JPH0449831B2 - - Google Patents
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- JPH0449831B2 JPH0449831B2 JP59016790A JP1679084A JPH0449831B2 JP H0449831 B2 JPH0449831 B2 JP H0449831B2 JP 59016790 A JP59016790 A JP 59016790A JP 1679084 A JP1679084 A JP 1679084A JP H0449831 B2 JPH0449831 B2 JP H0449831B2
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Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
本発明はプルーミングを効果的に抑制し得る撮
像装置に関する。
像装置に関する。
(従来技術)
従来特開昭56−138371号公報に示される如く
CCD等の固体イメージセンサにおいてプルーミ
ング防止の為に、受光面にオーバー・フロー・ド
レインを設ける代わりに表面再結合を利用して過
剰キヤリアを消滅させるものが考えられている。
CCD等の固体イメージセンサにおいてプルーミ
ング防止の為に、受光面にオーバー・フロー・ド
レインを設ける代わりに表面再結合を利用して過
剰キヤリアを消滅させるものが考えられている。
この方法によるものでは、受光面内の開口率を
犠牲にする事がないので感度が高く、又集積度を
向上させる事ができるので水平解像度がアツプす
る、等の利点を有する。
犠牲にする事がないので感度が高く、又集積度を
向上させる事ができるので水平解像度がアツプす
る、等の利点を有する。
第1図〜第3図はこのような表面再結合による
ブルーミング防止方法について説明する為の図
で、第1図は一般的なフレーム・トランスフアー
型CCDの正面図である。
ブルーミング防止方法について説明する為の図
で、第1図は一般的なフレーム・トランスフアー
型CCDの正面図である。
図中1は受光部で、感光性を有する複数の垂直
転送レジスタから成る。
転送レジスタから成る。
又、2は蓄積部で、遮光された複数の垂直転送
レジスタから成る。
レジスタから成る。
3は水平転送レジスタであつて、蓄積部2の各
垂直転送レジスタ内の情報を同時に1ビツトシフ
トする事によりこの水平転送レジスタに取り込
み、次いでレジスタ3を水平転送動作させる事に
より出力アンプ4からビデオ信号を得る事ができ
る。
垂直転送レジスタ内の情報を同時に1ビツトシフ
トする事によりこの水平転送レジスタに取り込
み、次いでレジスタ3を水平転送動作させる事に
より出力アンプ4からビデオ信号を得る事ができ
る。
一般に、受光部1の各垂直転送レジスタ内で形
成された情報は標準テルビジヨン方式における垂
直ブランキング期間内に、蓄積部2に垂直転送さ
れ、次の垂直走査期間内に水平転送レジスタ3よ
り順次1行ずつ読み出される。
成された情報は標準テルビジヨン方式における垂
直ブランキング期間内に、蓄積部2に垂直転送さ
れ、次の垂直走査期間内に水平転送レジスタ3よ
り順次1行ずつ読み出される。
尚、ここで受光部1、蓄積部2、水平転送レジ
スタ3は夫々2相駆動されるものとし、夫々の転
送電極をP1,P2,P3,P4,P5,P6とし、その転
送クロツクを(φp1,φp2),(φp3,φp4),(φp5
,
φp6)とする。
スタ3は夫々2相駆動されるものとし、夫々の転
送電極をP1,P2,P3,P4,P5,P6とし、その転
送クロツクを(φp1,φp2),(φp3,φp4),(φp5
,
φp6)とする。
第2図はこのような転送電極P1〜P6下のポテ
ンンシヤル・プロフイールを示す図であつて、例
えばP型シリコン基板6に絶縁層5を介して設け
られた各電極下には、イオン注入等により電子か
ら見てポンテンシヤルの低い部分と高い部分とが
形成されており、例えば電極P2,P4,P6にロー
レベルの電圧−V1印加し、電極P1,P3,P5にハ
イレベルの電圧V2を印加した時には、図中実線
のようなポテンシヤルが形成される。又、電極
P1,P3,P5にローレベル電圧V1を印加し、電極
P2,P4,P6にハイレベル電圧V2印加した場合に
は図中破線のようなポテンシヤルが形成される。
ンンシヤル・プロフイールを示す図であつて、例
えばP型シリコン基板6に絶縁層5を介して設け
られた各電極下には、イオン注入等により電子か
ら見てポンテンシヤルの低い部分と高い部分とが
形成されており、例えば電極P2,P4,P6にロー
レベルの電圧−V1印加し、電極P1,P3,P5にハ
イレベルの電圧V2を印加した時には、図中実線
のようなポテンシヤルが形成される。又、電極
P1,P3,P5にローレベル電圧V1を印加し、電極
P2,P4,P6にハイレベル電圧V2印加した場合に
は図中破線のようなポテンシヤルが形成される。
従つて電極P1,P3,P5と電極P2,P4,P6とに
交番電圧を互いに逆位相で印加する事によりキヤ
リアは一方向(図では右方向)に順次転送されて
いく。
交番電圧を互いに逆位相で印加する事によりキヤ
リアは一方向(図では右方向)に順次転送されて
いく。
又、図中一点鎖線は電極に大きな正の電圧V3
を印加した場合のポテンシヤルを示し、このポテ
ンシヤルのウエルは反転状態となる為、所定量以
上の過剰なキヤリアは多数キヤリアと再結合し消
滅してしまう。
を印加した場合のポテンシヤルを示し、このポテ
ンシヤルのウエルは反転状態となる為、所定量以
上の過剰なキヤリアは多数キヤリアと再結合し消
滅してしまう。
第3図はこのような電極電圧と内部のポテンシ
ヤルの形状を半導体基板6の厚さ方向について示
した図で、図のように電極電圧V3に対してはポ
テンシヤル・ウエルは浅くなり、過剰キヤリア絶
縁層との界面において多数キヤリアと再結合する
第2の状態となる。
ヤルの形状を半導体基板6の厚さ方向について示
した図で、図のように電極電圧V3に対してはポ
テンシヤル・ウエルは浅くなり、過剰キヤリア絶
縁層との界面において多数キヤリアと再結合する
第2の状態となる。
一方、電極電圧−V1においては第1の状態と
してのアキユムレーシヨン状態となり、界面周辺
に多数キヤリアが集まり易くなり、例えば不図示
のチヤネル・ストツパー領域からこの多数キヤリ
アが供給される。
してのアキユムレーシヨン状態となり、界面周辺
に多数キヤリアが集まり易くなり、例えば不図示
のチヤネル・ストツパー領域からこの多数キヤリ
アが供給される。
従つて例えば電極P2に電圧−V1を印加する事
によつてバリアを形成した状態で、電圧P1に電
圧−V1とV3とを交互に印加する事により、電極
P1蓄積される小数キヤリアは所定量以下に制御
される。
によつてバリアを形成した状態で、電圧P1に電
圧−V1とV3とを交互に印加する事により、電極
P1蓄積される小数キヤリアは所定量以下に制御
される。
しかし、このような電荷再結合を用いたイメー
ジセンサーでは再結合の為のクロツク信号が出力
信号に混入し雑音になるという欠点があつた。
ジセンサーでは再結合の為のクロツク信号が出力
信号に混入し雑音になるという欠点があつた。
(目的)
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し得
る撮像装置を提供する事を目的としている。
る撮像装置を提供する事を目的としている。
特にノズル及び消費電力の少ない撮像装置を提
供する事を目的としている。
供する事を目的としている。
(実施例)
以下実施例に基づき本発明を説明する。
第4図は本発明に係る撮像素子を用いた撮像装
置の一例を示す図である。本実施例では一相駆動
方式のフレームトランスフアー型CCDの場合に
つき説明する。
置の一例を示す図である。本実施例では一相駆動
方式のフレームトランスフアー型CCDの場合に
つき説明する。
図中第1〜第3図と同じ符番のものは同じ要素
を示す。
を示す。
UODは受光部1の蓄積部2に対して反対側に
設けられた過剰電荷排出用のオーバー・フロー・
ドレインであつて、一定の正電VODによりバイア
スされている。
設けられた過剰電荷排出用のオーバー・フロー・
ドレインであつて、一定の正電VODによりバイア
スされている。
本実施例では受光部に転送クロツクφPIと共に、
過剰電荷を表面再結合中心でホールと再結合させ
て消滅する為のクロツクφABが印加されている。
過剰電荷を表面再結合中心でホールと再結合させ
て消滅する為のクロツクφABが印加されている。
又、蓄積部2、水平転送レジスタ3には夫々転
送用とクロツクφPS,φSが印加されている。
送用とクロツクφPS,φSが印加されている。
CKDはこれらのクロツクパルスφPI,φAB,φPS,
φS等を撮像素子に供給する為の制御手段としての
クロツクドライバー、CKGはこれらのパルスを
形成する為のタイミング信号を発生するクロツク
ジエネレータ、PAPはプロセスアンプ、ECDは
エンコーダーであつて、アンプPAPを介したビ
デオ信号はこのエンコーダによつて例えばNTSC
信号のような標準テレビジヨン方式の信号に変換
される。
φS等を撮像素子に供給する為の制御手段としての
クロツクドライバー、CKGはこれらのパルスを
形成する為のタイミング信号を発生するクロツク
ジエネレータ、PAPはプロセスアンプ、ECDは
エンコーダーであつて、アンプPAPを介したビ
デオ信号はこのエンコーダによつて例えばNTSC
信号のような標準テレビジヨン方式の信号に変換
される。
MSはクロツクドライバーCKDによる各種パル
スの出力状態を切換える為のモード設定回路であ
り、再結合用のクロツクφABの周波数を切換え得
る。又、該モード設定回路はアナログゲートAG
の開閉を制御する。
スの出力状態を切換える為のモード設定回路であ
り、再結合用のクロツクφABの周波数を切換え得
る。又、該モード設定回路はアナログゲートAG
の開閉を制御する。
RCCは記録装置である。又、SW1は指示手段
としてのスチル信号の形成及び記録を行なわせる
スイツチで、このスイツチをONすると、後述の
如く自動的にモード設定回路をスチル用のモード
に設定し、ドライバCKDを制御すると共に設定
のタイミングで1フイールド又は1フレーム期間
ゲートAGを開く。
としてのスチル信号の形成及び記録を行なわせる
スイツチで、このスイツチをONすると、後述の
如く自動的にモード設定回路をスチル用のモード
に設定し、ドライバCKDを制御すると共に設定
のタイミングで1フイールド又は1フレーム期間
ゲートAGを開く。
第5図は受光部1と蓄積部2の境界領域の断面
の電極構造及びポテンシヤルの概略を示す図であ
る。
の電極構造及びポテンシヤルの概略を示す図であ
る。
図中PPIは受光部の転送クロツクφPIを印加する
転送電極、PABは再結合クロツクφABを印加する為
の再結合手段としての再結合制御電極、PPSは蓄
