JPH0744661B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH0744661B2 JPH0744661B2 JP57217752A JP21775282A JPH0744661B2 JP H0744661 B2 JPH0744661 B2 JP H0744661B2 JP 57217752 A JP57217752 A JP 57217752A JP 21775282 A JP21775282 A JP 21775282A JP H0744661 B2 JPH0744661 B2 JP H0744661B2
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Links
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 8
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- 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
- H10F39/196—Junction field effect transistor [JFET] image sensors; Static induction transistor [SIT] image sensors
-
- 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
- H04N25/53—Control of the integration time
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、静電誘導トランジスタを固体撮像素子として
用いたシヤツタ機能を有する固体撮像装置に関するもの
である。
用いたシヤツタ機能を有する固体撮像装置に関するもの
である。
従来、固体撮像装置としては、電荷転送素子（CCD）やM
OSトランジスタを用いたものなどが広く用いられている
が、最近は、それら素子に代るものとして静電誘導トラ
ンジスタ（Static Induction Transistor.以下「SIT素
子」という。）を用いたものが研究開発されている。
OSトランジスタを用いたものなどが広く用いられている
が、最近は、それら素子に代るものとして静電誘導トラ
ンジスタ（Static Induction Transistor.以下「SIT素
子」という。）を用いたものが研究開発されている。
第１図はそのSIT素子をさらに発展させた分離ゲート形
のSIT素子をマトリツクス状に配置して構成した固体撮
像装置の回路構成の一例を示したものであり、第２図は
その動作を説明するための波形図である。各SIT素子１
−１・1,1−１・2,…,1−２・1,1−２・２…は、ノーマ
ルオフ形のｎチヤンネルSITであつて、各絵素を構成し
光入力に対する出力ビデオ信号をXYアドレス方式により
読み出すようにしている。第１図において、各SIT素子
１−１・1,1−１・2,…;1−２・1,1−２・2,…；…のド
レインは垂直走査ライン２−1,2−２…に、ソースは基
準電源（図示の例ではアース電位）に、またゲートは水
平走査ライン３−1,3−２…にそれぞれ接続されてい
る。そして、その水平走査ライン３−1,3−２…は図示
省略の水平レジスタからの信号φG1,φG2…により順次
に選択され、また垂直走査ライン２−1,2−２…は、或
る水平走査ラインが選択されている間に図示しない垂直
レジスタからの信号φS1,φS2…により導通するライン
選択スイツチ４−1,4−２…を介して読み出し用信号ラ
イン５に順次選択接続される構成となつている。
のSIT素子をマトリツクス状に配置して構成した固体撮
像装置の回路構成の一例を示したものであり、第２図は
その動作を説明するための波形図である。各SIT素子１
−１・1,1−１・2,…,1−２・1,1−２・２…は、ノーマ
ルオフ形のｎチヤンネルSITであつて、各絵素を構成し
光入力に対する出力ビデオ信号をXYアドレス方式により
読み出すようにしている。第１図において、各SIT素子
１−１・1,1−１・2,…;1−２・1,1−２・2,…；…のド
レインは垂直走査ライン２−1,2−２…に、ソースは基
準電源（図示の例ではアース電位）に、またゲートは水
平走査ライン３−1,3−２…にそれぞれ接続されてい
る。そして、その水平走査ライン３−1,3−２…は図示
省略の水平レジスタからの信号φG1,φG2…により順次
に選択され、また垂直走査ライン２−1,2−２…は、或
る水平走査ラインが選択されている間に図示しない垂直
レジスタからの信号φS1,φS2…により導通するライン
選択スイツチ４−1,4−２…を介して読み出し用信号ラ
イン５に順次選択接続される構成となつている。
いま、垂直レジスタより垂直走査ライン２−１のライン
選択スイツチ４−１に、第２図（ａ）に示す１ライン走
査期間幅をもったφS1の信号が印加すると、ライン選択
スイツチ４−１が導通し、１−１・1,1−１・２…等で
示した水平方向の各絵素に対応する各SIT素子のソー
ス，ドレインが１ライン走査期中、一定電位にバイアス
される。この状態において、水平走査ライン３−１に水
平レジスタより第２図（ｃ）に示すφG1が印加されて、
SIT素子１−１・１が選択され、そのゲート容量Cgに光
によつて発生し蓄積されていた入射光量に見合つた電荷
に対応した電流が、電源６から負荷抵抗７、トランジス
タスイツチ４−１、SIT1−１・１を経て流れる。その結
果、負荷抵抗７に生じた電圧降下の変化分が前記SIT素
子１−１・１への入光力に対応した出力電圧として出力
端子８から出力する。このようにして、垂直走査ライン
２−１について、つぎつぎに各SIT素子１−１・1,1−１
・２…から光入力に対応した出力信号を読み出した後、
続いてつぎの垂直走査ライン２−２が垂直レジスタから
の第２図（ｂ）に示す信号φS2によつて選択され、さき
の場合と同様にその垂直走査ライン２−２によつてソー
ス，ドレインがバイアスされる各SIT素子１−２・1,1−
２・２…を同図（ｃ），（ｄ）に示す水平レジスタから
の信号φG1,φG2…により動作させ、順次出力を読み出
す。以下同様な動作の繰り返しによつて撮像出力を得る
ようにしている。
選択スイツチ４−１に、第２図（ａ）に示す１ライン走
査期間幅をもったφS1の信号が印加すると、ライン選択
スイツチ４−１が導通し、１−１・1,1−１・２…等で
示した水平方向の各絵素に対応する各SIT素子のソー
ス，ドレインが１ライン走査期中、一定電位にバイアス
される。この状態において、水平走査ライン３−１に水
平レジスタより第２図（ｃ）に示すφG1が印加されて、
SIT素子１−１・１が選択され、そのゲート容量Cgに光
によつて発生し蓄積されていた入射光量に見合つた電荷
に対応した電流が、電源６から負荷抵抗７、トランジス
タスイツチ４−１、SIT1−１・１を経て流れる。その結
果、負荷抵抗７に生じた電圧降下の変化分が前記SIT素
子１−１・１への入光力に対応した出力電圧として出力
端子８から出力する。このようにして、垂直走査ライン
２−１について、つぎつぎに各SIT素子１−１・1,1−１
・２…から光入力に対応した出力信号を読み出した後、
続いてつぎの垂直走査ライン２−２が垂直レジスタから
の第２図（ｂ）に示す信号φS2によつて選択され、さき
の場合と同様にその垂直走査ライン２−２によつてソー
ス，ドレインがバイアスされる各SIT素子１−２・1,1−
２・２…を同図（ｃ），（ｄ）に示す水平レジスタから
の信号φG1,φG2…により動作させ、順次出力を読み出
す。以下同様な動作の繰り返しによつて撮像出力を得る
ようにしている。
すなわち、上述のような従来の固体撮像装置において
は、絵素を構成する個々のSIT素子について、信号読み
出しと信号リセツトが同時に行なわれることとなるの
で、たとえば、所定のSIT素子１−１・１が選択されて
から再びこのSIT素子１−１・１が選択されるまでの走
査周期によつてきまる一定期間のシヤツタースピードし
か得られない。また、たとえばφS1の信号によりライン
選択スイツチ４−１が導通して垂直走査ライン２−１に
電源６の電圧が印加している状態のとき、水平走査ライ
ン３−１にφG1が印加した場合、同一水平走査ライン３
−１上における選ばれていない他のSIT素子１−２・１
は、ゲート容量Cgに蓄積した入射光量に応じた電荷の一
部が、ソースを通して放電されることとなる。テレビジ
ヨン撮像においては、およそ500ラインのSIT素子が配置
されているので、下の方のラインでは、これによる光電
荷の放出量が無視できない量となり、画面にむらを生じ
させる原因となる等の問題がある。
は、絵素を構成する個々のSIT素子について、信号読み
出しと信号リセツトが同時に行なわれることとなるの
で、たとえば、所定のSIT素子１−１・１が選択されて
から再びこのSIT素子１−１・１が選択されるまでの走
査周期によつてきまる一定期間のシヤツタースピードし
か得られない。また、たとえばφS1の信号によりライン
選択スイツチ４−１が導通して垂直走査ライン２−１に
電源６の電圧が印加している状態のとき、水平走査ライ
ン３−１にφG1が印加した場合、同一水平走査ライン３
−１上における選ばれていない他のSIT素子１−２・１
は、ゲート容量Cgに蓄積した入射光量に応じた電荷の一
部が、ソースを通して放電されることとなる。テレビジ
ヨン撮像においては、およそ500ラインのSIT素子が配置
されているので、下の方のラインでは、これによる光電
荷の放出量が無視できない量となり、画面にむらを生じ
させる原因となる等の問題がある。
また、上述の従来例とは異なるSIT素子を用いた固体撮
像装置の回路構成として、第３図に示す如き構成のもの
も考えられている。その回路構成は、図示のように各絵
素に対応するSIT素子の受光部（ゲート）をフローテイ
ングにし、ドレインを水平走査ラインに接続した点が、
第１図に示したものと相違しているだけで、その他の回
路構成は同一構成となつており、駆動パルスのタイミン
グも第２図に示したものと同一のものを用いている。
像装置の回路構成として、第３図に示す如き構成のもの
も考えられている。その回路構成は、図示のように各絵
素に対応するSIT素子の受光部（ゲート）をフローテイ
ングにし、ドレインを水平走査ラインに接続した点が、
第１図に示したものと相違しているだけで、その他の回
路構成は同一構成となつており、駆動パルスのタイミン
グも第２図に示したものと同一のものを用いている。
第３図に示すものにおいては、光入力によつて生じた電
荷を個々のSIT素子のゲートのゲート容量にそれぞれ蓄
積し、垂直レジスタからの信号φS1,φS2…により選ば
れたSIT素子中の水平レジスタからの信号φG1,φG2…に
より選ばれた１個のSIT素子が、φG1,φG2…の印加と同
時に蓄積された光電荷に見合つた撮像出力として読み出
され、出力端子８から出力するものである。なお同図に
おいて第１図と同一部分は同一符号を付して示す。
荷を個々のSIT素子のゲートのゲート容量にそれぞれ蓄
積し、垂直レジスタからの信号φS1,φS2…により選ば
れたSIT素子中の水平レジスタからの信号φG1,φG2…に
より選ばれた１個のSIT素子が、φG1,φG2…の印加と同
時に蓄積された光電荷に見合つた撮像出力として読み出
され、出力端子８から出力するものである。なお同図に
おいて第１図と同一部分は同一符号を付して示す。
第１図に示した例においては、水平走査信号φGn（ｎ＝
1,2…）が印加すると選択絵素以外の同一水平走査ライ
ン３−1,3−２…上の絵素に相当するSIT素子のゲートか
らソースに、蓄積された光電荷が流れる欠点があつた
が、第３図に示す例では、ライン選択スイツチ４−1,4
−２…によりソースが選ばれていない限り、ゲートに蓄
積された電荷は流れないため、光むらのない撮像出力が
得られる点で、さきのものより有利である。
1,2…）が印加すると選択絵素以外の同一水平走査ライ
ン３−1,3−２…上の絵素に相当するSIT素子のゲートか
らソースに、蓄積された光電荷が流れる欠点があつた
が、第３図に示す例では、ライン選択スイツチ４−1,4
−２…によりソースが選ばれていない限り、ゲートに蓄
積された電荷は流れないため、光むらのない撮像出力が
得られる点で、さきのものより有利である。
しかしながらその反面、第３図に示す構成のものでは、
個々のSIT素子について光により発生したゲート内の電
荷を放電させることができず、（たとえば、ｎチヤンネ
ルの素子を用いたものでは、ゲート内のホールを放電さ
せることができない。）さらに工夫を加えない限り撮像
装置として実用化することができない欠点を有してい
る。
個々のSIT素子について光により発生したゲート内の電
荷を放電させることができず、（たとえば、ｎチヤンネ
ルの素子を用いたものでは、ゲート内のホールを放電さ
せることができない。）さらに工夫を加えない限り撮像
装置として実用化することができない欠点を有してい
る。
一般に動きのある被写体を鮮明に撮像するためには、被
写体の動きの速さに対応したシヤツタースピードで撮影
しなければならず、しかもシヤツタースピードは、1/10
00秒から数秒までの間の任意の時間に設定する必要があ
る。従来の撮像管を用いたテレビジヨンカメラにおいて
は、たとえばNTSC方式の撮像出力を得る場合、１フイー
ルド60Hzの周波数で飛び越し走査を行ないながら撮像信
号を得ているため、撮像管の光電変換面を1/60秒毎にチ
ヤージアツプしなければならず、そのためシヤツタース
ピードは1/60秒以下にすることが不可能である。そこで
従来は、たとえば、撮像管の前面に機械的シヤツターを
設けて1/60秒以上のシヤツタースピードを得ていた。
写体の動きの速さに対応したシヤツタースピードで撮影
しなければならず、しかもシヤツタースピードは、1/10
00秒から数秒までの間の任意の時間に設定する必要があ
る。従来の撮像管を用いたテレビジヨンカメラにおいて
は、たとえばNTSC方式の撮像出力を得る場合、１フイー
ルド60Hzの周波数で飛び越し走査を行ないながら撮像信
号を得ているため、撮像管の光電変換面を1/60秒毎にチ
ヤージアツプしなければならず、そのためシヤツタース
ピードは1/60秒以下にすることが不可能である。そこで
従来は、たとえば、撮像管の前面に機械的シヤツターを
設けて1/60秒以上のシヤツタースピードを得ていた。
一方、固体撮像装置、たとえばCCDを用いたテレビジヨ
ンカメラにおいては、CCDの光電変換作用による電荷蓄
積時間を可変することにより、電子的シヤツター機能を
付与することが容易であり、また外部から電気信号によ
り任意にシヤツタースピードを設定することが可能であ
る。本発明は、その点に着目してなされたものである。
ンカメラにおいては、CCDの光電変換作用による電荷蓄
積時間を可変することにより、電子的シヤツター機能を
付与することが容易であり、また外部から電気信号によ
り任意にシヤツタースピードを設定することが可能であ
る。本発明は、その点に着目してなされたものである。
本発明の目的は、SIT素子を固体撮像素子に用いた固体
撮像装置に電子的シヤツター機能をもたせることにより
動きのある被写体を高感度でしかも鮮明に撮像すること
ができる固体撮像装置を提供しようとするものである。
撮像装置に電子的シヤツター機能をもたせることにより
動きのある被写体を高感度でしかも鮮明に撮像すること
ができる固体撮像装置を提供しようとするものである。
本発明による固体撮像装置は、ゲートをフローティング
にした静電誘導トランジスタからなりかつマトリックス
状に配置した単位絵素と、この単位絵素を走査するため
の垂直および水平走査ラインと、その垂直および水平走
査ラインを駆動する走査パルスを出力する垂直および水
平レジスタと、前記各単位絵素に蓄積光信号の読み出し
用およびリセット用の各信号ラインを備え、前記静電誘
導トランジスタのソースまたはドレインを前記水平走査
ラインに、そのドレインまたはソースを前記垂直走査ラ
インにそれぞれ接続し、前記各絵素を構成する静電誘導
トランジスタに１走査期間内の所定のタイミングで前記
リセット用信号ラインから読み出し用信号と互いに逆極
性となるリセット信号を印加して、そのゲート電荷をリ
セットし得るように構成することにより、電子的シャッ
タ機能をもたせたことを特徴とするものである。
にした静電誘導トランジスタからなりかつマトリックス
状に配置した単位絵素と、この単位絵素を走査するため
の垂直および水平走査ラインと、その垂直および水平走
査ラインを駆動する走査パルスを出力する垂直および水
平レジスタと、前記各単位絵素に蓄積光信号の読み出し
用およびリセット用の各信号ラインを備え、前記静電誘
導トランジスタのソースまたはドレインを前記水平走査
ラインに、そのドレインまたはソースを前記垂直走査ラ
インにそれぞれ接続し、前記各絵素を構成する静電誘導
トランジスタに１走査期間内の所定のタイミングで前記
リセット用信号ラインから読み出し用信号と互いに逆極
性となるリセット信号を印加して、そのゲート電荷をリ
セットし得るように構成することにより、電子的シャッ
タ機能をもたせたことを特徴とするものである。
以下本発明を、図面を参照しながら詳細に説明する。
第４図は、本発明の実施例の一例を示す回路構成図であ
る。
る。
同図において、単位絵素を構成する各SIT素子１−１・
1,1−１・2,…,1−２・1,1−２・2,…１−ｎ・1,1−ｎ
・２…は、マトリツクス状に配列されており、かつゲー
トがフローテイングになつている。またそれらSIT素子
は、個々のSIT素子を走査するための垂直走査ライン２
−1,2−2,…２−ｎと水平走査ライン３−1,3−２…の各
一つの走査ライン間に、ソースが水平走査ライン，ドレ
インが垂直走査ラインにそれぞれ接続された形で介挿さ
れている。
1,1−１・2,…,1−２・1,1−２・2,…１−ｎ・1,1−ｎ
・２…は、マトリツクス状に配列されており、かつゲー
トがフローテイングになつている。またそれらSIT素子
は、個々のSIT素子を走査するための垂直走査ライン２
−1,2−2,…２−ｎと水平走査ライン３−1,3−２…の各
一つの走査ライン間に、ソースが水平走査ライン，ドレ
インが垂直走査ラインにそれぞれ接続された形で介挿さ
れている。
各水平走査ライン３−1,3−２…には、図示を省略した
周知の水平レジスタから順次水平走査パルス信号φH1,
φH2…が印加されるようになつている。また、垂直走査
ライン２−1,2−２…２−ｎは、図示省略の垂直レジス
タからのライン走査期間幅の垂直走査信号φV1,φV2…
φVnにより順次導通するように構成した各ライン選択ス
イツチ４−1,4−2,…４−ｎを介して信号読み出し用信
号ライン５に接続し、読み出し用電源６から負荷抵抗７
を経て、読み出し信号が供給されるように構成してあ
る。
周知の水平レジスタから順次水平走査パルス信号φH1,
φH2…が印加されるようになつている。また、垂直走査
ライン２−1,2−２…２−ｎは、図示省略の垂直レジス
タからのライン走査期間幅の垂直走査信号φV1,φV2…
φVnにより順次導通するように構成した各ライン選択ス
イツチ４−1,4−2,…４−ｎを介して信号読み出し用信
号ライン５に接続し、読み出し用電源６から負荷抵抗７
を経て、読み出し信号が供給されるように構成してあ
る。
さらに、それら垂直走査ライン２−1,2−2,…２−ｎに
対し、その他端からは、前記絵素を構成するSIT素子や
前記ライン選択スイツチとは反対のチヤンネル構造をも
つリセツト用スイツチ９−1,9−2,…９−ｎを介して、
リセツト用信号ライン10に接続することにより、リセツ
ト用電源11から負荷抵抗12を介してリセツト信号が印加
するようになつており、このリセツト用信号ライン10お
よび読み出し用信号ライン５はそれぞれの電源６および
11による正および負のバイアス電位に固定されている。
対し、その他端からは、前記絵素を構成するSIT素子や
前記ライン選択スイツチとは反対のチヤンネル構造をも
つリセツト用スイツチ９−1,9−2,…９−ｎを介して、
リセツト用信号ライン10に接続することにより、リセツ
ト用電源11から負荷抵抗12を介してリセツト信号が印加
するようになつており、このリセツト用信号ライン10お
よび読み出し用信号ライン５はそれぞれの電源６および
11による正および負のバイアス電位に固定されている。
上述の構成において、図示省略の垂直レジスタから垂直
走査信号φV1がライン選択スイツチ４−１のゲートに印
加すると、これが導通して水平走査ライン２−１に接続
されたSIT素子１−１・1,1−１・２…の各ドレインは、
読み出し用信号ライン５に接続される。この状態のとき
図示しない周知の水平レジスタから水平走査用の水平走
査信号φH1,φH2…を水平走査ライン３−1,3−２…に順
次印加すると、各SIT素子１−１・1,1−２・２…のソー
スがその水平走査ライン３−1,3−２にそれぞれ接続さ
れているので、読み出し用信号ライン５には、各SIT素
子１−１・1,1−１・２…の光入力の蓄積時間に応じた
光信号が出力する。この水平ライン走査が終了した時点
で、垂直レジスタからつぎのライン選択スイツチ４−２
を駆動する垂直走査信号φV2をそのライン選択スイツチ
４−２に印加してこれを導通させ、同様にして順次各水
平走査ライン３−1,3−２…に水平レジスタからの水平
走査信号φH1,φH2…を供給して、つぎつぎに水平走査
方向に並ぶSIT素子１−２・1,1−２・２…から光入力に
対応した出力信号を読み出す。このようにして全ての垂
直走査ライン２−１〜２−ｎについて信号読み出しが完
了し、１フイールド分の走査を終る。なおその撮像出力
は出力端子８から映像信号として取り出される。
走査信号φV1がライン選択スイツチ４−１のゲートに印
加すると、これが導通して水平走査ライン２−１に接続
されたSIT素子１−１・1,1−１・２…の各ドレインは、
読み出し用信号ライン５に接続される。この状態のとき
図示しない周知の水平レジスタから水平走査用の水平走
査信号φH1,φH2…を水平走査ライン３−1,3−２…に順
次印加すると、各SIT素子１−１・1,1−２・２…のソー
スがその水平走査ライン３−1,3−２にそれぞれ接続さ
れているので、読み出し用信号ライン５には、各SIT素
子１−１・1,1−１・２…の光入力の蓄積時間に応じた
光信号が出力する。この水平ライン走査が終了した時点
で、垂直レジスタからつぎのライン選択スイツチ４−２
を駆動する垂直走査信号φV2をそのライン選択スイツチ
４−２に印加してこれを導通させ、同様にして順次各水
平走査ライン３−1,3−２…に水平レジスタからの水平
走査信号φH1,φH2…を供給して、つぎつぎに水平走査
方向に並ぶSIT素子１−２・1,1−２・２…から光入力に
対応した出力信号を読み出す。このようにして全ての垂
直走査ライン２−１〜２−ｎについて信号読み出しが完
了し、１フイールド分の走査を終る。なおその撮像出力
は出力端子８から映像信号として取り出される。
この１フイールドの走査期間中に、たとえばｎ番目の垂
直走査ライン２−ｎを介して信号読み出しを実行する際
に１番目の垂直走査ライン２−１についてリセツトを行
なう場合について以下説明する。垂直走査ライン２−ｎ
のライン選択スイツチ４−ｎに加わる垂直走査信号φVn
に同期して、図示省略の信号リセツト用垂直レジスタよ
りリセツト信号φV1′を出力させて、リセツト用選択ス
イツチ９−１を導通状態にすれば、水平レジスタから水
平走査信号φH1,φH2…が、水平走査ライン３−1,3−２
…に印加されるのに応じて垂直走査ライン２−ｎに接続
したSIT素子１−ｎ・1,1−ｎ・２…から光入力に対応し
た出力信号は垂直走査ライン２−ｎおよびライン選択ス
イツチ４−ｎを介して読み出し用信号ライン５に出力す
る。一方、φV1′の信号により導通したリセツト用選択
スイツチ９−１が接続されている垂直走査ライン２−１
に、ドレインが接続されているSIT素子１−１・1,1−１
・２…においては、さきに光信号が読み出された後、リ
セツト用選択スイツチ９−１が導通するまでの期間にゲ
ート容量Cgに蓄積された光電荷であるホールが、前記リ
セツト選択スイツチ９−１を介してリセツト用信号ライ
ン10に放出されることになる。このようにして各水平走
査ライン３−1,3−２…に水平走査信号φH1,φH2…が印
加されるタイミングによつて、各絵素に対応するSIT素
子１−１・1,1−１・２…のリセツトが実行されること
になる。
直走査ライン２−ｎを介して信号読み出しを実行する際
に１番目の垂直走査ライン２−１についてリセツトを行
なう場合について以下説明する。垂直走査ライン２−ｎ
のライン選択スイツチ４−ｎに加わる垂直走査信号φVn
に同期して、図示省略の信号リセツト用垂直レジスタよ
りリセツト信号φV1′を出力させて、リセツト用選択ス
イツチ９−１を導通状態にすれば、水平レジスタから水
平走査信号φH1,φH2…が、水平走査ライン３−1,3−２
…に印加されるのに応じて垂直走査ライン２−ｎに接続
したSIT素子１−ｎ・1,1−ｎ・２…から光入力に対応し
た出力信号は垂直走査ライン２−ｎおよびライン選択ス
イツチ４−ｎを介して読み出し用信号ライン５に出力す
る。一方、φV1′の信号により導通したリセツト用選択
スイツチ９−１が接続されている垂直走査ライン２−１
に、ドレインが接続されているSIT素子１−１・1,1−１
・２…においては、さきに光信号が読み出された後、リ
セツト用選択スイツチ９−１が導通するまでの期間にゲ
ート容量Cgに蓄積された光電荷であるホールが、前記リ
セツト選択スイツチ９−１を介してリセツト用信号ライ
ン10に放出されることになる。このようにして各水平走
査ライン３−1,3−２…に水平走査信号φH1,φH2…が印
加されるタイミングによつて、各絵素に対応するSIT素
子１−１・1,1−１・２…のリセツトが実行されること
になる。
これらの動作を行なわせるには、各SIT素子について、
信号読み出し時には電子の流れを検出し、リセツト時に
はホールを流すようにするため、リセツト用選択スイツ
チ９−１〜９−ｎは、絵素を構成するSIT素子１−１・
１〜１−ｎ・ｎおよびライン選択スイツチ４−１〜４−
ｎの極性と反対に構成したものを用いる必要がある。
信号読み出し時には電子の流れを検出し、リセツト時に
はホールを流すようにするため、リセツト用選択スイツ
チ９−１〜９−ｎは、絵素を構成するSIT素子１−１・
１〜１−ｎ・ｎおよびライン選択スイツチ４−１〜４−
ｎの極性と反対に構成したものを用いる必要がある。
第５図は、上述の実施例における各駆動信号の波形図で
あつて、（ａ），（ｂ）および（ｃ）はライン選択スイ
ツチ４−n,4−２および４−ｎを駆動するための図示し
ない垂直レジスタからの垂直走査信号φV1,φV2および
φVnの波形を、（ｄ），（ｅ）は、図示しないリセツト
用垂直レジスタからリセツト用選択スイツチ９−1,9−
２に加わるリセツト信号φV1′，φV2′波形である。図
示のようにこの実施例においてはリセツト信号φV1′，
φV2′は、垂直走査信号φV1,φV2に対し逆極性となつ
ている。また同図の（ｆ）および（ｇ）は各水平走査ラ
イン３−1,3−２に供給される水平走査信号φH1,φH2を
示したものである。すなわち、同図（ｃ）のφVnの垂直
走査信号によるｎ番目の垂直走査ライン２−ｎの各SIT
素子の読み出しと、同図（ｄ）に示したφV1′のリセツ
ト信号による１番目の垂直走査ライン２−１の各SIT素
子のリセツトを、同図（ｆ）および（ｇ）に示した水平
走査信号φH1,φH2…により同時に順次行ない、このリ
セツト時点t1からつぎに前記１番目の垂直走査ライン２
−１が同図（ａ）に示す垂直走査信号φV1と水平走査信
号φH1とによつて走査される時点t2までの期間T2中に蓄
積された電荷量を読み出すものであり、このようにして
各垂直走査ライン２−１〜２−ｎについて読み出しを順
次行なうようにしたものである。なお、同図のＦはフイ
ールド走査周期、Ｌは水平走査周期を示す。なお、従来
の装置では、蓄積時間T1がフイールド周期に固定されて
いたが、本発明のこの実施例においては各リセツト用選
択スイツチ９−１〜９−ｎを各ライン選択スイツチ４−
１〜４−ｎに同期した任意のタイミングにより順次導通
させることができ、垂直走査ライン切換周期の整数倍の
任意のシヤツタースピードT2を設定することができる。
しかも各SIT素子の光蓄積時間は均一となるから、シヤ
ツタースピードを変えても均一光入力に相当する撮像信
号が得られる。
あつて、（ａ），（ｂ）および（ｃ）はライン選択スイ
ツチ４−n,4−２および４−ｎを駆動するための図示し
ない垂直レジスタからの垂直走査信号φV1,φV2および
φVnの波形を、（ｄ），（ｅ）は、図示しないリセツト
用垂直レジスタからリセツト用選択スイツチ９−1,9−
２に加わるリセツト信号φV1′，φV2′波形である。図
示のようにこの実施例においてはリセツト信号φV1′，
φV2′は、垂直走査信号φV1,φV2に対し逆極性となつ
ている。また同図の（ｆ）および（ｇ）は各水平走査ラ
イン３−1,3−２に供給される水平走査信号φH1,φH2を
示したものである。すなわち、同図（ｃ）のφVnの垂直
走査信号によるｎ番目の垂直走査ライン２−ｎの各SIT
素子の読み出しと、同図（ｄ）に示したφV1′のリセツ
ト信号による１番目の垂直走査ライン２−１の各SIT素
子のリセツトを、同図（ｆ）および（ｇ）に示した水平
走査信号φH1,φH2…により同時に順次行ない、このリ
セツト時点t1からつぎに前記１番目の垂直走査ライン２
−１が同図（ａ）に示す垂直走査信号φV1と水平走査信
号φH1とによつて走査される時点t2までの期間T2中に蓄
積された電荷量を読み出すものであり、このようにして
各垂直走査ライン２−１〜２−ｎについて読み出しを順
次行なうようにしたものである。なお、同図のＦはフイ
ールド走査周期、Ｌは水平走査周期を示す。なお、従来
の装置では、蓄積時間T1がフイールド周期に固定されて
いたが、本発明のこの実施例においては各リセツト用選
択スイツチ９−１〜９−ｎを各ライン選択スイツチ４−
１〜４−ｎに同期した任意のタイミングにより順次導通
させることができ、垂直走査ライン切換周期の整数倍の
任意のシヤツタースピードT2を設定することができる。
しかも各SIT素子の光蓄積時間は均一となるから、シヤ
ツタースピードを変えても均一光入力に相当する撮像信
号が得られる。
第６図は、第４図に示した実施例のものをさらに具体的
に示したブロツク線図であり、第４図と同一符号は、第
４図のそれと同一部分を示している。
に示したブロツク線図であり、第４図と同一符号は、第
４図のそれと同一部分を示している。
すなわち、４は信号読み出し用のライン選択スイツチ群
であり、垂直レジスタ13からの垂直走査信号により制御
される。９はリセツト用選択スイツチ群であり、別の垂
直レジスタ14からのリセツト信号により制御される。15
は水平レジスタであり、水平走査信号が各水平走査ライ
ン３−１〜３−３に出力されるように構成されている。
また、それら各垂直レジスタ13,14は、図示しない同期
信号源からの垂直走査パルスφ/nと水平走査周期のクロ
ツクパルスCKとによつて、水平走査期間幅の垂直走査信
号を垂直走査周期で循環的に順次発生するように駆動制
御されるようになつている。この実施例では、ライン選
択スイツチ群４とリセツト用選択スイツチ群９には、互
に反対極性の垂直走査信号とリセツト信号を加える必要
があるので、リセツト信号発生用の垂直レジスタ14に
は、垂直走査信号発生用垂直レジスタ13に導かれる前記
垂直走査パルスφ/nおよびクロツクパルスCKの一部を極
性反転回路16に導いて極性反転した後に加えるようにし
ている。さらにその極性反転回路16とリセツト信号発生
用の垂直レジスタ14との間にシヤツタースピード設定用
制御回路17を介挿し、これによりシヤツタースピード指
定信号によつて指定されるシヤツタースピードに対応し
た時間差だけ、前記垂直走査信号発生用垂直レジスタに
より駆動される垂直走査ラインよりも時間的に先行する
位置に相当する垂直走査ラインのリセツト用選択スイツ
チを、リセツト信号発生用垂直レジスタ14により順次制
御する構成となつている。なお、これらの信号は外部か
ら直接入力させるように構成してもよい。
であり、垂直レジスタ13からの垂直走査信号により制御
される。９はリセツト用選択スイツチ群であり、別の垂
直レジスタ14からのリセツト信号により制御される。15
は水平レジスタであり、水平走査信号が各水平走査ライ
ン３−１〜３−３に出力されるように構成されている。
また、それら各垂直レジスタ13,14は、図示しない同期
信号源からの垂直走査パルスφ/nと水平走査周期のクロ
ツクパルスCKとによつて、水平走査期間幅の垂直走査信
号を垂直走査周期で循環的に順次発生するように駆動制
御されるようになつている。この実施例では、ライン選
択スイツチ群４とリセツト用選択スイツチ群９には、互
に反対極性の垂直走査信号とリセツト信号を加える必要
があるので、リセツト信号発生用の垂直レジスタ14に
は、垂直走査信号発生用垂直レジスタ13に導かれる前記
垂直走査パルスφ/nおよびクロツクパルスCKの一部を極
性反転回路16に導いて極性反転した後に加えるようにし
ている。さらにその極性反転回路16とリセツト信号発生
用の垂直レジスタ14との間にシヤツタースピード設定用
制御回路17を介挿し、これによりシヤツタースピード指
定信号によつて指定されるシヤツタースピードに対応し
た時間差だけ、前記垂直走査信号発生用垂直レジスタに
より駆動される垂直走査ラインよりも時間的に先行する
位置に相当する垂直走査ラインのリセツト用選択スイツ
チを、リセツト信号発生用垂直レジスタ14により順次制
御する構成となつている。なお、これらの信号は外部か
ら直接入力させるように構成してもよい。
なお、上記の実施例においてはＸ−Ｙアドレス方式によ
り信号を読み出すに際し、ライン選択スイツチにより垂
直走査ラインを順次切り換える例を示したが、ライン選
択スイツチに偶数ラインと奇数ラインを選択する切り換
えスイツチを付加し、最初のフイールド期間では奇数ラ
インを、またつぎのフイールド期間では偶数ラインを選
択するように、その切り換えスイツチを制御するように
して、インターレース方式による撮像信号を出力として
取り出すように構成してもよい。
り信号を読み出すに際し、ライン選択スイツチにより垂
直走査ラインを順次切り換える例を示したが、ライン選
択スイツチに偶数ラインと奇数ラインを選択する切り換
えスイツチを付加し、最初のフイールド期間では奇数ラ
インを、またつぎのフイールド期間では偶数ラインを選
択するように、その切り換えスイツチを制御するように
して、インターレース方式による撮像信号を出力として
取り出すように構成してもよい。
以上詳細に説明したように本発明によれば、各絵素を１
個SIT素子で構成しているので単位面積当たりの絵素数
を多くすることができ、解像度を向上することができる
とともにSITは優れた光感度を有しているから大きな利
得を有する画像信号を得ることができる。
個SIT素子で構成しているので単位面積当たりの絵素数
を多くすることができ、解像度を向上することができる
とともにSITは優れた光感度を有しているから大きな利
得を有する画像信号を得ることができる。
また、ライン走査周期を単位時間とし、その整数倍に等
しい1/1000秒以上の任意のシヤツタースピードが得られ
る効果がある。従つて本発明装置をテレビジヨンカメラ
またはスチールカメラ等に適用すれば、速い動きを伴う
被写体であつても、高速シヤツターで撮影することによ
り、時間分解能を上げることができ、きわめて良好な再
生画像を得ることができる。
しい1/1000秒以上の任意のシヤツタースピードが得られ
る効果がある。従つて本発明装置をテレビジヨンカメラ
またはスチールカメラ等に適用すれば、速い動きを伴う
被写体であつても、高速シヤツターで撮影することによ
り、時間分解能を上げることができ、きわめて良好な再
生画像を得ることができる。
第１図は、SIT素子を用いた従来の固体撮像装置の回路
構成の一例図、 第２図は、第１図の従来装置を駆動するための各信号の
タイミングを示す波形図、 第３図は、SIT素子を用いた従来の他の固体撮像装置の
回路構成図、 第４図は、本発明の実施例の一例を示す回路構成図、 第５図は、第４図における各駆動信号のタイミング関係
を説明するための波形図、 第６図は、第３図のものをさらに具体化した本発明の実
施例の回路構成図である。 １−１・１〜１−ｎ・２……SIT素子 ２−１〜２−ｎ……垂直走査ライン ３−1,3−２……水平走査ライン ４……ライン選択スイツチ群 ４−１〜４−ｎ……ライン選択スイツチ ５……読み出し用信号ライン ６……読み出し用バイアス電源 7,12……負荷抵抗 ８……出力端子 ９……リセツト用選択スイツチ群 ９−１〜９−ｎ……リセツト用選択スイツチ 10……リセツト用信号ライン 11……リセツト用バイアス電源 13,14……垂直レジスタ 15……水平レジスタ 16……反転回路 17……シヤツタースピード設定用制御回路。
構成の一例図、 第２図は、第１図の従来装置を駆動するための各信号の
タイミングを示す波形図、 第３図は、SIT素子を用いた従来の他の固体撮像装置の
回路構成図、 第４図は、本発明の実施例の一例を示す回路構成図、 第５図は、第４図における各駆動信号のタイミング関係
を説明するための波形図、 第６図は、第３図のものをさらに具体化した本発明の実
施例の回路構成図である。 １−１・１〜１−ｎ・２……SIT素子 ２−１〜２−ｎ……垂直走査ライン ３−1,3−２……水平走査ライン ４……ライン選択スイツチ群 ４−１〜４−ｎ……ライン選択スイツチ ５……読み出し用信号ライン ６……読み出し用バイアス電源 7,12……負荷抵抗 ８……出力端子 ９……リセツト用選択スイツチ群 ９−１〜９−ｎ……リセツト用選択スイツチ 10……リセツト用信号ライン 11……リセツト用バイアス電源 13,14……垂直レジスタ 15……水平レジスタ 16……反転回路 17……シヤツタースピード設定用制御回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 壮兵衛 宮城県仙台市霊屋下１−３ (72)発明者 玉蟲 尚茂 宮城県仙台市角五郎一丁目３番８号 (56)参考文献 特開 昭56−30371（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−145481（ＪＰ，Ａ) 特公 昭50−38531（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】ゲートをフローティングにした静電誘導ト
ランジスタからなりかつマトリックス状に配置した単位
絵素と、この単位絵素を走査するための垂直および水平
走査ラインと、その垂直および水平走査ラインを駆動す
る走査パルスを出力する垂直および水平レジスタと、前
記各単位絵素に蓄積光信号の読み出し用およびリセット
用の各信号ラインを備え、前記静電誘導トランジスタの
ソースまたはドレインを前記水平走査ラインに、そのド
レインまたはソースを前記垂直走査ラインにそれぞれ接
続し、前記各絵素を構成する静電誘導トランジスタに１
走査期間内の所定のタイミングで前記リセット用信号ラ
インから読み出し用信号と互いに逆極性となるリセット
信号を印加して、そのゲート電荷をリセットし得るよう
に構成することにより、電子的シャッタ機能をもたせた
ことを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57217752A JPH0744661B2 (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 固体撮像装置 |
| US06/556,993 US4531156A (en) | 1982-12-14 | 1983-12-01 | Solid state image pickup device |
| DE3345215A DE3345215C2 (de) | 1982-12-14 | 1983-12-14 | Festkörper-Bildaufnahmewandler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57217752A JPH0744661B2 (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59108459A JPS59108459A (ja) | 1984-06-22 |
| JPH0744661B2 true JPH0744661B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=16709189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57217752A Expired - Lifetime JPH0744661B2 (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 固体撮像装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4531156A (ja) |
| JP (1) | JPH0744661B2 (ja) |
| DE (1) | DE3345215C2 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0666446B2 (ja) * | 1984-03-29 | 1994-08-24 | オリンパス光学工業株式会社 | 固体撮像素子 |
| JPS60254886A (ja) * | 1984-05-31 | 1985-12-16 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
| US4573076A (en) * | 1984-07-13 | 1986-02-25 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Image sensor including a repeating read function |
| JPS61136388A (ja) * | 1984-11-21 | 1986-06-24 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
| USRE34309E (en) * | 1984-12-26 | 1993-07-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensor device having plural photoelectric converting elements |
| DE3585516D1 (de) * | 1984-12-26 | 1992-04-09 | Canon Kk | Bildsensoranordnung. |
| JPS61157184A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-16 | Canon Inc | 光電変換装置 |
| JPH07105911B2 (ja) * | 1985-01-26 | 1995-11-13 | ソニー株式会社 | 電子カメラ装置 |
| US4620232A (en) * | 1985-03-15 | 1986-10-28 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Reset circuit for MOS imager array |
| FR2580133B1 (ja) * | 1985-04-05 | 1988-06-24 | Thomson Csf | |
| US4746984A (en) * | 1985-04-24 | 1988-05-24 | Olympus Optical Co., Ltd. | Solid state image sensor with lateral-type stactic induction transistors |
| US4727259A (en) * | 1986-02-24 | 1988-02-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Monolithic area array with shutter operable to only transmit light between the minimum and maximum ranges for laser rangefinding |
| JPS62258563A (ja) * | 1986-05-01 | 1987-11-11 | Omron Tateisi Electronics Co | 静止撮像カメラ |
| JPH0644619B2 (ja) * | 1986-07-17 | 1994-06-08 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置 |
| US4835617A (en) * | 1986-09-22 | 1989-05-30 | Hitachi, Ltd. | Image pickup device for television cameras having a shutter function for a photodiode matrix operated using MOS switches |
| JPS6442992A (en) * | 1987-08-08 | 1989-02-15 | Olympus Optical Co | Solid-state image pickup device |
| JPH0451785A (ja) * | 1990-06-20 | 1992-02-20 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
| KR940003934B1 (ko) * | 1991-02-01 | 1994-05-09 | 삼성전자 주식회사 | 비데오 카메라의 자동셔터스피드 제어회로 |
| JP3013584B2 (ja) * | 1992-02-14 | 2000-02-28 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置 |
| US6259478B1 (en) * | 1994-04-01 | 2001-07-10 | Toshikazu Hori | Full frame electronic shutter camera |
| JP3988215B2 (ja) * | 1997-07-17 | 2007-10-10 | 株式会社ニコン | 撮像装置 |
| JP5458582B2 (ja) * | 2009-01-28 | 2014-04-02 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法および電子機器 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4013315A (en) * | 1975-08-29 | 1977-03-22 | West George L | Rain curtain assembly for golf carts |
| US4427990A (en) * | 1978-07-14 | 1984-01-24 | Zaidan Hojin Handotai Kenkyu Shinkokai | Semiconductor photo-electric converter with insulated gate over p-n charge storage region |
| JPS55145481A (en) * | 1979-04-28 | 1980-11-13 | Canon Inc | Mos image sensor |
| JPS6033349B2 (ja) * | 1979-08-18 | 1985-08-02 | 財団法人半導体研究振興会 | 半導体撮像装置 |
| JPS5780864A (en) * | 1980-11-08 | 1982-05-20 | Hitachi Ltd | Driving circuit for ccd photosensor |
| US4399464A (en) * | 1981-05-04 | 1983-08-16 | General Dynamics, Pomona Division | Signal processor for an array of CID radiation detector elements |
| JPS58105672A (ja) * | 1981-12-17 | 1983-06-23 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体撮像装置 |
| JPS5930376A (ja) * | 1982-08-13 | 1984-02-17 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JPS5945779A (ja) * | 1982-09-09 | 1984-03-14 | Olympus Optical Co Ltd | 固体撮像装置 |
-
1982
- 1982-12-14 JP JP57217752A patent/JPH0744661B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1983
- 1983-12-01 US US06/556,993 patent/US4531156A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-12-14 DE DE3345215A patent/DE3345215C2/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3345215C2 (de) | 1986-11-06 |
| DE3345215A1 (de) | 1984-06-14 |
| US4531156A (en) | 1985-07-23 |
| JPS59108459A (ja) | 1984-06-22 |
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