JPH0369282A

JPH0369282A - 撮像素子駆動装置

Info

Publication number: JPH0369282A
Application number: JP1206245A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Tani; 信博谷
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1989-08-08
Filing date: 1989-08-08
Publication date: 1991-03-25
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: FR2650928B1; US5339162A; FR2738975B1; GB2237472B; DE4025175C2; GB9017053D0; FR2650928A1; GB2237472A; FR2738975A1; DE4025175A1; USRE36812E; JP2808315B2

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］本発明は電子スチルカメラに用いて好適な撮像素子駆動
装置に関する。

Ｅ従来の技術１第２図は従来の電子スチルカメラの一例の構成を示すブ
ロック図である。

同図において、ｌはレンズであり、図示せぬ被写体から
の光を集光し、絞り２を介してＣＣＤ　３に入射させる
。４は録再部であり、ＣＣＤ　３から出力される信号を
変調し、磁気ディスク５に記録させる。

６は測光素子であり、被写体からの光を受光し、測光部
７に出力する。測光ｓ７の出力はマイクロプロセッサユ
ニット（ＭＰＵ）　８に入力されている。９はレリーズ
ス−７ツチであり、撮影を行なうとき操作される。１０
はクロックジェネレータであり、ＭＰＵ　８に制御され
、種々のタイミング信号を出力する。１１はＭＰＵ　８
からのクロックＰＶＩ乃至ＰＶ４と、クロックジェネレ
ータ１０からのクロックＣＶＩ乃至Ｃｖ４の一方を選択
し、クロックリ１乃至ｖ４として出力するマルチプレク
サである。

１２はドライバであり、マルチプレクサ１１から入力さ
れるクロックから、ＣＣＤ３を駆動するクロックφｖ１
乃至φｖ４を生成する。１３はスイッチであり、クロッ
クジェネレータ１０より出力されるクロックＣＴＧと、
ＭＰＵ８より出力されるクロックＰＴＧの一方を選択し
、ドライバ１２に出力する。１４は駆動回路であり、絞
り２を駆動する次にその動作を、第３図を参照して説明する。

レリーズスイッチ９を操作して、撮影を行なうと、測光
素子６より入力される信号を測光部７が検出し、被写体
の廚るさに対応した信号をＭＰＵ　８に出力する。ＭＰ
Ｕ　８は測光部７より入力され信号から絞りの開口値と
、電子シャッタ速度（期間）Ｔｖを演算する（第３図（
ａ）　、　（ｃ））。

タイミングジェネレータ１０は、垂直同期信号（第３図
（ｂ））に同期して、１７６０秒毎に周期的にクロック
ＣＴＧ　（第３図（ｋ））を出力しており、Ｍｒ’Ｕ　
８は、このとき、論理１１の信号Ｐｓ（第３図（ｈ））
を出力しているので、スイッチ１３は図中右側に切り替
えられており、クロックＣＴＧがドライバ１２に入力さ
れる（第３図（ｄ）〉。また、マルチプレクサ１１は、
信号Ｐｓが論理１１であるとき、クロックジェネレータ
１０が出力するクロックＣｖ１乃至ＣＶａｍ択し、クロ
ックリ１乃至ｖ４としてドライバ１１に出力する。

ドライバ１２は、第４図に示すように、クロックリ１乃
至ｖ４及びＴＧ　（ＣＴＧ又はＰＴＧ）（第４図（ａ）
乃至（ｅ））からＣＣＤ　３を駆動するクロックφＶ１
乃至φＶ４（第４図（ｆ）乃至（ｉ））を生成する。

クロックφＶ１乃至φＶ４は、３値のレベルＶｌ（、Ｖ
Ｍ。

ＶＬからなり、レベルＶ）ｌのとｅ　ＣＣＤ　３を構成
するフォトダイオードから垂直転送ＣＣＤに電荷が転送
される。

他のレベルのとき、垂直転送ＣＣＤの電荷が水平転送Ｃ
ＣＤ又は掃き出しドレインに転送される。転送方向はク
ロックφＶ１乃至φＶ４の位相により制御される。

このようにして、期間ＴＶｎで蓄積した不用な電荷が、
クロックＣＴＧにより垂直転送ＣＣＤに転送され、さら
にクロックφＶ１乃至φＶ４により、垂直転送ＣＣＤか
ら掃き出しドレインに掃き出される（第３図（ｄ））。

また、ＭＰＵ　８は駆動回路１４を制御し、絞り２を演
算された開口値に設定させる（第３図（ｅ））。

このようにして不用な電荷の掃き出しと、絞り２の設定
が終了したとき、垂直同期信号に同期して、信号Ｐｓが
論理りに反転される（第３図（ｈ））。これにより、マ
ルチプレクサ１１はＭＰＵ　８からのクロックＰＶＩ乃
至ＰＶＡを選択し、ドライバ１２に出力する。また、ス
イッチ１３は図中左側に切り替えられる。ＭＰＵ　８は
、次のクロックＣＴＧとの期間が、演算された期間Ｔｙ
となるタイミングで、クロックＰＴもを発生する（第３
図（ｄ）　、　（ｊ）　）。

これにより、ＣＣＤ３のフォトダイオードにそれまで蓄
積されていた電荷が垂直転送ＣＣＤに転送され、その後
、期間Ｔｖの間、被写体より入射される光に対応した電
荷が蓄積される。

また、ＭＰＵ　８は、この期間Ｔｖの間に、垂直同期信
号に同期して、イε号Ｐｓを論理■１に反転させるとと
もに、クロ、ツクジェネレータ１０に信号ＰＩＩＶを出
力し、クロックＣＶＩ乃至ＣＶ４を高速で出力させる。

これにより、期間Ｔｖｎ□に蓄積された不用な電荷が、
掃き出しドレインに高速で掃き出される（第３図（ｄ）
）。

この高速掃き出しが終了したとき、クロックＣＴＧによ
り、フォトダイオードの電荷が垂直転送ＣＣＤに転送さ
れる。また、信号Ｐｓは再び論理りに反転される（第３
図（ｈ））。さらに、絞り２が駆動され、閉じられる（
第３図（Ｃ））。これにより、期間Ｔｖが経過した後、
比較的強い光がＣＣＤ　３に入射され、フォトダイオー
ドで発生した電荷が、垂直転送ＣＣＤに漏れ出し、スミ
アが発生するようなことが防止される。

絞り２が閉じられた後、ＭＰＵ　８から録再部４と磁気
ディスク５に信号ＲＦＣが出力され、かつ、信号ＰＳが
論理１！に、また、信号ＰＩＩＶが論理しに、各々反転
される（第３図（ｆ）、（ｈ）、（ｉ））。これにより
、クロックジェネレータ１０から再び低速でクロックＣ
ＶＩ乃至ＣＶ４が出力され、垂直転送ＣＣＤから水平転
送ｃｃＤを介して信号が読み出され、録再部４に供給さ
れる。

録再部４はこの信号を、Ｆ）４変調した後、磁気ディス
ク５に出力し、記録させる（第３図（ｄ）　、　（ｆ）
、　（ｇ））。

［発明が解決しようとする課題］従来の装置はこのように、絞り２を閉じた状態で、電子
シャッタを動作させている間に蓄積された電荷を転送し
、読み出すようにしているので、スミアの発生を防止す
ることができる。

しかしながら、絞り２を閉じるまでの期間に、比較的強
い光が入射されたようなとき、フォトダイオードから他
のフォトダイオード又は垂直転送ＣＣＤに電荷が溢れ出
し、第５図に示すように、垂直方向に延びる所謂ブルー
ミング現象が発生する欠点があった。

この発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、
ブルーミング現象の発生を防止するようにしたものであ
る。

