JPS61219271A - インタ−ライン転送型ｃｃｄの駆動方法 - Google Patents
インタ−ライン転送型ｃｃｄの駆動方法Info
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- JPS61219271A JPS61219271A JP60060270A JP6027085A JPS61219271A JP S61219271 A JPS61219271 A JP S61219271A JP 60060270 A JP60060270 A JP 60060270A JP 6027085 A JP6027085 A JP 6027085A JP S61219271 A JPS61219271 A JP S61219271A
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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】
（発明の技術分野）
本発明は、電子スチルカメラやビデオカメラ等の固体撮
像素子として使用されるインターライン転送型ＣＣＤの
駆動方法に関し、特に固体ｉｆｉ像素子自身にシャッタ
ー機能をもたせて電子シャッターとして作動させるイン
ターライン転送型ＣＣＤの駆動方法に関プる。
像素子として使用されるインターライン転送型ＣＣＤの
駆動方法に関し、特に固体ｉｆｉ像素子自身にシャッタ
ー機能をもたせて電子シャッターとして作動させるイン
ターライン転送型ＣＣＤの駆動方法に関プる。
（発明の背景）
従来、電子スチルカメラに使用される固体ｉｌｌｌ素像
としては、受光部以外での光信号電荷の一時記憶が可能
で且つ低スミア比をもったインターライン転送型ＣＣＤ
が使用されており、このインターライン転送型ＣＣＤに
おける電子シャッター機能は、受光部における光信号電
荷の蓄積と排出を制御するオーバーフロードレイン（以
下ｒＯＦＤＪという）及びオーバーフローコントロール
ゲート（以下ｒＯＦｃＧＪという）を使って行なってい
る（特開昭５６−４４２７１号）。
としては、受光部以外での光信号電荷の一時記憶が可能
で且つ低スミア比をもったインターライン転送型ＣＣＤ
が使用されており、このインターライン転送型ＣＣＤに
おける電子シャッター機能は、受光部における光信号電
荷の蓄積と排出を制御するオーバーフロードレイン（以
下ｒＯＦＤＪという）及びオーバーフローコントロール
ゲート（以下ｒＯＦｃＧＪという）を使って行なってい
る（特開昭５６−４４２７１号）。
即ち、ＯＦＤと０ＦＣＧは受光部で過剰な光信号電荷が
発生した時にブルーミング現象が起きないように余分な
電荷を排出する働きがあり、更に、０ＦＣＧ電圧を調整
することにより受光部で蓄積可能な信号電荷の量を１Ｉ
Ｉｊ′ｍすることができる。そこで、電子シＶツタ−と
しては、０ＦＣＧ電圧を時間的に、受光部で信号電荷を
蓄積できない状態と、通常の蓄積可能な状態とに制御す
ることで受光部の露光時間を決め、固体撮像素子自身で
シャッター機能が実現できるようにしている。
発生した時にブルーミング現象が起きないように余分な
電荷を排出する働きがあり、更に、０ＦＣＧ電圧を調整
することにより受光部で蓄積可能な信号電荷の量を１Ｉ
Ｉｊ′ｍすることができる。そこで、電子シＶツタ−と
しては、０ＦＣＧ電圧を時間的に、受光部で信号電荷を
蓄積できない状態と、通常の蓄積可能な状態とに制御す
ることで受光部の露光時間を決め、固体撮像素子自身で
シャッター機能が実現できるようにしている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、近年、固体撮像素子の高解像度化により
受光部の数が増加し、受光部数の増加に伴ないトランス
ファゲートや０ＦＣＧ構造の簡素化が行なわれ、単独に
は０ＦＣＧをコントロールできないインターライン転送
型ＣＣＤが出現している。
受光部の数が増加し、受光部数の増加に伴ないトランス
ファゲートや０ＦＣＧ構造の簡素化が行なわれ、単独に
は０ＦＣＧをコントロールできないインターライン転送
型ＣＣＤが出現している。
