JPH0370375A - 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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JPH0370375A
JPH0370375A JP1208137A JP20813789A JPH0370375A JP H0370375 A JPH0370375 A JP H0370375A JP 1208137 A JP1208137 A JP 1208137A JP 20813789 A JP20813789 A JP 20813789A JP H0370375 A JPH0370375 A JP H0370375A
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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】 くイ〉産業上の利用分野 本発明はフレームトランスファ方式のCCD固体撮像素
子の駆動方法に関する。
(口〉従来の技術 従来、高解像度の要求されるビデオカメラ等の撮像装置
に於いては、装置に搭載されるCCD固体撮像素子の受
光画素の情報を1フイールド毎に偶数行と奇数行とを交
互に読出して映像信号を得る所謂インクレース駆動が行
われ、垂直方向の解像度の向上が図られている。
ところで、フレームトランスファ方式のCCD固体撮像
素子の場合、情報電荷が受光画素中を転送して読出され
るため、各受光画素に複数のフィールドに亘って情報電
荷を蓄積することができず、偶数行と奇数行との受光画
素から交互に情報電荷を読出すことはできない。そこで
、第3図に示す如く、行列配置された受光画素a、bに
対して、奇数フィールドEでは2n−1(nは整数)行
の画素と2n行の画素との情報電荷を混合し、偶数フィ
ールド0では2n行の画素と2n+1行の画素との情報
電荷を混合して映像信号を得ることでインクレース駆動
が行われる。
一方、テレビ電話やドアホン等に用いられる小規模の固
体撮像装置に於いては、インクレース駆動は行われず、
2行毎の情報電荷が混合されて読出され、映像信号を得
るように構成されている。
即ち、第3図に示す奇数フィールドE或いは偶数フィー
ルド0の何れか一方を繰り返して映像信号を得ている。
このような小規模の撮像装置は、装置の構成が簡単なこ
とから感度不足となる場合があり、通常の露光期間(N
TSC方式では1760秒)の2倍或いは3倍といった
長時間露光が行われる。
第4図は、3倍の長時間露光を行う場合のタイミング図
であり、第5図は蓄積期間中の固体撮像素子の撮像部の
ポテンシャル図である。固体撮像素子の転送電極は、下
層電極(al)(a3)と上層電極(b2)(b4)と
からなる2層構造を成し、夫々4相の駆動クロックφ、
〜φ4が印加される。これら駆動クロックφ、〜φ4は
、情報電荷を転送するためのクロックパルスを垂直走査
信号VDのブランキング期間に有しており、3倍の長時
間露光の場合には、垂直走査期間1vの3周期毎にクロ
ックパルスが設定されている。即ち、第1のクロックパ
ルス(イ)に依って情報電荷が読出されてから次の第2
のクロックパルス(口〉に依って情報電荷が読出される
までが蓄積期間となる。この蓄積期間中容転送りロック
−1〜φ、は“H”(ハイレベル)又は′L”(ローレ
ベル)に固定され、例えば奇数行の受光画素aに対応す
る転送電極(al)(b2)に印加される転送りロック
φ8.φ、が“H”、偶数行の受光画素すに対応する転
送電極(a3)(b4)に印加される転送りロック値1
.φ、がL 1%に固定されて第5図に示すように奇数
行の受光画素aにポテンシャル井戸が形成される。従っ
て、偶数行の受光画素すに発生した情報電荷は、図中矢
印の如く奇数行の受光画1(aに流れ、垂直方向の2画
素の情報電荷が混合される。
(ハ)発明が解決しようとする課題 上述の如き固体撮像装置に於いては、1画素分の映像信
号を得るために受光画素2画素分の情報電荷が合成され
るが、インクレース駆動が行われない場合、合成される
受光画素の組合せが固定されることから、感度形状が夫
々独立となるため、M T F (Modulator
 transfer function )がナイキス
ト限界以上で高くなる。このMTFは固体撮像素子の解
像度に対応するもので、受光画素の幅Wと実際の感度形
状の幅Xとの比X/Wや映像信号の周期の関数で表わさ
れ、X/Wが大きいほどその値が小さくなる。即ち、映
像信号の周期がナイキスト限界を超えたとき、MTFが
