JPH0289474A - Drive method for solid-state image pickup device - Google Patents

Drive method for solid-state image pickup device

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JPH0289474A
JPH0289474A JP63239596A JP23959688A JPH0289474A JP H0289474 A JPH0289474 A JP H0289474A JP 63239596 A JP63239596 A JP 63239596A JP 23959688 A JP23959688 A JP 23959688A JP H0289474 A JPH0289474 A JP H0289474A
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JP
Japan
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field
charge
signal
odd
period
Prior art date
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Pending
Application number
JP63239596A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideki Muto
秀樹 武藤
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to US07/371,783 priority patent/US5025319A/en
Publication of JPH0289474A publication Critical patent/JPH0289474A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce field flicker by irradiating picture elements of odd and even number fields with lights of the same condition so as to adjust the shutter period or amplification factor in a way that output signals of both the fields are equal to each other. CONSTITUTION:For example, a period from a photodetection after a picture element of an odd number field in odd and even number fields is reset and a picture element charge of a photodetection section in charge transfer line l1, l2... is transferred to a storage section till the start of picture element charge transfer start of a CCD of the charge transfer lines is used as a shutter period of the odd number field. Then lights of the same condition are given to the picture elements so as to adjust the shutter period of the even number field in a way that the output signal of the odd and even number fields are equal to each other, then the ratio of video signal versus smear in each field scanning is made equal thereby reducing the field flicker. Moreover, the similar result is obtained by applying gain adjustment in a way that the output signals of each field are made equal.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子スチル・カメラに適用する電荷蓄積型面体
撮像装置の信号電荷を読出すための駆動方法に関し、特
に電子シャッター動作を併用しつつ信号電荷を読出する
ための駆動方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a driving method for reading out signal charges of a charge accumulation type face-shaped imaging device applied to an electronic still camera, and particularly to a driving method for reading out signal charges while also using an electronic shutter operation. The present invention relates to a driving method for reading signal charges.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

本発明は、先に本発明者が出願した発明(特願昭63−
171879号参照)の改良に関するものである。
The present invention is an invention previously filed by the present inventor (Japanese Patent Application No. 1983-
171879).

長年に渡って本発明者は電荷蓄積型固体撮像装置(所謂
CCD、BBD等)を電子スチルカメラに適用し、電荷
蓄積型固体撮像装置自身に電子シャッター機能を備える
ための研究・開発を行ってきた。
For many years, the present inventor has applied charge storage type solid-state imaging devices (so-called CCDs, BBDs, etc.) to electronic still cameras, and has conducted research and development to equip the charge storage type solid-state imaging devices themselves with an electronic shutter function. Ta.

先の特許出願において指摘したように、従来のインター
ライントランスファ方式の電荷蓄積型固体撮像装置を用
いた電子シャッターは、奇数フィールドと偶数フィール
ドに配列された画素群に発生した信号電荷を垂直電荷転
送路を介してフィールド走査読出しを行うが、このフィ
ールド走査読出しの際に、該画素に対向する垂直電荷転
送路へ移すと、相互に隣合う奇数フィールドと偶数フィ
ールドの2画素ずつの信号電荷が混合して転送されてし
まうため、実質的にフィールド画の信号電荷しか得るこ
とができず、垂直解像度は実際の画素密度の半分に低下
する問題があった。
As pointed out in a previous patent application, an electronic shutter using a conventional interline transfer type charge accumulation type solid-state imaging device performs vertical charge transfer of signal charges generated in pixel groups arranged in odd and even fields. During this field scanning readout, when transferred to the vertical charge transfer path facing the pixel, the signal charges of two adjacent pixels in the odd field and even field are mixed. As a result, only the signal charge of the field image can be obtained, and the vertical resolution is reduced to half of the actual pixel density.

又、信号電荷を一時的に保持する所謂蓄積部の電荷転送
路は少なくとも受光部の垂直電荷転送路と同数の電荷転
送エレメントを必要とするので、蓄積部の専有面積が太
き(なり、半導体チップサイズが太き(なる問題があっ
た。
In addition, the charge transfer path of the so-called storage section that temporarily holds signal charges requires at least the same number of charge transfer elements as the vertical charge transfer path of the light receiving section, so the area occupied by the storage section is large (as a semiconductor There was a problem with the chip size being thick.

そこで、特願昭63−171879号において画素密度
に等しい解像度でフレーム画を得ることのできる電子シ
ャッターの駆動方法を開示した。
Therefore, Japanese Patent Application No. 63-171879 discloses a method for driving an electronic shutter that can obtain a frame image with a resolution equal to the pixel density.

即ち、フレームインターライントランスファ方式の電荷
蓄積型固体撮像装置を用いて静止画信号を検出する固体
撮像装置の駆動方法において、奇数フィールド又は偶数
フィールドのいずれかのフィールドの画素に発生した信
号電荷を受光部の電荷転送路に移した後に蓄積部へ転送
する第1の工程と、蓄積部に上記信号電荷を保持したま
まで残りのフィールドの画素に発生した信号電荷を受光
部の電荷転送路に移す第2の工程と、電荷転送路に該信
号電荷を保持したままで上記蓄積部の信号電荷を水平C
CDを介して時系列的に出力する第3の工程と、電荷転
送路に保持されている残りのフィールドの画素に対応す
る信号電荷を蓄積部へ転送した後に該蓄積部の信号電荷
を水平CCDを介して時系列的に出力する第4の工程と
によってフレーム画に相当する信号電荷の読出しを行う
ことにより、電子シャッター機能を備え且つ、奇数フィ
ールドと偶数フィールドの画素から個々に信号電荷を読
み出すことによって解像度の低下を解消し得る駆動方法
を提供した。
That is, in a method for driving a solid-state imaging device that detects a still image signal using a charge storage type solid-state imaging device using a frame interline transfer method, a signal charge generated in a pixel of either an odd field or an even field is received. The first step is to transfer the signal charges to the charge transfer path of the field and then to the storage section, and to transfer the signal charges generated in the pixels of the remaining field to the charge transfer path of the light receiving section while retaining the signal charges in the storage section. In the second step, the signal charges in the storage section are transferred to a horizontal C while the signal charges are held in the charge transfer path.
The third step is to output the signal charges in time series via the CD, and after transferring the signal charges corresponding to the pixels of the remaining fields held in the charge transfer path to the storage section, the signal charges in the storage section are outputted to the horizontal CCD. By reading out signal charges corresponding to a frame image through a fourth step of outputting them in time series through The present invention provides a driving method that can eliminate the decrease in resolution.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、特願昭63−171879号に示した発
明にあっては、解像度の大幅改善を達成したが、シャッ
ター速度が極めて速くなるのに従ってフィールド・フリ
ッカ−が顕著となる問題があった。
However, although the invention disclosed in Japanese Patent Application No. 171879/1983 achieved a significant improvement in resolution, there was a problem in that field flicker became more pronounced as the shutter speed became extremely fast.

即ち、この出願における発明では、奇数フィールド画に
相当する信号電荷と偶数フィールド画に相当する信号電
荷を時間的にずらして読出すために、(1)まず奇数フ
ィールド画に相当する信号電荷を蓄積部に一旦保持して
おき、その保持期間の間に偶数フィールド画に相当する
信号電荷を隣りの垂直電荷転送路へ移し、(2)次に蓄
積部の奇数フィールド画に相当する信号電荷を読出し、
(3)最後に偶数フィールド画に相当する信号電荷を読
出す。
That is, in the invention of this application, in order to read out signal charges corresponding to odd field pictures and signal charges corresponding to even field pictures with a time shift, (1) first, signal charges corresponding to odd field pictures are accumulated; During the holding period, the signal charge corresponding to the even field picture is transferred to the adjacent vertical charge transfer path, and (2) the signal charge corresponding to the odd field picture in the storage part is read out. ,
(3) Finally, read out the signal charges corresponding to the even field image.

このように奇数フィールド画に相当する信号電荷は各画
素から遮光された蓄積部へ高速転送されるが、偶数フィ
ールド画に相当する信号電荷は該奇数フィールド画に相
当する信号電荷が読み出されるまでの期間は垂直電荷転
送路に停止されるので、この停止期間中にスメア成分が
混入する。そしてミ偶数フィールド画に相当する信号電
荷へのスメア成分の混入量のほうが奇数フィールド画の
場合より多いのでフィールド・フリッカ−を生じること
となり、又、シャッター速度を速くするほど信号電荷に
対するスメア成分の比率が大きくなってこのフィールド
・フリッカ−が顕著に現れる。
In this way, the signal charges corresponding to odd field pictures are transferred from each pixel to the light-shielded storage section at high speed, but the signal charges corresponding to even field pictures are transferred until the signal charges corresponding to the odd field pictures are read out. Since the vertical charge transfer path is stopped during this period, smear components are mixed in during this stop period. The amount of smear component mixed into the signal charge corresponding to an even field image is larger than that of an odd field image, resulting in field flicker, and the faster the shutter speed is, the more the smear component is mixed into the signal charge. As the ratio increases, this field flicker becomes noticeable.

第 図はスメア成分の混入原理を示すための断面図であ
り、奇数フィールド画に相当する信号電荷が上記蓄積部
に一旦保持されている期間において、偶数フィールド画
に相当する信号電荷を垂直電荷転送路に停止すると、上
面の開口した画素PDと垂直電荷転送路VCCDの間か
ら入射した不要な光が反射によって垂直電荷転送路VC
CDへ入ったり半導体基板内で不要な電荷を誘起したり
して、これがスメアの原因となる。例えば、固体撮像装
置のスメア値をS1電荷転送周波数をfH%奇数フィー
ルド走査における成る画素の出力信号をV6、偶数フィ
ールド走査における同条件での成る画素の出力信号をV
。、シャッター開放期間をT、とすると、 の関係となる。更に具体的に、f H−I MHz、S
 =0.005%、Ts = t/60秒、Ls(水平
走査線数) =525とした場合に、 Vo =VE X 1.03 となり、人間の目で感じ取ることができる1%以上のフ
ィールドフリッカ−が現れることとなる。
Figure 1 is a cross-sectional view showing the principle of mixing of smear components. During the period when signal charges corresponding to odd field pictures are temporarily held in the storage section, signal charges corresponding to even field pictures are transferred vertically. When it stops in the path, unnecessary light incident from between the pixel PD whose top surface is open and the vertical charge transfer path VCCD is reflected and passes through the vertical charge transfer path VC.
This causes smear by entering the CD or inducing unnecessary charges in the semiconductor substrate. For example, the smear value of a solid-state imaging device is S1, the charge transfer frequency is fH%, the output signal of a pixel in odd field scanning is V6, the output signal of a pixel in even field scanning under the same conditions is V
. , the shutter open period is T, then the relationship is as follows. More specifically, f H-I MHz, S
= 0.005%, Ts = t/60 seconds, Ls (horizontal scanning line number) = 525, then Vo = VEX 1.03, which is a field flicker of 1% or more that can be felt by the human eye. − will appear.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明はこのようなフィールド・フリッカの低減を目的
とし、該目的達成のために、第1のフィールド走査にふ
けるシャッター期間と第2のフィールド走査におけるシ
ャッター期間を異ならせることによって、一方のフィー
ルド走査において発生する信号電荷対スメア成分の比率
と、他方のフィールド走査において発生する信号電荷対
スメア成分の比率とを等しくさせる。
The present invention aims to reduce such field flicker, and in order to achieve this purpose, the shutter period during one field scan is different from the shutter period during the second field scan. The ratio of signal charges to smear components generated in one field scan is made equal to the ratio of signal charges to smear components generated in the other field scan.

又は、出力した信号を奇数フィールドと偶数フィールド
で異なった増幅率で増幅し、奇数フィールドと偶数フィ
ールドで同一条件の時に読出される信号が等しくなるよ
うに、該増幅率を調整して一方のフィールド走査におい
て発生する信号対スメア成分の比率と、他方のフィール
ド走査において発生する信号対スメア成分の比率とを等
しくさせても良い。
Alternatively, the output signal is amplified with different amplification factors for the odd and even fields, and the amplification factor is adjusted so that the signals read under the same conditions in the odd and even fields are equal. The ratio of the signal to smear component generated in one field scan may be made equal to the ratio of the signal to smear component generated in the other field scan.

〔作用〕[Effect]

このように、一方のフィールド走査についてのシャッタ
ー期間と他方のフィールド走査についてのシャッター期
間を、各フィールド走査で得られる信号電荷量に対する
スメア成分の比率を等しくするように時間差を付けるこ
とにより、フィールド・フリッカを低減することができ
る。又、出力した信号の増幅率を各フィールド走査毎に
調整して一方のフィールド走査において発生する信号対
スメア成分の比率と、他方のフィールド走査において発
生する信号対スメア成分の比率とを等しくさせてもフィ
ールド・フリッカを低減することができる。
In this way, by setting a time difference between the shutter period for one field scan and the shutter period for the other field scan so as to equalize the ratio of the smear component to the amount of signal charge obtained in each field scan, the field Flicker can be reduced. Furthermore, the amplification factor of the output signal is adjusted for each field scan so that the ratio of the signal to smear component generated in one field scan is equal to the ratio of the signal to smear component generated in the other field scan. Field flicker can also be reduced.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図面と共に説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はこの実施例に適用する電荷蓄積型固体撮像装置
の構造を概略的に示す。まず構造を説明すると、同図に
おいて、半導体基板に形成された複数の受光素子PA、
〜PAI、、、PH11−PB2hSPA31〜PA3
.5PB4.〜PB4..  ・・・等がマトリックス
状に配列され、奇数行目の受光素子PAz〜P^1..
、PA31〜PA、、等が奇数フィールド、偶数行目の
受光素子PB21〜PB2−. PB41〜PB4h等
が偶数フィールドとなっている。l、〜β7等はこれら
の受光素子の間に縦方向に形成された電荷転送路であり
、これらの電荷転送路!1〜I!o等の上面は遮蔽膜に
よって遮光されている。
FIG. 1 schematically shows the structure of a charge storage type solid-state imaging device applied to this embodiment. First, to explain the structure, in the same figure, a plurality of light receiving elements PA formed on a semiconductor substrate,
~PAI,,,PH11-PB2hSPA31~PA3
.. 5PB4. ~PB4. .. . . . are arranged in a matrix, and the odd-numbered rows of light-receiving elements PAz to P^1. ..
, PA31-PA, . . . are odd-numbered fields, and even-numbered row photodetectors PB21-PB2-. PB41 to PB4h, etc. are even fields. l, ~β7, etc. are charge transfer paths formed vertically between these light receiving elements, and these charge transfer paths! 1~I! The upper surface of the o, etc. is shielded from light by a shielding film.

各受光素子とそれらに隣接する電荷転送路との間には受
光素子に発生した信号電荷を電荷転送路へ移すためのト
ランスフアゲ )Gz〜G In %G2+ 〜G20
.031〜G311 % G41〜Gin等が設けられ
ている。又、電荷転送路I!1〜れ等には、これらのト
ランスファゲートに対応する電荷転送エレメントHA 
lt −HA +−1HB2.−HB、l、、HA、、
〜HA、h。
Between each light receiving element and the charge transfer path adjacent to them, there is a transfer gate for transferring the signal charge generated in the light receiving element to the charge transfer path.
.. 031~G311% G41~Gin etc. are provided. Also, the charge transfer path I! Charge transfer elements HA corresponding to these transfer gates
lt-HA+-1HB2. -HB,l,,HA,,
~HA, h.

)184、〜HB、、、等を発生させるための転送ゲー
トとこれらの電荷転送エレメントの間に更に電荷転送エ
レメントLAII〜LAIn、 LB21〜しB211
. LAs+〜LAtl1、LB41〜LB、h等を発
生させるための他の転送ゲートが形成されている。
)184, ~HB,,, etc. Between the transfer gate and these charge transfer elements, there are further charge transfer elements LAII~LAIn, LB21~B211.
.. Other transfer gates for generating LAs+ to LAtl1, LB41 to LB, h, etc. are formed.

これらの受光素子群と電荷転送路群の配置された領域が
撮像のための受光部であり、該受光部の下側に電荷転送
路だけから成る蓄積部が設けられ、該蓄積部の各電荷転
送路にも受光部の電荷転送路と同じ数の電荷転送エレメ
ントが発生するように転送ゲートが形成され、蓄積部の
上面には光が入射しないように遮蔽されている。尚、受
光部の各転送ゲートには後述する所定タイミングの駆動
信号V1p、   V2p、   V3p、   V4
P、   V 寵S、   V25.   V3 S。
The region where these light receiving element groups and charge transfer path groups are arranged is a light receiving section for imaging, and an accumulation section consisting only of charge transfer paths is provided below the light receiving section, and each charge in the accumulation section is Transfer gates are formed in the transfer path so that the same number of charge transfer elements as in the charge transfer path of the light receiving section are generated, and the upper surface of the storage section is shielded so that no light enters. Note that each transfer gate of the light receiving section receives drive signals V1p, V2p, V3p, and V4 at predetermined timings, which will be described later.
P, V S, V25. V3S.

V4Sが印加される。V4S is applied.

更に、蓄積部の最終端の電荷転送エレメントに接続する
水平CCDが設けられ、蓄積部から転送されてくる信号
電荷を所謂2相駆動方式の駆動信号φ8.φ2に従って
出力アンプへ直列転送する。
Further, a horizontal CCD connected to the charge transfer element at the final end of the storage section is provided, and the signal charge transferred from the storage section is converted into a so-called two-phase drive signal φ8. It is serially transferred to the output amplifier according to φ2.

次にかかる電荷蓄積型固体撮像装置のシャター動作及び
読出し動作を第2図に基づいて説明する。
Next, the shutter operation and readout operation of the charge storage type solid-state imaging device will be explained based on FIG. 2.

まず、不要信号電荷を外部へ掃き出すためのリセット動
作を行う。即ち、ある時刻t、に右いて、駆動信号V1
p、  V3p、 V4pを“M”レベル(“H”レベ
ルと“L″レベルの中間のレベル)、駆動信号V2Fを
“L”レベルとし、更に時刻t2において、駆動信号V
IPを一定期間だけ“H”レベルとすることによって奇
数フィールドに位置するトランスファゲートG11.G
12〜G l p 、G 31 + G 32〜島7、
Gs It 65□〜GS+、等をオン状態にして奇数
フィールドの受光素子PAI1. PA、2〜PA、、
、、PA31゜PA32〜PA3h、 PASl、 P
AS□〜PAs、、等の不要信号電荷を電荷転送エレメ
ントへ移し、次に、時刻t3において、駆動信号V3P
を一定期間だけ“H”レベルとすることによって偶数フ
ィールドに位置するトランスフアゲ−1’ G2 l、
 62□〜G2ア、64++642〜G411 、al
ll、662〜G8+s等をオン状態にして偶数フィー
ルドの受光素子PB2□PR2,〜PB2.、、pe、
First, a reset operation is performed to sweep out unnecessary signal charges to the outside. That is, at a certain time t, the drive signal V1
p, V3p, and V4p are set to "M" level (level between "H" level and "L" level), drive signal V2F is set to "L" level, and furthermore, at time t2, drive signal V
By setting IP to the "H" level for a certain period of time, transfer gates G11. G
12~Glp, G31+G32~Island 7,
Gs It 65□ to GS+, etc. are turned on to turn on the odd field light receiving elements PAI1. PA, 2~PA,,
,,PA31゜PA32~PA3h, PASl, P
Transfer unnecessary signal charges such as AS□ to PAs to the charge transfer element, and then, at time t3, drive signal V3P
By setting ``H'' level for a certain period of time, transfer game 1' G2 l, which is located in an even field,
62□~G2a, 64++642~G411, al
11, 662 to G8+s, etc. are turned on, and the even field light receiving elements PB2□PR2, to PB2. ,,pe,
.

、PB42〜PB4−. Pes+、 PB62〜PB
6−等の不要信号電荷を電荷転送エレメントへ移す。そ
して、次の時刻t、から時刻t5までの所定の期間T。
, PB42 to PB4-. Pes+, PB62~PB
Transfer unnecessary signal charges such as 6- to the charge transfer element. Then, a predetermined period T from the next time t to time t5.

に駆動信号V1p、  V2p、  V3p、  V4
pによる4相駆動刃式の電荷転送を行わせることで、受
光部の不要信号電荷を水平CCDへ移し、リセット動作
が達成される。
Drive signals V1p, V2p, V3p, V4
By performing four-phase drive blade type charge transfer using p, unnecessary signal charges in the light receiving section are transferred to the horizontal CCD, and a reset operation is achieved.

また、このリセット動作期間即ち、上記不要信号電荷の
掃き出しのための電荷転送期間Toには全てのトランス
ファーゲートがオフ状態であるから、全受光素子が光電
変換動作を行う。そして、ある時刻t6において駆動信
号V1p、  V3p、  V4pを“M”レベノペ駆
動信号をV2pを“L”レベルとし、更に時刻t7にお
いて駆動信号V+pを“H”レベルとすることで、奇数
フィールドの受光素子PAI1.  PA12〜PA+
n、 PA3+、 PA32〜PA311、PA3.。
Further, during this reset operation period, that is, the charge transfer period To for sweeping out the unnecessary signal charges, all the transfer gates are in the off state, so all the light receiving elements perform a photoelectric conversion operation. Then, at a certain time t6, the drive signals V1p, V3p, and V4p are set to "M", and the level drive signal V2p is set to "L" level, and furthermore, at time t7, the drive signal V+p is set to "H" level, so that light reception in odd fields is performed. Element PAI1. PA12~PA+
n, PA3+, PA32-PA311, PA3. .

PAS□〜PAs−等に発生した信号電荷を電荷転送エ
レメントへ移す。したがって、時刻t2から時刻t。
Signal charges generated in PAS□ to PAs-, etc. are transferred to charge transfer elements. Therefore, from time t2 to time t.

までの期間TS+が奇数フィールドに配列された受光素
子に関するシャッター期間となる。
The period up to TS+ becomes the shutter period for the light receiving elements arranged in odd fields.

次に、時刻t8から時刻t、の期間T□1に4相駆動刃
式による駆動信号V+pt  V2PI V3PI V
4PIVIS、  V2S+ v3s、 v4sにて受
光部の電荷転送路の全信号電荷を蓄積部に転送する。こ
の期間THIには全てのトランスファーゲートがオフ状
態であるから、奇数フィールドの信号電荷のみが蓄積部
に転送されることとなる。
Next, during the period T□1 from time t8 to time t, the drive signal V+pt V2PI V3PI V by the four-phase drive blade type is applied.
At 4PIVIS, V2S+v3s, and v4s, all signal charges in the charge transfer path of the light receiving section are transferred to the storage section. During this period THI, all the transfer gates are in the off state, so only signal charges of odd fields are transferred to the storage section.

次に、時刻t3から所定のシャッター期間TS2だけ経
過した時刻tlOにおいて、駆動信号Vlp。
Next, at time tlO when a predetermined shutter period TS2 has elapsed from time t3, the drive signal Vlp is activated.

V2Fを“L”レベル、駆動信号V3pを“H”レベノ
ペ駆動信号V4Pを“M”レベルとすることにより、偶
数フィールドに位置するトランスファゲートG211G
22 〜G2n  % G411G42 〜Gah  
、G61.662 〜G611〜等をオン状態にして偶
数フィールドの受光素子PB21. PB22〜PBa
−1B4LIB42〜PB4r、、PBg+。
By setting V2F to "L" level, drive signal V3p to "H" and level drive signal V4P to "M" level, transfer gate G211G located in an even field
22 ~G2n% G411G42 ~Gah
, G61.662 ~G611~, etc. are turned on to turn on the even-field light receiving elements PB21. PB22~PBa
-1B4LIB42~PB4r,,PBg+.

PBs2〜PBg、等の信号電荷を電荷転送エレメント
へ移す。このように時刻t、から所定のシャッター期間
TS2だけ経過した時刻t1゜において、駆動信号VI
P、  V2Pを“L”レベル、駆i64M 号V 3
 Pを“H”レベル、駆動信号V4Pを“M”レベルと
する。
Transfer signal charges such as PBs2 to PBg to charge transfer elements. In this way, at time t1° after a predetermined shutter period TS2 has elapsed from time t, the drive signal VI
P, V2P to “L” level, Kuri i64M No. V 3
P is set to "H" level and drive signal V4P is set to "M" level.

次に、時刻t、から時刻t12までの所定の期間TRI
において駆動信号VIP、  V2P、  V3P、 
 V4Pを一定レベルに保持したまま駆動信号VIS、
  V25゜V3.、V4Sのみによる4相駆動刃式の
電荷転送動作を行い、蓄積部の1行分の信号電荷を水平
CCDへ転送し更に水平CCDの駆動信号φ1.φ2に
よってこれを出力アンプへ直列転送することで出力アン
プから時系列的に出力し、この出力動作を蓄積部の全て
の信号電荷について繰り返すことで奇数フィールドの信
号電荷を時系列的に出力する。
Next, a predetermined period TRI from time t to time t12
In the drive signals VIP, V2P, V3P,
While V4P is held at a constant level, the drive signal VIS,
V25°V3. , performs a four-phase drive blade type charge transfer operation using only V4S, transfers the signal charges for one row of the storage section to the horizontal CCD, and further transfers the horizontal CCD drive signal φ1. By serially transferring this to the output amplifier by φ2, it is outputted from the output amplifier in time series, and by repeating this output operation for all the signal charges in the storage section, the signal charges of odd fields are outputted in time series.

コノ期間中駆動信号VIPI  V2F、  V3PI
 V4pを一定レベルに保持することにより、受光部の
電荷転送路中の信号電荷はそれが読み出されたフォトダ
イオードの列に溜まるため、従来に較べて縦スジを生じ
るスミア減少を抑制することができる。
Drive signal VIPI V2F, V3PI during this period
By keeping V4p at a constant level, signal charges in the charge transfer path of the light receiving section accumulate in the row of photodiodes from which they are read out, making it possible to suppress the reduction in smear that causes vertical streaks compared to the conventional method. can.

次に、時刻t13から時刻t14の期間TH2に4相駆
動方式による駆動信号VI P +  v2 P + 
V 3 P + V 4 P rVIS、  V2SI
 V3SI V4Sにて受光部の電荷転送路の全信号電
荷を蓄積部に転送する。この期間TH2には全てのトラ
ンスファーゲートがオフ状態であるから、偶数フィール
ドの信号電荷のみが蓄積部に転送されることとなる。
Next, during the period TH2 from time t13 to time t14, the drive signal VI P + v2 P + by the four-phase drive method is generated.
V 3 P + V 4 P rVIS, V2SI
At V3SI V4S, all signal charges in the charge transfer path of the light receiving section are transferred to the storage section. During this period TH2, all the transfer gates are off, so only the signal charges of even fields are transferred to the storage section.

次に、時刻tlsから時刻t16までの期間TR2にお
いて駆動信号VIS、  V2SI  V3SI V4
Sのみによる4相駆動方式の電荷転送動作を行い、蓄積
部の一行分の信号電荷を水平CCDへ転送し更に水平C
CDの駆動信号φ0.φ2によってこれを出力アンプへ
直列転送することで出力アンプから時系列的に出力し、
この出力動作を蓄積部の全ての信号電荷について繰り返
すことで偶数フィールドの信号電荷を時系列的に出力す
る。
Next, during the period TR2 from time tls to time t16, the drive signals VIS, V2SI V3SI V4
A charge transfer operation using a four-phase drive method using S only is performed, and the signal charge for one row of the storage section is transferred to the horizontal CCD, and then the signal charge is transferred to the horizontal CCD.
CD drive signal φ0. By serially transferring this to the output amplifier using φ2, it is outputted from the output amplifier in time series,
By repeating this output operation for all signal charges in the storage section, even field signal charges are output in time series.

ここで、次に述べる原理に基づいて、奇数フィールドの
シャッター期間(露光時間)T、1と偶数フィールドの
シャッター期間TS2に時間差を設けている。
Here, based on the principle described below, a time difference is provided between the shutter period (exposure time) T,1 of the odd field and the shutter period TS2 of the even field.

奇数フィールドの画素と偶数フィールドの画素について
同一条件で光りを当てて夫々の走査により得られる奇数
フィールドの出力信号V 01と偶数フィールドの出力
信号VO2が等しく成るように夫々のシャッター期間T
SIとT’saを所望のシャッター期間に対応して予め
検出しておく。即ち、上記式(1)で示したように、各
フィールド走査で読出された出力信号に約1%以上の差
が生じるとフィールド・フリッカが認識されるので、上
記式(1)を変形した下記式(2) の左辺と右辺が等
しくなるように、各シャッター期間TSIとTS2を設
する。
The respective shutter periods T are set so that the output signal V01 of the odd field and the output signal VO2 of the even field obtained by scanning the pixels of the odd field and the pixel of the even field are equal, respectively, by applying light under the same conditions.
SI and T'sa are detected in advance in correspondence with a desired shutter period. That is, as shown in the above equation (1), field flicker is recognized when a difference of about 1% or more occurs in the output signals read in each field scan, so the following is a modification of the above equation (1). The shutter periods TSI and TS2 are set so that the left and right sides of equation (2) are equal.

更に上記式(2)を変形して、 上記式(3)において、出力信号V。l+  VO2及
びTsmrは定数であるので、奇数フィールドのシャッ
ター期間TS+に対する偶数フィールドのシャター期間
TS2を算出することができる。この演算を全てのシャ
ッター速度に対応して予め行い、実際の撮影の際にシャ
ッター速度を指定すると、自動的に該シャッター速度に
対応するシャッター期間T s 1 、  T S 2
を設定するように構成する。
Further, by transforming the above equation (2), in the above equation (3), the output signal V. Since l+ VO2 and Tsmr are constants, it is possible to calculate the shutter period TS2 of the even field with respect to the shutter period TS+ of the odd field. This calculation is performed in advance for all shutter speeds, and when a shutter speed is specified during actual shooting, the shutter periods T s 1 and T s 2 corresponding to the shutter speed are automatically calculated.
Configure to set.

尚、このシャッター期間の設定は、第2図における時刻
t、及び又はtl。における信号読み出しのタイミング
を調節することにより達成する。
Note that this shutter period is set at time t and/or tl in FIG. This is achieved by adjusting the timing of signal readout.

このように各フィールド走査における信号電荷に対する
スメア成分の比率を等しくするようにシャッター期間を
調整することで、フィールド・フリッカの発生を抑制す
ることができる。
In this way, by adjusting the shutter period so as to equalize the ratio of the smear component to the signal charge in each field scan, it is possible to suppress the occurrence of field flicker.

更に、上述の時刻t1から時刻tlliまでの期間To
において1フレ一ム分の信号電荷即ち全画素に発生した
信号電荷を読出すことができるので、従来に較べて解像
度を2倍にすることができる。
Furthermore, the period To from the above-mentioned time t1 to time tlli
Since the signal charges for one frame, that is, the signal charges generated in all pixels can be read out, the resolution can be doubled compared to the conventional method.

尚、この実施例では、奇数フィールドの信号電荷を先に
読出してから偶数フィールドの信号電荷を読出す場合を
説明したが、使用の態様によっては偶数フィールドの信
号電荷を先に読出してから奇数フィールドの信号電荷を
読出すことができることは明らかである。
In this embodiment, the case where the signal charges of the odd field are read out first and then the signal charges of the even field are read out, but depending on the mode of use, the signal charges of the even field are read out first and then the signal charges of the odd field are read out. It is clear that signal charges of can be read out.

第3図は他の実施例を示す。これは、第1図に示した固
体撮像装置の出力アンプから読出された映像信号S。U
7を増幅する可変利得アンプを備え、該可変利得アンプ
は、奇数フィールド走査期間に読出される映像信号、と
偶数フィールド走査期間に読出される映像信号との増幅
率を電荷転送りロック信号に同期して切換えるように成
っている。
FIG. 3 shows another embodiment. This is the video signal S read out from the output amplifier of the solid-state imaging device shown in FIG. U
7, and the variable gain amplifier synchronizes the amplification factors of the video signal read out during the odd field scanning period and the video signal read out during the even field scanning period with the charge transfer lock signal. It is designed so that it can be switched by

即ち、奇数フィールド走査における可変利得アンプの増
幅率をAI、偶数フィールド走査の場合をA2とすると
、上記式(3)は次式(4)となり、可変利得アンプの
増幅率A1とA2を適当に調節することによって、フィ
ールド・フリッカを低減することができる。ここで、各
フィールド走査におけるシャッター期間TSIとTS2
を等しくしておき増幅率A、とA2を適当に調節するこ
とによってフリッカの低減を行うようにしてしても良い
し、シャッター期間T’s+とTS2と増幅率At と
A2を適当に組み合わせて調整しても良い。
That is, if the amplification factor of the variable gain amplifier in odd field scanning is AI, and the case of even field scanning is A2, the above equation (3) becomes the following equation (4), and the amplification factors A1 and A2 of the variable gain amplifier can be appropriately set. By adjusting, field flicker can be reduced. Here, the shutter period TSI and TS2 in each field scan
The flicker may be reduced by keeping them equal and adjusting the amplification factors A and A2 appropriately, or by appropriately combining the shutter period T's+ and TS2 and the amplification factors At and A2. You can adjust it.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したようにこの発明によれば、フレームトラン
スファ・インターライン方式の電荷蓄積型固体撮像装置
を用いて静止画信号を検出する固体撮像装置の駆動方法
において、奇数フィールドの画素と偶数フィールドの画
素について同一条件で光りを当てて夫々の走査により得
られる奇数フィールドの出力信号と偶数フィールドの出
力信号が等しく成るように夫々のシャッター期間及び又
は読出し後の信号の増幅率を調整するようにしたので、
各フィールド走査における映像信号対スメアの比率が等
しくなり、フィールド・フリッカを低減することができ
る。
As explained above, according to the present invention, in a method for driving a solid-state imaging device that detects a still image signal using a charge storage type solid-state imaging device using a frame transfer interline method, pixels in an odd field and pixels in an even field are The shutter period and/or the amplification factor of the signal after readout are adjusted so that the output signal of the odd field and the output signal of the even field obtained by each scan are equal to each other by applying light under the same conditions. ,
The ratio of video signal to smear in each field scan becomes equal, and field flicker can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例に適用する固体撮像装置の概略
構成図; 第2図は実施例の動作を説明するためのタイミングチャ
ート; 第3図は他の実施例を示すブロック図;第4図は従来の
問題点を説明するための要部断面図である。 図中: PAII、 PAI2〜PA、h。 PA31.  Pへ32〜 PA3.  。 PASl、 PAS2〜PA3.、;受光素子(奇数フ
ィールドPB2 +,  PB22 〜PB2− 。 PB41,  PB4□〜PB,h。 PBg+, PBg2〜PBs−  ;受光素子(偶数
フィールド′)Gll,GI2 〜G,, SG31+
632 〜G3h %Gs+.Gsz〜G5、、G21
,G22〜G2。、G4 1+ 64□〜Gい、G61
.G6□〜G6h;トランスファゲート 1+,12〜1.、;電荷転送路 HA+ +,HA+□〜HA,.、)IA31.HA3
□〜llA3.、HASI, HAS2 〜HAsII
SHB21, HB22〜HB2,1、HB41,Ha
−2 〜HB4.SHBG+,HB62 〜Hag,。 ;電荷転送エレメント 1;電荷蓄積型固体撮像装置 2;可変利得アンプ 3;電荷転送りロック発生回路 代理人(8107)弁理士 佐々木 清隆1゛\ゞ,え
ハ)(ほか3名) v 第  3 図 第  4 図 v 手続補正書 昭和63年11月17日
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a solid-state imaging device applied to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment; FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment; FIG. 4 is a sectional view of a main part for explaining the conventional problems. In the figure: PAII, PAI2-PA, h. PA31. To P32~PA3. . PASl, PAS2-PA3. ,; Light receiving element (odd field PB2 +, PB22 ~ PB2-. PB41, PB4□ ~ PB, h. PBg+, PBg2 ~ PBs-; Light receiving element (even field') Gll, GI2 ~ G,, SG31+
632 ~G3h %Gs+. Gsz~G5,,G21
, G22-G2. , G4 1+ 64□~G, G61
.. G6□~G6h; Transfer gate 1+, 12~1. , ;Charge transfer path HA+ +, HA+□~HA, . ,)IA31. HA3
□〜llA3. , HASI, HAS2 ~HAsII
SHB21, HB22~HB2,1, HB41, Ha
-2 ~HB4. SHBG+, HB62 ~ Hag,. Charge transfer element 1; Charge storage type solid-state imaging device 2; Variable gain amplifier 3; Charge transfer lock generation circuit agent (8107) Patent attorney Kiyotaka Sasaki 1゛\ゞ、eha)(and 3 others) v 3rd Figure 4 Figure v Procedural amendment November 17, 1988

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1〕フレームインターライントランスファ方式の電荷蓄
積型固体撮像装置を用いて静止画信号を検出する固体撮
像装置の駆動方法において、 奇数フィールド又は偶数フィールドのいずれかのフィー
ルドの画素をリセットし次に受光により発生した信号電
荷を受光部の電荷転送路に移した後に蓄積部へ転送し、
該画素の受光から信号電荷の電荷転送路への転送開始ま
での期間を奇数フィールド又は偶数フィールドのいずれ
か一方のシャッター期間とする第1の処理工程と、 上記蓄積部への信号電荷の転送前に残りのフィールドの
画素をリセットし受光により発生した信号電荷を該蓄積
部への信号電荷の転送完了後に受光部の電荷転送路に移
し、該残りのフィールドの画素の受光から信号電荷の電
荷転送路への転送開始までの期間を残りのフィールドの
シャッター期間とする第2の処理工程と、 受光部の電荷転送路に該残りのフィールドの信号電荷を
保持したままで上記蓄積部の信号電荷を水平CCDを介
して時系列的に出力する第3の処理工程と、 電荷転送路に保持されている残りのフィールドの画素に
対応する信号電荷を蓄積部へ転送した後に該蓄積部の信
号電荷を水平CCDを介して時系列的に出力する第4の
処理工程とを有し、 同一の撮影条件で上記奇数フィールドと偶数フィールド
の各画素から得られる出力が夫々等しくなるように上記
シャッター期間を設定することを特徴とする固体撮像装
置の駆動方法。 2〕特許請求の範囲第1項記載の固体撮像装置の駆動方
法において、 奇数フィールドと偶数フィールドのシャッター期間を等
しくし、同一の撮影条件で上記奇数フィールドと偶数フ
ィールドの各画素から得られる出力が夫々等しくなるよ
うに出力信号の増幅率を調整することを特徴とする。
[Scope of Claims] 1] A method for driving a solid-state imaging device that detects a still image signal using a charge storage solid-state imaging device using a frame interline transfer method, wherein pixels in either an odd field or an even field are After resetting, the signal charge generated by light reception is transferred to the charge transfer path of the light receiving section, and then transferred to the storage section.
A first processing step in which the period from the reception of light by the pixel to the start of transfer of the signal charge to the charge transfer path is a shutter period of either an odd field or an even field, and before the transfer of the signal charge to the storage section. The pixels of the remaining field are reset and the signal charge generated by light reception is transferred to the charge transfer path of the light receiving section after the transfer of the signal charge to the storage section is completed, and the signal charge is transferred from the light reception of the pixel of the remaining field. a second processing step in which the period until the start of transfer to the charge path is the shutter period for the remaining field; and a second processing step in which the signal charge in the storage section is transferred while the signal charge of the remaining field is held in the charge transfer path of the light receiving section. The third processing step is to output the signal charges in time series via the horizontal CCD, and after transferring the signal charges corresponding to the pixels of the remaining field held in the charge transfer path to the storage section, the signal charges in the storage section are and a fourth processing step of outputting in time series via a horizontal CCD, and setting the shutter period so that the outputs obtained from each pixel in the odd field and even field are equal under the same imaging conditions. A method for driving a solid-state imaging device, characterized in that: 2] In the method for driving a solid-state imaging device according to claim 1, the shutter periods of the odd and even fields are made equal, and the outputs obtained from each pixel of the odd and even fields under the same imaging conditions are It is characterized in that the amplification factors of the output signals are adjusted so that they are equal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02288686A (en) * 1989-04-28 1990-11-28 Toshiba Corp Solid-state image pickup device

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