JP3019539B2 - 固体撮像素子の駆動方法 - Google Patents

固体撮像素子の駆動方法

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JP3019539B2
JP3019539B2 JP3275723A JP27572391A JP3019539B2 JP 3019539 B2 JP3019539 B2 JP 3019539B2 JP 3275723 A JP3275723 A JP 3275723A JP 27572391 A JP27572391 A JP 27572391A JP 3019539 B2 JP3019539 B2 JP 3019539B2
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clock
phase
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driving method
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中村  聡
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Sony Corp
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ等に使用
される固体撮像素子(CCD)の駆動方法に関し、特に
各画素の信号を水平方向に高速で転送して外部に取り出
すための水平転送レジスタの駆動に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えばビデオカメラに使用される固体撮
像素子(CCD)においては、平面状に形成された撮像
面で撮影された各画素の信号は水平走査のタイミングで
順次垂直方向に転送され、撮像面の端部に設けられた水
平転送レジスタ(CCD)にて画素クロックのタイミン
グで水平方向に高速で転送されて外部に取り出されるよ
うになっている。
【0003】このような固体撮像素子において、水平転
送レジスタの駆動は高速転送を行うために例えば2相の
クロック信号を用いて行われている。そしてこの場合
2相のクロック信号φHa、φHb、上述の垂直方向
の転送の期間には水平方向の転送は休止されるものであ
り、それぞれ図3に示すように所定の間隔ごとに休止期
間(水平ブランキング期間)を有して、この間の期間に
高速のクロック信号が設けられている。
【0004】一方、上述の水平転送レジスタはいわゆる
CCDの構成を有するものであり、この回路(CCD)
クロック信号φHa、φHbから見たときの等価負荷は
一般的に図4に示すように結合容量C1 を有するものに
なっている。そしてこの場合に互いに逆相の信号が結
合容量C1 の両端から供給されると、その一端から見た
実効的な結合容量は2倍になるものである。
【0005】すなわちφHa=Vとすると、φHb=−Vと
なり、結合容量C1 を流れる電流Ia は、
【数1】 となる。従って例えばφHa側から見たC1 の容量をCa
とすると、
【数2】 から、Ca =2C1 となり、結合容量は2倍になる。
【0006】これに対し上述の2相のクロック信号
φHa、φHbは、図5に詳細に示すように水平ブランキン
グ期間にはそれぞれ高電位と低電位に固定されている。
そして水平走査期間の始端で同時に反転が起動されるよ
うになっている。このためこれらのクロック信号φHa
φHb においては、水平ブランキング期間の固定電位によ
って波形がハイレベル(+V)またはローレベル(−
V)に固定され、この水平ブランキングの波形のみに着
目すると、電荷転送に用いられるクロックの周期(ま
は周波数)に対して低周波成分が形成される。そしてこ
低周波成分についても、図6のAに示すように電位関
係が逆相に変化されるようになっている。
【0007】従って上述のクロック信号φHa、φHb
は、この低周波成分についても見掛けの結合容量が2倍
になり、この低周波成分に対しては(C2 +2C1 )の
負荷容量が掛かることになる。このためクロックドライ
バーの駆動力が充分でない場合には、負荷容量の影響に
よって低周波成分の変化に対する応答が遅くなり、例え
ば図6のAに示すように水平ブランキング期間の直後の
反転部分で波形に歪みを生じてしまうことになる。
【0008】すなわちクロックドライバーの駆動力が充
分でない場合には、CCDの駆動波形の実効振幅が同図
のBに示すように水平走査期間の始端で低下される。そ
してこのように駆動波形の実効振幅が低下されると、転
送不良が誘発され、縦すじノイズが発生されるなど、画
質を著しく劣化させてしまうことになる。
【0009】なおクロックドライバーの駆動力を大きく
することは、水平走査期間の始端だけでなく全体の駆動
電力が大きくされることになり、これでは消費電力が大
幅に増大することになって不合理である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来のクロック信号では休止期間による波形の変
化で形成される低周波成分についても逆相で変化される
ことによる見掛けの結合容量が2倍になり、これによっ
て水平走査期間の始端で駆動波形の実効振幅が低下さ
れ、縦すじノイズが発生されるなど、画質が著しく劣化
されてしまうというものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、所定の間隔ご
とに休止期間(水平ブランキング期間)を有すると共に
互いに逆相で供給される2相のクロック信号φH1、φH2
を用いて駆動される固 体撮像素子の駆動方法において、
上記休止期間後の起動時に、上記2相のクロック信号の
それぞれの供給を、互いにクロックの1周期以上ずらし
て開始する(図1)ようにしたことを特徴とする固体撮
像素子の駆動方法である。
【0012】
【作用】これによれば、2相のクロック信号の供給を互
いにクロックの1周期以上ずらすことによって、休止期
間による波形の変化で形成される低周波成分についての
見掛けの結合容量が削減されCCDの駆動波形の実効振
幅の低下が抑圧されて、画質の劣化を防止することがで
きる。
【0013】
【実施例】図1は2相のクロック信号φH1、φH2の一例
を示したものである。この図において、2相のクロック
信号φH1、φH2は、例えば水平ブランキング期間にはそ
れぞれ高電位と低電位に固定(停止)され、水平走査期
間の始端で反転が開始(起動)されるようになってい
る。そして水平走査期間の始端での2相のクロック信号
φH1、φH2の供給が、例えばクロック信号φH2をクロッ
クの1周期分進相して開始されるようになっている。
【0014】そしてこのように2相のクロック信号
φH1、φH2の供給がクロックの1周期以上ずらして開始
されていると、水平走査期間の始端でφH1=Vのとき
に、φH2=0となり、結合容量C1 を流れる電流Iは、
【数3】 となる。従って例えばφH1側から見たC1 の容量をCと
すると、
【数4】 から、C=C1 となり、結合容量は従来の1/2にな
る。
【0015】すなわちこの場合に2相のクロック信号φ
H1、φH2の低周波成分は図2のAに示すように変化され
ている。従ってこの低周波成分に対する見掛けの結合容
従来の1/2となり、この低周波成分に対する負荷
容量は(C2 +C1 )となって、負荷容量の影響による
低周波成分の変化への応答が速くなる。このため水平走
査期間の始端でCCDの駆動波形の実効振幅が低下され
ることがなく(同図のB)、これによって縦すじノイズ
等の画質の劣化が生じることがなくなる。
【0016】こうして上述の駆動方法によれば、2相の
クロック信号φH1、φH2休止期間後の起動を互いにク
ロックの1周期以上ずらすことによって、低周波成分の
見掛けの結合容量が削減されCCDの駆動波形の実効振
幅の低下が抑圧されて、画質の劣化を防止することがで
きるものである。
【0017】従って上述の駆動方法によれば、クロック
ドライバーに駆動力の小さなものを使用することがで
き、低消費電力で高画質の固体撮像素子の駆動を行うこ
とができる。
【0018】なお上述の駆動方法において、水平転送レ
ジスタ(CCD)での信号の転送は、クロック信号
φH1、φH2の電位関係が反転するごとに行われるように
なっている。従って上述のようにクロック信号φH1、φ
H2の供給を互いにクロックの1周期以上ずらして開始し
ても、クロック信号φH1、φH2の電位関係に反転が生じ
ない場合には、誤転送等の誤動作を生じることはない。
【0019】また上述の例では、クロック信号φH2がク
ロックの1周期分進相されて開始されるようにしたが、
これはクロック信号φH1をクロックの1周期分進相させ
てもよい。ただし例えば固体撮像素子(CCD)におい
て、撮影された各画素の信号の垂直方向の転送を、クロ
ック信号φH1を高電位にして行っている場合には、クロ
ック信号φH2を進相させて高電位にする上述の実施例が
有効である。
【0020】なお、クロック信号を2周期分以上進相さ
せても動作は同様である。すなわち2周期分進相された
場合には、図2から容易に類推されるように、2周期前
からクロック信号φ H1 とφ H2 は同相になり、クロック信
号φ H1 とφ H2 が逆相に動作する直前までこの同相状態が
続くことになる。その後低周波成分に関しては、クロッ
ク信号φ H1 がハイレベル(+V)からローレベル(−
V)に変動するのみで、クロック信号φ H2 はハイレベル
に固定されたままである。
【0021】従ってクロック開始の1、2周期の期間は
クロック信号φ H1 とφ H2 とは同相であることが分かる。
よって、逆相クロックである高周波成分が同時に動作す
る直前の低周波成分による信号の変化は、加算される逆
相のクロック信号による変化分だけが容量端子に表れ
て、歪みは減少することになる。
【0022】さらに上述の駆動方法は、伝送路の周波数
特性の影響や、共振型駆動法などの、クロック信号の低
周波成分に影響がある場合に適応できる。
【0023】
【発明の効果】この発明によれば、2相のクロック信号
休止期間後の起動を互いにクロックの1周期以上ずら
すことによって、低周波成分の見掛けの結合容量が削減
されCCDの駆動波形の実効振幅の低下が抑圧されて、
画質の劣化を防止することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による駆動方法に用いる2相のクロック
信号の一例の波形図である。
【図2】その説明のための図である。
【図3】従来の駆動方法の説明のための図である。
【図4】回路(CCD)の等価負荷を示す線図である。
【図5】従来の駆動方法の説明のための図である。
【図6】従来の駆動方法の説明のための図である。
【符号の説明】
φH1、φH2 2相のクロック信号

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の間隔ごとに休止期間を有すると共
    互いに逆相で供給される2相のクロック信号を用いて
    駆動される固体撮像素子の駆動方法において、 上記休止期間後の 起動時に、上記2相のクロック信号の
    それぞれの供給を、互いにクロックの1周期以上ずらし
    て開始するようにしたことを特徴とする固体撮像素子の
    駆動方法。
JP3275723A 1991-10-23 1991-10-23 固体撮像素子の駆動方法 Expired - Lifetime JP3019539B2 (ja)

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US07/960,878 US5387934A (en) 1991-10-23 1992-10-14 Image pickup apparatus

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JPH05122619A JPH05122619A (ja) 1993-05-18
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