JPS63318875A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPS63318875A JPS63318875A JP62153302A JP15330287A JPS63318875A JP S63318875 A JPS63318875 A JP S63318875A JP 62153302 A JP62153302 A JP 62153302A JP 15330287 A JP15330287 A JP 15330287A JP S63318875 A JPS63318875 A JP S63318875A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 22
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 101000766332 Homo sapiens Tribbles homolog 1 Proteins 0.000 description 1
- 235000006732 Torreya nucifera Nutrition 0.000 description 1
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- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、第1に高速移動被写体の短い時間間隔の撮像
に好適な、第2に電子的手段による像の拡大を行なうの
に好適な2次元固体撮像装置に関する。
に好適な、第2に電子的手段による像の拡大を行なうの
に好適な2次元固体撮像装置に関する。
従来のシャッター付固体撮像素子は、特開昭61−93
072ならびにr1986年テレビジョン学会全国学会
子稿集4−14第99頁から第100頁」に述べられて
いる様に、受光素子の電荷蓄積時間を電気的に制御する
ことにより高速移動被写体撮像時もブレのない鮮明なス
ローモーション再生を可能としている。
072ならびにr1986年テレビジョン学会全国学会
子稿集4−14第99頁から第100頁」に述べられて
いる様に、受光素子の電荷蓄積時間を電気的に制御する
ことにより高速移動被写体撮像時もブレのない鮮明なス
ローモーション再生を可能としている。
また、市販の撮像装置を用いたカメラでは、ズーム機構
は機械的手段により行なわれている。
は機械的手段により行なわれている。
上記従来のシャッター付固体撮像装置は受光素子の電荷
蓄積時間を可変にすることによりシャッター速度を可変
にすることができるが、走査方式が現行TV方式に従っ
ているためにそのフィールド数は1秒間に60回と固定
している。すなわち、撮像は1/60秒に1回しか行な
われず、高速移動被写体を撮像した場合、所望とする瞬
間を逃がしてしまうという問題があった。
蓄積時間を可変にすることによりシャッター速度を可変
にすることができるが、走査方式が現行TV方式に従っ
ているためにそのフィールド数は1秒間に60回と固定
している。すなわち、撮像は1/60秒に1回しか行な
われず、高速移動被写体を撮像した場合、所望とする瞬
間を逃がしてしまうという問題があった。
本発明の第1の目的は撮像する時間間隔を1/60秒以
下とし、高速移動被写体の撮像したい瞬間を取らえ得る
様にすることにある。
下とし、高速移動被写体の撮像したい瞬間を取らえ得る
様にすることにある。
また、上記ズーム機構は機械的手段であるために応答が
遅く、かつ、レンズ系が大規模になり、カメラの小型化
を阻む要因となっている。
遅く、かつ、レンズ系が大規模になり、カメラの小型化
を阻む要因となっている。
本発明の第2の目的は、ズームの際の応答速度を速め、
機械的ズーム機構を無くしカメラの小型化を達成するこ
とにある。
機械的ズーム機構を無くしカメラの小型化を達成するこ
とにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記第1の目的は、2次元状に配置した光電変換素子と
、該光電変換素子を選択するX、Yの選択回路を有する
2次元面体撮像素子において、1回の走査で現行TV方
式に従う走査時に1フィールドで読まれる光電変換素子
の1/N個(Nは正の整数)の光電変換素子から信号を
読みだし同一フィールド内で上記同一光電変換素子をN
回読むことにより、もしくは、1回の走査で現行TV方
式に従う走査時には独立に読まれる光電変換素子をN個
素子内で混合して読み、同一フィールド内でこの読み出
し動作をN回行うことのいずれか、もしくは、その双方
を行なうことにより達成される。
、該光電変換素子を選択するX、Yの選択回路を有する
2次元面体撮像素子において、1回の走査で現行TV方
式に従う走査時に1フィールドで読まれる光電変換素子
の1/N個(Nは正の整数)の光電変換素子から信号を
読みだし同一フィールド内で上記同一光電変換素子をN
回読むことにより、もしくは、1回の走査で現行TV方
式に従う走査時には独立に読まれる光電変換素子をN個
素子内で混合して読み、同一フィールド内でこの読み出
し動作をN回行うことのいずれか、もしくは、その双方
を行なうことにより達成される。
また、上記第2の目的は、2次元状に配置した光電変換
素子と、該光電変換素子を選択するX。
素子と、該光電変換素子を選択するX。
Yの選択回路と該光電変換素子の信号を非破壊で読み出
す手段を有する2次元固体撮像装置において、全画面の
1/N (Nは正の整数)の領域からのみ信号を読み出
し、かつ、同一信号をn回読むことにより達成される。
す手段を有する2次元固体撮像装置において、全画面の
1/N (Nは正の整数)の領域からのみ信号を読み出
し、かつ、同一信号をn回読むことにより達成される。
上記第1の手段により撮像素子内の1光電変換ねれる。
この結果、電荷蓄積時間が短くなるとともにwl像の時
間間隔は現行TV方式に比べ一と短くなる。これによっ
て、高速移動被写体の動きの連続する瞬間を撮像するこ
とができるようになる・上記第2の手段により、原画の
全画面の1/Nの領域が再生画面上ではN倍に拡大され
る。これにより、従来のカメラで必要であった機械的ズ
ーム機構なしでズームが可能となり、カメラの小型化が
でき、かつ、電子的手段で拡大を行なっているので応答
速度が速くなる。
間間隔は現行TV方式に比べ一と短くなる。これによっ
て、高速移動被写体の動きの連続する瞬間を撮像するこ
とができるようになる・上記第2の手段により、原画の
全画面の1/Nの領域が再生画面上ではN倍に拡大され
る。これにより、従来のカメラで必要であった機械的ズ
ーム機構なしでズームが可能となり、カメラの小型化が
でき、かつ、電子的手段で拡大を行なっているので応答
速度が速くなる。
以下1本発明の第1の発明の一実施例を第1図から第5
図により説明する。第1図は、本発明の一実施例の回路
構成図を示す。図中W、GtCytYeは各々ホワイト
、グリーン、シアン、イエローの色成分を検知する受光
素子で、添字は各素子の位置の違いを区別するために付
記している。1゜2は端子XIN、YINに加えられる
制御信号により受光素子を選択するためのならびにYデ
コーダ・ドライバ回路、6はYデコーダドラ48回路の
パルスによりオンオフする垂直スイッチ、9はYデコー
ダドラ48回路のパルスを各垂直スイッチに伝達する垂
直ゲート線、5はXデコーダのパルスによりオンオフす
る水平スイッチ、1.0はXデコーダのパルスを水平ス
イッチに伝達する水平ゲート線、3は水平信号線、4は
垂直信号線、7は各水平ブランキング期間に水平信号線
を端子VRのリセット電圧にリセットするためのリセッ
トスイッチ、8は水平信号線を選択するため信号読み出
しスイッチである。
図により説明する。第1図は、本発明の一実施例の回路
構成図を示す。図中W、GtCytYeは各々ホワイト
、グリーン、シアン、イエローの色成分を検知する受光
素子で、添字は各素子の位置の違いを区別するために付
記している。1゜2は端子XIN、YINに加えられる
制御信号により受光素子を選択するためのならびにYデ
コーダ・ドライバ回路、6はYデコーダドラ48回路の
パルスによりオンオフする垂直スイッチ、9はYデコー
ダドラ48回路のパルスを各垂直スイッチに伝達する垂
直ゲート線、5はXデコーダのパルスによりオンオフす
る水平スイッチ、1.0はXデコーダのパルスを水平ス
イッチに伝達する水平ゲート線、3は水平信号線、4は
垂直信号線、7は各水平ブランキング期間に水平信号線
を端子VRのリセット電圧にリセットするためのリセッ
トスイッチ、8は水平信号線を選択するため信号読み出
しスイッチである。
第2図に第1図の素子を現行TV方式に適合する走査法
に従って動作させた時の各色信号のサンプリングパター
ンを示す1図中丸印並びに1〜n。
に従って動作させた時の各色信号のサンプリングパター
ンを示す1図中丸印並びに1〜n。
1〜mの番号は第1図の各色信号別の受光素子とその添
字に対応している。以下、本走査を行なう時の素子の動
作を説明する。
字に対応している。以下、本走査を行なう時の素子の動
作を説明する。
垂直走査期間に入ると端子YINへの制御信号によりX
デコーダ2が第1行の垂直ゲート線9を選択し、これに
接続している垂直スイッチ6並びに信号線読み出しスイ
ッチ8が開く、この状態で水平走査期間に端子XINへ
の制御信号によりXデコーダ1が第1列の水平ゲート線
10を選択し、水平スイッチ5が開くと水平信号線3と
垂直信号線4を経て、信号電荷が出力端子11に現われ
る。
デコーダ2が第1行の垂直ゲート線9を選択し、これに
接続している垂直スイッチ6並びに信号線読み出しスイ
ッチ8が開く、この状態で水平走査期間に端子XINへ
の制御信号によりXデコーダ1が第1列の水平ゲート線
10を選択し、水平スイッチ5が開くと水平信号線3と
垂直信号線4を経て、信号電荷が出力端子11に現われ
る。
以降類に第2列、第3列、・・・第n列と選択が行なわ
れ、現行TV方式で決められた1水平走査時間内に第1
行の全受光素子の信号電荷が読み出される。つぎに、第
2行、第3行・・・第m行と選択が行なわれ、現行TV
方式で決められた1垂直走査期 。
れ、現行TV方式で決められた1水平走査時間内に第1
行の全受光素子の信号電荷が読み出される。つぎに、第
2行、第3行・・・第m行と選択が行なわれ、現行TV
方式で決められた1垂直走査期 。
間に全行の走査が終了する。
・ 第3図に第1の素子を実施例の走査法に従って動作
させた時の各色信号のサンプリングパターンを示す。図
中白丸22は信号が読み出されない非サンプリング受光
素子で、黒丸21は信号が読み出されるサンプリング受
光素子である。以下、本実施例の動作を説明する。垂直
走査期間に入るとまずXデコーダが第一+1行を選択し
、この状態でXデコーダが第一+1列より順にn列まで
選択し、信号が読まれる。
させた時の各色信号のサンプリングパターンを示す。図
中白丸22は信号が読み出されない非サンプリング受光
素子で、黒丸21は信号が読み出されるサンプリング受
光素子である。以下、本実施例の動作を説明する。垂直
走査期間に入るとまずXデコーダが第一+1行を選択し
、この状態でXデコーダが第一+1列より順にn列まで
選択し、信号が読まれる。
1列よりn列までの信号が順に読まれる。以下、2行の
信号電荷の読み出しは、現行TV方式で決められた王水
平走査期間内に行なわれる。つぎに、順に読み出しが行
なわれ現行TV方式で決められた1垂直走査期間の1/
4の期間で第m−1行と第m行までの信号電荷が読まれ
る。この後、現行TV方式で決められた垂直走査期間内
に同一の走査が3回繰り返される。すなわち、本実施例
にお、いては、全画面の1/4の局所的部分を一回の走
査で読み、これを同一フィールド内で4回行なうことに
より時間的分解能を高めている。なお1局所走査領域は
水平方向の1/N、垂直方向は1/M (N、M整数)
であれば、N、Mの値は任意で良い。また1局所走査の
位置を右下半分としたが。
信号電荷の読み出しは、現行TV方式で決められた王水
平走査期間内に行なわれる。つぎに、順に読み出しが行
なわれ現行TV方式で決められた1垂直走査期間の1/
4の期間で第m−1行と第m行までの信号電荷が読まれ
る。この後、現行TV方式で決められた垂直走査期間内
に同一の走査が3回繰り返される。すなわち、本実施例
にお、いては、全画面の1/4の局所的部分を一回の走
査で読み、これを同一フィールド内で4回行なうことに
より時間的分解能を高めている。なお1局所走査領域は
水平方向の1/N、垂直方向は1/M (N、M整数)
であれば、N、Mの値は任意で良い。また1局所走査の
位置を右下半分としたが。
この位置も任意でよい。本実施例によれば、撮像領域を
限定することにより、空間的分解能を下げることなく1
時間的分解能を上げることができる。
限定することにより、空間的分解能を下げることなく1
時間的分解能を上げることができる。
第4図に第1図の素子を本発明の他の実施例の走査法に
従って動作させた時の各色信号のサンプリングパターン
を示す。図中21.22は第3図と同様である。以下、
本実施例の動作を説明する。
従って動作させた時の各色信号のサンプリングパターン
を示す。図中21.22は第3図と同様である。以下、
本実施例の動作を説明する。
垂直走査期間に入ると、第18行が選択され、この状態
で第1列、第3列、第5列、と1列おきにn列まで読み
出しを行なった後、第3行が選択され、同様に奇数列の
信号が読まねる。この結果、現行TV方式で決められた
1水平走査期間には、第1行と第3行の信号が読み出さ
れることになる。つぎに、同様に、第5行と第7行、第
9行と第11行・・・と信号が読まれ、現行TV方式で
決められたー垂直走査期間の1/4の期間で、全画面の
間引き走査が完了する。この後、現行TV方式で決めら
れた1垂直走査期間内に同一走査が3回行なわれる。す
なわち、本実施例では、同一色信号成分を持つ水平方向
ならびに垂直方向の2個に1個の受光素子を間引いて読
み、これを同一フィールド内で4回行なうことにより、
時間的分解能を高めている。
で第1列、第3列、第5列、と1列おきにn列まで読み
出しを行なった後、第3行が選択され、同様に奇数列の
信号が読まねる。この結果、現行TV方式で決められた
1水平走査期間には、第1行と第3行の信号が読み出さ
れることになる。つぎに、同様に、第5行と第7行、第
9行と第11行・・・と信号が読まれ、現行TV方式で
決められたー垂直走査期間の1/4の期間で、全画面の
間引き走査が完了する。この後、現行TV方式で決めら
れた1垂直走査期間内に同一走査が3回行なわれる。す
なわち、本実施例では、同一色信号成分を持つ水平方向
ならびに垂直方向の2個に1個の受光素子を間引いて読
み、これを同一フィールド内で4回行なうことにより、
時間的分解能を高めている。
なお、間引き走査は水平方向に1/N、垂直方向に1/
M (N、M:整数)であれば、N、Mの値は任意で良
い。実施例の様にN=Mとした時には、再生画像の縦横
比が原画に等しくなるという利点がある。また、各行の
間引く画素は本実施例の様に垂直方向に同一である必要
はなく、第1行で奇数列を読んだ場合には、第3行で偶
数列を読みんでも良い。本実施例によれば、空間的分解
能は低下するが、撮像している全画面の時間的分解能を
上げることができる。
M (N、M:整数)であれば、N、Mの値は任意で良
い。実施例の様にN=Mとした時には、再生画像の縦横
比が原画に等しくなるという利点がある。また、各行の
間引く画素は本実施例の様に垂直方向に同一である必要
はなく、第1行で奇数列を読んだ場合には、第3行で偶
数列を読みんでも良い。本実施例によれば、空間的分解
能は低下するが、撮像している全画面の時間的分解能を
上げることができる。
第5図に第1図の素子を本発明さらに別の実施例の走査
に従って動作させた時の各色信号のサンプリングパター
ンを示す。図中X印は受光素子を示し、破線は同一時刻
に混合して読み出される4つの画素を囲んでいる。以下
、本実施例の動作を説明する。垂直走査期間に入ると、
第1行と第2行が同時に選択され、この状態で第1列と
第2列が同時に選択され、第1列と2列、第2行1列と
2列の4つの信号が混合して同時に読み出される。
に従って動作させた時の各色信号のサンプリングパター
ンを示す。図中X印は受光素子を示し、破線は同一時刻
に混合して読み出される4つの画素を囲んでいる。以下
、本実施例の動作を説明する。垂直走査期間に入ると、
第1行と第2行が同時に選択され、この状態で第1列と
第2列が同時に選択され、第1列と2列、第2行1列と
2列の4つの信号が混合して同時に読み出される。
以降、同様に、第3列と第4列、第5列と第6列。
・・・と同時選択がなされ、第n−1列と第n行の選択
が終了すると、第3行と第4行が同時選択され、以降同
様に信号が4つずつ混合されながら読まれる。現行TV
方式で決められた1水平走査期間内には、第1行と第2
行の和信号、第3行と第4行の和信号が読み出されるこ
とになる。以降同様にして読み出しがなされ、現行TV
方式で決められた1垂直走査期間の1/4の期間で、全
画面の混合読み出し走査が完了する。この後、現行TV
方式で決められた一垂直走査期間に同一走査が3回行な
われる。すなわち、本実施例では、同一色信号成分を持
つ。水平方向に2画素、垂直方向に2画素の受光素子を
混合して読み出すことにより、時間的分解能を高めてい
る。なお、混合する画素は、水平方向にN個、垂直方向
にM個(N、M:整数)であれば、N、Mは任意の値で
良い。本実施例の様にN=Mとした時には、再生画像の
縦横比が原画に等しくなる。また、各行の混合画素は本
実施例の様に垂直方向に同一である必要はなく、第1行
と第2行で第1列と第2列を混合した場合には、第3行
と第4行では第2列と第3列を混合しても良い。本実施
例によれば空間的分解能は低下するが、時間分解能を上
げることができる。しかし、第3図第4図の実施例の様
に読み出されない画像がないので、感度低下を少なくで
きる。
が終了すると、第3行と第4行が同時選択され、以降同
様に信号が4つずつ混合されながら読まれる。現行TV
方式で決められた1水平走査期間内には、第1行と第2
行の和信号、第3行と第4行の和信号が読み出されるこ
とになる。以降同様にして読み出しがなされ、現行TV
方式で決められた1垂直走査期間の1/4の期間で、全
画面の混合読み出し走査が完了する。この後、現行TV
方式で決められた一垂直走査期間に同一走査が3回行な
われる。すなわち、本実施例では、同一色信号成分を持
つ。水平方向に2画素、垂直方向に2画素の受光素子を
混合して読み出すことにより、時間的分解能を高めてい
る。なお、混合する画素は、水平方向にN個、垂直方向
にM個(N、M:整数)であれば、N、Mは任意の値で
良い。本実施例の様にN=Mとした時には、再生画像の
縦横比が原画に等しくなる。また、各行の混合画素は本
実施例の様に垂直方向に同一である必要はなく、第1行
と第2行で第1列と第2列を混合した場合には、第3行
と第4行では第2列と第3列を混合しても良い。本実施
例によれば空間的分解能は低下するが、時間分解能を上
げることができる。しかし、第3図第4図の実施例の様
に読み出されない画像がないので、感度低下を少なくで
きる。
なお1以上述べた第2図から第5図の走査方式はXデコ
ーダ並びにYデコーダに入力する制御信号を変えること
により容易に切り換えることができる。なぜなら、第1
に以上の第3図から第5図の本発明実施例においては、
信号の読み出し周期は、第2図の現行TV方式の走査と
変わらず、アナログの信号処理系には何ら変更を加える
必要がないからである。また、第2にX、Yデコーダへ
の制御信号は、素子内部あるいは素子外部の論理回路に
より容易に生成が可能であり、モード切換により、必要
な制御信号を得ることができるからである。
ーダ並びにYデコーダに入力する制御信号を変えること
により容易に切り換えることができる。なぜなら、第1
に以上の第3図から第5図の本発明実施例においては、
信号の読み出し周期は、第2図の現行TV方式の走査と
変わらず、アナログの信号処理系には何ら変更を加える
必要がないからである。また、第2にX、Yデコーダへ
の制御信号は、素子内部あるいは素子外部の論理回路に
より容易に生成が可能であり、モード切換により、必要
な制御信号を得ることができるからである。
一方、本発明の第3図から第5図の実施例の出力信号を
再生する際には、時間軸の変更が必要となる。しかし、
撮像時に、第3図から第5図で説明したN、Mの値を制
御信号として垂直ブランキング期間に入れ、この情報を
もとに、上記時間軸変換を行ないながら画像を再生する
ことは容易である。
再生する際には、時間軸の変更が必要となる。しかし、
撮像時に、第3図から第5図で説明したN、Mの値を制
御信号として垂直ブランキング期間に入れ、この情報を
もとに、上記時間軸変換を行ないながら画像を再生する
ことは容易である。
また、実施例では単板カラー用素子について述べたが、
モノクロ素子でも同様である。
モノクロ素子でも同様である。
次に、本発明のさらに他の実施例を第6図から第8図を
用いて説明する。
用いて説明する。
第6図はその回路構成図で、簡単のため4×3の場合を
示す。1〜6と9は第1図と同一のものを示す。61は
各垂直信号線の電位を検知増幅するための増幅器、62
と63は増幅器61の出力をサンプルホールドするため
のスイッチ、65゜66はサンプルホールドのための容
量、64はサンプルホールドされた2つの信号の差を出
力するための差動増幅器、67は垂直信号線をリセット
するためのリセットスイッチ、68は垂直信号線のリセ
ット電圧を供給するリセットドレインである。
示す。1〜6と9は第1図と同一のものを示す。61は
各垂直信号線の電位を検知増幅するための増幅器、62
と63は増幅器61の出力をサンプルホールドするため
のスイッチ、65゜66はサンプルホールドのための容
量、64はサンプルホールドされた2つの信号の差を出
力するための差動増幅器、67は垂直信号線をリセット
するためのリセットスイッチ、68は垂直信号線のリセ
ット電圧を供給するリセットドレインである。
第7図は、第6図の素子を駆動するためのパルスタイミ
ングを示す。RG、SL、82は第6図の各端子にかか
る電圧を示す。また、第8図はn×m個の受光素子を有
する第6図の素子を本発明の走査法に従って動作させた
時のサンプリングパターンを示している。図中、○印2
2は非サンプリング画素、×印51はサンプリング画素
で、破線は同一時刻に混合して読み出される垂直方向の
2画素を囲んでいる。
ングを示す。RG、SL、82は第6図の各端子にかか
る電圧を示す。また、第8図はn×m個の受光素子を有
する第6図の素子を本発明の走査法に従って動作させた
時のサンプリングパターンを示している。図中、○印2
2は非サンプリング画素、×印51はサンプリング画素
で、破線は同一時刻に混合して読み出される垂直方向の
2画素を囲んでいる。
以下、本実施例の動作を説明す。垂直走査期間に入ると
、まず、第7図で示したタイミングで回路が動作し、第
1行と第2行の和信号がサンプルホールド容[65と6
6に保持される。すなわち。
、まず、第7図で示したタイミングで回路が動作し、第
1行と第2行の和信号がサンプルホールド容[65と6
6に保持される。すなわち。
RGが高レベルとなりリセットスイッチ67が開くと、
垂直信号線内にたまったスメア電荷等の疑似信号がリセ
ットドレイン68に掃き出され、垂直信号線電位はドレ
イン68は電圧RDにリセットされる。(第7図t、工
) 、つぎにRGが低レベルとなるとリセットスイッチ
67の熱雑音により雑音電圧V。が発生し垂直信号線の
リセット電圧がゆらぐ(第7図tz)。この雑音電圧V
nは、増幅器61により増幅され(ゲインをGiとする
)スイッチ63が開閉すると、容量65にG 1 v
、、の電位変動としてサンプルホールドされる(第7図
ta)。この後、Yデコーダ2により選択された第1行
と第2行の垂直ゲート腺9の電位が高くなると、垂直ス
イッチ6が開き、第1行と第2行の光電変換素子11か
ら垂直信号線4に信号電荷Qsが混合して読み出される
(第7図1.)。この信号電荷による垂直信号線電位変
動Vs=Qs/Cv (Cvは垂直信号線容量を示す
)に雑音電圧v8が重畳された垂直信号線の電位変動V
s+V5は、増幅器61により増幅され、スイッチ62
が開閉すると容i66にGt (、Vs +vs )
の電位変動としてサンプルホールドされる(第7図ta
)。以上の動作の後に、差動増幅器64の出力には、垂
直信号線のリセット電圧v5 を含まない真の信号電荷
による垂直信号線の電位変動VsがGIG2だけ増幅さ
れて(G 2は差動増幅器64のゲインを示す)出力さ
れることになる。この後、Xデコーダ1の選択信号によ
り第1列、第3列、第5列と1列おきにn列まで読み出
しが行なわれる。つぎに、再び第7図で示したタイミン
グで回路が動作し、第3行と第4行の和信号がサンプル
ホールド容量65と66に保持され、その後、第1列、
第3列、第5列と1列置きにn列まで読み出しが行なわ
れる。現行TV方式で決めら・ れた1水平走査期間内
には第1行と第2行の和信号と、第3行と第4行の和信
号が読み出されることになる。以降同様にして読み出し
がなされ、現行TV方式で決められた一垂直走査期間の
174の期間で、全画面の垂直混合水平間引き走査が完
了する。この後、現行TV方式で決められた一垂直走査
期間に同一走査が3回行なわれる。すなわち、本実施例
では、垂直方向に2画素を混合し、水平方向2個に1個
の画素を間引いて読み、これを同一フィールド内で4回
行なうことにより時間的分解能を高めている。なお、水
平方向に1/Nの間引き走査、垂直方向に1/Mの混合
走査(N。
垂直信号線内にたまったスメア電荷等の疑似信号がリセ
ットドレイン68に掃き出され、垂直信号線電位はドレ
イン68は電圧RDにリセットされる。(第7図t、工
) 、つぎにRGが低レベルとなるとリセットスイッチ
67の熱雑音により雑音電圧V。が発生し垂直信号線の
リセット電圧がゆらぐ(第7図tz)。この雑音電圧V
nは、増幅器61により増幅され(ゲインをGiとする
)スイッチ63が開閉すると、容量65にG 1 v
、、の電位変動としてサンプルホールドされる(第7図
ta)。この後、Yデコーダ2により選択された第1行
と第2行の垂直ゲート腺9の電位が高くなると、垂直ス
イッチ6が開き、第1行と第2行の光電変換素子11か
ら垂直信号線4に信号電荷Qsが混合して読み出される
(第7図1.)。この信号電荷による垂直信号線電位変
動Vs=Qs/Cv (Cvは垂直信号線容量を示す
)に雑音電圧v8が重畳された垂直信号線の電位変動V
s+V5は、増幅器61により増幅され、スイッチ62
が開閉すると容i66にGt (、Vs +vs )
の電位変動としてサンプルホールドされる(第7図ta
)。以上の動作の後に、差動増幅器64の出力には、垂
直信号線のリセット電圧v5 を含まない真の信号電荷
による垂直信号線の電位変動VsがGIG2だけ増幅さ
れて(G 2は差動増幅器64のゲインを示す)出力さ
れることになる。この後、Xデコーダ1の選択信号によ
り第1列、第3列、第5列と1列おきにn列まで読み出
しが行なわれる。つぎに、再び第7図で示したタイミン
グで回路が動作し、第3行と第4行の和信号がサンプル
ホールド容量65と66に保持され、その後、第1列、
第3列、第5列と1列置きにn列まで読み出しが行なわ
れる。現行TV方式で決めら・ れた1水平走査期間内
には第1行と第2行の和信号と、第3行と第4行の和信
号が読み出されることになる。以降同様にして読み出し
がなされ、現行TV方式で決められた一垂直走査期間の
174の期間で、全画面の垂直混合水平間引き走査が完
了する。この後、現行TV方式で決められた一垂直走査
期間に同一走査が3回行なわれる。すなわち、本実施例
では、垂直方向に2画素を混合し、水平方向2個に1個
の画素を間引いて読み、これを同一フィールド内で4回
行なうことにより時間的分解能を高めている。なお、水
平方向に1/Nの間引き走査、垂直方向に1/Mの混合
走査(N。
M:整数)を行なえば、N、Mの値は任意で良い。
実施例の様にN=Mの時には再生画像の縦横比が画面に
等しくなる。また、各行の間引く画面は本実施例の様に
垂直方向に同一である必要はなく、第1,2行で奇数列
を読んだ場合には、第3,4行で偶数列を読んでも良い
。本実施例によれば、空間的分解能は低下するが、時間
的分解能は上がる。さらに、本実施例では第1図の回路
構成を持つ素子の場合の様に、受光素子からの信号読み
出し動作が即ちリセット動作である場合に、第3図や第
4図の走査を行なった時に生じる非サンプリング画素が
リセットされないために信号電荷があふれ出すという問
題を解決できる。すなわち、本実施例では信号読み出し
動作はリセット動作とは別であり、非サンプリング画素
に対してもサンプリング画素と同様なリセットがなされ
、上記電荷のあふれ出しは解消できる。
等しくなる。また、各行の間引く画面は本実施例の様に
垂直方向に同一である必要はなく、第1,2行で奇数列
を読んだ場合には、第3,4行で偶数列を読んでも良い
。本実施例によれば、空間的分解能は低下するが、時間
的分解能は上がる。さらに、本実施例では第1図の回路
構成を持つ素子の場合の様に、受光素子からの信号読み
出し動作が即ちリセット動作である場合に、第3図や第
4図の走査を行なった時に生じる非サンプリング画素が
リセットされないために信号電荷があふれ出すという問
題を解決できる。すなわち、本実施例では信号読み出し
動作はリセット動作とは別であり、非サンプリング画素
に対してもサンプリング画素と同様なリセットがなされ
、上記電荷のあふれ出しは解消できる。
なお、第6図の素子においても、第3図、第4図で述べ
たの同様の走査を行なうことができることは言うまでも
ない。また、この時非選択行の信号電荷をスメア等の擬
似信号と共に捨て電荷のあふれ出しを防ぐこともできる
。
たの同様の走査を行なうことができることは言うまでも
ない。また、この時非選択行の信号電荷をスメア等の擬
似信号と共に捨て電荷のあふれ出しを防ぐこともできる
。
また1以上の実施例では、MO8型素子と列毎に増幅器
を持つ素子について述べたが、本発明の主旨は画素毎に
増幅器を持つ素子等の又とYのアドレス信号により各画
素を選択する素子形態であれば同様に適用できる。
を持つ素子について述べたが、本発明の主旨は画素毎に
増幅器を持つ素子等の又とYのアドレス信号により各画
素を選択する素子形態であれば同様に適用できる。
次に、さらに、本発明の第2の発明について。
その実施例を第6図、第7図、第9図を用いて説明する
。第6図は水弟2の発明の一実施例の回路構成図で、そ
の構成は前記第1の発明で既に記述した通りである。ま
た、第7図が第6図の素子の駆動パルスタイミングであ
ることも同様である。
。第6図は水弟2の発明の一実施例の回路構成図で、そ
の構成は前記第1の発明で既に記述した通りである。ま
た、第7図が第6図の素子の駆動パルスタイミングであ
ることも同様である。
第9図は第2の発明の一実施例の走査法でのサンプリン
グパターンを示したものである。図中O印22は非サン
プリング画素、O印91は多重読み出し画素である。
グパターンを示したものである。図中O印22は非サン
プリング画素、O印91は多重読み出し画素である。
垂直走査期間に入ると、第7図で示した動作により、第
−行の信号がサンプルホールド容量65と66に保持さ
れる。その後、第1の水平走査期間にXデコーダ1の選
択信号により第1列が選択の際、信号はサンプルホール
ド容量65と66に保持され、読み出し動作により破壊
されることはない。つぎに、Xデコーダ1の選択信号に
より再び第一+1列が選択され、同一信号が再度出力さ
・・・と水平方向に2度連続して信号読み出しが行なわ
れ、現行TV方式で定められた1水平走査期間には、第
−行の信号が読み出される。その後、第2の水平走査期
間に入っても第−行の信号はサンプルホールド容量65
と66に保持されたままであり、再度第1の水平走査期
間と同一の第−行の信号読み出しが行なわれる。以下、
同様に一+1行信号読み出しが行なわれ、現行TV方式
で定められた1水平走査期間には、m行までの読み出し
が完了する。
−行の信号がサンプルホールド容量65と66に保持さ
れる。その後、第1の水平走査期間にXデコーダ1の選
択信号により第1列が選択の際、信号はサンプルホール
ド容量65と66に保持され、読み出し動作により破壊
されることはない。つぎに、Xデコーダ1の選択信号に
より再び第一+1列が選択され、同一信号が再度出力さ
・・・と水平方向に2度連続して信号読み出しが行なわ
れ、現行TV方式で定められた1水平走査期間には、第
−行の信号が読み出される。その後、第2の水平走査期
間に入っても第−行の信号はサンプルホールド容量65
と66に保持されたままであり、再度第1の水平走査期
間と同一の第−行の信号読み出しが行なわれる。以下、
同様に一+1行信号読み出しが行なわれ、現行TV方式
で定められた1水平走査期間には、m行までの読み出し
が完了する。
本実施例においては、全画面の1./4の局所領域内の
信号を水平方向に2回、垂直方向に2回多重走査を行な
うことにより、出方される映像信号を再生した場合には
4倍に局所領域の画面が拡大されていることになる。な
お、多重走査は、水平方向にN回、垂直方向にM回(N
、MFI数)であれば、N、Mの値は任意で良い。但し
、実施例の様にN=Mの場合には、再生画像の縦横比を
原画に等しくできるという利点がある。また、拡大領域
の画面上の位置は、任意で良いことは言うまでもない。
信号を水平方向に2回、垂直方向に2回多重走査を行な
うことにより、出方される映像信号を再生した場合には
4倍に局所領域の画面が拡大されていることになる。な
お、多重走査は、水平方向にN回、垂直方向にM回(N
、MFI数)であれば、N、Mの値は任意で良い。但し
、実施例の様にN=Mの場合には、再生画像の縦横比を
原画に等しくできるという利点がある。また、拡大領域
の画面上の位置は、任意で良いことは言うまでもない。
本実施例によれば、全画面のINの領域の画素の信号を
N回多重読み出しすることにより、信号の読み出し周期
が現行TV方式の走査と同一となり、アナログ信号処理
系に何ら変更を加えることなく、Xデコーダ、Yデコー
ダに入力する制御信 ノ号を変えることにより、ズーム
機能を実現することができる。
N回多重読み出しすることにより、信号の読み出し周期
が現行TV方式の走査と同一となり、アナログ信号処理
系に何ら変更を加えることなく、Xデコーダ、Yデコー
ダに入力する制御信 ノ号を変えることにより、ズーム
機能を実現することができる。
なお、本実施例では列ごとに増幅器を持つ素子の列を述
べたが、画素ごとに増幅器を持つ素子等のXとYのアド
レス信号により各画素を選択し、かつ、信号を非破壊読
み出しできる素子であれば、水弟2の発明の主旨は同様
に適用できる。
べたが、画素ごとに増幅器を持つ素子等のXとYのアド
レス信号により各画素を選択し、かつ、信号を非破壊読
み出しできる素子であれば、水弟2の発明の主旨は同様
に適用できる。
第1の発明によれば、撮像素子内の1光電変換ことがで
きるので、高速移動被写体を従来の撮影方式に比し−の
時間間隔で、連続撮像ができるという効果がある。
きるので、高速移動被写体を従来の撮影方式に比し−の
時間間隔で、連続撮像ができるという効果がある。
また、第2の発明によれば、原画のN倍(N:整数)に
再生画を拡大することが電子的手段によりできるので、
拡大の際の応答速度が速くなり、かつカメラの小型化を
達成できる。
再生画を拡大することが電子的手段によりできるので、
拡大の際の応答速度が速くなり、かつカメラの小型化を
達成できる。
第1図、第6図は本発明の実施例の回路楕成図、第2図
は第1図の素子の現行TV方式走査時のサンプリングパ
ターン、第3図、第4図、第5図は第1図の素子の第1
の発明の実施例の走査におけるサンプリングパターン説
明図、第7図は第6図の素子の駆動タイミング図、第8
図は第6図の素子の実施例における走査サンプリングパ
ターン説明図、第9図は第6図の素子の第2の発明の実
施例における走査のサンプリングパターン説明図である
。 1・・・Xデコーダドライバ回路、2・・・Yデコーダ
ドライバ回路、3・・・水平信号線、4・・・垂直信号
線、5・・・水平スイッチ、6・・・垂直スイッチ、7
・・・+2ツトスイツチ、8・・・信号線読み出しスイ
ッチ、・・・垂直ゲート線、10・・・水平ゲート線、
11・・力端子、21・・・サンプリング画素、22・
・・非勺プリング画赤、51・・・混合サンプリング画
素、61・・・増幅器、62.63・・・サンプルホー
ルトイツチ、64・・・差動増幅器、65.66・・・
す)ルホールド容量、67・・・リセットスイッチ、6
・・・リセットドレイン、91・・・多重読み出し画j
代J″T!人 弁理士 小川形 ′ 茅 ) 7賽2図 1 2、 3 n−zn−l ’
fl−] ・ ・ ・ −−一−−拳 ・
・〜z12・ ・ ・ −−−一−・ 拳 ・3 ・
・ ・ −一−−−・ −・気−2・ ・
・ −−−m−・ 争 ・筑−1・ ・ ・
−−m−−・ ・ ・党・・・ −−−−−・・ト
Z/ 芽3 図 ヱ ヱ+1 れ−1比 1o o −−o o −−o ん22側、0
0 −−−−0 ・ ・ 壷^−2
I第十図 + 2 3 yL−2+t−1?
t1 ・ o e −一−−− ・ 0
・〜212 0 0 0 −−−−− 0
0 0,423 ・ 0 ・ −一−−−・
0 ・やt−2・0会−一一一一・0・−〜−2
ノtit−1000−−一−−000〜22% ・
0S−−−−−・ 0 ・第5図 +234 n−17t ダ/ ン昆含(すン1リンフ°、jIJ秀、第 7 図 72図 1 2、 3 4 ”−1’L+00−− 1に 〇 〇−− 寅 Tloo−− LrfL−100−− γ避 0Q= 9図 zz士1 八1 4 、oo−−−ooへ一2z −Q◎−◎トデ/ −o、◎ −一−◎ ◎ 一〇 ◎−−−◎o−27 q/ η申請み出し山系
は第1図の素子の現行TV方式走査時のサンプリングパ
ターン、第3図、第4図、第5図は第1図の素子の第1
の発明の実施例の走査におけるサンプリングパターン説
明図、第7図は第6図の素子の駆動タイミング図、第8
図は第6図の素子の実施例における走査サンプリングパ
ターン説明図、第9図は第6図の素子の第2の発明の実
施例における走査のサンプリングパターン説明図である
。 1・・・Xデコーダドライバ回路、2・・・Yデコーダ
ドライバ回路、3・・・水平信号線、4・・・垂直信号
線、5・・・水平スイッチ、6・・・垂直スイッチ、7
・・・+2ツトスイツチ、8・・・信号線読み出しスイ
ッチ、・・・垂直ゲート線、10・・・水平ゲート線、
11・・力端子、21・・・サンプリング画素、22・
・・非勺プリング画赤、51・・・混合サンプリング画
素、61・・・増幅器、62.63・・・サンプルホー
ルトイツチ、64・・・差動増幅器、65.66・・・
す)ルホールド容量、67・・・リセットスイッチ、6
・・・リセットドレイン、91・・・多重読み出し画j
代J″T!人 弁理士 小川形 ′ 茅 ) 7賽2図 1 2、 3 n−zn−l ’
fl−] ・ ・ ・ −−一−−拳 ・
・〜z12・ ・ ・ −−−一−・ 拳 ・3 ・
・ ・ −一−−−・ −・気−2・ ・
・ −−−m−・ 争 ・筑−1・ ・ ・
−−m−−・ ・ ・党・・・ −−−−−・・ト
Z/ 芽3 図 ヱ ヱ+1 れ−1比 1o o −−o o −−o ん22側、0
0 −−−−0 ・ ・ 壷^−2
I第十図 + 2 3 yL−2+t−1?
t1 ・ o e −一−−− ・ 0
・〜212 0 0 0 −−−−− 0
0 0,423 ・ 0 ・ −一−−−・
0 ・やt−2・0会−一一一一・0・−〜−2
ノtit−1000−−一−−000〜22% ・
0S−−−−−・ 0 ・第5図 +234 n−17t ダ/ ン昆含(すン1リンフ°、jIJ秀、第 7 図 72図 1 2、 3 4 ”−1’L+00−− 1に 〇 〇−− 寅 Tloo−− LrfL−100−− γ避 0Q= 9図 zz士1 八1 4 、oo−−−ooへ一2z −Q◎−◎トデ/ −o、◎ −一−◎ ◎ 一〇 ◎−−−◎o−27 q/ η申請み出し山系
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、2次元状に配置した光電変換素子と、該光電変換素
子を選択するX、Yの選択回路を有する2次元固体撮像
装置において、1回の走査で現行TV方式の1フィール
ドで読みだされる光電変換素子の1/N個(N:正の実
数)の光電変換素子から信号を読み出し、1フィールド
内で同一光電変換素子をN回読むこと、もしくは、1回
の走査で現行TV方式の走査時には独立に読みだされる
光電変換素子の信号をN個素子内で混合して読み出し、
1フィールド内でこの読み出し動作をN回行なうことの
いずれか、もしくは、その双方を行なうことを特徴とす
る固体撮像装置。 2、2次元状に配置した光電変換素子と、該光電変換素
子を選択するX、Yの選択回路と該光電変換素子の信号
を非破壊で読み出す手段を有する2次元固体撮像装置に
おいて、全画面の1/N(Nは正の実数)の領域からの
み信号を読み出し、かつ、同一信号をN回読むことを特
徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62153302A JP2594950B2 (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62153302A JP2594950B2 (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63318875A true JPS63318875A (ja) | 1988-12-27 |
JP2594950B2 JP2594950B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=15559507
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62153302A Expired - Fee Related JP2594950B2 (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2594950B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006521716A (ja) * | 2003-01-16 | 2006-09-21 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | センサー素子の配列 |
JP2007538428A (ja) * | 2004-05-05 | 2007-12-27 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 処理ユニットのアレイを備える電子デバイス |
JP2008035278A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 画素情報読出方法および撮像装置 |
US7671914B2 (en) | 1998-03-23 | 2010-03-02 | Micron Technology Inc. | Increasing readout speed in CMOS APS sensors through block readout |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5520018A (en) * | 1978-07-27 | 1980-02-13 | Fujitsu Ltd | Signal detecting device for cid |
-
1987
- 1987-06-22 JP JP62153302A patent/JP2594950B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5520018A (en) * | 1978-07-27 | 1980-02-13 | Fujitsu Ltd | Signal detecting device for cid |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7671914B2 (en) | 1998-03-23 | 2010-03-02 | Micron Technology Inc. | Increasing readout speed in CMOS APS sensors through block readout |
US8054362B2 (en) | 1998-03-23 | 2011-11-08 | Round Rock Research, Llc | Increasing readout speed in CMOS APS sensors through block readout |
US8054361B2 (en) | 1998-03-23 | 2011-11-08 | Round Rock Research, Llc | Increasing readout speed in CMOS aps sensors through block readout |
US8514310B2 (en) | 1998-03-23 | 2013-08-20 | Round Rock Research, Llc | Increasing readout speed in CMOS APS sensors through group readout |
JP2006521716A (ja) * | 2003-01-16 | 2006-09-21 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | センサー素子の配列 |
JP2007538428A (ja) * | 2004-05-05 | 2007-12-27 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 処理ユニットのアレイを備える電子デバイス |
JP2008035278A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 画素情報読出方法および撮像装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2594950B2 (ja) | 1997-03-26 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |