JPH0548976A - 固体撮像素子の駆動方法 - Google Patents
固体撮像素子の駆動方法Info
- Publication number
- JPH0548976A JPH0548976A JP3225089A JP22508991A JPH0548976A JP H0548976 A JPH0548976 A JP H0548976A JP 3225089 A JP3225089 A JP 3225089A JP 22508991 A JP22508991 A JP 22508991A JP H0548976 A JPH0548976 A JP H0548976A
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- JP
- Japan
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- memory
- signal
- field
- ccd
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- Pending
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子シャッタモード時に高速に動く被写体の
ぼけを最小限にし、動解像度を高める。 【構成】 本発明によって駆動される固体撮像素子は、
２次元配列されたフォトダイオード１１、垂直ＣＣＤレ
ジスタ１２第１メモリＣＣＤ１４ａと第２メモリＣＣＤ
１４ｂを有する。電子シャッタモード時では、第１フィ
ールドのブランキング期間において、フォトダイオード
の信号電荷を２回読み出す。１回目に読み出した信号電
荷は第１メモリＣＣＤ１４ａに、第２回目に読み出した
信号電荷は第２メモリＣＣＤ１４ｂに格納する。そし
て、第１フィールドの信号出力期間に第１メモリＣＣＤ
１４ａ内に蓄積されていた信号電荷を水平ＣＣＤレジス
タ１５に転送し、該レジスタ１５、出力アンプ１６を介
して出力させる。第２メモリＣＣＤ内の蓄積信号電荷
は、第２フィールドの信号出力期間内に出力させる。
ぼけを最小限にし、動解像度を高める。 【構成】 本発明によって駆動される固体撮像素子は、
２次元配列されたフォトダイオード１１、垂直ＣＣＤレ
ジスタ１２第１メモリＣＣＤ１４ａと第２メモリＣＣＤ
１４ｂを有する。電子シャッタモード時では、第１フィ
ールドのブランキング期間において、フォトダイオード
の信号電荷を２回読み出す。１回目に読み出した信号電
荷は第１メモリＣＣＤ１４ａに、第２回目に読み出した
信号電荷は第２メモリＣＣＤ１４ｂに格納する。そし
て、第１フィールドの信号出力期間に第１メモリＣＣＤ
１４ａ内に蓄積されていた信号電荷を水平ＣＣＤレジス
タ１５に転送し、該レジスタ１５、出力アンプ１６を介
して出力させる。第２メモリＣＣＤ内の蓄積信号電荷
は、第２フィールドの信号出力期間内に出力させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフレームインターライン
型固体撮像素子の駆動方法に関し、特に電子シャッタモ
ード時における固体撮像素子の駆動方法に関する。
型固体撮像素子の駆動方法に関し、特に電子シャッタモ
ード時における固体撮像素子の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３はこの種従来の固体撮像素子の概略
平面図である。同図において、２１は光電変換を行い生
成された信号電荷を蓄積しておくフォトダイオード、２
２はフォトダイオード内で生成された信号電荷を垂直方
向に転送する垂直ＣＣＤレジスタ、２３はフォトダイオ
ード２１内に蓄積された信号電荷を垂直ＣＣＤレジスタ
２２に読み出すための読み出しゲート、２４は垂直ＣＣ
Ｄレジスタ２２から高速に信号電荷の転送を受けこれを
１ラインずつ水平ＣＣＤレジスタ２５に転送するメモリ
ＣＣＤ、２６は水平ＣＣＤレジスタ２５内を転送されて
きた信号電荷を電圧信号に変換して出力する出力アン
プ、２７は、フォトダイオードから掃き出された不要電
荷を垂直ＣＣＤレジスタ２２を介して受け取りこれを吸
収するドレインである。そして、この固体撮像素子にお
いてフォトダイオード２１、垂直ＣＣＤレジスタ２２、
読み出しゲート２３によりインターラインイメージ部
が、また複数本のメモリＣＣＤ２４によりメモリ部が構
成されている。
平面図である。同図において、２１は光電変換を行い生
成された信号電荷を蓄積しておくフォトダイオード、２
２はフォトダイオード内で生成された信号電荷を垂直方
向に転送する垂直ＣＣＤレジスタ、２３はフォトダイオ
ード２１内に蓄積された信号電荷を垂直ＣＣＤレジスタ
２２に読み出すための読み出しゲート、２４は垂直ＣＣ
Ｄレジスタ２２から高速に信号電荷の転送を受けこれを
１ラインずつ水平ＣＣＤレジスタ２５に転送するメモリ
ＣＣＤ、２６は水平ＣＣＤレジスタ２５内を転送されて
きた信号電荷を電圧信号に変換して出力する出力アン
プ、２７は、フォトダイオードから掃き出された不要電
荷を垂直ＣＣＤレジスタ２２を介して受け取りこれを吸
収するドレインである。そして、この固体撮像素子にお
いてフォトダイオード２１、垂直ＣＣＤレジスタ２２、
読み出しゲート２３によりインターラインイメージ部
が、また複数本のメモリＣＣＤ２４によりメモリ部が構
成されている。
【０００３】この固体撮像素子の駆動形式の一つに電子
シャッタモードがある。これは、例えばＮＴＳＣ方式で
あれば蓄積時間が１／６０秒であるので速く動くものを
撮像した場合画像がぼけてしまうため、これを避けるべ
く蓄積時間を短くして動作させるモードである。以下、
図４のタイミング図を参照して従来の電子シャッタモー
ドの駆動方式について説明する。
シャッタモードがある。これは、例えばＮＴＳＣ方式で
あれば蓄積時間が１／６０秒であるので速く動くものを
撮像した場合画像がぼけてしまうため、これを避けるべ
く蓄積時間を短くして動作させるモードである。以下、
図４のタイミング図を参照して従来の電子シャッタモー
ドの駆動方式について説明する。
【０００４】Ａフィールドの場合、掃き出しパルスを垂
直ＣＣＤレジスタ２２の転送電極に印加し、Ｂフィール
ドの読み出しパルス印加時からＡフィールドの掃き出し
パルス印加時までの期間にフォトダイオード２１に蓄積
された不要電荷を垂直ＣＣＤレジスタ２２に読み出し、
これを不要電荷掃き出し転送パルスによってドレイン２
７に掃き棄てる。しかる後、読み出しパルスによりＡフ
ィールドの掃き出しパルス印加時から読み出しパルス印
加時までの期間にフォトダイオード２１内に蓄積された
信号電荷を垂直ＣＣＤレジスタ２２に読み出し、高速メ
モリ転送パルスによりメモリＣＣＤ２４に転送する。そ
の後、メモリＣＣＤ２４内に蓄積した信号電荷を１ライ
ンずつラインシフトパルスにより水平ＣＣＤレジスタ２
５に送り込み、出力アンプ２６を介してテレビジョンレ
ートで出力させる。Ｂフィールドおいても同様の動作が
行われる。
直ＣＣＤレジスタ２２の転送電極に印加し、Ｂフィール
ドの読み出しパルス印加時からＡフィールドの掃き出し
パルス印加時までの期間にフォトダイオード２１に蓄積
された不要電荷を垂直ＣＣＤレジスタ２２に読み出し、
これを不要電荷掃き出し転送パルスによってドレイン２
７に掃き棄てる。しかる後、読み出しパルスによりＡフ
ィールドの掃き出しパルス印加時から読み出しパルス印
加時までの期間にフォトダイオード２１内に蓄積された
信号電荷を垂直ＣＣＤレジスタ２２に読み出し、高速メ
モリ転送パルスによりメモリＣＣＤ２４に転送する。そ
の後、メモリＣＣＤ２４内に蓄積した信号電荷を１ライ
ンずつラインシフトパルスにより水平ＣＣＤレジスタ２
５に送り込み、出力アンプ２６を介してテレビジョンレ
ートで出力させる。Ｂフィールドおいても同様の動作が
行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の固体撮
像素子の駆動方法では、後に同一の画像を組み立てるの
に用いられるＡフィールドの信号とＢフィールドの信号
との間に１フィールド分の時間差が存在し、同一フレー
ムの画像が異なるタイミングの信号により構築されてい
た。そのため、従来の駆動方法では高速に動く被写体を
撮像した場合には画像がぼけてしまうという問題点があ
った。
像素子の駆動方法では、後に同一の画像を組み立てるの
に用いられるＡフィールドの信号とＢフィールドの信号
との間に１フィールド分の時間差が存在し、同一フレー
ムの画像が異なるタイミングの信号により構築されてい
た。そのため、従来の駆動方法では高速に動く被写体を
撮像した場合には画像がぼけてしまうという問題点があ
った。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像素子の
駆動方法は、マトリックス状に配置された受光素子の信
号電荷を、垂直ＣＣＤレジスタ、メモリＣＣＤおよび水
平ＣＣＤレジスタを介して出力させるものであり、そし
て、本発明の駆動方法が適用される固体撮像素子のおい
ては各垂直ＣＣＤレジスタ毎に２本ずつのメモリＣＣＤ
が備えられている。そして、電子シャッタモード時で
は、第１のフィールド期間において、信号電荷を連続的
に２回読み出し、それぞれの信号電荷を異なるメモリＣ
ＣＤに蓄積しておき、第１回目の読み出し信号電荷を第
１フィールド期間内に出力させ、第２回目の読み出し信
号電荷を第２フィールド期間内において出力させる。
駆動方法は、マトリックス状に配置された受光素子の信
号電荷を、垂直ＣＣＤレジスタ、メモリＣＣＤおよび水
平ＣＣＤレジスタを介して出力させるものであり、そし
て、本発明の駆動方法が適用される固体撮像素子のおい
ては各垂直ＣＣＤレジスタ毎に２本ずつのメモリＣＣＤ
が備えられている。そして、電子シャッタモード時で
は、第１のフィールド期間において、信号電荷を連続的
に２回読み出し、それぞれの信号電荷を異なるメモリＣ
ＣＤに蓄積しておき、第１回目の読み出し信号電荷を第
１フィールド期間内に出力させ、第２回目の読み出し信
号電荷を第２フィールド期間内において出力させる。
【０００７】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明による駆動方法によって駆
動される固体撮像素子のブロック図である。同図におい
て、１１は光電変換を行い生成された信号電荷を蓄積し
ておくフォトダイオード、１２はフォトダイオード内で
生成された信号電荷を垂直方向に転送する垂直ＣＣＤレ
ジスタ、１３はフォトダイオード１１内に蓄積された信
号電荷を垂直ＣＣＤレジスタ１２に読み出すための読み
出しゲート、１４ａ、１４ｂは、それぞれ垂直ＣＣＤレ
ジスタ１２から高速に信号電荷の転送を受け、これを１
ラインずつ次段に転送する第１、第２メモリＣＣＤ、１
５は、第１、第２メモリＣＣＤ１４ａ、１４ｂから信号
電荷の転送を受けこれを水平方向に転送する水平ＣＣＤ
レジスタ、１６は水平ＣＣＤレジスタ１５から信号電荷
の転送を受けこれを電圧信号に変換して出力する出力ア
ンプ、１７は、フォトダイオードから掃き出された不要
電荷を垂直ＣＣＤレジスタ１２を介して受け取りこれを
吸収するドレインである。そして、この固体撮像素子に
おいて、フォトダイオード１１、垂直ＣＣＤレジスタ１
２、読み出しゲート１３によりインターラインイメージ
部が、また、第１、第２メモリＣＣＤ１４ａ、１４ｂに
よりメモリ部が構成されている。
て説明する。図１は、本発明による駆動方法によって駆
動される固体撮像素子のブロック図である。同図におい
て、１１は光電変換を行い生成された信号電荷を蓄積し
ておくフォトダイオード、１２はフォトダイオード内で
生成された信号電荷を垂直方向に転送する垂直ＣＣＤレ
ジスタ、１３はフォトダイオード１１内に蓄積された信
号電荷を垂直ＣＣＤレジスタ１２に読み出すための読み
出しゲート、１４ａ、１４ｂは、それぞれ垂直ＣＣＤレ
ジスタ１２から高速に信号電荷の転送を受け、これを１
ラインずつ次段に転送する第１、第２メモリＣＣＤ、１
５は、第１、第２メモリＣＣＤ１４ａ、１４ｂから信号
電荷の転送を受けこれを水平方向に転送する水平ＣＣＤ
レジスタ、１６は水平ＣＣＤレジスタ１５から信号電荷
の転送を受けこれを電圧信号に変換して出力する出力ア
ンプ、１７は、フォトダイオードから掃き出された不要
電荷を垂直ＣＣＤレジスタ１２を介して受け取りこれを
吸収するドレインである。そして、この固体撮像素子に
おいて、フォトダイオード１１、垂直ＣＣＤレジスタ１
２、読み出しゲート１３によりインターラインイメージ
部が、また、第１、第２メモリＣＣＤ１４ａ、１４ｂに
よりメモリ部が構成されている。
【０００８】垂直ＣＣＤレジスタ１２は、垂直クロック
パルスφＶ１〜φＶ４によって、また水平ＣＣＤレジス
タ１５は、水平クロックパルスφＨ１、φＨ２によって
駆動され、そして第１、第２メモリＣＣＤ１４ａ、１４
ｂは、第１メモリクロックパルスφＭ１〜φＭ４、第２
メモリクロックパルスφＳ１〜φＳ４によってそれぞれ
独立に駆動される。そして垂直ＣＣＤレジスタ１２内を
転送されてきた信号電荷は、第１、第２メモリクロック
パルスの状態により第１、第２メモリＣＣＤ１４ａ、１
４ｂのいずれかに転送される。
パルスφＶ１〜φＶ４によって、また水平ＣＣＤレジス
タ１５は、水平クロックパルスφＨ１、φＨ２によって
駆動され、そして第１、第２メモリＣＣＤ１４ａ、１４
ｂは、第１メモリクロックパルスφＭ１〜φＭ４、第２
メモリクロックパルスφＳ１〜φＳ４によってそれぞれ
独立に駆動される。そして垂直ＣＣＤレジスタ１２内を
転送されてきた信号電荷は、第１、第２メモリクロック
パルスの状態により第１、第２メモリＣＣＤ１４ａ、１
４ｂのいずれかに転送される。
【０００９】図２は、本発明の一実施例を説明するため
の各クロックパルスのタイミング図である。Ａフィール
ドにおいて、Ｂフィールドの掃き出しパルス２印加時か
らＡフィールドの掃き出しパルス１印加時までの期間中
にフォトダイオード１１に蓄積された不要電荷を、掃き
出しパルス１により垂直ＣＣＤレジスタ１２に読み出
し、次いで、垂直ＣＣＤレジスタ１２の各転送電極に不
要電荷掃き出し転送パルスを印加してこの不要電荷をド
レイン１７に掃き棄てる。その後、読み出しパルス１に
よって信号電荷の第１回目の読み出しを行い、この信号
電荷を第１メモリ高速転送パルスによって、第１メモリ
ＣＣＤ１４ａに転送する。次に、読み出しパルス２によ
って、第２回目の信号電荷の読み出しを行って次フィー
ルド用の信号電荷を得、これを第２メモリ高速転送パル
スにより第２メモリＣＣＤ１４ｂに転送する。
の各クロックパルスのタイミング図である。Ａフィール
ドにおいて、Ｂフィールドの掃き出しパルス２印加時か
らＡフィールドの掃き出しパルス１印加時までの期間中
にフォトダイオード１１に蓄積された不要電荷を、掃き
出しパルス１により垂直ＣＣＤレジスタ１２に読み出
し、次いで、垂直ＣＣＤレジスタ１２の各転送電極に不
要電荷掃き出し転送パルスを印加してこの不要電荷をド
レイン１７に掃き棄てる。その後、読み出しパルス１に
よって信号電荷の第１回目の読み出しを行い、この信号
電荷を第１メモリ高速転送パルスによって、第１メモリ
ＣＣＤ１４ａに転送する。次に、読み出しパルス２によ
って、第２回目の信号電荷の読み出しを行って次フィー
ルド用の信号電荷を得、これを第２メモリ高速転送パル
スにより第２メモリＣＣＤ１４ｂに転送する。
【００１０】次に、Ａフィールドの信号出力期間に第１
メモリＣＣＤ１４ａに転送された信号電荷をラインシフ
トパルスにより、水平ＣＣＤレジスタ１５に転送し、出
力アンプ１６を介して出力させる。続くＢフィールドに
おいて、掃き出しパルス２によりそれまで蓄えた不要電
荷を垂直ＣＣＤレジスタ１２に読み出し、これを不要電
荷掃き出し転送パルスによりドレイン１７に掃き棄て
る。Ｂフィールドの信号出力期間内に、Ａフィールドで
第２メモリＣＣＤ１４ｂに転送しておいた電荷を、ライ
ンシフトパルスにより水平ＣＣＤレジスタ１５に転送
し、出力アンプ１６を介して出力させる。
メモリＣＣＤ１４ａに転送された信号電荷をラインシフ
トパルスにより、水平ＣＣＤレジスタ１５に転送し、出
力アンプ１６を介して出力させる。続くＢフィールドに
おいて、掃き出しパルス２によりそれまで蓄えた不要電
荷を垂直ＣＣＤレジスタ１２に読み出し、これを不要電
荷掃き出し転送パルスによりドレイン１７に掃き棄て
る。Ｂフィールドの信号出力期間内に、Ａフィールドで
第２メモリＣＣＤ１４ｂに転送しておいた電荷を、ライ
ンシフトパルスにより水平ＣＣＤレジスタ１５に転送
し、出力アンプ１６を介して出力させる。
【００１１】以上のように固体撮像素子を駆動すると、
両フィールドの信号電荷を連続的に蓄積することができ
るため、動きの速い像を撮っても、画像のぼけを最小限
に留めることができる。
両フィールドの信号電荷を連続的に蓄積することができ
るため、動きの速い像を撮っても、画像のぼけを最小限
に留めることができる。
【００１２】以上は電子シャッタモード時における動作
であったが、通常の動作時においては、各フィールド毎
に信号電荷の読み出しを行う方式と、Ａフィールドにお
いて両フィールド用の信号電荷の読み出しを行う方式の
いずれかを採用することができる。前者の場合、第２、
第３垂直ＣＣＤレジスタ１４ａ、１４ｂのうち一方のみ
を動作させるようにすることができる。
であったが、通常の動作時においては、各フィールド毎
に信号電荷の読み出しを行う方式と、Ａフィールドにお
いて両フィールド用の信号電荷の読み出しを行う方式の
いずれかを採用することができる。前者の場合、第２、
第３垂直ＣＣＤレジスタ１４ａ、１４ｂのうち一方のみ
を動作させるようにすることができる。
【００１３】上述の実施例は、不要電荷をドレイン側に
掃き出す電子シャッタ駆動方式に係るものであったが、
本発明はこの方式のものばかりではなく、基板・ウェル
間に逆バイアスを印加し、縦方向のｎｐｎトランジスタ
のパンチスルー動作を利用して、不要電荷を基板側へ引
き抜く方式のものに対しても同様に適用することができ
