JPH05236363A - 電荷結合素子の駆動回路及びその駆動方法 - Google Patents

電荷結合素子の駆動回路及びその駆動方法

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JPH05236363A
JPH05236363A JP4038167A JP3816792A JPH05236363A JP H05236363 A JPH05236363 A JP H05236363A JP 4038167 A JP4038167 A JP 4038167A JP 3816792 A JP3816792 A JP 3816792A JP H05236363 A JPH05236363 A JP H05236363A
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horizontal
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horizontal shift
switch circuit
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Masahiro Daiho
雅浩 大保
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 デュアルチャネル読み出し構造のCCDイメ
ージセンサの垂直シフトレジスタから水平シフトレジス
タへの信号電荷の振り分け時に、駆動電圧の最適化によ
り、振り分け不良のない高品質な画像を得る。 【構成】 デュアルチャネル読み出し構造のCCDイメ
ージセンサの水平シフトレジスタの駆動において、1水
平走査期間のうち、有効映像期間にCCDドライバ10
の駆動パルスが、スイッチ回路12がオンされて転送電
極16に印加される。水平ブランキング期間には、複数
の電源152,153に接続されたスイッチ回路15
1,13がオンされ、電源152,153の電圧が選択
され印加される。この結果、CCDドライバ10の電源
電圧を上げることなく、水平ブランキング期間で、最適
な駆動電圧が設定でき、信号電荷振り分け時の転送効率
が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電荷結合素子の駆動回
路及びその駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電極結合素子(以後、CCDと記す)
は、近年、画像の高画質化の要求から多画素化が進んで
いる。最近、注目されているハイビジョン等、高精細度
なテレビジョン方式に対応するためには、200万画素
以上の超高解像度CCDが必要であり、その結果、パタ
ーンの高密度化、クロックレートの高速化が強いられて
いる。
【0003】そこで、その対応策として考案されたもの
にデュアルチャネル読み出し構造がある。これは、同一
構造の水平シフトレジスタをトランスファ電極を挟んで
2本並列に配置し、垂直シフトレジスタからの信号電荷
を1画素おきに上下の水平シフトレジスタに振り分ける
ものであり、パターンルールの緩和、クロックレートの
半減という効果がある。この様に高解像度化に非常に有
効なデュアルチャネル読み出し構造にも幾つかの欠点が
ある。それは、垂直シフトレジスタから2本の水平シフ
トレジスタに振り分ける際の、トラップ等によって生ず
る転送不良であり、画像上では、縦すじ状の固定パター
ン雑音として現れる。
【0004】この様な固定パターン雑音を抑制するため
の一手段として、水平ブランキング期間に、上部の水平
シフトレジスタから下部の水平シフトレジスタに転送さ
れる際に、一定期間、下部の水平転送電極に印加される
電圧を上部の水平転送電極に印加される電圧に比べ高く
することによって、上部の水平シフトレジスタから下部
の水平シフトレジスタに転送される際にかかるフリンジ
電界を大きくし、転送効率を向上させる手法がある。
【0005】ここで、以後下部の水平転送電極において
水平ブランキング期間の一定期間に印加電圧を高くする
駆動回路をH−CCD3値駆動回路と記す。
【0006】従来のH−CCD3値駆動回路を図3に示
す。駆動パルス制御回路14で発生した駆動パルスはC
CDドライバ10を介してH−CCD転送電極に印加さ
れる。また、CCDドライバ10の振幅は、ダイオード
303を介して直流電圧源301によって制御される。
また、上乗せパルス発生回路302によって発生したパ
ルスがコンデンサ304を介して、このCCDドライバ
の電源電圧に印加される。
【0007】次に、このH−CCD3値駆動回路の動作
について図4のタイムチャートを使って説明する。駆動
パルス制御回路14で発生した駆動タイミングパルス
(I)はCCDドライバ10により、振幅変換、および
低インピーダンス化され、駆動パルス(IV)として転送
電極に印加される。CCDドライバ10の電源電圧レベ
ル(III )は、通常VH であるが、上部の水平シフトレ
ジスタから下部の水平シフトレジスタに転送される際に
は、上乗せパルス発生回路302によって発生した振幅
ΔVH の上乗せパルス(II)が、コンデンサ304を介
して、電源電圧レベルの通常レベルVH に重畳され、一
時的にVH +ΔVH に設定される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上述べた従来のH−
CCD3値駆動回路では、3値レベルを得るのにCCD
ドライバの電源電圧を制御している。よって、3値レベ
ル(VH +ΔVH )はCCDドライバの絶対最大定格レ
ベルによって制限される。例えば、CCDドライバにア
ドバンストCMOSを用いる場合、絶対最大定格の電源
電圧レベルは7V程度であり、3値レベルをこれ以上に
設定できない。よって、転送電極に最適な電圧に設定で
きない場合が生ずる。
【0009】本発明は、以上の問題点を解決したもの
で、その目的とするところは、H−CCD3値駆動回路
で最適な3値レベルに設定することによって、上部の水
平シフトレジスタから下部の水平シフトレジスタに転送
される際の転送効率を向上させ、固定パターンのない高
品質な画像が得られる、電荷結合素子の駆動回路及びそ
の駆動方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の電荷結合素子の
駆動回路は、複数の水平シフトレジスタを有し、垂直シ
フトレジスタからの信号電荷を前記水平シフトレジスタ
に振り分け、水平方向に転送し、互いに同期して読み出
す電荷結合素子と、前記水平シフトレジスタの駆動パル
スのタイミングを制御する駆動パルス制御回路と、この
駆動パルス制御回路の駆動タイミングパルスを振幅変
換、および低インピーダンス化するCCDドライバと、
このCCDドライバと前記水平シフトレジスタの転送電
極を接続し、並列に配置された複数の第1のスイッチ回
路と、複数の電圧源の電圧を切り替える第2のスイッチ
回路と、前記水平シフトレジスタの転送電極と第2のス
イッチ回路を接続する第3のスイッチ回路とを有するこ
とを特徴とする。
【0011】また本発明の駆動方法は、前記電荷結合素
子の駆動回路において、前記水平シフトレジスタの駆動
パルスの1水平走査期間のうち、有効映像期間には前記
第1のスイッチ回路をオン状態、前記第3のスイッチ回
路をオフ状態にして、前記CCDドライバの出力信号を
前記水平シフトレジスタの転送電極に印加し、水平ブラ
ンキング期間には、前記第1のスイッチ回路をオフ状
態、前記第3のスイッチ回路をオン状態にして、前記第
2のスイッチ回路により選択される電源の電圧レベルを
前記水平シフトレジスタの転送電極に印加することを特
徴とする。
【0012】
【作用】本発明では、CCDドライバの電源電圧を上げ
ることなく、水平ブランキング期間のうち、一定期間、
電圧源を切り替えることにより、H−CCD転送電極に
高い電圧(3値レベル)を印加できる。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。
【0014】図1は、本発明の電荷結合素子の駆動回路
の実施例であるH−CCD3値駆動回路を示すブロック
図である。駆動パルス制御回路14で発生した駆動タイ
ミングパルスは、CCDドライバ10によって、電圧変
換、および低インピーダンス化される。CCDドライバ
10の振幅は、直流電圧源11によって制御される。C
CDドライバ10の出力信号(振幅、およびインピーダ
ンス変換された駆動パルス)(a)は、複数のアナログ
スイッチを並列に接続したスイッチ回路12を介して、
下方の水平シフトレジスタに対応するH1転送電極16
に印加される。また、H1転送電極16は、スイッチ回
路13を介して、3値レベル用電圧源15に接続されて
いる。この電圧源15は、2つの直流電圧源152,1
53と、その電圧を駆動パルス制御回路14の制御によ
り、切り替えるスイッチ回路151とにより構成され
る。
【0015】次に、このH−CCD3値駆動回路の動作
について、図2のタイムチャートを使って説明する。駆
動パルスは、1水平走査期間のうち、信号電荷を水平方
向に転送する有効映像期間201と垂直シフトレジスタ
から水平シフトレジスタに振り分ける水平ブランキング
期間202からなる。駆動パルス制御回路14で発生し
た駆動パルスは、CCDドライバ10により、振幅変
換、および低インピーダンス化され駆動パルス(a)と
して、出力される。このとき、駆動パルス(a)のハイ
レベルは、電圧源11の電圧VH となる。そして、タイ
ムチャートで、t1 −t2 期間、およびt3 −t6 期間
に、スイッチ回路12が、駆動パルス制御回路14から
の制御信号により制御されオフ状態になり、一方スイ
ッチ回路13が、制御信号によってオン状態となり、
電圧源15の電圧が転送電極16に印加される。t1
2 期間、およびt3 −t6 期間以外の期間では、スイ
ッチ回路12がオン状態に、スイッチ回路13がオフ状
態になり、CCDドライバ10の出力信号(a)が、直
接に転送電極16に印加される。そして、電圧源15の
電圧は、スイッチ回路151が制御信号に制御され、
電圧源15の電圧が転送電極16に印加されるt1 −t
2 期間、およびt3 −t6 期間のうち、t4 −t5 期間
には、電源152の電圧VHP1 が出力され、それ以外の
期間では、電源153の電圧VHP2 が出力される。電圧
源15からの出力電圧を、図2に波形(b)で示す。
【0016】以上の動作によって、図2の波形(c)に
示すように、有効映像期間201では、振幅VH の駆動
パルスが転送電極16に印加され、水平ブランキング期
間202には、電源152,153の電圧VHP1 ,V
HP2 により電圧レベルが決定される駆動パルスが印加さ
れる。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、複数
の水平シフトレジスタを有するCCDにおいて、上方の
シフトレジスタから下方の水平シフトレジスタに転送さ
れる際、CCDドライバの最大絶対定格の電源電圧レベ
ルに関係なく、下方の水平シフトレジスタの転送電極に
高い電圧(3値レベル)が印加できる。
【0018】この様に最適な3値レベルに設定すること
によって、上部の水平シフトレジスタから下方の水平シ
フトレジスタに転送される際に形成されるフリンジ電界
を大きくすることができ、それによって転送効率が向上
し、転送不良による固定パターンのない高品質の画像を
提供することができる。
【0019】また、本発明では、CCDドライバからの
信号を負荷に切り替えるスイッチ回路のオン抵抗が大き
い場合、複数並列に接続することによりオン抵抗を減ら
し、駆動波形の鈍りを防いでいる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電荷結合素子の駆動回路の一実施例を
示す構成図である。
【図2】図1の電荷結合素子の駆動回路の動作を説明す
るタイムチャートである。
【図3】従来のH−CCD3値駆動回路を示す構成図で
ある。
【図4】図3の従来例の動作を示すタイムチャートであ
る。
【符号の説明】 10 CCDドライバ 11,15,152,153,301 直流電圧源 12,13,151 スイッチ回路 14 駆動パルス制御回路 16 転送電極 302 パルス発生回路 303 ダイオード 304 コンデンサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の水平シフトレジスタを有し、垂直シ
    フトレジスタからの信号電荷を前記水平シフトレジスタ
    に振り分け、水平方向に転送し、互いに同期して読み出
    す電荷結合素子と、 前記水平シフトレジスタの駆動パルスのタイミングを制
    御する駆動パルス制御回路と、 この駆動パルス制御回路の駆動タイミングパルスを振幅
    変換、および低インピーダンス化するCCDドライバ
    と、 このCCDドライバと前記水平シフトレジスタの転送電
    極を接続し、並列に配置された複数の第1のスイッチ回
    路と、 複数の電圧源の電圧を切り替える第2のスイッチ回路
    と、 前記水平シフトレジスタの転送電極と第2のスイッチ回
    路を接続する第3のスイッチ回路とを有することを特徴
    とする電荷結合素子の駆動回路。
  2. 【請求項2】請求項1記載の電荷結合素子の駆動回路に
    おいて、 前記水平シフトレジスタの駆動パルスの1水平走査期間
    のうち、有効映像期間には前記第1のスイッチ回路をオ
    ン状態、前記第3のスイッチ回路をオフ状態にして、前
    記CCDドライバの出力信号を前記水平シフトレジスタ
    の転送電極に印加し、水平ブランキング期間には、前記
    第1のスイッチ回路をオフ状態、前記第3のスイッチ回
    路をオン状態にして、前記第2のスイッチ回路により選
    択される電源の電圧レベルを前記水平シフトレジスタの
    転送電極に印加することを特徴とする駆動方法。
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