JPS5933980A - インタ−ライン転送ccdの駆動方法 - Google Patents
インタ−ライン転送ccdの駆動方法Info
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- JPS5933980A JPS5933980A JP57143455A JP14345582A JPS5933980A JP S5933980 A JPS5933980 A JP S5933980A JP 57143455 A JP57143455 A JP 57143455A JP 14345582 A JP14345582 A JP 14345582A JP S5933980 A JPS5933980 A JP S5933980A
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- Japan
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- 238000000034 method Methods 0.000 title description 10
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 claims description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 241000255789 Bombyx mori Species 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (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】
本発明は、インターライン転送CCD (以下IT−C
CDと云う)を撮像素子に用いて該撮像素子自体に電子
的なシャッター機能をもたせる駆動方法に関する。
CDと云う)を撮像素子に用いて該撮像素子自体に電子
的なシャッター機能をもたせる駆動方法に関する。
X子スチルカメラやテレビジョンカメラ用の固体撮像素
子として知られているIT−CCDに電子的なシャッタ
ー機能をもたせる場合、ひとつの方式としてスミア等に
よる不要電荷の排出方法を利用することが考えられる。
子として知られているIT−CCDに電子的なシャッタ
ー機能をもたせる場合、ひとつの方式としてスミア等に
よる不要電荷の排出方法を利用することが考えられる。
すなわちこの排出方法では、受光部から垂直転送部へ信
号電荷を転送する直前に通常より高速の垂直転送を1回
行ない、スミア等により垂直転送用CCDに発生ずる不
要電荷を通常の信号電荷の転送と同じ経路で転送し排出
するが、これはスミ゛ア等によって発生する不要電荷の
電荷量が小さいからこそ可能なことであり、この排出方
法で受光部の不要電荷をも排出しようとすると、転送・
排出する電荷量が大きくなり、1回の転送動作で転送し
得る垂直転送CCUの電荷量の転送能力を超えてしまい
、完全な不要電荷排出が不可能どなる欠点が避けられな
い。
号電荷を転送する直前に通常より高速の垂直転送を1回
行ない、スミア等により垂直転送用CCDに発生ずる不
要電荷を通常の信号電荷の転送と同じ経路で転送し排出
するが、これはスミ゛ア等によって発生する不要電荷の
電荷量が小さいからこそ可能なことであり、この排出方
法で受光部の不要電荷をも排出しようとすると、転送・
排出する電荷量が大きくなり、1回の転送動作で転送し
得る垂直転送CCUの電荷量の転送能力を超えてしまい
、完全な不要電荷排出が不可能どなる欠点が避けられな
い。
そこで受光部の不要電荷の排出には垂直転送用CCDを
用いずに、受光部に隣接して設けたオーバーフローコン
トロールケートおよびオーバーフロードレインを用いて
、スミア等による垂直転送用CCDに生じる少量の不要
電荷とは別に受光部の不要電荷を排出する方式が考えら
れるが、仁の場合にはIT−CCDの構造がオーバーフ
ローコントロールゲートやオーバーフロードレインナト
のために複雑になり、このため製造段階での歩留りの悪
化が避けられず、首たIT−CCDの開口率すガわち受
光面に対する受光部の面積率が低下するので感度がする
という欠点がある。
用いずに、受光部に隣接して設けたオーバーフローコン
トロールケートおよびオーバーフロードレインを用いて
、スミア等による垂直転送用CCDに生じる少量の不要
電荷とは別に受光部の不要電荷を排出する方式が考えら
れるが、仁の場合にはIT−CCDの構造がオーバーフ
ローコントロールゲートやオーバーフロードレインナト
のために複雑になり、このため製造段階での歩留りの悪
化が避けられず、首たIT−CCDの開口率すガわち受
光面に対する受光部の面積率が低下するので感度がする
という欠点がある。
本発明は前述の如き問題点を解決すべくなされタモので
、オーバーフローコントロールゲートやオーバーフロー
ドレインを設ける等して構造を複雑にするようなことを
せずに、構造が簡単なIT−CODを用いてシャッター
機能を有する撮像装置をイ舒ることを目自勺としている
。
、オーバーフローコントロールゲートやオーバーフロー
ドレインを設ける等して構造を複雑にするようなことを
せずに、構造が簡単なIT−CODを用いてシャッター
機能を有する撮像装置をイ舒ることを目自勺としている
。
すなわちこの目的を達成するために本発明の駆動方法で
は、IT−CCDの受光部の電荷を垂直転送用CCDへ
転送するための転送ゲートの開駆動と、゛垂直伝送用C
ODおよび水平転送用CCDの転送方向の電位障壁を無
くすようにするこれら両転送部の駆動と、この両転送部
からの電荷をリセットドレインへ、排出するためのリセ
ットゲートの開駆動とを露光前に行橙うようにして、露
光に先立ってIT−CCDの受光部、垂直および水平転
送部の不要電荷を空にするようにしたものである。
は、IT−CCDの受光部の電荷を垂直転送用CCDへ
転送するための転送ゲートの開駆動と、゛垂直伝送用C
ODおよび水平転送用CCDの転送方向の電位障壁を無
くすようにするこれら両転送部の駆動と、この両転送部
からの電荷をリセットドレインへ、排出するためのリセ
ットゲートの開駆動とを露光前に行橙うようにして、露
光に先立ってIT−CCDの受光部、垂直および水平転
送部の不要電荷を空にするようにしたものである。
IT−CCDのリセットドレインは、一般的に信号の読
み出し部に設けられ、1つの水平転送によって信号電荷
を検出したのち、その電荷を排出してクリアーし、次の
水平転送で運ばれてくる信号電荷にそなえるためのもの
である。従来はこのリセットドレインによる電荷の排出
は、スミアの不要電荷を排出する目的でリセットドレイ
ンを利用する場合であっても、前記信号電荷の読み出し
の場合と同じ基本的動作、すなわち水平転送に同期して
間欠的に排出していたが、本発明では、不要電荷の排出
時には信号読み出しの時間が不要であるから間欠的でな
くても良いことに着目して、転送ゲートを開は放しにし
、垂直および水平両転送用CCDK電圧をかけたままと
し、リセットドレインも開は放しにして、あたかも垂直
・水平両転送用CCDを電線のようにしてしまい、受光
部や両転送部の電荷を露光に先立ってリセットドレイン
に効率良く連続的に排出するものである。
み出し部に設けられ、1つの水平転送によって信号電荷
を検出したのち、その電荷を排出してクリアーし、次の
水平転送で運ばれてくる信号電荷にそなえるためのもの
である。従来はこのリセットドレインによる電荷の排出
は、スミアの不要電荷を排出する目的でリセットドレイ
ンを利用する場合であっても、前記信号電荷の読み出し
の場合と同じ基本的動作、すなわち水平転送に同期して
間欠的に排出していたが、本発明では、不要電荷の排出
時には信号読み出しの時間が不要であるから間欠的でな
くても良いことに着目して、転送ゲートを開は放しにし
、垂直および水平両転送用CCDK電圧をかけたままと
し、リセットドレインも開は放しにして、あたかも垂直
・水平両転送用CCDを電線のようにしてしまい、受光
部や両転送部の電荷を露光に先立ってリセットドレイン
に効率良く連続的に排出するものである。
本発明に用いるIT−CODは、露光に先立つ不要電荷
の排出のため忙オーバーフロードレインを利用しないか
ら、このオーバーフロードレインや一’t ;h ヲI
11御するオーバーフローコントロールケートの無いI
T−CCDでよい。そしてこのシャッター機能における
不要電荷の排出に際しては、各受光部の電荷が混ざり合
っても差しつかえないから、垂直および水平両転送部に
転送動作をさせる必要もなく、従って垂直転送用CCD
と水平転送用CCDの全ての電極に同時に高レベル電圧
を印加しそしてリセット電圧も高レベル電圧に保つ俤に
して、受光部からの電荷を電流の形で連続的にリセット
ドレインに流し込むよう駆動制御するものである。
の排出のため忙オーバーフロードレインを利用しないか
ら、このオーバーフロードレインや一’t ;h ヲI
11御するオーバーフローコントロールケートの無いI
T−CCDでよい。そしてこのシャッター機能における
不要電荷の排出に際しては、各受光部の電荷が混ざり合
っても差しつかえないから、垂直および水平両転送部に
転送動作をさせる必要もなく、従って垂直転送用CCD
と水平転送用CCDの全ての電極に同時に高レベル電圧
を印加しそしてリセット電圧も高レベル電圧に保つ俤に
して、受光部からの電荷を電流の形で連続的にリセット
ドレインに流し込むよう駆動制御するものである。
本発明を図面と共に詳述すれば、第1図は本発明に用い
るIT−CCDの構成を開示する模式図であり、(1)
は受光部、(2)は転送ゲート、(3)は垂直転送部、
(4)は水平転送部、(RD)はリセットドレイン、(
R)はリセットゲートへのリセット電圧入力端子である
。
るIT−CCDの構成を開示する模式図であり、(1)
は受光部、(2)は転送ゲート、(3)は垂直転送部、
(4)は水平転送部、(RD)はリセットドレイン、(
R)はリセットゲートへのリセット電圧入力端子である
。
第2図に、垂直ブランキング信号φVBを基準として、
垂直転送用CCDの駆動クロック信号φV1゜φV2、
水平転送用CCDの駆動クロックφH1,φH2、リセ
ットパルスφR1転送ゲートの制御信号φTG%などの
関係をタイミングチャートで示す。尚、この場合、電荷
転送は水平φ垂直ともに2相駆動で行なわれるものとし
ている。
垂直転送用CCDの駆動クロック信号φV1゜φV2、
水平転送用CCDの駆動クロックφH1,φH2、リセ
ットパルスφR1転送ゲートの制御信号φTG%などの
関係をタイミングチャートで示す。尚、この場合、電荷
転送は水平φ垂直ともに2相駆動で行なわれるものとし
ている。
第2図のタイミングチャートと共にシャッター機能を説
明すれば、′まずはじめに受光部の不要電荷を排出する
だめに転送ゲート(2)への印加電圧信号である制t4
1 @号φTGを高レベルにすることによシ該転送ゲー
ト(2)を開け、受光部(1)から垂直転送部(3)へ
の光信号電荷の転送が常に行なわれる状態にしておき、
同時に各クロック信号φVj+φV7+φ!口、φH2
およびリセットパルスφRも全て高レベル状態とする。
明すれば、′まずはじめに受光部の不要電荷を排出する
だめに転送ゲート(2)への印加電圧信号である制t4
1 @号φTGを高レベルにすることによシ該転送ゲー
ト(2)を開け、受光部(1)から垂直転送部(3)へ
の光信号電荷の転送が常に行なわれる状態にしておき、
同時に各クロック信号φVj+φV7+φ!口、φH2
およびリセットパルスφRも全て高レベル状態とする。
これは、通常の転送モードの例えばφ旧が高レベルでφ
H2が低レベルであるときの転送方向への断面のポテン
シャル状態(第4図)とは異なり、第5図に示したよう
なポテンシャル状態になっている状態である。尚、第4
図は、水平転送用CCDの電極配置図(a図)と、φH
1が一高レベル、φH2が低レベル状態での電極下のボ
テンンヤル図(b図)、第5図、は同じく水平転送電極
、アウトプットゲート電極(OG)、フローティングゲ
ート電極(FG)、リセット入力端電極(R)の電極配
置図(a図)と、φH1rφ12 r OG端子電圧(
OG)、リセット電圧(8)の全てが高レベル状態にあ
るときの電極下のポテンシャル図(b図)である。
H2が低レベルであるときの転送方向への断面のポテン
シャル状態(第4図)とは異なり、第5図に示したよう
なポテンシャル状態になっている状態である。尚、第4
図は、水平転送用CCDの電極配置図(a図)と、φH
1が一高レベル、φH2が低レベル状態での電極下のボ
テンンヤル図(b図)、第5図、は同じく水平転送電極
、アウトプットゲート電極(OG)、フローティングゲ
ート電極(FG)、リセット入力端電極(R)の電極配
置図(a図)と、φH1rφ12 r OG端子電圧(
OG)、リセット電圧(8)の全てが高レベル状態にあ
るときの電極下のポテンシャル図(b図)である。
従って以上の第5図の状態にあるときに強い入射光が受
光部に入射されると、その光信号電荷は直ちに垂直転送
部へ流れ、蚕直転送部のポテンシャル井戸を埋めて、あ
ふれた過剰電荷は直ちに水平転送部へ行き、そこのポテ
ンシャル井戸を同様に埋めて、さらにあふれた電荷はリ
セットドレイン(RD)を介して外部へ排出されること
になる。
光部に入射されると、その光信号電荷は直ちに垂直転送
部へ流れ、蚕直転送部のポテンシャル井戸を埋めて、あ
ふれた過剰電荷は直ちに水平転送部へ行き、そこのポテ
ンシャル井戸を同様に埋めて、さらにあふれた電荷はリ
セットドレイン(RD)を介して外部へ排出されること
になる。
結局、それぞれの転送電極下のポテンシャル井戸を埋め
てあふれる過剰電荷は全てリセットドレイン(RD)を
通じて外部へ排出されることになる。
てあふれる過剰電荷は全てリセットドレイン(RD)を
通じて外部へ排出されることになる。
そしてこのような露光前の動作によって受光部の不教電
荷を殆んど排出し、空の状態を得ることができる。露光
の開始は時点T、で行なわれ、このとき転送デー) (
2) /、の印加電圧である制御信号φTGを低l/ベ
ルにして転送ゲート(2)を閉じ、光信号電荷の蓄私を
はじめる。時点T、の後、垂直転送部へ電荷が流れ込ま
ないので、垂直転送用電極下のポテンシャル井戸を埋め
ていた電荷を外部へ排出するため、時点’rz(寸たは
時点T8の直前寸での間の成る時点でもよい)の垂直転
送を行ない、垂直転送用型、極子の電荷を空にする。こ
の排出電荷も同様にφH+とφH2が高レベルの水平転
送部を介してリセットドレイン(RD)から取り出され
ることになる。さらに同様に時点T2以後から水平転送
部を通常の通り駆動しはじめ、水平転送用電極下の電荷
を、φRが高レベルのため開き放しのりセットゲートを
介して、リセットドレインへ排出し、空にする。時点T
8において転送ゲート(2)への制御信号φTOを高レ
ベルにして転送ゲート(2)を再び開け、垂直転送部へ
受光部の電荷を移し、以後は各部を通常の通り動作させ
て次のブランキング周期の終了時点T4から信号読み出
しを行なう。この場合、シャッタ一時間(スピード)は
時点T1からT3tでの時間であり、1/1000秒程
度甘で変えられる。尚、このシャッタ一時間内は未だ信
号読み出し前であるから時点T8の直前まで垂直転送用
クロック信号φV1+φv2を高速にして垂直転送を高
速動作させてもよく、マた水平転送部についても時点T
3の直前にその電荷排出のための転送駆動を1回行なわ
せるようにしてもよい。
荷を殆んど排出し、空の状態を得ることができる。露光
の開始は時点T、で行なわれ、このとき転送デー) (
2) /、の印加電圧である制御信号φTGを低l/ベ
ルにして転送ゲート(2)を閉じ、光信号電荷の蓄私を
はじめる。時点T、の後、垂直転送部へ電荷が流れ込ま
ないので、垂直転送用電極下のポテンシャル井戸を埋め
ていた電荷を外部へ排出するため、時点’rz(寸たは
時点T8の直前寸での間の成る時点でもよい)の垂直転
送を行ない、垂直転送用型、極子の電荷を空にする。こ
の排出電荷も同様にφH+とφH2が高レベルの水平転
送部を介してリセットドレイン(RD)から取り出され
ることになる。さらに同様に時点T2以後から水平転送
部を通常の通り駆動しはじめ、水平転送用電極下の電荷
を、φRが高レベルのため開き放しのりセットゲートを
介して、リセットドレインへ排出し、空にする。時点T
8において転送ゲート(2)への制御信号φTOを高レ
ベルにして転送ゲート(2)を再び開け、垂直転送部へ
受光部の電荷を移し、以後は各部を通常の通り動作させ
て次のブランキング周期の終了時点T4から信号読み出
しを行なう。この場合、シャッタ一時間(スピード)は
時点T1からT3tでの時間であり、1/1000秒程
度甘で変えられる。尚、このシャッタ一時間内は未だ信
号読み出し前であるから時点T8の直前まで垂直転送用
クロック信号φV1+φv2を高速にして垂直転送を高
速動作させてもよく、マた水平転送部についても時点T
3の直前にその電荷排出のための転送駆動を1回行なわ
せるようにしてもよい。
第6図には、前述の露光終了時点T8から信号読み出し
開始時点T4までの時間を短縮するように変形した場合
のタイミングチャートが第2図と対応づけて示しである
。この場合、露出前の不要電荷の排出から露光終了まで
がひとつのブランキング期間のはじまりから次のブラン
キング期間の終了までの間に行なわれる。
開始時点T4までの時間を短縮するように変形した場合
のタイミングチャートが第2図と対応づけて示しである
。この場合、露出前の不要電荷の排出から露光終了まで
がひとつのブランキング期間のはじまりから次のブラン
キング期間の終了までの間に行なわれる。
壕だ本発明はIT−CCDの駆動方法を対象処している
が、フレーム転送CCDによる場合もそのリセットドレ
インから不要電荷を排出してスチル撮影での露光準備状
態を得るのに本発明の考え方を応用できよう。
が、フレーム転送CCDによる場合もそのリセットドレ
インから不要電荷を排出してスチル撮影での露光準備状
態を得るのに本発明の考え方を応用できよう。
以上のように本発明によれば、オーバーフロードレイン
の無いIT−CCUを用いて1/1000秒程度寸での
電子シャッター機能付き撮像装置H,が得られ、オーバ
ーフロードレインやそのためのコントロールゲートが不
要であるのでその分だけIT−CCDの電極構造を簡単
にすることができ、さらに露光に先立つ不要電荷の排出
動作に転送動作を必要としないので転送駆動のための電
力消費が避けらiL1短時間に多量の不要電荷を一括し
7て外部へ排出可能である。
の無いIT−CCUを用いて1/1000秒程度寸での
電子シャッター機能付き撮像装置H,が得られ、オーバ
ーフロードレインやそのためのコントロールゲートが不
要であるのでその分だけIT−CCDの電極構造を簡単
にすることができ、さらに露光に先立つ不要電荷の排出
動作に転送動作を必要としないので転送駆動のための電
力消費が避けらiL1短時間に多量の不要電荷を一括し
7て外部へ排出可能である。
第1図は本発明に用いるIT−CCDの構成を開示する
模式図、第2図は本発明の動作説明用のタイミングチャ
ート図、第6図は同じく変形例の動作説明用のタイミン
グチャート図、第4図(、)は水平転送用CODの電極
配置図、第4図(b)は前回の電極下の転送動作時のポ
テンシャル図、第5図(8)は同じく水平転送電極とア
ウトプットゲート電極とフローティングゲート電極とリ
セット電極の電極配置図、第5図(b)は前回の電極下
の不要電荷排出動作時のポテンシャル図である。 (1):受光部、(2):転送ゲート、(3):垂直転
送部、(4):水平転送部、(RD) :リセットドレ
イン、(OG) ニアウドプツトゲート電極、φvB:
垂直ブランキング信号、φVl rφv2:垂直転送用
駆動クロック信号、φ1111φH2:水平転送用駆動
クロック信号、φTG:転送ゲート開閉駆動用制御信号
、φR:リセットパルス。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 矛1図 矛2図
模式図、第2図は本発明の動作説明用のタイミングチャ
ート図、第6図は同じく変形例の動作説明用のタイミン
グチャート図、第4図(、)は水平転送用CODの電極
配置図、第4図(b)は前回の電極下の転送動作時のポ
テンシャル図、第5図(8)は同じく水平転送電極とア
ウトプットゲート電極とフローティングゲート電極とリ
セット電極の電極配置図、第5図(b)は前回の電極下
の不要電荷排出動作時のポテンシャル図である。 (1):受光部、(2):転送ゲート、(3):垂直転
送部、(4):水平転送部、(RD) :リセットドレ
イン、(OG) ニアウドプツトゲート電極、φvB:
垂直ブランキング信号、φVl rφv2:垂直転送用
駆動クロック信号、φ1111φH2:水平転送用駆動
クロック信号、φTG:転送ゲート開閉駆動用制御信号
、φR:リセットパルス。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 矛1図 矛2図
Claims (1)
- 露光に先立って、転送ゲートに高電圧を連続的に印加し
て受光部の電荷を垂直転送用CCDへ連続的に移送可能
となる様制御し、垂直転送用CCD及び水平転送用CO
Dの転送用電極下の電荷転送方向の電位障壁を無くしか
つ前配電、極子のポテンシャルを下げる様それぞれ制御
し、リセットドレインを連続的に開く様制御することに
よって、受光部・垂直転送用CCD・水平転送用CCD
の不要電荷を前記リセットドレインを介して連続的に排
出可能としたことを特徴とするインターライン転送C’
CDの駆動方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57143455A JPS5933980A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | インタ−ライン転送ccdの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57143455A JPS5933980A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | インタ−ライン転送ccdの駆動方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5933980A true JPS5933980A (ja) | 1984-02-24 |
Family
ID=15339098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57143455A Pending JPS5933980A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | インタ−ライン転送ccdの駆動方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5933980A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60249480A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-10 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
JPS6243275A (ja) * | 1985-08-20 | 1987-02-25 | Victor Co Of Japan Ltd | 固体撮像素子駆動装置 |
JPS62202685A (ja) * | 1985-02-20 | 1987-09-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ビデオカメラ装置 |
JPS63177667A (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-21 | Canon Inc | 撮像装置 |
JPH01218270A (ja) * | 1988-02-26 | 1989-08-31 | Victor Co Of Japan Ltd | 撮像装置 |
JPH02164185A (ja) * | 1988-12-16 | 1990-06-25 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置の駆動方法 |
JPH0358580A (ja) * | 1989-07-26 | 1991-03-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置の駆動方法 |
US5194957A (en) * | 1990-11-02 | 1993-03-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing method and apparatus in which the exposure time may be varied |
-
1982
- 1982-08-20 JP JP57143455A patent/JPS5933980A/ja active Pending
Cited By (9)
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