JPH04237273A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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Publication number
JPH04237273A
JPH04237273A JP3019137A JP1913791A JPH04237273A JP H04237273 A JPH04237273 A JP H04237273A JP 3019137 A JP3019137 A JP 3019137A JP 1913791 A JP1913791 A JP 1913791A JP H04237273 A JPH04237273 A JP H04237273A
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JP
Japan
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signal
solid
scanning period
horizontal
horizontal scanning
Prior art date
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Pending
Application number
JP3019137A
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English (en)
Inventor
Akihiko Kawabata
明彦 川端
Yuji Tabuchi
田渕 優治
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マトリクス状に配置さ
れた複数の光電変換素子に蓄積される信号電荷を1フィ
ールド期間又は1フレーム期間毎に垂直転送レジスタ部
に移し、上記信号電荷を上記垂直転送レジスタ部から水
平転送レジスタ部を介して線順次に出力する固体撮像素
子を備える固体撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、電荷結合素子(CCD : C
harge Coupled Device )等によ
り形成した固体撮像素子では、例えば第3図に示すイン
ターライントランスファ型CCDイメージセンサ30の
ように、各フィールドの画素SO ,SE に対応する
光電変換素子ににより得られる撮像電荷が、1フレーム
に相当する電荷蓄積期間毎に垂直転送レジスタ部31に
転送され、上記垂直転送レジスタ部31を介して1ライ
ン分ずつ水平転送レジスタ部32に転送され、この水平
転送レジスタ部32の出力部33を介して撮像出力信号
として順次読み出され、上記出力部33のリセット動作
に同期したサンプリング動作を行うサンプルホールド回
路40を介して出力される。
【0003】このようなCCDイメージセンサ30を用
いた固体撮像装置では、通常、1フィールド又は1フレ
ームに相当する電荷蓄積期間毎に撮像動作を行っている
が、例えば特開平1−146476号公報に開示されて
いるように、感度を上げた撮像動作を行う場合に、上記
電荷蓄積期間をNフレーム期間として感度をN倍に上げ
た撮像動作を行う所謂蓄積モードと呼ばれる手法が提案
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の如き
CCDイメージセンサを用いた固体撮像装置において、
従来提案されている蓄積モードを採用したのでは、感度
をN倍に上げる場合に、CCDイメージセンサの電荷蓄
積期間をNフレーム期間として撮像動作を行うので、撮
像出力信号として得られる画像が間歇的になってしまい
、撮像出力信号をフレームメモリに記憶して同じ画像を
繰り返し読み出す必要があり、また、残像が多くなって
しまうとうい欠点がある。
【0005】そこで、本発明は、上述の如き従来の固体
撮像装置における欠点を伴うことなく、感度を上昇させ
た撮像動作を行うことができるようにした固体撮像装置
を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、マトリクス状
に配置された複数の光電変換素子に蓄積される信号電荷
を1フィールド期間又は1フレーム期間毎に垂直転送レ
ジスタ部に移し、上記信号電荷を上記垂直転送レジスタ
部から水平転送レジスタ部を介して線順次に出力する固
体撮像素子を備える固体撮像装置において、上記信号電
荷を線順次に出力する上記水平転送レジスタ部を作動さ
せる水平転送パルスの供給を1水平走査期間おきに1水
平走査期間に亘って停止させる水平転送パルス停止制御
手段と、上記固体撮像素子から上記水平転送レジスタ部
を介して線順次に出力される撮像信号を1水平走査期間
遅延させる遅延手段と、上記固体撮像素子からの撮像信
号と上記遅延手段により遅延された遅延撮像信号とを1
水平走査期間毎に交互に選択する信号選択手段とを設け
たことを特徴とするものである。
【0007】
【作用】本発明に係る固体撮像装置では、固体撮像素子
の水平転送レジスタ部を作動させる水平転送パルスの供
給を水平転送パルス停止制御手段により1水平走査期間
おきに1水平走査期間に亘って停止させ、上記固体撮像
素子から上記水平転送レジスタ部を介して上記1水平走
査期間おきに線順次に出力される撮像信号と、この撮像
信号を遅延手段により1水平走査期間遅延させた遅延撮
像信号とを信号選択手段により1水平走査期間毎に交互
に選択し、撮像出力信号として出力する。
【0008】
【実施例】以下、本発明に係る固体撮像装置の一実施例
について、図面に従い詳細に説明する。
【0009】本発明に係る固体撮像装置は、例えば第1
図に示すように構成される。この第1図に示す固体撮像
装置は、タイミング信号発生器1が発生する各種タイミ
ング信号に基づいてCCD駆動回路2により駆動される
CCDイメージセンサ10を備える。
【0010】上記CCDイメージセンサ10は、インタ
ーライントランスファ型CCDイメージセンサであって
、マトリクス状に配置された各フィールドの画素SO 
,SE に対応する光電変換素子に得られる撮像電荷が
、1フレームに相当する電荷蓄積期間毎に垂直転送レジ
スタ部11に転送され、上記垂直転送レジスタ部11を
介して1ライン分ずつ水平転送レジスタ部12に転送さ
れ、この水平転送レジスタ部12の出力部13を介して
撮像出力信号CCDOUT として線順次に読み出され
る。
【0011】ここで、上記タイミング信号発生器1は、
第2図に示すように、上記CCDイメージセンサ3の垂
直方向の画素ピッチに対応する水平走査周期すなわち1
水平走査期間(1H)毎のタイミング信号HDや、上記
CCDイメージセンサ3の水平方向の画素ピッチに対応
する繰り返し周期のタイミング信号H1 ,H2 など
の各種タイミング信号を発生する。上記タイミング信号
HDは、上記CCD駆動回路2に供給されるとともに制
御回路2に供給される。また、上記タイミング信号H1
 ,H2 は、制御回路20を介して上記CCD駆動回
路2に供給される。
【0012】そして、上記CCD駆動回路2は、上記タ
イミング信号発生器1が発生する上記タイミング信号H
Dに応じた1H周期の垂直転送クロックφVで上記CC
Dイメージセンサ10の垂直転送レジスタ部11を駆動
する。さらに、上記CCD駆動回路2は、上記タイミン
グ信号発生器1が発生する上記タイミング信号H1 ,
 H2 に応じた水平方向の画素ピッチに対応する繰り
返し周期の2相の水平転送クロックφH1,φH2で上
記CCDイメージセンサ10の水平転送レジスタ部12
を駆動する。
【0013】上記CCDイメージセンサ10の上記出力
部13から読み出される撮像出力信号CCDOUT は
、上記出力部13のリセット動作に同期したサンプリン
グ動作を行うサンプルホールド回路4を介して出力され
る。 このサンプルホールド回路4の出力信号SHOUT は
、反転型バッファ増幅器5により極性反転されて、信号
選択スイッチ7の一方の入力端子7Aに供給されるとと
もに、上記反転型バッファ増幅器5から遅延回路6を介
して上記信号選択スイッチ7の他方の入力端子7Bに供
給される。
【0014】ここで、上記遅延回路6は、上記1水平走
査期間(1H)に相当する遅延量を有する1H遅延回路
である。また、上記信号選択スイッチ7は、上記制御回
路20から供給される制御信号CTLによって切り換え
制御され、上記反転型バッファ増幅器5から直接供給さ
れる撮像出力信号BFOUT と上記遅延回路3により
1H遅延された遅延撮像信号DLOUT を選択して撮
像信号SOUT として出力端子8から出力する。
【0015】さらに、上記制御回路20は、上記タイミ
ング信号発生器1が発生する上記タイミング信号HDが
クロック入力端に供給されるD型フリップフロップ21
と、上記タイミング信号発生器1が発生する上記タイミ
ング信号H1が一方の入力端に供給されるORゲート2
2と、上記タイミング信号発生器1が発生する上記タイ
ミング信号H2 が一方の入力端に供給されるANDゲ
ート23と、上記ORゲート22の出力が一方の入力端
子24Aに供給される第1の切換スイッチ24と、上記
ANDゲート23の出力が一方の入力端子25Aに供給
される第2の切換スイッチ25と、上記D型フリップフ
ロップ21の肯定出力が一方の入力端子26Aに供給さ
れる第3の切換スイッチ26を備えてなる。
【0016】上記D型フリップフロップ21は、その肯
定出力端がデータ入力端に接続されているとともに上記
ORゲート22の他方の入力端に接続されている。また
、上記D型フリップフロップ21の肯定出力端は、上記
第3の切換スイッチ26の一方の入力端子26Aに接続
されているとともに上記ANDゲート23の他方の入力
端に接続されている。
【0017】上記第1の切換スイッチ24の他方の入力
端子24Bには、上記タイミング信号発生器1から上記
タイミング信号H1 が供給される。また、上記第2の
切換スイッチ25の他方の入力端子25Bには、上記タ
イミング信号発生器1から上記タイミング信号H2 が
供給される。さらに、上記第3の切換スイッチ26の他
方の入力端子26Bは接地されている。また、上記第1
乃至第3の切換スイッチ24,25,26は、互いに連
動操作されるようになっている。
【0018】このような構成の固体撮像装置では、上記
制御回路20の上記第1乃至第3の切換スイッチ24,
25,26を連動操作して各他方の入力端子24B,2
5B,26Bを選択することにより、通常モードが設定
される。
【0019】この通常モードにおいて、上記制御回路2
0は、上記タイミング信号発生器1が発生する各種タイ
ミング信号HD,H1 ,H2 などをそのまま上記C
CD駆動回路2に供給して、通常の動作モードで上記C
CDイメージセンサ10を作動させる。また、上記制御
回路20は、上記第3の切換スイッチ26が他方の入力
端子26Bを選択することによって、論理「L」の制御
信号CTLを上記信号選択スイッチ7に供給する。これ
により、上記信号選択スイッチ7は、上記バッファ増幅
器5から直接供給される撮像出力信号BFOUT を撮
像信号SOUT として選択して出力端子8から出力さ
せる。
【0020】また、上記制御回路20の上記第1乃至第
3の切換スイッチ24,25,26を連動操作して各一
方の入力端子24A,25A,26Aを選択することに
より、増感モードが設定される。
【0021】この増感モードにおいて、上記制御回路2
0は、上記タイミング信号H1 が供給される上記OR
ゲート22を1水平走査期間(1H)毎に論理値が反転
する上記D型フリップフロップ21の否定出力でゲート
制御することにより、第2図に示すように、1水平走査
期間おきに1水平走査期間に亘って強制的に論理「H」
とした2H周期のタイミング信号H1 ’を形成し、こ
のタイミング信号H1 ’を上記第1の切換スイッチ2
4を介して上記CCD駆動回路2に供給する。また、上
記制御回路20は、上記タイミング信号H2 が供給さ
れる上記ANDゲート23を上記1水平走査期間毎に論
理値が反転する上記D型フリップフロップ21の肯定出
力でゲート制御することにより、1水平走査期間おきに
1水平走査期間に亘って強制的に論理「L」とした2H
周期のタイミング信号H2 ’を形成し、このタイミン
グ信号H2 ’を上記第2の切換スイッチ25を介して
上記CCD駆動回路2に供給する。さらに、上記制御回
路20は、上記1水平走査期間毎に論理値が反転する上
記D型フリップフロップ21の肯定出力を制御信号CT
Lとして上記第3の切換スイッチ25を介して上記信号
選択スイッチ7の制御端子に供給する。
【0022】すなわち、上記制御回路20は、増感モー
ドにおいて、上記CCDイメーセンサ10の水平転送レ
ジスタ部12を作動させる水平転送パルスφH1,φH
2の供給を1水平走査期間おきに1水平走査期間に亘っ
て停止させるように上記CCD駆動回路2の制御を行う
とともに、上記反転型バッファ増幅器5から出力される
撮像出力信号BFOUT と上記遅延回路3により1H
遅延された遅延撮像信号DLOUT を1水平走査期間
毎に交互に選択して撮像信号SOUT として出力端子
8から出力するように上記信号選択スイッチ7の制御を
行う。
【0023】これより、上記CCDイメーセンサ10の
上記水平転送レジスタ部12では、1水平走査期間おき
に1水平走査期間に亘って転送動作が停止されるので、
垂直方向に隣接する2個の画素の各信号電荷を加算混合
して信号レベルを2倍に上昇させた撮像出力信号を1水
平走査期間おきに出力する。そして、上記CCDイメー
センサ10の水平転送レジスタ部12の出力部13から
上記サンプルホールド回路4を介して1水平走査期間お
きに線順次に読み出される撮像出力信号SHOUT は
、第2図に実線で示すように、1水平走査期間おきに撮
像出力信号が欠落したものであるが、上記信号選択スイ
ッチ7により上記反転型バッファ増幅器5から出力され
る撮像出力信号BFOUT と上記遅延回路3により1
H遅延された遅延撮像信号DLOUT を1水平走査期
間毎に交互に選択することによって、上記欠落部分が1
水平走査期間前の撮像出力信号で補間され、1水平走査
期間毎の線順次撮像信号SOUT として出力端子8か
ら出力される。
【0024】このように、増感モードでは、上記CCD
イメーセンサ10の水平転送レジスタ部12で垂直方向
に隣接する2個の画素の各信号電荷を加算混合するので
、通常モードの2倍の感度で撮像動作を行うことができ
る。しかも、上記撮像出力信号SOUT は、1フレー
ム毎に得られるもので、間歇的な画像になってしまうこ
とがなく、また、残像が多くなってしまうこともない。
【0025】なお、第2図には、上述の通常モードの撮
像動作により得られる撮像信号SOUT の信号レベル
を破線で示し、上記増感モードの撮像動作により得られ
る撮像信号SOUT の信号レベルをに実線で示してあ
る。
【0026】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る固体撮像装
置では、固体撮像素子の水平転送レジスタ部を作動させ
る水平転送パルスの供給を水平転送パルス停止制御手段
により1水平走査期間おきに1水平走査期間に亘って停
止させるので、垂直方向に隣接する光電気変換素子に蓄
積された2画素分の信号電荷が上記水平転送レジスタ部
において加算混合され、信号レベルを2倍に上昇させた
撮像信号を上記水平転送レジスタ部から1水平走査期間
おきに線順次に得ることができる。そして、上記固体撮
像素子から上記水平転送レジスタ部を介して上記1水平
走査期間おきに線順次に出力される撮像信号と、この撮
像信号を遅延手段により1水平走査期間遅延させた遅延
撮像信号とを信号選択手段により交互に選択することに
よって、全ライン分の撮像出力信号を線順次に得ること
ができる。上記撮像出力信号は、1フィールド又は1フ
レーム毎に得られるもので、間歇的な画像になってしま
うことがなく、また、残像が多くなってしまうこともな
い。従って、本発明によれば、画像が間歇的になったり
、残像が多くなったりすることなく、感度を上昇させた
撮像動作を行うことのできる固体撮像装置を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【第1図】本発明に係る固体撮像装置の構成例を示すブ
ロック図である。
【第2図】上記固体撮像装置の動作を示すタイミングチ
ャートである。
【第3図】インターライントランスファ型CCDイメー
ジセンサを用いた従来の固体撮像装置の構成を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
1・・・タイミング信号発生器 2・・・CCD駆動回路 6・・・遅延回路 7・・・信号選択スイッチ 10・・・CCDイメージセンサ 11・・・垂直転送レジスタ部 12・・・水平転送レジスタ部 20・・・制御回路 21・・・D型フリップフロップ 22・・・ORゲート 23・・・ANDゲート 24,25,26・・・切換スイッチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  マトリクス状に配置された複数の光電
    変換素子に蓄積される信号電荷を1フィールド期間又は
    1フレーム期間毎に垂直転送レジスタ部に移し、上記信
    号電荷を上記垂直転送レジスタから水平転送レジスタ部
    を介して線順次に出力する固体撮像素子を備える固体撮
    像装置において、上記信号電荷を線順次に出力する上記
    水平転送レジスタ部を作動させる水平転送パルスの供給
    を1水平走査期間おきに1水平走査期間に亘って停止さ
    せる水平転送パルス停止制御手段と、上記固体撮像素子
    から上記水平転送レジスタ部を介して線順次に出力され
    る撮像信号を1水平走査期間遅延させる遅延手段と、上
    記固体撮像素子からの撮像信号と上記遅延手段により遅
    延された遅延撮像信号とを1水平走査期間毎に交互に選
    択する信号選択手段とを設けたことを特徴とする固体撮
    像装置。
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