JPH08149374A - 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
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- JPH08149374A JPH08149374A JP6311230A JP31123094A JPH08149374A JP H08149374 A JPH08149374 A JP H08149374A JP 6311230 A JP6311230 A JP 6311230A JP 31123094 A JP31123094 A JP 31123094A JP H08149374 A JPH08149374 A JP H08149374A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フィールド蓄積読み出し方式とフレーム蓄積
読み出し方式の中間的な特性を有する読み出しを行なう
ことができる固体撮像素子の駆動方法を提供する。 【構成】 垂直方向に走査線数の倍の画素の列よりなる
光電変換部4と、垂直方向に信号電荷を転送する垂直転
送ライン5と、この電荷を水平方向へ転送する水平転送
ライン7を有する固体撮像素子の駆動方法において、先
のフィールドでは垂直方向に隣り合う3列の画素の電荷
を足し合わせて読み出すと共に足し合わされる3列の組
同士の間に読み出さない1列の画素を設け、次のフィー
ルドでは、先のフィールド時に読み出さなかった画素の
列を中心とした3列の画素の電荷を足し合わせて読み出
すと共に先のフィールド時に読み出された3列の内の中
心の列の画素は読み出さないようにすることによりイン
ターレースを行なう。これにより、垂直方向の変調度や
残像について、フィールド蓄積とフレーム蓄積の中間的
特性を発揮させる。
読み出し方式の中間的な特性を有する読み出しを行なう
ことができる固体撮像素子の駆動方法を提供する。 【構成】 垂直方向に走査線数の倍の画素の列よりなる
光電変換部4と、垂直方向に信号電荷を転送する垂直転
送ライン5と、この電荷を水平方向へ転送する水平転送
ライン7を有する固体撮像素子の駆動方法において、先
のフィールドでは垂直方向に隣り合う3列の画素の電荷
を足し合わせて読み出すと共に足し合わされる3列の組
同士の間に読み出さない1列の画素を設け、次のフィー
ルドでは、先のフィールド時に読み出さなかった画素の
列を中心とした3列の画素の電荷を足し合わせて読み出
すと共に先のフィールド時に読み出された3列の内の中
心の列の画素は読み出さないようにすることによりイン
ターレースを行なう。これにより、垂直方向の変調度や
残像について、フィールド蓄積とフレーム蓄積の中間的
特性を発揮させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ等に使用
される、CCDよりなる固体撮像素子の駆動方法に関す
る。
される、CCDよりなる固体撮像素子の駆動方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、CCD固体撮像素子は、家庭
用、産業用及び放送用のテレビカメラ等に広く用いられ
ており、特にビデオカメラ用に開発されたインターライ
ン転送CCD撮像素子は、フィールド蓄積読み出し方式
とフレーム蓄積読み出し方式によりインターレース動作
を行ない得るようになっている。
用、産業用及び放送用のテレビカメラ等に広く用いられ
ており、特にビデオカメラ用に開発されたインターライ
ン転送CCD撮像素子は、フィールド蓄積読み出し方式
とフレーム蓄積読み出し方式によりインターレース動作
を行ない得るようになっている。
【0003】通常、このインターライン転送CCD撮像
素子では、走査線数と同数の画素列を有し、フィールド
蓄積読み出し方式ではこの画素列の2列分の画素の信号
電荷を加算して読み出すようになっており、またフレー
ム蓄積読み出し方式では画素の信号電荷を加算せずに一
列ずつ、しかも1列おきに読み出すようになっている。
素子では、走査線数と同数の画素列を有し、フィールド
蓄積読み出し方式ではこの画素列の2列分の画素の信号
電荷を加算して読み出すようになっており、またフレー
ム蓄積読み出し方式では画素の信号電荷を加算せずに一
列ずつ、しかも1列おきに読み出すようになっている。
【0004】これを図を用いて説明する。図8はフィー
ルド蓄積読み出し方式を示す説明図、図9はフレーム蓄
積読み出し方式を示す説明図である。図中1は光電変換
部としての画素、2は各画素からの信号電荷を受ける垂
直CCDよりなる垂直転送ライン、3は転送された信号
電荷を図中水平方向へ転送する水平CCDよりなる水平
転送ライン3である。
ルド蓄積読み出し方式を示す説明図、図9はフレーム蓄
