JPH083105Y2 - 固体撮像装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は固定撮像装置に関する。

［従来の技術］ 第３図はインターレース方式及びノンインターレース
方式による光電変換動作が可能な固定撮像装置の概略図
である。

この固定撮像素子は光強度に対応する電荷を蓄積する
複数の光電変換素子10、光電変換素子に蓄積された電荷
を読み出して、時系列の信号電荷として出力する垂直レ
ジスタ11及び水平レジスタ12から構成されている。固定
撮像素子の駆動方法としては、１フレーム（１画面）を
２フィールドで構成する2:1インターレース方式（以
下、インターレース方式という）及び１フレームを１フ
ィールドで構成するノンインターレース方式がある。

第４図（ａ）、（ｂ）はインターレース方式で動作さ
せるための固体撮像素子を動作させる垂直転送パルスの
タイミングチャートである。インターレース方式は第３
図に示すように、奇数番目の光電変換素子列10_ODDを奇
数フィールドに、偶数番目の光電変換素子列10_EVENを偶
数フィールドに、それぞれ対応させて使用するものであ
る。奇数フィールド及び偶数フィールドはそれぞれ1/30
秒間の電荷蓄積時間により電荷を蓄積する。奇数フィー
ルド及び偶数フィールドに蓄積された信号電荷は垂直転
送パルスV_OC1a及びV_EC1aが出力される度毎に、垂直レジ
スタ11及び水平レジスタ12により読み出される。

又、第４図（ｃ）、（ｄ）はノンインターレース方式
で動作させるための固定撮像素子を動作させる垂直転送
パルスのタイミングチャートである。ノンインターレー
ス方式は第３図に示すように例えば奇数フィールドの光
電変換素子列10_ODDのみを使用するものである。奇数フ
ィールドは1/60秒間の電荷蓄積時間により電荷を蓄積す
る。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、ノンインターレース方式では、全ての光電
変換素子を使用して画像を読み取ると、１フレームの画
像を形成するのに時間がかかるので、動きの速い物体を
捉えることができなくなる。そこで、画面の緻密さを犠
牲にしても、読み取り速度を確保するため、１フレーム
当りの光電変換素子数をインターレース方式に比べて半
分にしている。

しかし、第４図（ｃ）に示したようにノンインターレ
ース方式における各光電変換素子の電荷蓄積時間はイン
ターレース方式の半分になっている。このため、ノンイ
ンターレース方式はインターレース方式よりも、感度が
低いという問題点があった。

本考案は上記問題点を解決するためになされたもの
で、電荷蓄積時間の短かいノンインターレース方式であ
っても、電荷蓄積時間の長いインターレース方式と同様
の感度が得られる固定撮像装置を提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 本考案に係る固体撮像装置は、２次元に配列された複
数の光電変換素子を有し、奇数フィールドの各光電変換
素子又は偶数フィールドの各光電変換素子にそれぞれ蓄
積された信号電荷のどちらか一方のフィールドの信号電
荷を所定の周期で読み出して、画像信号を生成する固体
撮像装置において、フィールド周期の際に、奇数フィー
ルド垂直転送パルスVc、偶数フィールド垂直転送パルス
Vdb及びフレーム周期の半分の周期で光電変換素子の信
号電荷を読み出すためのパルスVs1bをそれぞれ出力する
第１信号出力回路と、前記奇数フィールド垂直転送パル
スVc及び前記パルスVs1bをアナログ加算して奇数フィー
ルドの各光電変換素子に出力する第１アナログ加算器
と、前記パルスVs1bに同期したパルスVs3を出力する第
２信号出力回路と、前記パルスVs3及び前記偶数フィー
ルド垂直転送パルスVdbをデジタル加算し、偶数フィー
ルド垂直転送パルスVaとして出力するデジタル加算器
と、前記偶数フィールド垂直転送パルスVa及び前記パル
スVs1bを加算して偶数フィールドの各光電変換素子に出
力する第２アナログ加算器とを有し、前記第１及び第２
アナログ加算器の出力によって、奇数フィールドの各光
電変換素子と、その各光電変換素子の垂直方向の直下に
隣接する偶数フィールドの各光電変換素子とにそれぞれ
蓄積された信号電荷を加え合わせて出力するようにした
ものである。

［作用］ 上記構成の固体撮像装置は、フィールド周期の際、第
１信号出力回路は、奇数フィールド垂直転送パルスVc及
びフレーム周期の半分の周期のパルスVs1bを第１アナロ
グ加算器に出力すると共に、そのパルスVs1bを第２アナ
ログ加算器に出力し、また、偶数フィールド垂直転送パ
ルスVdbをデジタル加算器に出力する。一方、第２信号
出力回路はパルスVs1bに同期したパルスVs3をデジタル
加算器に出力し、デジタル加算器は、第２信号出力回路
からのパルスVs3と偶数フィールド垂直転送パルスVdbと
をデジタル加算して、偶数フィールド垂直転送パルスVa
を第２アナログ加算器に出力する。第１アナログ加算器
は奇数フィールド垂直転送パルスVc及び前記パルスVs1b
をアナログ加算して奇数フィールドの各光電変換素子に
出力し、第２アナログ加算器は偶数フィールド垂直転送
パルスVa及び前記パルスVs1bを加算して偶数フィールド
の各光電変換素子に出力するので、奇数フィールドの各
光電変換素子と、その各光電変換素子の垂直方向の直下
に隣接する偶数フィールドの各光電変換素子とにそれぞ
れ蓄積された信号電荷が加え合わせられて出力される。

［実施例］ 以下、本考案の一実施例を添付図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は本考案の一実施例に係る固体撮像装置のブロ
ック図である。第１図において、１は複数の光電変換素
子を縦横に配置してなる固定撮像素子、２は固定撮像素
子を駆動する信号を出力する信号出力回路、３は信号出
力回路２が出力する信号をアナログ的に合成するアナロ
グ加算器、４は信号出力回路、５はデジタル加算器、６
は２入力１出力の選択回路、７は信号出力回路２及び選
択回路６が出力する信号をアナログ的に合成するアナロ
グ加算器である。

信号出力回路２は奇数フィールドの垂直転送パルス
V_C、周期が1/30秒又は1/60秒の奇数フィールドの垂直転
送パルスV_S1a又はV_S1b、偶数フィールドの垂直転送パル
スV_da、垂直転送パルスV_S1aを半周期ずらした周期1/30
秒の偶数フィールドの垂直転送パルスV_S2を出力する。

又、信号出力回路４は垂直同期信号VDから作成された
偶数フィールドの垂直転送パルスV_S3を出力する。

次に、本考案の一実施例に係る固体撮像装置の動作に
ついて、第２図のタイミングチャートを参照して説明す
る。まず、インターレース方式により動作する場合につ
いて説明する。インターレース方式により動作するとき
は、信号出力回路２は第２図（ａ）、（ｂ）、（ｄ）及
び（ｅ）に示すように、奇数フィールドの垂直転送パル
スV_C、偶数フィールドの垂直転送パルスV_da、周期が1/3
0秒の奇数フィールドの垂直転送パルスV_S1a及び偶数フ
ィールドの垂直転送パルスV_S2を出力する。

アナログ加算器３は垂直転送パルスV_C及び垂直転送パ
ルスV_S1aをアナログ的に加算して、第２図（ｆ）に示す
ように奇数フィールドの複合信号V_OC1aを出力する。

一方、選択回路６はインターレース方式では信号出力
回路２の出力信号、即ち垂直転送パルスV_daをアナログ
加算器７に出力する。アナログ加算器７は垂直転送パル
スV_da及び垂直転送パルスV_S2をアナログ的に加算して、
第２図（ｇ）に示すように偶数フィールドの複合信号V
_EC1aを出力する。

固体撮像素子１は奇数フィールドの複合信号V_OC1a及
び偶数フィールドの複合信号V_EC1a等によりインターレ
ース方式により動作する。固体撮像素子１は偶数フィー
ルドを構成する光電変換素子の信号電荷及び奇数フィー
ルドを構成する光電変換素子の信号電荷を時系列に出力
することになる。

次に、ノンインターレース方式により動作する場合に
ついて説明する。ノンインターレース方式により動作す
るときは、信号出力回路２は第２図（ａ）、（ｃ）、
（ｈ）に示すように、奇数フィールドの垂直転送パルス
V_C、偶数フィールドの垂直転送パルスV_db、周期が1/60
秒の垂直同期信号V_S1bを出力する。又、信号出力回路４
は第２図（ｊ）に示すように、垂直同期信号VDより作成
された垂直転送パルスV_S3を出力する。

アナログ加算器３は垂直転送パルスV_C及び垂直転送パ
ルスV_S1bをアナログ的に加算して、第２図（ｉ）に示す
ように奇数フィールドの複合信号V_OC1bを出力する。

又、デジタル加算器５は垂直転送パルスV_db及びV_S3を
デジタル的に加算して、第２図（ｋ）に示すように複合
信号V_aを出力する。

一方、選択回路６はノンインターレース方式ではデジ
タル加算器５の出力信号、即ち複合信号V_aをアナログ加
算器７に出力する。

アナログ加算器７は複合信号V_a及び垂直転送パルスV
_S1bをアナログ的に加算して、第２図（ｉ）に示すよう
に偶数フィールドの複合信号V_EC1bを出力する。

固体撮像素子１は奇数フィールドの複合信号V_OC1b及
び偶数フィールドの複合信号V_EC1b等によりノンインタ
ーレース方式により動作する。

複合信号V_OC1b及び複合信号V_EC1b等により動作する固
体撮像素子１は、同期して動作する光電変換素子の信号
電荷を、それぞれ加え合わせた信号電荷を出力すること
になる。従って、個々の光電変換素子の電荷蓄積時間は
1/60秒であって、インターレース方式の電荷蓄積時間の
1/30秒の半分になっているが、２個の光電変換素子の蓄
積電荷を合成したものを出力するので、従来のノンイン
ターレース方式のものよりも感度がよい固体撮像装置が
得られることになる。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案によれば、偶数フィールド
及び奇数フィールドを同期して動作させることにより、
偶数フィールド及び奇数フィールドの光電変換素子にそ
れぞれ信号電荷を蓄積させ、それぞれ同時に動作する偶
数フィールドの各光電変換素子の信号電荷と、奇数フィ
ールドの各光電変換素子に蓄積された信号電荷とを、そ
れぞれ加え合わせて出力することにより、従来のノンイ
ンタレース方式による信号電荷の２倍の信号電荷が得ら
れるので、感度が高い固体撮像装置が得られるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る固体撮像装置のブロッ
ク図、第２図は第１図に示した固体撮像装置の動作を示
すタイミングチャート、第３図は固体撮像素子の概略
図、第４図は従来の固体撮像装置の動作を示すタイミン
グチャートである。 １……固定撮像素子、２、４……信号出力回路、３、７
……アナログ加算器、５……デジタル加算器、６……選
択回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】２次元に配列された複数の光電変換素子を
   有し、奇数フィールドの各光電変換素子又は偶数フィー
   ルドの各光電変換素子にそれぞれ蓄積された信号電荷の
   どちらか一方のフィールドの信号電荷を所定の周期で読
   み出して、画像信号を生成する固体撮像装置において、 フィールド周期の際に、奇数フィールド垂直転送パルス
   Vc、偶数フィールド垂直転送パルスVdb及びフレーム周
   期の半分の周期で光電変換素子の信号電荷を読み出すた
   めのパルスVs1bをそれぞれ出力する第１信号出力回路
   と、 前記奇数フィールド垂直転送パルスVc及び前記パルスVs
   1bをアナログ加算して奇数フィールドの各光電変換素子
   に出力する第１アナログ加算器と、 前記パルスVs1bに同期したパルスVs3を出力する第２信
   号出力回路と、 前記パルスVs3及び前記偶数フィールド垂直転送パルスV
   dbをデジタル加算し、偶数フィールド垂直転送パルスVa
   として出力するデジタル加算器と、 前記偶数フィールド垂直転送パルスVa及び前記パルスVs
   1bを加算して偶数フィールドの各光電変換素子に出力す
   る第２アナログ加算器とを有し、 前記第１及び第２アナログ加算器の出力によって、奇数
   フィールドの各光電変換素子と、その各光電変換素子の
   垂直方向の直下に隣接する偶数フィールドの各光電変換
   素子とにそれぞれ蓄積された信号電荷を加え合わせて出
   力することを特徴とする固体撮像装置。