JPH05236355A - 固体撮像装置の駆動方法 - Google Patents

固体撮像装置の駆動方法

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JPH05236355A
JPH05236355A JP4038308A JP3830892A JPH05236355A JP H05236355 A JPH05236355 A JP H05236355A JP 4038308 A JP4038308 A JP 4038308A JP 3830892 A JP3830892 A JP 3830892A JP H05236355 A JPH05236355 A JP H05236355A
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JP
Japan
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charge transfer
horizontal
transfer path
path
hccd
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4038308A
Other languages
English (en)
Inventor
Akio Sakota
亜紀夫 迫田
Hiroshi Tanigawa
浩 谷川
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Fujifilm Holdings Corp
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Original Assignee
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fujifilm Microdevices Co Ltd, Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fujifilm Microdevices Co Ltd
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多数の光電変換素子を含む固体撮像装置に関
し、特別の構造を付加することなく、画面内の一部の画
像情報を高速に読みだすことができる固体撮像装置の駆
動方法を提供することを目的とする。 【構成】 行列状に配置された光電変換素子(Pij)
がトランスファゲート(Tg)を介して列方向に配置さ
れた垂直電荷転送路(VCCD)に結合され、垂直電荷
転送路の一端に水平電荷転送路(HCCD)が接続され
た固体撮像装置の駆動方法であって、フィールドシフト
信号をトランスファゲートに印加して光電変換素子の蓄
積電荷を垂直電荷転送路にシフトする工程(t=0)
と、垂直電荷転送路に水平走査期間中も電荷転送信号を
与え、不要部の蓄積電荷を次々に水平電荷転送路に転送
する工程(H1)と、水平電荷転送路をクリア(H2)
した後、水平ブランキング期間中に必要部の蓄積電荷を
所定行分水平電荷転送路に転送する工程と、水平走査期
間に、垂直電荷転送路から水平電荷転送路への電荷転送
を停止し、水平電荷転送路の必要部の電荷転送を行なう
工程(H3、H4、H5)とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像装置に関し、特
に多数の光電変換素子を含む固体撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】インターライン型固体撮像装置において
は、光電変換素子が行列状に配置され、光電変換素子の
各列に近接して垂直電荷転送路が配置され、垂直電荷転
送路の一端に水平電荷転送路が接続される。
【0003】また、FIT型固体撮像装置においては、
光電変換機能を有する受光部と、光電変換機能を有さな
い蓄積部とが連続的に形成され、垂直電荷転送路を形成
し、蓄積部の電荷転送路の一端に水平電荷転送路が接続
される。このような2次元固体撮像装置において、高解
像度を要求すると画素数は増大する。
【0004】また、固体撮像装置の出力信号を用いて自
動露光/自動フォーカス(AE/AF)等の調整を行な
うことができる。調整時においては、画面の一部の画像
信号が得られれば、AE/AF等の調整を行なうことが
