JPH04360478A - 固体撮像装置の駆動方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固体撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラ、電子スチルカメラ
などにおいては小型化、低価格化、高画質化に主眼がお
かれ、固体撮像装置がそれらに貢献している。

【０００３】以下、従来の固体撮像装置について図面を
参照しながら説明する。図６は従来の固体撮像装置の構
成をブロック図で示す。図において、１は光学系レンズ
、２は機械式シャッター機構、３は固体撮像素子、４は
固体撮像素子３を駆動する駆動パルス発生装置、５は機
械式シャッター機構２および駆動パルス発生装置の動作
を制御するシステム制御マイコロコンピュータ（以下、
システム制御マイコンと称す）、６は撮影スタートスイ
ッチである。

【０００４】図８は一般的なＣＣＤ固体撮像素子の構成
を部分平面図で示す。図において１２は半導体平面上に
配列して構成される画素の光電変換素子となるフォトダ
イオードで、画素に入射する光量に比例した電荷を発生
して蓄積する。１１はＣＣＤによる垂直転送段であり、
前記フォトダイオード１２の蓄積電荷が読み出し用パル
ス（以下、チャージパルスと称す）でこの垂直転送段に
移され、垂直転送パルスで水平転送段１３に順次転送さ
れる。水平転送段１３は垂直転送段１１から転送された
電荷を水平転送パルスで順次に信号電荷検出部１４に転
送する。このような構成が平面的に配列されて固体撮像
素子が構成される。なお、ダイオード列の奇数番目のフ
ォトダイオードをＡフィールド用とし、偶数番目のフォ
トダイオードをＢフィールド用のフォトダイオードとし
て用いられるのが一般的である。

【０００５】図７は従来の固体撮像装置の動作をタイミ
ングチャートで示す。図において、ａは垂直同期信号、
ｂはシステム制御マイコンから出力される機械式シャッ
ター開放パルスで、機械式シャッター機構が開放状態の
ときハイとなる、ｃおよびｄはそれぞれ固体撮像素子の
ＡフィールドおよびＢフィールドの電荷を垂直転送段に
読み出すためのチャージパルス、ｅは固体撮像素子の垂
直転送パルスの１つ、ｆは前記垂直転送パルスにおける
高速転送部分である。

【０００６】上記の構成においてその動作を説明する。 まず、時刻ｔ０は撮影スタートスイッチ６が押される前
で、このときにも固体撮像素子には垂直転送パルスｅが
印加されている。時刻ｔ１で撮影スタートスイッチ６が
オンされると、システム制御マイコン５から機械式シャ
ッター開放パルスｂを機械式シャッター機構２および駆
動パルス発生装置４に出力される。この機械式シャッタ
ー開放パルスｂは機械式シャッター機構を開放状態とす
るとともに、その立ち上がりで駆動パルス発生装置４か
らチャージパルスｃおよびｄを出力させる。固体撮像素
子３は前記チャージパルスｃとｄを入力し、チャージパ
ルスｃでＡフィールドの偶数番目のフォトダイオード、
チャージパルスｄでＢフィールドの奇数番目のフォトダ
イオードの電荷を垂直転送段に読み出させ、各フォトダ
イオードの電荷を空にする。読み出された電荷は不要な
電荷として時刻ｔ１からｔ２まで垂直転送パルスの高速
転送部分ｆにより高速に転送されて、たとえば、掃き出
しドレインから掃き出される。時刻ｔ１で空になった各
フォトダイオードは入射光による電荷を蓄積し始める。 機械式シャッター開放パルスｂは垂直同期信号ａに同期
して時刻ｔ３で立ち下がり、機械式シャッターを閉状態
にするとともに、駆動パルス発生装置４からチャージパ
ルスｃおよびｄを固体撮像素子に印加させ、時刻ｔ１か
らｔ３までの間に蓄積されたフォトダイオードの信号電
荷を垂直転送部分に読み出す。そののち、つぎの１垂直
期間に垂直転送パルスｅによって電荷は水平転送部に転
送され、水平転送パルスによって記録系に出力されて記
録される。以上の動作により一枚の静止画像が得られる
。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の固体
撮像装置では、非常に短いシャッター期間を設定したい
とき、機械式シャッター機構の速度が追従できないため
に露光時間が不正確になるという問題があった。また、
機械式シャッター機構が開放状態にあるときに固体撮像
素子に垂直転送パルスが印加されているため、入射した
光が転送段を照射して発生する電荷が転送されて出力さ
れ、スミア成分の多い画像となる問題があった。

