JPH0233275A - 固体撮像装置の駆動方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、固体撮像装置の駆動方法に関するものである
。

従来の技術 近年、ＶＴＲにおいては、静止、コマ送りやスロー再生
等の機能が採用されている。しかし、ＶＴＲにおいて１
フイ一ルド分のＮＴＳＣ方式ビデオ信号は、フィルムカ
メラでは１／６０秒のシャッタースピードに相当する期
間の信号であるため、速く動く被写体に対しては静止画
等において映像のブレが発生する。

固体撮像装置を用いたビデオカメラにおいてはフィルム
カメラのシャッタースピードに相当する光電変換時間を
電気的にコントロールし、１／６０秒よりも速く本るこ
とにより前述した動画像に対するブレを防ぐことが可能
である（以下、固体撮像装置の光電変換時間を電気的に
コントロールすることを電子シャッタと略す）。

以下図面を参照しながら上述した電子シャッタを実現す
るための固体撮像装置の駆動方法について説明する。

固体撮像装置の基本的な構造は第２図に示すように、光
電変換部１．垂直転送部２．水平転送部３．信号電荷検
出部４．不要電荷排出のための排出部５からなる。矢印
は通常の信号電荷の転送方向を示す。

第３図は電子シャッタ動作時の固体撮像装置の代表的な
駆動パルスと出力のタイミング図である。第３図におい
て、（ａ）は複合帰線消去信号、（ｂ）は光電変換部１
の信号電荷を垂直転送部２へ転送する転送パルス（以下
チャージパルスと略す。）　、（Ｃ）は垂直転送部２の
信号電荷を転送するための転送パルス（以下垂直転送パ
ルスと略す。）　、　（ｄ）は水平転送部３の信号電荷
を信号電荷検出部４へ転送するための転送パルス（以下
水平転送パルスと略す。第３図においては水平転送パル
スが高周波のパルスのためにパルスの数を減らして記載
している。）である。

垂直帰線期間中に、信号（ａ）中の第１のチャージパル
ス１１を用いて、それまでに光電変換部１に同信号（ａ
）中の第２のチャージパルス１２と第１のチャージパル
ス１１との期間１４において蓄積されている映像信号と
しては用いない不要信号電荷を垂直転送部２へ転送する
。次に、垂直転送部２において信号（ａ）中の第１のチ
ャージパルス１１と第２のチャージパルス１２との期間
１３の間に垂直転送部２中の不要信号電荷を信号（Ｃ）
中の逆方向垂直転送パルス１５によりすべて水平転送部
３とは逆側の一端に設けた排出部５へ向けて通常の転送
とは逆方向に転送し排出する。

その後、信号（ｂ）の第２のチャージパルス１２により
第１のチャージパルス１１の後に光電変換部１に第１の
チャージパルス１１と第２のチャージパルス１２との期
間１３において蓄積された映像信号として用いる信号電
荷を垂直転送部２へ転送する。これ以降、次のチャージ
パルス１１までの期間１４は、電子シャッタを用いない
場合と同様に、１水平走査期間ごとに垂直転送パルス（
Ｃ）中の垂直転送パルス１５−Ｃによって垂直転送部２
から水平転送部３へ１水平ライン分の信号電荷が順次転
送され、水平転送パルス（ｄ）によって水平転送部３か
ら信号電荷検出部４を通して信号が直列に出力される。

この結果、垂直走査期間中に固体撮像装置から出力され
る信号は、第３図の信号（ｂ）中の期間１３において光
電変換された信号電荷のみであり、１フイ一ルド期間（
１／６０秒）に対し１／１０〜１／２０の期間とできる
。つまりこの時間はフィルムカメラの１／６００〜１／
１２００秒のシャッタスピードに相当する。

以上の電子シャッタを用いることにより、シャッタスピ
ードが速（なった分だけビデオカメラの感度低下が発生
するがＶＴＲ再生時に、静止、コマ送り、スロー等を行
なっても動画像に対する映像のブレを少なくすることが
できる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構成では、垂直転送部の形
状および不純物濃度分布が転送方向に対して非対称であ
るために、不要電荷と信号電荷の転送方向が異なる従来
の駆動方法では、不要電荷の転送損失により発生する局
部的な取り残し電荷が映像信号に用いる信号電荷に混入
して、転送、出力され、モニター上、白点キズとなる。

また、信号電荷転送時に定常的局部的に発生している取
り残し電荷が不要電荷排出時に排出され、信号電荷より
定常転送に必要な取り残し電荷分差し引かれて、転送、
出力され、モニター上、黒点キズとなり、画質を著しく
損ってしまう。

本発明は、電子シャッタ動作時に白点キズ。

黒点キズの発生しない固体撮像装置の駆動方法を提供す
るものである。

課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の固体撮像装置の
駆動方法は、不要信号電荷を垂直転送部を転送排出する
際に一端垂直転送部の水平転送部とは逆側に設けた排出
部に向けて高速転送し、大半の不要電荷を排出した後に
、排出部より垂直転送部に垂直転送部の飽和電荷量以下
の電荷を注入し、垂直転送部を水平転送部に向けて高速
転送し水平転送部を通して排出するように構成されてい
る。

作用 この構成により、電子シャッタ動作の不要電荷逆転送排
出時に垂直転送部に発生する取り残し電荷および不足電
荷を次に続（電荷注入およσ順方向転送排出をすること
で解消することができ、モニター上に現れる白点キズ、
黒点キズを無くすることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。

第１図は本実施例における固体撮像装置の駆動パルスタ
イミング図である。第１図において、（ａ）は複合帰線
消去信号、（ｂ）はチャージパルス、（Ｃ）は垂直転送
パルス、（ｄ）は水平転送パルス（第１図におけるパル
スの数は第３図と同様に少なくしている。）　、（ｅ）
は電荷注入パルスである。

垂直帰線期間中に信号（ｂ）のうちの第１のチャージパ
ルス１１を用いて、その直前の期間１４に光電変換部１
に蓄積された映像信号として用いない不要信号電荷を垂
直転送部２へ転送する。次に、垂直転送部２を信号（ｂ
）の第１のチャージパルス１１と第２のチャージパルス
１２との期間１３の前半の期間１３−Ａの間に、水平転
送パルス（Ｃ）のうちの逆方向垂直転送パルス１５−Ａ
により第２図の矢印と反対方向に駆動し、不要信号電荷
を垂直転送部２の段数（通常は垂直画素数の１／２）以
上の段数に転送し、同不要信号電荷の全てを排出部５へ
転送し排出する。次に、信号（ｂ）の第１のチャージパ
ルス１１と第２のチャージパルス１２との期間１３の後
半の期間１３−Ｂの始めに信号（ｅ）の電荷注入パルス
１６により、排出部５から垂直転送部２へ垂直転送部の
飽和電荷量以下の電荷を注入し、同期間１３−Ｂの間に
今度は垂直転送部２を、信号（Ｃ）のうちの順方向垂直
転送パルス１５Ｂにより、第２図の矢印の方向に駆動し
、垂直転送部２上に局部的に残る取り残し電荷及び排出
部５から注入した電荷を垂直転送部の段数以上の段数分
、水平転送部３へ向けて転送し、水平転送パルス（ｄ）
により水平転送部３上を転送し、電荷検出部４より外部
に出力、排出する。

その後、第２のチャージパルス１２によっ、て第１のチ
ャージパルス１１の後の期間１３Ａ、１３−Ｂにおいて
光電変換部１に蓄積された信号電荷を垂直転送部２へ転
送する。これ以後、次のチャージパルス１１までの垂直
走査期間は、１水平期間ごとに垂直転送パルス１５Ｃに
よって垂直転送部２から水平転送部３へ１水平ライン分
の信号電荷が順次転送され、水平転送パルスによって水
平転送部３から信号電荷検出部４を通して信号が直列に
出力される。

この駆動により、不要電荷の逆転送排出時に垂直転送部
の転送方向に対する非対称性のために垂直転送部に局部
的に生じた取り残し電荷および不足電荷を、排出部から
の飽和電荷量以下の注入電荷を順方向に転送することで
垂直帰線期間内に解消させることができる。

以上のようにして、電子シャッタ時にモニター上に現れ
る白点キズ、黒点キズを無（すことができる。

なお、本実施例においては固体撮像装置にインクライン
転送方式ＣＣＤを用いたが、フレーム転送方式ＣＣＤ、
あるいは、インクライン転送方式ＣＣＤとフレーム転送
方式ＣＣＤの両者の性能を合わせ持つフレームインクラ
イン転送方式ＣＣＤを用いても良い。

発明の効果 以上のように本発明によれば、電子シャッタ動作時の不
要電荷排出において、垂直転送部を逆方向転送した後、
排出部から電荷を注入し順方向転送することで、モニタ
ー上に現れる白点キズ、黒点キズを無（することができ
、その実用効果は絶大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における固体撮像装置の駆動
パルス・タイミング図、第２図は固体撮像装置の基本的
な構成の模式図、第３図は従来の固体撮像装置の駆動パ
ルス・タイミング図である。 １・・・・・・光電変換部、２・・・・・・垂直転送部
、３・・・・・・水平転送部、４・・・・・・信号電荷
検出部、５・・・・・・排出部、１１・・・・・・第１
のチャージパルス、１２・・・・・・第２のチャージパ
ルス、１５−Ａ・・・・・・逆方向垂直転送パルス、１
５−Ｂ・・・・・・順方向垂直転送パルス、１６・・・
・・・電荷注入パルス。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名第２図 丘

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の光電変換部、前記光電変換部に蓄積され
   た信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部、前記信号
   電荷を水平方向に転送する水平転送部、前記信号電荷を
   信号電圧または信号電流に変換し出力する信号電荷検出
   部、および、前記垂直転送部の前記水平転送部側と逆側
   の一端に設けた電荷を排出する排出部を備えた固体撮像
   装置を駆動するに際して、前記光電変換部に蓄積された
   電荷を前記垂直転送部に転送する直前に前記垂直転送部
   を前記排出部に向けて駆動し、次に前記排出部より電荷
   を前記垂直転送部に注入し前記垂直転送部を前記水平転
   送部に向けて駆動し、その後に電荷読み出しパルスによ
   り前記光電変換部に蓄積された信号電荷を前記垂直転送
   部に転送することを特徴とする固体撮像装置の駆動方法
   。
2. （２）排出部より垂直転送部に注入する電荷が前記垂直
   転送部の飽和電荷量より少ないことを特徴とする請求項
   １記載の固体撮像装置の駆動方法。
3. （３）垂直転送部の駆動段数が、排出部に向けて前記垂
   直転送部の段数以上、水平転送部に向けて前記垂直転送
   部の段数以上である請求項１または２に記載の固体撮像
   装置の駆動方 法。
4. （４）第１の電荷読み出しパルスにより光電変換部に蓄
   積された不要電荷を垂直転送部へ転送して排出部から排
   出し、次に前記排出部より前記垂直転送部に電荷を注入
   し前記垂直転送部上を水平転送部に向けて転送し、その
   後に第２の電荷読み出しパルスにより前記第１の電荷読
   み出しパルスと前記第２の電荷読み出しパルスとの間の
   期間に前記光電変換部に蓄積された信号電荷を前記垂直
   転送部および前記水平転送部上を順次転送し、前記電荷
   検出部により信号電圧または信号電流に変換し出力する
   固体撮像装置の駆動方法。