JPH09107505A - Image pickup device - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤのような撮
像素子を有する撮像装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus having an image pickup device such as a CCD.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、集積回路技術の向上によるメモリ
ＩＣの小型化、高容量化および低コスト化によって、撮
像素子としてＣＤＤ（Charge Coupled Device ：電荷結
合素子）を用いたビデオカメラや電子カメラなどのディ
ジタル化された撮像装置が数多く開発され販売されてい
る。また、マルチメディア機器においては、ビデオ信号
に規制されないディジタル画像データが求められてい
る。例えば、ビデオ信号に規制されないデータを扱うよ
うにしたディジタルカメラが実現されている。このよう
なディジタルカメラに使用するＣＣＤなどの撮像素子
は、ビデオ信号に規制されないことから比較的高い自由
度で設計することが可能であるが、製品価格を抑制する
ためにはむしろビデオカメラ用の撮像素子をそのまま使
用する方が好ましい。そこで、ディジタルカメラに使用
したビデオムービーカメラ用撮像素子を、ビデオムービ
ーカメラに使用したときとは異なる方法で駆動すること
によって、より高画質の画像データを得ることが提案さ
れている。2. Description of the Related Art In recent years, due to miniaturization, high capacity and low cost of memory ICs due to the improvement of integrated circuit technology, video cameras and electronic cameras using CDD (Charge Coupled Device) as an image pickup device, etc. Many digitized image pickup devices have been developed and are on sale. Also, in multimedia equipment, digital image data that is not restricted by video signals is required. For example, a digital camera that handles data that is not restricted by a video signal has been realized. An image pickup device such as a CCD used in such a digital camera can be designed with a relatively high degree of freedom because it is not regulated by a video signal, but it is rather designed for a video camera in order to suppress the product price. It is preferable to use the image sensor as it is. Therefore, it has been proposed to obtain image data of higher image quality by driving an image pickup device for a video movie camera used in a digital camera by a method different from that used in the video movie camera.
【０００３】図５は、ビデオカメラ用ＣＣＤとして一般
的なインターライン型ＣＣＤの概略構成を示す図であ
る。補色市松色差順次方式の色フィルタ構成でホトダイ
オードなどの光電変換要素（画素）２４が配列された光
電変換部２０は、入射した光のうち透過した４つの特定
波長域の光（Ｍｇ，Ｇ，Ｃｙ，Ｙｅ）から電荷を発生す
る。各画素２４はアンチブルーミング機構として縦形オ
ーバーフロードレイン（ＶＯＤ：Vertical Overflow Dr
ain ）構造を採用している。垂直転送部（ＶＣＣＤ）２
１は、転送ゲート電極（転送セル）２５に４つの電荷転
送パルスＶ1 〜Ｖ 4 が印加されることによって画素２４
のそれぞれに蓄えられた電荷を読み出し、垂直方向に転
送する。水平転送部２２は、垂直転送部２１から転送さ
れてきた電荷を水平方向に転送する。フローティングデ
ィフュージョンアンプ（ＦＤＡ）２３は、水平転送部２
２から転送されてきた電荷を電圧信号に変換して出力す
る。FIG. 5 shows a general CCD as a video camera.
It is a figure which shows schematic structure of a typical interline CCD.
You. Complementary color checkered color difference
Light in which photoelectric conversion elements (pixels) 24 such as an ode are arranged
The electrical conversion unit 20 identifies four transmitted incident light components.
Generates charges from light in the wavelength range (Mg, G, Cy, Ye)
You. Each pixel 24 has a vertical type as an anti-blooming mechanism.
Overflow Drain (VOD)
ain) structure is adopted. Vertical transfer unit (VCCD) 2
1 indicates that four charge transfer electrodes are transferred to the transfer gate electrode (transfer cell) 25.
Transmission pulse V1~ V FourIs applied to the pixel 24
Read out the charge stored in each of the
Send. The horizontal transfer unit 22 transfers data from the vertical transfer unit 21.
The transferred charges are transferred in the horizontal direction. Floating de
The infusion amplifier (FDA) 23 is connected to the horizontal transfer unit 2
Converts the charge transferred from 2 into a voltage signal and outputs it
You.
【０００４】図５に示すように、ＣＣＤからの撮像信号
は、一般に、１フィールド期間毎に全ラインの画素を走
査し、奇数フィールドと偶数フィールドとで１段ずらし
た画素ラインの信号電荷を例えば垂直ブランキング期間
中に垂直転送部２１の各転送段に転送し、垂直転送部２
１で上下２画素を加算して読み出すフィールドモード
（フィールド加算読み出し、または擬似インタレース読
み出し）によって読み出される。As shown in FIG. 5, the image pickup signal from the CCD generally scans the pixels of all the lines for every one field period, and the signal charges of the pixel lines shifted by one stage between the odd field and the even field are given, for example. Transfer to each transfer stage of the vertical transfer unit 21 during the vertical blanking period, and
When the number is 1, the upper and lower two pixels are added and read out by the field mode (field addition reading or pseudo interlaced reading).
【０００５】しかし、フィールドモードでは、１フィー
ルドのみの画像取り込みで画像を得ることから、撮像素
子が本来もつ最大解像度をはるかに下回る解像度の画像
しか得ることができない。そこで、一般に用いられるム
ービービデオカメラ用のインターライン型ＣＣＤを、図
５に示すように、個々の画素を加算することなく、１フ
ィールド期間毎に１ラインおきの画素をインターレース
走査して読み出すフレームモード（全画素フレーム読み
出し）で読み出すことが提案された。フレームモードで
は、例えば、奇数行の信号を最初のフィールド期間に読
み出し、次のフィールド期間に偶数行の信号を読み出
し、それぞれの信号をそのままメモリに取り込み、メモ
リに記憶された各画素データに撮像信号処理を行うこと
により、解像度の高い画像が得られる。However, in the field mode, since an image is obtained by capturing an image of only one field, only an image having a resolution far lower than the maximum resolution originally possessed by the image pickup device can be obtained. Therefore, as shown in FIG. 5, a commonly used interline CCD for movie video cameras is used in a frame mode in which pixels on every other line are interlaced-scanned and read out without adding individual pixels. It has been proposed to read out (all pixel frame reading). In the frame mode, for example, the signals in the odd rows are read in the first field period, the signals in the even rows are read in the next field period, the respective signals are taken into the memory as they are, and the image pickup signal is stored in each pixel data stored in the memory. By performing the processing, an image with high resolution can be obtained.
【０００６】次に、図５のＣＣＤの構造について、図６
を参照して説明する。図６（ａ）は、図５の１つの画素
２４とこれに対応する垂直転送部２１とを示す断面図で
ある。図６（ａ）には、１つの光電変換要素（画素）２
４と、これに隣接する垂直転送部（ＶＣＣＤ）２１とが
示されており、Ｎ型シリコン基板７１上の画素２４部分
には、下方から、Ｐ- 層７２、Ｐ- 層７２とともにホト
ダイオード（ＰＤ）を構成するＮ層７３、Ｐ +層７４お
よびシリコン酸化膜７５が順次形成されている。また、
Ｎ型シリコン基板７１上の垂直転送部２１部分には、下
方から、Ｐ- 層７２、Ｐ層７６、信号電荷の通路となる
Ｎ層７８、シリコン酸化膜７５および電荷転送パルスＶ
1 〜Ｖ4 が印加される遮光性の転送ゲート電極２５が順
次形成されている。また、Ｐ +層７４は、垂直転送部２
１に隣接する一端部分が他端部分よりも深く形成される
ことによって、チャネルストッパ７７を構成している。Next, the structure of the CCD shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 6A is a cross-sectional view showing one pixel 24 in FIG. 5 and the vertical transfer section 21 corresponding thereto. In FIG. 6A, one photoelectric conversion element (pixel) 2
4 and a vertical transfer unit (VCCD) 21 adjacent thereto, a pixel (PD) portion on the N-type silicon substrate 71 is provided from below with a P − layer 72, a P − layer 72, and a photodiode (PD). ), An N layer 73, a P + layer 74, and a silicon oxide film 75 are sequentially formed. Also,
In the vertical transfer portion 21 portion on the N-type silicon substrate 71, from below, a P − layer 72, a P layer 76, an N layer 78 serving as a path for signal charges, a silicon oxide film 75, and a charge transfer pulse V are formed.
Light-shielding transfer gate electrodes 25 to which 1 to V 4 are applied are sequentially formed. In addition, the P + layer 74 is used for the vertical transfer unit 2
The channel stopper 77 is formed by forming one end portion adjacent to 1 deeper than the other end portion.
【０００７】図６（ｂ）は、図６（ａ）のＩＩ−ＩＩ線
に沿ったポテンシャル図である。図６（ｂ）の斜線部で
示す画素２４のＰＮ接合部に蓄積される電荷蓄積容量
は、シリコン基板７１の電位Ｖsub と、転送ゲート電極
２５に印加される電荷転送パルスＶ1 〜Ｖ4 の転送電位
とで決められる。例えば、シリコン基板７１の電位Ｖsu
b が高くなるほど電荷が蓄積されるＰＮ接合部のシリコ
ン基板７１側のポテンシャル障壁が低くなり、画素２４
の電荷蓄積容量が減少する。また、転送電位が高くなる
ほど電荷が蓄積されるＰＮ接合部の垂直転送部２１側の
ポテンシャル障壁が低くなり、画素２４の電荷蓄積容量
が減少する。FIG. 6B is a potential diagram taken along the line II-II of FIG. 6A. The charge storage capacitance stored in the PN junction portion of the pixel 24 shown by the hatched portion in FIG. 6B is the potential V sub of the silicon substrate 71 and the charge transfer pulses V 1 to V 4 applied to the transfer gate electrode 25. Transfer potential. For example, the potential V su of the silicon substrate 71
As the value of b increases, the potential barrier on the silicon substrate 71 side of the PN junction where charges are accumulated decreases, and the pixel 24
The charge storage capacity of is reduced. Further, the higher the transfer potential, the lower the potential barrier on the side of the vertical transfer portion 21 of the PN junction in which charges are accumulated, and the charge storage capacity of the pixel 24 decreases.
【０００８】また、シリコン基板７１の電位Ｖsub をΔ
Ｖだけ高くすることにより、ＰＮ接合部のシリコン基板
７１側のポテンシャル障壁がなくなるので、ＰＮ接合部
に蓄積されていた電荷はすべてシリコン基板７１方向に
掃き捨てられる。このような電子シャッター機能によ
り、画素への蓄積電荷量を調節することができる。Further, the potential V sub of the silicon substrate 71 is set to Δ
By increasing the voltage by V, the potential barrier on the silicon substrate 71 side of the PN junction disappears, so that all the charges accumulated in the PN junction are swept away toward the silicon substrate 71. With such an electronic shutter function, the amount of charge accumulated in the pixel can be adjusted.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】以上説明したような、
汎用的なビデオカメラ用のＣＣＤ撮像素子は、フィール
ドモードでの駆動を前提としているため、フィールドモ
ードで最適となるようにダイナミックレンジが設定され
ている。従って、このようなＣＣＤを用いてフレーム読
み出しを行うと、垂直転送部２１の容量を有効に生かせ
ないために、ＣＣＤ撮像素子のダイナミックレンジがフ
ィールド読み出しのときよりも狭くなってしまう。つま
り、画素２４の１個分の最大電荷蓄積容量（飽和電荷
量）が垂直転送部２１の転送ゲート電極２５の１段分の
最大電荷蓄積容量（最大電荷転送量）よりも小さい（１
／２程度）ために、フレームモードでは転送ゲート電極
２５部分よりも先に画素２４部分の電荷が飽和してしま
い、フィールドモードよりも飽和レベルが低くなる。[Problems to be Solved by the Invention] As described above,
Since a CCD image pickup device for a general-purpose video camera is premised on driving in a field mode, the dynamic range is set to be optimum in the field mode. Therefore, when frame reading is performed using such a CCD, the capacity of the vertical transfer unit 21 cannot be used effectively, and the dynamic range of the CCD image pickup device becomes narrower than in field reading. That is, the maximum charge storage capacity (saturated charge amount) of one pixel 24 is smaller than the maximum charge storage capacity (maximum charge transfer amount) of one stage of the transfer gate electrode 25 of the vertical transfer unit 21 (1
Therefore, in the frame mode, the charge in the pixel 24 portion is saturated before the transfer gate electrode 25 portion, and the saturation level becomes lower than in the field mode.
【００１０】このように、汎用ＣＣＤ撮像素子では、２
画素分のダイナミックレンジに対して転送ゲート電極２
５の１段分のダイナミックレンジが対応しているので、
フレームモードにおいてフィールドモードと同等のダイ
ナミックレンジを確保することができず、ダイナミック
レンジがほぼ半減してしまう。そのため、特に、垂直高
解像度を実現するためにフレーム読み出しを行い静止画
像を記憶する電子カメラでは、ダイナミックレンジの減
少によってフィールドモードでのＡＧＣゲインよりも倍
程度高くゲインをかけることになり、結果として画像の
Ｓ／Ｎ比が著しく悪化することになる。もともとがフィ
ールドモードでの特性のみを考慮した設計のＣＣＤ撮像
素子であれば、これは致命的な画質劣化につながる。As described above, in the general-purpose CCD image pickup device, 2
Transfer gate electrode 2 for the dynamic range of pixels
Since the dynamic range of 5 stages corresponds,
In the frame mode, the dynamic range equivalent to that in the field mode cannot be ensured, and the dynamic range is almost halved. Therefore, in particular, in an electronic camera that reads a frame and stores a still image in order to realize a high vertical resolution, the dynamic range is reduced, so that the AGC gain in the field mode is increased by a factor of about twice. The S / N ratio of the image is significantly deteriorated. If the CCD image pickup device is originally designed only in consideration of the characteristics in the field mode, this leads to a fatal deterioration in image quality.
【００１１】この問題を解決すべく、フレームモードで
のダイナミックレンジを増加させるための発明が、本出
願人により出願されている（特願平６−１３７３１８号
（平成６年６月２０日出願）など）。これらの発明で
は、主として基板電位Ｖsub および電荷転送パルスＶ1
〜Ｖ4 の転送電位の大きさをモード切り換えに合わせて
調節することで、フレームモードでのダイナミックレン
ジをフィールドモードでのダイナミックレンジに近づけ
るようにしている。従って、これらの発明を用いたディ
ジタルカメラでは、フレームモードでの画素の飽和電荷
量を撮像素子の飽和電荷量として撮像素子以外の回路処
理を設定するので、カメラとしての飽和電荷量はフィー
ルドモードでもフレームモードでも同じになる。In order to solve this problem, an invention for increasing the dynamic range in the frame mode has been filed by the present applicant (Japanese Patent Application No. 6-137318 (filed on June 20, 1994)). Such). In these inventions, the substrate potential V sub and the charge transfer pulse V 1 are mainly used.
By adjusting the magnitude of the transfer potential of V 4 to V 4 in accordance with the mode switching, the dynamic range in the frame mode is made closer to the dynamic range in the field mode. Therefore, in the digital camera using these inventions, the circuit processing other than the image pickup device is set by using the saturated charge amount of the pixel in the frame mode as the saturated charge amount of the image pickup device. The same applies in frame mode.
【００１２】ただし、この場合でも、フィールドモード
とフレームモードとの感度の違いはそのままであるの
で、それぞれのモードでの露光量は露光絞りの開口また
は露光時間を変えることで１段切り換えられる。このよ
うにすれば、フィールドモードでもフレームモードでも
標準信号電圧レベルを同等にし、Ｓ／Ｎ比のほぼ等しい
画像を得ることができる。従って、本来フィールドモー
ドでの読み出しがなされるように設計されたタイプのＣ
ＣＤ撮像素子であっても、フレームモードでの読み出し
において実用上何ら問題のないレベルの画質が得られ
る。However, even in this case, since the difference in sensitivity between the field mode and the frame mode remains the same, the exposure amount in each mode can be switched by one step by changing the aperture of the exposure diaphragm or the exposure time. By doing so, the standard signal voltage levels can be made equal in both the field mode and the frame mode, and images having substantially the same S / N ratio can be obtained. Therefore, a C type originally designed to be read in the field mode.
Even in the case of the CD image pickup device, the image quality at a level practically no problem can be obtained in reading in the frame mode.
【００１３】しかし、上述のような撮像装置では、フィ
ールドモードで読み出した画像の画質が、本来フィール
ドモードよりダイナミックレンジが低くなる分、標準信
号レベルが低くなることで、その分Ｓ／Ｎ比も低くなる
ため、本来フィールドモードで読み出した画像で得られ
るべき画質よりも悪くなる。また、フレームモードで読
み出した画像の使用用途の幅広さのためにさらに高画質
が求められており、そのために、フレームモードでの読
み出しが主体であって、高画質のフレーム読み出し画像
が得られ、且つフィールドモード読み出しでもフレーム
モード読み出しに匹敵する画質が得られるフィールド読
み出し−フレーム読み出し兼用のインターライン型ＣＣ
Ｄイメージセンサが求められている。However, in the image pickup apparatus as described above, the image quality of the image read out in the field mode is lower than that of the field mode by the lower dynamic range, and the standard signal level is lower. Since it becomes lower, the image quality is worse than that which should be obtained by the image originally read in the field mode. Further, due to the wide range of uses of the image read in the frame mode, higher image quality is required. Therefore, mainly in the frame mode, a high-quality frame read image can be obtained. In addition, an interline type CC for both field reading and frame reading that can obtain image quality comparable to frame mode reading even in field mode reading
There is a need for a D image sensor.
【００１４】そこで、本発明の目的は、インターライン
型ＣＣＤイメージセンサを備えた撮像装置において、高
画質のフレーム読み出し画像が得られるとともに、フィ
ールドモード読み出しとフレームモード読み出しとで同
程度の画質を得ることができるフィールド読み出し−フ
レーム読み出し兼用の撮像装置を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to obtain a high quality frame read image in an image pickup device equipped with an interline CCD image sensor, and to obtain similar image quality in field mode read and frame mode read. An object of the present invention is to provide an image pickup device that can be used for both field reading and frame reading.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の撮像装置は、半導体基板部の上に形成さ
れた複数の光電変換要素からなる光電変換部と、前記光
電変換部からの電荷を一方向に転送する垂直転送部と、
前記垂直転送部からの電荷を前記一方向と交差する方向
に転送する水平転送部とを備えたインターライン型ＣＣ
Ｄ撮像素子を有する撮像装置であって、前記撮像素子
が、１フィールド期間ごとに水平方向の全ラインの前記
光電変換要素の信号電荷を前記垂直転送部を走査するこ
とで上下２ラインを加算して読み出すフィールドモード
と、１フィールド期間ごとに水平方向の１ラインおきの
前記光電変換要素の信号電荷をインターレース走査して
読み出すフレームモードとの２つのモードで駆動される
撮像装置において、前記光電変換要素の前記フレームモ
ードでの飽和電荷量と前記垂直転送部の最大電荷転送量
との比が実質的に１：１となるように、前記光電変換要
素と前記垂直転送部とが面積配分されている。In order to achieve the above object, an image pickup device according to a first aspect of the present invention is provided with a photoelectric conversion portion formed of a plurality of photoelectric conversion elements formed on a semiconductor substrate portion, and the photoelectric conversion portion. A vertical transfer unit that transfers the charge from one direction,
An interline CC including a horizontal transfer unit that transfers charges from the vertical transfer unit in a direction intersecting with the one direction.
An image pickup apparatus having a D image pickup device, wherein the image pickup device scans the vertical transfer unit with the signal charges of the photoelectric conversion elements of all the horizontal lines every one field period to add two lines above and below. In the image pickup device driven in two modes, a field mode for reading and reading and a frame mode for reading the signal charges of the photoelectric conversion elements on every other line in the horizontal direction for every one field period by interlaced scanning. Areas of the photoelectric conversion elements and the vertical transfer units are so arranged that the ratio of the saturated charge amount in the frame mode to the maximum charge transfer amount of the vertical transfer unit is substantially 1: 1. .
【００１６】また、請求項２の撮像装置は、半導体基板
部の上に形成された複数の光電変換要素からなる光電変
換部と、前記光電変換部からの電荷を一方向に転送する
垂直転送部と、前記垂直転送部からの電荷を前記一方向
と交差する方向に転送する水平転送部とを備えたインタ
ーライン型ＣＣＤ撮像素子を有する撮像装置であって、
前記撮像素子が、１フィールド期間ごとに水平方向の全
ラインの前記光電変換要素の信号電荷を前記垂直転送部
を走査することで上下２ラインを加算して読み出すフィ
ールドモードと、１フィールド期間ごとに水平方向の１
ラインおきの前記光電変換要素の信号電荷をインターレ
ース走査して読み出すフレームモードとの２つのモード
で駆動される撮像装置において、前記光電変換要素の前
記フレームモードでの飽和電荷量に特定量の光が前記光
電変換要素に入射したときの偽信号電荷量を加算した電
荷量と、前記垂直転送部の最大電荷転送量との比が実質
的に１：１となるように、前記光電変換要素と前記垂直
転送部とが面積配分されている。According to another aspect of the image pickup device of the present invention, there is provided a photoelectric conversion portion formed on the semiconductor substrate portion, the photoelectric conversion portion including a plurality of photoelectric conversion elements, and a vertical transfer portion for transferring charges from the photoelectric conversion portion in one direction. An image pickup device having an interline CCD image pickup device, comprising: a horizontal transfer portion that transfers charges from the vertical transfer portion in a direction intersecting the one direction;
A field mode in which the imaging device reads out the signal charges of the photoelectric conversion elements of all the horizontal lines in the horizontal direction every one field period by scanning the vertical transfer unit to add and read two lines above and below the line. Horizontal 1
In an imaging device driven in two modes, a frame mode in which signal charges of the photoelectric conversion elements are read line by line, and read out by interlaced scanning, a specific amount of light is added to the saturation charge amount of the photoelectric conversion elements in the frame mode. The photoelectric conversion element and the photoelectric conversion element are arranged such that the ratio of the charge amount obtained by adding the false signal charge amount when entering the photoelectric conversion element and the maximum charge transfer amount of the vertical transfer unit is substantially 1: 1. Areas are allocated to the vertical transfer units.
【００１７】また、請求項３の撮像装置は、半導体基板
部の上に形成された複数の光電変換要素からなる光電変
換部と、前記光電変換部からの電荷を一方向に転送する
垂直転送部と、前記垂直転送部からの電荷を前記一方向
と交差する方向に転送する水平転送部とを備えたインタ
ーライン型ＣＣＤ撮像素子を有する撮像装置であって、
前記撮像素子が、１フィールド期間ごとに水平方向の全
ラインの前記光電変換要素の信号電荷を前記垂直転送部
を走査することで上下２ラインを加算して読み出すフィ
ールドモードと、１フィールド期間ごとに水平方向の１
ラインおきの前記光電変換要素の信号電荷をインターレ
ース走査して読み出すフレームモードとの２つのモード
で駆動される撮像装置において、前記光電変換要素の前
記フレームモードでの飽和電荷量と前記垂直転送部の最
大電荷転送量との比が実質的に１：１となるように、前
記光電変換要素および前記垂直転送部の前記半導体基板
部内の電位が制御されている。According to another aspect of the image pickup device of the present invention, there is provided a photoelectric conversion unit formed of a plurality of photoelectric conversion elements formed on a semiconductor substrate unit, and a vertical transfer unit for transferring charges from the photoelectric conversion unit in one direction. An image pickup device having an interline CCD image pickup device, comprising: a horizontal transfer portion that transfers charges from the vertical transfer portion in a direction intersecting the one direction;
A field mode in which the imaging device reads out the signal charges of the photoelectric conversion elements of all the horizontal lines in the horizontal direction every one field period by scanning the vertical transfer unit to add and read two lines above and below the line. Horizontal 1
In an image pickup device driven in two modes, that is, a frame mode in which signal charges of the photoelectric conversion elements are read every line, the saturation charge amount of the photoelectric conversion elements in the frame mode and the vertical transfer unit The potentials in the semiconductor substrate section of the photoelectric conversion element and the vertical transfer section are controlled so that the ratio to the maximum charge transfer amount is substantially 1: 1.
【００１８】また、請求項４の撮像装置は、半導体基板
部の上に形成された複数の光電変換要素からなる光電変
換部と、前記光電変換部からの電荷を一方向に転送する
垂直転送部と、前記垂直転送部からの電荷を前記一方向
と交差する方向に転送する水平転送部とを備えたインタ
ーライン型ＣＣＤ撮像素子を有する撮像装置であって、
前記撮像素子が、１フィールド期間ごとに水平方向の全
ラインの前記光電変換要素の信号電荷を前記垂直転送部
を走査することで上下２ラインを加算して読み出すフィ
ールドモードと、１フィールド期間ごとに水平方向の１
ラインおきの前記光電変換要素の信号電荷をインターレ
ース走査して読み出すフレームモードとの２つのモード
で駆動される撮像装置において、前記光電変換要素の前
記フレームモードでの飽和電荷量に特定量の光が前記光
電変換要素に入射したときの偽信号電荷量を加算した電
荷量と、前記垂直転送部の最大電荷転送量との比が実質
的に１：１となるように、前記光電変換要素および前記
垂直転送部の前記半導体基板部内の電位が制御されてい
る。According to another aspect of the image pickup device of the present invention, a photoelectric conversion part formed of a plurality of photoelectric conversion elements formed on a semiconductor substrate part, and a vertical transfer part for transferring charges from the photoelectric conversion part in one direction. An image pickup device having an interline CCD image pickup device, comprising: a horizontal transfer portion that transfers charges from the vertical transfer portion in a direction intersecting the one direction;
A field mode in which the imaging device reads out the signal charges of the photoelectric conversion elements of all the horizontal lines in the horizontal direction every one field period by scanning the vertical transfer unit to add and read two lines above and below the line. Horizontal 1
In an imaging device driven in two modes, a frame mode in which signal charges of the photoelectric conversion elements are read line by line, and read out by interlaced scanning, a specific amount of light is added to the saturation charge amount of the photoelectric conversion elements in the frame mode. The photoelectric conversion element and the photoelectric conversion element are arranged such that the ratio of the charge amount obtained by adding the false signal charge amount when entering the photoelectric conversion element and the maximum charge transfer amount of the vertical transfer unit is substantially 1: 1. The electric potential in the semiconductor substrate portion of the vertical transfer portion is controlled.
【００１９】また、請求項５の撮像装置は、前記半導体
基板部の電位Ｖsub および前記垂直転送部のゲート電極
の電位の少なくともいずれか一方を制御することによ
り、前記比が実質的に１：１となるように微調整を行う
ことができるように構成されている。According to another aspect of the image pickup device of the present invention, the ratio is substantially 1: by controlling at least one of the potential V sub of the semiconductor substrate portion and the potential of the gate electrode of the vertical transfer portion. It is configured such that fine adjustment can be performed so that the value becomes 1.
【００２０】また、請求項６の撮像装置は、前記フィー
ルドモードにおいては、前記光電変換要素の前記フレー
ムモードでの飽和電荷量を１／２倍した量と前記垂直転
送部の最大電荷転送量との比が実質的に１：１となるよ
うに、前記半導体基板部の電位Ｖsub が制御される。Further, in the image pickup device of claim 6, in the field mode, an amount obtained by halving a saturation charge amount of the photoelectric conversion element in the frame mode and a maximum charge transfer amount of the vertical transfer portion are set. The potential V sub of the semiconductor substrate portion is controlled so that the ratio is substantially 1: 1.
【００２１】また、請求項７の撮像装置は、前記フィー
ルドモードにおいては、前記光電変換要素の前記フレー
ムモードでの飽和電荷量を１／２倍した量に特定量の光
が前記光電変換要素に入射したときの偽信号電荷量を加
算した電荷量と、前記垂直転送部の最大電荷転送量との
比が実質的に１：１となるように、前記半導体基板部の
電位Ｖsub が制御される。Further, in the image pickup device according to a seventh aspect, in the field mode, a specific amount of light is applied to the photoelectric conversion element by an amount obtained by halving a saturation charge amount of the photoelectric conversion element in the frame mode. The potential V sub of the semiconductor substrate unit is controlled so that the ratio of the charge amount obtained by adding the false signal charge amount when incident and the maximum charge transfer amount of the vertical transfer unit is substantially 1: 1. It
【００２２】また、請求項８の撮像装置は、前記フィー
ルドモードでの前記特定量の光は、前記フレームモード
に対して実質的に１／２倍に設定される。Further, in the image pickup device according to claim 8, the specific amount of light in the field mode is set to be substantially 1/2 times as large as that in the frame mode.
【００２３】また、請求項９の撮像装置は、前記特定量
の光が前記光電変換要素に入射したときの偽信号電荷を
前記撮像素子から除去することができるように構成され
ている。The image pickup device according to claim 9 is configured so that the false signal charge when the specific amount of light is incident on the photoelectric conversion element can be removed from the image pickup element.
【００２４】また、請求項１０の撮像装置は、前記偽信
号電荷は実効的な偽信号量である。Further, in the image pickup apparatus according to a tenth aspect, the false signal charge is an effective false signal amount.
【００２５】請求項１、３の発明によると、光電変換要
素と垂直転送部との面積配分または半導体基板部の電位
によって光電変換要素のフレームモードでの飽和電荷量
と垂直転送部の最大電荷転送量との比を実質的に１：１
にしているので、事実上画素面積を増加させることがで
きて感度が向上し、また、フレームモードでの取り扱い
電荷量が増加するので、高品位のフレームモード読み出
し画像が得られる。According to the first and third aspects of the present invention, the saturation charge amount in the frame mode of the photoelectric conversion element and the maximum charge transfer of the vertical transfer section are determined by the area distribution of the photoelectric conversion element and the vertical transfer section or the potential of the semiconductor substrate section. Substantially 1: 1 ratio to quantity
Since the pixel area can be effectively increased, the sensitivity is improved, and the amount of charge handled in the frame mode is increased, so that a high-quality frame mode read image can be obtained.
【００２６】また、請求項２、４の発明によると、光電
変換要素と垂直転送部との面積配分または半導体基板部
の電位によって光電変換要素のフレームモードでの飽和
電荷量に特定量の光が光電変換要素に入射したときの偽
信号電荷量を加算した電荷量と、垂直転送部の最大電荷
転送量との比が実質的に１：１にしているので、偽信号
電荷が存在する場合であってもこれに適した処理を行う
ことができるようになるので、高品位のフレームモード
読み出し画像が得られる。According to the second and fourth aspects of the invention, a specific amount of light is added to the saturation charge amount in the frame mode of the photoelectric conversion element depending on the area distribution of the photoelectric conversion element and the vertical transfer section or the potential of the semiconductor substrate section. Since the ratio of the charge amount obtained by adding the false signal charge amount when entering the photoelectric conversion element and the maximum charge transfer amount of the vertical transfer portion is substantially 1: 1, the case where the false signal charge exists Even if there is, processing suitable for this can be performed, so that a high-quality frame mode read image can be obtained.
【００２７】また、請求項５の発明によると、半導体基
板部の電位Ｖsub を制御することにより前記比が実質的
に１：１となるように微調整を行うことができるので、
撮像素子の製造時のばらつきがあっても確実に前記比を
１：１にすることができる。According to the invention of claim 5, fine adjustment can be performed so that the ratio becomes substantially 1: 1 by controlling the potential V sub of the semiconductor substrate portion.
The ratio can be reliably set to 1: 1 even if there are variations in manufacturing the image pickup device.
【００２８】また、請求項６および７の発明によると、
半導体基板部の電位Ｖsub をフィールドモードでの処理
に適した電位に制御するので、フィールドモード読み出
しでの画質を向上させることができ、フィールドモード
読み出しとフレームモード読み出しとで同程度の画質を
得ることができる。According to the inventions of claims 6 and 7,
Since the potential V sub of the semiconductor substrate portion is controlled to a potential suitable for the processing in the field mode, the image quality in the field mode reading can be improved, and the same image quality can be obtained in the field mode reading and the frame mode reading. be able to.
【００２９】また、請求項８の発明によると、フィール
ドモードでの特定量の光がフレームモードの実質的に１
／２倍に設定されることにより、フィールドモードとフ
レームモードとで同等のＳ／Ｎ比の画像を得ることがで
きる。Further, according to the invention of claim 8, the specific amount of light in the field mode is substantially 1 in the frame mode.
By setting / 2 times, it is possible to obtain an image with the same S / N ratio in the field mode and the frame mode.
【００３０】また、請求項９、１０の発明によると、特
定量の光が光電変換要素に入射したときの偽信号電荷を
撮像素子から除去することができるので、特定量の光が
入射したときに発生するスミアなど偽信号電荷分だけ実
信号飽和レベルを増加させることができる。According to the ninth and tenth aspects of the present invention, since the false signal charge when a specific amount of light is incident on the photoelectric conversion element can be removed from the image sensor, when a specific amount of light is incident. It is possible to increase the actual signal saturation level by the amount of the false signal charge such as smear that occurs at.
【００３１】[0031]
【発明の実施の形態】以下、本発明を一実施形態につき
図面を参照して説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００３２】図１は、本発明の一実施形態のディジタル
カメラの概略構成を示すブロック図である。図１におい
て、光学レンズ３１は、被写体からの光を撮像素子３３
の撮像面に結像する。シャッタ３２は、機械的（メカニ
カル）なものであり、撮像素子３３に入射する光線の入
射時間を制御する。撮像素子３３は、図２に示すような
補色市松色差順次方式の色フィルタ構成で配列されたイ
ンターライン型ＣＤＤであり、被写体からの光の光信号
を電気信号に変換する。タイミング信号発生回路（Ｔ
Ｇ）３４は、撮像素子３３を動作させるために必要なタ
イミング信号を発生する。駆動電圧設定回路３５は、撮
像素子３３を駆動するための駆動電圧を発生する。撮像
素子駆動回路３６は、タイミング信号発生回路３４から
の信号を撮像素子３３の駆動に必要なレベルに増幅す
る。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a digital camera according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the optical lens 31 includes an image sensor 33 for capturing light from a subject.
Is formed on the imaging surface of. The shutter 32 is mechanical (mechanical), and controls the incident time of a light beam that is incident on the image sensor 33. The image sensor 33 is an interline CDD arranged in a color filter configuration of a complementary color checkered color difference sequential system as shown in FIG. 2, and converts an optical signal of light from a subject into an electric signal. Timing signal generation circuit (T
G) 34 generates a timing signal necessary for operating the image sensor 33. The drive voltage setting circuit 35 generates a drive voltage for driving the image sensor 33. The image sensor drive circuit 36 amplifies the signal from the timing signal generation circuit 34 to a level required to drive the image sensor 33.
【００３３】前置処理回路３７は、内部に撮像素子３３
の出力ノイズ除去のためのＣＤＳ（相関２重サンプリン
グ）回路やＡＧＣ（自動利得制御）回路を含む回路であ
る。Ａ／Ｄ変換器３８は、前置処理回路３７から出力さ
れるアナログ信号をディジタル信号に変換する。撮像信
号処理回路３９は、ディジタル化された信号を撮像信号
処理する。記録媒体インターフェイス（Ｉ／Ｆ）４１
は、記録媒体４０に記録のための信号を送る。操作部４
２は、カメラの撮像開始や撮像素子３３の読み出しモー
ドを撮影者が制御するためのものである。設定切換回路
４３は、操作部４２によって設定された撮像素子３３の
読み出しモードに応じて、タイミング信号発生回路３４
の信号タイミングの設定のための信号を出力する。ＥＶ
Ｆ（ビューファインダ）４４は、撮像信号処理回路３９
からの画像信号をディスプレイに表示する。バスコント
ローラ４５は、ディジタル信号を一時記憶するバッファ
メモリ４６とのデータの送受を行う。The preprocessing circuit 37 has an image pickup device 33 inside.
It is a circuit including a CDS (correlated double sampling) circuit and an AGC (automatic gain control) circuit for removing the output noise of the. The A / D converter 38 converts the analog signal output from the preprocessing circuit 37 into a digital signal. The imaging signal processing circuit 39 processes the digitized signal as an imaging signal. Recording medium interface (I / F) 41
Sends a signal for recording to the recording medium 40. Operation unit 4
Reference numeral 2 is for the photographer to control the start of image capturing by the camera and the read mode of the image sensor 33. The setting switching circuit 43 operates according to the read mode of the image sensor 33 set by the operation unit 42.
The signal for setting the signal timing of is output. EV
The F (viewfinder) 44 is an image pickup signal processing circuit 39.
The image signal from is displayed on the display. The bus controller 45 sends and receives data to and from a buffer memory 46 that temporarily stores digital signals.
【００３４】次に、本実施形態のディジタルスチルカメ
ラの動作についての一例を説明する。Next, an example of the operation of the digital still camera of this embodiment will be described.
【００３５】まず、撮影者が操作部４２の第１スイッチ
をオンすることにより、ＥＶＦ４４に画像を映し出すた
めのファインダモードが起動され、撮像信号の読み出し
速度を速くすることのできるフィールドモードによる撮
像動作が始まる。すると、シャッタ３２が絞り（図示せ
ず）とタイミング信号発生回路３４からの電子シャッタ
制御用パルスとにより撮像素子３３への露光量を制御す
る。First, when the photographer turns on the first switch of the operation unit 42, a finder mode for displaying an image on the EVF 44 is activated, and an image pickup operation in a field mode capable of increasing the reading speed of the image pickup signal. Begins. Then, the shutter 32 controls the exposure amount to the image sensor 33 by the diaphragm (not shown) and the electronic shutter control pulse from the timing signal generation circuit 34.
【００３６】そして、撮像素子３３から読み出された信
号は、前置処理回路３７でＣＤＳ処理やゲインコントロ
ールなどの信号処理を施される。この際、ゲインコント
ロール回路のゲインは、撮像素子３３の感度で決められ
るので、カメラの製造時に設定される。前置処理回路３
７の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器３８でディジタル信号に
変換され、バスコントローラ４５を経て撮像信号処理回
路３９に供給される。撮像信号処理回路３９で処理され
た信号は動画像としてＥＶＦ４４に出力され、撮影者は
撮像範囲や被写体の状況を確認することができる。The signal read from the image pickup device 33 is subjected to signal processing such as CDS processing and gain control in the preprocessing circuit 37. At this time, the gain of the gain control circuit is determined by the sensitivity of the image pickup device 33, and thus is set when the camera is manufactured. Preprocessing circuit 3
The output signal of 7 is converted into a digital signal by the A / D converter 38, and is supplied to the image pickup signal processing circuit 39 via the bus controller 45. The signal processed by the imaging signal processing circuit 39 is output to the EVF 44 as a moving image, and the photographer can confirm the imaging range and the condition of the subject.
【００３７】次に、撮影者が操作部４２の第２スイッチ
をオンすることにより、記録媒体４０に画像を記録する
ための記録媒体記憶モードが起動され、フレーム読み出
しによる撮像動作が始まる。フレーム読み出しでは、ま
ず、撮像素子３３への露光が開始され、所望の露光量を
得るとシャッタ３２が閉じられる。シャッタ３２が閉じ
られると、最初に例えば電荷転送ゲートＶ3 に読み出し
電圧を印加することにより、図５のようにカラーフィル
タが配置された撮像素子３３からして奇数ラインの画素
（Ｃｙ，Ｙｅ）が垂直転送部２１に読み出され、垂直転
送部２１の各電極に転送パルスを印加することでこの信
号を順次転送して出力する。Next, when the photographer turns on the second switch of the operation unit 42, the recording medium storage mode for recording an image on the recording medium 40 is activated, and the image pickup operation by frame reading is started. In frame reading, exposure of the image sensor 33 is first started, and the shutter 32 is closed when a desired exposure amount is obtained. When the shutter 32 is closed, first, for example, a read voltage is applied to the charge transfer gate V 3 , so that the pixels of odd lines (Cy, Ye) from the image sensor 33 in which the color filter is arranged as shown in FIG. Is read by the vertical transfer unit 21, and a transfer pulse is applied to each electrode of the vertical transfer unit 21 to sequentially transfer and output this signal.
【００３８】読み出した撮像出力に対して前置処理回路
３７でＣＤＳ処理やゲインコントロールなどの信号処理
を施す。ゲインコントロールは、撮像素子３３の飽和電
圧が増大したことから、フィールド読み出しのときと同
じかまたはわずかに高めのゲインに設定される。前置処
理回路３７の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器３８でディジタ
ル信号に変換され、バスコントローラ４５を経てバッフ
ァメモリ４６に記憶される。The preprocessing circuit 37 performs signal processing such as CDS processing and gain control on the read image output. Since the saturation voltage of the image sensor 33 has increased, the gain control is set to a gain that is the same as or slightly higher than that in the field reading. The output signal of the preprocessing circuit 37 is converted into a digital signal by the A / D converter 38 and stored in the buffer memory 46 via the bus controller 45.
【００３９】図２は、フレームモードで読み出された撮
像信号のバッファメモリ４６への記憶の概念図である。
図２（ａ）に示すように、奇数ラインの画素（Ｃｙ，Ｙ
ｅ）２４から読み出された信号は、１ラインおきにとび
とびにメモリマップ上に記憶される。そして、奇数ライ
ンの画素の記憶が終わると、図２（ｂ）に示すように偶
数ラインの画素（Ｍｇ，Ｇ）２４が電荷転送ゲートＶ1
で読み出され、前置処理回路３７やＡ／Ｄ変換器３８を
介してバッファメモリ４６の１ラインおきにメモリマッ
プ上に記憶される。FIG. 2 is a conceptual diagram of storage of the image pickup signal read in the frame mode in the buffer memory 46.
As shown in FIG. 2A, pixels of odd lines (Cy, Y
e) The signal read from 24 is stored every other line on the memory map. Then, when the pixels in the odd-numbered lines are stored, the pixels (Mg, G) 24 in the even-numbered lines are transferred to the charge transfer gate V 1 as shown in FIG. 2B.
Are read out in the memory map every other line of the buffer memory 46 via the preprocessing circuit 37 and the A / D converter 38.
【００４０】以上のようにして撮像素子３３から得られ
た撮像信号のバッファメモリ４６への書き込みが終わる
と、所定の手順で画像データが読み出され、撮像信号処
理回路３９で所定の処理をされ、フレーム映像出力とし
て記録媒体Ｉ／Ｆ４１で特定フォーマットへの変換処理
がされた後、記録媒体４０に静止画像として記録され
る。When the writing of the image pickup signal obtained from the image pickup device 33 into the buffer memory 46 is completed as described above, the image data is read out by a predetermined procedure and the image pickup signal processing circuit 39 performs a predetermined process. After being converted into a specific format by the recording medium I / F 41 as frame video output, it is recorded as a still image on the recording medium 40.
【００４１】次に、図１の撮像素子３３における画素配
分について、これを図式化した図３を参照して説明す
る。なお、図３において、撮像素子全体の概略構成は、
図５および図６で説明したのと同じである。Next, the pixel distribution in the image sensor 33 of FIG. 1 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the schematic configuration of the entire image sensor is
This is the same as described with reference to FIGS. 5 and 6.
【００４２】図３において、垂直転送部を構成する２つ
の転送セル１、２は、１つのホトダイオード（画素）３
に対向して設けられている。ホトダイオード３は、読み
出しゲートおよびチャネルストップからなる分離部４で
取り囲まれている。ここで、ａ、ｂは、垂直転送部の駆
動中に各転送セル１、２に蓄積することができる最大電
荷量であり、ｃはホトダイオード３の最大蓄積電荷量で
ある。In FIG. 3, the two transfer cells 1 and 2 constituting the vertical transfer unit are one photodiode (pixel) 3
Are provided opposite to each other. The photodiode 3 is surrounded by a separation section 4 which is composed of a read gate and a channel stop. Here, a and b are maximum charge amounts that can be accumulated in each transfer cell 1 and 2 during driving of the vertical transfer unit, and c is a maximum accumulated charge amount of the photodiode 3.
【００４３】ここで、従来の画素面積配分について説明
する。従来においては、上述のように２画素の信号電荷
が加算されるフィールドモードでの使用を前提としてい
たので、ほぼ、 ａ＋ｂ＝２ｃ （１） となるように画素内の面積配分を設定していた。ここ
で、ａ＋ｂは垂直転送部の最大転送電荷量を意味する。Here, the conventional pixel area distribution will be described. Conventionally, since the use in the field mode in which the signal charges of two pixels are added as described above is assumed, the area distribution within the pixel is set so that a + b = 2c (1). . Here, a + b means the maximum transfer charge amount of the vertical transfer portion.
【００４４】ところが、実際の使用に当たっては、
（１）式は、 ａ＋ｂ＝２ｃ＋α （２） となるように調整される。ここで、αはスミア分やホト
ダイオード３から垂直転送部への読み出し期間中に光電
変換される電荷分などであって、対ブルーミンブ特性を
標準光量の何倍に設定するかによって値が異なる。従っ
て、画素内の面積配分を決めるに当たっては、上記αの
値を考慮した（２）式が適用されることが好ましい。However, in actual use,
Expression (1) is adjusted so that a + b = 2c + α (2). Here, α is a smear component or a charge component photoelectrically converted during the reading period from the photodiode 3 to the vertical transfer unit, and the value varies depending on how many times the standard light amount is set for the Bloominb characteristic. Therefore, when determining the area distribution within the pixel, it is preferable to apply the equation (2) considering the value of α.
【００４５】もっとも、実際に製造される撮像素子はプ
ロセスのばらつきにより設計どおりにはならないので、
例えば縦形オーバーフロードレイン構造の撮像素子の場
合であれば、基板電圧Ｖsub を制御して（２）式の関係
が成り立つように調節する。もし、横形オーバーフロー
ドレイン構造であれば、オーバーフローコントロールゲ
ートの電圧を変えることで、同様に調節することが可能
である。However, since the image sensor actually manufactured does not conform to the design due to process variations,
For example, in the case of an image pickup device having a vertical overflow drain structure, the substrate voltage V sub is controlled and adjusted so that the relationship of equation (2) holds. If it is a lateral overflow drain structure, the same adjustment can be performed by changing the voltage of the overflow control gate.
【００４６】これに対して、本実施形態では、 ａ＋ｂ＝ｃ （３） または ａ＋ｂ＝ｃ＋α （４） となるように画素の面積配分がなされる。ここで、ａ、
ｂは、垂直転送部の駆動中に各転送セル１、２に蓄積す
ることができる最大電荷量であり、ｃはホトダイオード
３のフレームモードでの最大蓄積電荷量である。On the other hand, in this embodiment, the area distribution of the pixels is performed so that a + b = c (3) or a + b = c + α (4). Where a,
b is the maximum amount of charge that can be accumulated in each transfer cell 1 and 2 during driving of the vertical transfer unit, and c is the maximum amount of accumulated charge in the frame mode of the photodiode 3.
【００４７】このような画素面積配分とすることで、ホ
トダイオード３の面積を従来よりも大幅に増加させるこ
とができ、これによって感度も向上する。さらに、フレ
ームモード読み出しでの取扱い電荷量が増加するので、
ディジタルカメラのフレームモードでの画像は高品位な
画質となる。なお、このとき製造時のばらつき制御が、
オーバーフロードレインのレベルを変えてホトダイオー
ド３の飽和容量を調節することによってなされるのは、
上述したのと同様である。なお、オーバーフロードレイ
ンを変えることでの調節が通常なされるが、本出願人に
よる特願平６−１３７３１８号などで示されている垂直
転送パルスのハイ側レベルを変えることにより、これを
調節することもできる。With such a pixel area distribution, the area of the photodiode 3 can be greatly increased as compared with the conventional case, and the sensitivity is also improved. Furthermore, since the amount of charge handled in frame mode reading increases,
The image in the frame mode of the digital camera has high quality. At this time, the variation control during manufacturing is
What is done by changing the level of the overflow drain and adjusting the saturation capacitance of the photodiode 3 is:
It is similar to that described above. Although the adjustment is usually made by changing the overflow drain, the adjustment can be made by changing the high side level of the vertical transfer pulse shown in Japanese Patent Application No. 6-137318 by the present applicant. You can also
【００４８】次に、本実施形態のように（３）式または
（４）式の関係を満たす面積配分のＣＣＤ撮像素子を使
用した撮像装置において、フィールドモード読み出しの
手順を説明する。Next, the procedure of field mode readout in an image pickup apparatus using a CCD image pickup device having an area distribution satisfying the relationship of the equation (3) or (4) as in this embodiment will be described.
【００４９】本実施形態でのフィールドモード読み出し
は、ホトダイオード３の飽和容量がフレームモード読み
出しのときの１／２になるように調整して行われる。こ
の調整は、具体的には、例えば縦形オーバーフロードレ
イン構造のＣＣＤ撮像素子の場合であれば基板電位Ｖ
sub を制御することによって実現される。つまり、図６
（ｂ）に示すように、基板電位Ｖsub を大きくすると、
ホトダイオード３の飽和容量が減少するので、この飽和
容量をフレームモード読み出しのときの１／２に調整す
ることができる。また、例えば横形オーバーフロードレ
イン構造のＣＣＤ撮像素子の場合であれば、オーバーフ
ローコントロールゲートの電圧を高くすることで調整す
ることができる。The field mode reading in this embodiment is performed by adjusting the saturation capacity of the photodiode 3 to be 1/2 of that in the frame mode reading. Specifically, for example, in the case of a CCD image pickup device having a vertical overflow drain structure, this adjustment is performed by the substrate potential V.
It is realized by controlling sub . That is, FIG.
As shown in (b), when the substrate potential V sub is increased,
Since the saturation capacity of the photodiode 3 decreases, this saturation capacity can be adjusted to 1/2 of that in the frame mode reading. Further, for example, in the case of a CCD image pickup device having a horizontal overflow drain structure, it can be adjusted by increasing the voltage of the overflow control gate.
【００５０】ただし、この場合、もしもホトダイオード
３の飽和容量がフレームモード読み出しのときの１／２
を超えると、垂直転送部で加算された電荷量が垂直転送
部の最大転送電荷量ａ＋ｂを超えることになり、この超
えた分の電荷が電荷転送時に前後の転送セル１、２にこ
ぼれ、ブルーミング現象が生じてしまう。したがって、
ホトダイオード３の飽和容量はフレームモード読み出し
のときの１／２以下となるように調整しなければならな
いが、飽和容量を最大とするためには１／２を大幅に下
回らないようになるべく１／２近傍に調節することが好
ましい。However, in this case, if the saturation capacity of the photodiode 3 is 1/2 of that in the frame mode reading.
When it exceeds, the charge amount added in the vertical transfer unit exceeds the maximum transfer charge amount a + b in the vertical transfer unit, and the excess charge spills over to the front and rear transfer cells 1 and 2 during the charge transfer, and blooming occurs. The phenomenon will occur. Therefore,
The saturation capacity of the photodiode 3 must be adjusted so as to be 1/2 or less of that in the frame mode reading, but in order to maximize the saturation capacity, it should not be much less than 1/2 and should be 1/2. It is preferable to adjust to the vicinity.
【００５１】次に、本実施形態における光量とＣＣＤ撮
像素子の出力との関係について、図４を参照して説明す
る。Next, the relationship between the amount of light and the output of the CCD image pickup device in this embodiment will be described with reference to FIG.
【００５２】図４において、横軸は光量を表し、縦軸は
撮像素子の出力を表す。また、ａはフィールドモード読
み出しでの光量と撮像素子の出力との関係を示し、ｂは
フレームモード読み出しでの光量と撮像素子の出力との
関係を示す。図４から明らかなように、フィールドモー
ド読み出しはフレームモード読み出しに対してほぼ２倍
の感度を有しているが、両者の飽和レベルは同じであ
る。In FIG. 4, the horizontal axis represents the amount of light and the vertical axis represents the output of the image sensor. Further, a indicates the relationship between the light amount in the field mode reading and the output of the image sensor, and b indicates the relationship between the light amount in the frame mode reading and the output of the image sensor. As is apparent from FIG. 4, the field mode read has almost twice the sensitivity of the frame mode read, but the saturation levels of both are the same.
【００５３】この撮像素子では、フィールドモード読み
出しでもフレームモード読み出しでも、標準電圧は同じ
電圧値で処理が行われる。従って、フレームモード読み
出しでのカメラの露光量は、フィールドモード読み出し
でのほぼ２倍になるように切り換えられる。このように
して撮像される画像は、フィールドモード読み出しでも
フレームモード読み出しでもほぼ同等のＳ／Ｎ比の画質
を得ることができる。In this image sensor, the standard voltage is processed with the same voltage value in both field mode reading and frame mode reading. Therefore, the exposure amount of the camera in the frame mode reading is switched so as to be almost double that in the field mode reading. The images picked up in this manner can have substantially the same S / N ratio in both field mode reading and frame mode reading.
【００５４】上述のように、フィールドモード読み出し
に対してフレームモード読み出しの標準光量がほぼ２倍
になることは、実効上のスミアもフィールドモード読み
出しに対してフレームモード読み出しでほぼ２倍になる
ことを意味する。従って、画素面積が上記（４）式のよ
うに調節されているならば、 ａ＋ｂ＝ｃ／２＋α／２ （５） となるようにαを１／２倍として、フィールドモード読
み出し時の飽和容量を大きく設定しておくこともでき
る。As described above, the fact that the standard light amount in the frame mode reading is almost doubled in the field mode reading means that the effective smear is also almost doubled in the frame mode reading in the field mode reading. Means Therefore, if the pixel area is adjusted as in the above formula (4), α is halved so that a + b = c / 2 + α / 2 (5), and the saturation capacity at the time of reading in the field mode is You can also set a large value.
【００５５】次に、本実施形態のディジタルカメラの有
効な使用方法について説明する。Next, an effective method of using the digital camera of this embodiment will be described.
【００５６】図１で説明したディジタルカメラのフィー
ルドモード読み出しは、主としてＥＶＦ４４に信号を提
供することを目的として行われるものである。この場
合、撮像素子３３の出力は、ビデオムービー信号として
繰り返し出力されることが望まれる。このため、フィー
ルドモード読み出し時にはシャッタ３２は常時開放され
る。The field mode reading of the digital camera described with reference to FIG. 1 is performed mainly for the purpose of providing a signal to the EVF 44. In this case, it is desired that the output of the image pickup device 33 be repeatedly output as a video movie signal. Therefore, the shutter 32 is always opened during the field mode reading.
【００５７】一方、フレームモード読み出しでは、シャ
ッタ３２は開放されたままで、撮像素子３３に電子シャ
ッタパルスが加えられて画素のホトダイオードが空にさ
れる。しかる後、適正露光量を得るとシャッタ３２が閉
じられる。シャッタ３２が閉じられると、その直後に垂
直転送部内のスミア成分を除去すべく垂直転送部の転送
段数以上の高速転送（ＶＣＣＤクリア）がなされ、これ
が終了してから画素からの信号電荷の読み出しおよび転
送が行われる。On the other hand, in the frame mode reading, the shutter 32 remains open, and an electronic shutter pulse is applied to the image pickup device 33 to empty the photodiode of the pixel. After that, when the proper exposure amount is obtained, the shutter 32 is closed. Immediately after the shutter 32 is closed, high-speed transfer (VCCD clear) for the number of transfer stages in the vertical transfer unit is performed in order to remove the smear component in the vertical transfer unit, and after completion of this, signal charge read from the pixel and Transfer is done.
【００５８】このようなメカニカルなシャッタ３２を使
用したカメラでは、シャッタ３２を開放するフィールド
モード読み出し時に（５）式のように設定され、かつ、
シャッタ３２を閉じた後にＶＣＣＤクリアでスミア成分
を除去したフレームモード読み出し時に（３）式のよう
に設定されるように、それぞれのモードに合わせて基板
電位Ｖsub を制御することで、撮像素子３３のダイナミ
ックレンジを最大限大きくした条件での使用が可能にな
る。In a camera using such a mechanical shutter 32, when the field mode for opening the shutter 32 is read out, it is set as shown in equation (5), and
After the shutter 32 is closed, the substrate potential V sub is controlled according to each mode so as to be set as in the formula (3) at the time of reading the frame mode in which the smear component is removed by the VCCD clear. It can be used under the condition that the dynamic range of is maximized.
【００５９】なお、本実施形態においては、図４からも
分かるように、フィールドモード読み出しのダイナミッ
クレンジがフレームモード読み出しの場合の半分程度と
なる。しかしながら、本実施形態の撮像装置が主として
対象とする画像はフレームモードで撮像されること、お
よびフィールドモード読み出しの出力はＥＶＦ４４に供
給されるのがほとんどであることから、この点は実際の
使用に当たり問題とはならない。また、どうしてもフィ
ールドモード読み出しのダイナミックレンジを増加させ
たいのであれば、上述のαをフレームモード時の半分の
値とした設定や、フィールドモード読み出しの場合の標
準信号レベルをフレームモード読み出しの場合よりも低
くする設定によって、画質を同程度に保持しつつダイナ
ミックレンジを増加させることも可能である。さらに、
ホトダイオードと垂直転送部との最大転送電荷量の比
を、垂直転送部の最大転送電荷量が多少大きくなるよう
にあらかじめ設定しておく（αを大きめに設定する）の
も有効な手段である。In this embodiment, as can be seen from FIG. 4, the dynamic range of the field mode read is about half that of the frame mode read. However, since the image mainly targeted by the image pickup apparatus of the present embodiment is picked up in the frame mode, and the output of the field mode reading is mostly supplied to the EVF 44, this point is not suitable for actual use. It doesn't matter. Also, if it is absolutely necessary to increase the dynamic range of field mode reading, the above α is set to half the value in frame mode, and the standard signal level in field mode reading is set to be higher than that in frame mode reading. By lowering the setting, it is possible to increase the dynamic range while maintaining the same image quality. further,
It is also an effective means to preset the ratio of the maximum transfer charge amount of the photodiode and the vertical transfer portion so that the maximum transfer charge amount of the vertical transfer portion is slightly larger (α is set larger).
【００６０】さて、以上では、（３）（４）式の関係を
満たすのに面積配分によったが、半導体製造における不
純物濃度、不純物の打ち込み深さなどを制御することに
より半導体基板内の電位を制御することによって、
（３）（４）式の関係を満たすようにすることもでき
る。また、面積配分および半導体基板内の電位制御の両
方の手段により、（３）（４）式の関係を満たすように
してもよい。In the above, the area distribution was used to satisfy the relations of the expressions (3) and (4), but the potential in the semiconductor substrate is controlled by controlling the impurity concentration, the impurity implantation depth and the like in the semiconductor manufacturing. By controlling
It is also possible to satisfy the relationships of the expressions (3) and (4). Further, the relations of the expressions (3) and (4) may be satisfied by means of both area distribution and potential control in the semiconductor substrate.
【００６１】[0061]
【発明の効果】以上説明したように、本発明による
と、、フィールド読み出し−フレーム読み出し兼用の撮
像装置において、高画質のフレームモード読み出し画像
が得られるとともに、フィールドモード読み出しとフレ
ームモード読み出しとで同程度の画質を得ることができ
る。As described above, according to the present invention, a high-quality frame mode read image can be obtained and the field mode read and the frame mode read are the same in an image pickup device which is used for both field read and frame read. It is possible to obtain a quality of the degree.
【図１】本発明の一実施形態の撮像装置の概略構成を示
すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１のバッファメモリ４６への記録状態を示す
図である。FIG. 2 is a diagram showing a recording state in a buffer memory 46 of FIG.
【図３】本実施形態の画素の面積配分を説明するための
図である。FIG. 3 is a diagram for explaining area distribution of pixels according to the present embodiment.
【図４】本実施形態の撮像装置における光量−出力の特
性図である。FIG. 4 is a light amount-output characteristic diagram in the image pickup apparatus of the present embodiment.
【図５】インターライン型ＣＣＤの概略構成を示す図で
ある。FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of an interline CCD.
【図６】縦形オーバーフロードレイン（ＶＯＤ）構造の
ＣＣＤ撮像素子の画素の断面図およびポテンシャル図で
ある。FIG. 6 is a cross-sectional view and a potential diagram of a pixel of a CCD image pickup device having a vertical overflow drain (VOD) structure.
１、２ 転送セル ３ ホトダイオード ３１ 光学レンズ ３２ シャッタ ３３ 撮像素子 ３４ タイミング信号発生回路（ＴＧ） ３５ 駆動電圧設定回路 ３６ 撮像素子駆動回路 ３７ 前置処理回路 ３８ Ａ／Ｄ変換器 ３９ 撮像信号処理回路 ４０ 記録媒体 ４１ 記録媒体インターフェイス（Ｉ／Ｆ） ４２ 操作部 ４３ 設定切換回路 ４４ ＥＶＦ（ビューファインダ） ４５ バスコントローラ ４６ バッファメモリ 1 and 2 transfer cell 3 photodiode 31 optical lens 32 shutter 33 image sensor 34 timing signal generation circuit (TG) 35 drive voltage setting circuit 36 image sensor drive circuit 37 preprocessing circuit 38 A / D converter 39 image signal processing circuit 40 Recording medium 41 Recording medium interface (I / F) 42 Operation unit 43 Setting switching circuit 44 EVF (viewfinder) 45 Bus controller 46 Buffer memory
Claims (10)
電変換要素からなる光電変換部と、前記光電変換部から
の電荷を一方向に転送する垂直転送部と、前記垂直転送
部からの電荷を前記一方向と交差する方向に転送する水
平転送部とを備えたインターライン型ＣＣＤ撮像素子を
有する撮像装置であって、前記撮像素子が、１フィール
ド期間ごとに水平方向の全ラインの前記光電変換要素の
信号電荷を前記垂直転送部を走査することで上下２ライ
ンを加算して読み出すフィールドモードと、１フィール
ド期間ごとに水平方向の１ラインおきの前記光電変換要
素の信号電荷をインターレース走査して読み出すフレー
ムモードとの２つのモードで駆動される撮像装置におい
て、 前記光電変換要素の前記フレームモードでの飽和電荷量
と前記垂直転送部の最大電荷転送量との比が実質的に
１：１となるように、前記光電変換要素と前記垂直転送
部とが面積配分されていることを特徴とする撮像装置。1. A photoelectric conversion part formed of a plurality of photoelectric conversion elements formed on a semiconductor substrate part, a vertical transfer part for transferring electric charges from the photoelectric conversion part in one direction, and a vertical transfer part from the vertical transfer part. An image pickup apparatus having an interline CCD image pickup device, comprising: a horizontal transfer unit for transferring charges in a direction intersecting with the one direction, wherein the image pickup device has all the lines in the horizontal direction for one field period. A field mode in which the upper and lower two lines are added and read by scanning the vertical transfer unit for the signal charges of the photoelectric conversion elements, and the signal charges of the photoelectric conversion elements in the horizontal direction every other field are interlaced-scanned for each field period. In an image pickup device driven in two modes, that is, a frame mode in which the saturation charge amount of the photoelectric conversion element in the frame mode and the vertical conversion are used. Part of the maximum charge transfer amount ratio of the substantially 1: to be 1, an imaging apparatus, characterized in that said photoelectric conversion element and the vertical transfer portion is the area allocation.
電変換要素からなる光電変換部と、前記光電変換部から
の電荷を一方向に転送する垂直転送部と、前記垂直転送
部からの電荷を前記一方向と交差する方向に転送する水
平転送部とを備えたインターライン型ＣＣＤ撮像素子を
有する撮像装置であって、前記撮像素子が、１フィール
ド期間ごとに水平方向の全ラインの前記光電変換要素の
信号電荷を前記垂直転送部を走査することで上下２ライ
ンを加算して読み出すフィールドモードと、１フィール
ド期間ごとに水平方向の１ラインおきの前記光電変換要
素の信号電荷をインターレース走査して読み出すフレー
ムモードとの２つのモードで駆動される撮像装置におい
て、 前記光電変換要素の前記フレームモードでの飽和電荷量
に特定量の光が前記光電変換要素に入射したときの偽信
号電荷量を加算した電荷量と、前記垂直転送部の最大電
荷転送量との比が実質的に１：１となるように、前記光
電変換要素と前記垂直転送部とが面積配分されているこ
とを特徴とする撮像装置。2. A photoelectric conversion part formed of a plurality of photoelectric conversion elements formed on a semiconductor substrate part, a vertical transfer part for transferring charges from the photoelectric conversion part in one direction, and a vertical transfer part from the vertical transfer part. An image pickup apparatus having an interline CCD image pickup device, comprising: a horizontal transfer unit for transferring charges in a direction intersecting with the one direction, wherein the image pickup device has all the lines in the horizontal direction for one field period. A field mode in which the upper and lower two lines are added and read by scanning the vertical transfer unit for the signal charges of the photoelectric conversion elements, and the signal charges of the photoelectric conversion elements in the horizontal direction every other field are interlaced-scanned for each field period. In an imaging device driven in two modes, a frame mode in which the photoelectric conversion elements are read out in a frame mode, a specific amount of light is added to a saturation charge amount of the photoelectric conversion element in the frame mode. The photoelectric conversion element and the photoelectric conversion element are arranged such that the ratio of the charge amount obtained by adding the false signal charge amount when entering the photoelectric conversion element and the maximum charge transfer amount of the vertical transfer unit is substantially 1: 1. An image pickup device, wherein an area is allocated to a vertical transfer unit.
電変換要素からなる光電変換部と、前記光電変換部から
の電荷を一方向に転送する垂直転送部と、前記垂直転送
部からの電荷を前記一方向と交差する方向に転送する水
平転送部とを備えたインターライン型ＣＣＤ撮像素子を
有する撮像装置であって、前記撮像素子が、１フィール
ド期間ごとに水平方向の全ラインの前記光電変換要素の
信号電荷を前記垂直転送部を走査することで上下２ライ
ンを加算して読み出すフィールドモードと、１フィール
ド期間ごとに水平方向の１ラインおきの前記光電変換要
素の信号電荷をインターレース走査して読み出すフレー
ムモードとの２つのモードで駆動される撮像装置におい
て、 前記光電変換要素の前記フレームモードでの飽和電荷量
と前記垂直転送部の最大電荷転送量との比が実質的に
１：１となるように、前記光電変換要素および前記垂直
転送部の前記半導体基板部内の電位が制御されているこ
とを特徴とする撮像装置。3. A photoelectric conversion section formed of a plurality of photoelectric conversion elements formed on a semiconductor substrate section, a vertical transfer section for transferring charges from the photoelectric conversion section in one direction, and a vertical transfer section from the vertical transfer section. An image pickup apparatus having an interline CCD image pickup device, comprising: a horizontal transfer unit for transferring charges in a direction intersecting with the one direction, wherein the image pickup device has all the lines in the horizontal direction for one field period. A field mode in which the upper and lower two lines are added and read by scanning the vertical transfer unit for the signal charges of the photoelectric conversion elements, and the signal charges of the photoelectric conversion elements in the horizontal direction every other field are interlaced-scanned for each field period. In an image pickup device driven in two modes, that is, a frame mode in which the saturation charge amount of the photoelectric conversion element in the frame mode and the vertical conversion are used. Part of the maximum charge transfer amount ratio of the substantially 1: to be 1, an imaging apparatus characterized by potential within the semiconductor substrate of the photoelectric conversion element and the vertical transfer portion is controlled.
電変換要素からなる光電変換部と、前記光電変換部から
の電荷を一方向に転送する垂直転送部と、前記垂直転送
部からの電荷を前記一方向と交差する方向に転送する水
平転送部とを備えたインターライン型ＣＣＤ撮像素子を
有する撮像装置であって、前記撮像素子が、１フィール
ド期間ごとに水平方向の全ラインの前記光電変換要素の
信号電荷を前記垂直転送部を走査することで上下２ライ
ンを加算して読み出すフィールドモードと、１フィール
ド期間ごとに水平方向の１ラインおきの前記光電変換要
素の信号電荷をインターレース走査して読み出すフレー
ムモードとの２つのモードで駆動される撮像装置におい
て、 前記光電変換要素の前記フレームモードでの飽和電荷量
に特定量の光が前記光電変換要素に入射したときの偽信
号電荷量を加算した電荷量と、前記垂直転送部の最大電
荷転送量との比が実質的に１：１となるように、前記光
電変換要素および前記垂直転送部の前記半導体基板部内
の電位が制御されていることを特徴とする撮像装置。4. A photoelectric conversion part formed of a plurality of photoelectric conversion elements formed on a semiconductor substrate part, a vertical transfer part for transferring charges from the photoelectric conversion part in one direction, and a vertical transfer part from the vertical transfer part. An image pickup apparatus having an interline CCD image pickup device, comprising: a horizontal transfer unit for transferring charges in a direction intersecting with the one direction, wherein the image pickup device has all the lines in the horizontal direction for one field period. A field mode in which the upper and lower two lines are added and read by scanning the vertical transfer unit for the signal charges of the photoelectric conversion elements, and the signal charges of the photoelectric conversion elements in the horizontal direction every other field are interlaced-scanned for each field period. In an imaging device driven in two modes, a frame mode in which the photoelectric conversion elements are read out in a frame mode, a specific amount of light is added to a saturation charge amount of the photoelectric conversion element in the frame mode. The photoelectric conversion element and the photoelectric conversion element are arranged such that the ratio of the charge amount obtained by adding the false signal charge amount when entering the photoelectric conversion element and the maximum charge transfer amount of the vertical transfer unit is substantially 1: 1. An image pickup device, wherein a potential in the semiconductor substrate portion of the vertical transfer portion is controlled.
記垂直転送部のゲート電極の電位の少なくともいずれか
一方を制御することにより、前記比が実質的に１：１と
なるように微調整を行うことができるように構成されて
いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記
載の撮像装置。5. The fine adjustment is performed so that the ratio becomes substantially 1: 1 by controlling at least one of the potential V sub of the semiconductor substrate portion and the potential of the gate electrode of the vertical transfer portion. The imaging device according to any one of claims 1 to 4, wherein the imaging device is configured to be able to perform.
光電変換要素の前記フレームモードでの飽和電荷量を１
／２倍した量と前記垂直転送部の最大電荷転送量との比
が実質的に１：１となるように、前記半導体基板部の電
位Ｖsub が制御されることを特徴とする請求項１または
３に記載の撮像装置。6. In the field mode, the saturation charge amount of the photoelectric conversion element in the frame mode is set to 1
2. The potential V sub of the semiconductor substrate portion is controlled so that the ratio of the amount multiplied by / 2 to the maximum charge transfer amount of the vertical transfer portion is substantially 1: 1. Alternatively, the image pickup device according to item 3.
光電変換要素の前記フレームモードでの飽和電荷量を１
／２倍した量に特定量の光が前記光電変換要素に入射し
たときの偽信号電荷量を加算した電荷量と、前記垂直転
送部の最大電荷転送量との比が実質的に１：１となるよ
うに、前記半導体基板部の電位Ｖsubが制御されること
を特徴とする請求項２または４に記載の撮像装置。7. The saturation charge amount of the photoelectric conversion element in the frame mode is 1 in the field mode.
The ratio of the charge amount obtained by adding a false signal charge amount when a specific amount of light is incident on the photoelectric conversion element to the amount obtained by multiplying by 1/2 is substantially 1: 1. The imaging device according to claim 2 or 4, wherein the potential V sub of the semiconductor substrate portion is controlled so that
光は、前記フレームモードに対して実質的に１／２倍に
設定されることを特徴とする請求項７に記載の撮像装
置。8. The image pickup apparatus according to claim 7, wherein the specific amount of light in the field mode is set to be substantially 1/2 times that in the frame mode.
射したときの偽信号電荷を前記撮像素子から除去するこ
とができるように構成されていることを特徴とする請求
項２、４または７に記載の撮像装置。9. The image pickup device according to claim 2, wherein the false signal charge when the specific amount of light is incident on the photoelectric conversion element can be removed from the image pickup device. The imaging device according to 7.
あることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。10. The image pickup apparatus according to claim 9, wherein the false signal charge is an effective false signal amount.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7263184A JPH09107505A (en) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | Image pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7263184A JPH09107505A (en) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | Image pickup device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09107505A true JPH09107505A (en) | 1997-04-22 |
Family
ID=17385943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7263184A Withdrawn JPH09107505A (en) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | Image pickup device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09107505A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009159635A (en) * | 2009-04-13 | 2009-07-16 | Sony Corp | Solid-state imaging apparatus, driving method thereof and camera system |
| JP2009159634A (en) * | 2009-04-13 | 2009-07-16 | Sony Corp | Solid-state imaging apparatus, driving method thereof and camera system |
| US7898589B2 (en) | 2003-10-03 | 2011-03-01 | Panasonic Corporation | Driving apparatus for driving an imaging device |
| JP2011155702A (en) * | 2011-05-02 | 2011-08-11 | Sony Corp | Solid-state imaging apparatus, method for driving the same and camera system |
| EP2579579A1 (en) | 2011-09-26 | 2013-04-10 | Fujifilm Corporation | Imaging apparatus, imaging program and imaging method |
-
1995
- 1995-10-11 JP JP7263184A patent/JPH09107505A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7898589B2 (en) | 2003-10-03 | 2011-03-01 | Panasonic Corporation | Driving apparatus for driving an imaging device |
| JP2009159635A (en) * | 2009-04-13 | 2009-07-16 | Sony Corp | Solid-state imaging apparatus, driving method thereof and camera system |
| JP2009159634A (en) * | 2009-04-13 | 2009-07-16 | Sony Corp | Solid-state imaging apparatus, driving method thereof and camera system |
| JP2011155702A (en) * | 2011-05-02 | 2011-08-11 | Sony Corp | Solid-state imaging apparatus, method for driving the same and camera system |
| EP2579579A1 (en) | 2011-09-26 | 2013-04-10 | Fujifilm Corporation | Imaging apparatus, imaging program and imaging method |
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