JPH04144379A - 固体撮像装置 - 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］ 本発明は、固体撮像素子の駆動装置に関し、特に電子シ
ャッタの駆動に関するものである。

［従来の技術］ 従来、ビデオカメラ等で露出補正と呼ばれる機能を実現
するための手段として、撮像素子に入射する光量を直接
制御する絞り羽根等を用いるものや、固体撮像素子の電
荷蓄積時間を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を用
いるものがあった。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前記従来例のうち、絞り羽根を用いる手法では
、絞り羽根及びその周辺の機構部材が必要であるという
問題があり、また電子シャッタ機能を用いる手法では、
撮像画の動きが不自然になるという問題があった。

以下、前記問題のうち、電子シャッタ機能を用いる手法
における問題を更に詳しく述べる。

第４図はインターライントランスファ型ＣＣＤのｍ意図
で、■は光電変換をするセンサ部、２は垂直転送レジス
タ、４は水平転送レジスタ、５は、出力アンプである。

図中のＡ−Ａ　’線に沿った断面図及びポテンシャル図
が第５図である。

第５図中、６は画素分離用のヂャネルストップ（ＣＳ）
、７はセンサ部１に蓄積された電荷を垂直転送レジスタ
２に移すためのり一トアウトゲ）　（ＲＯＧ）、８はザ
ブストレーｈ（Ｎ型半導体基板）、９け酸化膜である。

電子シャッタ時の動作を第５図及び第６図を用いて説明
する。第６図は、標準テレビジョン信号の１フィールド
分における図であり、Φ、。６はリートアウトゲート７
に印加されるパルスで、論理レベル°’　Ｈ”のときに
、リードアウトゲート７のポテンシャルが下がり、セン
サ部１の電荷を垂直転送レジスタ２に移す。除去パルス
ΦＳＬＩＢは、ザブストレート８に印加されるパルスで
あり、Ｈ”レベルのときにセンサ部１に蓄積された電荷
なΦｓｕｎ端子（パルスΦＳＵＲが印加される端子）を
通して外部に掃き出す。

この従来例では第６図において、パルスΦ、。６が垂直
帰線期間中にあり、パルスΦ９ＵＢは、水平帰線期間中
にある。時刻ｔ。にセンサ部１の電荷を読み出した後、
次の期間が始まるが、時刻ｔまでの水平帰線期間中に、
パルスΦｓＬＩＢが°“■」°゛レベルなるので、時刻
ｔ。から時刻１．までに蓄積された電荷は外部に掃き出
され、センサ部１には残っていない。時刻ｔ１から時刻
ｔ２までの間はパルスΦｓｕａが°’　Ｌ　”レベルな
ので、この期間の電荷はセンサ部１に蓄積され、時刻ｔ
２でパルスΦＲＯＧが“Ｈ゛°°レベルると、垂直転送
レジスタ２に移される。結局、この場合の露光時間は（
ｔ２−ｔ＋　）となる。

ところが、−１に蛍光灯や水銀灯では、その発光輝度お
よび発光色温度は電源周波数の２倍の周波数、すなわち
、電源周波数が５０Ｈｚの場合は１００　Ｈｚの周波数
で変動するため、これらの光源下では、ＮＴＳＣ方式Ｔ
Ｖカメラでは、フィールド周波数が６０Ｈｚのため、シ
ャッタースピード１７１００秒の整数倍のとき以外は、
フリッカ雑音が発生し、ＴＶ画像がちらついて見にくい
ものになっていた。

［課題を解決するための手段］ 前記課題は、光信号を受けて光電変換を行い情報の蓄積
を行うセンシング手段と、該センシング手段から情報を
読み込む第１の記憶手段と、該第１の記憶手段からの情
報を記憶する第２の記憶手段と、前記センシング手段の
情報を除去する除去手段とを有する固体撮像素子の駆動
装置であって、 １フィールド期間内の前記光信号の周期的変動の１周期
に相当する期間に、２回置上間欠的に前記センシング手
段の情報を前記除去手段により除去させ、該センシング
手段の除去直前の情報を第１の記憶手段に読み込ませ、
Ｉフィ〜ルト期間に１度前記第１の記憶手段の情報を前
記第２の記憶手段に移させることを特徴とする本発明の
固体撮像素子の駆動装置によって解決される。

［作用］ 前記構成により、１フィールド期間（例えば、ＮＴＳＣ
方式ＴＶカメラでは、１７６０秒）内の光信号の周期的
変動の１周期に相当する期間（例えば、電源周波数が５
０Ｈｚの場合は］、７　１０　０秒）に間欠的にセンシ
ング手段による情報蓄積を行い、各情報を第１の記憶手
段に読み込んで各情報の和を記憶し、この和の情報を第
２の記憶手段を介して出力する。出力された和の情報は
、１フイ一ル１〜期間（例えば１７６０秒）のうちの光
信号の周期的変動の１周期に相当する期間（例えば１７
１００秒）の間で電荷を蓄積するため各フィールドとも
光信号の周期的変動の１周期分を蓄積したことになり、
フリッカ雑音を無（すことができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

第２図は、本発明の実施例で用いるＣＣＤセンサの概念
図である。

このセンサはフレームインターライントランスファ型Ｃ
ＣＤと呼ばれるもので、第４図との相違点は記憶部３（
第２の記憶手段）があることである。記憶部３の記憶セ
ルの数は、センサ部ｌ　（センシング手段）の個数と同
じである。センザ部１からの電荷は垂直転送レジスタ２
（第１の記憶手段）に移された後、垂直帰線期間中に記
憶部３に転送され、その後、所定のタイミングで水平転
送レジスタ４に移され、出力アンプ５を通して読み出さ
れて行く。

また、第２図のＡ−Ａ　′線に沿う断面図及びポテンシ
ャル図は、第５図と同様であり、前述の電荷掃き出しの
機構及びセンサ部１から垂直転送レジスタ２への電荷読
出しの機構も同様である。

第１図は、本発明の実施例の動作を説明する図で、第２
図に示すＣＣＤセンセンサで露出補正をするときの駆動
の仕方を説明するものである。

第１図に示すように、時刻ｔ。で、直前のセンサ部１の
電荷は、センサ部１から垂直転送レジスタ２へ送られ、
垂直転送レジスタ２の１フィールド分の電荷は垂直帰線
期間中に高速に記１．は部３に送られる（図中の垂直転
送期間）。

その後、同図に示すように、時刻ｔｍまでば１Ｈ毎に除
去パルスΦｇｕ１．ｌを印加し、時刻ｔ。から時刻ｔｍ
の間、電荷の掃き出しを続ける。そして時刻ｔ□以降は
図のように電荷の掃き出しく除去）と蓄積が間欠的に行
われる。

時刻ｔｍ　＋　＋　、・・・、ｔｎにおいては、読み出
しパルスΦＲＱＧ印加によりセンサ部１から垂直転送レ
ジスタ２へ電荷が順次移動する。よって時刻上つの直後
には、垂直転送レジスタ２には蓄積期間ａ・・・、ａｏ
の間にセンサ部１に発生した電荷の総和が蓄積されてい
ることになる。即ち、１フィールド期間における除去パ
ルスΦ３いの各印加期間、回数により垂直転送レジスタ
２に蓄積される電荷の総和が制御され、固体撮像素子自
体で露出補正ができる。

そして、蛍光灯などの光源は第３図のように１００　Ｈ
ｚで変動しているため、その光量を１フィールド期ｍｊ
分時間積分すると、各フィール１ぐでその総光Ｍが異な
りフリッカ雑音を発生していたが、本発明では、第３図
に示すように、１フィールド期間（１／６０秒）のうち
のＩ／１００秒の間で電荷を蓄積するため、各フィール
ドとも光源の変動の１周期分を蓄積することになり、フ
リッカ雑音がなくなる。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、蓄積期間を、１フ
ィールド期間内の光信号の周期的変動の１周期に相当す
る期間にまんべんなく分布させているので、前記センシ
ング手段に蓄積された情報を除去する除去期間１回数を
制御して、フリッカ雑音を発生することなく、固体撮像
素子自体で露出補正を行うことができる。

その結果、従来用いていた絞り羽根及びその周辺の機構
部材等が不用になり、コストや本体装置のサイズを小さ
（することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の動作を説明する図、第２図は
上記実施例で用いるフレームインターライントランスフ
ァ型ＣＣＤの概念図、第３図は蛍光灯等の光量と実施例
の関係を表わす図、 第４図はインターライントランスファ型ＣＣＤの概念図
、 第５図は第４図のＡ−Ａ′線に沿う断面図及びポテンシ
ャル図、 第６図は従来の電子シャッタの動作を説明する図である
。 １・・・・・・センサ部（センシング手段）２・・・・
・・垂直転送レジスタ（第１の記憶手段）３・・・・・
・記憶部（第２の記憶手段）４・・・・・・水平転送レ
ジスタ ５・・・・・・出力アンプ 代理人　弁理士　　山　下　穣　平 区 （転）−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光信号を受けて光電変換を行い情報の蓄積を行う
   センシング手段と、該センシング手段から情報を読み込
   む第１の記憶手段と、該第１の記憶手段からの情報を記
   憶する第２の記憶手段と、前記センシング手段の情報を
   除去する除去手段とを有する固体撮像素子の駆動装置で
   あって、 １フィールド期間内の前記光信号の周期的変動の１周期
   に相当する期間に、２回以上間欠的に前記センシング手
   段の情報を前記除去手段により除去させ、該センシング
   手段の除去直前の情報を第１の記憶手段に読み込ませ、
   １フィールド期間に１度前記第１の記憶手段の情報を前
   記第２の記憶手段に移させることを特徴とする固体撮像
   素子の駆動装置。