JPS6225583A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPS6225583A JPS6225583A JP60164955A JP16495585A JPS6225583A JP S6225583 A JPS6225583 A JP S6225583A JP 60164955 A JP60164955 A JP 60164955A JP 16495585 A JP16495585 A JP 16495585A JP S6225583 A JPS6225583 A JP S6225583A
- Authority
- JP
- Japan
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- shutter
- signal
- shift register
- solid
- vertical shift
- Prior art date
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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】
[産業上の利用分野]
この発明は、電子カメラ等に用いられる固体撮像装置、
詳しくはCCr)等にて形成された固体撮像素子の駆動
手段に関するものである。
詳しくはCCr)等にて形成された固体撮像素子の駆動
手段に関するものである。
[従来の技術]
従来からCOD等の電荷転送素子で形成した固体撮像素
子を用いた固体撮像装置は、撮像光を撮像素子の各光電
変換部に照射し、1フイ一ルド期間あるいは1フレ一ム
期間毎に撮像出力信号を読み出すことにより、静止画像
または動画像が得られるように構成したものが各種提案
せられている。
子を用いた固体撮像装置は、撮像光を撮像素子の各光電
変換部に照射し、1フイ一ルド期間あるいは1フレ一ム
期間毎に撮像出力信号を読み出すことにより、静止画像
または動画像が得られるように構成したものが各種提案
せられている。
次に、その固体撮像索子を使用した電子カメラの一例を
第3図によって説明する。
第3図によって説明する。
第3図においてIA、IBは光学系のレンズであり、そ
の間に絞り機構2が介挿されている。絞り機構2は後述
するアイリスドライバー33により駆動されるようにな
っている。上記レンズIA。
の間に絞り機構2が介挿されている。絞り機構2は後述
するアイリスドライバー33により駆動されるようにな
っている。上記レンズIA。
IBおよび絞り機構2を介して捉えられた被写体く図示
されず)の光像は、レンズ系の焦点位置に設置されてい
る固体撮像素子3の光電変換面上に結像する。固体撮像
素子3は後述するように、例えばインターライン一括転
送型CODからなり、光電変換面上に結像した被写体の
光像を電気信号に変換し、その出力をアンプ4.サンプ
リングホールド回路5.アンプ6、LPF7を経て色分
離回路8に供給すると共に、後述するCCDCD口先回
路給する。色分離回路8は与えられた電気信号を輝度信
号Yと色差信号R−Y、B−Yに分離し、FM変調器9
に供給する。FM変調器9は輝度信号Yと色差信号R−
Y、B−Yをそれぞれの周波数帯域においてFM変調し
、記録アンプ10に供給する。記録アンプ10は後述す
る書込みパルスを与えられた期間において、FM変調さ
れた各信号を増幅して磁気へラド11に与える。磁気ヘ
ッド11は供給された信号を磁気ディスク12の記録ト
ラックにFM記録する。
されず)の光像は、レンズ系の焦点位置に設置されてい
る固体撮像素子3の光電変換面上に結像する。固体撮像
素子3は後述するように、例えばインターライン一括転
送型CODからなり、光電変換面上に結像した被写体の
光像を電気信号に変換し、その出力をアンプ4.サンプ
リングホールド回路5.アンプ6、LPF7を経て色分
離回路8に供給すると共に、後述するCCDCD口先回
路給する。色分離回路8は与えられた電気信号を輝度信
号Yと色差信号R−Y、B−Yに分離し、FM変調器9
に供給する。FM変調器9は輝度信号Yと色差信号R−
Y、B−Yをそれぞれの周波数帯域においてFM変調し
、記録アンプ10に供給する。記録アンプ10は後述す
る書込みパルスを与えられた期間において、FM変調さ
れた各信号を増幅して磁気へラド11に与える。磁気ヘ
ッド11は供給された信号を磁気ディスク12の記録ト
ラックにFM記録する。
同期パルス発生器20は後述する露光制御回路30から
の制御信号に応動し、φVドライバー21、φHドライ
バー22.SGドライバー23にそれぞれパルスを与え
、各ドライバー21.22゜23から垂直転送りロック
φV、水平転送りロックφH,センサーゲートパルスS
Gをそれぞれ出力させ、固体撮像素子3を駆動する役目
をする。
の制御信号に応動し、φVドライバー21、φHドライ
バー22.SGドライバー23にそれぞれパルスを与え
、各ドライバー21.22゜23から垂直転送りロック
φV、水平転送りロックφH,センサーゲートパルスS
Gをそれぞれ出力させ、固体撮像素子3を駆動する役目
をする。
また同期パルス発生器20は色分離回路8およびFM変
調器9に対しタイミングパルスを与えると共に、撮像系
の動作タイミングと記録系の動作タイミングおよび位相
を合わせるだめの同期パルスを同期検出器24の一方の
入力端に与える。
調器9に対しタイミングパルスを与えると共に、撮像系
の動作タイミングと記録系の動作タイミングおよび位相
を合わせるだめの同期パルスを同期検出器24の一方の
入力端に与える。
同期検出器24の他方の入力端には磁気ディスク12に
付設した回転位相検出用パルスジェネレータ25からの
PGパルスが与えられる。かくして同期検出器24は上
記PGパルスと前記同期パルスとを比較し、磁気ディス
ク12の回転速度および位相が常に撮像系の動作タイミ
ングに一致するような信号をモータ駆動回路26に与え
る。モータ駆動回路26は上記検出器24から与えられ
た信号に基づいてディスク駆動モータ27を駆動制御す
る。その結果、磁気ディスク12は定常状態において、
3600RPMで定速回転し、1回転する間に1フイー
ルドの画像記録を行なうものとなる。
付設した回転位相検出用パルスジェネレータ25からの
PGパルスが与えられる。かくして同期検出器24は上
記PGパルスと前記同期パルスとを比較し、磁気ディス
ク12の回転速度および位相が常に撮像系の動作タイミ
ングに一致するような信号をモータ駆動回路26に与え
る。モータ駆動回路26は上記検出器24から与えられ
た信号に基づいてディスク駆動モータ27を駆動制御す
る。その結果、磁気ディスク12は定常状態において、
3600RPMで定速回転し、1回転する間に1フイー
ルドの画像記録を行なうものとなる。
記録ゲート回路28は電子カメラのレリーズボタンに連
動する撮像指令スイッチ29がオンとなったときに発生
するトリガパルスTGによってトリガされ、同期パルス
発生器20からの同期パルスに基づいて1フイ一ルド期
間に相当する幅の書込みパルスWGを前記記録アンプ1
0に与えて、その期間だけ記録アンプを作動状態となす
。
動する撮像指令スイッチ29がオンとなったときに発生
するトリガパルスTGによってトリガされ、同期パルス
発生器20からの同期パルスに基づいて1フイ一ルド期
間に相当する幅の書込みパルスWGを前記記録アンプ1
0に与えて、その期間だけ記録アンプを作動状態となす
。
露光制御回路30は、固体撮像素子3の各画素を構成す
る光電変換部内に蓄積された光電荷を、撮像指令スイッ
チ29がオンとなることによって撮像指令が与えられた
後の所定の時点で垂直シフトレジスタヘ一括転送する転
送手段、この転送手段による一括転送が行なわれた時点
から所定時間だけ経過した時点で前記各光電変換部に光
電荷の蓄積を開始させる手段、この手段により蓄積され
た光電荷を、前記LPF 7の出力に応動するCCD測
光回路31や、フォトダイオードなどからなる外部測光
回路32などにて得られる7111+光情報にれもとづ
いて決定される露光時間たけ経過した時点で、前記垂直
シフトレジスタへ転送して読出しを行なう読出し手段等
を備えている。そして上記露光制御回路30は端子30
aに外部指令を与えるられると、前記同期パルス発生器
20へ上記外部指令に応じた制御信号を与えて前記各手
段を実行させ、固体撮像索子3を静止画撮像モードで駆
動し、それ以外は固体撮像素子3を動画撮像モードで駆
動するものとなっている。また、いずれの場合において
もアイリスドライバー33へ制御信号を与えて絞り機構
2の絞り値を所定値に設定す・るものとなっている。
る光電変換部内に蓄積された光電荷を、撮像指令スイッ
チ29がオンとなることによって撮像指令が与えられた
後の所定の時点で垂直シフトレジスタヘ一括転送する転
送手段、この転送手段による一括転送が行なわれた時点
から所定時間だけ経過した時点で前記各光電変換部に光
電荷の蓄積を開始させる手段、この手段により蓄積され
た光電荷を、前記LPF 7の出力に応動するCCD測
光回路31や、フォトダイオードなどからなる外部測光
回路32などにて得られる7111+光情報にれもとづ
いて決定される露光時間たけ経過した時点で、前記垂直
シフトレジスタへ転送して読出しを行なう読出し手段等
を備えている。そして上記露光制御回路30は端子30
aに外部指令を与えるられると、前記同期パルス発生器
20へ上記外部指令に応じた制御信号を与えて前記各手
段を実行させ、固体撮像索子3を静止画撮像モードで駆
動し、それ以外は固体撮像素子3を動画撮像モードで駆
動するものとなっている。また、いずれの場合において
もアイリスドライバー33へ制御信号を与えて絞り機構
2の絞り値を所定値に設定す・るものとなっている。
また第3図において34はエンコーダであり、色分離回
路8の出力である輝度信号Yと色差信号R−Y、B−Y
とをたとえばNTSC信号に変換し、これをビューファ
インダ35へ送る。かくしてビューファインダ35より
撮像の内容をモニタすることができるようになっている
。
路8の出力である輝度信号Yと色差信号R−Y、B−Y
とをたとえばNTSC信号に変換し、これをビューファ
インダ35へ送る。かくしてビューファインダ35より
撮像の内容をモニタすることができるようになっている
。
次に前記固体撮像素子3について詳細に説明する。この
電子カメラに使用される固体撮像素子3としては、各画
素に蓄積される光電荷が同一のタイミングで画素外に一
括して転送される一括転送型の素子が望ましい。このよ
うな素子として例えばインターライン一括転送型のCC
D固体撮像素子が知られている。この種の素子について
は、テレビジョン学会誌Vol 37.No 10 (
1983P776〜781「高抵抗MCZ基板を用いた
MO8型センサーCCD撮像索子」に記載されている。
電子カメラに使用される固体撮像素子3としては、各画
素に蓄積される光電荷が同一のタイミングで画素外に一
括して転送される一括転送型の素子が望ましい。このよ
うな素子として例えばインターライン一括転送型のCC
D固体撮像素子が知られている。この種の素子について
は、テレビジョン学会誌Vol 37.No 10 (
1983P776〜781「高抵抗MCZ基板を用いた
MO8型センサーCCD撮像索子」に記載されている。
第4図は上記電子カメラに採用した固体撮像素子3の具
体例であり、インターライン一括転送型CCD40を示
している。図中、符号41はそれぞれ色フイルタ−R,
G、Bを表面にもつMOSダイオードからなる受光セン
サ、すなわち光電変換部であり、各々1画素を形成して
いる。上記光電変換部41に隣設してCCDからなる垂
直シフトレジスタ42が設けである。これらの垂直シフ
トレジスタ42は、光電変換部41に蓄積された光電荷
を受は取り、CODからなる水平シフトレジスタ43に
順次転送する。水平シフトレジスタ43は1水平走査線
(IH)単位に、光電化を出力部44に転送する。出力
部44はプリアンプを内蔵しており、微小電流を増幅し
て出力端子Voutから出力する。なお上記インターラ
イン一括転送型CCD40の各入力端子には、リセット
パルス) であるセンサーゲート信号SG、垂直レジ
スタ転送りロックφVl、 φV2.水平レジスタ転
送りロックφH1,φH2などがCCDドライバー(第
3図の21〜23)から供給される。
体例であり、インターライン一括転送型CCD40を示
している。図中、符号41はそれぞれ色フイルタ−R,
G、Bを表面にもつMOSダイオードからなる受光セン
サ、すなわち光電変換部であり、各々1画素を形成して
いる。上記光電変換部41に隣設してCCDからなる垂
直シフトレジスタ42が設けである。これらの垂直シフ
トレジスタ42は、光電変換部41に蓄積された光電荷
を受は取り、CODからなる水平シフトレジスタ43に
順次転送する。水平シフトレジスタ43は1水平走査線
(IH)単位に、光電化を出力部44に転送する。出力
部44はプリアンプを内蔵しており、微小電流を増幅し
て出力端子Voutから出力する。なお上記インターラ
イン一括転送型CCD40の各入力端子には、リセット
パルス) であるセンサーゲート信号SG、垂直レジ
スタ転送りロックφVl、 φV2.水平レジスタ転
送りロックφH1,φH2などがCCDドライバー(第
3図の21〜23)から供給される。
上記各光電変換部41における光電荷の蓄積時間は、光
電変換部41から垂直シフトレジスタ42へ電荷を移す
タイミングに基づいて決定されている。
電変換部41から垂直シフトレジスタ42へ電荷を移す
タイミングに基づいて決定されている。
第5図は上記第4図の一部を取り出して示した図である
。この第5図から明らかなようにセンサーゲート45は
、各光電変換部41に対し共通に形成した共通電極であ
る。また垂直シフトレジスタ42は飛越走査を行なうた
め、細矢印で示す如く奇数フィールド時に有効に働くも
のと、白抜きの太矢印で示す如く偶数フィールド時に有
効に働くものとが交互に配置されており、それぞれのグ
ループ毎に転送りロックφVl、 φV2を共通に供
給されるものとなっている。
。この第5図から明らかなようにセンサーゲート45は
、各光電変換部41に対し共通に形成した共通電極であ
る。また垂直シフトレジスタ42は飛越走査を行なうた
め、細矢印で示す如く奇数フィールド時に有効に働くも
のと、白抜きの太矢印で示す如く偶数フィールド時に有
効に働くものとが交互に配置されており、それぞれのグ
ループ毎に転送りロックφVl、 φV2を共通に供
給されるものとなっている。
かくして光電荷一括転送は次のように行なわれる。すな
わち第5図における各部の電位が下記のように設定され
たとき、光電変換部41内に蓄積された光電荷が垂直シ
フトレジスタ42に転送される。
わち第5図における各部の電位が下記のように設定され
たとき、光電変換部41内に蓄積された光電荷が垂直シ
フトレジスタ42に転送される。
■奇数フィールド時
センサーゲート信号SGがrLJでφV1が「H」であ
るとき ■偶数フィールド時 センサーゲート信号SGがrLJでφV2がrHJであ
るとき したがってセンサーゲート信号SGがHレベルからしレ
ベルに変化する変化点が蓄積された光電荷の一括転送開
始時点である。
るとき ■偶数フィールド時 センサーゲート信号SGがrLJでφV2がrHJであ
るとき したがってセンサーゲート信号SGがHレベルからしレ
ベルに変化する変化点が蓄積された光電荷の一括転送開
始時点である。
第6図は上記インターライン一括転送型CCD40を通
常の動画撮像モードで作動させた場合の動作タイミング
を示す図である。第6図においてVDは垂直ドライブパ
ルス、HDは水平ドライブパルスである。HDに書込ん
である数字「1〜525」は水平走査線の番号に対応し
ている。センサーゲート信号SGはlフィールドに1回
rHJ、「L」が変化する。上記rLJの変化のタイミ
ングで光電変換部41の光電荷は、垂直シフトレジスタ
42に移送される。つまり、このタイミングで、そのフ
ィールドの全画素の情報が垂直シフトレジスタ42内に
移されるわけである。φVl。
常の動画撮像モードで作動させた場合の動作タイミング
を示す図である。第6図においてVDは垂直ドライブパ
ルス、HDは水平ドライブパルスである。HDに書込ん
である数字「1〜525」は水平走査線の番号に対応し
ている。センサーゲート信号SGはlフィールドに1回
rHJ、「L」が変化する。上記rLJの変化のタイミ
ングで光電変換部41の光電荷は、垂直シフトレジスタ
42に移送される。つまり、このタイミングで、そのフ
ィールドの全画素の情報が垂直シフトレジスタ42内に
移されるわけである。φVl。
φV2は2相の垂直レジスタ転送りロックであると同時
に、各光電変換部41から垂直シフトレジスタ42への
電荷移送にも関係している。
に、各光電変換部41から垂直シフトレジスタ42への
電荷移送にも関係している。
いま、ある時点で撮像指令スイッチ29がオンとなり、
トリガーパルスTGが露光制御回路3゜に入力すると、
露光制御回路3oがはたらき同期パルス発生器20へ転
送制御信号を与える。このため同期パルス発生器20か
ら転送指令パルスか送出され、ドライバー21.22.
23を介して固体撮像素子3に転送パルスが与えられる
。その結果第1フイールドでは、時点t1すなわち第1
1HでSGがrLJとなったときφV1がrHJとなる
ため、この時点で第1フイールドにて出力される画像に
関係する全画素の電荷が垂直シフトレジスタ42に移送
され、画素内がクリアされる。
トリガーパルスTGが露光制御回路3゜に入力すると、
露光制御回路3oがはたらき同期パルス発生器20へ転
送制御信号を与える。このため同期パルス発生器20か
ら転送指令パルスか送出され、ドライバー21.22.
23を介して固体撮像素子3に転送パルスが与えられる
。その結果第1フイールドでは、時点t1すなわち第1
1HでSGがrLJとなったときφV1がrHJとなる
ため、この時点で第1フイールドにて出力される画像に
関係する全画素の電荷が垂直シフトレジスタ42に移送
され、画素内がクリアされる。
同時にふたたび光電荷の蓄積が開始される。一方、第2
フイールドでは、時点t2すなわち275H目にセンサ
ーゲート信号SGがrLJとなったタイミングでφV2
がrHJであるため、この時点で第2フイールドにて出
力される画像に関係する全画素の電荷が垂直シフトレジ
スタ42に移送される。上記の如く各フィールドにおい
て垂直シフトレジスタ42へ移送された信号電荷は、そ
の直後からφVl、 φV2およびφH1,φH2に
よる垂直シフトレジスタ42および水平シフトレジスタ
43の転送動作により、ビデオ出力として出力される。
フイールドでは、時点t2すなわち275H目にセンサ
ーゲート信号SGがrLJとなったタイミングでφV2
がrHJであるため、この時点で第2フイールドにて出
力される画像に関係する全画素の電荷が垂直シフトレジ
スタ42に移送される。上記の如く各フィールドにおい
て垂直シフトレジスタ42へ移送された信号電荷は、そ
の直後からφVl、 φV2およびφH1,φH2に
よる垂直シフトレジスタ42および水平シフトレジスタ
43の転送動作により、ビデオ出力として出力される。
すなわち第6図中、「Vレジスタ空送゛す」のあとの第
1HからCCD出力信号として出力される。
1HからCCD出力信号として出力される。
なお、第6図の例はフレーム蓄積モードの場合であり、
光電荷の蓄積時間は1/30となる。
光電荷の蓄積時間は1/30となる。
以上のように電子カメラは構成されている。
ところで、このように構成されている電子カメラにおい
ては、露光時間を設定するため、およびストロボ発光を
同調させるためにシャッタを組み合わせなければならな
い。そこで、どのようにシャッタを組み合わせるかが問
題になる。即ち、シャッタを開いている露光中に読み出
しか行なわれないようにしなければならない。露光中に
センサーゲート信号SG(以下、読出パルスという)が
入ると、そこで信号電荷の蓄積が打ち切られるからであ
る。この場合レンズシャッタの場合には、シャツタ開の
状態で読出パルスSGが入ってもその時点で信号電荷の
蓄積が打ち切られるたけであるが、フォーカルプレーン
シャッタの場合には、撮像索子の各画素はシャッタの動
きに応じて順次に露光されているのでシャツタ開の状態
で読出バ・ルスSGが入ると画面上で場所によって各画
素の信号電荷の蓄積時間が異なってしまうので、横方向
のシェーディングが起こる。
ては、露光時間を設定するため、およびストロボ発光を
同調させるためにシャッタを組み合わせなければならな
い。そこで、どのようにシャッタを組み合わせるかが問
題になる。即ち、シャッタを開いている露光中に読み出
しか行なわれないようにしなければならない。露光中に
センサーゲート信号SG(以下、読出パルスという)が
入ると、そこで信号電荷の蓄積が打ち切られるからであ
る。この場合レンズシャッタの場合には、シャツタ開の
状態で読出パルスSGが入ってもその時点で信号電荷の
蓄積が打ち切られるたけであるが、フォーカルプレーン
シャッタの場合には、撮像索子の各画素はシャッタの動
きに応じて順次に露光されているのでシャツタ開の状態
で読出バ・ルスSGが入ると画面上で場所によって各画
素の信号電荷の蓄積時間が異なってしまうので、横方向
のシェーディングが起こる。
従って、撮像面上のどこかに露光が行なわれている状態
で読出しがかからないようにしなければならないので、
シャッタを開くタイミングはトリガパルスがあるタイミ
ングで人ったら、その次の読み出しパルスを待って読出
しが終了したところでシャッタを開くようにしなければ
ならない。しかもシャッタ閉成のときには、次の読出パ
ルスがくる迄にシャッタが全開状態になっていなければ
ならない。
で読出しがかからないようにしなければならないので、
シャッタを開くタイミングはトリガパルスがあるタイミ
ングで人ったら、その次の読み出しパルスを待って読出
しが終了したところでシャッタを開くようにしなければ
ならない。しかもシャッタ閉成のときには、次の読出パ
ルスがくる迄にシャッタが全開状態になっていなければ
ならない。
また、ストロボを組み合わせたストロボ同調撮影時には
シャッタは全開状態になっていなければならないし、ス
トロボ発光の終了したのちにシャ・し夕を閉じなければ
ならない。このストロボ発光とンヤッタ開閑のタイミン
グ関係は、銀塩フィルムを使用する通常のカメラと変わ
らない。
シャッタは全開状態になっていなければならないし、ス
トロボ発光の終了したのちにシャ・し夕を閉じなければ