積読み出し方式を示す説明図である。図中1は光電変換
部としての画素、2は各画素からの信号電荷を受ける垂
直CCDよりなる垂直転送ライン、3は転送された信号
電荷を図中水平方向へ転送する水平CCDよりなる水平
転送ライン3である。
【0005】図中、白枠の画素は信号電荷が読み出され
る画素を示し、斜線の画素は信号電荷が読み出されない
画素を示す。すなわち、図8に示すフィールド蓄積で
は、奇数フィールドの時には、図中下の列より、2,3
行目、4,5行目……というように2列ずつ加算し、偶
数フィールド時には、1,2行目、3,4行目……とい
うように2列ずつ加算し、フィールド毎に加算する列の
組み合わせを変えることによりインターレースを行な
う。このような方式は、例えば特願平2−131682
号公報に示されている。図9に示すフレーム蓄積では、
奇数フィールドでは、図中下の列より1,3,5……と
いうように奇数列を読み出し、偶数フィールドでは2,
4,6……というように偶数列を読み出し、このように
フィールドにより読み出し列を変えることによってイン
ターレースを行なっている。
る画素を示し、斜線の画素は信号電荷が読み出されない
画素を示す。すなわち、図8に示すフィールド蓄積で
は、奇数フィールドの時には、図中下の列より、2,3
行目、4,5行目……というように2列ずつ加算し、偶
数フィールド時には、1,2行目、3,4行目……とい
うように2列ずつ加算し、フィールド毎に加算する列の
組み合わせを変えることによりインターレースを行な
う。このような方式は、例えば特願平2−131682
号公報に示されている。図9に示すフレーム蓄積では、
奇数フィールドでは、図中下の列より1,3,5……と
いうように奇数列を読み出し、偶数フィールドでは2,
4,6……というように偶数列を読み出し、このように
フィールドにより読み出し列を変えることによってイン
ターレースを行なっている。
【0006】上記フィールド蓄積読み出し方式は、各画
素がフィールド毎に読み出されているので残像が少なく
なるという特性を有し、またフレーム蓄積読み出し方式
は、垂直方向2列の画素を、フィールド毎に交互に1列
ずつ読み出すようにしていることから垂直方向のサンプ
リングの幅が狭くなり、垂直方向の変調度、すなわち解
像度が高くなるという利点を有する。
素がフィールド毎に読み出されているので残像が少なく
なるという特性を有し、またフレーム蓄積読み出し方式
は、垂直方向2列の画素を、フィールド毎に交互に1列
ずつ読み出すようにしていることから垂直方向のサンプ
リングの幅が狭くなり、垂直方向の変調度、すなわち解
像度が高くなるという利点を有する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した両
読み出し方式には、以下のような問題点があった。 (1)上記のようにフィールド蓄積読み出し方式は、残
像が少ないという利点はあるが、垂直方向の2列の画素
の信号電荷を加算して出力するので、垂直方向のサンプ
リング幅が大きくなり、垂直方向の変調度がフレーム蓄
積読み出し方式よりも劣ってしまう。
読み出し方式には、以下のような問題点があった。 (1)上記のようにフィールド蓄積読み出し方式は、残
像が少ないという利点はあるが、垂直方向の2列の画素
の信号電荷を加算して出力するので、垂直方向のサンプ
リング幅が大きくなり、垂直方向の変調度がフレーム蓄
積読み出し方式よりも劣ってしまう。
【0008】(2)これに対して、フレーム蓄積読み出
し方式は、垂直方向の変調度が高いという利点はある
が、各画素の電荷の読み出しは1フィールドおきとなる
ために各画素の電荷蓄積時間がフィールド蓄積読み出し
方式の倍の長さとなり、その結果、残像が目立つように
なってしまう。
し方式は、垂直方向の変調度が高いという利点はある
が、各画素の電荷の読み出しは1フィールドおきとなる
ために各画素の電荷蓄積時間がフィールド蓄積読み出し
方式の倍の長さとなり、その結果、残像が目立つように
なってしまう。
【0009】垂直方向の変調度の向上と残像の低減を同
時に図るためにフレーム蓄積読み出し方式において電子
シャッターをかけて光量を少なくすることも行なわれて
いるが、この場合には、感度がフィールド蓄積読み出し
方式の半分に低下してしまい、好ましくはない。
時に図るためにフレーム蓄積読み出し方式において電子
シャッターをかけて光量を少なくすることも行なわれて
いるが、この場合には、感度がフィールド蓄積読み出し
方式の半分に低下してしまい、好ましくはない。
【0010】一般的には、ビデオカメラに、フィールド
蓄積読み出し方式を標準モードとし、フレーム蓄積読み
出し方式を特殊モードとして搭載してこれらを選択可能
とし、操作者が任意に切替えて使用するようになってい
る。しかしながら、ニーズの多様性により、これらの2
種以外のモード、例えば上記2つのモードの中間的特性
