JPH0336885A - Electronic camera device - Google Patents

Electronic camera device

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Publication number
JPH0336885A
JPH0336885A JP1172306A JP17230689A JPH0336885A JP H0336885 A JPH0336885 A JP H0336885A JP 1172306 A JP1172306 A JP 1172306A JP 17230689 A JP17230689 A JP 17230689A JP H0336885 A JPH0336885 A JP H0336885A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solid
signal charges
state image
signal
field period
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1172306A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Hosokawa
純一 細川
Tadashi Sugimoto
忠 杉本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba AVE Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Audio Video Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Audio Video Engineering Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP1172306A priority Critical patent/JPH0336885A/en
Publication of JPH0336885A publication Critical patent/JPH0336885A/en
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the timewise resolution with sharpness by implementing plural number of times of sweepout of undesired charge and readout of signal charge in one field period and extracting the signal charge read for plural number of times in one field period as an output of a solid-state image pickup element. CONSTITUTION:The sweepout of undesired charge and the transfer of the vertical and horizontal direction of the signal charge or the like are controlled for a solid-state image pickup element 11 by using various pulses outputted from a horizontal drive circuit 12 and a vertical drive circuit 13. The extracted video signal is processed by a 1st signal processing circuit 14 and a 2nd signal processing circuit 15 and recorded on a tape by a VTR 16. In this case, the sweepout of undesired charge and readout of signal charge in one field period are implemented for plural number of times while the entire photodetector plane is split from the solid-state image pickup element 11 and the signal charge read from the photodetector plane corresponding to in one field period is extracted as the output of the solid-state image pickup element 11.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、固体撮像素子を用いた電子カメラ装置に係
り、特にその1フィールド期間内に複数コマの撮影を行
なえるようにしたものに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Objective of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an electronic camera device using a solid-state image sensor, and in particular to an electronic camera device that is capable of photographing multiple frames within one field period. Concerning what has been done.

(従来の技術) 周知のように、例えばスチルカメラやビデオカメラ等の
撮像装置にあっては、撮影した被写体の光学像を電気的
信号に変換するために、CCD(チャージ・カップルド
・デバイス)等に代表される固体撮像素子が使用されて
きている。この固体撮像素子は、水平及び垂直方向に平
面的に配列された複数の光電変換素子を有する光電変換
部と、この光電変換部の各光電変換素子にそれぞれ対応
して設置され、各光電変換素子の信号電荷が転送される
とともに、垂直方向への電荷転送が可能な複数の垂直転
送段を有する垂直転送部と、この垂直転送部の各垂直転
送段によって垂直方向に転送された信号電荷が供給され
る水平転送段と、この水平転送段に転送された信号電荷
を増幅して出力する出力増幅器とから構成されている。
(Prior Art) As is well known, in imaging devices such as still cameras and video cameras, a CCD (charge coupled device) is used to convert an optical image of a photographed subject into an electrical signal. Solid-state image sensing devices such as these have been used. This solid-state image sensor includes a photoelectric conversion unit having a plurality of photoelectric conversion elements arranged planarly in the horizontal and vertical directions, and is installed corresponding to each photoelectric conversion element of this photoelectric conversion unit, and each photoelectric conversion element A vertical transfer section has a plurality of vertical transfer stages capable of vertical charge transfer, and each vertical transfer stage of this vertical transfer section supplies signal charges transferred vertically. The horizontal transfer stage includes a horizontal transfer stage, and an output amplifier that amplifies and outputs the signal charges transferred to the horizontal transfer stage.

そして、従来では、1フィールド期間内において、最初
に垂直転送部の不要電荷を高速で掃き出し、その後、フ
ィールドシフトパルスにより光電変換部に蓄積された信
号電荷を垂直転送部に転送し、ラインシフトパルスによ
り垂直転送部に転送された信号電荷を1ラインづつ水平
転送段に転送して出力させるようにしている。このため
、光電変換部は、フィールドシフトパルスが発生されて
から次のフィールドシフトパルスが発生されるまでの期
間、つまり、1フィールド期間(1760秒)露光され
て電荷蓄積が行われることになり、動きの速い被写体を
撮影した場合、1/60秒間の入射光による信号電荷の
積分のために、画像にぼけが生じることになる。
Conventionally, within one field period, unnecessary charges in the vertical transfer section are first swept away at high speed, and then the signal charges accumulated in the photoelectric conversion section are transferred to the vertical transfer section by a field shift pulse, and then the line shift pulse The signal charges transferred to the vertical transfer section are transferred line by line to the horizontal transfer stage and output. Therefore, the photoelectric conversion unit is exposed to light for a period from when a field shift pulse is generated until the next field shift pulse is generated, that is, for one field period (1760 seconds) to accumulate charges. When a fast-moving subject is photographed, the image will be blurred due to the integration of signal charges due to incident light over 1/60 second.

そこで、近時では、動きの速い被写体を撮影しても画像
のぼけを低減するために、電子シャッタ機能が開発され
ている。この電子シャッタ機能は、第12図(a)に示
すように、1フィールド期間の最初にフィールドシフト
パルスFS、を発生し、光電変換部に蓄積された不要電
荷を垂直転送部に転送した後、掃き出しパルスHD、を
発生して垂直転送部の不要電荷を高速で掃き出す。その
後、フィールドシフトパルスFS2を発生し、フィール
ドシフトパルスFS、が発生されてからフィールドシフ
トパルスFS2が発生されるまでの間に、光電変換部に
蓄積された信号電荷を垂直転送部に転送する。
Therefore, recently, an electronic shutter function has been developed to reduce blurring of images even when fast-moving subjects are photographed. As shown in FIG. 12(a), this electronic shutter function generates a field shift pulse FS at the beginning of one field period, transfers unnecessary charges accumulated in the photoelectric conversion section to the vertical transfer section, and then A sweep pulse HD is generated to sweep out unnecessary charges in the vertical transfer section at high speed. Thereafter, a field shift pulse FS2 is generated, and the signal charges accumulated in the photoelectric conversion section are transferred to the vertical transfer section from the time when the field shift pulse FS is generated until the time when the field shift pulse FS2 is generated.

そして、以後、ラインシフトパルスLSにより垂直転送
部に転送された信号電荷を1ラインづつ水平転送段に転
送して出力させ、ここに、第12図(b)に示すように
1フィールド分の映像信号Aが出力される。なお、フィ
ールドシフトパルスFS、、FS2及び掃き出しパルス
HD、が発生される期間は、垂直ブランキング期間とな
る。このような電子シャッタ機能によれば、フィールド
シフトパルスFSlが発生されてからフィールドシフト
パルスF S 2が発生されるまでの期間だけ光電変換
部が露光されて電荷蓄積されることになり、動きの速い
被写体を撮影しても画像のぼけを低減することができる
。ここで、フィールドシフトパルスFSIが発生されて
からフィールドシフトパルスFS2が発生されるまでの
期間、つまり、露光時間は、掃き出しパルスHD、のパ
ルス幅よりも長ければ良いものである。
Thereafter, the signal charges transferred to the vertical transfer section by the line shift pulse LS are transferred line by line to the horizontal transfer stage and output, and here, as shown in FIG. Signal A is output. Note that the period in which the field shift pulses FS, FS2 and sweep pulse HD are generated is a vertical blanking period. According to such an electronic shutter function, the photoelectric conversion section is exposed to light and charges are accumulated only during the period from when the field shift pulse FSl is generated until when the field shift pulse FS2 is generated, so that the movement Even when photographing a fast subject, image blur can be reduced. Here, the period from when the field shift pulse FSI is generated until when the field shift pulse FS2 is generated, that is, the exposure time, should be longer than the pulse width of the sweep pulse HD.

このような電子シャッタ機能によって、現在では、1フ
ィールド期間内の露光時間を数十分の1秒まで短くし、
動きの速い被写体に対してもぼけのない鮮明な画像を撮
影することができるようになってきている。
With such an electronic shutter function, it is now possible to shorten the exposure time within one field period to a few tenths of a second.
It has become possible to capture clear, blur-free images even of fast-moving subjects.

しかしながら、上記のような電子シャッタ機能が付加さ
れた、従来の電子カメラ装置では、光電変換部に対する
1回の露光時間が短く1コマ1コマの画像は鮮明になる
ものの、1フィールド期間内に1回だけの露光を行うの
で動きの速い被写体を撮影した場合に、画像の時間的分
解能が低くなるという問題が生じている。
However, in conventional electronic camera devices equipped with the above-mentioned electronic shutter function, although the exposure time for each photoelectric conversion unit is short and the images for each frame are clear, only one image is captured within one field period. Since exposure is performed only once, a problem arises in that the temporal resolution of the image becomes low when a fast-moving subject is photographed.

(発明が解決しようとする課題) 以上のように、電子シャッタ機能を搭載した従来の電子
カメラ装置では、撮影した画像は鮮明である反面、画像
の時間的分解能が低いという問題を有している。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, while the images captured by conventional electronic camera devices equipped with an electronic shutter function are clear, they have a problem in that the temporal resolution of the images is low. .

そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので
、鮮明でしかも時間的分解能の高い画像を撮影すること
ができる極めて良好な電子カメラ装置を提供することを
目的とする。
Therefore, the present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an extremely good electronic camera device that can take clear images with high temporal resolution.

[発明の構成コ (課題を解決するための手段) この発明に係る電子カメラ装置は、固体撮像素子の受光
面に設置される光電変換部に対して、1フィールド期間
内に不要電荷の掃き出しと信号電荷の読み出しとを行な
い、読み出した信号電荷を記録媒体に記録するものを対
象としている。
[Configuration of the Invention (Means for Solving the Problems) The electronic camera device according to the present invention sweeps out unnecessary charges within one field period from a photoelectric conversion unit installed on the light receiving surface of a solid-state image sensor. It is intended for devices that read signal charges and record the read signal charges on a recording medium.

そして、光電変換部に対して1フィールド期間内に不要
電荷の掃き出しと信号電荷の読み出しとを複数回行なわ
せ、受光面の所定の受光領域に対応する光電変換部から
、1フィールド期間内に複数回読み出される信号電荷を
固体撮像素子の出力として取り出すように構成したもの
である。
Then, the photoelectric conversion unit is caused to sweep out unnecessary charges and read signal charges multiple times within one field period, and the photoelectric conversion unit corresponding to a predetermined light receiving area on the light receiving surface is read out multiple times within one field period. The structure is such that the signal charges read out twice are taken out as the output of the solid-state image sensor.

(作用) 上記のような構成によれば、1フィールド期間内に複数
コマの撮影を行うことができるので、鮮明でしかも時間
的分解能の高い画像を撮影することができるものである
(Function) According to the above configuration, multiple frames can be photographed within one field period, so it is possible to photograph clear images with high temporal resolution.

(実施例) 以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。第2図において、11は固体撮像素子で、
水平駆動回路12及び垂直駆動回路13から出力される
種々のパルスによって、不要電荷の掃き出しや信号電荷
の垂直及び水平方向の転送等が制御されることにより、
映像信号が取り出される。この固体撮像素子11から取
り出された映像信号は、第1の信号処理回路14により
ノイズ低減やガンマ補正等の処理が施された後、第2の
信号処理回路15により色分離、変調及び同期信号付加
等の処理が施されて、VTR(ビデオ・テープレコーダ
)16により図示しないテープに記録される。また、上
記テープに記録された映像信号は、V T R1Bを再
生することにより出力端子17から取り出し、図示しな
いテレビジョン受像機等で画像表示される。なお、上述
した水平駆動回路12.垂直駆動回路13.第1及び第
2の信号処理回路14゜15は、マイクロコンピュータ
等を内臓してなるコントロール回路18によって制御さ
れている。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 2, 11 is a solid-state image sensor,
Various pulses output from the horizontal drive circuit 12 and the vertical drive circuit 13 control the sweeping out of unnecessary charges, the vertical and horizontal transfer of signal charges, etc.
A video signal is extracted. The video signal taken out from the solid-state image sensor 11 is subjected to processing such as noise reduction and gamma correction by the first signal processing circuit 14, and then subjected to color separation, modulation, and synchronization signal by the second signal processing circuit 15. After processing such as addition, the data is recorded on a tape (not shown) by a VTR (video tape recorder) 16. Further, the video signal recorded on the tape is taken out from the output terminal 17 by reproducing the VTR1B, and is displayed as an image on a television receiver or the like (not shown). Note that the above-mentioned horizontal drive circuit 12. Vertical drive circuit 13. The first and second signal processing circuits 14 and 15 are controlled by a control circuit 18 that includes a microcomputer or the like.

次に、上記水平駆動回路12及び垂直駆動回路13によ
る、固体撮像素子11の具体的な駆動手段について、第
1図を参照して説明する。すなわち、第1図(a)に示
すように、1フィールド期間の最初にフィールドシフト
パルスFSzを発生し、光電変換部に蓄積された不要電
荷を垂直転送部に転送した後、掃き出しパルスHD、、
を発生して垂直転送部の不要電荷を高速で掃き出す。そ
の後、フィールドシフトパルスFSI2を発生し、フィ
ールドシフトパルスFS++が発生されてからフィール
ドシフトパルスFS1□が発生されるまでの間に、光電
変換部に蓄積された信号電荷を垂直転送部に転送する。
Next, specific driving means for the solid-state image sensor 11 by the horizontal drive circuit 12 and vertical drive circuit 13 will be explained with reference to FIG. That is, as shown in FIG. 1(a), a field shift pulse FSz is generated at the beginning of one field period, and after transferring the unnecessary charges accumulated in the photoelectric conversion section to the vertical transfer section, a sweep pulse HD,...
is generated to sweep away unnecessary charges in the vertical transfer section at high speed. Thereafter, a field shift pulse FSI2 is generated, and the signal charges accumulated in the photoelectric conversion section are transferred to the vertical transfer section during the period from when the field shift pulse FS++ is generated until when the field shift pulse FS1□ is generated.

そして、以後、ラインシフトパルスL S zにより垂
直転送部に転送された信号電荷を1ラインづつ水平転送
段に転送して出力させる。この場合、ラインシフトパル
スL S s+は、垂直転送部に蓄積された1フィール
ド分の全ラインに対応する信号電荷のうち、例えば水平
転送段に近い側から173のライン分に相当する信号電
荷を水平転送段から出力させ得る数だけ発生される。す
なわち、固体撮像素子11からは、その全受光面のうち
、水平転送段に近い側の1/3の受光領域に対応する信
号電荷が、第1図(b)に示すように1フイールドの1
73の映像信号■として出力される。
Thereafter, the signal charges transferred to the vertical transfer section by the line shift pulse L S z are transferred line by line to the horizontal transfer stage and output. In this case, the line shift pulse L S s+ shifts signal charges corresponding to, for example, 173 lines from the side closest to the horizontal transfer stage, out of the signal charges corresponding to all lines for one field accumulated in the vertical transfer section. As many signals as can be output from the horizontal transfer stage are generated. That is, from the solid-state image sensor 11, the signal charge corresponding to the light-receiving area of 1/3 of the entire light-receiving surface on the side closer to the horizontal transfer stage is transmitted to one field of one field as shown in FIG. 1(b).
73 is output as a video signal ■.

次に、ラインシフトパルスL S zの発生後、第1図
(a)に示すように、フィールドシフトパルスFS13
を発生し、光電変換部に蓄積された不要電荷を垂直転送
部に転送する。そして、掃き出しパルスHD、□を発生
して、垂直転送部の不要電荷を高速で掃き出した後、フ
ィールドシフトパルスFS14を発生し、フィールドシ
フトパルスF S 13が発生されてからフィールドシ
フトパルスFS14が発生されるまでの間に、光電変換
部に蓄積された信号電荷を垂直転送部に転送する。
Next, after the line shift pulse L S z is generated, as shown in FIG. 1(a), the field shift pulse FS13 is generated.
is generated, and the unnecessary charges accumulated in the photoelectric conversion section are transferred to the vertical transfer section. Then, after generating sweep pulses HD and □ to sweep out unnecessary charges in the vertical transfer section at high speed, field shift pulse FS14 is generated, and after field shift pulse FS13 is generated, field shift pulse FS14 is generated. The signal charges accumulated in the photoelectric conversion section are transferred to the vertical transfer section.

そして、以後、ラインシフトパルスLS、□により垂直
転送部に転送された信号電荷を1ラインづつ水平転送段
に転送して出力させる。この場合、ラインシフトパルス
LS、□も、垂直転送部に蓄積された1フィールド分の
全ラインを構成する信号電荷のうち、水平転送段に近い
側から1/3のライン分に相当する信号電荷を水平転送
段から出力させ得る数だけ発生される。すなわち、固体
撮像素子11からは、上記と同じ受光領域に対応する信
号電荷が、第1図(b)に示すように映像信号■として
出力される。
Thereafter, the signal charges transferred to the vertical transfer section by the line shift pulses LS and □ are transferred line by line to the horizontal transfer stage and output. In this case, the line shift pulse LS, □ is also a signal charge corresponding to 1/3 line from the side near the horizontal transfer stage among the signal charges constituting all lines for one field accumulated in the vertical transfer section. are generated as many times as can be output from the horizontal transfer stage. That is, the solid-state image sensor 11 outputs signal charges corresponding to the same light-receiving area as described above as a video signal ■ as shown in FIG. 1(b).

次に、ラインシフトパルスL S 、2の発生後、第1
図(a)に示すように、フィールドシフトパルスF S
 、、を発生し、光電変換部に蓄積された不要電荷を垂
直転送部に転送する。そして、掃き出しパルスHD 1
.を発生して、垂直転送部の不要電荷を高速で掃き出し
た後、フィールドシフトパルスF S 、6を発生し、
フィールドシフトパルスFS15が発生されてからフィ
ールドシフトパルスFS、6が発生されるまでの間に、
光電変換部に蓄積された信号電荷を垂直転送部に転送す
る。
Next, after the generation of the line shift pulse L S ,2, the first
As shown in figure (a), field shift pulse F S
, , and transfer unnecessary charges accumulated in the photoelectric conversion section to the vertical transfer section. And sweep pulse HD 1
.. is generated to sweep out unnecessary charges in the vertical transfer section at high speed, and then a field shift pulse F S ,6 is generated,
Between the generation of field shift pulse FS15 and the generation of field shift pulse FS,6,
The signal charges accumulated in the photoelectric conversion section are transferred to the vertical transfer section.

そして、以後、ラインシフトパルスL S I3により
垂直転送部に転送された信号電荷を1ラインづつ水平転
送段に転送して出力させる。この場合、ラインシフトパ
ルスL S +iも、垂直転送部に蓄積された1フィー
ルド分の全ラインを構成する信号電荷のうち、水平転送
段に近い側から1/3のライン分に相当する信号電荷を
水平転送段から出力させ得る数だけ発生される。すなわ
ち、固体撮像素子11からは、上記と同じ受光領域に対
応する信号電荷が、第1図(b)に示すように映像信号
■として出力される。
Thereafter, the signal charges transferred to the vertical transfer section by the line shift pulse LSI3 are transferred line by line to the horizontal transfer stage and output. In this case, the line shift pulse L S +i is also a signal charge corresponding to 1/3 of the lines from the side near the horizontal transfer stage among the signal charges constituting all the lines for one field accumulated in the vertical transfer section. are generated as many times as can be output from the horizontal transfer stage. That is, the solid-state image sensor 11 outputs signal charges corresponding to the same light-receiving area as described above as a video signal ■ as shown in FIG. 1(b).

上記のような固体撮像素子11の駆動手段によれば、1
フィールド期間(1/80秒)に3回露光が行なわれる
ので、時間軸分解能を17180秒に高めることができ
、動きの速い被写体に対しても十分対処することができ
る。また、電子シャッタ機能も行なわれているため、鮮
明な画像を得ることができる。
According to the driving means for the solid-state image sensor 11 as described above, 1
Since exposure is performed three times in a field period (1/80 seconds), the time-axis resolution can be increased to 17180 seconds, and it is possible to sufficiently deal with fast-moving subjects. It also has an electronic shutter function, so you can get clear images.

ここで、上記のような駆動手段によって得られた、1フ
ィールド分の映像信号■、■、■をテレビジョン受像機
に画像表示させると、第3図に示すように、1/180
秒間隔で撮影された画像が3コマ同時に表示されること
になる。そして、この3コマの画像は、現行フォーマッ
トの1フィールド分の映像信号に相当するので、現行の
V T R1Bで容易に記録・再生が可能である。
Here, when the video signals (■, ■, ■) for one field obtained by the above-mentioned driving means are displayed on a television receiver, the image is displayed at 1/180 as shown in FIG.
Three images taken at intervals of seconds will be displayed simultaneously. Since these three frames of images correspond to one field of video signals in the current format, they can be easily recorded and played back on the current VTR1B.

また、図示しないフィールドメモリ等を用いて、第4図
(a)に示すように、1フィールド期間に得られる3コ
マの画像のうち、テレビジョン、受像機の同一位置に表
示される任意の1つの画像■。
Also, by using a field memory (not shown), as shown in FIG. Two images ■.

■のみを順次表示させるようにすると、同図(b)に示
すように有効画面が通常の173の画像が1/60秒間
隔で得られることになる。さらに、フィールドメモリを
用いて、第5図(a)に示すように、1フィールド期間
に得られる3コマの画像を、順次m(m≧2)フィール
ド毎に上から一定間隔で表示させると、同図(b)に示
すように有効画面が通常の173の画像で1/180秒
間隔のスロー再生を行なうことができる。
If only (1) is displayed sequentially, the normal 173 images on the effective screen will be obtained at 1/60 second intervals, as shown in FIG. 3(b). Furthermore, as shown in FIG. 5(a), if a field memory is used to sequentially display three frames of images obtained in one field period from the top at regular intervals every m (m≧2) fields, As shown in FIG. 5B, the effective screen is a normal 173 images, and slow playback can be performed at 1/180 second intervals.

ここで、上記のように1フィールド期間に得られるn枚
(上記実施例ではn=3)分の映像信号からnを検知す
るには、掃き出しパルスHDII(D2.HD3.・・
・・・・による高速掃き出し期間のブランクを利用する
ことができる。すなわち、この高速掃き出し期間は、固
体撮像素子11から映像信号が出力されずブランクにな
っている。このブランクを検出して(数ラインは黒レベ
ルが続く)、このブランクの位置または1フイールド内
の本数が求められれば、上記nを得ることができる。こ
のnは、フィールドメモリをコントロールする際の情報
として用いられる。また、このブランク期間にコード等
の情報をデジタルで付加することも可能であり、最終的
なテレビジョン画面上に、経過時間やシャッタ速度等を
表示させることも可能となる。
Here, in order to detect n from n (n=3 in the above embodiment) video signals obtained in one field period as described above, sweep pulse HDII (D2.HD3...
It is possible to use the blank of the high-speed sweep period by .... That is, during this high-speed sweep period, the solid-state image sensor 11 does not output a video signal and remains blank. By detecting this blank (the black level continues for several lines) and finding the position of this blank or the number of lines in one field, the above n can be obtained. This n is used as information when controlling the field memory. It is also possible to digitally add information such as a code to this blank period, and it is also possible to display elapsed time, shutter speed, etc. on the final television screen.

次に、上記実施例では、有効画面をテレビジョン画面を
縦方向に1/3にした横長な領域としたが、固体撮像素
子11の構成を変更することにより、有効画面の縦横比
を変えることができる。まず、第6図は、従来より使用
されている固体撮像素子の構成を示している。すなわち
、図中19は光電変換部及び垂直転送部よりなるイメー
ジ部で、その図中下部に水平転送段20が設置されてい
る。そして、垂直転送部から水平転送段20に転送され
た信号電荷を水平転送パルスで水平方向に転送すること
により、出力増幅器21を介して出力端子22から1ラ
イン分の信号電荷が取り出される。
Next, in the above embodiment, the effective screen is a horizontally long area that is 1/3 of the television screen in the vertical direction, but by changing the configuration of the solid-state image sensor 11, the aspect ratio of the effective screen can be changed. I can do it. First, FIG. 6 shows the configuration of a conventionally used solid-state image sensor. That is, numeral 19 in the figure is an image section consisting of a photoelectric conversion section and a vertical transfer section, and a horizontal transfer stage 20 is installed at the bottom of the image section. Then, by horizontally transferring the signal charges transferred from the vertical transfer section to the horizontal transfer stage 20 using a horizontal transfer pulse, one line of signal charges is taken out from the output terminal 22 via the output amplifier 21.

ここで、上記水平転送段20には、掃き出しゲート23
を介してドレイン24が付加されている。このドレイン
24には、直流電圧源25からの直流電圧が印加されて
いる。そして、水平転送段20に転送された信号電荷を
水平転送する際に、全電荷を水平転送し終える前に掃き
出しゲート23にゲートパルスGPを供給し、水平転送
段20に残っている信号電荷をドレイン24に掃き出す
ように制御する。その後、垂直転送部から次の1ライン
分の信号電荷を水平転送段20に転送し、以下同様な動
作が繰り返される。
Here, the horizontal transfer stage 20 includes a sweep gate 23.
A drain 24 is added via the drain. A DC voltage from a DC voltage source 25 is applied to this drain 24 . When horizontally transferring the signal charges transferred to the horizontal transfer stage 20, a gate pulse GP is supplied to the sweep gate 23 before horizontal transfer of all the charges is completed, and the signal charges remaining in the horizontal transfer stage 20 are removed. It is controlled so that it is swept out to the drain 24. Thereafter, the signal charges for the next one line are transferred from the vertical transfer section to the horizontal transfer stage 20, and the same operation is repeated thereafter.

このような駆動手段によれば、例えば水平転送段20の
信号電荷が半分だけ水平転送された状態で残りを掃き出
し、次の1ライン分の信号電荷を水平転送段20に転送
することにより、水平転送段2゜から1ライン分の信号
電荷を出力する期間に、2ライン分の信号電荷を半分づ
つ出力することができるものである。
According to such a driving means, for example, half of the signal charges in the horizontal transfer stage 20 are horizontally transferred, the remaining part is swept out, and the signal charges for the next one line are transferred to the horizontal transfer stage 20, thereby horizontally transferring the signal charges to the horizontal transfer stage 20. During the period in which the transfer stage 2° outputs the signal charges for one line, it is possible to output half the signal charges for two lines at a time.

そこで、この第6図に示す固体撮像素子を変形し、第7
図に示すように、掃き出しゲート26及びドレイン27
を水平転送段20の中央部に設置し、それぞれ直流電圧
源28.29から直流電圧を印加させるようにする。こ
のようにすることにより、水平転送段20に転送された
信号電荷が水平転送パルスで転送されるとき、掃き出し
ゲート26より図中右側にある信号電荷は掃き出され、
掃き出しゲート26より図中左側にある1ラインの半分
の信号電荷のみが出力されることになる。このため、1
ラインの半分の信号電荷が出力された後、次の1ライン
分の信号電荷を水平転送段20に転送することにより、
第6図に示したように水平転送段20の全域に掃き出し
ゲート23やドレイン24を設置したり、ゲートパルス
GPを生成して掃き出しゲート23に供給したりする必
要なく、水平転送段20から1ライン分の信号電荷を出
力する期間に、2ライン分の信号電荷を半分づつ出力す
ることができるものである。
Therefore, we modified the solid-state image sensor shown in FIG.
As shown in the figure, the sweep gate 26 and the drain 27
are installed in the center of the horizontal transfer stage 20, and DC voltage is applied from DC voltage sources 28 and 29, respectively. By doing this, when the signal charges transferred to the horizontal transfer stage 20 are transferred by the horizontal transfer pulse, the signal charges on the right side in the figure are swept out from the sweep gate 26,
Only half of the signal charge of one line on the left side of the figure is output from the sweep gate 26. For this reason, 1
After the signal charges for half of the line are output, by transferring the signal charges for the next one line to the horizontal transfer stage 20,
As shown in FIG. 6, there is no need to install a sweep gate 23 or a drain 24 in the entire area of the horizontal transfer stage 20, or to generate a gate pulse GP and supply it to the sweep gate 23. During the period in which signal charges for a line are output, half of the signal charges for two lines can be output at a time.

すなわち、水平転送段20には、第8図(a)に斜線で
示すように、1水平転送期間に2回の水平転送パルスが
供給される。また、第7図に示す固体撮像素子に対して
は、第8図(b)に示すように、1フィールド期間内に
3回露光が行われる。
That is, horizontal transfer pulses are supplied to the horizontal transfer stage 20 twice in one horizontal transfer period, as shown by diagonal lines in FIG. 8(a). Furthermore, the solid-state image sensor shown in FIG. 7 is exposed three times within one field period, as shown in FIG. 8(b).

このように駆動することにより、固体撮像素子の全受光
面つまりイメージ部19のうち、第9図に斜線で示す受
光領域の信号電荷のみが繰り返し読み出されることにな
る。そして、このようにして得られた映像信号を現行の
フォーマットに合せると、第10図に示すような画像が
表示される。この場合、1水平転送期間に2ライン分の
信号電荷が出力されているので、画面上では、ライン(
1)。
By driving in this manner, only the signal charges in the light-receiving area indicated by diagonal lines in FIG. 9 out of the entire light-receiving surface of the solid-state image sensor, that is, the image section 19, are repeatedly read out. When the video signal thus obtained is adapted to the current format, an image as shown in FIG. 10 is displayed. In this case, two lines worth of signal charges are output during one horizontal transfer period, so the line (
1).

(2)の順序で水平走査が行なわれ画像が形成される。Horizontal scanning is performed in the order (2) to form an image.

次に、この発明は、第1図に示したような電子シャッタ
機能を用いたカメラだけに適用されるのではなく、電子
シャッタ機能を用いないカメラにも広く適用することが
できる。すなわち、第11図(a)に示すように、1フ
ィールド期間の最初に、掃き出しパルスHD2.を発生
して垂直転送部の不要電荷を高速で掃き出す。その後、
フィールドシフトパルスFS21を発生し、光電変換部
に蓄積された信号電荷を垂直転送部に転送する。そして
、ラインシフトパルスLS2.により垂直転送部に転送
された信号電荷を、画面の1/3の領域性だけ、1ライ
ンづつ水平転送段に転送して出力させ、第11図(b)
に示すように映像信号aを得る。
Next, the present invention is not only applicable to cameras using an electronic shutter function as shown in FIG. 1, but also widely applicable to cameras that do not use an electronic shutter function. That is, as shown in FIG. 11(a), at the beginning of one field period, sweep pulse HD2. is generated to sweep away unnecessary charges in the vertical transfer section at high speed. after that,
A field shift pulse FS21 is generated to transfer the signal charges accumulated in the photoelectric conversion section to the vertical transfer section. Then, line shift pulse LS2. The signal charges transferred to the vertical transfer section are transferred line by line to the horizontal transfer stage for an area of 1/3 of the screen and output, as shown in Fig. 11(b).
A video signal a is obtained as shown in FIG.

その後、第11図(a)に示すように掃き出しパルスH
D22を発生して垂直転送部の不要電荷を高速で掃き出
し、フィールドシフトパルスFS22を発生して、フィ
ールドシフトパルスFS2□が発生されてからフィール
ドシフトパルスFS2□が発生されるまでの間に、光電
変換部に蓄積された信号電荷を垂直転送部に転送する。
After that, as shown in FIG. 11(a), the sweep pulse H
D22 is generated to sweep out unnecessary charges in the vertical transfer section at high speed, and a field shift pulse FS22 is generated. The signal charges accumulated in the conversion section are transferred to the vertical transfer section.

以下同様に、ラインシフトパルスLS2□により信号電
荷が1ラインづつ出力され、第11図(b)に示すよう
に映像信号すを得る。
Similarly, signal charges are output line by line by line shift pulse LS2□ to obtain a video signal as shown in FIG. 11(b).

上記のように、電子シャッタ機能を用いなくても、露光
時間を従来の1フィールド期間よりも短くすることがで
きるので、動きの速い被写体の撮影に対しても画像のぼ
けを低減することができる。
As mentioned above, even without using the electronic shutter function, the exposure time can be made shorter than the conventional one-field period, making it possible to reduce image blur even when photographing fast-moving subjects. .

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
することができる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof.

[発明の効果コ 以上詳述したようにこの発明によれば、鮮明でしかも時
間的分解能の高い画像を撮影することができる極めて良
好な電子カメラ装置を提供することができる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide an extremely good electronic camera device that can take clear images with high temporal resolution.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第2図はそれぞれこの発明に係る電子カメラ
装置の一実施例を説明するためのタイミング図及びブロ
ック構成図、第3図は同実施例の画面表示を説明するた
めの図、第4図及び第5図はそれぞれ同実施例の画面表
示の変形例を示す図、第6図は従来の固体撮像素子の詳
細を示す図、第7図はこの発明に使用するように変形し
た固体撮像素子を示す図、°第8図は同変形した固体撮
像素子の駆動を説明するためのタイミング図、第9図は
同変形した固体撮像素子の受光面を示す図、第10図は
図は同変形した固体撮像素子による画面表示を説明する
ための図、第11図は同実施例の変形例を説明するため
のタイミング図、第12図は従来の電子カメラ装置を説
明するためのタイミング図である。 11・・・固体撮像素子、12・・・水平駆動回路、1
3・・・垂直駆動回路、14・・・第1の信号処理回路
、15・・・第2の信号処理回路、16・・・VTR,
17・・・出力端子、18・・・コントロール回路、1
9・・・イメージ部、20・・・水平転送段、21・・
・出力増幅器、22・・・出力端子、23・・・掃き出
しゲート、24・・・ドレイン、25・・・直流電圧源
、26・・・掃き出しゲート、27・・・ドレイン、2
8.29・・・直流電圧源。
1 and 2 are a timing diagram and a block configuration diagram, respectively, for explaining an embodiment of an electronic camera device according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram for explaining a screen display of the embodiment, and FIG. 4 and 5 respectively show modified examples of the screen display of the same embodiment, FIG. 6 shows details of a conventional solid-state image sensor, and FIG. 7 shows a solid-state modified to be used in the present invention. Figure 8 is a timing diagram for explaining the driving of the modified solid-state imaging device; Figure 9 is a diagram showing the light-receiving surface of the modified solid-state imaging device; Figure 10 is a diagram showing the light receiving surface of the modified solid-state imaging device; A diagram for explaining the screen display by the modified solid-state image sensor, FIG. 11 is a timing diagram for explaining a modification of the same embodiment, and FIG. 12 is a timing diagram for explaining the conventional electronic camera device. It is. 11... Solid-state image sensor, 12... Horizontal drive circuit, 1
3... Vertical drive circuit, 14... First signal processing circuit, 15... Second signal processing circuit, 16... VTR,
17... Output terminal, 18... Control circuit, 1
9... Image section, 20... Horizontal transfer stage, 21...
- Output amplifier, 22... Output terminal, 23... Sweep gate, 24... Drain, 25... DC voltage source, 26... Sweep gate, 27... Drain, 2
8.29...DC voltage source.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 固体撮像素子の受光面に設置される光電変換部に対して
、1フィールド期間内に不要電荷の掃き出しと信号電荷
の読み出しとを行ない、読み出した信号電荷を記録媒体
に記録する電子カメラ装置において、前記光電変換部に
対して1フィールド期間内に不要電荷の掃き出しと信号
電荷の読み出しとを複数回行なわせ、前記受光面の所定
の受光領域に対応する前記光電変換部から、1フィール
ド期間内に複数回読み出される信号電荷を前記固体撮像
素子の出力として取り出すように構成してなることを特
徴とする電子カメラ装置。
In an electronic camera device that sweeps out unnecessary charges and reads signal charges within one field period from a photoelectric conversion unit installed on a light receiving surface of a solid-state image sensor, and records the read signal charges on a recording medium, The photoelectric conversion unit is caused to sweep out unnecessary charges and read signal charges multiple times within one field period, and the photoelectric conversion unit corresponding to a predetermined light receiving area of the light receiving surface is charged within one field period. An electronic camera device characterized in that the electronic camera device is configured to extract signal charges read out multiple times as an output of the solid-state image sensor.
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