JPH0134505B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明はブルーミングを効果的に抑制し得る静
止画記録装置に関する。

（従来技術） 一般にCCD等の固体イメージセンサに於いて
はブルーミング防止の為に受光面内にオーバー・
フロー・ドレインを設けたり、或いは特開昭55―
18064号公報に示される如く表面再結合を利用し
て過剰キヤリアを消滅させるものが考えられてい
る。

特に後者の方法によるものでは受光面内の開口
率を犠性にする事がないので感度が高く、又、集
積度を向上させる事ができるので水平解像度がア
ツプする、等の利点を有する。

第１図〜第３図はこのような表面再結合による
ブルーミング防止方法について説明する為の図
で、第１図は一般的なフレーム・トランスフアー
型CCDの正面図である。

図中１は受光部で、感光性を有する複数の垂直
転送レジスタから成る。

又、２は蓄積部で遮光された複数の垂直転送レ
ジスタから成る。３は水平転送レジスタであつて
蓄積部２の各垂直転送レジスタ内の情報を同時に
１ビツトシフトする事によりこの水平転送レジス
タに取り込み、次いでレジスタ３を水平転送動作
させる事により出力アンプ４からビデオ信号を得
る事ができる。

一般に、受光部１の各垂直転送レジスタ内で形
成された情報は標準テレビジヨン方式に於ける垂
直ブランキング期間内に、蓄積部２に垂直転送さ
れ、次の垂直走査期間内に水平転送レジスタ３よ
り順次１行ずつ読み出される。

尚、ここで受光部１、蓄積部２、水平転送レジ
スタ３は夫々２相駆動されるものとし、夫々の転
送電極をP₁，P₂，P₃，P₄，P₅，P₆、とし、その
転送クロツクをφ_p1，φ_p2，φ_p3，φ_p4，φ_p5，φ_p6、
とする。

第２図はこのような転送電極P₁〜P₆下のポテ
ンシヤル・プロフイールを示す図であつて、例え
ばＰ型シリコン基板６に絶縁層５を介して設けら
れた各電極下にはイオン注入等によりポテンシヤ
ルの低い部分と高い部分とが形成されており、例
えば電極P₂，P₄，P₆にローレベルの電圧―V₁を
印加し電極P₁，P₃，P₅にハイレベルの電圧V₂を
印加した時には図中実線のようなポテンシヤルが
形成され、電極P₁，P₃，P₅にローレベル電圧V₁
を印加し、電極P₂，P₄，P₆にハイレベル電圧V₂
を印加した場合には図中破線のようなポテンシヤ
ルが形成される。

従つて、電極P₁，P₃，P₅と電極P₂，P₄，P₆と
に交番電圧を互いに逆位相で印加する事によりキ
ヤリアは一方向（図では右方向）に順次転送され
ていく。

又、図中一点鎖線は電極に大きな正の電圧V₃
を印加した場合のポテンシヤルを示し、このポテ
ンシヤルのウエルは反転状態となる為、所定量以
上の過剰なキヤリアは多数キヤリアと再結合し消
滅してしまう。

第３図はこのような電極電圧と内部のポテンシ
ヤルの形状を半導体基板６の厚さ方向について示
した図で、図のように電極電圧V₃に対してはポ
テンシヤル・ウエルは浅くなり過剰キヤリアは絶
縁層との界面に於いて多数キヤリアと再結合する
第二の状態となる。

一方、電極電圧―V₁に於いては第一の状態と
してのアキユムレーシヨン状態となり、界面周辺
に多数キヤリアが集まり易くなり、例えば不図示
のチヤネル・ストツパー領域からこの多数キヤリ
アが供給される。

従つて、例えば電極P₂に電圧―V₁を印加する
事によつてバリアを形成した状態で、電極P₁に
電圧―V₁とV₃とを交互に印加する事により、電
極P₁下に蓄積される少数キヤリアは所定量以下
に制限される。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、反面過剰なキヤリアを効果的に消滅さ
せる為には、蓄積期間中に半導体基板内にアキユ
ムレーシヨン状態と反転状態とを交互に、しかも
高速で形成してやらなくてはならない為、電力消
費が大きいという問題が有る。又、このようなパ
ルス制御を高速で行なうとこのパルスに起因する
ノイズが信号に混入するという問題もある。

