JP2798802B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JP2798802B2 JP2798802B2 JP2266329A JP26632990A JP2798802B2 JP 2798802 B2 JP2798802 B2 JP 2798802B2 JP 2266329 A JP2266329 A JP 2266329A JP 26632990 A JP26632990 A JP 26632990A JP 2798802 B2 JP2798802 B2 JP 2798802B2
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、固体撮像装置に関し、特に電子シャッタの
駆動に関するものである。
駆動に関するものである。
［従来の技術］ 従来、ビデオカメラ等で露出補正と呼ばれる機能を実
現するための手段として、撮像素子に入射する光量を直
接制御する絞り羽根等を用いるものや、固体撮像素子の
電荷蓄積時間を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を
用いるものがあった。
現するための手段として、撮像素子に入射する光量を直
接制御する絞り羽根等を用いるものや、固体撮像素子の
電荷蓄積時間を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を
用いるものがあった。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、前記従来例のうち、絞り羽根を用いる手法で
は、絞り羽根及びその周辺の機構部材が必要であるとい
う問題があり、また電子シャッタ機能を用いる手法で
は、撮像画の動きが不自然になるという問題であった。
は、絞り羽根及びその周辺の機構部材が必要であるとい
う問題があり、また電子シャッタ機能を用いる手法で
は、撮像画の動きが不自然になるという問題であった。
以下、前記問題のうち、電子シャッタ機能を用いる手
法における問題を更に詳しく述べる。
法における問題を更に詳しく述べる。
第４図はインターライントランスファ型CCDの概念図
で、１は光電変換をするセンサ部、２は垂直転送レジス
タ、４は水平転送レジスタ、５は、出力アンプである。
図中のＡ−Ａ′線に沿った断面図及びポテンシャル図が
第５図である。
で、１は光電変換をするセンサ部、２は垂直転送レジス
タ、４は水平転送レジスタ、５は、出力アンプである。
図中のＡ−Ａ′線に沿った断面図及びポテンシャル図が
第５図である。
第５図中、６は画素分離用のチャネルストップ（C
S）、７はセンサ部１に蓄積された電荷を垂直転送レジ
スタ２に移すためのリードアウトゲート（ROG）、８は
サブストレート（Ｎ型半導体基板）、９は酸化膜であ
る。
S）、７はセンサ部１に蓄積された電荷を垂直転送レジ
スタ２に移すためのリードアウトゲート（ROG）、８は
サブストレート（Ｎ型半導体基板）、９は酸化膜であ
る。
電子シャッタ時の動作を第５図及び第６図を用いて説
明する。第６図は、標準テレビジョン信号の１フィール
ド分における図であり、ΦROGはリードアウトゲート７
に印加されるパルスで、論理レベル“H"のときに、リー
ドアウトゲート７のポテンシャルが下がり、センサ部１
の電荷を垂直転送レジスタ２に移す。除去パルスΦSUB
は、サブストレート８に印加されるパルスであり、“H"
レベルのときにセンサ部１に蓄積された電荷をΦSUB端
子（パルスΦSUBが印加される端子）を通して外部に掃
き出す。
明する。第６図は、標準テレビジョン信号の１フィール
ド分における図であり、ΦROGはリードアウトゲート７
に印加されるパルスで、論理レベル“H"のときに、リー
ドアウトゲート７のポテンシャルが下がり、センサ部１
の電荷を垂直転送レジスタ２に移す。除去パルスΦSUB
は、サブストレート８に印加されるパルスであり、“H"
レベルのときにセンサ部１に蓄積された電荷をΦSUB端
子（パルスΦSUBが印加される端子）を通して外部に掃
き出す。
この従来例では第６図において、パルスΦROGが垂直
帰線期間中にあり、パルスΦSUBは、水平帰線期間中に
ある。時刻toにセンサ部１の電荷を読み出した後、次の
期間が始まるが、時刻t1までの水平帰線期間中に、パル
スΦSUBが“H"レベルとなるので、時刻t0から時刻t1ま
でに蓄積された電荷は外部に掃き出され、センサ部１に
は残っていない。時刻t1から時刻t2までの間はパルスΦ
SUBが“L"レベルなので、この期間の電荷はセンサ部１
に蓄積され、時刻t2でパルスΦROGが“H"レベルとなる
と、垂直転送レジスタ２に移される。結局、この場合の
露光時間は（t2−t1）となる。
帰線期間中にあり、パルスΦSUBは、水平帰線期間中に
ある。時刻toにセンサ部１の電荷を読み出した後、次の
期間が始まるが、時刻t1までの水平帰線期間中に、パル
スΦSUBが“H"レベルとなるので、時刻t0から時刻t1ま
でに蓄積された電荷は外部に掃き出され、センサ部１に
は残っていない。時刻t1から時刻t2までの間はパルスΦ
SUBが“L"レベルなので、この期間の電荷はセンサ部１
に蓄積され、時刻t2でパルスΦROGが“H"レベルとなる
と、垂直転送レジスタ２に移される。結局、この場合の
露光時間は（t2−t1）となる。
ところが、一般に蛍光灯や水銀灯では、その発光輝度
および発光色温度は電源周波数の２倍の周波数、すなわ
ち、電源周波数が50Hzの場合は100Hzの周波数で変動す
るため、これらの光源下では、NTSC方式TVカメラでは、
フィールド周波数が60Hzのため、シャッタースピード1/
100秒の整数倍のとき以外は、フリッカ雑音が発生し、T
V画像がちらついて見にくいものになっていた。
および発光色温度は電源周波数の２倍の周波数、すなわ
ち、電源周波数が50Hzの場合は100Hzの周波数で変動す
るため、これらの光源下では、NTSC方式TVカメラでは、
フィールド周波数が60Hzのため、シャッタースピード1/
100秒の整数倍のとき以外は、フリッカ雑音が発生し、T
V画像がちらついて見にくいものになっていた。
［課題を解決するための手段］ 前記課題は、光信号を受けて光電変換を行い情報の蓄
積を行うセンシング手段と、該センシング手段から情報
を読み込む第１の記憶手段と、該第１の記憶手段からの
情報を記憶する第２の記憶手段と、前記センシング手段
の情報を除去する除去手段と、１フィールド期間内の前
記光信号の周期的変動の１周期に相当する期間内に、２
回以上間欠的に前記センシング手段の情報を前記除去手
段により除去させ、該センシング手段の除去直前の情報
を前記第１の記憶手段に読み込ませ、１フィールド期間
に１度前記第１の記憶手段の情報を前記第２の記憶手段
に移させるよう制御する制御手段と、を有することを特
徴とする本発明の固体撮像装置によって解決される。
積を行うセンシング手段と、該センシング手段から情報
を読み込む第１の記憶手段と、該第１の記憶手段からの
情報を記憶する第２の記憶手段と、前記センシング手段
の情報を除去する除去手段と、１フィールド期間内の前
記光信号の周期的変動の１周期に相当する期間内に、２
回以上間欠的に前記センシング手段の情報を前記除去手
段により除去させ、該センシング手段の除去直前の情報
を前記第１の記憶手段に読み込ませ、１フィールド期間
に１度前記第１の記憶手段の情報を前記第２の記憶手段
に移させるよう制御する制御手段と、を有することを特
徴とする本発明の固体撮像装置によって解決される。
［作用］ 前記構成により、１フィールド期間（例えば、NTSC方
式TVカメラでは、1/60秒）内の光信号の周期的変動の１
周期に相当する期間（例えば、電源周波数が50Hzの場合
は1/100秒）に間欠的にセンシング手段による情報蓄積
を行い、各情報を第１の記憶手段に読み込んで各情報の
和を記憶し、この和の情報を第２の記憶手段を介して出
力する。出力された和の情報は、１フィールド期間（例
えば1/60秒）のうちの光信号の周期的変動の１周期に相
当する期間（例えば1/100秒）の間で電荷を蓄積するた
め各フィールドとも光信号の周期的変動の１周期分を蓄
積したことになり、フリッカ雑音を無くすことができ
る。
式TVカメラでは、1/60秒）内の光信号の周期的変動の１
周期に相当する期間（例えば、電源周波数が50Hzの場合
は1/100秒）に間欠的にセンシング手段による情報蓄積
を行い、各情報を第１の記憶手段に読み込んで各情報の
和を記憶し、この和の情報を第２の記憶手段を介して出
力する。出力された和の情報は、１フィールド期間（例
えば1/60秒）のうちの光信号の周期的変動の１周期に相
当する期間（例えば1/100秒）の間で電荷を蓄積するた
め各フィールドとも光信号の周期的変動の１周期分を蓄
積したことになり、フリッカ雑音を無くすことができ
る。
［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説
明する。
明する。
第２図は、本発明の実施例で用いるCCDセンサの概念
図である。
図である。
このセンサはフレームインターライントランスファ型
CCDと呼ばれるもので、第４図との相違点は記憶部３
（第２の記憶手段）があることである。記憶部３の記憶
セルの数は、センサ部１（センシング手段）の個数と同
じである。センサ部１からの電荷は垂直転送レジスタ２
（第１の記憶手段）に移された後、垂直帰線期間中に記
憶部３に転送され、その後、所定のタイミングで水平転
送レジスタ４に移され、出力アンプ５を通して読み出さ