［課題を解決する手段Ｊこの発明の撮像素子駆動装置は、被写体からの光に対応
する電荷を蓄積するＷＭ素子と、蓄積素子に蓄積された
電荷を転送する転送素子とを有するｗｅ素子と、撮像素
子を駆動する駆動手段と、駆動手段により駆動され、ａ
像素子より読み出された信号を記録する記録手段と、撮
像素子により被写体を撮像した後、記録手段に信号を読
み出すまでの間、被写体ｎ像後に蓄積素子に蓄積された
電荷が、転送素子に漏れないように撮像素子を制御ｉｌ
＋する制御手段と備える。

［作用］上記構成の撮像素子駆動装置においては、フォトダイオ
ード等の蓄積素子に電荷が蓄積された後、その電荷がＣ
ＣＤ等の転送素子を介して読み出されるまでの間、その
間に蓄積素子に蓄積された電荷が転送素子に漏れ出さな
いように制御される。

従って、ブルーミングの発生が防止される。

［実施例］第１図はこの発明の撮像素子駆動装置の一実施例の構成
を表わすブロック図であり、第２図における場合と対応
する部分には同一の符号を付しである。

第１図において、２１はドライバであり、ＭＰＵ　８か
らの信号Ｐ。ＦＤに対応して信号φＯＦＤを出力し、Ｃ
ＣＤ３を駆動する。

その他の構成は第２図における場合と同様である。

第６図及び第７図は、第１図に示した実施例において用
いられるＣＣＤ　３の模式的平面図と断面図である。

第６図において、３１は各画素を構成するフォトダイオ
ード、３２は各フォトダイオード３１からスイッチング
素子３６を介して転送された電荷を、掃き出しドレイン
３３又は水平転送ＣＣＤ３４に転送する垂直転送ＣＣＤ
である。３５は電荷検出器であり、水平転送ＣＣＤ３４
から読み出された電荷を電圧に変換し、出力する。

各単位セル３７は、フォトダイオード３１と、所定の電
圧ＶＳＵＢが印加されたＶＯＤ３８を有している。

第７図において、５１はｎ型の基板であり、その上部の
Ｐウェルとｎ−層５２との間にフォトダイオード３１が
形成されている。また、金属（Ｓｆ）電極、縁縁膜５ｉ
ｎ２、ｎ−層及びＰウェルにより垂直転送ＣＣＤ３２が
形成されている。５４は垂直転送ＣＣＤ３２への光の入
射を阻止するアルミニウムよりなる遮蔽板である。

第８図はドライバ２１の一実施例の構成を表わすブロッ
ク図である。

同図において、２２．２３は所定の電圧Ｖｌ、Ｖ２を発
生する発生回路、２４はそのいずれかの電圧を選択して
出力するスイッチである。

次に、第９図のタイミングチャートを参照して、その動
作を説明する。

レリーズスイッチ９を操作した後、電子シャッタ期間Ｔ
ｖにおいて、被写体の画像に対応した電荷が各フォトダ
イオード３１に蓄積さ札　垂直転送ＣＣＤ３２に転送さ
れるまでの動作は、前述した場合と同様であるので省略
する（第９図（ａ）乃至（ｅ）。

（ｈ）乃至１）、（１）））。

タイミングジェネレータ１０よりクロックＣＴＧが出力
され、電子シャッタ動作が終了されると、制御手段とし
てのＭｒ’Ｕ　８は駆動回路１４を制御し、絞り２を閉
じさせるとともに、ドライバ２１に出力する信号ＰＯＦ
Ｏを、例えば、低レベルから高レベルに反転させる。信
号Ｐ。２Ｄのレベルが低レベルから高レベルに反転され
たとき、ドライバ２１のスイッチ２４が、第８図におい
て、下側から上側に切り替えられる。これにより、ドラ
イバ２１から出力される信号φＯＦ！〕が、低い電圧Ｖ
ｌから高い電圧Ｖ２に切り替えられる（第９図（ｋ））
。

第１０図のタイミングチャートは、このタイミングをよ
り詳細に表わしている。

すなわち、スイッチ１３よりクロックＣＴＧ（第１０図
（ｂ））が入力されたとき、ドライバ１２は、マルチプ
レクサ１１からのクロックリ１乃至ｖ４に対応してクロ
ックφＶｔ乃至φＶ４を生成するにあたり、クロックＣ
ＴＧに対応する期間のレベルを、最も高いレベルに設定
する（第１０図（ａ））。これにより、フォトダイオー
ド３１の電荷が、垂直転送ＣＣＤ３２に転送される。こ
の転送が終了した後、電圧ｖｌが電圧ｖ２に切り替えら
れる（第１０図（Ｃ））。

電圧ｖ２への切り替えを、クロックＣＴＧが発生する前
に行なうと、記録すべきデータが失われてしまうことに
なる。従って、この切り替えは、クロックＣＴＧが終了
した後に行なわれる。

電圧Ｖｌ、Ｖ２Ｌｔ、電圧ｖｓｌ、８トシテ、ＶＯＤ３
８ニ印加される。

第１１図に示すように、電圧ＶｌｉＬ１８がより高い電
圧ｖ２に切り替えられると、フォトダイオード（ＰＤ）
３１の下のＮ基板とＰウェルがより空乏化する。

その結果、フォトダイオード３１の蓄積電荷容量がより
減少する。これにより、比較的強い光が大引されたとし
ても、それによりフォトダイオード３１に発生した電荷
はＮ基板へ掃き出され、垂直転送ＣＣＤ３２に溢れ出ず
おそれ、すなわち、ブルーミングが発生するおそれが少
なくなる。

絞り２が完全に閉じられたとき、電圧ｖｓｕｓは、より
低い電圧ｖｌに、再び切り替えられる（第９図（ｅ）　
、　（ｋ））。そして、その後、期間Ｔｖにおいて蓄積
された電荷が読み出され、磁気ディスク５に記録される
（第９図（ｄ）　、　（「）、　（ｇ）　、　（ｈ）　
、　（ｉ））。

第１２図は、この発明の撮１象素子駆動装置の第２の実
施例の構成を表わしている。同図において第１図におけ
る場合と対応する部分には同一の符号を付しである。

第１２図の実施例においては、第１図の実施例における
スイッチ１３が省略されており、クロックジェネレータ
１０により発生されたクロックＣＴＧが、そのままドラ
イバ１２に供給されるようになっている。その他の構成
は、第１図の実施例における場合と同様である。

但し、この実施例において用いられるＣＣＤ　３は、電
圧ＶＳｕｌを所定の電圧ｖ２に設定すると、フォトダイ
オード３１に蓄積されている電荷を基板５１の方向に、
完全に掃き出させることができる構成となっている。

次に、第１３図のタイミングチャートを参照して、その
動作を説明する。

レリーズスイッチ９が操作された後、期間Ｔｖで蓄積さ
れ、垂直転送ＣＣＤ３２に転送された不用な電荷が掃き
出されるまでの動作は、第１図の実施例の場合と同様で
ある（第１３図（ａ）乃至（ｅ）　＋　（ｈ）　、Ｆ）
）。但し不用な電荷の掃き出しは、後述するように、電
圧Ｖｓｕｓの電圧をｖｌに設定することにより行なわれ
る。

この実施例においては、その後、シャッタを動作させる
タイミングにおいて、クロックＰＴＧを発生させる代わ
りに、ＭＰＵ　８は信号Ｐ。、Ｄを出力し、ドライバ２
１に、（ｇ号φ０ＦＤ９！瞬間的に高レベルの電圧ｖ２
に設定させる（第１３図（ｉ））。

この実施例のＣＣＤ　３の場合、第１４図に示すように
、電圧ｖｓ□が高電圧ｖ２に設定されると、フォトダイ
オード３１に蓄積された電荷は、完全に基板５１の方向
に掃き出される。これにより、その後期間Ｔｖの間に入
射される光に対応する電荷のみがフォトダイオード３１
に蓄積される。すなわち、電子シャッタを期間Ｔｖの間
だけ動作させた場合と等価となる。

期間Ｔｖが終了したとき、クロックジェネレータ１０よ
りクロックＣＴＧが出力され、フォトダイオード３１に
蓄積された電荷が、垂直転送ＣＣＤ３２に転送される（
第１３図（ｄ））。この転送が終了した後、絞り２が閉
じられる（第１３図（ｅ））。また、絞り２が完全に閉
じられるまでの間、４８号φＯＦＤが電圧Ｖｌからｖｌ
に切り替えられる（第１３図（ｉ））。従って、紋り２
が閉じられるまでの間に光がフォトダイオード３１に入
射されたとしても、それにより発生された電荷は完全に
基板５１に掃き出される。

その後、期間Ｔｖの間に蓄積された電荷が読み出され、
磁気ディスク５に記録される動作は、前述した場合と同
様である（第１３図（ｄ）　、　（ｆ）、　（ｇ）　、
　（ｈ）以上、撮像素子としてＣＣＤを駆動する場合を
例として説明したが、この発明はその他の撮像素子を駆
動する場合においても、応用が可能である。

［発明の効果］以上のように、この発明の撮像素子駆動装置によれば、
撮像素子から信号を読み出すまでの間に、撮像素子に光
が入射されたとしても、蓄積素子に蓄積された電荷が転
送素子に溢れ出ないように制御するようにしたので、ブ
ルーミングの発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の撮像素子駆動装置の一実施例の構成
を表わすブロック図、第２図は従来のｎ律素子駆動装置の一例の構成を表わす
ブロック図、第３図及び第４図は第２図の装置の動作を説明するタイ
ミングチャート、第５図はブルーミングを説明する画面の模式的正面図、第６図及び第７図は第１図の実施例に用いられるＣＣＤ
の構成を表わす模式的平面図と断面図、第８図は第１図
の実施例におけるドライバの一実施例のｔ＋＋１成を表
わすブロック図、第９図及び第１０図は第１図の装置の
動作を説明するタイミングチャート、第１１図は第１図の実施例に用いられるＣＣＤの動作を
説明する模式的断面図、第１２図はこの発明の撮像素子駆動装置の他の実施例の
構成を表わすブロック図、第１３図は第１２図の装置の動作を説明するタイミング
チャート、第１４図は第１２図の実施例に用いられるＣＣＤの動作
を説明する模式的断面図である。１・・・レンズ２・・・絞り３・・・ＣＣＤ４・・・録再部５・・・磁気ディスク６・・・測光素子７・・・測光部８・・・マイクロプロセッサユニット９・・・レリーズスイッチ１０・・・クロックジェネレータ１１・・・マルチプレクサ１２・・・トラーｆバ１３・・・スイッチ１４・・・駆動回路２１・・・ドラ−７バ３１・・・フォトダイード３２・・・垂直転送ＣＣＤ３３・・・掃き出しドレイン３４・・・水平転送ＣＣＤ３５・・・電荷検出藩

Claims

【特許請求の範囲】被写体からの光に対応する電荷を蓄積する蓄積素子と、
前記蓄積素子に蓄積された電荷を転送する転送素子とを
有する撮像素子と、前記撮像素子を駆動する駆動手段と、前記駆動手段により駆動され、前記撮像素子より読み出
された信号を記録する記録手段と、前記撮像素子により
前記被写体を撮像した後、前記記録手段に信号を読み出
すまでの間、前記被写体撮像後に前記蓄積素子に蓄積さ
れた電荷が、前記転送素子に漏れないように前記撮像素
子を制御する制御手段と備える撮像素子駆動装置。