ならない。このストロボ発光とンヤッタ開閑のタイミン
グ関係は、銀塩フィルムを使用する通常のカメラと変わ
らない。
だが、固体撮像索子を用いた場合には特有の問題として
スメアの発生等がある。このスメアというのは周知のよ
うに、画面上にある高輝度光点が存在すると、その上下
に白い光の帯が発生するという現象で、この発生原因は
通常のCCDで光電変換部(フォトセンサ)以外の垂直
シフトレジスタ部にスメア電荷(高いポテンシャルを持
った電荷)が洩れ込んでしまうことにある。よってこの
スメア電荷の洩れ込みは露光中にしか起こらない。
スメアの発生等がある。このスメアというのは周知のよ
うに、画面上にある高輝度光点が存在すると、その上下
に白い光の帯が発生するという現象で、この発生原因は
通常のCCDで光電変換部(フォトセンサ)以外の垂直
シフトレジスタ部にスメア電荷(高いポテンシャルを持
った電荷)が洩れ込んでしまうことにある。よってこの
スメア電荷の洩れ込みは露光中にしか起こらない。
固体撮像素子では、受光部である光電変換部にて得られ
る信号電荷を転送する構造上、その転送部に不要な電荷
が漏洩したり熱的に励起されることにより、上記スメア
現象やブルーミング現象が生じ易いので、従来より転送
部に沿ってオーバーフロードレインを形成したり、垂直
シフトレジスタ下部の電位勾配を急峻にするような構造
(Pウェル構造)(テレビ学技報 Vol、?、No4
1P19)にする等の各種の対策が施されている。
る信号電荷を転送する構造上、その転送部に不要な電荷
が漏洩したり熱的に励起されることにより、上記スメア
現象やブルーミング現象が生じ易いので、従来より転送
部に沿ってオーバーフロードレインを形成したり、垂直
シフトレジスタ下部の電位勾配を急峻にするような構造
(Pウェル構造)(テレビ学技報 Vol、?、No4
1P19)にする等の各種の対策が施されている。
また、シャッタを閉成することにより固体撮像素子の各
光電変換部に得られる信号電荷を垂直シフトレジスタ部
に移して信号の読出しを行なう直前に、該垂直シフトレ
ジスタ部に残存している不要電荷を掃出して捨てる技術
手段も、特開昭58−117777号公報等によって提
案されている[発明が解決しようとする問題点] しかし、上記オーバーフロードレインを形成したり、垂
直シフトレジスタ下部にPウェルを形成する従来の対策
では極めて複雑な構造とならざるを得ず、高度な半導体
製造技術を必要とし製造が容易でなく、極めて高価なも
のとなっている欠点があり、また上記特開昭58−11
7777号公報に開示されている技術手段は、信号読出
しを行なう直前の極めて短時間のうちに、非常に高速度
で垂直シフトレジスタ部の残存電荷の掃出しを行なわな
くてはならないので、不要電荷の転送効率が低下しく電
荷の転送は低速で行なう方が効率自体は良い)、残存電
荷を完全に排出し切れないという不具合がある。従って
、本発明の目的は上記従来の欠点を除去した固体撮像装
置を提供するにある。
光電変換部に得られる信号電荷を垂直シフトレジスタ部
に移して信号の読出しを行なう直前に、該垂直シフトレ
ジスタ部に残存している不要電荷を掃出して捨てる技術
手段も、特開昭58−117777号公報等によって提
案されている[発明が解決しようとする問題点] しかし、上記オーバーフロードレインを形成したり、垂
直シフトレジスタ下部にPウェルを形成する従来の対策
では極めて複雑な構造とならざるを得ず、高度な半導体
製造技術を必要とし製造が容易でなく、極めて高価なも
のとなっている欠点があり、また上記特開昭58−11
7777号公報に開示されている技術手段は、信号読出
しを行なう直前の極めて短時間のうちに、非常に高速度
で垂直シフトレジスタ部の残存電荷の掃出しを行なわな
くてはならないので、不要電荷の転送効率が低下しく電
荷の転送は低速で行なう方が効率自体は良い)、残存電
荷を完全に排出し切れないという不具合がある。従って
、本発明の目的は上記従来の欠点を除去した固体撮像装
置を提供するにある。
C問題点を解決するための手段および作用コ本発明は続
出パルスが入る以前の比較的充分な時間区間で垂直シフ
トレジスタを高い周波数の転 ゛。 送パルスで高速
駆動して垂直シフトレジスタを完全にクリーンにするよ
うにしたものである。
出パルスが入る以前の比較的充分な時間区間で垂直シフ
トレジスタを高い周波数の転 ゛。 送パルスで高速
駆動して垂直シフトレジスタを完全にクリーンにするよ
うにしたものである。
[実 施 例コ
以下、図示の一実施例によって本発明を説明する。第1
図は、本発明の固体撮像装置の構成をブロック図で示し
たものである。同図において、シンク−シグナル・ジェ
ネレータSSGを有する固体撮像素子駆動用クロックパ
ルス発生器50は前記第3図の電子カメラにおける同期
パルス発生器20、φVドライバー21.φHドライバ
ー22゜SGバライバ−23に相当するものであって、
水平レジスタ転送りロックφH1,φH2を固体撮像素
子53に供給すると共に、センサーゲート信号、即ち読
出パルスSGおよび垂直レジスタ転送。
図は、本発明の固体撮像装置の構成をブロック図で示し
たものである。同図において、シンク−シグナル・ジェ
ネレータSSGを有する固体撮像素子駆動用クロックパ
ルス発生器50は前記第3図の電子カメラにおける同期
パルス発生器20、φVドライバー21.φHドライバ
ー22゜SGバライバ−23に相当するものであって、
水平レジスタ転送りロックφH1,φH2を固体撮像素
子53に供給すると共に、センサーゲート信号、即ち読
出パルスSGおよび垂直レジスタ転送。
クロックφVl、 φV2を垂直クロック切換部51
に供給するようになっている。
に供給するようになっている。
上記垂直レジスタ転送りロックφVl、 φV2は固
体撮像索子53内において読出パルスSGによって垂直
シフトレジスタ部に転送された光電変換部の信号電荷を
通常の映像信号読出し速度で順次転送する転送りロック
φVIL、 φV2Lと、この通常の転送速度よりも
比較的高速の転送を行なう高い周波数の転送りロックφ
V I H,φV2Hとで形成されていて、この両転送
りロックφVIH,<6V2HとφVIL、<6V2L
とハソれぞれ垂直クロック切換部51内の切換スイッチ
52を通じて選択的に固体撮像素子53に供給されるよ
うになっている。この切換スイッチ52は半導体スイッ
チ回路によって構成されていて、シャッタトリガ信号が
上記切換部51に入り、その次に続出パルスSGが入る
と切り換わって高速転送りロックφV I H,φV2
Hを固体撮像素子53に供給し、シャッタが閉じてその
次に読出パルスSGが入ると切り換って普通の転送りロ
ックφVIL。
体撮像索子53内において読出パルスSGによって垂直
シフトレジスタ部に転送された光電変換部の信号電荷を
通常の映像信号読出し速度で順次転送する転送りロック
φVIL、 φV2Lと、この通常の転送速度よりも
比較的高速の転送を行なう高い周波数の転送りロックφ
V I H,φV2Hとで形成されていて、この両転送
りロックφVIH,<6V2HとφVIL、<6V2L
とハソれぞれ垂直クロック切換部51内の切換スイッチ
52を通じて選択的に固体撮像素子53に供給されるよ
うになっている。この切換スイッチ52は半導体スイッ
チ回路によって構成されていて、シャッタトリガ信号が
上記切換部51に入り、その次に続出パルスSGが入る
と切り換わって高速転送りロックφV I H,φV2
Hを固体撮像素子53に供給し、シャッタが閉じてその
次に読出パルスSGが入ると切り換って普通の転送りロ
ックφVIL。
φV2Lを固体撮像素子53に供給する役目をするもの
である。
である。
そして、上記垂直クロック切換部51にはシャッタトリ
ガスイッチ54からのトリが信号とシャッタメカニズム
55に設けられているシャッタ開閉センサ56からのシ
ャツタ閉信号とが人力するようになっており、また同切
換部51からはシャッタ制御部57にシャツタ開動作信
号が発っせられるようになっていて、同制御部57シヤ
ツタメカニズム55にシャツタ開動作を行なわせる。そ
して、シャッタ開閉センサ56はシャッタの全開を検知
してストロボ回路58にシャッタ全開信号を出力するよ
うになっており、ストロボ回路58は発光終了信号をス
トロボ選択スイッチ59を通じてシャッタ制御部57に
供給するようになっている。またストロボが使用されな
いときには上記選択スイッチ59は自動露光用フォトダ
イオード60a等を有する通常のA11J光回路60か
らの測光信号をシャッタ制御部57に供給するようにな
って0る。
ガスイッチ54からのトリが信号とシャッタメカニズム
55に設けられているシャッタ開閉センサ56からのシ
ャツタ閉信号とが人力するようになっており、また同切
換部51からはシャッタ制御部57にシャツタ開動作信
号が発っせられるようになっていて、同制御部57シヤ
ツタメカニズム55にシャツタ開動作を行なわせる。そ
して、シャッタ開閉センサ56はシャッタの全開を検知
してストロボ回路58にシャッタ全開信号を出力するよ
うになっており、ストロボ回路58は発光終了信号をス
トロボ選択スイッチ59を通じてシャッタ制御部57に
供給するようになっている。またストロボが使用されな
いときには上記選択スイッチ59は自動露光用フォトダ
イオード60a等を有する通常のA11J光回路60か
らの測光信号をシャッタ制御部57に供給するようにな
って0る。
このように構成されている本実施例の動作を次に述べる
と、今、シャッタトリガスイッチ54が叩じられてシャ
ッタトリガ信号が垂直クロック切換部51に入力される
と、この信号が入ったタイミンクの次に、同切換部51
に入った読出パルスSGによって切換スイッチ52は切
り換えられて高速の転送を行なう高い周波数の転送りロ
ックφV I H,φV2Hを固体撮像索子53に供給
する。
と、今、シャッタトリガスイッチ54が叩じられてシャ
ッタトリガ信号が垂直クロック切換部51に入力される
と、この信号が入ったタイミンクの次に、同切換部51
に入った読出パルスSGによって切換スイッチ52は切
り換えられて高速の転送を行なう高い周波数の転送りロ
ックφV I H,φV2Hを固体撮像索子53に供給
する。
これが供給されると第2図に示すように垂直シフトレジ
スタ部内の電荷は高速で読み出され同レジスタ部内はク
リーンな状態になる。また、これと同時に上記切替部5
1からはシャッタ制御部57にシャツタ開動作信号が送
られるので、これによってシャッタメカニズム55はシ
ャッタを開く、そしてシャッタが全開するとシャッタ開
閉センサ56からシャッタ全開信号がストロボ回路58
に送られてストロボが発光する。このストロボの発光が
適性になると、図示しない測光部からの信号で発光か停