このような０ＦＣＧ′ＩＭ：１１独でコントロールでき
ない固体撮像素子について、従来のような０ＦＣＧ電圧
のａｉ制御による固体ＩＩ像素子自身でのシャッター機
能を実現することは多大な困難を伴ない、旧来のメカニ
カルシャッターに依存しなければならないといつ同層が
あった。
ない固体撮像素子について、従来のような０ＦＣＧ電圧
のａｉ制御による固体ＩＩ像素子自身でのシャッター機
能を実現することは多大な困難を伴ない、旧来のメカニ
カルシャッターに依存しなければならないといつ同層が
あった。
（発明の目的）
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたち
、ので、０ＦＣＧ（オーバーフローコントロールゲート
）を使用せずに固体ａｍ素子自身にシャッター機能をも
たせることのできるインターライ転送型ＣＣＤの駆動方
法を提供することを目的とする。
、ので、０ＦＣＧ（オーバーフローコントロールゲート
）を使用せずに固体ａｍ素子自身にシャッター機能をも
たせることのできるインターライ転送型ＣＣＤの駆動方
法を提供することを目的とする。
（発明の概要）
この目的を達成するため本発明にあっては、光信号電荷
を蓄積する受光部にＭＯＳダイオード構造を有し、０Ｆ
ＣＧ単独でのコントロールができない構造のインターラ
イン転送型ＣＣＤの駆動方法として、受光部の状態をｉ
ｌＪ御するセンサゲート電圧を、信号電荷を蓄積するポ
テンシャル状態（反転型）と信号電荷をＭＯＳダイオー
ド深部に排出するポテンシャル状１ｌｌ（蓄積型）とに
時間的に制御し、信号電荷の蓄積状態を与えるセンサゲ
ート電圧の継続時間によってシャッタータイムを設定す
るようにしたものである。
を蓄積する受光部にＭＯＳダイオード構造を有し、０Ｆ
ＣＧ単独でのコントロールができない構造のインターラ
イン転送型ＣＣＤの駆動方法として、受光部の状態をｉ
ｌＪ御するセンサゲート電圧を、信号電荷を蓄積するポ
テンシャル状態（反転型）と信号電荷をＭＯＳダイオー
ド深部に排出するポテンシャル状１ｌｌ（蓄積型）とに
時間的に制御し、信号電荷の蓄積状態を与えるセンサゲ
ート電圧の継続時間によってシャッタータイムを設定す
るようにしたものである。
（実施例）
第１図は本発明の駆動方法が適用されるインターライン
転送型ＣＣＤの概略説明図である。
転送型ＣＣＤの概略説明図である。
第１図において、１は受光部であり、この受光部１はｐ
−ｎ接合フォトダイオードではなく、ＭＯＳダイオード
を使用して光電変換された信号電荷を蓄える構造となっ
ている。２は垂直転送部であり、受光部１の信号電荷を
水平転送部３へ転送する。水平転送部３は垂直転送部２
より転送された水平１ラインの信号電荷をフローティン
グディフュージョンアンプ４に転送する。フＯ−ティン
グディフユージョンアンブ４は水平転送部３から送られ
てきた信号電荷を信号電圧に変換して出力する。
−ｎ接合フォトダイオードではなく、ＭＯＳダイオード
を使用して光電変換された信号電荷を蓄える構造となっ
ている。２は垂直転送部であり、受光部１の信号電荷を
水平転送部３へ転送する。水平転送部３は垂直転送部２
より転送された水平１ラインの信号電荷をフローティン
グディフュージョンアンプ４に転送する。フＯ−ティン
グディフユージョンアンブ４は水平転送部３から送られ
てきた信号電荷を信号電圧に変換して出力する。
一方、５はＯＦＤ及び０ＦＣＧであり、垂直転送部２で
転送可能な電荷以上の信号電荷が受光部１で発生したと
き、過剰な電荷を排出する働きをする。このＯＦＤ及び
０ＦＣＧは単独でコントロールすることができず、０Ｆ
ＣＧ電圧の制御によるシャッタータイムの設定はできな
い。
転送可能な電荷以上の信号電荷が受光部１で発生したと
き、過剰な電荷を排出する働きをする。このＯＦＤ及び
０ＦＣＧは単独でコントロールすることができず、０Ｆ
ＣＧ電圧の制御によるシャッタータイムの設定はできな
い。
第２図は第１図に示した受光部１及び垂直転送部２を含
むπ−■断面構造及びそのポテンシャル構造を示す。
むπ−■断面構造及びそのポテンシャル構造を示す。
まず、第２図（ａ）の断面構造において、アルミニウム
