JPH01241987A - 固体撮像装置の駆動方法 - Google Patents

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。

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の駆動方法に関するものである。

従来の技術 近年、固体撮像装置を用いたビデオカメラには、２　べ
−／ フィルムカメラのシャソタースピードニ相当スル光電変
換時間を電気的にコン１−ロールし、速く動く被写体に
対しても映像のブレを少なくする機能が付されている。

（以下、固体撮像装置の光電変換時間を電気的にコント
ロールすることを電子シャッタと略す。） 以下、図面を参照しながら電子ンヤノタを実現するだめ
の固体撮像装置の駆動方法について説明する。固体撮像
装置の基本的な構造は第３図に示すように、光電変換部
１、垂直転送部２、蓄積部３、水平転送部４、信号電荷
検出部５、排出部６からなる。矢印は通常の信号の転送
方向を示す。

第４図は電子シャッタ動作時の固体撮像装置の代表的な
駆動パルスの一例で、それぞれａは複合帰線信号、ｂは
光電変換部１で蓄積された信号電荷を垂直転送部２へ移
す転送パルス（以下、読み出しパルスと略す）、Ｃは光
電変換部１から垂直転送部２へ転送された信号電荷を、
蓄積部３もしくは、排出部６へ転送するだめの転送パル
スｄは垂直転送部２の信号電荷を蓄積部３へ転送するた
３　も−／ めの転送パルス及び、蓄積部３の信号電荷を水平転送部
４へ転送するだめのパルス、ｅは水平転送部４の信号電
荷を電荷検出部５へ転送するだめの転送パルスを示す。

垂直帰線期間１７中に、第１の読み出しパルス１１が印
加されると、それまで光電変換部１に蓄積されていた映
像に使用しない不要信号電荷が、垂直転送部２へ転送さ
れる。次に期間１３の間にこの不要信号電荷を排出部６
へ（第３図の垂直転送部の矢印とは反対方向に）高速転
送パルス１５で転送し、そして排出部６で不要信号電荷
を全て捨てる。その後、第２の読み出しパルス１２を印
加して期間１３の間に光電変換部１に蓄積された、映像
に使用する信号電荷を垂直転送部２へ移し、その信号電
荷を期間１４の間に蓄積部３へ高速転送パルス１６で転
送する。そして垂直走査期間で、１水平期間毎に垂直転
送パルスによって蓄積部３から水平転送部４へ１ライン
分の信号電荷が転送され、ｅの水平転送パルスによって
水平転送部３の信号電荷が電荷検出部５へ順次転送され
て固体撮像装置の出力信号となる。

この結果、垂直走査期間中に固体撮像装置″から出力さ
れる信号は、期間１３において光電変換部で蓄積された
信号のみであり、この期間１３は１／６ｏ○〜１／１２
００秒の大きさの時間である。

以上のような動作を行わせることによって電子シャッタ
ー動作が可能となる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら」二記のような構成では、電子シャッター
動作をしている時、第４図に示すように、映像に使用す
る信号電荷を蓄積する期間１３０間に、以前に第一の読
出しパルス１１で垂直転送部２へ読出した不要信号電荷
を排出部６へ転送する必要があるだめ、この光電変換の
期間を垂直帰線期間１７以外の時間に設定することがで
きない。

つまり、シャッタースピードに対して、その繰り返し期
間は１フィールド分（１／６０秒）であり、電子シャッ
ター動作による撮像での時間分解能を上げることができ
ない。

本発明は上記欠点に鑑み、光電変換期間を１フ５　ベー
／ イールド内に複数設定できる固体撮像装置の駆動方法を
提供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明の固体撮像装置の駆
動方法は、不要信号電荷を１水平帰線期間内に垂直転送
部以外に排出させ、任意時間後の水平帰線期間に映像に
必要な信号電荷を垂直転送部に読み出し、蓄積する動作
を１フィールド期間に任意回数繰り返し、垂直帰線期間
に蓄積部に高速転送することから構成されている。

作　　　用 この構成によって、光電変換期間を１フイールド内に複
数回、任意時刻に設定できることとなる。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。

