JPS63171073A - 電子シヤツタ機能を備えたイメ−ジセンサ - Google Patents
電子シヤツタ機能を備えたイメ−ジセンサInfo
- Publication number
- JPS63171073A JPS63171073A JP62001924A JP192487A JPS63171073A JP S63171073 A JPS63171073 A JP S63171073A JP 62001924 A JP62001924 A JP 62001924A JP 192487 A JP192487 A JP 192487A JP S63171073 A JPS63171073 A JP S63171073A
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- image sensor
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 abstract description 5
- 238000001444 catalytic combustion detection Methods 0.000 description 16
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009416 shuttering Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (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】
（産業上の利用分野）
本発明は、ムービーカメラまたはスチルカメラに撮像素
子として使用した場合に、運動する画像のぶれをなくす
ための電子シャッタの機能を備えたイメージセンサに関
する。
子として使用した場合に、運動する画像のぶれをなくす
ための電子シャッタの機能を備えたイメージセンサに関
する。
（従来技術）
マトリクス状に配置された光電変換素子、垂直転送路、
水平転送路および転送制御部からなるイメージセンサは
周知である。このようなイメージセンサは、例えばイン
ターライン形ＣＯＤイメージセンサとして構成できる。
水平転送路および転送制御部からなるイメージセンサは
周知である。このようなイメージセンサは、例えばイン
ターライン形ＣＯＤイメージセンサとして構成できる。
その場合垂直および水平転送路はＣＯＤ素子によって形
成され、転送制御部は、ＣＯＤ転送電極に転送／ぐルス
を供給するシフトレジスタからなる。
成され、転送制御部は、ＣＯＤ転送電極に転送／ぐルス
を供給するシフトレジスタからなる。
通常のインターライン形ＣＯＤイメージセンサをインタ
ーレース方式で読出す場合、Ａフィールドの信号を垂直
ＣＯＤに転送しかつ垂直ＣＣＤ内で転送している間にも
、Ｂフィールドに割当てられた光電変換素子は継続的に
受光し、電荷の蓄積を行っている。そのため光電変換素
子は、垂直ＣＯＤに電荷を転送する期間を除けば、常に
光電変換と電荷蓄積を行っている。従って特定の露光期
間を選定することはできない。露光期間は、標準的なテ
レビジョン方式の場合、はぼお０秒に相当し、高速運動
する物体のぶれを防ぐことはできない。
ーレース方式で読出す場合、Ａフィールドの信号を垂直
ＣＯＤに転送しかつ垂直ＣＣＤ内で転送している間にも
、Ｂフィールドに割当てられた光電変換素子は継続的に
受光し、電荷の蓄積を行っている。そのため光電変換素
子は、垂直ＣＯＤに電荷を転送する期間を除けば、常に
光電変換と電荷蓄積を行っている。従って特定の露光期
間を選定することはできない。露光期間は、標準的なテ
レビジョン方式の場合、はぼお０秒に相当し、高速運動
する物体のぶれを防ぐことはできない。
処で、電子シャッタ機能を備えて露光期間が特定できる
イメージセンサがある。
イメージセンサがある。
（発明が解決しようとする問題点）
このようなイメージセンサでは、前述の記載からも明ら
かなとおり、ＡフィールドおよびＢフィールドの信号電
荷を、垂直ＣＯＤに同時に読出すことにより露光期間が
特定できる。従って、所望の画像信号を得るためには、
本信号が蓄積される以前に、１度すべての光電変換素子
内の信号電荷は予めクリアまたは読出しておく必要があ
る。その際、露光期間に相当するシャッタ時間は、上述
の前信号処理に要する時間内に設定できないことは明ら
かである。何故なら、前信号処理に要する時間内にシャ
ッタ時間が設定されると、信号は混ざってしまう。通常
、１０００段の垂直転送段数をＩＭＨｚで駆動転送する
と、只００Ｇ秒程度が最短となり、それ以上の高速シャ
ッタを得ようとする際に制約となる。
かなとおり、ＡフィールドおよびＢフィールドの信号電
荷を、垂直ＣＯＤに同時に読出すことにより露光期間が
特定できる。従って、所望の画像信号を得るためには、
本信号が蓄積される以前に、１度すべての光電変換素子
内の信号電荷は予めクリアまたは読出しておく必要があ
る。その際、露光期間に相当するシャッタ時間は、上述
の前信号処理に要する時間内に設定できないことは明ら
かである。何故なら、前信号処理に要する時間内にシャ
ッタ時間が設定されると、信号は混ざってしまう。通常
、１０００段の垂直転送段数をＩＭＨｚで駆動転送する
と、只００Ｇ秒程度が最短となり、それ以上の高速シャ
ッタを得ようとする際に制約となる。
従って本発明の目的は、インターレース方式で読出しを
行うイメージセンサにおいて、前述の前信号処理に要す
る時間を短縮してシャッタ時間の実質的な制約を小さく
し、高速シャッタが可能となる電子シャッタ機能を付与
することにある。
行うイメージセンサにおいて、前述の前信号処理に要す
る時間を短縮してシャッタ時間の実質的な制約を小さく
し、高速シャッタが可能となる電子シャッタ機能を付与
することにある。
（問題点を解決するための手段）
この目的を達成するため、本発明によればイメージセン
サを次のように構成する。すなわち垂直に並んだ１列の
光電変換素子あたり２つの垂直転送路を、この列の両側
に並べて配置し、インターレース方式のＡフィールドに
割当てられた光電変換素子は、スイッチ素子を介して一
方の側の垂直転送路に接続され、かつＢフィールドに割
当てられた光電変換素子は、スイッチ素子を介して他方
の側の垂直転送路に接続されており、隣接する光電変換
素子列にそれぞれ付属する垂直転送路間の分離部に、コ
ントロールゲートを介してドレインが配置されており、
リセット時に、光電変換素子に蓄積した電荷はそれぞれ
の垂直転送路を通って前記ドレインに排出される。
サを次のように構成する。すなわち垂直に並んだ１列の
光電変換素子あたり２つの垂直転送路を、この列の両側
に並べて配置し、インターレース方式のＡフィールドに
割当てられた光電変換素子は、スイッチ素子を介して一
方の側の垂直転送路に接続され、かつＢフィールドに割
当てられた光電変換素子は、スイッチ素子を介して他方
の側の垂直転送路に接続されており、隣接する光電変換
素子列にそれぞれ付属する垂直転送路間の分離部に、コ
ントロールゲートを介してドレインが配置されており、
リセット時に、光電変換素子に蓄積した電荷はそれぞれ
の垂直転送路を通って前記ドレインに排出される。
（作 用）
本発明によるイメージセンサでは、インターレース方式
のＡフィールドとＢフィールドに相当する画像信号は、
空間的に分離された２つの信号路を介して同時に読出さ
れる。
のＡフィールドとＢフィールドに相当する画像信号は、
空間的に分離された２つの信号路を介して同時に読出さ
れる。
光電変換素子において形成され蓄積される信号電荷は、
付属のスイッチ素子を導通させることにより垂直転送路
に転送される。この時Ａフィールドに属する信号電荷は
一方の側の垂直転送路に、Ｂフィールドに属する信号電
荷は他方の側の垂直転送路に存在し、互いに分離されて
いる。
付属のスイッチ素子を導通させることにより垂直転送路
に転送される。この時Ａフィールドに属する信号電荷は
一方の側の垂直転送路に、Ｂフィールドに属する信号電
荷は他方の側の垂直転送路に存在し、互いに分離されて
いる。
シャッターが開閉される直前のリセット動作では、それ
ぞれの垂直転送路にフィールドシフトされた電荷は、転
送電極が低電圧に設けられかつ垂直転送路とドレイン間
に配置したコントロールゲートが高電圧に設けられるこ
とにより、垂直転送路に蓄積されずにドレインに排出さ
れる。
ぞれの垂直転送路にフィールドシフトされた電荷は、転
送電極が低電圧に設けられかつ垂直転送路とドレイン間
に配置したコントロールゲートが高電圧に設けられるこ
とにより、垂直転送路に蓄積されずにドレインに排出さ
れる。
本信号の形成および蓄積は、リセット動作後のシャッタ
の開閉動作により、光電変換素子が露光されて行われる
。従って、シャッタ時間は、リセット動作のための１画
像前の信号を捨てさる第１のフィールドシフトノ（ルス
発生後から、本信号が垂直転送路に移される第２のフィ
ールドシフトノルス発生までの間に設定される。
の開閉動作により、光電変換素子が露光されて行われる
。従って、シャッタ時間は、リセット動作のための１画
像前の信号を捨てさる第１のフィールドシフトノ（ルス
発生後から、本信号が垂直転送路に移される第２のフィ
ールドシフトノルス発生までの間に設定される。
それぞれの垂直転送路に移された信号電荷は、配列屓に
転送され、出力側からそれぞれの水平転送路に転送され
て読出される。
転送され、出力側からそれぞれの水平転送路に転送され
て読出される。
（実施例）
本発明の実施例を以下図面により説明する。
第１図は、本発明によるイメージセンサの一部を概略的
に示している。フォトダイオードＰＡおよびＰＢは、マ
トリクス状に配置されているが、第１図にはそのうち８
個だけが示しである。フォトダイオードＰＡは、 Ａフ
ィールドに割当てられたものであり、フォトダイオード
ＰＢは、 Ｂフイ−ルドに割当てられたものである。
に示している。フォトダイオードＰＡおよびＰＢは、マ
トリクス状に配置されているが、第１図にはそのうち８
個だけが示しである。フォトダイオードＰＡは、 Ａフ
ィールドに割当てられたものであり、フォトダイオード
ＰＢは、 Ｂフイ−ルドに割当てられたものである。
フォトダイオ−）”Ａ ＊ ”Ｂの垂直列の間にはそれ
ぞれ２つの垂直ＣＣＤ１および２が配置されている。垂
直ＣＣＤＩと２との間の分離部には、垂直ＣＯＤに沿っ
てコントロールゲートＣＧ、！：）ｌ”レイン３が配置
されており、垂直ＣＧＤ Ｉと２は、それぞれコントロ
ールゲートＣＧを介してドレイン３と接続されている。
ぞれ２つの垂直ＣＣＤ１および２が配置されている。垂
直ＣＣＤＩと２との間の分離部には、垂直ＣＯＤに沿っ
てコントロールゲートＣＧ、！：）ｌ”レイン３が配置
されており、垂直ＣＧＤ Ｉと２は、それぞれコントロ
ールゲートＣＧを介してドレイン３と接続されている。
フォトダイオ−）”ＰＡは、トランスフアゲ−）ＴＧを
介して一方の側の垂直ＣＣＤ１に接続されており、７オ
トダイオート９ＰＢは、トランスフアゲ−）ＴＧを介し
て他方の側の垂直ＣＣＤ２に接続されている。
介して一方の側の垂直ＣＣＤ１に接続されており、７オ
トダイオート９ＰＢは、トランスフアゲ−）ＴＧを介し
て他方の側の垂直ＣＣＤ２に接続されている。
第２図は、第１図の水平断面を示している。
ル型基板４の表面には、Ｐウェル層５を介して、フォト
ダイオードＰＡ、 ＰＢに対応するル領域、垂直ＣＣＤ
１，２に対応するルー領域、コントロールゲートＣＧに
対応するＰ＋領域およびドレイン３に対応するル 領域
が、それぞれ不純物のイオン注入より形成されている。
ダイオードＰＡ、 ＰＢに対応するル領域、垂直ＣＣＤ
１，２に対応するルー領域、コントロールゲートＣＧに
対応するＰ＋領域およびドレイン３に対応するル 領域
が、それぞれ不純物のイオン注入より形成されている。
なお、トランスフアゲ−）ＴＧはＰウェルによって形成
されている。更に基板上には、隣接する垂直ＣＣＤ１お
よび２の分離部に配置したコントロールゲート用電極６
を介してポリシリコン転送電極７が配置されている。
されている。更に基板上には、隣接する垂直ＣＣＤ１お
よび２の分離部に配置したコントロールゲート用電極６
を介してポリシリコン転送電極７が配置されている。
なお、本実施例では、垂直ＣＣＤ１および２は４相駆動
されており、このことを表わすため第１図には、垂直Ｃ
ＣＤ２の一部のセルにφ□〜φ４ の符号が記入されて
いる。
されており、このことを表わすため第１図には、垂直Ｃ
ＣＤ２の一部のセルにφ□〜φ４ の符号が記入されて
いる。
第３図は、このイメージセンサの動作を説明する図であ
る。
る。
リセット動作により、フォトダイオードＰＡ、ＰＢ内に
蓄積された残留電荷は、すべてのトランスフアゲ−）Ｔ
Ｇを駆動する第１のフィールドシフトパルスにより、同
時に垂直ＣＣＤ １および２に転送される。その後、ポ
リシリコン転送電極７がＬしはルにされ、かつコントロ
ールゲートＴＧ７５ＥＨレベルにされて、電荷はト９レ
イン４に排出される。
蓄積された残留電荷は、すべてのトランスフアゲ−）Ｔ
Ｇを駆動する第１のフィールドシフトパルスにより、同
時に垂直ＣＣＤ １および２に転送される。その後、ポ
リシリコン転送電極７がＬしはルにされ、かつコントロ
ールゲートＴＧ７５ＥＨレベルにされて、電荷はト９レ
イン４に排出される。
次に、シャッタが開閉されてフォトダイオードＰＡ、Ｐ
Ｂ 内に形成・蓄積される信号電荷は、すべてのトラン
スフアゲ−）ＴＧを駆動する第２のフィールドシフトパ
ルスにより、同時に垂直Ｃ０ＤＩおよび２に転送される
。この信号電荷は、周知のようにＣＣＤ転送電極に４相
クロツクパルスを供給することにより、ＣＣＤ１および
２内で１１に転送され、更に、ＣＣＤ１および２にそれ
ぞれ付属の水平ＣＣＤ（図示せず）から読出される。
Ｂ 内に形成・蓄積される信号電荷は、すべてのトラン
スフアゲ−）ＴＧを駆動する第２のフィールドシフトパ
ルスにより、同時に垂直Ｃ０ＤＩおよび２に転送される
。この信号電荷は、周知のようにＣＣＤ転送電極に４相
クロツクパルスを供給することにより、ＣＣＤ１および
２内で１１に転送され、更に、ＣＣＤ１および２にそれ
ぞれ付属の水平ＣＣＤ（図示せず）から読出される。
（発明の効果）
本発明によるイメー・ジセンサによれば、リセット動作
は、第１のフィールドシフト後に供給される単一ノソル
スによってコントロールゲートを開閉するだけで、行わ
れる。従って、従来方法１、残留および余剰電荷を垂直
ＣＣＤにより転送し、この垂直ＣＯＤを介して消失させ
る場合に較べて、本発明のイメージセンサは、リセツ）
Ｋｔする時間が短縮され、換言すれば、シャッタ時間の
制約が小さくなり、高速シャッタが可能となる。また、
垂直ＣＣＤによる残留電荷の掃き出しを行っていないた
め、消費電力が低減フきる。更にまた、フルフレームの
インターラインＣＣＤ において、露光および電荷蓄積
の期間を電気的手段により任意に設定フき、すなわちい
わゆる電子シャッタの機能が実現できる。それにより高
速運動する被写体をぶれのない形で撮影できる。
は、第１のフィールドシフト後に供給される単一ノソル
スによってコントロールゲートを開閉するだけで、行わ
れる。従って、従来方法１、残留および余剰電荷を垂直
ＣＣＤにより転送し、この垂直ＣＯＤを介して消失させ
る場合に較べて、本発明のイメージセンサは、リセツ）
Ｋｔする時間が短縮され、換言すれば、シャッタ時間の
制約が小さくなり、高速シャッタが可能となる。また、
垂直ＣＣＤによる残留電荷の掃き出しを行っていないた
め、消費電力が低減フきる。更にまた、フルフレームの
インターラインＣＣＤ において、露光および電荷蓄積
の期間を電気的手段により任意に設定フき、すなわちい
わゆる電子シャッタの機能が実現できる。それにより高
速運動する被写体をぶれのない形で撮影できる。
第１図は、本発明によるイメージセンサの一部を概略的
に示す図、第２図は第１図のイメージセンサの水平断面
図、第３図は第１図のセンサの動作を説明する図である
。 １．２・・・垂直ＣＣＤ、３・・・ドレイン、４・・・
ル型基板、５・・・Ｐウェル層、６・・・コントロール
ゲート用を極、７・・・ポリシリコン転送極装、ＰＡ、
ＰＢ・・・光電変換素子、ＴＧ・・・スイッチ素子、Ｃ
Ｇ・・・コントロールケート、φ□〜φ４・・・ＣＯＤ
転送制御位相。 □ 、’−１５′ （ほか３名）’−’−’ 第 １ 図 ＬＬ７ 第２図 第 ３ 図
に示す図、第２図は第１図のイメージセンサの水平断面
図、第３図は第１図のセンサの動作を説明する図である
。 １．２・・・垂直ＣＣＤ、３・・・ドレイン、４・・・
ル型基板、５・・・Ｐウェル層、６・・・コントロール
ゲート用を極、７・・・ポリシリコン転送極装、ＰＡ、
ＰＢ・・・光電変換素子、ＴＧ・・・スイッチ素子、Ｃ
Ｇ・・・コントロールケート、φ□〜φ４・・・ＣＯＤ
転送制御位相。 □ 、’−１５′ （ほか３名）’−’−’ 第 １ 図 ＬＬ７ 第２図 第 ３ 図
Claims (1)
- マトリクス状に配置された光電変換素子、垂直転送路、
水平転送路および転送制御部からなるイメージセンサに
おいて、垂直に並んだ１列の光電変換素子あたり２つの
垂直転送路を、この列両側に並べて配置し、インターレ
ース方式のＡフィールドに割当てられた光電変換素子は
、スイッチ素子を介して一方の側の垂直転送路に接続さ
れ、かつＢフィールドに割当てられた光電変換素子は、
スイッチ素子を介して他方の側の垂直転送路に接続され
ており、隣接する光電変換素子列にそれぞれ付属する垂
直転送路間の分離部に、コントロールゲートを介してド
レインが接続されており、リセット時に、光電変換素子
に蓄積した電荷はそれぞれの垂直転送路を通つて前記ド
レインに排出されることを特徴とする、電子シャッタ機
能を備えたイメージセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62001924A JPS63171073A (ja) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | 電子シヤツタ機能を備えたイメ−ジセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62001924A JPS63171073A (ja) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | 電子シヤツタ機能を備えたイメ−ジセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63171073A true JPS63171073A (ja) | 1988-07-14 |
Family
ID=11515145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62001924A Pending JPS63171073A (ja) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | 電子シヤツタ機能を備えたイメ−ジセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63171073A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0491483U (ja) * | 1990-12-26 | 1992-08-10 | ||
| JP2003078819A (ja) * | 2001-08-30 | 2003-03-14 | Sony Corp | 固体撮像素子及びその電荷掃き捨て方法 |
-
1987
- 1987-01-09 JP JP62001924A patent/JPS63171073A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0491483U (ja) * | 1990-12-26 | 1992-08-10 | ||
| JP2003078819A (ja) * | 2001-08-30 | 2003-03-14 | Sony Corp | 固体撮像素子及びその電荷掃き捨て方法 |
| JP4696426B2 (ja) * | 2001-08-30 | 2011-06-08 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子及びその電荷掃き捨て方法 |
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