JPH03238984A - 電子スチルカメラ - 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、電荷結合型固体撮像デバイスを使用して静止
画像を撮像する電子スチルカメラに関し、特に、フリッ
カの無い高精細の静止画を提供するための電子スチルカ
メラに関する。

〔従来の技術〕

従来の電子スチルカメラは、例えば走査線数が５２５本
のＮＴＳＣ方式等の標準テレビジョン方式に準拠する程
度の垂直解像度を有する電荷結合型置体操像デバイスを
使用していた。

しかし、ＮＴＳＣ方式のテレビジョンシステムと比較し
て約２倍の垂直解像度を有する高品位のテレビジョンシ
ステム等に通用することができる樺な高解像度の撮像を
行うためには、従来の固体撮像デバイスでは垂直解像度
か不足し、このことから、より画素数の多い固体撮像デ
バイスを使用した電子スチルカメラの開発が望まれてい
た。

そこで、本願発明者は、垂直方向の画素数を従来に較べ
て約２倍とし、４回のフィールド走査読出しによって全
画素の画素信号を読み出すインターライントランスファ
方式の電荷結合型固体撮像デバイスを使用した電子スチ
ルカメラを研究・開発した。

かかる固体撮像デバイスの構造を第９図に基づいて述べ
ると、同図において、垂直方向Ｘに１０００行、水平方
向Ｙに８’　Ｏ０列の合計８０万画素分に相当するフォ
トダイオードＡｔ、Ｂ！、Ａ２゜Ｂ２をマトリクス状に
形成し、各列毎に配列するフォトダイオード群に隣接し
て垂直電荷転送路１１〜１ｍを形成すると共に、垂直電
荷転送路１１〜１ｍの終端部に水平電荷転送路ＨＣＣＤ
を形成し、水平電荷転送路ＨＣＣＤの終端部に形成され
た出力アンプ（ＡＭＰ）を介して各画素信号を点順次走
査のタイ為ングに同期して時系列的に読み出す構成とな
っている。

更に、第４０−３行目（但し、ｎは自然数）に配列する
フォトダイオードＡ４を第１フイールド、第４ｎ−２行
目に配列するフォトダイオードＢ１を第２フイールド、
第４ｎ−１行目に配列するフォトダイオードＡ２を第３
フイールド、そして、第４ｎ行目に配列するフォトダイ
オードＢ２を第４フイールドに該当するものと定義し、
順番に４回のフィールド走査読出しを行うことによって
、１画像分の全画素信号を読み出すように作動する。

露光から画素信号の走査読出しまでの一連の撮像動作を
第１０図のタイ実ングチャートに基づいて説明すると、
固体撮像デバイスは、夫々のフィールド走査期間（ＩＶ
）を表す垂直同期信号ＶＤに同期して各フィールド走査
読出しを行うようになっている。即ち、第１０図におい
て、垂直同期信号ＶＤが“′Ｈ“レベルに反転するのに
同期して、各フィールド毎のフィールドシフト動作を行
い（図中のＦＳＩ、ＦＳ２．ＦＳ３．ＦＳ４か“′Ｈ°
“レヘルとなるときが各フィールドのフィールドシフト
期間である）、次の垂直同期信号ＶＤが°“Ｈ”。

レヘルとなるまでの■Ｖ！ｔＪ１間中に各フィール′ト
乙こ該当する画素信号を読み出す。

例えば、第１０図に示すように、第２フィールド走査期
間（時点ｔ０〜ｔ２の間）のある時点ｔ　において、カ
メラのシャッターレリーズボタンを押圧して所定のシャ
ッタ′−期間（図中の“Ｈ“で示す期間）だけ露光を行
ったとすると、その露光終了直後のフィールド走査続出
しから画素信号の読出しを開始する。即ち、最初に、第
３フイールドに該当するフォトダイオードＡ２に発生し
た画素信号ｑＡｚを時点ｔ２からＦＳ３が“Ｈ”となる
期間に垂直電荷転送路側へフィールドシフトし、次に、
所定の駆動信号に同期して垂直電荷転送路４２１−１ｍ
及び水平電荷転送路ＨＣＣＤが画素信号ｑａｚを時系列
的に読み出すことによって、時点Ｌ２〜Ｌ：ｌの期間で
第３フイールドの走査読出しを行う。

次に、第４フイールドに該当するフォトダイオ−ト’　
Ｂ　２に発生した画素信号’１８２を時点Ｌ３からＦＳ
４が“Ｈ゛となる期間に垂直電荷転送路側へフィールド
シフトし、次に、所定の駆動信号に同期して垂直電荷転
送路ｊ２１−ｆｆｉｍ及び水平電荷転送路ＨＣＣＤが画
素信号ＱＢ□を時系列的に読み出すことによって、時点
ｔ３〜Ｌ４の期間で第４フイールドの走査読出しを行う
。

次に、第１フイールドに該当するフォトダイオードＡｔ
に発生した画素信号ｑＡＩを時点Ｌ４においてＦＳＩが
“Ｈ”となる期間に垂直電荷転送路側へフィールドシフ
トし、次に、所定の駆動信号に同期して垂直電荷転送路
１１＝１ｍ及び水平電荷転送路ＨＣＣＤが画素信号ｑＡ
Ｉを時系列的に読み出すことによって、時点ｔ、〜ｔ、
の期間で第１フイールドの走査読出しを行う。

次に、第２フイールドに該当するフォトダイオードＢ１
に発生した画素信号ｑｇ＋を時点し、からＦＳ２が“Ｈ
＋＋となる期間に垂直電荷転送路側へフィールドシフト
し、次に、所定の駆動信号に同朋して垂直電荷転送路ｆ
ｆｌ−ｆｆｍ及び水平電荷転送路ＨＣＣＤか画素信号ｑ
１を時系列的に読み出すことによって、時点ｔ５〜Ｌ６
の期間て第１フイールドの走査読出しを行う。

このように、露光直後から４回のフィールド走査読出し
を行うことによって、１画像分の画素信号を全て読み出
すようにしていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、第１０図に示すようなタイミングで画素
信号を走査読出しすると、露光直後に最初に走査読出し
されるフィールドに該当するフォトタイオートの画素信
号にスメア成分が最も多く混入することとなり、画像を
再生したときに、フィールトフリンカが発生して画質悪
化を招来する問題があった。例えば、第１０図のタイミ
ングによれば、最初に走査読出しが行われる第３フイー
ルドに該当する画素信号ｑＡ２にスメアが最も多く混入
し、その後に走査読出しされる第４．第１第２のフィー
ルドに該当する画素信号へのスメアの雇人は殆ど問題と
ならないことから、第３フイールドに該当するフィール
ド画の輝度だシナが高くＣつたり、色むらを発生するこ
ととなり、これが画質悪化の原因となっていた。

ところで、このようなスメアを画素信号に混入させない
手法として、露光終了後に、まず垂直電荷転送路ｎｌ−
／！ｍと水平電荷転送路ＨＣＣＤに走査読出しを行わせ
ることによってスメアの原因となる不要電荷を外部へ排
出し、その次に、通常のフィールド走査読出しを行うこ
とによって、全フィールドの画素信号ヘスメアが混入し
ないようにすることが考えられる。

即ち、第１１図のタイミングチャートに基づいてその手
法を説明すれば、ある時点ｔ４において露光を行ったと
すると、その露光終了後の最初のフィールドシフト動作
（即ち、第３フイールドにおけるフィールドシフト動作
）をマスキングする（図中の期間Ｔ６）ことによって、
フォトダイオードから垂直電荷転送路への画素信号の転
送を禁止し、本来第３フイールドの走査読出しを行う期
間Ｃ時点ｔ、〜ｔ６の期間）においては、所謂空読み状
態で垂直電荷転送路及び水＋電荷転送路↓こ走査読出し
の動作を行わせ、この期間（時点Ｌ５〜ｔ６の期間）て
読み出されるものは画素信号としないで廃棄する。その
結果、垂直電荷転送路皮び水平電荷転送路中のスメア成
分が除去される。

そして、時点ｔ６から第４フイールドの走査読出しを開
始し、第１．第２．第３フイールドの走査読出しを順番
に行うことによって、４フイ一ルド分の画素信号を全て
読み出す。

ところが、第１１図のようなタイミングの走査読出しに
よるとスメアの問題は改善されるが、暗電流の影響が無
視できなくなる。即ち、暗電流は半導体基板やフォトダ
イオードの表面部分から定常的に発生するノイズ成分で
あり、最初にフィールド走査読出しが行われる画素信号
（第１１図では第４フイールドに該当する画素信号）は
フォトダイオードに滞在する時間が短いので暗電流の影
響が少なく、最後のフィールド走査読出しく第■１図で
は第３フイールドに該当する画素信号）は滞在時間が長
いので暗電流の影響を受ける。即ち、第１１図の場合に
は、第４フイールドに該当する画素信号は、時点ｔ、〜
Ｌ６までの４Ｖ期間に比例した暗電？ＪＬ（４Ｑとする
）が混入し、第１フイールドに該当する画素信号は、時
点ｔ２〜Ｌ７までの４Ｖ期間に比例じた暗電流（４Ｑと
する）が混入し、第２フイールドに該当する画素信号は
、時点ｔ３〜ｔ９までの４Ｖ期間に比例した暗電流（４
Ｑとする）が混入し、そして、第３フイールドに該当す
る画素信号は、時点ｔ、におけるフィールドシフトが禁
止されることから、時点１、−１．までの８Ｖ期間に比
例した暗電流（８Ｑとする）が混入することとなり、明
らかに、第３フイールドに該当する画素信号への暗電流
の混入量が他と較べて多くなる。そして、このように読
み出された画素信号に基づいて画像を再生すると、各フ
ィールド毎の暗電流の混入量の違いに応して、輝度むら
や色むらを生し、画質悪化を招来することとなる。

本発明はこのような課題に鑑みて威されたものであり、
画素数の多い電荷結合型固体撮像デハイスを使用し、且
つ再生画像に対しフリッカ等の画質悪化を生しさせない
ように撮像を行うことができる電子スチルカメラを提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

このような目的を達成するための本発明は、画素に相当
する複数の光電変換素子を行方向及び列方向に沿ってマ
トリック状に形成し、各列に配列する上記光電変換素子
に沿って　垂直電荷転送路を形成すると共に、これらの
垂直電荷転送路の終端部に接続する水平電荷転送路を形
成して成るインターライントランスファ方式の電荷結合
型固体撮像デバイスによって撮像を行う電子スチルカメ
ラにおいて、前記光電変換素子群をｋ（ｋは自然数）フ
ィールドに区分けし、各フィールドに配列される光電変
換素子に発生する画素信号を所定のフィールド走査読出
し期間毎に順番にに回の走査読出しを行うことによって
、全画素信号を読み出すように制御すると共に、撮像の
際には、露光後のＫ×ｉ（ｉは自然数）回分のフィール
ド走査読出し期間においてはフィールドシフトを停止し
た状態で前記垂直電荷転送路及び水平電荷転送路による
走査読出しを行い、該ｋ×ｉ回のフィールド走査読出し
後に、各フィールドに配列される光電変換素子に発生す
る画素信号を所定のフィールド走査読出し期間毎に順番
に走査読出しを行うこととした。

〔作用］ このような構成を有する本発明の電子スチルカメラによ
れば、露光後に、所定のフィールド走査読出し期間に対
してフィールド数の整数倍して成る期間において空続出
しを行ってから、画素信号をフィールド走査続出しする
のでスメア成分を排除することができると共に、各フィ
ールドの画素信号に対する暗電流の影響を均一化するこ
とができるので、画像を再生したときにフィールド毎の
輝度むら等によるフリッカの発生を防止することができ
る。

尚、フィールド数には４、係数ｉはｌ程度とする、即ち
、４フイールドに区分けして、空読みの期間を４フイ一
ルド期間に相当する期間とすることが、撮像速度を上げ
得ると共に、暗電流の画素信号に対する絶対量を低減す
ることができる等の点で効果的である。

〔実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面と共に説明する。

まず、第１図に基づいて電子スチルカメラの全体＋Ｓ或
を説明すると、１は撮像レンズ、２は絞り機構、３はビ
ームスプリッタ、４はシャッター機構、５はインターラ
イントランスファ方式の電荷結合型固体撮像デバイスで
あり、夫々が光軸上に沿って順番に配列されている。

６は受光素子であり、ビームスプリッタ３からの光を測
光して、被写体輝度を表す測定信号を露光制御回路７へ
人力する。そして、露光制御回路７が測定信号に基づい
て絞り機構２の絞り値とシャッター機構４のシャンター
速度を自動的に設定する。

８は撮像デバイス駆動回路であり、電荷結合型固体撮像
デバイス５の走査読出しタイミングを制御するための駆
動信号、即ち垂直電荷転送路を駆動させるための駆動信
号φ９、水平電荷転送路を駆動するための駆動信号φ８
、各フィールド走査読出しＧこおいてフィールドシフト
動作を行わせるためのフィールドシフト同期信号ＦＳ等
を発生すると共に、電荷結合型固体撮像デバイス５の走
査読出しと同期させるための同期信号を露光制御回路７
へ供給する。

９はカメラ全体の動作タイミングを制御するためのシス
テムコントローラであり、シャッターレリーズボタン１
０の押圧タイミングに同期した同期信号をレリーズ操作
検出回路１０から受信すると、露光制御回路７と撮像デ
バイス駆動回路５の動作を該同期信号に同期して動作さ
せたり、電荷結合型固体撮像デバイス５から読み出され
た画素信号を信号処理して記録媒体に記録させるための
タイミングを制御する。

１２は映像信号処理回路であり、電荷結合型固体撮像デ
バイス５から所定タイミングで読み出された画素信号に
対して自バランス調整やＴ補正等の処理を行うと共に、
所定の変調処理等を行って、記録可能な映像信号を形成
する。

１３はバッファ回路であり、映像信号処理回路１２から
出力される映像信号を増幅して記録装置１４−・転送す
る。

Ｉ５は記録制御回路であり、システムコントローラ９か
らのタイミグ制御信号に従って、バッファ回路１３及び
記録装置１４の動作を制御し、記録装置１４に対して、
磁気記録媒体やメモリカードの半導体メモリに映像信号
の記録を行わせる。

次０こ、電荷結合型固体撮像デバイス５の構造を第２図
に基づいて説明する。この撮像デバイスは、所定濃度の
不純物の半導体基板に半導体集積回路技術によって製造
される電荷結合型固体撮像デバイスてあり、受光領域に
は、垂直方向Ｘ４二対して１０００行、水平方向Ｙに対
して８００列の合計８０万画素分のフォトダイオードＡ
ｌ、ＢＩＡ２．Ｂ２がマトリクス状に設けられ、垂直方
向Ｘに沿って配列されたフォトダイオード群の間に８０
０本の垂直電荷転送路１１〜１ｍが形成されている。そ
して、夫々の垂直電荷転送路１１〜１ｍの上面には、第
４０−３行目（ｎは自然数）に配列するフォトダイオー
ドＡｔに対してゲート電極ＶＡｌ、第４ｎ−２行目に配
列するフォトダイオードＢｌに対してゲート電極ＶＢＩ
、第４ｎ１行目に配列するフォトダイオードＡ２に対し
てゲート電極ＶＡ２、第４ｎ行目に配列するフォトダイ
オ−Ｆ’Ｂ２に対してゲート電極ＶＢ２が設けられ、更
に、ゲート電極ＶＡ１とＶＢＩの間とゲート電極ＶＡ２
とＶＢ２の間にゲート電極Ｖ２が設けられ、ゲート電極
ＶＢＩとＶＡ２の間とゲート電極ＶＢ２とＶＡＩの間に
ゲート電極■４が設けられている。

そして、夫々の同一行のゲート電極は共通のポリシリコ
ン層で形成され、ゲート電極ＶＡＩには駆動信号φ１、
ゲート電極Ｖ２には駆動信号φ２、ゲート電極ＶＢＩに
は駆動信号φ□、ゲート電極■４には駆動信号φ４、ゲ
ート電極ＶＡ２には駆動信号φ４□、ゲート電極ＶＢ２
↓こは駆動信号φ８ｚが印加され、これらの駆動信号φ
□、φ２．φ８φ４．φ、２．φ８□の印加電圧に応し
たポテンシャルレヘルのポテンシャル井戸（以下、ポテ
ンシャル井戸の部分を転送エレメントという）及びポテ
ンシャル障壁を垂直電荷転送路ｆｆ１−ｆｆ１ｍ↓こ発
生させることによって、信号電荷を転送するようになっ
ている。尚、第１図中に示す駆動１言号φ。

がこれらの駆動信号φＡｌ＋　　φ２．φ訓、φ４゜φ
Ａ２＋　　φ８□を代表して示している。

又、垂直電荷転送路１１〜２ｍの終端部に水平電荷転送
路ＨＣＣＤが形成され、その出力端に出力アンプＡＭＰ
が形成されている。尚、水平電荷転送路ＨＣＣＤは４相
駆動方式の駆動信号φＭ＋　＋φ、１２、φ８３．φＨ
４に同期して画素信号を水平方向へ転送し、その転送周
期即ち点順次のタイミングに同期して出力アンプ（ＡＭ
Ｐ）から画素信号を読み出す。尚、第１図中に示す駆動
信号φイがこれらの駆動信号φ□、φ８２　＋φ１４３
．φＨ４を代表して示している。

又、水平電荷転送路１１〜Ｉ’ｍの内、水平電荷転送路
ＨＣＣＤに接続する部分ＶＶは、その隣りに位置するケ
ート電極ＶＢ２の下に形成される転送エレメントと水平
電荷転送路Ｆ（ＣＣＤとの間の接続を制御するためのケ
ート部てあり、所定タイミングのケート信号（図示せず
）に同期して導通又は非導通となる。

更に、夫々のフォトダイオード／Ｍ、Ｂ４゜Ａ２．Ｂ２
と垂直電荷転送路のそれに対応するゲート電極ＶＡＩ、
ＶＢＩ、ＶＡ２．ＶＢ２下の転送エレメントの間にトラ
ンスファゲート（図中のＴｇで代表する）が形成されて
おり、夫々のトランスファゲートは、トランスファゲー
ト上にオバーラップして積層されるゲート電極ＶＡＩ。

ＶＢＩ、ＶＡ２．ＶＢ２にフィールドシフト同期信号Ｆ
Ｓに同期して所定の高電圧の駆動信号を印加してトラン
スファゲートを導通にすることにより、フィールドシフ
ト動作を行う。

そして、これらのフォトダイオードＡｌ、Ｂｌ。

Ａ２．Ｂ２と、トランスファゲートと、垂直電荷転送路
２１〜２ｍ及び水平電荷転送路ＨＣＣＤの周囲に形成し
た所定濃度の不純物領域がチャンネルストンプとなって
いる。

又、フォトダイオードＡｔが第１フイールド、フォトダ
イオードＢｌが第２フイールド、フォトタイオードＡ２
が第３フイールド、フォトダイオードＢ２が第４フイー
ルドに配列されるものと定義している。

次に、かかる電子スチルカメラの撮像動作を説明する。

この電子スチルカメラは、電荷結合型固体撮像デバイス
５に形成されたフォトダイオードＡｌ。

ＢＩ　　Ａ２　　Ｂ２に発生した画素信号を上記定義し
たフィールド毎に順次にフィールド走査読出しを行うこ
とによって読み出すようになっており、第３図中のタイ
ミング信号ＶＤが“Ｈ”となる周期（１Ｖ）か各フィー
ルド走査期間となっている。

そして、タイミング信号ＶＤに同期して、各フィールド
走査読出しにおけるフィールドシフトか順番に行われる
。尚、図中のＦＳＩが“Ｈ”となるときに第１フィール
ド走査続出し期間におけるフィールドシフトが行われ、
他のＦＳ２．ＦＳ３ＦＳ４も同様に、Ｈ“となるときに
第２．第３゜第４フィールド走査読出し期間・における
各フィールドシフトを行う。

ある時点Ｌ４においてシャノターレリーズホクンを押圧
して露光か行われたと宇ると、その時点Ｌ４からフィー
ルド走査読出し期間（１■）の４倍の周期（４Ｖ）の期
間にわたってマスクキング期間ＴＭＳとなり、この期間
Ｔ、４．では、全てのフィールドシフト動作を禁止する
。したがって、時点ｔ６．ｔ６．ｔ７．ＬＢにおいて、
フィールドシフト動作が行われず、画素信号は各フィー
ルドに３亥当するフォトダイオードＡＩ、Ｂｌ、Ａ２゜
Ｂ２にそのまま保持される。

そして、垂直電荷転送路２１〜１ｍ及び水平電荷転送路
ＨＣＣＤが時点ｔ、〜ｔｌｏの期間にらν）で４回の走
査読出しを行い、この期間中に読出した信号は全て廃棄
する。したがって、スメアの原因となる不要電荷が廃棄
されることとなる。

次に、時点ｔ、。から通常のフィールド走査読出しが開
始する。即ち、まず、時点ｔｌｏにおいて、最初のフィ
ールドである第３フイールドに該当するフォトダイオー
ドＡ２の画素信号ｑＡ□を垂直電荷転送路ｆｆｌ〜１ｍ
の所定の転送エレメントへフィールドソフトし、次に、
所定タイミングの駆動信号φＡｌ＋　　φ２．φ１．φ
４．φ、２．φ８□、φイφ８２　＋φ８３　＋φ、に
同期して読み出すことによって、時点Ｌ１０”””ｔｌ
＋の間に第３フイールドに該当する画素信号ｑＡＺを全
て読み出す。

次に、時点１１１において、第４フイールドに該当する
フォトダイオードＢ２の画素信号’ＩＢ□を垂直電荷転
送路１１〜１ｍの所定の転送エレメントへフィールドシ
フトし、次に、所定タイミングの駆動信号φ□、φ２．
φＢ１．φ４．φＡ□、φ８□。

φ□、φ、＋２、φＨ３＋φ８．に同期して読み出すこ
とによって、時点ｔｚ−ｔ＋□の間に第４フイールドに
該当する画素信号を全て読み出す。

次に、時点ｔ、において、第１フイールドに該当するフ
ォトダイオードＡｔの画素信号（ＩＡＩを垂直電荷転送
路２１〜１ｍの所定の転送エレメントへフィールドシフ
トし、次に、所定タイミングの駆動信号φ、１．φ２．
φ８９．φ４．φＡＺ＋　　φ８２゜φＨ１、φＨ２、
φＨ３＋φ□、に同期して読み出すことによって、時点
Ｌ１□〜Ｌ１３の間に第１フイールドに該当する画素信
号ＱＡＩを全て読み出す。

そして最後に、時点ｔ１３において、第２フイールドに
該当するフォトタイオードＢｌの画素信号ｑｇ＋を垂直
電荷転送路１１〜Ｑｍの所定の転送エレメントへフィー
ルドシフトし、次に、所定タイミングの駆動信号φ□、
φ２．φＢ＋＋　　φ４．φｑ２φＢ□１　φ□、φ８
２　＋φ０．φＨ’４に同期して読み出すことによって
、時点ｔｌｆｆ〜ｔ１４の間に第２フイールドに該当す
る画素信号ｑ、を全て読み出す。

尚、それぞれ読み出された画素信号は、最終的に記録装
置１４において所定の記録媒体に記録される。

このように、露光後から４フィールド走査読出し期間（
４■）において画素信号を各フィールドに該当するフォ
トダイオード中に保持してから走査読出しを行うと、時
点り、。〜ｔｌ＋の期間において読み出される画素信号
（ｌＡ２には、時点ｔｏ〜ＬＩＧまでの８ｖの期間にわ
たってフォトダイオード’　Ａ　２に影響した暗電流（
８１とする）が混入することとなり、時点’　＋　１”
””＝　１．　ｌｚの期間において読み出される画素信
号Ｑｓｚには、時点り、〜ｔ１１までの８■の期間にわ
たってフォトダイオ−１”Ｂ２に影響した暗電流（８［
とする）が？昆人することとなり、時点１．□〜ｔ＋３
の期間において読み出される画素信号ＱＡ＋には、時点
Ｌ２〜Ｌ＋ｚまでの８■の期間にわたってフォトダイオ
ードＡｔに影響した暗電流（８１とする）が虐人するこ
ととなり、そして、時点ｔ１３〜ｔ１４の期間において
読み出される画素信号Ｑｇ□には、時点Ｌ３〜Ｌ＋３ｇ
での８■の期間にわたってフォトダイオードＢ１に影響
した暗電流（８Ｉとする）がｌ尾大することとなる。

このように、全てのフィールドに該当する画素信号に対
して一律の暗電流が混入することとなるので、画像を再
生したときに各フィールド毎の輝度差に起因するフリ・
７カが生しない。尚、時点し。

からＬｏｏの間ではスメア成分が廃棄されるので、スメ
アによるフリッカも生しない。

次に、垂直解像度を向上させるためＳこ画素数を増加し
たことに対応して　各フィールド走査読出しを第４図〜
第８図に示すタイミングで行っている。尚、第４図は第
１フイールドに該当するフォトダイオードＡ１から画素
信号を読み出すための第１フィールド走査続出しタイミ
ンク、第５図は第２フィールドに該当するフォトダイオ
ードＢｌから画素信号を読み出すための第２フィールド
走査読出しタイ硯ング、第６図は第３フイールドに該当
するフォトダイオードＡ２から画素信号を読み出すため
の第３フィールド走査読出しタイミング、第７図は第４
フイールドに該当するフォトダイオードＢ２から画素信
号を読み出すための第４フィールド走査読出しタイミン
グを示し、第８図は第４図〜第７図中の期間τにおける
フィールドシフト動作のタイミングを拡大して示してい
る。

尚、各図中の期間Ｔ　ＦＡＩ　＋　　ＴＦＢＩ　＝　　
ＴＦＡ□、　　ＴＦＢ□が各フィールド走査読出しの期
間（１Ｖ）に対応し、夫々１／６０秒に設定されている
。又、期間Ｔｆｓｌ）Ｔｆｓ□、Ｔ（５３、Ｔ（ｓ＜は
第３図中のＦＳＩ　　ＦＳ２．ＦＳ３．ＦＳ４か“′Ｈ
″となるフィールドシフト期間に相当し、期間Ｔ。ｕｔ
かフィールドシフト動作後に継続する走査読出しの期間
である。

まず、第４図に基づいて、第１フィールド走査読出しの
動作を説明すると、フィールドシフト＝ｘ間Ｔ”ｆｓｌ
ａこおいて図示するように、駆動信号φＡｌφ１．φ、
２．φ８□、φ２．φ４の論理値レヘルが変化し、図中
の時点Ｓ１において駆動信号φＡ１がトランスゲートＴ
ｇを導通状態にするのに十分な高電圧となることによっ
て、第１フイールドに該当するフォトダイオードＡｔの
画素信号をゲト電極ＶＡｌ下の転送エレメントへフィー
ルドシフトする。このフィールドシフトが終了すると、
次に期間τ（時点３２〜Ｓ３の間）の動作を行うことに
よって、垂直電荷転送路２１〜１ｍにおいて画素信号Ｑ
ＡＩを全体的に１ライン分だけ水平電荷転送路ＨＣＣＤ
側へ転送する。即ち、期間τにおける夫々の駆動信号は
２周期分の矩形信号から戊り、第８図に示すように、駆
動信号φ□が“Ｈ“→“Ｌ“→“Ｈ”→“′Ｌ゛→”Ｈ
＋−二こ変化するのに対して、駆動信号φ２かそれより
所定の位相Δだけ遅れた同し波形に設定され、駆動信号
φ、か更に駆動信号φ２より位相Δだけ遅れた同し波形
に設定され、駆動信号φ４が更に駆動信号φＢ１より位
相Δだけ遅れた同し波形に設定され、駆動信号φＡ２が
更に駆動信号φ４より位相Δだけ遅れた同し波形に設定
され、駆動信号φ８□が更に駆動信号φＡ２より位相Δ
だけ遅れた同し波形に設定されている。そして、このよ
うなタイミングの駆動信号によって垂直電荷転送路ｉ１
〜ｆ２ｍを駆動すると、最も水平電荷転送路ＨＣＣＤに
近接した１行分の画素信号ｑＡＩが水平電荷転送路ＨＣ
ＣＤの所定の転送エレメントに転送される。

次に、時点３３〜Ｓ４の期間において、水平電荷転送路
ＨＣＣＤが駆動信号φ□〜φＨ４に同期して１行分の画
素信号９Ａｌを水平転送し、夫々の画素信号を時系列的
に読み出す。

そして、上記した時点３２〜Ｓ４と同し動作を残りの全
ての画素信号ｑ□を読み出すまで繰り返すことによって
、第１フイールドに該当する全ての画素信号の走査読出
しを完了する。尚、第４図において、時点Ｓ５で読出し
が完了するものとする。

次に、第２フイールドに該当するフォトダイオ−１Ｂ　
１に対するフィールド走査読出しを第５図番こ基づいて
説明する。フィールドシフト期間Ｔ、５□乙こおいて図
示するように、駆動信号φ。

φ、、φＡ２＋　　φ、２．φ２．φ４の論理値レヘル
が変化し、図中の時点Ｓ６において駆動信号φ８１がト
ランスゲ−ｈＴｇを導通状態にするのに十分な高電圧と
なることによって、第２フイールドに該当するフォトダ
イオードＢＬの画素信号ｑ１をケート電極ＶＢＩ下の転
送エレメントへフィールドシフトする。このフィールド
シフトか終了すると、次に、第４図中の期間Ｔ。ｕｔ　
と同し電荷転送のための動作を行い、図中の時点Ｓ７で
第２フイールドにＳ突当するフォトダイオードＢ１から
の全ての画素信号ｑ、を読み出す。

次に、第３フイールドに該当するフォトダイオードＡ２
に対するフィールド走査読出しを第６図に基づいて説明
する。フィールドシフト期間Ｔ　ｆｓ３において図示す
るように、駆動信号φ、。

φｌｌ＋＋　　φＡ２．　　φ１１２１　　φ２．φ４
の論理値レヘルが変化し、図中の時点Ｓ８において駆動
信号φ４□がトランスゲ−１−Ｔｇを導通状態にするの
に十分な高電圧となることによって、第３フイールドに
該当するフォトダイオードＡ２の画素信号ｑＡｚをゲー
ト電極ＶＡ２下の転送エレメントへフィールドシフトす
る。このフィールドシフトか終了すると、次に、第４図
中の期間Ｔ。７．と同し電荷転送のための動作を行い、
図中の時点Ｓ９で第３フイールドに該当するフォトダイ
オードＡ２からの全ての画素信号（ＩＡＺを読み出す。

次に、第４フイールドに該当するフォトダイオ−Ｆ　Ｂ
　２に対するフィールド走査読出しを第７図に基づいて
説明する。フィールドシフト期間Ｔ　ｆｓ４において図
示するように、駆動信号φ□。

φｍ　ｌ　＋　　φＡ２＋　　φＢ２１　　φＺ７　φ
４の論理値レヘルが変化し、図中の時点ＳＩＯにおいて
駆動信号φＢ２がトランスゲートＴｇを導通状態にする
のシこ十分な高電圧となることによって、第４フイール
ドに該当するフォトタイオードＢ２の画素信号ｑＩｌ□
をゲート電極ＶＢ２下の転送エレメントへフィールドシ
フトする。このフィールドシフトが終了すると、次に、
第４図中の期間Ｔ。ｕｔと同し電荷転送のための動作を
行い、図中の時点Ｓｌｌで第４フイールドに該当するフ
ォトダイオードＢ２からの全ての画素信号ｑｇ□を読み
出す。

尚、第４図ないし第７図に示した夫々のフィールドシフ
ト動作は、上述したように、マスキング期間においては
停止されるので、画素信号はフォトダイオードに保持さ
れたままとなり、期間Ｔ。Ｕ。

に示す転送動作によって空続出しが行なわれる事となる
。

このように、垂直電荷転送路２１〜１ｍを６相の駆動信
号φＡＩ＋　　φ訓、φ＾２．φｇ２・　φ２・　φ４
によって駆動させると、駆動信号の種類が少なくて済む
ので、撮像デバイス駆動回路８の構成を簡略化したり、
配線を簡素化することができる等の効果か得られる。因
みに、従来−船釣に行われていた４相駆動方弐の考え方
を垂直解像度を２倍にした本実施例の撮像デバイスに通
用すると仮定した場合には、８相駆動方式を適用する事
となり、８種類の駆動信号が必要となる。これに対して
、この実施例では６相駆動方式によるので、上述したよ
うな効果が得られる。

尚、この実施例では、露光後に４フイ一ルド走査期間に
相当する期間に空読出しを行う場合を説明したが、４の
整数倍（例えば、８，１２．１６等）のフィールド走査
期間に相当する期間に空読出しを行ってから、画素信号
を読み出すようにしてもよい。即ち、４の整数倍のフィ
ールド走査期間に相当する期間に空読出しを行っても、
スメア成分を除去することができる同時に、各フィール
ドに該当する画素信号への暗電流の影響を均一化するこ
とができる。

更に、この実施例では、画素に相当するフォトタイオー
ドの配列を４フイールドに区分けした場合に対するフリ
ッカ除去のための走査読出しについて説明したが、−Ｓ
的に、ｋ（ｋは自然数）フィールドに区分けするものと
すると、ｋ×ｉ（ｉは自然数）倍のフィールド走査読出
し期間に相当する期間に空読出しを行ってから、画素信
号を読み出すようにすれ；よ、スメアの除去及び暗電流
の均一化を図ることができ、フリッカ発生を防止するこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、画素に相当する
光電変換素子をにフィールドに区分けして、夫々のフィ
ールドに該当する光電変換素子の画素信号をに回のフィ
ールド走査続出しによって全画素信号を読出す電荷結合
型固体撮像デバイスを適用した電子スチルカメラにおい
て、露光後にｋ×ｉＸミツイールド査期間に相当する間
、フィールドシフトを行うことなく、垂直電荷転送路及
び水平電荷転送路に空読み動作を行わせ、該空読み動作
が完了した次のフィールド走査から順番に各フィールド
走査読出しを行うことによって全ての画素信号を読み出
すようにしたので、上記空読み期間でスメア成分を排除
５、且つ夫々のフィールドに該当する画素信号への暗電
流の影響を均一化することができ、再生画像のフリッカ
発生を防止することができる。又、垂直解像度を向上さ
せるために画素数を増加した電荷結合型固体撮像デバイ
スを適用する電子スチルカメラの実現に極めて有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成を示すブロック図
、 第２図は一実施例に適用する電荷結合型固体撮像デバイ
スの構成を示す構成図、 第３図は撮像時における電子スチルカメラの作動を説明
するためのタイミングチャート、第４図は一実施例にお
ける第１フィールド走査読出しタイミングを示すタイミ
ングチャート、第５図は一実施例における第２フィール
ド走査読出しタイミングを示すタイミングチャート、第
６図は一実施例における第３フィールド走査読出しタイ
ミングを示すタイミングチャート、第７図は一実施例に
おける第４７、ｆ−ルト走査読出し夕・イミングを示す
タイミングチャート、第８図は第４図ないし第７図番こ
おける期間τのタイミングを拡大して示すタイミングチ
ャート、第９図は従来の電子スチルカメラに適用した電
荷結合型固体撮像デバイスの問題点を説明するための説
明図１、 第１０図は従来の電子スチルカメラにおけるスメア混入
の問題点を説明するためのタイミングチャート、 ’４１１図は従来の電子スチルカメラにおける暗電流雇
人の問題点を説明するためのタイミングチャートである
。 図中の符号： ｌ；撮像レンズ ２；絞り機構 ３；ビームスプＩＪツタ ４；シャッター機構 ５；電荷結合型固体撮像デバイス ６；受光素子 ７；露光制御回路 ８；撮１象デバイス駆動回路 ９；ノステムコントローラ １０；シャッターレリースボタン １１；レリース操作検出回路 １２；映像信号処理回路 １３；ハンファ回路 １４；記録装置 １５；記録制御回路 Ａｔ、Ｂｌ、Ａ２．Ｂ２；フォトダイオードＶＡＮ、、
ＶＢＩ、ＶＡ２．ＶＢ２　；ゲート電極１１〜１ｍ；垂
直電荷転送路 ＨＣＣＤ　　；水平電荷転送路 ＡＭＰ、出力アンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画素に相当する複数の光電変換素子を行方向及び列方向
   に沿ってマトリック状に形成し、各列に配列する上記光
   電変換素子に沿って垂直電荷転送路を形成すると共に、
   これらの垂直電荷転送路の終端部に接続する水平電荷転
   送路を形成して成るインターライントランスファ方式の
   電荷結合型固体撮像デバイスによって撮像を行う電子ス
   チルカメラにおいて、前記光電変換素子群をｋ（ｋは自
   然数）フィールドに区分けし、各フィールドに配列され
   る光電変換素子に発生する画素信号を所定のフィールド
   走査読出し期間毎に順番にｋ回の走査読出しを行うこと
   によって、全画素信号を読み出すように制御すると共に
   、撮像の際には、露光後のｋ×ｉ（ｉは自然数）回分の
   フィールド走査読出し期間においてはフィールドシフト
   を停止した状態で前記垂直電荷転送路及び水平電荷転送
   路による走査読出しを行い、該ｋ×ｉ回のフィールド走
   査読出し後に、各フィールドに配列される光電変換素子
   に発生する画素信号を所定のフィールド走査読出し期間
   毎に順番に走査読出しを行うことによって全画素信号を
   読み出すことを特徴とする電子スチルカメラ。