JP5133293B2 - 固体撮像装置およびその駆動方法並びにカメラシステム - Google Patents
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Description
第1具体例に係る固体撮像装置では、色分離が可能なように、図1のCCD撮像素子10として、図5に示すように、補色(例えば、Mg(マゼンタ)、Cy(シアン)、G(グリーン)、Ye(イエロー))の2×4配列のカラーフィルタを有するCCD撮像素子を用いるものとする。また、簡単のために、2列9行の画素配列の場合を例に採って示している。
第2具体例に係る固体撮像装置では、色分離が可能なように、図1のCCD撮像素子10として、図8に示すように、補色の2×8配列のカラーフィルタを有するCCD撮像素子を用いるものとする。また、簡単のために、3列9行の画素配列の場合を例に採って示している。
第1具体例に係る固体撮像装置では、色分離が可能なように、図11のCCD撮像素子50として、図14に示すように、補色の2×8配列のカラーフィルタを有するCCD撮像素子を用いるものとする。そして、本具体例に係る特殊読み出しモードでは、行方向(垂直方向)において例えば4画素を繰り返し単位として、その4画素のうちの2画素についてのみセンサ部51から信号電荷を読み出すライン間引き動作に加えて、垂直転送部53内で例えば2画素分の信号電荷を加算する加算読み出し動作が行われるものとする。
第2具体例に係る固体撮像装置では、図11のCCD撮像素子50として、図17に示すように、原色(R,G,B)の2×2配列のカラーフィルタを有するCCD撮像素子を用いるものとする。そして、本具体例に係る特殊読み出しモードでは、行方向において例えば16画素を繰り返し単位として、その16画素のうちの4画素についてのみセンサ部51から信号電荷を読み出す、換言すれば16画素につき12画素の信号電荷を間引くライン間引き動作に加えて、水平転送部55内で例えば2ライン分の信号電荷を加算する加算読み出し動作が行われるものとする。
第3具体例に係る固体撮像装置では、色分離が可能なように、図11のCCD撮像素子50として、図20に示すように、原色の2×2配列のカラーフィルタを有するCCD撮像素子を用いるものとする。そして、本具体例に係る特殊読み出しモードでは、行方向において例えば16画素を繰り返し単位として、その16画素のうちの8画素についてのみセンサ部51から信号電荷を読み出す、換言すれば16画素につき8画素の信号電荷を間引くライン間引き動作に加えて、水平転送部55内で例えば4ライン分の信号電荷を加算する加算読み出し動作が行われるものとする。
Claims (10)
- 行列状に配列されて光電変換を行う複数のセンサ部と、これらセンサ部から読み出された信号電荷を垂直転送する複数の垂直転送部と、前記垂直転送部から転送された信号電荷を水平転送する水平転送部とを有する固体撮像素子と、
前記複数のセンサ部から読み出された信号電荷を独立に垂直転送する第1の動作モードと、前記センサ部から所定の繰り返し単位の画素のみの信号電荷を読み出して前記複数の垂直転送部内で垂直転送し、当該垂直転送された信号電荷を垂直転送部から前記水平転送部に転送し、当該転送後の信号電荷を水平転送部内で1つの転送単位分だけシフトさせた後に、他の信号電荷を垂直転送部から前記水平転送部に転送することによって、前記水平転送部中で複数画素分の信号電荷を加算し、加算後の信号電荷を水平転送する第2の動作モードとを選択的に設定して前記固体撮像素子を駆動する駆動手段と、
前記第2の動作モードおよび前記第1の動作モードにおいて前記センサ部の飽和信号電荷量を設定する飽和信号電荷量設定手段と、
を備え、
前記駆動手段は、
前記第2の動作モードにおいて、前記垂直転送部から前記水平転送部に転送する際の加算画素数を変化させることにより、前記水平転送部中で、x個(xは2以上の整数)分の信号電荷を加算して水平転送する第1のライン加算モードと、y個(yはxより大きい整数)分の信号電荷を加算して水平転送する第2のライン加算モードとを選択して設定し、
前記飽和信号電荷量設定手段は、
前記第2の動作モードにおける前記駆動手段の設定の選択に応じて、前記第1のライン加算モード時の前記センサ部の飽和信号電荷量を前記第1の動作モード時の前記センサ部の飽和信号電荷量の約1/xに設定し、前記第2のライン加算モード時の前記センサ部の飽和信号電荷量を前記第1の動作モード時の前記センサ部の飽和信号電荷量の約1/yに設定する
固体撮像装置。 - 前記xは2であり、前記yは4であり、
前記駆動手段は、
前記第2のライン加算モードでは、前記第1のライン加算モードよりも、前記垂直転送部から前記水平転送部に転送する加算画素数を増やす
請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記固体撮像素子が形成される基板をバイアスする基板バイアス電圧は、前記第2の動作モード時の電圧値が前記第1の動作モード時の電圧値よりも大きく設定されている
請求項1または2記載の固体撮像装置。 - 前記基板バイアス電圧は、抵抗を介してグランドに接続された前記基板の端子に対してダイオードを介して印加される
請求項3記載の固体撮像装置。 - 前記第2の動作モードは、一部のラインの画素の信号電荷を読み出すライン間引き読み出し動作を含む
請求項1から4のいずれか一項記載の固体撮像装置。 - 前記垂直転送部で複数のセンサ部から読み出した複数の信号電荷を加算し、当該加算される複数のセンサ部の信号電荷は、隣り合う2画素の2つのセンサ部の信号電荷である
請求項1から5のいずれか一項記載の固体撮像装置。 - 前記垂直転送部は、4相の垂直転送クロックによって転送駆動され、
前記垂直転送部で加算される複数の画素の信号電荷は、前記4相の垂直転送クロックのうちの1相目の垂直転送クロックと3相目の垂直転送クロックによって前記センサ部から前記垂直転送部に読み出されて当該垂直転送部中で加算される
請求項6記載の固体撮像装置。 - 前記垂直転送部は、前記4相の垂直転送クロックによって2ライン分の垂直転送が行われる
請求項7記載の固体撮像装置。 - 行列状に配列されて光電変換を行う複数のセンサ部と、これらセンサ部から読み出された信号電荷を垂直転送する複数の垂直転送部と、前記垂直転送部から転送された信号電荷を水平転送する水平転送部とを有する固体撮像素子を備えた固体撮像装置の駆動に当たって、
駆動手段が、前記固体撮像素子の駆動モードとして、前記複数のセンサ部から読み出された信号電荷を独立に垂直転送する第1の動作モードと、前記センサ部から所定の繰り返し単位の画素のみの信号電荷を読み出して前記複数の垂直転送部内で垂直転送し、当該垂直転送された信号電荷を垂直転送部から前記水平転送部に転送し、当該転送後の信号電荷を水平転送部内で1つの転送単位分だけシフトさせた後に、他の信号電荷を垂直転送部から前記水平転送部に転送することによって、前記水平転送部中で複数画素分の信号電荷を加算し、加算後の信号電荷を水平転送する第2の動作モードとを選択的に設定し、
飽和信号電荷量設定手段が、前記第2の動作モードおよび前記第1の動作モードにおいて前記センサ部の飽和信号電荷量を設定し、
さらに、
前記駆動手段が、前記第2の動作モードにおいて、前記垂直転送部から前記水平転送部に転送する際の加算画素数を変化させることにより、前記水平転送部中で、x個(xは2以上の整数)分の信号電荷を加算して水平転送する第1のライン加算モードと、y個(yはxより大きい整数)分の信号電荷を加算して水平転送する第2のライン加算モードとを選択して設定し、
前記飽和信号電荷量設定手段が、前記第2の動作モードにおける前記駆動手段の設定の選択に応じて、前記第1のライン加算モード時の前記センサ部の飽和信号電荷量を前記第1の動作モード時の前記センサ部の飽和信号電荷量の約1/xに設定し、前記第2のライン加算モード時の前記センサ部の飽和信号電荷量を前記第1の動作モード時の前記センサ部の飽和信号電荷量の約1/yに設定する
固体撮像装置の駆動方法。 - 行列状に配列されて光電変換を行う複数のセンサ部と、これらセンサ部から読み出された信号電荷を垂直転送する複数の垂直転送部と、前記垂直転送部から転送された信号電荷を水平転送する水平転送部とを有する固体撮像素子と、
前記複数のセンサ部から読み出された信号電荷を独立に垂直転送する第1の動作モードと、前記センサ部から所定の繰り返し単位の画素のみの信号電荷を読み出して前記複数の垂直転送部内で垂直転送し、当該垂直転送された信号電荷を垂直転送部から前記水平転送部に転送し、当該転送後の信号電荷を水平転送部内で1つの転送単位分だけシフトさせた後に、他の信号電荷を垂直転送部から前記水平転送部に転送することによって、前記水平転送部中で複数画素分の信号電荷を加算し、加算後の信号電荷を水平転送する第2の動作モードとを選択的に設定して前記固体撮像素子を駆動する駆動手段と、
前記第2の動作モードおよび前記第1の動作モードにおいて前記センサ部の飽和信号電荷量を設定する飽和信号電荷量設定手段と
を備え、
前記駆動手段は、
前記第2の動作モードにおいて、前記垂直転送部から前記水平転送部に転送する際の加算画素数を変化させることにより、前記水平転送部中で、x個(xは2以上の整数)分の信号電荷を加算して水平転送する第1のライン加算モードと、y個(yはxより大きい整数)分の信号電荷を加算して水平転送する第2のライン加算モードとを選択して設定し、
前記飽和信号電荷量設定手段は、
前記第2の動作モードにおける前記駆動手段の設定の選択に応じて、前記第1のライン加算モード時の前記センサ部の飽和信号電荷量を前記第1の動作モード時の前記センサ部の飽和信号電荷量の約1/xに設定し、前記第2のライン加算モード時の前記センサ部の飽和信号電荷量を前記第1の動作モード時の前記センサ部の飽和信号電荷量の約1/yに設定する
カメラシステム。
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