る。また、垂直ＣＣＤレジスタ１２と、第１、第２メモ
リＣＣＤ１４ａ、１４ｂとの間にセレクトゲートを配置
しこのセレクトゲートにより信号電荷の転送先のメモリ
ＣＣＤを選択させるようにしてもよい。
掃き出す電子シャッタ駆動方式に係るものであったが、
本発明はこの方式のものばかりではなく、基板・ウェル
間に逆バイアスを印加し、縦方向のｎｐｎトランジスタ
のパンチスルー動作を利用して、不要電荷を基板側へ引
き抜く方式のものに対しても同様に適用することができ
る。また、垂直ＣＣＤレジスタ１２と、第１、第２メモ
リＣＣＤ１４ａ、１４ｂとの間にセレクトゲートを配置
しこのセレクトゲートにより信号電荷の転送先のメモリ
ＣＣＤを選択させるようにしてもよい。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、第１フ
ィールド期間内において、連続的に、第１、第２フィー
ルド用の信号電荷の読み出しを行い、各信号電荷をそれ
ぞれ第１、第２フィールドの信号出力期間内において出
力させるものであるので、本発明によれば、第１フィー
ルドの信号と第２フィールドの信号との時間的ずれを少
なくすることができ、画像のぼけを最小限に留めること
ができる。
ィールド期間内において、連続的に、第１、第２フィー
ルド用の信号電荷の読み出しを行い、各信号電荷をそれ
ぞれ第１、第２フィールドの信号出力期間内において出
力させるものであるので、本発明によれば、第１フィー
ルドの信号と第２フィールドの信号との時間的ずれを少
なくすることができ、画像のぼけを最小限に留めること
ができる。
【図１】本発明の実施例によって駆動される固体撮像素
子のブロック図。
子のブロック図。
【図２】本発明の一実施例を説明するための各クロック
パルスのタイミング図。
パルスのタイミング図。
【図３】従来の固体撮像素子のブロック図。
【図４】従来例を説明するための各クロックパルスのタ
イミング図。
イミング図。
１１、２１…フォトダイオード １２、２２…垂直ＣＣＤレジスタ １３、２３…読み出しゲート １４ａ…第１メモリＣＣＤ １４ｂ…第２メモリＣＣＤ ２４…メモリＣＣＤ １５、２５…水平ＣＣＤレジスタ １６、２６…出力アンプ １７、２７…ドレイン
Claims (1)
- 【請求項１】 マトリックス状に配置された複数の受光
素子の信号電荷を読み出しこれを電圧信号に変換して出
力させる固体撮像素子の駆動方法において、 同一フィールド期間内において連続的に２回受光素子の
信号電荷を読み出し、第１回目に読み出した信号電荷と
第２回目に読み出した信号電荷とをそれぞれ異なるフィ
ールド期間内において出力させることを特徴とする固体
撮像素子の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3225089A JPH0548976A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3225089A JPH0548976A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0548976A true JPH0548976A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=16823833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3225089A Pending JPH0548976A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0548976A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100374647B1 (ko) * | 2001-03-26 | 2003-03-03 | 삼성전자주식회사 | 촬상 소자의 고속 촬상 방법 및 고속 촬상 제어 장치 |
-
1991
- 1991-08-09 JP JP3225089A patent/JPH0548976A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100374647B1 (ko) * | 2001-03-26 | 2003-03-03 | 삼성전자주식회사 | 촬상 소자의 고속 촬상 방법 및 고속 촬상 제어 장치 |
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