JPS58169966A - 固体撮像装置の駆動方式 - Google Patents
固体撮像装置の駆動方式Info
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- JPS58169966A JPS58169966A JP57051418A JP5141882A JPS58169966A JP S58169966 A JPS58169966 A JP S58169966A JP 57051418 A JP57051418 A JP 57051418A JP 5141882 A JP5141882 A JP 5141882A JP S58169966 A JPS58169966 A JP S58169966A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/73—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors using interline transfer [IT]
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- H04N3/10—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical
- H04N3/14—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices
- H04N3/15—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices for picture signal generation
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の鵬する技術分野〕
本発明は高速シャッタ動作を伴う固体撮偉装置の駆動方
式に関する。
式に関する。
固体嘩偉装置は従来の撮儂管に比べ、小型、軽曖、高信
頼性、特性面では図形歪がなく、侵儂が小さく、情付き
がない等の多くの利点を有している定め、ITV 、家
庭ビデオカメラ用として広く使用され始めており、特に
最近では銀塩フィルムを用いない、いわゆる電子カメラ
への応用も考えられている。
頼性、特性面では図形歪がなく、侵儂が小さく、情付き
がない等の多くの利点を有している定め、ITV 、家
庭ビデオカメラ用として広く使用され始めており、特に
最近では銀塩フィルムを用いない、いわゆる電子カメラ
への応用も考えられている。
しかるに従来の固体撮偉装置は例えばNT8C樟準方式
に遺命させるように駆動されており、従って1M体撮儂
装置の画素数を全て再生する九めには、と紀−子カメラ
のシャッタを1/30秒以hg口させなければならない
ことになる。しかし通常シャッタ速度が1730秒の′
4f!rは例えば三脚で1ii11iiFするなどして
嫌儂しない限り、手振れがおこる。そのため1/30秒
以Fでの高速シャッタ擁偉を可能にするためには、読出
し周波数を高くして1フレ一ム時間の短縮を図る必要が
あるが、現在の500(垂直) x 400 (水平)
IIlii素のセンナにおける読出し)L2[数;−i
7.15MHzであり、これを2倍の1432随(篤に
で色たとしても、シャッタ速度は高々1/60秒にしか
ならない。一方、カメラとしてのシャッタ速度は1/1
000 $8R1で必要であり、このような高速シャッ
タ動作を満足させるにけヒ紀読出しpHIIl数は24
0MHzとなってしまい、固体撮儂装置の駆e、信号処
理が鴫めて困難となる@このため従来の方式で実速シャ
ッタ撮儂を行なおうとする場合はインターレス熾偉金行
わずに撮健せざるを慢ず、その結果画素数#i垂直方向
において半分になってしまい、解儂度が大幅に低下する
O 以上の事項を図面を参照してもう少し詳しく説明する。
に遺命させるように駆動されており、従って1M体撮儂
装置の画素数を全て再生する九めには、と紀−子カメラ
のシャッタを1/30秒以hg口させなければならない
ことになる。しかし通常シャッタ速度が1730秒の′
4f!rは例えば三脚で1ii11iiFするなどして
嫌儂しない限り、手振れがおこる。そのため1/30秒
以Fでの高速シャッタ擁偉を可能にするためには、読出
し周波数を高くして1フレ一ム時間の短縮を図る必要が
あるが、現在の500(垂直) x 400 (水平)
IIlii素のセンナにおける読出し)L2[数;−i
7.15MHzであり、これを2倍の1432随(篤に
で色たとしても、シャッタ速度は高々1/60秒にしか
ならない。一方、カメラとしてのシャッタ速度は1/1
000 $8R1で必要であり、このような高速シャッ
タ動作を満足させるにけヒ紀読出しpHIIl数は24
0MHzとなってしまい、固体撮儂装置の駆e、信号処
理が鴫めて困難となる@このため従来の方式で実速シャ
ッタ撮儂を行なおうとする場合はインターレス熾偉金行
わずに撮健せざるを慢ず、その結果画素数#i垂直方向
において半分になってしまい、解儂度が大幅に低下する
O 以上の事項を図面を参照してもう少し詳しく説明する。
嘱1図はよく知られているインターライン転送方式のC
C1)(以下IT−CCDと称す)の構成ケ示す。
C1)(以下IT−CCDと称す)の構成ケ示す。
このIT−CCDは例えばホトダイオード(以下FDと
称す)で形成されたMX2N個の感光部(Pn + p
H+pH+ PW+ P1m+ ”+ p、
N s PIN+pH+ Pt1eP3. P二+
Ptm 、” *PmN+ PIN* ”’