７は垂直転送部２の遮光を行なっており、このアルミニ
ウム７の下にセンサゲート（以下ｒｓＧＪという）を形
成する透明なポリシリコン電極８ａが設けられている。
７は垂直転送部２の遮光を行なっており、このアルミニ
ウム７の下にセンサゲート（以下ｒｓＧＪという）を形
成する透明なポリシリコン電極８ａが設けられている。
また、酸化シリコン（Ｓｉ ０２ ）９に囲まれている
ポリシリコン電極８ｂは垂直転送部２の電極となる。
ポリシリコン電極８ｂは垂直転送部２の電極となる。
このような断面構造において、トランスファゲートは垂
直転送部２のポリシリコン電極８ｂが兼ねており、ポリ
シリコン電極８ｂの電極電圧を３単位で動作させ、最も
高い電圧のときにトランスファゲートとしての働きを果
たすようになっている。また、０ＦＣＧ５ａはポリシリ
コン電極８ａで形成されたＳＧと共通になっており、従
うて０ＦＣＧ５ａを単独にｌＩｉ＋制御することはでき
ない。
直転送部２のポリシリコン電極８ｂが兼ねており、ポリ
シリコン電極８ｂの電極電圧を３単位で動作させ、最も
高い電圧のときにトランスファゲートとしての働きを果
たすようになっている。また、０ＦＣＧ５ａはポリシリ
コン電極８ａで形成されたＳＧと共通になっており、従
うて０ＦＣＧ５ａを単独にｌＩｉ＋制御することはでき
ない。
更に受光部１の構造を見ると、ポリシリコン電極８ａで
なるＳＧと酸化シリコン（ＳｉＯ２）９及びＰ型シリコ
ン基板１０の積層構造をもち、ｐ−ｎ接合のフォトダイ
オードではなく、ＭＯ８構造のフォトダイオードを形成
している。尚、表面には透明保護膜１１が形成されてい
る。
なるＳＧと酸化シリコン（ＳｉＯ２）９及びＰ型シリコ
ン基板１０の積層構造をもち、ｐ−ｎ接合のフォトダイ
オードではなく、ＭＯ８構造のフォトダイオードを形成
している。尚、表面には透明保護膜１１が形成されてい
る。
ここで、受光部１となるＰ型シリコン基板１０のＭＯ８
構造におけるゲート電圧による電荷分布を示すと、第３
図に示すようになる。
構造におけるゲート電圧による電荷分布を示すと、第３
図に示すようになる。
第３図（ａ ）は、ＳＧ１ｍ極に＋ｖｇの電圧！加えた
ときの電荷分布であり、電子はＰ型シリコン１０と酸化
シリコン（Ｓ ｉ ０２． ） ９の界面に蓄えられる
。但し、Ｐ型シリコン基板１０の電位はＯ■としている
。この電極電圧を直流的にとらえた場合、界面に蓄えら
れる電子は熱励起によって生ずる電子となるが、ＣＣＤ
の場合は電極電圧をパルス的に加え、熱的に非定常状態
で動作させることで熱励起電子の発生を防ぎ、光による
信号電荷のみをＰ型シリコン基板１０と酸化シリコン（
Ｓ＋ ｏｚ ＞ ９の界面に蓄えている。この第３図（
ａ ）に示す信号電荷の蓄積状態が反転型と呼ばれてい
る。
ときの電荷分布であり、電子はＰ型シリコン１０と酸化
シリコン（Ｓ ｉ ０２． ） ９の界面に蓄えられる
。但し、Ｐ型シリコン基板１０の電位はＯ■としている
。この電極電圧を直流的にとらえた場合、界面に蓄えら
れる電子は熱励起によって生ずる電子となるが、ＣＣＤ
の場合は電極電圧をパルス的に加え、熱的に非定常状態
で動作させることで熱励起電子の発生を防ぎ、光による
信号電荷のみをＰ型シリコン基板１０と酸化シリコン（
Ｓ＋ ｏｚ ＞ ９の界面に蓄えている。この第３図（
ａ ）に示す信号電荷の蓄積状態が反転型と呼ばれてい
る。
これに対し、センサゲートを構成するポリシリコン電極
８ａに−■９の電圧を加えたときの電荷分布が第３図（
ｂ）に示すポテンシャル状態とな、す、電子はＰ型シリ
コン基板１０と酸化シリコン（ＳｉＯｚ）９との界面か
らＰ型シリコン基板１０の深部に追いやられ、これに代
わってホールが界面部分に蓄えられる。この状態は蓄積
型と呼ばれている。このように、センサゲート電圧−ｖ
ｇの印加で蓄積型の状態にすると、信号電荷の電子をＯ
ＦＤへ排出しなくても基板側へ全て排出することができ
、受光部において信号電荷の全くない状態をセンサゲー
ト電圧を−ｖｇに制御することで実現できる。
８ａに−■９の電圧を加えたときの電荷分布が第３図（
ｂ）に示すポテンシャル状態とな、す、電子はＰ型シリ
