JPH0256183A - 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法及びカメラ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、１／１０００秒の如き高速シャッタを備えた
ビデオカメラに適用して好適な固体撮像装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、１／１０００秒の如き高速シャンクを備えた
ビデオカメラに適用して好適な固体撮像装置において、
通常時は１フィールド周期で受光素子に所定時間蓄積し
た信号電荷を転送レジスタに続出し、外部からインパク
ト信号が供給されたフィールド期間は、このインパクト
信号供給時から所定時間受光素子が蓄積した信号電荷を
直ちに転送レジスタに読出すと共に、このインパクト信
号による受光素子の蓄積時間中に、転送レジスタで転送
中の直前のフィールド期間の信号電荷を高速転送により
出力させるようにして、フィールド周期とは異なる任意
のタイミングで撮像ができるようにし、この撮像信号に
基づいて任意のタイミングの静止画像が得られるように
したものである。

〔従来の技術〕

従来、ＣＣＤ等の固体撮像装置を使用したビデオカメラ
として、１フィールド期間（１／６０秒）よりも速いシ
ャンク速度を設定できるものが開発されていた。この場
合、ＣＣＤ等の固体撮像装置は、機械的なジャツノと違
って信号電荷の蓄積時間をシャッタ速度に対応した時間
に設定するだけでよく、例えば１／１０００秒を越える
高速ンヤッタが簡単な構成で設定できる。この高速シャ
ッタを設定することで、動きの速い物体がブレることな
く撮影できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、一般のビデオカメラは１フイールド毎に撮影
を行うので、】コマの撮影は１７６０秒毎であり、１／
１０００秒の如き高速シャッタで撮影を行うと、残りの
シャッタを閉じている時間の方がはるかに長くなってし
まう。このため、例えば高速で移動する物体を高速ンヤ
ッタで撮影した場合には、この移動物体が撮像画角中に
最も良く収まっているタイミングで撮影できる可能性が
低く、シマツクチャンスを逃がすことが多かった。

本発明は斯かる点に鑑み、任意のシャッタチャンスで撮
影のできる固体撮像装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の固体撮像装置は、例えば第１図に示す如く、受
光素子（１１）と、この受光素子（１１）に蓄積した信
号電荷を読出して順次転送する転送レジスタ（１２）と
を有し、通常時は１フィールド周期で受光素子（１１）
に所定時間蓄積した信号電荷を転送レジスタ（１２）に
読出し、外部からインパクト信号が供給されたフィール
ド期間は、このインパクト信号供給時から所定時間受光
素子（１１）がＮ積した信号電荷を直ちに転送レジスタ
（１２）に読出すと共に、このインパクト信号による受
光素子の蓄積時間中に、転送レジスタ（１２）で転送中
の直前のフィールド期間の信号電荷を高速転送により出
力させるようにしたものである。

〔作用〕

本発明の固体撮像装置によると、ｌフィールド期間毎に
撮像を行っているときに、例えば外部かろインパクト信
号の入力があると、このインパクト信号が得られてから
所定時間受光素子（１１）が蓄積した信号電荷を転送レ
ジスタ（１２）に読出す。このとき、直前のｌフィール
ド期間毎の撮像による信号電荷を、受光素子（１１）の
蓄積時間内に高速転送で出力させるようにしたので、転
送レジスタ（１２）からはインパクト信号により撮像し
た信号電荷の直前のフィールド期間の信号電荷も欠落な
く読出され、Ｉフィールド周期で出力される撮像信号中
に任意のタイミングで撮像した撮像信号が含まれるよう
になる。

〔実施例〕

以下、本発明の固体撮像装置の一実施例を、第１図〜第
３図を参照して説明しよう。

本例はＣＣＤ型の固体撮像装置としたもので、第１図に
おいて（１０）は固体撮像装置を全体として示し、この
固体撮像装置（１０）は複数（図は一部だけをＲし実際
ｊこは数十方何）の受光素子（１１）がマド、リクス状
に配列しである。そして、各垂直列の受光素子（１１）
の脇に、ＣＣＤよりなる垂直転送レジスタ（１２）が設
けである。また、垂直転送レジスタ（１２）とは反対側
の各垂直列の受光素子（ＩＩ）の脇に、受光素子（１１
）に蓄積した信号電荷の不要電荷を捨てるオーバーフロ
ードレイン（１３）が設けである。そして、外部から電
極（図示せず）への所定のパルス信号の供給で各受光素
子（１１）から垂直転送レジスタ（１２）への信号電荷
の読出し及び各受光素子（１１）からオーバーフロード
レイン（１３）への信号電荷の掃き捨でか制御される。

そして、各垂直転送レジスタ（１２）の下端部にはＣＣ
Ｄよりなる水平転送レジスタ（１４）が接続してあり、
所定の転送り口γり信号の供給により、垂直転送レジス
タ（１２）の下端から転送された信号電荷を受けて水平
方向に転送し、出力端子（１５）から出力させる。この
ため、出力端子（１５）から出力される撮像信号として
の信号電荷は、水平ライン毎の信号となる。

次に、本例の固体撮像装置にて高速シャッタモードによ
り撮像を行う際の動作について、第２図及び第３図のタ
イミング図を参照して説明する。

本例においては、１／１０００秒のシャックスピードで
撮像を行うものとする。まず、１フィールド間隔で撮像
を行う通常の撮像時について第２図を参照して説明する
と、基準となるフィールド周期は、第２図Ａに示す如き
パルス信号のローレベル期間が垂直ブランキング期間Ｂ
ＬＫであるとする。このとき、各１フィールド期間（１
／６０秒間）の内、［：１／６０−１／１０００　）秒
間は掃き出しパルス信号（第２図Ｂ）を供給し、受光に
より蓄積した信号電荷をオーバーフロードレイン（１３
）に掃き捨てさせる。

そして、各１フィールド期間の最後の１／１０００秒間
になると、掃き出しパルス信号を停止してこの１／１０
００秒間（ｔｌ）だけ各受光素子（１１）が受光による
信号電荷の蓄積を行う。

そして、この１／１０００秒が経過して次のフィールド
になると、各垂直転送レジスタ（１２）に読出しパルス
信号ｐ＋（第２図Ｃ）を供給し、各受光素子（１１）が
受光により蓄積した信号電荷をそのまま垂直転送レジス
タ（１２）に読出させる。

そして、この垂直転送レジスタ（１２）には第２図りに
示す如く連続的に垂直転送パルス信号が供給されている
ので、各水平ライン毎に順次水平転送レジスタ（１４）
に転送される。そして、この水平転送レジスタ（１４）
への水平転送パルス信号の供給により、この各水平ライ
ンの信号電荷を順次出力端子（１５）から出力させ、こ
の出力端子（１５）に接続された出力回路（図示せず）
により所定の映像信号にして出力する。

そして、例えば撮像を行っている操作者がシャッタチ・
ヤンスであると判断したときには、第３図に示す如く、
トリガ釦等の操作でこの撮像装置（１０）の駆動回路（
図示せず）にインパクト信号がＸ点のタイミングで供給
されると、この時点で掃き出しパルス信号〈第３図Ｂ）
の供給を停止する。

そして、第３図Ｃに示す如く、この掃き出しパルス信号
が停止してから１／１０００秒間ｔｌ′、各受光素子（
１１）が受光による信号電荷の蓄積を行う。そして、こ
の１／１０００秒が経過するど所定の読出しパルス信号
Ｐ２（第３図Ｃ）を供給し、各受光素子＜１１）に隣接
した垂直転送レジスタ（１２）に蓄積した信号電荷を読
出させる。

このとき、このインパクト信号の供給時には直前のフィ
ールド期間に受光素子（ＩＩ）から読出した信号電荷が
垂直転送レジスタ（１２）内を垂直転送中である。この
ため本例においては、インパクト信号の供給があると、
垂直転送レジスタ（１２）に供給する垂直転送パルス信
号を第３図りに示す如き高速転送パルス信号Ｐ３　にす
る。この高速転送パルス信号が供給されることで、垂直
転送中の信号電荷が全て水平転送レジスタ（１４）に高
速で転送される。この場合、高速転送パルス信号Ｐｉ　
が供給される期間ｔ２　は、上述した１／１０００秒間
の信号電荷の蓄積時間ｔ、　／よりも短くし、インパク
ト信号により蓄積した信号電荷が読出される前に垂直転
送を終・了させる。

この高速転送中には、水平転送レジスタ（１４）も同様
にして高速転送動作を行わせ、高速で出力端子（１５）
から信号電荷を出力させる。

そして、高速転送パルス信号Ｐ３　を供給し柊えた後は
、次のフィールド期間になるまで垂直転送パルス信号の
供給を停止し、インパクト信号により読出した信号電荷
を、垂直転送レジスタ（１２）内に蓄えておく。そして
、前回のフィールド期間の信号電荷の読出し開始から１
フィールド分ｔ４　経過して、このフィールド期間の信
号電荷の読出しを行うタイミングになると、再び垂直転
送パルス信号を供給して、通常速度での信号電荷の垂直
転送を行い、第２図に示した通常タイミングでの撮像時
と同様に、各水平ライン毎に順次水平転送レジスタ（１
４）に転送される。そして、この水平転送レジスタ（１
４）への水平転送パルス信号の供給により、この各水平
ラインの信号電荷を順次出力端子（１５）から出力させ
、インパクト信号により撮像したタイミングの映像信号
を出力端子（１５）に接続された出力回路より得る。

このようにして撮像を行うことで、インパクト信号の供
給を任意のタイミングで行うことで、この任意のタイミ
ングで撮像が行われる。このため１／１００ＬＩ秒の如
き高速ンヤッタにより撮像を行っても、シャッタチャン
スを逃がさずに撮影でき、この撮像信号に基づいて任意
のタイミングの画像が得られる。しかも、出力映像信号
としては、撮像タイミングにかかわらずフィールド周期
で連続的に取り出されるので、ＶＴＲ等での出力映像信
号の記録が良好に連続的に行われる。また本例の場合、
固体撮像装置（１０）に高速転送パルスを供給するよう
にするだけなので、構成が簡単である。

なお、上述実施例においてはインパクト信号の供給時に
１フィールド分だけこのインパクト信号によるタイミン
グで撮影するようにしたが、１フレ一ム分撮影タイミン
グを変えるようにしてもよく、また次のインパクト信号
の供給までこのタイミングでの撮影を連続的に行うよう
にしてもよい。

さらに、本発明は上述実施例に限らず、本発明の要旨を
逸脱することなく、その他種々の構成が取り得ることは
勿論である。

〔発明の効果〕

本発明の固体撮像装置によると、高速転送パルスを供給
するだけの簡単な構成で、フィールド周期とは異なる任
意のタイミングで撮像ができ、この撮像信号に基づいて
任意のタイミングの静止画像が得られろ利益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の固体撮像装置の一実施例を示す構成図
、第２図及び第３図は夫々第１図例の説明に供するタイ
ミング図である。 （１０）は固体撮像装置、（１１）は受光素子、（１２
）は垂直転送レジスタである。 代　　理　　人 伊　　藤 貞 同 松　　隈　　秀　　盛 方り常時のタイミシク゛°図 第２ズ ｉ″Ｘ− 本□号５−日巳の固イ瀦ト、ｂＬ（表装置の伊」の、！
ＩＩＬＦＳ、図第１区 インにクト信号イ宍１合酪のタイξ−γ図第３図 １、事件の表示 昭和６３年　特　許　願　第２０７８　：３９号２、発
明の名称 固体撮像装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　東京部品用区北品用６丁目７番３５号名称（２
１８）ソニー株式会社 代表取締役　大　賀　典　雄 ４、代理人 住　所　東京都新宿区西新宿１丁目８番１号置　０３−
３４３−５８２１ｉｌｅ　　（新宿ビル）（１）明細書
中、特許請求の範囲を別紙のように訂正する。 （２）同、第２百１３行、第４頁１６行及び第５頁８行
に夫々「出力」とあるを「掃捨て」に訂正する。 （３）同、第５頁９行〜１１行「インパクト信号により
・・・・読出され」とあるを削除する。 （４）同、第６頁１行「数十方何Ｊとあるを「数百方何
」に訂正する。 （５）同、第９頁１８行〜第１０頁１行「この高速転送
・・・・出力させる。」とあるを削除する。 （６）同、第１１頁５行〜８行「しかも、・・・・連続
的に行われる。」とあるを削除する。 （７）同、第１１頁１１行〜１６行「なお、上述実施例
・・・・行うようにしてもよい。」とあるを削除する。 以上 ６、補正により増加ずイ）発明の数 １、？ｉ正の”Ａ象　　ＺＦＫ量竺ＢＳ、Ｈｆｆｉ″＠
ｇＨ，＋ｍ特許請求の範囲 受光素子と、該受光素子に蓄積した信号電荷を読出して
順次転送する転送レジスタとを有し、通常時は１フィー
ルド周期で上記受光素子に所定時間蓄積した信号電荷を
上記転送レジスタに読出し、 外部からインパクト信号が供給されたフィールド期間は
、このインパクト信号供給時から所定時間上記受光素子
が蓄積した信号電荷を直ちに上記転送レジスタに読出す
と共に、このインパクト信号による受光素子の蓄積時間
中に、上記転送レジスタで転送中の直前のフィールド期
間の信号電荷を高速転送により慢捨テさせるようにした
ことを特徴とする固体撮像装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 受光素子と、該受光素子に蓄積した信号電荷を読出して
   順次転送する転送レジスタとを有し、通常時は１フィー
   ルド周期で上記受光素子に所定時間蓄積した信号電荷を
   上記転送レジスタに読出し、 外部からインパクト信号が供給されたフィールド期間は
   、このインパクト信号供給時から所定時間上記受光素子
   が蓄積した信号電荷を直ちに上記転送レジスタに読出す
   と共に、このインパクト信号による受光素子の蓄積時間
   中に、上記転送レジスタで転送中の直前のフィールド期
   間の信号電荷を高速転送により出力させるようにしたこ
   とを特徴とする固体撮像装置。