JPH02140975A - 固体撮像装置 - 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に関し、特に電荷転送型（ＣＣＤ
）イメージセンサに関する。

〔従来の技術］ 従来のＣＣＤイメージセンサの一例を、インターライン
転送型を例にとって説明する。第４図に示すように、こ
の種のイメージセンサは、２次元的に配置された複数の
光電変換画素１．及びこの光電変換画素１に蓄積された
電荷を垂直方向に転送する垂直転送レジスタ２からなる
光透光されていない有効撮像領域４と、上面にアルミニ
ウム膜等からなる遮光膜によって遮光されたオプチカル
ブラック部３ａ、３ｂと、垂直転送レジスタ２から転送
されてきた電荷を水平方向に転送する水平転送レジスタ
６と、ダミーレジスタ７と、水平転送レジスタ６の転送
電荷を増幅して出力する出力アンプ５とで構成している
。

オプチカルブラック部３ａ、３ｂは、映像信号の黒（ペ
デスタル）レベルを決定するために設けられており、オ
プチカルブラック部３ａ、３ｂの遮光膜の下の光電変換
画素１および垂直転送レジスタ２は有効撮像領域４と同
じ構成をしている。

また、ダミーレジスタ７は、水平転送レジスタ６の端部
における特異現象の発生を防ぐために余分に数ビット設
けられている。

このイメージセンサの出力アンプ５からの出力信号は、
その後バッファアンプ、サンプルホールド回路、ＡＧＣ
増幅器、ガンマ補正回路、　Ｙ／Ｃ分離回路を経て種々
の信号処理がなされて映像信号が生成される。また、オ
プチカルブラック部３ｂに対応したペデスタルクランプ
パルスで直流レベルのクランプが行われ直流分再生され
ることによって映像信号の黒レベルが一定に保たれる。

〔発明が解決しようとする課題］ 上述した従来の固体撮像装置は、第５図の（ａ）に−点
鎖線で示すように、オプチカルブラック部３ｂを含む有
効撮像領域４に強力な光が照射された場合には、その光
がオプチカルブラック部３ｂの端部から洩れ込み、遮光
膜の下側の光電変換画素に不要な電荷が蓄積される。そ
して、この電荷は、同図の（ｂ）のように、垂直転送レ
ジスタ２゜水平転送レジスタ６を経て出力アンプ５から
出力される波形に不要な偽信号成分となって混入される
。

このため、同図の（Ｃ）に示すように、オプチカルブラ
ック部３ｂに対応したペデスタルクランプパルスＰで直
流レベルをクランプし、直流分再生を行って映像信号の
黒レベルを設定する際に、このペデスタルクランプパル
スＰが偽信号Ｓｐに掛かると、この偽信号Ｓｐの電圧を
クランプしてしまい、映像信号の黒レベルが変化して映
像に悪影響を与えることになる。

二〇オプチカルブラックの期間はテレビジョン方式で決
められている水平ブランキング期間に納める必要があり
、更に水平ブランキング期間は他の映像処理信号による
影響もあるためにオプチカルブラック部の期間を広くと
ることはできない。

したがって、オプチカルブラック部３ｂを水平方向に大
きくすることはできず、ペデスタルクランプパルスの位
相余裕が少なくなり、調整が非常に困難になるという問
題が生じている。

本発明はペデスタルクランプパルスの位相余裕を大きく
した固体撮像装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の固体撮像装置は、有効撮像領域に並んで配設し
たオプチカルブラック領域及びこれに対応する水平転送
レジスタの水平方向の長さを所定の倍数の長さに形成す
るとともに、このオプチカルブラック領域からの電荷が
出力部から出力される期間の駆動周波数を、通常の周波
数に対して前記所定の倍数の周波数に設定している。

〔作用〕

上述した構成では、オプチカルブラック領域からの電荷
出力期間を従来と同じ期間に設定する一方、この出力信
号に混入された偽信号の期間を所定の倍数に短縮し、オ
プチカルブラック領域の信号出力期間におけるペデスタ
ルクランプパルスの位相余裕を太き（する。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明をインターライン転送型イメージセンサ
に適用した実施例の平面図である。図において、このイ
メージセンサは、２次元的に配置された複数の光電変換
画素１．及びこの光電変換画素１に蓄積された電荷を垂
直方向に転送する垂直転送レジスタ２からなる光道光さ
れていない有効撮像領域４と、上面にアルミニウム膜等
からなる遮光膜によって遮光されたオプチカルブラック
部３ａ、３ｂと、垂直転送レジスタ２から転送されてき
た電荷を水平方向に転送する水平転送レジスタ６と、ダ
ミーレジスタ７と、水平転送レジスタ６の転送電荷を増
幅して出力する出力アンプ５とで構成している。

そして、前記オプチカルブラック部３ｂは、ここでは水
平方向に２倍の長さに設けており、これに伴ってオプチ
カルブラック部３ｂに対応した水平転送レジスタも水平
方向に２倍の長さに設けている。

更に、前記水平転送レジスタ６及び出力アンプ５等は、
オプチカルブラック部３ｂに対応する電荷が出力される
期間における駆動周波数を通常の２倍の周波数となるよ
うに設定している。

この構成によれば、第２図の（ａ）に示すように、オプ
チカルブラック部３ｂを含むを効盪像領域４に強力な光
が照射されたときに、この光がオプチカルブラック部３
ｂの端部に洩れ込んで、光電変換画素に不要な電荷が蓄
積され、同図の（ｂ）のように、垂直転送完了直後の水
平転送レジスタ６における電荷分布に対応した電圧波形
に偽信号Ｓｐが混入する。そして、出力アンプ５から出
力される信号波形におけるオプチカルブラック部３ｂに
対応する信号の期間は、オプチカルブラック部３ｂの長
さを長くしたことにより従来に比較して２倍の期間とな
る。

しかしながら、ここではオプチカルブラック部３ｂに対
応する電荷が出力される期間の駆動周波数を通常の２倍
に設定しているため、同図の（Ｃ）のように、この期間
は１／２に圧縮され従来と同じになる。これにより、同
時に偽信号Ｓｐの期間も１／２に圧縮される。

したがって、オプチカルブラック部３ｂに対応する信号
期間において偽信号Ｓｐを除く一定のレベルの期間が従
来よりも広くすることができ、同図の（ｄ）に示すペデ
スタルクランプパルスの位相調整が容易となる。このた
め、映像信号の直流再生による黒レベルを一定に保持す
ることが可能になる。

なお、オプチカルブラック部３ｂを水平方向に３倍の長
さとし、これと共にオプチカルブラック部３ｂに対応す
る水平転送レジスタを３倍の長さとし、オプチカルブラ
ック部３ｂに対応する電荷が出力される期間に水平転送
レジスタ６及び出力部をオプチカルブラック部３ｂ以外
の光電変換撮像領域の電荷が出力される期間の３倍の周
波数で駆動することによって、不要な電荷信号の期間を
１７３に圧縮することも可能となる。

第３図は本発明の第、２の実施例の構成を示す平面図で
ある。

この固体描像装置は、フレーム転送型ＣＣＤイメージセ
ンサに本発明を適用した例である。２次元的に配置され
た複数の光電変換画素１は蓄積された電荷を垂直方向に
転送する垂直転送レジスタも兼ねており、光遮光されて
いない有効画素領域４を構成している。また、上面にア
ルミニウム等からなる遮光膜を設けた遮光されたオプチ
カルブラック部３ａ、３ｂと、有効撮像領域４およびオ
プチカルブラック部３ａ、３ｂから転送されてきた電荷
を蓄積して垂直ラインごとに垂直転送する垂直レジスタ
８と、光遮光された蓄積部９と、蓄積部９から転送され
てきた電荷を水平方向に転送する水平転送レジスタ６と
、ダミーレジスタ７と、水平転送レジスタ６の転送電荷
を増幅して出力する出力アンプ５を有している。

また、第３図の固体撮像装置は、インターライン転送型
ＣＣＤイメージセンサで実施した例と同様に、オプチカ
ルブラック部３ｂの水平方向の長さ、及びオプチカルブ
ラック部３ｂに対応した蓄積部及び水平転送レジスタの
水平方向の長さを２倍にし、かつオプチカルブラック部
３ｂに対応する電荷が出力される際の駆動周波数を通常
の２倍の周波数としている。

この構成においても、オプチカルブラック部３ｂを含む
有効撮像領域４に強力な光が照射された場合には、第１
実施例のイメージセンサの場合と同様に出力アンプ５か
ら出力されるオプチカルブラック部３ｂに対応する信号
の期間を従来と同じにする一方、偽信号の期間を１７２
に圧縮することができる。このため、オプチカルブラッ
ク部３ｂに対応する信号期間における一定レベルの期間
が従来よりも広くなり、ペデスタルクランプパルスの位
相調整が容易となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、オプチカルブラック領域
等を所定の倍数の水平長さにし、かっこのオプチカルブ
ラック領域からの電荷が出力される期間の駆動周波数を
前記所定の倍数の周波数に設定しているので、結果とし
てオプチカルブラック領域からの電荷出力期間を従来と
同じ期間に設定する一方で、強力な光の洩込みによりオ
ブチカルブラツク部の端部に相当する箇所に生じた偽信
号を所定の倍数で水平方向に圧縮することができ、これ
により映像信号の直流再生を行うためのベデスクルクラ
ンプパルスの位相調整を容易に行うことができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の固体撮像装置の第１実施例の平面図、
第２図は第１図の固体撮像装置に強力な光が照射された
際の平面状態やその出力信号を示す図、第３図は本発明
の第２実施例の固体撮像装置の平面図、第４図は従来の
固体描像装置の平面図、第５図は第４図の固体描像装置
に強力な光が照射された際の平面状態やその出力信号を
示す図である。 １・・・光電変換画素、２・・・垂直転送レジスタ、３
ａ。 ３ｂ・・・オプチカルブラック部、４・・・有効撮像領
域、５・・・出力アンプ、６・・・水平転送レジスタ、
７・・・ダミーレジスタ、８・・・垂直転送レジスタ、
９・・・蓄積ノ＼１ルス 第２ コ 第４ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、水平および垂直方向に２次元的に配置された複数個
   の光電変換画素からなる有効撮像領域と、その一部を遮
   光したオプチカルブラック領域と、前記光電変換画素に
   蓄積された電荷を垂直方向に並列転送する垂直転送レジ
   スタと、この垂直転送レジスタによって転送された電荷
   を水平方向に転送する水平転送レジスタと、この水平転
   送レジスタの電荷を出力する出力部を有する固体撮像装
   置において、前記オプチカルブラック領域及びこれに対
   応する水平転送レジスタの水平方向の長さを所定の倍数
   の長さに形成するとともに、このオプチカルブラック領
   域からの電荷が前記出力部から出力される期間の駆動周
   波数を、通常の周波数に対して前記所定の倍数の周波数
   に設定したことを特徴とする固体撮像装置。