e PMl e Pajl + pM鵞
s PMl + PMS + ” +
PMN I Pi1?l )(以ypr、p(’
で代表する)と、この感光部(Pl。
称す)で形成されたMX2N個の感光部(Pn + p
H+pH+ PW+ P1m+ ”+ p、
N s PIN+pH+ Pt1eP3. P二+
Ptm 、” *PmN+ PIN* ”’
e PMl e Pajl + pM鵞
s PMl + PMS + ” +
PMN I Pi1?l )(以ypr、p(’
で代表する)と、この感光部(Pl。
pt)で光電変換されて蓄積された信号電荷を読出すt
めの垂直CCD (c、、c、、・・・CM)が図示の
如く水平方向に交互に配列されている。そして垂直(で
D(CM HCt + 、CM )の信号電荷は1段
ごとに水平CCDシフトレジスタ(1)に転送され、水
+有効期間において水平CCDシフトレジスタ(1)内
を転送された後、順次出力部で2)より読出される。こ
こで垂直CCD (c、c、 、・・、CM)Kおける
垂直方向転送段数は感光部(Pi 、Pi )の垂直方
向画素数の半数である。
めの垂直CCD (c、、c、、・・・CM)が図示の
如く水平方向に交互に配列されている。そして垂直(で
D(CM HCt + 、CM )の信号電荷は1段
ごとに水平CCDシフトレジスタ(1)に転送され、水
+有効期間において水平CCDシフトレジスタ(1)内
を転送された後、順次出力部で2)より読出される。こ
こで垂直CCD (c、c、 、・・、CM)Kおける
垂直方向転送段数は感光部(Pi 、Pi )の垂直方
向画素数の半数である。
4常のテレビジョン標準方式においては1フレームけ2
フイールドより構成され、インターレス走査を行ってい
る。従ってIT−C’C”i)でもこれに透きした1像
動作を行っている。すなわら先の2フイールドiA 、
Bフィールドとすると、入フィールドでは垂直方向に連
続して設けられた2<@のPD(P+*、Pn)、(P
□、P□’$”’5(PIN、 PIN) 、(P*t
+Pt*) +(PニーPt;>、”、CP□+P*、
′)*−+(PtzPM+)、(P工。
フイールドより構成され、インターレス走査を行ってい
る。従ってIT−C’C”i)でもこれに透きした1像
動作を行っている。すなわら先の2フイールドiA 、
Bフィールドとすると、入フィールドでは垂直方向に連
続して設けられた2<@のPD(P+*、Pn)、(P
□、P□’$”’5(PIN、 PIN) 、(P*t
+Pt*) +(PニーPt;>、”、CP□+P*、
′)*−+(PtzPM+)、(P工。
Pむ) + + (PMN + PMN )で蓄積さ
れた信号電荷が合せて読出さル、Bフィールドでは、A
フィールドで読出された2個のFD(Pi、Pi )
に対して空間的にgi11方向に180度位相の鴨な
る連続し九2111のPD(Pi * ’tt ) *
(Ps* + Pt5) t ・−s (’n J’
a ’、(’n′、’am )、+・+。
れた信号電荷が合せて読出さル、Bフィールドでは、A
フィールドで読出された2個のFD(Pi、Pi )
に対して空間的にgi11方向に180度位相の鴨な
る連続し九2111のPD(Pi * ’tt ) *
(Ps* + Pt5) t ・−s (’n J’
a ’、(’n′、’am )、+・+。
(P□’、p、、)、(p匂* pM、 ) * で
蓄積された信号電荷が合せて続出される。このような信
号電荷蓄積モードはフィールド蓄積モードと呼ばれる。
蓄積された信号電荷が合せて続出される。このような信
号電荷蓄積モードはフィールド蓄積モードと呼ばれる。
この場合、垂直方向においてA、Bフィールドで読出さ
れる111号の空間的位相が180度異なるため、感光
領域全域からは2NXM個のサンプル点が得られる。
れる111号の空間的位相が180度異なるため、感光
領域全域からは2NXM個のサンプル点が得られる。
なおFD(Pi 、 Pi )から垂直CCD(C1*
CM *”’* ”M )への信号電荷転送qPDと
垂直C’C’Dとの間に設けられたフィールドシフトゲ
ート(以下F8Gと呼jJ、)+4)にパルス1圧を印
加して行う。
CM *”’* ”M )への信号電荷転送qPDと
垂直C’C’Dとの間に設けられたフィールドシフトゲ
ート(以下F8Gと呼jJ、)+4)にパルス1圧を印
加して行う。
第2図(alはm1図)IT−CCDKオはルF8G
(4)VC印加する4圧波形を、第2図1b)は信号出
力rIi形を、県2図(C)は高速シャッタ時のシャッ
タ開閉を各々示す。すなわち1!2図(alに示すよう
にF8(j(4)に鳩しベルー圧vM:6j印加されて
いる同にPI)に蓄積されている信号電荷が垂直C’C
’Dへ移−され、182図1b)に示すように例えばA
フィールド期間で蓄積された信号−荷が出力部(2)よ
りBフィールド期間に読出される。この信号出力をSム
とすると、BフィールドごPDに蓄積され九信号電荷に
よる虜吟出力8−は1フイ一ルド期間遅れて続いて読出
される。
(4)VC印加する4圧波形を、第2図1b)は信号出
力rIi形を、県2図(C)は高速シャッタ時のシャッ
タ開閉を各々示す。すなわち1!2図(alに示すよう
にF8(j(4)に鳩しベルー圧vM:6j印加されて
いる同にPI)に蓄積されている信号電荷が垂直C’C
’Dへ移−され、182図1b)に示すように例えばA
フィールド期間で蓄積された信号−荷が出力部(2)よ
りBフィールド期間に読出される。この信号出力をSム
とすると、BフィールドごPDに蓄積され九信号電荷に
よる虜吟出力8−は1フイ一ルド期間遅れて続いて読出
される。
このIa合@1図で説明したように全一[+7) P
DでAフィールド期間で蓄積された信号電荷が全て垂直
CCDに移動された後新たにBフィールドでの信号蓄積
が行われる。従って@2図(b)に示すようにBフィー
ルドでの信号出力8IIが得られるためには、Bフィー
ルド期間に何らかの光入力が必要である。
DでAフィールド期間で蓄積された信号電荷が全て垂直
CCDに移動された後新たにBフィールドでの信号蓄積
が行われる。従って@2図(b)に示すようにBフィー
ルドでの信号出力8IIが得られるためには、Bフィー
ルド期間に何らかの光入力が必要である。
しかるに第2図(C)に示すように例えば1/101川
秒だけ光学シャッタが開きその間だけ光入力があるよう
な高速シャッタ動作にお伝ては、^フィールド信号出力
8ムは得られるがBフィールド信号出力SBは優らルな
いこと番′ζなる。こルは弔1図で説明したところの感
光領域全域から2NxM瞳のすンプル点が得られず、高
速シャッタ動作ではNxM−のサンプル点しか得られな
いことを意味する。
秒だけ光学シャッタが開きその間だけ光入力があるよう
な高速シャッタ動作にお伝ては、^フィールド信号出力
8ムは得られるがBフィールド信号出力SBは優らルな
いこと番′ζなる。こルは弔1図で説明したところの感
光領域全域から2NxM瞳のすンプル点が得られず、高
速シャッタ動作ではNxM−のサンプル点しか得られな
いことを意味する。
従って4JIシャッタ動作では紡述したように垂直方向
の画素数が半分になり、解像度が大幅に低下してしまう
。
の画素数が半分になり、解像度が大幅に低下してしまう
。
以上述べたように、従来の方式で解*1*を低下させず
に高速シャッタ動作を行うとしても高々1/60秒★で
しかできず、これ以上の高速シャッタ動作を行おうとす
ると、解像度が大幅に低下してしまい、実用に供するこ
とができない。
に高速シャッタ動作を行うとしても高々1/60秒★で
しかできず、これ以上の高速シャッタ動作を行おうとす
ると、解像度が大幅に低下してしまい、実用に供するこ
とができない。
本発明は上記の点Kliみなされたもので、解像度を低
Fさせることなく高速シャッタ動作を可能とした固体撮
gII装置の駆動方式を提供することを目的とする。
Fさせることなく高速シャッタ動作を可能とした固体撮
gII装置の駆動方式を提供することを目的とする。
〔発明の1lltlり
本発明は固体撮*装置への入射光像の通過を制御する丸
めの光学シャッタの開口期間を、感光部に蓄積された信
号電荷を絖み出し部に同時に転送せしめる動作のm後に
かいて、同じ期間だけ設けるようにしたことを特徴とす
る。
めの光学シャッタの開口期間を、感光部に蓄積された信
号電荷を絖み出し部に同時に転送せしめる動作のm後に
かいて、同じ期間だけ設けるようにしたことを特徴とす
る。
このようにした本発明によれば、信号電荷の読み出し部
への転送動作の前及び値で感光部で信号電荷が発生・蓄
積される丸め出力部からはその両方の信号電荷が読み出
されることとなり、かつ1/1000 f1’11度の
高速シャッタ動作が容易に達成されるため、特に電子カ
メラにとって鴫めて有効となる。
への転送動作の前及び値で感光部で信号電荷が発生・蓄
積される丸め出力部からはその両方の信号電荷が読み出
されることとなり、かつ1/1000 f1’11度の
高速シャッタ動作が容易に達成されるため、特に電子カ
メラにとって鴫めて有効となる。
以F図面を、用いて本発明の詳細な説明する。
@3図は本発明の固体撮*装置にひける駆動方式の一実
施例を示す図で、第3図faidフィールドシフトゲー
ト(F2O)に印加する電圧波形を示す。
施例を示す図で、第3図faidフィールドシフトゲー
ト(F2O)に印加する電圧波形を示す。
すなわちal図に示したIT−(’CDのP2O(4)
に高レベル・電圧vHを印加することによりPD(Pi
、Pi)に蓄積さルた信号電荷を垂[C’C’D (C
,IC,l 、、 CM)に移動きしめる。
に高レベル・電圧vHを印加することによりPD(Pi
、Pi)に蓄積さルた信号電荷を垂[C’C’D (C
,IC,l 、、 CM)に移動きしめる。
ここで、例えばビデオカメラのように連続して谷フィー
ルドの画像信号を得る場合はL配■H印加パルスは1フ
イールド毎に繰返し印加されるが、電子カメラにおいて
は瞬時の画像を撮偉するため、113図(1)に示すよ
うに少なくとも211Iでよい。゛また印加パルス幅T
mはPDから垂II C’CDへの信号載荷移動期間で
、lμ〜lOμ秒である。
ルドの画像信号を得る場合はL配■H印加パルスは1フ
イールド毎に繰返し印加されるが、電子カメラにおいて
は瞬時の画像を撮偉するため、113図(1)に示すよ
うに少なくとも211Iでよい。゛また印加パルス幅T
mはPDから垂II C’CDへの信号載荷移動期間で
、lμ〜lOμ秒である。
第3図(blはシャッタ開口期間を示す。この実施例に
よれば本図に示すように、高レベル電圧■)保持期間に
またがる期間T、だけ開口させる。この期間Toは例え
ば1/1000秒(1m秒)である。ここで、シャッタ
が開口してTo/2期間後、即ち開口期間の中心時期を
第3図(alの高レベル成田保持期間〒1の終端に一致
させることが望ましい。これは、413図(at −(
’ IHした高レベル電圧印加期間に4PDに光照射が
あり、この光照射によって発生し九信号4荷が高レベル
電圧印加期間に垂直CCDに流入するからである。
よれば本図に示すように、高レベル電圧■)保持期間に
またがる期間T、だけ開口させる。この期間Toは例え
ば1/1000秒(1m秒)である。ここで、シャッタ
が開口してTo/2期間後、即ち開口期間の中心時期を
第3図(alの高レベル成田保持期間〒1の終端に一致
させることが望ましい。これは、413図(at −(
’ IHした高レベル電圧印加期間に4PDに光照射が
あり、この光照射によって発生し九信号4荷が高レベル
電圧印加期間に垂直CCDに流入するからである。
このように高レベル電圧V絃の終端を中心にして、その
#ttKTo/2ずつ開口、ぎしめることにより、−半
の開口期間TO/2でPDに発生し蓄積された信号−葡
は^レベルー圧VMI11の印v口により垂直CCD
VC移送され、後半の開口期間’I’o / 2でP
1)に発生し蓄積された信号′It′1fIIfi、次
の高レベル−圧VnQυの印加によ〕垂直CCD K移
送される。その結果信号出力は183図(C) K示す
ようにAフィールドの信号8ムとBフィールドの信号8
鵬の一方が得られることになる。
#ttKTo/2ずつ開口、ぎしめることにより、−半
の開口期間TO/2でPDに発生し蓄積された信号−葡
は^レベルー圧VMI11の印v口により垂直CCD
VC移送され、後半の開口期間’I’o / 2でP
1)に発生し蓄積された信号′It′1fIIfi、次
の高レベル−圧VnQυの印加によ〕垂直CCD K移
送される。その結果信号出力は183図(C) K示す
ようにAフィールドの信号8ムとBフィールドの信号8
鵬の一方が得られることになる。
ここで上述のようにシャッタ開口期間の中心が高レベル
電圧vHの終端に一致している友め、Aフィールド、B
フィールドにおける光照射期間は一致しており、従って
信号出力8ムと8Bのし・ベルはほぼ同じである。
電圧vHの終端に一致している友め、Aフィールド、B
フィールドにおける光照射期間は一致しており、従って
信号出力8ムと8Bのし・ベルはほぼ同じである。
このようにF2Oへ印加する高レベル1g、 )E v
H保持期間にまたがるようにシャッタを開口さ止て光入
射を行うという全く新規な方式を採用することにより、
例えば1/1000秒という高速シャッタ句作を必要と
する場合においてもA、B両フィールドの信号を出力す
ることができる。従って解像度を低下さぜることなく罐
子カメラに適用することができる。
H保持期間にまたがるようにシャッタを開口さ止て光入
射を行うという全く新規な方式を採用することにより、
例えば1/1000秒という高速シャッタ句作を必要と
する場合においてもA、B両フィールドの信号を出力す
ることができる。従って解像度を低下さぜることなく罐
子カメラに適用することができる。
同、上述したとうりh印加パルスの終端時点とTo /
2時点を完全に一致させることが望ましいが、V、印加
パルスの幅T、はlμ秒穆度であるため、シャッタ開口
期間Toを例えば1/1000秒(1m秒)とすると、
T1はシャッタ開口時間Toの0.1%程度と極めて短
い。よってvH印加パルスの終端とシャッタ開口期間の
中心は多少のズレがあってもさしつかえない。
2時点を完全に一致させることが望ましいが、V、印加
パルスの幅T、はlμ秒穆度であるため、シャッタ開口
期間Toを例えば1/1000秒(1m秒)とすると、
T1はシャッタ開口時間Toの0.1%程度と極めて短
い。よってvH印加パルスの終端とシャッタ開口期間の
中心は多少のズレがあってもさしつかえない。
第4図は本発明の他の実施例を示すもので、第4図(a
)はP2Oに印加する電圧波形、第4図(blはシャッ
タ開口期間、@4図(C)は信号出力を夫々示す。
)はP2Oに印加する電圧波形、第4図(blはシャッ
タ開口期間、@4図(C)は信号出力を夫々示す。
本実施例の場合は第4図(b)に示されているように、
シャツタ開口はToの期間のうちのT!の期間に行われ
る。そしてこの期間TIはVH印加パルス0Iの前後に
位置する。言匹換えればToの期間中のシャッタ閉期間
TM内にVH印加パルスOIが位置する。
シャツタ開口はToの期間のうちのT!の期間に行われ
る。そしてこの期間TIはVH印加パルス0Iの前後に
位置する。言匹換えればToの期間中のシャッタ閉期間
TM内にVH印加パルスOIが位置する。
そして、41のシャツタ開期間a3においてPI)に発
生し、蓄積1された信号4荷がVI4パルス(IIの印
加によって垂直CCDに移送され、その後−第2のシャ
ツタ開期間03においてPi)に発生・蓄積された信号
4#jがVHパルスαυの印加にLつて垂直CCDに移
送される。従って出力信号は第4図(clのように。
生し、蓄積1された信号4荷がVI4パルス(IIの印
加によって垂直CCDに移送され、その後−第2のシャ
ツタ開期間03においてPi)に発生・蓄積された信号
4#jがVHパルスαυの印加にLつて垂直CCDに移
送される。従って出力信号は第4図(clのように。
Sム、811の内方が得られる。
この実施例てよればシャッタ閉期間TMk設け、この期
間内に■Hパルス印加(すなわ。ちPDから垂直CCD
への信号電荷の移送)を行って匹、るので、先の実施例
のよりなVI4パルス印加期間内の光入射による問題も
なく、また■HパVス印加は肋間T、内に位置しておれ
ばよ論ため、シャツタ開口とvHパルスの時間位相のズ
レの杵容範囲も大きくとれるという利点がある。
間内に■Hパルス印加(すなわ。ちPDから垂直CCD
への信号電荷の移送)を行って匹、るので、先の実施例
のよりなVI4パルス印加期間内の光入射による問題も
なく、また■HパVス印加は肋間T、内に位置しておれ
ばよ論ため、シャツタ開口とvHパルスの時間位相のズ
レの杵容範囲も大きくとれるという利点がある。
ここでシャッタ速度は、第1のシャッタ開口期間02の
始点から第2のシャッタ期間(13の終点までの期間(
To’)に相当する5゜ このように本実施例にお匹ても先の実慣例と同様、解像
度を低下させることなく、高速シャッタ動作が可能とな
る。
始点から第2のシャッタ期間(13の終点までの期間(
To’)に相当する5゜ このように本実施例にお匹ても先の実慣例と同様、解像
度を低下させることなく、高速シャッタ動作が可能とな
る。
以上説明し友ように本発明によれば高4シャッタ動作を
高解偉度で達成さ4せることができるが、本発明は水t
Ps葎度を向上させる方式においても橋めて都合良く適
用することができ1.以上これVこついて説明する。
高解偉度で達成さ4せることができるが、本発明は水t
Ps葎度を向上させる方式においても橋めて都合良く適
用することができ1.以上これVこついて説明する。
粥5図(a)は、8g1図に示しりIT−CCDK k
ける一部の画素部分を示すもので、図において(15−
1) 。
ける一部の画素部分を示すもので、図において(15−
1) 。
(15−2)、(15−3) は画素を示す。これら
の画素は、本図で示すようにその全てが光入射に対する
有効領域ではなく、図中実線で示された開口部(16−
1) 。
の画素は、本図で示すようにその全てが光入射に対する
有効領域ではなく、図中実線で示された開口部(16−
1) 。
(16−2)、(16−3) ・のみが有効領域であ
る。上記の水平方向解#1度を向上させる方・式とは、
この点に着目して、固体撮像チップ基板を再生画偉上で
水平方向に対応する方向に、入射像に対して相対的に1
フレ一ム期間を1周期として振動させる方式である。す
なわち第5図(b)は固体撮像素子チップの機動モード
の一例を示し、この例によればチップはX軸方向(水平
方向)に三角波状に偏動される。ここでAフィールド、
Bフィールドの各フィールドでFDに蓄積され比信号・
載荷は、垂直プラン中ング期間中の任意の期間に垂直C
CDに移動されるが、この襲動期間と上述の固体撮像チ
ップ基板の撮動中心(s5図(b)中のA、B、C・)
とが同期される。 、 七の結果例えばAフィールドに、おいて光へ射に対する
有効領域が例えば115図(a)の実線で示された開口
部(16−1)、(16−2)、(16−3)・の位置
にあつ九とすると、Bフィールドではこれらの開口部は
粥5図12)中の点線で示す位置(17−1) 、(1
7−2)、(17−3)・・に移動し、これらの位置で
光入射による信号電荷の発生・蓄積が行われることにな
る。これはとしもなおさず水平方向において1画素内に
2つのサンプル点が存在する丸め実効的に画素数が2倍
になったことを意味し、これによって入子方向のw44
倍が2倍に向上されることになる。
る。上記の水平方向解#1度を向上させる方・式とは、
この点に着目して、固体撮像チップ基板を再生画偉上で
水平方向に対応する方向に、入射像に対して相対的に1
フレ一ム期間を1周期として振動させる方式である。す
なわち第5図(b)は固体撮像素子チップの機動モード
の一例を示し、この例によればチップはX軸方向(水平
方向)に三角波状に偏動される。ここでAフィールド、
Bフィールドの各フィールドでFDに蓄積され比信号・
載荷は、垂直プラン中ング期間中の任意の期間に垂直C
CDに移動されるが、この襲動期間と上述の固体撮像チ
ップ基板の撮動中心(s5図(b)中のA、B、C・)
とが同期される。 、 七の結果例えばAフィールドに、おいて光へ射に対する
有効領域が例えば115図(a)の実線で示された開口
部(16−1)、(16−2)、(16−3)・の位置
にあつ九とすると、Bフィールドではこれらの開口部は
粥5図12)中の点線で示す位置(17−1) 、(1
7−2)、(17−3)・・に移動し、これらの位置で
光入射による信号電荷の発生・蓄積が行われることにな
る。これはとしもなおさず水平方向において1画素内に
2つのサンプル点が存在する丸め実効的に画素数が2倍
になったことを意味し、これによって入子方向のw44
倍が2倍に向上されることになる。
このような方式に本発明を適用するには、躬6図に示す
ようにすればよい。すなわち第6図(a)。
ようにすればよい。すなわち第6図(a)。
tb)は@3図12) 、 ib)と全く同様のP2O
ヘノ印加信号とシャッタ開口期間を示し、第6図(c)
が−ヒ紀振動の様子を示す。186図(C)からも、明
らかなようにシャッタ開口期間Toの中心(多痢9ズレ
は許按できる)が振動の中心になるように固体撮像チッ
プ基体が水子方向に振動される。なお−A6図(d)は
第3図tc)社全く同様の出力信号図である。
ヘノ印加信号とシャッタ開口期間を示し、第6図(c)
が−ヒ紀振動の様子を示す。186図(C)からも、明
らかなようにシャッタ開口期間Toの中心(多痢9ズレ
は許按できる)が振動の中心になるように固体撮像チッ
プ基体が水子方向に振動される。なお−A6図(d)は
第3図tc)社全く同様の出力信号図である。
このようにすることにより鋸直方向の解像1妃はもとよ
抄、固体撮像チップ基板を水平方向に振動させることに
よって水平方向の解像度をも向上させることができ、高
速シャッタ、動作時でも珈直水平両方向の4w4倫度化
が達成される。
抄、固体撮像チップ基板を水平方向に振動させることに
よって水平方向の解像度をも向上させることができ、高
速シャッタ、動作時でも珈直水平両方向の4w4倫度化
が達成される。
なお本実施例における固体撮像チップ基板の移動は三角
波状の場合であるが、正弦波状1台i状。
波状の場合であるが、正弦波状1台i状。
階段状の変化でもよい。
第7図は第6図、の変形例を示す。第、7図(a)、
fblは第6図−)、 ib)と同様に、l’8Gへの
印加電圧とシャッタ開口1ft%々示し、@7図IC)
は振動モードを示す。すなわち第6図の場合は固体撮像
チップ基板はシャッタが開口している期間のみ振動する
ようにし九が、第7図の場合は、@7図(C)かられか
るように、シャッターロ以貞に振動を開始さt1シャッ
タが閉じられた以後もこの振動が持続するようにしてい
る。こ1の、1、ようにすれば振動が安定した状態でシ
ャツタ開口を行うことができ、シャッタ開口期間の中心
と振動中心とを一放させるのが41易となる。資た仮に
シャッタ開口期間の中心と振動中心との間VC第7図(
d)(シャッタ開口期間内を実線で、それ以外を点線で
示す)に示すように多少のズレが生じたとしても、出力
信号8ムと88とで再生される各画素内で各々2f16
]存在する見かけトの空間的画素内感度分布の重なりが
大きくなることによる若干の解像度劣化が生ずるだけに
止まり、横スジ発生には至らない。
fblは第6図−)、 ib)と同様に、l’8Gへの
印加電圧とシャッタ開口1ft%々示し、@7図IC)
は振動モードを示す。すなわち第6図の場合は固体撮像
チップ基板はシャッタが開口している期間のみ振動する
ようにし九が、第7図の場合は、@7図(C)かられか
るように、シャッターロ以貞に振動を開始さt1シャッ
タが閉じられた以後もこの振動が持続するようにしてい
る。こ1の、1、ようにすれば振動が安定した状態でシ
ャツタ開口を行うことができ、シャッタ開口期間の中心
と振動中心とを一放させるのが41易となる。資た仮に
シャッタ開口期間の中心と振動中心との間VC第7図(
d)(シャッタ開口期間内を実線で、それ以外を点線で
示す)に示すように多少のズレが生じたとしても、出力
信号8ムと88とで再生される各画素内で各々2f16
]存在する見かけトの空間的画素内感度分布の重なりが
大きくなることによる若干の解像度劣化が生ずるだけに
止まり、横スジ発生には至らない。
@8図は第6図の他の変形例を示す。すなわちこの方式
はト述のシャッタ開口期間中、固体場像チップ基板を入
射光学儂に対して相対的に一方向に移動させるようにし
たものであも。
はト述のシャッタ開口期間中、固体場像チップ基板を入
射光学儂に対して相対的に一方向に移動させるようにし
たものであも。
例えばクヤツタ開口期間Toにおいて画素(15−1)
。
。
(15−2)、(15−3) の水平ピッチをPM、
開口水平方向長をLム、固体W&偉基板の移動速度をV
、とし先とき、 の関係で撮像基板を移動させる。その結果、画素(15
−1) 、(15−2) 、(15−3) の開口部
(16−1> 、 (16−2)。
開口水平方向長をLム、固体W&偉基板の移動速度をV
、とし先とき、 の関係で撮像基板を移動させる。その結果、画素(15
−1) 、(15−2) 、(15−3) の開口部
(16−1> 、 (16−2)。
(16−3) は、シャッタ開口期間の終端C1図示
点繍で承す如く、元の開口部と接する位l1liまで移
動される。このようにすれば撮像チップ基板の移動に関
してシャッタ開口期間との時間位相のズレを前層する必
v!!がなくなるため、礪7図において述べ九位相ズレ
による解像度劣化の心配はなくなる。
点繍で承す如く、元の開口部と接する位l1liまで移
動される。このようにすれば撮像チップ基板の移動に関
してシャッタ開口期間との時間位相のズレを前層する必
v!!がなくなるため、礪7図において述べ九位相ズレ
による解像度劣化の心配はなくなる。
なおシャッタ速度が変化した場合はと配Vlをそれに応
じて変化させればよい。
じて変化させればよい。
第9図は前述した撮像チップ基板撮動方式に本発明を適
用する場合の他の例を示す図である。
用する場合の他の例を示す図である。
−9図(a) 、 (blは第4図(al * (b)
と同一の図で、第9図(C)が振動モードを示す図であ
る。すなわち第9図+clのように、襖lのシャッタ開
口期間Iではチップ基板はatの所定の位−に静上せし
め、シャツタ閉期間T、でチップ基板を振動(移動)し
て、粥2のシャッタ開口期間Iで第2の所定の位置に静
上Cしめる。ここで移動距@dは、第5図で説明し九谷
−素内<2つのサンプル点を形成する方法により定めら
れる。また上述のように撮像基板tッグの移動はシャッ
タ閉藺聞TM内で行われるが、To < T−が満垣さ
れる限りシャツタ開口とチッグ基板の時間位相のズレは
問題とならない。
と同一の図で、第9図(C)が振動モードを示す図であ
る。すなわち第9図+clのように、襖lのシャッタ開
口期間Iではチップ基板はatの所定の位−に静上せし
め、シャツタ閉期間T、でチップ基板を振動(移動)し
て、粥2のシャッタ開口期間Iで第2の所定の位置に静
上Cしめる。ここで移動距@dは、第5図で説明し九谷
−素内<2つのサンプル点を形成する方法により定めら
れる。また上述のように撮像基板tッグの移動はシャッ
タ閉藺聞TM内で行われるが、To < T−が満垣さ
れる限りシャツタ開口とチッグ基板の時間位相のズレは
問題とならない。
以北鮮しく説明したように本発明は近時注目をあびてき
たいわゆる成子カメラに極めて有用であるが、本発明に
おける固体撮像チップ基板は第1図に示したIT−CC
D[限定されるものではなく、゛各画素の感光部(発生
し良信号電荷が任意の期間蓄積された俵、同時に読出部
に移動されるものであれば何でもよく、例先は光導電膜
で光電費換を行ない信号電荷読出しを従来の固体撮像素
子で行ういわゆる2階建センサ等にも適用でへる。また
第1図ではPDが垂直方向に一列に配列されtもせしめ
た場合について説明したが、この前後に複数個の■Hパ
ルスが印加されても何ら本発明の効果は損なわれない。
たいわゆる成子カメラに極めて有用であるが、本発明に
おける固体撮像チップ基板は第1図に示したIT−CC
D[限定されるものではなく、゛各画素の感光部(発生
し良信号電荷が任意の期間蓄積された俵、同時に読出部
に移動されるものであれば何でもよく、例先は光導電膜
で光電費換を行ない信号電荷読出しを従来の固体撮像素
子で行ういわゆる2階建センサ等にも適用でへる。また
第1図ではPDが垂直方向に一列に配列されtもせしめ
た場合について説明したが、この前後に複数個の■Hパ
ルスが印加されても何ら本発明の効果は損なわれない。
i九本発明は固体撮−゛チップ基板をIII!1.2個
あるいは34a用匹てカラー撮像を行う4子カメラにも
適用でき、2枚、3枚式越子カメラにおいては本発明と
絵素ずらし法を共用することVCより史に高解像震の1
儂を得ることもできる。
あるいは34a用匹てカラー撮像を行う4子カメラにも
適用でき、2枚、3枚式越子カメラにおいては本発明と
絵素ずらし法を共用することVCより史に高解像震の1
儂を得ることもできる。
さらに本発明の説明では2次元のセッサについて述べた
が、1次元センナに対しても高解偉度化ができる。
が、1次元センナに対しても高解偉度化ができる。
また第1図のI’r−CCUは垂直方向のPD数が垂直
CODの段数の2倍のものについて示したが、本発明は
垂直方向のPD数と垂直(7CDの段数が同じものにつ
いて4適用できる。
CODの段数の2倍のものについて示したが、本発明は
垂直方向のPD数と垂直(7CDの段数が同じものにつ
いて4適用できる。
又、実施列では固体撮儂チッグ基板を再生画像ヒで水平
方向に対応する方向に相対的に移動せしめた場合につい
て説明し友が、暑め方向に移動亡しめる場合I(ついて
も適用できイ)ことは言うまでもない。
方向に対応する方向に相対的に移動せしめた場合につい
て説明し友が、暑め方向に移動亡しめる場合I(ついて
も適用できイ)ことは言うまでもない。
@1図はインターライン転送方式C’C’Dめ概略構成
図、第2図はa1図に示したCCDを用いて高速シャッ
タ動作−行なう場合の問題点を説明するたパめの図、−
3図は本発明の固体撮g1装置の駆動方式の一実施例を
示す図、第4図は本発明の固体撮像j1mの駆動方式の
他の実施例を承す図、第5図乃至第9図は本発明の詳細
な説明するための12図である。 PII H”II + P□+ PIf e ” #
PMW I p、二°感光部CI eCl + ”’
+ CM ’垂tICCD(1):水平CCDシフトレ
ジスタ (2):出力部 (4):フィールドシフトゲート (7317) 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (
ほか1名)第 1 図 第 2 図 (α
)第3図 564図 第 5 図 を 第6図 第7図 第8図
図、第2図はa1図に示したCCDを用いて高速シャッ
タ動作−行なう場合の問題点を説明するたパめの図、−
3図は本発明の固体撮g1装置の駆動方式の一実施例を
示す図、第4図は本発明の固体撮像j1mの駆動方式の
他の実施例を承す図、第5図乃至第9図は本発明の詳細
な説明するための12図である。 PII H”II + P□+ PIf e ” #
PMW I p、二°感光部CI eCl + ”’
+ CM ’垂tICCD(1):水平CCDシフトレ
ジスタ (2):出力部 (4):フィールドシフトゲート (7317) 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (
ほか1名)第 1 図 第 2 図 (α
)第3図 564図 第 5 図 を 第6図 第7図 第8図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)半導体基板上に1次元もしくは2次元的に配列さ
れた感光部を有し、この感光部において光d変換された
後蓄積された信号電荷を読み出し部に同時に転送せしめ
て読み出す間、前記感光6部が次につな・5(る期間の
光照射による信号電荷の蓄積動作を行う固体撮像装置と
、この固体4儂装W11シて任藤の0間入射光学儂を照
射するための光学シャッタとを備え、前記蓄積された信
号電荷を前記読み出し部に同時に転送させる動作の前後
にしいて、前記丸字シャッタを同じ期間開口させるよう
にしたことを特徴とする固体撮像装置の駆動方式。 (2)前記光学シャッタの開口期l&41は、前記感光
部に蓄積された信号電荷を前記読み出し部に転送さぜる
ための制御パルス信号の終端を中心としてその前後に連
続して同じ期団だけ設けられることを特徴とする請求 像装置の駆動方式。 (3ン前紀光学シヤツタの開口期間は、少なくとも前記
感光部に蓄積された信号電荷を前記読み出し部に転送さ
せるための制御パルス印加期間を、除いて、この制御パ
ルス印加期間の前後に同じ期間だけ設けられることを%
黴とする特許請求の範囲第1項記載の固体を倫装置の駆
動方式。 (41 a記固体撮偉装置は、その固体撮像装置チップ
が、前記感光部κ蓄積された信号1荷を前記読み出し部
に同時に転送させる動作期間を移動中心として、再生画
儂上で水平方向に対応する方向に入射光像に対して相対
的に移動されるものであることを,待機とする特許請求
の範囲第1項記載の固体撮像装置の駆動方式。 (5)前記固体撮倫装fは、その固体撮像基板チップが
、前記感光部、に蓄積され之信号道荷を前記読み出し部
に同時に転送させる動作期間を柊、動中心として、再生
−像上で斜め方向に対応する方向に入射光像に対して相
対的に移動されるものであることを特赦とする特許d渚
ぶの範囲第l項記載の固体迩像装置の駆動方式。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57051418A JPS58169966A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 固体撮像装置の駆動方式 |
US06/478,104 US4535363A (en) | 1982-03-31 | 1983-03-23 | Electronic image sensing apparatus |
EP83301634A EP0090597B1 (en) | 1982-03-31 | 1983-03-23 | Electronic image sensing apparatus |
DE8383301634T DE3380288D1 (en) | 1982-03-31 | 1983-03-23 | Electronic image sensing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57051418A JPS58169966A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 固体撮像装置の駆動方式 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1160801A Division JPH0270181A (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58169966A true JPS58169966A (ja) | 1983-10-06 |
JPH0454429B2 JPH0454429B2 (ja) | 1992-08-31 |
Family
ID=12886375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57051418A Granted JPS58169966A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 固体撮像装置の駆動方式 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4535363A (ja) |
EP (1) | EP0090597B1 (ja) |
JP (1) | JPS58169966A (ja) |
DE (1) | DE3380288D1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6266468U (ja) * | 1985-10-16 | 1987-04-24 |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4652928A (en) * | 1983-06-15 | 1987-03-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid state image sensor with high resolution |
JPS60160270A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-21 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
JPH0640665B2 (ja) * | 1984-04-13 | 1994-05-25 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置の出力信号再生回路 |
JPH07114472B2 (ja) * | 1984-11-19 | 1995-12-06 | 株式会社ニコン | 固体撮像素子の駆動方法 |
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DE3877034T2 (de) * | 1987-04-10 | 1993-04-22 | Toshiba Kawasaki Kk | Festkoerper-bildabtaster mit hochgeschwindigkeitsverschluss und verfahren zur erzielung einer hohen verschlussgeschwindigkeit in einem festkoerper-bildabtaster. |
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FI78206B (fi) * | 1987-08-14 | 1989-02-28 | Tamfelt Oy Ab | Ett foerfarande foer att inspela bilder av ett snabbt roerande objekt med video. |
JP3318437B2 (ja) * | 1994-05-26 | 2002-08-26 | 富士写真フイルム株式会社 | 電子スチルカメラの撮像素子遮蔽装置 |
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