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発明の名称 固体撮像素子及び駆動方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−95484
公開日 平成7年(1995)4月7日
出願番号 特願平5−239701
出願日 平成5年(1993)9月27日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 宋 昇司 / 中山 正明
要約 目的
固体撮像素子において、垂直帰線期間内の所定の時刻に遮光部の信号電荷を出力し、遮光部の信号電荷をクランプすることにより、V方向の最初のサグやシェーディングが生じにくい明瞭な画像を得ることを目的とする。

構成
光電変換機能を有するマトリクス状に配置した複数の受光素子1と、受光素子1の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部2と、垂直転送部2に転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部7を有する固体撮像素子において、水平転送部7に平行でかつ水平転送部7に近い側から少なくとも連続3列以上の受光素子1を遮光する遮光部14を有する固体撮像素子。
特許請求の範囲
【請求項1】 光電変換機能を有するマトリクス状に配置した複数の受光素子と、前記受光素子の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、前記垂直転送部に転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部を有する固体撮像素子であって、前記マトリクス状に配置した複数の受光素子のうち前記水平転送部に平行でかつ前記水平転送部に近い側から少なくとも連続3列以上の受光素子を遮光する遮光部を有することを特徴とする固体撮像素子。
【請求項2】 光電変換機能を有するマトリクス状に配置した複数の受光素子と、前記受光素子の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、前記垂直転送部に転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部を有する固体撮像素子において、前記マトリクス状に配置した複数の受光素子のうち前記水平転送部に平行でかつ前記水平転送部に近い側から少なくとも連続3列以上の受光素子を遮光する遮光部を有する固体撮像素子であって、垂直帰線期間中の所定の時間、垂直転送と水平転送を停止させることを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
【請求項3】 光電変換機能を有するマトリクス状に配置した複数の受光素子と、前記受光素子の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、前記垂直転送部に転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部を有する固体撮像素子であって、前記マトリクス状に配置した複数の受光素子のうち前記水平転送部に平行でかつ前記水平転送部に遠い側から少なくとも連続3列以上の受光素子を遮光する遮光部を有することを特徴とする固体撮像素子。
【請求項4】 光電変換機能を有するマトリクス状に配置した複数の受光素子と、前記受光素子の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、前記垂直転送部に転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部を有する固体撮像素子であって、前記マトリクス状に配置した複数の受光素子のうち前記水平転送部に平行でかつ前記水平転送部に遠い側から少なくとも連続3列以上の受光素子を遮光する遮光部を有する固体撮像素子において、垂直帰線期間中の所定の時間、垂直転送と水平転送を停止させることを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はビデオカメラや電子スチルカメラに用いられる固体撮像素子とその駆動方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、固体撮像素子として、光電変換機能を有する複数の受光部と、前記受光部の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、前記垂直転送部より転送された電荷を水平方向に転送する水平転送部を有したインターライントランスファーCCD(以下IT−CCD)が多く用いられている。
【0003】以下、図面を参照しながら、従来のIT−CCDの駆動方法の一例について説明する。
【0004】図7は、従来のIT−CCDの構成図を示すものである。図7において、1は受光素子、2は受光素子1で光電変換された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部であり、垂直転送レジスタ3,4,5,6により構成されている。7は水平転送部であり、水平転送レジスタ8,9で構成されている。10は垂直転送パルスの供給端子であり、ここから垂直転送パルスφV1,φV2,φV3,φV4が供給されている。11は水平転送パルスの供給端子であり、ここから水平転送パルスφH1,φH2が供給されている。12は電荷検出部であり、転送されてきた信号電荷を信号電圧に変換する。電荷検出部12は通常フローティングディフュージョンアンプ(Floating Diffusion Amplifier)で構成されている。13は信号出力端子であり、14は受光素子1を垂直転送部2と平行に1行遮光した垂直遮光部(以下垂直OB部)である。
【0005】図8はビデオカメラの全体構成のブロック図を示すものである。図8において、101は光学レンズ、102はIT−CCD、103はIT−CCD102の出力信号のノイズを低減するCDS、104はCDS103の出力信号のうちIT−CCD102の遮光された部分(以下OB部)をクランプするクランプ回路(以下CP部)、105はCP部104によりクランプされた信号をテレビジョン信号に変換する信号処理部、106はIT−CCD102、CDS103及びCP部104を動作させる駆動部、107は出力信号端子である。
【0006】図9は従来のIT−CCDを駆動したときのタイミングチャートとCP部104を動作させたときのタイミングチャートを示すものである。図9において21は垂直帰線期間にHになるVBLK、22は水平期間レートのパルスであるHD、23,24,25,26はそれぞれ垂直転送パルスφV1,φV2,φV3,φV4である。30は水平期間ごとにHになる水平期間信号であり、31は受光素子1の信号電荷を垂直転送部2に読み出す読みだしパルス、32は垂直転送部2の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送パルス、27,28はそれぞれ水平転送パルスφH1,φH2である。33は垂直転送部2より転送された水平転送部7の信号電荷を水平方向に転送し、1水平期間に水平転送部7の信号電荷をすべて出力する水平転送パルスである。69は従来のIT−CCD出力であり、IT−CCD出力69に記載の数字はそれぞれの信号電荷の受光した受光素子1の列番号を示しており、水平転送部7より近い側に0から493としている。67は駆動部56からCP部104に与えるクランプパルスであるCPOBの波形であり、36はCDS103の出力信号のうち垂直OB部14の信号をクランプするクランプパルスであり、68はCPOB67にて垂直OB部14の信号をクランプした信号であり、38はクランプの基準電位である。CP部104はCPOB67で垂直OB部14の信号をクランプして垂直OB部14のDCレベルを基準電位38に成るように動作する。これは信号処理部104がDCアンプで構成されているため、垂直OB部14のDCを固定して処理を行う必要があるためである。
【0007】上記のように構成された従来の固体撮像素子及びその駆動方法を図7、図8及び図9を用いて説明する。
【0008】HD22が16番目の時、読みだしパルス31がHになり、受光素子1の信号電荷がそれぞれ垂直転送レジスタ3,5に読み出される。次にHD22が16〜17番目の期間φV4がHになり、垂直転送レジスタ6が開き前記垂直転送レジスタ3,5に読み出された受光素子1の隣あう2段(N段、N+1段:N=奇数)から読み出された信号電荷が加算される。そしてHD22が18番目から毎水平期間ごとに垂直転送パルス32によって垂直転送部2で加算された信号電荷が水平転送部7に転送される。水平転送部7に転送された信号電荷は水平転送パルス33によって1水平期間内に順次電荷検出部12に転送され、出力する。HD22が280番目の時、読みだしパルス31がHになり、受光素子1の信号電荷がそれぞれ垂直転送レジスタ3,5に読み出される。次にHD22が280〜281番目の期間でφV2がHになり、垂直転送レジスタ4が開き前記垂直転送レジスタ3,5に読み出された受光素子1の隣あう2段(N段、N+1段:N=偶数)から読み出された信号電荷が加算され、毎水平期間ごとに垂直転送パルス32によって垂直転送部2で加算された信号電荷が水平転送部7に転送される。水平転送部7に転送された信号電荷は水平転送パルス33によって1水平期間内に順次電荷検出部12に転送され、出力する。以後順次上記動作を繰り返す。IT−CCD102から出力された信号はCDS103にてノイズを軽減され、CPOB67によって垂直OB部14の信号をクランプしてDCを固定する。信号処理部105ではCP部104で固定したDCを基準に信号処理を行い、出力する。
【0009】
【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、IT−CCDの出力の垂直帰線期間内の信号は不定状態であり、クランプの基準になるOB部がないため、CPOB67は垂直帰線期間内で図9に示すように発生していない。そのため出力68はクランプの基準電位38より下がってしまう。CP部104は安定するまでに時間がかかるため、垂直帰線期間が終了した有効期間の初めのほうも出力68はクランプの基準電位38まで回復せず、サグやシェーディングが生じやすいという問題点を有していた。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決するために光電変換機能を有するマトリクス状に配置した複数の受光素子と、受光素子の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、垂直転送部に転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部を有する固体撮像素子において、マトリクス状に配置した複数の受光素子のうち水平転送部に平行でかつ水平転送部に近い側から少なくとも連続3列以上の受光素子を遮光する遮光部を有する固体撮像素子である。
【0011】さらに本発明は上記課題を解決するために光電変換機能を有するマトリクス状に配置した複数の受光素子と、受光素子の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、垂直転送部に転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部を有する固体撮像素子において、マトリクス状に配置した複数の受光素子のうち水平転送部に平行でかつ水平転送部に近い側から少なくとも連続3列以上の受光素子を遮光する遮光部を有する固体撮像素子において、垂直帰線期間中の所定の時間、垂直転送と水平転送を停止させる固体撮像素子の駆動方法である。
【0012】さらに本発明は上記課題を解決するために光電変換機能を有するマトリクス状に配置した複数の受光素子と、受光素子の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、垂直転送部に転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部を有する固体撮像素子において、マトリクス状に配置した複数の固体撮像素子のうち水平転送部に平行でかつ水平転送部に遠い側から少なくとも連続3列以上の受光素子を遮光する遮光部を有する固体撮像素子である。
【0013】さらに本発明は上記課題を解決するために光電変換機能を有するマトリクス状に配置した複数の受光素子と、受光素子の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、垂直転送部に転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部を有する固体撮像素子において、マトリクス状に配置した複数の固体撮像素子のうち水平転送部に平行でかつ水平転送部に遠い側から少なくとも連続3列以上の受光素子を遮光する遮光部を有する固体撮像素子において、垂直帰線期間中の所定の時間、垂直転送と水平転送を停止させる固体撮像素子の駆動方法である。
【0014】
【作用】上記した構成によって、垂直帰線期間内に遮光した受光素子の信号をする。また垂直帰線期間内の所定の時間、垂直転送と水平転送を停止することにより、垂直帰線期間内の所定の時間に遮光した受光素子の信号をする。
【0015】
【実施例】(実施例1)以下、本発明の一実施例の固体撮像素子及び第一の駆動方法について、図面を参照しながら説明する。
【0016】図1は本発明の第一の実施例の固体撮像素子の一例を示すものであり、図7に示す構成と同一の構成要素には同一番号を付してその説明を省略する。図1において、15は水平転送部7に平行でかつ水平転送部7に近い方から受光素子1の3列を遮光した第一の水平遮光部(以下第一の水平OB部)である。
【0017】図2は本発明の第一の実施例の固体撮像素子のタイミングチャートと、CP部104を動作させたときのタイミングチャートを示すものであり、図9に示す構成と同一の構成要素には同一番号を付してその説明を省略する。図2において、29は本発明の一例であるIT−CCD出力であり、IT−CCD出力29に記載の数字はそれぞれの信号電荷の受光した受光素子1の列番号を示しており、水平転送部7より近い順に0から493としている。第一の水平OB部15は受光素子1の0〜2列目を遮光している。34は駆動部56からCP部104に与えるクランプパルスであるCPOBの波形であり、37はCDS103の出力信号のうち第一の水平OB部15の信号をクランプするクランプパルスであり、35はCPOB34にて垂直OB部14と第一の水平OB部15の信号をクランプした信号である。CP部104はCPOB34で垂直OB部14と第一の水平OB部15の信号をクランプして垂直OB部14及び第一の水平OB部のDCレベルを基準電位38に成るように動作する。これは信号処理部104がDCアンプで構成されているため、垂直OB部14及び第一の水平OB部15のDCを固定して処理を行う必要があるためである。
【0018】上記のように構成された固体撮像素子及びその駆動方法を図1、図2及び図8を用いて説明する。HD22が16番目の時、読みだしパルス31がHになり、受光素子1の信号電荷がそれぞれ垂直転送レジスタ3,5に読み出される。次にHD22が16〜17番目の期間φV4がHになり、垂直転送レジスタ6が開き前記垂直転送レジスタ3,5に読み出された受光素子1の隣あう2段(N段、N+1段:N=奇数)から読み出された信号電荷が加算される。そしてHD22が18番目から毎水平期間ごとに垂直転送パルス32によって垂直転送部2で加算された信号電荷が水平転送部7に転送される。水平転送部7に転送された信号電荷は水平転送パルス33によって1水平期間内に順次電荷検出部12に転送され、出力する(HD22が19〜20番目の期間に第一の水平OB部15で遮光された信号電荷のうち列番号1と2の加算した信号を出力)。BフィールドではHD22が280番目の時、読みだしパルス31がHになり、受光素子1の信号電荷がそれぞれ垂直転送レジスタ3,5に読み出される。次にHD22が280〜281番目の期間でφV2がHになり、垂直転送レジスタ4が開き前記垂直転送レジスタ3,5に読み出された受光素子1の隣あう2段(N段、N+1段:N=偶数)から読み出された信号電荷が加算され、毎水平期間ごとに垂直転送パルス32によって垂直転送部2で加算された信号電荷が水平転送部7に転送される。水平転送部7に転送された信号電荷は水平転送パルス33によって1水平期間内に順次電荷検出部12に転送され、出力する(HD22が281〜282番目の期間に第一の水平OB部15で遮光された信号電荷のうち列番号0と1の加算した信号を出力)。以後順次上記動作を繰り返す。IT−CCD102から出力された信号はCDS103にてノイズを軽減され、CPOB62によって垂直OB部14と第一の水平OB部の信号をクランプしてDCを固定する。信号処理部105ではCP部104で固定したDCを基準に信号処理を行い、出力する。
【0019】以上のように本実施例によれば、毎フィールドごとに垂直帰線期間内にクランプの基準になるOB部(第一の水平OB部の信号:列番号1+2、0+1)を出力できる。また、垂直帰線内に出力したOB部をクランプできるため、垂直帰線期間が終了した有効期間の初めのほうも出力信号はクランプの基準電位よりに下がらず、V方向の最初にサグやシェーディングの生じにくい明瞭な画像を得ることができる。
【0020】(実施例2)以下、本発明の第二の実施例の固体撮像素子の駆動方法について、図面を参照しながら説明する。
【0021】図3は本発明の第二の実施例の固体撮像素子の一例を示すものであり、図2及び図7に示す構成と同一の構成要素には同一番号を付してその説明を省略する。図3において、39,40,41,42はそれぞれ垂直転送パルスφV1,φV2,φV3,φV4である。43,44はそれぞれ水平転送パルスφH1,φH2である。45は本発明の一例であるIT−CCD出力であり、IT−CCD出力45に記載の数字はそれぞれの信号電荷の受光した受光素子1の列番号を示しており、水平転送部7より近い順に0から493としている。第一の水平OB部15は受光素子1の0〜2列目を遮光している。46は駆動部56からCP部104に与えるクランプパルスであるCPOBの波形であり、47はCPOB34にて垂直OB部14と第一の水平OB部15の信号をクランプした信号である。CP部104はCPOB46で垂直OB部14と第一の水平OB部15の信号をクランプして垂直OB部14及び第一の水平OB部15のDCレベルを基準電位38に成るように動作する。これは信号処理部104がDCアンプで構成されているため、垂直OB部14及び第一の水平OB部のDCを固定して処理を行う必要があるためである。
【0022】上記のように構成された固体撮像素子及びその駆動方法を図1、図3及び図8を用いて説明する。HD22が15番目の時、読みだしパルス31がHになり、受光素子1の信号電荷がそれぞれ垂直転送レジスタ3,5に読み出される。次にHD22が15〜16番目の期間にφV4がHになり、垂直転送レジスタ6が開き前記垂直転送レジスタ3,5に読み出された受光素子1の隣あう2段(N段、N+1段:N=奇数)から読み出された信号電荷が加算される。そしてHD22が17〜19番目の期間に垂直転送パルス32によって垂直転送部2で加算された信号電荷が水平転送部7に転送される。水平転送部7に転送された信号電荷は水平転送パルス33によって1水平期間内に順次電荷検出部12に転送され、出力する(HD22が18〜19番目の期間に第一の水平OB部15で遮光された信号電荷のうち列番号1と2の加算した信号を出力)。その後、HD22が19番目の期間垂直転送パルス32を停止し、かつHD22が19〜20番目の期間の水平転送パルス33を停止する。そしてHD22が20番目から毎水平期間ごとに垂直転送パルス32によって垂直転送部2で加算された信号電荷が水平転送部7に転送される。水平転送部7に転送された信号電荷は水平転送パルス33によって1水平期間内に順次電荷検出部12に転送され、出力する。HD22が279番目の時、読みだしパルス31がHになり、受光素子1の信号電荷がそれぞれ垂直転送レジスタ3,5に読み出される。また同時にφV2がHになり、垂直転送レジスタ4が開き前記垂直転送レジスタ3,5に読み出された受光素子1の隣あう2段(N段、N+1段:N=偶数)から読み出された信号電荷が加算される。HD22が280番目の時垂直転送パルス32によって垂直転送部2で加算された信号電荷が水平転送部7に転送される。水平転送部7に転送された信号電荷は水平転送パルス33によって1水平期間内に順次電荷検出部12に転送され、出力する(HD22が280〜281番目の期間に第一の水平OB部15で遮光された信号電荷のうち列番号0と1の加算した信号を出力)。HD22が281番目の垂直転送パルスを停止し、かつHD22が281〜282番目の期間水平転送パルスを停止する。そしてHD22が282番目から、毎水平期間ごとに垂直転送パルス32によって垂直転送部2で加算された信号電荷が水平転送部7に転送される。水平転送部7に転送された信号電荷は水平転送パルス33によって1水平期間内に順次電荷検出部12に転送され、出力する。以後順次上記動作を繰り返す。IT−CCD102から出力された信号はCDS103にてノイズを軽減され、CPOB46によって垂直OB部14の信号及び第一の水平OB部15をそれぞれクランプしてDCを固定する。信号処理部105ではCP104で固定したDCを基準に信号処理を行い、出力する。
【0023】以上のように本実施例によれば、毎フィールドごとに垂直帰線期間内にクランプの基準になるOB部(第一の水平OB部の信号:列番号1+2,0+1)を第一の実施例よりも早い時間に出力できる。そのため、クランプ回路の応答性が悪く安定するのに時間がかかる場合でも垂直帰線期間の早い時間に出力したOB部をクランプできるため、垂直帰線期間が終了した有効期間の初めのほうも第一の実施例よりも出力信号はクランプの基準電位よりに下がらず、第一の実施例よりもV方向の最初にサグやシェーディングの生じにくい明瞭な画像を得ることができる。
【0024】なお、水平転送パルス33は停止させずに従来例のように毎水平期間ごと出力しても良い。
【0025】また、本実施例において固体撮像素子はIT−CCDについて説明したがFIT−CCDでも良い。読みだしパルスや垂直転送及び水平転送の停止期間は固定(1水平期間)としたが、外部からの設定によって垂直帰線期間内の所定の位置に可変でもよい。
【0026】(実施例3)以下、本発明の第三の実施例の固体撮像素子の駆動方法について、図面を参照しながら、説明する。
【0027】図4は本発明の第三の実施例の固体撮像素子のタイミングチャートを示すものであり、図2、図3及び図9に示す構成と同一の構成要素には同一番号を付してその説明を省略する。図4において、51,52はそれぞれ水平転送パルスφH1,φH2である。55は水平転送部7の1/2の信号電荷を転送する第二の水平転送パルスであり、53はIT−CCD出力であり、IT−CCD出力53に記載の数字はそれぞれの信号電荷の受光した受光素子1の列番号を示しており、水平転送部7より近い順に0から493としている。第一の水平OB部15は受光素子1の0〜2列目を遮光している。54は駆動部106からCP部104に与えるクランプパルスであるCPOBの波形であり、56はCPOB54にて垂直OB部14と第一の水平OB部の信号をクランプした信号である。57は第二の水平転送パルス55によって出力した第一の水平OB部の1/2の信号をクランプするクランプパルスである。CP部104はCPOB54で垂直OB部14と第一の水平OB部15の信号をクランプして垂直OB部14及び第一の水平OB部15のDCレベルを基準電位38に成るように動作する。これは信号処理部104がDCアンプで構成されているため、垂直OB部14及び第一の水平OB部15のDCを固定して処理を行う必要があるためである。
【0028】上記のように構成された固体撮像素子の駆動方法を図1、図4、図8を用いて説明する。HD22が15番目の時、読みだしパルス31がHになり、受光素子1の信号電荷がそれぞれ垂直転送レジスタ3,5に読み出される。次にHD22が15〜16番目の期間にφV4がHになり、垂直転送レジスタ6が開き前記垂直転送レジスタ3,5に読み出された受光素子1の隣あう2段(N段、N+1段:N=奇数)から読み出された信号電荷が加算される。そしてHD22が17番目のとき垂直転送パルス34によって垂直転送部2で加算された信号電荷が水平転送部7に転送される。水平転送部7に転送された信号電荷は水平転送パルス33によって1水平期間内に順次電荷検出部12に転送され、出力する。HD22が18番目のとき垂直転送パルス34によって垂直転送部2で加算された第一の水平OB部15の信号電荷のうち列番号1と2を加算した信号電荷が水平転送部7に転送される。HD22が18〜19番目の1/2水平期間に第二の水平転送パルス55によって水平転送部7に転送された第一の水平OB部15の信号電荷のうち1/2の信号電荷を電荷検出部12に転送し出力する。HD22が19番目の時垂直転送パルス32を停止し、HD22が19〜20番目の1/2水平期間に第二の水平転送パルス55によって水平転送部7に転送された第一の水平OB部15の信号電荷のうち残りの1/2の信号電荷を電荷検出部12に転送し出力する。そしてHD22が20番目から毎水平期間ごとに垂直転送パルス34によって垂直転送部2で加算された信号電荷が水平転送部7に転送される。水平転送部7に転送された信号電荷は水平転送パルス35によって1水平期間内に順次電荷検出部12に転送され、出力する。HD22が279番目の時、読みだしパルス31がHになり、受光素子1の信号電荷がそれぞれ垂直転送レジスタ3,5に読み出される。また同時にφV4がHになり、垂直転送レジスタ4が開き前記垂直転送レジスタ3,5に読み出された受光素子1の隣あう2段(N段、N+1段:N=奇数)から読み出された信号電荷が加算され、垂直転送パルス32によって垂直転送部2で加算された第一の水平OB部15の信号電荷のうち列番号0と1を加算した信号電荷が水平転送部7に転送される。HD22が280〜281の1/2水平期間に第二の水平転送パルス55によって水平転送部7に転送された第一の水平OB部15の信号電荷のうち1/2の信号電荷が電荷検出部12に転送され出力する。そのときHD22が281番目の時垂直転送パルス32を停止する。HD22が281〜282番目の1/2水平期間に第二の水平転送パルス55によって水平転送部7に転送された第一の水平OB部15の残りの1/2の信号電荷が電荷検出部12に転送され出力する。以後HD22が282番目以降毎水平期間ごとに垂直転送パルス32によって垂直転送部2で加算された信号電荷が水平転送部7に転送される。水平転送部7に転送された信号電荷は水平転送パルス33によって1水平期間内に順次電荷検出部12に転送され、出力する。以後順次上記動作を繰り返す。IT−CCD102から出力された信号はCDS103にてノイズを軽減され、CPOB54によって垂直OB部14の信号と第一の水平OB部をそれぞれクランプしてDCを固定する。信号処理部105ではCP104で固定したDCを基準に信号処理を行い、出力する。
【0029】以上のように本実施例によれば、毎フィールドごとに垂直帰線期間内にクランプの基準になるOB部(第一の水平OB部の信号)を数水平期間に分けて出力できる。そのため、クランプ回路の応答性が悪く安定するのに時間がかかる場合でも垂直帰線期間に数回に分けてクランプできるため、垂直帰線期間が終了した有効期間の初めのほうも第一の実施例よりも出力信号はクランプの基準電位よりに下がらず、V方向の最初にサグやシェーディングの生じにくい明瞭な画像を得ることができる。
【0030】なお、本実施例において固体撮像素子はIT−CCDについて説明したがFIT−CCDでも良い。また、読みだしパルスや垂直転送及び水平転送の停止期間は固定としたが、外部からの設定によって垂直帰線期間内の任意の位置に可変でもよい。
【0031】第2の水平転送パルスは通常の1/2としたが外部からの設定で所定の幅に可変でも良い。
【0032】(実施例4)以下、本発明の第四の実施例の固体撮像素子及び駆動方法について、図面を参照しながら説明する。
【0033】図5は本発明の第四の実施例の固体撮像素子の一例を示すものであり、図2及び図7に示す構成と同一の構成要素には同一番号を付してその説明を省略する。図1において、16は水平転送部7に平行でかつ水平転送部7に遠い方から受光素子1の3列を遮光した第二の水平遮光部(以下第二の水平OB部)である。
【0034】図6は本発明の第四の実施例の固体撮像素子のタイミングチャートと、CP部104を動作させたときのタイミングチャートを示すものであり、図2、図3、図4及び図9に示す構成と同一の構成要素には同一番号を付してその説明を省略する。図6において、58,59,60,61はそれぞれ垂直転送パルスφV1,φV2,φV3,φV4である。62,63はそれぞれ水平転送パルスφH1,φH2である。64は本発明の一例であるIT−CCD出力であり、IT−CCD出力64に記載の数字はそれぞれの信号電荷の受光した受光素子1の列番号を示しており、水平転送部7より近い順に0から493としている。第二の水平OB部16は受光素子1の491〜493列目を遮光している。65は駆動部106からCP部104に与えるクランプパルスであるCPOBの波形であり、66はCPOB34にて垂直OB部14と第二の水平OB部16の信号をクランプした信号である。CP部104はCPOB65で垂直OB部14と第二の水平OB部16の信号をクランプして垂直OB部14及び第二の水平OB部のDCレベルを基準電位38に成るように動作する。これは信号処理部104がDCアンプで構成されているため、垂直OB部14及び第二の水平OB部16のDCを固定して処理を行う必要があるためである。
【0035】上記のように構成された固体撮像素子及びその駆動方法を図5、図6及び図8を用いて説明する。HD22が16番目の時、読みだしパルス31がHになり、受光素子1の信号電荷がそれぞれ垂直転送レジスタ3,5に読み出される。次にHD22が16〜17番目の期間φV4がHになり、垂直転送レジスタ6が開き前記垂直転送レジスタ3,5に読み出された受光素子1の隣あう2段(N段、N+1段:N=奇数)から読み出された信号電荷が加算される。そしてHD22が18番目から毎水平期間ごとに垂直転送パルス32によって垂直転送部2で加算された信号電荷が水平転送部7に転送される。水平転送部7に転送された信号電荷は水平転送パルス33によって1水平期間内に順次電荷検出部12に転送され、出力する。HD22が264〜275番目の期間垂直転送パルス32を停止する。同時にHD22が264〜276番目の期間水平転送パルス33を停止する。HD22が276番目の時第二の水平OB部16のうち列番号491と492の加算した信号電荷が水平転送部7に転送され、水平転送パルス33によって1水平期間内に順次電荷検出部12に転送され、出力する。HD22が280番目の時、読みだしパルス31がHになり、受光素子1の信号電荷がそれぞれ垂直転送レジスタ3,5に読み出される。次にHD22が280〜281番目の期間でφV2がHになり、垂直転送レジスタ4が開き前記垂直転送レジスタ3,5に読み出された受光素子1の隣あう2段(N段、N+1段:N=偶数)から読み出された信号電荷が加算され、毎水平期間ごとに垂直転送パルス32によって垂直転送部2で加算された信号電荷が水平転送部7に転送される。水平転送部7に転送された信号電荷は水平転送パルス33によって1水平期間内に順次電荷検出部12に転送され、出力する。HD22が2〜13番目の期間に垂直転送パルス32を停止する。同時にHD22が2〜14番目の期間水平転送パルス33を停止する。HD22が14番目の時第二の水平OB部16のうち列番号が492と493の信号電荷が水平転送部7に転送され、水平転送パルス33によって1水平期間内に順次電荷検出部12に転送され、出力する。以後順次上記動作を繰り返す。IT−CCD102から出力された信号はCDS103にてノイズを軽減され、CPOB65によって垂直OB部14と第二の水平OB部16の信号をクランプしてDCを固定する。信号処理部105ではCP部104で固定したDCを基準に信号処理を行い、出力する。
【0036】以上のように本実施例によれば、毎フィールドごとに垂直帰線期間内にクランプの基準になるOB部(第二の水平OB部の信号)を第一の実施例よりも早い時間に出力できる。そのため、クランプ回路の応答性が悪く安定するのに時間がかかる場合でも垂直帰線期間の早い時間に出力したOB部をクランプできるため、垂直帰線期間が終了した有効期間の初めのほうも第一の実施例よりも出力信号はクランプの基準電位よりに下がらず、V方向の最初にサグやシェーディングの生じにくい明瞭な画像を得ることができる。
【0037】なお、水平転送パルス33は停止させずに毎水平期間ごと出力しても良い。また、実施例において固体撮像素子はIT−CCDについて説明したがFIT−CCDでも良い。また、読みだしパルスや垂直転送及び水平転送の停止期間は固定としたが、外部からの設定によって垂直帰線期間内の所定の位置に可変でもよい。
【0038】
【発明の効果】このように本発明によれば、垂直帰線期間内にOBを出力することができる。また、垂直帰線期間内の所定の時間にOBを出力することができるため、クランプ回路の応答性に最適の時間にOBを出力できるため、垂直帰線期間が終了した有効期間の初めのほうも出力信号はクランプの基準電位よりに下がらず、V方向の最初にサグやシェーディングの生じにくい明瞭な画像を得ることができる。
【0039】また、従来の固体撮像素子の受光部のうち連続3列以上水平転送部と平行に遮光する遮光部を追加するだけで容易に実現できる。




 

 


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