を有するモードを使用したくても、従来においてはこの
ようなモードは選択することができなかった。
蓄積読み出し方式を標準モードとし、フレーム蓄積読み
出し方式を特殊モードとして搭載してこれらを選択可能
とし、操作者が任意に切替えて使用するようになってい
る。しかしながら、ニーズの多様性により、これらの2
種以外のモード、例えば上記2つのモードの中間的特性
を有するモードを使用したくても、従来においてはこの
ようなモードは選択することができなかった。
【0011】また、関連発明として特開平4−2626
79号公報に示すように1水平ブランキング期間内に垂
直CCD内の電荷を2転送段分転送して水平CCDで、
隣接する画素の電荷を加算することも開示されている
が、これは、スチルカメラ用の固体撮像素子をビデオカ
メラ用にも使用できるようにしたものであり、上記問題
点を解決するものではない。
79号公報に示すように1水平ブランキング期間内に垂
直CCD内の電荷を2転送段分転送して水平CCDで、
隣接する画素の電荷を加算することも開示されている
が、これは、スチルカメラ用の固体撮像素子をビデオカ
メラ用にも使用できるようにしたものであり、上記問題
点を解決するものではない。
【0012】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものであり、その目
的はフィールド蓄積読み出し方式とフレーム蓄積読み出
し方式の中間的な特性を有する読み出しを行なうことが
できる、固体撮像素子の駆動方法を提供することにあ
る。
これを有効に解決すべく創案されたものであり、その目
的はフィールド蓄積読み出し方式とフレーム蓄積読み出
し方式の中間的な特性を有する読み出しを行なうことが
できる、固体撮像素子の駆動方法を提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、垂直方向に走査線数の倍の画素の列よ
りなる光電変換部と、垂直方向に信号電荷を転送する垂
直転送ラインと、この電荷を水平方向へ転送する水平転
送ラインを有する固体撮像素子の駆動方法において、先
のフィールドでは垂直方向に隣り合う3列の画素の電荷
を足し合わせて読み出すと共に足し合わされる3列の組
同士の間に読み出さない1列の画素を設け、次のフィー
ルドでは、先のフィールド時に読み出さなかった画素の
列を中心とした3列の画素の電荷を足し合わせて読み出
すと共に先のフィールド時に読み出された3列の内の中
心の列の画素は読み出さないようにすることによりイン
ターレースを行なうように構成したものである。
解決するために、垂直方向に走査線数の倍の画素の列よ
りなる光電変換部と、垂直方向に信号電荷を転送する垂
直転送ラインと、この電荷を水平方向へ転送する水平転
送ラインを有する固体撮像素子の駆動方法において、先
のフィールドでは垂直方向に隣り合う3列の画素の電荷
を足し合わせて読み出すと共に足し合わされる3列の組
同士の間に読み出さない1列の画素を設け、次のフィー
ルドでは、先のフィールド時に読み出さなかった画素の
列を中心とした3列の画素の電荷を足し合わせて読み出
すと共に先のフィールド時に読み出された3列の内の中
心の列の画素は読み出さないようにすることによりイン
ターレースを行なうように構成したものである。
【0014】
【作用】本発明は、上述のように読み出すようにしたの
で、加算される3画素の内の中央となる列の画素は1フ
ィールドおきに読み出されるのでフレーム蓄積となり、
その両側の列の画素は毎フィールドで読み出されるので
フィールド蓄積となる。これにより、3画素の内の中央
の画素は隣接する他の2つの画素に対して蓄積時間が倍
になるので、2倍の感度を持つようになる。すなわちサ
ンプリングされる幅の中央部分に対する感度が高くな
り、垂直方向の変調度及び残像の程度も共に改善するこ
とが可能となり、フィールド蓄積読み出し方式とフレー
ム蓄積読み出し方式の中間的な特性を発揮することがで
きる。
で、加算される3画素の内の中央となる列の画素は1フ
ィールドおきに読み出されるのでフレーム蓄積となり、
その両側の列の画素は毎フィールドで読み出されるので
フィールド蓄積となる。これにより、3画素の内の中央
の画素は隣接する他の2つの画素に対して蓄積時間が倍
になるので、2倍の感度を持つようになる。すなわちサ
ンプリングされる幅の中央部分に対する感度が高くな
り、垂直方向の変調度及び残像の程度も共に改善するこ
とが可能となり、フィールド蓄積読み出し方式とフレー
ム蓄積読み出し方式の中間的な特性を発揮することがで
きる。
【0015】
【実施例】以下に、本発明に係る固体撮像素子の駆動方
法を添付図面に基づいて詳述する。図1は本発明方法を
実施するために用いる固体撮像素子を示す構成図、図2
はフィールド蓄積読み出し方式の時の読み出し形態を示
す図、図3はフィールド蓄積読み出し時の読み出しゲー
トパルスを示す波形図、図4はフレーム蓄積読み出し時
の読み出しゲートパルスを示す波形図、図5は本発明の
特長とする読み出し方式の読み出し形態を示す図、図6
は図5に示す読み出し方式の時の読み出しゲートパルス
を示す波形図である。
法を添付図面に基づいて詳述する。図1は本発明方法を
実施するために用いる固体撮像素子を示す構成図、図2
はフィールド蓄積読み出し方式の時の読み出し形態を示
す図、図3はフィールド蓄積読み出し時の読み出しゲー
トパルスを示す波形図、図4はフレーム蓄積読み出し時
の読み出しゲートパルスを示す波形図、図5は本発明の
特長とする読み出し方式の読み出し形態を示す図、図6
は図5に示す読み出し方式の時の読み出しゲートパルス
を示す波形図である。
【0016】本実施例では垂直方向に走査線数の倍の画
素数を持ついわゆるインターライン転送型CCD固体撮
像素子を例にとって説明する。図1において、4は例え
ばフォトダイオードよりなる光電変換部としての画素で
あり、この画素は水平方向及び垂直方向へマトリクス状
に多数配列されている。これらの画素の列数は、垂直方
向へ走査線数の倍の数となるように設定されている。
素数を持ついわゆるインターライン転送型CCD固体撮
像素子を例にとって説明する。図1において、4は例え
ばフォトダイオードよりなる光電変換部としての画素で
あり、この画素は水平方向及び垂直方向へマトリクス状
に多数配列されている。これらの画素の列数は、垂直方
向へ走査線数の倍の数となるように設定されている。
【0017】図示例においては、画素列は、下の方から
上方に向けて4列ずつグループ化されており、A1,B
1,C1,D1,A2,B2,C2,D2……An ,B
n ,Cn ,Dn ……の符号が付されている。尚、An 等
は図示省略される。垂直方向に配列される画素間には、
垂直CCDよりなる垂直転送ライン5が配置され、読み
出しゲート6を制御することにより画素4の信号電荷を
読み出し得るようになっている。
上方に向けて4列ずつグループ化されており、A1,B
1,C1,D1,A2,B2,C2,D2……An ,B
n ,Cn ,Dn ……の符号が付されている。尚、An 等
は図示省略される。垂直方向に配列される画素間には、
垂直CCDよりなる垂直転送ライン5が配置され、読み
出しゲート6を制御することにより画素4の信号電荷を
読み出し得るようになっている。
【0018】そして、垂直転送ライン5により垂直方向
へ転送された信号電荷を水平方向へ転送するために水平
CCDよりなる水平転送ライン7が図1中にて下部に設
けられ、水平方向へ転送された信号電荷を出力部8から
電圧変化として取り出すようになっている。列方向(水
平方向)の各列の画素の読み出しゲート6は共通のライ
ン9に接続され、更に、A列同士,B列同士,C列同
士,D列同士も共通に接続されている。すなわち、垂直
方向へ隣接する4つの列同士がグループ化されている。
へ転送された信号電荷を水平方向へ転送するために水平
CCDよりなる水平転送ライン7が図1中にて下部に設
けられ、水平方向へ転送された信号電荷を出力部8から
電圧変化として取り出すようになっている。列方向(水
平方向)の各列の画素の読み出しゲート6は共通のライ
ン9に接続され、更に、A列同士,B列同士,C列同
士,D列同士も共通に接続されている。すなわち、垂直
方向へ隣接する4つの列同士がグループ化されている。
【0019】従って、ライン9は全部で4本あり、これ
らに4種類の読み出しゲートパルスTG1〜TG4を所
定の形態で印加して信号電荷を読み出す。すなわち、読
み出しゲートパルスTG1〜TG4が与えられるのは、
垂直ブランキング毎に1発であるが、パルスが与えられ
た列の画素の信号電荷は読み出され、パルスが与えられ
ない列の画素は読み出されない。これにより、パルスT
G1〜TG4の与え方によって読み出す画素の列の選択
が可能となる。
らに4種類の読み出しゲートパルスTG1〜TG4を所
定の形態で印加して信号電荷を読み出す。すなわち、読
み出しゲートパルスTG1〜TG4が与えられるのは、
垂直ブランキング毎に1発であるが、パルスが与えられ
た列の画素の信号電荷は読み出され、パルスが与えられ
ない列の画素は読み出されない。これにより、パルスT
G1〜TG4の与え方によって読み出す画素の列の選択
が可能となる。
【0020】次に、以上のように構成された固体撮像素
子の駆動方法について説明する。まず、フィールド蓄積
読み出し方式の動作について説明する。この場合には、
図3に示すように偶数フィールドでは、垂直ブランキン
グ毎にTG1〜TG4の全てのパルスを与えることによ
って全ての画素の信号電荷を図2に示すように垂直転送
ライン5へ読み出す。垂直転送ライン5では、An 列の
画素の電荷とBn 列の画素の電荷、Cn 列の画素の電荷
とDn 列の画素の電荷がそれぞれ加算される。尚、n
は、正の整数であり、以下も同様である。
子の駆動方法について説明する。まず、フィールド蓄積
読み出し方式の動作について説明する。この場合には、
図3に示すように偶数フィールドでは、垂直ブランキン
グ毎にTG1〜TG4の全てのパルスを与えることによ
って全ての画素の信号電荷を図2に示すように垂直転送
ライン5へ読み出す。垂直転送ライン5では、An 列の
画素の電荷とBn 列の画素の電荷、Cn 列の画素の電荷
とDn 列の画素の電荷がそれぞれ加算される。尚、n
は、正の整数であり、以下も同様である。
【0021】その後、水平ブランキング毎に垂直転送ラ
イン5を2段ずつ水平転送ライン方向へ転送することに
より、水平転送ライン7において信号電荷の加算を更に
行なう。この結果、出力部8から出力される映像信号の
値は、An +Bn +Cn +Dn となる。奇数フィールド
では、同様に垂直ブランキング毎にTG1〜TG4の全
てのパルスを与えることによって全ての画素の信号電荷
に垂直転送ライン5へ読み出す。ここでも先と同様にA
n 列とBn 列の画素の信号電荷及びCn 列とDn 列の画
素の信号電荷がそれぞれ加算される。
イン5を2段ずつ水平転送ライン方向へ転送することに
より、水平転送ライン7において信号電荷の加算を更に
行なう。この結果、出力部8から出力される映像信号の
値は、An +Bn +Cn +Dn となる。奇数フィールド
では、同様に垂直ブランキング毎にTG1〜TG4の全
てのパルスを与えることによって全ての画素の信号電荷
に垂直転送ライン5へ読み出す。ここでも先と同様にA
n 列とBn 列の画素の信号電荷及びCn 列とDn 列の画
素の信号電荷がそれぞれ加算される。
【0022】これに対して、この奇数フィールドでは、
先の偶数フィールドの場合と異なり、上述した2段ずつ
の垂直転送を開始する直前の水平ブランキングで1段の
垂直転送を行なうことによりインターレースを行なう。
すると、後続する2段ずつの垂直転送時に水平転送ライ
ン7にて加算される組み合わせが1つずれ、出力される
映像信号の値は、Cn +Dn +An +1+Bn +1 とな
る。このように信号電荷を読み出し転送することによ
り、図8にて説明したと同様なフィールド蓄積読み出し
方式の映像信号を得ることができる。
先の偶数フィールドの場合と異なり、上述した2段ずつ
の垂直転送を開始する直前の水平ブランキングで1段の
垂直転送を行なうことによりインターレースを行なう。
すると、後続する2段ずつの垂直転送時に水平転送ライ
ン7にて加算される組み合わせが1つずれ、出力される
映像信号の値は、Cn +Dn +An +1+Bn +1 とな
る。このように信号電荷を読み出し転送することによ
り、図8にて説明したと同様なフィールド蓄積読み出し
方式の映像信号を得ることができる。
【0023】次に、フレーム蓄積読み出し方式の動作に
ついて説明する。図4に示すように4つの読み出しゲー
トパルスTG1〜TG4の内、奇数フィードではTG1
とTG2の2つのみのパルスを与え、偶数フィールドで
は、他のTG3とTG4の2つのみのパルスを与える。
これにより、奇数フィールドでは図7中のAn 列の画素
とBn 列の画素のみの信号電荷が読み出されて加算さ
れ、偶数フィールドではCn 列の画素とDn 列の画素の
みの信号電荷が読み出されて加算される。
ついて説明する。図4に示すように4つの読み出しゲー
トパルスTG1〜TG4の内、奇数フィードではTG1
とTG2の2つのみのパルスを与え、偶数フィールドで
は、他のTG3とTG4の2つのみのパルスを与える。
これにより、奇数フィールドでは図7中のAn 列の画素
とBn 列の画素のみの信号電荷が読み出されて加算さ
れ、偶数フィールドではCn 列の画素とDn 列の画素の
みの信号電荷が読み出されて加算される。
【0024】以後の垂直方向の信号電荷の転送は、上述
したフィールド蓄積読み出し方式の場合と同様に行な
う。このように信号電荷を読み出し転送することにより
図9にて説明したと同様なフレーム蓄積読み出し方式の
映像信号を得ることができる。
したフィールド蓄積読み出し方式の場合と同様に行な
う。このように信号電荷を読み出し転送することにより
図9にて説明したと同様なフレーム蓄積読み出し方式の
映像信号を得ることができる。
【0025】以上のように、この固体撮像素子では、4
列の画素の信号電荷を加算することによりフィールド蓄
積読み出し方式が実現され、これに対して2列の画素の
信号電荷を加算することによりフレーム蓄積読み出し方
式が実現される。
列の画素の信号電荷を加算することによりフィールド蓄
積読み出し方式が実現され、これに対して2列の画素の
信号電荷を加算することによりフレーム蓄積読み出し方
式が実現される。
