JPS61198982A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
- Publication number
- JPS61198982A JPS61198982A JP60037608A JP3760885A JPS61198982A JP S61198982 A JPS61198982 A JP S61198982A JP 60037608 A JP60037608 A JP 60037608A JP 3760885 A JP3760885 A JP 3760885A JP S61198982 A JPS61198982 A JP S61198982A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- smear
- value
- blooming
- circuit
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- 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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、固体撮像素子を用いた撮像！ｌｔ置に関し、
特に、固体撮像素子として一次元あるいは二次元タイプ
の電荷蓄積型の充電デバイスであって、その局部的に露
光過度になっている間に発生する過剰電荷の拡散を防止
する手段を講じたものを用いた撮像装置に関するもので
ある。
特に、固体撮像素子として一次元あるいは二次元タイプ
の電荷蓄積型の充電デバイスであって、その局部的に露
光過度になっている間に発生する過剰電荷の拡散を防止
する手段を講じたものを用いた撮像装置に関するもので
ある。
従来、この種の撮像装置に用いられてきた光電デバイス
の構造としては、オーバーフロードレイン／バリア・を
用いて除去するようにしたもの、および表面再結合を利
用して消去するようにしたものがある。その−例として
、特公昭５６−１３８３７１にて提案されているものが
ある。
の構造としては、オーバーフロードレイン／バリア・を
用いて除去するようにしたもの、および表面再結合を利
用して消去するようにしたものがある。その−例として
、特公昭５６−１３８３７１にて提案されているものが
ある。
これら光電デバイスの基本動作については、上記特公昭
５６−１３８３７１および「ザ・フォーティーンス・コ
ンファレンス・オン・ソリッド・ステート争テバイスズ
・プローシーディンゲス（Ｔｈｅ １４ｔｈ Ｃｏｎ
ｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ５ｏｌｉｄ ５ｔａｔｅ Ｄｅ
ｖｉｃｅｓＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ）の報告書に詳し
く述べられている。但し、これらの公知文献には、二相
あるいは三相ＣＯＤに関しての説明である。
５６−１３８３７１および「ザ・フォーティーンス・コ
ンファレンス・オン・ソリッド・ステート争テバイスズ
・プローシーディンゲス（Ｔｈｅ １４ｔｈ Ｃｏｎ
ｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ５ｏｌｉｄ ５ｔａｔｅ Ｄｅ
ｖｉｃｅｓＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ）の報告書に詳し
く述べられている。但し、これらの公知文献には、二相
あるいは三相ＣＯＤに関しての説明である。
本発明は、固体撮像素子を利用し、プルーミングの生じ
ない撮像装置を提供することを目的とする。
ない撮像装置を提供することを目的とする。
以下図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明す
る。
る。
第１図に本発明の一実施例を示す、ここで、１１はレン
ズ、１２は露出部材としての絞り、１３は固体撮像素子
たるＣＣＤ、１４はＣＣＤ １３からのビデオ出力信号
Ｓｃｃｍを処理してＮＴＳＣ−出力信号１５Ａおよび測
光量を表わす信号１５Ｂを発生する信号処理回路、１６
はビデオ信号５ｃＣＱを受信してアナログ−デジタル変
換を行うアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路、１７
はＡ／Ｄ変換後のデジタル信号からスミア信号のピーク
値を検出して記憶するスミア検出手段としてのピーク検
出回路、１８はスミア信号のピーク値より適正絞り値を
算出してその値を表す信号１８Ａを発生する演算回路、
１９は測光信号１５Ｂあるいは最適絞り値信号１８Ａに
応じて絞り１２を制御する絞り制御回路である。
ズ、１２は露出部材としての絞り、１３は固体撮像素子
たるＣＣＤ、１４はＣＣＤ １３からのビデオ出力信号
Ｓｃｃｍを処理してＮＴＳＣ−出力信号１５Ａおよび測
光量を表わす信号１５Ｂを発生する信号処理回路、１６
はビデオ信号５ｃＣＱを受信してアナログ−デジタル変
換を行うアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路、１７
はＡ／Ｄ変換後のデジタル信号からスミア信号のピーク
値を検出して記憶するスミア検出手段としてのピーク検
出回路、１８はスミア信号のピーク値より適正絞り値を
算出してその値を表す信号１８Ａを発生する演算回路、
１９は測光信号１５Ｂあるいは最適絞り値信号１８Ａに
応じて絞り１２を制御する絞り制御回路である。
第２図は第１図に示したＣＣＤ１３を模式的に示す、こ
こで、このＣＧＤｌ ３は一相ＣＣＤであり、フレーム
トランスファタイプである。ブルーミング対策としては
１表面再結合を利用しており それにより過剰電荷の拡
散を防止する手段を具えたデバイス構造である。
こで、このＣＧＤｌ ３は一相ＣＣＤであり、フレーム
トランスファタイプである。ブルーミング対策としては
１表面再結合を利用しており それにより過剰電荷の拡
散を防止する手段を具えたデバイス構造である。
第２図において、ｌＯＯは受光部、１０１は蓄積部であ
り、受光部１００より垂直方向の画素数を１ライン以北
増している。また、１０２は水平レジスタ、１０３は出
力アンプである。
り、受光部１００より垂直方向の画素数を１ライン以北
増している。また、１０２は水平レジスタ、１０３は出
力アンプである。
受光部ｌＯＯにはクロックφＰＩ共に、過剰電荷を表面
再結合中心でホールと再結合させて消滅させるためのク
ロックφＡ８が印加されている。
再結合中心でホールと再結合させて消滅させるためのク
ロックφＡ８が印加されている。
蓄積部１０１、水平レジスタ１０２にはそれぞれクロッ
クφＦ５＋φＳが印加されている。
クφＦ５＋φＳが印加されている。
第３図はＣＣＤ１３の受光部１００と蓄積部１０１の境
界領域におけるポテンシャルの概略を示す０図において
、ポテンシャルの状態はクロックφＰＩが低レベル、ク
ロックφＡＨが高レベルのときである。破線はクロック
φＰＩが高レベル、クロックφＡＨが低レベルの状態で
ある。
界領域におけるポテンシャルの概略を示す０図において
、ポテンシャルの状態はクロックφＰＩが低レベル、ク
ロックφＡＨが高レベルのときである。破線はクロック
φＰＩが高レベル、クロックφＡＨが低レベルの状態で
ある。
第４図は上記領域のデバイス概略図である。ここで、Ｃ
５は内部で形成される容量である。受光部１００も、蓄
積部１０１もチャンネルスト？プと同一プロセスで製作
可能な半導体（Ｓｉ）ゲート、および内部ポテンシャル
の階段を作るためのインプラによる不純物濃度ステップ
があるだけである。
５は内部で形成される容量である。受光部１００も、蓄
積部１０１もチャンネルスト？プと同一プロセスで製作
可能な半導体（Ｓｉ）ゲート、および内部ポテンシャル
の階段を作るためのインプラによる不純物濃度ステップ
があるだけである。
第５図は外部パルスのタイミング例である。受光部１０
０から蓄積部１０１への高速シフト期間は図示のごとく
クロックφ＾Ｂを中間直流電圧レベルとすれば、電荷の
転送のこしはない、蓄積時間（＝読み出し時間）中のり
ａツクφＡＨの周波数により、過剰電荷消去能力がコン
トロールされる。
０から蓄積部１０１への高速シフト期間は図示のごとく
クロックφ＾Ｂを中間直流電圧レベルとすれば、電荷の
転送のこしはない、蓄積時間（＝読み出し時間）中のり
ａツクφＡＨの周波数により、過剰電荷消去能力がコン
トロールされる。
上述した表面再結合による、過剰電荷消去方法を第６，
７図を用いて概略を述べる。クロックφＡＨにＶ−をか
けると、φＡＨゲート下の内部ポテンシャルはイのごと
くなる。■−→Ｖ十の印加により、口の状態を経てハの
ポテンシャルになるとき、表面ステートへ、イの状態の
ときに容量Ｃ５を介して採取したホールを満たすことに
なる。
７図を用いて概略を述べる。クロックφＡＨにＶ−をか
けると、φＡＨゲート下の内部ポテンシャルはイのごと
くなる。■−→Ｖ十の印加により、口の状態を経てハの
ポテンシャルになるとき、表面ステートへ、イの状態の
ときに容量Ｃ５を介して採取したホールを満たすことに
なる。
一方、ハの状態ではポテンシャルが表面近くテ平坦に近
くなるため、／Ｖ荷の一部は表面に接することになり、
表面ステートにあるホールと再結合して消滅する。すな
わち、■＋のレベルにより、消滅電荷量レベルをコント
ロールできる（第７図参照）。
くなるため、／Ｖ荷の一部は表面に接することになり、
表面ステートにあるホールと再結合して消滅する。すな
わち、■＋のレベルにより、消滅電荷量レベルをコント
ロールできる（第７図参照）。
ところで、このような電荷再結合によってブルーミング
を防ぐ方式では、仮に長方形スポット状の光源とすると
、アンチブルーミング限界を決定するのは、（ｉ）光量
り、 （ｉｉ）スポット長１ｃ素子の結像面での垂直
方向のスポット長）、（ｉｉｉ ） ＡＢ周波数ｆＡＢ