積部の転送クロツクφPSを印加する転送電極、6
Eはオーバー・フロー・ドレインをを構成する
n+領域である。
転送電極、PABは再結合クロツクφABを印加する為
の再結合手段としての再結合制御電極、PPSは蓄
積部の転送クロツクφPSを印加する転送電極、6
Eはオーバー・フロー・ドレインをを構成する
n+領域である。
図の実線のポテンシヤル状態はφPI,φPSとして
ローレベルの電圧を印加し、φABとしてハイレベ
ルの電圧を印加した場合のものであり、破線は
φPI,φPSをハイレベル、φABをローレベルとした
場合のものである。
ローレベルの電圧を印加し、φABとしてハイレベ
ルの電圧を印加した場合のものであり、破線は
φPI,φPSをハイレベル、φABをローレベルとした
場合のものである。
尚、基板6内にはイオン注入により図示のよう
なポテンシヤルの階段が形成されている。又、電
極PPI,PPS,PABによつて蔽われていない絶縁層
の下部即ち絶縁層と半導体基板との境界部分には
図示していないが、仮想電極
(Virtualelectrode)を構成する為の例えばP型
反転層が形成されている。
なポテンシヤルの階段が形成されている。又、電
極PPI,PPS,PABによつて蔽われていない絶縁層
の下部即ち絶縁層と半導体基板との境界部分には
図示していないが、仮想電極
(Virtualelectrode)を構成する為の例えばP型
反転層が形成されている。
従つて電極に蔽われていない半導体領域内のポ
テンシヤルは各電極へのバイアスによつて変化し
ないようになつている。
テンシヤルは各電極へのバイアスによつて変化し
ないようになつている。
第6図は第5図示の領域における電極パターン
の例を示す図である。
の例を示す図である。
CSはチヤネルストツプであつて、水平方向の
電荷の移動を阻止する。
電荷の移動を阻止する。
第4〜第6図示の実施例によれば、電荷再結合
の為の電極PABの巾を転送電極PPIの巾よりも充分
小さくできるので過剰電荷を除去する場合に除去
効率を高くできる。
の為の電極PABの巾を転送電極PPIの巾よりも充分
小さくできるので過剰電荷を除去する場合に除去
効率を高くできる。
又、一相駆動方式のCCDイメージセンサに於
いて電荷の再結合動作を転送動作と独立して行な
う事ができる。
いて電荷の再結合動作を転送動作と独立して行な
う事ができる。
しかも、本実施例の撮像素子の再結合制御用構
造はチヤネルストツプと同一プロセスで製造可能
な電荷用のポリシリコンゲート形成ステツプ及び
内部ポテンシヤルの階段を形成する為のイオン注
入ステツプで形成する事ができる。
造はチヤネルストツプと同一プロセスで製造可能
な電荷用のポリシリコンゲート形成ステツプ及び
内部ポテンシヤルの階段を形成する為のイオン注
入ステツプで形成する事ができる。
次に第7図はスイツチSW1がOFFのとき、即
ちムービー撮影モードにおいて第4図示の撮像阻
止を駆動する為にクロツクドライバーCKDより
出力されるクロツクパルスφAB,φPI,φPS,φS及
びアンプ4の出力VOUT等の波形図である。
ちムービー撮影モードにおいて第4図示の撮像阻
止を駆動する為にクロツクドライバーCKDより
出力されるクロツクパルスφAB,φPI,φPS,φS及
びアンプ4の出力VOUT等の波形図である。
1テレビジヨンフイールド毎に得られる垂直同
期信号VDに同期して時刻t1〜t3及びt4〜t6の間に
垂直ブランキング信号VBLKが出力される。
期信号VDに同期して時刻t1〜t3及びt4〜t6の間に
垂直ブランキング信号VBLKが出力される。
又、HBLKは水平ブランキング信号である。先
ず時刻〜t1,t3〜t4,t6〜にかけての蓄積期間中
にφPIのレベルを−V1とV2の略中間レベルである
V5レベルに固定する。又、各蓄積期間の終了点
でフイールド毎にφPIを立上げるか、立下げるか
を切換えている。
ず時刻〜t1,t3〜t4,t6〜にかけての蓄積期間中
にφPIのレベルを−V1とV2の略中間レベルである
V5レベルに固定する。又、各蓄積期間の終了点
でフイールド毎にφPIを立上げるか、立下げるか
を切換えている。
これにつき説明すると、蓄積期間中はφPIをV5
レベルにする事により、第8図aに示す如く、転
送電極PPI下の基板内と仮想電極下の基板内に
夫々ポテンシヤルウエルA,Cが形成され、夫々
のウエルに電極が蓄積される。
レベルにする事により、第8図aに示す如く、転
送電極PPI下の基板内と仮想電極下の基板内に
夫々ポテンシヤルウエルA,Cが形成され、夫々
のウエルに電極が蓄積される。
この蓄積期間の内の各水平ブランキング期間に
第7図の如く、パルスφABが複数個供給される為
電極PAB下のポテンシヤルは第8図aのように上
下するが、このポテンシヤルが下がつた時にでき
るウエルB内の電荷の内絶縁層5近傍に集められ
た過剰電荷はポテンシヤルが上がつた時にはホー
ルと再結合するので消滅し、ウエルAには漏れ込
まない。
第7図の如く、パルスφABが複数個供給される為
電極PAB下のポテンシヤルは第8図aのように上
下するが、このポテンシヤルが下がつた時にでき
るウエルB内の電荷の内絶縁層5近傍に集められ
た過剰電荷はポテンシヤルが上がつた時にはホー
ルと再結合するので消滅し、ウエルAには漏れ込
まない。
次いで時刻t1〜t2及びt4〜t5にかけてφABを複数
パルス供給する事により垂直転送直前の過剰電荷
を除去する。
パルス供給する事により垂直転送直前の過剰電荷
を除去する。
更に、時刻t2〜t3及びt5〜t6の間に受光部1と
蓄積部2の垂直方向の画素数に相当する数のクロ
ツクφPI,φPSが同相で供給される。
蓄積部2の垂直方向の画素数に相当する数のクロ
ツクφPI,φPSが同相で供給される。
これにより受光部1内の各画素セル内の電荷は
蓄積部内の対応する蓄積セル内に転送されて蓄積
される。
蓄積部内の対応する蓄積セル内に転送されて蓄積
される。
この時、本発明では再結合電極PABに印加する
クロツクφABをV4に固定する。
クロツクφABをV4に固定する。
この電圧V4は例えば第9図示の如く電極PAB下
のポテンシヤルレベルが仮想電極部のポテンシヤ
ルレベルの上限と下限の間に位置するような電圧
値である。
のポテンシヤルレベルが仮想電極部のポテンシヤ
ルレベルの上限と下限の間に位置するような電圧
値である。
ここで前述した如く、各蓄積期間の終了時点で
φPIを立上げるか、立下げるかをフイールド毎に
切換えている。
φPIを立上げるか、立下げるかをフイールド毎に
切換えている。
即ち、第7図時刻t1までの第1フイールドの蓄
積期間中にウエルA,C(もしくはB)にはいる
電荷量をそれぞれ第8図aのようにA1NT,B1NT,
C1NTとする。次に第7図時刻t2から始まる垂直転
送時は第8図bに示すごとく、転送のはじめに
φPIを中間レベルV5からV2レベルに立上げること
によつて′と,′と…の部分に蓄積された
電荷が加算され、蓄積部に転送されていく。又、
第2フイールドは転送のはじめにφPIを中間レベ
ルV5から−V1に立下げることによつてと′,
と′,と′…の部分に蓄積された電荷を加
算する。
積期間中にウエルA,C(もしくはB)にはいる
電荷量をそれぞれ第8図aのようにA1NT,B1NT,
C1NTとする。次に第7図時刻t2から始まる垂直転
送時は第8図bに示すごとく、転送のはじめに
φPIを中間レベルV5からV2レベルに立上げること
によつて′と,′と…の部分に蓄積された
電荷が加算され、蓄積部に転送されていく。又、
第2フイールドは転送のはじめにφPIを中間レベ
ルV5から−V1に立下げることによつてと′,
と′,と′…の部分に蓄積された電荷を加
算する。
このようにフイールド毎に加算される電荷の組
み合わせを変えることによつてインタレース、動
作をおこなわせる。
み合わせを変えることによつてインタレース、動
作をおこなわせる。
このように構成することにより少ない画素数で
インターレース効果を持たせる事ができると共
に、暗電流レベルもフイールド毎に変化せず、フ
リツカも生じにくい。
インターレース効果を持たせる事ができると共
に、暗電流レベルもフイールド毎に変化せず、フ
リツカも生じにくい。
垂直転送が終了すると、時刻t3〜t4,t6〜の間
にクロツクφPSとφSとによつて蓄積部の電荷が水
平周期に同期して1行ずつ読み出され、水平ライ
ン信号として出力される。この期間t2〜t3,t6〜
は標準テレビジヨン信号の垂直走査期間に相当し
ている。
にクロツクφPSとφSとによつて蓄積部の電荷が水
平周期に同期して1行ずつ読み出され、水平ライ
ン信号として出力される。この期間t2〜t3,t6〜
は標準テレビジヨン信号の垂直走査期間に相当し
ている。
次に第10図はスチルモード撮影を行なう為に
スイツチSW1をONした場合のタイミングチヤ
ートである。任意の時刻t0にスイツチSW1を
ONすると次の垂直ブランキングパルスVBLKの立
下り(時刻t3)及び更に次の立下り(時刻t6)に
同期して設定回路MSより後述のスチルモード用
のMODEφの信号が出力される。
スイツチSW1をONした場合のタイミングチヤ
ートである。任意の時刻t0にスイツチSW1を
ONすると次の垂直ブランキングパルスVBLKの立
下り(時刻t3)及び更に次の立下り(時刻t6)に
同期して設定回路MSより後述のスチルモード用
のMODEφの信号が出力される。
このMODEφの信号は、夫々次の垂直ブランキ
ングパルスVBLKの立上り時点t4,t11まで保持され
る。
ングパルスVBLKの立上り時点t4,t11まで保持され
る。
このうち時刻t3〜t4にかけてMODEφが出力さ
れている間にはφABはクロツク周期の高速のパル
スが常時供給される。
れている間にはφABはクロツク周期の高速のパル
スが常時供給される。
又、時刻t6〜t11にかけてMODEφの信号が出力
されている間、φABは電位V3に又、φPIは電位V2
に固定される。又、この間アナログゲートAGが
ONとなる。
されている間、φABは電位V3に又、φPIは電位V2
に固定される。又、この間アナログゲートAGが
ONとなる。
その他のパルスに関しては、第7図と同様であ
る。
る。
従つてスイツチSW1をONとした後の1フイ
ールドをパルスφPS,φSにより読み出す間には再
結合が最大能力を発揮し、この間に受光部1で形
成される画像にはプルーミングが発生しない。
ールドをパルスφPS,φSにより読み出す間には再
結合が最大能力を発揮し、この間に受光部1で形
成される画像にはプルーミングが発生しない。
但し、この間に読み出される信号はノズルが重
畳するので画面には縦縞が出るが1/60秒なのでほ
ぼ無視し得る。
畳するので画面には縦縞が出るが1/60秒なのでほ
ぼ無視し得る。
又、このようにして形成された画像信号は時刻
t6〜t11にかけてパルスφPS,φSにより読み出され、
この間ゲートAGが開くので記録装置RCCに記録
される。
t6〜t11にかけてパルスφPS,φSにより読み出され、
この間ゲートAGが開くので記録装置RCCに記録
される。
このように本実施例ではムービーモードで画像
形成中に行なう再結合の能力に対し、スチルモー
ドで画像形成中に行なう再結合の能力を高くした
のでスチル画像の画質が向上する。又、このムー
ビーモードの画像読み出し中のノイズを低減する
ことができる。
形成中に行なう再結合の能力に対し、スチルモー
ドで画像形成中に行なう再結合の能力を高くした
のでスチル画像の画質が向上する。又、このムー
ビーモードの画像読み出し中のノイズを低減する
ことができる。
更に、ムービーモードでは水平ブランキング期
間中のみφABを供給しているので読み出し中のノ
イズは画面上には現われない。
間中のみφABを供給しているので読み出し中のノ
イズは画面上には現われない。
尚、本実施例ではφABによる再結合能力を制御
する為に画像形成時間中におけるφABのパルス数
を制御しているが、例えばφABのP−P値(突頭
値)を制御しても良い。
する為に画像形成時間中におけるφABのパルス数
を制御しているが、例えばφABのP−P値(突頭
値)を制御しても良い。
即ちスチールモードの画像形成期間中ではφAB
のP−P値を大きくし、ムービーモードの場合に
はφABのP−P値を小さくしても良い。
のP−P値を大きくし、ムービーモードの場合に
はφABのP−P値を小さくしても良い。
又、本実施例ではムービーモードにおいて画像
形成期間中のφABのパル数を減少させ、かつ読み
出し中のノズルを解消する為に水平ブランキング
期間中にφABを供給しているが、ムービーモード
の画像形成時間中のほぼ全期間にわたつてスチル
モードに比べて低い周波数のφABを供給するよう
にしても良い。
形成期間中のφABのパル数を減少させ、かつ読み
出し中のノズルを解消する為に水平ブランキング
期間中にφABを供給しているが、ムービーモード
の画像形成時間中のほぼ全期間にわたつてスチル
モードに比べて低い周波数のφABを供給するよう
にしても良い。
本発明に係る再結合能力はこのようなφABのP
−P値、周波数等によるものを含む。
−P値、周波数等によるものを含む。
尚、この間特に時刻t6〜t11にかけてφABは一定
レベルなので信号VOUT読み出し中にノイズが乗
ることがなく、又消費電力もセーブできる。
レベルなので信号VOUT読み出し中にノイズが乗
ることがなく、又消費電力もセーブできる。
又、この間(t6〜t11)において受光部1内のポ
テンシヤルバリアはほとんどの間蓄積部2のバリ
アよりも低くなつている。即ち、第5図において
領域Xのポテンシヤルは破線の如くなつており、
領域Yのポテンシヤルは実線の如くなつているの
で、たとえφABが動作していなくてもオーバーフ
ローした電荷は蓄積部にはほとんど漏れ込まな
い。
テンシヤルバリアはほとんどの間蓄積部2のバリ
アよりも低くなつている。即ち、第5図において
領域Xのポテンシヤルは破線の如くなつており、
領域Yのポテンシヤルは実線の如くなつているの
で、たとえφABが動作していなくてもオーバーフ
ローした電荷は蓄積部にはほとんど漏れ込まな
い。
又、受光部1の蓄積部2と逆側にオーバーフロ
ードレインを設けているので、受光部1内のオー
バーフローした電荷は電源VODに排出されてしま
う。
ードレインを設けているので、受光部1内のオー
バーフローした電荷は電源VODに排出されてしま
う。
尚、蓄積部内の領域Xのポテンシヤルはパルス
φPSにより水平ブランキング期間だけ下がるが、
有効な画像信号(時刻t1までに形成された画像信
号)はその都度蓄積部2内を第4図下方に移動し
ていくので、このパルスφPSがハイレベルの間に
受光部1より漏れ込む電荷は無視し得る。
φPSにより水平ブランキング期間だけ下がるが、
有効な画像信号(時刻t1までに形成された画像信
号)はその都度蓄積部2内を第4図下方に移動し
ていくので、このパルスφPSがハイレベルの間に
受光部1より漏れ込む電荷は無視し得る。
次にクロツクドライバーCKDの構成例を第1
1図に示すと共に、そのタイミングチヤートを第
12図に示す。第11、第12図中φDは1水平
期間に2回発生するパルス、TRGはフレーム転
送を行なう為のフレーム転送トリガーパルスであ
つて、一般には垂直ブランキング期間或いはこれ
に関連したタイミングで出力される。
1図に示すと共に、そのタイミングチヤートを第
12図に示す。第11、第12図中φDは1水平
期間に2回発生するパルス、TRGはフレーム転
送を行なう為のフレーム転送トリガーパルスであ
つて、一般には垂直ブランキング期間或いはこれ
に関連したタイミングで出力される。
又、このパルスTRGは例えば特願昭58−61098
号に示されるように垂直ブランキング期間以外の
任意のタイミングで出力されるものであつても良
い。その場合には、画像蓄積時間をこのパルス
TRGのタイミングによつて制御することもでき
る。
号に示されるように垂直ブランキング期間以外の
任意のタイミングで出力されるものであつても良
い。その場合には、画像蓄積時間をこのパルス
TRGのタイミングによつて制御することもでき
る。
又、D1〜D5はDフリツプフロツプ、OR1〜
OR4はORゲート、CNTはカウンタ、SGはφPI,
φPSを形成するパルス発生回路、SW2〜SW5はア
ナログスイツチ、DIV1・DIV2は1/2分周器、A
1〜A9はANDゲート、NOR1はNORゲート
である。
OR4はORゲート、CNTはカウンタ、SGはφPI,
φPSを形成するパルス発生回路、SW2〜SW5はア
ナログスイツチ、DIV1・DIV2は1/2分周器、A
1〜A9はANDゲート、NOR1はNORゲート
である。
DフリツプフロツプD1はパルスTRGをクロ
ツクとし、入力Dは常にハイレベルになつている
為、TRGによるトリガ(時刻t7)で出力T1が
ハイレベルとなる。
ツクとし、入力Dは常にハイレベルになつている
為、TRGによるトリガ(時刻t7)で出力T1が
ハイレベルとなる。
したがつて、DフリツプフロツプD2,D3に
よりクロツクφD2ケ分だけ遅れて(時刻t3)T
2が発生し、これによつてD1はクリアされ、T
1はローレベルとなる。このT1のハイレベル区
間の長さはDフリツプフロツプの数の増減によつ
て減少又は増大させ得る。本例ではこの区間t7〜
t6を1水平期間としているが、D2を略せば1/2H
区間となる。T2ハイレベルになつた後、時刻t9で
DフリツプフロツプD4の出力T3ハイレベルと
なり、所定のクロツクの後、カウンタCNTの出
力CARRYによつてフリツプフロツプD3,D4
がクリアされ(時刻t10)T2,T3がローレベ
ルになつてフレーム転送は終了する。
よりクロツクφD2ケ分だけ遅れて(時刻t3)T
2が発生し、これによつてD1はクリアされ、T
1はローレベルとなる。このT1のハイレベル区
間の長さはDフリツプフロツプの数の増減によつ
て減少又は増大させ得る。本例ではこの区間t7〜
t6を1水平期間としているが、D2を略せば1/2H
区間となる。T2ハイレベルになつた後、時刻t9で
DフリツプフロツプD4の出力T3ハイレベルと
なり、所定のクロツクの後、カウンタCNTの出
力CARRYによつてフリツプフロツプD3,D4
がクリアされ(時刻t10)T2,T3がローレベ
ルになつてフレーム転送は終了する。
φPI,φPS等はφPI,φPS発生回路SGで第7図示の如
く発生し得るので、ここでは特に示さない。
く発生し得るので、ここでは特に示さない。
水平ブランキグ信号HBLKはアンドゲートA1
を介することによつてT2がハイレベルの間ロー
レベルとされており、アンドゲートA1の出力は
オアゲートOR2においてT1との論理和により
T4となる。
を介することによつてT2がハイレベルの間ロー
レベルとされており、アンドゲートA1の出力は
オアゲートOR2においてT1との論理和により
T4となる。
従つてT4は垂直転送区間t8〜t10を除く水平ブ
ランキング期間と、出力T2の直前部分の出力T
1のハイレベル期間t7〜t8、いずれかの期間ハイ
レベルとなる。
ランキング期間と、出力T2の直前部分の出力T
1のハイレベル期間t7〜t8、いずれかの期間ハイ
レベルとなる。
クロツク信号CLK、分周器DIV1・DIV2の
分周信号及びモード設定回路MSの出力はAND
ゲートA2〜A5に供給されており、次のような
関係が成り立つ。
分周信号及びモード設定回路MSの出力はAND
ゲートA2〜A5に供給されており、次のような
関係が成り立つ。
即ち、モード設定回路MSよりの出力SEL1=
H、SELφ=H(以降MODE3と呼ぶ)のとき、
ORゲートOR3の出力T5としてはクロツク
CLKがそのまま出力され、SEL1=H、SELφ=
L(以降MODE2と呼ぶ)のときT5はクロツク
CLK1/2分周出力となる。
H、SELφ=H(以降MODE3と呼ぶ)のとき、
ORゲートOR3の出力T5としてはクロツク
CLKがそのまま出力され、SEL1=H、SELφ=
L(以降MODE2と呼ぶ)のときT5はクロツク
CLK1/2分周出力となる。
又、SEL1=L、SELφ=H(以降MODE1と
呼ぶ)のときT5はクロツクCLKの1/4分周出力
となり、SEL=L、SELφ=L(以降MODEφと
呼ぶ)のときA5は常にHレベルとなる。
呼ぶ)のときT5はクロツクCLKの1/4分周出力
となり、SEL=L、SELφ=L(以降MODEφと
呼ぶ)のときA5は常にHレベルとなる。
尚、T1は垂直転送の直前にφABを供給する為
のタイミングパルスでハイレベルの間にφABを供
給する。
のタイミングパルスでハイレベルの間にφABを供
給する。
又、T3は垂直転送の為のタイミングパルスで
ハイレベルの間にφPI,φPSによる垂直転送を行な
わせる。
ハイレベルの間にφPI,φPSによる垂直転送を行な
わせる。
尚、第4図示スイツチSW1がOFFのムービー
モードの間はモード設定回路により選択されたモ
ードMODE1〜3に応じてφABの周期が決まり、
第7図示の如きタイミングでφABが供給される。
モードの間はモード設定回路により選択されたモ
ードMODE1〜3に応じてφABの周期が決まり、
第7図示の如きタイミングでφABが供給される。
又、φPI,φPSが発生回路SGより出力される。
これらのパルスのタイミングは第7図示のような
ものである。
これらのパルスのタイミングは第7図示のような
ものである。
又、一旦スイツチSW1がONすると、その直
後の垂直走査期間回路MSの出力がMODEφとな
るので、SEL1=L、SELφ=Lとなり、出力T
7がハイレベルとなる。
後の垂直走査期間回路MSの出力がMODEφとな
るので、SEL1=L、SELφ=Lとなり、出力T
7がハイレベルとなる。
フリツプフロツプD5はこのT7の立上りで動
作し、初期状態は、Q=L、=Hとしてあると
すると、次のT7の立上り時刻t6までD5の出力
Qはハイレベルなる。従つて時刻t3〜t4の間はア
ンドゲートA7はハイレベル、A8はローレベル
を出力する。
作し、初期状態は、Q=L、=Hとしてあると
すると、次のT7の立上り時刻t6までD5の出力
Qはハイレベルなる。従つて時刻t3〜t4の間はア
ンドゲートA7はハイレベル、A8はローレベル
を出力する。
一方、時刻t6〜t11の間はアンドゲートA7はロ
ーレベル、A8はハイレベルを出力する。ゲート
A7がハイレベルの間アンドゲートA9はクロツ
ク信号CLKをオアゲートOR4に導くのでこれに
よりクロツクCLKがハイレベルの間はスイツチ
SW3が閉じてφAB=+V3、クロツクCLKがロー
レベルの間はスイツチSW5が閉じてφAB=−V1
となる。
ーレベル、A8はハイレベルを出力する。ゲート
A7がハイレベルの間アンドゲートA9はクロツ
ク信号CLKをオアゲートOR4に導くのでこれに
よりクロツクCLKがハイレベルの間はスイツチ
SW3が閉じてφAB=+V3、クロツクCLKがロー
レベルの間はスイツチSW5が閉じてφAB=−V1
となる。
尚、NORゲートNOR1はT2がハイレベルでな
い時開いている。T2がハイレベルの間はスイツ
チSW4が閉じ、φAB=+V4に固定される。又、
T2がハイレベルになる直前のT1のハイレベル
期間にはφABが高速で供給されるのでスミアやブ
ルーミングを防止できる。又、時刻t6〜t11にかけ
てはアンドゲートA8がハイレベルとなるのでこ
の間はスイツチSW3が閉じφABは電位V3となる。
又、この間アナログスイツチSW2がb側に切換
わり、φPIは電位+V2に固定される。
い時開いている。T2がハイレベルの間はスイツ
チSW4が閉じ、φAB=+V4に固定される。又、
T2がハイレベルになる直前のT1のハイレベル
期間にはφABが高速で供給されるのでスミアやブ
ルーミングを防止できる。又、時刻t6〜t11にかけ
てはアンドゲートA8がハイレベルとなるのでこ
の間はスイツチSW3が閉じφABは電位V3となる。
又、この間アナログスイツチSW2がb側に切換
わり、φPIは電位+V2に固定される。
以上説明した如く、本実施例ではパルスφABが
フレーム電送期間の直前に所定期間供給され、転
送直前の過剰電荷が解除されるのでスミア或いは
ブルーミングを起こす事がない。
フレーム電送期間の直前に所定期間供給され、転
送直前の過剰電荷が解除されるのでスミア或いは
ブルーミングを起こす事がない。
又、撮像素子からのビデオ出力を1フイールド
又は、1フイールドだけ記録する場合にφABを所
定の画像形成期間中常時高速で数多く供給し、こ
の形成された画像を記録する間はφABを一定電位
に保持しているので節電でき、しかもノイズが混
入しない。又、画像形成中にはブルーミングを安
定に除去できる。又、受光部で形成された画像を
読み出す間受光部内のポテンシヤルバリアが蓄積
部内のポテンシヤルバリアよりほとんどの時間低
くなるようにされているので、信号読み出し中に
おけるプルーミングの撮影が蓄積部からの読み出
し信号に及ばない。
又は、1フイールドだけ記録する場合にφABを所
定の画像形成期間中常時高速で数多く供給し、こ
の形成された画像を記録する間はφABを一定電位
に保持しているので節電でき、しかもノイズが混
入しない。又、画像形成中にはブルーミングを安
定に除去できる。又、受光部で形成された画像を
読み出す間受光部内のポテンシヤルバリアが蓄積
部内のポテンシヤルバリアよりほとんどの時間低
くなるようにされているので、信号読み出し中に
おけるプルーミングの撮影が蓄積部からの読み出
し信号に及ばない。
更に又、受光部の蓄積部と反対側にオーバーフ
ロードレインを設けているので、この間のオーバ
ーフロー電荷を速やかに除去できる。
ロードレインを設けているので、この間のオーバ
ーフロー電荷を速やかに除去できる。
尚、以上の説明では一相駆動方式のフレーム転
送型CCDの例について述べたが、本発明は多相
駆動方式のCCDイメージセンサーにおいても同
様に適用可能であることは言うまでもない。又、
CCDに限らず画像信号を電荷に変換して蓄積す
るタイプのイメージセンサー全てに適用可能であ
る事も明らかである。又、本実施例ではスチルモ
ードで1フイールド期間分の画像を記録するよう
に構成したが2フイールド分の画像を形成し、こ
れを記録するシステルにおいても適用可能である
ことは言うまでもない。又、本実施例では
MODEφの間φPI=V2,φAB=V3としているが、
φPI=V5,φAB=V4としても蓄積部内のバリアよ
りは低くなるので同様の効果が得られる。又、本
実施例では、モード設定手段から信号SEL1,
SELφによりφABだけでなく、φPIのポテンシヤル
レベルをコントロールできるようにしているの
で、クロツクドライバーの入力ピン数を減少する
ことができる。
送型CCDの例について述べたが、本発明は多相
駆動方式のCCDイメージセンサーにおいても同
様に適用可能であることは言うまでもない。又、
CCDに限らず画像信号を電荷に変換して蓄積す
るタイプのイメージセンサー全てに適用可能であ
る事も明らかである。又、本実施例ではスチルモ
ードで1フイールド期間分の画像を記録するよう
に構成したが2フイールド分の画像を形成し、こ
れを記録するシステルにおいても適用可能である
ことは言うまでもない。又、本実施例では
MODEφの間φPI=V2,φAB=V3としているが、
φPI=V5,φAB=V4としても蓄積部内のバリアよ
りは低くなるので同様の効果が得られる。又、本
実施例では、モード設定手段から信号SEL1,
SELφによりφABだけでなく、φPIのポテンシヤル
レベルをコントロールできるようにしているの
で、クロツクドライバーの入力ピン数を減少する
ことができる。
(効果)
本発明によればスチル画像を形成する間は画像
形成期間における再結合能力を高めているのでス
チル画像のブルーミングを安定に防止できムービ
ー画像を形成する場合には画像形成期間における
再結合能力を低下させているので読み出し時のノ
ズルを減らす事ができる。
形成期間における再結合能力を高めているのでス
チル画像のブルーミングを安定に防止できムービ
ー画像を形成する場合には画像形成期間における
再結合能力を低下させているので読み出し時のノ
ズルを減らす事ができる。
第1図は従来のCCDイメージセンサーの模式
図、第2図は第1図示センサーの駆動方法を説明
する図、第3図は表面電荷再結合の原理を説明す
る図、第4図は本発明の撮像装置の構成例を示す
図、第5図は本発明の撮像装置に適した撮像素子
の構造例を示す断面模式図、第6図は第5図示素
子の電極パターン例を示す図、第7図は本発明の
撮像装置のムービーモードでの駆動タイミングチ
ヤート、第8図a,bは同モードにおける夫々所
定のタイミングにおけるポテンシヤル状態を説明
する図、第9図は電極PAB下のポテンシヤルにつ
き説明する図、第10図はスチルモードにおける
タイミングチヤート、第11図はクロツクドライ
バーの構成例を示す図、第12図はその一部タイ
ミング図。 1……受光部、2……蓄積部、PAB……再結合
手段としての再結合制御電極、CKD……制御手
段としてのクロツクドライバー、SW1……指示
手段としてのスイツチ。
図、第2図は第1図示センサーの駆動方法を説明
する図、第3図は表面電荷再結合の原理を説明す
る図、第4図は本発明の撮像装置の構成例を示す
図、第5図は本発明の撮像装置に適した撮像素子
の構造例を示す断面模式図、第6図は第5図示素
子の電極パターン例を示す図、第7図は本発明の
撮像装置のムービーモードでの駆動タイミングチ
ヤート、第8図a,bは同モードにおける夫々所
定のタイミングにおけるポテンシヤル状態を説明
する図、第9図は電極PAB下のポテンシヤルにつ
き説明する図、第10図はスチルモードにおける
タイミングチヤート、第11図はクロツクドライ
バーの構成例を示す図、第12図はその一部タイ
ミング図。 1……受光部、2……蓄積部、PAB……再結合
手段としての再結合制御電極、CKD……制御手
段としてのクロツクドライバー、SW1……指示
手段としてのスイツチ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 光学像を電荷信号に変換する受光部と、 該受光部の電荷の一部を他の極性の電荷と再結
合させる為の再結合制御信号を前記受光部に印加
する為の再結合用電極と、 前記受光部により一画面分の画像信号を形成さ
せるスチールモードと、複数画面分の画像信号を
形成させるムービーモードとの切換えを指示する
指示手段と、 該指示手段の指示出力に応じて、前記スチルモ
ード時の画像形成中における前記受光部内の再結
合可能な電荷量を前記ムービーモード時の画像形
成中における前記受光部内の再結合可能な電荷量
よりも多くなる様に前記再結合用電極に再結合制
御信号を印加する制御手段と、 を有する撮像装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59016790A JPS60160783A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | 撮像装置 |
| US06/694,842 US4663669A (en) | 1984-02-01 | 1985-01-25 | Image sensing apparatus |
| US07/008,380 US4780764A (en) | 1984-02-01 | 1987-01-29 | Image sensing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59016790A JPS60160783A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | 撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60160783A JPS60160783A (ja) | 1985-08-22 |
| JPH0449831B2 true JPH0449831B2 (ja) | 1992-08-12 |
Family
ID=11925969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59016790A Granted JPS60160783A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60160783A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH041047U (ja) * | 1990-04-20 | 1992-01-07 |
-
1984
- 1984-02-01 JP JP59016790A patent/JPS60160783A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60160783A (ja) | 1985-08-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |