KR20080008295A - 고체 촬상 장치, 그 구동 방법 및 카메라 - Google Patents

고체 촬상 장치, 그 구동 방법 및 카메라 Download PDF

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KR20080008295A KR1020070072047A KR20070072047A KR20080008295A KR 20080008295 A KR20080008295 A KR 20080008295A KR 1020070072047 A KR1020070072047 A KR 1020070072047A KR 20070072047 A KR20070072047 A KR 20070072047A KR 20080008295 A KR20080008295 A KR 20080008295A
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요시아키 가토
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마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 고체 촬상 장치는, 행렬형상으로 배열된 복수의 수광 소자(12)와, 상기 수광 소자의 열에 대응해서 설치된 수직 전송부(13)와, 상기 복수의 수직 전송부의 매 N열 중의 M열 이외의 열의 최종단에 위치해, 상류로부터의 수직 전송과는 독립적으로, 신호 패킷 및 더미 패킷의 신호 전하를 혼합, 유지 및 수직 전송 가능한 복수의 화소 최종단(21)과, 상기 복수의 화소 최종단 또는 상기 M열에 대응하는 수직 전송부(13)으로부터 전송되는 신호 전하를 혼합, 유지 및 수평 전송하는 수평 전송부(14)와, 상기 동영상 촬상 모드에 있어서 상기 각 유지부에 있어서 동일한 열 내의 신호 패킷 및 복수의 더미 패킷을 1개의 패킷으로 혼합하며, 혼합한 패킷의 신호 전하를 상기 각 화소 최종단(21)에 유지시키고, 또한, 다른 화소 최종단(21)의 패킷을 상기 수평 전송부(14)에서 혼합하도록 상기 다른 화소 최종단(21)으로부터 상기 수평 전송부에 수직 전송시키는 타이밍 신호 발생 회로(20)를 구비한다

Description

고체 촬상 장치, 그 구동 방법 및 카메라{SOLID STATE PICKUP DEVICE, METHOD OF DRIVING THE SAME, AND CAMERA}
본 발명은, 이차원으로 배열된 복수의 수광 소자와 복수의 수직 전송부와 1개의 수평 전송부를 갖고, 화상 신호로서 출력하는 고체 촬상 장치, 고체 촬상 소자의 구동 방법 및 카메라에 관한 것으로, 특히 정지영상 촬상 모드와 동영상 촬상 모드를 갖는 고체 촬상 장치, 고체 촬상 소자의 구동 방법 및 카메라에 관한 것이다
광을 전기신호로 변환하는 복수의 수광 소자를 갖고, 화상 신호로서 출력하는 고체 촬상 소자로서 CCD(전하 결합 소자)를 이용한 것이 알려져 있다. 또, 이 고체 촬상 소자를 이용한 디지털 카메라가 보급되어 있다. 근래에는 고체 촬상 소자의 화소의 고밀도화가 진행되어, 은염사진보다 뛰어난 고해상도를 갖는 디지털 카메라가 실현되고 있다.
종래의 고체 촬상 장치는, 베이어 배열의 컬러 필터를 갖는 복수의 광전 변환부와, 광전 변환부의 각 열에 대응해서 배치되어 각 광전 변환부로부터 판독된 신호 전하를 수직 방향으로 전송하는 복수의 수직 전송부와, 수직 전송부로부터 받 은 신호 전하를 수평 방향으로 전송하는 수평 전송부와, 수평 전송부로부터의 신호 전하를 증폭해 출력하는 출력부를 구비하고 있다.
또, 디지털 카메라의 기능으로서 정지영상뿐만 아니라 동영상을 기록하는 기능을 탑재하는 경우가 많다. 정지영상의 화소수는 예컨대, 400만 화소를 초과하는 것이 주류이지만, 동영상을 기록하는 경우는 화소를 스키핑(skipping)함으로써 필요한 프레임 주파수(예를 들면 30 프레임/초 이상)를 확보하는 것이 일반적으로 행해지고 있다. 수직 방향의 화소를 스키핑하는(화소수를 줄이는) 방법으로서 각 열의 광전 변환부의 전부가 아니라 일부의 신호 전하만, 예를 들면, 인접하는 3개의 광전 변환부 중 하나의 신호 전하를 선택해 수직 전송부에 판독하는 방법이 일반적이다.
수직 방향의 화소수를 줄이는 다른 방법으로서, 특허 문헌 1에 기재된 방법이 있다. 이 방법에서는, 수직 전송부를 구성하는 복수의 수직 전송단 중, 인접하는 복수의 수직 전송단의 신호 전하를 연속해서 수평 전송부에 전송한다. 이렇게 하여, 인접하는 복수의 수직 전송단의 신호 전하를 수평 전송부에서 혼합함으로써 수직 방향의 화소수를 삭감해, 프레임 주파수를 더욱 올릴 수 있다.
또, 특허 문헌 2에서는, 수평 방향의 화소수를 삭감하는(스키핑하는) 것이 가능한 고체 촬상 소자가 기재되어 있다. 이 고체 촬상 소자는, 각 열의 수직 전송부의 수직 최종단이 (2n+1)열(예를 들면 3열)마다 동일한 전송 전극 구성을 갖고, 한편, (2n+1)열 내에 있어서 수직 최종단으로부터 수평 전송부로의 전송 동작을 열마다 제어하기 위해서, 다른 열로부터 독립한 적어도 2개의 독립 전송 전극을 갖는다. 예를 들면, 베이어 배열과 같이 1행에 있어서 2색의 화소가 교대로 나열되어 있는 경우에, 1화소 간격의 동일 색 화소의 신호 전하를 선택적으로 수직 최종단으로부터 수평 전송부에 전송해 혼합하는 동작을 (2n+1)회 반복함으로써, 수평 방향의 화소수를 (2n+1)분의 1로 삭감할 수 있다.
이와 같이, 총 화소수가 많은 고체 촬상 소자로 동영상을 기록할 때에, 프레임 주파수를 저하시키지 않게 화소수를 삭감한다. 이 경우에, 수평 방향의 화소수와 수직 방향의 화소수를 모두 삭감해 수평 방향과 수직 방향의 해상도의 밸런스를 잡는 것이 화질 열화를 억제하기 위해서 바람직하다.
그런데 , 특허 문헌 2에 기재된 수평 방향의 화소수를 삭감 가능한 구성에, 특허 문헌 1에 기재된 수직 방향의 화소수를 삭감 가능한 구성을 조합할 수 없다. 즉, 특허 문헌 2에 기재된 구성과 같이 수직 최종단에 있는 수평 방향으로 1 화소 간격의 동일 색 화소의 신호 전하를 수평 전송부에서 혼합하면서, 동시에 특허 문헌 1에 기재된 구성과 같이 복수의 수직 전송단의 신호 전하를 연속해 수평 전송부에 전송하는 동작을 동시에 행할 수 없다. 그래서, 특허 문헌 2에 기재된 구성으로 수평 방향의 화소수를 삭감하면서, 동시에 수직 방향의 화소수를 삭감하는 경우는, 광전 변환부의 신호 전하가 전혀 판독되지 않는 비어 있는 수직 전송단(공(空)전송단)을 부분적으로 형성해 수평 전송부에 공전송함으로써, 수직 방향의 화소수를 삭감하고 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허공개 평9-18792호 공보
[특허문헌 2] 일본 특허공개 2004-180284호 공보
그렇지만, 이 경우의 문제로서 과잉의 광량의 광원 등을 촬영한 경우에 스미어가 발생하면, 원래는 직선이 되는 스미어의 에지가 톱니형상으로 되는 현상이 발생하는 문제가 있다.
보다 자세하게 말하면, 특허 문헌 2의 구성에서 예를 들면, 수평 방향으로 1화소 간격으로 동일 색의 3화소를 혼합하는 경우에, 수직 전송단 3단분의 화소 신호가 G1, G2, G3, R1, B2, R3(R, G, B는 각각 적색, 녹색, 청색을 나타내며, 숫자의 1, 2 및 3은 수평 전송부에 가까운 쪽으로부터 1, 2 및 3단째의 수직 전송단을 나타낸다)의 순서로 수평 전송부에 주기적으로 나열된다.
이러한 화소 신호는 화상 표시할 때 원래의 혼합 중심 위치에 재배치된다. 그런데, 특허 문헌 2의 구성에서는, 수평 전송부의 전하 신호를 수평 방향으로 이동시키면서 수직 최종단의 전하 신호를 수평 전송부에 전송해 혼합하므로, 공전송단의 스미어 전하가 다른 열의 수직 전송단의 신호 전하에 혼합된다. 수직 전송단 중, 수광 소자로부터 판독된 수광량에 따른 신호 전하를 유지하고 있는 수직 전송단을 신호 패킷, 수광 소자로부터 판독되지 않고 원래의 신호 전하를 유지하고 있지 않는 수직 전송단을 공패킷이라고 하기로 한다.
그 결과, 원래의 혼합 중심 위치에 재배치된 화상에 있어서, 원래는 수직 방향으로 직선 모양인 스미어의 에지가 3 화소마다 어긋나게 되어, 톱니형상으로 보인다. 그 때문에, 정지영상 모드에서의 촬상에서는 직선으로 생기는 스미어가 동 영상 모드에서는 톱니형상으로 되기 때문에, 사용자에게 있어서는 정지영상에 비해 동영상의 화질이 열화되어 있다고 느끼게 만드는 문제가 있다.
또, 스미어가 발생하지 않는 경우에도, 수직 전송단을 전송 중에, 신호 전하를 전송하고 있는 수직 전송단으로부터의 전송 누락에 의해 공전송단에 신호 전하가 누설된 경우, 누설된 신호 전하가 수평 전송부에 있어서 다른 열의 신호 전하에 혼합되는 결과, 화상 상에 세로선으로서 나타나는 경우가 있어, 전송 열화에 의한 화질 불량의 원인이 될 우려가 있었다.
본 발명은, 상기와 같은 종래의 과제를 고려해서, 공전송단을 형성해 전송하는 경우에, 스미어의 톱니형상을 방지해, 전송 열화에 의한 화질 불량을 억제하는 고체 촬상 장치, 그 구동 방법 및 카메라를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 고체 촬상 장치는, 행렬형상으로 배열된 복수의 수광 소자와, 상기 수광 소자의 열에 대응해서 설치되어 동영상 촬상 모드에 있어서 상기 복수의 수광 소자로부터 스키핑 판독된 신호 전하를 포함하는 복수의 신호 패킷과, 신호 패킷 이외의 더미 패킷을 수직 전송하는 복수의 수직 전송부와, 상기 복수의 수직 전송부의 매 N열 중의 M열 이외의 열의 최종단에 위치해, 상류로부터의 수직 전송과는 독립적으로, 신호 패킷 및 더미 패킷의 신호 전하를 혼합, 유지 및 수직 전송 가능한 복수의 유지부와, 상기 복수의 유지부 또는 상기 M열에 대응하는 수직 전송부로부터 전송되는 신호 전하를 혼합, 유지 및 수평 전송하는 수평 전송부와, 상기 수직 전송부, 상기 유지부 및 상기 수평 전송부를 구동하는 구동부를 구비하며, 상기 구동부는, 상기 동영상 촬상 모드에 있어서 상기 각 유지부에 있어서 동일한 열 내의 신호 패킷 및 복수의 더미 패킷을 1개의 패킷으로 혼합하고, 혼합한 패킷의 신호 전하를 상기 각 유지부에 유지시키며, 또한, 다른 유지부의 패킷을 상기 수평 전송부에서 혼합하도록 상기 다른 유지부로부터 상기 수평 전송부로 수직 전송시키는 것을 특징으로 한다. 이 구성에 의하면, 상기 유지부에는 신호 패킷에 인접하는 동일한 열 내의 더미 패킷을 혼합 및 유지시키고, 상기 수평 전송부는, 유지부의 혼합 패킷을 더욱 혼합시키게 된다. 그 때문에, 상기 유지부에서 혼합된 패킷에는, 그 패킷 내의 신호 전하와 동일한 열 내의 더미 패킷만이 혼합되며, 바꾸어 말하면, 신호 전하와 다른 열의 더미 패킷이 전혀 혼합되지 않는다. 그러므로, 스미어가 발생했을 경우에, 신호 전하와 다른 열의(스미어 성분을 포함한다) 더미 패킷이 혼합되지 않기 때문에, 스미어의 에지가 톱니형상으로 되는 것을 방지할 수 있다. 또, 수직 전송단으로부터의 전송 누락에 의해 공전송단에 신호 전하가 누설된 경우, 누설된 신호 전하가 수평 전송부에 있어서의 다른 열의 신호 전하에 혼합되는 결과, 화상 상에 세로선으로서 나타나는 화질 불량을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 유지부는, 상기 복수의 수직 전송부의 매 N열 중의 M열 이외의 열의, 수직 전송부의 최종 전송단이며, N열 떨어진 열마다 독립한 전송 전극을 가지도록 해도 된다. 이 구성에 의하면, 매 N열 중의 M열 이외의 수직 전송부의 최종 전송단에, 독립한 전송 전극을 설치해 독립적으로 구동함으로써, 스미어의 톱니형상을 해소하는 상기의 혼합을 실현할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 유지부는, 상기 복수의 수직 전송부의 매 N열 중의 M열 이외의 열의, 수직 전송부와 수평 전송부의 사이에 설치되어 N열 떨어진 열마다 독립해서 신호 전하를 유지 및 전송하도록 해도 된다. 이 구성에 의하면, 매 N열 중의 M열 이외의 수직 전송부와 수평 전송부 사이에 독립해서 유지 및 전송하는 유지부를 설치함으로써, 전송 구동이 간단하게 되어, 프레임 레이트의 고속화에 적합하다.
여기서, 상기 고체 촬상 장치는, 또한, 상기 수평 전송부로부터 출력되는 적어도 1행 분의 패킷을 나타내는 각 데이터를 기억하는 메모리와, 상기 수평 전송부로부터 출력된 제1 혼합 패킷과, 상기 메모리 중의 제2 혼합 패킷을 이용해 감산처리함으로써 노이즈를 저감하는 감산 처리부를 구비하고, 상기 제1 혼합 패킷은, 신호 패킷과 복수의 더미 패킷이 혼합된 패킷이며, 상기 제2 혼합 패킷은, 상기 메모리 중의 패킷 중 제1 혼합 패킷과 동일한 열에 속하는 패킷이 되도록 해도 된다.
여기서, 상기 메모리는, 광학적 블랙 레벨을 출력하는 수광 소자의 옵티컬 블랙 출력행이나, 더미의 수광 소자의 더미 출력행, 또는, 수직 방향으로 공전송함으로써 출력되는 공전송 출력행의 비유효 신호 출력행 중, 1행 이상의 각 패킷의 데이터를 기억하도록 해도 된다. 이 구성에 의하면, 스미어 등의 노이즈 성분을 갖는 제2 혼합 패킷의 열이, 신호 성분을 갖는 제1 혼합 패킷의 열과 일치하기 때문에, 필드마다 노이즈 성분 검출을 가능하게 할 수 있다.
또, 제1 혼합 패킷의 신호 전하로부터 스미어나 암전류에 기인하는 노이즈 성분을 저감할 수 있으므로, 보다 화질을 향상시킬 수 있다.
또, 본 발명의 고체 촬상 장치의 구동 방법은, 행렬형상으로 배열된 복수의 수광 소자와, 상기 수광 소자의 열에 대응해서 설치되어 동영상 촬상 모드에 있어서 상기 복수의 수광 소자로부터 스키핑 판독된 신호 전하를 포함하는 복수의 신호 패킷과, 신호 패킷 이외의 더미 패킷을 수직 전송하는 복수의 수직 전송부와, 상기 복수의 수직 전송부의 매 N열 중의 M열 이외의 열의 최종단에 위치해, 상류로부터의 수직 전송과는 독립적으로, 신호 패킷 및 더미 패킷의 신호 전하를 혼합, 유지 및 수직 전송 가능한 복수의 유지부와, 상기 복수의 유지부 또는 상기 M열에 대응하는 수직 전송부로부터 전송되는 신호 전하를 혼합, 유지 및 수평 전송하는 수평 전송부와, 상기 수광 소자, 상기 수직 전송부, 상기 유지부 및 상기 수평 전송부를 구동하는 구동부를 구비하는 고체 촬상 장치의 구동 방법으로서, 상기 동영상 촬상 모드에 있어서 상기 각 유지부에 있어서 동일한 열 내의 신호 패킷 및 복수의 더미 패킷을 1개의 패킷으로 혼합하고, 혼합한 패킷의 신호 전하를 상기 각 유지부에 유지시키며, 다른 유지부의 패킷을 상기 수평 전송부에서 혼합하도록 상기 다른 유지부로부터 상기 수평 전송부에 수직 전송시킨다.
또, 본 발명의 카메라는, 상기 고체 촬상 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 공전송단을 형성해 전송하는 경우에, 스미어의 톱니형상을 방지해, 전송 열화에 의한 화질 불량을 억제할 수 있다.
본 출원에 대한 기술 배경에 관한 추가의 정보
2006년 7월 19일 출원된 일본 특허출원 2006-197493호가 참고로 본 명세서에 통합되어 있다.
본 발명의 이들 및 다른 목적, 장점 및 특징은 본 발명의 특정 실시예를 설명하는 첨부하는 도면과 관련하여 취해진 아래의 설명으로부터 명백해질 것이다.
(실시의 형태 1)
본 실시의 형태에 있어서의 고체 촬상 장치는, 복수의 수직 전송부의 매 N열 중의 M열 이외의 열의 최종단에 위치해, 상류로부터의 수직 전송과는 독립적으로, 신호 패킷 및 더미 패킷의 신호 전하를 혼합, 유지 및 수직 전송 가능한 복수의 유지부를 구비하며, 동영상 촬상 모드에 있어서, 유지부에는 신호 패킷에 인접하는 동일한 열 내의 더미 패킷을 혼합 및 유지시키고, 상기 수평 전송부는, 유지부의 혼합 패킷을 더욱 혼합시키게 된다. 여기서, 신호 패킷은, 복수의 수광 소자로부터 스키핑 판독된 신호 전하를 포함하는 복수의 수직 전송단을, 더미 패킷은, 수광 소자로부터 신호 전하를 판독되지 않고 원래 비어 있는 복수의 수직 전송단을 칭한다.
이것에 의해, 상기 유지부에서 혼합된 패킷에는, 그 패킷 내의 신호 전하와 동일한 열 내의 더미 패킷만이 혼합되며, 바꾸어 말하면, 신호 전하와 다른 열의 더미 패킷이 전혀 혼합되지 않는다. 그러므로, 스미어가 발생했을 경우에, 신호 전하와 다른 열의(스미어 성분을 포함한다) 더미 패킷이 혼합되지 않기 때문에, 스미어의 에지가 톱니형상으로 되는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 실시의 형태에 있어서의 유지부는, 상기 복수의 수직 전송부의 매 N열 중의 M열 이외의 열의, 수직 전송부의 최종 전송단이며, N열 떨어진 열마다 독립한 전송 전극을 갖고 있다. 이 독립된 전송 전극에 인가되는 구동 펄스에 의해, N열 떨어진 열마다 독립적으로 수직 전송하는 것, 상류로부터의 수직 전송된, 신호 패킷 및 더미 패킷의 신호 전하를 혼합하는 것, 혼합된 패킷을 유지할 수 있도록 구성되어 있다.
도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 고체 촬상 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 동일한 도면의 고체 촬상 장치는, 정지영상 촬상 모드 외에 동영상 촬상 모드로 동작한다.
동영상 촬상 모드에서는, 수직 방향 및 수평 방향으로 N(예를 들면 3) 화소 중의 M(예를 들면 2) 화소를 스키핑한 해상도의 동영상을 촬상한다. 동일한 도면의 고체 촬상 장치는, 복수의 수광 소자(12)와 복수의 수직 전송부(13)와 수평 전송부(14)와 전하 검출부(15)와 타이밍 발생 회로(20)를 구비한다.
복수의 수광 소자(12)는, 행렬형상으로 배치되어 예를 들면 베이어 배열 등으로 컬러 필터가 배치되어 있다.
복수의 수직 전송부(13)는, 복수의 수광 소자(12)의 각 열에 대응해서 설치되어 동영상 촬상 모드에 있어서 상기 복수의 수광 소자로부터 스키핑 판독된 신호 전하를 포함하는 복수의 신호 패킷과 신호 패킷 이외의 더미 패킷을 수직 전송한다.
상기 복수의 수직 전송부의 매 N(여기에서는 3)열 중의 M(여기에서는 1)열 이외의 열의 각 최종단(21)은, 상기의 유지부로서 기능하여, 상류로부터의 수직 전송과는 독립적으로, 신호 패킷 및 더미 패킷의 신호 전하를 혼합, 유지 및 수직 전송이 가능하게 되어 있다. 동일한 도면의 좌측의 수직 전송부(13)로부터 순서대로 R열, L열, B열, R열, L열, B열···이라고 하기로 한다. 본 실시의 형태에서는 각 R열 및 각 L열의 최종 전송단은, 각각의 상류측의 전체 전송단과는 독립적으로 구동되는 전송 전극을 갖고 있다. 각 B열의 최종 전송단은, 그 상류측의 전체 전송단과는 공통으로 구동되는 전송 전극을 갖는다. 즉, 각 R열 및 각 L열의 최종 전송단은 독립적으로 구동 가능하게 되어 있다.
수평 전송부(14)는, 복수의 수직 전송부(13)로부터 전송되는 신호 전하를 혼합, 유지 및 수평 전송한다.
전하 검출부(15)는, 수평 전송부(14)로부터 수평 전송된 신호 전하를 전압으로 변환하기 위해서, 수평 전송부(14) 최종단으로부터 신호 전하를 추출하는 출력 게이트(16), 출력 게이트(16)로부터의 신호 전하를 유지하는 FD(플로팅 디퓨전)부(17), FD부(17)를 리세트 시에 스위프(sweep)하는 RD(리세트 드레인) 부(18), 리세트 전압을 FD부(17)에 인가하기 위한 RG(리세트 게이트)부(19)를 갖고 있다.
타이밍 발생 회로(20)는, 복수의 수직 전송부(13), 수평 전송부(14)를 구동한다. 특히, 타이밍 발생 회로(20)는, 동영상 촬상 모드에서 각 최종단(21)에 있어서 동일한 열 내의 신호 패킷 및 복수의 더미 패킷을 1개의 패킷으로 혼합하고, 혼합한 패킷의 신호 전하를 각 최종단에 유지시키며, 또한, 동일한 색에 대응하는 신호 전하 신호를 유지하는 다른 최종단의 패킷을 수평 전송부(13)에서 혼합하도록 수평 전송부 및 최종단을 구동한다.
이상과 같이 구성된 본 실시의 형태에 있어서의 고체 촬상 장치에 대해서, 그 동작을 설명한다.
도 2a∼도 2n은, 동영상 촬상 모드에 있어서의 신호 패킷 및 더미 패킷의 전송 및 혼합의 구체적인 예를 나타내는 도면이다.
여기에서는, 수직 방향의 화소를 1/9의 데이터로 스키핑 판독을 실시해 수직 전송부(13)에 존재하는 패킷이, 신호 패킷 1에 대해서, 더미 패킷 2의 비율로 존재하는 경우에 대해 기술한다. 또, 여기에서는 수직 방향의 3화소에 대해서 1전송 패킷을 형성하고 있고, 1전송 패킷이 6게이트에 의해 구성되어 있다고 한다. 또, 수직 최종단도 6게이트에 의해 전송 패킷을 형성하고 있다(도시 생략).
도 2a에 있어서, 상단의 123123···은 각각 RLBRLB···열을 나타내고 있다. 복수의 수직 전송부(13) 중, 9행 12열까지의 일부분만을 나타내고 있다. R (1, 1)은, 아래로부터 제1행째, 왼쪽에서 제1열째의 적색을 나타내는 신호 전하를 유지하는 신호 패킷을 나타내고 있다. D (9, 1)은, 제9행째, 제1열째의 수광 소자로부터 판독된 신호를 갖지 않는 더미 패킷을 나타내고 있다. G, B는 녹색, 청색에 대응하는 신호 패킷을 나타낸다. 또한, 도 2b∼도 2n에서도 도 2a에 있어서의 원래의 전송 패킷의 좌표를 기술하고 있다.
도 2n은, 도 2a에 있어서 수평 방향에 있는 동일한 색의 신호 패킷 3개를, 수평 전송부(14) 내에 혼합한 결과를 나타내는 도면이다. 예를 들면, 파선 원표시를 부여하고 있는 R (7, 5), R (7, 7), R (7, 9)의 신호 패킷은, 도 2a에서는 수평 방향으로 나열된 3화소이며, 도 2n에서는 1개의 화소 신호로서 혼합되고 있다. 도 2n과 같이, 신호 패킷과 동일한 열(제5열, 제7열, 제9열)에 존재하고 있던 더미 패킷도, 신호 패킷과 함께 수평 전송부(14) 내에서 혼합되어 있는 것을 알 수 있다.
도 3은, 도 2a ∼ 도 2n의 전송을 구동하는 타이밍 발생 회로(20)의 동작을 나타내는 플로우차트이다. 도 2a ∼ 도 2n은, 도 3에 있어서의 단계 S2A∼S2N 각각의 실행 직후 상태를 나타내고 있다.
도 3의 단계 S2A에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 복수의 수광 소자(12)로부터 수직 전송부(13)에 스키핑 판독을 행한다. 이것에 의해 도 2a의 상태가 된다. 또한, 제0행째에 상당하는 D (0, 3), D (0, 6) 등의 더미 패킷은, 광학적인 블랙 화소 또는 더미 화소에서 판독된 더미 신호로 한다.
제0행째의 광학 소자는 B열만 도시하고 있다.
단계 S2B에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 최종단도 포함해서 RLB 전체 열을 1단 수직 전송하도록 구동한다. 또는, R열, L열의 최종단 이외의 전체 열을 수직으로 1단 전송하도록 구동한다. 이것에 의해 도 2b의 상태가 된다. 도 2b∼도 2n에서는 하단에 수평 전송부(14)와 거기에 유지되는 패킷을 도시하고 있다. 도 2b에서는, 제0행의 B열의 더미 패킷만 수평 전송부(14)에 전송되고 있다.
단계 S2C에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, R열 L열의 최종단 이외의 전체 열을 수직으로 1단 전송하도록 구동한다. 그 결과, B열에서는 최종단의 패킷이 수평 전송부(14)에 전송되어 R열 및 L열의 최종단에서는, 패킷이 수직 가산된다. 이것에 의해 도 2c의 상태가 된다.
단계 S2D에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, R열 L열의 최종단 이외의 전체 열을 수직으로 1단 전송하도록 구동한다. 그 결과, B열에서는 최종단의 패킷이 수평 전송부(14)에 전송되어 R열 및 L열의 최종단에서는 패킷이 수직 가산된다. 이것에 의해 도 2d의 상태가 된다.
단계 S2E에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 수평 방향으로 2단 전송하도록 수평 전송부(14)를 구동하고, 또한 R열의 최종단만 수직으로 1단 전송하도록 구동한다. 이것에 의해 도 2e의 상태가 된다.
단계 S2F에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 수평 방향으로 2단 전송하도록 수평 전송부(14)를 구동하고, 또한, 최종단을 포함해 전체 열 1단 수직으로 전송하도록 구동한다. 또는, R열의 최종단 이외의 전체 열을 수직으로 1단 전송하도록 구동한다. 이것에 의해 도 2f의 상태가 된다.
단계 S2G에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, R열 L열의 최종단 이외 전체 열 1단 수직 전송한다. 그 결과, R열 및 L열의 최종단에서는 패킷이 수직 가산된다. 이것에 의해 도 2g의 상태가 된다.
단계 S2H에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, R열 L열의 최종단 이외 전체 열 1단 수직 전송하도록 구동한다. 그 결과, R열 및 L열의 최종단에서는 패킷이 수직 가산된다. 이것에 의해 도 2h의 상태가 된다.
단계 S2I에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 수평 방향으로 2단 전송하도록 수평 전송부를 구동하고, 또한 R열의 최종단만 1단 전송하도록 구동한다. 이것에 의해 도 2i의 상태가 된다.
단계 S2J에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 수평 방향으로 2단 전송하도록 수평 전송부를 구동하고, 최종단을 포함해 전체 열 1단 전송하도록 구동한다. 또는, 수평 전송부의 구동 후, R열의 최종단 이외의 전체 열을 수직으로 1단 전송하도록 구동한다. 이것에 의해 도 2j의 상태가 된다.
단계 S2K에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, R열 L열의 최종단 이외 전체 열 수직 1단 전송하도록 구동한다. 이것에 의해 도 2k의 상태가 된다.
단계 S2L에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, R열 L열의 최종단 이외 전체 열 수직 1단 전송하도록 구동한다. 이것에 의해 도 2l의 상태가 된다.
단계 S2M에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 수평 방향으로 2단 전송하도록 수평 전송부를 구동하고, R열의 최종단만 1단 전송하도록 구동한다. 이것에 의해 도 2m의 상태가 된다.
단계 S2N에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 수평 방향으로 2단 전송하도록 수평 전송부를 구동하고, L열의 최종단만 1단 전송하도록 구동한다. 이것에 의해 상술한 도 2n의 상태가 된다. 3개의 신호 패킷과 동일한 열의 복수의 더미 패킷이 수평 전송 부내에서 혼합된 상태로 되어 있다.
또한, 단계 S200, S201에 있어서, 타이밍 발생 회로(20)는, 수평 전송부(14)를 1행분 차례대로 수평 전송하도록 구동해, 복수의 수직 전송부(13)에 미전송의 신호 패킷이 남아 있으면, 또는, 소정의 행 몇분의 전송이 종료할 때까지, 단계 S2B로 되돌아가서, 상기 동작을 반복한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시의 형태의 고체 촬상 장치는, 행렬형상으로 배열된 복수의 수광 소자와, 상기 수광 소자의 열에 대응해서 설치되어 동영상 촬상 모드에 있어서 상기 복수의 수광 소자로부터 스키핑 판독된 신호 전하를 포함하는 복수의 신호 패킷과, 신호 패킷 이외의 더미 패킷을 수직 전송하는 복수의 수직 전송부와, 상기 복수의 수직 전송부의 매 N열 중의 M열 이외의 열의 최종단에 위치해, 상류로부터의 수직 전송과는 독립적으로, 신호 패킷 및 더미 패킷의 신호 전하를 혼합, 유지 및 수직 전송 가능한 복수의 유지부와, 상기 복수의 유지부 또는 상기 M열에 대응하는 수직 전송부로부터 전송되는 신호 전하를 혼합, 유지 및 수평 전송하는 수평 전송부와, 상기 수광 소자, 상기 수직 전송부, 상기 유지부 및 상기 수평 전송부를 구동하는 구동부를 구비한다. 상기 구동부는, 상기 동영상 촬상 모드에 있어서 상기 각 유지부에 있어서 동일한 열 내의 신호 패킷 및 복수의 더미 패킷을 1개의 패킷으로 혼합하고, 혼합한 패킷의 신호 전하를 상기 각 유지부에 유지시키며, 또한, 다른 유지부의 패킷을 상기 수평 전송부에서 혼합하도록 상기 다른 유지부로부터 상기 수평 전송부에 수직 전송시킨다. 이것에 의하면, 상기 유지부에는 신호 패킷에 인접하는 동일한 열 내의 더미 패킷을 혼합 및 유지시키고, 상기 수평 전송부는, 유지부의 혼합 패킷을 더욱 혼합시키게 된다. 그 때문에, 상기 수평 전송부에서 혼합된 패킷에는, 그 패킷의 신호 전하와 동일한 열 내의 더미 패킷만이 혼합되며, 바꾸어 말하면, 신호 전하와 다른 열의 더미 패킷이 전혀 혼합되지 않는다. 그러므로, 스미어가 발생했을 경우에, 신호 전하와 다른 열의(스미어 성분을 포함한다) 더미 패킷이 혼합되지 않기 때문에, 스미어의 에지가 톱니형상으로 되는 것을 방지하는 것을 도모하고 있다.
제0행째의 더미 패킷은 B열에만 존재하지만, 이것은 B열에 유지부를 가지지 않기 때문이다. 도 2a∼도 2n에서 아는 바와 같이, R열, L열은 신호 패킷→더미 패킷→더미 패킷의 순서로 수평 전송부에 전송되지만, B열은 더미 패킷→신호 패킷→더미 패킷의 순서로 수평 전송부에 전송된다. 즉, B열에서는 신호 패킷에 그 전후의 행의 더미 패킷을 혼합하고 있다.
전체 열에 유지부를 설치하는 것이 가능하면, 전체 열의 수직 최종단에서 신호 패킷과 더미 패킷을 혼합할 수 있으므로, 상기와 같은 전송 방법은 되지 않지만, 유지부가 없는 열에서는 수직 최종단 내에서 수직 방향으로 패킷끼리를 혼합할 수 없기 때문에, 상기와 같은 전송 방법으로 하고 있다.
다만, 전체 열에 유지부를 설치하면 그 독립 구동을 위한 단자와 제어 신호가 증가하게 되어, 고체 촬상 소자나, 제어 IC의 칩 증대에 의한 원가 상승으로 연결된다. 그렇지만, 본 발명의 구동 방법에 의하면, 이와 같이 열마다 불규칙하게 전송하는 것도 있어서, 더미 패킷의 열을 신호 패킷의 열에 완전하게 일치시킬 수 있어 화질 향상을 실현하고 있다.
상기 복수의 유지부는, 상기 복수의 수직 전송부의 매 N열 중의 M열 이외의 열의, 수직 전송부의 최종 전송단이며, N열 떨어진 열마다 독립한 전송 전극을 갖고 있다. 이와 같이, 매 N열 중의 M열 이외의 수직 전송부의 최종 전송단에, 독립한 전송 전극을 설치해, 독립해서 구동함으로써, 스미어의 톱니형상을 해소하는 상기의 혼합을 실현할 수 있다.
또한, 3개의 전송 패킷에 신호 패킷 1, 더미 패킷 2의 경우에 대해 설명했지 만, 이것에 한정되지 않는다. 또, 1 전송 패킷의 게이트 구성에 대해서도, 3 게이트 이상의 구성이면 전송 패킷을 형성할 수 있으므로, 동일한 구동이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 생각할 수 있다.
(실시의 형태 2)
본 실시의 형태에서는, 수직 전송부(13)의 최종단이 어느 쪽도 독립한 전송 전극을 가지지 않고, 상기 복수의 수직 전송부의 매 N열 중의 M열 이외의 열의, 수직 전송부와 수평 전송부 사이에 설치되어 N열 떨어진 열마다 독립해서 신호 전하를 유지 및 전송하는 홀드부를, 상기의 유지부로서 구비하는 구성에 대해 설명한다.
도 4는, 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 고체 촬상 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 동일한 도면은, 도 1과 비교하여, 전체 수직 전송부(13)의 최종단(21)이 독립한 전송 전극을 가지지 않는 점과, 복수의 홀드부(21a)가 추가되어 있는 점이 다르다. 이하, 동일한 점은 설명을 생략하고, 다른 점을 중심으로 설명한다.
복수의 홀드부(21a)는, 복수의 수직 전송부(13)의 매 N열 중의 M열 이외의 열의 수직 전송부(13)와 수평 전송부(14)의 사이에 설치되어 N열 떨어진 열마다 독립해서 신호 전하를 유지 및 전송한다. 기능적으로는, 도 1의 최종단(21)도 홀드부(21a)도 거의 같다.
타이밍 발생 회로(20)는, 복수의 수직 전송부(13), 수평 전송부(14)의 구동에 덧붙여 복수의 홀드부(21a)도 구동한다. 특히, 타이밍 발생 회로(20)는, 동영 상 촬상 모드에 있어서 각 홀드부(21a)에 있어서 동일한 열 내의 신호 패킷 및 복수의 더미 패킷을 1개의 패킷으로 혼합해, 혼합한 패킷의 신호 전하를 각 홀드부(21a)에 유지시키고, 또한, 동일한 색에 대응하는 신호 전하 신호를 유지하는 다른 홀드부(21a)의 패킷을 수평 전송부(13)에서 혼합하도록 수평 전송부 및 홀드부(21a)를 구동한다.
이상과 같이 구성된 본 실시의 형태에 있어서의 고체 촬상 장치에 대해서, 그 동작을 설명한다.
도 5a∼도 5p는, 동영상 촬상 모드에 있어서의 신호 패킷 및 더미 패킷의 전송 및 혼합의 구체적인 예를 나타내는 도면이다. 여기에서는, 세로 3 화소를 혼합하는 스키핑 판독의 경우에 대해 기술한다.
도 5a에 있어서, 도 2a와 동일하게, 상단의 123123···은 각각 RLBRLB···열을 나타내고 있다. 복수의 수직 전송부(13) 중, 9행 12열까지의 일부분만을 나타내고 있다. 또, 수직 전송부와 함께 홀드부(21a)의 상태를 도시하고 있다. 또한, 도 5b∼도 5p에서도 도 5a에 있어서의 원래의 전송 패킷의 좌표를 기술하고 있다.
도 5p는, 도 5a에 있어서 수평 방향에 있는 동일한 색의 신호 패킷 3개를, 수평 전송부(14) 내에 혼합한 결과를 나타내는 도면이다. 예를 들면, 파선 원표시를 부여하고 있는 R (7, 5), R (7, 7), R (7, 9)의 신호 패킷은, 도 5a에서는 수평 방향으로 나열된 3 화소이며, 도 5p에서는 1개의 화소 신호로서 혼합되어 있다. 도 5p와 같이, 신호 패킷과 동일한 열(제5열, 제7열, 제9열)에 존재하고 있던 더미 패킷도, 신호 패킷과 함께 수평 전송부(14) 내에서 혼합되어 있는 것을 알 수 있다.
도 6은, 도 5a∼도 5p의 전송을 구동하는 타이밍 발생 회로(20)의 동작을 나타내는 플로우차트이다. 도 5a∼도 5p는, 도 6에 있어서의 단계 S5A∼S5P 각각의 실행 직후 상태를 나타내고 있다.
도 6의 단계 S5A에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 복수의 수광 소자(12)로부터 수직 전송부(13)에 스키핑 판독을 행한다. 이것에 의해 도 5a의 상태가 된다. 이 상태에서, 홀드부(21a)는 비어 있는 상태이다.
단계 S5B에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 전체 열 1단 수직 전송하도록 구동하고, 그때 R열 및 L열의 홀드부(21)를 홀드 상태(수직 전송부로부터의 패킷을 취입하여 유지하는 상태)로 하도록 구동한다. 이것에 의해 도 5b의 상태가 된다.
단계 S5C에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 전체 열 1단 수직 전송하도록 구동하고, 그때 R열 및 L열의 홀드부(21)를 홀드 상태(수직 전송부로부터의 패킷을 취입하여 유지하는 상태)로 하도록 구동한다. 그 결과, 홀드부(21a)는, 수직 전송부로부터의 패킷과 유지하고 있던 패킷을 혼합한다. 이것에 의해 도 5c의 상태가 된다.
단계 S5D에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 또한 전체 열 1단 수직 전송하도록 구동하고, 그때 R열 및 L열의 홀드부(21)를 홀드 상태(수직 전송부로부터의 패킷을 취입하여 유지하는 상태)로 하도록 구동한다. 그 결과, 홀드부(21a)는, 수직 전송부로부터의 패킷과 유지하고 있던 패킷을 혼합한다. 이것에 의해 도 5d의 상태가 된다.
단계 S5E에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 수평 방향으로 2단 전송하도록 수평 전송부를 구동하고, 또한, R열의 홀드부(21a)로부터 HCCD에 혼합한 패킷을 전송하도록 구동한다. 이것에 의해 도 5e의 상태가 된다.
단계 S5F에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 수평 방향으로 2단 전송하도록 수평 전송부를 구동하고, 또한, L열의 홀드부(21a)로부터 HCCD에 혼합한 패킷을 전송하도록 구동한다. 이것에 의해 도 5f의 상태가 된다.
단계 S5G에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 전체 열 1단 수직 전송하도록 구동하고, 그때 R열 및 L열의 홀드부(21)를 홀드 상태로 하도록 구동한다. 그 결과, 홀드부(21a)는, 수직 전송부로부터의 패킷과 유지하고 있던 패킷을 혼합한다. 이것에 의해 도 5g의 상태가 된다.
단계 S5H에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 전체 열 1단 수직 전송하도록 구동하고, 그때 R열 및 L열의 홀드부(21)를 홀드 상태로 하도록 구동한다. 그 결과, 홀드부(21a)는, 수직 전송부로부터의 패킷과 유지하고 있던 패킷을 혼합한다. 이것에 의해 도 5h의 상태가 된다.
단계 S5I에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 또한 전체 열 1단 수직 전송하도록 구동하고, 그 때 R열 및 L열의 홀드부(21)를 홀드 상태로 하도록 구동한다. 그 결과, 홀드부(21a)는, 수직 전송부로부터의 패킷과 유지하고 있던 패킷을 혼합한다. 이것에 의해 도 5i의 상태가 된다.
단계 S5J에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 수평 방향으로 2단 전송하도록 수평 전송부를 구동하고, 또한, R열의 홀드부(21a)로부터 HCCD에 혼합한 패킷을 전송하도록 구동한다. 이것에 의해 도 5j의 상태가 된다.
단계 S5K에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 수평 방향으로 2단 전송하도록 수평 전송부를 구동하고, 또한, L열의 홀드부(21a)로부터 HCCD에 혼합한 패킷을 전송하도록 구동한다. 이것에 의해 도 5k의 상태가 된다.
단계 S5L에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 전체 열 1단 수직 전송하도록 구동하고, 그때 R열 및 L열의 홀드부(21)를 홀드 상태로 하도록 구동한다. 그 결과, 홀드부(21a)는, 수직 전송부로부터의 패킷과 유지하고 있던 패킷을 혼합한다. 이것에 의해 도 5l의 상태가 된다.
단계 S5M에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 전체 열 1단 수직 전송하도록 구동하고, 그때 R열 및 L열의 홀드부(21)를 홀드 상태로 하도록 구동한다. 그 결과, 홀드부(21a)는, 수직 전송부로부터의 패킷과 유지하고 있던 패킷을 혼합한다. 이것에 의해 도 5m의 상태가 된다.
단계 S5N에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 더욱 전체 열 1단 수직 전송하도록 구동하고, 그때 R열 및 L열의 홀드부(21)를 홀드 상태로 하도록 구동한다. 그 결과, 홀드부(21a)는, 수직 전송부로부터의 패킷과 유지하고 있던 패킷을 혼합한다. 이것에 의해 도 5n의 상태가 된다.
단계 S5O에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 수평 방향으로 2단 전송하도록 수평 전송부를 구동하고, 또한, R열의 홀드부(21a)로부터 HCCD에 혼합한 패킷을 전송하도록 구동한다. 이것에 의해 도 5o의 상태가 된다.
단계 S5P에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 수평 방향으로 2단 전송하도록 수평 전송부를 구동하고, 또한, L열의 홀드부(21a)로부터 HCCD에 혼합한 패킷을 전송하도록 구동한다. 이것에 의해 도 5p의 상태가 된다.
더욱이, 단계 S500, S501에 있어서 타이밍 발생 회로(20)는, 수평 전송부(14)를 1행분 순서대로 수평 전송하도록 구동해, 복수의 수직 전송부(13)에 미전송의 신호 패킷이 남아 있으면, 또는, 소정의 행수분의 전송이 종료할 때까지, 단계 S5B로 되돌아가서, 상기 동작을 반복한다.
이상 설명해 온 것처럼, 본 실시의 형태의 고체 촬상 장치는, 복수의 유지부로서 복수의 수직 전송부의 매 N열 중의 M열 이외의 열의 수직 전송부와 수평 전송부의 사이에 설치되어 N열 떨어진 열마다 독립해서 신호 전하를 유지 및 전송하는 홀드부를 구비하고 있다.
이와 같이, 매 N열 중의 M열 이외의 수직 전송부와 수평 전송부의 사이에 독립적으로 유지 및 전송하는 유지부를 설치하므로, 최저 2게이트로 형성할 수 있고(도시 생략) 최종 전송단 중에 설치한 유지부보다 게이트 수를 적게 형성할 수 있으므로 전송 구동이 간단하게 되어, 프레임 레이트의 고속화에 적합하다.
또한, 실시의 형태 1에서는 B열의 신호 가산을 더미 패킷→신호 패킷→더미 패킷의 순서로 행했지만, 본 실시의 형태이면 전체 열 모두, 신호 패킷→더미 패킷→더미 패킷의 순서로 행한다. 이것은 본 실시 형태에서는, R열, L열의 유지부에서 3행째의 더미 패킷 D (3, K)(K는 정수)를 신호 패킷에 혼합했을 때, B열은 3행째의 더미 패킷이 수평 전송부에서 먼저 전송되고 있는 신호 패킷에 혼합되기 위해 서이다. 형태 1의 구성에서는 3행째의 더미 패킷 D (3, K)를 수평 전송부에서 혼합시키려고 하면, R열, L열의 4행째의 신호 패킷 B (4, K) 또는 G (4, K)가 유지부에서 혼합해 버려, 1행째의 신호 패킷과 혼합해 버리는 것과 다르다.
(실시의 형태 3)
본 실시 형태에서는, 상기 실시의 형태 1 또는 2의 고체 촬상 장치를 구비하는 카메라의 구성예를 이용하여, 스미어 등의 노이즈 감산 처리를 행하는 구성에 대해 설명한다. 실시의 형태 1 및 2의 고체 촬상 장치에서는, 스미어 등의 노이즈 성분을 갖는 패킷(제2 혼합 패킷이라고 한다)과, 유효한 화소 신호를 갖는 신호 패킷(제1 혼합 패킷이라고 한다)의 열이 일치한다. 본 실시의 형태에서는, 제2 혼합 패킷을 얻기 위해서, 수직 OB(옵티컬 블랙) 화소, 수직 더미 화소, 수직 공전송 패킷 등의 신호에 포함되는 스미어 등의 노이즈 성분을 1행분 이상 메모리에 기억시켜 두고, 다음의 필드에서의 수평 전송 패킷(제1 혼합 패킷)에 대해서 순서대로 감산 처리를 실행함으로써, 스미어 등의 노이즈를 저감하는 구성에 대해 설명한다. 이것에 의해, 본 실시의 형태에서는 화면 전체로서 노이즈를 저감한다.
도 7은, 실시의 형태 3에 있어서의 카메라의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명에 관한 디지털 카메라의 구성예를 나타낸다. 본 디지털 카메라는, 피사체로부터의 입사광을 고체 촬상 소자(1)의 촬상면에 결상하기 위한 렌즈 등을 포함하는 광학계(31)와, 고체 촬상 소자(1)의 구동을 제어하는 제어부(32)와, 고체 촬상 소자(1)로부터의 출력 신호에 대해서 여러 가지 신호 처리를 실시하는 화상 처리부(33)를 구비하고 있다.
화상 처리부(33)는, 메모리를 구비하여, 행간(또는 필드간)의 노이즈 감산 처리를 행한다. 실시의 형태 1 또는 2의 고체 촬상 장치에서는 신호 패킷에 다른 열의 더미 패킷이 혼합되지 않게 됨으로써, 행간에서의 노이즈 감산 처리를 가능하게 하고 있다.
도 8은, 각 필드마다의 신호 출력을 나타내는 도면이다. 각 필드에 있어서 유효 신호행의 출력의 후, 수직 OB(옵티컬 블랙) 화소, 또는 수직 더미 화소, 또는, 수직 공전송에 의해 얻을 수 있는 수직 공전송 패킷 신호 등이 포함되는 비유효 신호가 출력되고, 그 후에, 다음 필드의 유효 신호가 출력된다.
도 9는, 행간 또는 필드간의 노이즈 감산 처리를 나타내는 플로우차트이다. 동일한 도면과 같이, 화상 처리부(33)는, 비유효 신호 중의 적어도 1행 분의 각 패킷의 신호 레벨을 제2 혼합 패킷으로서 메모리에 격납한다(S91). 메모리에 격납되는 행에는, 수직 OB(옵티컬 블랙) 화소, 또는 수직 더미 화소, 또는, 수직 공전송에 의해 얻을 수 있는 수직 공전송 패킷 신호 등이 포함된다. 예를 들면, 메모리에 격납되는 행은, 광학적 블랙 레벨을 출력하는 수광 소자의 옵티컬 블랙 출력행이나, 더미의 수광 소자의 더미 출력행, 또는, 수직 방향으로 공전송함으로써 출력되는 공전송 출력행의 비유효 신호 출력행 등이어도 된다.
또한, 화상 처리부(33)는, 메모리에 격납된 각 신호 레벨로부터 각 행의 수평 OB 신호와의 차분의 처리를 행함으로써, 노이즈 성분의 레벨을 나타내는 노이즈 신호를 산출하여 메모리에 격납한다(S92).
상기에서는, 제2 혼합 패킷으로서, 더미의 수광 소자 또는 광학적 블랙 레벨을 출력하는 수광 소자로부터의 신호 전하를 포함하는 패킷을 이용하고 있으므로, 노이즈 성분의 검출을 가능하게 하고 있다.
또한, 화상 처리부(33)는, 제1 혼합 패킷을 수평 선택부로부터 출력된 신호 레벨을 검출하는(S94) 것으로 해서, 그 제1 혼합 패킷과 동일한 열의 노이즈 신호를 메모리로부터 선택해 감산 처리를 행한다(S95). 상기 단계 S91∼S95는, 필드 내의 각 유효 신호행의 신호 패킷에 대해서 이루어진다(S96, S97).
이 노이즈 감산 처리를 행함으로써, 스미어 등의 노이즈 성분을 갖는 비유효 신호의 열이, 신호 성분을 갖는 제1 혼합 패킷의 열과 일치하기 때문에, 필드 내의 신호 패킷의 노이즈 성분을 저감할 수 있다.
이상 설명해 온 바와 같이, 카메라에 의하면, 동영상 촬상 모드에 있어서, 스미어의 톱니형상을 저감할 수 있고, 게다가, 노이즈 저감 처리에 의해 화질을 향상시킬 수 있다.
또한, 비유효 신호에 포함되는 수직 OB, 수직 더미, 수직 공전송 패킷은, 필드의 구획으로서 유효 신호의 전후 어느 쪽의 신호이어도 되고, 시간적으로 각 유효 신호의 직전에 있는 비유효 신호를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 반도체 기판 상에 형성된 복수의 수광 소자를 갖는 고체 촬상 장치, 그 고체 촬상 장치를 갖는 카메라에 적합하고, 예를 들면, CCD 이미지 센서, 디지털 스틸 카메라, 카메라 부착 휴대 전화기, 감시 카메라, 노트 PC에 내장된 카 메라, 정보 처리 기기에 접속되는 카메라 유닛 등에 적합하다.
본 발명은 첨부하는 도면을 참조하여, 전적으로 예를 들어 설명하였지만, 당업자에게는 여러 가지 변형 및 치환이 명백하게 된다. 따라서, 그러한 변형 및 치환이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면, 본 발명에 포함되는 것으로 간주되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 고체 촬상 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2a는 실시의 형태 1에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 2b는 실시의 형태 1에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 2c는 실시의 형태 1에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 2d는 실시의 형태 1에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 2e는 실시의 형태 1에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 2f는 실시의 형태 1에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 2g는 실시의 형태 1에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 2h는 실시의 형태 1에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 2i는 실시의 형태 1에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 2j는 실시의 형태 1에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 2k는 실시의 형태 1에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 2l은 실시의 형태 1에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 2m은 실시의 형태 1에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 2n은 실시의 형태 1에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 3은 실시의 형태 1에 있어서의 화소 혼합을 구동하는 플로우차트도이다.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 고체 촬상 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5a는 실시의 형태 2에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 5b는 실시의 형태 2에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 5c는 실시의 형태 2에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 5d는 실시의 형태 2에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 5e는 실시의 형태 2에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 5f는 실시의 형태 2에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 5g는 실시의 형태 2에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 5h는 실시의 형태 2에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 5i는 실시의 형태 2에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 5j는 실시의 형태 2에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 5k는 실시의 형태 2에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 5l은 실시의 형태 2에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 5m은 실시의 형태 2에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 5n은 실시의 형태 2에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 5o는 실시의 형태 2에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 5p는 실시의 형태 2에 있어서의 화소 혼합의 설명도이다.
도 6은 실시의 형태 2에 있어서의 화소 혼합을 구동하는 플로우차트 도이다.
도 7은 실시의 형태 3에 있어서의 카메라의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 행 내의 노이즈 감산 처리를 나타내는 플로우차트이다.
도 9는 행간의 노이즈 감산 처리를 나타내는 플로우차트이다.

Claims (7)

  1. 행렬형상으로 배열되는 복수의 수광 소자,
    상기 수광 소자의 열에 대응해서 설치되어, 상기 복수의 수광 소자로부터 판독된 신호 전하를 포함하는 복수의 신호 패킷과, 신호 패킷 이외의 더미 패킷을 수직 전송하는 복수의 수직 전송부,
    상기 복수의 수직 전송부의 매 N열 중의 M열 이외의 열의 최종단에 위치해, 상류로부터의 수직 전송과는 독립적으로, 신호 패킷 및 더미 패킷의 신호 전하를 혼합, 유지 및 수직 전송 가능한 복수의 유지부,
    상기 복수의 유지부 또는 상기 M열에 대응하는 수직 전송부로부터 전송되는 신호 전하를 혼합, 유지 및 수평 전송하는 수평 전송부, 및
    상기 수직 전송부, 상기 유지부 및 상기 수평 전송부를 구동하는 구동부를 구비하며,
    상기 구동부는, 상기 각 유지부에 있어서 동일한 열 내의 신호 패킷 및 복수의 더미 패킷을 1개의 패킷에 혼합하고, 혼합한 패킷의 신호 전하를 상기 각 유지부에 유지시키며, 또한, 다른 유지부의 패킷을 상기 수평 전송부에서 혼합하도록 상기 다른 유지부로부터 상기 수평 전송부에 수직 전송시키는, 고체 촬상 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 유지부는, 상기 복수의 수직 전송부의 매 N열 중의 M열 이외의 열의, 수직 전송부의 최종 전송단이며, N열 떨어진 열마다 독립한 전송 전극을 갖는, 고체 촬상 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 유지부는, 상기 복수의 수직 전송부의 매 N열 중의 M열 이외의 열의, 수직 전송부와 수평 전송부의 사이에 설치되어 N열 떨어진 열마다 독립해서 신호 전하를 유지 및 전송하는, 고체 촬상 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 수평 전송부로부터 출력되는 적어도 1행 분의 패킷을 나타내는 각 데이터를 기억하는 메모리,
    상기 수평 전송부로부터 출력된 제1 혼합 패킷과, 상기 메모리 중의 제2 혼합 패킷을 이용해 감산 처리함으로써 노이즈를 저감하는 감산 처리부를 더 포함하고,
    상기 제1 혼합 패킷은, 신호 패킷과 복수의 더미 패킷이 혼합된 패킷이며,
    상기 제2 혼합 패킷은, 상기 메모리 중의 패킷 중 제1 혼합 패킷과 동일한 열에 속하는 더미 패킷인, 고체 촬상 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 메모리는, 광학적 블랙 레벨을 출력하는 수광 소자의 옵티컬 블랙 출력 행이나, 더미의 수광 소자의 더미 출력행, 또는, 수직 방향으로 공전송함으로써 출력되는 공전송 출력행의 비유효 신호 출력행 중, 1행 이상의 각 패킷의 데이터를 기억하는, 고체 촬상 장치.
  6. 고체 촬상 장치의 구동 방법으로서,
    상기 고체 촬상 장치는, 행렬형상으로 배열된 복수의 수광 소자와, 상기 수광 소자의 열에 대응해서 설치되어 상기 복수의 수광 소자로부터 판독된 신호 전하를 포함하는 복수의 신호 패킷과, 신호 패킷 이외의 더미 패킷을 수직 전송하는 복수의 수직 전송부와, 상기 복수의 수직 전송부의 매 N열 중의 M열 이외의 열의 최종단에 위치해, 상류로부터의 수직 전송과는 독립적으로, 신호 패킷 및 더미 패킷의 신호 전하를 혼합, 유지 및 수직 전송 가능한 복수의 유지부와, 상기 복수의 유지부 또는 상기 M열에 대응하는 수직 전송부로부터 전송되는 신호 전하를 혼합, 유지 및 수평 전송하는 수평 전송부와, 상기 수광 소자, 상기 수직 전송부, 상기 유지부 및 상기 수평 전송부를 구동하는 구동부를 구비하며,
    상기 고체 촬상 장치의 구동 방법은,
    상기 각 유지부에 있어서 동일한 열 내의 신호 패킷 및 복수의 더미 패킷을 1개의 패킷으로 혼합하는 단계,
    혼합된 패킷의 신호 전하를 상기 각 유지부에 유지시키는 단계, 및
    다른 유지부의 패킷을 상기 수평 전송부에서 혼합하도록 상기 다른 유지부로부터 상기 수평 전송부에 수직 전송시키는 단계를 포함하는, 고체 촬상 장치의 구 동 방법.
  7. 청구항 1에 기재된 고체 촬상 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라.
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