JPH06326137A - Ｃｃｄイメージセンサの出力におけるブルーミング削減方法及び装置 - Google Patents

Ｃｃｄイメージセンサの出力におけるブルーミング削減方法及び装置

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JPH06326137A
JPH06326137A JP6061014A JP6101494A JPH06326137A JP H06326137 A JPH06326137 A JP H06326137A JP 6061014 A JP6061014 A JP 6061014A JP 6101494 A JP6101494 A JP 6101494A JP H06326137 A JPH06326137 A JP H06326137A
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JP
Japan
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ccd
charge
toggling
image sensor
read
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Pending
Application number
JP6061014A
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English (en)
Inventor
George M Blaszczynski
ジョージ・マイケル・ブラスズジンスキ
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Leaf Systems Inc
Original Assignee
Leaf Systems Inc
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/62—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
    • H04N25/621—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of blooming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors

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  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＣＣＤイメージセンサの出力におけるブルー
ミングを削減する方法及び装置を提供すること。 【構成】 この削減方法は、ＣＣＤの露光の後で、この
ＣＣＤの３つの相１０、１２、１４の中の少なくとも２
つの相をトグルするステップを含む。露光の間に光のフ
ラッシュが生じる場合に、特に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、広くは、電荷結合素子
（ＣＣＤ）を動作させる装置及び方法に関し、更に詳し
くは、ブルーミング（ｂｌｏｏｍｉｎｇ）防止を実行す
る方法に関する。
【０００２】
【従来技術】この技術分野で知られているように、イメ
ージセンサは、「ブルーミング」として知られるプロセ
スにおいて、明るいスポットを不鮮明にする。明るいス
ポットにおける過渡の照明は、ＣＣＤイメージセンサの
数個の素子に、イメージ電荷を局所的に過渡に発生させ
る。この過渡の発生は、しばしば、近傍のそれほどには
照明されていないそれほどには電荷が蓄積されていない
ＣＣＤ素子にまで拡大し、この電荷の拡大が結果的にブ
ルーミングを生じさせる。
【０００３】従来は、ブルーミングは、ＣＣＤ素子の構
造を変更することによって削減された。そのような構造
の１つが、Ｂｕｒｋｅｙに付与された米国特許第５１２
２８５０号に詳細に記載されている。しかし、これらの
構造は複雑であり、費用もかかるし、量子効率を低減さ
せる。
【０００４】露光の間にＣＣＤイメージセンサの相をト
グルすることを含むブルーミング防止の方法が開発され
た。この方法は、”Ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ Ｂｌｏｏｍ
ｉｎｇ ｉｎ ＣＣＤ Ｉｍａｇｅｓ”，ＮＡＳＡ Ｔ
ｅｃｈ Ｂｒｉｅｆｓ，Ｊｕｌｙ １９９２の第２０頁
〜第２１頁に、簡単に記載されている。このブルーミン
グ防止方法では、フラッシュの露光に関しては、受け入
れられる結果が得られない。
【０００５】
【発明の概要】本発明の目的は、ブルーミング防止に関
する改善された方法を提供することである。
【０００６】本発明の好適実施例によれば、電荷結合素
子（ＣＣＤ）イメージセンサの出力におけるブルーミン
グを削減する方法であって、前記ＣＣＤの露光後に前記
ＣＣＤの少なくとも２つの相をトグルするステップを含
む方法が提供される。
【０００７】更に、本発明の好適実施例によれば、光の
フラッシュが前記露光の間に生じる。
【０００８】更に、本発明の好適実施例によれば、前記
トグルするステップは、前記ＣＣＤの各素子に蓄積され
た電荷の量が所望のレベルとなるまで連続する。
【０００９】更に、本発明の好適実施例によれば、この
方法は、前記トグルするステップが完了した後で前記Ｃ
ＣＤに格納されたデータを読み出すステップを含んでお
り、前記読み出すステップは所望の読み出しモードに従
って実行され、前記所望のレベルは前記読み出しモード
に関連するフルウェル・レベルにほぼ接近している。前
記読み出しモードは、多重相固定（ＭＰＰ）モードか、
又は、埋め込みチャンネルモードである。
【００１０】更に、本発明の好適実施例によれば、前記
トグルするステップは第１のハイ及びロー電圧によって
実行され、前記電荷読み出しステップは第２のハイ及び
ロー電圧によって実行され、前記第１のハイ電圧は前記
第２のハイ電圧と異なっている。
【００１１】更に、本発明の好適実施例によれば、前記
トグルするステップはハイ及びロー電圧によって実行さ
れ、前記所望のレベルが前記ハイ電圧を変化させること
によって影響される。
【００１２】更に、本発明の好適実施例によれば、この
方法は、所望の読み出しモードに従って前記ＣＣＤイメ
ージセンサから電荷を読み出すステップを含み、前記所
望のレベルは前記読み出しモードに関連するフルウェル
・レベルにほぼ接近している。
【００１３】更に、本発明の好適実施例によれば、この
方法は、露光の間に前記ＣＣＤの少なくとも２つの相を
トグルするステップを含む。
【００１４】また、本発明の別の好適実施例によれば、
ＣＣＤイメージセンサの出力におけるブルーミングを削
減する装置であって、前記ＣＣＤの露光後に前記ＣＣＤ
の少なくとも２つの相をトグルするＣＣＤトグル装置が
提供される。この装置は、上述の方法の各ステップを実
行する。
【００１５】
【実施例】以下では、図１〜図３を参照して、本願発明
によるブルーミング防止に関して説明する。
【００１６】図１は、ＣＣＤイメージセンサ・アレーの
１つの素子を図解している。このＣＣＤは、たとえば、
米国カリフォルニア州ミリピタスのローラル・フェアチ
ャイルド・イメジング・センサズ社製造によるＣＣＤ４
４２である。この素子は、典型的には、３つのゲート構
造によって形成される３つの相１０〜１４を有してい
る。それぞれの相１０〜１４は、図１に示したように、
対応する信号Ｖ１、Ｖ２又はＶ３によって別々に制御さ
れる。
【００１７】露光の間に、電荷がＣＣＤイメージセンサ
に発生する。既に述べたように、強度の高いエリアで
は、何らかの方法で削減しなければブルーミングを引き
起こす過渡の電荷が発生し得る。従来のブルーミング防
止システムは、露光の間にブルーミングを削減するよう
に動作する。
【００１８】しかし、フラッシュの露光の間は、電荷が
短時間の間に集積し、相のトグルに基づくブルーミング
防止技術は、有効ではない。
【００１９】図２は、過渡の明るさに露光されたエリア
に対する、フラッシュ露光の間と後との電荷のレベルの
グラフである。フラッシュは、ＣＣＤ素子において埋め
込みチャンネルのフルウェル電荷レベルを著しく超える
電荷レベルＱを生じさせるが、この電荷は、一般にブル
ーミングを生じさせない。この電荷が、読み出しの間に
必要であるようにシフトされると、著しいブルーミング
が起こる。
【００２０】本願出願人は、上記の論文”Ｐｒｅｖｅｎ
ｔｉｎｇ Ｂｌｏｏｍｉｎｇ ｉｎＣＣＤ Ｉｍａｇｅ
ｓ”に従ったトグルは、特にフラッシュ露光に関しては
過渡の電荷を十分に除去しないことを、実験的に発見し
た。
【００２１】露光の後の連続したトグルが有用であり、
電荷レベルの連続的な減少に影響することが、更に実験
的に発見された。このトグルが十分に長い時間継続され
れば、電荷は、埋め込みチャンネルのフルウェルのレベ
ルにまで減少する。
【００２２】よって、本発明に従えば、信号Ｖ１、Ｖ２
が、図２に示したように、フラッシュ露光の後の、「散
逸」期間の間、トグルされる。これらの信号は、オプシ
ョンで、露光の間もトグルされ得る。電荷の集積及び散
逸の正確な形状は、現時点では決定されておらず、図３
に与えられている曲線は、単に近似的なものに過ぎな
い。
【００２３】トグルの間の信号Ｖ１〜Ｖ３の典型的なタ
イミング図は、図２に示してある。信号Ｖ１、Ｖ２は、
ハイとローの電圧レベルＶＨ、ＶＬの間で変わること
と、一般に、Ｖ２がローの時にはＶ１がハイであり、ま
た、その逆であることが、分かる。Ｖ３は、典型的には
ＶＬの電圧レベルに保たれる。３つの異なる相に対する
ＶＨ及びＶＬは、すべて異なっている。
【００２４】フラッシュ露光の場合と同様に、露光期間
が、読み出し期間よりもずっと短く、ＣＣＤイメージセ
ンサを画像読み出しの間は多重相固定（ｍｕｌｔｉ−ｐ
ｈａｓｅｄ ｐｉｎｎｅｄ＝ＭＭＰ）モードで動作させ
る応用例もある。それらの応用例では、ブルーミングを
防止するために、電荷は、ＭＰＰ読み出しが開始する前
にＭＰＰフルウェルのレベルまで散逸しなければならな
い。これは、散逸期間の間に、ハイ電圧ＶＨを上昇させ
ることによってなされ得る。典型的には、ＶＨは、埋め
込みチャンネルのフルウェルが結果的にＭＰＰのフルウ
ェルに近似的に等しくなるようなレベルに設定される。
たとえば、ＣＣＤ４４２では、＋９ＶのＶＨが、ＭＰＰ
の読み出しに伴うブルーミングを防止する。
【００２５】ハイ電圧ＶＨの上昇は、埋め込みチャンネ
ルのフルウェルのサイズを減少させることがわかる。
【００２６】散逸期間の長さは、ＣＣＤイメージセンサ
を、一定の所定の量の光に、典型的にはフラッシュ露光
の間、過渡に露光し、露光の後で可変の長さの時間だけ
トグルすることによって、典型的には実験的に決定され
る。トグルの後で残っている電荷がブルーミングを生じ
ないことを保証する時間の長さが、所望の散逸期間の長
さである。
【００２７】当業者に対しては、本発明が、以上で述べ
た実施例に限定されないことは明らかであろう。本発明
の範囲は、冒頭の特許請求の範囲によってのみ画され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＣＤアレーの１つの素子の概略の図解であ
る。
【図２】本発明の実施例に従って図１のＣＣＤ素子の相
をトグルするタイミング図である。
【図３】データサイクルの間に図１のＣＣＤ素子に蓄積
される電荷の量をグラフで表したものである。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電荷結合素子（ＣＣＤ）イメージセンサ
    の出力におけるブルーミングを削減する方法であって、 前記ＣＣＤの露光後に前記ＣＣＤの少なくとも２つの相
    をトグルするステップを含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の方法において、光のフラ
    ッシュが前記露光の間に生じることを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の方法において、前記トグ
    ルするステップが、前記ＣＣＤの各素子に蓄積された電
    荷の量が所望のレベルとなるまで連続することを特徴と
    する方法。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の方法において、前記トグ
    ルするステップが完了した後で前記ＣＣＤに格納された
    データを読み出すステップを含んでおり、前記読み出す
    ステップが所望の読み出しモードに従って実行され、前
    記所望のレベルが前記読み出しモードに関連するフルウ
    ェル・レベルにほぼ接近していることを特徴とする方
    法。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の方法において、前記読み
    出しモードが、多重相固定（ＭＰＰ）モードであること
    を特徴とする方法。
  6. 【請求項６】 請求項４記載の方法において、前記読み
    出しが、埋め込みチャンネルモードにあることを特徴と
    する方法。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の方法において、前記トグ
    ルするステップが第１のハイ及びロー電圧によって実行
    され、前記電荷読み出しステップが第２のハイ及びロー
    電圧によって実行され、前記第１のハイ電圧は前記第２
    のハイ電圧と異なっていることを特徴とする方法。
  8. 【請求項８】 請求項３記載の方法において、前記トグ
    ルするステップがハイ及びロー電圧によって実行され、
    前記所望のレベルが前記ハイ電圧を変化させることによ
    って影響されることを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の方法において、所望の読
    み出しモードに従って前記ＣＣＤイメージセンサから電
    荷を読み出すステップを含み、前記所望のレベルが前記
    読み出しモードに関連するフルウェル・レベルにほぼ接
    近していることを特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】 請求項１記載の方法において、露光の
    間に前記ＣＣＤの少なくとも２つの相をトグルするステ
    ップを含むことを特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】 ＣＣＤイメージセンサの出力における
    ブルーミングを削減する装置であって、前記ＣＣＤの露
    光後に前記ＣＣＤの少なくとも２つの相をトグルするＣ
    ＣＤトグル装置を含むことを特徴とする装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の装置において、光の
    フラッシュが前記露光の間に生じることを特徴とする装
    置。
  13. 【請求項１３】 請求項１１記載の装置において、前記
    ＣＣＤトグル装置が、前記ＣＣＤの各素子に蓄積された
    電荷の量が所望のレベルとなるまで動作することを特徴
    とする装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１３記載の装置において、前記
    トグル装置が動作を完了した後で前記ＣＣＤイメージセ
    ンサに格納されたデータを読み出す読み出し回路を含ん
    でおり、前記読み出し回路が所望の読み出しモードに従
    って動作し、前記所望のレベルが前記読み出しモードに
    関連するフルウェル・レベルにほぼ接近していることを
    特徴とする装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１４記載の装置において、前記
    読み出しモードが、多重相固定（ＭＰＰ）モードである
    ことを特徴とする装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１４記載の装置において、前記
    読み出しが、埋め込みチャンネルモードにあることを特
    徴とする装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１６記載の装置において、前記
    ＣＣＤトグル装置が第１のハイ及びロー電圧の間をトグ
    ルし、前記読み出し回路が第２のハイ及びロー電圧で動
    作し、前記第１のハイ電圧は前記第２のハイ電圧と異な
    っていることを特徴とする装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１３記載の装置において、前記
    ＣＣＤトグル装置がハイ及びロー電圧の間をトグルし、
    前記所望のレベルが前記ハイ電圧を変化させることによ
    って影響されることを特徴とする装置。
  19. 【請求項１９】 請求項１８記載の装置において、所望
    の読み出しモードに従って前記ＣＣＤイメージセンサか
    らデータを読み出す読み出し回路を含み、前記所望のレ
    ベルが前記読み出しモードに関連するフルウェル・レベ
    ルにほぼ接近していることを特徴とする装置。
  20. 【請求項２０】 請求項１１記載の装置において、前記
    ＣＣＤトグル装置が露光の間も動作することを特徴とす
    る装置。
JP6061014A 1993-03-30 1994-03-30 Ｃｃｄイメージセンサの出力におけるブルーミング削減方法及び装置 Pending JPH06326137A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/038,470 US5343059A (en) 1993-03-30 1993-03-30 Method and apparatus for reducing blooming in output of a CCD image sensor
US038470 1993-03-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06326137A true JPH06326137A (ja) 1994-11-25

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ID=21900156

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JP6061014A Pending JPH06326137A (ja) 1993-03-30 1994-03-30 Ｃｃｄイメージセンサの出力におけるブルーミング削減方法及び装置

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EP (1) EP0618720A3 (ja)
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EP0618720A2 (en) 1994-10-05
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