JP2807342B2 - 固体撮像素子の駆動方法 - Google Patents
固体撮像素子の駆動方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、CCD（電荷転送素子）を用いた固体撮像素
子の駆動方法に係わり、特にブルーミング特性の改善を
はかるための固体撮像素子の駆動方法に関する。
子の駆動方法に係わり、特にブルーミング特性の改善を
はかるための固体撮像素子の駆動方法に関する。
（従来の技術） 従来、CCDを用いた固体撮像素子では、部分的に明る
い光のスポットが入射されると、受光素子の蓄積能力を
越えて電荷が発生することがある。過剰に発生した電荷
は、受光素子から漏れ出て、隣接する転送路や受光素子
に流れ込み、大きな画質の劣化を招く。この現象は、ブ
ルーミングと呼ばれている。受光素子におけるブルーミ
ングの対策としては、過剰電荷を基板に吸い取る構造や
オーバーフロードレインなどが採用されており、効果を
上げている。
い光のスポットが入射されると、受光素子の蓄積能力を
越えて電荷が発生することがある。過剰に発生した電荷
は、受光素子から漏れ出て、隣接する転送路や受光素子
に流れ込み、大きな画質の劣化を招く。この現象は、ブ
ルーミングと呼ばれている。受光素子におけるブルーミ
ングの対策としては、過剰電荷を基板に吸い取る構造や
オーバーフロードレインなどが採用されており、効果を
上げている。
ところが、積層型の固体撮像素子では、感光領域が広
いためCCDの転送容量よりも大きな信号電荷が蓄積さ
れ、これがブルーミング発生の要因となる。従来方法で
は、このようなブルーミングを確実に防止することはで
きない。また、複数画素の信号電荷を加算して感度の向
上をはかった固体撮像素子では、CCDで転送する信号電
荷も加算画素分となるので、CCDにおけるブルーミング
の発生する可能性が高い。
いためCCDの転送容量よりも大きな信号電荷が蓄積さ
れ、これがブルーミング発生の要因となる。従来方法で
は、このようなブルーミングを確実に防止することはで
きない。また、複数画素の信号電荷を加算して感度の向
上をはかった固体撮像素子では、CCDで転送する信号電
荷も加算画素分となるので、CCDにおけるブルーミング
の発生する可能性が高い。
（発明が解決しようとする課題） このように従来、CCDを用いた固体撮像素子におい
て、特に積層型や画素加算方式の固体撮像素子において
は、強い入射光に対してブルーミングが発生する虞れが
あり、これが再生画像の品質を低下させる要因となって
いた。
て、特に積層型や画素加算方式の固体撮像素子において
は、強い入射光に対してブルーミングが発生する虞れが
あり、これが再生画像の品質を低下させる要因となって
いた。
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その
目的とするところは、ハイライト光を撮像したときのブ
ルーミングを抑制することができ、常に良好な再生画像
を得ることのできる固体撮像素子の駆動方法を提供する
ことにある。
目的とするところは、ハイライト光を撮像したときのブ
ルーミングを抑制することができ、常に良好な再生画像
を得ることのできる固体撮像素子の駆動方法を提供する
ことにある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の骨子は、CCDを用いた固体撮像素子におい
て、感光画素から読み出した信号電荷の中で垂直CCDの
転送容量よりも多い過剰な信号電荷を、感光画素へ押し
戻す駆動を行うことにある。
て、感光画素から読み出した信号電荷の中で垂直CCDの
転送容量よりも多い過剰な信号電荷を、感光画素へ押し
戻す駆動を行うことにある。
即ち本発明は、半導体基板上に二次元的に配列された
感光画素と、これらの感光画素の垂直配列方向に沿って
設けられた複数本の垂直転送部と、隣接する複数個の感
光画素の信号電荷を加算し、これを等価的に１画素の信
