JPS59115681A - Image pickup and recording device - Google Patents

Image pickup and recording device

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JPS59115681A
JPS59115681A JP57225626A JP22562682A JPS59115681A JP S59115681 A JPS59115681 A JP S59115681A JP 57225626 A JP57225626 A JP 57225626A JP 22562682 A JP22562682 A JP 22562682A JP S59115681 A JPS59115681 A JP S59115681A
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JP
Japan
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electrode
potential
region
barrier
signal
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JP57225626A
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Japanese (ja)
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JPH057915B2 (en
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Seiji Hashimoto
誠二 橋本
Makoto Masunaga
増永 誠
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/148Charge coupled imagers
    • H01L27/14831Area CCD imagers

Abstract

PURPOSE:To increase remarkably the number of pickup sheets even if a still picture is picked up, to save power and to increase the pickup time by supplying a power supply to a mechanism drive circuit and eliminating an unnecessary charge in synchronizing with a readout synchronizing signal generated thereafter. CONSTITUTION:A low potential barrier 40 (so-called anti-booming barrier) for excessive charge elimination is provided near a horizontal register, and further, an electron drain electrode 41 (so-called overflow drain) is provided adjacent to the barrier. When a high negative voltage is impressed to a horizontal register electrode 33 and an internal potential under the electrode is brought into a state shown in solid lines, the electric charge is transferred sequentially in high speed to a region II'' of the horizontal register part by impressing a pulse to a transfer electrode 32 of the image pickup section and the storage section. An excessive electric charge exceeding the potential barrier 40 among unnecessary charges injected to the region II'' over the potential barrier 40 formed lower than the potential level of regions III'', VI'' adjacent to the region II'' is eliminated in high speed into the electronic drain electrode 41.

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の分野〉□ 本発明は固体撮像素子を用いて動画若しくは静止画を撮
影し記録媒体上に記録する撮像及び記録装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an imaging and recording device that uses a solid-state imaging device to photograph moving images or still images and records them on a recording medium.

〈従来技術の説明〉 一般にビデオ信号記録装置内部には広帯域の信号の記録
を可能とする為に、高速で回転するヘッドや、高速で回
転するディスク等の記録手段が内蔵されている。
<Description of the Prior Art> In general, a video signal recording device has built-in recording means such as a head that rotates at high speed and a disk that rotates at high speed in order to enable recording of wideband signals.

そしてこれらの記録装置を起動する場合、上記の記録手
段が高速で、而も同期信号に同期して安定に回転する迄
には数秒の時間を要する。
When starting up these recording devices, it takes several seconds for the recording means to rotate at high speed and stably in synchronization with the synchronization signal.

この様な立ち上が少時間は頻繁に記録手段を起動、停止
させる装置において特に大きな問題となる。
Such a short start-up time becomes a particularly serious problem in devices that frequently start and stop recording means.

即ち、この間に記録装置に入力されたビデオ信号は再生
に堪えないものとなり無駄になる。
That is, the video signal input to the recording device during this period becomes unsuitable for reproduction and is wasted.

と同時にこの立ち上がシの間に撮像装置内で費やされる
電力も無駄なものといえる。例えば撮像管や撮像素子を
走査する為の走査信号源はたとえ走査を行わなくてもそ
の周期的な出力を形成するだけで伏きなパワーを消費す
るものであって決してこれを無視する事はできない。こ
の様な事は撮像及び記録装置内の信号処理回路について
も言える。
At the same time, the power consumed within the imaging device during this start-up period can also be said to be wasteful. For example, even if a scanning signal source for scanning an image pickup tube or image sensor does not perform scanning, it consumes a considerable amount of power just by producing periodic output, so this should never be ignored. Can not. This also applies to signal processing circuits in imaging and recording devices.

従って撮像装置と記録装置を屋外等で組み合わせて(撮
像装置と記録装置が一体的に形成されている場合も含む
。)使用する場合、記録手段の消費電力を下げようとし
てその都度記録手段を停止させたとしても、有効な信号
期間に対する通電時間の割合は逆に大きくなる為、電力
消費の低減のうえでそれ程有効とはならないという欠点
があった。
Therefore, when using a combination of an imaging device and a recording device outdoors (including cases where the imaging device and recording device are integrally formed), the recording device is stopped each time in order to reduce the power consumption of the recording device. Even if this is done, the ratio of the energization time to the effective signal period increases, so there is a drawback that it is not very effective in reducing power consumption.

更に又、例えばこのべ〉)テな撮像及び記録装置が1フ
イールド又は1フレームの如き静止画の撮像を特に意図
するものである場合、直に必要に応じてその都度撮像及
び記録装置を立ち」−げねばならず前述の如き問題は一
層クローズ・アップされてくる。
Furthermore, if the imaging and recording device is specifically intended for capturing still images such as one field or one frame, the imaging and recording device can be turned on and off as needed. As a result, the problems mentioned above will be brought into closer focus.

