JPH01300771A - 固体撮像素子の駆動方式 - 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］ この発明は固体撮像素子の駆動方式に関し、特に、撮像
部と１フィールド部のメモリ部からなる８相駆動のＣＣ
Ｄ固体撮像素子の駆動方式に関する。

［従来の技術］ 最近では、高画素化とともに、一般のスチールカメラと
同様のシャッタ機能を実現するために、撮像部とメモリ
部とを有するＣＣＤ固体撮像素子が急速に普及してきて
いる。しかしながら、両者のシャッタ方式を考えたとき
、一般のスチルカメラがシャッタ時間分だけシャッタを
開いて銀塩フィルムに被写体を焼付ける機械的シャッタ
方式であるのに対して、ＣＣＤ固体撮像素子を用いたシ
ャッタ方式の場合は、銀塩フィルムに相当する撮像部に
は常に光が入射しており、被写体に応じた電荷が蓄積さ
れている。したがって、シャッタ機能を実現する手段と
して、シャッタ速度に相当する時間外の不要電荷をシャ
ッタ時間内に掃出すととももに、撮像部に新しく電荷を
蓄積する電気的シャッタ方式がとられている。

［発明が解決しようとする課題］ 上述のＣＣＤ固体撮像素子におけるシャッタの動作時に
、特に１／２０００秒の高速時においては、不要電荷を
掃出すために許容される時間は５００μｓｅｃであり、
この期間内に１フィールド分の不要電荷を掃出す必要が
ある。しかしながら、不要電荷を掃出すための駆動パル
スは、ＣＣＤの入力負荷特性および駆動パルスのドライ
バの伝達。

遅延特性により、］フィールド分の不要電荷を１回掃出
すのが許容限度である。

１／１００〜１／１０００秒のシャッタ時においては、
不要電荷を掃出すために供される時間か大となるため、
複数回の掃出しが可能となるか、この１回と複数回の差
は比較的高輝度の被写体を撮像した場合、掃出し残留電
荷の差となり、撮像出力掃出し残留電荷の差分が重畳さ
れて、画質劣化となって現われていた。

それゆえに、この発明の主たる目的は、従来の欠点を除
去し得て、高速シャッタ時にも良好な撮像出力を得るた
めの固体撮像素子の駆動方式を提供することである。

［課題を解決するための手段］ この発明は撮像部とメモリ部とを有し、それぞれを駆動
するパルス信号が独立して設けられた８柑駆動方式のＣ
ＣＤ固体撮像素子を駆動するための駆動方式であって、
シャッタ期間外の水平ブランキング期間内で高速シャッ
タ動作時における不要電荷の掃出しを行なうように構成
したちのでる。

［作用］ この発明に係る固体撮像素子の駆動方式は、不要電荷の
蓄積時間の短縮化を図るとともに、見かけ上の掃出し回
数を増加させることにより、高速シャッタ時における残
留電荷の減少を図り、撮像出力の残留電荷の重畳による
画質劣化を防ぐことができる。

［発明の実施例コ 第１図はこの発明に用いられるＣＣＤ固体撮像素子の基
本構成を示す図である。

第１図において、多数のフォトダイオード２が複数行、
複数列に配置されていて、各フォトダイオード２は入射
光に応じた光電荷を発生して、１フィールド期間蓄積す
る。列方向に配置されたフォトダイオード２に対応して
垂直転送ＣＣＤ４が配置され、この垂直転送ＣＣＤ４の
一端側には不要電荷を掃出すための掃出しドレイン１が
配置されている。さらに、フォトダイオード２の他端側
にはメモリＣＣＤ３が配置され、さらにメモリＣＣＤ３
に蓄積された電荷を転送するための水平転送ＣＣＤ５が
配置されている。

上述のごとく構成されたＣＣＤ固体撮像素子において、
フォトダイオード２によって発生された光電荷は１フィ
ールド期間分蓄積され、垂直ブランキング期間に垂直転
送ＣＣＤ４に転送される。

そして、１／６０秒のシャッタ動作時においては、垂直
転送ＣＣＤ４に転送された電荷は垂直ブランキング期間
内に高速でメモリＣＣＤ３に転送され、その後１水平期
間ごとに１ライン分が水平転送ＣＣＤ５に転送され、影
像信号として取出される。

一方、１／１００〜１／２０００秒のシャッタ動作時に
は、１／６０秒時の垂直転送ＣＣＤ４に転送されるタイ
ミングより、シャッタ時間分だけ速い時点でフォトダイ
オード２で発生された光電荷が垂直転送ＣＣＤ４に転送
され、この電荷が垂直ブランキング期間内に不要電荷と
して掃出しドレイン１へ高速転送されて掃出しが行なわ
れる。

以後は、１／６０秒時と同様の処理が行なわれ、映像信
号として取出される。

第２図はこの発明の一実施例の動作を説明するためのタ
イミング図である。

第２図において、（ａ）〜（ｉ）はシャッタ速度が１／
１０００秒のときの駆動パルスタイミングを示したもの
であって、（ｂ）〜（ｅ）のφＶ１〜φＶ４は撮像部駆
動パルスを示し、（ｆ）〜（ｉ）のφＶ５〜φＶ８はメ
モリ部の駆動パルスを示し、第２図（ｊ）　〜（ｍ）の
φＶ１〜φＶ４は従来の１／２０００秒時の駆動パルス
タイミングを示し、第２図（ｎ）〜（ｑ）のφＶ１〜φ
Ｖ４はこの発明の一実施例による１／２０００秒時の駆
動パルスタイミングを示す。なお、従来の１／２０００
秒時およびこの発明の一実施例にょる１／２０００秒時
における駆動パルスφＶ５〜φＶ８は第２図（ｆ）〜（
ｉ）に示すφＶ５〜φＶ８と同一のパルスが使用される
。

まず、シャッタ速度が１／１０００秒時においては、第
２図（ｂ）、　　（ｄ）に示す不要電荷読込パルス９に
よって、このパルスが発生されるまでに蓄積された電荷
が垂直転送ＣＣＤ４にて転送され、垂直ブランキング期
間ｒＢＬ　Ｋ内に高速パルス１１によって垂直転送ＣＣ
Ｄ４に転送された不要電荷が掃出しドレイン］へ掃出さ
れる。１フィールド分の不要電荷が掃°出された後、再
度高速パルス１１と同じ高速パルス１２によって残留電
荷の減少のために、掃出しドレイン１へ高速掃出しが行
なわれる。

次に、信号電荷読出パルス１０によって、不要電荷読込
パルス９が発生されてから信号電荷読出パルス１０が発
生されるまでの時間ＴＳ）ｌＬＩＴ％すなわちシャッタ
時間内に蓄積された光電荷が垂直転送ＣＣＤ４へ転送さ
れ、この電荷が高速転送パルス１３によってメモリＣＣ
Ｄ３に転送される。

その後、通常転送パルス１４によって水平読出ＣＣＤ５
へ１水平期は１ごとに順に送られ、映像信号として取出
される。以上の動作説明が１／１０００秒シャッタ動作
時である。

次に、１／２０００秒のシャッタ動作について説明する
。この場合、時間Ｔｓ、Ｕ、の期間だけ短くなり、第２
図（ｊ）〜（ｍ）に示すごとく、高速掃出しパルスは１
フィールド期間において１回分しか挿入できなくなり、
垂直転送ＣＣＤ４における残留電荷がＩ／１０００秒時
などに比べて増大する。特に、比較的高輝度の被写体を
撮像した場合には、映像出力に対して顕著な影響を与え
、画質の低下となって現われる。

そこで、この発明の一実施例では、第２図（ｎ）〜（ｑ
）に示すように、φＶ１〜φＶ４の通常転送パルス１４
が削除され、不要電荷読出パルス１５に続いて、新たに
掃出しパルス１６が加えられる。そして、不要電荷続出
パルス１５が発生されるまでにフォトダイオード２に蓄
積された電荷が不要電荷続出パルス１５によって垂直転
送ＣＣＤ４へ転送されることにより、フォトダイオード
２に不要電荷が蓄積される時間の短縮化を図っている。

さらに、掃出しパルス１６が発生された後、高速掃出し
転送パルス１１と同一周波数のパルスが複数クロック分
だけ１水平周期内の水平ブランキング期間内に挿入され
、垂直転送ＣＣＤ４に転送された不要電荷が複数クロッ
ク分掃出しドレイン１に転送される。そして、その動作
が１フイールドに相当するクロックの期間繰返される。

なお、不要電荷読出パルス１５と掃出しパルス１６の前
に、同じパルスを付加れば、さらに不要電荷蓄積時間の
短縮化を実現することができる。

［発明の効果コ 以上のように、この発明によれば、高速シャッタ動作時
における不要電荷の掃出しをシャッタ時間外の水平ブラ
ンキング期間に行なうようにしたので、不要電荷の蓄積
時間の短縮化と見かけ上の掃出し回数の増加により、高
速シャッタ時の残留電荷による画質低下を防ぐことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が適用される８相駆動メモリ付ＣＣＤ
の基本構成図である。第２図は従来の駆動方式とこの発
明の一実施例による駆動方式を示すタイミング図である
。 図において、１は掃出しドレイン、２はフォトダイオー
ド、３はメモリＣＣＤ、４は垂直転送ＣＣＤ、５は水平
転送ＣＣＤ、１１は高速掃出しパルス、１５は不要電荷
読出パルス、１６は高速掃出しパルスを示す。 第１図 １：↑早出しトルイン ３：〆モ、’）ＣＣＤ ４：重置転送ＣＣＤ ５：木千牡遂ＣＣＤ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　撮像部と１フィールド分のメモリ部を有し、かつ前記
   撮像部を駆動する信号と前記メモリ部を駆動する信号が
   それぞれ独立して設けられた８相駆動方式のＣＣＤ固体
   撮像素子において、 前記固体撮像素子を高速シャッタ動作させるときにおけ
   る不要電荷の掃出しを前記シャッタ動作時間外の水平ブ
   ランキング期間に行なうようにしたことを特徴とする、
   固体撮像素子の駆動方式。