号として転送する多相の垂直転送電極とを備えた固体撮
像素子の駆動方法において、前記隣接する複数個の感光
画素の信号電荷を異なる時刻に垂直転送部へ読み出し、
順次に感光画素の信号電荷を加算する動作で、所定量以
上の信号電荷は加算しない動作を行う（所定量以上の信
号電荷を加算すべき感光画素の一つに押し戻す）ことを
特徴としている。
感光画素と、これらの感光画素の垂直配列方向に沿って
設けられた複数本の垂直転送部と、隣接する複数個の感
光画素の信号電荷を加算し、これを等価的に１画素の信
号として転送する多相の垂直転送電極とを備えた固体撮
像素子の駆動方法において、前記隣接する複数個の感光
画素の信号電荷を異なる時刻に垂直転送部へ読み出し、
順次に感光画素の信号電荷を加算する動作で、所定量以
上の信号電荷は加算しない動作を行う（所定量以上の信
号電荷を加算すべき感光画素の一つに押し戻す）ことを
特徴としている。
また本発明は、半導体基板上に二次元的に配列された
感光画素と、これらの感光画素の垂直配列方向に沿って
設けられた複数本の垂直転送部と、垂直方向に隣接する
２つの感光画素の信号電荷をフィールドシフト動作で読
出して加算し、これを１つの信号として転送する４相の
垂直転送電極とを備えた固体撮像素子の駆動方法におい
て、前記フィールドシフト動作を異なる時刻の２回に分
け、第１のフィールドシフト動作は、前記加算すべき２
つの感光画素の一方である第１の感光画素の信号電荷を
４相の垂直転送電極のうちの第１の感光画素に隣接した
１電極のみハイレベルとし、他の３電極をローレベルと
し、第１の感光画素の信号電荷のみを垂直転送部へ読み
出し、次いで垂直転送部に読み出した信号電荷を前記加
算すべき２つの感光画素の他方である第２の感光画素ま
で垂直転送部で転送させ、第２のフィールドシフト動作
は、第１の感光画素と同様に垂直転送電極の第２の感光
画素に隣接した１電極のみハイレベルとし、他の３電極
はローレベルとして、第２の感光画素の信号電荷を垂直
転送部へ読み出し、第１及び第２の感光画素の信号電荷
を加算する動作で、所定量以上の信号電荷は加算しない
動作を行う（所定量以上の信号電荷を第２の感光画素に
押し戻す）ことを特徴としている。
感光画素と、これらの感光画素の垂直配列方向に沿って
設けられた複数本の垂直転送部と、垂直方向に隣接する
２つの感光画素の信号電荷をフィールドシフト動作で読
出して加算し、これを１つの信号として転送する４相の
垂直転送電極とを備えた固体撮像素子の駆動方法におい
て、前記フィールドシフト動作を異なる時刻の２回に分
け、第１のフィールドシフト動作は、前記加算すべき２
つの感光画素の一方である第１の感光画素の信号電荷を
４相の垂直転送電極のうちの第１の感光画素に隣接した
１電極のみハイレベルとし、他の３電極をローレベルと
し、第１の感光画素の信号電荷のみを垂直転送部へ読み
出し、次いで垂直転送部に読み出した信号電荷を前記加
算すべき２つの感光画素の他方である第２の感光画素ま
で垂直転送部で転送させ、第２のフィールドシフト動作
は、第１の感光画素と同様に垂直転送電極の第２の感光
画素に隣接した１電極のみハイレベルとし、他の３電極
はローレベルとして、第２の感光画素の信号電荷を垂直
転送部へ読み出し、第１及び第２の感光画素の信号電荷
を加算する動作で、所定量以上の信号電荷は加算しない
動作を行う（所定量以上の信号電荷を第２の感光画素に
押し戻す）ことを特徴としている。
（作用） 本発明によれば、複数画素の信号電荷の加算後に、垂
直CCDの転送容量よりも多い過剰な信号電荷が感光画素
に押し戻されるので、信号電荷の転送の際にCCDから信
号電荷が漏れ出すことはない。従って、ハイライト光を
撮像しても、モニタ画面上でハイライト光による像が垂
直に広がることなく、ブルーミングを確実に抑制するこ
とが可能となる。
直CCDの転送容量よりも多い過剰な信号電荷が感光画素
に押し戻されるので、信号電荷の転送の際にCCDから信
号電荷が漏れ出すことはない。従って、ハイライト光を
