JPS6020687A - 電子スチルカメラ - Google Patents
電子スチルカメラInfo
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- JPS6020687A JPS6020687A JP58127577A JP12757783A JPS6020687A JP S6020687 A JPS6020687 A JP S6020687A JP 58127577 A JP58127577 A JP 58127577A JP 12757783 A JP12757783 A JP 12757783A JP S6020687 A JPS6020687 A JP S6020687A
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/18—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
- H10F39/186—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors having arrangements for blooming suppression
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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
- H04N25/50—Control of the SSIS exposure
- H04N25/57—Control of the dynamic range
- H04N25/571—Control of the dynamic range involving a non-linear response
- H04N25/573—Control of the dynamic range involving a non-linear response the logarithmic type
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/62—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
- H04N25/621—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of blooming
- H04N25/622—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of blooming by controlling anti-blooming drains
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- H—ELECTRICITY
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
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- Nonlinear Science (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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、縦形オーバーフロードレインを備えたＭＯ８
型固体撮像素子を用いた電子スチルカメラに関するもの
である。更に詳しくは、本発明は、被写体輝度に対する
ダイナミックレンジの拡大が可能な外部シャッター付電
子スチルカメラに関するものである。
型固体撮像素子を用いた電子スチルカメラに関するもの
である。更に詳しくは、本発明は、被写体輝度に対する
ダイナミックレンジの拡大が可能な外部シャッター付電
子スチルカメラに関するものである。
固体撮像装置に於いて、ビデオ動作を行なう（１／６Ｏ
−ｓｅａで連続的に露光、読出しを行なう）場合、被写
体輝度に対するダイナミックレンジを拡大する、即ち、
ハイラチチュード（高寛容度）化する為に、撮像素子に
ＫＮＥＥ特性を与える機駆動するものは、Ｉ Ｔ−ＣＯ
Ｄ （Ｉｎｔｅｒｌｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ −ＣＣ
Ｄ）、Ｆ Ｔ−ＣＣＤ （Ｆｒａｍｅ Ｔｒａｎｓｆｅ
ｒ −ＣＣＤ ）では公知である。しかしＭＯＳ型でＫ
ＮＥＥ特性を与えるものは、これまで提案されていない
。これは、ＭＯＳ型が各画素を個々に順次読み出しする
ことから、撮像面全域を同時に露光制御できない事に起
因している。
−ｓｅａで連続的に露光、読出しを行なう）場合、被写
体輝度に対するダイナミックレンジを拡大する、即ち、
ハイラチチュード（高寛容度）化する為に、撮像素子に
ＫＮＥＥ特性を与える機駆動するものは、Ｉ Ｔ−ＣＯ
Ｄ （Ｉｎｔｅｒｌｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ −ＣＣ
Ｄ）、Ｆ Ｔ−ＣＣＤ （Ｆｒａｍｅ Ｔｒａｎｓｆｅ
ｒ −ＣＣＤ ）では公知である。しかしＭＯＳ型でＫ
ＮＥＥ特性を与えるものは、これまで提案されていない
。これは、ＭＯＳ型が各画素を個々に順次読み出しする
ことから、撮像面全域を同時に露光制御できない事に起
因している。
また、最近固体撮像素子を用いて静止画像を例えばフロ
ッピーディスク等の記録媒体に記録する電子スチルカメ
ラが提案されているが、これに関してハイラチチュード
化する為に、撮像素子にＫＮＥＥ特性を与える様に駆動
するものは提案されていない。
ッピーディスク等の記録媒体に記録する電子スチルカメ
ラが提案されているが、これに関してハイラチチュード
化する為に、撮像素子にＫＮＥＥ特性を与える様に駆動
するものは提案されていない。
ここで、ＩＴ−ＣＯＤ、ＦＴ−ＣＣＵ、ＭＯ８型固体撮
像素子を比較すると、歩留り、性能の点でＭＯＳ型が優
れ、電子スチルカメラ用の撮像素子とじて好適であるが
、より優れた静止画像を得る為には、撮像素子のハイラ
チチュード化が必要となってくる。
像素子を比較すると、歩留り、性能の点でＭＯＳ型が優
れ、電子スチルカメラ用の撮像素子とじて好適であるが
、より優れた静止画像を得る為には、撮像素子のハイラ
チチュード化が必要となってくる。
本発明は、縦形オーバーフロードレインを備えるＭＯ８
型固体撮像素子を撮像素子として用いる外部シャッター
付電子スチルカメラに於いて、撮像素子からの映像出力
信号にＫＮＥＥ特性を持たせることによって、被写体輝
度に対するダイナミックレンジを拡大してハイラチチュ
ード化することを目的とする。
型固体撮像素子を撮像素子として用いる外部シャッター
付電子スチルカメラに於いて、撮像素子からの映像出力
信号にＫＮＥＥ特性を持たせることによって、被写体輝
度に対するダイナミックレンジを拡大してハイラチチュ
ード化することを目的とする。
本発明は、ＭＯ８Ｉｆ固体撮像素子の縦形オーバーフロ
ードレイン構造内のＰＷＩＬＬの電位を露光期間中に変
化させて撮像出力信号にＫＮＥＥ特性を与える制御手段
を設け、被写体輝度に対するダイナミックレンジを広く
することを技術的々特徴としている。
ードレイン構造内のＰＷＩＬＬの電位を露光期間中に変
化させて撮像出力信号にＫＮＥＥ特性を与える制御手段
を設け、被写体輝度に対するダイナミックレンジを広く
することを技術的々特徴としている。
第１図は本発明において使用されるＭＯ８型固体撮像素
子の一例を示す要部の構成断面図である。
子の一例を示す要部の構成断面図である。
ここでは、受光部、垂直ゲート及び垂直信号線を横切る
平面で切った時の素子の断面図を示しており、厚味方向
（基板方向）にＮ −Ｐｗｇｂｔ、ｎ基板という縦形の
トランジスタを構成する配置構造となっている。受光部
１は、そこに照射される光４を電荷に変え、蓄積する働
きをする。垂直ゲート２は受光部１に蓄積された信号電
荷を垂直信号線乙に移す働きをする。前記縦方向のトラ
ンジスタを使ってＭＯ８型固体撮像素手はオーバーフロ
ーする電荷をｎ基板に排出しているがこのような構造を
縦形オーバーフ目−ドレイン構造と称している。
平面で切った時の素子の断面図を示しており、厚味方向
（基板方向）にＮ −Ｐｗｇｂｔ、ｎ基板という縦形の
トランジスタを構成する配置構造となっている。受光部
１は、そこに照射される光４を電荷に変え、蓄積する働
きをする。垂直ゲート２は受光部１に蓄積された信号電
荷を垂直信号線乙に移す働きをする。前記縦方向のトラ
ンジスタを使ってＭＯ８型固体撮像素手はオーバーフロ
ーする電荷をｎ基板に排出しているがこのような構造を
縦形オーバーフ目−ドレイン構造と称している。
第２図は、第１図において、一点鎖線ａ −ａ’の断面
に対応する各部のポテンシャル状態を示した図である。
に対応する各部のポテンシャル状態を示した図である。
また、第６図、第４図は、ＰＷＩＬＬの電圧を変えた直
後のポテンシャル状態を示した図である。
後のポテンシャル状態を示した図である。
第２図において、ＰｗｇＬｈのポテンシャル■ｐ１は、
垂直ゲート２の下でのポテンシャルＶｏより僅かに低く
すっており、受光部１（ここはフォトダイオードが構成
される）における蓄積可能な最大信号電荷量はＱ町で表
わされる。
垂直ゲート２の下でのポテンシャルＶｏより僅かに低く
すっており、受光部１（ここはフォトダイオードが構成
される）における蓄積可能な最大信号電荷量はＱ町で表
わされる。
ここで、ＰＷＥＬＬのポテンシャルＶＰＩを、第６図に
示すようにＶｐｚ （Ｖｐｓ＞Ｖｐｚ）に変化させた場
合、ＰｗｇＬｈ上にはフォトダイオードが形成されてい
る為に、ＰＷＩＬＬのポテンシャルが変わっても、蓄積
可能の信号電荷量はＱ町のままであって、ｎ基板に流れ
ず、受光部１に留まることとなる。
示すようにＶｐｚ （Ｖｐｓ＞Ｖｐｚ）に変化させた場
合、ＰｗｇＬｈ上にはフォトダイオードが形成されてい
る為に、ＰＷＩＬＬのポテンシャルが変わっても、蓄積
可能の信号電荷量はＱ町のままであって、ｎ基板に流れ
ず、受光部１に留まることとなる。
これに対して、 ＰＷＥＬＬのポテンシャルを、第４図
に示すようにｖｐｓ （Ｖｐｌ＜ Ｖｐａ ）に変化さ
せた場合は、受光部１に留まっていた信号電荷は、垂直
ゲート２を通って垂直信号線３側に流れ出す。
に示すようにｖｐｓ （Ｖｐｌ＜ Ｖｐａ ）に変化さ
せた場合は、受光部１に留まっていた信号電荷は、垂直
ゲート２を通って垂直信号線３側に流れ出す。
この場合、この垂直信号線６上に捨てられた不要電荷は
、読み出しの際の第１ライン目の走査の時に外部へ取り
出されるが、この時は、垂直ブランキング期間中なので
、何んら画像に影響しない。
、読み出しの際の第１ライン目の走査の時に外部へ取り
出されるが、この時は、垂直ブランキング期間中なので
、何んら画像に影響しない。
第４図に示すような条件の下では、受光部１で蓄積可能
な最大４６号電荷量は、Ｑｍｇ （Ｑｐｘ＞Ｑｍｚ）と
なる。
な最大４６号電荷量は、Ｑｍｇ （Ｑｐｘ＞Ｑｍｚ）と
なる。
すなわち、ＭＯ８型固体撮像素子において、ｐｗれＬに
与える電圧を制御することによって、蓄積可能の信号電
荷量を変更することが可能となる。
与える電圧を制御することによって、蓄積可能の信号電
荷量を変更することが可能となる。
次に蓄積可能な最大電荷量を時間的に変化させることで
、撮像出力信号にＫＮＥＥ特性が得られる事について説
明する。
、撮像出力信号にＫＮＥＥ特性が得られる事について説
明する。
公知のＩＴ−ＣＯＤにおいては、オーバーフローコント
ロールゲート（０ＦＣＧ ）に与える電圧を変える事に
より、最大電荷量が変わる。すなわち、第６図に示す露
光時間と０ＦＣＧｔ圧■。ＦＣＧの関係を示す線図にお
いて、時刻ｔ１までＶＯＦＣＧ ””Ｖ＋（Ｏ＜ｔ ＜
ｔ＋ ） 、ｔｌからｔｌまでの間、Ｖｏｐｃａ＝Ｖ２
（ｔｔ ＜ｔ ＜ｔｚ ）とした場合、ＯＦ ＣＧ、受
光部（フォトダイオード）、トランスファーゲート（Ｔ
Ｇ）の部分のポテンシャル状態は、ＶＯＦＣＧ＝ＶＢの
時が第７図、Ｖｏ ｐ ＣＧ ： Ｖ２の時が第８図に
示す通りとなる。すなわち、ＶＯＦＣＧ ＝Ｖ１ （第
７図）の時は、蓄積可能な最大信号電荷量はＱ惧２と少
ないが、ＶＯＦＣＧ ＝Ｖ２ （第８図）の時は、最大
信号電荷量はＱｍｌと太き（なる。
ロールゲート（０ＦＣＧ ）に与える電圧を変える事に
より、最大電荷量が変わる。すなわち、第６図に示す露
光時間と０ＦＣＧｔ圧■。ＦＣＧの関係を示す線図にお
いて、時刻ｔ１までＶＯＦＣＧ ””Ｖ＋（Ｏ＜ｔ ＜
ｔ＋ ） 、ｔｌからｔｌまでの間、Ｖｏｐｃａ＝Ｖ２
（ｔｔ ＜ｔ ＜ｔｚ ）とした場合、ＯＦ ＣＧ、受
光部（フォトダイオード）、トランスファーゲート（Ｔ
Ｇ）の部分のポテンシャル状態は、ＶＯＦＣＧ＝ＶＢの
時が第７図、Ｖｏ ｐ ＣＧ ： Ｖ２の時が第８図に
示す通りとなる。すなわち、ＶＯＦＣＧ ＝Ｖ１ （第
７図）の時は、蓄積可能な最大信号電荷量はＱ惧２と少
ないが、ＶＯＦＣＧ ＝Ｖ２ （第８図）の時は、最大
信号電荷量はＱｍｌと太き（なる。
第９図は光の強度に対しての受光部に蓄えられる′電荷
量と、露光時間ｔ２までの時間との関係を示す線図であ
る。この図において、光の強度と信号電荷の発生とは比
例関係にあるため、直線の傾きが光の強度に比例して示
される。ここで、時刻ｔ１で発生する信号電荷量がＱｍ
ｚである、光の強度を１、とじ、Ｑ−ｔ＝２Ｑｍｚとす
る。この光の強度工０より弱い光に関しては、ＶＯＦＣ
Ｇが時間的に変化しても影響を受けず、第９図に示すよ
うに信号電荷量は直線的に増加する。次に光の強度工が
、Ｉｏ＜ Ｉ＜３Ｉｏでるる場合について考えると、こ
の強度工においては、時刻ｔｌに達する以前のｔｏにお
いて、最初のポテンシャル井戸が飽和してしまう。しか
しながら、時刻ｔ１になると、ポテンシャル井戸が大き
くなるため、再び信号電荷はＱ町に向かって増加しはじ
める。すなわち、Ｉ ＜ ３ ＩＯの光強度では、ｔ！
〜ｔ２の時間で信号電荷量がＱｍｓまで達しないが、Ｉ
＞６ＩＯの光強度では飽和してしまう。
量と、露光時間ｔ２までの時間との関係を示す線図であ
る。この図において、光の強度と信号電荷の発生とは比
例関係にあるため、直線の傾きが光の強度に比例して示
される。ここで、時刻ｔ１で発生する信号電荷量がＱｍ
ｚである、光の強度を１、とじ、Ｑ−ｔ＝２Ｑｍｚとす
る。この光の強度工０より弱い光に関しては、ＶＯＦＣ
Ｇが時間的に変化しても影響を受けず、第９図に示すよ
うに信号電荷量は直線的に増加する。次に光の強度工が
、Ｉｏ＜ Ｉ＜３Ｉｏでるる場合について考えると、こ
の強度工においては、時刻ｔｌに達する以前のｔｏにお
いて、最初のポテンシャル井戸が飽和してしまう。しか
しながら、時刻ｔ１になると、ポテンシャル井戸が大き
くなるため、再び信号電荷はＱ町に向かって増加しはじ
める。すなわち、Ｉ ＜ ３ ＩＯの光強度では、ｔ！
〜ｔ２の時間で信号電荷量がＱｍｓまで達しないが、Ｉ
＞６ＩＯの光強度では飽和してしまう。
第１０因は、これを縦軸に信号電荷量、横軸に光強度を
とって示した線図である。この図から明らかな通り、露
光時間１の間ずつと、Ｖｏｔｃａ＝Ｖｇなる電圧にして
、ポテンシャル井戸に犬キ＜シた場合、Ｉ ＝ １．５
Ｉｏで飽和してしまうのに対し、 ＶＯＦＣＧの電圧
を時間的に変える事により、Ｉ＝３Ｉｏまで飽和しない
ようにでき、映像出力信号に対しＫＮＥＥ特性を得るこ
とができたことがわかる。
とって示した線図である。この図から明らかな通り、露
光時間１の間ずつと、Ｖｏｔｃａ＝Ｖｇなる電圧にして
、ポテンシャル井戸に犬キ＜シた場合、Ｉ ＝ １．５
Ｉｏで飽和してしまうのに対し、 ＶＯＦＣＧの電圧
を時間的に変える事により、Ｉ＝３Ｉｏまで飽和しない
ようにでき、映像出力信号に対しＫＮＥＥ特性を得るこ
とができたことがわかる。
本発明に係る電子スチルカメラに用いられるＭＯ８屋固
体撮像素子に関しては、ＰＷＫＬＬの電圧ＶＰＷＥＬＬ
ｔ−１１露光時間ｔ２内において、第５図に示すように
変化させることにより、ＩＴ−ＣＯＤの場合と同様に信
号電荷量と光強度の関係が、第１０図に示されるＫＮＥ
Ｅ特性になる。ここで、ＭＯ８型固体撮像素子の場合、
余分な信号電荷を垂直信号線６に流すようにした点がＩ
Ｔ−ＣＯＤと異なっている。
体撮像素子に関しては、ＰＷＫＬＬの電圧ＶＰＷＥＬＬ
ｔ−１１露光時間ｔ２内において、第５図に示すように
変化させることにより、ＩＴ−ＣＯＤの場合と同様に信
号電荷量と光強度の関係が、第１０図に示されるＫＮＥ
Ｅ特性になる。ここで、ＭＯ８型固体撮像素子の場合、
余分な信号電荷を垂直信号線６に流すようにした点がＩ
Ｔ−ＣＯＤと異なっている。
ここで第５図に示すＰＷＥＬＩ、の電位ｖ１．■２につ
いて考えると、第５図において、時刻１．までは、Ｐｗ
ｖｔｔ。
いて考えると、第５図において、時刻１．までは、Ｐｗ
ｖｔｔ。
電位Ｖｔ（Ｖｔによって決定される最大電荷量Ｑ、２）
が印加されており、Ｑ ｍｚの電荷量が通常光の信号電
荷に対して使用される事がわかり、また、時刻ｔＩカら
ｔ２ ノ間はＰＷＩＣＬＩ、電位Ｖ、 （Ｖ、 Ｋよっ
て決定される最大電荷量Ｑｓｔ ）が印加され、Ｑｍｌ
Ｑｍｚの電荷量が高輝度物体側の信号電荷に対して使用
される事がわかる。
が印加されており、Ｑ ｍｚの電荷量が通常光の信号電
荷に対して使用される事がわかり、また、時刻ｔＩカら
ｔ２ ノ間はＰＷＩＣＬＩ、電位Ｖ、 （Ｖ、 Ｋよっ
て決定される最大電荷量Ｑｓｔ ）が印加され、Ｑｍｌ
Ｑｍｚの電荷量が高輝度物体側の信号電荷に対して使用
される事がわかる。
従って、ＰＷＥＩ、Ｌ 電位ｖ１ヲ増大させると、通常
光の信号電荷量が増えるために、結果として高輝度側を
占める信号成分を減らし、また、逆に、Ｖｔ’に減少さ
せると通常光の信号電荷量が減り、結果として、高輝度
側の信号を強調することができる。
光の信号電荷量が増えるために、結果として高輝度側を
占める信号成分を減らし、また、逆に、Ｖｔ’に減少さ
せると通常光の信号電荷量が減り、結果として、高輝度
側の信号を強調することができる。
また、第５図においては、０〜ｔ！までの時間が通常光
の露光時間となり、ｔ１ｘｔ２までの時間が高輝度光の
露光時間であって、ｔ！〜ｔ２までの時間を短かくした
方が、より高輝度側の情報が得られ、よりダイナミツ゛
クレンジを広げることができる。
の露光時間となり、ｔ１ｘｔ２までの時間が高輝度光の
露光時間であって、ｔ！〜ｔ２までの時間を短かくした
方が、より高輝度側の情報が得られ、よりダイナミツ゛
クレンジを広げることができる。
本発明に係る電子スチルカメラにおいては、ＭＯ８型固
体撮像素子のＰＷＥＬＬ電位■１を制御するための機構
と、露光時間ｔｓ’に変える機構を備えることにより、
撮影者に対し、より画像の自由度を与えている。
体撮像素子のＰＷＥＬＬ電位■１を制御するための機構
と、露光時間ｔｓ’に変える機構を備えることにより、
撮影者に対し、より画像の自由度を与えている。
第１１図は、本発明に係る電子スチルカメラの全体の動
作を示すタイミングチャートである。
作を示すタイミングチャートである。
まず、シャッターボタンを押すと、仲）に示す水平シフ
トンジスタ用のパルスφＲがＭＱＳ型固体撮像素子に印
加され、メカニカルシャッターが閉じた状態で不要電荷
が排出される。
トンジスタ用のパルスφＲがＭＱＳ型固体撮像素子に印
加され、メカニカルシャッターが閉じた状態で不要電荷
が排出される。
次に、（イ）に示す垂直同期信号ＶＤに一致した（）・
）に示すシャッター開信号により、レンズシャッターが
開き、受光部１に光が入り露光状態となる。
）に示すシャッター開信号により、レンズシャッターが
開き、受光部１に光が入り露光状態となる。
その時、同時にｐｗＥＬ Ｌの電位ＶＰＷＩＣＬＬ、が
（ホ）に示すように変化して、第１の状態（第４図の状
態）とし、ポテンシャル井戸の小さい状態で露光する。
（ホ）に示すように変化して、第１の状態（第４図の状
態）とし、ポテンシャル井戸の小さい状態で露光する。
そして所定の時間ｔ１の後（ＫＮＥＥ特性が変化する）
、ＰｗｇＬｔ、の電位を元の状態にもどし、第２の状態
（第２図の状態）とし、ポテンシャル井’ｔ＝を大きく
する。その後、シャッタースピードの時ＩＭｊ ｔ ２
テ（＝）に示すシャッター閉信号により、レンズシャ
ッターが閉じる。そして、この動作が終了後の最初の垂
直同期信号に合せて、（へ）に示すように映像信号が出
力される。この場合、メカニカルシャッターが開いてい
る間に読み出しが成されていないため、スミアは生じず
、また、レンズシャッターを使う事九より、全画素同時
露光全可能としているため、全画素に同一のＫＮＩｉＥ
特性を得ることができる。
、ＰｗｇＬｔ、の電位を元の状態にもどし、第２の状態
（第２図の状態）とし、ポテンシャル井’ｔ＝を大きく
する。その後、シャッタースピードの時ＩＭｊ ｔ ２
テ（＝）に示すシャッター閉信号により、レンズシャ
ッターが閉じる。そして、この動作が終了後の最初の垂
直同期信号に合せて、（へ）に示すように映像信号が出
力される。この場合、メカニカルシャッターが開いてい
る間に読み出しが成されていないため、スミアは生じず
、また、レンズシャッターを使う事九より、全画素同時
露光全可能としているため、全画素に同一のＫＮＩｉＥ
特性を得ることができる。
ところで、実際の電子カメラにおいては、シャッタース
ピードが変化してもＫＮＥＥ特性が変化してはならない
。そのため、シャッタースピードｔ２が変化しても常に
ｔ１／１２＝一定に設定されなげればならない。
ピードが変化してもＫＮＥＥ特性が変化してはならない
。そのため、シャッタースピードｔ２が変化しても常に
ｔ１／１２＝一定に設定されなげればならない。
第１２図はこれを実現するだめの電気回路図である。こ
の図において、Ｖｐは測定系から得られる光強度を対数
圧縮した電圧であって、コンパレータＣＰ１ 及びコン
パレータＣＰ２ の一方の入力端に印加されている。コ
ンパレータＣＰＩ、ＣＰ２ の他方の入力端には、それ
ぞれ直流電圧ＶＢがスイッチＳＷＩ、ＳＷ２ 及び抵抗
Ｒ１，Ｒ２，コンデンサＣで構成される積分回路を介し
て印加される。
の図において、Ｖｐは測定系から得られる光強度を対数
圧縮した電圧であって、コンパレータＣＰ１ 及びコン
パレータＣＰ２ の一方の入力端に印加されている。コ
ンパレータＣＰＩ、ＣＰ２ の他方の入力端には、それ
ぞれ直流電圧ＶＢがスイッチＳＷＩ、ＳＷ２ 及び抵抗
Ｒ１，Ｒ２，コンデンサＣで構成される積分回路を介し
て印加される。
＠１６図は、スイッチＳＷＩ、ＳＷ２ が閉じられた以
後のコンデンサＣの電圧変化Ｖｅｉｌ ＶＯ２”ｔ−示
した線図である。コンパ、レータＣＰ１ からは、時間
１、の時点でパルスが生じ、またコンパレータＣＰ２か
らは、時間ｔ２の時点でパルスが出力される。コンパレ
ータＣＰ１’、ＣＰ２のそれぞれの条件式ヲ（１）式、
（２）式に示す。
後のコンデンサＣの電圧変化Ｖｅｉｌ ＶＯ２”ｔ−示
した線図である。コンパ、レータＣＰ１ からは、時間
１、の時点でパルスが生じ、またコンパレータＣＰ２か
らは、時間ｔ２の時点でパルスが出力される。コンパレ
ータＣＰ１’、ＣＰ２のそれぞれの条件式ヲ（１）式、
（２）式に示す。
Ｖｐ＝ＶＢ （１−ｅｘｐ（−ｔｔ／ｕｔｃ） ） −
・−・（１）Ｖｐ＝Ｙａ （１−ｅｘｐ（Ｌ２／１ｈｃ
）） −−（２）（１）式、（２）式より、（３）式の
関係が得られる。
・−・（１）Ｖｐ＝Ｙａ （１−ｅｘｐ（Ｌ２／１ｈｃ
）） −−（２）（１）式、（２）式より、（３）式の
関係が得られる。
ＶＢ（１−ｅｘｐ（−ｔｔ／ＲｘＣ））＝Ｖｎ（１−ｅ
ｘｐ（ｔｚ／ＲｚＣ））（３）式から明らかなように、
ｔｌ／１２の値が光強度を示す電圧Ｖｐによらず一定値
とすることができる。
ｘｐ（ｔｚ／ＲｚＣ））（３）式から明らかなように、
ｔｌ／１２の値が光強度を示す電圧Ｖｐによらず一定値
とすることができる。
また、このｔ１／１２の値は、抵抗値Ｒ１又はＲ２を変
えることによって変化させることができる。従って、第
１２図に示す回路によって、シャッタータイムが変って
も、ＫＮＥＥ特性を変えずに撮影することが可能となる
。
えることによって変化させることができる。従って、第
１２図に示す回路によって、シャッタータイムが変って
も、ＫＮＥＥ特性を変えずに撮影することが可能となる
。
なお、ＭＯ８型固体撮像素子のＰＷＩＩ Ｌ ｔ、に印
加する電圧Ｖｐは、露光時間に対して、第１４図に示す
ように曲、線的に変化する電圧信号でも良く、これによ
って、入射光強度に対して対数圧縮させた映像信号を得
ることも可能である。− また、上記において、レンズシャッターヲ使用している
が、その理由は、ＭＯ８型固体撮像素子の各受光部に対
して、゛同一時点での露光開始及び同一の露光時間を可
能とするためであり、ＫＮＥＥ特性を得るうえで必要で
ある。
加する電圧Ｖｐは、露光時間に対して、第１４図に示す
ように曲、線的に変化する電圧信号でも良く、これによ
って、入射光強度に対して対数圧縮させた映像信号を得
ることも可能である。− また、上記において、レンズシャッターヲ使用している
が、その理由は、ＭＯ８型固体撮像素子の各受光部に対
して、゛同一時点での露光開始及び同一の露光時間を可
能とするためであり、ＫＮＥＥ特性を得るうえで必要で
ある。
第１５回位本発明に係る電子スチルカメラの全体構成を
示すブロック図であって１１はレンズ、１２はレンズシ
ャッタで絞りを兼ね、かつ結像面全域忙同時に露光の開
始及び終了の制御が可能である。１３はシャッター駆動
手段、１４は縦形オーバーフロードレインを備えるＭＯ
Ｂ型固体撮像素子、１５は該ＭＯ８型固体撮像素子１４
を制御する駆動回路、１６は映像信号処理回路、１７は
記録信号処理回路、１８は記録ヘッド移動機構、１９は
記録ヘッド移動用のＤＣモータでヘッド位置制御回路２
０により駆動制御される。２１は記録ヘッド、２２は磁
気シート等の記録媒体、２３は記録媒体を回転駆動する
為のＤＣモータであって回転数及び位相を制御する回転
制御回路２４によって制御される。２５はＳＰＤ等の測
光素子で被写体の明るさに応じた信号を露光量演算用測
光回路２６に出力する。２７は全てのタイミングを決定
するタイミング信号発生手段、２８は同期信号発生手段
、２９はＫＮＥＥ特性変更手段で前記時間１．とｔ２の
比等を連続的に変化させるものである。３０はレリーズ
釦に連動するレリーズスイッチである。６１はＭＯ８型
固体撮像素子１４のＰＷＩＩＬＬ電位を制御するＰＷＥ
Ｌ、Ｌ電圧制御回路である。
示すブロック図であって１１はレンズ、１２はレンズシ
ャッタで絞りを兼ね、かつ結像面全域忙同時に露光の開
始及び終了の制御が可能である。１３はシャッター駆動
手段、１４は縦形オーバーフロードレインを備えるＭＯ
Ｂ型固体撮像素子、１５は該ＭＯ８型固体撮像素子１４
を制御する駆動回路、１６は映像信号処理回路、１７は
記録信号処理回路、１８は記録ヘッド移動機構、１９は
記録ヘッド移動用のＤＣモータでヘッド位置制御回路２
０により駆動制御される。２１は記録ヘッド、２２は磁
気シート等の記録媒体、２３は記録媒体を回転駆動する
為のＤＣモータであって回転数及び位相を制御する回転
制御回路２４によって制御される。２５はＳＰＤ等の測
光素子で被写体の明るさに応じた信号を露光量演算用測
光回路２６に出力する。２７は全てのタイミングを決定
するタイミング信号発生手段、２８は同期信号発生手段
、２９はＫＮＥＥ特性変更手段で前記時間１．とｔ２の
比等を連続的に変化させるものである。３０はレリーズ
釦に連動するレリーズスイッチである。６１はＭＯ８型
固体撮像素子１４のＰＷＩＩＬＬ電位を制御するＰＷＥ
Ｌ、Ｌ電圧制御回路である。
以上説明したように、本発明は、縦形オーバーフロード
レイン構造のＭＯ８型固体撮像素子の駆動と、との撮像
素子の撮像面の全域に亘って同時に露光制御可能のシャ
ッターとによって、撮像素子にＫＮＥＥ特性を与えるこ
とができるようにしたもので、被写体輝度に対するダイ
ナミックレンジを拡大することが可能な電子スチルカメ
ラが実現できる。
レイン構造のＭＯ８型固体撮像素子の駆動と、との撮像
素子の撮像面の全域に亘って同時に露光制御可能のシャ
ッターとによって、撮像素子にＫＮＥＥ特性を与えるこ
とができるようにしたもので、被写体輝度に対するダイ
ナミックレンジを拡大することが可能な電子スチルカメ
ラが実現できる。
第１図はＭＯ８ｍ固体撮像素子の一例を示す要部の構成
断面図、第２図〜第４図は第１図におげるａ −ａ’断
面に対応するポテンシャル状態説明図、第５図はＰＷＩ
ＣＬＬ電位と露光時間との関係を示す線図、第６図はＩ
Ｌ−ＣＣＤにおいて、０ＦＣＧ電圧と露光時間の関係を
示す線図、第７図及び第８図はそのポテンシャル状態の
説明図、第９図、第１０図はＫＮＥＥ特性に関連した説
明図、第１１図は本発明に係る電子スチルカメラの動作
を示すタイミングチャート、第１２図はシャッタスピー
ドが変化してもＫＮＥＥ特性が変化しないようにするた
めの電気回路図、第１６図及び第１４図は第１２図の動
作波形図、第１５図は本発明に係る電子スチルカメラの
全体構成を示すブロック図である。 １・・・受光部、 ２・・・垂直ゲート、６・・・垂直
信号線、 ４・・・光。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 ＶｐｗεＬＬ オフ図 、ｔ−６図 ｏＦｃ６ ７８図 才１０図 ρ
断面図、第２図〜第４図は第１図におげるａ −ａ’断
面に対応するポテンシャル状態説明図、第５図はＰＷＩ
ＣＬＬ電位と露光時間との関係を示す線図、第６図はＩ
Ｌ−ＣＣＤにおいて、０ＦＣＧ電圧と露光時間の関係を
示す線図、第７図及び第８図はそのポテンシャル状態の
説明図、第９図、第１０図はＫＮＥＥ特性に関連した説
明図、第１１図は本発明に係る電子スチルカメラの動作
を示すタイミングチャート、第１２図はシャッタスピー
ドが変化してもＫＮＥＥ特性が変化しないようにするた
めの電気回路図、第１６図及び第１４図は第１２図の動
作波形図、第１５図は本発明に係る電子スチルカメラの
全体構成を示すブロック図である。 １・・・受光部、 ２・・・垂直ゲート、６・・・垂直
信号線、 ４・・・光。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 ＶｐｗεＬＬ オフ図 、ｔ−６図 ｏＦｃ６ ７８図 才１０図 ρ
Claims (1)
- 縦形オーバーフロードレインを備えるＭＯ８型固体撮像
素子と、との撮像素子の撮像面全域に同時に露光制御可
能なシャッタ一手段と、前記撮像素子のＰＷＩＬＬの電
位を露光期間中に変化させて撮像出力信号にＫＮＥＥ特
性を与える制御手段とを備えたこと全特徴とする電子ス
チルカメラ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58127577A JPS6020687A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 電子スチルカメラ |
| US06/629,321 US4626915A (en) | 1983-07-15 | 1984-07-10 | MOS solid-state image pickup device having vertical overflow drains |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58127577A JPS6020687A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 電子スチルカメラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6020687A true JPS6020687A (ja) | 1985-02-01 |
| JPH0432589B2 JPH0432589B2 (ja) | 1992-05-29 |
Family
ID=14963495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58127577A Granted JPS6020687A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 電子スチルカメラ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4626915A (ja) |
| JP (1) | JPS6020687A (ja) |
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| US6486460B1 (en) | 1998-09-11 | 2002-11-26 | Nec Corporation | Solid-state image sensing device and method of driving the same |
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1983
- 1983-07-15 JP JP58127577A patent/JPS6020687A/ja active Granted
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1984
- 1984-07-10 US US06/629,321 patent/US4626915A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0432589B2 (ja) | 1992-05-29 |
| US4626915A (en) | 1986-12-02 |
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