JPH037482A - 固体撮像素子の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は固体撮像素子の駆動方法に関し、更に詳しくは
ＡＥ、ＡＦ動作に適した固体撮像素子の駆動方法に関す
る。

（発明の背景） ＣＣＤなどの固体撮像素子により撮像を行うカメラにお
いては、撮像を行う以前に行うＡＥ（自動露出調整）、
ＡＦ（オートフォーカス）を固体撮像素子の出力信号に
より行うものがある。

例えば、ある露出条件を設定して露光を行ったＣＣＤ出
力を読出し、その出力信号を積分する。

そして、積分された信号が適正値になるようにフィード
バックループを繰り返して、適正な露出条件を得ていた
。

また、ＡＦの場合は、撮像を行い、ＣＣＤの出力を読出
して、その信号中の高周波成分を抽出し、その大きさを
求める。そして、レンズを動かして再び撮像、読出し、
高周波成分抽出を繰り返す。

これを各レンズ位置で行って、高周波成分が最大となる
位置を合焦と判定する。

従来からの一般的な固体撮像素子（以下ＣＣＤという）
としては、インターラインＣＣＤ（ＩＴ−ＣＣＤ）並び
にフレームインターラインＣＣＤ（ＦＩＴ−ＣＣＤ）が
あった。

ＦＩＴ−ＣＣＤでは、垂直転送部と水平転送部との間に
メモリ部を有しており、受光部から垂直転送部に移され
た電荷を高速にメモリ部にシフトする（これを高速転送
という）。そして、メモリ部から順に垂直にシフトし、
水平転送部から読出しアンプを介して、信号電荷に応じ
た電圧として外部に読出すようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、ＡＥやＡＦを行う際に、画面中央部の信号の
みでよいということが多い。しかし、画像信号は標準方
式に準拠した走査によって読出される。従って、このよ
うな場合でも、例えば、画面左ずみの画素から順次読出
しが開始されるので、ＡＥやＡＦに関係ない部分て待ち
時間が発生する。

このため、無駄な時間が生じ、ＡＥ、ＡＦの高速化を妨
げていた。

しかし、画面のＡＦやＡＥを行うエリアのみでＣＣＤの
出力信号を読出すようにするためには、ＣＣＤやＣＣＤ
駆動回路を改造する必要が生じ、回路構成、駆動方法が
複雑になるといった問題がある。

本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、ＡＥ、ＡＦ動作に適した固体撮像
素子の駆動方法を実現することにある。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決する本発明方法は、受光部、垂直転送部
、メモリ部を備えた固体撮像素子を駆動する方法におい
て、受光部で発生した信号電荷を垂直転送部を介してメ
モリ部へ高速転送する際に、垂直転送部を連続的に駆動
すると共に、メモリ部を水平走査周期毎に間欠的に駆動
することを特徴とするものである。

（作用） 本発明の固体撮像素子の駆動方法において、受光部で発
生した信号電荷を垂直転送部を介してメモリ部へ高速転
送する際に、垂直転送部は連続的に駆動され、メモリ部
を水平走査周期毎に間欠的に駆動されている。このため
、垂直転送部からの信号電荷は、メモリ部で加算されな
がら、転送される。

（実施例） 以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明方法を実施するための構成の一例（Ｆ　
ＩＴ−ＣＣＤ）を示す構成図である。

この図において、１は受光量に応じた電荷を発生する受
光部である。ここでは、３×４画素の場合を示し、１ａ
〜ＩＩＩがそれぞれ受光部を構成する受光素子である。

２８〜２Ｃは受光部で発生した？１荷を垂直方向に転送
する垂直転送部である。

５８〜５ｃは垂直転送部２ａ〜２ｃからの電荷を記憶す
るためのメモリ部である。３はメモリ部５ａ〜５ｃから
の電荷を水平方向に転送するための水平転送部、４は水
平転送部３から転送された電荷を電圧に変換して外部に
読み出すための読出しアンプである。

第２図は上述の固体撮像素子の電荷の転送の際の電荷ポ
テンシャルの様子を示した説明図である。

ここでは垂直方向（垂直転送部−メモリ部）の電荷の転
送について示しである。

以下、これらの図を用いて本実施例の動作を説明する。

この図に示すＦ　ｆＴ−ＣＣＤでは、垂直転送部２（２
ａ〜２ｃ）と水平転送部３との間にメモリ部５（５ａ〜
５ｃ）を有しており、受光部１から垂直転送部２に移さ
れた電荷を高速にメモリ部にシフトする（一般に高速転
送という）。そして、メモリ部５から順に垂直にシフト
シ、水平転送部３から読出しアンプ４を介して外部に読
み出すようにしている。

第２図（９）〜（１７）は通常のＦＩＴ−ＣＯＤの高速
転送の際の状態を示している。これを繰り返すことによ
り、受光部１．垂直転送部２の信号電荷が全てメモリ部
５に送られる。

本実施例では通常の高速転送（第２図（９）〜（１７）
）の前後に新たな電荷転送（第２図（１）〜（９）、　
　（１７）〜）を行うことを特徴としている。尚、第２
図（１７）以降は（１）以降の繰り返しになっている。

すなわち、メモリ部５の電荷が停止している期間に、垂
直転送部２の電荷を移動させるのである。これにより、
既にメモリ部５に存在する電荷に、垂直転送部２からの
新たな電荷が加算されることになる（第２図（５ン。

（６）、　　（７））　　。

このように、垂直転送部２が連続的に転送を行なってい
る間に、メモリ部５の転送と信号電荷の加算とを１周期
ずつ繰り返すように（１ライン動作、１ライン停止）す
ると、信号電荷は２画素分ずつ加算されることとなる。

これを固体撮像素子全体で見ると、垂直方向２ライン分
ずつの加算になる。このような転送を行うと、垂直転送
部２の信号電荷を全部転送し終わる時点で、メモリ部５
は半分しか埋まっていないこととなる。そこで、もう−
度撮像を繰り返し、同様な転送を行うことにより、メモ
リ部５は全部埋まる。これを読出すと、１垂直走査期間
で、２画面分の信号が読出せる。すなわち、１画面あた
りの読出し時間が短くなり、ＡＦ、ＡＥに要する時間を
短縮することが可能になる。但し、２ラインずつの加算
を行っているので、完全な画像情報ではないが、撮像信
号を使用するＡＦ、ＡＥでは十分である。

上述の例はメモリ部５の転送が１ライン動作。

１ライン停止二の場合であるが、これ以外の動作も可能
である。すなわち、１ライン動作、ｎライン停止の動作
を行い、ｎ＋１ラインずつの加算を行うことも可能であ
る。但し、２ライン動作、１ライン停止などのような場
合、ライン毎に信号電荷の大きさが異なり、扱い難くな
る。

また、加算するラインが多くなると、メモリ部５で信号
電荷があふれることがある。このような場合は、予め、
メモリ部５の容量を大きくしておくか、メモリ部５の最
初の電極部にオーバーフロードレインＣＣＦ　Ｄ）を設
けておくことが望ましい。

通常の固体撮像素子は、フィールド蓄積モードでも動作
できるようになっているので、２画素ずつ加算した信号
電荷はオーバーフローすることなく転送部を送られる。

従って、フレーム蓄積モードで動作させ、それを本実施
例の駆動方法で高速転送時に２ラインずつ加算するので
あれば、信号電荷があふれる心配は全くない。

また、本実施例ではｎラインずつの加算を行っているた
め、感度がｎ倍になっていることに相当する。すなわち
、通常の動作で同様な信号レベルを得る場合に比較して
、露光時間は１　／　ｎで済む。

撮像信号を使用したＡＥ、ＡＦでは、条件を種々変えて
撮像を繰り返し、最適条件を求めるものである。従って
、本実施例によれば、読出し時間の短縮に加え、感度増
加による露光時間の短縮という効果も加わり、ＡＥ、Ａ
Ｆの処理速度向上に大きく貢献する。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明では、受光部で発生
した信号電荷を垂直転送部を介してメモリ部へ高速転送
する際に、垂直転送部は連続的に駆動すると共に、メモ
リ部を水平走査周期毎に間欠的に駆動するようにした。

このため、垂直転送部からの信号電荷は、メモリ部で加
算されながら、転送される。従って、信号電荷の読出し
に要する時間が短縮され、ＡＥ、ＡＦに適した固体撮像
素子の駆動方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための構成の一例を示す
構成図、第２図は電荷転送の際のポテンシャル変化を説
明するための説明図である。 １ａ〜１ｇ・・・受光部　　２ａ〜２ｃ・・・垂直転送
部３・・・水平転送部　　　　４・・・読出しアンプ５
・・・メモリ部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 受光部、垂直転送部、メモリ部を備えた固体撮像素子を
   駆動する方法において、 受光部で発生した信号電荷を垂直転送部を介してメモリ
   部へ高速転送する際に、垂直転送部を連続的に駆動する
   と共に、メモリ部を水平走査周期毎に間欠的に駆動する
   ことを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。