又、撮像手段として固体撮像素子を用いた場合には、動
作開始時における不要電荷の除去が必要となる。
Furthermore, when a solid-state image sensor is used as the image pickup means, it is necessary to remove unnecessary charges at the start of operation.

〈発明の目的〉 本発明はこの様な従来技術の問題を解決し得る改善され
た撮像及び記録装置を提供する事を目的としたものであ
る。尚、ここで撮像及び記録装置とは撮像機能を有する
装置と記録機能を有する装置とを機能的に一体とした装
置を指17、外形的に一体化されているか別体化されて
いるかは問わない。
<Object of the Invention> It is an object of the present invention to provide an improved imaging and recording device capable of solving the problems of the prior art. Note that the imaging and recording device here refers to a device that is functionally integrated with a device that has an imaging function and a device that has a recording function, regardless of whether they are integrated or separate in appearance. do not have.

〈実施例の説明〉 第1図は通常のφフレームトランスファー型CCDの蓄
積領域と水平シフトレジスターの境界付近の模式図であ
る。
<Description of Embodiments> FIG. 1 is a schematic diagram of the vicinity of the boundary between the storage area and the horizontal shift register of a normal φ frame transfer type CCD.

電荷の転送方法には、従来より、単相駆動。Traditionally, single-phase drive has been used as the charge transfer method.

2相駆動、3相駆動、4相駆動方法等いくつかの方法が
あり、本発明はそのいずれをも適用できるものであるが
、以下に説明の簡単上、整相駆動方法を例にとり説明す
る。
There are several methods such as 2-phase drive, 3-phase drive, and 4-phase drive methods, and the present invention can be applied to any of them, but for the sake of simplicity, the phasing drive method will be explained below as an example. .

尚、ここで参考とする単相駆動方法は、特開昭55−1
1394号公報゛°電荷転送デノくイスに記載されて−
 る方法であり、詳しい動作については説明上必要ない
ので省略する。
The single-phase drive method referred to here is based on Japanese Patent Application Laid-open No. 55-1.
Publication No. 1394 ``Described in charge transfer device''-
The detailed operation is not necessary for the purpose of explanation, so it will be omitted.

第1図において、20は水平方向のセル間の電荷もれを
防止するだめのチャンネル・ストップを示し、24は蓄
積部のポリシリコン電極を示し、この電極24の領域は
シリコン中のポテンシャル状態の異なる領域Iと領域■
から成っている。25はシリコン中に、仮想電極が形成
されている領域であり、シリコン中のポテンシャル状態
には、この領域1〜■で1セルが構成されている。尚、
蓄積部のみならず撮像部も同様に複数の光量セルにより
構成され、ポリシリコン電極部と仮想電極部に分かれて
いる。33は水平転送レジスタ領域を示す。この領域は
ポリシリコン電極が斜線をほどこしだ形にくし歯形に形
成されており、このポリシリコン電極下はポテンシャル
状態の異々る領域1.Itに分かれている。ここで領域
1は、ポテンシャルは同じであるが、チャンネル・スト
ップで2つの領域に分離されている。領域m、’IVは
蓄積部の仮想電極部25と夫々同じポテンシャルに設定
されている。
In FIG. 1, 20 indicates a channel stop that prevents charge leakage between cells in the horizontal direction, and 24 indicates a polysilicon electrode in the storage area, and the area of this electrode 24 is a region of potential state in the silicon. Different areas I and areas ■
It consists of Reference numeral 25 denotes a region in silicon in which a virtual electrode is formed, and in the potential state in silicon, regions 1 to 2 constitute one cell. still,
Not only the storage section but also the imaging section is similarly composed of a plurality of light quantity cells, and is divided into a polysilicon electrode section and a virtual electrode section. 33 indicates a horizontal transfer register area. In this region, the polysilicon electrode is formed in a comb-tooth shape with diagonal lines, and below this polysilicon electrode are regions 1. It is divided into It. Here, region 1 has the same potential but is separated into two regions by a channel stop. The regions m and 'IV are each set to the same potential as the virtual electrode section 25 of the storage section.

第2図は第1図に示した構成のCODの内部のポテンシ
ャル状態を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing the internal potential state of the COD having the configuration shown in FIG.

第2図において32は第1図の蓄積部24のポリシリコ
ン電極であり、蓄積部のポリシリコン電極は全て共通に
接続され、電荷転送の為の電圧が印加されるようになっ
ている。このポリシリコン電極32の下は、第1図で説
明した如く領域1.lIに分かれて居り、領域Iは領域
■よシポテンシャル状態が高くなっている。
In FIG. 2, 32 is a polysilicon electrode of the storage section 24 of FIG. 1, and all the polysilicon electrodes of the storage section are connected in common, and a voltage for charge transfer is applied thereto. Below this polysilicon electrode 32 is region 1. as explained in FIG. It is divided into 1I, and region I has a higher potential state than region 2.

図における点線はポリシリコン電極32が、負電位の高
い状態であり、実線は、ポリシリコン電極32の電位が
わずかに負又は正の状態のポテンシャルを夫々示す。
In the figure, the dotted line indicates a state in which the polysilicon electrode 32 has a high negative potential, and the solid line indicates the potential in a state in which the potential of the polysilicon electrode 32 is slightly negative or positive, respectively.

第1図の仮想電極部25のポテンシャルは、第2図に示
す如く領域■の方が領域■よりわずかにポテンシャルが
高くなっている。またこの部分のポテンシャルは電極3
2にかける電圧には依存せず、茎に一定に保たれている
。従って、ポリシリコン電極に一定の電圧を印加すれば
電荷が蓄積され、・<パルス状の電圧を印加すれば電荷
は転送されるが、これ以上の詳しい説明は省略する。3
3は水平転送レジスタのポリシリコン電極を示している
。この電極は他の電極とは切り離され、独立した電圧が
印加される様になっている。この水平転送レジスタ部の
内部ポテンシャルは、夫々第2図のポリシリコン電極3
3の下の図の様になっている。
As shown in FIG. 2, the potential of the virtual electrode portion 25 in FIG. 1 is slightly higher in region (2) than in region (2). Also, the potential of this part is electrode 3
It does not depend on the voltage applied to 2 and is kept constant at the stem. Therefore, if a constant voltage is applied to the polysilicon electrode, charges will be accumulated, and if a pulsed voltage is applied, charges will be transferred, but further detailed explanation will be omitted. 3
3 indicates a polysilicon electrode of a horizontal transfer register. This electrode is separated from the other electrodes so that an independent voltage can be applied to it. The internal potential of this horizontal transfer register section is determined by the polysilicon electrode 3 shown in FIG.
It looks like the figure below 3.

第2図、20はチャンネル・ストップ部のポテンシャル
状態を示しているO 以下に、水平転送レジスタ部における電荷の動きについ
て説明する0 撮影時に蓄積部の領域■に蓄積された電荷はポリシリコ
ン電極32にノくルス電圧を印加するで転送され、第1
図25のポテンシャルウェル領域■′に入る。この時水
平転送レジスタのポリシリコン電極33に、わずかに負
又は正の電位が印加されると、領域己■は第2図の実線
で示すポテンシャル状態になり、領域■の電荷は領域I
“を通じて領域■”に入る。次いで、この電極33に負
の高い電位を印加すると、領域I。
FIG. 2, 20 shows the potential state of the channel stop section 0 The movement of charges in the horizontal transfer register section will be explained below. is transferred by applying a Norms voltage to the first
It enters the potential well region ■' in FIG. At this time, if a slightly negative or positive potential is applied to the polysilicon electrode 33 of the horizontal transfer register, the area 2 becomes the potential state shown by the solid line in FIG.
Enter the “region through ■”. Then, when a high negative potential is applied to this electrode 33, region I is formed.

■“のポテンシャルは点線で示す状態に移行し領域■″
にあった電荷は領域■″を通じて領域■″に転送される
。この時、蓄積部のポリシリコン電極33に、わずかに
負又は正の電位が印加されると、この領域■より領域1
.IIのボテン・ンヤルが実線の如く下がり領域■にあ
った電荷は■領域に転送されることになる。これにより
上述の如くして水平レジスターの蓄積部の領域■から領
域■“に転送された電荷が水平レジスター内で矢印方向
に■−■→■→■の如く順次転送される0 この様にして水平レジスターに転送された電荷は水平レ
ジスターのポリシリコン電極33にパルス状の電圧を印
加することにより、Il1次第1図の矢印入方向に転送
され外部へ読み出すことが可能である。以上説明した電
荷の流れは、従来のフレーム−転送型CODと同様な動
作を示している。
■“The potential shifts to the state shown by the dotted line, and the area ■”
The charge present in the area is transferred to the area ■'' through the area ■''. At this time, if a slightly negative or positive potential is applied to the polysilicon electrode 33 of the storage section, this region
.. As shown by the solid line, the charge in the region (2) is transferred to the region (2). As a result, the charge transferred from the area ■ to the area ■'' of the storage section of the horizontal register as described above is transferred sequentially in the direction of the arrow in the horizontal register in the direction of ■-■→■→■. By applying a pulsed voltage to the polysilicon electrode 33 of the horizontal register, the charge transferred to the horizontal register can be transferred in the direction indicated by the arrow in Figure 1 and read out to the outside. The flow shows the same operation as the conventional frame-transfer type COD.

ここで、動作開始時、即ち電源投入時の場合を考える。Here, consider the case at the start of operation, that is, when the power is turned on.

電源投入後、速かに撮影可能状態にする為には暗電流な
どの不要電荷を高速で信号電荷チャネルより除去せねば
ならない。一般のCCDエリアセンサに於いては、過剰
電荷を撮像部等に設けた過剰電荷除去機構(;+jH常
アンチブルーミング構造と呼ばれる。)により、除去可
能であるが、過剰でない不要電荷を高速でクリアーする
ことは出来ず、信号霜;荷と同様に出力アンプ部のドレ
イン電極迄転送する必要があった。又掃像部戊は蓄積部
の電荷チャネルに隣接してクリアーゲートを設ける構造
も可能であるが、受光部面積の低下、転送電荷容量の低
下及びIC製作上のパターン複雑化等、性能上、量産上
等問題点が多かった。
In order to quickly make the device ready for imaging after power is turned on, unnecessary charges such as dark current must be removed from the signal charge channel at high speed. In general CCD area sensors, excess charge can be removed by an excess charge removal mechanism (referred to as +jH normal anti-blooming structure) provided in the imaging section, etc., but unnecessary charges that are not excessive can be cleared at high speed. It was not possible to do so, and it was necessary to transfer the signal to the drain electrode of the output amplifier section in the same way as the signal load. It is also possible to have a structure in which a clear gate is provided adjacent to the charge channel of the storage section in the image sweeping section, but this will cause performance problems such as a reduction in the area of the light receiving section, a reduction in the transfer charge capacity, and a complicated pattern for IC fabrication. There were many problems with mass production.

そこで本実施例では第1図に示す如く、水平レジスター
に隣接して、過剰電荷除去用の低ポテンシヤル障壁40
(通称アンチブルーミングバリアー)を設け、更に上記
障壁に隣接して電子ドレイン電極41(通称オーバーフ
ロードレイ/)を設けている。水平レジスター電極33
に負の高い電圧を印加して、電極下の内部ポテンシャル
を実線の如くした状態において撮像部及び蓄積部の転送
電極32にパルスを印加することにより上述の如く水平
レジスタ一部の領域Hに電荷を高速順次転送する。領域
Hに隣接して、領域111.IVのポテンシャルレベル
よす低く作られたポテンシャル障壁40を介して、領域
■“に注入された不要電荷のうちボテンンヤル障壁40
を超える過剰電荷はt子ドレイン電極41に高速除去さ
れる。尚除去されずに領域11に残った不要電荷は出力
アンプより水平レジスターに転送され高速除去される。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 1, a low potential barrier 40 for removing excess charge is installed adjacent to the horizontal register.
(commonly known as an anti-blooming barrier) is provided, and an electron drain electrode 41 (commonly known as an overflow drain/) is provided adjacent to the barrier. Horizontal register electrode 33
By applying a high negative voltage to the transfer electrode 32 of the imaging section and storage section with the internal potential under the electrode as shown by the solid line, a pulse is applied to the transfer electrode 32 of the image pickup section and the storage section. are transferred in high-speed sequential order. Adjacent to region H, region 111. Among the unnecessary charges injected into the region ■'' through the potential barrier 40 which is made to have a lower potential level of IV, the lower barrier 40
Excess charge exceeding the t-drain electrode 41 is removed at high speed. Unnecessary charges remaining in the region 11 without being removed are transferred from the output amplifier to the horizontal register and removed at high speed.

又、アンチブルーミングバリアー40のポテンシャルは
、第2図に示した如く、水平転送パルスにより領域Hの
ポテンシャルと共に変動させ當に領域■のポテンシャル
レベルよりも高くしておく。よって上述の水平レジδタ
ーによる外部への信号転送動作時にはバリアー40を越
えて信号電荷が流れ出すことが防止され常時正確な外部
転送動作を実行することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 2, the potential of the anti-blooming barrier 40 is made to fluctuate together with the potential of the area H by the horizontal transfer pulse, and is made higher than the potential level of the area (2). Therefore, during the signal transfer operation to the outside by the above-mentioned horizontal register δ register, the signal charges are prevented from flowing out beyond the barrier 40, and it becomes possible to always perform the accurate external transfer operation.

第3図、第4図は第2の実施例を、第5図、第6図は第
3の実施例を示している。第2の実施例は、アンチプル
ーミングバリアー40が領域■に隣接して設けられたタ
イプである。該実施例においては高速クリア時には、蓄
積部の転送パルスと等しい周波数で水平レジスターに転
送パルスを印加する必要がある。即ち上述の第1実施例
と同様に撮像部及び蓄積部を駆動して順次撮像部及び蓄
積部の蓄積電荷を領域■に電荷を転送すると共に電極3
3に上述の駆動信号を印加して領域I、■のポテンシャ
ルを交互に実線及び点線の状態に移行させることにより
領域■に順次注入する電荷を上述の水平レジスターの動
作と同様にして■→■に移行させ、この時える過剰電荷
をバリアー40からオーバーフロードレイン41に流出
させ撮像部及び蓄積部に蓄積されていた不要電荷のクリ
アーを行う。尚、水平レジスターによる通常の水平方向
転送動作においては、蓄積部を駆動せず水平レジスタ部
のみを駆動する為、領域■に入力する電荷はノ(リアー
40′を越えず上述の如く水平方向への転送のみが実行
され、通常正確な信号転送が実行される。
3 and 4 show the second embodiment, and FIGS. 5 and 6 show the third embodiment. The second embodiment is of a type in which an anti-pluming barrier 40 is provided adjacent to region (2). In this embodiment, during high-speed clearing, it is necessary to apply a transfer pulse to the horizontal register at the same frequency as the transfer pulse of the storage section. That is, as in the first embodiment described above, the imaging section and the storage section are driven to sequentially transfer the accumulated charges in the imaging section and the storage section to the region (2), and the electrode 3
By applying the above-mentioned drive signal to 3 and causing the potentials of regions I and 2 to alternately shift to the solid line and dotted line states, charges are sequentially injected into region 2 in the same manner as the operation of the horizontal register described above. The excess charge generated at this time flows out from the barrier 40 to the overflow drain 41, thereby clearing unnecessary charges accumulated in the imaging section and the storage section. In addition, in a normal horizontal transfer operation using a horizontal register, only the horizontal register part is driven without driving the storage part, so the charge input to area , and usually accurate signal transfer.

第3の実施例は、アンチブルーミングツクリアーの代わ
りにクリアーゲート42を設けたもので、高速クリア一
時にはゲート42を開き、即ち領域I、Il’lを実線
の位置から点線の位置に移行させると共に、第2実施例
と同様に+1ゆ像部。
In the third embodiment, a clear gate 42 is provided in place of the anti-blooming clear, and the gate 42 is opened at the time of high-speed clearing, that is, the areas I and Il'l are moved from the position of the solid line to the position of the dotted line. In addition, a +1 distortion portion is provided as in the second embodiment.

蓄積部及び水平レジスタ一部を同一周波数にて駆動する
ことに依り撮像部、及び蓄積部の不要電荷がクリアーさ
れる。即ち1−述の第2実施例と同様にして蓄積部から
電荷を順次水平レジスターの領域Hに注入すると共に領
域■に順次注入される電荷を領域■に転送し、領域■に
順次注入された電荷を点線のポテンシャルを有するゲー
トを介し、で流出させることに」:り蓄積部の電荷をク
リアーする0尚、通常の水平レジスターによる転送動作
時はゲートを閉じ、即ち領域1、■を実線のポテンシャ
ルとすることによりゲートを介して信号電荷が流出する
ことを防止する。
By driving the storage section and part of the horizontal register at the same frequency, unnecessary charges in the imaging section and the storage section are cleared. That is, in the same manner as in the second embodiment described in 1-1, charges are sequentially injected from the storage section into the area H of the horizontal register, and charges sequentially injected into the area ■ are transferred to the area ■, and charges are sequentially injected into the area ■. The charge is caused to flow out through the gate with the potential shown by the dotted line, and the charge in the storage section is cleared.In addition, during the normal horizontal register transfer operation, the gate is closed, that is, region 1, ■ is shown by the solid line. The potential prevents signal charges from flowing out through the gate.

以下、上述の第]から第3の実施例に示す固体撮像素子
を用いだ撮像装置について説明する。
Hereinafter, an imaging apparatus using the solid-state imaging device shown in the above-mentioned embodiments 1 to 3 will be described.

第7図は撮像及び記録装置の制御ブロック図である。FIG. 7 is a control block diagram of the imaging and recording device.

図において100は絞り及びシャッタ、1o1は前述の
固体撮像素子で本例ではクリアゲートを有する第3の実
施例のCCDを用いている。
In the figure, 100 is an aperture and a shutter, and 1o1 is the aforementioned solid-state imaging device, and in this example, the CCD of the third embodiment having a clear gate is used.

102はビデオ信号処理回路、1.03はNTSC信号
を得るNTSCアダプタ、104は磁気ディスク106
を回転させるモータ、及びモータ駆動回路、105は記
録ヘッド、107は磁気ディスク106の支持円盤、1
08は回転軸、110はCCI)駆動回路、111はク
ロック発生器、112は各回路にタイミング信号を供給
するシーケンス制御回路、12oは各回路へ電源を供給
するDC−DCコンバータ、121はバッチ’J−11
23は電源スィッチである。
102 is a video signal processing circuit, 1.03 is an NTSC adapter for obtaining an NTSC signal, and 104 is a magnetic disk 106.
105 is a recording head, 107 is a support disk for a magnetic disk 106, 1
08 is a rotating shaft, 110 is a CCI) drive circuit, 111 is a clock generator, 112 is a sequence control circuit that supplies timing signals to each circuit, 12o is a DC-DC converter that supplies power to each circuit, 121 is a batch' J-11
23 is a power switch.

動作説明する。絞り及びシャッター00を経L; Z被写体光はCCD 101に投影されて電気信号に変
換される。
Explain the operation. After passing through the aperture and shutter 00, the L;Z object light is projected onto the CCD 101 and converted into an electrical signal.

信号処理回路102はこの電気信号をノ9[定のビデオ
信号に変換すると共に、絞り値及びシャッタスピードを
決定して絞り及びシャッター00をフィードバック制御
する。前記ビデオ信号はNTSC7タプタ103へ出力
され、NTSC信号に変換され、例えば電子ビューファ
インダに接続すれば被写体像をモニタすることができる
The signal processing circuit 102 converts this electrical signal into a constant video signal, determines the aperture value and shutter speed, and performs feedback control of the aperture and shutter 00. The video signal is output to the NTSC7 adapter 103, where it is converted into an NTSC signal, and the image of the subject can be monitored by connecting it to, for example, an electronic viewfinder.

又ビデオ信号は記録ヘッド1.05へ出力されて、磁気
ディスク106上に記録される。CCDl01.。
The video signal is also output to the recording head 1.05 and recorded on the magnetic disk 106. CCDl01. .

信号処理回路102.NTSC7ダプタ103゜モータ
駆動回路104等はクロック発生器111からの制御パ
ルスによって制御されるが、 CCD101の駆動パル
スは電圧レベルが異なったり、CODが容量性負荷であ
る事などのだめに、COD駆動回路〜110を必要とす
る。またこれらの回路、及び機構へはスイッチ123が
閑の時バッテリー121の出力をDC−1)C:ffン
バータ120で安定化して電源供給される。
Signal processing circuit 102. The NTSC7 adapter 103 motor drive circuit 104 etc. are controlled by control pulses from the clock generator 111, but the drive pulses of the CCD 101 have different voltage levels, the COD is a capacitive load, etc. ~110 is required. Further, when the switch 123 is inactive, the output of the battery 121 is stabilized by the DC-1)C:ff inverter 120 and power is supplied to these circuits and mechanisms.

クロック発生器111からはCCD 101の撮像部の
′N1荷を転送する撮像部転送りロックPI。
From the clock generator 111, there is an imaging section transfer lock PI that transfers the 'N1 load of the imaging section of the CCD 101.

CCD 101の蓄積部の電荷を転送する蓄積部転送り
ロックPS、C0DIOIの水平転送部を駆動する水平
転送りロックS、及びクリアゲートを開閉する信号CG
がCOD駆動回路°110へ出力され、又、テレビジョ
ンの垂直同期信号が信号処理回路102.駆動回路10
4等へ出力される。CODの制御信号はCCD駆動回路
110で電圧レベルが変換され、「l」を付して示され
る。
Accumulator transfer lock PS that transfers the charge in the accumulator of CCD 101, horizontal transfer lock S that drives the horizontal transfer unit of C0DIOI, and signal CG that opens and closes the clear gate.
is output to the COD drive circuit 110, and the vertical synchronization signal of the television is output to the signal processing circuit 102. Drive circuit 10
Output to 4th grade. The voltage level of the COD control signal is converted by the CCD drive circuit 110 and is indicated by adding "l".

これらのクロックの動作及び各回路の動作を第9図のタ
イミングチャートを利用して説明するO まず電源投入時の動作について説明する。
The operation of these clocks and the operation of each circuit will be explained using the timing chart of FIG. 9. First, the operation when the power is turned on will be explained.

第7図に示す如く、シーケンス制御回路112にはスタ
ンバイモード端″+(以下SBM端子)Tが設けられ、
SBM端子Tとグランド間にはパワーアップクリア用の
コンデンサCが接続され、コンデンサCは時定数制御用
の抵抗Rを介してDC−DCコンバータの出力に接続さ
れている。
As shown in FIG. 7, the sequence control circuit 112 is provided with a standby mode terminal ″+ (hereinafter referred to as SBM terminal) T.
A power-up clear capacitor C is connected between the SBM terminal T and the ground, and the capacitor C is connected to the output of the DC-DC converter via a time constant control resistor R.

