JPH0691634B2 - 固体撮像素子の駆動方法 - Google Patents
固体撮像素子の駆動方法Info
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- JPH0691634B2 JPH0691634B2 JP1208137A JP20813789A JPH0691634B2 JP H0691634 B2 JPH0691634 B2 JP H0691634B2 JP 1208137 A JP1208137 A JP 1208137A JP 20813789 A JP20813789 A JP 20813789A JP H0691634 B2 JPH0691634 B2 JP H0691634B2
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明はフレームトランスファ方式のCCD固体撮像素子
の駆動方法に関する。
の駆動方法に関する。
（ロ）従来の技術 従来の、高解像度の要求されるビデオカメラ等の撮像装
置に於いては、装置に搭載されるCCD固体撮像素子の受
光画素の情報を１フィールド毎に偶数行と奇数行とを交
互に読出して映像信号を得る所謂インタレース駆動が行
われ、垂直方向の解像度の向上が図られている。
置に於いては、装置に搭載されるCCD固体撮像素子の受
光画素の情報を１フィールド毎に偶数行と奇数行とを交
互に読出して映像信号を得る所謂インタレース駆動が行
われ、垂直方向の解像度の向上が図られている。
ところで、フレームトランスファ方式のCCD固体撮像素
子の場合、情報電荷が受光画素中を転送して読出される
ため、各受光画素に複数のフィールドに亘って情報電荷
を蓄積することができず、偶数行と奇数行との受光画素
から交互に情報電荷を読出すことはできない。そこで、
第３図に示す如く、行列配置された受光画素a,bに対し
て、奇数フィールドＥでは2n−１（ｎは整数）行の画素
と2n行の画素との情報電荷を混合し、偶数フィールド０
では2n行の画素と2n＋１行の画素との情報電荷を混合し
て映像信号を得ることでインタレース駆動が行われる。
子の場合、情報電荷が受光画素中を転送して読出される
ため、各受光画素に複数のフィールドに亘って情報電荷
を蓄積することができず、偶数行と奇数行との受光画素
から交互に情報電荷を読出すことはできない。そこで、
第３図に示す如く、行列配置された受光画素a,bに対し
て、奇数フィールドＥでは2n−１（ｎは整数）行の画素
と2n行の画素との情報電荷を混合し、偶数フィールド０
では2n行の画素と2n＋１行の画素との情報電荷を混合し
て映像信号を得ることでインタレース駆動が行われる。
一方、テレビ電話やドアホン等に用いられる小規模の固
体撮像装置に於いては、インタレース駆動は行われず、
２行毎の情報電荷が混合されて読出され、映像信号を得
るように構成されている。即ち、第３図に示す奇数フィ
ールドＥ或いは偶数フィールド０の何れか一方を繰り返
して映像信号を得ている。
体撮像装置に於いては、インタレース駆動は行われず、
２行毎の情報電荷が混合されて読出され、映像信号を得
るように構成されている。即ち、第３図に示す奇数フィ
ールドＥ或いは偶数フィールド０の何れか一方を繰り返
して映像信号を得ている。
このような小規模の撮像装置は、装置の構成が簡単なこ
とから感度不足となる場合があり、通常の露光期間（NT
SC方式では1/60秒）の２倍或いは３倍といった長時間露
光が行われる。
とから感度不足となる場合があり、通常の露光期間（NT
SC方式では1/60秒）の２倍或いは３倍といった長時間露
光が行われる。
第４図は、３倍の長時間露光を行う場合のタイミング図
であり、第５図は蓄積期間中の固体撮像素子の撮像部の
ポテンシャル図である。固体撮像素子の転送電極は、下
層電極（a1）（a3）と上層電極（b2）（b4）とからなる
２層構造を成し、夫々４相の駆動クロックφ１〜φ４が
印加される。これら駆動クロックφ１〜φ４は、情報電
荷を転送するためのクロックパルスを垂直走査信号VDの
ブランキング期間に有しており、３倍の長時間露光の場
合には、垂直走査期間1Vの３周期毎にクロックパルスが
設定されている。即ち、第１のクロックパルス（イ）に
依って情報電荷が読出されてから次の第２のクロックパ
ルス（ロ）に依って情報電荷が読出されるまでが蓄積期
間となる。この蓄積期間中各転送クロックφ１〜φ２は
“H"（ハイレベル）又は“L"（ローレベル）に固定さ
れ、例えば奇数行の受光画素ａに対応する転送電極（a
1）（b2）に印加される転送クロックφ1,φ２が“H"、
