JPH0490688A - 電子スチルカメラ - Google Patents
電子スチルカメラInfo
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- JPH0490688A JPH0490688A JP2206800A JP20680090A JPH0490688A JP H0490688 A JPH0490688 A JP H0490688A JP 2206800 A JP2206800 A JP 2206800A JP 20680090 A JP20680090 A JP 20680090A JP H0490688 A JPH0490688 A JP H0490688A
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Links
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Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Exposure Control For Cameras (AREA)
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。
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〕
この発明は電子スチルカメラに関するものである。
従来より一般にカメラにおいては適正な露光量の被写体
像を得るためにはシャッター及び絞りの調整が不可欠で
ある。これらの調整のためには測光情報か必要となるか
、従来は撮像素子から得られるシリアルな信号を直接に
用いて測光情報を得るか、１個又は複数個のフォトダイ
オード等の測光素子を用いて、その出力信号を測光情報
として用いるかの方法が採用されていた。
像を得るためにはシャッター及び絞りの調整が不可欠で
ある。これらの調整のためには測光情報か必要となるか
、従来は撮像素子から得られるシリアルな信号を直接に
用いて測光情報を得るか、１個又は複数個のフォトダイ
オード等の測光素子を用いて、その出力信号を測光情報
として用いるかの方法が採用されていた。
以上のように、従来例においては、撮像素子から得られ
るシリアルな信号を直接に用いて測光情報を得る場合、
ビデオ信号はシリアルに流れているものであるから制御
、調整等のために必要な情報のみを取り出して処理する
ことが困難であるとともに、少なくとも１フイ一ルド分
のビデオ信号を読み出すためには１／６０秒の時間が必
要であるという問題点かあった。また、後者の測光素子
を用いてその出力信号を測光情報とする場合は、撮像素
子とは別に測光素子を準備しなければならないという問
題点かありた。
るシリアルな信号を直接に用いて測光情報を得る場合、
ビデオ信号はシリアルに流れているものであるから制御
、調整等のために必要な情報のみを取り出して処理する
ことが困難であるとともに、少なくとも１フイ一ルド分
のビデオ信号を読み出すためには１／６０秒の時間が必
要であるという問題点かあった。また、後者の測光素子
を用いてその出力信号を測光情報とする場合は、撮像素
子とは別に測光素子を準備しなければならないという問
題点かありた。
この発明は上記のような従来例の問題点を解消するため
になされたもので、固体撮像素子以外に測光素子を必ず
しも必要とすることなく測光が可能であり、かつ比較的
迅速に測光が完了する電子スチルカメラを得ることを目
的とする。
になされたもので、固体撮像素子以外に測光素子を必ず
しも必要とすることなく測光が可能であり、かつ比較的
迅速に測光が完了する電子スチルカメラを得ることを目
的とする。
（課題を解決するための手段）
このため、この発明においては、基板方向に電荷の掃き
出し可能な固体撮像手段と、前記基板電流を測定する基
板電流測定手段と、入射光量に比例した前記基板電流の
測定値より露光量を決定する露光量決定手段と、を具備
して成る電子スチルカメラにより、前記目的を達成しよ
うとするものである。
出し可能な固体撮像手段と、前記基板電流を測定する基
板電流測定手段と、入射光量に比例した前記基板電流の
測定値より露光量を決定する露光量決定手段と、を具備
して成る電子スチルカメラにより、前記目的を達成しよ
うとするものである。
〔作用）
この発明における電子スチルカメラは、固体撮像手段で
基板方向に電荷を掃き出し、基板電流測定手段で基板電
流を測定し、露光量決定手段で入射光量に比例した前記
基板電流の測定値より露光量を決定する。
基板方向に電荷を掃き出し、基板電流測定手段で基板電
流を測定し、露光量決定手段で入射光量に比例した前記
基板電流の測定値より露光量を決定する。
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図面第１図はこの発明の一実施例の回路構成図、第２図
はこの実施例の固体撮像素子の側断面図、第３図は第２
図の固体撮像素子のポテンシャルを示す図であり、第３
図（ａ）は第２図と同様の断面、第３図（ｂ）は第３図
（ａ）のＣＤ方向のポテンシャル、第３図（Ｃ）は第３
図（ａ）のＡＢ方向のポテンシャルのそれぞれを示す図
である。第４図はこの実施例を実施するタイミングを示
す図である。
はこの実施例の固体撮像素子の側断面図、第３図は第２
図の固体撮像素子のポテンシャルを示す図であり、第３
図（ａ）は第２図と同様の断面、第３図（ｂ）は第３図
（ａ）のＣＤ方向のポテンシャル、第３図（Ｃ）は第３
図（ａ）のＡＢ方向のポテンシャルのそれぞれを示す図
である。第４図はこの実施例を実施するタイミングを示
す図である。
図面第１図において、Ａは固体撮像手段てあり、インタ
ーライン型固体撮像素子１０１て構成され、基板方向へ
電荷の掃き出し可能な手段である。Ｂは基板電流測定手
段であり、電流測定回路１０７（後述）より構成され、
基板（第２図１１１）電流を測定する手段である。Ｃは
露光量決定手段であり、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ
）１０９で構成され、入射光量に比例した前記基板電流
の測定値より露光量を決定する手段である（詳細後述）
。また、１０２は光を電荷に変えて蓄積するフォトダイ
オード、１０３はフォトタイオートから移された電荷を
ＩＨに１段ずつ垂直に転送する垂直ＣＣＤである。■１
〜ｖ４は垂直ＣＣＤの転送電極であり、ｖｌはフォトタ
イオートの奇数行の電荷を垂直ＣＣＤに転送する転送ケ
ートをかねている。また、ｖ３は同様に偶数行のフォト
タイオートに対応する転送ゲートとなっている。垂直Ｃ
ＣＤは４相の転送パルスて駆動される。１０４は垂直Ｃ
ＣＤ １０３よりＩＨに１段転送されてくる電荷を水平
に転送する水平ＣＣＤである。Ｈｌ、Ｈ２は水平ＣＣＤ
の転送電極であり、２相のパルスで駆動される。
ーライン型固体撮像素子１０１て構成され、基板方向へ
電荷の掃き出し可能な手段である。Ｂは基板電流測定手
段であり、電流測定回路１０７（後述）より構成され、
基板（第２図１１１）電流を測定する手段である。Ｃは
露光量決定手段であり、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ
）１０９で構成され、入射光量に比例した前記基板電流
の測定値より露光量を決定する手段である（詳細後述）
。また、１０２は光を電荷に変えて蓄積するフォトダイ
オード、１０３はフォトタイオートから移された電荷を
ＩＨに１段ずつ垂直に転送する垂直ＣＣＤである。■１
〜ｖ４は垂直ＣＣＤの転送電極であり、ｖｌはフォトタ
イオートの奇数行の電荷を垂直ＣＣＤに転送する転送ケ
ートをかねている。また、ｖ３は同様に偶数行のフォト
タイオートに対応する転送ゲートとなっている。垂直Ｃ
ＣＤは４相の転送パルスて駆動される。１０４は垂直Ｃ
ＣＤ １０３よりＩＨに１段転送されてくる電荷を水平
に転送する水平ＣＣＤである。Ｈｌ、Ｈ２は水平ＣＣＤ
の転送電極であり、２相のパルスで駆動される。
１０５は電荷を電圧に変換し出力する出力アンプである
。ＶＯＵＴは出力端子、１０６は不要電荷を掃き捨てる
ためのトップトレイン、ＳＵＢは基板バイアス端子であ
る。基板バイアス端子には、電流測定回路１０７が接続
されており、この回路を通して基板電圧が印加される。
。ＶＯＵＴは出力端子、１０６は不要電荷を掃き捨てる
ためのトップトレイン、ＳＵＢは基板バイアス端子であ
る。基板バイアス端子には、電流測定回路１０７が接続
されており、この回路を通して基板電圧が印加される。
１０８は積分器であり、ＣＰＵ１０９から送られる制御
信号により一定期間の信号を積分する。ＣＰＵ１０９で
は送られた信号を基に入射光量に比例した基板電流の測
定値より露光量をル制御する。
信号により一定期間の信号を積分する。ＣＰＵ１０９で
は送られた信号を基に入射光量に比例した基板電流の測
定値より露光量をル制御する。
次に、この実施例の固体撮像素子の構成を第２図を用い
て説明する。
て説明する。
図面第２図はこの発明に用いる基板方向への電荷掃き出
しが可能な固体撮像素子の構成を示す図であり、第１図
のＸ−Ｘ切断の断面図であり、垂直ＣＣＤ１０３とフォ
トダイオード１０２の断面構成を示している。図面第２
図において、■！はＮ型シリコン基板、！１２は第１Ｐ
ウエル、１１３はＮ中層、１１４はＰ＋十中層あり、第
１Ｐウエル１１２とＮ中層１１３は埋め込フォトダイオ
ードを構成している。ここでＰ＋十中層１４は正孔（ホ
ール）蓄積層として働き、シリコンとシリコン酸化膜界
面の界面準位から発生する暗電流の抑制効果かあり、ま
た、完全読み出しが可能であり、基板電圧の制御によっ
てフォトダイオードに蓄積された電荷を基板に掃き出す
ことが出来る。１１５は第２Ｐウエルであり、１１６は
Ｎ中層である。第２Ｐウエル１１５とＮ中層１１６は埋
め込チャンネルＣＣＤを形成する。！１７はＰ層でフォ
トタイオート１ｏ２にＭ槽さゎた電荷を垂直ＣＣＤ１０
３に読み出すための読み出しゲート部を形成している。
しが可能な固体撮像素子の構成を示す図であり、第１図
のＸ−Ｘ切断の断面図であり、垂直ＣＣＤ１０３とフォ
トダイオード１０２の断面構成を示している。図面第２
図において、■！はＮ型シリコン基板、！１２は第１Ｐ
ウエル、１１３はＮ中層、１１４はＰ＋十中層あり、第
１Ｐウエル１１２とＮ中層１１３は埋め込フォトダイオ
ードを構成している。ここでＰ＋十中層１４は正孔（ホ
ール）蓄積層として働き、シリコンとシリコン酸化膜界
面の界面準位から発生する暗電流の抑制効果かあり、ま
た、完全読み出しが可能であり、基板電圧の制御によっ
てフォトダイオードに蓄積された電荷を基板に掃き出す
ことが出来る。１１５は第２Ｐウエルであり、１１６は
Ｎ中層である。第２Ｐウエル１１５とＮ中層１１６は埋
め込チャンネルＣＣＤを形成する。！１７はＰ層でフォ
トタイオート１ｏ２にＭ槽さゎた電荷を垂直ＣＣＤ１０
３に読み出すための読み出しゲート部を形成している。
１１８はＰ中層で画素間を電気的に分離するチャンネル
ストップを形成している。１１９はシリコン窒化膜、１
２０は電界を与えるためのポリシリコン電極、１２１は
アルミ遮光層である。１２２は絶縁のためのシリコン酸
化膜である。
ストップを形成している。１１９はシリコン窒化膜、１
２０は電界を与えるためのポリシリコン電極、１２１は
アルミ遮光層である。１２２は絶縁のためのシリコン酸
化膜である。
次に上記第２図の固体撮像素子の動作モートにおける内
部ポテンシャルについて第３図を用いて説明する。
部ポテンシャルについて第３図を用いて説明する。
図面第３図は第２図に示した固体撮像素子の各動作モー
トにおける内部ポテンシャルを説明する図である。第３
図（ａ）は第２図に示したと同様の断面をあられし、第
３図（ｂ）は第３図（ａ）のフォトダイオード部のＣＤ
で示した方向のポテンシャルを示している。通常動作で
は基板電圧にＶｓｕｂを与えることでシリコンとシリコ
ン酸化膜界面よりやや深いところにポテンシャルの井戸
ができ露光によって発生した電荷が蓄積される。
トにおける内部ポテンシャルを説明する図である。第３
図（ａ）は第２図に示したと同様の断面をあられし、第
３図（ｂ）は第３図（ａ）のフォトダイオード部のＣＤ
で示した方向のポテンシャルを示している。通常動作で
は基板電圧にＶｓｕｂを与えることでシリコンとシリコ
ン酸化膜界面よりやや深いところにポテンシャルの井戸
ができ露光によって発生した電荷が蓄積される。
強い光によフてポテンシャルの井戸がらあふれた電荷は
基板方向に流れ出てしまうためブルーミングは生じない
。またシリコンとシリコン酸化膜界面にはホール蓄積層
があるため界面で発生した暗電荷はホールと再結合し信
号電荷には加わらない。次に掃き捨て動作について説明
する。前記基板電圧ＶｓｕｂにΔＶｓｕｂという電圧を
重畳することによってそれまて蓄えられていた電荷を基
板方向に掃き捨てることが出来る。次に信号電荷の読み
出し動作について説明する。第３図（ｅ）は第３図（ａ
）のＡＢ方向のポテンシャルの説明図である。垂直ＣＣ
Ｄ１０３の転送時にポリシリコン電極１２０にかかる電
圧では読み出しケート部のポテンシャル障壁は充分高く
なっているためＶＣＣＤ １０３にはフォトダイオード
１０２からの電荷は流れ込まないがポリシリコン電極１
２０に所定の高電圧を与えると読み出しケート部のポテ
ンシャル障壁か下かり信号電荷が読み出される。
基板方向に流れ出てしまうためブルーミングは生じない
。またシリコンとシリコン酸化膜界面にはホール蓄積層
があるため界面で発生した暗電荷はホールと再結合し信
号電荷には加わらない。次に掃き捨て動作について説明
する。前記基板電圧ＶｓｕｂにΔＶｓｕｂという電圧を
重畳することによってそれまて蓄えられていた電荷を基
板方向に掃き捨てることが出来る。次に信号電荷の読み
出し動作について説明する。第３図（ｅ）は第３図（ａ
）のＡＢ方向のポテンシャルの説明図である。垂直ＣＣ
Ｄ１０３の転送時にポリシリコン電極１２０にかかる電
圧では読み出しケート部のポテンシャル障壁は充分高く
なっているためＶＣＣＤ １０３にはフォトダイオード
１０２からの電荷は流れ込まないがポリシリコン電極１
２０に所定の高電圧を与えると読み出しケート部のポテ
ンシャル障壁か下かり信号電荷が読み出される。
次にこの実施例の測光動作を露光量決定手段Ｃを中心に
して第４図を用いて説明する。
して第４図を用いて説明する。
図面第４図は第１図に示す固体撮像手段Ａを用いた電子
スチルカメラの測光、露光、読み出しタイミンクチャー
トである。
スチルカメラの測光、露光、読み出しタイミンクチャー
トである。
図面第４図において、時刻Ｔ１で固体撮像素子１０１（
第１図）の基板１１１（第２図）にＶｓｕｂ＋ΔＶｓｕ
ｂという電荷が印加され、前記のように電荷か基板に掃
き出される。このとき、電流測定回路１０７はいままで
フォトダイオードに蓄積されていた電荷による電流を測
定してしまうために高い出力が表れる。この電荷による
電流か全て流れ終り、現在固体撮像素子に入射している
光量に比例した電荷が掃き出される時刻Ｔ２より時刻Ｔ
３までの一定期間、積分を行う。
第１図）の基板１１１（第２図）にＶｓｕｂ＋ΔＶｓｕ
ｂという電荷が印加され、前記のように電荷か基板に掃
き出される。このとき、電流測定回路１０７はいままで
フォトダイオードに蓄積されていた電荷による電流を測
定してしまうために高い出力が表れる。この電荷による
電流か全て流れ終り、現在固体撮像素子に入射している
光量に比例した電荷が掃き出される時刻Ｔ２より時刻Ｔ
３までの一定期間、積分を行う。
積分された情報は、ＣＰＵ１０９に送られ絞り及び露光
時間（露光りを決定する。計算終了の時刻Ｔ４から電荷
掃き出しの時刻Ｔ５までの時間は、電子スチルカメラが
ビデオフロッピーの回転と同期して信号を出力しなけれ
ばならないための待ち時間である。その時間に蓄積され
た不要電荷を掃き出した後に露光か開始される。時刻Ｔ
６で蓄積された信号電荷が垂直ＣＣＤ１０３に読み出さ
れ順次出力される。出力された信号は、ＦＭ変調等の所
定の処理が加えられた後ビデオフロッピーに記録される
。
時間（露光りを決定する。計算終了の時刻Ｔ４から電荷
掃き出しの時刻Ｔ５までの時間は、電子スチルカメラが
ビデオフロッピーの回転と同期して信号を出力しなけれ
ばならないための待ち時間である。その時間に蓄積され
た不要電荷を掃き出した後に露光か開始される。時刻Ｔ
６で蓄積された信号電荷が垂直ＣＣＤ１０３に読み出さ
れ順次出力される。出力された信号は、ＦＭ変調等の所
定の処理が加えられた後ビデオフロッピーに記録される
。
なお、上記実施例における電流検出回路１０７は、オペ
アンプにより構成されているが電流を電圧に変換できれ
ばどのような回路でもよい。
アンプにより構成されているが電流を電圧に変換できれ
ばどのような回路でもよい。
以上説明したようにこの発明によれば固体撮像素子以外
に測光素子を必ずしも必要とすることなく測光が可能で
あり、しかも比較的迅速に測光が完了する電子スチルカ
メラを得ることがてきる効果がある。
に測光素子を必ずしも必要とすることなく測光が可能で
あり、しかも比較的迅速に測光が完了する電子スチルカ
メラを得ることがてきる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例の回路構成図、第２図はこ
の実施例の固体撮像素子の側断面図、第３図は第２図の
固体撮像素子のポテンシャルを示す図であり、第３図（
ａ）は第２図と同様の断面、第３図（ｂ）は第３図（ａ
）のＣＤ方向のポテンシャル、第３図（Ｃ）は第３図（
ａ）のＡＢ方向のポテンシャルのそれぞれを示す図であ
る。 第４図はこの実施例を実施するタイミングを示す図であ
る。 Ａ・・・・・・固体撮像手段 Ｂ・・・・・・基板電流測定手段 Ｃ・・・・・・露光量決定手段 １０１・・・・・・固体撮像素子 １０２・・・・・・フォトダイオード １０３−−−−−−垂直ＣＣＤ １０４−−−−−−水平ＣＣＤ １０７−−−−−−電流測定回路 １０９−・・・−ＣＰ Ｕ １１１−−−−−・Ｎ型シリコン基板
の実施例の固体撮像素子の側断面図、第３図は第２図の
固体撮像素子のポテンシャルを示す図であり、第３図（
ａ）は第２図と同様の断面、第３図（ｂ）は第３図（ａ
）のＣＤ方向のポテンシャル、第３図（Ｃ）は第３図（
ａ）のＡＢ方向のポテンシャルのそれぞれを示す図であ
る。 第４図はこの実施例を実施するタイミングを示す図であ
る。 Ａ・・・・・・固体撮像手段 Ｂ・・・・・・基板電流測定手段 Ｃ・・・・・・露光量決定手段 １０１・・・・・・固体撮像素子 １０２・・・・・・フォトダイオード １０３−−−−−−垂直ＣＣＤ １０４−−−−−−水平ＣＣＤ １０７−−−−−−電流測定回路 １０９−・・・−ＣＰ Ｕ １１１−−−−−・Ｎ型シリコン基板
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基板方向に電荷の掃き出し可能な固体撮像手段と、 前記基板電流を測定する基板電流測定手段と、入射光量
に比例した前記基板電流の測定値より露光量を決定する
露光量決定手段と、 を具備して成ることを特徴とする電子スチルカメラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2206800A JPH0490688A (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | 電子スチルカメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2206800A JPH0490688A (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | 電子スチルカメラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0490688A true JPH0490688A (ja) | 1992-03-24 |
Family
ID=16529308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2206800A Pending JPH0490688A (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | 電子スチルカメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0490688A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001039491A1 (en) * | 1999-11-29 | 2001-05-31 | Intel Corporation | Image sensor bulk current feedback for controlling illumination |
-
1990
- 1990-08-06 JP JP2206800A patent/JPH0490688A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001039491A1 (en) * | 1999-11-29 | 2001-05-31 | Intel Corporation | Image sensor bulk current feedback for controlling illumination |
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