コン基板１０と酸化シリコン（ＳｉＯｚ）９との界面か
らＰ型シリコン基板１０の深部に追いやられ、これに代
わってホールが界面部分に蓄えられる。この状態は蓄積
型と呼ばれている。このように、センサゲート電圧−ｖ
ｇの印加で蓄積型の状態にすると、信号電荷の電子をＯ
ＦＤへ排出しなくても基板側へ全て排出することができ
、受光部において信号電荷の全くない状態をセンサゲー
ト電圧を−ｖｇに制御することで実現できる。
即ち、第３図（ａ ）に示した反転型の状態と、同図（
ｂ）に示した蓄積型の状態とに制御することで、信号電
荷を蓄積する時間であるシャッタータイムのコントロー
ルが可能となり、本発明にあっては、受光部を反転型の
状態に保つセンサゲート電圧の継続時間によって固体撮
像素子自身でのシャッター機能を実現する駆動方法を与
えるものである。
ｂ）に示した蓄積型の状態とに制御することで、信号電
荷を蓄積する時間であるシャッタータイムのコントロー
ルが可能となり、本発明にあっては、受光部を反転型の
状態に保つセンサゲート電圧の継続時間によって固体撮
像素子自身でのシャッター機能を実現する駆動方法を与
えるものである。
第４図は第３図に示したセンサゲートによる反転型と蓄
積型の状態の制御によりシャッタータイムを制御するた
めの電子スチルカメラにおけるインターライン転送型Ｃ
ＣＤを駆動する駆動パルスのタイミングチャートを示す
。
積型の状態の制御によりシャッタータイムを制御するた
めの電子スチルカメラにおけるインターライン転送型Ｃ
ＣＤを駆動する駆動パルスのタイミングチャートを示す
。
第４図において、センサゲート電圧ＳＧにより第３図に
示した反転型と蓄積型の状態を制御することができ、セ
ンサゲート電圧ＳＧがＨレベルのとき、即ちセンサゲー
トに＋■９を印加したときに第３図（ａ）に示す受光部
の反転型の状態が得られて光信号電荷の蓄積が可能とな
り、一方、センサゲート電圧ＳＧがＬレベル、即ち−ｖ
ｇのとき、第３図（ｂ）に示す蓄積型の状態となって受
光部に発生した光信号電荷を基板深部へ捨てることがで
きる。従って、センサゲート電圧ＳＧがＨレベルの状態
となっている継続時間がシャッタータイムを与えること
になる。
示した反転型と蓄積型の状態を制御することができ、セ
ンサゲート電圧ＳＧがＨレベルのとき、即ちセンサゲー
トに＋■９を印加したときに第３図（ａ）に示す受光部
の反転型の状態が得られて光信号電荷の蓄積が可能とな
り、一方、センサゲート電圧ＳＧがＬレベル、即ち−ｖ
ｇのとき、第３図（ｂ）に示す蓄積型の状態となって受
光部に発生した光信号電荷を基板深部へ捨てることがで
きる。従って、センサゲート電圧ＳＧがＨレベルの状態
となっている継続時間がシャッタータイムを与えること
になる。
ところで、実際のＣＣＤ駆動にあっては、第２図（ａ）
の断面構造から明らかなように、受光部１のポリシリコ
ン電極８ａで与えられるＳＧのポテンシャルが回りの垂
直転送部２等のポテンシャル状態と深く関係しているた
め、ＳＧ雷電圧コントロールだけでなく、ポリシリコン
電極８ａで与えられる垂直転送ゲート電圧のコントロー
ルも必要となる。
の断面構造から明らかなように、受光部１のポリシリコ
ン電極８ａで与えられるＳＧのポテンシャルが回りの垂
直転送部２等のポテンシャル状態と深く関係しているた
め、ＳＧ雷電圧コントロールだけでなく、ポリシリコン
電極８ａで与えられる垂直転送ゲート電圧のコントロー
ルも必要となる。
このＳＧ雷電圧コントロールに対応した垂直転送ゲート
電圧のコントロールによる各部分のポテンシャル状態を
第２図（ｂ）〜（ｄ ）のポテンシャル状態図をもって
説明する。
電圧のコントロールによる各部分のポテンシャル状態を
第２図（ｂ）〜（ｄ ）のポテンシャル状態図をもって
説明する。
まず、通常のビデオ動作時には、受光部１のＳＧに電極
電圧＋ｖｇを常に加えているため、第２図（ｂ）に示す
ように、ＴＧ６のポテンシャルは受光部１及び０ＦＣＧ
５ａのポテンシャルより高い状態にある。
電圧＋ｖｇを常に加えているため、第２図（ｂ）に示す
ように、ＴＧ６のポテンシャルは受光部１及び０ＦＣＧ
５ａのポテンシャルより高い状態にある。
しかし、受光部１のＳＧ雷電圧けを−ｖトに変えると、
第２図＜Ｑ ）に示すように受光部１のポテンシャルだ
けが破線で示す状態に変化し、受光部１及び０ＦＣＧ５
ａのポテンシャルよりＴＧ６のポテンシャルの方が低く
なり、受光部１から垂直転送部２へ電荷の漏れ込みを生
ずる。そのため、受光部１のポテンシャルよりＴＧ６の
ポテンシャルを高くする必要があり、垂直転送部２に加
える電圧についてもＳＧ雷電圧り低い電圧を与えてポテ
ンシャルを高くする必要がある。このように、垂直転送
部２に負の電圧を与えたときのポテンシャル状態を第２
図（ｄ ’）に破線で示す。この破線で示すポテンシャ
ル状態が得られれば、受光部１のポテンシャルは必ず周
囲のポテンシャルより低い状態にあり、更に基板深部が
その中でもよりポテンシャルが低い状態にあるため、受
光部１の信号電荷を受光部１の基板深部へ確実に排出す
ることが可能となる。
第２図＜Ｑ ）に示すように受光部１のポテンシャルだ
けが破線で示す状態に変化し、受光部１及び０ＦＣＧ５
ａのポテンシャルよりＴＧ６のポテンシャルの方が低く
なり、受光部１から垂直転送部２へ電荷の漏れ込みを生
ずる。そのため、受光部１のポテンシャルよりＴＧ６の
ポテンシャルを高くする必要があり、垂直転送部２に加
える電圧についてもＳＧ雷電圧り低い電圧を与えてポテ
ンシャルを高くする必要がある。このように、垂直転送
部２に負の電圧を与えたときのポテンシャル状態を第２
図（ｄ ’）に破線で示す。この破線で示すポテンシャ
ル状態が得られれば、受光部１のポテンシャルは必ず周
囲のポテンシャルより低い状態にあり、更に基板深部が
その中でもよりポテンシャルが低い状態にあるため、受
光部１の信号電荷を受光部１の基板深部へ確実に排出す
ることが可能となる。
以上の受光部にＭＯＳダイオード構造を有するインター
ライン転送型ＣＣＯの駆動原理に基づいて、第４図のタ
イムチャートに示した本発明の駆動方法を説明すると、
次のようになる。
ライン転送型ＣＣＯの駆動原理に基づいて、第４図のタ
イムチャートに示した本発明の駆動方法を説明すると、
次のようになる。
まず、ＶＤは垂直同期信号であり、垂直同期信号ＶＤの
立上りでフィールドが変わる。シャッター佃を押すとレ
リーズ信号が入り、次の垂直同期信号ＶＤの立上りで露
光が開始される。この露光前のＴ１のタイミングではＳ
Ｇ雷電圧負であり、また垂直転送ゲート電圧ｖ１〜ｖ４
の全てが負の電圧領域で動作しているため、第５図（Ｔ
１）のポテンシャル状態に示すように、受光部１で発生
した信号電荷は全て基板深部へ排出されている。
立上りでフィールドが変わる。シャッター佃を押すとレ
リーズ信号が入り、次の垂直同期信号ＶＤの立上りで露
光が開始される。この露光前のＴ１のタイミングではＳ
Ｇ雷電圧負であり、また垂直転送ゲート電圧ｖ１〜ｖ４
の全てが負の電圧領域で動作しているため、第５図（Ｔ
１）のポテンシャル状態に示すように、受光部１で発生
した信号電荷は全て基板深部へ排出されている。
露光はＳＧがＨレベル状態となることで開始され、露光
状態におけるＴ２のタイミングを示した第５図（Ｔ２）
から明らかなように、受光部１に光信号電荷が蓄積され
る。
状態におけるＴ２のタイミングを示した第５図（Ｔ２）
から明らかなように、受光部１に光信号電荷が蓄積され
る。
一定のシャッタータイムが経過するとＳＧ雷電圧露光前
の一■９に戻り、この露光終了の時点で垂直転送ゲート
電圧Ｖ１．Ｒ３が最も高いＨレベル状態となる。その結
果、露光終了タイミングＴ３を示した第５図（Ｔ３）の
ポテンシャル状態から明らかなように、垂直転送部２及
びＴＧ６が受光ａｌｌのポテンシャルより更に低いポテ
ンシャル状態となり、受光部１に蓄積された信号電荷が
垂直転送部２へ転送される。この垂直転送部２への信号
電荷の転送が終了すると、再び垂直転送ゲート電圧Ｖ１
．Ｖ３は再び負の電圧となり、タイミングＴ４のポテン
シャル状態を示した第５図（Ｔ４）に示すように、タイ
ミングＴ１と同じ状態に戻り、受光部１に発生した信号
電荷は基板深部へ捨てられる。このとき、垂直転送部２
に移された信号電荷は次の垂直同期信号ＶＤが来るまで
垂直転送部２に保持され、次の垂直同期信号ＶＤにより
タイミングＴ５を示した第５図（Ｔ５）に示すように通
常のビデオ動作と同様なタイミングで外部に読み出され
る。
の一■９に戻り、この露光終了の時点で垂直転送ゲート
電圧Ｖ１．Ｒ３が最も高いＨレベル状態となる。その結
果、露光終了タイミングＴ３を示した第５図（Ｔ３）の
ポテンシャル状態から明らかなように、垂直転送部２及
びＴＧ６が受光ａｌｌのポテンシャルより更に低いポテ
ンシャル状態となり、受光部１に蓄積された信号電荷が
垂直転送部２へ転送される。この垂直転送部２への信号
電荷の転送が終了すると、再び垂直転送ゲート電圧Ｖ１
．Ｖ３は再び負の電圧となり、タイミングＴ４のポテン
シャル状態を示した第５図（Ｔ４）に示すように、タイ
ミングＴ１と同じ状態に戻り、受光部１に発生した信号
電荷は基板深部へ捨てられる。このとき、垂直転送部２
に移された信号電荷は次の垂直同期信号ＶＤが来るまで
垂直転送部２に保持され、次の垂直同期信号ＶＤにより
タイミングＴ５を示した第５図（Ｔ５）に示すように通
常のビデオ動作と同様なタイミングで外部に読み出され
る。
第６図は本発明の駆動方法をビデオカメラに使用するイ
ンターライン転送型ＣＣＤに適用した場合のタイミング
チャートを示す。第６図において、ＦＬＤはフィールド
信号であり、Ｈレベル状態のとき奇数フィールドを表わ
し、Ｌレベル状態のとき偶数フィールドを表わす。セン
サゲートＳＧの制御は第４図のタイミングチャートに示
した電子スチルカメラの場合と基本的に同じであり、セ
ンサゲートＳＧがＨレベルのとき、ＣＣＤの受光部で光
信号電荷の蓄積が行なわれており、Ｌレベル状態のとき
には受光部から基板深部への信号電荷の排出が行なわれ
ている。
ンターライン転送型ＣＣＤに適用した場合のタイミング
チャートを示す。第６図において、ＦＬＤはフィールド
信号であり、Ｈレベル状態のとき奇数フィールドを表わ
し、Ｌレベル状態のとき偶数フィールドを表わす。セン
サゲートＳＧの制御は第４図のタイミングチャートに示
した電子スチルカメラの場合と基本的に同じであり、セ
ンサゲートＳＧがＨレベルのとき、ＣＣＤの受光部で光
信号電荷の蓄積が行なわれており、Ｌレベル状態のとき
には受光部から基板深部への信号電荷の排出が行なわれ
ている。
従って、図示のようなタイミングでセンサゲートＳＧを
駆動すると、各フィールド毎に得られる映像信号の露光
時間が１秒となり、通常のビデオ動作で得られる１／３
０秒や１／６０秒より短い高速度ビデオカメラが簡単に
得られる。また、露光時間Ｔは電気的に簡単に変えるこ
とができ、且つ正確な時間制御ができるという特徴をも
つ。
駆動すると、各フィールド毎に得られる映像信号の露光
時間が１秒となり、通常のビデオ動作で得られる１／３
０秒や１／６０秒より短い高速度ビデオカメラが簡単に
得られる。また、露光時間Ｔは電気的に簡単に変えるこ
とができ、且つ正確な時間制御ができるという特徴をも
つ。
（発明の効果）
以上説明してきたように本発明によれば、光信号電荷を
蓄積する受光部にＭＯＳダイオード構造を有し０ＦＣＧ
単独でのコントロールができないために、０ＦＣＧによ
るシャッター機能を実現するためには非常な困難を伴う
構造をもったインターライン転送型ＣＣＤについて、０
ＦＣＧを用いずに受光部の状態を制御するセンサゲート
電圧を信号電荷を蓄積する状態と信号電荷をＭＯＳダイ
オードの基板深部に排出する状態とに時間的に制御し、
信号電荷を蓄積する状態を与えるセンサゲート電圧の継
続時間によってシャッタータイムを設定するようにした
ため、０ＦＣＧを用いずに簡単に固体ｍｅ素子自身によ
るシャッター機能を実現することができる。また、ＯＦ
Ｄ及びＯＦＣＧの簡素化で、より高密度化された受光部
をもつＣＣＤでありながらメカニカルなシャッターをも
たない電子スチルカメラを実現することができ、カメラ
の高解像度化、コストダウンに大きく寄与するという効
果が得られる。
蓄積する受光部にＭＯＳダイオード構造を有し０ＦＣＧ
単独でのコントロールができないために、０ＦＣＧによ
るシャッター機能を実現するためには非常な困難を伴う
構造をもったインターライン転送型ＣＣＤについて、０
ＦＣＧを用いずに受光部の状態を制御するセンサゲート
電圧を信号電荷を蓄積する状態と信号電荷をＭＯＳダイ
オードの基板深部に排出する状態とに時間的に制御し、
信号電荷を蓄積する状態を与えるセンサゲート電圧の継
続時間によってシャッタータイムを設定するようにした
ため、０ＦＣＧを用いずに簡単に固体ｍｅ素子自身によ
るシャッター機能を実現することができる。また、ＯＦ
Ｄ及びＯＦＣＧの簡素化で、より高密度化された受光部
をもつＣＣＤでありながらメカニカルなシャッターをも
たない電子スチルカメラを実現することができ、カメラ
の高解像度化、コストダウンに大きく寄与するという効
果が得られる。
更に、本発明の駆動方法をビデオカメラに適用した場合
には、動画の１コマ１コマを高速シャッタータイムで撮
影することができ、スローモーション再生あるいはスチ
ル再生において鮮明なブレのない画像を得ることができ
る。更にまた、０ＦＣＧを用いずにシャッター機能を実
現していることから、０ＦＣＧと転送ゲートとのポテン
シャルの差によって生じていた固定パターンノイズをな
くすことができる。
には、動画の１コマ１コマを高速シャッタータイムで撮
影することができ、スローモーション再生あるいはスチ
ル再生において鮮明なブレのない画像を得ることができ
る。更にまた、０ＦＣＧを用いずにシャッター機能を実
現していることから、０ＦＣＧと転送ゲートとのポテン
シャルの差によって生じていた固定パターンノイズをな
くすことができる。
第１図は本発明の駆動方法が適用されるインターライン
転送型ＣＣＤの概略図、第２図は第１図のト」断面とそ
のポテンシャル状態を併せて示した説明図、第３図は第
１図の受光部における信Ｊｉ！電荷の蓄積と排出の原理
を示した電荷分布図、第４図は電子スチルカメラについ
ての本発明の駆動方法の一実施例を示したタイミングチ
ャート、第５図は第４図のタイミングＴ１〜Ｔ５におけ
るポテンシャル状態図、第６図はビデオカメラについて
の本発明の駆動方法の他の実施例を示したタイミングチ
ャートである。 １：受光部 ２：垂直転送部 ３：水平転送部 ４：フローティングディフュージョンアンプ５：０ＦＣ
Ｇ及び０ＦＤ ５ａニオ−バーフローコントロールゲート（ＯＦＣＧ） ５ｂニオ−バーフロードレイン（ＯＦＤ）６：トランス
ファゲート（ＴＧ） ７：アルミニウム ８ａ：ポリシリコン電極（センサゲート５Ｇ）８ｂ：ポ
リシリコン電極（垂直転送ゲート）９：Ｈ化シリコン（
ＳｉＯｚ） １０：Ｐ型シリコン基板 １１：３！１明保護膜
転送型ＣＣＤの概略図、第２図は第１図のト」断面とそ
のポテンシャル状態を併せて示した説明図、第３図は第
１図の受光部における信Ｊｉ！電荷の蓄積と排出の原理
を示した電荷分布図、第４図は電子スチルカメラについ
ての本発明の駆動方法の一実施例を示したタイミングチ
ャート、第５図は第４図のタイミングＴ１〜Ｔ５におけ
るポテンシャル状態図、第６図はビデオカメラについて
の本発明の駆動方法の他の実施例を示したタイミングチ
ャートである。 １：受光部 ２：垂直転送部 ３：水平転送部 ４：フローティングディフュージョンアンプ５：０ＦＣ
Ｇ及び０ＦＤ ５ａニオ−バーフローコントロールゲート（ＯＦＣＧ） ５ｂニオ−バーフロードレイン（ＯＦＤ）６：トランス
ファゲート（ＴＧ） ７：アルミニウム ８ａ：ポリシリコン電極（センサゲート５Ｇ）８ｂ：ポ
リシリコン電極（垂直転送ゲート）９：Ｈ化シリコン（
ＳｉＯｚ） １０：Ｐ型シリコン基板 １１：３！１明保護膜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光信号電荷を蓄積する受光部にＭＯＳダイオード構造を
有するインターライン転送型ＣＣＤの駆動方法において
、 受光部の状態を制御するセンサゲート電圧を、信号電荷
を前記ＭＯＳダイードの深部に排出するポテンシャル状
態と信号電荷を蓄積するポテンシャル状態とに時間的に
変化させ、該信号電荷の蓄積状態を与える前記センサゲ
ート電圧の継続時間の制御で受光部の露光時間を設定す
るようにしたことを特徴とするインターライン転送型Ｃ
ＣＤの駆動方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60060270A JPS61219271A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | インタ−ライン転送型ｃｃｄの駆動方法 |
| US07/009,625 US4743778A (en) | 1985-03-25 | 1987-01-23 | Solid-state area imaging device having interline transfer CCD |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60060270A JPS61219271A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | インタ−ライン転送型ｃｃｄの駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61219271A true JPS61219271A (ja) | 1986-09-29 |
Family
ID=13137275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60060270A Pending JPS61219271A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | インタ−ライン転送型ｃｃｄの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61219271A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4794279A (en) * | 1986-05-19 | 1988-12-27 | Sony Corporation | A solid state imaging device which applies two separate storage voltages for the signal charges so as to reduce the smear level and the dark current |
| US5343059A (en) * | 1993-03-30 | 1994-08-30 | Leaf Systems, Inc. | Method and apparatus for reducing blooming in output of a CCD image sensor |
-
1985
- 1985-03-25 JP JP60060270A patent/JPS61219271A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4794279A (en) * | 1986-05-19 | 1988-12-27 | Sony Corporation | A solid state imaging device which applies two separate storage voltages for the signal charges so as to reduce the smear level and the dark current |
| US5343059A (en) * | 1993-03-30 | 1994-08-30 | Leaf Systems, Inc. | Method and apparatus for reducing blooming in output of a CCD image sensor |
| US5696393A (en) * | 1993-03-30 | 1997-12-09 | Leaf Systems, Inc. | Method and apparatus for reducing blooming in output of a CCD image sensor |
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