偶数行の受光画素ｂに対応する転送電極（a3）（b4）に
印加される転送クロックφ3,φ４が“L"に固定されて第
５図に示すように奇数行の受光画素ａにポテンシャル井
戸が形成される。従って、偶数行の受光画素ｂに発生し
た情報電荷は、図中矢印の如く奇数行の受光画素ａに流
れ、垂直方向の２画素の情報電荷が混合される。
であり、第５図は蓄積期間中の固体撮像素子の撮像部の
ポテンシャル図である。固体撮像素子の転送電極は、下
層電極（a1）（a3）と上層電極（b2）（b4）とからなる
２層構造を成し、夫々４相の駆動クロックφ１〜φ４が
印加される。これら駆動クロックφ１〜φ４は、情報電
荷を転送するためのクロックパルスを垂直走査信号VDの
ブランキング期間に有しており、３倍の長時間露光の場
合には、垂直走査期間1Vの３周期毎にクロックパルスが
設定されている。即ち、第１のクロックパルス（イ）に
依って情報電荷が読出されてから次の第２のクロックパ
ルス（ロ）に依って情報電荷が読出されるまでが蓄積期
間となる。この蓄積期間中各転送クロックφ１〜φ２は
“H"（ハイレベル）又は“L"（ローレベル）に固定さ
れ、例えば奇数行の受光画素ａに対応する転送電極（a
1）（b2）に印加される転送クロックφ1,φ２が“H"、
偶数行の受光画素ｂに対応する転送電極（a3）（b4）に
印加される転送クロックφ3,φ４が“L"に固定されて第
５図に示すように奇数行の受光画素ａにポテンシャル井
戸が形成される。従って、偶数行の受光画素ｂに発生し
た情報電荷は、図中矢印の如く奇数行の受光画素ａに流
れ、垂直方向の２画素の情報電荷が混合される。
（ハ）発明が解決しようとする課題 上述の如き固体撮像装置に於いては、１画素分の映像信
号を得るために受光画素２画素分の情報電荷が合成され
るが、インタレース駆動が行われない場合、合成される
受光画素の組合せが固定されることから、感度形状が夫
々独立となるため、MTF（Modulator transfer functio
n）がナイキスト限界以上で高くなる。このMTFは固体撮
像素子の解像度に対応するもので、受光画素の幅Ｗと実
際の感度形状の幅Ｘとの比X/Wや映像信号の周期の関数
で表わされ、X/Wが大きいほどその値が小さくなる。即
ち、映像信号の周期がナイキスト限界を超えたとき、MT
Fが大きいと映像信号の処理が信号処理回路（特にサン
プルホールド回路）で忠実に行われなくなり、モアレの
発生を招き、再生画面の画質を著しく低下させることと
なる。
号を得るために受光画素２画素分の情報電荷が合成され
るが、インタレース駆動が行われない場合、合成される
受光画素の組合せが固定されることから、感度形状が夫
々独立となるため、MTF（Modulator transfer functio
n）がナイキスト限界以上で高くなる。このMTFは固体撮
像素子の解像度に対応するもので、受光画素の幅Ｗと実
際の感度形状の幅Ｘとの比X/Wや映像信号の周期の関数
で表わされ、X/Wが大きいほどその値が小さくなる。即
ち、映像信号の周期がナイキスト限界を超えたとき、MT
Fが大きいと映像信号の処理が信号処理回路（特にサン
プルホールド回路）で忠実に行われなくなり、モアレの
発生を招き、再生画面の画質を著しく低下させることと
なる。
また、通常のCCD固体撮像素子では、暗電流の低減等を
目的として転送電極が負電位となるように駆動される。
このため、転送クロックφ１〜φ４は、第６図に示すよ
うなクランプ回路を用い、例えば0V〜10Vの間で変化す
るクロックパルスを−8V〜2Vの間にシフトして負電位を
得ている。このようなクランプ回路は、直列接続された
抵抗（Ｒ）及びコンデンサ（C1）と抵抗（Ｒ）に並列し
て接続されたダイオード（Ｄ）と入力側に直列に接続さ
れたコンデンサ（C2）からなるもので、入力されるクロ
ックφINの最高レベルを抵抗（Ｒ）とコンデンサ（C1）
との間に与えられるクランプ電位VCLに引き下げ、クロ
ックφINの変動分はそのまま伝えてクロックφOUTを出
力する。
目的として転送電極が負電位となるように駆動される。
このため、転送クロックφ１〜φ４は、第６図に示すよ
うなクランプ回路を用い、例えば0V〜10Vの間で変化す
るクロックパルスを−8V〜2Vの間にシフトして負電位を
得ている。このようなクランプ回路は、直列接続された
抵抗（Ｒ）及びコンデンサ（C1）と抵抗（Ｒ）に並列し
て接続されたダイオード（Ｄ）と入力側に直列に接続さ
れたコンデンサ（C2）からなるもので、入力されるクロ
ックφINの最高レベルを抵抗（Ｒ）とコンデンサ（C1）
との間に与えられるクランプ電位VCLに引き下げ、クロ
ックφINの変動分はそのまま伝えてクロックφOUTを出
力する。
このようなクランプ回路に於いては、転送クロックの
“H"の期間をクランプして負電位のクロックを得ている
ことから、第４図に示す転送クロックφ3,φ４をクラン
プする場合、“H"の期間が極めて短いために安定したク
ランプができず、従って均一な転送クロックが供給でき
ない。特に、露光期間が長くなると転送クロックが“L"
に固定される期間が長くなるため問題となる。
“H"の期間をクランプして負電位のクロックを得ている
ことから、第４図に示す転送クロックφ3,φ４をクラン
プする場合、“H"の期間が極めて短いために安定したク
ランプができず、従って均一な転送クロックが供給でき
ない。特に、露光期間が長くなると転送クロックが“L"
に固定される期間が長くなるため問題となる。
上述の如きクランプ回路を用いず、予め負電源を用いて
転送クロックを作成することも考えられるが、少なくと
も２種類の電源を必要とすることから、回路の構成上好
ましくない。
転送クロックを作成することも考えられるが、少なくと
も２種類の電源を必要とすることから、回路の構成上好
ましくない。
そこで本発明は、インタレース駆動を行わない固体撮像
装置に於いて、安定した転送クロックをCCD固体撮像素
子に供給すると共に、MTFを低下させてモアレの発生を
抑圧することを目的とする。
装置に於いて、安定した転送クロックをCCD固体撮像素
子に供給すると共に、MTFを低下させてモアレの発生を
抑圧することを目的とする。
（ニ）課題を解決するための手段 水平及び垂直方向に行列配置された複数の受光画素に夫
々蓄積される情報電荷を垂直方向の２画素毎に混合し、
画面単位で連続する映像信号を得るCCD固体撮像素子の
駆動方法に於いて、一画面の情報電荷を蓄積する露光期
間中の第１の期間に2n−１（ｎは整数）行の受光画素に
発生する情報電荷を2n行の受光画素に発生する情報電荷
と混合すると共に、露光期間中の残余の第２の期間に2n
行の受光画素に発生する情報電荷を2n＋１行の受光画素
に発生する情報電荷と混合し、上記第１及び第２の期間
に混合した情報電荷を読出駆動して映像信号を得ること
を特徴とする。
々蓄積される情報電荷を垂直方向の２画素毎に混合し、
画面単位で連続する映像信号を得るCCD固体撮像素子の
駆動方法に於いて、一画面の情報電荷を蓄積する露光期
間中の第１の期間に2n−１（ｎは整数）行の受光画素に
発生する情報電荷を2n行の受光画素に発生する情報電荷
と混合すると共に、露光期間中の残余の第２の期間に2n
行の受光画素に発生する情報電荷を2n＋１行の受光画素
に発生する情報電荷と混合し、上記第１及び第２の期間
に混合した情報電荷を読出駆動して映像信号を得ること
を特徴とする。
（ホ）作 用 本発明に依れば、受光画素の幅Ｗに対して感度形状の幅
Ｘが広くなることからX/Wの値が大きくなり、MFTが低下
するため、映像信号の処理が忠実に行われ、モアレの発
生が抑圧される。
Ｘが広くなることからX/Wの値が大きくなり、MFTが低下
するため、映像信号の処理が忠実に行われ、モアレの発
生が抑圧される。
また、転送クロックを露光期間の途中で反転させている
ため、何れのクロックも一定期間高レベルとなり、この
高レベルの期間をクランプして負電位の転送クロックを
得るクランプ回路を安定して動作させることができ、均
一な転送クロックを固体撮像素子に供給できる。
ため、何れのクロックも一定期間高レベルとなり、この
高レベルの期間をクランプして負電位の転送クロックを
得るクランプ回路を安定して動作させることができ、均
一な転送クロックを固体撮像素子に供給できる。
（ヘ）実施例 本発明の一実施例を図面に従って説明する。
第１図は本発明駆動方法を説明するためのタイミング図
であり、第２図はCCD固体撮像素子内のポテンシャル図
である。
であり、第２図はCCD固体撮像素子内のポテンシャル図
である。
CCD固体撮像素子は、下層電極（a1）（a3）及び上層電
極（b2）（b4）からなる２層構造を成し、各電極（a1）
（b2）（a3）（b4）に４相の駆動クロックφ１〜φ４が
夫々供給される。このCCD固体撮像素子の構成自体は、
第５図と同一であり、垂直方向の２画素分の情報電荷を
合成するように構成されている。
極（b2）（b4）からなる２層構造を成し、各電極（a1）
（b2）（a3）（b4）に４相の駆動クロックφ１〜φ４が
夫々供給される。このCCD固体撮像素子の構成自体は、
第５図と同一であり、垂直方向の２画素分の情報電荷を
合成するように構成されている。
本発明の特徴とするところは、転送クロックφ１〜φ４
を露光期間の途中で反転させることにある。即ち、露光
期間中の第１の期間T1に於いては、転送クロックφ1,φ
２が“H"、転送クロックφ3,φ４が“L"に設定され、残
りの露光期間の第２の期間T2に於いては、転送クロック
φ1,φ２が“L"、転送クロックφ3,φ４が“H"に設定さ
れる。従って、第１の期間T1で奇数行の受光画素a2画素
分の情報電荷が蓄積され、続く第２の期間で第１の期間
に蓄積された情報電荷を隣接する偶数行の受光画素ｂに
転送すると共にこの受光画素ｂに２画素分の情報電荷が
蓄積される。そして、垂直走査信号VDのブランキング期
間に設定されるクロックパルス（イ）に依って読出駆動
される。従って、第１の期間T1から第２の期間T2に亘っ
て奇数行の受光画素ａに発生した情報電荷と、第１の時
間T1に受光画素ａの一方に隣接する受光画素ｂに発生し
た情報電荷と、第２の期間T2に受光画素ａの他方に隣接
する受光画素ｂに発生した情報電荷とが混合され、感度
形状は３画素に亘ることになる。このため、受光画素の
幅Ｗと感度形状の幅Ｘとの比X/Wが従来の1.5倍となり、
MTFは特にナイキスト限界以上で小さくなることから、
モアレの発生が抑圧される。
を露光期間の途中で反転させることにある。即ち、露光
期間中の第１の期間T1に於いては、転送クロックφ1,φ
２が“H"、転送クロックφ3,φ４が“L"に設定され、残
りの露光期間の第２の期間T2に於いては、転送クロック
φ1,φ２が“L"、転送クロックφ3,φ４が“H"に設定さ
れる。従って、第１の期間T1で奇数行の受光画素a2画素
分の情報電荷が蓄積され、続く第２の期間で第１の期間
に蓄積された情報電荷を隣接する偶数行の受光画素ｂに
転送すると共にこの受光画素ｂに２画素分の情報電荷が
蓄積される。そして、垂直走査信号VDのブランキング期
間に設定されるクロックパルス（イ）に依って読出駆動
される。従って、第１の期間T1から第２の期間T2に亘っ
て奇数行の受光画素ａに発生した情報電荷と、第１の時
間T1に受光画素ａの一方に隣接する受光画素ｂに発生し
た情報電荷と、第２の期間T2に受光画素ａの他方に隣接
する受光画素ｂに発生した情報電荷とが混合され、感度
形状は３画素に亘ることになる。このため、受光画素の
幅Ｗと感度形状の幅Ｘとの比X/Wが従来の1.5倍となり、
MTFは特にナイキスト限界以上で小さくなることから、
モアレの発生が抑圧される。
また、各転送クロックφ１〜φ４は、露光期間中の第１
の期間T1或いは第２の期間T2の何れかの期間に“H"とな
るために、第６図の如きクランブ回路に依って転送クロ
ックφ１〜φ４が安定してクランプされる。従って負電
源を用いることなく負電位の均一な転送クロックが得ら
れ、情報電荷を効率良く蓄積転送することができる。各
転送クロックφ１〜φ４は、蓄積期間中の“L"の期間が
短い方が安定してクランプできることから、転送クロッ
クの反転するタイミングは露光期間の中間点付近とし、
第１の期間T1と第２の期間T2とが略等しくなるようにす
ることが好ましい。
の期間T1或いは第２の期間T2の何れかの期間に“H"とな
るために、第６図の如きクランブ回路に依って転送クロ
ックφ１〜φ４が安定してクランプされる。従って負電
源を用いることなく負電位の均一な転送クロックが得ら
れ、情報電荷を効率良く蓄積転送することができる。各
転送クロックφ１〜φ４は、蓄積期間中の“L"の期間が
短い方が安定してクランプできることから、転送クロッ
クの反転するタイミングは露光期間の中間点付近とし、
第１の期間T1と第２の期間T2とが略等しくなるようにす
ることが好ましい。
尚、本実施例に於いては、露光期間を垂直走査期間1Vの
３周期分に設定した場合を例示したが、露光期間は垂直
走査期間1Vの整数倍であれば差支えない。
３周期分に設定した場合を例示したが、露光期間は垂直
走査期間1Vの整数倍であれば差支えない。
（ト）発明の効果 本発明に依れば、インタレース駆動を採用していない撮
像装置に於いて、モアレの発生を抑圧して再生画面の画
質の劣化を防止すると共に、CCD固体撮像素子に安定し
た駆動クロックを供給することができ、情報電荷の蓄積
転送効率の向上を図れる。
像装置に於いて、モアレの発生を抑圧して再生画面の画
質の劣化を防止すると共に、CCD固体撮像素子に安定し
た駆動クロックを供給することができ、情報電荷の蓄積
転送効率の向上を図れる。
第１図は本発明固体撮像素子の駆動方法を説明するタイ
ミング図、第２図は第１図に応じたポテンシャル図、第
３図は固体撮像素子の撮像部の模式図、第４図は従来の
固体撮像素子の駆動方法を説明するタイミング図、第５
図は第４図に応じたポテンシャル図、第６図は駆動クロ
ックをクランプするクランプ回路の回路図である。 （a1）（b2）（a3）（b4）……転送電極、φ１〜φ４…
…転送クロック。
ミング図、第２図は第１図に応じたポテンシャル図、第
３図は固体撮像素子の撮像部の模式図、第４図は従来の
固体撮像素子の駆動方法を説明するタイミング図、第５
図は第４図に応じたポテンシャル図、第６図は駆動クロ
ックをクランプするクランプ回路の回路図である。 （a1）（b2）（a3）（b4）……転送電極、φ１〜φ４…
…転送クロック。
Claims (2)
- 【請求項１】水平及び垂直方向に行列配置された複数の
受光画素に夫々蓄積される情報電荷を垂直方向の２画素
毎に混合し、画面単位で連続する映像信号を得るCCD固
体撮像素子の駆動方法に於いて、一画面の情報電荷を蓄
積する露光期間中の第１の期間に2n−１（ｎは整数）行
の受光画素に発生する情報電荷を2n行の受光画素に発生
する情報電荷と混合すると共に、 続く露光期間中の残余の第２の期間に2n行の受光画素に
発生する情報電荷を2n＋１行の受光画素に発生する情報
電荷と混合し、 上記第１及び第２の期間に混合した情報電荷を読出駆動
して映像信号を得ることを特徴とする固体撮像素子の駆
動方法。 - 【請求項２】請求項第１項記載の固体撮像素子の駆動方
法に於いて、 上記露光期間を複数の垂直走査期間に亘って設定するこ
とを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1208137A JPH0691634B2 (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1208137A JPH0691634B2 (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0370375A JPH0370375A (ja) | 1991-03-26 |
| JPH0691634B2 true JPH0691634B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=16551249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1208137A Expired - Fee Related JPH0691634B2 (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | 固体撮像素子の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0691634B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7164095B2 (en) | 2004-07-07 | 2007-01-16 | Noritsu Koki Co., Ltd. | Microwave plasma nozzle with enhanced plume stability and heating efficiency |
| US7806077B2 (en) | 2004-07-30 | 2010-10-05 | Amarante Technologies, Inc. | Plasma nozzle array for providing uniform scalable microwave plasma generation |
| US7189939B2 (en) | 2004-09-01 | 2007-03-13 | Noritsu Koki Co., Ltd. | Portable microwave plasma discharge unit |
| US7271363B2 (en) | 2004-09-01 | 2007-09-18 | Noritsu Koki Co., Ltd. | Portable microwave plasma systems including a supply line for gas and microwaves |
-
1989
- 1989-08-10 JP JP1208137A patent/JPH0691634B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0370375A (ja) | 1991-03-26 |
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