れて行く。
CCDと呼ばれるもので、第４図との相違点は記憶部３
（第２の記憶手段）があることである。記憶部３の記憶
セルの数は、センサ部１（センシング手段）の個数と同
じである。センサ部１からの電荷は垂直転送レジスタ２
（第１の記憶手段）に移された後、垂直帰線期間中に記
憶部３に転送され、その後、所定のタイミングで水平転
送レジスタ４に移され、出力アンプ５を通して読み出さ
れて行く。
また、第２図のＡ−Ａ′線に沿う断面図及びポテンシ
ャル図は、第５図と同様であり、前述の電荷掃き出しの
機構及びセンサ部１から垂直転送レジスタ２への電荷読
出しの機構も同様である。
ャル図は、第５図と同様であり、前述の電荷掃き出しの
機構及びセンサ部１から垂直転送レジスタ２への電荷読
出しの機構も同様である。
第１図は、本発明の実施例の動作を説明する図で、第
２図に示すCCDセンサ自体で露出補正をするときの駆動
の仕方を説明するものである。
２図に示すCCDセンサ自体で露出補正をするときの駆動
の仕方を説明するものである。
第１図に示すように、時刻t0で、直前のセンサ部１の
電荷は、センサ部１から垂直転送レジスタ２へ送られ、
垂直転送レジスタ２の１フィールド分の電荷は垂直帰線
期間中に高速に記憶部３に送られる（図中の垂直転送期
間）。
電荷は、センサ部１から垂直転送レジスタ２へ送られ、
垂直転送レジスタ２の１フィールド分の電荷は垂直帰線
期間中に高速に記憶部３に送られる（図中の垂直転送期
間）。
その後、同図に示すように、時刻tmまでは1H毎に除去
パルスΦSUBを印加し、時刻t0から時刻tmの間、電荷の
掃き出しを続ける。そして時刻tm以降は図のように電荷
の掃き出し（除去）と蓄積が間欠的に行われる。
パルスΦSUBを印加し、時刻t0から時刻tmの間、電荷の
掃き出しを続ける。そして時刻tm以降は図のように電荷
の掃き出し（除去）と蓄積が間欠的に行われる。
時刻tm+1,…,tnにおいては、読み出しパルスΦROG印
加によりセンサ部１から垂直転送レジスタ２へ電荷が順
次移動する。よって時刻tnの直後には、垂直転送レジス
タ２には蓄積期間a1,…,anの間にセンサ部１に発生した
電荷の総和が蓄積されていることになる。即ち、１フィ
ールド期間における除去パルスΦSUBの各印加期間、回
数により垂直転送レジスタ２に蓄積される電荷の総和が
制御され、固体撮像素子自体で露出補正ができる。
加によりセンサ部１から垂直転送レジスタ２へ電荷が順
次移動する。よって時刻tnの直後には、垂直転送レジス
タ２には蓄積期間a1,…,anの間にセンサ部１に発生した
電荷の総和が蓄積されていることになる。即ち、１フィ
ールド期間における除去パルスΦSUBの各印加期間、回
数により垂直転送レジスタ２に蓄積される電荷の総和が
制御され、固体撮像素子自体で露出補正ができる。
そして、蛍光灯などの光源は第３図のように100Hzで
変動しているため、この光量を１フィールド期間分時間
積分すると、各フィールドでその総光量が異なりフリッ
カ雑音を発生していたが、本発明では、第３図に示すよ
うに、１フィールド期間（1/60秒）のうちの1/100秒の
間で電荷を蓄積するため、各フィールドとも光源の変動
の１周期分を蓄積することになり、フリッカ雑音がなく
なる。
変動しているため、この光量を１フィールド期間分時間
積分すると、各フィールドでその総光量が異なりフリッ
カ雑音を発生していたが、本発明では、第３図に示すよ
うに、１フィールド期間（1/60秒）のうちの1/100秒の
間で電荷を蓄積するため、各フィールドとも光源の変動
の１周期分を蓄積することになり、フリッカ雑音がなく
なる。
［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、蓄積期間を、１
フィールド期間内の光信号の周期的変動の１周期に相当
する期間にまんべんなく分布させているので、前記セン
シング手段に蓄積された情報を除去する除去期間，回数
を制御して、フリッカ雑音を発生することなく、固体撮
像素子自体で露出補正を行うことができる。
フィールド期間内の光信号の周期的変動の１周期に相当
する期間にまんべんなく分布させているので、前記セン
シング手段に蓄積された情報を除去する除去期間，回数
を制御して、フリッカ雑音を発生することなく、固体撮
像素子自体で露出補正を行うことができる。
その結果、従来用いていた絞り羽根及びその周辺の機
構部材等が不用になり、コストや本体装置のサイズを小
さくすることができる。
構部材等が不用になり、コストや本体装置のサイズを小
さくすることができる。
第１図は本発明の実施例の動作を説明する図、 第２図は上記実施例で用いるフレームインターライント
ランスファ型CCDの概念図、 第３図は蛍光灯等の光量と実施例の関係を表わす図、 第４図はインターライントランスファ型CCDの概念図、 第５図は第４図のＡ−Ａ′線に沿う断面図及びポテンシ
ャル図、 第６図は従来の電子シャッタの動作を説明する図であ
る。 １……センサ部（センシング手段） ２……垂直転送レジスタ（第１の記憶手段） ３……記憶部（第２の記憶手段） ４……水平転送レジスタ ５……出力アンプ
ランスファ型CCDの概念図、 第３図は蛍光灯等の光量と実施例の関係を表わす図、 第４図はインターライントランスファ型CCDの概念図、 第５図は第４図のＡ−Ａ′線に沿う断面図及びポテンシ
ャル図、 第６図は従来の電子シャッタの動作を説明する図であ
る。 １……センサ部（センシング手段） ２……垂直転送レジスタ（第１の記憶手段） ３……記憶部（第２の記憶手段） ４……水平転送レジスタ ５……出力アンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−207286（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−165271（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04N 5/30 - 5/335
Claims (1)
- 【請求項１】光信号を受けて光電変換を行い情報の蓄積
を行うセンシング手段と、該センシング手段から情報を
読み込む第１の記憶手段と、 該第１の記憶手段からの情報を記憶する第２の記憶手段
と、 前記センシング手段の情報を除去する除去手段と、 １フィールド期間内の前記光信号の周期的変動の１周期
に相当する期間内に、２回以上間欠的に前記センシング
手段の情報を前記除去手段により除去させ、該センシン
グ手段の除去直前の情報を前記第１の記憶手段に読み込
ませ、１フィールド期間に１度前記第１の記憶手段の情
報を前記第２の記憶手段に移させるよう制御する制御手
段と、を有することを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2266329A JP2798802B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2266329A JP2798802B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04144379A JPH04144379A (ja) | 1992-05-18 |
| JP2798802B2 true JP2798802B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=17429419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2266329A Expired - Fee Related JP2798802B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2798802B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006222935A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-08-24 | Canon Inc | 電子スチルカメラ及び撮像方法及びプログラム及び記憶媒体 |
| US7920175B2 (en) | 2005-01-13 | 2011-04-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Electronic still camera performing composition of images and image capturing method therefor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63207286A (ja) * | 1987-02-23 | 1988-08-26 | Sony Corp | 固体撮像装置の読み出し方法 |
| JPH01165271A (ja) * | 1987-12-21 | 1989-06-29 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
-
1990
- 1990-10-05 JP JP2266329A patent/JP2798802B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04144379A (ja) | 1992-05-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |