JPH05268522A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動解像度を損なうことなく垂直の解像度（Ｍ
ＴＦ）を可変できる固体撮像装置を提供する。 【構成】 撮像部３のＣＣＤイメージセンサ２を駆動す
るＣＣＤ駆動回路６を制御部７により制御して、上記Ｃ
ＣＤイメージセンサ２の各光電変換素子の有効電荷蓄積
期間を奇数列の光電変換素子と偶数列の光電変換素子と
で独立に変えて、隣接する奇数列の光電変換素子と偶数
列の光電変換素子とにより得られる撮像電荷を１フィー
ルド毎に加算混合して読み出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光電変換素子がマトリ
クス状に配設されてなる固体イメージセンサにより被写
体を撮像する固体撮像装置に関し、例えば、インターレ
ース走査が行われるＮＴＳＣ（National Television Sy
stem Commitee ）方式など標準テレビジョン方式のテレ
ビジョンカメラ装置に適用される。

【０００２】

【従来の技術】ＮＴＳＣ方式など標準テレビジョン方式
では、奇数フィールドの走査ラインと偶数フィールドの
走査ラインとが互いの走査ラインの間に位置するように
したインターレース走査が採用されている。

【０００３】そして、光電変換素子がマトリクス状に配
設されてなるＣＣＤ（Charge Coupled Device ）イメー
ジセンサなどの固体イメージセンサにより被写体を撮像
する固体撮像装置では、フィールド読み出しと呼ばれる
動作モード又はフレーム読み出しと呼ばれる動作モード
で上記固体イメージセンサを動作させることにより、イ
ンターレース走査に対応した撮像出力を得るようにして
いた。

【０００４】例えば、インターライントランスファ型Ｃ
ＣＤイメージセンサでは、フィールド読み出しモードの
動作の場合、図５に示すように、垂直ブランキン期間毎
の読み出しパルスにより、隣接する奇数列の光電変換素
子による撮像電荷Ａ_i と偶数列の光電変換素子による撮
像電荷Ｂ_i を１フィールド毎に上下の組み合わせを変え
て垂直転送レジスタに転送し、各フィールドの撮像電荷
Ａ_i ＋Ｂ_i ，Ｂ_i ＋Ａ_i+1 を映像期間中に上記垂直転送
レジスタから水平転送レジスタを介して線順次に読み出
すことにより、インターレース走査に対応した撮像出力
を得ている。また、フレーム読み出しモードの動作の場
合、図６に示すように、垂直ブランキン期間毎の読み出
しパルスにより、隣接する奇数列の光電変換素子による
撮像電荷Ａ_i と偶数列の光電変換素子による撮像電荷Ｂ
_i を１フィールド毎に交互に垂直転送レジスタに転送
し、各フィールドの撮像電荷Ａ_i ，Ｂ_i を映像期間中に
上記垂直転送レジスタから水平転送レジスタを介して線
順次に読み出すことにより、インターレース走査に対応
した撮像出力を得ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、固体イメー
ジセンサをフィールド読み出しモードで動作させてイン
ターレース走査に対応した撮像出力を得るようにした固
体撮像装置では、隣接する奇数列の光電変換素子による
撮像電荷Ａ_i と偶数列の光電変換素子による撮像電荷Ｂ
_i を１フィールド毎に上下の組み合わせを変えて加算混
合することにより、各フィールドの撮像電荷Ａ_i ＋
Ｂ_i ，Ｂ_i ＋Ａ_i+1 を得るので、垂直の解像度（ＭＴ
Ｆ）が低下してしまう。

【０００６】また、固体イメージセンサをフレーム読み
出しモードで動作させてインターレース走査に対応した
撮像出力を得るようにした固体撮像装置では、隣接する
奇数列の光電変換素子による撮像電荷Ａ_i と偶数列の光
電変換素子による撮像電荷Ｂ_i を１フィールド毎に交互
に読み出すことにより、各フィールドの撮像電荷Ａ_i＋
Ｂ_i ，Ｂ_i ＋Ａ_i+1 を得るので、上記フィールド読み出
しモードの場合と比較して、垂直の解像度（ＭＴＦ）が
向上するのであるが、残像が増えたり、ダイナミックレ
ンジが１／２なるなどの問題点があった。さらに、フレ
ーム読み出しモードの場合には、インターレース走査に
よるフリッカが目立つという問題点もあった。

【０００７】そこで、本発明は、上述の如き従来の固体
撮像装置の問題点に鑑み、フィールド読み出しモードの
場合よりも垂直の解像度（ＭＴＦ）の低下が少なく、フ
レーム読み出しの場合よりも残像が少なく、また、ダイ
ナミックレンジが広い撮像出力を得ることができるよう
にすることを目的とし、動解像度を損なうことなく、垂
直の解像度（ＭＴＦ）を可変できるようにした固体撮像
装置を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像装
置は、上述の課題を解決するために、光電変換素子がマ
トリクス状に配設されてなる固体イメージセンサと、上
記固体イメージセンサの各光電変換素子の有効電荷蓄積
期間を奇数列の光電変換素子と偶数列の光電変換素子と
で独立に変えて、隣接する奇数列の光電変換素子と偶数
列の光電変換素子とにより得られる撮像電荷を１フィー
ルド毎に加算混合して読み出す制御を行うイメージセン
サ駆動制御手段とを備えてなることを特徴とするもので
ある。

【０００９】また、本発明に係る固体撮像装置は、マト
リクス状に配設された光電変換素子により得られる撮像
電荷が読み出される垂直転送レジスタを有する撮像部
と、この撮像部の垂直転送レジスタから撮像電荷が高速
転送される垂直転送レジスタを有する蓄積部と、この蓄
積部の垂直転送レジスタから撮像電荷が線順次に転送さ
れる水平転送レジスタ部とからなる固体イメージセンサ
と、上記固体イメージセンサの奇数列の光電変換素子に
より得られる撮像電荷と偶数列の光電変換素子により得
られる撮像電荷を、映像期間の途中で１フィールド毎に
交互に上記撮像部の垂直転送レジスタに読み出し、１フ
ィールド毎の垂直ブランキング期間中に、上記撮像部の
垂直転送レジスタから上記蓄積部の垂直転送レジスタに
高速転送し、上記蓄積部の垂直転送レジスタから上記水
平転送レジスタを介して撮像電荷を線順次に高速転送し
て掃き出す制御を行うとともに、隣接する奇数列の光電
変換素子と偶数列の光電変換素子とにより得られる撮像
電荷を１フィールド毎の垂直ブランキング期間中に加算
混合して上記撮像部の垂直転送レジスタに読み出して上
記蓄積部の垂直転送レジスタに高速転送し、映像期間中
に、上記蓄積部の垂直転送レジスタから上記水平転送レ
ジスタを介して撮像電荷を線順次に読み出す制御を行う
イメージセンサ駆動制御手段とを備えてなることを特徴
とするものである。

【００１０】

【作用】本発明に係る固体撮像装置では、イメージセン
サ駆動制御手段により、固体イメージセンサの各光電変
換素子の有効電荷蓄積期間を奇数列の光電変換素子と偶
数列の光電変換素子とで独立に変えて、隣接する奇数列
の光電変換素子と偶数列の光電変換素子とにより得られ
る撮像電荷を１フィールド毎に加算混合して読み出す制
御を行う。

【００１１】また、本発明に係る固体撮像装置では、イ
メージセンサ駆動制御手段により、フレームインターラ
イントランスファ型の固体イメージセンサの奇数列の光
電変換素子により得られる撮像電荷と偶数列の光電変換
素子により得られる撮像電荷を、映像期間の途中で１フ
ィールド毎に交互に上記撮像部の垂直転送レジスタに読
み出し、１フィールド毎の垂直ブランキング期間中に、
上記撮像部の垂直転送レジスタから上記蓄積部の垂直転
送レジスタに高速転送し、上記蓄積部の垂直転送レジス
タから上記水平転送レジスタを介して撮像電荷を線順次
に高速転送して掃き出す制御を行うとともに、隣接する
奇数列の光電変換素子と偶数列の光電変換素子とにより
得られる撮像電荷を１フィールド毎の垂直ブランキング
期間中に加算混合して上記撮像部の垂直転送レジスタに
読み出して上記蓄積部の垂直転送レジスタに高速転送
し、映像期間中に、上記蓄積部の垂直転送レジスタから
上記水平転送レジスタを介して撮像電荷を線順次に読み
出す制御を行う。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係る固体撮像装置の一実施例
について図面を参照しながら詳細に説明する。本発明に
係る固体撮像装置は、例えば図１に示すように構成され
る。

【００１３】この図１に示す固体撮像装置は、撮像光Ｌ
_i が撮像光学系１を介して入射される撮像部３のＣＣＤ
（Charge Coupled Device ）イメージセンサ２により被
写体像の３原色画像を撮像して、ＮＴＳＣ（National T
elevision System Commitee）方式に準拠したカラーテ
レビジョン信号を出力するカラーテレビジョンカメラ装
置に本発明を適用したもので、上記撮像部３から撮像信
号が供給される信号処理部４、この信号処理部４により
信号処理の施された撮像信号が供給されるエンコーダ
５、上記ＣＣＤイメージセンサ２を駆動するＣＣＤ駆動
回路６、これら各種回路ブロックの動作制御を行う制御
部７などから成る。

【００１４】この固体撮像装置において、上記撮像部３
を構成するＣＣＤイメージセンサ２は、図２に示すよう
に、それぞれ撮像面に奇数フィールド画像および偶数フ
ィールドの画像の各画素に対応するホトダイオードなど
の光電変換素子Ｓ_O ，Ｓ_E がマトリックス状に配列され
た撮像部ＩＭと、この撮像部ＩＭの各光電変換素子Ｓに
より得られる蓄積電荷が垂直転送レジスタＩＭＶ_REG を
介して転送される蓄積部ＳＴとを有する所謂フレームイ
ンターライントランスファ（ＦＩＴ）型のＣＣＤイメー
ジセンサであって、上記ＣＣＤ駆動回路６によって駆動
されて、マトリクス状に配設された光電変換素子Ｓ_O ，
Ｓ_E により得られる撮像電荷が、垂直ブランキング毎に
転送ゲートＳＧを介して上記撮像部ＩＭの垂直転送レジ
スタＩＭＶ_REG から蓄積部ＳＴの垂直転送レジスタＳＴ
_REG に転送され、映像期間中に上記蓄積部ＳＴの垂直転
送レジスタＳＴ_REG 水平転送レジスタＨ_REG を介して１
ラインずつ線順次に読み出されるようになっている。

【００１５】上記信号処理部４は、上記ＣＣＤイメージ
センサ２から読み出された撮像信号について、ガンマ補
正などのプロセス処理を施した撮像信号を形成する。そ
して、この撮像信号を上記エンコーダ５に供給する。ま
た、上記エンコーダ５は、上記信号処理部４から供給さ
れる撮像信号からＮＴＳＣ方式に準拠したテレビジョン
信号を形成して出力端子８から出力する。

【００１６】さらに、上記ＣＣＤ駆動回路６は、上記制
御部７により与えられるタイミング信号に基づいて、上
記撮像部ＩＭにおいて各光電変換素子Ｓ _O，Ｓ _Eにより
得られた撮像電荷を垂直転送レジスタＩＭＶ_REG に転送
させるセンサゲートパルスφＳＧ₁ ，φＳＧ₂ 、上記撮
像部ＩＭの垂直転送レジスタＩＭＶ_REG 中の信号電荷を
垂直転送させる垂直転送パルス垂直転送パルスφＩＭ、
上記蓄積部ＳＴの垂直転送レジスタＳＴＶ_REG 中の信号
電荷を垂直転送させる垂直転送パルス垂直転送パルスφ
ＳＴ、上記蓄積部ＳＴの垂直転送レジスタＳＴＶ_REG か
ら上記水平転送レジスタＨ_REG に信号電荷を転送させる
転送パルスφＶＨや上記水平転送レジスタＨ_REG 中の信
号電荷を水平転送させる水平転送パルスφＨなどを上記
ＣＣＤイメージセンサ２に与える。

【００１７】そして、上記制御部７は、この固体撮像装
置のシステムクロックに基づいて、上記エンコーダ５に
同期信号や帰線消去信号などを与えるとともに、上記信
号処理部４やＣＣＤ駆動回路６に各種タイミング信号を
与えるようになっている。この制御部７は、図示しない
システムコントローラにより動作モードが第１乃至第３
の３種類の動作モードに切り換えられ、次のような制御
動作を行う。

【００１８】先ず、第１の動作モードはフィールド読み
出しモードであって、上記制御部７は、フィールド読み
出しモードの各種タイミング信号を上記ＣＣＤ駆動回路
６に与える。

【００１９】この第１の動作モードにおいて、上記ＣＣ
Ｄ駆動回路６は、１フィールド毎の垂直ブランキング期
間Ｔ_VBLK中にセンサゲートパルスφＳＧ₁ ，φＳＧ₂ を
上記撮像部ＩＭに同時に与えて、奇数列の光電変換素子
Ｓ_O により得られる撮像電荷Ａ_i と偶数列の光電変換素
子Ｓ_E により得られる撮像電荷Ｂ_i を１フィールド毎に
上下の組み合わせを交互に変えて垂直転送レジスタＩＭ
Ｖ_REG に転送させることにより、フィールド読み出しモ
ードでインターライン走査に対応する撮像電荷Ａ_i ＋Ｂ
_i ，Ｂ_i ＋Ａ_i+1 を上記垂直転送レジスタＩＭＶ_REG に
読み出す。

【００２０】なお、上記センサゲートパルスφＳＧ₁ ，
φＳＧ₂ のタイミングの直前に、高速の垂直転送パルス
φＩＭ，φＳＴを上記撮像部ＩＭの垂直転送レジスタＩ
ＭＶ_REG と上記蓄積部ＳＴの垂直転送レジスタＳＴＶ
_REG に与えて、上記撮像部ＩＭの垂直転送レジスタＩＭ
_REG 内のスミア成分などの不要電荷を上記蓄積部ＳＴの
垂直転送レジスタＳＴＶ_REG に高速転送させる。この高
速転送動作により、上記撮像部ＩＭの垂直転送レジスタ
ＩＭＶ_REG 内は、不要電荷が掃き出された空の状態とな
る。

【００２１】そして、上記ＣＣＤ駆動回路６は、上記垂
直転送レジスタＩＭＶ_REG 内を空にさせた状態でセンサ
ゲートパルスφＳＧ₁ ，φＳＧ₂ を与えることにより、
上記撮像部ＩＭにおいて奇数列の光電変換素子Ｓ_O によ
り得られた撮像電荷Ａ_i と偶数列の光電変換素子Ｓ_E に
より得られた撮像電荷Ｂ_i を１フィールド毎に上下の組
み合わせを交互に変えて上記垂直転送レジスタＩＭＶ
_REG に転送させる。

【００２２】さらに、上記センサゲートパルスφＳ
Ｇ₁ ，φＳＧ₂ のタイミングの直後に、高速の垂直転送
パルスφＩＭ₁ ，φＳＴを上記撮像部ＩＭの垂直転送レ
ジスタＩＭＶ_REG と上記蓄積部ＳＴの垂直転送レジスタ
ＳＴＶ_REG に与えて、上記撮像部ＩＭの垂直転送レジス
タＩＭＶ_REG 内の電荷Ａ_i ＋Ｂ_i ，Ｂ_i ＋Ａ_i+1 を上記
蓄積部ＳＴの垂直転送レジスタＳＴＶ_REG に高速転送さ
せる。

【００２３】そして、上記蓄積部ＳＴの垂直転送レジス
タＳＴＶ_REG に高速転送された信号電荷Ａ_i ＋Ｂ_i ，Ｂ
_i ＋Ａ_i+1 は、その後の読み出し期間（映像期間）に、
上記水平転送レジスタＨ_REG を介して線順次に読み出さ
れる。

【００２４】このように第１の動作モードでは、上記撮
像部ＩＭの奇数列の光電変換素子Ｓ_O により得られる撮
像電荷Ａ_i と偶数列の光電変換素子Ｓ_E により得られる
撮像電荷Ｂ_i を１フィールド毎に上下の組み合わせを交
互に変えて垂直転送レジスタＩＭＶ_REG に転送させ、各
フィールドの撮像電荷Ａ_i ＋Ｂ_i ，Ｂ_i ＋Ａ_i+1 を映像
期間中に上記蓄積部ＳＴの垂直転送レジスタＳＴＶ_REG
から水平転送レジスタＨ_REG を介して線順次に読み出す
ことにより、フィールド読み出しモードでインターレー
ス走査に対応した撮像出力を得る。そして、上記固体イ
メージセンサ１から読み出された撮像信号は、上記信号
処理部４を介してエンコーダ５に供給されてＮＴＳＣ方
式に準拠したテレビジョン信号にエンコードされ、上記
出力端子８から出力される。

【００２５】次に第２の動作モードはフレーム読み出し
モードであって、上記制御部７は、フレーム読み出しモ
ードの各種タイミング信号を上記ＣＣＤ駆動回路６に与
える。

【００２６】この第２の動作モードにおいて、上記ＣＣ
Ｄ駆動回路６は、垂直ブランキング期間Ｔ_VBLK中にセン
サゲートパルスφＳＧ₁ ，φＳＧ₂ を１フィールド毎に
交互に上記撮像部ＩＭに与えて、奇数列の光電変換素子
Ｓ_O により得られる撮像電荷Ａ_i と偶数列の光電変換素
子Ｓ_E により得られる撮像電荷Ｂ_i を１フィールド毎に
交互に垂直転送レジスタＩＭＶ_REG に転送させることに
より、フレーム読み出しモードでインターライン走査に
対応する撮像電荷Ａ_i ，Ｂ_i を上記垂直転送レジスタＩ
ＭＶ_REG に読み出す。

【００２７】なお、この第２の動作モードにおいても、
上記センサゲートパルスφＳＧ₁ ，φＳＧ₂ のタイミン
グの直前には、高速の垂直転送パルスφＩＭ，φＳＴを
上記撮像部ＩＭの垂直転送レジスタＩＭＶ_REG と上記蓄
積部ＳＴの垂直転送レジスタＳＴＶ_REG に与えて、上記
撮像部ＩＭの垂直転送レジスタＩＭ_REG 内のスミア成分
などの不要電荷を上記蓄積部ＳＴの垂直転送レジスタＳ
ＴＶ_REG に高速転送させる。この高速転送動作により、
上記撮像部ＩＭの垂直転送レジスタＩＭＶ_REG内は、不
要電荷が掃き出された空の状態となる。

【００２８】そして、上記ＣＣＤ駆動回路６は、上記垂
直転送レジスタＩＭＶ_REG 内を空にさせた状態でセンサ
ゲートパルスφＳＧ₁ ，φＳＧ₂ を与えて、上記撮像部
ＩＭにおいて奇数列の光電変換素子Ｓ_O により得られた
撮像電荷Ａ_i と偶数列の光電変換素子Ｓ_E により得られ
た撮像電荷Ｂ_i を１フィールド毎に交互に上記垂直転送
レジスタＩＭＶ_REG に転送させる。

【００２９】さらに、上記センサゲートパルスφＳ
Ｇ₁ ，φＳＧ₂ のタイミングの直後に、高速の垂直転送
パルスφＩＭ，φＳＴを上記撮像部ＩＭの垂直転送レジ
スタＩＭＶ_REG と上記蓄積部ＳＴの垂直転送レジスタＳ
ＴＶ_REG に与えて、上記撮像部ＩＭの垂直転送レジスタ
ＩＭＶ_REG 内の電荷Ａ_i ，Ｂ_i を上記蓄積部ＳＴの垂直
転送レジスタＳＴＶ_REG に高速転送させる。

【００３０】そして、上記蓄積部ＳＴの垂直転送レジス
タＳＴＶ_REG に高速転送された信号電荷Ａ_i ，Ｂ_i は、
その後の読み出し期間に、上記水平転送レジスタＨ_REG
を介して読み出される。

【００３１】このように第２の動作モードでは、上記撮
像部ＩＭの奇数列の光電変換素子Ｓ_O により得られる撮
像電荷Ａ_i と偶数列の光電変換素子Ｓ_E により得られる
撮像電荷Ｂ_i を１フィールド毎に交互に垂直転送レジス
タＩＭＶ_REG に転送させ、各フィールドの撮像電荷
Ａ_i ，Ｂ_i を映像期間中に上記蓄積部ＳＴの垂直転送レ
ジスタＳＴＶ_REG から水平転送レジスタＨ_REG を介して
線順次に読み出すことにより、フレーム読み出しモード
でインターレース走査に対応した撮像出力を得る。そし
て、上記固体イメージセンサ１から読み出された撮像信
号は、上記信号処理部４を介してエンコーダ５に供給さ
れてＮＴＳＣ方式に準拠したテレビジョン信号にエンコ
ードされ、上記出力端子８から出力される。

【００３２】さらに、第３の動作モードは本発明に係る
固体撮像装置の動作モードであって、上記制御部７は、
各種タイミング信号を与えることにより上記ＣＣＤ駆動
回路６を次のように動作させる。

【００３３】この第３の動作モードにおいて、上記ＣＣ
Ｄ駆動回路６は、図３に示すように、各フィールドの映
像期間中に１フィールド毎に交互にセンサゲートパルス
φＳＧ₁ ，φＳＧ₂ を上記撮像部ＩＭに与えるととも
に、１フィールド毎の垂直ブランキング期間Ｔ_VBLK中に
センサゲートパルスφＳＧ₁ ，φＳＧ₂ を上記撮像部Ｉ
Ｍに同時に与えて、奇数列の光電変換素子Ｓ_O により得
られる撮像電荷Ａ_i と偶数列の光電変換素子Ｓ_E により
得られる撮像電荷Ｂ_i を１フィールド毎に上下の組み合
わせを交互に変えて垂直転送レジスタＩＭＶ_REG に転送
させることにより、フィールド読み出しモードでインタ
ーライン走査に対応する撮像電荷Ａ_i ＋Ｂ_i ，Ｂ_i ＋Ａ
_i+1 を上記垂直転送レジスタＩＭＶ_REG に読み出す。

【００３４】なお、この第３の動作モードにおいても、
各垂直ブランキング期間Ｔ_VBLK毎のセンサゲートパルス
φＳＧ₁ ，φＳＧ₂ のタイミングの直前に、高速の垂直
転送パルスφＩＭ，φＳＴを上記撮像部ＩＭの垂直転送
レジスタＩＭＶ_REG と上記蓄積部ＳＴの垂直転送レジス
タＳＴＶ_REG に与えて、上記撮像部ＩＭの垂直転送レジ
スタＩＭ_REG 内のスミア成分などの不要電荷を上記蓄積
部ＳＴの垂直転送レジスタＳＴＶ_REG に高速転送させ
る。この高速転送動作により、上記各フィールドの映像
期間中に１フィールド毎に交互にセンサゲートパルスφ
ＳＧ₁ ，φＳＧ₂を上記撮像部ＩＭに与えることにより
上記撮像部ＩＭの垂直転送レジスタＩＭＶ_REG に読み出
された上記奇数列の光電変換素子Ｓ_O の撮像電荷Ａ_i ’
と偶数列の光電変換素子Ｓ_E の撮像電荷Ｂ_i ’が不要電
荷として掃き出され、上記撮像部ＩＭの垂直転送レジス
タＩＭＶ_REG 内は、不要電荷が掃き出された空の状態と
なる。

【００３５】そして、上記ＣＣＤ駆動回路６は、上記垂
直転送レジスタＩＭＶ_REG 内を空にさせた状態でセンサ
ゲートパルスφＳＧ₁ ，φＳＧ₂ を与えることにより、
上記撮像部ＩＭにおいて奇数列の光電変換素子Ｓ_O によ
り得られた撮像電荷Ａ_i と偶数列の光電変換素子Ｓ_E に
より得られた撮像電荷Ｂ_i を１フィールド毎に上下の組
み合わせを交互に変えて上記垂直転送レジスタＩＭＶ
_REG に転送させる。

【００３６】さらに、上記センサゲートパルスφＳ
Ｇ₁ ，φＳＧ₂ のタイミングの直後に、高速の垂直転送
パルスφＩＭ，φＳＴを上記撮像部ＩＭの垂直転送レジ
スタＩＭＶ_REG と上記蓄積部ＳＴの垂直転送レジスタＳ
ＴＶ_REG に与えて、上記撮像部ＩＭの垂直転送レジスタ
ＩＭＶ_REG 内の電荷Ａ_i ＋Ｂ_i ，Ｂ_i ＋Ａ_i+1 を上記蓄
積部ＳＴの垂直転送レジスタＳＴＶ_REG に高速転送させ
る。

【００３７】ここで、上記垂直転送レジスタＳＴＶ_REG
に高速転送期間中は、水平転送パルスφＨも高速パルス
とすることにより、上記水平転送レジスタＨ_REG を介し
て不要電荷を高速転送により掃き出す。この第３の動作
モードでは、上記各フィールドの映像期間中に１フィー
ルド毎に交互にセンサゲートパルスφＳＧ₁ ，φＳＧ₂
を上記撮像部ＩＭに与えることにより上記撮像部ＩＭの
垂直転送レジスタＩＭＶ_REG に読み出された上記奇数列
の光電変換素子Ｓ_O の撮像電荷Ａ_i ’と偶数列の光電変
換素子Ｓ_E の撮像電荷Ｂ_i ’が不要電荷として掃き出さ
れるので、多量の不要電荷が発生することになるが、上
記高速転送により上記水平転送レジスタＨ_REG を介して
多量の不要電荷を掃き出すことができる。

【００３８】すなわち、上記水平転送レジスタＨ
_REG は、１転送毎の電荷転送量が少なくても、上記高速
転送で転送回数を増やすことにより、多量の不要電荷を
掃き捨てることができる。

【００３９】このような第３の動作モードでは、上記各
フィールドの映像期間中に１フィールド毎に交互にセン
サゲートパルスφＳＧ₁ ，φＳＧ₂ を上記撮像部ＩＭに
与えて、奇数列の光電変換素子Ｓ_O により得られる撮像
電荷Ａ_i と偶数列の光電変換素子Ｓ_E により得られる撮
像電荷Ｂ_i を１フィールド毎に交互にダミーの読み出し
を行うことにより、１フィールド毎の撮像電荷Ａ_i ＋Ｂ
_i ，Ｂ_i ＋Ａ_i+1 の加算混合比を通常のフィールド読み
出しモードにおける１：１から変化させることができ
る。そして、例えば上記加算混合比を１：２として、上
記撮像部ＩＭの奇数列の光電変換素子Ｓ_O により得られ
る撮像電荷Ａ_i と偶数列の光電変換素子Ｓ_E により得ら
れる撮像電荷Ｂ_i を１フィールド毎に上下の組み合わせ
を交互に変えて垂直転送レジスタＩＭＶ_REG に転送さ
せ、各フィールドの撮像電荷Ａ_i ＋Ｂ_i を映像期間中に
上記蓄積部ＳＴの垂直転送レジスタＳＴＶ_REG から水平
転送レジスタＨ_REG を介して線順次に読み出すことによ
り、フィールド読み出しモードでインターレース走査に
対応した撮像出力を得る。そして、上記固体イメージセ
ンサ１から読み出された撮像信号は、上記信号処理部４
を介してエンコーダ５に供給されてＮＴＳＣ方式に準拠
したテレビジョン信号にエンコードされ、上記出力端子
８から出力される。

【００４０】このように奇数列の光電変換素子Ｓ_O によ
り得られる撮像電荷Ａ_i と偶数列の光電変換素子Ｓ_E に
より得られる撮像電荷Ｂ_i との加算混合比を変えること
により、図４に示すように第１の動作モードすなわち通
常のフィールド読み出しモードと第２の動作モードすな
わちフレーム読み出しモードとの中間の垂直の解像度
（ＭＴＦ）を得ることができる。そして、例えば上記加
算混合比を１：２として、フィールド読み出しモードで
インターレース走査に対応した撮像出力を得ることによ
り、第１の動作モードすなわち通常のフィールド読み出
しモードと比較して、垂直の解像度を向上させることが
でき、また、ダイナミックレンジ，感度を７５％に保つ
ことができ、第２の動作モードすなわちフレーム読み出
しモードよりも上記ダイナミックレンジ，感度を向上さ
せることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る固体撮像装置では、イメージセンサ駆動制御手
段により、フレームインターライントランスファ型の固
体イメージセンサの奇数列の光電変換素子により得られ
る撮像電荷と偶数列の光電変換素子により得られる撮像
電荷を映像期間の途中で１フィールド毎に交互に上記撮
像部の垂直転送レジスタに読み出す制御を行うことによ
って、各光電変換素子の有効電荷蓄積期間を奇数列の光
電変換素子と偶数列の光電変換素子とで独立に変えるこ
とができる。上記映像期間の途中で１フィールド毎に交
互に上記撮像部の垂直転送レジスタに読み出された撮像
電荷は、１フィールド毎の垂直ブランキング期間中に、
上記撮像部の垂直転送レジスタから上記蓄積部の垂直転
送レジスタに高速転送され、上記蓄積部の垂直転送レジ
スタから上記水平転送レジスタを介して線順次に高速転
送され、不要電荷として掃き出される。このように、上
記水平転送レジスタは、１転送毎の電荷転送量が少なく
ても、上記高速転送で転送回数を増やすことにより、１
フィールド毎の垂直ブランキング期間中に多量の不要電
荷を掃き捨てることができる。そして、隣接する奇数列
の光電変換素子と偶数列の光電変換素子とにより得られ
る撮像電荷を１フィールド毎の垂直ブランキング期間中
に加算混合して上記撮像部の垂直転送レジスタに読み出
して上記蓄積部の垂直転送レジスタに高速転送し、映像
期間中に、上記蓄積部の垂直転送レジスタから上記水平
転送レジスタを介して撮像電荷を線順次に読み出すこと
により、フィールド読み出しモードの場合よりも垂直の
解像度（ＭＴＦ）の低下が少なく、フレーム読み出しの
場合よりも残像が少なく、また、ダイナミックレンジが
広い撮像出力を得ることができる。

【００４２】このように、本発明に係る固体撮像装置で
は、イメージセンサ駆動制御手段により、固体イメージ
センサの各光電変換素子の有効電荷蓄積期間を奇数列の
光電変換素子と偶数列の光電変換素子とで独立に変え
て、隣接する奇数列の光電変換素子と偶数列の光電変換
素子とにより得られる撮像電荷を１フィールド毎に加算
混合して読み出す制御を行うので、上記奇数列の光電変
換素子と偶数列の光電変換素子とにより得られる撮像電
荷との加算混合比に応じて垂直の解像度（ＭＴＦ）を変
化させることができ、フィールド読み出しモードの場合
よりも垂直の解像度の低下が少なく、フレーム読み出し
の場合よりも残像が少なく、また、ダイナミックレンジ
が広い撮像出力を得ることができる。

【００４３】従って、本発明によれば、動解像度を損な
うことなく、垂直の解像度を可変できるようにした固体
撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る固体撮像装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】上記固体撮像装置に用いたフレームインターラ
イントランスファ型ＣＣＤイメージセンサの構成を示す
模式的な平面図である。

【図３】上記固体撮像装置の動作を示すタイミングチャ
ートである。

【図４】上記固体撮像装置により得られる撮像信号の垂
直のＭＴＦ特性を示す特性線図である。

【図５】フィールド読み出しモードの動作を示すタイミ
ングチャートである。

【図６】フレーム読み出しモードの動作を示すタイミン
グチャートである。

【符号の説明】

１・・・・・・・・撮像光学系 ２・・・・・・・・ＣＣＤイメージセンサ ３・・・・・・・・撮像部 ４・・・・・・・・信号処理部 ５・・・・・・・・エンコーダ ６・・・・・・・・ＣＣＤ駆動回路 ７・・・・・・・・制御部 ８・・・・・・・・出力端子 Ｓ・・・・・・・・光電変換素子 ＩＭ・・・・・・・・撮像部 ＩＭＶ_REG ・・・・・垂直転送レジスタ ＳＴ・・・・・・・・蓄積部 ＳＴＶ_REG ・・・・・垂直転送レジスタ Ｈ_REG ・・・・・・・水平転送レジスタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光電変換素子がマトリクス状に配設され
   てなる固体イメージセンサと、 上記固体イメージセンサの各光電変換素子の有効電荷蓄
   積期間を奇数列の光電変換素子と偶数列の光電変換素子
   とで独立に変えて、隣接する奇数列の光電変換素子と偶
   数列の光電変換素子とにより得られる撮像電荷を１フィ
   ールド毎に加算混合して読み出す制御を行うイメージセ
   ンサ駆動制御手段とを備えてなる固体撮像装置。
2. 【請求項２】 マトリクス状に配設された光電変換素子
   により得られる撮像電荷が読み出される垂直転送レジス
   タを有する撮像部と、この撮像部の垂直転送レジスタか
   ら撮像電荷が高速転送される垂直転送レジスタを有する
   蓄積部と、この蓄積部の垂直転送レジスタから撮像電荷
   が線順次に転送される水平転送レジスタ部とからなる固
   体イメージセンサと、 上記固体イメージセンサの奇数列の光電変換素子により
   得られる撮像電荷と偶数列の光電変換素子により得られ
   る撮像電荷を、映像期間の途中で１フィールド毎に交互
   に上記撮像部の垂直転送レジスタに読み出し、１フィー
   ルド毎の垂直ブランキング期間中に、上記撮像部の垂直
   転送レジスタから上記蓄積部の垂直転送レジスタに高速
   転送し、上記蓄積部の垂直転送レジスタから上記水平転
   送レジスタを介して撮像電荷を線順次に高速転送して掃
   き出す制御を行うとともに、隣接する奇数列の光電変換
   素子と偶数列の光電変換素子とにより得られる撮像電荷
   を１フィールド毎の垂直ブランキング期間中に加算混合
   して上記撮像部の垂直転送レジスタに読み出して上記蓄
   積部の垂直転送レジスタに高速転送し、映像期間中に、
   上記蓄積部の垂直転送レジスタから上記水平転送レジス
   タを介して撮像電荷を線順次に読み出す制御を行うイメ
   ージセンサ駆動制御手段とを備えてなる固体撮像装置。