止される。この発光終了信号はストロボ選択スイッチ5
9を通じてシャッタ制御部57に送られ同制御部57は
シャッタメカニズム55を動作させてシャッタを閉じる
。このシャツタ閉動作はセンサ56によって検出されて
シャツタ閉信号が垂直クロック切換部51に送られる。
スタ部内の電荷は高速で読み出され同レジスタ部内はク
リーンな状態になる。また、これと同時に上記切替部5
1からはシャッタ制御部57にシャツタ開動作信号が送
られるので、これによってシャッタメカニズム55はシ
ャッタを開く、そしてシャッタが全開するとシャッタ開
閉センサ56からシャッタ全開信号がストロボ回路58
に送られてストロボが発光する。このストロボの発光が
適性になると、図示しない測光部からの信号で発光か停
止される。この発光終了信号はストロボ選択スイッチ5
9を通じてシャッタ制御部57に送られ同制御部57は
シャッタメカニズム55を動作させてシャッタを閉じる
。このシャツタ閉動作はセンサ56によって検出されて
シャツタ閉信号が垂直クロック切換部51に送られる。
そしてこの信号か入ったタイミングの次に、同切換部5
1に入る読出パルスSGによって切換スイッチ52が切
り換って通常の転送りロックφVIL。
1に入る読出パルスSGによって切換スイッチ52が切
り換って通常の転送りロックφVIL。
φV2Lを固体撮像索子53に供給するようになる。こ
のときシャッタは全開状態になっており、1フイールド
にわたって高速駆動された垂直シフトレジスタ部の読み
出しは終り、ここにレジスタ部はスメア電荷等が存在し
ないクリーンな状態となる。従って上記シャッタの開閉
動作によって光電変換部への露光によって蓄積された映
像信号の読出を行なって記録を行なえばスメア等のない
信号を記録できる。
のときシャッタは全開状態になっており、1フイールド
にわたって高速駆動された垂直シフトレジスタ部の読み
出しは終り、ここにレジスタ部はスメア電荷等が存在し
ないクリーンな状態となる。従って上記シャッタの開閉
動作によって光電変換部への露光によって蓄積された映
像信号の読出を行なって記録を行なえばスメア等のない
信号を記録できる。
なお、上記動作はストロボを使用した場合について説明
したが、ストロボを用いない場合には、選択スイッチ5
9を切り換えて測光回路60の測光出力によりシャッタ
制御部57にシャツタ閉信号を送出するようにすればよ
い。
したが、ストロボを用いない場合には、選択スイッチ5
9を切り換えて測光回路60の測光出力によりシャッタ
制御部57にシャツタ閉信号を送出するようにすればよ
い。
また、上記垂直り0ツク切換部51はシャッタが全開状
態にならない間は読出パルスSGの入力を禁止するよう
になっている。即ち、これは長時間露光時等においてシ
ャッタの開状態か延びた場合には、これに続出パルスが
ひっかかるため、これを禁止し、シャッタの全閉状態で
読出パルスSGを受入れるようにしたものである。
態にならない間は読出パルスSGの入力を禁止するよう
になっている。即ち、これは長時間露光時等においてシ
ャッタの開状態か延びた場合には、これに続出パルスが
ひっかかるため、これを禁止し、シャッタの全閉状態で
読出パルスSGを受入れるようにしたものである。
本実施例のように露光を行なう1フイ一ルド期間の全て
において垂直シフトレジスタ部を高速駆動して映像信号
の排出を行なった場合には、電荷転送の効率を著しく低
下させるおそれのない程度の駆動速度で不要電荷を完全
にυ「出し切ることがでる。更に読出パルスSGのタイ
ミングに合わせて高速駆動と通常駆動の切替を行なえば
よいので回路構成が簡単になるし、またシャツタ開状態
てスメアか連続発生しているとき、高速駆動を続けると
効率良くスメアの除去を行なうことができるという効果
が得られる。
において垂直シフトレジスタ部を高速駆動して映像信号
の排出を行なった場合には、電荷転送の効率を著しく低
下させるおそれのない程度の駆動速度で不要電荷を完全
にυ「出し切ることがでる。更に読出パルスSGのタイ
ミングに合わせて高速駆動と通常駆動の切替を行なえば
よいので回路構成が簡単になるし、またシャツタ開状態
てスメアか連続発生しているとき、高速駆動を続けると
効率良くスメアの除去を行なうことができるという効果
が得られる。
しかし、入射光の輝度が極度に高くないと想定されると
きは高速駆動はシャツタ開状態にかかる1フイールドで
なくてもシャッタが閉じた時点からスメアの発生源が無
くなって次の読出パルスがくる迄の間に行なってもよい
。少なくとも垂直シフトレジスタが一回(一画面分)全
部転送されればよいので、それだけのクロックがあれば
よい。
きは高速駆動はシャツタ開状態にかかる1フイールドで
なくてもシャッタが閉じた時点からスメアの発生源が無
くなって次の読出パルスがくる迄の間に行なってもよい
。少なくとも垂直シフトレジスタが一回(一画面分)全
部転送されればよいので、それだけのクロックがあれば
よい。
またストロボを組み合わせた場合にはスメアの発生源は
、この画面に限られるからストロボの発光が停止してか
ら、次の読出パルスSGかくる迄の間でもよい。また実
際にはストロボ光たけでなく、ストロボの発光を停止し
てからシャッタが閉じる迄の間にストロボ光以外の光に
よるスメアが発生する場合もあるのでシャッタが閉じた
時点から後に、スメア電荷排出の高速駆動期間を設ける
ことが望ましい。
、この画面に限られるからストロボの発光が停止してか
ら、次の読出パルスSGかくる迄の間でもよい。また実
際にはストロボ光たけでなく、ストロボの発光を停止し
てからシャッタが閉じる迄の間にストロボ光以外の光に
よるスメアが発生する場合もあるのでシャッタが閉じた
時点から後に、スメア電荷排出の高速駆動期間を設ける
ことが望ましい。
だが、要するに高速駆動開始時点は電源がオンした時点
、シャッタトリガスイッチがオンした時点、露光が行な
われるフィールドのスタート時点、ストロボ発光のスタ
ート時点、ストロボ発光の終了直後の時点、シャッタ開
放時点、シャッタ閉成直後の時点等のうち、何れかの時
点であればよい。
、シャッタトリガスイッチがオンした時点、露光が行な
われるフィールドのスタート時点、ストロボ発光のスタ
ート時点、ストロボ発光の終了直後の時点、シャッタ開
放時点、シャッタ閉成直後の時点等のうち、何れかの時
点であればよい。
[発明の効果]
以上述べたように、本発明によれば簡単な構成で確実に
スメア電荷を排出することができ、スメアミ荷排出のた
めの転送回数の増加および高速駆動化を徒らに行なわな
くてもよく、かつ不要電荷の排出残りも生ずるおそれの
ない固体撮像装置を提供することができる。
スメア電荷を排出することができ、スメアミ荷排出のた
めの転送回数の増加および高速駆動化を徒らに行なわな
くてもよく、かつ不要電荷の排出残りも生ずるおそれの
ない固体撮像装置を提供することができる。
第1図は、本発明の一実施例を示す固体撮像装置のブロ
ック構成図、 第2図、上記第1図の実施例のタイムチャート、第3図
は、電子カメラの構成の一例を示すブロック図、 第4図は、固体撮像素子の構成の一例を示す拡大平面図
、 第5図は、上記第4図の要部拡大図、 第6図は、上記第4図の固体撮像素子の動作を示すタイ
ムチャートである。 41・・・・・・・・・光電変換部 42・・・・・・・・・垂直シフトレジスタφV I
H,φV2H・・・・・・高速転送りロックφVIL、
φV2L・・・・・・普通転送りロック力1 ロ 株式会社内
ック構成図、 第2図、上記第1図の実施例のタイムチャート、第3図
は、電子カメラの構成の一例を示すブロック図、 第4図は、固体撮像素子の構成の一例を示す拡大平面図
、 第5図は、上記第4図の要部拡大図、 第6図は、上記第4図の固体撮像素子の動作を示すタイ
ムチャートである。 41・・・・・・・・・光電変換部 42・・・・・・・・・垂直シフトレジスタφV I
H,φV2H・・・・・・高速転送りロックφVIL、
φV2L・・・・・・普通転送りロック力1 ロ 株式会社内
Claims (2)
- (1)光電変換部に蓄積された信号電荷を所定のタイミ
ングで垂直シフトレジスタに移送し、この移送された電
荷を上記垂直シフトレジスタ内を垂直転送信号により順
次転送して順次の映像信号として読み出すように構成さ
れた固体撮像装置において、 上記垂直転送信号は、前記光電変換部に対する露光が行
なわれる以前に発生する第1の信号発生時点から前記信
号電荷を垂直シフトレジスタに移送するタイミングを規
制する第2の信号発生時点までの区間においては、前記
順次の映像信号を読み出すための通常の転送速度よりも
比較的高速の転送を行なうべく高い周波数を有するよう
にしたことを特徴とする固体撮像装置。 - (2)上記第1の信号発生時点は、電源がオンした時点
、シャッタトリガスイッチがオンした時点、露光が行な
われるフィールドのスタート時点、ストロボ発光のスタ
ート時点、ストロボ発光の終了直後の時点、シャッタ開
放時点、シャッタ閉成直後の時点のうち、何れかの時点
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の固
体撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60164955A JPS6225583A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60164955A JPS6225583A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6225583A true JPS6225583A (ja) | 1987-02-03 |
Family
ID=15803038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60164955A Pending JPS6225583A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6225583A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0257870U (ja) * | 1988-10-20 | 1990-04-25 |
-
1985
- 1985-07-25 JP JP60164955A patent/JPS6225583A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0257870U (ja) * | 1988-10-20 | 1990-04-25 |
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