JPS59201586A - 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】 （技術分野） 本発明は正確なりランプ動作を得る事のできる撮像装置
に関する。

（従来技術） 一般にＣＣＤ等の固体イメージセンサにおいてはプルー
ミング防止の為に、受光面内−オーバー・フロー・ドレ
インを設けたシ、或いは表面再結合を利用して過剰キャ
リアを消滅させ受光面内の蓄積状態を制御するものが考
えられてぃる。

特に後者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ップする、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プルーミ
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・トランスファー型ＣＯＤ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。

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。

６は水平転送レジスタであって、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シ
この水平転送レジスタに取シ込み、次いでレジスタ３を
水平転送動作させる事によシ出力アンプ４からビデオ信
号を得る事ができる。ＯＢは垂直方向に遮光された垂直
転送レジスタ部である。

一般に、受光部１の各垂直転送レジスタ内で形成された
情報は標準テレビジョ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６よシ順次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６は
夫々２相駆動されるものとし、夫々の転送電極をＰｌ、
Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４．ＰＳ、Ｐ６とし、その転送りロック
をφア４．φｐｚ＋φＰ３１φＰ４１φｐｓ＋φＰ６と
する。

第２図はこのような転送″ｄｉＬ極Ｐ１〜Ｐ６下のポテ
ンシャル・プロフィールを示す図であって、例えばＰ型
シリコン基板乙に絶縁層５を介して設けられた各電極下
には、イオン注入等によシポテンシャルの低い部分と高
い部分とが形成されておシ、例えば電極”２　＋　Ｐ４
　＋　”６にローレベルの電圧−Ｖｌを印加し、電極”
１＋　ＰＳ　＋　”５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ャルが形成され、
電極Ｐ１　＋　ＰＳ　＋　ＰＳにローレベル電圧ｖ１を
印加し、電極Ｐｚ　ｌ　Ｐ４１　”ｂ　ｉｎハイレベル
成電圧２を印加した場合に番ま図中イ波線のようなポテ
ンシャルが形成される。

従りて電極Ｐ１＋　ＰＳ　ｒ　ＰＳと電極”２　ｒ　”
Ａ　ｔ　Ｐ６とに交番祇圧を互いに逆位相で印加する事
によりキャリアは一方向（図では右方向）に順次転送て
れていく。

又、図中一点鎖線は電極に大きな正の′ｔに圧ｖ５を印
加した場合のボテンシャルを示し、このポテンシャルの
ウェルは反転状態と、止る為、所定量以上の過剰なキャ
リア（・ゴ多数キャリアと再結合し消滅し−ごしまり。

第３図はこのような電極１花圧と内部のボテンシャルの
形状を半導体基板６の厚さ方向番てりいて示した図で、
図のよりにｔ極戒圧Ｖ５に対してはボテンシャル・ウェ
ルは浅くなシ、過剰キャリアは絶縁層との界面に２いて
多数キャリアと再結合する第２の状態となる。

一方、１ｄ極亀圧−■１に２いては第１の状態としての
アキュムンー／ヨン状態となシ、界面周辺に多数チャリ
アが集まシ易くなり、例えば不図示のチャネル・ストッ
パー領域からこの多数キャリアが供給される。

従って例えばｔ極Ｐ２に電圧−■１を印加する事によっ
てバリアを形成した状態で、ｒに極Ｐ１に電圧−■１と
Ｖ５とを交互に印加する事によシ、は極Ｐ１下に蓄積さ
れる少数キャリアは所定量以下に制限される。

しかし、反面過剰なキャリアを効果的に消滅させる為に
は、蓄積期間中に半導体基板内にアキュムレーノヨン状
態と反転状！川とを交互に、しかも高速で形成してやら
なくてはならない為、′心力消費が太きいという問題が
ある。又、このようｌｘ　パルス制御を高速で行うとこ
のパルスに起因するノイズが信号に混入するという問題
がある。

第４図（ａ）　、　（ｂ）はこのような問題を説明する
為の図である。図中１ｏｏｔｇ後述のドライバー回路の
一部であってやはシ後述のクロックジェネレータからの
パルスφユｂのタイミングに応じて所定のＰ−Ｐレベル
−Ｖｌ、Ｖ３の駆動パルス（以下Ａ　Ｂ　パルスφＡＢ
と呼ぶ）を供給する。

１０１．１０９　Ｖｉ微分用コンデンサ、１０２．１０
８はバイアス用ダイオード、１０４，１０７　ｕ　）ラ
ンジスタ、１０３．１０６は平ｒ斤用コンデンサ、１０
５は電極Ｐ１の電極間に形成され定容量である。

第４図（１））は各部の波形を示す図である。第４図（
１））に基づき第４図（ａ）の動作全説明する。

同図（１））の如くパルスφａ’ｂが入力されると、そ
の立ち上がシでトランジスタ１０７．りＺ　ＯＬＪ　Ｌ
、容量１０５から４源−■１に向かって電流ｉＡＢが流
れ容量］０５には電源〜■１が印加されて光はされる。

又、パルスφａｂの立ち上がりではトランジスタ１０４
が０１９し４源＋■５が容量Ｃに印加され、この底圧ｖ
５で尤にされる。この場合、電極間容量１０５Ｖ′ｉ等
ｉ萌的に数１０００ＰＦの入力容量を持っている為電圧
−■１とＶ３のパルス（以ＦＡＢパルスφＡＢと略す）
金印加すると瞬間的に数Ａ（アンペア）の微分電流が流
れてしまう。この４流が撮像素子のシリコン基板を流れ
ると、シリコン基板の抵抗は数１０　ｍ％の呟を有する
ので結局数１０　ｍＶのノイズ（ここでばＡＢノイズと
呼ぶ）を発生してしまう。このノイズを＠滅するために
、シリコン基板の抵抗を小さくしたシ、ＡＢパルスの立
ち上が如、立ちドが）特注をゆるやかにして微分電流の
絶対１直を小ぢくする方法が考えられるが、こｎらの方
法によっても数ｍｖのＡＢノイズは残る。

ところで撮像素子から出刃畑れる信号の標準的なレベル
は、通常数１００　ｍＶであり、かり撮約１００　ｍＶ
オーダーとなる。

にりて一般的なムービー撮１遼に於いて、特に被写体が
暗い場合に上記のＡＢノイズが無視し得ない程度に１Ｉ
ｆ１ｉ面上に表わ６る。

又、一般に撮像素子の出力１ｇ号は、フラング回路と呼
ばれる直流再生回路において、光学的に遮光でれた部分
ＯＥに対応した信号が黒基準信−号としてクランプぜれ
る。そしてこのＦ！Ａ基準信号の期間において、パルス
を８；ｌ：給すると、前記黒基準信号にＡＢノイズが重
畳してしまう。

従って、この信号をクランプすると、前記ＡＢノイズに
起因したり２ンプ電位の変動が生じ、ディスプレイ上で
は線引き状の低周波ノイズとなってＩｉ！］ｉ質を著し
く劣化させてしまう。

このり２／グｃ１位の変動率は、前述の標準信号レベル
（１００ｍＶ）とＡＢノイズのレベル（数ｍＶ　）の比
だけでは決定されないが、り２ング効果、ガンマ特性′
４分考慮してもＮＴＳＯ信号レベルで数１０ｍＶのノイ
ズとして残る事が確められた。又、このような現象は、
特にＡＥパルスφＡＢをＴＶ同期（ψ１］えば水平同期
）と非同期とした場合、或いは被写体の輝度レベル等に
応じてＡＢパルスの繰返えし周期を変化させた場合、ク
ランプパルスとＡＢノイズの位相が変化した場合等に於
ｔＡて著しい。

又、撮像デバイスの受光面に於ける蓄積状態を制御する
為の他の方法として標準テレビジョン方式のフィールド
周期で受光面に於ける蓄積を行なわせつつ、実質的な蓄
積時間を制御する為に、蓄積４荷を１フイールド内に一
旦クリアする方法が知られている。

以下このような蓄積状態制御の方法に於ける問題につき
説明する。

通常のビデオカメラは、垂直同期信号に同期して撮像し
た場合、垂直同期信号のくシ返えしし、ＦＡＪきの速い
被写体を撮影するような場合、ブレのないシャープな画
像を得るためにはンヤソタースピードを可変に特に高速
４＋１１に１ｊＪｉにすることが必要であり、特にワン
ショット撮影を行うステイルビデオシステムにおいては
不可欠である。

１／６０Ｓよシも短いンヤッタースピードを得ようとす
る場合には、例えばロータリーシャッター等を垂直同期
信号に同期させて使うなどの方法があるが、露光時間が
短かぐなって行くと、機構的な追従が難しくなった）、
或いｌ−１：機構的に複雑化するなどの欠点があった。

また、これに対し、信号処理的な方法として第５図のよ
うな方法がある。即ち、通常の蓄積・転送という駆動周
期に対して、この方法は図中すのような垂直転送りロッ
クを受光部の転送１極に適宜のタイミングで供給する事
によシ映像期間中に撮像素子に蓄積された１よ荷を受光
面内のオーバー７０−ドレインを介して一旦捨てて、時
刻ｔ１よシ新たな蓄積を始めるという方法である。この
方法によると格別な機構を必要としないために小型化が
可能であるというメリットかある。しかし、映像期間中
番こｂのようなパルスを発生させるために、撮像素子よ
、！７読み出した信号に第４図（ｂ）と同様パルスのも
ｉｔ込みが残シ、画像に悪い影響を与えろ。第６図はフ
ラングパルスと映像信号の関係で１ちる。通常は撮像素
子の一部を遮光し、その部分の出力を基準点（オプティ
カルブラック）レベルとしてりランプするのであるが、
映像期間中に前述のクリアパルスｂを発生させると、そ
のもれ込み分が出力信号分ａに重畳した形（第７図ａ／
　）で現われるので、クランプ部分にこのもれ込み分が
かかつてしまうと、黒レベルが変動してしまい、数Ｈに
亘って輝度レベルが変化してしまうという欠点があった
。

（目　的） 本発明は上述の如き技術の欠点を解消し得る正候なりラ
ンプが可能な撮像装置を提供する事を目的としている。

本発明の他の目的は、ＡＥＩノイズの混入が少なく、か
つ消費電力が少なく、しかもブルーミング防止効果の高
い撮像装置を提供する事にある。

本発明の更に他の目的はＡＢノイズによる映像信号の劣
化を効果的に抑制し得る撮像装置ｉ！ｉ：（ｉ−提供す
る事にある。

本発明の更に他の目的は受光部に於ける蓄積状態を制御
し得ると共に、この制御に伴なうノイズがり２ング動作
に影響を与えないようにした撮像装置を提供することに
ある。

（実施例） 以下実施例に基づき本発明を詳述する。

第８図は本発明の撮像装置の構成の第１の実施例を示す
図で、図中５０１は撮像手段としてのイメージセンサで
あって、第１図に示したようなＣＯＤであっても良いし
、ＭＯＳ　ｉｉＸ　Ｙアドレスイメージセンナでめって
も良い。

本実施例では第１図示のフレームトランスファー型ＣＯ
Ｄを用いた場合につき説明する。

５０６はこのＣＯＤイメージセンサの伝送に必要な転送
パルスφＰ亡φＰ６及び前述のアンチプルーミングパル
スφＡＢを供給する読み出し手段としてのドライバー回
路であり、５０７はこれらパルスの内φＰ１〜φＰ６４
のタイミング信号を形成する第１のクロックジェネレー
ターである。

５１４は蓄積制御手段又＃１再結合制御手段としての第
２のクロックジェネレーターであって、該クロックジェ
ネレーター５１４のタイミング信号φａｂに基づき、ド
ライバー回路５Ｃ１６＃−１：　Ａ　ＢノくルスφＡＢ
を形成し、イメージセンサの″電極Ｐ１に供給する。

５０８　Ｖｉ基準発振器、５０９に水平クロツクカウン
タであシ、発振器５０８の出力パルスをカウントし、水
平同期信号等を形成する。５１０は垂直クロックカウン
タであ勺、水平クロックカウンタ５０９の出力としての
水平同期信号をカウントし垂直同期信号等を出力する。

５１１はデコーダーであって、カウンタ５０９゜５１０
の出力状態に応じて各種のタイミングパルスを出力する
。

即ち、複合同期信号ｃ−ｓｙｎｃ’ｅ’複合ブラ／キン
グ信号Ｃ，ＥＬＫ、転送パルスφＰ１〜φＰ６等の為の
タイミング信号を出力し、ドライバー回路５０６に供給
する。

又、デコーダー５１１はアンドゲート５１５と共に本発
明に係る禁止手段を形成している。

即ち、第９図示のようなタイミングでローレベルのｊＤ
ＮＡＢＬＪ（！−ＡＢ信号を出力する事によシ、第２ク
ロツクジエネレーターの出力に対し禁止をかけている。

５１２はＤ７リノグ７０ツブでありを形成している。

父、この７リツグ７０ツグのクロック入力には発振器５
０８の出力が入力てれている。

又、ノリツブ７０ツブ５１２のＱ出力とＪｉＪＡＢＬＥ
・ＡＩ３信号との論理積がＡＮＤゲート５１６に於いて
パルスφａｂとして形成される。

又、デコーダー５１１に第９図示のようなタイミングで
クランプパルスＣＰＯＢを後述のクランプ回路５０５に
対して出力する。り２ンプパルス０ＰＯＢがハイレベル
の間クランプ動作が行なわれる。

又、デコーダー５１１ｉ□ゴイメージセンサー５０１の
水平転送りロックと同期したナングリングパルスＳＵＭ
Ｐをサンプル・ホールド回路５０２に対して出力する。

又、ドライバー回路５０６の出力の内複合同期信号Ｃ−
Ｇ７ｎＱ複合ブランキング信号０　、　ＢＬＫ等はプロ
セス回路５０４に供給きれている。

又、プロセス回路５０４の出力は記録装］吐５０５に供
給されている。

第９図は第８図示回路の動作タイミングを示す図で、第
９図に基づき以下第８図示回路の動作につき説明する。

イメージセンサ−５０１は基本的には第１のクロックジ
ェネレーター５０７で形成された各種タイミングパルス
に基づくドライバー回路５０６の出力によシ駆動される
。

即ち、標準テレビジョン方式に対応した水平垂直走査を
行ない、点順次のビデオ信号を出力する。

又、この点順次信号を次段のテンプル・ホールド回路に
於いて順次サンプルホールドする事によシ、前記点順次
信号のデユーディーを広げると共にノイズを除去する。

従ってこのサンプル・ホールド回路５０２の出力Ｖより
ル０は第９図示のようになる。尚、ここでイメージセン
サ５０１の遮光部ＯＢの出力は水平ブランキング期間Ｈ
−ＥＬＫのバックポーチに於いて得られる。

又、このサンプルホールド回路５０２の出力はり２ング
回路５０５に於いて、第９図示のクランプパルスａｐｏ
Ｂ＃ｃよってクランプされる。クランプ回路５０３の出
力はプロセス回路に於いてγ補正、アパーチャー補正等
の補正を受けると共にち複合同期信号や複合ブランキン
グ信号と混合されてから、記録装置５０５に導びかれる
。

ここで本実施例では再結合制御手段としての第２のクロ
ックジェネレータ５１４から第９図示のような所定の期
間だけパルスφａｂが出力され、これがＡＢパルスφＡ
Ｅとしてイメージセンサの電極Ｐ１又はＰ２に選択的に
印加される。

、　、ハルスφａＢ＋−ｊパルスφｐ＋又１ｄパルスφ
Ｐ２に１７・イールドずつ交互に重畳されるよう、ドラ
イバー５０６においてスイッチング制御が為されている
。

又、パルスφＰ、とφＰ２とは１フイ一ルド分だけ位相
がずれて２９、従りてフィールド扮にポテンシャルウェ
ルとポテンシャルバリアの位置が’ｕＬ　Ｍ　ｐ　ｊ　
ｌ　Ｐ　２の分だけずれる。これによってインターレー
スが為される。

面、前６己パルスφＡＢ＆まボテンシャルバリアを形成
していない方のα極に対して重畳きれる。

パルスφａｂがａ極Ｐ１に印加されている間はパルスφ
Ｐ１ば０ボルトに切換えられる。又、パルスφａｂが電
極Ｐ２に印加されているｉｆ５はパルスφｐｚＦｉｏボ
ルトに切換えられる。

従ってＡＢパルスφＡＥが電極Ｐ１又はＰ２に印加され
ている間は所足量以上の過剰電荷に表面再結合してしま
いプルーミング等が防止される。

尚、アンチブルーミングパルスφＡＢは垂直転送期間中
は作用しないように為されている。

父、本実施例では、禁止手段として機能するデコーダー
５１１の出力ＪＩＣＮＡＢＬｇ−ＡＢによシフランプパ
ルス０ＦＯＢのハイレベルの期間即ちクランプ動作が行
なわれる間ＡＢパルスφＡＢはカントされ、一定の￥Ｉ
Ｃ立が供給される。

従って、パルスφＡＢの印加に伴ｌ°りて発生するノイ
ズ（第９図示）によシフランプレベルが変動するおそれ
はない。

又、本実施例では、クランプパルスＣ！ＰＯＢがノ・イ
レベルとなるタイミングｔ。よシ時間τだけ余裕をみた
早いタイミングｔｂからクランプ終Ｔ時点である時点ｔ
（１までの間ＡＢパルスφＡＢの変動を禁止しているが
、これはＡＢノイズの立下多部分がクランプ時に於（八
てビデオ信号に混入しないようにする為である。

又、本実７＋ｍ例では光学像をイメージセンナに入射し
ている１…、常時ＡＢパルスを供給するので４１なく、
はぼ水平ブランキング期間にのみ供給しているので画面
上のノイズを抑制し得る。

しかも節４効来も病い。

ルスを印加するようにしてＡるので一層プルールスを供
給してもＴＶ画面内にはほとんどＡＢノイズは混入しな
い事が確められた。

尚、本実施例ではイメージセンナとして２相、駆動方式
のフレーム・トランスファー型ＱＣｉＤ　ｉ例に挙げて
説明し、しかも１画素を形成する２つの電極の円の一方
を電圧−■１と＋■３との間で振動させる事によシ過剰
電荷を表面再結合するようにしているが、例えば３相以
上の駆動方式であっても本発明が適用できる事Ｆｉ明ら
かである。

又、本実施例でばＡＢパルスの周波数が比較的高い例を
示しているが、この周波数は低くても良く、その場合に
本発明はクランプ動作中にこのパルスの立上シや立下シ
等の変動部が入り込まないようにする為にＡＢパルスの
立上り、立下シを禁止するものも含む。

又、本実施例では転送電極の１つにＡｌｌパルスを印加
する事によシミ荷再結合動作を行なっているが、ボテン
シャル−ウェル上に転送は極以外の４荷再結合の為の電
極をｄけ、この電極にＡＢパルスを供給するようにして
も良い。

又、本実施例では、少なく゛ともクランプ中は受光部の
蓄積状態を制御する為の信号が変化しないようにしてい
るが、この間に受光部のポテンシャル・ウェルに対して
印加されるφＡＢのレベルは第５図に於ける電圧レベル
−Ｖ１でるっても良い。

又、本実施例ではＡＥパルスを水平ブランキング期間及
びその前後に供給するよう構成して込るが、本発明はク
ランプ中を除き撮像中は常時ＡＢパルスを供給するよう
にしたものも含む。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。本実施
例は受光部の蓄積時間を制御するように構成した場合の
クランプの安定化を図るものである。

説明の簡略化のため、以下、周知の１相駆瞬クレームト
ランスフアー型ＣＯＤ　（以下ＦＴＣＯＤ　ト略す）を
例にと９説明をする。尚、１相ＦＴＣＯＤの基本構造に
第１図示のものと同じであるので一部同じ符４ｉを用い
て説明する。第１０図（ａ）は１相ＦＴＣＯＤの受光部
１及び蓄積部２の境界附近の構成の詳細を示すもので、
図中、ＯＢ、ＯＷ、ＶＢ。

ＶＷは１組によシ受光部１の各撮像セル２Ａ及び蓄積部
２の各記憶セル６Ａを構成する互いにボテンシャルの異
なる領域で、夫々のポテンシャルウェル、（、Ｐ（ＯＢ
）、Ｐ（ＯＷ）、Ｐ（ＶＢ）、Ｐ（ＶＷ）で表わすとす
ると、Ｐ（ＣＢ）　＞　Ｐ（ＯＷ）、Ｐ（ＶＥ）　＞　
Ｐ（ＶＷンとなる様に形成されておシ、そして受光部１
に於ける領域ａＢ、ｃｗに対してはそれらの上に共通電
極（透明成極）２Ｂが、また蓄積部２に於ける領域ＯＢ
、Ｏｆに対してはそれらの上に共通電極６Ｅが夫々形成
されていて、これら電極２Ｅ、　３ｆｆｉに相対的にロ
ウ・レベルの電圧（例えば−１５ボルト）が附与される
と、上記４領域間のポテンシャルウェルの関係は、Ｐ（
ＣＢ）　＞　ｐ（ｃｗ）　＞　ｐ（ｖＢ）＞　ｐ（ｖｖ
）となシ、また、相対的にハイ・レベルの電圧（例えば
０ボルト）が附与されると、Ｐ（ＶＢ）　＞　Ｐ（ＶＷ
）　＞　Ｐ（ＯＢ）　＞　Ｐ（Ｏｉ＋／）　ト＆　ル様
＋ｒ　形成されている。Ｏ８はチャネル・ストッパ、Ａ
Ｂけこれよシもバリアの高さにして低いアンチ・ブルー
ミングこバリア、ＯＤはオーバー・フロー・ドレインで
、蓄積部２の各セル３Ａは水平方向番てｑ夫々チャネル
・ストッパａＳによシ区水平方向には、３セル毎に夫々
チャネル・ストッパＣ８１アンチプルーミング・バリＴ
ＡＢ＆び両側にアンチ・ブルーミング・バリアＡｆｌを
有するオーバー・フロー・ドレインＯＤが配きれること
により区画されている。尚、本実施例では図示の如く、
受光部１に於けるアンチ・プルーミング・バリアＡＢ及
びオーバー・フロー・ドレインＯＤ（・ま、受光部１に
於ける、蓄積部２に最も近接したゴー終の１行に位置す
るセル２人の領域ＶＷの部位に於いて溶積部２に於ける
チャネル・ストッパ（Ｃ対して接続されている。

次に第１０図（ｂ）は上記１相Ｆ’ＴＯＣＤのｆｊ積都
２及び水平レジスタ部６の境界附近の構成の詳細を示す
もので、図中、第１０図（ａ）に於けると同一の符号の
ものは既述と全く同じ構成のもので３ちる。図示の如く
、水平レジスタ部６に於いても電荷の転送方向に沿って
偵欠配されたＯＢ、　ＯＷ。

ＶＢ、ＶＷの各領域の１但を以ってその各転送セル４Ａ
が構成されておυ、且つ、各セル４Ａは夫々記憶部乙の
異なりた列に対応させられている。

更に詳しくは、水平レジスタ部６と蓄積部２との間には
ＣＢの領域が介在させられており、各転送セル４Ａはそ
の領域ＯＶｖの部位に於いて、この介在させられたＣＢ
の領域を介して各記憶セル６への領域ＶＷに対して対向
させられでいるものである。尚、４Ｅは各転送セル４Ａ
の領域ＯＢ及びＣＷ並ひに上記介在墓せられｆｃ領域Ｏ
Ｂに対して設けられた共２［！ｉ屯電極ある。

斯かる構成のＣＯＤにあっては、上記谷成極２ｇ、　３
ｆｆ、　４Ｂに対する附与妊圧を夫々ハイ・レベルとロ
ウ・レベルとの１目ｊで交互させると、＜　＜ｔｒは受
光部１では第１０図（ａ）中に矢印Ａ、Ａ’で示す様Ｉ
こ、また、蓄積部２でＶｉＷ、　１０１３（ａ）　、　
（ｂ）中に矢印Ｂ、Ｂ’で示す様に、また、蓄積部２と
水平レジスタ部６との間では第１ｏ１１（ｂ）中に矢印
０　、　Ｃ′で示す様に、そして、また、水平レンスタ
部６では第１０図（ｂ）中に矢印り、Ｏ’で示す様に多
動し、これによシ、電荷の受光部１から蓄積部２への垂
直転送、蓄積部２から水平レジスタ部３へのステップ伝
送、そして、水平レジスタ部５内での水平転送の各作用
が得られることになる訳である。尚、どう迄もなく、受
光期間中、即ち、光情報の蓄積期間中は、受光部１の屯
＋Ｌｊ！、２Ｅに対する附与旺圧はロウ若しくＵハイ・
レベルに維持されて、光励起によ！ｌ１発生した重荷は
各セル２への領域ＶＷ（ロウ・レベルの場合）若しりＶ
ｉ領域ＣＷ（ハイ・レベルの場合）に蓄積されるもので
ある。そして、この時に例えば光量過多によって電荷の
オーバー・フローを生じた場合には、アンチ・ブルーミ
ング　バリアＡＢ（ｉｌ−越える電荷のオーバー・フロ
ー分がオーバー・フロー・ドレインＯＤに流れ込み、ク
リアされる。或いは受光期間中は、成極２１Ｃ対する電
圧を中間レベル（例えは−７ボルト）に維持することに
よシポテンシャルのｔａ　係ｉ：　Ｐ（ＯＢ　）　＝Ｐ
（ＶＢ）　）　Ｐ（ＯＷ）　−Ｐ（ＶＷ）となる様にし
て、光励起＋Ｃよシ発生した心術が領域ｃｔｖ、ｖｗの
夫々に蓄積される様にしく即ち、これは等価的に領域Ｃ
Ｂ及びＣＷから成る撮像セル並びに領域ＶＢ及び’ｖｗ
から成る撮像セルを形成したことに外ならない）、そし
て、「延性の、受光部１がら蓄積部２への垂直転送に際
、し、上記電圧を中間レベルからロウ・レベル（−１５
ボルト）若しくはハイ・レベル（０ボルト）に切換える
こと【ｃよｐ領域ＣＷの蓄積電荷と領域ｖ　ｖｉの蓄積
電荷とを適宜加算して１ライン分の信号となし、この加
算の組合せを奇数フィールドと偶数フィールドとで変え
る（即ち、これは、上記准圧ｔＩ−Ｐ間レベルからロウ
・レベルに切換えるか、ハイ・レベルに切換えるかによ
って変わる）ことにょジインターレース機能を得る様に
しても良いものである。

次に、以上に説明したＣＯＤを対象にした場合の本発明
の実施例について第１１因を参照して説明する。−１１
１図は上記（極２Ｅに対して附与式れる制御信号φ工、
１他３Ｅに対して附与される制御信号φ日及び′（社）
極４Ｅに対して耐与される水平転送パルス列φＴについ
て示すものでうる。

先ず、奇数フィールドの読み出しに際しては奇数フィー
ルド期間に先行する垂直ブランキング期間の開始と共に
、上記制御信号も及びφＳとして互いに同期した垂直転
送パルス列φニー１　及びφＢ−１が附与される。ここ
で各セル２Ａ、５Ａの垂直方向の配列数、即ち、行数を
共にｎとするとき、上記パルス列φニー１．φＳ−１は
共にｎ　１１ｆｆｉのノくルスを含むものであシ、そし
てこの時のノくルス周波数をｆとすると、斯かる垂直転
送ノ（ルス列φニー１．φＢ−１が附与されること（て
よシフ×ｎ、即ち、数Ｈの期ｊｉｊ内に受光部１から蓄
積部２へと′α句の垂直転送が行われる。そして、この
後、受光部１でＩ″ｉ新らたなｔｔ荷の蓄積が開始され
る訳であるが、そのために制御信号φ工は例えばロウ・
レベル（−１５ボルト）若しくは中間レベル（−７ボル
ト）に維持される。

その後、上記制御信号φＳとしてステップ転送パルス列
φＳ−２が上記蓄積部２に附与されると共に、これに対
応して上記水平レジスタ部３に水平転送パルス列φＴが
附与され、これにより蓄積部２の記憶電荷が１ライン分
ずつ、順次水平レジスタ部３を通じて読み出される様に
なる。

以上の様にして奇数フィールドの読み出しが終了すると
、伏く垂直ブランキング期間に於て再び垂直転送パルス
列φニー１及びφ８−２が１ｊｆｔ与芒れて電荷の垂直
転送が行われ、その後受光部１では再び゛電荷の蓄積が
開始される一方、蓄積部２及び水平レジスタ部３に対し
再び夫々ステップ転送パルス列φト２及び水平転送パル
ス列φＴが附与されて偶数フィールドの匿み出しが行わ
れる様になる。

以上の様にして奇数フィールド及び偶数フィールドの読
み出しが交互的に繰り返えされる。

これに対し、本実施例では、必要に応じて、例えば、蓄
積部２からの記憶電荷の読み出し中適当な時期に於て、
受光部１に対し垂直転送パルス列φニー１と同等の心術
クリア・パルス列行−２が附与される。即ち、これによ
シ受光部１では電荷の、蓄積部２へ向けての垂＋ｉ１．
　ｌｉ送が行われる訳であるが、この時、蓄積部２は電
荷のステップ転送モードにあって、受光部１から送られ
て来る４荷をその垂直転送に合わせて取り込む状態にな
いだめに結果的に受光部１でには荷のオーバー・７０−
を生じ、そしてそれはオーバー・フロー・ドレインｏＤ
（ｇ１ｏ図（ａ））に流れ込んでクリアされることにな
る。ここで、電荷クリア・パルス列φＩ−２としては、
少なくとも上記のライン数ｎ　、ＩＪ上のノくルスが附
与でれるものである。また、その周波数ｆ′については
任意であり、高周波にすることによシ゛屈荷クリアを極
く短詩ＩＨ１のうちに行い得る効果があり０但しあまシ
高周波にすると周囲の様に電荷の転送効率が悪化してク
リアの効率が悪くなる。他方、低周波をてするとクリア
ζて時間を要して、電荷の蓄積部２への流入の機会が増
して影響を与え易くなるので、これらを考慮して適宜選
ばれるべきである。勿論、ｆ’＝ｆであっても良い。こ
れにより従来の、１垂直間期期間にほぼ対応したＴに対
し、これよシもはるかに短かい、例えば第１図中、Ｔ１
で示す如き時間を得ることが出来るものである。そして
この場合の蓄積時間は、第１図中、クリア・パルス列φ
ニー２に対して矢印を附して示す様に、例えば、垂直ブ
ランキング期間の開始から起算した、クリア・ノ（ルス
列φニー２の附与開始迄の時間Ｔ２を制御して、該）く
ルス列φニー２の附与タイミングを変化させることで適
宜変化させることが出来るものである。

尚、ここで上述の様に、上記受光部１からの（社）荷の
クリアは該受光部１に設けられたオーバー・フロー・ド
レインＯＤを利用して行われるものであるが、この電荷
のクリアについてのみ考えれば、上記オーバー・フロー
・ドレインＯＪ）は、クリえば本注出願人に係る先の特
願昭５７−２１８８８２号に於いて提案きれている様に
、受光部１と蓄積部２との境界附近のみに設ける様にし
ても良いものである。

次に以上に説明した制御信号及びパルス列を得るための
回路系の具体例について第１２図を参照して説明する。

第１２図に於いて、２１１は所定周波数の基準クロック
・パルスを発生する発振回路、２１２は該発振回路２１
１からの基進クロック・パルスに基づき、第１１図で説
明したパルス列φニー１．φ８−１゜φＢ２を含む制御
信号φＳ、φＴ及び出力アンプ部４５に対するリセット
・パルス列φＲ１並びにテレビジョン用垂直同期信号”
Ｓｏ及び水平同期信号Ｈ２Ｃ更に第１図示の遮光部に対
応したタイミングで出力さｎるハイレベルのフラングパ
ルスＣ！ＰＯＢを形成するタイピング信号発生回路で、
これは周知の如く、分周器、カウンタ、ＲＯＭ、ノリツ
ブフロップ、ロジック・ゲート等を以って構成てれてい
る。尚、斯かるタイミング信号発生回路については既に
周知のものであるから、ここではその詳細についての説
明は割愛する。

２１３は上β己発振回路２１１からのクロック・パルス
を分周して電荷クリア・パルス列φニー２の基いとなる
周波数ｆ′のクロック・パルスを得るための分周回路、
２１４は上記タイミング信号発生回路２１２からの水平
同期信号ｕｓｅの立下ｐｔカウントするプリセッタブル
・カウンタで、同回路２１２からの垂直同期信号ＶａＣ
を反転するインバーター２１５のハイ出力によシリセッ
トされる。

２１６ｒｉ上記カウンタ２１４に対するプリセント回路
、２１７は蓄積時間選択用の、し１］えば、ディジタル
・コード・スイッチで、該スイッチ２１７の操作により
プリセット回路２１６を通じてカウンタ２１４に対し、
例えば、第１１図で説明した電荷蓄積時間Ｔ１に対応し
たデータをプリセットする。ここで、上記カウンタ２１
４は例えは１垂直向期期間（１フイ一ルド期間）内に含
まれる水平同期信号数（例えば２５０程度）にほぼ対応
した数（例えば２５６）の最大カウント谷址を有してい
るものであシ、従って、上記プリセット回路２１６を通
じて面積時間Ｔ１に応じたデータ全プリセットすること
によシ該カウンタ２１４のキャリー出力は実質的に第１
１図で述べた期間Ｔ２を規定することになる。２１８Ｖ
ｉ上記タイミ゛ング信号発生回路２１２からの垂直同期
信号■ｓｃの立下シによってリセットされると共に、カ
ウンタ２１４のキャリー出力の立°ドシによってセット
される７リツグ・７０ツブ、２１９Ｆ′ｉ上Ｖ己分周回
路２１３の出力パルスの立下シをカウントするカウンタ
で、ここでは上記クリップ・７０ソゲ２１８のζ出力の
ハイにょシリセットされると共に、（ｎ＋ｍ）カウント
でキャリ出力を発生する様に為されている。ここでｍは
数１０程度のマージンである。２２０は上ｄ己７リツブ
・７０ツブ２１８のζ出力の立下シによってリセットさ
れると共に上記カウンタ２１９のキャリ出力を反転させ
るインバータ２２１の出力の立下シによってセットされ
るクリップフロップ、２２２は分周回路２１３の出力パ
ルスと上記クリップ・７０ツブ２２０のζ出力と前記り
２ンプパルス０ＰＯＢの反転出力とを受けるアンド回路
で、その出力が電荷クリア・パルス列φＩ−２となる。

２２３　ｉｄ上記タイミング信号発生回路２１２からの
パルス列φニー１と上記アンド回路２２２からの重荷ク
リア・パルス列φニー２とを受けるオア回路で、この出
力は受光部２に対する制飾信号術となる。又、カウンタ
２１９、インバータ２２１、ノリツブフロップ２２０等
によシ本発明に係る蓄積制御手段又はクリア手段が構成
されている。

以上の構成に於て、不図示の電源回路から給電が開始さ
れると各回路が作動を開始し、そして、タイミング信号
発生回路２１２よシ各種制御信号乃至パルスよシナニー
１．φ日（φ日−１．φＢ−２ＬφＴ、φＲ２ＶＳＯ・
Ｉ（ＳＣ及び０ＰＯＥの出力が開始される。そしてこの
時、垂直同期信号■ｓｃの立ドシによシフリップ・フロ
ップ２１８がリセットされてそのζ出力がハイになり、
これによシヵウンタ２１９がリセット状態（カウント不
能状態）に設定される。

また、垂直同期信号■ｓｃ全反転させるインバータ２１
５のハイ出力によシカウンタ２１４カリセットされ、そ
して、これはその後、水平同期信号ｌ（日Ｃをカウント
する様＆Ｃなる。この１日］、ＯＣＤでは１に荷の、受
光部１から蓄積部２への垂直転送並びに、その後の、電
荷の、蓄積部２がらの読み出しが行われている訳である
が、ここで、上記カウンタ２１４はその最大カウント容
量からプリセット回路２１６からの、磁荷畜積時間Ｔ１
に対応したプリセット・データを差℃引いた１直をカウ
ントし終るとキャリ出力を発生し、そしてその立下シに
よシフリップ・７０ツブ２１８がセットされてそのζ出
力はロウになる。これにょシカウンタ２１９はそのリセ
ットを解かれることによυ分周回路２１６からのパルス
の立下シをカウントし始め、また、この時、７リツプ・
７０ツブ２１８のＱ出力の立下りによりフリップフロッ
プ２２０がリセットされてその（出力が７・イになる。

これによりアンド回路２２２は分周回路２１６からの周
波数ｆ′のパルス列を出力する様になシ、そして、これ
は、オア回路２２５を通じて電荷クリア・パルス列φニ
ー２として出力される様になる。

これによＩ）　ＣＯＤでは受光部１から、それ迄に、即
ち、第１１図のＪｔＪ］間Ｔ２間開２蓄積された゛は荷
が上述した作用によってクリアされる様になる。

そして、カウンタ２１９　ｆｔ、　ｎ　＋　ｍをカウン
トし終ると、次の（ｎ＋ｍ＋１）カウント目でキャリ出
力を発生する訳であるが、この時の、該キャリ出力を反
転させるインバータ２２１の出力の立下シによりフリッ
プ・フロップ２２０がセットされてその（出力はロウに
なシ、これによシアンド回路２２２からのパルス列、即
ち、クリア・パルス列φニー２の出力が断たれる様にな
る。ぞしてその後、はぼ成行蓄積時間Ｔ１が経過すると
、ＣＯＤでは上述した様に電荷の、受光部１から蓄積部
２への垂１ば転送が行なわれその後、水平レジスタ部３
を通じて読み出される様になる。以丁、同様の動作が繰
り返えされる。

以上の様にして、ＣＯＤの受光部１の鉱荷蓄積時間とし
て１垂直向期期間Ｔよシも短Ａ時間Ｔ１が得られる様に
なる。そして、本実施しＪに於ては、この時間Ｔ、は、
ディジタル・コード・スイッチ２１７を操作してカウン
タ２１４にズ１するプリセット匝を変えること（Ｃよシ
圧意に変化させ得る。

又、本実施例ではハイレベルのクランプパルスがタイミ
ング信号発生回路２１２よシ出力されている間はアンド
回路２２２の出力がローレベルとなる様構成されてＡる
。即ち、タイミング信号発生回路２１２からのクランプ
パルスを反転した後、アンド回路２２２に入力するよう
構成しているのでこのアンド回路２２２にょシ本発明に
係る禁出手段が形成されている。

尚、電荷クリアの為のパルスφニー２は元々ｎ＋ｍだけ
供給されるよう構成されているからクジング期間中これ
全カットしたとしても受光部１全体の電荷をドレインを
介して排出する事が可能である。

尚、上記タイミング信号発生回路２１２からの制御信号
乃至パルス列φＳ（φｓ−１．φ５−２）ｌφＴ及びφ
Ｒ並びに、オア回路２２３からの制御１Ｇ号φ工（φト
１゜φニー２）は心安に応じて填圧調整回路等でレベル
を調整され′／？Ｃ後、ＣＣＤ１←Ｃ附与でれるもので
ある。

尚、第１２図の例でｉ−１：電荷蓄積時間Ｔ１をディジ
タル・コード・スイッチ２１７の操作により選択し得る
様にしているが、これは、例えば、被撮像体の明るでの
情報等に基づいて自動的に調節する様にしても良いもの
である。第１３図は、その場合の２つの例を示すもので
ある。

先ず、第１６図（ａ）はＣＯＤの出力に基づいて自動制
御する様にした場合の例を示すもので、図に於て、２２
４（σＣＣＤの出力、若しくは、これを処理することに
よって得られる越１］及信号のビーり検出回路、２２５
シま上記垂直向ル」信号ＶＳＣ金反転させるインバータ
２２６のハイ出力に応答して該ビーク検出回路２２４の
出力をホールドするサンプル・ホールド回路、２２７は
該サンプル・ホールド回路２２６の出力をＡ　／　Ｄ　
ｉ侠するＡ’／Ｄ変換回路、２２８は該ｆｉ−／　Ｄ変
ゴ灸回路２２７の、ｂ力データを蓄積時間データに変換
するデータ変俣回路で、その出力は第１２図のプリセッ
ト回路２１５Ｃ附与される。ここで、該データ変侠回路
２２８け、ＣＯＤの出力の輝度レベルが＾もければ高い
程、Ａ／Ｄ変挨変格回路２２７なるデータを出力するも
のとすれば、これと逆比’／１ｌＢｌｊ係の、即ち、よ
シ小さなデータを出力する芽に構成されるものである。

即ち、ここでは、Ａ／　ＤｆＭ回路２２７の出力データ
が第１１図で述べた期間Ｔ２に対応していると理解すれ
ば良い訳である。

２２９　ｉｄナンブル・ホールドロ路２２５によるピー
ク検出回路２２４の出力のホールドが光ｒした後に該ビ
ークゆ出回路２２４を、新らたなビークＩＬ１の検出の
ためにクリアするべく設けらＪ’した迎延回路である。

また、第１６図（ｂ）に示すレリは、ＣＯＤの受光部１
が受ける光と回等の光を測定して、その測定値ｉＣ基づ
いて自ｔｈ　ｆｔｔｌｉ仰する様にした場合の例を示す
もので、これは、第１３図（ａ）に於けるピーク（検出
回路２２４（及び遅延回路２２９）を、ＣＯＤの受光部
１が受＆−する光と同等の光を受ける様に為された測定
部子２５０ａを有する測定回路２６０で置換して、その
６（す矩出力をナンプル・ホールド回路２２５の人力と
する様にしたものである。

斯くして、この第１３図に示す２つ例によれば、ＣＯＤ
の受光部１のｌシ荷蓄積時間Ｔ１を被撮像体の明るさの
前報番て基づいて自動制イ即することが可能となる。

尚、本メ施ＴｈＪで（１受光部の電荷を所定の一部に束
中させる讃によ’）　甑ｈｉｌｌ的にオーバーフローを
起こし、このオーバー７０−した電荷を排出する為のド
レインを設ける事によって受光部のクリアと行なってい
るが、例えば受光部内にドレインを設けると共（Ｃ１受
光部内の各受光領域のｔａ荷をポテンシャルレベルの１
シリ倒町１巨なバリア又Ｑゴゲートを介して選択的に罰
ｉ己ドレインに排出し得るよう構成したものに於ても、
本発明を適用可能である事は言う葉でもない。即ち、こ
の場合」ζも、やはりフラング’４−’　ｂｉ前前記バ
リススゲートのボテン７−ｔ’ルレベルを２テ化させな
いよう禁止手段全働かせる争により、クランプ動作の誤
動作を防止できろ。

（効　果） 以上説明した如く、本発明（てよれＶゴナなくともタラ
ンプ回路によるフラング動ｆ′ト中は幕ｉ′状、弗全制
御する為の信号の変１にを禁止する禁止手段を設けたの
で、ｌＩ！ｉｉ面内しこ痔引き上の低周波ノイズが混入
する事がなくなる。

又、クランプ動作中は電荷再結合の為の１に号の変化を
禁止しているので、ブルーミング〃二防止できるだけで
なく、クランプ動作も安定する。

又、クランプ動作中は蓄積時間制御の為の電荷クリア状
態の変化を禁止しているのでシャッター効果が得られる
だけでなく、クランプ動作が正確となる、等多くの効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はイメージセンナの例を示す図、第２図は各成極
ｒのポテンシャル・プロフィールのしＵを示す図、第６
図は成極は立に応じたボテンンヤル４註を示す図、第４
図（ａ）　、　（ｂ）ばＡＢノイズの発生原因を説明す
る為の図、第５図（まクリアパルスによる蓄積時間制御
方法について示す図、第６図はクリアパルスとクランク
パルスノ関係（てついて示す図、第７図は第５、第６図
示の」４合番て於ける欠点を説明する図、第８図は本発
明の撮像装置の柩１天施例図、第９図はそのタイミング
図、第１０図＜ｅ、）、　＜ｂ＞は本発明の撮像装置の
第２　＄　ＩＩＭ　□Ｗ’ｄを説１カする為のＦＴＣＯ
Ｄの一極配置例を示す図、第１１図は第２実施例のタイ
ミング図、第１２図は第２英施例の構成例を示す図、第
１３図（ａ）　、　（ｂ）は大々第１２図示構成の変形
例を示す図である。 １・・・受光部 ５１５、２２２・・禁止手段としての論理回路５１４・
・・再結合制御手段としての第２のクロックジェネレー
ター ｃｐｏＢ・・・クランクパルス φＡＢ、−ＡＢパルス φニー２・・・クリアパルス ５１１　・・・デコーダー ２１２・・　タイミング信号発生回路 ２１９・・・カウンタ ２２１　・・・インバーター ２２０・・・フリッグ７０ッグ ＯＢ ４　　　　　　　％ｒ　　’；”％ β〜ル　５６ （−一一一儒嗜雫１−−−−レーー町−１トシ■１−ト
１１■−−■曜Ｃ１− ７りρ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被写体像を電気情報に変換し蓄積する受光部と、
   該受光部４Ｃ於ける蓄積状態を制御する為の信号を出力
   する蓄積制御手段と、前記受光部から読み出された電気
   情報の一部をクランプするクランプ手段と、少なくとも
   該クランプ手段によるクランプ中に於ける前記制御手段
   の出力信号の変化を禁止する禁止手段とを有する撮像装
   置。
2. （２）被写体像を所定の極性の電荷情報に変換する撮像
   手段と、該撮像手段内の前記電荷情報を他の極性の成句
   と再結合させる為の信号を出力する再結合制御手段と、
   前記撮像手段の出力の一部をり２ングするクランプ手段
   と、少なくとも該クランプ手段によるクランプ中に於け
   る前記制御手段の出力の変化を禁止する禁止手段とを有
   する撮像装置。
3. （３）被写体像を電気情報に変換し蓄積する受光部と、
   該受光部に於ける電気情報を周期的に読み出す為の読み
   出し手段と、該読み出し手段による周期的読み出し動作
   とは別に、前記受光部に於ける電気情報をクリアする為
   の信号を出力するクリア手段と、前記受光部から読み出
   された電気情報の一部をクランプするクランプ手段と、
   少なくとも該クランプ手段によるり２ンプ中＆Ｃ於ける
   前記クリア手段の出力の変化を禁止する禁止手段とを有
   する撮像装置。