【０００８】なお最近、フォトダイオードの不要電荷を
フォトダイオードの底から半導体基板に縦方向に掃き出
す基板掃き出し型の固体撮像素子が用いられるが、この
基板掃き出し型の固体撮像素子を用いた場合でも、機械
式シャッター機構の精度の課題および開放中の垂直転送
によるスミヤの問題は上記と同じである。

【０００９】本発明は上記の課題を解決するもので、簡
単な機械式シャッター機構を用いながら、高精度の露光
時間制御ができ、あわせて、かつスミア成分の軽減され
た固体撮像装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、光電変換素子の電荷蓄積部の電荷を半導
体基板に与えた所定の電位で前記半導体基板に掃き出せ
る基板掃き出し機能を有する固体撮像素子と、前記固体
撮像素子に入射する光を遮光する機械式シャッター機構
と、前記固体撮像素子の駆動装置と、前記機械式シャッ
ター機構と前記駆動装置とを制御するシステム制御装置
とを備え、前記システム制御装置が前記機械式シャッタ
ー機構の遮光動作と前記掃き出し動作と信号電荷を垂直
転送段に読み出す動作との組合せにより前記固体撮像素
子が電荷を蓄積する露光時間を制御するとともに、前記
機械式シャッター機構の開放中に垂直転送しないように
制御する固体撮像装置とする。

【００１１】

【作用】本発明は上記の構成において、機械式シャッタ
ー機構の開放のタイミングと蓄積電荷掃き出しのタイミ
ングと信号電荷を垂直転送段に読み出すタイミングの組
合せ制御が露光時間を決定し、また機械式シャッター機
構の開放中に垂直転送しない制御がスミアを低減する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例の固体撮像装置につ
いて図面を参照しながら説明する。

【００１３】図１は本実施例の第１の実施例の固体撮像
装置の構成をブロック図で示す。図において１は光学系
レンズ、２は機械式シャッター機構、３は半導体基板に
与えた所定電位によりフォトダイオードの電荷が掃き出
される構成を有する固体撮像素子、４は固体撮像素子の
駆動パルス発生装置、５は機械式シャッター機構２およ
び前記駆動パルス発生装置を制御するシステム制御マイ
コン、６は撮影スタートスイッチである。

【００１４】図２は本発明の第１の実施例の固体撮像装
置の動作をタイミングチャートで示す。図において、ａ
は垂直同期信号、ｂはシステム制御マイコン５から出力
される機械式シャッター開放パルスで、機械式シャッタ
ーが開放状態のときハイとなる。ｃはシステム制御マイ
コン５から出力される露光時間制御パルス、ｄおよびｅ
は駆動パルス発生装置４から固体撮像素子に与えられる
チャージパルスであって、フォトダイオードの信号電荷
を垂直転送段に移す。ｆは固体撮像素子の垂直転送パル
スの１つ、ｇは固体撮像素子のフォトダイオードの電荷
を半導体基板へ掃き出すパルス（以下、ＳＵＢパルスと
称す）である。

【００１５】以下、上記構成要素の相互関係と動作につ
いて説明する。まず、撮影スタートスイッチ６がオフの
とき、すなわち図２の時刻ｔ０では撮影待機状態である
。このとき固体撮像素子３には垂直転送パルスｆとＳＵ
Ｂパルスｇが印加されている。このとき機械式シャッタ
ー機構２は閉状態で入射光は遮断されており、また１水
平期間ごとにＳＵＢパルスｇが固体撮像素子のフォトダ
イオード電荷を掃き出している。時刻ｔ１で撮影スター
トスイッチ６がオンとされると、システム制御マイコン
５は機械式シャター開放パルスを機械式シャッター機構
２に出力して機械式シャター機構２を開放状態にし、固
体撮像素子に光を入射させるとともに、この時点で駆動
パルス発生装置４の垂直転送パルスｆの出力を停止させ
る。この垂直転送の停止により機械式シャッター機構開
放中のスミア成分混入を防止する。この場合、機械式シ
ャッター機構２はシステム制御マイコン５から開放パル
スｂを受けてから完全に開状態になるのにｔ１からｔ２
までの時間を要する。時刻ｔ２で機械式シャッター機構
２が完全に開放状態になったとき、システム制御マイコ
ン５から露光時間制御パルスｃを駆動パルス発生装置４
に入力し、ＳＵＢパルスｇの出力を停止させてフォトダ
イオードの電荷掃き出しを停止する。したがって、この
時点から固体撮像素子のフォトダイオードは電荷の蓄積
を開始する。時刻ｔ３で露光時間制御パルスｃが立ち下
がり、そのタイミングでチャージパルスｄおよびｅを駆
動パルス発生装置４から出力させて固体撮像素子のフォ
トダイオードの電荷を垂直転送段に読み出す。なお、こ
の実施例ではチャージパルスｄによるＡフィールドの電
荷とチャージパルスｅによるＢフィールドの電荷とを垂
直転送段で加算して読み出している場合について説明し
たが、ＡフィールドまたはＢフィールドだけを読みだす
場合もある。以上の動作により露光時間がｔ２からｔ３
の間に制御される。また、時刻ｔ３でシステム制御マイ
コン５は機械式シャッター機構２を閉状態に指示し、機
械式シャッター機構２はｔ３から閉状態になり始めて時
刻ｔ４で完全に閉状態になる。この時点でシステム制御
マイコン５は機械式シャッター開放パルスｂを立ち下げ
る。前記垂直転送段に読み出だされた電荷は、機械式シ
ャッター機構が完全に閉状態になった時刻ｔ４の次の垂
直同期信号、すなわち時刻ｔ５まで転送されないで転送
段に維持されたままにある。時刻ｔ５で駆動パルス発生
装置４から垂直転送パルスｆが出力され始め、転送段に
保持されていた信号電荷を水平転送段へ転送し記録系へ
送り記録する。また、この時点からＳＵＢパルスｇの印
加を開始させ、固体撮像素子のフォトダイオードの電荷
を半導体基板に掃き出し始める。そして電荷転送を終了
すると撮影待機状態となる。このようにｔ０からｔ５ま
での一連の動作により撮影を終了する。

【００１６】このように、本発明の第１の実施例の固体
撮像装置によれば、垂直転送を停止して機械式シャッタ
ー機構を開放とし、つぎに光電変換素子の蓄積電荷掃き
出しを停止して露光の開始とし、所定の時間経過後に信
号電荷を垂直転送部へ読み出して露光終了とし、前記露
光終了後に前記機械シャッター機構を閉じたのちに垂直
同期信号に同期して垂直転送を開始するように制御する
ことにより、機械式シャッターよりも精度の高い露光時
間を実現するともに、スミア成分の少ないフィールド静
止画像を得ることができる。

【００１７】以下、本発明の第２の実施例の固体撮像装
置について図面を参照しながら説明する。図３は本発明
の第２の実施例の固体撮像装置の動作をタイミングチャ
ートで示す。図においてａは垂直同期信号、ｂはシステ
ム制御マイコン５から機械式シャッター機構２に与えら
れる機械式シャッター開放パルス、ｃはシステム制御マ
イコン５からの露光時間制御パルス、ｄおよびｅは固体
撮像素子に与えられるチャージパルス、ｆは固体撮像素
子の垂直転送パルスの１つ、ｇは固体撮像素子のＳＵＢ
パルスである。これらの信号の機能は第１の実施例と同
じであるが、そのタイミングが異なるものである。

【００１８】以下、上記構成要素の相互関係と動作につ
いて説明する。まず、撮影スタートスイッチが入力され
る前の時刻ｔ０では、垂直転送パルスｆと、ＳＵＢパル
スｇが固体撮像素子に印加されて撮影待機状態にある。 時刻ｔ１で撮影スタートスイッチがオンされると、制御
マイコン５が機械式シャッター開放パルスｂを機械式シ
ャッター機構２に出力して開放状態にするとともに、発
生装置４に垂直転送パルスｆの出力を停止させる。この
停止によってスミア成分の混入を防止する。機械式シャ
ッター機構が完全に開放状態になる時点ｔ２とシステム
制御マイコン５から露光時間制御パルスｃを駆動パルス
発生装置４に出力し、ＳＵＢパルスｇの印加を停止させ
る。この時点から固体撮像素子は電荷の蓄積を開始する
。

【００１９】以上の動作は第１の実施例と同じであり、
第１の実施例と異なる点は電荷蓄積の終了を機械式シャ
ッター機構２の閉動作によって行う点である。時刻ｔ３
でシステム制御マイコン５は機械式シャッター開放パル
スｂをローにして機械式シャッター機構２を閉状態にす
る。この時点でことで入射光が遮断されてフォトダイオ
ードは電荷蓄積を終了し、蓄積された電荷はつぎの垂直
同期信号に同期した時点ｔ４まで保持される。ｔ４の時
点でシステム制御マイコン５は駆動パルス発生装置４に
チャージパルスｃおよびｄを発生させて信号電荷を垂直
転送段に読み出すとともに、露光時間制御パルスｃを立
ち下げ、垂直転送パルスｆとＳＵＢパルスＧの印加を開
始させる。読み出された電荷は垂直転送パルスｆによっ
て水平転送段に転送され記録系へ送られる。

【００２０】このように本発明の第２の実施例の固体撮
像装置によれば、垂直転送を停止して機械式シャッター
機構を開放とし、つぎに光電変換素子の蓄積電荷掃き出
しを停止して露光の開始とし、所定の時間経過後に信号
電荷を垂直転送部へ読み出して露光終了とし、前記露光
終了後に前記機械シャッター機構を閉じたのちに垂直同
期信号に同期して垂直転送を開始するように制御し、あ
らかじめ機械式シャッタテ機構を開放状態にしてのち、
露光時間制御パルスで電荷掃き出しを停止して露光を開
始させ、機械式シャッター機構の閉状態で遮光して露光
完了とするように露光時間を制御することにより、機械
式シャッターの開放時間よりも短い露光時間を実現し、
また、露光開始のタイミングが露光時間制御パルスによ
り正確に制御でき、さらに、スミア成分の少ないフィー
ルド静止画像を得ることができる。

【００２１】以下、本発明の第３の実施例の固体撮像装
置について図面を参照しながら説明する。図４は本発明
の第３の実施例の固体撮像装置の動作をタイミングチャ
ートで示す。図においてａは垂直同期信号、ｂはシステ
ム制御マイコン５から機械式シャッター機構２に出力さ
れる機械式シャッター開放パルス、ｃはシステム制御マ
イコン５から出力される露光時間制御パルス、ｄはＡフ
ィールドのチャージパルス、ｅはＢフィールドのチャー
ジパルス、ｆは固体撮像素子の垂直転送パルスの１つ、
ｇは固体撮像素子のＳＵＢパルスを示す。また、固体撮
像素子は１画素１色フィルターを装着した固体撮像素子
とする。

【００２２】以下、上記構成要素の相互関係と動作につ
いて説明する。まず、撮影スタートスイッチが入力され
る前の時刻ｔ０では、垂直転送パルスｆと、ＳＵＢパル
スｇが固体撮像素子に印加され撮影待機状態にある。時
刻ｔ１で撮影スタートスイッチがオンされると、システ
ム制御マイコン５は機械式シャッター開放パルスｂを機
械式シャッター機構２に出力して開放状態にするととも
に、駆動パルス発生装置４に垂直転送パルスの出力を停
止させる。この停止によりスミア成分の混入を防止する
。機械式シャッター機構が完全に開放状態になる時点ｔ
２でシステム制御マイコン５から露光時間制御パルスｃ
を駆動パルス発生装置４に出力し、ＳＵＢパルスｇの印
加を停止させる。この時点から固体撮像素子は電荷の蓄
積を開始する。以上の動作は第１および第２の実施例と
同じである。つぎに時刻ｔ３で露光時間制御パルスｃが
立ち下げ、その時点でチャージパルスｄを駆動パルス発
生装置４から印加させてＡフィールドの電荷を垂直転送
段へ読み出す。そののち、時点ｔ４で機械式シャッター
開放パルスｂを立ち下げて機械式シャッター機構２を閉
状態とする。前記時点ｔ３とｔ４をほとんど同時に設定
するか、ｔ３における露光時間制御パルスｃの立ち下が
りで機械式シャッター開放パルスをローに設定すること
で、露光はｔ３で完了する。チャージパルスｄで読み出
されたＡフィールドの信号電荷は垂直転送段に保持され
る。機械式シャッター機構が完全に閉状態になったつぎ
の垂直同期信号の時点５で転送パルスｆの印加を開始さ
せ、Ａフィールドの信号電荷を水平転送段へ転送させる
。Ａフィールドの電荷を転送し終えたつぎの垂直同期信
号の時点ｔ６でチャージパルスｅを駆動パルス発生装置
４から出力させ、Ｂフィールドの信号電荷を垂直転送段
に読みだし、水平転送段に転送させる。また、駆動パル
ス発生装置４は時刻ｔ６以降、ＳＵＢパルスｇの出力を
開始する。そしてＢフィールドの電荷を転送し終わる次
の時刻ｔ７から、ふたたび撮影待機の状態となる。

【００２３】このように本発明の第３の実施例の固体撮
像装置によれば、垂直転送を停止して機械式シャッター
機構を開放とし、つぎに光電変換素子の電荷蓄積部の電
荷掃き出しを停止して露光の開始とし、所定の時間経過
後に奇数番目の光電変換素子による第１のフィールドの
信号電荷を垂直転送部へ読み出して露光終了とし、前記
露光終了直後に前記機械式シャッター機構を閉じ、閉じ
た後の垂直同期信号に同期して前記第１のフィールドの
信号電荷を垂直転送し、前記第１のフィールド垂直転送
の終了後に続く垂直同期信号に同期して偶数番目の光電
変換素子による第２のフィールドの信号電荷を読み出し
、前記第２のフールドの信号電荷を前記第１のフィール
ドに対して１フィールドだけ遅れて垂直転送を開始する
ように制御することにより、精度の高い露光時間で、か
つ１画素１色フィルターを装着した固体撮像素子のＡフ
ィールドの信号に対してＢフィールドの信号を１フィー
ルド遅らせて出力できるとともに、スミア成分の軽減さ
れたフレーム静止画像を得ることができる。

【００２４】以下、本発明の第４の実施例の固体撮像装
置について図面を参照しながら説明する。図５は本発明
の第４の実施例の固体撮像装置の動作をタイミングチャ
ートで示す。図においてａは垂直同期信号、ｂはシステ
ム制御マイコン５から機械式シャッター機構２に出力さ
れる機械式シャッター開放パルス、ｃはシステム制御マ
イコン５から出力される露光時間制御パルス、ｄはＡフ
ィールドのチャージパルス、ｅはＢフィールドのチャー
ジパルス、ｆは固体撮像素子の垂直転送パルスの１つ、
ｇは固体撮像素子のＳＵＢパルスを示す。上記の構成要
素は第３の実施例と同じであり、異なる点は動作のタイ
ミングである。

【００２５】以下、上記構成要素の相互関係と動作につ
いて説明する。まず、撮影スタートスイッチが入力され
る前の時刻ｔ０では、垂直転送パルスｆと、ＳＵＢパル
スｇが固体撮像素子に印加され、撮影待機状態にある。 時刻ｔ１で撮影スタートスイッチ６がオンされる、シス
テム制御マイコン５が機械式シャッター開放パルスｂを
機械式シャッター機構２に出力して開放状態にするとと
もに、駆動パルス発生装置４に垂直転送パルスｆの出力
を停止させる。この停止によりスミア成分の混入を防止
する。機械式シャッター機構が完全に開放状態となる時
刻ｔ２でシステム制御マイコン５が露光時間制御パルス
ｃをパルス発生装置４に出力してＳＵＢパルスｇの印加
を停止させ、この時点から固体撮像素子は電荷の蓄積を
開始する。以上の動作は第１から第３の実施例の動作と
同じである。時刻ｔ３でシステム制御マイコン５は機械
式シャッター開放パルスｂをローとして機械式シャッタ
ー機構２を閉状態にし、この時点で入射光が遮断されて
フォトダイオードの電荷蓄積が終了する。蓄積された電
荷は固体撮像素子のフォトダイオードに保持され、つぎ
の垂直同期信号に同期した時刻ｔ４でシステム制御マイ
コン５は露光時間制御パルスＣをローにするとともに、
駆動パルス発生装置４にチャージパルスｄを出力させ、
Ａフィールドの信号電荷を垂直転送段に読み出し、また
垂直転送パルスｆの印加を開始させる。読み出されたＡ
フィールドの電荷は垂直転送パルスｆによって水平転送
段に転送される。Ａフィールドの電荷を転送し終えたつ
ぎの垂直同期信号に同期する時点時刻ｔ５でシステム制
御マイコン５は駆動パルス発生装置４にチャージパルス
ｅを出力させ、Ｂフィールドの電荷を垂直転送段に読み
出し、垂直転送して出力する。パルス発生装置４は時点
ｔ５以降、ＳＵＢパルスｇを出力し、Ｂフィールドの電
荷を転送し終わる時点ｔ６からふたたび撮影待機状態と
なる。

【００２６】このように本発明の第４の実施例の固体撮
像装置によれば、システム制御装置が、垂直転送を停止
して機械式シャッター機構を開放とし、つぎに光電変換
素子の電荷蓄積部の電荷掃き出しを停止して露光の開始
とし、所定の時間経過後に前記機械式シャッター機構を
閉じて露光終了とし、露光終了後の垂直同期信号に同期
して奇数番目の光電変換素子による第１のフィールドの
信号電荷を垂直転送部へ読み出すとともに垂直転送を開
始し、前記第１のフィールドの転送終了後のつぎの垂直
同期信号に同期して偶数番目の光電変換素子による第２
のフィールドの信号電荷を読み出し、前記第２のフィー
ルドを前記第１のフィールドに対して１フィールドだけ
遅れて垂直転送を開始するように制御することにより、
機械式シャッターの開放時間よりも短い露光時間を実現
し、また露光開始のタイミングが露光時間制御パルスに
より正確に設定でき、さらにスミア成分の少ないフィー
ルド静止画像を得ることができ、また、１画素１色フィ
ルターを装着した固体撮像素子のＡフィールドの信号に
対してＢフィールドの信号を１フィールド遅らせて出力
することでができる。

【００２７】なお、第１、第２、第３および第４の実施
例の固体撮像装置では、固体撮像素子の露光時間をおよ
そ約１垂直期間とする例で説明したが、被写体の照度に
応じて露光時間制御パルスの時間幅で任意に設定できる
ことは言うまでもない。

【００２８】また、インターライン方式の固体撮像素子
で説明したが、フレームインターライン方式などインタ
ーライン方式以外の固体撮像素子でも実現可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明は光電変換素子に蓄積された電荷を半導体基板に与え
た所定の電位でその半導体基板に掃き出せる基板掃き出
し構成を有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子に入
射する光を遮光する機械式シャッター機構と、前記固体
撮像素子の駆動装置と、前記機械式シャッター機構と前
記駆動装置とを制御するシステム制御装置とを備え、前
記システム制御装置が前記機械式シャッター機構の遮光
動作と前記掃き出し動作と信号電荷を垂直転送段に読み
出す動作との組合せにより前記固体撮像素子が電荷を蓄
積する露光時間を制御するとともに、前記機械式シャッ
ター機構の開放中に垂直転送しないように制御するよう
にした固体撮像装置とすることにより、露光時間の精度
が高く、スミアの低減された固体撮像装置を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の固体撮像装置の構成を
示すブロック図

【図２】本発明の第１の実施例の固体撮像装置の制御パ
ルスを示すタイミングチャート

【図３】本発明の第２の実施例の固体撮像装置の制御パ
ルスを示すタイミングチャート

【図４】本発明の第３の実施例の固体撮像装置の制御パ
ルスを示すタイミングチャート

【図５】本発明の第４の実施例の固体撮像装置の制御パ
ルスを示すタイミングチャート

【図６】従来の固体撮像装置の構成を示すブロック図

【
図７】従来の固体撮像装置の動作を示すタイミングチャ
ート

【図８】固体撮像素子の構成を示す部分平面図

【符号の説明】

１　　光学系レンズ ２　　機械式シャッター機構 ３　　固体撮像素子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光電変換素子の電荷蓄積部の電荷を半
   導体基板に与えた所定の電位で前記半導体基板に掃き出
   せる基板掃き出し機能を有する固体撮像素子と、前記固
   体撮像素子に入射する光を遮光する機械式シャッター機
   構と、前記固体撮像素子の駆動装置と、前記機械式シャ
   ッター機構と前記駆動装置とを制御するシステム制御装
   置とを備え、前記システム制御装置が、前記機械式シャ
   ッター機構の遮光動作と前記掃き出し動作と信号電荷を
   垂直転送段に読み出す動作との組合せにより前記固体撮
   像素子が電荷を蓄積する露光時間を制御するとともに、
   前記機械式シャッター機構の開放中に垂直転送しないよ
   うに制御する固体撮像装置。
2. 【請求項２】　　システム制御装置が、垂直転送を停止
   して機械式シャッター機構を開放とし、つぎに光電変換
   素子の蓄積電荷掃き出しを停止して露光の開始とし、所
   定の時間経過後に信号電荷を垂直転送部へ読み出して露
   光終了とし、前記露光終了後に前記機械シャッター機構
   を閉じたのちに垂直同期信号に同期して垂直転送を開始
   するように制御する請求項１記載の固体撮像装置。
3. 【請求項３】　　システム制御装置が、垂直転送を停止
   して機械式シャッター機構を開放とし、つぎに光電変換
   素子の電荷蓄積部の電荷掃き出しを停止して露光の開始
   とし、所定の時間経過後に前記機械式シャッター機構を
   閉じて露光終了とし、前記露光終了後の垂直同期信号に
   同期して信号電荷を読み出すとともに垂直転送を開始す
   るように制御する請求項１記載の固体撮像装置。
4. 【請求項４】　　システム制御装置が、垂直転送を停止
   して機械式シャッター機構を開放とし、つぎに光電変換
   素子の電荷蓄積部の電荷掃き出しを停止して露光の開始
   とし、所定の時間経過後に奇数番目の光電変換素子によ
   る第１のフィールドの信号電荷を垂直転送部へ読み出し
   て露光終了とし、前記露光終了直後に前記機械式シャッ
   ター機構を閉じ、閉じた後の垂直同期信号に同期して前
   記第１のフィールドの信号電荷を垂直転送し、前記第１
   のフィールド垂直転送の終了後に続く垂直同期信号に同
   期して偶数番目の光電変換素子による第２のフィールド
   の信号電荷を読み出し、前記第２のフールドの信号電荷
   を前記第１のフィールドに対して１フィールドだけ遅れ
   て垂直転送を開始するように制御する請求項１記載の固
   体撮像装置。
5. 【請求項５】　　システム制御装置が、垂直転送を停止
   して機械式シャッター機構を開放とし、つぎに光電変換
   素子の電荷蓄積部の電荷掃き出しを停止して露光の開始
   とし、所定の時間経過後に前記機械式シャッター機構を
   閉じて露光終了とし、露光終了後の垂直同期信号に同期
   して奇数番目の光電変換素子による第１のフィールドの
   信号電荷を垂直転送部へ読み出すとともに垂直転送を開
   始し、前記第１のフィールドの転送終了後のつぎの垂直
   同期信号に同期して偶数番目の光電変換素子による第２
   のフィールドの信号電荷を読み出し、前記第２のフィー
   ルドを前記第１のフィールドに対して１フィールドだけ
   遅れて垂直転送を開始するように制御する請求項１記載
   の固体撮像装置。