JPS61100080A

JPS61100080A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPS61100080A
Application number: JP59221866A
Authority: JP
Inventors: Teruo Hieda; 輝夫稗田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-10-22
Filing date: 1984-10-22
Publication date: 1986-05-19
Also published as: JPH0553109B2; US4760453A

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】（技術分野）この出願の発明は、固体撮像素子を用いたテレビカメラ
装置、特に画像の劣化を防止し得る固体撮像装置に関す
るものである。

（背景技術）電荷結合素子（ＣＯＤ　）を用いたテレビカメラ装置を
高温条件で使用する場合、暗電流の増加と、固体撮像素
子を構成する各画素の特性の相違による暗電流むらの増
加とにより画質が大きく劣化すると共に、輝度および色
のＶＮ比が大きく低下する― これを−相駆動方式にて作動させられる固体撮像素子に
ついて第１図乃至第８図を参照しながら説明する。

第１図は固体撮像素子の一画素の模式図、第５図は固体
撮像素子をインタレースモード又はノンインタレースモ
ードにて駆動させるための駆動電圧波形図、第６図は固
体撮像素子の転送電極に中間電圧ｖＭを加えたときの一
画素における仮想移相部４，４′と駆動移相部３のポテ
ンシャルウェルの状態を示す図、第７図は固体撮像素子
の転送電極に１駆動電圧Ｖ。を加えたときの各画素にお
ける仮想移相部４，４′と駆動移相部３のポテンシャル
ウェルの状態を示す図、第８図は固体撮像素子の温度変
化に対する暗電流の増加を示す図である。

第１図において、１はＰ型シリコン等の半導体基板、２
は透明でかつ導電性を有する。Ｊ　ＩＪシリコン等によ
）構成される転送電極、２′は固体撮像素子を駆動する
ドライブ回路に接続されるリード、３は駆動移相部、４
　、４’は仮想移相部、５は絶縁性を有する酸化シリコ
ン被膜であ）、６はシールド層を示す。なお、図中←）
印で示されるものはｎイオンのドープ部分であり、シー
ルド層６において←）印で示されるものはｐイオンのド
ープ部分である。

仮想移相部４の表面附近に存在するｐイオンのドープ部
分は不図示のチャンネルストソ・ぐ、に接続されている
ため、その表面電位は半導体基板１の電位に固定されて
いる。駆動移相部３の表面は酸化シリコン被膜５を介し
て転送電極２と対向し、転送電極電圧ＶＤと半導体基板
１の電圧■ｓＵＢとを分圧した電圧ｖ１＝に１ｖＤ　十
に２ｖｓｒＩＢで示される電圧が加えられている。ここ
で、Ｋ、、に２は酸化シリコン被膜５と半導体基板１と
の厚さおよび誘電率によ）定められる電位定数である。

第５図に示される信号波形は仮想移相部４を作動させる
ための駆動電圧波形を示す。ここで、ｔｌは固体撮像素
子の受光部に入射される被写体像の光量に対応して発生
される信号電荷を蓄積する蓄積期間を示し、ｔ２は固体
撮像素子の蓄積部に信号電荷を転送する転送期間を示し
、そしてｖＭは固体撮像素子をインタレースモードにて
作動させるために転送電極２に印加される中間電圧、ｖ
ｏは固体撮（壁素子をノンインタレースモードにて作動
させるために転送電極２に印加される駆動電圧、ＡＨイ
ンタレースモード、Ｂはノンインタレースモード作動時
のそれぞれの電圧レベルを示す。

ここで、各；面素の信号電荷を飛越し走査を行なって取
出すインタレースモードについて、第６図と第５図を参
照して説明する。

第５図に示すように、インタレースモードの蓄積期間ｔ
１においては、転送電極２に加えられる、・駆動電圧Ｖ
Ｄは中間電圧ｖＭＫ維持されている。

このとき、第６図に示すように仮想移相部４と駆動移相
部３とのポテンシャル７は同一レベルとなっており、入
射光νにより発生される光′シ子ｅは仮想移相部４と駆
動移相部３とにおけるウェル８内に同量づつ４積される
。

転送期間ｔ２においては、奇数フィールド（Ｏｄｄ）と
隅数フィールド（Ｅｖｅｎ）の別によシ、第５図に示す
ように転送期間ｔ２の開始時に転送電極に加えられる最
初の駆動電圧レベルを切換える。即ち、第５図に示すよ
うに奇数フィールドにおいては信号電荷の転送開始時に
電位を下げ、偶数フィールドにおいては電位を上げる。

このような電位の上、下によシ、第６図に示すように奇
数フィールドにおいては駆動移相部３のウェル８にＳ積
された信号電荷が仮想移相部４′のウェル８に蓄苗され
た信号電荷と仮想移相部４′のウェル８において加算さ
れ、このだめ感度中心は駆動移相部３と仮想移相部４′
との中間位置に存在する。そして、偶数フィールドにお
いては、仮想移相部４に蓄積された信号電荷は駆動移Ａ
＠＠３に蓄積された信号電荷と駆動移相部３において加
算され、これにより感度中心は、駆動移相部３と仮想移
相部４′との中間位置に存在することになる。次いで、
第５図に示す電位零と駆動電圧Ｖ。とのレベルを持つパ
ルス駆動電圧を転送電極２に加え、各ウェル８に蓄積さ
れた信号電荷の転送を行なう。

次に、飛越し走査を行なわないノンインタレースモード
について、第７図と第５図を参照しながら説明する。

第５図に示すように、ノンインタレースモードの蓄積期
間ｔ１においては、転送電極２に加えられる駆動電圧は
駆動電圧Ｖ。に維持されている。

この状態においては、駆動移相部３と仮想移相部４．４
′のポテンシャル７．７′は相違するため、入射光νに
よシ発生される光電子ｅはすべて仮想移相部４．４′に
集められ、ここに蓄積された信号電荷は、第５図に示す
電圧零とＶ。とのレベルを持つパルス駆動電圧を転送電
極２に印加することにより転送される。

以上説明したように、固体虚像素子は転送電極２に印加
される電圧レベルに対応し、インタレースモード又はノ
ンインタレースモードの動作のいずれをも行なうことが
できる。

ところで、インタレースモードによる作動ヲ示す第６図
およびノンインタレースそ−ドによる作動を示す第７図
を参照すると、駆動移相部３０表面附近のポテンシャル
分布７　、７’、およびウェルの有無にて示されるよう
に、それらの表面附近の状態が相違している。即ち、第
６図に示すように１堅動移相部３の表面附近は空乏化し
ているが、第７図においてはＸ印で示すホールによシ充
満されている点で相違する。この点は、転送電極２に印
加される駆動電圧Ｖ。がピンチオフ電圧を超えているた
めで、不図示のチャンネルストッパからホールが注入さ
れ、その電位は零に保たｎている・このため、高温状態
における熱励起の電子・正孔対の発生に起因する暗′４
流の大きさは、インタレースモードとノンインタレース
モードとでは相違する。即ち、ノンインタレースモード
時においては、暗電流増加の主原因となる半導体基板１
附近にて発生する熱電子は駆動移送部３の表面附近のホ
ールにつかまシ、この結果、ウェル内に蓄積される暗電
流はウェル内で発生した熱電子だけとなる。

ところが、インタレースモードにおいては、前述したよ
うに第６図における駆動移相部３０表面　　、附近には
ホールが存在しないため、その表面附近に発生した熱電
子もウェル内に入υ、暗電流が大きく増加する。

ここで、固体撮像素子の温度変化に対応して増大する暗
電流について、第８図を参照して説明する。

同図において、横軸は転送電極に印加される駆動電圧Ｖ
を、縦軸は暗電流を示し、Ｔｏ　、Ｔ、。

Ｔ２は固体撮像素子の温度を示し、その高低関係はＴｏ
　＜ＴＩ　＜Ｔ２となっている。第５図に示す駆動電圧
ＶＤがピンチオフ電圧ｖＰよ）も低いときは（例えば、
ｖ。　）、前記したように駆動移相部３の表面附近にホ
ールが注入されているため、暗電流は非常に少ないが、
ピンチオフ電圧Ｖ、よりも大きな駆動電圧（例えば７Ｍ
　）を加えると、暗電流が増加し、さらに温度上昇に伴
なって暗電流が一層僧加して行く。

以上説明したように、固体撮像素子は転送電極に印加さ
れる駆動電圧の相違によシインタレースモード、ノンイ
ンタレースモードの両方の動作を行なうことができるが
、インタレースモード動作をさせる場合には暗電流が増
大する。

このため、固体撮像素子の高温状態においてインタレー
ス動作をさせると、暗電流の増大による映像信号の黒レ
ベルの変動が発生し、画面上の黒のバランスが崩れ、画
質の劣化を招くことになる。

またこれとは別に、固体撮１象素子を用いたテレビカメ
ラ装置を用いて暗い破写体を１最影する場合に、感度増
加のために信号処理回路側においてその利得を増加させ
る手法を６４じているが、一体撮像素子による低照度撮
影の際にも同様に暗記流が発生しているので、この場合
においても、相対的にＳ／Ｎが劣化しておシ画質の劣化
を招くことになる。

（目的）この出願の発明は、前記技術の有する欠点を解消するも
ので、その第１の発明は（ｄ体撮改素子が高温状態にな
っても、固体撮像素子の駆独東件を制御することにより
ａ好な画質を得ることを目的とし、その第２の発明は第
１の発明の目的に加え、固体１４像緊子から取出された
映１象信号の出力を回路的に補間補正し、一層良好な画
質を得ることを目的とし、さらにその第３の発明は第１
の発明の目的に加え、低照度撮１２の際の利得増大によ
る］画質の劣化を解消し良好なＵｊＭ質を得ることを目
的とする。

（実施例による説明）以下に、前記目的を達成するためにこの出願の発明にお
いて講じた手段を例示し、説明する。

第１図は、この出願の第１の発明の実施例のブロック図
である。

同図において、１０１は合焦レンズ、ズームレンズ、コ
ンインセータレンズ、リレーレンズや光学フイルータを
含む光学系であり、１ｏ２は例えばフレームトランスフ
ァ方式の固体！像素子であシ、不図示の受光部、蓄積部
、転送レジスタ、読出しレシスタヲ含むものである。１
０３はサンプルホールド回路で、固体撮像素子１０２か
ら取出された信号電荷を入力され、不図示のローパスフ
ィルタを介して輝度信号アと、バンドパスフィルタを介
してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラー信号とに分
離して出力する。１０４は輝度信号プロセス回路で、サ
ンプルホールド回路１０３がら出力された輝度信号アは
クランプ、ガンマ等の補正を行なう。ＹＯ５は色信号プ
ロセス回路で、サンプルホールド回路１０３から出力さ
れたカラー信号Ｒ，Ｇ、Ｂを入力され、クランプ、ガン
マ等の補正を行ない、色差信号Ｒ−ｙ、Ｂ−ｙを出力す
る。１０６はエンコーダで、輝度信号プロセス回路１０
４から出力される輝度信号ｙと色信号プロセス回路１０
５から出力される色差信号Ｒ−ｙおよびｎ−ｙとを入力
され、これらの信号を複合合成し、例えばＮＴＳＣ方式
のビデオ信号を出力する。

１０７は固体撮像素子１０２のポテンシャルウェルの状
態を制御する第２の手段としてのドライブ回路であシ、
固体撮像素子１０２の受光部に蓄積された信号電荷を蓄
積部に転送し、外部に出力させる駆動を行なうもので、
その内部には図示していないが固体撮像素子１０２をイ
ンタレースモードで作動させる駆動回路と、ノンインタ
レース−１゜モードで作動させる駆動回路と、後述する
比較器１１２から「０」信号が出力されたとき、即ち固
体撮像素子１０２の温度が所定値を超えないときには、
インタレースモード駆動回路を固体撮像素子１０２に接
続させるｒ−トスイッチおよび固体撮像素子１０２の温
度が所定値を超えたときに出力される比較器１１２の「
１」信号によシ、ノンインタレースモード駆動回路を撮
像素子１０２に接続させるデートスイッチが配置されて
いる。クロック回路１０ｇは同期パルスを発生する回路
で、ドライブ回路１０７とその他の不図示の回路系とに
同期処理を行なわせるだめのクロック信号を発生させる
。

１０９は固体撮像素子１０２の周囲温度を検出するサー
ミスタ等の温度センナで、固体撮像素子１０２の近傍に
配置されている。１１０はセンサアンプで、温度センサ
１θ９からの温度検出信号を増幅する。１１２は固体撮
像素子１０２の温度が所定値を超えたか否かを比較判別
する比較器であシ、１１ノは基鵡電圧源であシ、その設
定基準電圧値は、固体撮像素子１０２の周囲温度の上昇
に伴なって暗′屯流が増加する際に、輝度および色のＳ
／Ｎ比の低下により示される欠点係数の合計がノンイン
メレースモード動作における画面のちらつきを示す欠点
係截と等しくなる温度に設定されている。そして、固体
撮像素子１０２が高温状態とな）、温度センサ１０９の
検出信号がセンサアンプ１１０を介して比較器１１２の
非反転側入力端子に入力され、基準電圧源１１１の基準
電圧値を超えると「１」信号が出力される。これに反し
て、温度センサ１０９の検出信号が基準電圧源１１１０
基準電圧値を超えないときは「０」信号が出力される。

この「１」信号又は「０」信号は前述したドライブ回路
１０７に入力される。なお、温度センサ１０９と基準電
圧源１１１を備える比較器１１２とは、固体撮像素子１
０２の暗電流の増加を検出する第１の手段となるもので
ある。

次に、第１の発明の実施例装置の作用について説明する
。

ここで、固体撮像素子１０２の温度が基準電圧源１１１
０基準電圧値よりも低いものとする。被写体像は光学系
１０１を介して固体撮像素子１０２に結像され、被写体
像の光量に対応した信号電荷が受光部に蓄積される。固
体１素子１０２の温度が基準電圧源１１１の基準電圧値
よ）低いから、比較器１１２から出力される「Ｏ」信号
がドライブ回路１０７に入力され、ドライブ回路１０７
においては固体撮像素子１０２をインタレースモードに
て作動させる駆動回路が作動される。従って、ドライブ
回路１０７は第５図に示すように蓄積期間ｔ１において
固体撮像素子１０２の各画素の転送電極に中間電圧ｖＭ
を加え、そして転送期間ｔ２において駆動パルスを転送
電極に加え、奇数フィールド、偶数フィールド毎に蓄積
された信号電荷を転送し、映像信号としてサングルホー
ルド回路１０３に入力する。サンプルホールド回路１０
３は映像信号をローパスフィルタを介して輝度信号ｙと
、バンドパスフィルタを介してカラー信号Ｒ１Ｇ、Ｂと
に分離し、輝度信号ｙを輝度信号プロセス回路１０４と
色信号プロセフ回路１０５とにそ理を行なってエンコー
ダ１０６に入力し、また色し同様にクランプ、ガンマ戸
の処理を付ｌい〜Ｂらに色差信号Ｒ−ｙ、Ｂ−ｙを形成
し、これをエンコーダ１０６に入力する。エンコーダ１
０６は輝度信号ｙと色差信号Ｒ−ｙ　＃　Ｂ　−ｙを複
合９合成し、例えばＮＴＳＣのビデオ信号を形成し、こ
れを出力する。

かかる状態において、固体撮像素子１０２が高温になる
と、温度センサ１０９の検出信号はセンサアンプ１１０
を介して比較器１１２の非反転入力端子に入力され、反
転入力端子に入力される基準電圧源１１１の基準電圧値
を超えるため、比較器１１２から「１」信号が出力され
、ドライブ回路１０７に入力される。

これにより、ドライブ回路１０７においてはノンインタ
レースモード駆動回路が作動され、第５図に示すように
蓄積期間ｔｌにおいては固体撮像　　。

素子１０２の転送電極２に負駆動電圧ｖ０を加えて信号
電荷の蓄積を行ない、転送期間ｔ２においては時点ｔ！
′から駆動ノ１ルスを加えて蓄積された信号電荷の転送
を行ない、外部に取出す。

このようにして、固体撮像素子１０２が高温状態になる
と、固体撮像素子１０２の駆動をインタレースそ一ドか
らノンインタレースモードに切換え、暗電流の増加の影
響を受けずに良質な画面を形成することができる。

次に、この出願の第２の発明の実施例を、そのブロック
図を表わす第２図を参照しながら説明するＯ第２図において、第１図にて使用した参照記号と同一の
ものを付した構成要素については、その作用と共に第１
図において既述しであるからその再述は省略する。

第２図において、１２０は輝度信号プロセス回路１０４
から出力される輝度信号を１水平期間遅延させるＩＨプ
レイラインであＦ）、１２１は加算器で、輝度信号プロ
セス回路１０４から直接出力される輝度信号とＩＨプレ
イライン１２０から出力される輝度信号とを加算し、ノ
ンインタレースモーＰ作動時における偶数フィールドを
形成し、出力する。１２２はフィールド切換スイッチで
、切換接片１２２ｃと、輝度信号プロセス回路１０４の
出力側に接続された固定接点１２２ａと、加算器１２１
に接続された固定接点１２２ｂとからなり、クロック回
路１０８からの信号により奇数フィールド時には切換接
片１２２ｃは固定接点１２２ａに接続され、偶数フィー
ルド時には切換接片１２２Ｃは固定接点１２．２ｂ）／
Ｃ接続される。１２３は補間切換スイッチで、切換接片
１２３Ｃと、輝度信号７’ｏセス回路１０４の出力側に
接続された固定接点１２３ａと、フィールド切換スイッ
チ１２２の切換接片１２２ｃの出力側に接続された固定
接点１２３ｂとを備えており、そして比較器１１２から
「Ｏゴ信号が出力されたときは切換接片１２３Ｃは固定
接点１２３ａに接続され、「１」信号が出力されたとき
は切換接片１２３Ｃは固定接点１２３ｂに接続されるよ
うに付勢される。なお、ＩＨプレイライン１２０、加算
器１２１、フィールド切換スイッチ１２２と補間切換ス
イッチ１２３とによ）、後述する説明から明らかとなる
ように、固体撮像素子１０２をノンインタレースセード
にて作動させて出力された奇数フィールド信号から偶数
フィールド信号を形成するように回路的に信号処理し、
固体撮像素子の出力特性の変化に応じた補間補正をする
手段を形成する。

次に、第２の発明の実施例装置の作用を説明する。

固体撮像素子１０２の温度が基準電圧源１１１の基準電
圧値より小であると、比較器１１２から「Ｏ」信号が出
力され、補間スイッチ１２３とドライブ回路１０７とに
入力される。このときドライブ回路１０７においてはイ
ンタレースそ−ド駆動回路が作動され、固体撮像素子１
０２をインタレースモードにて作動させ、補間スイッチ
１２３の切換接片１２３Ｃが固定接点１２３ａに接続さ
れる。

クロック回路１０Ｂから偶数フィールド信号が加えられ
ると切換接片１２２Ｃは固定接点１２２ｂに接続され、
奇数フィールド信号が加えられると切換接片１２２Ｃは
固定接点１２２ａに交互に接続される。

しかしながら、補間スイッチ１２３の切換接片１２３ｃ
が固定接点１２３ａに接続されたままであるから、輝度
信号プロセス回路１０４から出力される奇数フィールド
と１出数フイールドとの輝度信号が固定接点１２３ａと
切換接片１２３Ｃとを介してエンコーダ１０６に入力さ
れる。

固体撮像素子１０２が高温状態となシ、温度センサ１０
９により検出された信号が比ｄ器１１２の非反転入力端
子に入力され、反転入力端子に印加される基準電圧源１
１１の基準電圧値を超えると、比較器１１２から「１」
信号が出力されてドライブ回路１０７と補間スイッチ１
２３とに入力される。これにより、ドライブ回路１０７
においてはノンインタレースそ−ド駆動回路が作動され
、固体撮像素子１０２を前述のノンインタレースそ一ド
にて駆動させると共に、補間スイッチ１２３の切換接片
１２３ａｆ固定接点１２３ｂに接続する。

従って、輝度信号プロセス回路１０４から出力さ−れる
輝度信号は、りａツク回路１０Ｂから奇数フィールド信
号がフィールド切換スイッチ１２２に入力されると切換
接片１２２Ｃが固定接点１２２ａに接続されるから、エ
ンコーダ１０６に直接入力されることになる。クロック
回路１０８からの信号によシ偶数フィールドではフィー
ルド切換スイッチ１２２に入力され、切換接片１２２Ｃ
が固定接点１２２ｂに接続されると、輝度信号プロセス
回路１０４から出力される輝度信号はＩＨプレイライン
１２１からの１水平ライン遅延された輝度信号と共に加
算器１２１によシ加算され、固定接点１２２ｂ、切換接
片１２２ｅ、固定接点１２３ｂと切換接片１２３Ｃとを
介してエンコーダ１０６に入力される。このようにして
、固体撮像素子１０２が高温状態となることによって暗
電流が増加した際画質の劣化を防止するためにノンイン
タレースモードとした場合にも、このノンインタレース
モード作動による画像のちらつきが防止され、良好な画
質を提供することができる。

次に、この出願の第３の発明の実施例を第３図を参照し
ながら説明する。第３図は、この出願の第３の発明の実
施例のブロック図である。

第３図において、第１図および第２図に使用した同一の
参照記号を付した構成要素については、その作用と共に
両図に関する説明において既述しであるから、その再述
は省略する。

第３図において、センサアンプ１１０の出力側に、第１
の比較器１１２と並列に第２の比較器１３０を配置する
。この比較器１３０の非反転入力端子はセンナアンプの
出力側に、その反転入力端子は比較器１１２の基準電圧
源１１１の基準電圧値よシも小なる値を持つ基準電圧源
１３１に接続されている。そして、比較器１３０は、温
度センサ１０９の検出信号が基準電圧源１３１の基準電
圧値を超えないときは「０」信号を、超えたときは「１
」信号を出力する。

１３２は暗い被写体を撮影する場合に輝度信号プロセス
回路１０４と色信号プロセス回路１０５との利得を増加
させるためのｒインアップスイッチで、切換接片１３２
Ｃと、ノーマルモードにて前記信号処理回路を作動させ
るためにローレベル信号を形成する直接接地された固定
接点１３２ｂと、ハイレベルのｒインアップ信号を形成
するための電源１３２ｄおよび固定接点１３２ａとを備
えている。

切換接片１３２Ｃの出力側は輝度信号プロセス回路１０
４および色信号プロセス回路１０５と、比較器１３０の
出力側に接続されたアンドゲート１３３とに接続されて
いる。また、アンドゲート１３３の出力側と比較器１１
２の出力側とがオア？−）１３４に接続され、その出力
側は補間スイッチ１２３とドライブ回路１０７とに接続
されている。

なお、基準電圧源１３１を備える比較器１３０１アンド
ｒ−ト１３３、オアルート１３４とゲインアップスイッ
チ１３２とによシ、固体撮像素子１０２を用いて暗い被
写体を撮影する場合に起る画質の劣化を、ノンインタレ
ースモードにて固体撮像素子１０２ｆ駆動させることに
よシ解消している。

次に、第３の発明の実施例装置の作用を説明する。

ノーマルモードにおいては、ゲインアップスイッチ１３
２の切換接片１３２Ｃは固定接点１３２ｂに接続される
から、「Ｏ」信号がアンドゲート１３３に入力され、こ
のためアンドｆ−）ＺＪＪ４ｄローレベルを出力する。

従って、温度センサ１０９から検出される信号レベルが
比較器１３０の基準電圧源１３１の基準電圧値を超え、
比較器１３０が「１」信号を出力しても、アンドダート
１３３からは依然として「Ｏ」信号が出力されている。

よッテ、オアｆ−ト１３４Ｆｃ比較器１１２から「Ｏ」
信号が入力されていると、オアダート１３４からはｒＯ
Ｊ信号が出力され、補間スイッチ１２３の切換接片１２
３Ｃは固定接点１２３急に接続され、ドライブ回路１０
７においてはインタレースモード駆動回路が作動され、
固体撮像素子１０２をインタレースそ一ドにて駆動する
。

そして、固体撮像素子１０２が高温状態になると、温度
センサ１０９からの検出信号が比較器１１２の基ａ電°
圧源１１１の基準電圧値を超え、「１」信号がオアｆ−
ト１３４に入力され、これ　。

によ）出力される「１」信号が補間スイッチ１２３とド
ライブ回路１０７とに入力される。補間スイッチ１２３
の切換接片１２３Ｃは固定接点１２３ｂに接続され、ド
ライブ回路１０７においてはノンインタレースそ−ド駆
動回路が作動し、固体撮像素子１０２４−ノンインタレ
ースモードにて駆動させる。固体°撮像素子１０２が高
温になシ、暗電流の増加による画質劣化を補償する作用
はこの出願の第２の発明において述べたとお）である。

次に、ｒインアップモードにおいては、ｒインアップス
イッチ１３２の切換接片１３２Ｃを固定接点１３２ａに
接続し、輝度信号ゾロ七ス回路１０４と色信号プロセス
回路１０５とに電源１３２ｄの電圧が入力され、その利
得をそれぞれ、増加させ、またアンドゲート１３３に「
１」信号を入力する。

従って、温度センサ１０９の検出信号が比較器１３００
基準電圧源１３１の基準電圧値を超えないときは、比較
器１３０から零信号が出力され、このためアンドダート
１３３は「０」を出力し、オアｆ−）１３４は「Ｏ」を
出力し、これによシ補間スイッチ１２３の切換接片１２
３Ｃを固定接点に接続し、ドライブ回路１０１のインタ
レースモード駆動回路が作動され、固体撮像素子１０２
をインタレースキードにて駆動させる。

温度センサ１０９の検出信号が増大し、比較器１３００
基準電圧源１３１の基準電圧値を超えると、比較器１３
０は「１」信号を出力し、アンドｆｆ−ト１３ｇから「
１」信号が出力され、オアゲート１３４から「１」信号
が出力される。これによシ、補間スイッチ１２３の切換
接片１２３Ｃを固定接点１２３ｂに接続させ、そしてド
ライブ回路１０７においてはノンインタレースモード駆
動回路が作動され、固体撮像素子１０２をノンインタレ
ースそ一ドにて駆動させる。従って、低照度の被写体を
撮影するときのゲインアップによって発生するノイズレ
ベルの増大を、固体撮像素子１０２をノンインタレース
モードにて駆動させて抑制することができると共に、補
間スイッチ１２３、フィールド切換スイッチ１２２、加
算器１２１とｉｔ（プレイライン１２０とによシ構成さ
れる補間補正手段によシ、ノンインタレースモード駆動
時の画像のちらつきを防止することができる。

固体撮像素子１０２の温度がさらに上昇し、温度センサ
１０９の検出信号が比較器１１２０基準電圧源１１１の
基準電圧値を超えると、比較器１１２から「１」信号が
出力され、オアｆ−）１３４に入力される。オアゲート
１３４は「１」信号をこれ以前の状態と同様に出力し続
け、補間スイッチ１２３の切換接片１２３ｃを固定接点
１２３ｂに接続させたままとし、またドライブ回路１０
７のノンインタレースモード駆動回路が作動され、固体
撮像素子１０２をノンインタレースモードにて駆動させ
る。従って、固体撮像素子１０２の高温時の暗電流の増
加による画質の劣化を、暗電流の少ないノンインタレー
スモードにて固体撮像素子１０２を駆動させると共に、
ノンインタレースモード駆動による画像のちらつきを前
記の補間補正手段により補償することができる。

なお、前記したノーマルそ−ド時およびゲインアップモ
ード時に行なわれるインタレースモードとノンインタレ
ースモード、そして固体撮像素子の温度との関係を下表
に示す。

ここで、ＴｃｃＤは固体撮像素子の温度、Ｔｏは基準電
圧源１３１によシ決定される温度、Ｔ１は基準電圧源１
１１により決定される温度を示し、固体撮像素子の温度
条件と、ノーマルモード又はゲインアップの使用モード
とに対応し、最適モードが自動的に選択されることがわ
かる。

以上説明した第３の発明の実施例装置において、ノンイ
ンタレースモード駆動時の両像のちらつきを補償する補
間補正手段を並設した場合について述べであるが、ノー
マルモード又はゲインアップモードにて固体撮像素子を
作動させている際に行なわれる固体撮像素子のノンイン
タレースモード作動時に発生される画像のちらつきを配
慮しない場合には、前記した補間補正手段等を不要とす
るものである。この場合は、ＩＨプレイライン１２０、
加算器１２１、フィールド切換スイッチ１２２、補間ス
イッチ１２３と、クロック回路から出力される奇数フィ
ールドと偶数フィールド信号を入力させる構成、および
オアゲート１３４から補間スξ イツチ１２３に入力させる構成が不要とし、オアゲート
１３４の出力をドライブ回路１０７に入力させそして輝
度信号プロセス回路１０４の出力信号を第１図に示すよ
うに、直接エンコーダ１０６に入力させる構成にするこ
とが必要となる。

この出願の第１の発明乃至第３の発明の実施例において
、固体撮像素子の暗電流の増加を温度センサにより検出
する場合について説明したが、固体撮像素子の出力、例
えばオプティカルブラックサンプリングによって検出す
ることも可能であり、また固体撮像素子をインタレース
モードからノンインタレースモードへの切換えを非連続
的としたが、連続的に変化させることも可能である。

さらに、第３の発明の実施例における信号処理回路のゲ
インアップは手動により操作する場合について説明しで
あるが、外付けされた光量検出器により被写体が低照度
であるか否かを検出し、低照度でおる場合に自動的にダ
インアップスイッチを投入させることもできるし、或い
は自動利得制御回路系における映像レベルを連続的に検
出し、そのレベル変動を検出してゲインアップスイッチ
を自動的に投入させることも可能である。

また、この量適の第１乃至第３の発明は、−相駆動方式
の単板の固体撮像素子ばかりではなく、二相駆動方式、
三相超動方式のフレームトランスファー型ＣＣＤやイン
ターライン型ＣＣＤ　、　ＭＯ９型イメージセンサ、２
板式固体撮像素子および三板式固体撮像素子に対しても
適用できることは勿論である。

（効果）以上説明したように、この出願の第１の発明によると、
固体撮像素子の暗電流の増加を第１の手段によ）検出し
、これに応じて固体撮像素子のポテンシャルウェルの状
態を制御する構成であるから、固体撮像素子の高温時の
暗電流の増加に上る画質の劣化を防止し、良好な画質を
形成することができる。また、第２の発明によると、第
１の発明の効果に加え、固体撮像素子の出力を補間補正
する手段により、解像度低下時の画像のちらつきを防止
し、一層良好な画質を形成することができ、さらに第３
の発明によると、第１の発明の効果に加え、低照度被写
体撮影時に起るノイズレベルの増大化に応じて固体撮像
素子の４テンシヤルウエルの状態を制御することによっ
て画質の劣化を防止することができ、良好な画質を形成
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図はこの出願の発明についての実施例を
示すもので、第１図はその第１の発明の実施例のブロッ
ク図、第２図はその第２の発明の実施例のブａツク図、
第３図はその第３の発明の実施例のブロック図、第１図
から第８図は従来装置の固体撮像素子を駆動させるため
の作用を説明するものに関し、第１図は固体撮像素子の
一画素の模式図、第５図はインタレースモード駆動時と
ノンインタレースモード駆動時の波形図、第６図はイン
タレースモード駆動時の一画素ｆにおけるポテンシャル
分布とウェルとの状態ヲ示す図、第７図はノンインタレ
ースセード駆動時の一画素における４テンシャル分布と
ウェルとの状態を示す図、第８図は固体撮像素子の温度
と暗電流との関係を示す図である。１０１は光学系、１０２は固体撮１素子、１θ３はサン
プルホールド回路、１０４は輝度信号プロセス回路、１
０５は色信号プロセス回路、１０６はエンコー／、１０
’ｌはドライブ回路、１０８はりａツク回路、１０９は
温度センサ、１１０はセンサアンプ、１１１は基準電圧
源、１１２は比較器、１２０はＩＨプレイライン、１２
１は加算器、１２２はフィールド切換スイッチ、１２２
！Ｌと１２２ｂ　　　やは固定接点、１２２ａは切換接
片、１２３は補間スイッチ、１２３ｇと１２３ｂは固定
接点、１２３Ｃは切換接片、１３０は比較器、１３１は
基準電圧源、１３２はｒインアップスイッチ、１３２畠
と１３２ｂは固定接点、１３２ｅは切換接片、１２３ｄ
はグインアツゾ信号用゛電源、１３３はアンドｒト、１
３４はオアゲートを示す。第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）固体撮像素子の暗電流の増加を検出する第１の手
段と、前記第１の手段の出力により前記素子のポテンシャルウ
ェルの状態を制御する第２の手段とを備える固体撮像装
置。
（２）固体撮像素子の暗電流の増加を検出する第１の手
段と、前記第１の手段の出力に応じて前記素子のポテンシャル
ウェルの状態を制御する第２の手段と、前記第１の手段の出力に応じて前記素子の出力を補間補
正する手段とを備える固体撮像装置。
（３）固体撮像素子の暗電流の増加を検出する第１の手
段と、前記素子の出力の利得を制御する利得制御手段と、前記利得制御手段の利得状態および前記第１の手段の出
力に応じて前記ポテンシャルウェルの状態を制御する第
２の手段とを備える固体撮像装置。