JPH02135985A - 固体撮像素子の駆動方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はＣＣＤ固体撮像素子の駆動方法に係り、特に露
光制御の際に電荷が排出駆動きれることに依るノイズの
発生防止に関する。

（ロ）従来の技術 従来、ＣＣＤ固体撮像素子を用いた撮像装置では、ＣＣ
Ｄの動作原理を活用して電子的に自動露光制御を行うこ
とが考えられている。

例えば、特開昭６３−２４７６４号公報では、フレーム
トランスファ型のＣＣＤ固体撮像素子に於いて、垂直走
査線期間毎の光電変換期間の途中でこの素子の受光部に
それまで光〒変換に蓄積された画像重荷を転送排出し、
残余の光電変換期間だけで光電変換して得た画像電荷の
蓄積を行う露光制御手段が提案されている。

第３図は上述のような露光制御手段を備えた固体撮像装
置の構成を示すブロック図である。

ＣＣＤ固体撮像素子（１）は、撮像部（Ｉ）、蓄積部（
Ｓ）及び水平レジスタ（Ｈ）からなるもので、撮像部（
１）で得られる充電変換重荷は、蓄積部（Ｓ）に−旦転
送蓄積され、蓄積部（Ｓ）から水平レジスタ（Ｈ）を介
して画像信号Ｘ（ｔ）として出力される。この画像信号
Ｘ　（ｔ）は、信号処理回路（２）に依りサンプルホー
ルド、ガンマ補正等の処理が施されて画像信号Ｙ　（ｔ
）として出力される。一方、駆動パルス発生回路（３）
は、Ｃ０Ｄ（１）をパルス駆動するものであり、読出転
送パルスφ、及び排出転送パルスφ。

を撮像部（Ｉ）に供給し、蓄積転送パルスφ、と出力転
送パルスφ、とを蓄積部（Ｓ）と水平レジスタ（Ｈ）と
に夫々供給する。この駆動パルス発生回路（３）には、
読出駆動タイミング信号ＦＴ及び排出駆動タイミング信
号ＢＴがタイミング制御回路（４）から供給され、読出
駆動のタイミングと排出駆動のタイミングとが夫々制御
される。そして、露光制御回路（５）は、画像信号Ｙ　
（ｔ）から被写体輝度を検知し、これに基づいてタイミ
ング制御回路（４）を制御する。

第４図は、第３図に示す固体撮像装置の動作を示すタイ
ミング図である。読出転送パルスφＦは、水平ブランキ
ングパルスＶＤのブランキング期間毎に駆動パルス■を
有し、この駆動パルス■に依って撮像部（Ｉ）の画像電
荷を蓄積部（Ｓ）に転送する。一方、排出転送パルスφ
、は、排出駆動タイミング信号ＢＴに依って可変設定さ
れるタイミングに駆動パルス■を有し、この駆動パルス
＠で撮像部（Ｉ）の画像電荷を逆転送して排出する。従
って、排出転送パルスφ１の駆動パルス■から読出転送
パルスφＦの駆動パルス■までの期間が実効光電変換期
間Ｅとなる。そこで、露光制御回路（５）が露光不足を
検知すると、タイミング制御回路（４）は排出駆動のタ
イミングが早くなるように動作し、逆に露光オーバーと
なると、タイミング制御回路（４）は排出駆動のタイミ
ングが遅くなるように動作する。従って、被写体輝度が
低くなると、排出駆動タイミングから読出駆動タイミン
グまでの期間を長くして光電変換期間Ｅが伸長され、逆
に被写体輝度が高くなると排出駆動タイミングから読出
駆動タイミングまでの期間を短くして光電変換期間Ｅが
短縮されるように構成される。蓄積転送パルスφ、は、
読出転送パルスφ２の駆動パルス■に対応する駆動パル
ス■を有していると共に、駆動パルス■を有しており、
水平ブランキング期間毎に光電変換電荷を１水平ライン
づつ水平レジスタ（Ｈ）に転送する。従って、垂直ブラ
ンキング期間毎に連続して画像信号Ｙ（１）が得られる
。

