JPS5913475A - シヤツタ−機能を有する固体撮像装置 - Google Patents
シヤツタ−機能を有する固体撮像装置Info
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- JPS5913475A JPS5913475A JP57121254A JP12125482A JPS5913475A JP S5913475 A JPS5913475 A JP S5913475A JP 57121254 A JP57121254 A JP 57121254A JP 12125482 A JP12125482 A JP 12125482A JP S5913475 A JPS5913475 A JP S5913475A
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- solid
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- ccd
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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】
本発明は、シャッター機能を有する固体撮像装置に関す
る。
る。
固体撮像素子を使ってスチルカメラを構成する場合には
、ビデオカメラの場合と異なって、シャッター機能が問
題となる。
、ビデオカメラの場合と異なって、シャッター機能が問
題となる。
従来の固体撮像素子のうち、インターライン転送型ＣＣ
Ｄ（ＩＬ−ＣＣＤ）とフレーム転送型ＣＣＤ（ＦＴ−Ｃ
ＣＤ）は、素子自体がシャッター機能を有しているため
、スチルカメラ用固体撮像素子としては都合が良い、 一方、ＣＰＤやＭＯ８型固体撮像累子素子シャッター機
能を有していないが、その取扱い信号の電荷量が上述の
ＣＣＤ型の固体撮像素子に比べて太きいという利点があ
る。ここで、ＣＰＤとは、呼び水転送デバイス（Ｃｈａ
ｒｇｅ Ｐｒｉｍｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ ）であり、１
水平線ラインの信号電荷を同時に垂直信号線に読み出し
、この１水平ラインの信号電荷をいわゆる呼び水転送し
て、ＣＣＤへ効率良く移送した後、水平転送して読み出
すようにしたものである。従って、ＣＰＤＩ’ｒおいて
信号電荷の垂直方向の移送は、信号線によって行なわれ
るので、ＣＣＤと違って垂直転送が行なわれないが、水
平方向の移送は、水平転送用ＣＣＤで行なわれるので、
ＣＣＤと同じである。その意味でＣＰＤは、ＭＯ８型撮
像素子（本来ＭＯＳ型に限られるものではないが、現実
のものはＭ ＯＳ型である）とＣＣＤとを組合せた装置
と−いえる。
Ｄ（ＩＬ−ＣＣＤ）とフレーム転送型ＣＣＤ（ＦＴ−Ｃ
ＣＤ）は、素子自体がシャッター機能を有しているため
、スチルカメラ用固体撮像素子としては都合が良い、 一方、ＣＰＤやＭＯ８型固体撮像累子素子シャッター機
能を有していないが、その取扱い信号の電荷量が上述の
ＣＣＤ型の固体撮像素子に比べて太きいという利点があ
る。ここで、ＣＰＤとは、呼び水転送デバイス（Ｃｈａ
ｒｇｅ Ｐｒｉｍｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ ）であり、１
水平線ラインの信号電荷を同時に垂直信号線に読み出し
、この１水平ラインの信号電荷をいわゆる呼び水転送し
て、ＣＣＤへ効率良く移送した後、水平転送して読み出
すようにしたものである。従って、ＣＰＤＩ’ｒおいて
信号電荷の垂直方向の移送は、信号線によって行なわれ
るので、ＣＣＤと違って垂直転送が行なわれないが、水
平方向の移送は、水平転送用ＣＣＤで行なわれるので、
ＣＣＤと同じである。その意味でＣＰＤは、ＭＯ８型撮
像素子（本来ＭＯＳ型に限られるものではないが、現実
のものはＭ ＯＳ型である）とＣＣＤとを組合せた装置
と−いえる。
このｂうなＣＰＤ−Ｃは、特に、ＣＣＤ型固体撮ｆ象素
子と同様低ｇ￥という特長も持っており、このため、こ
れら、のＣＰＤ＋ＭＯ８型固体撮像素子の特長を生かし
てスチルカメラを構成したいという要請があるが、その
ためには外部シャッター機能が必要となる。また、スチ
ルカメラのみならず、ビデオカメラ等の動画を撮影する
ものにおいても、撮像装置自身にシャッター機能が備わ
っていると各種の効果を表現することができ、好捷しい
。
子と同様低ｇ￥という特長も持っており、このため、こ
れら、のＣＰＤ＋ＭＯ８型固体撮像素子の特長を生かし
てスチルカメラを構成したいという要請があるが、その
ためには外部シャッター機能が必要となる。また、スチ
ルカメラのみならず、ビデオカメラ等の動画を撮影する
ものにおいても、撮像装置自身にシャッター機能が備わ
っていると各種の効果を表現することができ、好捷しい
。
しかし、外部シャッターを設けることは、カメラの構造
が複雑化、大型化し、重ｆ、も増加するので好ましくな
い。
が複雑化、大型化し、重ｆ、も増加するので好ましくな
い。
本発明は、このような状況に鑑みて発明されたものであ
り、光電変換蓄積素子（例えばフォトダイオード）とス
イッチング素子（例えばＭＯＳ−トランジスタ〕の１対
を１画素とし、この画素を２次元的に配置して前記蓄積
素子の信号電荷を信号線にて読み出すように構成された
固体撮像装置、例えば、１ＶＱＯＳ型固体操像素子や呼
び水転送デバイス（ＣＰＤ）（以下、これらを単に信号
線読出型固体撮像装置という）にシャッター機能を持た
せた固体撮像装置を提供するものである。
り、光電変換蓄積素子（例えばフォトダイオード）とス
イッチング素子（例えばＭＯＳ−トランジスタ〕の１対
を１画素とし、この画素を２次元的に配置して前記蓄積
素子の信号電荷を信号線にて読み出すように構成された
固体撮像装置、例えば、１ＶＱＯＳ型固体操像素子や呼
び水転送デバイス（ＣＰＤ）（以下、これらを単に信号
線読出型固体撮像装置という）にシャッター機能を持た
せた固体撮像装置を提供するものである。
以下本発明をその実施例に基づいて説明する。
第１図は、本発明の一実施例に係る固体撮像装置の構造
説明図である。画素数は垂直Ｍ個、水平Ｎ個である。
説明図である。画素数は垂直Ｍ個、水平Ｎ個である。
図中フォトダイオード１０１（１０１−１１〜１０１−
ＭＮ ）は、光電変換蓄積素子として機能する素子であ
り、２次元的に配置されている。ＭＯＳトランジスタス
イッチ１０２（１０２−１１〜１０２−ＭＮ）は、７オ
トター（オー）−１０１と対をなして配置され、該フォ
トダイオードに蓄積された信号電荷の読み出しを制御す
るスイッチング素子である。垂直信号線１０３（１０３
−１〜１０３−Ｎ ）は、フォトダイオード１０１の信
号電荷を読み出すための信号線である、ＭＯＳ）ランジ
スタスイッチ１０４ （１０４−１〜１０４−Ｎ）は、
垂直信号線１０３へ読み出された信号電荷を排除するリ
セット手段であり、リセットパルスφＲＧにより駆動さ
れる。転送部１０５は、垂直信号線１０３上の信号電荷
を後述する光透へいされた垂直転送ＣＣＤに効率よく転
送するためのものであり、転送パルスφＴＧ＋・φＴＣ
・φＴＧ２により駆動される。水平転送ＣＣＤＩ ０６
は、垂直転送ＣＣＤの信号雷、荷を読み出し、その信号
を信号読出用増幅器１０７に送出する水平電荷転送素子
であ −り、２相クロツクの水平転送パルスφＨ１・φ
Ｈ２によυ駆動される。垂直走査回路１０８は、直接的
には各ＭＯＳトランジスタスイッチ１０２を垂直走査す
る回路であり、スタートパルスφ８及び２相クロツクの
垂直走査パルスφＴ／Ｉ・φ■、により駆動される。
ＭＮ ）は、光電変換蓄積素子として機能する素子であ
り、２次元的に配置されている。ＭＯＳトランジスタス
イッチ１０２（１０２−１１〜１０２−ＭＮ）は、７オ
トター（オー）−１０１と対をなして配置され、該フォ
トダイオードに蓄積された信号電荷の読み出しを制御す
るスイッチング素子である。垂直信号線１０３（１０３
−１〜１０３−Ｎ ）は、フォトダイオード１０１の信
号電荷を読み出すための信号線である、ＭＯＳ）ランジ
スタスイッチ１０４ （１０４−１〜１０４−Ｎ）は、
垂直信号線１０３へ読み出された信号電荷を排除するリ
セット手段であり、リセットパルスφＲＧにより駆動さ
れる。転送部１０５は、垂直信号線１０３上の信号電荷
を後述する光透へいされた垂直転送ＣＣＤに効率よく転
送するためのものであり、転送パルスφＴＧ＋・φＴＣ
・φＴＧ２により駆動される。水平転送ＣＣＤＩ ０６
は、垂直転送ＣＣＤの信号雷、荷を読み出し、その信号
を信号読出用増幅器１０７に送出する水平電荷転送素子
であ −り、２相クロツクの水平転送パルスφＨ１・φ
Ｈ２によυ駆動される。垂直走査回路１０８は、直接的
には各ＭＯＳトランジスタスイッチ１０２を垂直走査す
る回路であり、スタートパルスφ８及び２相クロツクの
垂直走査パルスφＴ／Ｉ・φ■、により駆動される。
そして、垂＠転送ＣＣＤ１１０（１１０−１〜１１０−
Ｎ）は、光道サキへいされ、前記垂直信号ｆＩｊ１０３
へ読み出さｊ″したイ言号電荷を格納する垂直電荷転送
素子であり、２相クロツクの垂直転送パルスφｖ３・φ
ｖ４により駆動される。従って、本実施例では、垂直転
送ＣＣＤ及び水平転送ＣＣＤ共に２相クロツクパルスに
より駆動さノ上る場合を示１、ている。
Ｎ）は、光道サキへいされ、前記垂直信号ｆＩｊ１０３
へ読み出さｊ″したイ言号電荷を格納する垂直電荷転送
素子であり、２相クロツクの垂直転送パルスφｖ３・φ
ｖ４により駆動される。従って、本実施例では、垂直転
送ＣＣＤ及び水平転送ＣＣＤ共に２相クロツクパルスに
より駆動さノ上る場合を示１、ている。
次に、本実施例ｐｒ係る固体撮像装置のシャッタ機能を
、そのタイミングデーへ・−トを示す第２図ｆｐ照しな
がら説明する。
、そのタイミングデーへ・−トを示す第２図ｆｐ照しな
がら説明する。
固体撮像装置の動作は、ｔｏＫおけるスタートパルスφ
Ｓ［よって開始する。パルスφＳに続いてｔ、で入力さ
れる第１の垂直走査パルスφψヒφｖ、によって、第１
列目のＭＯ８ｈラントランジスタチ１０２−１１・１０
２−１２・・・−・１０２−Ｉ ＮがＯＮとなり、フォ
トダイオード１０１−１１ ・１０１−１２・・・・・
１０ ’Ｉ −Ｉ Ｎ Ｉｉ（蓄積されている信号電荷
が、垂直信号線１０３．−１ ・１０３−２・・・山
・・・１０３−Ｎに読み出さ２Ｌるが、このときリセッ
トパルスφＩＩＧがハイレベルとなっているので、リセ
ット用ＭＯＳトランジスタ１０４−１ ・１０４−２・
・・・・・・・・１０４−ＮがＯＮ状、軛Ｖであるため
、フォトダイオード１０１−１１ ・１０１−１２・・
・・・・・・・１０１−Ｉ Ｎの各カソードは、リセッ
トド１／インＲＤの電位にリセットされる。このリセッ
ト動作は、短時間のうちに行なわれ、リセットの終了と
共に各フォトダイオード１０１−１１ ・１０１−１２
・・・・・・・・・１０１−ＩＮｆｄ信号電荷の蓄積を
開始する。
Ｓ［よって開始する。パルスφＳに続いてｔ、で入力さ
れる第１の垂直走査パルスφψヒφｖ、によって、第１
列目のＭＯ８ｈラントランジスタチ１０２−１１・１０
２−１２・・・−・１０２−Ｉ ＮがＯＮとなり、フォ
トダイオード１０１−１１ ・１０１−１２・・・・・
１０ ’Ｉ −Ｉ Ｎ Ｉｉ（蓄積されている信号電荷
が、垂直信号線１０３．−１ ・１０３−２・・・山
・・・１０３−Ｎに読み出さ２Ｌるが、このときリセッ
トパルスφＩＩＧがハイレベルとなっているので、リセ
ット用ＭＯＳトランジスタ１０４−１ ・１０４−２・
・・・・・・・・１０４−ＮがＯＮ状、軛Ｖであるため
、フォトダイオード１０１−１１ ・１０１−１２・・
・・・・・・・１０１−Ｉ Ｎの各カソードは、リセッ
トド１／インＲＤの電位にリセットされる。このリセッ
ト動作は、短時間のうちに行なわれ、リセットの終了と
共に各フォトダイオード１０１−１１ ・１０１−１２
・・・・・・・・・１０１−ＩＮｆｄ信号電荷の蓄積を
開始する。
続いて、第２の垂直走査パルスφＶｌ・φＶ２がｔ２で
入力さｉすると、第２列目のＭＯＳトランジスタスイッ
チ１０２−２１・１０２−２２・・・・・・・・１０２
−２ＮがＯＮになり、前述の場合と同様にフォトダイオ
ード１０１−２１ １０１−２２・・・・・・・１０
１−２Ｎはリセットされ、信号電荷の蓄積を開始する。
入力さｉすると、第２列目のＭＯＳトランジスタスイッ
チ１０２−２１・１０２−２２・・・・・・・・１０２
−２ＮがＯＮになり、前述の場合と同様にフォトダイオ
ード１０１−２１ １０１−２２・・・・・・・１０
１−２Ｎはリセットされ、信号電荷の蓄積を開始する。
このようにしてフォトダイオードのリセット動作が全て
の列について行なわれた後、ｔ３でリセットパルスφＲ
Ｇヲローレベルにして、リセット用ＭＯ８）う／ジメタ
スイッチ１０−４−１〜１０４−ＮｆＯＦＦにする。こ
のリセット用ＭＯＳトランジスタスイッチが０ＦＦＫな
った後、ｔ４でスタートパルスφ８が入力されて、信号
電荷の読み出しが開始される。
の列について行なわれた後、ｔ３でリセットパルスφＲ
Ｇヲローレベルにして、リセット用ＭＯ８）う／ジメタ
スイッチ１０−４−１〜１０４−ＮｆＯＦＦにする。こ
のリセット用ＭＯＳトランジスタスイッチが０ＦＦＫな
った後、ｔ４でスタートパルスφ８が入力されて、信号
電荷の読み出しが開始される。
スタートパルスφＳに続いて、ｔ、で入力される停止の
垂直走査パルスφＶｔ・φＶ、［よって、第１列目のＭ
ＯＳ ）ランジスタスイツチ１０２−１１ ・１０２−
１２−・・−＝−１０２−ＩＮがＯＮになり、フォトダ
イオード１０１−１１ ・１０１−１２・・・・・・・
・・１０１−ＩＮＫ蓄積された信号電荷が、垂直信号線
１０３−１ ・１０３−２・・・・・・・・・１０５−
Ｎに評、み出される。この垂直信号線上め信号電荷は、
転送′ゝルスφＴ（４１°φＴＣ’φＴＧ２によって＼
転送部１０５を経由して光道へいされた垂直転送ＣＣＤ
ｌ １０−１ ・１１０−２・・・・・・・・・１１０
−Ｎに効率よく送り込まれる。垂直転送ＣＣＤ１１０−
１・１１０−２・・・・・・・１１０−Ｎに転送された
信号電荷は、垂直転送パルスφｖ３・φＶ４によって、
１両累分垂直転送され、次に送られてくる信号電荷を受
は入れる態勢を整える。
垂直走査パルスφＶｔ・φＶ、［よって、第１列目のＭ
ＯＳ ）ランジスタスイツチ１０２−１１ ・１０２−
１２−・・−＝−１０２−ＩＮがＯＮになり、フォトダ
イオード１０１−１１ ・１０１−１２・・・・・・・
・・１０１−ＩＮＫ蓄積された信号電荷が、垂直信号線
１０３−１ ・１０３−２・・・・・・・・・１０５−
Ｎに評、み出される。この垂直信号線上め信号電荷は、
転送′ゝルスφＴ（４１°φＴＣ’φＴＧ２によって＼
転送部１０５を経由して光道へいされた垂直転送ＣＣＤ
ｌ １０−１ ・１１０−２・・・・・・・・・１１０
−Ｎに効率よく送り込まれる。垂直転送ＣＣＤ１１０−
１・１１０−２・・・・・・・１１０−Ｎに転送された
信号電荷は、垂直転送パルスφｖ３・φＶ４によって、
１両累分垂直転送され、次に送られてくる信号電荷を受
は入れる態勢を整える。
次に％ ｔ８で第２の垂直走査パルスφｖｌ・φＶ２
が入力されると、第２列目のＭ（ＪＳ ）ランジス
タスイツチ１０２−２１・１０２−２２・・・・・・・
・・１０２−２ＮがＯＮになり、フォトダイオード１ｏ
１−２１ ・１０１−２２−−、−１０１−２ＮＫ蓄積
された信号電荷は、垂直信号線１０３−１ ・１０３−
２・・・・・・・・・１（１３−Ｎに読み出され、前述
の場合と同様に転送パルスφＴＧヒφ・ｒＣ・φＴＧ２
によって、転送部１０５を経由して光道へいされた垂直
転送ＣＣＤ１１０−１ ・１１０−２・・・・・・・１
１０−Ｎに送られる。
が入力されると、第２列目のＭ（ＪＳ ）ランジス
タスイツチ１０２−２１・１０２−２２・・・・・・・
・・１０２−２ＮがＯＮになり、フォトダイオード１ｏ
１−２１ ・１０１−２２−−、−１０１−２ＮＫ蓄積
された信号電荷は、垂直信号線１０３−１ ・１０３−
２・・・・・・・・・１（１３−Ｎに読み出され、前述
の場合と同様に転送パルスφＴＧヒφ・ｒＣ・φＴＧ２
によって、転送部１０５を経由して光道へいされた垂直
転送ＣＣＤ１１０−１ ・１１０−２・・・・・・・１
１０−Ｎに送られる。
以上の動作を繰り返すことにより、フォトダイオードに
蓄積された信号電荷は、全て垂直転送ＣＣＤ１１０に送
り込まＪｌ、る。その動作が完了して信号電荷が垂直転
送ＣＣＤ１１０に格納さｆ′Ｉ−た後、ｔ７から信号の
送出が開始される。水平転送％）レスφＨ１・φ１１２
によって１水平列について出力し終わる毎に、垂直転送
ＣＣＤ１１０から光道へいされた水平転送ＣＣＤ１０６
に１水平列の信号電荷が転送され、信号読出用増幅器１
０７を介して全ての映像情報が出力される。
蓄積された信号電荷は、全て垂直転送ＣＣＤ１１０に送
り込まＪｌ、る。その動作が完了して信号電荷が垂直転
送ＣＣＤ１１０に格納さｆ′Ｉ−た後、ｔ７から信号の
送出が開始される。水平転送％）レスφＨ１・φ１１２
によって１水平列について出力し終わる毎に、垂直転送
ＣＣＤ１１０から光道へいされた水平転送ＣＣＤ１０６
に１水平列の信号電荷が転送され、信号読出用増幅器１
０７を介して全ての映像情報が出力される。
以上が本実施例に係る固体撮ｆ象装置の動作であるが、
ここでシャッタータイムについて着目して説明する。
ここでシャッタータイムについて着目して説明する。
リセット動作時に垂直走査回路１０８に入力される垂直
走査パルスφ■１又はφＶ２の間隔をＴとすると、受光
開始時間は、第２列目が第１列目より時間Ｔだけ遅れ、
そして、第Ｍ列目が時間（Ｍ−１）Ｔだけ遅れる。
走査パルスφ■１又はφＶ２の間隔をＴとすると、受光
開始時間は、第２列目が第１列目より時間Ｔだけ遅れ、
そして、第Ｍ列目が時間（Ｍ−１）Ｔだけ遅れる。
同様に、信号電荷の読み出し時の垂直走査パルスφｖ１
又はφＶ２の間隔をＴとすれば、信号電荷の読み出し開
始時間は、第２列目が第１列目より時間Ｔだけ遅れ、そ
して、第Ｍ列目が時間（Ｍ−１）Ｔだけ遅れる、従って
、各列の蓄積時間は第２図に示すようＶ々す、蓄積開始
時間はそれぞ几異なっているが、蓄積時間（シャック−
タイム）はどの列も同じであり、それはリセット開始時
のスタートパルスφＳと読み出し開始時のスタートパル
スφＳとの間隔Ｔｓ（＝ｔ４− ｔｏ ）で与えらｔｔ
ｈ。
又はφＶ２の間隔をＴとすれば、信号電荷の読み出し開
始時間は、第２列目が第１列目より時間Ｔだけ遅れ、そ
して、第Ｍ列目が時間（Ｍ−１）Ｔだけ遅れる、従って
、各列の蓄積時間は第２図に示すようＶ々す、蓄積開始
時間はそれぞ几異なっているが、蓄積時間（シャック−
タイム）はどの列も同じであり、それはリセット開始時
のスタートパルスφＳと読み出し開始時のスタートパル
スφＳとの間隔Ｔｓ（＝ｔ４− ｔｏ ）で与えらｔｔ
ｈ。
高速（最短）シャッタータイムの限界は、全てのフォト
ダイオードをリセットする外での時間（これは、全ての
フォトダイオードから（Ｄ号電荷を垂直電送ＣＣＤ１１
０に格納するのに要する時間と等しい）によって制限さ
れ、これはほぼＭ。
ダイオードをリセットする外での時間（これは、全ての
フォトダイオードから（Ｄ号電荷を垂直電送ＣＣＤ１１
０に格納するのに要する時間と等しい）によって制限さ
れ、これはほぼＭ。
Ｔとなる。
本実施例に係る固体撮像装置の持つシャッター機能は、
スチルカメラにおけるフオーカルプレーンンヤツターの
それと基本的には同一である。ところで、従来のフォー
カルブレーンシャッターでは、先幕と後幕が十丁あるい
は左右に走行ｉ〜、その走行開始時間の差によってシャ
ッタータイムを調節しており、このため高速シャッタ一
時には先幕と後幕でスリット状の露光を行なうようにな
る。
スチルカメラにおけるフオーカルプレーンンヤツターの
それと基本的には同一である。ところで、従来のフォー
カルブレーンシャッターでは、先幕と後幕が十丁あるい
は左右に走行ｉ〜、その走行開始時間の差によってシャ
ッタータイムを調節しており、このため高速シャッタ一
時には先幕と後幕でスリット状の露光を行なうようにな
る。
従って、ストロボ撮影では、スリット状の露光とならな
い同調速度以下、例えば１／１２５ｓｅｃより遅いシャ
ッタースピードでなければ撮影でキナイ。しかし、前記
固体撮像装置は、全フォトダイオ−トゲリセットした後
、順次イぎ号電荷の読み出しを行なうように構成されて
いるため、本装置で可能がシャツｌ−タイムは全て同訓
速度であり、ストロボ撮影がＤＪ能である。第２図にス
トロボ撮影を行なう場合のストロボ発光開始の夕゛イミ
ングを示す。
い同調速度以下、例えば１／１２５ｓｅｃより遅いシャ
ッタースピードでなければ撮影でキナイ。しかし、前記
固体撮像装置は、全フォトダイオ−トゲリセットした後
、順次イぎ号電荷の読み出しを行なうように構成されて
いるため、本装置で可能がシャツｌ−タイムは全て同訓
速度であり、ストロボ撮影がＤＪ能である。第２図にス
トロボ撮影を行なう場合のストロボ発光開始の夕゛イミ
ングを示す。
ｔｘが、メカニカルシャッターでいうシャッター全開時
間となる。この間でストロボの発光が開始され、終了す
るようにすれば良い。
間となる。この間でストロボの発光が開始され、終了す
るようにすれば良い。
フォーカルプレーンシャッターでの幕走行所要時間は、
本装置の場合は時間Ｍ−Ｔとなるが、Ｍは例えばビデオ
用撮像素子と同程度の画素数とすれば約５００、また、
Ｔは垂直信号線から垂直転送ＣＣＤへの雷、荷転送時間
（転送部１０５の構造により動作をオーバーラツプさせ
れば更に短（できる。）と考えて良いので、数μｓｅｃ
あれば十分である。
本装置の場合は時間Ｍ−Ｔとなるが、Ｍは例えばビデオ
用撮像素子と同程度の画素数とすれば約５００、また、
Ｔは垂直信号線から垂直転送ＣＣＤへの雷、荷転送時間
（転送部１０５の構造により動作をオーバーラツプさせ
れば更に短（できる。）と考えて良いので、数μｓｅｃ
あれば十分である。
従って、シャッター幕走行時間に相当する時間Ｍ−Ｔは
約１ｍ５ｅｃ程度となり、従来のメカニカルフォーカル
ブレーンシャッターと同様若しくは更に高速化が実現で
きることになる。
約１ｍ５ｅｃ程度となり、従来のメカニカルフォーカル
ブレーンシャッターと同様若しくは更に高速化が実現で
きることになる。
また、上記実施例では、垂直信号線からの不要電荷を排
除する手段としてリセット部（リセット用ＭＯ８）ラン
ジスタスイッチ１０４）を設けているが、これを通常の
信号電荷転送経路を用いて行なっても良いことはもちろ
んである。さらに、シャッター機能は、縦走りフォーカ
ルブレーンシャッター機能となっているが、用途によっ
ては、横走りとすることも、大きな変更を加えることな
く容易に実現できる、 第６図は、本発明の他の実施例に係る固体撮像装置の構
造説明図である。各走査線の１画素おきに信号を上下に
分割して読み出すようになっており、特にカラー撮像素
子として用いるのに好適である。この場合、奇数ライン
と偶数ラインの信号型、荷は、そ肛ぞれ別の光遮へいさ
れた垂直転送ＣＣＤ３１０（ろ１０−１・３１０−２・
・・・・・・・・６１０−Ｎ）・３２０−１ ・３２０
−２・・・ ・・・６２０−Ｎ）に格納される。従って
、奇数ライン用に、リセット用ＭＯ８）ランジスタスイ
ツチ３１１（３１１−１・・・・・・・・・３１１−Ｎ
）、転送部６１２、光遮へいされた水平転送ＣＣＤ３１
３及び信号読出用増幅器ろ１４が設けられている。また
、偶数ライン用に、リセット用ＭＯＳトランジスタスイ
ッチ３２１ （３２１−１・・・・・・・・・ろ２１−
Ｎ ）、転送部６２２、光遮へいされた水平転送ＣＣＤ
３２３及び信号読出用増幅器６２４が設けられている。
除する手段としてリセット部（リセット用ＭＯ８）ラン
ジスタスイッチ１０４）を設けているが、これを通常の
信号電荷転送経路を用いて行なっても良いことはもちろ
んである。さらに、シャッター機能は、縦走りフォーカ
ルブレーンシャッター機能となっているが、用途によっ
ては、横走りとすることも、大きな変更を加えることな
く容易に実現できる、 第６図は、本発明の他の実施例に係る固体撮像装置の構
造説明図である。各走査線の１画素おきに信号を上下に
分割して読み出すようになっており、特にカラー撮像素
子として用いるのに好適である。この場合、奇数ライン
と偶数ラインの信号型、荷は、そ肛ぞれ別の光遮へいさ
れた垂直転送ＣＣＤ３１０（ろ１０−１・３１０−２・
・・・・・・・・６１０−Ｎ）・３２０−１ ・３２０
−２・・・ ・・・６２０−Ｎ）に格納される。従って
、奇数ライン用に、リセット用ＭＯ８）ランジスタスイ
ツチ３１１（３１１−１・・・・・・・・・３１１−Ｎ
）、転送部６１２、光遮へいされた水平転送ＣＣＤ３１
３及び信号読出用増幅器ろ１４が設けられている。また
、偶数ライン用に、リセット用ＭＯＳトランジスタスイ
ッチ３２１ （３２１−１・・・・・・・・・ろ２１−
Ｎ ）、転送部６２２、光遮へいされた水平転送ＣＣＤ
３２３及び信号読出用増幅器６２４が設けられている。
上記各素子自体の機能については、第１図の実施例に対
応する素子と同様であり、また、フォトダイオード１０
１、ＭＯＳ）ランジスタスイツチ１０２、垂直信号線１
０３及び垂直走査回路１０８についても同様である。し
かし、光速へいされた垂直転送ＣＣＤが２俵設けられて
いるから、その読み出しは、第１図のそれとは次のよう
に異なる。なお、クロックパルスφＶＯＩ・φｖｏ２は
、垂直転送ＣＣＤ３１０の垂直転送パルスであり、φＶ
ｅ１・φＶ６２は、垂直転送ＣＣＤ３２０の垂直転送パ
ルスであり、他の第１図と同符号のパルスは、第１図の
そｔＬと同一のものを示している、 第４図は、前記固体撮像装置の駆動パルスのタイムヂャ
ートである。ｔｏからｔｉｔでの動作は、第１図の実施
例の場合と全く同じであるが、奇数ラインと偶数ライン
をそ几ぞれ別の垂直転送ＣＣＤ６１０・３２０に格納で
きるため、その所要時間は１／２で済む。垂直転送ＣＣ
Ｄ３１０・３２０からの読み出しは、奇数ラインと偶数
ラインとを交互に行なうため、垂直転送パルスφＶＯビ
９’ｙ ｅｌはＩ Ｈ毎に奇数ライン用垂直転送ＣＣＤ
３１０と偶数ライン用垂直転送ＣＣＤ３２０に交互に入
力さ１．る。その結果、出力端子０ＵＴ１と０ＵＴ２か
らは、それぞれ奇数ラインと偶ｐラインの信号が交互に
出力される。このようにして、高速のフォーカルプレー
ンシャッター機能を実現するこトカテきる。
応する素子と同様であり、また、フォトダイオード１０
１、ＭＯＳ）ランジスタスイツチ１０２、垂直信号線１
０３及び垂直走査回路１０８についても同様である。し
かし、光速へいされた垂直転送ＣＣＤが２俵設けられて
いるから、その読み出しは、第１図のそれとは次のよう
に異なる。なお、クロックパルスφＶＯＩ・φｖｏ２は
、垂直転送ＣＣＤ３１０の垂直転送パルスであり、φＶ
ｅ１・φＶ６２は、垂直転送ＣＣＤ３２０の垂直転送パ
ルスであり、他の第１図と同符号のパルスは、第１図の
そｔＬと同一のものを示している、 第４図は、前記固体撮像装置の駆動パルスのタイムヂャ
ートである。ｔｏからｔｉｔでの動作は、第１図の実施
例の場合と全く同じであるが、奇数ラインと偶数ライン
をそ几ぞれ別の垂直転送ＣＣＤ６１０・３２０に格納で
きるため、その所要時間は１／２で済む。垂直転送ＣＣ
Ｄ３１０・３２０からの読み出しは、奇数ラインと偶数
ラインとを交互に行なうため、垂直転送パルスφＶＯビ
９’ｙ ｅｌはＩ Ｈ毎に奇数ライン用垂直転送ＣＣＤ
３１０と偶数ライン用垂直転送ＣＣＤ３２０に交互に入
力さ１．る。その結果、出力端子０ＵＴ１と０ＵＴ２か
らは、それぞれ奇数ラインと偶ｐラインの信号が交互に
出力される。このようにして、高速のフォーカルプレー
ンシャッター機能を実現するこトカテきる。
第５図は、本発明の他の実施例に係る固体撮像装置の構
造説明図である。その構成は、第６図の実施例とＩｒ１
は同じであるが、水平解像度を向上させるために、受光
部であるフォトダイオード１１０を奇数列と偶叡列とで
１／２ｊｌｉｉ累ずらした配置にしている。動作は、第
６図の実施例とほぼ同じであるが、奇数ラインと偶数ラ
インの画素の空間的なずれを時間的なずれに変換するた
めに、水平転送ＣＣＤ５２３に加える水平転送パルスφ
１４１’・φＩｔ！’を、水平転送ＣＣＤ５１３の水平
転送パルスφ［１・φ１（、に比べて、半周期Ｔ／２
（Ｔは水平転送りロックの周期）だけ遅らせる必要があ
る。
造説明図である。その構成は、第６図の実施例とＩｒ１
は同じであるが、水平解像度を向上させるために、受光
部であるフォトダイオード１１０を奇数列と偶叡列とで
１／２ｊｌｉｉ累ずらした配置にしている。動作は、第
６図の実施例とほぼ同じであるが、奇数ラインと偶数ラ
インの画素の空間的なずれを時間的なずれに変換するた
めに、水平転送ＣＣＤ５２３に加える水平転送パルスφ
１４１’・φＩｔ！’を、水平転送ＣＣＤ５１３の水平
転送パルスφ［１・φ１（、に比べて、半周期Ｔ／２
（Ｔは水平転送りロックの周期）だけ遅らせる必要があ
る。
第６図は、本発明の他の実施例に係る固体１’？Ｈ象装
置の構造説明図であり、第５図の実施例をさらに高Ｍ浄
度にするため、補間回路が（＝Ｊ加さ扛ている。この補
間回路は、１Ｈ遅延線６１５・６２５、出力増幅器６１
６・６１７・６２６・６２７、切替スイッチ６１８・６
２８及び加算増幅器６２０から構成されている。
置の構造説明図であり、第５図の実施例をさらに高Ｍ浄
度にするため、補間回路が（＝Ｊ加さ扛ている。この補
間回路は、１Ｈ遅延線６１５・６２５、出力増幅器６１
６・６１７・６２６・６２７、切替スイッチ６１８・６
２８及び加算増幅器６２０から構成されている。
上記補間回路の各端子Ａ、Ｒ、Ｃ、Ｄ、Ｘ、Ｙに出力さ
れる信号を、第７図にライン番号で示しである。同図に
おいて横軸は時間を示している。
れる信号を、第７図にライン番号で示しである。同図に
おいて横軸は時間を示している。
Ａ端子にＮラインの信号が出力されているときＤ端子に
は（Ｎ−１）の信号が出力されている。
は（Ｎ−１）の信号が出力されている。
このとき、切替スイッチ６２８・６１８は、Ａ端子とＤ
端子の出力がＸ端子とＸ端子に出力されるように切替え
られる。同様にして、Ｂ端子とＣ端子に、それぞれＮ、
（Ｎ＋１）ラインの信号が出力されている時に、切替ス
イッチ６２８６１８はＢ端子とＣ端子の信号がＸ端子と
Ｘ端子に出力されるように切替えられる。
端子の出力がＸ端子とＸ端子に出力されるように切替え
られる。同様にして、Ｂ端子とＣ端子に、それぞれＮ、
（Ｎ＋１）ラインの信号が出力されている時に、切替ス
イッチ６２８６１８はＢ端子とＣ端子の信号がＸ端子と
Ｘ端子に出力されるように切替えられる。
従って、Ｘ端子とＸ端子の信号は、第７図に示されるよ
うになり、どの時点でも隣り合ったラインの信号が出力
される。隣り合ったラインは、水平方向に１／２画素だ
けずれているため、Ｘ端子とＸ端子の出力を加算増幅器
６２０で加え合わせることにより、補間の効果が生じ、
水平方向の解像度を向上させることができる。
うになり、どの時点でも隣り合ったラインの信号が出力
される。隣り合ったラインは、水平方向に１／２画素だ
けずれているため、Ｘ端子とＸ端子の出力を加算増幅器
６２０で加え合わせることにより、補間の効果が生じ、
水平方向の解像度を向上させることができる。
寸た、切替スイッチ６２８・６１８に印加する信号の接
続を変更するだけで、Ｘ端子とＸ端子に上下２ラインで
、目つＸ端子には常に上方のライン、Ｘ端子には下方の
ラインに関する信号を与えることもできる。この様子を
第８図に示した。
続を変更するだけで、Ｘ端子とＸ端子に上下２ラインで
、目つＸ端子には常に上方のライン、Ｘ端子には下方の
ラインに関する信号を与えることもできる。この様子を
第８図に示した。
以上の実施例は、いずれもスチルカメラ用の固体撮像装
置に関するものであるが、本発明の固体撮像装置がビデ
オカメラ用の固体撮像装置として使用できるのは勿論で
あり、その場合には、第１図の実施例では、垂直走査回
路１０８にインターレース用の回路を付加すれば良く、
構造が本質的に変わることはない。捷た、第６図及び第
５図の実施例の場合は、奇Ｖラインと偶数ラインの信号
は別々の垂直転送ＣＣＤに格納されているため、そ！］
、それのフィールドでそれぞれの垂直転送ＣＯＤから読
み出すようにすればよい。但し、装置の駆動は、テレビ
の同期信号に同期して行なわなければ々らない、つ寸り
、垂直ブランキング内に、全てのフォトダイオードのり
セント及びり一貝゛ノド後フォトダイオードに蓄湿−さ
れた信号電荷を垂直転送ＣＣＤ Ｖｒ格納する捷での動
作を１丁ない、水平ブランキング期間内圧１水平列の（
Ｌ号を水平転送ＣＣＤに転送し、水平有効期間に水平転
送ＣＣＤから信号を舒、み出さなけｆＬばなら力い。
置に関するものであるが、本発明の固体撮像装置がビデ
オカメラ用の固体撮像装置として使用できるのは勿論で
あり、その場合には、第１図の実施例では、垂直走査回
路１０８にインターレース用の回路を付加すれば良く、
構造が本質的に変わることはない。捷た、第６図及び第
５図の実施例の場合は、奇Ｖラインと偶数ラインの信号
は別々の垂直転送ＣＣＤに格納されているため、そ！］
、それのフィールドでそれぞれの垂直転送ＣＯＤから読
み出すようにすればよい。但し、装置の駆動は、テレビ
の同期信号に同期して行なわなければ々らない、つ寸り
、垂直ブランキング内に、全てのフォトダイオードのり
セント及びり一貝゛ノド後フォトダイオードに蓄湿−さ
れた信号電荷を垂直転送ＣＣＤ Ｖｒ格納する捷での動
作を１丁ない、水平ブランキング期間内圧１水平列の（
Ｌ号を水平転送ＣＣＤに転送し、水平有効期間に水平転
送ＣＣＤから信号を舒、み出さなけｆＬばなら力い。
以上の説明から明らかなように従来のインターライント
ランスファーＣＣＵでは、横力向に受光部、転送ゲート
、垂直転送ＣＣＶ）、オーツく一フロードレイン、チャ
ンネルストップ等のものが並設されるため垂直転送ＣＣ
Ｄの電極面積を充分広くすることがｍ造上困難であった
が、本発明の遮光された垂直転送ＣＣＤ１１０・６１０
・３２０は受光部、転送ゲート等が不要であり垂直転送
ＣＣＤの笛、極面ｆｉ！ｔを充分広くすることができる
ため、大きな信号電荷を扱うことができ、信号線読出凰
固体撮像装置の特徴を充分生かすことができることとな
る。従って、本発明によれば、ＣＰＩ）やＭＯ８同体撮
像素子の特長を失うことなく、従来のフォーカルプレー
ンシャッター機能ト同等若ｔ、、＜はそれ以上のシャッ
ター機能を持つ固体撮像装置が実現できる。本発明の固
体撮像装置をスチルカメラ用の固体撮像装置として使え
ば、外部にメカニカルシャッター等の何らかのンヤツｉ
−機能を持つものを配置する必要がなくなり、固体撮像
装置を用いたスチルカメラの小型、軽量化に有効である
。勿論、ビデオカメラに使用した場合も被写体輝度に応
じて絞りと７ヤツ々−スピードの組合せが各種選択でき
る為焦点深度の調節が可能となる等種々の効果が期待で
きる、
ランスファーＣＣＵでは、横力向に受光部、転送ゲート
、垂直転送ＣＣＶ）、オーツく一フロードレイン、チャ
ンネルストップ等のものが並設されるため垂直転送ＣＣ
Ｄの電極面積を充分広くすることがｍ造上困難であった
が、本発明の遮光された垂直転送ＣＣＤ１１０・６１０
・３２０は受光部、転送ゲート等が不要であり垂直転送
ＣＣＤの笛、極面ｆｉ！ｔを充分広くすることができる
ため、大きな信号電荷を扱うことができ、信号線読出凰
固体撮像装置の特徴を充分生かすことができることとな
る。従って、本発明によれば、ＣＰＩ）やＭＯ８同体撮
像素子の特長を失うことなく、従来のフォーカルプレー
ンシャッター機能ト同等若ｔ、、＜はそれ以上のシャッ
ター機能を持つ固体撮像装置が実現できる。本発明の固
体撮像装置をスチルカメラ用の固体撮像装置として使え
ば、外部にメカニカルシャッター等の何らかのンヤツｉ
−機能を持つものを配置する必要がなくなり、固体撮像
装置を用いたスチルカメラの小型、軽量化に有効である
。勿論、ビデオカメラに使用した場合も被写体輝度に応
じて絞りと７ヤツ々−スピードの組合せが各種選択でき
る為焦点深度の調節が可能となる等種々の効果が期待で
きる、
第１図は本発明の一実施例に係る固体撮像装置の構造説
明図、第２図は第１図の装置の駆動ｌイミング説明図、
第６図は本発明の他の実施例に係る固体撮像装置の構造
説明図、第４図は第６図の装置の駆動パルスの々イミン
グ説明図、第５図は本発明の他の実施例に係る固体撮像
装置の構造説明図、第６図は第５図の装置に補間回路を
付加（た固体撮像装置の構造説明図、第７図は第６図の
装置の各端子の出力信号の々イミ１ング説明図、第８し
１は第６図の装置の切替スイッチの他の接続方法の説明
図である。 １０１・・・フォトダイ珂−ド、１０２・・ＭＯＳトラ
ンジスｌスイッチ、１０６・・・垂直信号線、１０４・
・・リセット用ＭＯ８）ランジスｌスイッチ、１０５・
・転送部、１０６・・光遮へいされた水平転送ＣＣＤ、
１０７・・信号読出用増幅器、１０８・・・垂直走査回
路、１１０・・・光遮へいされた垂直転送ＣＣＤ、３１
０・６２０・・・光遮へいされた垂直転送ＣＣＤ、３１
１ ・６２１・・・リセット用ＭＯ８）ランジスｌス
イッチ、３１２・６２２・・・転送部、３１３ ３２３
・・・光遮へいされた水平転送ＣＣＤ。 ６１４・３２４・・・信号読出用増幅器、５１６・５２
６・・・光遮へいされた水平転送ＣＣＤ、／）１５・６
２５・・１Ｈ遅延線、６１６・６１７・６２６・６２７
・・出力増幅器、６１８６２８・・切替回路、６２０・
・・加算増幅器。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 則−１図 珂−３図 Ｄｒづ づ１４ ｑむ 均 ６Ｑ
明図、第２図は第１図の装置の駆動ｌイミング説明図、
第６図は本発明の他の実施例に係る固体撮像装置の構造
説明図、第４図は第６図の装置の駆動パルスの々イミン
グ説明図、第５図は本発明の他の実施例に係る固体撮像
装置の構造説明図、第６図は第５図の装置に補間回路を
付加（た固体撮像装置の構造説明図、第７図は第６図の
装置の各端子の出力信号の々イミ１ング説明図、第８し
１は第６図の装置の切替スイッチの他の接続方法の説明
図である。 １０１・・・フォトダイ珂−ド、１０２・・ＭＯＳトラ
ンジスｌスイッチ、１０６・・・垂直信号線、１０４・
・・リセット用ＭＯ８）ランジスｌスイッチ、１０５・
・転送部、１０６・・光遮へいされた水平転送ＣＣＤ、
１０７・・信号読出用増幅器、１０８・・・垂直走査回
路、１１０・・・光遮へいされた垂直転送ＣＣＤ、３１
０・６２０・・・光遮へいされた垂直転送ＣＣＤ、３１
１ ・６２１・・・リセット用ＭＯ８）ランジスｌス
イッチ、３１２・６２２・・・転送部、３１３ ３２３
・・・光遮へいされた水平転送ＣＣＤ。 ６１４・３２４・・・信号読出用増幅器、５１６・５２
６・・・光遮へいされた水平転送ＣＣＤ、／）１５・６
２５・・１Ｈ遅延線、６１６・６１７・６２６・６２７
・・出力増幅器、６１８６２８・・切替回路、６２０・
・・加算増幅器。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 則−１図 珂−３図 Ｄｒづ づ１４ ｑむ 均 ６Ｑ
Claims (1)
- ２次元的に配置された複数の光電変換蓄積素子と、該蓄
積素子の電荷を読み出す信号線と、前記蓄積素子と対を
なし、該信号線への信号電荷の読み出しを制御するスイ
ッチング素子と、前記信号線へ読み出された信号電荷を
排除するリセット手段と、前記信号線へ読み出された信
号電荷を格納する遮光された垂直電荷転送素子と、該垂
直電荷転送素子の信号電荷を読み出す遮光された水平電
荷転送素子とを備えたことを特徴とするシャッター機能
を有する固体撮像装置、
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57121254A JPS5913475A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | シヤツタ−機能を有する固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57121254A JPS5913475A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | シヤツタ−機能を有する固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5913475A true JPS5913475A (ja) | 1984-01-24 |
Family
ID=14806703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57121254A Pending JPS5913475A (ja) | 1982-07-14 | 1982-07-14 | シヤツタ−機能を有する固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5913475A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0295502A (ja) * | 1988-09-28 | 1990-04-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 高速切削用チップ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55145481A (en) * | 1979-04-28 | 1980-11-13 | Canon Inc | Mos image sensor |
-
1982
- 1982-07-14 JP JP57121254A patent/JPS5913475A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55145481A (en) * | 1979-04-28 | 1980-11-13 | Canon Inc | Mos image sensor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0295502A (ja) * | 1988-09-28 | 1990-04-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 高速切削用チップ |
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