JPS6354075A - 固体撮像装置の駆動方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は固体撮像装置の駆動方法に関する。

従来の技術 固体撮像装置を用いたビデオカメラで録画した磁気テー
プを再生するビデオテープレコーダにおいては、静止再
生、コマ送り再生、スロー再生などの機能が採用されて
いる。ビデオテープレコーダにおける１フイ一ルド分の
Ｎ　Ｔ　Ｓ　Ｃ方式ビデオ信号は、フィルムカメラでは
（１／６０）秒のシャッタースピードに相当し、動画像
では映像がぶれる。

この再生画像のぶれは、固体撮像装置における光電変換
時間を電気的にコントロールして、（１／６０）秒より
も速くすることにより防止できる。

以下、このように光電変換時間を電気的にコントロール
することを「電子シャッタ」と称す。

次に第３図に示す固体撮像装置の基本的な枯成に基づい
て前記「電子シャッタ」を実現するための従来の固体撮
像装置の駆動方法を説明する。

第３図において、多数の光電変換部１は各列ごとに垂直
転送部２に接続されており、各垂直転送部２は水平転送
部３を介して信号電荷検出部４へ転送されている。矢印
Ａは通常の信号電荷の転送方向を示す。再生画像の前記
ぶれの成分となる不要信号電荷は垂直転送部２を介して
出力部５へ放出して、信号電荷検出部４へ表われないよ
うに処理されている。

上記の動作は第４図のようなタイミングで実行されてい
る。第４図（ａ）は複合帰線消去信号、第４図（ｂ）は
光電変換部１の信号電荷を垂直転送部２へ移す転送パル
ス〔以下、この転送パルスをチャージパルスと称す〕、
第４図（ｃ）は垂直転送部２の信号電荷を前記水平転送
部３または出力部５へ移す転送パルス〔以下、この転送
パルスを垂直転送パルスと称す〕、第４図（ｄ）は水平
転送部３の信号電荷を信号電荷検出部４へ移す転送パル
ス〔以下、この転送パルスを水平転送パルスと称す〕。

第４図（ｅ）は信号電荷検出部４からの信号出力波形で
ある。

第４図（ａ）〜（ｅ）を用いて第３図の動作を詳細に説
明する。重置帰線期間においては、各光電変換部１に期
間１４で蓄積されている前記不要信号電荷を、第１のチ
ャージパルス１１によって垂直転送部２へ転送する。次
に期間１３では垂直転送部２に注入された不要信号電荷
が１通常の垂直転送パルス１６よりも高速の垂直転送パ
ルス１５によって出力部５へ転送して排出される６その
後、期間１３において光電変換部１に蓄積された信号電
荷が第２のチャージパルス１２によって垂直転送部２に
転送され、垂直転送パルス１Ｇによって１水平期間ごと
に１水平ライン分の信号電荷が水平転送部３に転送され
る。水平転送部３に移された信号電荷は水平転送パルス
〔第４図（ｄ）〕によって信号電荷検出部１１から出力
される。

この結果、垂直走査期間中に固体撮像装置から出力され
る信号は期間１３において光電変換された信号電荷で、
１フイ一ルド期間（１／６０秒）に対して（１／１０）
〜（１／２０）の期間のものである。

つまり、これはフィルムカメラの（１／６００）〜（１
／１２００）秒のシャッタースピードに相当する。

このような「電子シャッタ」を用いることにより、ビデ
オカメラの感度がシャッタースピードが速くなった分だ
け低下するが、前記の特殊再生時の画像のぶれを少なく
できる。

発明が解決しようとする問題点 このような「電子シャッタ」において実施されている不
要信号電荷の放出動作は十分でなく、不要信号電荷が垂
直転送部に残留して画質の劣化を招いている。

以上の問題点を第５図と第６図および第７図に基づいて
説明する。第５図は第４図における期間１３とその前後
における垂直転送パルス１５の詳細を示す。第６図は第
５図のＢ−Ｂ’区間の拡大図で、第６図の４相の垂直転
送パルスφＶｌ、φＶ２゜φＶ３．φＶ４によって第７
図のようにして不要信号電荷１７が出力部５に向って転
送されている。

第７図は第６図の時刻ｔ１〜ｔ９において垂直転送パル
スφｖ１〜φｖ４の印加されている各転送電極１８の下
の不要信号電荷の状態を示している。

第６図から時刻ｔ１には垂直転送パルスψ■１とφＶ２
が“Ｈ”状態にあるため、第７図のｔ　１．のように垂
直転送パルスφｖ１とφＶ２が印加されている転送電極
１８の下に不要信号電荷１７が存在している１時刻上２
には垂直転送パルスφｖ１が“Ｈ１１→Ｉｔ　Ｌｌｌに
反転すると同時に垂直転送パルスφｖ３が“Ｌ　ＩＩ→
“Ｈ＋＋に遷移するため、第７図のｔ２のように垂直転
送パルスφｖ２が印加されている転送電極１８の下にだ
け不要信号電荷１７が存在する。時刻ｔ３には垂直転送
パルスφ■２とφＶ３が印加されている転送な極１８の
下にだけ第７図のｔ３のように不要信号電荷１７が存在
する。

以下、同様に時刻ｔ４においてはφＶ３、時刻ｔ５にお
いてはφＶ３とφＶ４．・・・・・・と言うようにして
出力部５に向けて不要信号電荷Ｉ７を転送している。

このように従来の駆動方法では、時刻ｔ２゜ｔ４．　ｔ
Ｇ、ｔ８においては単一の転送電極１８の下にだけしか
不要信号電荷１７が存在しえない状況が発生するため、
垂直転送部２における最大転送電荷量は、この時刻ｔ２
．ｔ４．ｔ６．ｔ８における単一の転送電極１８の下に
存在しえる電荷量で決定される。

特に「電子シャッタ」のモードでは、不要信号電荷を排
出するために使用する垂直転送パルス１５の周波数を、
通常時の信号電荷転送用の垂直転送パルス１６の周波数
に比べて３０倍以上にもするため、転送電極１８に印加
される実効パルス電圧が垂直転送部２の負荷容量により
減少することがある。つまり、不要信号電荷が単一の転
送電極１８の下にしか存在しえず、さらに実効パルス電
圧が降下するため不要信号電荷１７がうまく排出されず
、「電子シャッタ」モードが働かないばかりでなく、不
要信号電荷１７が垂直転送部２に残留して画質の劣化を
招く。

本発明は「電子シャッタ」時の不要信号電荷の排出能力
を向上させて、不要信号電荷が垂直転送部上に残留する
ことによる画質劣化をなくシ「電子シャッタ」モードの
確実な動作を保障することができる駆動方法を提供する
ことを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明の固体撮像装置の駆動方法は、同一基板上に設け
られた複数個の光電変換部に蓄積された信号電荷を複数
個の容量素子からなる転送部に注入して読み出す固体撮
像装置において前記光電変換部で発生した不要信号電荷
を前記転送部に複数相の転送パルスを印加して排出転送
するに際し。

１個の容量素子からなる第１の転送部とこの第１の転送
部の後に隣接した少なくとも１個の容量素子からなる第
２の転送部とに蓄積されている前記不要信号電荷を、先
ず前記第２の転送部の後に隣接する１個の容量素子から
なる第３の転送部のゲートを開いて前記第１、第２およ
び第３の転送部に蓄積し、次に前記第１の転送部のゲー
トを閉じて前記第２、第３の転送部に不要信号電荷を蓄
積し、上記の転送を繰り返して不要信号電荷を転送する
ことを特徴とする。

作用 この構成によると、不要信号電荷を排出する際には、何
れのタイミングにおいても不要信号電荷は少なくとも２
個以上の容量素子からなる転送部に存在している。

実施例 以下、本発明の固体撮像装置の駆動方法を具体的な実施
例に基づいて説明する。なお、固体撮像装置自体は第３
図と同様であるため、その説明を省く。

第１図は垂直転送部２の不要信号電荷を出力部５に向け
て転送する場合の垂直転送パルスφ■１〜φＶ４を示す
。第１図は第５図におけるＢ−Ｂ′区間の拡大図、第２
図は第１図の時刻ｔｌ−ｔ９における不要信号電荷の矢
印六方向への電荷転送状態を示している。

第１図の垂直転送パルスφｖ１〜φＶ４が転送電極１８
に印加された場合、時刻ｔ１においては垂直転送パルス
φＶｌ、φｖ２がｕ　Ｈｕ状態にあるため、第２図のし
１のように垂直転送パルスφ■１が印加されている１個
の容量素子からなる第１の転送部■の転送電極１８の下
とこの第１の転送部Ｉの後に隣接し垂直転送パルスφ■
２が印加されている第２の転送部Ｈの転送電極１８の下
に不要信号電荷１７が存在する０時刻ｔ２には垂直転送
パルスφＶｌ、φＶ２．φｖ３が“Ｈ”状態にあるため
、前記第１の転送部■と第２の転送部ＩＩとこの第２の
転送部Ｈの後に隣接した第３の転送部■とに不要信号電
荷１７が存在する。時刻ｔ３には垂直転送パルスφＶ２
．φＶ３が“Ｈ１１状態にあるため、第１の転送部Ｉを
閉じて第２の転送部■と第３の転送部■に不要信号電荷
１７が存在する。

以下同様にして、時刻ｔ４には垂直転送パルスφＶ２．
φＶ３．φＶ４の転送電極１８の下に、時刻ｔ５にはφ
Ｖ３．φＶ４の転送電極１８の下に、時刻ｔ６にはφＶ
３．φＶ４．φＶ１の転送電極１８の下に、ｔ７にはφ
Ｖ４．φＶ１の転送電極１８の下に１時刻ｔ　８　ニは
φＶ４．＄Ｖ１．　φＶ２（７）転送電極１８の下に、
時刻ｔ９にはφＶｌ、φ■２の転送電極１８の下にそれ
ぞれ不要信号電荷１７が存在し、垂直転送部２の１回の
不要信号電荷の転送動作が終了する。

このようにして不要信号電荷１７を出力部５へ向けて転
送して排出しているため１時刻ｔｌ、ｔ３゜ｔ５．ｔ７
．ｔ９においては隣接する２つの転送部に、時刻し２．
ｔ４．ｔ６．ｔ８には隣接する３つの転送部で不要信号
電荷１７が蓄積されているため、従来のように単一の転
送部に不要信号電荷が蓄積されている駆動方法に比べて
、垂直転送部２における最大転送電荷量を少なくとも２
倍にすることができ、「電子シャッタ」時の不要信号電
荷の排出能力が向上し、不要信号電荷が垂直転送部２に
残留することによる画質の劣化を改善でき、「電子シャ
ッタ」モードの確実な動作を保障できる。

なお、上記実施例では４相の垂直転送パルスφ■１〜φ
■４の場合を例に挙げて説明したが、転送パルスは４相
に限定されるものではなく、複数相であれば同様に実施
できる。また、上記実施例において第２の転送部■は１
個の容量素子からなっていたが、これは１つ以上であわ
ばよい。

発明の詳細 な説明のように本発明の固体撮像装置の駆動方法による
と、少なくとも２つの転送部に不要信号電荷が蓄積され
るように複数相の転送パルスの位相をずらせて転送して
排出しているため、再生画像のぶれの成分となる不要信
号電荷の最大転送電荷量を大きくすることができ、ｒ電
子シャッタ」時の不要信号電荷の排出能力が向上し、不
要信号電荷の確実な排出動作を期待できるため、「電子
シャッタ」モードにおける画質の劣化を改善できるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明の固体撮像装置の駆動方法の具
体的な実施例を示し、第１図は不要信号電荷の排出時の
垂直転送パルスの波形図、第２図は第１図の転送パルス
による不要信号電荷の排出時の各タイミングにおける不
要信号電荷の蓄積状態とその転送の状態を示す説明図、
第３図は一般的な固体撮像装置の構成図、第４図は必要
信号電荷転送時と不要信号電荷転送時の垂直転送パルス
のタイミングを示す波形図、第５図は不要信号電荷転送
時の第４図の拡大図、第６図は従来の不要信号電荷排出
時の垂直転送パルスの波形図、第７図は従来の不要信号
電荷の排出時の各タイミングにおける不要信号電荷の蓄
積状態とその転送の状態を示す説明図である。 １・・・光電変換部、２・・・垂直転送部、５・・・出
力部。 １７・・・不要信号電荷、！、ＩＩ、ＩＩＩ・・・第１
．第２．第３の転送部、φｖ１〜φ■４・・・垂直転送
パルス。 代理人　　　森　　本　　義　　弘 第を図 輌岨狗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、同一基板上に設けられた複数個の光電変換部に蓄積
   された信号電荷を複数個の容量素子からなる転送部に注
   入して読み出す固体撮像装置において前記光電変換部で
   発生した不要信号電荷を前記転送部に複数相の転送パル
   スを印加して排出するに際し、１個の容量素子からなる
   第１の転送部とこの第１の転送部の後に隣接した少なく
   とも１個の容量素子からなる第２の転送部とに蓄積され
   ている前記不要信号電荷を、先ず前記第２の転送部の後
   に隣接する１個の容量素子からなる第３の転送部のゲー
   トを開いて前記第１、第２および第３の転送部に蓄積し
   、次に前記第１の転送部のゲートを閉じて前記第２第３
   の転送部に不要信号電荷を蓄積し、上記の転送を繰り返
   して不要信号電荷を転送する固体撮像装置の駆動方法。