撮像しても、モニタ画面上でハイライト光による像が垂
直に広がることなく、ブルーミングを確実に抑制するこ
とが可能となる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例方法に使用したCCDカメラ
（固体撮像装置）の概略構成を示すブロツク図である。
図中10はCCD撮像素子、20は信号処理回路、30は同期パ
ルス発生回路、40はブルーミング抑圧タイミング発生回
路、50はドライバ、60は集光レンズを示している。
（固体撮像装置）の概略構成を示すブロツク図である。
図中10はCCD撮像素子、20は信号処理回路、30は同期パ
ルス発生回路、40はブルーミング抑圧タイミング発生回
路、50はドライバ、60は集光レンズを示している。
この装置では、光入力信号をレンズ60で集光し、CCD
撮像素子10に結像させる。CCD撮像素子10の出力信号
は、信号処理回路20でγ（ガンマ）補正、黒レベル再生
などを行って出力される。また、CCD撮像素子10の駆動
に際しては、ブルーミンク抑圧に必要なタイミングをブ
ルーミング抑圧タイミング発生回路40で発生させ、他の
標準タイミングは同期パルス発生回路30より供給するも
のとなっている。
撮像素子10に結像させる。CCD撮像素子10の出力信号
は、信号処理回路20でγ（ガンマ）補正、黒レベル再生
などを行って出力される。また、CCD撮像素子10の駆動
に際しては、ブルーミンク抑圧に必要なタイミングをブ
ルーミング抑圧タイミング発生回路40で発生させ、他の
標準タイミングは同期パルス発生回路30より供給するも
のとなっている。
次に、CCD撮像素子10の具体的構成、及びその駆動方
法について説明する。第２図は、CCD撮像素子（インタ
ーライン転送型CCD）の基本構成を示す平面図である。
この撮像素子は、感光画素11,垂直CCD12及び転送電極13
（φV1〜φV4）で構成される。なお、このCCD撮像素子
は、感光画素11,垂直CCD12及び転送電極13の上部に光電
変換膜としてアモルファスシリコンを設けた積層型の構
造となっており、垂直方向に隣接する２つの感光画素の
信号電荷を加算する方式となっている。
法について説明する。第２図は、CCD撮像素子（インタ
ーライン転送型CCD）の基本構成を示す平面図である。
この撮像素子は、感光画素11,垂直CCD12及び転送電極13
（φV1〜φV4）で構成される。なお、このCCD撮像素子
は、感光画素11,垂直CCD12及び転送電極13の上部に光電
変換膜としてアモルファスシリコンを設けた積層型の構
造となっており、垂直方向に隣接する２つの感光画素の
信号電荷を加算する方式となっている。
感光画素11に蓄積された信号電荷Q1,Q2を、転送電極
φV1，φV3にフィールドシフト電圧VFSを異なる時刻に
印加することで垂直CCD12に読み出す。このとき、他の
３電極はローレベルVLにする。読み出した信号電荷は、
転送電極φV1，φV2，φV3，φV4にLSパルスを印加し
て、（ア）の方向へ転送する。垂直CCD12の転送容量Qv
-CCDMAXよりも信号電荷Q1＋Q2が多い時（特に、Qv
-CCDMAX＜Q1＋Q2は積層型CCDに発生し易い）は、過剰電
荷を（イ）の動作によって感光画素11へ押し戻す。この
動作を行うことで、垂直CCD12で過剰電荷が抑圧できる
ためブルーミングは発生しない。
φV1，φV3にフィールドシフト電圧VFSを異なる時刻に
印加することで垂直CCD12に読み出す。このとき、他の
３電極はローレベルVLにする。読み出した信号電荷は、
転送電極φV1，φV2，φV3，φV4にLSパルスを印加し
て、（ア）の方向へ転送する。垂直CCD12の転送容量Qv
-CCDMAXよりも信号電荷Q1＋Q2が多い時（特に、Qv
-CCDMAX＜Q1＋Q2は積層型CCDに発生し易い）は、過剰電
荷を（イ）の動作によって感光画素11へ押し戻す。この
動作を行うことで、垂直CCD12で過剰電荷が抑圧できる
ためブルーミングは発生しない。
これらの動作を行うための転送電荷φV1〜φV4へ印加
するパルスを、第３図に示す。転送電極φV1〜φV4へ図
に示したパルスを印加する。VFSの印加電圧で感光画素1
1より信号電荷を垂直CCD12へ読み出す。t1〜t9までの時
間に、信号電荷Q1とQ2の加算を行い垂直CCD12の転送容
量より多い過剰な信号電荷を感光画素11へ押し戻す。そ
の後、LSパルスによって垂直CCD12を信号電荷Q1＋Q2が
（ア）の方向へ転送される。
するパルスを、第３図に示す。転送電極φV1〜φV4へ図
に示したパルスを印加する。VFSの印加電圧で感光画素1
1より信号電荷を垂直CCD12へ読み出す。t1〜t9までの時
間に、信号電荷Q1とQ2の加算を行い垂直CCD12の転送容
量より多い過剰な信号電荷を感光画素11へ押し戻す。そ
の後、LSパルスによって垂直CCD12を信号電荷Q1＋Q2が
（ア）の方向へ転送される。
ここで、t0〜t9における信号電荷の流れについて、第
４図を参照して説明する。第４図は、第２図の矢印Ａ−
Ａ′断面及び該断面における信号電荷の転送状態を示し
ている。
４図を参照して説明する。第４図は、第２図の矢印Ａ−
Ａ′断面及び該断面における信号電荷の転送状態を示し
ている。
t0時には、感光画素11にそれぞれ光電変換した信号電
荷Q1,Q2が蓄積されている。t1時にφV1電極にVFS電圧を
印加することでφV1電極下のポテンシャルがψFSとな
り、φV1電極下に信号電荷Q1が読み出される。t2時は、
信号電荷Q1が読み終えた状態を示す。t2〜t6までに、φ
V1電極下の信号電荷Q1をφV3電極下へ転送する。次に、
t7時にφV3電極にVFS電圧を印加し、φV3電極下のポテ
ンシャルをψFSとすることで、信号電荷Q2を読み出し、
これを信号電荷Q1と加算する。t8時に、垂直CCD12の転
送容量より過剰な信号電荷Q2Bを感光画素11へ押し戻
す。この動作によって、ブルーミングが抑圧される。過
剰電荷の押し戻しは、φV1又はφV3に隣接する感光画素
11のどちらでもよい。
荷Q1,Q2が蓄積されている。t1時にφV1電極にVFS電圧を
印加することでφV1電極下のポテンシャルがψFSとな
り、φV1電極下に信号電荷Q1が読み出される。t2時は、
信号電荷Q1が読み終えた状態を示す。t2〜t6までに、φ
V1電極下の信号電荷Q1をφV3電極下へ転送する。次に、
t7時にφV3電極にVFS電圧を印加し、φV3電極下のポテ
ンシャルをψFSとすることで、信号電荷Q2を読み出し、
これを信号電荷Q1と加算する。t8時に、垂直CCD12の転
送容量より過剰な信号電荷Q2Bを感光画素11へ押し戻
す。この動作によって、ブルーミングが抑圧される。過
剰電荷の押し戻しは、φV1又はφV3に隣接する感光画素
11のどちらでもよい。
このような駆動を行うことによって、従来、第５図
（ａ）に示すようにハイライト光撮像時に発生していた
ブルーミングを、同図（ｂ）に示すように抑圧すること
ができた。
（ａ）に示すようにハイライト光撮像時に発生していた
ブルーミングを、同図（ｂ）に示すように抑圧すること
ができた。
第３図の動作では、常にφV3電極側の感光画素11に過
剰電荷が蓄積されるため、移動しているハイライト光を
撮像した時に、ハイライト光が尾を引いた現象（ハイラ
イト残像）が長く続く。この対策を、第６図及び第７図
に示す。
剰電荷が蓄積されるため、移動しているハイライト光を
撮像した時に、ハイライト光が尾を引いた現象（ハイラ
イト残像）が長く続く。この対策を、第６図及び第７図
に示す。
第６図に、ハイライト残像を改善する駆動パルス波形
を示す。NTSC方式では、１画面（１フレーム）を２フィ
ールド（A,B）のインターレース動作で構成している。
転送電極φV1，φV3へ印加するパルスPFS1,PFS3の順番
をフィールド間で異ならせることによって、過剰電荷の
押し戻し画素を異ならせる。この動作を第７図に示す。
を示す。NTSC方式では、１画面（１フレーム）を２フィ
ールド（A,B）のインターレース動作で構成している。
転送電極φV1，φV3へ印加するパルスPFS1,PFS3の順番
をフィールド間で異ならせることによって、過剰電荷の
押し戻し画素を異ならせる。この動作を第７図に示す。
第７図（ａ）に示すようにＡフィールドでは、まずφ
V1電極側の感光画素11に蓄積していた信号電荷をPFS1で
読み出す。次に、φV3電極側の感光画素11に蓄積してい
た信号電荷をPFS3で読み出す。この時、垂直CCD12の転
送容量以上の過剰電荷は、φV3電極側の感光画素11へ押
し戻す。また、第７図（ｂ）に示すようにＢフィールド
では、まずφV3電極側の感光画素11に蓄積していた信号
電荷をPFS3で読み出す。次に、φV1電極側の感光画素11
に蓄積していた信号電荷をPFS1で読み出す。この時、垂
直CCD12の転送容量以上過剰電荷は、φV1電極側の感光
画素11へ押し戻す。即ち、ＡフィールドとＢフィールド
間で過剰電荷の押し戻し画素を違えることで、単位感光
画素での過剰電荷量を1/2にでき、ハイライト残像が1/2
に低減される。
V1電極側の感光画素11に蓄積していた信号電荷をPFS1で
読み出す。次に、φV3電極側の感光画素11に蓄積してい
た信号電荷をPFS3で読み出す。この時、垂直CCD12の転
送容量以上の過剰電荷は、φV3電極側の感光画素11へ押
し戻す。また、第７図（ｂ）に示すようにＢフィールド
では、まずφV3電極側の感光画素11に蓄積していた信号
電荷をPFS3で読み出す。次に、φV1電極側の感光画素11
に蓄積していた信号電荷をPFS1で読み出す。この時、垂
直CCD12の転送容量以上過剰電荷は、φV1電極側の感光
画素11へ押し戻す。即ち、ＡフィールドとＢフィールド
間で過剰電荷の押し戻し画素を違えることで、単位感光
画素での過剰電荷量を1/2にでき、ハイライト残像が1/2
に低減される。
第８図に、本実施例によるブルーミング抑圧の効果を
示す。横軸に入力光量、縦軸にブルーミングの広がり量
をとり、標準光量を１とし、ブルーミングが発生してい
ない状態を１とした。標準光量の1000倍光量時に、従来
ではハイライト光の像が約５倍（モニタ画面の上下方向
であるから実際は10倍）の大きさに広がっていたが、本
発明を用いることでブルーミングを抑圧できた。また、
1000倍光に対しても、僅かな広がりに抑えることができ
た。
示す。横軸に入力光量、縦軸にブルーミングの広がり量
をとり、標準光量を１とし、ブルーミングが発生してい
ない状態を１とした。標準光量の1000倍光量時に、従来
ではハイライト光の像が約５倍（モニタ画面の上下方向
であるから実際は10倍）の大きさに広がっていたが、本
発明を用いることでブルーミングを抑圧できた。また、
1000倍光に対しても、僅かな広がりに抑えることができ
た。
次に、本発明の他の実施例について、第９図及び第10
図を参照して説明する。この実施例では、φV1，φV3の
転送電極だけではなく、φV2の転送電極の下にも信号電
荷を蓄積することにある。
図を参照して説明する。この実施例では、φV1，φV3の
転送電極だけではなく、φV2の転送電極の下にも信号電
荷を蓄積することにある。
第９図に、転送電極φV1〜φV4へ印加するパルスを示
す。転送電極φV1〜φV4へ図に示したパルスを印加す
る。ここで、前記第３図と異なる点は、フィールドシフ
ト動作時にφV2へ印加するパルスをミドルレベルVMとし
通常のローレベルVLよりも高くしている。この場合の信
号電荷の流れを第10図に示す。t0時には、先の実施例と
同様に感光画素11に信号電荷Q1,Q2が蓄積されている。t
1時にφV1電極にVFS電圧を印加することでφV1電極下の
ポテンシャルがφFSとなり、信号電荷Q1が読み出され
る。このとき、φV2の電位もローレベルではないので、
信号電荷Q1の一部はφV2電極の下にも蓄積される。t2〜
t6までにφV1及びφV2電極下の信号電荷Q1をφV3及びφ
V2電極下へ転送する。次に、t7時にφV3電極にVFS電圧
を印加し、φV3電極下のポテンシャルをφFSとすること
で、信号電荷Q2を読み出し、信号電荷Q1と加算する。t8
時に、垂直CCD12の転送容量より過剰な信号電荷Q2Bを感
光画素11へ押し戻す。なお、このときの垂直CCD12の転
送容量は、先の実施例よりもφV2電極下の分だけ大きく
なる。
す。転送電極φV1〜φV4へ図に示したパルスを印加す
る。ここで、前記第３図と異なる点は、フィールドシフ
ト動作時にφV2へ印加するパルスをミドルレベルVMとし
通常のローレベルVLよりも高くしている。この場合の信
号電荷の流れを第10図に示す。t0時には、先の実施例と
同様に感光画素11に信号電荷Q1,Q2が蓄積されている。t
1時にφV1電極にVFS電圧を印加することでφV1電極下の
ポテンシャルがφFSとなり、信号電荷Q1が読み出され
る。このとき、φV2の電位もローレベルではないので、
信号電荷Q1の一部はφV2電極の下にも蓄積される。t2〜
t6までにφV1及びφV2電極下の信号電荷Q1をφV3及びφ
V2電極下へ転送する。次に、t7時にφV3電極にVFS電圧
を印加し、φV3電極下のポテンシャルをφFSとすること
で、信号電荷Q2を読み出し、信号電荷Q1と加算する。t8
時に、垂直CCD12の転送容量より過剰な信号電荷Q2Bを感
光画素11へ押し戻す。なお、このときの垂直CCD12の転
送容量は、先の実施例よりもφV2電極下の分だけ大きく
なる。
このような駆動を行うことによって、先の実施例と同
様に、ハイライト光撮像時に発生していたブルーミング
を抑圧することができ、また垂直CCD12で転送する飽和
信号量を制御することができ、これによってもブルーミ
ングをより確実に抑制することが可能となる。
様に、ハイライト光撮像時に発生していたブルーミング
を抑圧することができ、また垂直CCD12で転送する飽和
信号量を制御することができ、これによってもブルーミ
ングをより確実に抑制することが可能となる。
なお、本発明は上述した各実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実
施することができる。実施例では、過剰信号電荷を感光
画素へ押し戻し、次の信号電荷の読み出し時に、過剰電
荷も同時に読み出す方法を用いたが、これ以外の方法と
して、 フレームインターライン転送型CCD（FIT-CCD）で
は、感光画素への過剰電荷の押し戻し動作後に、ストレ
ージ部へ高速転送し、次に感光画素の過剰電荷全てを垂
直CCDへ読み出し、ストレージ部側のドレイン若しくは
反対側に設けたドレインへ転送することで、ブルーミン
グとハイライト残像の両方とも改善できる。
はなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実
施することができる。実施例では、過剰信号電荷を感光
画素へ押し戻し、次の信号電荷の読み出し時に、過剰電
荷も同時に読み出す方法を用いたが、これ以外の方法と
して、 フレームインターライン転送型CCD（FIT-CCD）で
は、感光画素への過剰電荷の押し戻し動作後に、ストレ
ージ部へ高速転送し、次に感光画素の過剰電荷全てを垂
直CCDへ読み出し、ストレージ部側のドレイン若しくは
反対側に設けたドレインへ転送することで、ブルーミン
グとハイライト残像の両方とも改善できる。
単位感光画素に対応した横型OFD（オーバフロード
レイン）若しくは縦型OFD構造のデバイスでは、感光画
素の過剰電荷をドレインへ捨てることができる。この場
合もと同様、ブルーミングとハイライト残像が改善で
きる。
レイン）若しくは縦型OFD構造のデバイスでは、感光画
素の過剰電荷をドレインへ捨てることができる。この場
合もと同様、ブルーミングとハイライト残像が改善で
きる。
信号電荷を加算する画素は２つに限るものではな
く、３つ以上の画素を加算する方式でもよい。同様に、
転送電荷は４相駆動に限るものではなく、加算画素数に
応じて適宜変更可能である。
く、３つ以上の画素を加算する方式でもよい。同様に、
転送電荷は４相駆動に限るものではなく、加算画素数に
応じて適宜変更可能である。
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、CCDを用いた固
体撮像素子において、感光画素から読み出した信号電荷
の中で垂直CCDの転送容量よりも多い過剰な信号電荷
を、感光画素へ押し戻す駆動を行うことにより、ハイラ
イト光を撮像したときのブルーミングを抑制することが
でき、常に良好な再生画像を得ることが可能となる。
体撮像素子において、感光画素から読み出した信号電荷
の中で垂直CCDの転送容量よりも多い過剰な信号電荷
を、感光画素へ押し戻す駆動を行うことにより、ハイラ
イト光を撮像したときのブルーミングを抑制することが
でき、常に良好な再生画像を得ることが可能となる。
第１図は本発明の一実施例方法に使用した固体撮像装置
の概略構成を示すブロツク図、第２図はCCD撮像素子の
具体的構成を示す平面図、第３図は転送電極への印加パ
ルスを示す信号波形図、第４図は信号電荷の流れを示す
模式図、第５図はブルーミングの状態を示す模式図、第
６図はハイライト残像を改善する駆動パルスを示す信号
波形図、第７図は信号電荷の流れを示す模式図、第８図
はブルーミング抑圧の効果を示す特性図、第９図及び第
10図は本発明の他の実施例を説明するためのもので、第
９図は転送電極への印加パルスを示す信号波形図、第10
図は信号電荷の転送の様子を示す模式図である。 10……CCD撮像素子、20……信号処理回路、30……同期
パルス発生回路、４……ブルーミング抑圧タイミング発
生回路、50……ドライバ、60……集光レンズ、11……感
光画素、12……垂直CCD、13……垂直転送電極。
の概略構成を示すブロツク図、第２図はCCD撮像素子の
具体的構成を示す平面図、第３図は転送電極への印加パ
ルスを示す信号波形図、第４図は信号電荷の流れを示す
模式図、第５図はブルーミングの状態を示す模式図、第
６図はハイライト残像を改善する駆動パルスを示す信号
波形図、第７図は信号電荷の流れを示す模式図、第８図
はブルーミング抑圧の効果を示す特性図、第９図及び第
10図は本発明の他の実施例を説明するためのもので、第
９図は転送電極への印加パルスを示す信号波形図、第10
図は信号電荷の転送の様子を示す模式図である。 10……CCD撮像素子、20……信号処理回路、30……同期
パルス発生回路、４……ブルーミング抑圧タイミング発
生回路、50……ドライバ、60……集光レンズ、11……感
光画素、12……垂直CCD、13……垂直転送電極。
Claims (3)
- 【請求項１】半導体基板上に二次元的に配列された感光
画素と、これらの感光画素の垂直配列方向に沿って設け
られた複数本の垂直転送部と、隣接する複数個の感光画
素の信号電荷を加算し、これを１つの信号として転送す
る多相の垂直転送電極とを備えた固体撮像素子の駆動方
法において、 前記隣接する複数個の感光画素の信号電荷を異なる時刻
に垂直転送部へ読み出し、順次に感光画素の信号電荷を
加算する動作で、所定量以上の信号電荷は加算しない動
作を行うことを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。 - 【請求項２】半導体基板上に二次元的に配列された感光
画素と、これらの感光画素の垂直配列方向に沿って設け
られた複数本の垂直転送部と、垂直方向に隣接する２つ
の感光画素の信号電荷をフィールドシフト動作で読出し
て加算し、これを１つの信号として転送する４相の垂直
転送電極とを備えた固体撮像素子の駆動方法において、 前記フィールドシフト動作を異なる時刻の２回に分け、 第１のフィールドシフト動作は、前記加算すべき２つの
感光素画素の一方である第１の感光画素の信号電荷を４
相の垂直転送電極のうちの第１の感光画素に隣接した１
電極のみハイレベルとし、他の３電極をローレベルと
し、第１の感光画素の信号電荷のみを垂直転送部へ読み
出し、次いで垂直転送部に読み出した信号電荷を前記加
算すべき２つの感光画素の他方である第２の感光画素ま
で垂直転送部で転送させ、 第２のフィールドシフト動作は、第１の感光画素と同様
に垂直転送電極の第２の感光画素に隣接した１電極のみ
ハイレベルとし、他の３電極はローレベルとして、第２
の感光画素の信号電荷を垂直転送部へ読み出し、第１及
び第２の感光画素の信号電荷を加算する動作で、所定量
以上の信号電荷は加算しない動作を行うことを特徴とす
る固体撮像素子の駆動方法。 - 【請求項３】半導体基板上に二次元的に配列された感光
画素と、これらの感光画素の垂直配列方向に沿って設け
られた複数本の垂直転送部と、垂直方向に隣接する２つ
の感光画素の信号電荷をフィールドシフト動作で読出し
て加算し、これを１つの信号として転送する４相の垂直
転送電極とを備えた固体撮像素子の駆動方法において、 前記フィールドシフト動作を異なる時刻の２回に分け、 第１のフィールドシフト動作は、前記加算すべき２つの
感光画素の一方である第１の感光画素の信号電荷を４相
の垂直転送電極のうちの１電極をハイレベルとし、これ
に隣接する１電極又は２電極をミドルレベルとし、残り
の電極をローレベルとし、第１の感光画素の信号電荷の
みを垂直転送部へ読み出し、次いで垂直転送部に読み出
した信号電荷を前記加算すべき２つの感光画素の他方で
ある第２の感光画素まで垂直転送部で転送させ、 第２のフィールドシフト動作は、第１の感光画素と同様
に垂直転送電極の１電極をハイレベルとし、これに隣接
する１電極又は２電極をミドルレベルとし、残りの電極
をローレベルとして、第２の感光画素の信号電荷を垂直
転送部へ読み出し、第１及び第２の感光画素の信号電荷
を加算する動作で、所定量以上の信号電荷は加算しない
動作を行うことを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2340328A JP2807342B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2340328A JP2807342B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04207874A JPH04207874A (ja) | 1992-07-29 |
| JP2807342B2 true JP2807342B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=18335892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2340328A Expired - Fee Related JP2807342B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2807342B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4305970B2 (ja) | 1998-06-05 | 2009-07-29 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子の駆動方法 |
| US7456891B2 (en) * | 2003-06-12 | 2008-11-25 | Eastman Kodak Company | Multiple read photodiode |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2340328A patent/JP2807342B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04207874A (ja) | 1992-07-29 |
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