記第6の垂直駆動信号とをフィールド毎に同時に供給することを特徴とする信号読出し方法。
21. The method according to claim 20 , wherein among the 12 types of the vertical drive signals, a first vertical drive signal through a third vertical drive signal, a fifth vertical drive signal through a seventh vertical drive signal, a ninth vertical drive signal, Supply the transfer gate pulse at a predetermined timing to the vertical drive signal and the eleventh vertical drive signal, and set the signal level to indicate the input of the transfer gate pulse,
The second vertical drive signal in the signal line 5 + 8j rows (the variable j is an integer);
A signal reading method, wherein the sixth vertical drive signal is simultaneously supplied to the signal lines 6 + 8j for each field.
請求項20に記載の方法において、前記信号線には、前記垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで前記転送ゲートパルスを供給し、該転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにして、
前記信号線1+16j 行(変数j は整数)に前記第1の垂直駆動信号と、
前記信号線2+16j 行に前記第5の垂直駆動信号と、
前記信号線9+16j 行に前記第3の垂直駆動信号と、
前記信号線10+16j行に前記第7の垂直駆動信号と、
前記信号線5+8j行に前記第2の垂直駆動信号と、
前記信号線6+8j行に前記第6の垂直駆動信号とをそれぞれ供給にするとともに、該垂直駆動信号は、前記第1、前記第3、前記第5および前記第7の垂直駆動信号と前記第2および前記第6の垂直駆動信号とをフィールド毎に交互に供給することを特徴とする信号読出し方法。
21. The method according to claim 20 , wherein the signal line includes a first vertical driving signal through a third vertical driving signal, a fifth vertical driving signal through a seventh vertical driving signal among the 12 types of vertical driving signals. Supplying the transfer gate pulse at a predetermined timing to the drive signal, the ninth vertical drive signal, and the eleventh vertical drive signal, and setting the signal level to indicate the input of the transfer gate pulse;
The first vertical drive signal in the signal line 1 + 16j rows (the variable j is an integer);
The fifth vertical drive signal in the signal line 2 + 16j rows;
The third vertical drive signal in the signal line 9 + 16j rows;
The seventh vertical drive signal in the signal line 10 + 16j rows;
The second vertical drive signal in the signal line 5 + 8j rows;
The sixth vertical drive signal is supplied to each of the signal lines 6 + 8j, and the vertical drive signals are the first, third, fifth, and seventh vertical drive signals and the A signal reading method, wherein the second and sixth vertical drive signals are alternately supplied for each field.
請求項20に記載の方法において、前記垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで前記転送ゲートパルスを供給し、該転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにして、
前記信号線1+16j 行(変数j は整数)に前記第1の垂直駆動信号と、
前記信号線2+16j 行に前記第5の垂直駆動信号とをフィールド毎に同時に供給することを特徴とする信号読出し方法。
21. The method according to claim 20 , wherein among the 12 types of the vertical drive signals, a first vertical drive signal through a third vertical drive signal, a fifth vertical drive signal through a seventh vertical drive signal, a ninth vertical drive signal, Supply the transfer gate pulse at a predetermined timing to the vertical drive signal and the eleventh vertical drive signal, and set the signal level to indicate the input of the transfer gate pulse,
The first vertical drive signal in the signal line 1 + 16j rows (the variable j is an integer);
A signal reading method, wherein the fifth vertical drive signal is simultaneously supplied to the signal lines 2 + 16j for each field.
請求項20に記載の方法において、前記垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで前記転送ゲートパルスを供給し、該転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにして、
前記信号線9+16j 行(変数j は整数)に前記第3の垂直駆動信号と、
前記信号線10+16j行に前記第7の垂直駆動信号とをフィールド毎に同時に供給することを特徴とする信号読出し方法。
21. The method according to claim 20 , wherein among the 12 types of the vertical drive signals, a first vertical drive signal through a third vertical drive signal, a fifth vertical drive signal through a seventh vertical drive signal, a ninth vertical drive signal, Supply the transfer gate pulse at a predetermined timing to the vertical drive signal and the eleventh vertical drive signal, and set the signal level to indicate the input of the transfer gate pulse,
The third vertical drive signal in the signal line 9 + 16j rows (the variable j is an integer);
A signal reading method, wherein the seventh vertical drive signal is simultaneously supplied to the signal lines 10 + 16j for each field.
請求項20に記載の方法において、前記垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで前記転送ゲートパルスを供給し、該転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにして、
前記信号線1+16j 行(変数j は整数)に前記第1の垂直駆動信号と、
前記信号線10+16j行に前記第7の垂直駆動信号とをフィールド毎に同時に供給することを特徴とする信号読出し方法。
21. The method according to claim 20 , wherein among the 12 types of the vertical drive signals, a first vertical drive signal through a third vertical drive signal, a fifth vertical drive signal through a seventh vertical drive signal, a ninth vertical drive signal, Supply the transfer gate pulse at a predetermined timing to the vertical drive signal and the eleventh vertical drive signal, and set the signal level to indicate the input of the transfer gate pulse,
The first vertical drive signal in the signal line 1 + 16j rows (the variable j is an integer);
A signal reading method, wherein the seventh vertical drive signal is simultaneously supplied to the signal lines 10 + 16j for each field.
請求項20に記載の方法において、前記垂直駆動信号の12種類のうち、第1の垂直駆動信号ないし第3の垂直駆動信号、第5の垂直駆動信号ないし第7の垂直駆動信号、第9の垂直駆動信号、第11の垂直駆動信号に対して所定のタイミングで前記転送ゲートパルスを供給し、該転送ゲートパルスの入力を示す信号レベルにして、
前記信号線1+16j 行(変数j は整数)に前記第1の垂直駆動信号と、
前記信号線2+16j 行に前記第5の垂直駆動信号と、
前記信号線9+16j 行に前記第3の垂直駆動信号と、
前記信号線10+16j行に前記第7の垂直駆動信号とをそれぞれ供給するとともに、前記垂直信号は、前記第1および前記第5の垂直駆動信号と前記第3および前記第7の垂直駆動信号とをフィールド毎に交互に供給することを特徴とする信号読出し方法。
21. The method according to claim 20 , wherein among the 12 types of the vertical drive signals, a first vertical drive signal through a third vertical drive signal, a fifth vertical drive signal through a seventh vertical drive signal, a ninth vertical drive signal, Supply the transfer gate pulse at a predetermined timing to the vertical drive signal and the eleventh vertical drive signal, and set the signal level to indicate the input of the transfer gate pulse,
The first vertical drive signal in the signal line 1 + 16j rows (the variable j is an integer);
The fifth vertical drive signal in the signal line 2 + 16j rows;
The third vertical drive signal in the signal line 9 + 16j rows;
The seventh vertical drive signals are supplied to the signal lines 10 + 16j, respectively, and the vertical signals are the first and fifth vertical drive signals and the third and seventh vertical drive signals. Is alternately supplied for each field.
請求項21 ないし 23 のいずれか一項に記載の方法において、前記第1の垂直駆動信号と前記第3の垂直駆動信号とを同じ垂直駆動信号とみなして前記信号線1+16j 行(変数j は整数)および前記信号線9+16j 行とに供給し、
前記第5の垂直駆動信号と前記第7の垂直駆動信号とを同じ垂直駆動信号とみなして前記信号線2+16j 行および前記信号線10+16j行とに供給することを特徴とすることを特徴とする信号読出し方法。
A method according to any one of claims 21 to 23, wherein the first vertical drive signal and the third of said signal lines 1 + 16j line and a vertical drive signal is regarded as the same vertical drive signal (the variable j Is an integer) and the signal line 9 + 16j row,
The fifth vertical drive signal and the seventh vertical drive signal are regarded as the same vertical drive signal and are supplied to the signal line 2 + 16j and the signal line 10 + 16j. A characteristic signal readout method.
請求項25に記載の方法において、前記第5の垂直駆動信号と前記第3の垂直駆動信号とを同じ垂直駆動信号とみなして前記信号線2+16j 行(変数j は整数)および前記信号線9+16j 行とに供給し、
前記第6の垂直駆動信号と前記第7の垂直駆動信号とを同じ垂直同期信号とみなして前記信号線6+16j 行と前記信号線10+16j行とに供給することを特徴とする信号読出し方法。
26. The method according to claim 25 , wherein the fifth vertical drive signal and the third vertical drive signal are regarded as the same vertical drive signal, and the signal line 2 + 16j rows (the variable j is an integer) and the signal line To 9 + 16j lines and
The sixth vertical drive signal and the seventh vertical drive signal are regarded as the same vertical synchronization signal and supplied to the signal line 6 + 16j and the signal line 10 + 16j. Method.
請求項27に記載の方法において、前記第2の垂直駆動信号と前記第3の垂直駆動信号とを同じ垂直駆動信号とみなして前記信号線5+8j行(変数j は整数)および前記信号線9+16j 行とに供給し、
前記第5の垂直駆動信号と前記第6の垂直駆動信号とを同じ垂直駆動信号とみなして前記信号線2+16j 行および前記信号線6+8j行とに供給する信号読出し方法。
28. The method according to claim 27 , wherein the second vertical drive signal and the third vertical drive signal are regarded as the same vertical drive signal, and the signal line 5 + 8j rows (the variable j is an integer) and the signal line To 9 + 16j lines and
A signal reading method in which the fifth vertical drive signal and the sixth vertical drive signal are regarded as the same vertical drive signal and are supplied to the signal lines 2 + 16j and the signal lines 6 + 8j.
JP13185699A 1999-01-25 1999-05-12 Solid-state imaging device and signal readout method Expired - Fee Related JP4195148B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13185699A JP4195148B2 (en) 1999-01-25 1999-05-12 Solid-state imaging device and signal readout method
US09/570,733 US6809764B1 (en) 1999-05-12 2000-05-12 Solid-state electronic image sensing device with high subsampling efficiency and method of reading a video signal out of the same

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11-15138 1999-01-25
JP1513899 1999-01-25
JP13185699A JP4195148B2 (en) 1999-01-25 1999-05-12 Solid-state imaging device and signal readout method

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2000286408A JP2000286408A (en) 2000-10-13
JP2000286408A5 JP2000286408A5 (en) 2005-06-16
JP4195148B2 true JP4195148B2 (en) 2008-12-10

Family

ID=26351240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13185699A Expired - Fee Related JP4195148B2 (en) 1999-01-25 1999-05-12 Solid-state imaging device and signal readout method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4195148B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3469801B2 (en) 1999-02-02 2003-11-25 オリンパス光学工業株式会社 Solid-state imaging device
US7471321B2 (en) 2002-01-30 2008-12-30 Ricoh Company, Ltd. Photographing apparatus and photographing method
KR100594236B1 (en) * 2003-12-30 2006-06-30 삼성전자주식회사 Solid state image sensing device providing for processing the image data without a frame memory buffer and driving method thereof
JP4814112B2 (en) * 2007-01-22 2011-11-16 ソニー株式会社 Solid-state image sensor
JP5218342B2 (en) * 2009-08-28 2013-06-26 ソニー株式会社 Driving method of solid-state imaging device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000286408A (en) 2000-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003052049A (en) Imaging apparatus
JPH10210367A (en) Electronic image-pickup device
JP2004064165A (en) Imaging apparatus and the imaging method
US8111298B2 (en) Imaging circuit and image pickup device
JP3854662B2 (en) Imaging device
JP4616429B2 (en) Image processing device
JP3893424B2 (en) Solid-state imaging device and signal readout method
KR100462260B1 (en) Video pickup device
JP4160179B2 (en) Solid-state imaging device and signal readout method
JP4317117B2 (en) Solid-state imaging device and imaging method
US6809764B1 (en) Solid-state electronic image sensing device with high subsampling efficiency and method of reading a video signal out of the same
JP3967853B2 (en) Solid-state imaging device and signal readout method
US7236194B2 (en) Image signal processing apparatus
JP2000125213A (en) Solid-state image pickup device
JP4195148B2 (en) Solid-state imaging device and signal readout method
EP0720387A2 (en) Method and apparatus for providing interlaced images from a progressive scan sensor in an electronic camera
US6677998B1 (en) Solid-state electronic image sensing device and method of controlling operation of same
JP4199381B2 (en) Solid-state imaging device and solid-state imaging device driving method
JP4738667B2 (en) Imaging device
JP2000224599A (en) Solid-state image pickup device and signal reading method
JP3967500B2 (en) Solid-state imaging device and signal readout method
JP2003234960A (en) Imaging apparatus
JP2006041867A (en) Image processing method and image processor, imaging apparatus, and timing controller
JP2000224598A (en) Solid-state image pickup device and signal reading method
US6593964B1 (en) Image pickup apparatus with non-debased hue and luminance when reading all pixels and color generation performed by single lines when reading skipped lines

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040917

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040917

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20061201

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080708

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080812

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080902

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080925

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131003

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees