JP4778079B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
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Description
垂直電荷転送装置14は、図示しない垂直転送チャネルと該垂直転送チャネル上方に、絶縁膜(図示せず)を挟んで形成される転送電極が光電変換素子12の間隙を蛇行するように水平方向に形成されている。
この状態から、図2(B)に示すように、選択されたP1(図中左から第4、8、12、16列目のP1)がHCCD3に転送され、不要電荷として排出される。その後、図2(C)に示すように、ラインメモリ5残されたP1信号とその右方向隣接するP2信号が、HCCD3に選択的に転送される。
次に、図3(A)に示すように、P1信号のみが、HCCD3内を1電極分出力端側(ラインメモリ5に残されたP2信号に対応する位置)に転送され、さらに、ラインメモリ5に残されたP2信号をHCCD3に転送し、P1信号とP2信号を加算混合する。
この状態から、図5(B)に示すように、選択されたP1(図中左から第4、8、12、16列目のP1)がHCCD3に転送され、不要電荷として排出される。その後、図5(C)に示すように、ラインメモリ5残されたP1信号とP2信号が、HCCD3に選択的に転送される。
次に、図5(D)に示すように、HCCD3内でP1信号を1電極分出力端側に転送し、P2信号の一方を2電極分出力端側に転送することにより3画素(P2、P1、P2)の信号を加算し、P1+P2+P2信号を形成する。さらに、並行してラインメモリ5に転送されているVCCD14の第2行の信号電荷のうち選択されたP3信号(図中左から第2、6、10、14列目のP3)をHCCD3に転送し、さらにこれをHCCD3内で1電極分出力端側に転送することにより、図6(A)に示す4画素加算信号(P1+P2+P2+P3信号)の第1ラインを形成する。その後、図6(B)に示すように、4画素加算信号(P1+P2+P2+P3信号)をHCCD3内で3電極分出力端側に転送する。
図8(B)から明らかなように、水平方向と垂直方向のナイキストリミットは同一であり非加算時の画素ピッチをpとした場合、1/2pとなる。つまり、本発明の実施例による垂直方向のナイキストリミットは、図11(C)に示す従来の4画素加算の垂直方向のナイキストリミット1/4pに対して2倍に拡大されている。すなわち、垂直解像度が従来の2倍に高められていることになる。
以上、本発明の第1及び第2の実施例によれば、画素行及び画素列毎に画素の空間的位相が180度異なる非加算状態の画素配列と相似形を成す4画素加算単位(ユニット)の配列を得ることができる。よって、撮像サンプリング重心のナイキストリミットを水平方向と垂直方向で等しく、且つ、非加算状態の1/2に保つことができ、4画素加算における解像度を最大限に高めることができる。
また、非加算信号と4画素加算信号が相似の撮像サンプリング配列を有することにより、非加算信号と共通の信号処理により再生画像信号を得ることができる。
Claims (4)
- 隣接する行間及び隣接する列間で第1の行列を形成し、空間的位相が相対的に異なる複数の画素と、
列方向に前記位相が異なる2行の前記画素の信号を1ラインとして並列に転送する複数の垂直転送装置と、
並列に転送された前記1ラインの信号を受け取り一時的に蓄積するラインメモリと、
複数の電気的に独立した制御電圧が印加され、前記ラインメモリから選択的に信号電荷を受け取り、行方向に直列に信号電荷を転送する水平転送装置と、
前記水平転送装置で転送された信号電荷を電圧に変換して出力する出力回路とを有する固体撮像装置であって、
前記1ラインの信号の内、水平方向に隣接する4画素の信号を1グループとして、前記1グループを構成し且つ4画素周期をなす1画素の信号を前記1ラインの信号に隣接し且つ先に転送されて前記水平転送装置内に待機する先行ラインの信号に加算混合し、前記水平転送装置内の信号が全て出力された後に、前記ラインメモリ内に残された前記1グループの3画素の信号を前記水平転送装置で加算混合して前記ラインメモリを空にするのと並行して、後続し且つ前記垂直転送装置に待機する後続ラインの信号電荷を前記ラインメモリに転送し、4画素の信号を1グループとして、前記1グループを構成し且つ前記先行ラインに転送された1画素の信号に対し4画素を周期とした1ライン上の空間位相が180度異なる1画素の信号を選択的に前記水平転送装置に転送し、前記3画素の信号と加算混合することを特徴とする固体撮像装置。 - 前記4画素の信号電荷を加算混合するに際し、前記水平転送装置内で各2画素を加算混合し、2画素加算信号として前記出力回路に転送し、前記出力回路内で4画素加算信号を得ることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
- 前記4画素の信号電荷を加算混合するに際し、前記水平転送装置内で各2画素を加算混合し、2画素加算信号として前記出力回路に転送し、前記出力回路から出力される2画素加算信号を外部の処理回路で加算して4画素加算信号を得ることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
- 前記4画素の信号電荷を加算混合するに際し、前記水平転送装置内で4画素を加算混合し、前記水平転送装置の水平転送段の隔段に信号電荷を配置して第1の4画素加算信号ラインを形成した後、後続ラインの信号電荷を4画素加算混合して第2の4画素加算信号ラインを形成し、第2の4画素加算信号ラインの各加算信号は前記第1の4画素加算信号ラインの各加算信号と交互に前記水平転送段に配置され、その後、前記水平転送装置を動作することで、前記第1の4画素加算信号ラインと前記第2の4画素加算信号ラインとが1時系列信号として交互に前記出力回路から出力されることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
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