JPS63256068A - Ｃｃｄ型固体撮像素子を用いた撮像方法 - Google Patents
Ｃｃｄ型固体撮像素子を用いた撮像方法Info
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- JPS63256068A JPS63256068A JP62089764A JP8976487A JPS63256068A JP S63256068 A JPS63256068 A JP S63256068A JP 62089764 A JP62089764 A JP 62089764A JP 8976487 A JP8976487 A JP 8976487A JP S63256068 A JPS63256068 A JP S63256068A
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- transfer clock
- vertical
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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
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/73—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors using interline transfer [IT]
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、テレビカメラの如き画像入力装置としてのＣ
ＣＤ （電荷結合デバイス）型固体撮像素子を用いた撮
像方法に関するものである。
ＣＤ （電荷結合デバイス）型固体撮像素子を用いた撮
像方法に関するものである。
第５図はかかるＣＣＤ型固体損像素子の概略を示す平面
図である。同図において、１は垂直転送クロック、２は
水平転送クロック、３は撮像により得られた画像信号出
力、４は画素を構成するフォトセンサ、５は垂直シフト
レジスタ、６は水平シフトレジスタ、７はリードアウト
パルス、である。
図である。同図において、１は垂直転送クロック、２は
水平転送クロック、３は撮像により得られた画像信号出
力、４は画素を構成するフォトセンサ、５は垂直シフト
レジスタ、６は水平シフトレジスタ、７はリードアウト
パルス、である。
第５図において、リードアウトパルス７により各フォト
センサ４から読み出して垂直シフトレジスタ５に取り込
んだ画像信号を、垂直転送クロックｌを用いて水平シフ
トレジスタ６に転送し、更に水平転送クロック２を用い
て水平シフトレジスタ６から画像信号出力３として読み
出すようにしたラスタスキャン方式による読み出しの場
合、ＮＴＳＣ方式を採用したインクレース方式を取ると
、１／３０秒というような比較的長い期間を要し、その
長い期間がそのまま次の露光時間の長さにつながるので
、高速な撮像が出来ない。
センサ４から読み出して垂直シフトレジスタ５に取り込
んだ画像信号を、垂直転送クロックｌを用いて水平シフ
トレジスタ６に転送し、更に水平転送クロック２を用い
て水平シフトレジスタ６から画像信号出力３として読み
出すようにしたラスタスキャン方式による読み出しの場
合、ＮＴＳＣ方式を採用したインクレース方式を取ると
、１／３０秒というような比較的長い期間を要し、その
長い期間がそのまま次の露光時間の長さにつながるので
、高速な撮像が出来ない。
そこで垂直シフトレジスタ５に取り込んだ画像信号を、
上記ラスタスキャン方式をくずして非ラスタスキャン方
式とすることにより特別に高速の垂直転送クロックを用
いて水平シフトレジスタ６へ転送し、更に高速の水平転
送クロックを用いて該水平シフトレジスタ６の外へ短い
時間で読み出して廃棄することとしくかかる廃棄のため
の走査を以下、非ラスタスキャンと呼ぶ）、その短い時
間の間に各フォトセンサが受光することにより形成され
る画像信号をその後改めて読み出し出力として取り出す
ようにすれば短い露光時間が得られて高速描像が可能と
なり、描像対象が移動物体などであってもブレのない画
像信号が得られる。
上記ラスタスキャン方式をくずして非ラスタスキャン方
式とすることにより特別に高速の垂直転送クロックを用
いて水平シフトレジスタ６へ転送し、更に高速の水平転
送クロックを用いて該水平シフトレジスタ６の外へ短い
時間で読み出して廃棄することとしくかかる廃棄のため
の走査を以下、非ラスタスキャンと呼ぶ）、その短い時
間の間に各フォトセンサが受光することにより形成され
る画像信号をその後改めて読み出し出力として取り出す
ようにすれば短い露光時間が得られて高速描像が可能と
なり、描像対象が移動物体などであってもブレのない画
像信号が得られる。
第６図（イ）は、第５図における一つのフォトセンサ４
と垂直シフトレジスタ５の対応部を含む部分Ｍの縦断面
構造（換言すれば、ブルーミングやスミアの原因となる
過剰な信号電荷を取り除くためのオーバフロードレーン
構造を備えたＭＯ５型ＣＣＤの画素構造）を示す断面図
である。
と垂直シフトレジスタ５の対応部を含む部分Ｍの縦断面
構造（換言すれば、ブルーミングやスミアの原因となる
過剰な信号電荷を取り除くためのオーバフロードレーン
構造を備えたＭＯ５型ＣＣＤの画素構造）を示す断面図
である。
第６図（ロ）は、同構造の成る時刻ｔ、におけるエネル
ギー準位分布を示した説明図、第６図（ハ）は、同構造
における他の時刻１ｔにおけるエネルギー準位分布を示
した説明図、である。
ギー準位分布を示した説明図、第６図（ハ）は、同構造
における他の時刻１ｔにおけるエネルギー準位分布を示
した説明図、である。
第６図において、１１が１画素領域、１２がチャンネル
ストップ、１３がＶ−ＣＣＤ （第５図における垂直シ
フトレジスタ５に対応）、１４がリードアウトゲート、
１５が感光部、１６がオーバーフローコントロールゲー
ト、１７がオーバフロードレーン、１８がＡＩ光シール
ド、１９が透明電極、２０は絶縁膜、２１は電極、２２
は信号電荷、２３はオーバーフロー電荷、である。
ストップ、１３がＶ−ＣＣＤ （第５図における垂直シ
フトレジスタ５に対応）、１４がリードアウトゲート、
１５が感光部、１６がオーバーフローコントロールゲー
ト、１７がオーバフロードレーン、１８がＡＩ光シール
ド、１９が透明電極、２０は絶縁膜、２１は電極、２２
は信号電荷、２３はオーバーフロー電荷、である。
また、Ｐ” 、Ｎ” 、Ｐ−の記号表示における＋。
−は不純物濃度を示し、＋は濃度が高く、−は低いこと
を示す。ＰはＰ型半導体を、ＮはＮ型半導体を示すもの
であることは勿論である。
を示す。ＰはＰ型半導体を、ＮはＮ型半導体を示すもの
であることは勿論である。
第７図は、第６図（イ）に示した素子構造へ印加される
垂直転送クロック１とリードアウトパルス７のタイミン
グチャートである。
垂直転送クロック１とリードアウトパルス７のタイミン
グチャートである。
第６図、第７図を参照して、以下、動作を説明する。
第６図（イ）において、透明電極１９には図示せざる手
段によりＶ２Ｃというバイアス電位がかかっている。電
極２１には、図示せざる手段により垂直転送クロック１
とリードアウトパルス７が入′力される。ここで垂直転
送クロック１とリードアウトパルス７を合成すると、第
７図に見られるような３値（Ｖ、１．ＶＬ４．ＶＬ ）
（Ｄ信号とｆｉル。
段によりＶ２Ｃというバイアス電位がかかっている。電
極２１には、図示せざる手段により垂直転送クロック１
とリードアウトパルス７が入′力される。ここで垂直転
送クロック１とリードアウトパルス７を合成すると、第
７図に見られるような３値（Ｖ、１．ＶＬ４．ＶＬ ）
（Ｄ信号とｆｉル。
第６図（イ）において、信号電荷の蓄積時、例えば時刻
１１（第７図）における電子エネルギー準位の分布を第
６図（ロ）に示す。時刻ｔ１において、つまりリードア
ウトパルス７が印加されていない時、透明電極１９には
バイアス電圧ＶＳＧが印加されており、感光部１５から
オーバフロードレーン１７までの間は、バイアス電圧Ｖ
ＳＧに応じた成るレベル幅ＶＳＧ′だけエネルギー準位
が下がり、結果として電荷を蓄積すＩるための井戸が出
来る。
１１（第７図）における電子エネルギー準位の分布を第
６図（ロ）に示す。時刻ｔ１において、つまりリードア
ウトパルス７が印加されていない時、透明電極１９には
バイアス電圧ＶＳＧが印加されており、感光部１５から
オーバフロードレーン１７までの間は、バイアス電圧Ｖ
ＳＧに応じた成るレベル幅ＶＳＧ′だけエネルギー準位
が下がり、結果として電荷を蓄積すＩるための井戸が出
来る。
また電極２１には垂直転送クロック１が印加されると、
オーバフロードレーン１７からリードアウトゲート１４
までの間は、転送クロック１の電位レベル■。＋ＶＬに
応じたレベル幅ｖ、’、ｖ、・たけエネルギー準位が下
がり、電荷を蓄積するための井戸が出来る。
オーバフロードレーン１７からリードアウトゲート１４
までの間は、転送クロック１の電位レベル■。＋ＶＬに
応じたレベル幅ｖ、’、ｖ、・たけエネルギー準位が下
がり、電荷を蓄積するための井戸が出来る。
ここで、第７図から明らかなように、次の関係がある。
■イｌ ＞ Ｖ 、 ／
第６図（ロ）において、感光部１５とオーバーフローコ
ントロールゲート１６との接合部に生じる電位障壁の大
きさをＰ！ｌとし、ｖ、、’−ｖ、’＝ｐａとすると、
ＰＡ ＞ｐ＠の関係にある。
ントロールゲート１６との接合部に生じる電位障壁の大
きさをＰ！ｌとし、ｖ、、’−ｖ、’＝ｐａとすると、
ＰＡ ＞ｐ＠の関係にある。
固体損保素子に光が入射すると、Ａｌ光シールド１８に
より覆われていない部分では、光によって電子が励起さ
れ、該電子が電荷として感光部１５の電荷の井戸にたま
っていく。
より覆われていない部分では、光によって電子が励起さ
れ、該電子が電荷として感光部１５の電荷の井戸にたま
っていく。
この電荷の井戸に納まる電荷量は電位障壁Ｐ３によって
制限され、該障壁Ｐ、をあふれた電荷２３は、オーバー
フローコントロールゲート１６を通りオーバフロードレ
ーン１７へ流れ出し、撮像素子外へ排出される。
制限され、該障壁Ｐ、をあふれた電荷２３は、オーバー
フローコントロールゲート１６を通りオーバフロードレ
ーン１７へ流れ出し、撮像素子外へ排出される。
通常、感光部１５上の電荷量が、Ｖ−ＣＣＤ１３の取扱
い電荷量を越えないように電位障壁Ｐ。
い電荷量を越えないように電位障壁Ｐ。
は定められる。その大きさは、感光部１５を構成する半
導体とオーバーフローコントロールゲート１６を構成す
る半導体との不純物濃度の差によって決まる。
導体とオーバーフローコントロールゲート１６を構成す
る半導体との不純物濃度の差によって決まる。
次にリードアウトパルス印加時（時刻ｔ２のタイミング
）について、第６図（ハ）を参照して説明する。電極２
１にリードアウトパルス７が印加されると、オーバフロ
ードレーン１７からリードアウトゲート１４までの間は
、該パルス７の電位■ｏに応じたレベル幅ｖＨ′だけエ
ネルギー準位が下がる（Ｖｌｌ’ Ｖ）Ｉ’＝ＰＣと
すると、第６図（ロ）に比べ、さらに電位障壁ＰＣの分
だけエネルギー準位が下がることになる）。
）について、第６図（ハ）を参照して説明する。電極２
１にリードアウトパルス７が印加されると、オーバフロ
ードレーン１７からリードアウトゲート１４までの間は
、該パルス７の電位■ｏに応じたレベル幅ｖＨ′だけエ
ネルギー準位が下がる（Ｖｌｌ’ Ｖ）Ｉ’＝ＰＣと
すると、第６図（ロ）に比べ、さらに電位障壁ＰＣの分
だけエネルギー準位が下がることになる）。
この時次の条件が必要である。
ｖ□′≧■３．′
これにより、リードアウトゲート１４のエネルギー準位
は感光部１５のそれより低くなり、信号電荷２２はリー
ドアウトゲート１４を通り、■−ＣＧＤ １３へ流れ込
み、読み出しが行われる。
は感光部１５のそれより低くなり、信号電荷２２はリー
ドアウトゲート１４を通り、■−ＣＧＤ １３へ流れ込
み、読み出しが行われる。
ここでＶ−ＣＣＤ １３と隣接画素のオーバフロードレ
ーン１７との間には手ヤソネルストップ１２が設けられ
ていて、Ｖ−ＣＣＤ１３上の電荷２２が洩れ出ないよう
になっている。
ーン１７との間には手ヤソネルストップ１２が設けられ
ていて、Ｖ−ＣＣＤ１３上の電荷２２が洩れ出ないよう
になっている。
垂直転送クロック１の印加される時刻ｔ、のタイミング
では、ｖｓａ’ ＶＬ′＝ＰＡ′とすると Ｐヶ′〉
ＰＡであるから、リードアウトゲート１４と感光部１５
のエネルギー準位の差はさらに大きくなる。
では、ｖｓａ’ ＶＬ′＝ＰＡ′とすると Ｐヶ′〉
ＰＡであるから、リードアウトゲート１４と感光部１５
のエネルギー準位の差はさらに大きくなる。
所で現在、ＣＣＤ （電荷結合素−子）における電荷の
転送方式には、単相〜４相クロック方式があるが、ここ
で例として３相クロック方式を採る場合のＣＣＤの構造
図を第８図（イ）に、また第９図に示した如き３相の転
送クロックパルス２５ａ。
転送方式には、単相〜４相クロック方式があるが、ここ
で例として３相クロック方式を採る場合のＣＣＤの構造
図を第８図（イ）に、また第９図に示した如き３相の転
送クロックパルス２５ａ。
２５ｂ、２５ｃを与えたときの各タイミングにおけるＣ
ＣＤの電子エネルギー準位の変動状況を第８図（ロ）に
示した。
ＣＤの電子エネルギー準位の変動状況を第８図（ロ）に
示した。
第８図において、１３はＶ−ＣＣＤ （垂直シフトレジ
スタ５に相当）、２１は電極であり、またＶ−ＣＣＤ
１３上には第６図（ハ）において流入した信号電荷があ
る。
スタ５に相当）、２１は電極であり、またＶ−ＣＣＤ
１３上には第６図（ハ）において流入した信号電荷があ
る。
さて第８図、第９図を参照する。今タイミングがＴａか
らＴｃへ移ると、クロックパルス２５ｂはローレベルＬ
からハイレベルＨに転じ、クロックパルス２５ａはハイ
レベルＨからローレベルＬに転じる。そしてこのことに
より電荷の井戸が電極２１の１個分だけ移動する（図に
おいて右）。
らＴｃへ移ると、クロックパルス２５ｂはローレベルＬ
からハイレベルＨに転じ、クロックパルス２５ａはハイ
レベルＨからローレベルＬに転じる。そしてこのことに
より電荷の井戸が電極２１の１個分だけ移動する（図に
おいて右）。
これにより電荷の井戸の中の信号電荷２２も電極２１の
１個分だけ移動する。同様にしてタイミングＴｇまで電
荷２２の移動を繰り返すことにより信号電荷２２の１画
素分の転送が行われる。
１個分だけ移動する。同様にしてタイミングＴｇまで電
荷２２の移動を繰り返すことにより信号電荷２２の１画
素分の転送が行われる。
先に第５図を参照して、垂直シフトレジスタ５に取り込
んだ画像信号を、ラスクスキャン方式を（ずして非うス
ク・スキャン方式とすることにより特別に高速の垂直転
送クロックを用いて水平シフトレジスタ６へ転送し、更
に高速の水平転送クロックを用いて該水平シフトレジス
タ６の外へ短い時間で読み出して廃棄することとし、そ
の短い時間の間に各フォトセンサが受光することにより
形成される画像信号をその後改めて読み出し出力として
取り出すようにすれば短い露光時間が得られて高速撮像
が可能になると述べた。
んだ画像信号を、ラスクスキャン方式を（ずして非うス
ク・スキャン方式とすることにより特別に高速の垂直転
送クロックを用いて水平シフトレジスタ６へ転送し、更
に高速の水平転送クロックを用いて該水平シフトレジス
タ６の外へ短い時間で読み出して廃棄することとし、そ
の短い時間の間に各フォトセンサが受光することにより
形成される画像信号をその後改めて読み出し出力として
取り出すようにすれば短い露光時間が得られて高速撮像
が可能になると述べた。
ところがこのとき、水平シフトレジスタ６からその外へ
読み出して廃棄（排出）される不要請像信号としての電
荷量が多く、当該水平シフトレジスタ６の排出能力を上
回ると、所定の時間内に排出しきれず水平シフトレジス
タ６内に残留してしまうことがある。するとその結果、
その残留した電荷が、次に読み出されてくる画像信号出
力としての電荷（詳しくは画像の端の部分を構成する電
荷）に加算されてしまい、撮像画像の一部がつぶれて画
質劣化を起こすという問題があった。
読み出して廃棄（排出）される不要請像信号としての電
荷量が多く、当該水平シフトレジスタ６の排出能力を上
回ると、所定の時間内に排出しきれず水平シフトレジス
タ６内に残留してしまうことがある。するとその結果、
その残留した電荷が、次に読み出されてくる画像信号出
力としての電荷（詳しくは画像の端の部分を構成する電
荷）に加算されてしまい、撮像画像の一部がつぶれて画
質劣化を起こすという問題があった。
本発明の目的は、高速撮像を可能にするＣＣＤ型固体撮
像素子を用いた従来の撮像方法において、上記問題点を
解決し、水平シフトレジスタの不要電荷の排出能力を高
めてその残留を無くし、画像のつぶれが発生しないよう
にすることにあり、換言すればかかる画像のつぶれが発
生しないようにしたＣＣＤ型固体撮像素子を用いた撮像
方法を提供することを目的とする。
像素子を用いた従来の撮像方法において、上記問題点を
解決し、水平シフトレジスタの不要電荷の排出能力を高
めてその残留を無くし、画像のつぶれが発生しないよう
にすることにあり、換言すればかかる画像のつぶれが発
生しないようにしたＣＣＤ型固体撮像素子を用いた撮像
方法を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
次に第１図を参照して問題点を解決するための手段を説
明する。
明する。
なお第１図は本発明における問題点解決のための手段お
よび作用を説明するための説明図である。
よび作用を説明するための説明図である。
同図における（イ）は、本発明において用いる普通のＣ
ＣＤ型固体撮像素子の概略平面図（第６図を上から見た
平面図に相当する）である、５は■−ＣＣＤ （第６図
では１３）、１５は感光部、１７はオーバフロードレー
ン、６はＨ−ＣＣＤ （水平シフトレジスタ）、２１は
Ｖ−ＣＣＤ５上にそれぞれ位置する電極、２５ ａ、
２５ ｂ、 ２５ ｃは３相の転送クロック、であ
る。
ＣＤ型固体撮像素子の概略平面図（第６図を上から見た
平面図に相当する）である、５は■−ＣＣＤ （第６図
では１３）、１５は感光部、１７はオーバフロードレー
ン、６はＨ−ＣＣＤ （水平シフトレジスタ）、２１は
Ｖ−ＣＣＤ５上にそれぞれ位置する電極、２５ ａ、
２５ ｂ、 ２５ ｃは３相の転送クロック、であ
る。
第１図（ロ）は本発明を実施しない時の３相転送クロッ
ク２５ａ、２５ｂ、２５ｃのタイミング図、第１図（ハ
）は本発明を実施したときの３相転送クロック２５ａ、
２５Ｂ、２５ｃのタイミング図であり、７はリードアウ
トパルス（の印加期間）を示す。
ク２５ａ、２５ｂ、２５ｃのタイミング図、第１図（ハ
）は本発明を実施したときの３相転送クロック２５ａ、
２５Ｂ、２５ｃのタイミング図であり、７はリードアウ
トパルス（の印加期間）を示す。
第１図（ロ）と（ハ）を比較すれば明らかなように、３
相の両転送クロックは、転送クロック２５ｂと２５Ｂが
相違するだけで、他の転送クロックは同じタイミング位
相をとるクロックである。
相の両転送クロックは、転送クロック２５ｂと２５Ｂが
相違するだけで、他の転送クロックは同じタイミング位
相をとるクロックである。
つまり、本発明を実施しないときは、３相の転送クロッ
クとして第１図（ロ）に示すクロックを用い、本発明を
実施するときは、第１図（ハ）に示すクロックを用いる
もので、そこに問題点解決のための手段がある。
クとして第１図（ロ）に示すクロックを用い、本発明を
実施するときは、第１図（ハ）に示すクロックを用いる
もので、そこに問題点解決のための手段がある。
次に第１図を参照して作用を説明する。
リードアウトパルス７の印加時、本発明を実施せず標準
的な垂直転送クロック２５ａ、２５ｂ。
的な垂直転送クロック２５ａ、２５ｂ。
２５Ｃ（第１図口）を電極２１に印加するときは、クロ
ック２５ｂの印加タイミングにおいて、Ｖ−ＣＣＤ５と
Ｈ−ＣＣＤ６との境界部分（破線領域Ｓで示す）に電位
障壁が形成され、それによりＨ−ＣＣＤＳ上の排出され
るべき不要電荷がｖ−ＣＣＤ５の方へ逆流しないように
なっている。
ック２５ｂの印加タイミングにおいて、Ｖ−ＣＣＤ５と
Ｈ−ＣＣＤ６との境界部分（破線領域Ｓで示す）に電位
障壁が形成され、それによりＨ−ＣＣＤＳ上の排出され
るべき不要電荷がｖ−ＣＣＤ５の方へ逆流しないように
なっている。
ところが、本発明を実施して垂直転送クロック２５ａ、
２５Ｂ、２５Ｃ（第１図ハ）を電極２１に印加するとき
は、クロック２５Ｂの印加タイミングにおいて、即ち感
光部１５から読み出されてＶ−ＣＣＤ５を介して高速に
Ｈ−ＣＣＤ６へ転送された不要な排出用電荷が大量に該
１（−ＣＣＤ６に溜まっているこの時点で、垂直転送ク
ロック２５Ｂにより前記境界（破線領域Ｓ）に存在する
電位障壁を除去してやる。これによりＨ−ＣＣＤＳ上の
不要電荷がＶ−ＣＣＤ５を経て一番近くの感光部１５に
逆流してそこからオーバフロードレーン１７へ排出され
ることが可能となる（それより遠くにある感光部へは、
途中に電位障壁が形成されているため、逆流することは
ない）。
２５Ｂ、２５Ｃ（第１図ハ）を電極２１に印加するとき
は、クロック２５Ｂの印加タイミングにおいて、即ち感
光部１５から読み出されてＶ−ＣＣＤ５を介して高速に
Ｈ−ＣＣＤ６へ転送された不要な排出用電荷が大量に該
１（−ＣＣＤ６に溜まっているこの時点で、垂直転送ク
ロック２５Ｂにより前記境界（破線領域Ｓ）に存在する
電位障壁を除去してやる。これによりＨ−ＣＣＤＳ上の
不要電荷がＶ−ＣＣＤ５を経て一番近くの感光部１５に
逆流してそこからオーバフロードレーン１７へ排出され
ることが可能となる（それより遠くにある感光部へは、
途中に電位障壁が形成されているため、逆流することは
ない）。
このようにしてＨ−ＣＣＤ６上の不要電荷の排出が更に
効率良く行われるようになる。その後、転送クロック２
５Ｂの電位を転送クロック２５ａと同じ程度にまで上げ
ても良い（素子を破壊しない程度において）、これによ
り下げられるＶ−ＣＣＤ５のエネルギー準位がオーバフ
ローコントロールゲート１６のエネルギー準位より低（
なったときが、最も多くの電荷を排出できる。
効率良く行われるようになる。その後、転送クロック２
５Ｂの電位を転送クロック２５ａと同じ程度にまで上げ
ても良い（素子を破壊しない程度において）、これによ
り下げられるＶ−ＣＣＤ５のエネルギー準位がオーバフ
ローコントロールゲート１６のエネルギー準位より低（
なったときが、最も多くの電荷を排出できる。
かかる方法により、画像のつぶれはＨ−ＣＣＤ６に一番
近い感光部から成る画素１９４７分のみとなり、またこ
の１ラインがダミーであるような撮像素子を使用すれば
画像のつぶれは起きなくなる。
近い感光部から成る画素１９４７分のみとなり、またこ
の１ラインがダミーであるような撮像素子を使用すれば
画像のつぶれは起きなくなる。
次に図を参照して本発明の詳細な説明する。
第２図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図において、３０はＣＣＤ型固体撮像素子、３１はドラ
イバ、３２は転送信号合成回路、３３は信号排出用垂直
転送クロック発生回路、３４は非うスクスキャン用リー
ドアウトパルス発生回路、３５は本発明実施用のリード
アウトパルス発生回路、３６はタイマ、３７は標準駆動
回路、である。
図において、３０はＣＣＤ型固体撮像素子、３１はドラ
イバ、３２は転送信号合成回路、３３は信号排出用垂直
転送クロック発生回路、３４は非うスクスキャン用リー
ドアウトパルス発生回路、３５は本発明実施用のリード
アウトパルス発生回路、３６はタイマ、３７は標準駆動
回路、である。
第３図は第２図の回路における各部信号のタイミングチ
ャートである。第３図において、４０はブランキング信
号、４８はＶブランキング期間、４３は水平転送クロッ
ク、４４は画像掃きだしく排出）信号、４９は画像掃き
だしく排出）期間、２５ａ、２５Ｂ、２５ｃは３相の垂
直転送りｏ７り、４６は画像掃きだしく排出）用リード
アウトパルス、４７は読み出し用リードアウトパルス、
５０は素子出力、である。
ャートである。第３図において、４０はブランキング信
号、４８はＶブランキング期間、４３は水平転送クロッ
ク、４４は画像掃きだしく排出）信号、４９は画像掃き
だしく排出）期間、２５ａ、２５Ｂ、２５ｃは３相の垂
直転送りｏ７り、４６は画像掃きだしく排出）用リード
アウトパルス、４７は読み出し用リードアウトパルス、
５０は素子出力、である。
第２図、第３図を参照して回路動作を説明する。
標準駆動回路３７からタイマ回路３６にはブランキング
信号４０が出力されている。タイマ回路３６は、このブ
ランキング信号４０中からＶブランキング期間４Ｂを検
出すると、転送信号合成回路３２に画像掃きだし期間４
９を示す信号を出力する。転送信号合成回路３２は、こ
の期間、標準駆動回路３７からの信号を出力するのを止
めて信号排出用垂直転送クロック発生回路３３、リード
アウトパルス発生回路３４．３５からの信号を出力する
ように切り替える。
信号４０が出力されている。タイマ回路３６は、このブ
ランキング信号４０中からＶブランキング期間４Ｂを検
出すると、転送信号合成回路３２に画像掃きだし期間４
９を示す信号を出力する。転送信号合成回路３２は、こ
の期間、標準駆動回路３７からの信号を出力するのを止
めて信号排出用垂直転送クロック発生回路３３、リード
アウトパルス発生回路３４．３５からの信号を出力する
ように切り替える。
タイマ回路３６から信号排出用垂直転送クロック発生回
路３３にはＡ ｇｅの期間を示す信号が、リードアウト
パルス発生回路３４にはＡｏの期間を示す信号が、リー
ドアウトパルス発生回路３５にはＢｏの期間を示す信号
が、それぞれ出力され、それぞれの期間だけそれぞれの
回路が動作する。
路３３にはＡ ｇｅの期間を示す信号が、リードアウト
パルス発生回路３４にはＡｏの期間を示す信号が、リー
ドアウトパルス発生回路３５にはＢｏの期間を示す信号
が、それぞれ出力され、それぞれの期間だけそれぞれの
回路が動作する。
Ｂ ＋ｔの期間では垂直転送クロック２５ａ、２５Ｂ。
２５ｃはすべて停止し、標準駆動回路３７からの水平転
送クロック４３によりＨ−ＣＣＤ６上の電荷排出だけが
行われる。
送クロック４３によりＨ−ＣＣＤ６上の電荷排出だけが
行われる。
なお本実施例は、ＣＣＤ型固体撮像素子として３相式の
Ｖ−ＣＣＤをもつ素子を用いるものとして説明した。ま
た第３図において、Ａは非うスクスキャン期間を示し、
Ｂは本発明による電荷排出期間を示している。そしてＢ
ｏの期間は、第４図（イ）において矢印Ｙで示したよう
に、Ｈ−ＣＣＤ６上の電荷が逆流する期間であり、Ｂ
１１の期間は、第４図（ロ）において矢印にで示したよ
うに、Ｈ−ＣＣＤ６上の電荷が他へ排出される期間であ
る。
Ｖ−ＣＣＤをもつ素子を用いるものとして説明した。ま
た第３図において、Ａは非うスクスキャン期間を示し、
Ｂは本発明による電荷排出期間を示している。そしてＢ
ｏの期間は、第４図（イ）において矢印Ｙで示したよう
に、Ｈ−ＣＣＤ６上の電荷が逆流する期間であり、Ｂ
１１の期間は、第４図（ロ）において矢印にで示したよ
うに、Ｈ−ＣＣＤ６上の電荷が他へ排出される期間であ
る。
本発明によれば、ＣＣＤ型固体撮像素子においてＨ−Ｃ
ＣＤ （水平シフトレジスタ）における不要信号電荷の
排出効率を高めることができ、従来発生していた撮像画
像の一部がつぶれて画質劣化を起こすという問題を解決
できるという利点がある。
ＣＤ （水平シフトレジスタ）における不要信号電荷の
排出効率を高めることができ、従来発生していた撮像画
像の一部がつぶれて画質劣化を起こすという問題を解決
できるという利点がある。
第１図は本発明における問題点解決のための手段および
作用を説明するための説明図、第２図は本発明の一実施
例を示すブロック図、第３図は第２図の回路における各
部信号のタイミングチャート、第４図は本発明による動
作態様の説明部、第５図はＣＣＤ型固体撮像素子の概略
を示す平面図、第６図はＭＯ３型ＣＣＤ画素構造の断面
を示すと共にそこにおけるエネルギー準位分布を示した
説明図、第７図は第６図に示した素子構造へ印加される
垂直転送クロックとリードアウトパルスのタイミングチ
ャート、第８図は３相クロツク方式を採るＣＣＤの構造
を示すと共にその電子エネルギー準位の変動状況を示し
た説明図、第９図は第８図に示したＣＣＤに印加する転
送クロックのタイミングチャート、である 符号の説明 ３０・・・ＣＣＤ型固体撮像素子、３１・・・ドライバ
、３２・・・転送信号合成回路、３３・・・信号排出用
垂直転送クロック発生回路、３４・・・非ラスタスキャ
ン用リードアウトパルス発生回路、３５・・・本発明実
施用のリードアウトパルス発生回路、３６・・・タイマ
、３７・・・標準駆動回路、４０・・・ブランキング信
号、４８・・・■ブランキング期間、４３・・・水平転
送クロック、４４・・・画像掃きだしく排出）信号、４
９・・・画像掃きだしく排出）期間、２５ａ、２５Ｂ。 ２５ｃ・・・３相の垂直転送クロック、４６・・・画像
掃きだしく排出）用リードアウトパルス、４７・・・読
み出し用リードアウトパルス、５０・・・素子出力。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 ＩＩＩ 図 Ｗ２ 図 １１１３１１！＋
作用を説明するための説明図、第２図は本発明の一実施
例を示すブロック図、第３図は第２図の回路における各
部信号のタイミングチャート、第４図は本発明による動
作態様の説明部、第５図はＣＣＤ型固体撮像素子の概略
を示す平面図、第６図はＭＯ３型ＣＣＤ画素構造の断面
を示すと共にそこにおけるエネルギー準位分布を示した
説明図、第７図は第６図に示した素子構造へ印加される
垂直転送クロックとリードアウトパルスのタイミングチ
ャート、第８図は３相クロツク方式を採るＣＣＤの構造
を示すと共にその電子エネルギー準位の変動状況を示し
た説明図、第９図は第８図に示したＣＣＤに印加する転
送クロックのタイミングチャート、である 符号の説明 ３０・・・ＣＣＤ型固体撮像素子、３１・・・ドライバ
、３２・・・転送信号合成回路、３３・・・信号排出用
垂直転送クロック発生回路、３４・・・非ラスタスキャ
ン用リードアウトパルス発生回路、３５・・・本発明実
施用のリードアウトパルス発生回路、３６・・・タイマ
、３７・・・標準駆動回路、４０・・・ブランキング信
号、４８・・・■ブランキング期間、４３・・・水平転
送クロック、４４・・・画像掃きだしく排出）信号、４
９・・・画像掃きだしく排出）期間、２５ａ、２５Ｂ。 ２５ｃ・・・３相の垂直転送クロック、４６・・・画像
掃きだしく排出）用リードアウトパルス、４７・・・読
み出し用リードアウトパルス、５０・・・素子出力。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 ＩＩＩ 図 Ｗ２ 図 １１１３１１！＋
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）オーバフロードレーン構造をもつ受光部として光電
変換素子と、該素子から電荷を取り出すための垂直ＣＣ
Ｄレジスタと、該垂直ＣＣＤレジスタから電荷を転送さ
れる水平ＣＣＤレジスタと、を有して成るＣＣＤ型固体
撮像素子による撮像時において、 垂直ブランキング期間中の或る第１の時刻において、光
電変換素子から垂直ＣＣＤレジスタに電荷を取り出した
後、該電荷を正常な読み出し時のそれを超える高速な第
１の転送クロックに従って水平ＣＣＤレジスタに転送し
、その後該水平ＣＣＤレジスタから他へ排出し、続く垂
直ブランキング期間内の或る一定時間後の第２の時刻に
おいて、前記光電変換素子から垂直ＣＣＤレジスタに電
荷を取り出し、更に該垂直ＣＣＤレジスタから水平ＣＣ
Ｄレジスタに正常な読み出し時の速度をもつ第２の転送
クロックに従って転送した電荷は、信号電荷として取り
込み、前記第１の時刻と第２の時刻との間をシャッタの
開期間とするＣＣＤ型固体撮像素子を用いた撮像方法に
おいて、 前記光電変換素子から垂直ＣＣＤレジスタに取り出した
電荷を前記高速な第１の転送クロックに従って水平ＣＣ
Ｄレジスタに転送した後、該水平ＣＣＤレジスタから他
へ排出する際、前記第１の転送クロックの採る或る特定
クロック位相において垂直ＣＣＤレジスタ上の電位障壁
を下げてやり、前記水平ＣＣＤレジスタ上の他へ排出さ
れるべき電荷が該障壁に妨げられず垂直ＣＣＤレジスタ
を経て前記光電変換素子に逆流し、該素子のオーバフロ
ードレーンからも排出されるようにしたことを特徴とす
るＣＣＤ型固体型撮像素子を用いた撮像方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62089764A JPS63256068A (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | Ｃｃｄ型固体撮像素子を用いた撮像方法 |
| US07/180,881 US4837629A (en) | 1987-04-14 | 1988-04-13 | Image pickup method using a CCD-type solid state image pickup device with charge dissipation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62089764A JPS63256068A (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | Ｃｃｄ型固体撮像素子を用いた撮像方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63256068A true JPS63256068A (ja) | 1988-10-24 |
Family
ID=13979771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62089764A Pending JPS63256068A (ja) | 1987-04-14 | 1987-04-14 | Ｃｃｄ型固体撮像素子を用いた撮像方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4837629A (ja) |
| JP (1) | JPS63256068A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0316478A (ja) * | 1989-06-14 | 1991-01-24 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置の駆動方法 |
| JP2002345747A (ja) * | 2001-05-24 | 2002-12-03 | Asahi Optical Co Ltd | 電子内視鏡用ｃｃｄ駆動装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0262170A (ja) * | 1988-08-27 | 1990-03-02 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
| US5121214A (en) * | 1990-06-29 | 1992-06-09 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method for eliminating artifacts in CCD imagers |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5780864A (en) * | 1980-11-08 | 1982-05-20 | Hitachi Ltd | Driving circuit for ccd photosensor |
| JPS58142570A (ja) * | 1982-02-19 | 1983-08-24 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
| US4564766A (en) * | 1982-04-20 | 1986-01-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for driving solid state image pickup device |
| JPS5932266A (ja) * | 1982-08-17 | 1984-02-21 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
| US4573078A (en) * | 1982-11-08 | 1986-02-25 | Rca Corporation | Method for operating a CCD imager of the field transfer type |
| GB8314300D0 (en) * | 1983-05-24 | 1983-06-29 | Gen Electric Co Plc | Image sensors |
| US4620231A (en) * | 1984-06-18 | 1986-10-28 | Rca Corporation | CCD imager with photodetector bias introduced via the CCD register |
| KR900000331B1 (ko) * | 1985-02-20 | 1990-01-25 | 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤 | 비데오 카메라장치 |
-
1987
- 1987-04-14 JP JP62089764A patent/JPS63256068A/ja active Pending
-
1988
- 1988-04-13 US US07/180,881 patent/US4837629A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0316478A (ja) * | 1989-06-14 | 1991-01-24 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置の駆動方法 |
| JP2002345747A (ja) * | 2001-05-24 | 2002-12-03 | Asahi Optical Co Ltd | 電子内視鏡用ｃｃｄ駆動装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4837629A (en) | 1989-06-06 |
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