JPS6234471A - 固体撮像装置の駆動方法 - 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） この発明は、二次元固体撮ｉＦ！装置の駆動方法に関す
るり （従来の技術） 固体撮源装重の１種でおるインターライン転送ＣＣＤ撮
像累子（以下ＩＬ−ＣＣＤ撮猷素子と略記する。）は第
２図に模式的平面図に示すように、水平方向と垂直方向
に規則的配夕ＩＪされた蓄積領域１と、蓄積領域ｌで光
電変換されて蓄積された信号電荷を垂直方向に転送する
垂直ＣＣＵレジスタ２および水平方間に転送する水子Ｃ
ＣＤレジスタ３と、出力部４で構成されている。図中の
矢即は信号電荷の転送方向を示している口 ■Ｌ−ＣＣＤ撮揮ぶ子は＃槓偵域に蓄積された信号電荷
をフレーム周期で絖み出す７レ一ム蓄槓動作とフィール
ド周期で読み出すフィールド蓄積動作の２種類の読み出
し動作が行なえる０第３図は従来のフィールド蓄積動作
を模式的に示している０水平方向の行に順番にある行よ
り’ｔ　ｖ　ｌ宜＋　Ｉｓ　＠・・・、！６．・・・と
名付けるｏｔＦ数フィールドにおいてはまずｌ茸＊　Ｚ
４＊　ｌａｗ　ｌａｙ・・・に対応する蓄積領域より信
号電荷が垂直ＣＣＤレジスタ２へ転送され、次に垂直Ｃ
ＣＤレジスタ２の転送動作によってｌ絵素分信号電荷は
転送され、さらにＩ！寡。

ｚｓ＃　ｌａｗ　ｌＹｔ・・・に対応する蓄積領域より
信号電荷が垂直ＣＣＤレジスタ２へ転送される口この結
果ＩＲ＊　１４＊　Ｇｅ　ｌａｗ・・・　に対応する蓄
積領域の信号電荷はそれぞれｌｅｔ　ｌａ、ｌｅｔ　ｌ
ｔｐ・・・に対応する蓄積領域の信号電荷と垂直ＣＣＤ
レジスタ２内で加算される。加え合わされた／、＋／、
。

／、　＋７．　、　／、　＋／藝、１．＋１．．・・・
の信号電荷をそれぞれ一水千期間の信号とする０偶数フ
イールドにおいては垂直ＣＣＤレジスタ２内で加え合わ
せる水平方向の蓄積領域の行の組み合わせを１１　＋ｌ
＠　ｐ　１４　＋　ｌａ　ｔ　ｌａ　＋ｌｔ　＠　・”
に変える。このように坐直方向に＠接する２つの行の組
み合わせをフィールド毎に変えることによりてインター
レース動作を行７！りている。第４図はフレーム蓄積動
作をｉ成約に示しているｅ水平方向の行に服番にらる行
よりＺ１＊　ｌｅｔ　ｔｌｅ・・・、１．、・・・と名
付けるＯｆ数フィールドではＺｌｔ　１．、　ｌａｗ・
・・に対応する蓄積領域より（１号電荷が艦直ＣＣＤレ
ジスタ２へ移され、出力部４へ転送されてい〈０偶数フ
イールドではｌ２．ら、ｌ・、・・・に対応する蓄積領
域よ）信号電荷が垂直ＣＣＤレジスタ２へ移され、′出
力部４へ転送されていく（ｗ根賢朗等、テレビジ冒ン学
会技術報告、餡独５８年３月１８日ｅ　　ＴＥＢＳ８７
−３　）ｏ　　　　　’（発明が解決しよりとする問題
点） 第３図に示された従来のフィールド蓄積動作では垂直方
向に２つの蓄積領域の信号電荷を加算するために、琺直
解岱度が低下する＠ ｔた第４図に示された７レ一ム蓄積動作ではフィールド
蓄積動作に比較して蓄積期間が２倍の長さになシ、フィ
ールド偶像と呼ばれている残像現象が発生するという欠
点がめりた・ この発明の目的はこの欠点を解決した固体撮像装置の駆
動方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） この発明の要旨とするところは、半導体基板と。

この基板の主面に二次元的配列形成され光の入射による
信号電荷を蓄積する第一、第二の蓄積領域を順次垂直方
向に配列し、この蓄積領域の各列ごとに対応して設けら
れた垂直ＣＣＤレジスタを水平方向に多数列設は前記垂
直ＣＣＤレジスタの一方の端部より出力部へ信号電荷を
転送する水平ＣＣＤレジスタとを有する二次元固体撮像
装置において、一方のフィールドの垂直フランキング期
間においてまず第一あるいは第二の水平行の前記蓄積領
域よりミ荷を前記垂直ＣＣＤレジスタへ転送し、この電
荷を前記垂直ＣＣＤレジスタによって不要電荷として掃
き出し、その後電荷を掃きだした蓄積領域に隣接する第
二あるいは第一の水平行の蓄積領域よりミ荷を前記垂直
ＣＣＤレジスタへ転送し、この電荷を有効走査期間に信
号として読み出し、他方のフィールドのブランキング期
間において、前記一方の垂直ブランキング期間に信号と
して電荷を読みだした蓄積領域の電荷を今度は不要電荷
として掃きだし、その後前記一方の垂直ブランキング期
間に不要電荷として掃き出した蓄積領域の電荷を有効走
査期間に今度は信号として読み出すことを特徴とする固
体撮像装置の駆動方法であり、さらにこの駆動方法と一
方のフィールドの垂直ブランキング期間において第一ま
たは第二の水平行の前記蓄積領域より電荷を前記垂直Ｃ
ＣＤレジスタへ転送し、この電荷を有効期間に信号とし
て読み出し、他方のフィールドの垂直ブランキング期間
において、前記第一または第二の蓄積領域と隣接する水
平行の前記蓄積領域より前記イ切り替えることを特徴と
する固体撮像装置の駆動方法にある。

（作用） 上記の駆動方法では、奇数番目の水平行の蓄積領域に蓄
積された信号電荷を読み出すフィールドでは偶数番目の
水平行の蓄積領域に蓄積された信号電荷を捨て、逆に偶
数番目の水平行の蓄積領域に蓄積された信号電荷を読み
出すフィールドでは奇数番目の水平行の蓄積領域に蓄積
された信号電荷を捨てている口このために、蓄積期間は
フィールド期間であり、フィールド残像は生じない、ま
た第３図の従来のフィールド蓄積動作のように垂直方向
の二つの蓄積領域に蓄積された信号電荷を加算してはい
ないので、垂直解像庇の低下はない・（実施例） まず本願第一の発明の実施例について図面を用いて説明
する。

第１図はこの発明の一実施例のＩＬ−ＣＣＤ撮像索子の
駆動方法を示す模式図である。水平方向の行に、順番に
、ある行よりＪ’Ｓ　ｐ　’ｔ　ｔ　Ｊ＃　、・・・と
名付ける。奇数フィールドにおいてはますり。