できる。
【0005】たとえば、主要被写体が画面中心部に存在
する場合、画面中心部の画像信号が得られれば調整を行
なうことができる。1回の調整を行なうためには、その
他の部分の画像信号は不必要なものである。
【0006】AE/AF等の調整のために画面中心部の
画像情報を得ようとする場合、従来の固体撮像装置にお
いては全画面の画像信号を読み出し、その後必要部分の
画像情報を得ていた。ところが、特に多画素の固体撮像
装置においては、画面中心部等の必要部分の情報を読み
出すまでに時間が掛かり過ぎることがある。
【0007】この点を解決するために、画面内の必要な
部分のみの画像情報を選択的に読みだすための特別な構
造を備えた固体撮像装置も提案されている。このような
構造の固体撮像装置においては、任意の部分の画像情報
を選択的に読みだすことができるが、光電変換時間が短
くなり、低照度の被写体の情報を得ることが難しくなる
こともある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の固
体撮像装置においては、画面内の一部の画像情報のみを
高速に読みだすことが容易でなかった。画面内の一部の
領域の画像情報を読みだすための特別の機構を設けた固
体撮像装置もあるが、必ずしも満足のできる性能が得ら
れるとは限らなかった。
【0009】本発明の目的は、特別の構造を付加するこ
となく、画面内の一部の画像情報を高速に読みだすこと
ができる固体撮像装置の駆動方法を提供することであ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置の
駆動方法は、行列状に配置された光電変換素子がトラン
スファゲートを介して列方向に配置された垂直電荷転送
路に結合され、垂直電荷転送路の一端に水平電荷転送路
が接続された固体撮像装置の駆動方法であって、フィー
ルドシフト信号をトランスファゲートに印加して光電変
換素子の蓄積電荷を垂直電荷転送路にシフトする工程
と、垂直電荷転送路に水平走査期間中も電荷転送信号を
与え、不要部の蓄積電荷を次々に水平電荷転送路に転送
する工程と、水平電荷転送路をクリアした後、水平ブラ
ンキング期間中に必要部の蓄積電荷を所定行分水平電荷
転送路に転送する工程と、水平走査期間に、垂直電荷転
送路から水平電荷転送路への電荷転送を停止し、水平電
荷転送路の必要部の電荷転送を行なう工程とを含む。
【0011】
【作用】AE/AF等の調整においては、画面中心部
等、画面の一部の画像情報が得られれば足りる。通常の
電荷読み出しにおいては、1行分ずつの画像情報を水平
電荷転送路に転送し、水平電荷転送路内を水平方向に転
送した後に次の1行分の画像情報を水平電荷転送路に転
送していた。
【0012】水平電荷転送路を動作させる水平走査期間
中も垂直電荷転送路から水平電荷転送路に電荷を転送す
れば垂直電荷転送路内の転送速度は大幅に増大する。こ
のような転送方式によれば、水平電荷転送路内で電荷混
合が生じてしまうが、元々必要としない部分の電荷信号
であれば何ら問題は生じない。
【0013】たとえば、画面中心部に必要とする画像情
報がある場合、画面上下の不要部の信号電荷は電荷混合
を生じさせつつ、高速に転送し、水平電荷転送路から掃
き捨てる。必要な中心部の画像情報は通常の電荷転送方
式通り転送することにより、調整用に必要とされる画像
信号が高速度に得られる。
【0014】なお、低照度の画面の画像情報を得ようと
する場合等においては、必要部の画像情報を複数行一度
に水平電荷転送路に転送し、増幅した画像情報を得るこ
ともできる。
【0015】
【実施例】図1を参照して本発明の実施例を説明する。
図1(A)は、固体撮像装置の平面構成を概略的に示す
平面図である。
【0016】図において、多数のホトダイオードPij
は、撮像領域内に行列状に配置されている。ホトダイオ
ードの行列の各列に隣接して、垂直電荷転送路VCCD
が配置され、隣接する各ホトダイオードとの間に電荷転
送を実施するためのトランスファゲートTgが形成され
ている。各列に配置された垂直電荷転送路VCCDの一
端には水平電荷転送路HCCDが接続されている。
【0017】通常の撮像装置においては、各ホトダイオ
ードPijの蓄積電荷をクリアした後、受光面に画像を
照射し、各ホトダイオードPijに照射光度に対応した
画像情報を蓄積させる。
【0018】蓄積動作が終了した後、トランスファゲー
トTgをトリガして、各ホトダイオードPijに蓄積さ
れた電荷を垂直電荷転送路VCCDにシフトする。その
後、VCCDの蓄積電荷は、VCCD内を下方に転送さ
れ、1行分ずつ水平電荷転送路HCCDに転送され、H
CCD内を水平方向に転送される。このようにして、1
行分ずつの画像情報が得られる。AE/AFを行なう調
整時においては、画面中心部の画像情報を早く得ること
が望まれる。以下、画面中心部3行分の画像情報を得る
動作について説明する。
【0019】図1(B)は、画面中心部の3行分の画像
情報のみを得るときの固体撮像装置の駆動波形を示す。
なお、垂直電荷転送路のゲート電極G1に印加される信
号波形をφ1で示し、同様、ゲート電極G2、G3、G
4に印加される信号波形をφ2、φ3、φ4で示す。ま
た、水平電荷転送路HCCDの駆動信号をφHで示す。
【0020】図1(A)の構成においては、ホトダイオ
ードの各行当たり2個のゲート電極が配置され、ホトダ
イオード2行に対応するVCCDのゲート電極が1組と
なって、4相駆動を実施する。
【0021】なお、この構成において、全ホトダイオー
ドから同時に画像情報を読み出すと、VCCDには2電
極当たり1個の画像情報が蓄積されるため、そのまま4
相駆動を行なうことはできない。この場合には、HCC
Dに近い側から順次画像情報を読み出し、空パケットが
広がった領域のみにおいて4相駆動を行なう。2行当た
り1行、または4行当たり1行の画像情報を読み出す場
合には、そのまま4相駆動を行なうことができる。
【0022】調整時においては、時刻t=0において4
個組のゲート電極の2番目のゲート電極と4番目のゲー
ト電極に対してフィールドシフト信号が与えられ、全ホ
トダイオードPijの蓄積電荷が垂直電荷転送路VCC
Dにシフトされる。次の水平ブランキング期間におい
て、最もHCCDに遣い行の画像情報が水平電荷転送路
HCCDに転送される。
【0023】さらに、引き続く水平走査期間H1におい
て、垂直電荷転送路VCCDから水平電荷転送路HCC
Dに次々に電荷が転送される。このため、水平電荷転送
路HCCD内において電荷混合が生じるが、この部分の
画像情報はAE/AF等の調整に用いないため、問題は
生じない。このようにして、第1の水平走査期間H1が
終了するまでに前半部の不要部の画像情報を全て水平電
荷転送路HCCDに転送してしまう。
【0024】次の水平走査期間H2においては、垂直電
荷転送路VCCDの電荷転送は停止し、水平電荷転送路
HCCDの電荷転送のみを行なう。このようにして、水
平電荷転送路HCCDをクリアする。なお、この時点ま
でに読みだされた電荷は不要電荷であるため、適当な手
段を介して掃き捨てる。
【0025】第2の水平走査期間H2において、水平電
荷転送路HCCDをクリアした後、次の水平ブランキン
グ期間において、必要部の第1行目の画像信号を垂直電
荷転送路VCCDから水平電荷転送路HCCDに転送す
る。
【0026】続く水平走査期間H3において、水平電荷
転送路HCCDに転送された電荷信号を水平方向に転送
する。同様に、必要部分の画像情報を1行分ずつ水平ブ
ランキング期間に垂直電荷転送路VCCDから水平電荷
転送路HCCDに転送し、続く水平走査期間に水平電荷
転送路HCCD内を水平方向に転送し、必要な画像情報
を得る。
【0027】必要とする画像情報が中心部の3行分の画
像情報である場合は、このようにして3行分の画像情報
を読み出す。その後、垂直電荷転送路に残っている残り
の不要電荷を水平走査期間も次々に垂直電荷転送路VC
CDから水平電荷転送路HCCDに転送し、水平電荷転
送路HCCDから読みだすことにより、高速に掃き捨て
る。
【0028】このような駆動方法によれば、1回の不要
電荷掃き捨ては2水平走査期間内に行なうことができ、
1画面の画像情報読み出しが必要部の画像情報読み出し
の時間の他、前後2回、各2水平走査期間、合計4水平
走査期間で足りることになる。
【0029】なお、必要部の画像情報を1行ずつ読みだ
す場合を説明したが、必要部の画像情報の照度が低いよ
うな場合、必要部の画像情報を複数行ずつまとめて水平
ブランキング期間に垂直電荷転送路VCCDから水平電
荷転送路HCCDに読みだすこともできる。
【0030】たとえば、図1(B)の駆動波形に代え
て、水平走査期間H2後の水平ブランキング期間におい
て、複数行の画像情報を続けて垂直電荷転送路VCCD
から水平電荷転送路HCCDに転送し、増幅した画像情
報を水平電荷転送路HCCDに蓄積する。
【0031】次の水平走査期間H3において、水平電荷
転送路HCCDを駆動することにより、増幅した画像情
報が得られる。同様の走査を必要回数繰り返せば、増幅
した画像情報を複数行分得ることができる。なお、当然
のことながらこの場合、画面中央の必要部分は3行では
なく、同時に読み出す行数×読み出しを行なう回数とな
る。
【0032】また、画面中心部の画像情報を読み出す場
合を説明したが、読み出す画像情報は画面中心部のみで
ある必要はない。たとえば、画面下部、画面上部等に主
要被写体があるような場合、該当部の画像情報のみを読
みだすことをできる。また、画面内に複数の領域を設定
し、それらの領域の画像情報を読みだすことも可能であ
る。
【0033】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
インターライン式固体撮像装置と同様、FIT時固体撮
像装置においても同様の駆動方式を採用することができ
る。その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能な
ことは当業者に自明であろう。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
AE/AF等の調整時においては必要部分の画像情報の
みを信号として読み出し、不要部の画像情報は高速度で
掃き捨てることにより、必要な情報を高速度で読みだす
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を説明するための図である。図
1(A)は固体撮像装置の平面構成を概略的に示す平面
図、図1(B)は固体撮像装置の駆動波形を示すグラフ
である。
【符号の説明】
Pij ホトダイオード Tg トランスファゲート VCDD 垂直電荷転送路 HCCD 水平電荷転送路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 行列状に配置された光電変換素子がトラ
    ンスファゲートを介して列方向に配置された垂直電荷転
    送路に結合され、垂直電荷転送路の一端に水平電荷転送
    路が接続された固体撮像装置の駆動方法であって、 フィールドシフト信号をトランスファゲートに印加して
    光電変換素子の蓄積電荷を垂直電荷転送路にシフトする
    工程と、 垂直電荷転送路に水平走査期間中も電荷転送信号を与
    え、不要部の蓄積電荷を次々に水平電荷転送路に転送す
    る工程と、 水平電荷転送路をクリアした後、水平ブランキング期間
    中に必要部の蓄積電荷を所定行分水平電荷転送路に転送
    する工程と、 水平走査期間に、垂直電荷転送路から水平電荷転送路へ
    の電荷転送を停止し、水平電荷転送路の必要部の電荷転
    送を行なう工程とを含む固体撮像装置の駆動方法。
  2. 【請求項2】 さらに、必要部の蓄積電荷を転送した
    後、垂直電荷転送路に水平走査期間中にも電荷転送信号
    を与え、残りの不要部の蓄積電荷の水平電荷転送路への
    水平電荷転送路への転送を行なう工程を含む請求項1記
    載の固体撮像装置の駆動方法。
  3. 【請求項3】 前記水平ブランキング期間中の必要部の
    蓄積電荷の転送が複数行分一度に行なわれる請求項1な
    いし2記載の固体撮像装置の駆動方法。
JP4038308A 1992-02-26 1992-02-26 固体撮像装置の駆動方法 Withdrawn JPH05236355A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006295970A (ja) * 2006-06-19 2006-10-26 Sony Corp 撮像装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006295970A (ja) * 2006-06-19 2006-10-26 Sony Corp 撮像装置
JP4591411B2 (ja) * 2006-06-19 2010-12-01 ソニー株式会社 撮像装置

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Effective date: 19990518