大きいと映像信号の処理が信号想理回路(特にサンプル
ホールド回路)で忠実に行われなくなり、モアレの発生
を招き、再生画面の画質を著しく低下させることとなる
また、通常のCOD固体撮像素子では、暗電流の低減等
を目的として転送電極が負電位となるように駆動される
。このため、転送りロックφ1〜φ4は、第6図に示す
ようなりランプ回路を用い、例えばOv〜IOVの間で
変化するクロックパルスを一8v〜2vの間にシフトし
て負電位を得ている。このようなりランプ回路は、直列
接続された抵抗(R)及びコンデンサ(C1)と抵抗(
R)に並列して接続されたダイオード(D>と入力側に
直列に接続されたコンデンサ(C2)からなるもので、
入力されるクロックφ、の最高レベルを抵抗(R)とコ
ンデンサ(C1〉との間に与えられるクランプ電位vc
Lに引き下げ、クロックφ18の変動分はそのまま伝え
てクロックφ。ulを出力する。
このようなりランプ回路に於いては、転送りロックの′
H”の期間をクランプして負電位のクロックを得ている
ことから、第4図に示す転送りロックφ、、φ4をクラ
ンプする場合、“H”の期間が極めて短いために安定し
たクランプができず、従って均一な転送りロックが供給
できない。
特に、露光期間・が長くなると転送りロックがIll 
L Hに固定される期間が長くなるため問題となる。
上述の如きクランプ回路を用いず、予め負′wtsを用
いて転送りロックを作成することも考えられるが、少な
くとも2種類の電源を必要とすることから、回路の構成
上好ましくない。
そこで本発明は、インクレース駆動を行わない固体撮像
装置に於いて、安定した転送りロックをCCD固体撮像
素子に供給すると共に、MTFを低下させてモアレの発
生を抑圧することを目的とする。
(ニ)課題を解決するための手段 水平及び垂直方向に行列配置された複数の受光画素に夫
々蓄積される情報電荷を垂直方向の2画素毎に混合し、
画面単位で連続する映像信号を得るCCl7固体撮像素
子の駆動方法に於いて、一画面の情報電荷を蓄積する露
光期間中の第1の期間に2n−1(nは整数)行の受光
画素に発生する情報電荷を2n行の受光画素に発生する
情報電荷と混合すると共に、露光期間中の残余の第2の
期間に2n行の受光画素に発生する情報電荷を2n+1
行の受光画素に発生する情報電荷と混合し、上記第1及
び第2の期間に混合した情報電荷を読出駆動して映像信
号を得ることを特徴とする。
(ホ〉作用 本発明に依れば、受光画素の幅Wに対して感度形状の幅
Xが広くなることからX/Wの値が大きくなり、MFT
が低下するため、映像信号の処理が忠実に行われ、モア
レの発生が抑圧される。
また、転送りロックを露光期間の途中で反転させている
ため、何れのクロックも一定期間高レベルとなり、この
高レベルの期間をクランプして負電位の転送りロックを
得るクランプ回路を安定して動作させることができ、均
一な転送りロックを固体撮像素子に供給できる。
(へ〉実施例 本発明の一実施例を図面に従って説明する。
第1図は本発明駆動方法を説明するためのタイミング図
であり、第2図はCCD固体撮像素子内のボテンシヶル
図である。
CCD固体撮像素子は、下層電極(at)(a3)及び
上層電極(b2)(b4)からなる2層構造を或し、各
電極(al)(b2)(a3)(b4)に4相の駆動ク
ロックφ、〜φ4が夫々供給される。このCCD固体撮
像素子の構成自体は、第5図と同一であり、垂直方向の
2画素分の情報電荷を合成するように構成されている。
本発明の特徴とするところは、転送りロックφ1〜φ4
を露光期間の途中で反転させることにある。即ち、露光
期間中の第1の期間T、に於いては、転送りロックφ、
φ、が′H”°、転送りロックφ3.φ4が“I、 I
Tに設定され、残りの露光期間の第2の期間T、に於い
ては、転送りロックφ1゜φ、が“L″、転送りロック
φ1φ4が“HIIに設定される。従って、第1の期間
Ttで奇数行の受光画素aに2画素分の情報電荷が蓄積
され、続く第2の期間で第1の期間に蓄積された情報電
荷を隣接する偶数行の受光画素すに転送すると共にこの
受光画素すに2画素分の情報電荷が蓄積される。そして
、垂直走査信号VDのブランキング期間に設定されるク
ロックパルス(イ)に依って読出駆動される。従って、
第1の期間T、から第2の期間T、に亘って奇数行の受
光画素aに発生した情報電荷と、第1の期間T、に受光
画素aの一方に隣接する受光画素すに発生した情報電荷
と、第2の期間T、に受光画素aの他方に隣接する受光
画素すに発生した情報電荷とが混合され、感度形状は3
画素に亘ることになる。このため、受光画素の幅W、!
:感度形状の幅Xとの比X/Wが従来の1.5倍となり
、MTFは特にナイキスト限界以上で小さくなることか
ら、モアレの発生が抑圧される。
また、各転送りロックφ1〜φ4は、露光期間中の第1
の期間T、或いは第2の期間T、の何れかの期間に“H
IIとなるために、第6図の如きクランプ回路に依って
転送りロックφ、〜φ4が安定してクランプされる。従
って負電源を用いることなく負電位の均一な転送りロッ
クが得られ、情報電荷を効率良く蓄積転送することがで
きる。各転送りロックφ1〜φ、は、蓄積期間中の“L
 11の期間が短い方が安定してクランプできることか
ら、転送クロツタの反転するタイミングは露光期間の中
間点付近とし、第1の期間T□と第2の期間T、とが略
等しくなるようにすることが好ましい。
尚、本実施例に於いては、露光期間を垂直走査期間1v
の3周期分に設定した場合を例示したが、露光期間は垂
直走査期間IVの整数倍であれば差支えない。
(ト〉発明の効果 本発明に依れば、インクレース駆動を採用していない撮
像装置に於いて、モアレの発生を抑圧して再生画面の画
質の劣化を防止すると共に、CCD固体撮像素子に安定
した駆動クロックを供給することができ、情報電荷の蓄
積転送効率の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明固体撮像素子の駆動方法を説明するタイ
ミング図、第2図は第1図に応じたポテンシャル図、第
3図は固体撮像素子の撮像部の模式図、第4図は従来の
固体撮像素子の駆動方法を説明するタイミング図、第5
図は第4図に応じたポテンシャル図、第6図は駆動クロ
ックをクランプするクランプ回路の回路図である。 (al)(b2)(a3)(b4)”・転送!極、 φ
、〜φv・・転送りロック。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)水平及び垂直方向に行列配置された複数の受光画
    素に夫々蓄積される情報電荷を垂直方向の2画素毎に混
    合し、画面単位で連続する映像信号を得るCCD固体撮
    像素子の駆動方法に於いて、一画面の情報電荷を蓄積す
    る露光期間中の第1の期間に2n−1(nは整数)行の
    受光画素に発生する情報電荷を2n行の受光画素に発生
    する情報電荷と混合すると共に、 続く露光期間中の残余の第2の期間に2n行の受光画素
    に発生する情報電荷を2n+1行の受光画素に発生する
    情報電荷と混合し、 上記第1及び第2の期間に混合した情報電荷を読出駆動
    して映像信号を得ることを特徴とする固体撮像素子の駆
    動方法。
  2. (2)請求項第1項記載の固体撮像素子の駆動方法に於
    いて、 上記露光期間を複数の垂直走査期間に亘って設定するこ
    とを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7164095B2 (en) 2004-07-07 2007-01-16 Noritsu Koki Co., Ltd. Microwave plasma nozzle with enhanced plume stability and heating efficiency
US7189939B2 (en) 2004-09-01 2007-03-13 Noritsu Koki Co., Ltd. Portable microwave plasma discharge unit
US7271363B2 (en) 2004-09-01 2007-09-18 Noritsu Koki Co., Ltd. Portable microwave plasma systems including a supply line for gas and microwaves
US7806077B2 (en) 2004-07-30 2010-10-05 Amarante Technologies, Inc. Plasma nozzle array for providing uniform scalable microwave plasma generation

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