JPH05336448A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH05336448A JPH05336448A JP4163792A JP16379292A JPH05336448A JP H05336448 A JPH05336448 A JP H05336448A JP 4163792 A JP4163792 A JP 4163792A JP 16379292 A JP16379292 A JP 16379292A JP H05336448 A JPH05336448 A JP H05336448A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子シャッタ機能により１フィールド〜１フ
レームの範囲内で露光期間を制御して、撮像動作を行う
ことができる固体撮像装置を提供する。 【構成】 フレームインターライントランスファ型のＣ
ＣＤイメージセンサ１０の光電変換素子１４，１５によ
り得られる撮像電荷を１フィールド毎にオーバーフロー
ドレインに捨てる電子シャッタ制御を行うとともに、上
記電子シャッタ制御によりオーバーフロードレインに捨
てる直前に各フィールドの撮像電荷を１フィールド毎に
交互に撮像部１１の垂直転送レジスタ１８に読み出し、
上記電子シャッタ制御により各フィールドの光電変換素
子に撮像電荷を上記垂直転送レジスタ１８に先に読み出
した１フィールドの撮像電荷と加算して読み出す制御を
行うタイミング信号発生器１を備える。
レームの範囲内で露光期間を制御して、撮像動作を行う
ことができる固体撮像装置を提供する。 【構成】 フレームインターライントランスファ型のＣ
ＣＤイメージセンサ１０の光電変換素子１４，１５によ
り得られる撮像電荷を１フィールド毎にオーバーフロー
ドレインに捨てる電子シャッタ制御を行うとともに、上
記電子シャッタ制御によりオーバーフロードレインに捨
てる直前に各フィールドの撮像電荷を１フィールド毎に
交互に撮像部１１の垂直転送レジスタ１８に読み出し、
上記電子シャッタ制御により各フィールドの光電変換素
子に撮像電荷を上記垂直転送レジスタ１８に先に読み出
した１フィールドの撮像電荷と加算して読み出す制御を
行うタイミング信号発生器１を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電荷結合素子（CCD :
Charge Coupled Device ）により形成したＣＣＤイメー
ジセンサなどの固体イメージセンサを使用した固体撮像
装置に関し、特に、マトリクス状に配設された第１フィ
ールドの画素に対応する光電変換素子と第２フィールド
の画素に対応する光電変換素子により得られる各フィー
ルドの撮像電荷を垂直転送レジスタを介して蓄積部に転
送し、上記撮像電荷を上記蓄積部から水平転送レジスタ
を介して線順次に出力するフレームインターライントラ
ンスファ型の固体イメージセンサを備える固体撮像装置
に関する。
Charge Coupled Device ）により形成したＣＣＤイメー
ジセンサなどの固体イメージセンサを使用した固体撮像
装置に関し、特に、マトリクス状に配設された第１フィ
ールドの画素に対応する光電変換素子と第２フィールド
の画素に対応する光電変換素子により得られる各フィー
ルドの撮像電荷を垂直転送レジスタを介して蓄積部に転
送し、上記撮像電荷を上記蓄積部から水平転送レジスタ
を介して線順次に出力するフレームインターライントラ
ンスファ型の固体イメージセンサを備える固体撮像装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、複数の光電変換素子がマトリク
ス状に配設された離散的な画素構造を有する固体イメー
ジセンサでは、通常のテレビジョン方式で採用されてい
るインターレース走査方式に対応するために、例えば図
３に示すように第１フィールドの画素に対応する光電変
換素子２１と第２フィールドの画素に対応する光電変換
素子２２とが垂直方向に交互に配設されており、フレー
ム蓄積モードやフィールド蓄積モードで得られる撮像電
荷を線順次に出力するようになっている。
ス状に配設された離散的な画素構造を有する固体イメー
ジセンサでは、通常のテレビジョン方式で採用されてい
るインターレース走査方式に対応するために、例えば図
３に示すように第１フィールドの画素に対応する光電変
換素子２１と第２フィールドの画素に対応する光電変換
素子２２とが垂直方向に交互に配設されており、フレー
ム蓄積モードやフィールド蓄積モードで得られる撮像電
荷を線順次に出力するようになっている。
【０００３】上記フレーム蓄積モードでは、図４に示す
ように各フィールドの光電変換素子２１，２２により互
いに１フィールド期間づれた状態でそれぞれ１フレーム
期間に亘って撮像電荷ＳO ，ＳE を蓄積し、図３に示す
第１フィールドの光電変換素子２１による撮像電荷ＳO
と第２フィールドの光電変換素子２２による撮像電荷Ｓ
E を垂直ブランキング期間中に１フィールド毎に交互に
垂直転送レジスタ２３に読み出して水平転送レジスタ２
４を介して線順次に出力する。また、上記フィールド蓄
積モードでは、図５に示すように各フィールドの光電変
換素子２１，２２によりそれぞれ１フィールド期間に亘
って撮像電荷ＳO ，ＳE を蓄積し、図３に示す第１フィ
ールドの光電変換素子２１による撮像電荷ＳO と第２フ
ィールドの光電変換素子２２による撮像電荷ＳE を垂直
ブランキング期間中に１フィールド毎に上下方向に交互
に組み合わせて混合した状態で垂直転送レジスタ２３に
読み出して水平転送レジスタ２４を介して線順次に出力
する。
ように各フィールドの光電変換素子２１，２２により互
いに１フィールド期間づれた状態でそれぞれ１フレーム
期間に亘って撮像電荷ＳO ，ＳE を蓄積し、図３に示す
第１フィールドの光電変換素子２１による撮像電荷ＳO
と第２フィールドの光電変換素子２２による撮像電荷Ｓ
E を垂直ブランキング期間中に１フィールド毎に交互に
垂直転送レジスタ２３に読み出して水平転送レジスタ２
４を介して線順次に出力する。また、上記フィールド蓄
積モードでは、図５に示すように各フィールドの光電変
換素子２１，２２によりそれぞれ１フィールド期間に亘
って撮像電荷ＳO ，ＳE を蓄積し、図３に示す第１フィ
ールドの光電変換素子２１による撮像電荷ＳO と第２フ
ィールドの光電変換素子２２による撮像電荷ＳE を垂直
ブランキング期間中に１フィールド毎に上下方向に交互
に組み合わせて混合した状態で垂直転送レジスタ２３に
読み出して水平転送レジスタ２４を介して線順次に出力
する。
【０００４】すなわち、フレーム蓄積モードで動作する
固体イメージセンサでは、１フレーム期間すなわちＮＴ
ＳＣ方式の場合１／３０秒（ＰＡＬ方式では１／２５
秒）を露光期間（シャッタスピード）とする撮像動作を
行い、また、フィールド蓄積モードで動作する固体イメ
ージセンサでは、１フィールド期間すなわちＮＴＳＣ方
式の場合１／６０秒（ＰＡＬ方式では１／５０秒）を露
光期間（シャッタスピード）とする撮像動作を行う。
固体イメージセンサでは、１フレーム期間すなわちＮＴ
ＳＣ方式の場合１／３０秒（ＰＡＬ方式では１／２５
秒）を露光期間（シャッタスピード）とする撮像動作を
行い、また、フィールド蓄積モードで動作する固体イメ
ージセンサでは、１フィールド期間すなわちＮＴＳＣ方
式の場合１／６０秒（ＰＡＬ方式では１／５０秒）を露
光期間（シャッタスピード）とする撮像動作を行う。
【０００５】ここで、上記図３に示した固体イメージセ
ンサ２０は、光電変換素子２１，２２により得られる撮
像電荷を垂直転送レジスタ２３から水平転送レジスタ２
４を介して線順次に出力する構造のもので、インターラ
イントランスファ型の固体イメージセンサとして知られ
ている。また、従来より、固体イメージセンサとして
は、上記インターライントランスファ型のもの他に、光
電変換素子の部分に例えばＣＣＤによる垂直転送レジス
タを構成するとともに、この垂直転送レジスタの終端側
にＣＣＤによる垂直転送レジスタにより構成した蓄積部
を設け、この蓄積部から水平転送レジスタを介して線順
次に出力するようにしたフレームトランスファ型のＣＣ
Ｄイメージセンサや、インターライントランスファ型の
固体イメージセンサにおける垂直転送レジスタと水平転
送レジスタの間に蓄積部を設けたフレームインターライ
ントランスファ型の固体イメージセンサなどが知られて
いる。
ンサ２０は、光電変換素子２１，２２により得られる撮
像電荷を垂直転送レジスタ２３から水平転送レジスタ２
４を介して線順次に出力する構造のもので、インターラ
イントランスファ型の固体イメージセンサとして知られ
ている。また、従来より、固体イメージセンサとして
は、上記インターライントランスファ型のもの他に、光
電変換素子の部分に例えばＣＣＤによる垂直転送レジス
タを構成するとともに、この垂直転送レジスタの終端側
にＣＣＤによる垂直転送レジスタにより構成した蓄積部
を設け、この蓄積部から水平転送レジスタを介して線順
次に出力するようにしたフレームトランスファ型のＣＣ
Ｄイメージセンサや、インターライントランスファ型の
固体イメージセンサにおける垂直転送レジスタと水平転
送レジスタの間に蓄積部を設けたフレームインターライ
ントランスファ型の固体イメージセンサなどが知られて
いる。
【０００６】また、従来より、ＣＣＤイメージセンサな
どの固体イメージセンサでは、光電変換素子で発生され
た撮像電荷を例えばオーバーフロードレインに捨ててし
まうことにより、実効電荷蓄積期間（露光期間）を制御
するようにした電子シャッタ機能が知られている。上記
電子シャッタ機能は、オーバーフロードレインポテンシ
ャルをサブスレート基板に印加する電圧（シャッタパル
ス）により制御することによって実現される。
どの固体イメージセンサでは、光電変換素子で発生され
た撮像電荷を例えばオーバーフロードレインに捨ててし
まうことにより、実効電荷蓄積期間（露光期間）を制御
するようにした電子シャッタ機能が知られている。上記
電子シャッタ機能は、オーバーフロードレインポテンシ
ャルをサブスレート基板に印加する電圧（シャッタパル
ス）により制御することによって実現される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の電子
シャッタ機能を有するＣＣＤイメージセンサを用いた固
体撮像装置において、上記電子シャッタ機能により露光
期間を制御しようとした場合、フィールド蓄積モードで
動作する固体イメージセンサでは原理的に１フィールド
期間以内ででしか露光期間を制御することができず、ま
た、フレーム蓄積モードで動作する固体イメージセンサ
であっても、シャッタパルスをサブスレート基板に印加
することにより、第１フィールドの画素に対応する光電
変換素子と第２フィールドの画素に対応する光電変換素
子により得られる各フィールドの撮像電荷ＳO ，ＳE が
両方ともオーバーフロードレインに捨てられてしまうの
で、フレーム蓄積モードで動作する固体イメージセンサ
であっても、１フィールド期間内でしか露光期間を制御
することができないという問題点があった。
シャッタ機能を有するＣＣＤイメージセンサを用いた固
体撮像装置において、上記電子シャッタ機能により露光
期間を制御しようとした場合、フィールド蓄積モードで
動作する固体イメージセンサでは原理的に１フィールド
期間以内ででしか露光期間を制御することができず、ま
た、フレーム蓄積モードで動作する固体イメージセンサ
であっても、シャッタパルスをサブスレート基板に印加