、（ｉｉ）再結合中心の数でＮｓｓである。従って、ブ
ルーミング定数Ａは次のように定義される。
を防ぐ方式では、仮に長方形スポット状の光源とすると
、アンチブルーミング限界を決定するのは、（ｉ）光量
り、 （ｉｉ）スポット長１ｃ素子の結像面での垂直
方向のスポット長）、（ｉｉｉ ） ＡＢ周波数ｆＡＢ
、（ｉｉ）再結合中心の数でＮｓｓである。従って、ブ
ルーミング定数Ａは次のように定義される。
すなわち、ブルーミング定数Ａが限界値ＡＬＬを越える
とブルーミングを生じてしまう。
とブルーミングを生じてしまう。
一方、フレームトランスファＣＣＤの場合スミア現象が
生じる。スミアの量を決定する要素は、（ｉ）光量、（
１１）スポット長交（素子の結像面の垂直方向のスボー
、ト畏）、（ｉｉｉ ）垂直転送周波数ｆＴである。
生じる。スミアの量を決定する要素は、（ｉ）光量、（
１１）スポット長交（素子の結像面の垂直方向のスボー
、ト畏）、（ｉｉｉ ）垂直転送周波数ｆＴである。
従って スミア量Ｓｍは次式によって決定される。
ここで、αは比例定数である。
に記（１）式と（２）式において、ｆＡＢ、Ｎｓｓおよ
びｆＴを定数とすると、ブルーミング定数Ａとスミア量
Ｓｍとは、次式で表わされるように比例関係がある。
びｆＴを定数とすると、ブルーミング定数Ａとスミア量
Ｓｍとは、次式で表わされるように比例関係がある。
Ａ＝βＳ ｍ （３）ここで、βは比
例定数である。
例定数である。
すなわち、スミア量Ｓｍを検出し、常にβＳｍ≦ＡＢＬ
となるように絞りを制御すれば、いかなる被写体におい
てもブルーミングをおこさない撮像装置を実現すること
ができる。
となるように絞りを制御すれば、いかなる被写体におい
てもブルーミングをおこさない撮像装置を実現すること
ができる。
以上の前提に立って以下本発明実施例装置の動作を説明
する。
する。
再度第１図を参照する。スミア量の検出については、Ｃ
ＣＤ１３の受光部ｌＯＯより１ライン以り垂直方向の画
素数を多く設けた蓄積部１０１にスミア成分を蓄積し、
Ａ／Ｄ変挽変格回路１６りそのスミア成分を含むライン
の信号をＡ／Ｄ変換する。しかる後、ピーク検出回路１
７によりそのピーク値を検出して記憶する０次に、その
ピーク値が前述のごと＜ＡＥＩＬ／βを越えていた場合
には演算回路１８によりブルーミングをおこさず適正な
絞り値を計算し、絞り制御回路１９にその値を入力する
。絞り制御回路１９は通常測光信号１５Ｂの平均値より
適正絞り値を算出するが、その絞り値よりも演算回路１
８の出力が小さい値を示したときは小さい方の値を採用
して絞り１２を制御する。
ＣＤ１３の受光部ｌＯＯより１ライン以り垂直方向の画
素数を多く設けた蓄積部１０１にスミア成分を蓄積し、
Ａ／Ｄ変挽変格回路１６りそのスミア成分を含むライン
の信号をＡ／Ｄ変換する。しかる後、ピーク検出回路１
７によりそのピーク値を検出して記憶する０次に、その
ピーク値が前述のごと＜ＡＥＩＬ／βを越えていた場合
には演算回路１８によりブルーミングをおこさず適正な
絞り値を計算し、絞り制御回路１９にその値を入力する
。絞り制御回路１９は通常測光信号１５Ｂの平均値より
適正絞り値を算出するが、その絞り値よりも演算回路１
８の出力が小さい値を示したときは小さい方の値を採用
して絞り１２を制御する。
このように構成することにより、スミア量よりブルーミ
ングを行さない絞り値を演出するので、ブルーミングを
生じないビデオカメラ等の撮像装置を実現することがで
きる。更に、絞り値だけでなく、シャッタスピードの算
出にも応用すればブルーミングをおこさない男子スチー
ルカメラにも応用できることはいうまでもない、また、
露出部材としては物性シャッタ等も含む、また、入射光
量の制御だけでなく実質的な電荷蓄積時間を制御しても
良い。
ングを行さない絞り値を演出するので、ブルーミングを
生じないビデオカメラ等の撮像装置を実現することがで
きる。更に、絞り値だけでなく、シャッタスピードの算
出にも応用すればブルーミングをおこさない男子スチー
ルカメラにも応用できることはいうまでもない、また、
露出部材としては物性シャッタ等も含む、また、入射光
量の制御だけでなく実質的な電荷蓄積時間を制御しても
良い。
尚、第８図はスチールビデオカメラに適用した本発明の
別実施例を示す、同図において、２０はシャ７り、２１
はシャッタスピードおよび絞り値の演算回路、２２は信
号処理回路、２３はＲＥＣ７ンプ、２４はへラド、２５
は磁気ディスク、２６はモータである。
別実施例を示す、同図において、２０はシャ７り、２１
はシャッタスピードおよび絞り値の演算回路、２２は信
号処理回路、２３はＲＥＣ７ンプ、２４はへラド、２５
は磁気ディスク、２６はモータである。
このような構成において、シャッタ２０が開状態にある
とき、ＣＣＤ１３から一定の読出し周期で出力されるビ
デオ出力信号Ｓｅｃｍに基づいて、演算回路２１はシャ
ッタスピードおよび絞り値を演算する。その場合、ピー
