JPH02185172A - 撮像装置 - 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、たとえば電荷結合素子（ＣＯＤ）を用いた
固体撮像素子を有し、この同体撮像素子の受光素子の′
ｇｉ荷蓄積時間を制限して、高速シャフタ動作を電子的
に行うようにしたいわゆる電子シャンク機能を備えた撮
像装置に関するものである。

〔従来の技術〕

固体撮像素子で垂直転送レジスタを有するものの代表例
は、ＣＯＤ　（電荷結合素子）である。ＣＣＤ型の同体
撮像素子は垂直転送レジスタの構造によつて、インター
ライン転送方式とフレーム転送方式の２種類に大別され
る。以下、インターライン転送方式のものをＩ　Ｌ−Ｃ
ＣＤと、フレーム転送方式のものをＦＴ−ＣＣＤとそれ
ぞれ略記する。

ＦＴ−ＣＣＤ、ＩＬ−ＣＣＤは周知の如く、撮像素子の
構成上、画像の垂直方向に垂直スメアと呼ばれる疑偵信
号が発生する。このスメアの発生については周知である
のでここでは、簡単な説明にとどめる。

第７図は周知のＣＣＤ型固体撮像素子の受光・部を模式
的に示した説明図である。第７図１８＋において、１は
フォトダイオード、２は垂直転送レジスタ、３および４
は垂直転送レジスタを構成する転送ゲート電極である。

第７図（ａｌでは図示しないが、ＣＣＤ型固体撮像素子
の受光面はフォトダイオードｌの開口部以外はアルミマ
スクにより遮光されている。

第７図Ｃｂ）は第７図＋８＋の切断面線■−■から見た
断面図である。ＣＣＤ型固体撮像素子は、Ｐ型半導体基
板７上に、フォトダイオードとしてのＮ型拡ｎ’ｌＷ！
ｊｌ、垂直転送レジスタを構成するためのＮ型拡散ＩＷ
６、画素間分離のためのチャンネルストップ部８、垂直
転送ゲート３電極、および遮光用アルミマスク５．およ
び絶縁膜９などを形成して構成されている。

ところで、レンズなどにより集光された被写体からの光
Ｌｌはその一部分がフォトダイオード１に入射して充電
変換され、信号電荷としてフォトダイオードｌに蓄積さ
れる。残りの入射光のうち大部分はアルミマスク５によ
り反射される。ところが、受光部に斜めに入射した光Ｌ
２はフォトダイオード１で光電変換されず、垂直転送レ
ジスタ内まで達して光電変換される。この先Ｌ２によっ
て発生した電荷は、垂直転送レジスタのパケットに吸収
され疑僚信号となる。これが垂直スメアを引き起こす。

前記垂直スメアの大幅な低減が可能な撮像素子が特開昭
５５−５２６７５号公報、および特開昭り５−１６３９
６３号公報に提案されている。

この撮像素子はフレームインターライン型固体逼像素子
（以下ｒＦＩＴ−ＣＣＤＪと略記する。）と呼ばれてい
る。Ｆ　ＩＴ−ＣＯＤの動作の概略は、垂直転送レジス
タに吸収されたスメア成分を掃出したのちに、受光素子
で光電変換して得られた信号電荷を垂直方向、水平方向
に転送して信号検出部から取り出すものである。以下第
８図を用いてその概要を説明する。

第８図にはＦＩＴ−ＣＣＤの基本構成が示されており、
ＦＩＴ−ＣＯＤは受光部Ａ、蓄積部Ｂ。

水平転送部Ｃ１信号検出部り、不要電荷排出部Ｅとによ
り構成されている。受光部Ａは二次元配列した複数の受
光素子１０と、この受光素子１０に蓄積された信号電荷
を読出すためのゲート１１と、このゲートを介して続出
された信号電荷を垂直方向に転送するための垂直転送レ
ジスタ１２から成り、前記受光素子１０以外の部分は遮
光マスク１３により遮光されている。

前記垂直転送レジスタ１２は垂直走査方向に沿って双方
向に電荷を転送できるようにポリシリコンによる４相電
極構造となっている。これらの４相電極には垂直転送パ
ルスφＶ、〜φｖ４が印加される。受光素子】０に蓄積
された信号１ｉ荷を受は取る垂直転送電極を垂直転送パ
ルスφＶＩ＋　　φＶ、が与えられる垂直転送電極とし
、この垂直転送ｉ極に印加する垂直転送パルスφＶ、φ
１１コに信号読み出しパルスを重畳すれば、受光素子１
０に蓄積された信号電荷を垂直転送レジスタ１２に読み
込むことができる。したがってφＶ、とφＶコの２つの
垂直転送パルスに１フイールドおきに信号電荷の読み出
しパルスを重畳すれば２：１のインターレース走査を行
うことができる。またφＶ、とφＶ８の２つの垂直転送
パルスにほぼ同時に信号電荷の読み出しパルスを重畳し
、隣接する２つの受光素子ｌＯからの信号電荷を読み出
して混合して垂直転送、水平転送を行い信号を取り出せ
ばフィールド蓄積モードで信号ＴＦｉ両を読み出すこと
ができる。

受光素子１０はチャンネルストッパ１７により垂直方向
、水平方向に驕接する他の受光素子１０から分離されて
いる。垂直転送レジスタ１２の延長線上に配置されたＭ
積部Ｂは、受光部Ａの垂直転送レジスタとはほぼ同一に
構成されており、またその転送電極は受光部Ａと同一の
４相電極構造で、各転送電極にはφ、４１〜φＨ４の４
相の転送パルスが供給されている。蓄積部Ｂの他端に配
置された水平転送部Ｃは３相の転送電極１４，１５．１
６を含んで構成されており、この各転送電極１４゜１５
．１６には３相の水平転送パルスφ□、φ□φ。が供給
されている。水平転送部Ｃの一端に信号検出部りが配置
されている。この信号検出部りは周知のフローティング
ディフィージョンア戸プにより構成されている。

第９図は第８図に示したＦＩＴ−ＣＯＤの転送パルスな
どの波形図であり、ｖｌＬＫは垂直ブランキングパルス
、■、はフィールドを区別するパルスであり、φｖ１〜
φｖ４は前述の垂直転送パルスである。垂直転送パルス
φＶｌ、　　φＶ、はレベルＶＩＩ＋■ｎ　、Ｖｔ　　
（ｖＨ＞ＶＭ　＞ＶＬ　）　（７）間で変化し、また垂
直転送パルスφＶ２＋　　φＶ、はレベルＶ、、Ｖ。

の間で変化する。そして、信号電荷の転送を行わないと
きには垂直転送パルスナシ０．φｖ！、φνゴ。

ａＶａはそれぞれｌ／へ７Ｌ／Ｖ、４．　　ＶＬ、　　
Ｖ、４゜ｖＬとされる。また、垂直転送パルスφＶＩ＋
　　φν、がレベルＶイとなるときに、受光素子ＩＯに
蓄積された信号電荷が垂直転送レジスタ１２に移される
。

垂直転送レジスタ１２に蓄積されたスメアなどの不要電
荷は垂直ブランキング期間の前半の期間１の間に垂直転
送パルスφＶ、〜φｖ４により蓄積部Ｂに高速転送され
る０次に、信号読み出し期間ｔ１の間に印加された読み
出しパルスＭＣＩＩにより受光素子ｌＯの信号電荷が、
垂直転送レジスタ１２の転送Ｔ１ｈのうちの垂直転送パ
ルスφｖ１およびφＶ、が印加される転送電極の下に転
送される。

垂直転送レジスタ１２に読み出された信号電荷は垂直ブ
ランキング期間の後半の期間ｔＬに、蓄積部Ｂの所定の
位置まで高速に転送される。このとき蓄積部Ｂに転送さ
れていた不要Ｗ荷は水平転送部Ｃを介して外部に排出さ
れる。蓄積部Ｂの所定の位置まで転送された信号電荷は
、１水平走査期間毎に１ライン（水平方向に配列した１
列の受光素子１０で構成される。）分ずつ水平転送部Ｃ
へ転送される。水平転送部Ｃへ転送された信号電荷は水
平転送パルスφ□〜φ８．により信号検出部りへ転送さ
れ、信号電圧に変喚されて取り出される。

前記の構成の固体撮像素子で被写体を撮像すれば、その
垂直スメアのレベルはＩ　Ｌ−ＣＯＤに比較して、数１
０分の１のレベルに低減する。その低減される割合は、
１つの受光素子に対応する垂直転送レジスタ１周期分（
垂直転送パルスφｖ１〜φｖ４が印加される１組の転送
電極に対応する。、）が（３号電荷を転送中に被写体像
からの光を受ける時間にほぼ等しくなる。いまＮＴＳＣ
方式を具体例とすれば、前記ＩＬ−ＣＯＤにおいては垂
直転送レジスタ１周期分の信号電荷の転送に必要な時間
はＩＨ期間（６３，５＃８）である。ＦＴＴ−ＣＯＤに
おいては、受光部へから蓄積部Ｂへの信号電荷の転送周
波数（第９図の期間１Ｌの高速転送パルスの周波数）を
Ｉ　ＭＨｚ　（ｌ　ｐｓＴＷＩ期）とすれば、垂直スメ
アの低減比は６３：５：１となり、垂直スメアが１　／
　６３．５に低減されることになる。

ＣＣＤ型固体撮像素子ではいわゆる電子シャッタ動作が
容易に行える。電子シャッタの方法には大別して２種類
の方法がある。第１の方法は、オーバフロードレイン（
受光素子に隣接して配置された横型オーバフロードレイ
ン、Ｐウェル構造により構成された縦型オーバフロード
レインのいずれでもよい、）を用いて受光素子に蓄積さ
れた不要な信号電荷を排出する方法であり、第２の方法
は受光素子に蓄積された不要な信号電荷を垂直転送レジ
スタを介して排出する方法である。

ここでは、上記第２の方法である垂直転送レジスタを用
いる電子シャッタ動作を前述の第８図と第１０図とを用
いて説明する。第１０図は第９図と同様Ｆ　ＩＴ−ＣＣ
Ｄに印加する垂直転送パルスなどの波形図であり、電子
シャッタ動作時の各波形を示している。読み出しパルス
■。が与えられて信号電荷が読み出され空の状態になっ
た受光素子１０には次の読み出しパルスＶＣＭ′が印加
されるまでの期間【Ｖに光電変換により発生した信号電
荷■が蓄積される。受光素子１０に蓄積された信号電荷
■はＶＣ１′により垂直転送レジスタ１２に読み出され
る。垂直転送レジスタ１２に読み出された信号電荷■は
垂直ブランキング期間の前半の期間ｔ、に蓄積部Ｂへ高
速転送される。

受光素子１０には次に読み出しパルス’１’ｅＮが印加
されるまでの期間１ｕにおいて光電変換により発生した
信号電荷■が蓄積される。この信号電荷■はｖｃ、Ｉに
より垂直転送レジスタ１２へ読み出される。垂直転送レ
ジスタ１２に読み出された信号電荷■は垂直ブランキン
グ期間の後半の朋間ｔ−１に蓄積部Ｂへ高速転送される
。このとき、先程蓄積部已に転送された信号電荷■は期
間ｔ、に水平転送部Ｃを介して排出される。そして蓄積
部Ｂからは期間ｔ１においてｌ水平走査期間毎に１ライ
ンの信号が読み出される。その結果、このＦＩＴＣＣＤ
からは期間ｔ、のみの信号を得ることができｔ、、秒間
のシャッタ動作をしたこととなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、電子シャンク動作中においても、良好な画像
を得るにはＣＣＤ型固体撮像素子からは、適当なレベル
の出力信号を得る必要がある。つまり、１フイ一ルド期
間の１ｉｒｉ′ｆ蓄積量に対応する信号′：４＠を受光
素子１０から得るために、電子シャッタ動作時において
は、ＣＣＤ型固体撮像素子への入射光量を大幅に増加す
る必要がある０例えば、任意の光量の被写体を通常の電
荷蓄積時間（１／６０秒）で描像している場合と電子シ
ャッタ動作（例えば電荷蓄積時間が１／２０００秒）で
撮像している場合とにおいて同一の信号対雑音比を得る
には、電子シャッタ動作時には、電荷蓄積時間をｌ／６
０秒とした通常の撮像時の３３倍の入射光量か必要とな
る。

ところが入射光量を３３倍とした場合には、電子シャッ
タ使用時における垂直スメアが通常の撮像時の３３倍も
のレベルとなってしまい、画質が著るしく劣化する。ま
た、この垂直スメアの発生のために入射光量の増大には
限界があり、このために電子シャッタ動作時におけるシ
ャッタ速度が制限されてしまうという問題がある。

この発明の目的は、被写体を鮮明に撮像することができ
るとともに、入射光量を増大してンヤノタ動作の高速化
を図ることができようにした撮像装置を提供することで
ある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の撮像装置は、高速シャッタ動作に先立って、
受光素子からの信号電荷が読み出しされるときに、その
前後の所定期間において、前記垂直転送レジスタの各転
送電極の電位を等しくする駆動手段と、 前記所定期間における垂直転送レジスタ内の・１８号電
荷に対応する固体撮像素子からの出力信号を記憶するメ
モリと、 この記憶が行われた後の同体撮像素子出力から、前記メ
モリに記憶した信号を減じる減算器とを備えたことを特
徴とする。

〔作用〕

この発明の構成によれば、高速シャッタ動作に先立って
、受光素子からの信号ｉ荷が続出が行われるときに、こ
の前後の所定期間には、垂直転送レジスタの各転送電極
の電位が駆動手段によって等しくされる。これによって
、前記所定期間には、前記垂直転送レジスタで固体撮像
素子の受光部に投射された被写体像から得た信号の垂直
方向成分の積分が行われることになる。一方固体（最像
素子の出力信号中に含まれる垂直スメア成分は、前記出
力信号の前記被写体像の垂直方向に関する積分波形に等
しいことが知られており、したがって前記所定期間にお
ける垂直転送レジスタ内の信号電荷に対応する固体撮像
素子からの出力信号は前記垂直スメア成分に等しくなる
。

この垂直スメア成分はメモリに記憶される。そして、こ
の記憶の後には、固体撮像素子からの直接の出力信号か
ら、前記メモリからの垂直スメア成分が減算器において
除去され、そのようにしてこの減算器から垂直スメア成
分を除去した良好な映像信号が得られる。

このようにして、固体撮像素子の受光素子における電荷
蓄積時間を制限して、高速シャッタ動作を電子的に行う
場合に、垂直スメアを生じさせることなく固体撮像素子
の受光部への入射光アを増大することができるようにな
る。したがって高速に運動する被写体を鮮明に１最像す
ることができるようになるとともに、固体撮像素子の受
光部への入射光量を増大して、シャッタ動作をより高速
化することができるようになる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例の撮像装置の基本的な構成
を示すブロック図である。この第１図において、２０は
ＦＩＴ−ＣＣＤ　（固体撮像素子）、２１は増幅器、２
２はＡ／Ｄ変換器、２３はメモ・す、２４はＤ／Ａ変換
器、２５は減算器、２６は信号出力端子、２７はＦＩＴ
−ＣＣＤ２０の駆動などに要するパルスを発生するパル
ス発生回路、２８は駆動回路、２９は電子シャッタ制御
回路である。

この実施例では、前記パルス発生回路２７および駆動回
路２８などを含んで駆動手段が構成されている。

パルス発生７ｉｉ２７から、Ａ／Ｄ変換器２２．メモリ
２３．Ｄ／Ａ変換器２４へは各々の回路に必要なパルス
が供給されている。また駆動回路２８にはパルス発生回
路２７からＦＩＴ−ＣＣＤ２０の駆動に必要な各種のパ
ルスが供給されており、その出力がＦ　ＩＴ−ＣＣＤ２
０に与えられてこのＦＩＴ−ＣＣＤ２０が駆動されてい
る。パルス発生回路２７には電子シャッタ制御回路２９
からコントロール信号が供給されており、前記パルス発
生回路２７の出力信号を電子シャッタ動作時と通常動作
時とで切り換えている。パルス発生回路２７からＡ／Ｄ
変換器２２．メモリ２３．Ｄ／Ａ変換器２４へ供給され
る各種パルスは、電子シャッタ動作時には供給されるが
、ＦＩＴ−ＣＣＤ２０が通常動作しているときには供給
されない。そのようにしてこの実施例では、後述する垂
直スメア補正は電子シャック動作時にのみ動作し、通常
動作時には行われないようにされている。これは通常動
作時には垂直スメア成分は掻めて少なく、前記垂直スメ
ア補正が不要なためである。

このような構成によって、この撮像装置では電子シャン
ク動作時において、成るシャッタ速度を設定した場合の
垂直スメア成分が検出され、この情報がメモリ２３に記
憶される。そして、前記垂直スメア成分が、増幅器２１
を介するＦＩＴ−ＣＣＤ　２０出力から減算され、その
ようにして垂直スメア補正した信号が出力端子２６に導
出される。

次に、従来技術の説明で用いた第８図を再び参照して、
垂直スメア成分の検出時のＦＩＴ−ＣＣＤ　２０の動作
を説明する。第２図には、ＦＩＴ−ＣＣＤ２０に供給さ
れる垂直転送パルスなどの波形が示されており、第２図
＋１）は垂直ブランキングパルスＶ、□を示し、第２図
（２）はフィールドを区別す・るパルスＶＤを示し第２
図（３）〜（６）はそれぞれ垂直転送パルスφν１．φ
Ｖ２＋　　φ替１．φｖ４をそれぞれ示している。垂直
転送パルスφＶＩ＋　　φＶ、はレベルｖＨ１ＶＭ　、
　　ＶＬ　　（Ｖｌｌ　＞　Ｖｘ　＞　ＶＬ　）の間で
変化し、この垂直転送パルスφＶｌ＋　　φＶ、がレベ
ルｖ、ｌとなるときに受光素子１０の信号電荷が転送ゲ
ート１１を介して垂直転送レジスタ１２に移される。ま
た垂直転送パルスφＶ２＋　　φＶ４は前記レベルＶイ
、ＶＬ間で変化する。なお蓄積部Ｂに与えられる垂直転
送パルスφＭ＋＋　　φ４□、φ。、φイ、は第１０図
に示された各垂直転送パルスφｖ１〜φν４に、１水平
走査期間に１ライン（第８図の左右方向に延びて配列し
た１列の受光素子１０で構成される。）の信号を水平転
送部Ｃへ転送するライン転送パルスを重畳した波形を有
している。

垂直ブランキング期間に与えられる読み出しパルスＶＣ
Ｈの（Ｉｔ　８６の後、次の読み出しパルスＶＣＭが与
えられるまでの期間１ｖにおいて、受光素子１０には光
電変換による信号電荷■が蓄積される。

この信号電荷■は前記読み出しパルスＶＣ１Ｉ′により
垂直転送レジスタ１２に移され、垂直ブランキング期間
の前半の期間ｔ、に垂直転送パルスφＶ。

〜φＶ、によりＭｌｆ１部Ｂへ高速転送される。そして
、受光素子１０では、次の読み出しパルスＶＣ１１が与
えられるまでの期間１ｕに信号ＴＬ荷■が蓄積され、こ
の信号電荷■は前記読み出しパルスＶＣ）Ｉによって垂
直転送レジスタ１２に移されたのち、垂直ブランキング
期間の後半の期間１ｔに蓄積部Ｂに高速転送される。こ
の期間１Ｌにおいては、蓄積部Ｂにある前記信号電荷■
が水平転送部Ｃを介して排出される。この後期間ｔ。に
はＭＪｎ部Ｂに移された前記信号電荷■がｌラインずつ
水平転送部Ｃに転送され、水平転送パルスφ□〜φ■に
よって信号検出部りに転送されて、この信号検出部りか
ら信号電圧として取出される。

垂直転送パルスφｖ１〜φｖ４は期間ｔ。においてはい
ずれもレベルＶＬとされ、これによって、垂直転送レジ
スタ１２に捕捉された垂直スメア成分の信号電荷は電子
相互の反発力によりこの垂直転送レジスタ１２内に拡散
して均一に分布する。・また、読み出しパルスＶＣＭ′
によって受光素子１０から垂直転送レジスタ１２に移さ
れた信号電荷も同様に垂直転送レジスタ１２内において
、その転送方向にわたってほぼ均一に分布する。第３図
ｔａ）は第８図の切断面線■−■から見た垂直転送レジ
スタ１２の断面図であり、第３図（ｂ）には、前記期間
ｔ１における垂直転送レジスタ１２の電荷分布が示され
ている。なおこの第３図において、４１は転送電極、４
２は５ｉ０２ゲート絶縁膜、４３はｎ型半導体層、４４
はｐ型半導体基板である。

また第３図（ｂｌでは、転送電極４１は図示が省略され
ている。前記期間ｔ８には駆動回路２８によって、全転
送電極４１の電位が等しくレベルＶＬとされる。

ＦＩＴ−ＣＣＤ２０においては受光部Ａと蓄積部Ｂの垂
直転送段レジスタ１２の段数はほぼ等しく構成されてい
る。したがって、第２図に示した期間１．の高速転送パ
ルスの数を蓄積部Ｂの垂直転送段レジスフ１２の段数よ
りも多くすれば、水平転送部Ｃへ、前記読み出しパルス
■。′で読み出された信号電荷の一部を転送することが
できる。

第４図は第２図の期間ｔＳ＋　　ｔｒ境界部分近傍の期
間における、垂直転送パルスφＭｌ〜φ□および水平転
送パルスφ□〜φ０の波形図である。期間ΔＥにおいて
印加される垂直転送パルスφＨ１〜φ、４４によって蓄
積部Ｂの転送レジスタ１２内の信号を荷の転送が完了す
る。この後の期間ΔＦにおいてもさらに垂直転送パルス
φ、４１〜φＭｌが蓄積部Ｂの垂直転送レジスタ１２に
与えられ、これによって第２図の期間（、に受光部への
転送レジスタ１２から蓄積部Ｂの垂直転送レジスフ１２
に転送された信号電荷（読み出しパルス■。′で転送レ
ジスタ１２に移された信号電荷を含む。）の一部が水平
転送部Ｃに移されることになる。

水平転送部Ｃに移された１３号電荷は水平転送パルスφ
□〜φ。によって信号検出部りに転送され、この信号検
出部りで信号電圧に変換され、さらに増幅器２１を介し
てＡ／Ｄ変換器２２に入力されてデジタル信号に変換さ
れた後にメモリ２３に記憶される。

周知のように、垂直スメアは、受光部Ａに投射される被
写体像から得た信号の垂直方向に関する積分波形と等し
い波形を有しているため、前記の如き構成により得られ
た信号は垂直スメア成分と同一となる。したがって、メ
モリ２３に記憶された信号は垂直スメア成分として用い
ることができる。

このようにして垂直スメア成分がメモリ２３に記憶され
た後には、ＦＩＴ−ＣＣＤ２０には前述の第１Ｏ図に示
された各垂直転送パルスが与えられ、そのようにして電
子シャッタ動作が行われる。

このときには増幅器２１出力は直接に減算器２５に与え
られ、この減算器２５で前記メモリ２３からＤ／Ａ変換
器２４を介して与えられる垂直スメア成分が減算される
。このようにして、垂直スメア成分を除去した良好な映
像信号が出力端子２６に導出される。

以上のようにこの実施例によれば、入射光量の増大に伴
って特に垂直スメア成分が大きくなる電子シャッタ動作
時において、ＦＩＴ−ＣＣＤ２０の垂直転送レジスタ１
２で、ＴＬ電荷分布平均化することによって抽出した垂
直スメア成分と等価な信号を予めメモリ２３に記憶して
おき、この後にＦＩＴ−ＣＣＤ２０に電子シャッタ動作
を行わせるための駆動パルスを与え、このときの信号か
ら前記メモリ２３に記憶した垂直スメア成分を減じるこ
とによって良好な映像信号が得られ、これによって、た
とえば高速に運動する物体を鮮明に撮像することができ
るようになる。さらに、垂直スメア成分を低減すること
ができる結果として、入射光量の増大が可能となり、こ
れによっ°ζシャ・ツタ速度の高速化を図ることができ
るようになる。したがって、より高速に連動する物体を
鮮明に撮像してその運動の解析などに利用することがで
きるようになる。

第５図はこの発明の他の実施例において用いられるＦＩ
Ｔ−ＣＣＤの構成を示す平面図である。

この実施例の説明において、前述の第１図および第２図
を再び参照し、また第５図図示のＦＩＴ−ＣＣＤを以下
においてはｒＦ　ＩＴ−ＣＣＤ２０Ｊとい・う。

なお第５図において、前述の第８図に示された各部と同
等の部分には同一の参照符号が付されている。

このＦＩＴ−ＣＣＤ２０では、水平転送部Ｃに隣接して
ゲート部３０およびドレイン部３１が配置されている。

ゲート部３０にはコントロールパルスφＣＮ↑が与えら
れるコントロール端子３２が接続されている。水平転送
部Ｃ内の電荷はコントロールパルスφ。アをハイレベル
とすることにより、ドレイン部３１に排出することがで
きる。またゲート部３０はシリコン基板に最も近い第１
Ｎに配置されている。

またこのＦＩＴ−ＣＣＤ２０には第２図に示したと同様
の駆動パルスが与えられる。その結果、垂直転送レジス
タ１２の各転送電極の電位が等しい期間には、垂直転送
レジスタ１２内にはその転送方向にわたってほぼ均等に
”Ｈ；ｉが分布する。

第６図は第２図の期間１．．１．境界部分近傍の期間に
おける垂直転送パルスφ８．〜φ、４および水平転送パ
ルスφＨ１〜φ。ならびに前記コントロールパルスφＣ
ＮＴの波形図である。、３ＩｊＩ間ΔＧは、受光部へか
ら蓄積部Ｂへ信号電荷を転送し、・蓄積部Ｂから水平転
送部Ｃへ垂直スメア成分を転送する期間である。前記ゲ
ート部３０に与えられるコントロールパルスφ、９．は
、期間１．．１．および期間ｔ、の大部分の期間はハイ
レベルであり、１、の期間はローレベルとなっている。

その詳細は第１に示すように、蓄積部Ｂに蓄積された数
ライン分の信号電荷を残す時点でローレベルとなってい
る。したがって、蓄積部Ｂに転送された１３号電荷はそ
の大部分がゲート部３０を介してドレイン部３１へ排出
され、一部分は水平転送部Ｃを介して信号検出部りから
出力される。

このようすれば、電子シャッタ動作時の不要電荷を排出
する際に水平転送部Ｃが過剰な電荷でオーバフローし、
電荷が蓄積部已に逆流することが防がれ、また垂直スメ
ア成分の検出を容易に行うことができるようになる。

前述の実施例では、水平転送部Ｃ内で蓄積部Ｂの垂直転
送レジスタ１２からの１３号電荷を受け、その４３号を
垂直スメア成分として、ＦＴＴ−ＣＣＤ２０出力の補正
に用いているが、Ｓ／Ｎ比の良好な垂直スメア成分を得
るには、蓄積部Ｂから複数の水平ライン分の電荷を水平
転送部Ｃ内で積算すると良い。

また前述の実施例は、ＦＩＴ−ＣＣＤを用いた場合につ
いて説明したが、ｌ　Ｌ−ＣＣＤに対しても、この発明
は容易に応用することができる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明の撮像装置によれば、固体撮像素
子の受光素子における電荷蓄積時間を制限して、高速シ
ャフタ動作を電子的に行わせる場合に、垂直スメアを生
じさせることなく固体撮像素子の受光部への入射強度を
高く設定することができるようになる。したがって高速
に運動する被写体を鮮明に撮像することができるように
なるとともに、固体撮像素子の受光部への入射光景を増
大して、シャッタ動作をより高速化することができるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の撮像装置の基本的な構
成を示すブロック図、第２図は垂直スメア成分の検出時
において固体撮像素子２０に与えられる垂直転送パルス
などの波形図、第３図は第８図の切断面線ｍ−ｍから見
た断面図、第４図は垂直スメア成分に対応する信号電荷
の転送動作を説明するための波形図、第５図はこの発明
の第２実施例で用いられる固体撮像素子の構成を示す平
面図、第６図は前記第２実施例における垂直スメア成分
に対応する信号電荷の転送動作を説明するための波形図
、第７図は垂直スメア成分の発生を説明するための図、
第８図は従来および前記第１実施例の説明において共通
に用いられ固体撮像素子の構成を示す平面図、第９図は
通常動作時において第８図図示の固体撮像素子に与えら
れる垂直転送パルスなどの波形図、第１０図は電子シャ
ッタ動作時において第８図図示の固体撮像素子に与えら
れる垂直転送パルスなどの波形図である。 １０・・・受光素子、１２・・・垂直転送レジスタ、２
０・・・固体撮像素子（Ｆ　ＩＴ−ＣＣＤ）　、２３・
・・メ・モＪ、 ２５・・・減算器、 ４１・・・転送電極、 Ａ・・・受光部、 Ｂ・・・蓄積部、 Ｃ・・・水平転送部 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 垂直転送レジスタを有する固体撮像素子の受光素子の電
   荷蓄積時間を制限して、高速シャッタ動作を電子的に行
   うようにした撮像装置において、前記高速シャッタ動作
   に先立って、受光素子からの信号電荷が読み出しされる
   ときに、その前後の所定期間において、前記垂直転送レ
   ジスタの各転送電極の電位を等しくする駆動手段と、 前記所定期間における垂直転送レジスタ内の信号電荷に
   対応する固体撮像素子からの出力信号を記憶するメモリ
   と、 この記憶が行われた後の固体撮像素子出力から、前記メ
   モリに記憶した信号を減じる減算器とを備えたことを特
   徴とする撮像装置。