JP5496213B2 - ピクセルの垂直ビニングによるイメージセンサ - Google Patents
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Description
102:画像形成ステージ
104:イメージセンサ
106:プロセッサ
108:メモリ
110:ディスプレイ
112:入力/出力(I/O)エレメント
200:画素アレイ
202:感光素子
210:水平CCD(HCCD)
212:出力増幅器
400:垂直CCD(VCCD)
402:遷移領域
410:垂直シフトエレメント
412:第1の位相垂直シフトエレメント
414:第2の位相垂直シフトエレメント
420:遷移領域のシフトエレメント
422:第1の位相水平シフトエレメント
424:第2の位相水平シフトエレメント
426:オーバフロードレイン
428:オーバフローチャネル
Claims (11)
- 電荷結合素子イメージセンサであって、
行及び列に配列された複数の感光素子と、
それぞれの垂直電荷結合素子が前記列のうちの対応する1つの感光素子のうちのそれぞれに関連される垂直方向のシフトエレメントを有する複数の垂直電荷結合素子と、前記複数の垂直電荷結合素子のそれぞれは、それぞれの垂直電荷結合素子において電荷パケットを転送する信号チャネルを含み、
水平方向のシフトエレメントを有する水平電荷結合素子と、
前記複数の垂直電荷結合素子と前記水平電荷結合素子との間で配置される遷移領域と、前記遷移領域は、第一、第二及び第三の行の遷移領域のシフトエレメントを有し、それぞれの行の遷移領域のシフトエレメントはゲートを含み、前記複数の垂直電荷結合素子における信号チャネルは、第一及び第二の平行な信号チャネルに分離され、前記第一の行の遷移領域のシフトエレメントにおける複数のシフトエレメントは、前記第一及び第二の平行な信号チャネルのそれぞれにおける複数の垂直電荷結合素子の2つの隣接する列からの電荷パケットを受けて記憶し、前記第二の行の遷移領域のシフトエレメントにおける複数のシフトエレメントは、第一の行のゲートにおけるゲートから電荷パケットを受け、前記第一及び第二の平行な信号チャネルのそれぞれにおける2つの異なる電荷パケットをそれぞれ記憶し、
前記第一の行の遷移領域のシフトエレメントにおけるゲートの一部と、前記第三の行の遷移領域のシフトエレメントにおけるゲートの一部とを制御する第一の共通制御ラインと、
前記第一の行の遷移領域のシフトエレメントにおけるゲートの残りの部分と、前記第三の行の遷移領域のシフトエレメントにおけるゲートの残りの部分とを制御する第二の共通制御ラインと、
前記第二の行の遷移領域のシフトエレメントにおけるゲートを制御する第三の制御ラインとを備え、
前記第一の共通制御ライン、前記第二の共通制御ライン及び前記第三の制御ラインに印加される信号は、指定された読取りシーケンスに従って、前記第一及び第二の平行な信号チャネルのうちの選択された1つを、前記水平電荷結合素子の前記水平方向のシフトエレメントに制御可能に向ける、
ことを特徴とするイメージセンサ。 - 前記第三の行の遷移領域のシフトエレメントにおける複数のシフトエレメントは、前記第二の行の遷移領域のシフトエレメントからの電荷パケットを受け、前記第二の行の遷移領域のシフトエレメントからの電荷パケットを前記水平電荷結合素子の前記水平方向のシフトエレメントのうちの対応するシフトエレメントに向ける、
請求項1記載のイメージセンサ。 - 前記複数の垂直電荷結合素子は、2相の垂直電荷結合素子を有し、
それぞれの垂直方向のシフトエレメントは、第1の垂直方向の位相シフトエレメント及び第2の垂直方向の位相シフトエレメントを有する、
請求項1記載のイメージセンサ。 - 前記第二の行の遷移領域のシフトエレメントにおけるシフトエレメントは、細長い遷移領域のシフトエレメントを有し、前記細長い遷移領域のシフトエレメントの所与の1つは、前記垂直電荷結合素子の前記第1及び第2の垂直方向のシフトエレメントのペアと同じ電荷保持容量を有する、
請求項3記載のイメージセンサ。 - 前記第1の垂直方向のシフトエレメント及び前記細長い遷移領域のシフトエレメントは、前記第三の制御ラインによりそれぞれ制御される、
請求項4記載のイメージセンサ。 - 前記感光素子は、Bayerのカラーフィルタアレイのパターンに従って構成される、
請求項1記載のイメージセンサ。 - 前記感光素子は、疎なカラーフィルタアレイのパターンに従って構成される、
請求項1記載のイメージセンサ。 - 電荷結合素子イメージセンサを使用した読出し方法であって、
前記電荷結合素子イメージセンサは、行及び列に配列された複数の感光素子と、それぞれの垂直電荷結合素子が前記列のうちの対応する1つの感光素子のうちのそれぞれに関連される垂直方向のシフトエレメントを有する複数の垂直電荷結合素子と、水平方向のシフトエレメントを有する水平電荷結合素子とを有し、
当該方法は、
前記複数の垂直電荷結合素子と前記水平電荷結合素子との間で配置され、第一、第二及び第三の行の遷移領域のシフトエレメントを有する遷移領域を設けるステップと、
前記複数の垂直電荷結合素子のそれぞれにより提供される複数の信号チャネルのそれぞれを前記遷移領域において第1及び第2の平行な信号チャネルに分離するステップと、
前記第一の行の遷移領域のシフトエレメントにおけるゲートの一部を第一の共通制御ラインにより制御し、前記第一の行の遷移領域のシフトエレメントにおけるゲートの残りの部分を第二の共通制御ラインにより制御することにより、前記第1及び第2の平行な信号チャネルのそれぞれにおける前記複数の垂直電荷結合素子の2つの隣接する列からの電荷パケットを、前記第一の行の遷移領域のシフトエレメントにおける複数のシフトエレメントに向けるステップと、
前記第二の行の遷移領域のシフトエレメントにおけるゲートを第三の共通制御ラインにより制御することにより、前記第一の行の遷移領域のシフトエレメントにおける前記複数のシフトエレメントにおける前記第1及び第2の平行な信号チャネルのそれぞれからの電荷パケットを、前記第二の行の遷移領域のシフトエレメントにおける複数のシフトエレメントに向け、前記第二の行における遷移領域のシフトエレメントにおける複数のシフトエレメントの夫々において、前記第1及び第2の平行な信号チャネルにおける2つの異なる電荷パケットがそれぞれ記憶されるようにするステップと、
前記第三の行の遷移領域のシフトエレメントにおけるゲートの一部を前記第一の共通制御ラインにより制御し、前記第三の行の遷移領域のシフトエレメントにおけるゲートの残りの部分を前記第二の共通制御ラインにより制御することにより、指定された読出しシーケンスに従って、前記第三の行の遷移領域のシフトエレメントを通して前記第1及び第2の平行な信号チャネルのうちで選択されたチャネルを前記水平電荷結合素子の水平方向のシフトエレメントに向けるステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記分離するステップ及び前記向けるステップは、前記感光素子のそれぞれにより生成された同色の電荷パケットの垂直ビニングを行う、
請求項8記載の方法。 - 前記感光素子は、Bayerのカラーフィルタアレイのパターンに従って構成され、
前記複数の垂直電荷結合素子のうちの第1の垂直電荷結合素子に対応する前記遷移領域の前記第1及び第2の平行な信号チャネルは、前記列のうちの第1の列の緑の画素のペアについて電荷パケットの垂直ビニングを行い、前記第1の列の青の画素のペアについて電荷パケットの垂直ビニングを行い、
前記複数の垂直電荷結合素子のうちの第2の垂直電荷結合素子に対応する前記遷移領域の前記第1及び第2の平行な信号チャネルは、前記列のうちの第2の列の緑の画素のペアについて電荷パケットの垂直ビニングを行い、前記第2の列の赤の画素のペアについて電荷パケットの垂直ビニングを行う、
請求項8記載の方法。 - 前記電荷結合素子イメージセンサはデジタル画像形成装置に含まれる、
請求項1記載のイメージセンサ。
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