することにより、第１フィールドの画素に対応する光電
変換素子と第２フィールドの画素に対応する光電変換素
子により得られる各フィールドの撮像電荷ＳO ，ＳE が
両方ともオーバーフロードレインに捨てられてしまうの
で、フレーム蓄積モードで動作する固体イメージセンサ
であっても、１フィールド期間内でしか露光期間を制御
することができないという問題点があった。
【０００８】そこで、本発明は、上述の如き従来の固体
撮像装置における問題点を解消することを目的とし、電
子シャッタ機能により１フィールド期間〜１フレーム期
間の範囲内で露光期間を制御して、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。
撮像装置における問題点を解消することを目的とし、電
子シャッタ機能により１フィールド期間〜１フレーム期
間の範囲内で露光期間を制御して、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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、マトリクス状
に配設された第１フィールドの画素に対応する光電変換
素子と第２フィールドの画素に対応する光電変換素子に
おいてそれぞれフレーム蓄積により得られる各フィール
ドの撮像電荷を垂直転送レジスタを介して蓄積部に転送
し、上記撮像電荷を上記蓄積部から水平転送レジスタを
介して線順次に出力するフレームインターライントラン
スファ型の固体イメージセンサを備える固体撮像装置に
おいて、光電変換素子により得られる撮像電荷を１フィ
ールド毎にオーバーフロードレインに捨てる電子シャッ
タ制御を行うとともに、上記電子シャッタ制御によりオ
ーバーフロードレインに捨てる直前に各フィールドの撮
像電荷を１フィールド毎に交互に上記撮像部の垂直転送
レジスタに読み出し、上記電子シャッタ制御により各フ
ィールドの光電変換素子に蓄積される１フィールド以内
の蓄積期間の撮像電荷を上記垂直転送レジスタに先に読
み出した１フィールドの撮像電荷と加算して読み出し、
上記撮像部の垂直転送レジスタに加算して読み出された
撮像電荷を垂直ブランキング期間中に上記垂直転送レジ
スタから上記蓄積部の垂直転送レジスタに高速転送し、
上記撮像電荷を上記蓄積部の垂直転送レジスタから上記
水平転送レジスタを介して線順次に出力するように上記
フレームインターライントランスファ型の固体イメージ
センサを駆動する駆動手段を設けたことを特徴とするも
のである。
に配設された第１フィールドの画素に対応する光電変換
素子と第２フィールドの画素に対応する光電変換素子に
おいてそれぞれフレーム蓄積により得られる各フィール
ドの撮像電荷を垂直転送レジスタを介して蓄積部に転送
し、上記撮像電荷を上記蓄積部から水平転送レジスタを
介して線順次に出力するフレームインターライントラン
スファ型の固体イメージセンサを備える固体撮像装置に
おいて、光電変換素子により得られる撮像電荷を１フィ
ールド毎にオーバーフロードレインに捨てる電子シャッ
タ制御を行うとともに、上記電子シャッタ制御によりオ
ーバーフロードレインに捨てる直前に各フィールドの撮
像電荷を１フィールド毎に交互に上記撮像部の垂直転送
レジスタに読み出し、上記電子シャッタ制御により各フ
ィールドの光電変換素子に蓄積される１フィールド以内
の蓄積期間の撮像電荷を上記垂直転送レジスタに先に読
み出した１フィールドの撮像電荷と加算して読み出し、
上記撮像部の垂直転送レジスタに加算して読み出された
撮像電荷を垂直ブランキング期間中に上記垂直転送レジ
スタから上記蓄積部の垂直転送レジスタに高速転送し、
上記撮像電荷を上記蓄積部の垂直転送レジスタから上記
水平転送レジスタを介して線順次に出力するように上記
フレームインターライントランスファ型の固体イメージ
センサを駆動する駆動手段を設けたことを特徴とするも
のである。
【００１０】
【作用】本発明に係る固体撮像装置では、フレームイン
ターライントランスファ型の固体イメージセンサの光電
変換素子により得られる撮像電荷を１フィールド毎にオ
ーバーフロードレインに捨てる電子シャッタ制御を行う
とともに、上記電子シャッタ制御によりオーバーフロー
ドレインに捨てる直前に各フィールドの撮像電荷を１フ
ィールド毎に交互に上記撮像部の垂直転送レジスタに読
み出し、上記電子シャッタ制御により各フィールドの光
電変換素子に蓄積される１フィールド以内の蓄積期間の
撮像電荷を上記垂直転送レジスタに先に読み出した１フ
ィールドの撮像電荷と加算して読み出し、上記撮像部の
垂直転送レジスタに加算して読み出された撮像電荷を垂
直ブランキング期間中に上記垂直転送レジスタから上記
蓄積部の垂直転送レジスタに高速転送し、上記撮像電荷
を上記蓄積部の垂直転送レジスタから上記水平転送レジ
スタを介して線順次に出力する。
ターライントランスファ型の固体イメージセンサの光電
変換素子により得られる撮像電荷を１フィールド毎にオ
ーバーフロードレインに捨てる電子シャッタ制御を行う
とともに、上記電子シャッタ制御によりオーバーフロー
ドレインに捨てる直前に各フィールドの撮像電荷を１フ
ィールド毎に交互に上記撮像部の垂直転送レジスタに読
み出し、上記電子シャッタ制御により各フィールドの光
電変換素子に蓄積される１フィールド以内の蓄積期間の
撮像電荷を上記垂直転送レジスタに先に読み出した１フ
ィールドの撮像電荷と加算して読み出し、上記撮像部の
垂直転送レジスタに加算して読み出された撮像電荷を垂
直ブランキング期間中に上記垂直転送レジスタから上記
蓄積部の垂直転送レジスタに高速転送し、上記撮像電荷
を上記蓄積部の垂直転送レジスタから上記水平転送レジ
スタを介して線順次に出力する。
【００１１】
【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。本発明に係る固
体撮像装置は、例えば図１に示すように構成される。
について、図面に従い詳細に説明する。本発明に係る固
体撮像装置は、例えば図１に示すように構成される。
【００１２】この図１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より駆
動されるＣＣＤイメージセンサ１０を備える。
グ信号発生器１が発生する各種タイミング信号により駆
動されるＣＣＤイメージセンサ１０を備える。
【００１３】上記ＣＣＤイメージセンサ１０は、撮像部
１１と蓄積部１２と水平転送レジスタ１３とから成るフ
レームインターライントランスファ型の固体イメージセ
ンサである。
１１と蓄積部１２と水平転送レジスタ１３とから成るフ
レームインターライントランスファ型の固体イメージセ
ンサである。
【００１４】上記撮像部１１は、マトリクス状に配設さ
れた第１フィールドの画素に対応する光電変換素子１４
及び第２フィールドの画素に対応する光電変換素子１５
と、各光電変換素子１４，１５により得られる撮像電荷
ＳO ，ＳE がそれぞれセンサゲート１６，１７を介して
読み出される１フィールド分の走査ライン数に対応する
転送段数の垂直転送レジスタ１８とを有し、上記第１フ
ィールドの光電変換素子１４と第２フィールドの光電変
換素子１５とが垂直方向に交互に配置されている。ま
た、上記蓄積部１２は、１フィールド分の画素の撮像電
荷を蓄積するもので、上記撮像部１１の垂直転送レジス
タ１８と同様な構成の垂直転送レジスタ１９により構成
される。さらに、上記水平転送レジスタ１３は、１ライ
ンの画素数に対応する転送段数を有する。
れた第１フィールドの画素に対応する光電変換素子１４
及び第２フィールドの画素に対応する光電変換素子１５
と、各光電変換素子１４，１５により得られる撮像電荷
ＳO ，ＳE がそれぞれセンサゲート１６，１７を介して
読み出される１フィールド分の走査ライン数に対応する
転送段数の垂直転送レジスタ１８とを有し、上記第１フ
ィールドの光電変換素子１４と第２フィールドの光電変
換素子１５とが垂直方向に交互に配置されている。ま
た、上記蓄積部１２は、１フィールド分の画素の撮像電
荷を蓄積するもので、上記撮像部１１の垂直転送レジス
タ１８と同様な構成の垂直転送レジスタ１９により構成
される。さらに、上記水平転送レジスタ１３は、１ライ
ンの画素数に対応する転送段数を有する。
【００１５】また、上記タイミング信号発生器１は、図
２に示すように、上記ＣＣＤイメージセンサ１０のサブ
ストレート基板に印加する電子シャッタ制御用のシャッ
タパルスＰSHT や上記ＣＣＤイメージセンサ１０の上記
撮像部１１の各センサゲート１６，１７を開成する第１
及び第２のセンサゲートパルスＳＧO ，ＳＧE 、上記撮
像部１１の垂直転送レジスタ１８を駆動する垂直転送ク
ロックパルスφVIM 、上記蓄積部１２の垂直転送レジス
タ１９を駆動する垂直転送クロックパルスφVST 、上記
水平転送レジスタ１３を駆動する水平転送クロックパル
φH などの各種タイミング信号を発生する。
２に示すように、上記ＣＣＤイメージセンサ１０のサブ
ストレート基板に印加する電子シャッタ制御用のシャッ
タパルスＰSHT や上記ＣＣＤイメージセンサ１０の上記
撮像部１１の各センサゲート１６，１７を開成する第１
及び第２のセンサゲートパルスＳＧO ，ＳＧE 、上記撮
像部１１の垂直転送レジスタ１８を駆動する垂直転送ク
ロックパルスφVIM 、上記蓄積部１２の垂直転送レジス
タ１９を駆動する垂直転送クロックパルスφVST 、上記
水平転送レジスタ１３を駆動する水平転送クロックパル
φH などの各種タイミング信号を発生する。
【００１６】第１フィールドのセンサゲート１６を開成
する第１のセンサゲートパルスＳＧO は、第１フィール
ドの画素に対応する光電変換素子１４により得られる撮
像電荷ＳO を読み出すべき１フレーム期間毎の映像期間
の直前の垂直ブランキング期間ＶBLKO中に発生されると
ともに、第２フィールドの電子シャッタ制御用のシャッ
タパルスＰSHT の１水平走査期間（１Ｈ）前のタイミン
グで発生される。また、第２フィールドのセンサゲート
１７を開成する第２のセンサゲートパルスＳＧE は、第
１フィールドの画素に対応する光電変換素子１４により
得られる撮像電荷ＳE を読み出すべき１フレーム期間毎
の映像期間の直前の垂直ブランキング期間ＶBLKE中に発
生されるとともに、第１フィールドの電子シャッタ制御
用のシャッタパルスＰSHT の１水平走査期間（１Ｈ）前
のタイミングで発生される。すなわち、上記第１及び第
２のセンサゲートパルスＳＧO ，ＳＧE は、それぞれ１
フレーム期間中に２回発生されるようになっている。
する第１のセンサゲートパルスＳＧO は、第１フィール
ドの画素に対応する光電変換素子１４により得られる撮
像電荷ＳO を読み出すべき１フレーム期間毎の映像期間
の直前の垂直ブランキング期間ＶBLKO中に発生されると
ともに、第２フィールドの電子シャッタ制御用のシャッ
タパルスＰSHT の１水平走査期間（１Ｈ）前のタイミン
グで発生される。また、第２フィールドのセンサゲート
１７を開成する第２のセンサゲートパルスＳＧE は、第
１フィールドの画素に対応する光電変換素子１４により
得られる撮像電荷ＳE を読み出すべき１フレーム期間毎
の映像期間の直前の垂直ブランキング期間ＶBLKE中に発
生されるとともに、第１フィールドの電子シャッタ制御
用のシャッタパルスＰSHT の１水平走査期間（１Ｈ）前
のタイミングで発生される。すなわち、上記第１及び第
２のセンサゲートパルスＳＧO ，ＳＧE は、それぞれ１
フレーム期間中に２回発生されるようになっている。
【００１７】また、上記第１フィールドの電子シャッタ
制御用のシャッタパルスＰSHT は、上記垂直ブランキン
グ期間ＶBLKO中の第１のセンサゲートパルスＳＧO 以前
の１フィールド期間〜１フレーム期間の範囲内に発生さ
れる。また、上記第２フィールドの電子シャッタ制御用
のシャッタパルスＰSHT は、上記垂直ブランキング期間
ＶBLKE中の第２のセンサゲートパルスＳＧE 以前の１フ
ィールド期間〜１フレーム期間の範囲内に発生される。
制御用のシャッタパルスＰSHT は、上記垂直ブランキン
グ期間ＶBLKO中の第１のセンサゲートパルスＳＧO 以前
の１フィールド期間〜１フレーム期間の範囲内に発生さ
れる。また、上記第２フィールドの電子シャッタ制御用
のシャッタパルスＰSHT は、上記垂直ブランキング期間
ＶBLKE中の第２のセンサゲートパルスＳＧE 以前の１フ
ィールド期間〜１フレーム期間の範囲内に発生される。
【００１８】また、上記撮像部１１の垂直転送レジスタ
１８を駆動する垂直転送クロックパルスφVIM 及び上記
蓄積部１２の垂直転送レジスタ１９を駆動する垂直転送
クロックパルスφVST は、互いに同期して発生されるも
ので、図２に示すように、有効映像期間ＴO ，ＴE に
は、上記ＣＣＤイメージセンサ１０の垂直方向の画素ピ
ッチに対応する水平走査周期（１Ｈ）で発生され、ま
た、１フィールド期間毎の垂直ブランキング期間
ＶBLKO，ＶBLKE中の上記第１及び第２のセンサゲートパ
ルスＳＧO ，ＳＧE のタイミングの直後に設けられた高
速転送期間ＴF には高速の転送パルスとして出力され
る。
１８を駆動する垂直転送クロックパルスφVIM 及び上記
蓄積部１２の垂直転送レジスタ１９を駆動する垂直転送
クロックパルスφVST は、互いに同期して発生されるも
ので、図２に示すように、有効映像期間ＴO ，ＴE に
は、上記ＣＣＤイメージセンサ１０の垂直方向の画素ピ
ッチに対応する水平走査周期（１Ｈ）で発生され、ま
た、１フィールド期間毎の垂直ブランキング期間
ＶBLKO，ＶBLKE中の上記第１及び第２のセンサゲートパ
ルスＳＧO ，ＳＧE のタイミングの直後に設けられた高
速転送期間ＴF には高速の転送パルスとして出力され
る。
【００１９】さらに、上記水平転送レジスタ１３を駆動
する水平転送クロックパルφH は、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
期で発生される。
する水平転送クロックパルφH は、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
期で発生される。
【００２０】そして、上記ＣＣＤイメージセンサ１０
は、上記タイミング信号発生器１が発生する上述の如き
シャッタパルスＰSHT や上記第１及び第２のセンサゲー
トパルスＳＧO ，ＳＧE 、上垂直転送クロックパルスφ
VIM ，φVST 、水平転送クロックパルφH などの各種タ
イミング信号によって、次のように駆動される。
は、上記タイミング信号発生器１が発生する上述の如き
シャッタパルスＰSHT や上記第１及び第２のセンサゲー
トパルスＳＧO ，ＳＧE 、上垂直転送クロックパルスφ
VIM ，φVST 、水平転送クロックパルφH などの各種タ
イミング信号によって、次のように駆動される。
【００２１】すなわち、上記ＣＣＤイメージセンサ１０
の各光電変換素子１４，１５により発生された撮像電荷
ＳO ，ＳE は、上記シャッタパルスＰSHT がサブストレ
ート基板に印加される毎にオーバーフロードレインに捨
てられる。
の各光電変換素子１４，１５により発生された撮像電荷
ＳO ，ＳE は、上記シャッタパルスＰSHT がサブストレ
ート基板に印加される毎にオーバーフロードレインに捨
てられる。
【００２２】そして、第１フィールドの画素に対応する
光電変換素子１４により得られる撮像電荷ＳO は、上記
第１のセンサゲートパルスＳＧO により第１フィールド
のセンサゲート１６が開成される毎に上記垂直転送レジ
スタ１８に読み出される。また、第２フィールドの画素
に対応する光電変換素子１５により得られる撮像電荷Ｓ
E は、上記第２のセンサゲートパルスＳＧE により第２
フィールドのセンサゲート１７が開成される毎に上記垂
直転送レジスタ１８に読み出される。
光電変換素子１４により得られる撮像電荷ＳO は、上記
第１のセンサゲートパルスＳＧO により第１フィールド
のセンサゲート１６が開成される毎に上記垂直転送レジ
スタ１８に読み出される。また、第２フィールドの画素
に対応する光電変換素子１５により得られる撮像電荷Ｓ
E は、上記第２のセンサゲートパルスＳＧE により第２
フィールドのセンサゲート１７が開成される毎に上記垂
直転送レジスタ１８に読み出される。
【００２３】上記第１フィールドの画素に対応する光電
変換素子１４では、その撮像電荷が第１フィールドの電
子シャッタ制御用のシャッタパルスＰSHT によってオー
バーフロードレインに捨てられてから約１フィールドの
期間ＴO1に亘って撮像電荷ＳO1を蓄積する。そして、こ
の期間ＴO1の蓄積電荷ＳO1が第２フィールドの電子シャ
ッタ制御用のシャッタパルスＰSHT の１Ｈ前の第１のセ
ンサゲートパルスＳＧO により上記垂直転送レジスタ１
８に読み出される。さらに、上記第１フィールドの画素
に対応する光電変換素子１４では、その撮像電荷が上記
第２フィールドの電子シャッタ制御用のシャッタパルス
ＰSHT によってオーバーフロードレインに捨てられてか
ら垂直ブランキング期間ＶBLKOの第１フィールドのセン
サゲートパルスＳＧO のタイミングまでの期間ＴO2に亘
って撮像電荷ＳO2を蓄積する。そして、この期間ＴO2の
蓄積電荷ＳO2が第２フィールドの電子シャッタ制御用の
シャッタパルスＰSHT の１Ｈ前の第１のセンサゲートパ
ルスＳＧO により上記垂直転送レジスタ１８に読み出さ
れる。これにより、上記垂直転送レジスタ１８には、上
記期間ＴO1，ＴO2に蓄積された各撮像電荷ＳO1，ＳO2が
加算されて読み出される。すなわち、上記垂直転送レジ
スタ１８には、ＴO1＋ＴO2を実効電荷蓄積期間ＴEXP と
した撮像電荷ＳO1＋ＳO2が読み出される。
変換素子１４では、その撮像電荷が第１フィールドの電
子シャッタ制御用のシャッタパルスＰSHT によってオー
バーフロードレインに捨てられてから約１フィールドの
期間ＴO1に亘って撮像電荷ＳO1を蓄積する。そして、こ
の期間ＴO1の蓄積電荷ＳO1が第２フィールドの電子シャ
ッタ制御用のシャッタパルスＰSHT の１Ｈ前の第１のセ
ンサゲートパルスＳＧO により上記垂直転送レジスタ１
８に読み出される。さらに、上記第１フィールドの画素
に対応する光電変換素子１４では、その撮像電荷が上記
第２フィールドの電子シャッタ制御用のシャッタパルス
ＰSHT によってオーバーフロードレインに捨てられてか
ら垂直ブランキング期間ＶBLKOの第１フィールドのセン
サゲートパルスＳＧO のタイミングまでの期間ＴO2に亘
って撮像電荷ＳO2を蓄積する。そして、この期間ＴO2の
蓄積電荷ＳO2が第２フィールドの電子シャッタ制御用の
シャッタパルスＰSHT の１Ｈ前の第１のセンサゲートパ
ルスＳＧO により上記垂直転送レジスタ１８に読み出さ
れる。これにより、上記垂直転送レジスタ１８には、上
記期間ＴO1，ＴO2に蓄積された各撮像電荷ＳO1，ＳO2が
加算されて読み出される。すなわち、上記垂直転送レジ
スタ１８には、ＴO1＋ＴO2を実効電荷蓄積期間ＴEXP と
した撮像電荷ＳO1＋ＳO2が読み出される。
【００２４】上記垂直転送レジスタ１８に読み出された
撮像電荷ＳO1＋ＳO2は、垂直ブランキング期間ＶBLKO中
の上記第１のセンサゲートパルスＳＧO のタイミングの
直後に設けられた高速転送期間ＴF に上記撮像部１１の
垂直転送レジスタ１８から上記蓄積部１２の垂直転送レ
ジスタ１９へ高速転送される。
撮像電荷ＳO1＋ＳO2は、垂直ブランキング期間ＶBLKO中
の上記第１のセンサゲートパルスＳＧO のタイミングの
直後に設けられた高速転送期間ＴF に上記撮像部１１の
垂直転送レジスタ１８から上記蓄積部１２の垂直転送レ
ジスタ１９へ高速転送される。
【００２５】そして、上記垂直ブランキング期間ＶBLKO
に続く映像期間ＴO 中に、１Ｈ周期の各垂直転送クロッ
クパルスφVIM ，φVST により上記撮像部１１の垂直転
送レジスタ１８及び上記蓄積部１２の垂直転送レジスタ
１９が駆動されることにより、上記蓄積部１２の垂直転
送レジスタ１９内の第１のフィールドの撮像電荷ＳOが
垂直転送され、上記水平転送クロックパルφH により駆
動される上記水平転送レジスタ１３を介して１水平走査
ライン分ずつすなわち線順次に出力される。
に続く映像期間ＴO 中に、１Ｈ周期の各垂直転送クロッ
クパルスφVIM ，φVST により上記撮像部１１の垂直転
送レジスタ１８及び上記蓄積部１２の垂直転送レジスタ
１９が駆動されることにより、上記蓄積部１２の垂直転
送レジスタ１９内の第１のフィールドの撮像電荷ＳOが
垂直転送され、上記水平転送クロックパルφH により駆
動される上記水平転送レジスタ１３を介して１水平走査
ライン分ずつすなわち線順次に出力される。
【００２６】また、上記第２フィールドの画素に対応す
る光電変換素子１５では、その撮像電荷が第２フィール
ドの電子シャッタ制御用のシャッタパルスＰSHT によっ
てオーバーフロードレインに捨てられてから約１フィー
ルドの期間ＴE1に亘って撮像電荷ＳE1を蓄積する。そし
て、この期間ＴE1の蓄積電荷ＳE1が第１フィールドの電
子シャッタ制御用のシャッタパルスＰSHT の１Ｈ前の第
１のセンサゲートパルスＳＧE により上記垂直転送レジ
スタ１８に読み出される。さらに、上記第２フィールド
の画素に対応する光電変換素子１５では、その撮像電荷
が上記第１フィールドの電子シャッタ制御用のシャッタ
パルスＰSHT によってオーバーフロードレインに捨てら
れてから垂直ブランキング期間ＶBLKEの第２フィールド
のセンサゲートパルスＳＧE のタイミングまでの期間Ｔ
E2に亘って撮像電荷ＳO2を蓄積する。そして、この期間
ＴE2の蓄積電荷ＳE2が第１フィールドの電子シャッタ制
御用のシャッタパルスＰSHT の１Ｈ前の第２のセンサゲ
ートパルスＳＧE により上記垂直転送レジスタ１８に読
み出される。これにより、上記垂直転送レジスタ１８に
は、上記期間ＴE1，ＴE2に蓄積された各撮像電荷ＳE1，
ＳE2が加算されて読み出される。すなわち、上記垂直転
送レジスタ１８には、ＴE1＋ＴE2を実効電荷蓄積期間Ｔ
EXP とした撮像電荷ＳE1＋ＳE2が読み出される。
る光電変換素子１５では、その撮像電荷が第２フィール
ドの電子シャッタ制御用のシャッタパルスＰSHT によっ
てオーバーフロードレインに捨てられてから約１フィー
ルドの期間ＴE1に亘って撮像電荷ＳE1を蓄積する。そし
て、この期間ＴE1の蓄積電荷ＳE1が第１フィールドの電
子シャッタ制御用のシャッタパルスＰSHT の１Ｈ前の第
１のセンサゲートパルスＳＧE により上記垂直転送レジ
スタ１８に読み出される。さらに、上記第２フィールド
の画素に対応する光電変換素子１５では、その撮像電荷
が上記第１フィールドの電子シャッタ制御用のシャッタ
パルスＰSHT によってオーバーフロードレインに捨てら
れてから垂直ブランキング期間ＶBLKEの第２フィールド
のセンサゲートパルスＳＧE のタイミングまでの期間Ｔ
E2に亘って撮像電荷ＳO2を蓄積する。そして、この期間
ＴE2の蓄積電荷ＳE2が第１フィールドの電子シャッタ制
御用のシャッタパルスＰSHT の１Ｈ前の第２のセンサゲ
ートパルスＳＧE により上記垂直転送レジスタ１８に読
み出される。これにより、上記垂直転送レジスタ１８に
は、上記期間ＴE1，ＴE2に蓄積された各撮像電荷ＳE1，
ＳE2が加算されて読み出される。すなわち、上記垂直転
送レジスタ１８には、ＴE1＋ＴE2を実効電荷蓄積期間Ｔ
EXP とした撮像電荷ＳE1＋ＳE2が読み出される。
【００２７】上記垂直転送レジスタ１８に読み出された
撮像電荷ＳE1＋ＳE2は、垂直ブランキング期間ＶBLKE中
の上記第２のセンサゲートパルスＳＧE のタイミングの
直後に設けられた高速転送期間ＴF に上記撮像部１１の
垂直転送レジスタ１８から上記蓄積部１２の垂直転送レ
ジスタ１９へ高速転送される。
撮像電荷ＳE1＋ＳE2は、垂直ブランキング期間ＶBLKE中
の上記第２のセンサゲートパルスＳＧE のタイミングの
直後に設けられた高速転送期間ＴF に上記撮像部１１の
垂直転送レジスタ１８から上記蓄積部１２の垂直転送レ
ジスタ１９へ高速転送される。
【００２８】そして、上記垂直ブランキング期間ＶBLKO
に続く映像期間ＴO 中に、１Ｈ周期の各垂直転送クロッ
クパルスφVIM ，φVST により上記撮像部１１の垂直転
送レジスタ１８及び上記蓄積部１２の垂直転送レジスタ
１９が駆動されることにより、上記蓄積部１２の垂直転
送レジスタ１９内の第２のフィールドの撮像電荷ＳOが
垂直転送され、上記水平転送クロックパルφH により駆
動される上記水平転送レジスタ１３を介して１水平走査
ライン分ずつすなわち線順次に出力される。
に続く映像期間ＴO 中に、１Ｈ周期の各垂直転送クロッ
クパルスφVIM ，φVST により上記撮像部１１の垂直転
送レジスタ１８及び上記蓄積部１２の垂直転送レジスタ
１９が駆動されることにより、上記蓄積部１２の垂直転
送レジスタ１９内の第２のフィールドの撮像電荷ＳOが
垂直転送され、上記水平転送クロックパルφH により駆
動される上記水平転送レジスタ１３を介して１水平走査
ライン分ずつすなわち線順次に出力される。
【００２９】これにより、上記ＣＣＤイメージセンサ１
０からは、１フィールド期間〜１フレーム期間の範囲内
を実効電荷蓄積期間ＴEXP とした撮像電荷ＳO1＋ＳO2／
ＳE1＋ＳE2を１フィールド毎に交互に読み出すことがで
き、電子シャッタ機能により１フィールド期間〜１フレ
ームの期間の範囲内で露光期間を制御して、インタレー
ス走査により撮像動作を行った撮像出力を得ることがで
きる。
０からは、１フィールド期間〜１フレーム期間の範囲内
を実効電荷蓄積期間ＴEXP とした撮像電荷ＳO1＋ＳO2／
ＳE1＋ＳE2を１フィールド毎に交互に読み出すことがで
き、電子シャッタ機能により１フィールド期間〜１フレ
ームの期間の範囲内で露光期間を制御して、インタレー
ス走査により撮像動作を行った撮像出力を得ることがで
きる。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、マトリ
クス状に配設された第１フィールドの画素に対応する光
電変換素子と第２フィールドの画素に対応する光電変換
素子においてそれぞれフレーム蓄積により得られる各フ
ィールドの撮像電荷を垂直転送レジスタを介して蓄積部
に転送し、上記撮像電荷を上記蓄積部から水平転送レジ
スタを介して線順次に出力するフレームインターライン
トランスファ型の固体イメージセンサを備える固体撮像
装置において、光電変換素子により得られる撮像電荷を
１フィールド毎にオーバーフロードレインに捨てる電子
シャッタ制御を行うとともに、上記電子シャッタ制御に
よりオーバーフロードレインに捨てる直前に各フィール
ドの撮像電荷を１フィールド毎に交互に上記撮像部の垂
直転送レジスタに読み出し、上記電子シャッタ制御によ
り各フィールドの光電変換素子に蓄積される１フィール
ド以内の蓄積期間の撮像電荷を上記垂直転送レジスタに
先に読み出した１フィールドの撮像電荷と加算して読み
出し、上記撮像部の垂直転送レジスタに加算して読み出
された撮像電荷を垂直ブランキング期間中に上記垂直転
送レジスタから上記蓄積部の垂直転送レジスタに高速転
送し、上記撮像電荷を上記蓄積部の垂直転送レジスタか
ら上記水平転送レジスタを介して線順次に出力するよう
に上記フレームインターライントランスファ型の固体イ
メージセンサを駆動するので、電子シャッタ機能により
１フィールド期間〜１フレームの期間の範囲内で露光期
間を制御して、撮像動作を行うことができる。
クス状に配設された第１フィールドの画素に対応する光
電変換素子と第２フィールドの画素に対応する光電変換
素子においてそれぞれフレーム蓄積により得られる各フ
ィールドの撮像電荷を垂直転送レジスタを介して蓄積部
に転送し、上記撮像電荷を上記蓄積部から水平転送レジ
スタを介して線順次に出力するフレームインターライン
トランスファ型の固体イメージセンサを備える固体撮像
装置において、光電変換素子により得られる撮像電荷を
１フィールド毎にオーバーフロードレインに捨てる電子
シャッタ制御を行うとともに、上記電子シャッタ制御に
よりオーバーフロードレインに捨てる直前に各フィール
ドの撮像電荷を１フィールド毎に交互に上記撮像部の垂
直転送レジスタに読み出し、上記電子シャッタ制御によ
り各フィールドの光電変換素子に蓄積される１フィール
ド以内の蓄積期間の撮像電荷を上記垂直転送レジスタに
先に読み出した１フィールドの撮像電荷と加算して読み
出し、上記撮像部の垂直転送レジスタに加算して読み出
された撮像電荷を垂直ブランキング期間中に上記垂直転
送レジスタから上記蓄積部の垂直転送レジスタに高速転
送し、上記撮像電荷を上記蓄積部の垂直転送レジスタか
ら上記水平転送レジスタを介して線順次に出力するよう
に上記フレームインターライントランスファ型の固体イ
メージセンサを駆動するので、電子シャッタ機能により
１フィールド期間〜１フレームの期間の範囲内で露光期
間を制御して、撮像動作を行うことができる。
【図１】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。
ック図である。
【図２】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。
ートである。
【図３】従来の固体撮像装置に使用されていたインター
ライントランスファ型ＣＣＤイメージセンサの構成を示
すブロック図である。
ライントランスファ型ＣＣＤイメージセンサの構成を示
すブロック図である。
【図４】上記インターライントランスファ型ＣＣＤイメ
ージセンサのフレーム蓄積モードの撮像動作を説明する
ための波形図である。
ージセンサのフレーム蓄積モードの撮像動作を説明する
ための波形図である。
【図５】上記インターライントランスファ型ＣＣＤイメ
ージセンサのフィールド蓄積モードの撮像動作を説明す
るための波形図である。
ージセンサのフィールド蓄積モードの撮像動作を説明す
るための波形図である。
１・・・タイミング信号発生器 １０・・・ＣＣＤイメージセンサ １１・・・撮像部 １２・・・蓄積部 １３・・・水平転送レジスタ １４・・・第１のフィールドの光電変換素子 １５・・・第２のフィールドの光電変換素子 １８・・・垂直転送レジスタ
Claims (1)
- 【請求項１】 マトリクス状に配設された第１フィール
ドの画素に対応する光電変換素子と第２フィールドの画
素に対応する光電変換素子においてそれぞれフレーム蓄
積により得られる各フィールドの撮像電荷を垂直転送レ
ジスタを介して蓄積部に転送し、上記撮像電荷を上記蓄
積部から水平転送レジスタを介して線順次に出力するフ
レームインターライントランスファ型の固体イメージセ
ンサを備える固体撮像装置において、 光電変換素子により得られる撮像電荷を１フィールド毎
にオーバーフロードレインに捨てる電子シャッタ制御を
行うとともに、上記電子シャッタ制御によりオーバーフ
ロードレインに捨てる直前に各フィールドの撮像電荷を
１フィールド毎に交互に上記撮像部の垂直転送レジスタ
に読み出し、上記電子シャッタ制御により各フィールド
の光電変換素子に蓄積される１フィールド以内の蓄積期
間の撮像電荷を上記垂直転送レジスタに先に読み出した
１フィールドの撮像電荷と加算して読み出し、上記撮像
部の垂直転送レジスタに加算して読み出された撮像電荷
を垂直ブランキング期間中に上記垂直転送レジスタから
上記蓄積部の垂直転送レジスタに高速転送し、上記撮像
電荷を上記蓄積部の垂直転送レジスタから上記水平転送
レジスタを介して線順次に出力するように上記フレーム
インターライントランスファ型の固体イメージセンサを
駆動する駆動手段を設けたことを特徴とする固体撮像装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16379292A JP3166313B2 (ja) | 1992-05-30 | 1992-05-30 | 固体撮像装置 |
| US08/067,284 US5463421A (en) | 1992-05-30 | 1993-05-26 | Solid-state image apparatus which sweeps out independently ineffective electric charges so that the exposure period can be varied within a range from one field period to one frame period |
| DE69319799T DE69319799T2 (de) | 1992-05-30 | 1993-05-28 | Festkörperbildaufnahmevorrichtung mit Steuerung der Integrationszeit |
| EP93304198A EP0573235B1 (en) | 1992-05-30 | 1993-05-28 | Solid-state image pick-up apparatus with integration time control |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16379292A JP3166313B2 (ja) | 1992-05-30 | 1992-05-30 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05336448A true JPH05336448A (ja) | 1993-12-17 |
| JP3166313B2 JP3166313B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=15780792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16379292A Expired - Lifetime JP3166313B2 (ja) | 1992-05-30 | 1992-05-30 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3166313B2 (ja) |
-
1992
- 1992-05-30 JP JP16379292A patent/JP3166313B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3166313B2 (ja) | 2001-05-14 |
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|---|---|---|---|
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