電源スィッチ123が押されるとDC−DCコンバータ
120の各電源電圧出力(第9図(A))はNT SC
アダプタ103.モータ・駆動回路104、シーケンス
制御回路112等の各回路及びコンデンサCに供給され
る。シーケンス制御回路112は電源電圧が供給される
と、リセットパルスによシ内部のプログラムを初期状態
にリセットし処理ルーチンに入る。そしてまずスタンバ
イモードの内部端子電圧(第9図(Di)をHレベルに
してCCD駆動の為の各クロックの発生を阻止する。こ
の期間T1をスタンバイ期間と呼ぶ。スタンバイ期間中
発生するテレビジョン垂直同期信号VH(第9図(ト)
)は前記駆動回路104へ送出され、モータの位相制御
に用いられる。こ−のT1期間の間、コンデンサCは徐
々に充電され、SBM端子Tがある設定した電圧になる
とSBM内部端子の電圧はHレベルからLレベルになる
。このHレベルからLレベルへの立下りの次に発生する
垂直同期信号■の立下りに同期して垂直転送パルスpI
: ps:及び為 び蓄積部に存在する暗電流に起因した年功%li前記オ
ーバフロードレインを介して除去される(T2.T3期
間)。この不要電荷除去期間においては、不要電荷がと
シこぼしなく完全に除去される様に少なくとも複数回垂
直転送動作が実行される。本実施例では2回の垂直転送
動作を図示している。
When the power switch 123 is pressed, each power supply voltage output (FIG. 9(A)) of the DC-DC converter 120 is NTSC.
Adapter 103. It is supplied to each circuit such as the motor/drive circuit 104 and the sequence control circuit 112, and to the capacitor C. When the sequence control circuit 112 is supplied with the power supply voltage, it resets the internal program to its initial state using a reset pulse and enters a processing routine. First, the internal terminal voltage in standby mode (Fig. 9 (Di)) is set to H level to prevent the generation of each clock for driving the CCD. This period T1 is called the standby period. Synchronization signal VH (Figure 9 (g)
) is sent to the drive circuit 104 and used for motor phase control. During this T1 period, the capacitor C is gradually charged, and when the SBM terminal T reaches a certain set voltage, the voltage at the SBM internal terminal changes from the H level to the L level. Vertical transfer pulse pI is synchronized with the fall of vertical synchronization signal ■ which occurs next to the fall from H level to L level.
: ps: and the seniority %li caused by the dark current existing in the storage section is removed through the overflow drain (T2, T3 period). During this unnecessary charge removal period, the vertical transfer operation is performed at least multiple times so that unnecessary charges are completely removed without any spillage. In this embodiment, two vertical transfer operations are illustrated.

そして垂直転送動作が終了すると、T3期間で被写体像
に対応した情報電荷が撮像部に蓄積される。この間クリ
アゲートパルスCGはHレベルであり、しかも水平転送
パルスS′も出力されているので水平転送レジスタの不
要電荷は完全に除去される。。
When the vertical transfer operation ends, information charges corresponding to the subject image are accumulated in the imaging section during the T3 period. During this time, the clear gate pulse CG is at H level and the horizontal transfer pulse S' is also output, so that unnecessary charges in the horizontal transfer register are completely removed. .

そして次のT4期間で撮像素子から読み出す為の読出同
期信号としての垂直同期信号VHに同期して゛垂直転送
パルスPI’、PS’が送出され、撮像部の情報電荷は
蓄積部へ転送される。
Then, in the next T4 period, "vertical transfer pulses PI' and PS' are sent out in synchronization with the vertical synchronization signal VH as a read synchronization signal for reading from the image sensor, and the information charges in the image sensor are transferred to the storage section.

更にT5期間では水平転送レジスタから情報電荷に対応
した電気信号が読み出され、この電気信号により絞り及
びシャッタを制御する制御値が演算される。ところでT
I、又はT2期間で絞シ及びシャッタの制御値が撮像素
子以外の測光素子で演算され、蓄積期間T3の量制御値
に応じた絞り値及びシャッタスピードで蓄積動作が行わ
れている場合には、T5期間に出力される前記電気信号
はビデオ信号処理回路102を経て、記録ヘッド105
によりディスク106上に記録される。
Furthermore, during the T5 period, an electrical signal corresponding to the information charge is read out from the horizontal transfer register, and control values for controlling the aperture and shutter are calculated based on this electrical signal. By the way, T
If the aperture and shutter control values are calculated by a photometric element other than the image sensor in the I or T2 period, and the accumulation operation is performed at the aperture value and shutter speed according to the amount control values in the accumulation period T3. , the electrical signal output during the T5 period passes through the video signal processing circuit 102 and is then sent to the recording head 105.
is recorded on the disk 106 by the following.

尚、スタンバイモードの期間T2はモータ・駆動回路1
04に電源が供給されてからディスク106がテレビジ
ョン垂直同期信号VHに同期した速度で回転する迄に要
する時間に応じて決定される。
In addition, during the standby mode period T2, the motor/drive circuit 1
It is determined according to the time required for the disk 106 to rotate at a speed synchronized with the television vertical synchronization signal VH after power is supplied to the television VH.

尚、本実施例に於てはクリアゲートを有する第3の実施
例に法づいて動作を説明したが、第1.第2の実施例に
於ても垂直、水平転送りロックを送出すことによりクリ
ア動作ができるのは前述した通りである。
Although the operation of this embodiment has been explained based on the third embodiment having a clear gate, the operation of the first embodiment has been explained based on the third embodiment having a clear gate. As described above, in the second embodiment as well, the clearing operation can be performed by sending out the vertical and horizontal transfer locks.

父、本実施例においては、スタンバイ時間をコンデンサ
によるタイマ手段で構成したが、ディスク、駆動モータ
の位相ロック信号等によって決定し7ても構わない。
In this embodiment, the standby time is configured by a timer means using a capacitor, but it may also be determined by a phase lock signal of the disk or drive motor.

〈効果の説明〉 本発明の如く記録機構を駆動する機構駆動回路に電源を
供給し、その後に発生する読出同期信号に同期して不要
電荷を除去することにより、節電が可能となり、撮影時
間が増え、又、静止画を撮影する場合には撮影枚数が大
幅に増えた。
<Description of Effects> By supplying power to the mechanism drive circuit that drives the recording mechanism as in the present invention and removing unnecessary charges in synchronization with the readout synchronization signal that is generated thereafter, power can be saved and the shooting time can be reduced. In addition, when shooting still images, the number of shots taken has increased significantly.

更に不要電荷の除去の際、必要な垂直、水平転送パルス
を通常の読出動作に必要な転送パルスを流用することが
可能となり、撮像素子駆動回路が大幅に簡略化される。
Furthermore, when unnecessary charges are removed, it becomes possible to use the necessary vertical and horizontal transfer pulses for normal readout operations, and the image sensor driving circuit is greatly simplified.

即ち、不要電荷の除去の際には垂直、水平転送パルス数
を増すだけでよい。
That is, when removing unnecessary charges, it is sufficient to simply increase the number of vertical and horizontal transfer pulses.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に用いうる撮像素子の一実施例を示す構
成図、第2図は第1図の撮像素子内のポテンシャルを示
す模式図、第3図は本発明に用いうる撮像素子の他の一
実施例を示す構成図、第4図は第3図の撮像素子内のポ
テンシャルを示す模式図、第5図は本発明に用いうる撮
像素子の更に他の一実施例を示す構成図、第6図は第5
図の撮像素子内のポテンシャルを示す模式図、第7図は
撮像装置の制御ブロック図、第8図はCCD駆動パルス
発生のブロック図、第9図はCCD駆動パルスのタイミ
ング図であるO 図において20はチャンネル・ストップ、32は垂直方
向転送電極、33は水平方向転送電極、40は低ポテン
シヤル障壁、41はドレイン電極、42は電荷除去用ゲ
ート電極、101. id: CCD 。 102はビデオ信号処理回路、110はCCD駆動回路
、11〜1はクロック発生器、104はディスク記録装
置、123は電源スィッチを夫々示す。 出願人  キャノン株式会社 代理人   丸  島  儀  −
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an image sensor that can be used in the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing the potential inside the image sensor shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing the potential inside the image sensor of FIG. 3; FIG. 5 is a configuration diagram showing still another embodiment of the image sensor that can be used in the present invention. , Figure 6 is the fifth
7 is a control block diagram of the imaging device, FIG. 8 is a block diagram of CCD drive pulse generation, and FIG. 9 is a timing chart of CCD drive pulses. 20 is a channel stop, 32 is a vertical transfer electrode, 33 is a horizontal transfer electrode, 40 is a low potential barrier, 41 is a drain electrode, 42 is a gate electrode for charge removal, 101. id: CCD. 102 is a video signal processing circuit, 110 is a CCD drive circuit, 11 to 1 are clock generators, 104 is a disk recording device, and 123 is a power switch. Applicant Canon Co., Ltd. Agent Gi Marushima −

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)被写体像を撮像する固体撮像素子、前記撮像素子
を駆動する駆動クロックを発生する撮像素子駆動回路、
前記撮像素子から得られる撮像信号を記録する為の記録
機構を7駆動する機構駆動回路、前記撮像素子から撮像
信号を読み出す為の読出同期信号を発生する信号発生回
路、電源スィッチ、及び前記電源スィッチの投入により
前記機構駆動回路に電源を供給しその後前記同期信号の
発生に同期して前記素子駆動回路によシ前記素子内に蓄
積された不要電荷を除去する様制御する制御手段を備え
だことを特徴とする撮像及び記録装置。
(1) a solid-state image sensor that captures a subject image; an image sensor drive circuit that generates a drive clock that drives the image sensor;
A mechanism drive circuit that drives a recording mechanism for recording an image signal obtained from the image sensor, a signal generation circuit that generates a read synchronization signal for reading the image signal from the image sensor, a power switch, and the power switch. control means for supplying power to the mechanism drive circuit when the synchronous signal is turned on, and then controlling the element drive circuit to remove unnecessary charges accumulated in the element in synchronization with the generation of the synchronization signal. An imaging and recording device characterized by:
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JPH057915B2 JPH057915B2 (en) 1993-01-29

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10462402B2 (en) 2013-01-31 2019-10-29 Apple Inc. Image sensor having full well capacity beyond photodiode capacity

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JPH057915B2 (en) 1993-01-29

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