JPH04140984A - スチルビデオカメラ - Google Patents
スチルビデオカメラInfo
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- JPH04140984A JPH04140984A JP2263185A JP26318590A JPH04140984A JP H04140984 A JPH04140984 A JP H04140984A JP 2263185 A JP2263185 A JP 2263185A JP 26318590 A JP26318590 A JP 26318590A JP H04140984 A JPH04140984 A JP H04140984A
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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】
【産業上の利用分野】
本発明は、固体撮像素子によって得られた画像情報を静
止画として記録するスチルビデオカメラ（電子スチルカ
メラ）に関する。 〔従来の技術〕 第３図は、スチルビデオカメラのブロック図であり、２
０１はレンズ、２０２は絞り、２０３はシャッタ、２０
４はシャッタ、絞り駆動回路である。１０１は固体撮像
素子でここでは後はど説明するフルフレーム型ＣＣＤ
（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ）とする
。２０５は固体撮像素子駆動回路、２０６はクロック発
生回路である。２０７は固体撮像素子より得られた出力
を信号処理して輝度信号を得る信号処理回路である。２
０８は輝度信号をＦＭ変調するＦＭ変調回路である。２
０９はＦＭ変調された信号を磁気記録できるように増幅
する記録アンプである。２１０は磁気ヘッド、２１１は
記録媒体である磁気シートである。 ２１２は磁気シート２１１を回転させるモータ、２１３
はモータサーボ回路、２１４はシステム全体の動作を制
御するシステム制御回路である。 ２１５．２１６はシャツタレリーズスイッチであり、半
押しでスイッチ２１５が、全押しでスイッチ２１５と２
１６が共にオンするようになっている。このスイッチを
オンする動作に同期して一連の静止画撮像シーフェンス
が行われる。 第４図は、スチルビデオカメラの撮像シーフェンスを示
す図である。第４−図において、時刻Ｔ１からＴ２の間
に後はと説明する動作によって固体撮像素子１０１の不
用な電荷を掃き出す。Ｔ２からＴ３の間にシャッタ２０
３が開がれ固体撮像素子１０１に露光され信号電荷が蓄
積される。Ｔ３でシャッタが閉じられＴ３がらＴ４の間
に露光期間中蓄積された電荷が読み出され、磁気シート
２１１に記録される。 第５図は、固体撮像素子１０１の構成を示す図である。 第５図に示すような固体撮像素子はフルフレーム型ＣＣ
Ｄとよばれ、シャッタと併用してスチルビデオカメラに
用いられる。第５図において、１は垂直転送ＣＣＤで構
成された受光部、２は水平ＣＣＤ、３は出力アンプであ
る。受光部１には垂直転送電極であるΦＰＩと後はど説
明するアンチブルーミング動作と垂直転送動作に用いる
電極ΦＡＢが備えられる。水平ＣＣＤ２には水平転送電
極ΦＳが備えられる。１３はオプチカルブラック部（以
後０８部と略す）といいＣＣＤの上にアルミ層などを付
けることによって設けた遮光層である。０８部の画素出
力は暗電圧分のみとなるので信号処理の際、０８部の信
号を黒の基準レベルとして用いる。 第６図は第５図に示した固体撮像素子のＣＣＤとしての
構造を示した図である。第６図に示すような構造をバー
チャルフエーズ構造と呼び詳細は文献（ＩＥＥＥ、Ｔｒ
ａｎｓ、ＥＤ、Ｖｏｌ、ＥＤ−２８ｐｐｐ ４８３−４
８９Ｍａｙ １９８１＞に譲る。ここでは簡単に説明す
る。 第６図はバーチャルフエーズＣＣＤの水平ＣＣＤ２の断
面構造と電位分布を示している。ＣＣＤはｐ型シリコン
基板１０上に形成され、シリコン酸化膜１１を介して水
平転送電極４が備えられている。５はｐ−タイプのイオ
ン注入層であり、６はｎタイプのイオン注入層である。 これらによってあたかも仮想的な電極があるかのごとく
、その下に固定した階段状の電位分布が生じる。電位の
浅い方をハーチャルバリア、電位の深い方をパーチャル
ウエルと呼ぶ。７は階段状の電位分布を形成するための
ｎ型のイオン注入層である。こわらによって階段状の電
位分布が形成され、水平転送電極４にかかる電位によっ
て階段状の電位分布が上下する。電位の浅い方をクロッ
クドバリア、電位の深い方をクロックドウェルと呼ぶ。 クロックがＶＨになるとクロックドバリアとクロックド
ウェルの電位はバーチャルバリア、パーチャルウエルに
比べて深くなワＶＬになると逆に浅くなる。このように
クロック電圧をハイ（Ｈｉ）とロー（Ｌｏｗ）に切り換
えることによって電荷８が転送される。受光部１も水平
ＣＣＤ２と同じ原理によって電荷転送が行われる。 第７図は、受光部１の断面（第５図におけるＸ方向の断
面）構造を示した図であり、ブルーミンクを抑制するた
めのアンチブルーミングゲート部とアンチブルーミング
ゲート電極９が備えられていることが第６図と比較して
異なっている。アンチブルーミングゲート電極の下には
２層は設けられていない。このような構造におけるアン
チブルーミング動作については、文献（ＩＥＥＥ、Ｔｒ
ａｎｓ。 ＥＤ−３０Ｎｏ、８ Ａｕｇｕｓｔ １９８３ ｐ９４
１）にくわしく記述されているので、ここでは簡単な説
明にとどめる。 アンチブルーミングゲートは、チャージポンプの原理に
より過剰な電子をホールと再結合させ消去してしまうも
のである。第８図はアンチブルーミングゲートの下のポ
テンシャル分布を、横軸を深さ方向に示した図である。 シリコン酸化膜１１と基板１０の界面には、界面トラッ
プ１２が存在する。アンチブルーミングゲート電極９に
正の電圧ＶＡＢＨをかけると、過剰な電荷は電位の井戸
からあふれて界面トラップ１２に捕獲される。次にアン
チブルーミング電極９に負の電圧ＶＡＢＬをかけると、
基板からホールが吸い寄せられ界面トラップに捕獲され
ていた電子と再結合する。このように露光中アンチブル
ーミング電極９に正負のクロックを印加することで、過
剰な電荷は界面トラップを介して消去される。 第９図はこれまでに説明してきた固体撮像素子を用いた
スチルビデオカメラにおける、駆動タイミングを説明す
るタイミングチャートである。 第９図は第４図と対応している。不要電荷除去期間Ｔ、
−Ｔ、では、垂直転送パルスとアンチブルーミングゲー
トパルスは２相で駆動され、また、水平転送パルスは高
速駆動されて不要電荷が除去される。露光期間ではアン
チブルーミングケートのみ駆動され、過剰な電荷が除去
される。 読みだし記録期間Ｔ３〜Ｔ４では１水平期間に１段電荷
が垂直転送され、水平ＣＣＤ２によって信号電荷が出力
アンプ３へ転送さね、電圧に変換されて読み出される。 第１０図は望ましくない雑音電荷であるところのホット
ホール電子の発生について説明するために、第５図にお
けるＹ方向の断面構造を示した図である。第１０図中、
Ｐ＋層１４は、チャンネルストップ領域と呼ばわ画素間
を電気的に分離する層である。すなわち第１０図中でチ
ャンネルストップ１４に囲まれた領域が１画素となる。 第１０図（ａ）はアンチブルーミング電極ΦＡＢに負の
電圧がかかった場合のホールの蓄積動作について説明し
ている。ΦＡＢに負の電圧がかかると、基板からチャン
ネルストップ１４を通じて正の電荷であるホールがシリ
コンとシリコン酸化膜の界面に蓄積される。逆に第１０
図（ｂ）のようにΦＡＢにかかる電圧が正に変化すると
同時にホールはチャンネルストップに戻る。その際ホー
ルは電界に加速され結晶格子に衝突するか、そのときの
エネルギで電子とホールのベアが生じる。 このうちの電子はホットホール電子といい、ＣＣＤの電
荷の井戸に信号電荷とともに蓄積される。この電子は熱
以外の原因で発生する望ましくない暗電荷であり、温度
によらずアンチブルーミングゲートに印加するパルス数
に比例する。 第１１図は固体撮像素子１０１の暗時における１水平ラ
インの出力を示した図である。空読み出しレベルは、水
平ＣＣＤ２の段数が受光部１の水平画素数よりも多いた
めに生じる。水平ＣＣＤは高速で毎ラインクリアされて
いるため、はとんど暗電荷の蓄積がなく出力はほとんど
ゼロである。 次に感光部に蓄積された暗電荷が感光部の黒レベルとし
て出力される。次に０８部の暗電荷レベルが出力される
。ここでしばしば問題になるのが感光部すなわちアルミ
遮光のない部分の暗電圧レベルと０８部すなわちアルミ
遮光の施された部分の暗電圧に段差が生してしまうこと
である。この暗電圧段差の生しる原因はまだ解明されて
いないが、アルミ層のある部分とない部分でシリコンと
シリコン酸化膜の界面の結晶状態になんらかの差が生じ
るためと推測されている。 第１２図は従来例のシャツタ秒時が長いときと短いとき
のアンチブルーミングゲートの駆動タイミングについて
説明する図である。第１２図（ａ）は長秒時露光時のシ
ャツタ開閉タイミング、（ｂ）は長秒時露光時のアンチ
ブルーミングゲートパルスの駆動タイミングを、（ｃ）
は短秒時露光時のシャツタ開閉タイミング、（ｄ）は短
秒時露光時のアンチブルーミングゲートパルスの駆動タ
イミングを示している。長秒時露光では、暗電荷掃き出
し終了後の時刻ｔ１で、シャツタ開に先立って、アンチ
ブルーミングゲートパルスの駆動が開始され、ｔ２でシ
ャッタが開成され、露光が開始される。ｔ５でシャッタ
か閉成され、露光が終了する。ｔ５からｔ６までの間に
アンチブルーミングパルスがｎパルス印加される。これ
は受光部１の電荷を確実に転送可能な電荷量以下にする
ことによって転送時のブルーミングを防ぐためである。 ここでｔｌからｔ５の間にｍパルスが印加されるものと
する。次に１．から蓄積電荷の読み出しが開始される。 短秒時露光では、時刻１、でシャツタ開に先立ってアン
チブルーミングゲートパルスの駆動が開始され、ｔ２で
シャッタが開成され、露光か開始される。ｔ３でシャッ
タが閉成し、露光が終了する。ｔ３からｔ４の間に、前
述の目的でｎパルスが印加される。ｔ、からｔ３の間に
ｍ−にパルスが印加されている。すなわち長秒時露光の
ときは短秒時露光のときよりもにパルス多いアンチブル
ーミングパルスが印加されることになる。このように露
光秒時によって印加されるアンチブルーミングパルス数
が異なると、ホットホール電子の発生量もパルス数に応
じて異なってくる。 〔発明が解決しようとする課題〕 前述した感光部と０８部の暗電圧段差がない場合は問題
ないが、暗電圧段差が大きい素子の場合は画像に問題が
生じる。即ち、撮像信号処理回路２０７では０８部の電
圧を黒基準レベルとして用いるため、長秒時では黒が明
るく浮き上がり短秒時では黒が暗く沈み込むという黒レ
ベルの変動という問題が生じる。白黒の信号処理では黒
レベルの変動だけですむが、固体撮像素子１０１にカラ
ーフィルタを張り合わせカラーの信号処理を施す場合は
、黒の色が変動するいわゆる黒バランスすれという現象
が発生し、更に画像への悪影響が増大する。また、一般
に暗電圧の段差は半導体プロセスのバラツキに対する依
存性が高く、ロフト毎のバラツキが大きく、選別した場
合極端に固体撮像素子の歩留りを低下させてしまう。 本発明は、このような問題を解決するためなされたもの
で、固体撮像素子に感光部と０８部の暗電圧段差があっ
ても、露光秒時の変化に伴う黒レベルの変動の生じない
スチルビデオカメラを提供することを目的とするもので
ある。 （課題を解決するための手段） 本発明は、ＣＣＤの支配的な暗電圧源がホットホール電
子であり、発生暗電圧が温度によらずアンチブルーミン
グパルスのパルス数に比例する特性に着目して、暗電圧
段差があるような固体撮像素子を用いても暗電圧段差が
常に一定になるように、露光秒時にかかわらずアンチブ
ルーミングパルスのパルス数が常に略一定になるよう制
御する手段を用いる。詳しくは、スチルビデオカメラを
つぎの（１）〜（４）のとおりに構成する。 （１）アンチブルーミング電極を有する固体撮像素子を
備え、該固体撮像素子の暗電荷を掃き出した後、所要期
間露光させ、露光完了後に蓄積電荷を読み出し記録する
スチルビデオカメラであって、暗電荷掃き出し終了から
読み出し開始までの期間に、前記アンチブルーミング電
極に印加するパルス数を露光秒時にかかわらず略一定に
制御するパルス数制御手段を備えたスチルビデオカメラ
。 （２） ｕ 記（’ ）において、パルス数制御手段は
、暗電荷掃き出し終了からシャッタ閉成までの期間にお
ける、アンチブルーミングパルス周波数を露光秒時に応
じて変化させるスチルビデオカメラ。 （３）前記（１）において、パルス数制御手段は、シャ
ッタ閉成から蓄積電荷読み出しまでの期間における、ア
ンチブルーミングパルス数を露光秒時に応じて変化させ
るスチルビデオカメラ。 （４）前記（］）において、アンチプルーミング電極に
印加するパルス数の変動が、露光秒時にかかわらず８０
００パルス以下であるスチルビデオカメラ。 （作用） 前記（１）〜（４）の構成により、露光秒時が変化して
も画像信号の黒レベルが変動することがない。 （実施例） 第１図は、本発明の１実施例である“スチルビデオカメ
ラ”のアンチブルーミングパルスを示す図である。全体
構成は第３図のとおりであるが、システム制御回路２１
４の動作が異なる。即ち、短秒時露光時は、ｔ＋、ｔ３
間のアンチブルーミングパルスの周波数を長秒時露光時
より高くして、長秒時露光の時のｔ１〜ｔ６期間におけ
るパルス数ｍと等しいパルス数か１．−１３期間に印加
されるよう、第３図のシステム制御回路２１４を動作さ
せる。システム制御回路２１４は、マイクロコンピュー
タで構成されており、クロック発生回路２０６は、シス
テム制御回路２１４からの命令によってアンチブルーミ
ングパルスを発生するようになっている。したがって、
アンチブルーミングパルスの周波数と印加期間はシステ
ム制御回路２１４のプログラムによって制御される。 クロック発生回路２０６は、システム制御回路２１４よ
り２ビツトのデータを与えることによって、（１）ロー
に固定、（２）２５０ＫＨｚ。 （３）５００Ｋ）Ｉｚ、（４） Ｉ ＭＨｚの４通りの
状態に制御される。したがって、長秒時露光時は、１、
〜ｔ５期間を５００ＫＨ２に設定し、短秒時露光時に、
ｔ１〜ｔ３期間がｔ１〜ｔ５期間の１／２になった場合
は、１．〜ｔ３期間におけるアンチブルーミングパルス
周波数をＩＭＨ２に設定することで、長秒時露光のとき
と短秒時露光のときで、アンチブルーミングパルスのパ
ルス数が等しくなり、暗電圧の段差が等しくなるため、
露光秒時によって黒レベルが変動する問題は生じなくな
る。 第２図は、本発明の第２実施例におけるマルチブルーミ
ンクパルスを示す図である。第１図と異なるのは、短秒
時露光のｔ１〜ｔ３期間のアンチブルーミングパルスの
周波数は変化させずに、ｔ３以降のパルス印加期間を延
ばすことによってトータルのアンチブルーミングパルス
数を一定にしていることである。システム制御回路２０
４が与える情報は、有限のパルス周波数の設定データと
、そのデータを与える期間であり、パルスのカウントは
行わない。したがって本実施例ではアンチブルーミング
パルス数をいかなる場合でも完全に一致させることは難
しい。しかし、シャツタ秒時にかかわらず、アンチブル
ーミングパルス数の変動を、固体撮像素子１０１のバラ
ツキや撮像信号処理回路２０７の利得、黒レベル変動の
許容範囲から決定される所定の範囲内に収めることは充
分可能である。 さらに精度よくパルス数を一致させようとするならば、
図示しないが、アンチブルーミングパルスをカウントし
所定のパルス数に達したらアンチブルーミングパルスの
禁止をする回路を付加することも容易ではあるか、通常
その必要はなく、システム制御回路２１４のプログラム
変更たけて充分な性能を得ることが出来る。実験による
結果では、各露光条件におけるアンチブルーミングパル
ス数の変動を８０００パルス以下に抑えることて充分な
性能を得ることが出来た。８０００パルスの変動を許す
ならば制御プログラムのみでアンチブルーミングパルス
数の変動を抑制することは可能である。尚、本発明は１
相駆動ＣＣＤに限らないことは言うまでもない。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、露光秒時にかかわ
らず常にアンチブルーミングのパルス数を所定のバラツ
キの範囲内に収めるよう制御しているので、たとえ固体
撮像素子に感光部と０８部の暗電圧段差があってもその
段差が常に一定になり、露光秒時による黒レベルの変動
が生しないように出来る。
止画として記録するスチルビデオカメラ（電子スチルカ
メラ）に関する。 〔従来の技術〕 第３図は、スチルビデオカメラのブロック図であり、２
０１はレンズ、２０２は絞り、２０３はシャッタ、２０
４はシャッタ、絞り駆動回路である。１０１は固体撮像
素子でここでは後はど説明するフルフレーム型ＣＣＤ
（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ）とする
。２０５は固体撮像素子駆動回路、２０６はクロック発
生回路である。２０７は固体撮像素子より得られた出力
を信号処理して輝度信号を得る信号処理回路である。２
０８は輝度信号をＦＭ変調するＦＭ変調回路である。２
０９はＦＭ変調された信号を磁気記録できるように増幅
する記録アンプである。２１０は磁気ヘッド、２１１は
記録媒体である磁気シートである。 ２１２は磁気シート２１１を回転させるモータ、２１３
はモータサーボ回路、２１４はシステム全体の動作を制
御するシステム制御回路である。 ２１５．２１６はシャツタレリーズスイッチであり、半
押しでスイッチ２１５が、全押しでスイッチ２１５と２
１６が共にオンするようになっている。このスイッチを
オンする動作に同期して一連の静止画撮像シーフェンス
が行われる。 第４図は、スチルビデオカメラの撮像シーフェンスを示
す図である。第４−図において、時刻Ｔ１からＴ２の間
に後はと説明する動作によって固体撮像素子１０１の不
用な電荷を掃き出す。Ｔ２からＴ３の間にシャッタ２０
３が開がれ固体撮像素子１０１に露光され信号電荷が蓄
積される。Ｔ３でシャッタが閉じられＴ３がらＴ４の間
に露光期間中蓄積された電荷が読み出され、磁気シート
２１１に記録される。 第５図は、固体撮像素子１０１の構成を示す図である。 第５図に示すような固体撮像素子はフルフレーム型ＣＣ
Ｄとよばれ、シャッタと併用してスチルビデオカメラに
用いられる。第５図において、１は垂直転送ＣＣＤで構
成された受光部、２は水平ＣＣＤ、３は出力アンプであ
る。受光部１には垂直転送電極であるΦＰＩと後はど説
明するアンチブルーミング動作と垂直転送動作に用いる
電極ΦＡＢが備えられる。水平ＣＣＤ２には水平転送電
極ΦＳが備えられる。１３はオプチカルブラック部（以
後０８部と略す）といいＣＣＤの上にアルミ層などを付
けることによって設けた遮光層である。０８部の画素出
力は暗電圧分のみとなるので信号処理の際、０８部の信
号を黒の基準レベルとして用いる。 第６図は第５図に示した固体撮像素子のＣＣＤとしての
構造を示した図である。第６図に示すような構造をバー
チャルフエーズ構造と呼び詳細は文献（ＩＥＥＥ、Ｔｒ
ａｎｓ、ＥＤ、Ｖｏｌ、ＥＤ−２８ｐｐｐ ４８３−４
８９Ｍａｙ １９８１＞に譲る。ここでは簡単に説明す
る。 第６図はバーチャルフエーズＣＣＤの水平ＣＣＤ２の断
面構造と電位分布を示している。ＣＣＤはｐ型シリコン
基板１０上に形成され、シリコン酸化膜１１を介して水
平転送電極４が備えられている。５はｐ−タイプのイオ
ン注入層であり、６はｎタイプのイオン注入層である。 これらによってあたかも仮想的な電極があるかのごとく
、その下に固定した階段状の電位分布が生じる。電位の
浅い方をハーチャルバリア、電位の深い方をパーチャル
ウエルと呼ぶ。７は階段状の電位分布を形成するための
ｎ型のイオン注入層である。こわらによって階段状の電
位分布が形成され、水平転送電極４にかかる電位によっ
て階段状の電位分布が上下する。電位の浅い方をクロッ
クドバリア、電位の深い方をクロックドウェルと呼ぶ。 クロックがＶＨになるとクロックドバリアとクロックド
ウェルの電位はバーチャルバリア、パーチャルウエルに
比べて深くなワＶＬになると逆に浅くなる。このように
クロック電圧をハイ（Ｈｉ）とロー（Ｌｏｗ）に切り換
えることによって電荷８が転送される。受光部１も水平
ＣＣＤ２と同じ原理によって電荷転送が行われる。 第７図は、受光部１の断面（第５図におけるＸ方向の断
面）構造を示した図であり、ブルーミンクを抑制するた
めのアンチブルーミングゲート部とアンチブルーミング
ゲート電極９が備えられていることが第６図と比較して
異なっている。アンチブルーミングゲート電極の下には
２層は設けられていない。このような構造におけるアン
チブルーミング動作については、文献（ＩＥＥＥ、Ｔｒ
ａｎｓ。 ＥＤ−３０Ｎｏ、８ Ａｕｇｕｓｔ １９８３ ｐ９４
１）にくわしく記述されているので、ここでは簡単な説
明にとどめる。 アンチブルーミングゲートは、チャージポンプの原理に
より過剰な電子をホールと再結合させ消去してしまうも
のである。第８図はアンチブルーミングゲートの下のポ
テンシャル分布を、横軸を深さ方向に示した図である。 シリコン酸化膜１１と基板１０の界面には、界面トラッ
プ１２が存在する。アンチブルーミングゲート電極９に
正の電圧ＶＡＢＨをかけると、過剰な電荷は電位の井戸
からあふれて界面トラップ１２に捕獲される。次にアン
チブルーミング電極９に負の電圧ＶＡＢＬをかけると、
基板からホールが吸い寄せられ界面トラップに捕獲され
ていた電子と再結合する。このように露光中アンチブル
ーミング電極９に正負のクロックを印加することで、過
剰な電荷は界面トラップを介して消去される。 第９図はこれまでに説明してきた固体撮像素子を用いた
スチルビデオカメラにおける、駆動タイミングを説明す
るタイミングチャートである。 第９図は第４図と対応している。不要電荷除去期間Ｔ、
−Ｔ、では、垂直転送パルスとアンチブルーミングゲー
トパルスは２相で駆動され、また、水平転送パルスは高
速駆動されて不要電荷が除去される。露光期間ではアン
チブルーミングケートのみ駆動され、過剰な電荷が除去
される。 読みだし記録期間Ｔ３〜Ｔ４では１水平期間に１段電荷
が垂直転送され、水平ＣＣＤ２によって信号電荷が出力
アンプ３へ転送さね、電圧に変換されて読み出される。 第１０図は望ましくない雑音電荷であるところのホット
ホール電子の発生について説明するために、第５図にお
けるＹ方向の断面構造を示した図である。第１０図中、
Ｐ＋層１４は、チャンネルストップ領域と呼ばわ画素間
を電気的に分離する層である。すなわち第１０図中でチ
ャンネルストップ１４に囲まれた領域が１画素となる。 第１０図（ａ）はアンチブルーミング電極ΦＡＢに負の
電圧がかかった場合のホールの蓄積動作について説明し
ている。ΦＡＢに負の電圧がかかると、基板からチャン
ネルストップ１４を通じて正の電荷であるホールがシリ
コンとシリコン酸化膜の界面に蓄積される。逆に第１０
図（ｂ）のようにΦＡＢにかかる電圧が正に変化すると
同時にホールはチャンネルストップに戻る。その際ホー
ルは電界に加速され結晶格子に衝突するか、そのときの
エネルギで電子とホールのベアが生じる。 このうちの電子はホットホール電子といい、ＣＣＤの電
荷の井戸に信号電荷とともに蓄積される。この電子は熱
以外の原因で発生する望ましくない暗電荷であり、温度
によらずアンチブルーミングゲートに印加するパルス数
に比例する。 第１１図は固体撮像素子１０１の暗時における１水平ラ
インの出力を示した図である。空読み出しレベルは、水
平ＣＣＤ２の段数が受光部１の水平画素数よりも多いた
めに生じる。水平ＣＣＤは高速で毎ラインクリアされて
いるため、はとんど暗電荷の蓄積がなく出力はほとんど
ゼロである。 次に感光部に蓄積された暗電荷が感光部の黒レベルとし
て出力される。次に０８部の暗電荷レベルが出力される
。ここでしばしば問題になるのが感光部すなわちアルミ
遮光のない部分の暗電圧レベルと０８部すなわちアルミ
遮光の施された部分の暗電圧に段差が生してしまうこと
である。この暗電圧段差の生しる原因はまだ解明されて
いないが、アルミ層のある部分とない部分でシリコンと
シリコン酸化膜の界面の結晶状態になんらかの差が生じ
るためと推測されている。 第１２図は従来例のシャツタ秒時が長いときと短いとき
のアンチブルーミングゲートの駆動タイミングについて
説明する図である。第１２図（ａ）は長秒時露光時のシ
ャツタ開閉タイミング、（ｂ）は長秒時露光時のアンチ
ブルーミングゲートパルスの駆動タイミングを、（ｃ）
は短秒時露光時のシャツタ開閉タイミング、（ｄ）は短
秒時露光時のアンチブルーミングゲートパルスの駆動タ
イミングを示している。長秒時露光では、暗電荷掃き出
し終了後の時刻ｔ１で、シャツタ開に先立って、アンチ
ブルーミングゲートパルスの駆動が開始され、ｔ２でシ
ャッタが開成され、露光が開始される。ｔ５でシャッタ
か閉成され、露光が終了する。ｔ５からｔ６までの間に
アンチブルーミングパルスがｎパルス印加される。これ
は受光部１の電荷を確実に転送可能な電荷量以下にする
ことによって転送時のブルーミングを防ぐためである。 ここでｔｌからｔ５の間にｍパルスが印加されるものと
する。次に１．から蓄積電荷の読み出しが開始される。 短秒時露光では、時刻１、でシャツタ開に先立ってアン
チブルーミングゲートパルスの駆動が開始され、ｔ２で
シャッタが開成され、露光か開始される。ｔ３でシャッ
タが閉成し、露光が終了する。ｔ３からｔ４の間に、前
述の目的でｎパルスが印加される。ｔ、からｔ３の間に
ｍ−にパルスが印加されている。すなわち長秒時露光の
ときは短秒時露光のときよりもにパルス多いアンチブル
ーミングパルスが印加されることになる。このように露
光秒時によって印加されるアンチブルーミングパルス数
が異なると、ホットホール電子の発生量もパルス数に応
じて異なってくる。 〔発明が解決しようとする課題〕 前述した感光部と０８部の暗電圧段差がない場合は問題
ないが、暗電圧段差が大きい素子の場合は画像に問題が
生じる。即ち、撮像信号処理回路２０７では０８部の電
圧を黒基準レベルとして用いるため、長秒時では黒が明
るく浮き上がり短秒時では黒が暗く沈み込むという黒レ
ベルの変動という問題が生じる。白黒の信号処理では黒
レベルの変動だけですむが、固体撮像素子１０１にカラ
ーフィルタを張り合わせカラーの信号処理を施す場合は
、黒の色が変動するいわゆる黒バランスすれという現象
が発生し、更に画像への悪影響が増大する。また、一般
に暗電圧の段差は半導体プロセスのバラツキに対する依
存性が高く、ロフト毎のバラツキが大きく、選別した場
合極端に固体撮像素子の歩留りを低下させてしまう。 本発明は、このような問題を解決するためなされたもの
で、固体撮像素子に感光部と０８部の暗電圧段差があっ
ても、露光秒時の変化に伴う黒レベルの変動の生じない
スチルビデオカメラを提供することを目的とするもので
ある。 （課題を解決するための手段） 本発明は、ＣＣＤの支配的な暗電圧源がホットホール電
子であり、発生暗電圧が温度によらずアンチブルーミン
グパルスのパルス数に比例する特性に着目して、暗電圧
段差があるような固体撮像素子を用いても暗電圧段差が
常に一定になるように、露光秒時にかかわらずアンチブ
ルーミングパルスのパルス数が常に略一定になるよう制
御する手段を用いる。詳しくは、スチルビデオカメラを
つぎの（１）〜（４）のとおりに構成する。 （１）アンチブルーミング電極を有する固体撮像素子を
備え、該固体撮像素子の暗電荷を掃き出した後、所要期
間露光させ、露光完了後に蓄積電荷を読み出し記録する
スチルビデオカメラであって、暗電荷掃き出し終了から
読み出し開始までの期間に、前記アンチブルーミング電
極に印加するパルス数を露光秒時にかかわらず略一定に
制御するパルス数制御手段を備えたスチルビデオカメラ
。 （２） ｕ 記（’ ）において、パルス数制御手段は
、暗電荷掃き出し終了からシャッタ閉成までの期間にお
ける、アンチブルーミングパルス周波数を露光秒時に応
じて変化させるスチルビデオカメラ。 （３）前記（１）において、パルス数制御手段は、シャ
ッタ閉成から蓄積電荷読み出しまでの期間における、ア
ンチブルーミングパルス数を露光秒時に応じて変化させ
るスチルビデオカメラ。 （４）前記（］）において、アンチプルーミング電極に
印加するパルス数の変動が、露光秒時にかかわらず８０
００パルス以下であるスチルビデオカメラ。 （作用） 前記（１）〜（４）の構成により、露光秒時が変化して
も画像信号の黒レベルが変動することがない。 （実施例） 第１図は、本発明の１実施例である“スチルビデオカメ
ラ”のアンチブルーミングパルスを示す図である。全体
構成は第３図のとおりであるが、システム制御回路２１
４の動作が異なる。即ち、短秒時露光時は、ｔ＋、ｔ３
間のアンチブルーミングパルスの周波数を長秒時露光時
より高くして、長秒時露光の時のｔ１〜ｔ６期間におけ
るパルス数ｍと等しいパルス数か１．−１３期間に印加
されるよう、第３図のシステム制御回路２１４を動作さ
せる。システム制御回路２１４は、マイクロコンピュー
タで構成されており、クロック発生回路２０６は、シス
テム制御回路２１４からの命令によってアンチブルーミ
ングパルスを発生するようになっている。したがって、
アンチブルーミングパルスの周波数と印加期間はシステ
ム制御回路２１４のプログラムによって制御される。 クロック発生回路２０６は、システム制御回路２１４よ
り２ビツトのデータを与えることによって、（１）ロー
に固定、（２）２５０ＫＨｚ。 （３）５００Ｋ）Ｉｚ、（４） Ｉ ＭＨｚの４通りの
状態に制御される。したがって、長秒時露光時は、１、
〜ｔ５期間を５００ＫＨ２に設定し、短秒時露光時に、
ｔ１〜ｔ３期間がｔ１〜ｔ５期間の１／２になった場合
は、１．〜ｔ３期間におけるアンチブルーミングパルス
周波数をＩＭＨ２に設定することで、長秒時露光のとき
と短秒時露光のときで、アンチブルーミングパルスのパ
ルス数が等しくなり、暗電圧の段差が等しくなるため、
露光秒時によって黒レベルが変動する問題は生じなくな
る。 第２図は、本発明の第２実施例におけるマルチブルーミ
ンクパルスを示す図である。第１図と異なるのは、短秒
時露光のｔ１〜ｔ３期間のアンチブルーミングパルスの
周波数は変化させずに、ｔ３以降のパルス印加期間を延
ばすことによってトータルのアンチブルーミングパルス
数を一定にしていることである。システム制御回路２０
４が与える情報は、有限のパルス周波数の設定データと
、そのデータを与える期間であり、パルスのカウントは
行わない。したがって本実施例ではアンチブルーミング
パルス数をいかなる場合でも完全に一致させることは難
しい。しかし、シャツタ秒時にかかわらず、アンチブル
ーミングパルス数の変動を、固体撮像素子１０１のバラ
ツキや撮像信号処理回路２０７の利得、黒レベル変動の
許容範囲から決定される所定の範囲内に収めることは充
分可能である。 さらに精度よくパルス数を一致させようとするならば、
図示しないが、アンチブルーミングパルスをカウントし
所定のパルス数に達したらアンチブルーミングパルスの
禁止をする回路を付加することも容易ではあるか、通常
その必要はなく、システム制御回路２１４のプログラム
変更たけて充分な性能を得ることが出来る。実験による
結果では、各露光条件におけるアンチブルーミングパル
ス数の変動を８０００パルス以下に抑えることて充分な
性能を得ることが出来た。８０００パルスの変動を許す
ならば制御プログラムのみでアンチブルーミングパルス
数の変動を抑制することは可能である。尚、本発明は１
相駆動ＣＣＤに限らないことは言うまでもない。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、露光秒時にかかわ
らず常にアンチブルーミングのパルス数を所定のバラツ
キの範囲内に収めるよう制御しているので、たとえ固体
撮像素子に感光部と０８部の暗電圧段差があってもその
段差が常に一定になり、露光秒時による黒レベルの変動
が生しないように出来る。
第１図は本発明の第１実施例のアンチブルーミングパル
スを示す図、第２図は本発明の第２実施例のアンチブル
ーミングパルスを示す図、第３図はスチルビデオカメラ
のブロック図、第４図は同スチルビデオカメラの撮像シ
ーフェンスを示す図、第５図はフルフレーム型ＣＣＤの
構成を示す図、第６図は第５図に示すＣＣＤの構造を示
す図、第７図は第５図に示すＣＣＤの受光部１の構造を
示す図、第８図はアンチブルーミングゲートの下の電位
分布を示す図、第９図はＣＣＤの駆動タイミングを説明
するタイミングチャート、第１０図はホットホール電子
の発生を説明する図、第１１図は感光部と０８部の暗電
圧段差を説明する図、第１２図は従来例のアンチブルー
ミングパルスを示す図である。 １０１−−−−一固体撮像素子 ２０５−−−−一固体撮像素子駆動回路２０６・・・・
・・クロック発生回路 ２１４−・・・・システム制御回路
スを示す図、第２図は本発明の第２実施例のアンチブル
ーミングパルスを示す図、第３図はスチルビデオカメラ
のブロック図、第４図は同スチルビデオカメラの撮像シ
ーフェンスを示す図、第５図はフルフレーム型ＣＣＤの
構成を示す図、第６図は第５図に示すＣＣＤの構造を示
す図、第７図は第５図に示すＣＣＤの受光部１の構造を
示す図、第８図はアンチブルーミングゲートの下の電位
分布を示す図、第９図はＣＣＤの駆動タイミングを説明
するタイミングチャート、第１０図はホットホール電子
の発生を説明する図、第１１図は感光部と０８部の暗電
圧段差を説明する図、第１２図は従来例のアンチブルー
ミングパルスを示す図である。 １０１−−−−一固体撮像素子 ２０５−−−−一固体撮像素子駆動回路２０６・・・・
・・クロック発生回路 ２１４−・・・・システム制御回路
Claims (4)
- （１）アンチブルーミング電極を有する固体撮像素子を
備え、該固体撮像素子の暗電荷を掃き出した後、所要期
間露光させ、露光完了後に蓄積電荷を読み出し記録する
スチルビデオカメラであって、暗電荷掃き出し終了から
読み出し開始までの期間に、前記アンチブルーミング電
極に印加するパルス数を露光秒時にかかわらず略一定に
制御するパルス数制御手段を備えたことを特徴とするス
チルビデオカメラ。 - （２）パルス数制御手段は、暗電荷掃き出し終了からシ
ャッタ閉成までの期間における、アンチブルーミングパ
ルス周波数を露光秒時に応じて変化させるものであるこ
とを特徴とする請求項１記載のスチルビデオカメラ。 - （３）パルス数制御手段は、シャッタ閉成から蓄積電荷
読み出しまでの期間における、アンチブルーミングパル
ス数を露光秒時に応じて変化させるものであることを特
徴とする請求項１記載のスチルビデオカメラ。 - （４）アンチブルーミング電極に印加するパルス数の変
動が、露光秒時にかかわらず８０００パルス以下である
ことを特徴とする請求項１記載のスチルビデオカメラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2263185A JPH04140984A (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | スチルビデオカメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2263185A JPH04140984A (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | スチルビデオカメラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04140984A true JPH04140984A (ja) | 1992-05-14 |
Family
ID=17385952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2263185A Pending JPH04140984A (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | スチルビデオカメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04140984A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9744153B2 (en) | 2008-10-03 | 2017-08-29 | Genzyme Corporation | 2-acylaminopropoanol-type glucosylceramide synthase inhibitors |
-
1990
- 1990-10-02 JP JP2263185A patent/JPH04140984A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9744153B2 (en) | 2008-10-03 | 2017-08-29 | Genzyme Corporation | 2-acylaminopropoanol-type glucosylceramide synthase inhibitors |
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