（目 的） 本発明はこのような従来技術の欠点を解決し得
る静止画記録装置を提供する事を目的としてい
る。

又、ブルーミングやノイズを効果的に防止し得
ると共に節電効果の高い静止画記録装置を提供す
る事を目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本願発明の静止画記録装置では上記の問題点を
解決する為に、光学像を電荷情報に光電変換する
為の複数の受光部を有する撮像手段と、前記各受
光部内の前記電荷情報の少なくとも一部を他の極
性の電荷と繰り返し再結合するための周期的信号
を前記各受光部内の電極に印加する信号供給手段
と、前記撮像手段において所定時間光電変換を行
なつた後前記複数の受光部より電荷情報を読み出
す読み出し手段と、静止画記録を行なう為のトリ
ガ信号を形成するトリガ手段と、該トリガ手段に
応答して、前記読み出し手段により読み出された
所定の光電変換期間の１画面分の静止画情報を記
録する静止画記録手段と、前記静止画記録手段に
よる記録開始に先立つて少なくとも前記所定の光
電変換期間中は前記信号供給手段により前記周期
的信号を前記電極に印加し、その後前記所定の光
電変換期間中に形成された電荷情報を静止画記録
手段により記録する間は前記信号供給手段による
前記周期的信号の前記電極への印加を停止する制
御手段と、を有する。

（作 用） 上記構成により、静止画記録のために従来のブ
ルーミング防止技術を最適化することができ、ブ
ルーミングを防止するだけでなく、ノイズの混入
を防止し、更に電源の消費を抑えることができる
ものである。

（実施例） 以下、実施例に基づき本発明を詳述する。

第４図は本発明の静止画記録装置の構成の第１
の実施例を示す図で図中１００は撮像手段として
のイメージセンサーであつて、第１図に示したよ
うなCCDであつても良いし、MOS型XYアドレ
ス・イメージセンサーであつても良い。

本実施例では第１図示のフレームトランスフア
ー型CCDを用いた場合につき説明する。

７はこのCCDイメージセンサの転送に必要な
転送パルスφ_p1〜φ_p6及び後述のアンチブルーミン
グパルスφ_ABを供給する読み出し手段としてのド
ライバー回路であり、９はこれらパルスの内φ_P1
〜φ_P6のタイミング信号を形成する第１のクロツ
クジエネレーターである。８は再結合制御手段と
しての第２のクロツクジエネレーターであつて該
クロツクジエネレーター８のタイミング信号に基
づきドライバー回路７はアンチプルーミングパル
スφ_ABを形成し、イメージセンサの電極P₁に供給
する。

イメージセンサ１００の出力はアンプ１０で増
巾された後、プロセス回路１１に於いてγ補正や
アパーチヤー補正等を受け、ゲート１２を介して
ヘツド１３を導びかれ、記録媒体１４に記録され
る。ここでヘツド１３、媒体１４等は記録手段を
構成している。

１９はトリガー回路であつて不図示の操作スイ
ツチを操作する事によりパルス信号を形成する。
このトリガー回路は、例えばプロセス回路１１の
出力を映像モニターで監視しながら適当なタイミ
ングでこの操作スイツチを操作する事により後述
の如く、１フイールド又は１フレームの画像を選
択的に記録する為のものである。トリガー回路の
パルス出力の立下りに同期して第５図示の如く、
ワンシヨツト回路１８から所定期間（例えば１垂
直同期期間）だけハイレベル信号が出力される。

１６はクロツクジエネレータ９からの垂直同期
パルスV_Dの立下りに同期してハイレベルパルス
を出力するワンシヨツト回路であり、このワンシ
ヨツト回路１６の出力はＤ―フリツプ・フロツプ
のクロツク入力端に入力される。

従つて、第５図示の如く、トリガー回路１９か
らのトリガーパルスが出力された後の最初の垂直
同期信号が得られてから次の垂直同期信号が得ら
れる迄の間ゲート１２が開き、１フイールド分の
信号がヘツド１３を介して記録媒体１４に記録さ
れる。尚、記録媒体１４は垂直同期信号に位相同
期して回転している。

又、このゲート１２が開いている間はインバー
タ２０を介して第２のクロツクジエネレーター８
が停止される。ここでフリツプフロツプ１７及び
インバータ２０等は停止手段を構成している。

又、第５図に示すようにアンチブルーミングパ
ルスφ_ABは垂直転送期間中は作用しないように為
されている。

又、パルスφ_ABはパルスφ_p1又はパルスφ_p2に１
フイールドずつ交互に重畳されるよう、ドライバ
ー７に於いてスイツチング制御が為されている。
又、パルスφ_p1とφ_p2とは１フイールド分だけ位相
がずれており、従つてフイールド毎にポテンシヤ
ルウエルとポテンシヤルバリアの位置が電極P₁，
P₂の分だけずれる。これによつてインターレー
スが為される。尚、前記パルスφ_ABはポテンシヤ
ルバリアを形成していない方の電極に対して重畳
される。

又、この実施例ではイメージセンサの出力を記
録している間だけパルスφ_ABの形成を停止させて
いるが、記録終了後も所定時間次の記録動作が不
可能となるよう構成されている場合には、記録開
始後適当な時間、例えば数Ｖ（垂直期間）だけパ
ルスφ_ABを停止するようにしても良い。又、一般
に記録動作を終了してから次の記録動作を行なう
までには操作上のタイムラグもあるから、上述の
ように記録開始後、所定時間だけパルスφ_ABを停
止するように構成する方が実際的でもある。

又、本実施例では連続的に形成されるビデオ信
号の内の１フイールドだけを抜きとつて記録する
場合について述べたが、シヤツター等によりイメ
ージセンサに所定時間の露光を与え、その後この
イメージセンサ上の画像を例えば互いにインター
レースした２フイールドの画像情報として読み出
して記録するような構成に於いても有効である事
は言うまでもない。

尚、本実施例ではゲート１６を開ける事によつ
て記録を開始してから所定時間だけφ_ABを０レベ
ルにしているが、この間の内、垂直転送期間以外
は例えば−V₁の電位を印加しておいても良い。
その場合には暗電流が発生しにくくなるという効
果が生じる。

（効 果） 撮像手段から読み出される信号出力の記録開始
に伴つてアンチブルーミング用の高周波パルスの
供給を停止するようにしたので、消費電力を節約
し得る。しかも、記録されるべきビデオ信号には
ブルーミングが発生しにくい。

又、記録期間中に前記アンチブルーミング用の
パルスに起因するノイズが発生しないので記録信
号のＳ／Ｎを損なう事がない。

【図面の簡単な説明】

第１図はイメージセンサの例を示す図、第２図
は各電極下のポテンシヤル・プロフイールの例を
示す図、第３図は電極電位に応じたポテンシヤル
特性を示す図、第４図は本発明の静止画記録装置
の構成例を示す図、第５図は第４図示構成の駆動
タイミング図である。 P₁〜P₆…電極、５…絶縁層、６…半導体基板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光学像を電荷情報に光電変換するための複数
   の受光部を有する撮像手段と、 前記各受光部内の前記電荷情報の少なくとも一
   部を他の極性の電荷と繰り返し再結合するための
   周期的信号を前記各受光部内の電極に印加する信
   号供給手段と、 前記撮像手段において所定時間光電変換を行な
   つた後前記複数の受光部より電荷情報を読み出す
   読み出し手段と、 静止画記録を行なう為のトリガ信号を形成する
   トリガ手段と、 該トリガ手段に応答して、前記読み出し手段に
   より読み出された所定の光電変換期間の１画面分
   の静止画情報を記録する静止画記録手段と、 前記静止画記録手段による記録開始に先立つて
   少なくとも前記所定の光電変換期間中は前記信号
   供給手段により前記周期的信号を前記電極に印加
   し、その後前記所定の光電変換期間中に形成され
   た電荷情報を静止画記録手段により記録する間は
   前記信号供給手段による前記周期的信号の前記電
   極への印加を停止する制御手段と、を有する静止
   画記録装置。