第１図は本発明の実施例における固体撮像装置の駆動方
法を示すものである。本実施例における固体撮像装置は
、第３図において排出部６を除去した構造からなり、第
２図ａは第３図Ａ　−Ａ’の６　へ−７ 断面図、第２図すは第２図ａにおけるＢ−Ｂ’　のポテ
ンシャルの状態を表した図である。第２図ａにおいて、
２１はｎ型の半導体基板、１は光電変換部、２は垂直転
送部、領域２２はｐ型の半導体領域でキャリア密度を高
くしている。第２図すにオイて、２４は通常時のポテン
シャルの状態、２５は不要信号電荷排出時のポテンシャ
ルの状態である。基板２１に通常印加されている電圧よ
りも高い電圧を印加することで、不要信号電荷を基板２
１に排出するようにしている。

第１図において、ａは複合帰線信号、ｂは映像に必要な
信号電荷を垂直転送部２へ読み出す読み出しパルス、Ｃ
は不要信号電荷を光電変換部１から半導体基板２１へ排
出するだめの基板印加パルス、ｄは１フィールド期間垂
直転送部２に蓄積された信号電荷を蓄積部３へ転送する
だめの転送パルス、ｅはｄの転送パルスおよび蓄積部３
の信号電荷を水平転送部４へ転送するだめのパルス、ｆ
は水平転送部４の信号電荷を電荷検出部５へ転送するだ
めの転送パルスである。

７　・＼−７′ 以下、本発明の固体撮像装置の駆動方法について説明す
る。まず、１水平帰線期間に基板印加パルス７が基板２
１に印加されると、第２図すにおける２層２３のポテン
シャルの山ば２５で示される状態となり、それまでに光
電変換部１に蓄積された不要信号電荷はパンチスルー効
果により基板２１に排出される。次に任意期間９後の１
水平帰線期間に読み出しパルス８を印加して、映像に必
要な信号電荷を垂直転送部に読み出し蓄積する。

１フィールド期間に上記動作を任意回数繰り返した後、
垂直転送部２の信号電荷を垂直帰線期間に蓄積部３へ転
送パルス１０により転送、以後従来の動作により固体撮
像装置１！ｌの出力信号を得る。

垂１１転送部２が、蓄積部３への信号転送期間以外に転
送動作をしないだめ、１フイールドに複数回の電子シャ
ッター動作を行うことが可能となり、繰り返し期間が１
フィールド分よりも短いストロボ撮像が可能となる。

発１υ１の効果 以上のように本発明は、映像に使用しない信号電荷を１
帰線期間に排出し、蓄積部を設けて垂直転送部の１フィ
ールド期間の蓄積動作を可能にすることで、１フィール
ド期間に複数回の電子シャッター動作を可能にし、繰シ
返し期間が１層６０秒よりも短いストロボ撮像を実現で
き、その実用的効果は犬なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における固体撮像装置の駆動方
法の説明図、第２図は第１図の実施例における固体撮像
装置の動作を説明するだめの模式図、第３図は固体撮像
装置の構成を説明するだめの模式図、第４図は従来の固
体撮像袋ｈ“イ１″の駆動方法の説明図である。 １・・・・光電変換部、２・・・垂直転送部、３・・・
蓄積部、４・・・・・水平転送部、５・・・・・信号検
出部、６・・・・・信号排出部、２１・　・・基板、２
３・・・・・ｐ層、７・・・・基板印加パルス、８　・
・・・読み出しパルス。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 （ａ）２ ””ｌ　／−２／　””’・ 閣ハ。 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　光電変換部、前記光電変換部に蓄積された信号電荷を
   垂直方向に転送する垂直転送部、前記信号電荷を蓄積し
   、さらに垂直転送する蓄積部、前記信号電荷を水平方向
   に転送する水平転送部、前記信号電荷を検出する信号電
   荷検出部、前記光電変換部に蓄積された不要信号電荷を
   排出する排出部を備えた固体撮像装置を駆動するに際し
   て、光電変換期間を１フィールド期間内に複数回設けて
   、電子的ストロボスコープシャッタ動作を行わせること
   を特徴とする固体撮像装置の駆動方法。