以上の構成に依れば、電荷の排出駆動タイミングが被写
体輝度に応じて可変設定されて実効光電変換期間Ｅが伸
縮制御きれるため、良好な露光状態が得られる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述の如き画像電荷の逆転送を用いた露
光制御手段に於いては、排出転送パルスφ、が蓄積部（
Ｓ）から水平レジスタ（）ｌ）を介して出力される画像
信号Ｘ　（ｔ）にノイズを来すため、排出転送パルス≠
、の駆動パルス＠を水平走査線の帰線期間内に収める必
要があった。ところが、画素数の多い高解像度のＣＣＤ
では、撮像部（１）の光電変換重荷を逆転送して排出す
るのに水平走査線の帰線期間の数倍程度の期間が必要な
ため、排出転送パルス４Ｂの駆動パルス＠を水平走査線
の帰線期間内に収めきれず、画像信号Ｘ　（ｔ）に逆転
送に依るノイズが重畳して再生画面の画質低下を招いた
。

そこで本発明は高解像度のＣＯＤを備えた固体撮像装置
に光電変換重荷の逆転送に依る露光制御方法を採用した
際に、再生画面にノイズが発生するのを防止することを
目的とする。

（ニ）課題を解決するだめの手段 本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので
、受光した画像を所定期間毎に光電変換することに依り
画面単位で連続する画像信号を得る固体撮像素子の駆動
方法に於いて、固体撮像素子の光電変換電荷が排出され
るタイミングを上記画像信号の輝度成分に対応する露光
量信号に基づいて制御することで被写体輝度に応じた実
効光電変換期間が設定される第１のフィールドと、第１
のフィールドで得られる光電変換電荷を転送駆動して画
像信号を出力する第２のフィールドと、を交互に繰り返
し、上記第２のフィールドで得られる画像信号に依り、
このフィールドの次の第１のフィールドを補間すること
を特徴とする。

（＊）作用 本発明に依れば、光電変換電荷を蓄積する期間とその重
荷を転送出力する期間とが夫々独立したフィールドで行
われるため、光電変換電荷を排出するタイミングに於い
ては、画像電荷の読出駆動が行われておらず、排出駆動
のための電荷の逆転送に依るノイズが画像信号に重畳す
るのを防止できる。

また、画像信号が出力されない第１のフィールドは、そ
の前の第２のフィールドで得られた画像信号に依って補
間されるため、連続した画像信号が得られる。

（へ〉実施例 本発明の一実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明駆動方法を説明するタイミング図であり
、第２図はその回路構成を示すブロック図である。これ
らの図に於いて、ＣＣＤ（１）を駆動するための基本的
な回路構成は第３図と同一構成であり、同一部分には同
一符号が付しである。

本発明の特徴とするところは、ＣＣＤ（１）の実効光電
変換期間Ｅが設定されるフィールドと、画像電荷が転送
駆動されるフィールドとを夫々独立して設けることにあ
る。

即ち、実効光電変換期間Ｅが１ｖ期間内に設定される場
合には、第１図に示す如く読出転送パルスφＶと排出転
送パルスφ、とか、２ｖ期間に１つの駆動パルス■、■
を有するように設定されるため、駆動パルス■、＠の間
の光電変換期間ＥがＩＶ期間おきに設定される。そして
、この実効光電変換期間Ｅに撮像部（Ｉ）で得られた画
像電荷は、駆動パルス■で読出駆動され、駆動パルス■
に対応する蓄積転送パルスφ５の駆動パルス■で蓄積部
（Ｓ）に取り込まれる。さらに、画像電荷は、駆動パル
ス■で水平ライン毎に水平レジスタ（１１）に転送され
て、水平レジスタ（）ｌ）から画像信号Ｘ　（ｔ）とし
て出力される。従って、画像電荷を転送する期間、即ち
駆動パルスＯの存在する期間には、排出転送パルスφ３
が駆動パルスを有しておらず、ノイズが重畳されること
なく画像電荷が転送出力される。

以上のように出力される画像信号Ｘ（ｔ）は、２Ｖ期間
毎に１ｖ期間しか画像信号が存在せず、そのままで再生
画面を構成することはフリッカ発生の原因となるため、
画像信号の存在しない１ｖ期間を補間する補間回路（６
）を設けることが必要となる。この補間回路（６）は、
例えばＡ／Ｄ変換回路（６１）、Ｄ／Ａ変換回路（６２
）及びフィールドメモリ（６０）で構成され、信号処理
回路（２）から出力される画像信号Ｙ、（ｔ）をフィー
ルド単位でフィールドメモリ（６０）に記憶し、記憶し
た信号を次のフィールドで出力することでフィールド単
位の補間が行われる。従って、１■期間毎に信号が連続
する画像信号Ｙ＋（ｔ）が得られる。

以上の実施例に於いては、光電変換期間ＥがＩＶ期間内
に設定されている場合を例示したが、露光状態に依って
は２Ｖ期間以上に光電変換期間Ｅを設定することが望ま
れる。その場合には、光電変換期間Ｅを２ｖ期間以上に
亘って設定し、光電変換期間Ｅが設定された期間の次の
１ｖ期間を、画像電荷の転送期間とし、補間回路（６）
での補間期間を２ｖ期間以上とすることで実現される。

例えば、光電変換期間Ｅが、１ｖ期間から２ｖ期間の間
に設定される場合には、２Ｖ期間を撮像期間、ＩＶ期間
を転送期間とし、３ｖ期間で１フイ一ルド分の画面を得
るように構成される。ただし、この場合には、同一画面
を３Ｖ期間に亘って出力する必要があり、補間回路（６
）では、１フイ一ルド分のビデオ信号を２回続けて出力
することに依り、２Ｖ期間の補間がなされるように構成
される。

（ト）発明の効果 本発明に依れば、固体撮像素子の実効光電変換期間と画
像電荷の転送期間とを異なるフィールドに設定すること
で、画像電荷の転送期間中に撮像部の画像電荷を排出駆
動する必要がなくなり、排出駆動のための逆転送に依っ
て発生するノイズが画像信号に重畳するのを防止でき、
再生画面の画質向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明駆動方法を示すタイミング図、第２図は
本発明駆動方法が適用された固体撮像装置の構成を示す
ブロック図、第３図は従来の固体撮像装置の構成を示す
ブロック図、第４図は第３図の動作を示すタイミング図
である。 （１）・・・ＣＣＤ固体撮像素子、　（２）・・・信号
処理回路、　（３〉・・・駆動パルス発生回路、　（４
）・・・タイミング制御回路、　（５）・・・露光制御
回路、　（６）・・・補間回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）受光した画像を所定期間毎に光電変換することに
   依り画面単位で連続する画像信号を得る固体撮像素子の
   駆動方法に於いて、 固体撮像素子の光電変換電荷が排出されるタイミングを
   上記画像信号の輝度成分に対応する露光量信号に基づい
   て制御することで被写体輝度に応じた実効光電変換期間
   が設定される第１のフィールドと、 第１のフィールドで得られる光電変換電荷を転送駆動し
   て画像信号を出力する第２のフィールドと、 を交互に繰り返し、 上記第２のフィールドで得られる画像信号に依り、この
   フィールドの次の第１のフィールドを補間することを特
   徴とする固体撮像素子の駆動方法。
2. （２）上記固体撮像素子の実効光電変換期間を複数の垂
   直走査線期間に亘って設定することを特徴とする請求項
   第１項記載の固体撮像素子の駆動方法。