【0026】次に、本発明の特長とする読み出し方式に
ついて説明する。この読み出し方式は、上記2つのフィ
ールド蓄積読み出し方式とフレーム蓄積読み出し方式の
中間的特性を発揮する。図6に示すように奇数フィール
ドでは、3つのパルスTG1,TG3,TG4のみを与
え、パルスTG2を与えないようにしてBn 列の画素の
信号電荷を読み出さないようにする。この時の状態は図
5(A)に示されている。これに対して偶数フィールド
では3つのパルスTG1,TG2,TG3のみを与え、
パルスTG4を与えないようにしてDn 列の画素の信号
電荷を読み出さないようにする。この時の状態は図5
(B)に示される。
ついて説明する。この読み出し方式は、上記2つのフィ
ールド蓄積読み出し方式とフレーム蓄積読み出し方式の
中間的特性を発揮する。図6に示すように奇数フィール
ドでは、3つのパルスTG1,TG3,TG4のみを与
え、パルスTG2を与えないようにしてBn 列の画素の
信号電荷を読み出さないようにする。この時の状態は図
5(A)に示されている。これに対して偶数フィールド
では3つのパルスTG1,TG2,TG3のみを与え、
パルスTG4を与えないようにしてDn 列の画素の信号
電荷を読み出さないようにする。この時の状態は図5
(B)に示される。
【0027】このような読み出しを行なった後、先に説
明したように水平ブランキング毎に2段ずつの垂直方向
への転送を行なうと、水平転送ライン7で更に信号電荷
が加算されて、読み出される。従って、出力部8から読
み出される最終的な信号電荷は、奇数フィールドではC
n +Dn +An +1となり、偶数フィールドではAn +B
n +Cn となり、共に列の組み合わせが異なるが3列の
画素の信号電荷が加算されて読み出されることになる。
すなわち、第1のフィールドで読み出された3列の画素
の内、中心に位置する列、例えばDn 列の画素は、次の
フィールドでは読み出されず、先のフィールドにて読み
出されなかった列、例えばBn 列の画素は中心の列とな
って読み出されることになる。
明したように水平ブランキング毎に2段ずつの垂直方向
への転送を行なうと、水平転送ライン7で更に信号電荷
が加算されて、読み出される。従って、出力部8から読
み出される最終的な信号電荷は、奇数フィールドではC
n +Dn +An +1となり、偶数フィールドではAn +B
n +Cn となり、共に列の組み合わせが異なるが3列の
画素の信号電荷が加算されて読み出されることになる。
すなわち、第1のフィールドで読み出された3列の画素
の内、中心に位置する列、例えばDn 列の画素は、次の
フィールドでは読み出されず、先のフィールドにて読み
出されなかった列、例えばBn 列の画素は中心の列とな
って読み出されることになる。
【0028】このような本発明の特長とする読み出し方
式を行なうと、加算される3画素の内の中央の列に位置
するBn 列及びDn 列の画素は1フィールドおきに読み
出されるのでフレーム蓄積となり、これに対してこの画
素の両側に隣接するAn 列及びCn 列の画素は毎フィー
ルド毎に読み出されるのでフィールド蓄積となる。従っ
て、3画素の内の中央の画素は、他の隣接する2画素に
対して電荷の蓄積時間が倍になるので2倍の感度を持つ
ようになる。すなわち、サンプリング幅の中央部分に対
する感度がその分高くなる。
式を行なうと、加算される3画素の内の中央の列に位置
するBn 列及びDn 列の画素は1フィールドおきに読み
出されるのでフレーム蓄積となり、これに対してこの画
素の両側に隣接するAn 列及びCn 列の画素は毎フィー
ルド毎に読み出されるのでフィールド蓄積となる。従っ
て、3画素の内の中央の画素は、他の隣接する2画素に
対して電荷の蓄積時間が倍になるので2倍の感度を持つ
ようになる。すなわち、サンプリング幅の中央部分に対
する感度がその分高くなる。
【0029】以上のことから、垂直方向の変調度につい
ては、以下のようになる。すなわちサンプリングの幅が
画素3列分になることに加え、その中央部分の感度が高
くなるために、サンプリングの幅が画素4列分であるフ
ィールド蓄積読み出し方式(図2及び図3参照)と、サ
ンプリングの幅が画素2列分であるフレーム蓄積読み出
し方式(図4参照)の中間値よりも高い変調度を得るこ
とができる。図7はこの状態を示すグラフであり、垂直
解像度と振幅変調度との関係を示す。
ては、以下のようになる。すなわちサンプリングの幅が
画素3列分になることに加え、その中央部分の感度が高
くなるために、サンプリングの幅が画素4列分であるフ
ィールド蓄積読み出し方式(図2及び図3参照)と、サ
ンプリングの幅が画素2列分であるフレーム蓄積読み出
し方式(図4参照)の中間値よりも高い変調度を得るこ
とができる。図7はこの状態を示すグラフであり、垂直
解像度と振幅変調度との関係を示す。
【0030】このグラフから明らかなように、電子シャ
ッターをOFFにした本発明の読み出し方式の場合は、
変調度はフレーム蓄積読み出し方式とフィールド蓄積読
み出し方式の中間の値よりも僅かに高い値を示してい
る。この場合、電子シャッターをONにした時には、3
列全ての画素の電荷蓄積時間が等しくなって感度も等し
くなるので、変調度はフレーム蓄積読み出し方式とフィ
ールド蓄積読み出し方式の略中間の値となる。
ッターをOFFにした本発明の読み出し方式の場合は、
変調度はフレーム蓄積読み出し方式とフィールド蓄積読
み出し方式の中間の値よりも僅かに高い値を示してい
る。この場合、電子シャッターをONにした時には、3
列全ての画素の電荷蓄積時間が等しくなって感度も等し
くなるので、変調度はフレーム蓄積読み出し方式とフィ
ールド蓄積読み出し方式の略中間の値となる。
【0031】また、残像については、加算された信号電
荷の内の半分はフィールド蓄積によるものであり、残り
の半分はフレーム蓄積によるものなので、全ての信号電
荷がフィールド蓄積であるフィールド蓄積読み出し方式
の場合よりは残像が多いが、全ての信号電荷がフレーム
蓄積であるフレーム蓄積読み出し方式の場合よりは残像
が少なく、これらの2つの読み出し方式の中間的特性を
有することになる。
荷の内の半分はフィールド蓄積によるものであり、残り
の半分はフレーム蓄積によるものなので、全ての信号電
荷がフィールド蓄積であるフィールド蓄積読み出し方式
の場合よりは残像が多いが、全ての信号電荷がフレーム
蓄積であるフレーム蓄積読み出し方式の場合よりは残像
が少なく、これらの2つの読み出し方式の中間的特性を
有することになる。
【0032】更には、感度については、この感度は加算
されるそれぞれの列の画素の蓄積時間の和に比例するの
で、電子シャッターをかけなければ、フィールド蓄積読
み出し方式も、フレーム蓄積読み出し方式も、本発明の
特長とする3列画素加算読み出し方式も同じである。
されるそれぞれの列の画素の蓄積時間の和に比例するの
で、電子シャッターをかけなければ、フィールド蓄積読
み出し方式も、フレーム蓄積読み出し方式も、本発明の
特長とする3列画素加算読み出し方式も同じである。
【0033】これに対して、電子シヤッターをかけた時
は、感度は加算される画素列の本数に比例し、従って、
フィールド蓄積読み出し方式の時の感度を1とすると、
フレーム蓄積読み出し方式の時には1/2となり、本発
明の3列画素加算読み出し方式の時は3/4となる。
は、感度は加算される画素列の本数に比例し、従って、
フィールド蓄積読み出し方式の時の感度を1とすると、
フレーム蓄積読み出し方式の時には1/2となり、本発
明の3列画素加算読み出し方式の時は3/4となる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明の固体撮像素
子の駆動方法によれば、次のように優れた作用効果を発
揮することができる。3列の画素の信号電荷を、フィー
ルド毎にその組み合わせを変えると共にフィールド毎に
読み出さない画素列を変えるようにしたので、フィール
ド蓄積読み出し方式よりも高い垂直変調度を得ることが
でき、また、フレーム蓄積読み出し方式よりも残像を低
くすることができ、両読み出し方式の中間的特性を得る
ことができる。従って、従来の2つの読み出し方式に本
発明に係る第3の読み出し方式を加えて3種類の読み出
し方式となり、選択の幅を広げることができる。
子の駆動方法によれば、次のように優れた作用効果を発
揮することができる。3列の画素の信号電荷を、フィー
ルド毎にその組み合わせを変えると共にフィールド毎に
読み出さない画素列を変えるようにしたので、フィール
ド蓄積読み出し方式よりも高い垂直変調度を得ることが
でき、また、フレーム蓄積読み出し方式よりも残像を低
くすることができ、両読み出し方式の中間的特性を得る
ことができる。従って、従来の2つの読み出し方式に本
発明に係る第3の読み出し方式を加えて3種類の読み出
し方式となり、選択の幅を広げることができる。
【図1】本発明方法を実施するために用いる固体撮像素
子を示す構成図である。
子を示す構成図である。
【図2】フィールド蓄積読み出し方式の時の読み出し形
態を示す図である。
態を示す図である。
【図3】フィールド蓄積読み出し時の読み出しゲートパ
ルスを示す波形図である。
ルスを示す波形図である。
【図4】フレーム蓄積読み出し時の読み出しゲートパル
スを示す波形図である。
スを示す波形図である。
【図5】本発明の特長とする読み出し方式の読み出し形
態を示す図である。
態を示す図である。
【図6】図5に示す読み出し方式の時の読み出しゲート
パルスを示す波形図である。
パルスを示す波形図である。
【図7】垂直解像度と振幅変調度との関係を示すグラフ
である。
である。
【図8】フィールド蓄積読み出し方式を示す説明図であ
る。
る。
【図9】フレーム蓄積読み出し方式を示す説明図であ
る。
る。
4…画素(光電変換部)、5…垂直転送ライン、6…読
み出しゲート、7…水平転送ライン、8…出力部、9…
ライン。
み出しゲート、7…水平転送ライン、8…出力部、9…
ライン。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年3月10日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 固体撮像素子の駆動方法
Claims (1)
- 【請求項1】 垂直方向に走査線数の倍の画素の列より
なる光電変換部と、垂直方向に信号電荷を転送する垂直
転送ラインと、この電荷を水平方向へ転送する水平転送
ラインを有する固体撮像素子の駆動方法において、先の
フィールドでは垂直方向に隣り合う3列の画素の電荷を
足し合わせて読み出すと共に足し合わされる3列の組同
士の間に読み出さない1列の画素を設け、次のフィール
ドでは、先のフィールド時に読み出さなかった画素の列
を中心とした3列の画素の電荷を足し合わせて読み出す
と共に先のフィールド時に読み出された3列の内の中心
の列の画素は読み出さないようにすることによりインタ
ーレースを行なうように構成した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 |
---|---|---|---|
JP6311230A JP2897665B2 (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6311230A JP2897665B2 (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08149374A true JPH08149374A (ja) | 1996-06-07 |
JP2897665B2 JP2897665B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=18014665
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6311230A Expired - Fee Related JP2897665B2 (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2897665B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6744466B1 (en) | 1998-03-12 | 2004-06-01 | Nec Electronics Corporation | Method of driving solid-state image sensor |
DE10317891B4 (de) * | 2002-07-30 | 2008-03-27 | Hewlett-Packard Development Co., L.P., Houston | Photosensoranordnung mit gemeinschaftlich verwendeten Ladungsübertragungsregistern |
CN100459661C (zh) * | 2004-01-30 | 2009-02-04 | 佳能株式会社 | 摄像装置及其控制方法 |
-
1994
- 1994-11-21 JP JP6311230A patent/JP2897665B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6744466B1 (en) | 1998-03-12 | 2004-06-01 | Nec Electronics Corporation | Method of driving solid-state image sensor |
DE10317891B4 (de) * | 2002-07-30 | 2008-03-27 | Hewlett-Packard Development Co., L.P., Houston | Photosensoranordnung mit gemeinschaftlich verwendeten Ladungsübertragungsregistern |
CN100459661C (zh) * | 2004-01-30 | 2009-02-04 | 佳能株式会社 | 摄像装置及其控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2897665B2 (ja) | 1999-05-31 |
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