JPH0695736B2 - 電子スチルカメラ - Google Patents
電子スチルカメラInfo
- Publication number
- JPH0695736B2 JPH0695736B2 JP60290391A JP29039185A JPH0695736B2 JP H0695736 B2 JPH0695736 B2 JP H0695736B2 JP 60290391 A JP60290391 A JP 60290391A JP 29039185 A JP29039185 A JP 29039185A JP H0695736 B2 JPH0695736 B2 JP H0695736B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shutter
- charge
- clock
- light receiving
- solid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、固体撮像素子を用いた電子スチルカメラに関
し、特に、固体撮像素子として一次元あるいは二次元タ
イプの電荷蓄積型の光電デバイスであって、その局部的
に露光過度になっている間に発生する過剰電荷の拡散を
防止する手段を講じたものを用いた電子スチルカメラに
関するものである。
し、特に、固体撮像素子として一次元あるいは二次元タ
イプの電荷蓄積型の光電デバイスであって、その局部的
に露光過度になっている間に発生する過剰電荷の拡散を
防止する手段を講じたものを用いた電子スチルカメラに
関するものである。
従来、この種の電子スチルカメラに用いられてきた光電
デバイスの構造としては、オーバーフロードレイン／バ
リアを用いて除去するようにしたもの、および表面再結
合を利用して消去するようにしたものがある。その一例
として、特公昭56-138371にて提案されているものがあ
る。
デバイスの構造としては、オーバーフロードレイン／バ
リアを用いて除去するようにしたもの、および表面再結
合を利用して消去するようにしたものがある。その一例
として、特公昭56-138371にて提案されているものがあ
る。
これら光電デバイスの基本動作については、上記特公昭
56-138371および「ザ・フォーティーンス・コンファレ
ンス・オン・ソリッド・ステート・デバイスズ・プロー
シーディングス（The 14th Conference on Solid State
Devices Proceedings）の報告書に詳しく述べられてい
る。但し、これらの公知文献には、二相あるいは三相CC
Dに関しての説明である。
56-138371および「ザ・フォーティーンス・コンファレ
ンス・オン・ソリッド・ステート・デバイスズ・プロー
シーディングス（The 14th Conference on Solid State
Devices Proceedings）の報告書に詳しく述べられてい
る。但し、これらの公知文献には、二相あるいは三相CC
Dに関しての説明である。
本発明は、固体撮像素子を利用し、ブルーミングの生じ
ない電子スチルカメラを提供することを目的とする。
ない電子スチルカメラを提供することを目的とする。
以下図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明す
る。
る。
第１図に本発明の一実施例を示す。ここで、11は撮像レ
ンズ系、12はシャッタ、13は固体撮像素子たるCCDセン
サ、14はCCDセンサ13からのビデオ出力信号SccDを処理
する信号処理回路、15は電子ビューファインダ、16は記
録回路、17はシャッタ駆動回路、18はCCDセンサ駆動回
路、19はシーケンス制御回路、20は磁気ヘッド、21は磁
気媒体、22はシャッタレリーズスイッチである。
ンズ系、12はシャッタ、13は固体撮像素子たるCCDセン
サ、14はCCDセンサ13からのビデオ出力信号SccDを処理
する信号処理回路、15は電子ビューファインダ、16は記
録回路、17はシャッタ駆動回路、18はCCDセンサ駆動回
路、19はシーケンス制御回路、20は磁気ヘッド、21は磁
気媒体、22はシャッタレリーズスイッチである。
第２図は第１図に示したCCDセンサ13に模式的に示す。
ここで、このCCDセンサ13は一相CCDであり、フレームト
ランスファタイプである。ブルーミング対策としては、
表面再結合を利用しており、それにより過剰電荷の拡散
を防止する手段を具えたデバイス構造である。
ここで、このCCDセンサ13は一相CCDであり、フレームト
ランスファタイプである。ブルーミング対策としては、
表面再結合を利用しており、それにより過剰電荷の拡散
を防止する手段を具えたデバイス構造である。
第２図において、100は受光部、101は蓄積部であり、受
光部100より垂直方向の画素数を１ライン以上増してい
る。また、102は水平レジスタ、103は出力アンプであ
る。
光部100より垂直方向の画素数を１ライン以上増してい
る。また、102は水平レジスタ、103は出力アンプであ
る。
受光部100にはクロック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させるためのクロ
ックφABが印加されている。蓄積部101、水平レジスタ1
02にはそれぞれロックφｐS，φSが印加されている。
結合中心でホールと再結合させて消滅させるためのクロ
ックφABが印加されている。蓄積部101、水平レジスタ1
02にはそれぞれロックφｐS，φSが印加されている。
第３図はCCDセンサ13の受光部100と蓄積部101の境界領
域におけるポテンシャルの概略を示す。図において、ポ
テンシャルの状態はクロックφｐIが低レベル、クロッ
クφABが高レベルのときである。破線はクロックφｐI
が高レベル、クロックφABが低レベルの状態である。
域におけるポテンシャルの概略を示す。図において、ポ
テンシャルの状態はクロックφｐIが低レベル、クロッ
クφABが高レベルのときである。破線はクロックφｐI
が高レベル、クロックφABが低レベルの状態である。
第４図は上記領域のデバイス概略図である。ここで、CS
は内部で形成される容量である。受光部100も、蓄積部1
01もチャンネルストップと同一プロセスで製作可能な半
導体（Si）ゲート、および内部ポテンシャルの階段を作
るためのインプラによる不純物濃度ステップがあるだけ
である。
は内部で形成される容量である。受光部100も、蓄積部1
01もチャンネルストップと同一プロセスで製作可能な半
導体（Si）ゲート、および内部ポテンシャルの階段を作
るためのインプラによる不純物濃度ステップがあるだけ
である。
第５図は外部パルスの基本的タイミング例である。受光
部100から蓄積部101への高速シフト期間は図示のごとく
クロックφABを中間直流電圧レベル（第３図に示すVa〜
Vb）とすれば、電荷の転送のこしはない。蓄積時間（＝
読み出し時間）中のクロックφABの周波数により、過剰
電荷消去能力がコントロールされる。
部100から蓄積部101への高速シフト期間は図示のごとく
クロックφABを中間直流電圧レベル（第３図に示すVa〜
Vb）とすれば、電荷の転送のこしはない。蓄積時間（＝
読み出し時間）中のクロックφABの周波数により、過剰
電荷消去能力がコントロールされる。
上述した表面再結合による、過剰電荷消去方法を第6,7
図を用いて概略を述べる。クロックφABにＶ−をかける
と、φABゲート下の内部ポテンシャルはイのごとくな
る。Ｖ−→Ｖ＋の印加により、ロの状態を経てハのポテ
ンシャルになるとき、表面ステートへ、イの状態のとき
に容量CSを介して採取したホールを満たすことになる。
一方、ハの状態ではポテンシャルが表面近くで平坦に近
くなるめ、電荷の一部は表面に接することになり、表面
ステートにあるホールと再結合して消滅する。すなわ
ち、Ｖ＋のレベルにより、消滅電荷量レベルをコントロ
ールできる（第７図参照）。
図を用いて概略を述べる。クロックφABにＶ−をかける
と、φABゲート下の内部ポテンシャルはイのごとくな
る。Ｖ−→Ｖ＋の印加により、ロの状態を経てハのポテ
ンシャルになるとき、表面ステートへ、イの状態のとき
に容量CSを介して採取したホールを満たすことになる。
一方、ハの状態ではポテンシャルが表面近くで平坦に近
くなるめ、電荷の一部は表面に接することになり、表面
ステートにあるホールと再結合して消滅する。すなわ
ち、Ｖ＋のレベルにより、消滅電荷量レベルをコントロ
ールできる（第７図参照）。
以上の説明から、固体撮像素子であるCCDセンサ13にお
いて、電荷再結合によってブルーミングが除去されるこ
とが判るであろう。
いて、電荷再結合によってブルーミングが除去されるこ
とが判るであろう。
再度第１図を参照する。ここで、シーケンス制御回路19
から、記録回路16による記録動作を付勢するクロックφ
REc2、シャッタ駆動回路17によるシャッタ12のタイミン
グを決定するクロックφSHuTがそれぞれ供給されてい
る。また、CCDセンサ駆動回路18にも、制御信号VDが供
給されている。
から、記録回路16による記録動作を付勢するクロックφ
REc2、シャッタ駆動回路17によるシャッタ12のタイミン
グを決定するクロックφSHuTがそれぞれ供給されてい
る。また、CCDセンサ駆動回路18にも、制御信号VDが供
給されている。
第８図は、第１図に示す本発明実施例装置における動作
をなす各部信号の例を示す。以下両図を参照する。
をなす各部信号の例を示す。以下両図を参照する。
時点T2までの期間はモニタ期間である。固体撮像素子た
るCCDセンサ13から読み出された画像情報（SccD）は信
号処理回路14によって処理されてビデオ信号となり、電
子ビューファインダ15に写し出される。
るCCDセンサ13から読み出された画像情報（SccD）は信
号処理回路14によって処理されてビデオ信号となり、電
子ビューファインダ15に写し出される。
時点T1において、シーケンス制御回路19に接続されてい
るシャッタレリーズスイッチ22が閉じられると、第８図
（ｇ）に示す如く、トリガ信号φTRGが“低”レベル
（接地電位）となる。この高レベルから低レベルへの遷
移がトリガとなる。時点T2でシャッタ12が開き、時点T3
で閉じる（第８図（ｈ）参照）。従って、この時点T2か
ら時点T3までの期間に亘って、撮像レンズ系11を介して
被写体（図示せず）の画像情報を表わす電荷がCCDセン
サ13の受光部100（第２図参照）に蓄積される。
るシャッタレリーズスイッチ22が閉じられると、第８図
（ｇ）に示す如く、トリガ信号φTRGが“低”レベル
（接地電位）となる。この高レベルから低レベルへの遷
移がトリガとなる。時点T2でシャッタ12が開き、時点T3
で閉じる（第８図（ｈ）参照）。従って、この時点T2か
ら時点T3までの期間に亘って、撮像レンズ系11を介して
被写体（図示せず）の画像情報を表わす電荷がCCDセン
サ13の受光部100（第２図参照）に蓄積される。
続いて、受光部100に蓄積された画像電荷は、時点T4か
ら時点T5までの垂直ブランキング期間に、垂直転送クロ
ックφｐIに応じて、受光部100から蓄積部101へ順次転
送される。
ら時点T5までの垂直ブランキング期間に、垂直転送クロ
ックφｐIに応じて、受光部100から蓄積部101へ順次転
送される。
更に、時点T5から時点T6までの期間に、シーケンス制御
回路19から供給される記録付勢クロックφREc2に応答し
て、記録回路16および磁気ヘッド20によって磁気媒体21
に、画像情報が記録される（画像記録期間）。
回路19から供給される記録付勢クロックφREc2に応答し
て、記録回路16および磁気ヘッド20によって磁気媒体21
に、画像情報が記録される（画像記録期間）。
ところで、CCDセンサ13の受光部100に供給されているク
ロックφABは、上述した如く、ブルーミング対策上のた
めに、必要な過剰電荷消去能力を与えるために、電荷蓄
積期間［T2,T4］に亘ってもある適当な周波数でパルス
が生じている（第８図（ａ）参照）。その場合、このク
ロックφABのパルスが、画像信号中に雑音としもれ込む
ことがある。また、クロックφABの供給のための電力も
無視できない大きさである。更に、常時クロックφABを
供給続行すると、CCDセンサ13内のSi,SiO2界面より発生
した電荷が、受光部100の各セルに混入して暗電流にム
ラが生じるといった問題が起った。
ロックφABは、上述した如く、ブルーミング対策上のた
めに、必要な過剰電荷消去能力を与えるために、電荷蓄
積期間［T2,T4］に亘ってもある適当な周波数でパルス
が生じている（第８図（ａ）参照）。その場合、このク
ロックφABのパルスが、画像信号中に雑音としもれ込む
ことがある。また、クロックφABの供給のための電力も
無視できない大きさである。更に、常時クロックφABを
供給続行すると、CCDセンサ13内のSi,SiO2界面より発生
した電荷が、受光部100の各セルに混入して暗電流にム
ラが生じるといった問題が起った。
そのような問題点を解決するCCDセンサの駆動法を第９
図に示す。同図（ａ）に示すように、シャッタ12の閉期
間［T3,T5］の間はクロックφABの供給を停止する。こ
れによって、消費電力の軽減および暗電流ムラの軽減を
図ることができる。また、画像記録期間［T5,T6］にお
いてもクロックφABを供給しない。これによって、重要
な記録用の信号にクロックφABの成分のもれ込みが妨げ
ると共に、消費電力も軽減できる。従って、S/Nの良い
画像記録が行われるので高性能な電子スチルカメラが実
現できる。
図に示す。同図（ａ）に示すように、シャッタ12の閉期
間［T3,T5］の間はクロックφABの供給を停止する。こ
れによって、消費電力の軽減および暗電流ムラの軽減を
図ることができる。また、画像記録期間［T5,T6］にお
いてもクロックφABを供給しない。これによって、重要
な記録用の信号にクロックφABの成分のもれ込みが妨げ
ると共に、消費電力も軽減できる。従って、S/Nの良い
画像記録が行われるので高性能な電子スチルカメラが実
現できる。
更に消費電力を軽減できる駆動法を第10図に示す。電荷
蓄積期間［T2,T4］のうちシャッタ開期間［T2,T3］のみ
クロックφABを供給するようにしている。なお、こうし
ても、記録する１フィールドの他の部分でブルーミング
が起きても記録される画像に影響はないので問題はな
い。
蓄積期間［T2,T4］のうちシャッタ開期間［T2,T3］のみ
クロックφABを供給するようにしている。なお、こうし
ても、記録する１フィールドの他の部分でブルーミング
が起きても記録される画像に影響はないので問題はな
い。
第11図は、低消費電力でアンチブルーミング効果の大き
い駆動法を示す。つまり、画像記録期間［T5,T6］の間
もシャッタ12を閉じて（同図（ｈ）参照）、当該記録期
間にCCDセンサ13内の受光部100でブルーミングが生じて
蓄積部101に余剰電荷がもれ込むのを防止するようにし
ている。
い駆動法を示す。つまり、画像記録期間［T5,T6］の間
もシャッタ12を閉じて（同図（ｈ）参照）、当該記録期
間にCCDセンサ13内の受光部100でブルーミングが生じて
蓄積部101に余剰電荷がもれ込むのを防止するようにし
ている。
第12図は、更にアンチブルーミング能力を高めた本発明
にかかる特徴的な駆動法を示す。時点T3においてシャッ
タ12を閉じた後、クロックφABとして数十発のパルスを
先ず供給する（同図（ａ）参照）。しかる後、同図
（ｂ）に示すような垂直転送クロックφｐIによって転
送を行う（期間［T4,T5］）。こうすることによって、
確実に電荷をフルウェル以下まで消去してから垂直転送
を行うこととなるので、転送残しに因るブルーミング現
象が除去されるのである。ここで、転送クロックφｐI
が“低”レベルの状態にあるときは、フルウェルの３倍
程度の電荷が蓄積しても隣りのセルまで電荷がもれ込む
ことはなく、ブルーミングは転送時に初めて生じるもの
である。従って、転送前に電荷を確実にフルウェル以下
にしておけば、アンチブルーミング能力は３倍程度向上
させることができる。
にかかる特徴的な駆動法を示す。時点T3においてシャッ
タ12を閉じた後、クロックφABとして数十発のパルスを
先ず供給する（同図（ａ）参照）。しかる後、同図
（ｂ）に示すような垂直転送クロックφｐIによって転
送を行う（期間［T4,T5］）。こうすることによって、
確実に電荷をフルウェル以下まで消去してから垂直転送
を行うこととなるので、転送残しに因るブルーミング現
象が除去されるのである。ここで、転送クロックφｐI
が“低”レベルの状態にあるときは、フルウェルの３倍
程度の電荷が蓄積しても隣りのセルまで電荷がもれ込む
ことはなく、ブルーミングは転送時に初めて生じるもの
である。従って、転送前に電荷を確実にフルウェル以下
にしておけば、アンチブルーミング能力は３倍程度向上
させることができる。
以上詳述した如く本発明によれば、アンチブルーミング
効果の極めて大きい電子スチルカメラを実現することが
できる。
効果の極めて大きい電子スチルカメラを実現することが
できる。
第１図は本発明の一実施例による電子スチルカメラの構
成を示すブロック図、第２図は第１図のCCDセンサを説
明するための模式図、第３図はCCDセンサの受光部およ
び蓄積部の境界領域のポテンシャル状態を示す概略図、
第４図はCCDセンサの受光部と蓄積部との境界領域にお
けるデバイス概略図、第５図はCCDセンサに印加される
外部クロックパルスおよびビデオ出力を示す波形図、第
６図はCCDセンサの界面ポテンシャルを示す説明図、第
７図はCCDセンサにおけるゲート電極と蓄積電荷数との
関係を示す曲線図、第８図〜第12図は本発明装置の駆動
法を説明するため信号タイミング図であって、第８図〜
第11図は基本的な駆動方法の例を示す図、第12図は本発
明にかかる特徴的な駆動方法を示す図である。 11……撮像レンズ系 12……シャッタ 13……CCDセンサ（固体撮像素子） 14……信号処理回路 16……記録回路 17……シャッタ駆動回路 18……CCDセンサ駆動回路 19……シーケンス制御回路 20……磁気ヘッド 21……磁気媒体 100……受光部 101……蓄積部 φAB……クロック
成を示すブロック図、第２図は第１図のCCDセンサを説
明するための模式図、第３図はCCDセンサの受光部およ
び蓄積部の境界領域のポテンシャル状態を示す概略図、
第４図はCCDセンサの受光部と蓄積部との境界領域にお
けるデバイス概略図、第５図はCCDセンサに印加される
外部クロックパルスおよびビデオ出力を示す波形図、第
６図はCCDセンサの界面ポテンシャルを示す説明図、第
７図はCCDセンサにおけるゲート電極と蓄積電荷数との
関係を示す曲線図、第８図〜第12図は本発明装置の駆動
法を説明するため信号タイミング図であって、第８図〜
第11図は基本的な駆動方法の例を示す図、第12図は本発
明にかかる特徴的な駆動方法を示す図である。 11……撮像レンズ系 12……シャッタ 13……CCDセンサ（固体撮像素子） 14……信号処理回路 16……記録回路 17……シャッタ駆動回路 18……CCDセンサ駆動回路 19……シーケンス制御回路 20……磁気ヘッド 21……磁気媒体 100……受光部 101……蓄積部 φAB……クロック
Claims (1)
- 【請求項１】所定の信号を電荷再結合手段に供給するこ
とにより過剰電荷の除去が可能な固体撮像素子と、 前記固体撮像素子への光入射を選択的に阻止するシャッ
タと、 前記シャッタを開いた期間に前記固体撮像素子の受光部
に蓄積された画像電荷を、シャッタ閉成後に蓄積部へ転
送し、読み出して記録媒体に記録させると共に、シャッ
タ閉成後前記転送前に前記受光部内の電荷をフルウエル
以下にするよう前記電荷再結合手段を動作させると共
に、その後のシャッタ閉成期間中は電荷再結合による電
荷再結合動作を停止させる制御手段と、 を有することを特徴とする電子スチルカメラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60290391A JPH0695736B2 (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 電子スチルカメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60290391A JPH0695736B2 (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 電子スチルカメラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62150980A JPS62150980A (ja) | 1987-07-04 |
| JPH0695736B2 true JPH0695736B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=17755404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60290391A Expired - Fee Related JPH0695736B2 (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 電子スチルカメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0695736B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59153383A (ja) * | 1983-02-21 | 1984-09-01 | Canon Inc | 静止画記録装置 |
-
1985
- 1985-12-25 JP JP60290391A patent/JPH0695736B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62150980A (ja) | 1987-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5117292A (en) | Solid-state camera having changeable sensitivity | |
| CA1193711A (en) | Solid state image sensor | |
| US4845566A (en) | Solid-state image pickup apparatus having controllable means for eliminating surplus charge | |
| JPS6252988B2 (ja) | ||
| US4591917A (en) | Solid state image sensor | |
| JPH02309877A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPS6243275A (ja) | 固体撮像素子駆動装置 | |
| JPH0695736B2 (ja) | 電子スチルカメラ | |
| JPS5930378A (ja) | 撮像装置 | |
| JP2988557B2 (ja) | 固体撮像装置及びそれを用いたカメラ装置 | |
| JPH09270503A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPS59115681A (ja) | 撮像及び記録装置 | |
| JPH0134506B2 (ja) | ||
| Shimamoto et al. | Dynamic range expansion method for a CMD imager | |
| JPH0134505B2 (ja) | ||
| JPS63248288A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2523617B2 (ja) | 固体撮像装置の駆動方法 | |
| JP2525646B2 (ja) | 固体撮像素子の駆動方法 | |
| JP2526886B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP4284783B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH0134507B2 (ja) | ||
| JPH0233275A (ja) | 固体撮像装置の駆動方法 | |
| JPS62230272A (ja) | 電子スチルカメラ用固体イメ−ジセンサの駆動方法 | |
| JPH0260115B2 (ja) | ||
| JP2002344818A (ja) | 固体撮像素子の駆動方法及び撮像装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |