JPS5912674A - 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】 本発明は、銀塩フィルムの代りに固体撮像素子を用いて
撮像し、得られた映像信号を電子的或いは、磁気的に記
録する電子スチルカメラに用いて有効な固体撮像素子及
び装置に関するものである。

電子スチルカメラに対して、これまでビデオカメラ用に
開発され用いられてきた各種固体撮像素子をそのまま用
いようとする場合に問題となる点の１つにシャッタ機能
がある。電子スチルカメラの如く、銀塩フィルムを使用
しないシステムの大きなメリットは、完全な遮光を必ず
しも必要としない点にあり、また、同時に振動、騒音の
発生原因となるメカニカルシャッタが不要となり得る点
にある。このためには撮像素子自体にシャッタ機能を持
つ必要があり、これには既に、オーバーフロードレイン
（ＯＦＤ）及びオーバーフローコントロールゲート（Ｏ
ＦＣＧ）を有するインターライン転送Ｃ０Ｄ−？、フレ
ーム転送ＣＯＤにおいて、この要求をある程度溝たすこ
とが確認されている。

中でも、ＯＦＤ付きインターライン転送ＣＣＤは、全て
の受光素子から不要電荷なＱＦＤへ一括して排出するこ
とで露光の準備をし、露光により発生した信号電荷を光
遮蔽された垂直転送ＣＣＤに同じく一括して転送するこ
とで露光を完了することができるため、理想的なンヤッ
ター機能を持つと言え、原理的には、従来のメカニカル
シャッタでは実現できなかった数μｓｅｃ程度のシャッ
タータイムも可能となる。これに対して、フレーム転送
ＣＣＤの場合には、受光領域から蓄積領域への転送を露
光下で行なうため、原理的にＣＣＤ自体のシャッター機
能を用いる限り高速シャッタ一時Ｓ／Ｎの低下をまぬが
れず、実用上は１１５００秒程度が限界と考えられる。

このように、固体撮像素子自体のシャッター機能を用い
る時、高速シャッター側は、はｙ満足できる性能を持っ
ているが、低速シャッター側には、まだいくつかの問題
が残っている。

その最大原因は、暗電流にあり、特に低照度撮影におい
て著しく画質を劣化させる要因となっていた。この暗電
流は、強い温度依存性を持ち、低温程小さくなる。そこ
で、撮像素子自体を冷却し、暗電流を減少させる方法も
考えられる。この場合、冷却手段としてペルチェ効果を
利用することとなるが、大電流を必要とし、消費電力が
増大し、しかも冷却されるまでの時定数や、結露等小型
のカメラに組み込むには多くの欠点がある。

また、露光中或いは露光完了直前に転送領域に発生した
暗電流電荷を外部に排出することも考えられたが、この
ようにしても受光領域に発生する暗電流の対策とはなっ
ていなかった。

上記の撮像素子を冷却する以外に、暗電流を補償する手
段として、各水平走査線の一部に相当する受光領域を光
遮鮭し、信号電荷を外部に読み出した後、光遮蔽された
部分の暗電流ノベルを基準レベルにクランプすることで
、暗電流成分を除去することも通常ビデオカメラでは行
なわれてきたが、この場合には、電子スチルカメラで必
要とされる程の長時間になると、暗電流が大きくなりダ
イナミックレンジを狭（してしまう他、受光領域のみな
らず、転送領域の暗電流も加算して読み出しているため
正確には暗電流成分を除去できないという欠点を持って
いた。

ここにおいて、本発明の目的は、これら従来の欠点を解
決し、長時間露光の際の暗電流による信号劣化を防止し
、スローシャッター機能を可能にする電子スチルカメラ
に用いて有効な撮像装置を提供しようとするものである
。

本発明に係る装置は、電子的なシャッター機能を有する
２次元固体撮像素子の同一基板上に、長時間露光の際、
フォトダイオードに蓄積される不要電荷分を検出する検
出手段を設けた点にひとつの特徴がある。

第１図は本発明に係る固体撮像素子の一例を示す全体概
念図、第２図は第１図におけるＩＩ　−ＩＩ断面図、第
３図は第１図における１ｌｌ−Ｉｌｌ断面図である。

これらの図において、Ｈ，ＢＣＯＤは転送りロックφＨ
ＩＩ＋　　φＨ２が印加されている水平転送レジスタ、
Ｖ、、ＢＣＣＤは転送りロックφｖｌ＋　　φｖ２＋φ
ｖ３φｖ４（第２図、第６図ではこれらを総括してφＶ
と示す）が印加されている垂直転送レジスタである。１
は不要電荷排出のためのオーバーフロードレイン（ＯＦ
Ｄ　）、２は受光用のＰＮ接合フォトダイオードで、マ
トリックス状に複数個配列している。３はＯＦ　Ｉ）　
１とフォトダイオード２との間Ｋ　形成すれたオーバー
フローコントロールケート（ＯＦＣＧ）で、フォトダイ
オード２に蓄積された電荷の０ＦＤＩへの排出を制御す
る。Ｖ、　ＢＣＣＤはＮ型領域の埋め込みチャンネル４
と、転送りロックφＶが印加される電極５で形成されて
おり、信号電荷を紙面垂直方向（第２図の場合）に転送
（垂直転送）する。６はフォトダイオード２とＶ。

ＢＣＣＤとの間に形成されたトランスファーゲートで、
フォトダイオード２からＶ、ＢＣＣＤ側への信号電荷の
転送を、ここに印加される所要電圧ＴＧによって行なう
。７はＶ、ＢＣＯＤに隣接する次の垂直ラインを担当す
る０ＦＤ１とＶ、　Ｂ　ＣＣＤの埋め込みチャンネル４
との間に形成したクリアゲートで、ここに印加される信
号ＣＧ、によって、埋め込みチャンネル４から０ＦＤＩ
を介してＶ。

ＢＣＣＤの′電荷を素子外部に排出できるようになって
いる。９は遮光部材で、ここではフォトダイオード２の
領域を除（すべての領域を覆っているが、基本的には埋
め込みチャンネル４と電極５で形成されるＶ、ＢＣＣＤ
の領域のみを覆っていればよい。

第１図において、破線で囲んだ領域２１（この領域の断
面図を第６図に示す）は、暗電流検出領域を構成してお
り、それ以外の領域と同一の基板上に形成され、両領域
は温度平価状態にあり、その構造は、前記領域２１の上
部全面が遮光部材１９で覆われている以外は第２図に示
す断面図とはｙ同じである。すなわち、１１はＯＦＤ＋
　　、１２はフォトダイオード、１６は０ＦＣＧ、１４
はＶ。

ＢＣＣＤの埋め込みチャンネル領域、１５はＶ。

ＢＣＣＤの転送電極、１６はトランスファーゲート、１
７はＶ、ＢＣＣＤの電荷な０ＦＤ２１８に排出するため
のクリアゲートである。

このように構成された装置は、各Ｖ、ＢＣＣＤに対して
クリアゲート７が設けられ、全てのＶ。

ＢＣＣＤより一括して電荷をＯＦＤ　Ｉ及びリード線２
６側に排出できる点と、暗電流検出領域２１において、
Ｖ、ＲＣＣＤ電荷を排出するＯ　Ｆ　Ｄ２が、他の領域
の０ＦＤＩと別に分けて、リード線２２を介して外部に
取り出されるように構成されている点が従来のインター
ライン転送ＣＣＤと異なっている。

第４図は第１図で示した本発明に係る固体撮像素子を電
子スチルカメラの撮像装置に使用する場合の周辺回路の
一例を示す構成図である。

この図において、２Ｂは第１図で示した固体撮像素子（
以下単にＣＯＤという）で、各符号は第１図において各
端子に付された符号と対応している。出力回路のリセッ
トドレインＲＤ、出カドレインＯＤ、出力ゲートＯＧに
は、各々適当な直流％圧ＶＲｏ、　　Ｖｏｏ、　　ＶＯ
Ｇが印加されている。２９〜６５はそれぞれクロックト
ライノく−で、アナログスイッチ３６〜４３からの出力
電圧を電流増巾し、ＣＣＤ２８の各端子ＣＧ、、ＣＧ、
、０ＦＣＧ、ＲＧ。

φＩ＋　、φＶ及びＴＧに印加する。アナログスイッチ
６６〜４６がオフの時は、Ｏｔ圧がＣＣＤ２８の各端子
には印加される。

ここで、水平転送レジスタＨ０ＢＣＣＤの転送りロック
φＨ１ｅ　　φＨ２はまとめてφＨで、また、垂直転送
レジスタＶ、ＢＣＣＤの転送りロックφＶｌ。

φＶ２ｔ　　φＶ３ｔ　　φＶ４はまとめてφＶとしで
ある。従って、クロックトライバ６６、アナログスイッ
チ４１は実際にはそれぞれ２個存在し、また、クロック
トライバ３４、アナログスイッチ４２は、実際にはそれ
ぞれ４個存在−ｒる。

４４はタイミングパルス発生回路で、ＣＣＤ２８を駆動
するに必要なパルス群φＣＯ，，φＣＯ２，φ０ＦＣＧ
、。

φ０ＦＣＧ、、φＲＧ、φＨＩ、φＨ２，φＶＨ，φｖ
２．φｖ３．φｖ４＋φＴＯ及び暗電流補償を行なう回
路に供給するパルス群φＸ、φＢの他、ＣＣ０２８から
出力される映像信号処理に必要な周期信号φ５ＹＮＣ，
クランプパルスφ’ｃ　ｐ、記録に際しての有効信号領
域を示すゲート信号φＲＩＣＣＧ等を出力する。

４５はシャッタータイム演算回路で、タイミングパルス
発生回路４４に対し℃タイミング信号として、露光開始
指示パルスφ８Ｔ、露光完了パルスφＥＤを与えている
。ここで露光開始パルスφ８ＴＡＲＴは図示してないカ
メラシャッター釦の押子により与えられ、また、露光完
了パルスφＥＤは、絞り値検出抵抗４６等の撮影条件情
報に基づき、図示してない光学系に設げられた測光用フ
ォトダイオード４７による測光素子出方から演算して得
られたシャッタータイムの後に発生する。なお、ここで
は測光用フォトダイオード４７を設けたが、測光はｃｃ
Ｄ２８自体により測光してもよい。この場合、第２図に
おいて０ＦＣＧ３に鍋電圧を印加し、全てのフォトダイ
オード２からの出力電流を検出することによって、全面
平均測光が行なえる。

４８．４９，５０．５１はいずれも演算増巾器、５６は
サンプルアンドホールド回路で、スイッチ素子５４、コ
ンデンサ５５及び高入方インピーダンス増１１］器５６
で構成されている。これらの演算回路及びサンプルアン
ドボールド回路は、Ｃ０Ｄ２８の内部で暗電流補償を行
なうための回路を構成している。

第１段の演算増巾器４８は、ＣＣＤ２８の光遮蔽された
領域２１（第１図参照）のＶ、ＢＣＣＤに治って設けら
れたｏＦＤ１８に対し、バイアス電圧ＶＯＦＤを印加す
るとともに、ＯＦ’　Ｄ　１Ｆ３に流入する電流ＩＤを
検出し、これを電圧に変換するだめの回路であり、その
出力１４ｉに、（υ式に示すような電圧ｅ。を出力する
。

Ｃ６＝　ＶＯＦＤ　＋　ＲＯｅ　ｘｄ−１１１，（１）
たｙしＲｏは演算増ｒｌＪ器４８の帰還抵抗（電流検出
抵抗）の値すなわち、Ｃ０Ｄ２８の暗電流電荷が蓄積さ
れている時、パルスφＣＧをもってアナログスイッチ６
７をオンとし、電圧Ｖｃｏを印加すれば、領域２１のＶ
、ＢＣＣＤのｌ−電流ｉｔ　荷カ全−ｃ同時に排出され
、ｏＦＤ２には暗電流Ｉｄが流れて、演算増巾器４８の
出方端には（１）式で示すような電圧ｅｏを得ることが
できる。

演算増ｉＪ器４９は、演算増巾器４８の出力電圧ｅｏの
中のバイアス電圧ＶＯＦＤを減算し、その出方端に電流
Ｉｄに比例した出方電圧−（Ｒ２／Ｒ１）　・Ｒｏ−Ｉ
ｄを得る減算回路を構成している。

本発明のひとつの狙いは、この暗電流比例出方電圧をも
って、本来の例えば高速シャッタ一時にトランスファー
ゲートＴＧに印加すべき電圧ＶＴＧを変更することにあ
り、暗電流が増加する程、ｖＴＧから大きな電圧を減算
し、この減算結果となる電圧Ｖｔｃ’　を用いてフォト
ダイオードからＶ、ＢＣＯＤへの信号電荷の転送を制御
するよう構成している。

２つの演算増巾器５０．５１がこのための減算回路を構
成する。演算増巾器５１の出力端には（２）式に示すよ
うな電圧ｅ。１が得られ、抵抗Ｒ４を変化させることで
Ｉｄの係数を変化させ、トランスファーゲート電圧への
効果を調整する。

なお、この実施例では、線型の素子を用いた場合である
が、トランスファーゲート電圧ｖｔｏ’　によるフォト
ダイオードとＶ、ＢＣＣＤ間のポテンシャル変化は非線
型であり、これは抵抗Ｒ４の代りに非線型素子を用いる
ことによって解決される。

さらに電流検出抵抗Ｒ，をダイオードを含む非線製回路
で置換し、対数圧縮を行なうこともできる。

サンプルアンドホールド回路５３は、φＣＧＫＪ：る電
流検出のタイミングとφＴＧによる電荷転送のタイミン
グとの時間的な遅れに対応するために設けられている。

この実施例では、また、オーバーフローコントロールケ
−トｏ　Ｆ　ＣＧニ＋ｔ、　２つの電圧ＶＯＦＣＪ　ｌ
　　”０ＦＣＧ２を選択して用いるよへに構成されてお
り、φ０ＦＣＧ、かφＱＦ’ＣＧ２のいずれかをオンさ
せてこれを実現している。

２つの電圧には、ＶＯＦＣＧ２　＞　ＶＯＦＣＧＩの関
係があり、通常の露光状態においては、ＶＯＦＣＧＩ　
が０ＦＣＧに印加されるようにし、この場合、ブルーミ
ング状態になりフォトダイオードから電荷があふれた時
、これを隣接するＯ　Ｆ　Ｄ、に排出できる。

また、Ｖｇｒｃａ２が０ＦＣＧに印加された場合には、
フォトダイオードとＯＦ　Ｄ、との境界ポテンシャルは
充分低（なり、フォトダイオードに存在する基準ポテン
シャル以上の電荷は全てＯＦ　Ｄ、に排出される。

以下、第５図の波形図を参照しながら第４図回路の動作
を次に説明する。

第５図（、ｌ）拠示すように、撮影開始に当って、露光
開始パルスφ１ｉｌＴＡＲＴ　　が時刻ｔ＝ｔｏにおい
てシャツタ釦押下により発生すると、シャッタータイム
演算回路４５では、タイミング制御回路４４より与えら
れる第５図（ｂ）に示す垂直同期信号Ｖ、Ｄに同期して
測光を開始するとともに、タイミング制御回路４４に対
する尾光開始指示パルスφＳＴを第５図（ｅ）の如（発
生する。該パルスφ８Ｔを受けたタイミング制御回路４
４では、φ８丁に同期して第５図（ｅ）、　（ｆ）で示
すようにφ０ＦＣＧ２を〃Ｈ”（）（ｉｇｈ）レベル、
φ０ＦＣＧ＋をＩｌ　Ｌ　ｔｔ白、ｏｗ　）　　レベル
として、フォトダイオードから電荷をＯＦＤに排出する
とともに、第５図（ｇ）＋　（’）に示した２つのクリ
アゲートφＣＧＩ。

φＣＧ２を／／ｌ（“レベルとして、Ｖ、ＢＣＣＤに存
在した電荷もＯＦ　Ｄ、及びＯＦ　Ｄ２に排出する。以
上の動作は、単一パルスの印加で済むため１０μ１ｌｅ
ｅ程度の短時間で完了する。

ここでは、ＣＣＤ２８をビデオカメラにも用いることも
できるものとして説明するとともに、静止画撮影の場合
にも映像信号の読出しはＴＶにおけるフィールド画像で
あるとする。

第５図（ｂ）に示した垂直同期信号Ｖ、Ｄは、１／６０
秒周期で連続的に発生しており、時刻ｔ＝ｔｌでの露光
開始より次の垂直同期信号Ｖ、ｌ）までの１／６０秒以
内に露光が完了イる場合には、暗電流による影響は小さ
く、ｉｆｆ常の光遮蔽された部分についてのクランプ処
理により実用上何ら問題は生じない。

第５図には、そのような高速ンヤツター動作とは異なり
、シャッタータイムが１／６０秒を超えろ場合、すなわ
ち、露光が１／６０秒を超えても終らず、第５図（ｄ）
に示した露光完了信号φＥＤか、シャッタータイム演算
回路４５から、１／６０秒の期間中で発生しない場合が
示されている。このような場合には、第５図（ｉ）にφ
Ｘで示したパルスが／／　Ｌ　〃レベルに時刻１＝１２
で垂直同期信号ＶＤに同期して変化し、電子カメラは暗
電流補償モードに移行する。

このパルスφＸは、第４図回路において、アナログスイ
ッチ５７０オン、オフを制御しており、φＸがｌ／Ｈ＃
　レベルならばアナログスイッチ５７はオントｔ、ｃす
、トランスファーゲートＴＧに印加されるべき第５図（
Ａ）に示した電圧ＶＴＧは、ＶＴＧ　＝　Ｖｔｏとなり
、フォトダイオード２からＶ、ＢＣＣＤには完全転送が
実現゛される。一方、φＸが／／　Ｌ　／／レベルなら
ば、アナログスイッチ５７はオフとなり、ｖＴＧ’はサ
ンプルアンドホールド回路５ろがサンプルモー゛ドにあ
る時、ＯＦ　Ｄ２に流れ込む暗電流Ｉｄに応じ−ＣＶｒ
ａより低い電圧となる。

次に、時刻ｔ＝ｔ３からｔ＝ｔｓに至る伺近での動作説
明を行なう。暗電流補償モードに移行した後、予め設定
された時間（例えば■、］）の４周期１／１５秒）経過
しても、露光完了信号φｇＤが発生しない場合には、そ
の時刻ｔ＝ｔ３において、２つのクリアゲートＣＧｌ、
　　ＣＧ２に対し、φＣＧＩ、　　φＣＧ２のノくルス
を発生させて電・圧ＶＣＧを印加し、Ｖ、ＢＣＣＤの全
そから、暗電流電荷ケ排出する。このうち、ＯＦ　Ｄ２
より排出された電イＷ農工、パルス電流と１ｒす、第４
図におけるサンプルアンドホールド回路５６の入力に第
５図（りの時刻１＝１３から１＝１４に至るｖ’ｒｃ’
の電圧変化を生み出す。この電圧変化をサンプルアンド
ホールド回路５ろで記憶保持するため、パルスφ８をｔ
＝ｔ４において〃］、９レベルとオろ。なお、このサン
プルアンドホールド回路５６は、ピークホールド回路で
置換してもよい。

この保持された電圧ＶＴ（１”は、電ＬＥＶｒａよりも
低く、従って、フォトダイオード２からＶ、ＢＣＣＤへ
の不完全転送をもたらすこととなり、電圧ＶＴＧが保持
されている間で時刻ｔ　＝ｊ４からｔ＝ｔｓの間に、ト
ランスファーゲートＴＧにこの電圧を第５図（／−）に
示すパルスφτＧをもって転送すれば、フォトダイオー
ド２に発生した暗電流電荷ケ個号電荷の総和の中から、
信号１Ｅ荷のみをＶ、Ｔ３ＣＣＤに／ 転送することが可能となる。この際には、Ｖ’ｒＧ’が
Ｉｄに応じて適切な電圧レベルとなるように調整する。

ここで光遮蔽された領域２１のＶ、ＢＣＣＤに発生する
暗電流と、受光領域のフォトダイオード２に発生する暗
電流との間には一定の関係かあるものとする。

この結果、光遮蔽されていないフォトダイオード２に隣
接するＶ、ＢＣＣＤには、１＝１．からｔ＝ｔ４までの
期間にフォトダイオードに発生した信号電荷のみを移す
ことができる。この場合、若干の暗電流電荷も信号電荷
とともにＶ、ＢＣＣＤに転送されるよう調整するのが現
実的であり、この電荷はバイアス電荷として働いて信号
電荷が微小な部分での信号電荷取りこぼしを低減させる
効果を持つ１．また、この若干の暗電流電荷は、暗電流
検出領域２１内のＶ、ＢＣＣＤに対しても、全（同様に
転送されるので、ＣＣＤ２８外に読み出す際のクランプ
処理により除去が可能なもの：Ｃ：ある１゜フォトダイ
オード２から信号電荷がＶ、ＢＣＣＤに転送され、残っ
た暗電流電荷は、時刻１＝１．において再び、第５図（
ｅ）、　（ｆ）に示すφ０ＦＣＧ２　、φ０ＦＣＧｌを
変化させ、０ＦＣＧに電圧ｖｏＦｃＧ２を印加してＯＦ
　Ｄ、に排出する。

゛　この後、フォトダイオードは再び受光電荷蓄積を開
始する。また、上述の動作に要する時間は、それまでの
時刻ｔ−＝ｔｌＫ始まりｔ＝ｔ３に至る露光時間に比較
し、十分短かく、露光時間誤差は実用上無視できろ。

第５図のタイミングチャートで、１＝１．からｔ＝ｔ８
に至る動作も、ｔ＝ｔ３から１＝１５に至る動作と殆ん
ど同じである。

なお、この場合、受光フォトダイオード２に隣接するＶ
、ＢＣＣＤには、既にｔ＝ｔ４において信号電荷が転送
されているため、もはやこのｖ、ＢＣＣＤから電荷を排
出することはできず、従って、φＣＧＩは変化させず、
単にφＣＧ２のみにパルスを印加し、フォトダイオード
よりＶ、ＢＣＣＤに信号電荷を転送することとなる。時
刻１＝ｔ５より時刻１＝１゜までの期間にＶ、ＢＣＣＤ
に発生した暗電流電荷は、もはやＣＣＤ２８内部では除
去不可能であり、これが、この実施例における長時間露
光における制約条件の１つとなる。すなわち、Ｖ、ＢＣ
ＣＤの暗電流が、最大露光可能時間を決める。

以後、更に露光が続（場合には、適当な時間間隔で、ｔ
＝ｔ６から１＝１．に至るプロセスが繰り返されること
となる。なお、この場合、Ｖ、ＢＣＣＤのみの暗電流電
荷が除去できないため、その対策としては、例えば光遮
蔽されたフォトダイオード１２とＶ、ＢＣＣＤの組を複
数列設け、その一部は他の受光可能な組と同じ動作をさ
せてＶ、　Ｂ　ＣＣＤへ蓄積される暗室流分を保持させ
ておき、他を暗電流検出に用いるようにして、前記一部
に保持させておいた出力を利用して外部でクランプ処理
を行なえば、Ｖ、ＢＣＣＤの暗電流補償ができる。

最後にある時刻、第５図ｔ＝ｔ９において、露光完了パ
ルスφＥＤが発生した後の動作について説明する。

第５図（ｄ）に示すように、ｔ＝ｔ９において発生した
露光完了パルスφＥＤは、タイミング制御回路４４に与
えられ、このタイミング制御回路４４は直ちに暗電流検
出領域２１のクリアゲ−）　ＣＧ２に電圧ＶＣａをパル
スφＣＧ２により印加し、それによるＶＴＧの変化を前
記と同様にサンプル、ホールドし、ｔ”ｔｌｏ　　にお
いてトランスファーケ−）ノくルスφＴＧを発生させて
信号電荷のみをＶ、ＢＣＯＤに転送する。ｔ＝ｔｌに始
まる露光の中で、複数回に分割され、積算されたＶ、Ｂ
ＣＣＤの電荷は引続く垂直同期信号ｖ、Ｄに同期して、
ｔ＝ｔｏ　　より読み出される。

この場合、外部の電気的或いは、磁気的記録媒体へのゲ
ート信号φＲＫＣＧが、第５図（ｍ）に示すように１＝
１．からｔ　＝　ｔ１２の間／／　Ｈ／７レベルとなっ
て出力される。￥れと同時に、暗電流電荷を蓄積したＶ
、ＢＣＣＤの位置に対応するクランプパルスφｃｐも、
各水平走査線毎に出力され、ＣＣＤ２８外部での最終的
な暗電流補償に用いられる。

なお、上記の実施例において、ＣＣＤ２８内に設けた暗
電流検出のための領域２１の構成は、第６図の断面図で
示すものに限定されず、他の構成であってもよい。

以上説明したように、本発明によれば、撮像素子より信
号電荷を読み出す以前の段階において、撮像素子の内部
で暗電流電荷を排除し、且つ同一フォトダイオードから
信号電荷のみを同一転送チャンネルに複数回に分割して
転送することを可能にしたもので、極めて長時間の露光
を行なった場合でも８／Ｎの良い静止画像を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１し」は本発明に係る固体撮像素子の一例を示す全体
概念図、第２図は第１図におけるＩＩ　−１，１断面図
、第６図は第１図におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図、第４
図は本発明に係る撮像装置、の周辺回路の一例を示す接
続図、第５図はその動作を説明するための動作波形図で
ある。 １−　オーバーフロードレイン（ＯＦ　Ｉ）　）、２−
受光用フォトダイオード、ろ−オルバーフローコントロ
ールグー）　（０ＦＣＧ　）、６−トランスファーゲー
ト、７−　クリアゲート、２１−　暗電流検出領域、Ｉ
−１，８ＣＣＤ−水平転送レジスタ、Ｖ、ＨＣＣＩ）−
垂１ａ転送レジスタ、４−理め込みチャンネル、５−電
極。 代理人　弁理士　　木　村　三　朗

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）入射光強度に応じて信号電荷を発生、蓄積する受
   光領域と、この受光領域の一方側に並設された不要電荷
   排出領域と、前記受光領域の他方側に並設された信号電
   荷転送領域とを有し、前記受光領域から前記不要電荷排
   出領域への不要電荷排出と受光領域から転送領域への信
   号電荷転送とを任意の時刻に行なうことができるように
   した２次元向体撮像素子を用いた撮像装置において、前
   記受光領域から前記転送領域への転送電荷量を制御する
   ことが可能な転送手段と、暗電流電荷検出手段とを前記
   ２次元向体撮像素子上に設け、前記暗電流電荷検出手段
   によって前記転送手段を制御するようにしたことを特徴
   とする撮像装置。
2. （２）　　暗電流検出手段は、光遮蔽された受光領域と
   、光遮蔽された信号電荷転送領域と、暗電流検出用オー
   バーフロードレインとを含んで構成される特許請求の範
   囲第１項記載の撮像装置。
3. （３）撮影露光に先だちそれまでに受光領域及び転送領
   域に存在した電荷を一括して装置外部に排出した後露光
   を開始し、適正露光時間経過後に暗電流検出電流の転送
   領域から暗電流電荷を排出し、これを検出して続いて実
   行する受光領域から転送領域への電荷転送量を制御する
   ように駆動される特許請求の範囲第２項記載の撮像装置
   。
4. （４）不要電荷排出領域は、受光領域及び信号電荷転送
   領域にそれぞれゲートを介して隣接し、前記受光領域及
   び前記信号電荷転送領域の両方より不要電荷を排出可能
   としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の撮
   像装置。
5. （５）露光が長時間にわたる時、各受光領域に発生した
   信号電荷を複数回に時間分割して同一の転送領域に転送
   し、該受光領域に発生する不要電荷を各転送後に不要電
   荷排出領域に転送するように駆動される特許請求の範囲
   第１項記載の撮像装置。