JP4757750B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
<概要>
実施の形態1に係る撮像装置は、固体撮像装置に同一フレーム期間内に2本の電子シャッタ用スタートパルスを入力し、2本のパルスのそれぞれを用いてライン走査を2回行う点に特徴を有する。1本目のパルスによって、画素行間の残像差が解消され、2本目のパルスによって、静止画モードが開始する。この結果、動画モードから静止画モードへの切り替えに要する時間を短縮することができる。
図1は、本発明の実施の形態1に係る撮像装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
図2は、図1に示される固体撮像装置の概略構成を示す図であり、図3は、図1に示される画素アレイの一例を示す回路図である。尚、図2及び3では、図示の都合上、5×5の2次元状に配列された25個の単位セルのみが示されているが、実際には、2次元状に数十万〜数百万個程度の単位セルが配列されている。また、単位セルが1次元状に配列される固体撮像装置の場合には、数百〜数千個の画素が直線状に配列される。
図4は、図2に示される電子シャッタ用シフトレジスタの概略構成を示す回路図である。
図7は、図1に示されるマルチプレクサ回路の1段目の論理を示す図であり、図8は、図7に示される論理を実現する回路図である。
(a)読み出し用シフトレジスタ出力(IN2−1)と、画像信号読み出し用リセットパルスRSCELL(RSINb)との両方が”H”レベルである。
(b)電子シャッタ用シフトレジスタ出力(IN3−1)と、電子シャッタ用リセットパルスERSCELL(RSINa)との両方が”H”レベルである。
(c)読み出し用シフトレジスタ出力(IN2−1)と、画像信号読み出し用読み出しパルスTRANS(TRINb)との両方が”H”レベルである。
(d)電子シャッタ用シフトレジスタ出力(IN3−1)と、電子シャッタ用画素読み出しパルスETRANS(TRINa)との両方が”H”レベルである。
次に、画素信号読み出しについて、図9のタイミングチャートを用いて説明する。図9のタイミングチャートに示される記号は、以下の各信号(パルス)を表す。
・OUT1、OUT2:シフトレジスタ3の出力
・VDDCELL、LOADCELL、RSCELL、TRANS:駆動制御装置103aから供給されるパルス
・RSOUT1、RSOUT2、TROUT1、TROUT2:シフトレジスタ3の出力とRSCELL、TRANSの状態により決まるマルチプレクサ4aの出力
・FD1:図3の1行目のFD13の電位状態
・FD2:図3の2行目のFD13の電位状態
・出力信号:図3の垂直出力信号線17の電位状態
次に、図10を参照して、露光時間を調整するための電子シャッタ動作(電荷排出動作)について説明する。図10のタイミングチャートに示される記号は、以下の各信号(パルス)を表す。
・OUT1、OUT2:シフトレジスタ2の出力
・ERSCELL、ETRANS:駆動制御装置103aから供給されるパルス
・RSOUT1、RSOUT2、TROUT1、TROUT2:シフトレジスタ2の出力とERSCELL、ETRANSの状態により決まるマルチプレクサ4aの出力
尚、これら以外の記号(FD1、FD2)及び出力信号は、図9に示されるものと同様であるので、説明を省略する。
次に、図11を参照して、任意行読み出し動作(動画モードでの駆動方法)について説明する。なお、シフトレジスタ2及びシフトレジスタ3の駆動方法は、図6に示したものと同様である。
図12は、図1に示される撮像装置の制御処理を示すフローチャートであり、図13は、図1に示される駆動制御装置から固体撮像装置へのパルスの供給タイミングを示す図である。以下、図12及び図13を併せて参照しながら、本実施の形態に係る撮像装置の制御方法を説明する。
以上説明したように、本実施の形態に係る撮像装置100aにおいては、静止画像の撮像指示に応答して、電子シャッタ用シフトレジスタ2に2本のスタートパルスが続けて入力される。シフトレジスタ2に1本目のスタートパルスが入力されると、全ラインが順にリセットされ、動画モードで読み出されるラインと読み出されないラインとの残像差を抑制することができる。また、シフトレジスタ2に2本目のスタートパルスが入力されると静止画の撮像処理が開始する。また、2本のスタートパルスが同一フレーム期間内にシフトレジスタ2に入力されるため、動画モードから静止画モードへの移行期間を1フレーム期間より短くする(最短時間はシフトレジスタ2が2ライン走査する期間)ことができる。
<概要>
本発明の実施の形態2に係る撮像装置は、全ての単位セルに蓄積されている電荷を同時にリセットするオールリセット部を備える。全ての単位セルが一旦リセットされるため、ライン間の残像差が解消される。また、オールリセット部が全ての単位セルをリセットした後は、所望のタイミングで静止画の読み出しを開始することができるので、動画モードから静止画モードへの切り替えに要する時間の短縮が可能となる。
図14は、本発明の実施の形態2に係る撮像装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
図15は、図14に示される固体撮像装置105bの概略構成を示す図である。
また、図16は、図15に示されるマルチプレクサ回路の1段目の論理を示す図であり、図17は、図16に示される論理を実現する回路構成の一例を示す図である。
(e)オールリセットパルスALLRS(IN1)と、電子シャッタ用画素リセットパルスERSCELL(RSINa)との両方が”H”である。
(f)読み出し用シフトレジスタ出力(IN2−1)と、画像信号読み出し用画素リセットパルスRSCELL(RSINb)との両方が”H”である。
(g)電子シャッタ用シフトレジスタ出力(IN3−1)と、電子シャッタ用画素リセットパルスERSCELL(RSINa)との両方が”H”である。
(h)オールリセットパルスALLRS(IN1)と、電子シャッタ用画素読み出しパルスETRANS(RSINa)との両方が”H”である。
(i)読み出し用シフトレジスタ3の出力(IN2−1)と、画像信号読み出し用画素読み出しパルスTRANS(RSINb)との両方が”H”である。
(j)電子シャッタ用シフトレジスタ2の出力(IN3−1)と、電子シャッタ用画素読み出しパルスETRANS(RSINa)との両方が”H”である。
図18は、図14に示される撮像装置の制御処理を示すフローチャートであり、図19は、図14に示される駆動制御装置から固体撮像装置へのパルスの供給タイミングを示す図である。
以上説明したように、本実施の形態に係る撮像装置においては、静止画像の撮像指示に応答して、オールリセット部104がオールリセットパルスをマルチプレクサ回路4bに出力し、全ラインを同時にリセットする。全てのラインが同時にリセットされた後は、静止画モードを所望のタイミングで開始できるので、移行期間をオールリセット期間まで短縮することができ、動画モードから静止画モードへの移行に要する時間の短縮が可能となる。
2 電子シャッタ用シフトレジスタ
3 画像信号読み出し用シフトレジスタ
4 マルチプレクサ回路
7 垂直走査部
100 撮像装置
102 受付部
103 駆動制御装置
104 オールリセット部
Claims (1)
- 撮像装置であって、
入射光の強度に応じた信号電荷を蓄積し、行方向及び列方向に配列される複数の単位セルを有する画素アレイと、
前記単位セルに蓄積された電荷に応じた信号を行単位で読み出すと共に、前記単位セルを行単位でリセットする垂直走査手段と、
静止画の撮像指示の入力を受付ける受付手段と、
前記受付手段が前記撮像指示を受付ける前にあっては、前記単位セルに蓄積された信号電荷を所定行間隔で読み出すように前記垂直走査手段を駆動し、前記受付手段が前記撮像指示を受付けた場合に、前記単位セルの全ての行のリセットと、前記単位セルの全ての行からの信号の読み出しとを行うように前記垂直走査手段を駆動する駆動手段と、
前記受付手段への前記撮像指示の入力に応答して、すべての画素行を同時にリセットするためのオールリセットパルスを前記垂直走査手段に出力するオールリセット部とを備え、
前記垂直走査手段は、
外部からの第1のスタートパルスの供給に応答して、前記単位セルを行毎にリセットする電子シャッタ用垂直シフトレジスタと、
外部からの第2のスタートパルスの供給に応答して、前記単位セルから行毎に信号を読み出す読み出し用垂直シフトレジスタと、
前記電子シャッタ用垂直シフトレジスタの出力と、前記読み出し用垂直シフトレジスタの出力と、前記オールリセットパルスのいずれかを選択して前記画素アレイに供給するマルチプレクサ回路とを含み、
前記駆動手段は、前記オールリセット部から前記オールリセットパルスが出力されてから、前記第1のスタートパルスを前記電子シャッタ用垂直シフトレジスタに出力した後、前記第2のスタートパルスを前記読み出し用垂直シフトレジスタに出力することを特徴とする、撮像装置。
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