１４２１ｍ、ｌ＠１・・・すなわち偶数番目に対応する
蓄積領域ｌに蓄積された信号電荷を垂直ブランキング期
間に垂直ＣＣＤレジスタ２へ転送され、垂直ＣＣＤレジ
スタ２（１）転送動作によって水平ＣＣＤレシスメ３へ
移される。水平ＣＣＤレジスタ３へ移された電荷は水平
ＣＣＤレジスタ３の転送動作によりて出力部４へ送られ
不要電荷として掃き出される。偶数番目の水平行１１９
１４ｔ　ｌｅｅ・・・に対応する蓄積領域１に蓄積され
良信号電荷が垂直ＣＣＤレジスタ２から掃き出された後
に、奇数番目の水平行ｚｔｔ　ｚｓｅ　ｌｅｅ・・・に
対応する蓄積領域ｌに蓄積された１８号電荷を垂直ＣＣ
Ｄレジスタ２へ移される。この信号電荷は有効期間にお
いて垂直ＣＣＤレジスタ２と水平ＣＣＤレジスタ３によ
って出力部４へ転送され信号として取り出される。偶数
フィールドにおいては偶数番目の水平行ｌｔｖ　ｌｉｔ
　ｌｅｅ・・・と奇数番目の水平行ｊ、　ｔ　ｊ、　１
１、、・・・とが動作が入れ替わるが、他は奇数フィー
ルドと同様である。

次に本−薬２の発明の詳細な説明する・前記実施例の駆
動方法では光電変換して蓄積された信号電荷の半分を捨
てていることになる。例えば被写体の光量が大きくレン
ズの絞シそ絞っている場合には問題ないか、レンズの絞
りを開放に巳なければならない程度に被写体の光量が小
さい場合には第３．４図の駆動方法に比較してＳＮ比が
半分になる。そこで被写体の光量が大きい場合には第１
図の実施例の駆動方法によって駆動し。

光量が小さい場合には第４図の駆動方法によって駆動す
るという駆動方法が優れている口まだ、蛍光灯照明のよ
うに照明光がゆらいでいる場合は、ゆらぎＵ）周波数と
蒐荷蓄積周技数とのビートでフリッカが生じる。このよ
うなときは、第４図の駆動方法を用いるとよい０こＱ】
ような切りかえ動作を行っても本発明では垂直解像度が
低下しない。

このような駆動方法の切りかえは自動でも手動でもよい
コ また前記２つの実施例では不要電荷を出力部４を通して
掃きだしたが、水子〇ＣＤレジスタ３８はさんで蓄積領
域と反対側かあるいは垂直ＣＣＤレジスタ２のいずれか
の端部にはきだしドレインを設け、そこからはきだして
もよい。こうすると光量（電荷量）が多い場合でも完全
に電荷を掃きだすことができる。また前記実施例ではま
ず偶数番目の蓄積領域の電荷を不ｌ！電荷として掃き出
したが、奇数番目の蓄積領域の電荷の掃き出しから始め
てもよい〇 （発明の効果） 上記の駆動方法では、奇数番目の水平行の蓄積領域に蓄
積されたイｉ号電荷を読み出すフィールドでは偶数番目
の水平行の蓄積領域に蓄積された信号電荷を捨て、逆に
偶数番目Ｏ〕水平行の蓄積領域に蓄積された信号電荷を
読み出すフィールドでは奇数番目の水平行の蓄積領域に
蓄積された信号電荷を捨てている。このために、蓄積期
間はフィールド期間であり、フィールド残ｌは生じない
。また第３図の従来のフィールド蓄積動作のように据置
方向の二つの蓄積領域に蓄積された信号電荷を加算して
はいないので、垂直解像度の低下はない。

前記実施例ではモノクロの場合の駆動方法について説明
したが、カラーの場合も本発明は適用できる。例えば第
５図に示したよりなカラーフィルタ配列でも、フィール
ド蓄積動作が実現でき、フィールド残像が発生しない。

単板カラーカメラを構成する場合、色分解フィルタとカ
ラーカメラとしての信号処理回路が必要である。第１図
の実施例の駆動方法と第４図の駆動方法とでは色分解フ
ィルタと信号処理回路がまったく共通にできる。このた
め単に駆動方法を切り替えるだけでよいという利点がち
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例による固体撮像装置の駆動方
法を説明する模式図、第２図はインターライン転送ＣＣ
Ｄ撮像素子の模式的平面図、第３゜４図はそれぞれ従来
の固体撮像装置の駆動方法を説明する模式図である。第
５図はカラーフィルタの配列を示す図である。 １・・・蓄積領域、２・・・垂直ＣＣＤレジスタ、３・
・・水平ＣＣＤレジスタ、４・・・出力部〇代理人力゛
理士　内　原　　　晋　　１第１図 第２図 第３図 第４図 Ｌ　　口１２ Ｌ口１３ し　　　　口Ｊ１４ Ｌ　　口　ノ・ Ｌ　　ロム １口１７ Ｌ　　口１８ ミ 第５１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板と、この基板の主面に二次元的配列形
   成され光の入射による信号電荷を蓄積する第一、第二の
   蓄積領域を順次垂直方向に配列し、この蓄積領域の各列
   ごとに対応して設けられた垂直ＣＣＤレジスタを水平方
   向に多数列設け前記垂直ＣＣＤレジスタの一方の端部よ
   り出力部へ信号電荷を転送する水平ＣＣＤレジスタとを
   有する二次元固体撮像装置において、 一方のフィールドの垂直ブランキング期間においてまず
   第一あるいは第二の水平行の前記蓄積領域より電荷を前
   記垂直ＣＣＤレジスタへ転送し、この電荷を前記垂直Ｃ
   ＣＤレジスタによって不要電荷として掃き出し、その後
   電荷を掃きだした蓄積領域に隣接する第二あるいは第一
   の水平行の蓄積領域より電荷を前記垂直ＣＣＤレジスタ
   へ転送し、この電荷を有効走査期間に信号として読み出
   し、他方のフィールドの垂直ブランキング期間において
   、前記一方の垂直ブランキング期間に信号として電荷を
   読みだした蓄積領域の電荷を今度は不要電荷として掃き
   だし、その後前記一方の垂直ブランキング期間に不要電
   荷として掃き出した蓄積領域の電荷を有効走査期間に今
   度は信号として読み出すことを特徴とする固体撮像装置
   の駆動方法。
2. （２）半導体基板と、この基板の主面に二次元的配列形
   成され光の入射による信号電荷を蓄積する第一、第二の
   蓄積領域を順次垂直方向に配列し、この蓄積領域の各列
   ごとに対応して設けられた垂直ＣＣＤレジスタを水平方
   向に多数列設け前記垂直ＣＣＤレジスタの一方の端部よ
   り出力部へ信号電荷を転送する水平ＣＣＤレジスタとを
   有する二次元固体撮像装置において、 一方のフィールドの垂直ブランキング期間においてまず
   第一あるいは第二の水平行の前記蓄積領域より電荷を前
   記垂直ＣＣＤレジスタへ転送し、この電荷を前記垂直Ｃ
   ＣＤレジスタによって不要電荷として掃き出し、その後
   電荷を掃きだした蓄積領域に隣接する第二あるいは第一
   の水平行の蓄積領域より電荷を前記垂直ＣＣＤレジスタ
   へ転送し、この電荷を有効走査期間に信号として読み出
   し、他方のフィールドの垂直ブランキング期間において
   、前記一方の垂直ブランキング期間に信号として電荷を
   読みだした蓄積領域の電荷を今度は不要電荷として掃き
   だし、その後前記一方の垂直ブランキング期間に不要電
   荷として掃き出した蓄積領域の電荷を有効走査期間に今
   度は信号として読み出す駆動方法と、 一方のフィールドの垂直ブランキング期間において第一
   または第二の水平行の前記蓄積領域より電荷を前記垂直
   ＣＣＤレジスタへ転送し、この電荷を有効期間に信号と
   して読み出し、他方のフィールドの垂直ブランキング期
   間において、前記第一または第二の蓄積領域と隣接する
   水平行の前記蓄積領域より前記垂直ＣＣＤレジスタへ転
   送し、この電荷を有効期間に信号として読み出す駆動方
   法とを適宜切り替えることを特徴とする固体撮像装置の
   駆動方法。