ク検出回路１７から与えられるスミア量により、露光量
を制限してブルーミングが生じないようにシャッタスピ
ードと絞り値とを決定する。従って、ブルーミングの生
じないスチールカメラが実現できる。
とき、ＣＣＤ１３から一定の読出し周期で出力されるビ
デオ出力信号Ｓｅｃｍに基づいて、演算回路２１はシャ
ッタスピードおよび絞り値を演算する。その場合、ピー
ク検出回路１７から与えられるスミア量により、露光量
を制限してブルーミングが生じないようにシャッタスピ
ードと絞り値とを決定する。従って、ブルーミングの生
じないスチールカメラが実現できる。
以上詳述した如く本発明によれば、いかなる被写体に対
してもブルーミングの生じない撮像装置を実現すること
ができる。
してもブルーミングの生じない撮像装置を実現すること
ができる。
第１図は本発明の一実施例による撮像装置の構成を示す
ブロック図、第２図は第１図のＣＣＤを説明するための
模式図、第３図はＣＯＤの受光部および蓄積部の境界領
域のポテンシャル状態を示す概略図、第４図はＣＣＤの
受光部と蓄積部との境界領域におけるデバイス概略図、
第５図はＣＣＤに印加される外部クロー２クパルスおよ
びビデオ出力を示す波形図、第６図はＣＣＤの界面ポテ
ンシャルを示す説明図、第７図はＣＣＤにおけるゲート
電極と蓄積電荷数との関係を示す曲線図、第８図は本発
明の別実施例を示す構成ブロック図である。 １１・・・・・・・・・レンズ １２・・・・・・・・・絞り ｌ３・・・・・・・・・ＣＣＤ （固体撮像素子）１４
．２２・旧・・・・・信号処理回路１７・・・・・・・
・・ピーク検出回路１８．２１・・・・・・・・・演算
回路１９・・・・・・・・・絞りＩＩｍ回路１１１２
第１図 第２図 ＬＪＺ
ブロック図、第２図は第１図のＣＣＤを説明するための
模式図、第３図はＣＯＤの受光部および蓄積部の境界領
域のポテンシャル状態を示す概略図、第４図はＣＣＤの
受光部と蓄積部との境界領域におけるデバイス概略図、
第５図はＣＣＤに印加される外部クロー２クパルスおよ
びビデオ出力を示す波形図、第６図はＣＣＤの界面ポテ
ンシャルを示す説明図、第７図はＣＣＤにおけるゲート
電極と蓄積電荷数との関係を示す曲線図、第８図は本発
明の別実施例を示す構成ブロック図である。 １１・・・・・・・・・レンズ １２・・・・・・・・・絞り ｌ３・・・・・・・・・ＣＣＤ （固体撮像素子）１４
．２２・旧・・・・・信号処理回路１７・・・・・・・
・・ピーク検出回路１８．２１・・・・・・・・・演算
回路１９・・・・・・・・・絞りＩＩｍ回路１１１２
第１図 第２図 ＬＪＺ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）固体撮像素子のスミア量を検出する検出手段、その
検出スミア量に応じて露出部材又は蓄積時間を制御する
ように構成したことを特徴とする撮像装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の撮像装置において、前
記検出スミア量によってシャッタスピードおよび絞り値
を制御するようにしたことを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60037608A JPS61198982A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60037608A JPS61198982A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61198982A true JPS61198982A (ja) | 1986-09-03 |
Family
ID=12502295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60037608A Pending JPS61198982A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61198982A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4970812A (en) * | 1987-08-07 | 1990-11-20 | Stanley Electric Co., Ltd. | Sheet type large display unit |
-
1985
- 1985-02-28 JP JP60037608A patent/JPS61198982A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4970812A (en) * | 1987-08-07 | 1990-11-20 | Stanley Electric Co., Ltd. | Sheet type large display unit |
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