JPH04167777A - 撮像装置及び固体撮像素子の駆動装置 - Google Patents

撮像装置及び固体撮像素子の駆動装置

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JPH04167777A
JPH04167777A JP2291817A JP29181790A JPH04167777A JP H04167777 A JPH04167777 A JP H04167777A JP 2291817 A JP2291817 A JP 2291817A JP 29181790 A JP29181790 A JP 29181790A JP H04167777 A JPH04167777 A JP H04167777A
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JP
Japan
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periodic timing
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sensing means
period
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Application number
JP2291817A
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English (en)
Inventor
Teruo Hieda
輝夫 稗田
Kenji Hisama
久間 賢治
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Canon Inc
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Canon Inc
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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、例えば、ビデオカメラ等に用いる固体撮像素
子等の撮像装置並ひに固体撮像素子の駆動装置に関する
ものである。
[従来の技術] 従来、ビデオカメラ等で露出補正と呼ばれる機能を実現
するための手段として、撮像素子に入射する光量を直接
制御する絞り羽根等を用いるものや、撮像素子の電荷蓄
積時間を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を用いる
ものがあった。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記の従来例のうち、絞り羽根を用いる
手法では、絞り羽根及びその周辺の機構部材が必要であ
るため、ビデオカメラ等の大型化や高コスト化を招くと
いう問題点があった。また電子シャッタ機能を用いる手
法では、撮像画の動きが不自然になるという問題点があ
った。
以下、上記問題点のうち、電子シャッタ機能を用いる手
法における問題点を更に詳しく述べる。
第3図はインクライントランスファ型CCDの概念図で
、1は光電変換をするセンサ部、2は垂直転送レジスタ
、4は水平転送レジスタ、5は出力アンプである。図中
のA−A’線に沿った断面図及びポテンシャル図が第4
図である。
第4図中、6は画素分離用のチャンネルストップ(cs
)、7はセンサ部1に蓄積された電荷を垂直転送レジス
タ2に移すためのリードアウトゲート(ROG) 、8
はサブストレート、9は酸化膜である。
電子シャッタ時の動作を第4図及び第5図を用いて説明
する。第5図は、標準テレビジョン信号の1フィールド
分における図であり、φROGはリードアウトゲート7
に印加されるパルスで、論理レベル゛H”のときに、リ
ードアウトゲート7のポテンシャルが下がり、センサ部
1の電荷を垂直転送レジスタ2に移す。除去パルスφS
UBは、サブストレート8に印加されるパルスであり、
°“H”のときにセンサ部1に蓄積された電荷をφSU
B端子を通して外部に掃き出す(除去する)。
この従来例では第5図において、φROGが垂直帰線期
間中にあり、φSUBは、水平帰線期間中にある。時刻
toにセンサ部1の電荷を読み出した後、次の期間が始
まるが、時刻tlまでの水平帰線期間中に、φ5UB=
”H”となるので、toからtlまでの電荷はセンサ部
1には残っていない。時刻tlからt2までの間ばφ5
UB=゛L”なので、この期間の電荷はセンサ部1に蓄
積され、時刻t2のφROG= ’“H”パルスで、垂
直転送レジスタ2に移される。結局、この場合の露光時
間は(t2−tl )となる。
よって、電子シャッタとしての機能は十分に果たすもの
の、従来の電子シャッタ機能を露出補正として用いる場
合、特に露光時間を連続して可変し用いようとすると、
それぞれの露光時間における動解像度の差がそのまま画
面上に現われ、1フイールド毎に動解像度が変化すると
いう様な非常に見苦しい画面になることかあるという問
題点があった。
従って、本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、動解像度の一定した
、さらには、被写体の条件に適した露出補正のできる電
子シャッター機能を実現する撮像装置及び固体撮像素子
の駆動装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上述の課題を解決し目的を達成するために、本発明の撮
像装置は、所定の複数回n1、各々所定の期間tiで離
散的に蓄積を行うことにより所定の総合的蓄積時間T=
nl ×tlを得る第1の駆動モードを有すると共に、
同じ総合的蓄積時間Tを得るために前記第1の駆動モー
ドとは異なる回数n2で、各蓄積の期間をt2  (但
し、T=n2×t2)とした第2の駆動モードを有する
制御手段を備えたものである。
また、本発明の固体撮像素子の駆動装置は、光信号を受
けて光電変換を行い、情報の蓄積を行うセンシング手段
と、該センシング手段から情報を読み込む第1の記憶手
段と、該第1の記憶手段からの情報を記憶する第2の記
憶手段と、前記センシング手段の情報を除去する除去手
段とを有し、1フィールド期間内に2口辺上間欠的に前
記センシング手段の情報を前記除去手段によって除去さ
せることにより、情報蓄積時間を制御する固体撮像素子
の駆動装置であって、1フィールド期間内で、垂直同期
信号の後に第1の周期的タイミングで前記除去手段を動
作させ、更に前記第1の周期的タイミングと同一周期で
かつ該第1の周期的タイミングから所定時間t1だけ遅
れた第2の周期的タイミングで前記センシング手段から
の情報を、前記第1の記憶手段に読み込む第1の駆動モ
ードと、前記第1の周期的タイミングを所定の分周比で
分周した第3の周期的タイミングで前記除去手段を動作
させると同時に、前記第2の周期的タイミングを前記分
周比と同一の分周比で分周した第4の周期的タイミング
で前記センシング手段からの情報を、前記第1の記憶手
段に読み込む第2の駆動モードを有し、かかる第1の駆
動モードと、第2の駆動モードを選択可能としたもので
ある。
[イ乍用] 上2の構成において、本発明は、1フィールド期間内で
離散的蓄積を行うことにより、動解像度を一定にするこ
とが出来る様に作用する。また、同じ総合的蓄積期間を
得るにも、離散的蓄積を細かく行うモードと、粗く行う
モードを被写体の条件に応じて選択することにより、被
写体の条件に適した露出制御を行うことが出来る。
[実施例コ 以下、本発明の好適な一実施例について図面を参照して
詳細に説明する。
第2図は、本発明の実施例で用いるCCDセンサの概念
図である。このセンサはフレームインターライントラン
スファ型CCDと呼ばれるもので、第3図との相違点は
記憶部3(第2の記憶手段)があることである。記憶部
3の記憶セルの数は、センサ部1 (センシング手段)
のセルの数と同じである。
センサ部lからの電荷は垂直転送レジスタ2(第1の記
憶手段)に移された後、垂直帰線期間中に記憶部3に転
送され、その後、所定のタイミングで水平転送レジスタ
4に移され、出力アンプ5を通して読み出されて行(。
また、第2図のA−Allに沿う断面図及びポテンシャ
ル図は、第4図と同様であり、前述の電荷掃き出しの機
構及びセンサ部1から垂直転送レジスタ2への電荷読出
しの機構も同様である。
第1図は、本実施例の動作を説明する図で、第2図に示
すCCDセンサ自体で露出補正をするときの駆動の仕方
を説明するものである。第1図(a)は第1の駆動モー
ド、第1図(b)は、第2の駆動モードの動作を示した
ものである。
第1図(a)において、時刻F1で、直前までセンサ部
1に蓄積されていた電荷は、センサ部1より垂直転送レ
ジスタ2に送られ、垂直転送レジスタ2からば1フィー
ルド分の電荷が垂直帰線期間中に高速に記憶部3に送ら
れる(図中の垂直転送期間)。その後、図に示す様に、
垂直同期信号の後の第1の周期的タイミング(時刻Sl
。
S2.・・・、5nl)でφSUB除去パルスが発生さ
れ、また、ψROG転送パルスは、第1の周期的タイミ
ングと同一周期の第2の周期的タイミング(時刻R1、
R2、・・・、Rn1)で発生される。これにより電荷
の掃き出しく除去)と蓄積が交互に行われる。
ここで、φSUE除去パルスの発生タイミングSl 、
 S2 、−、 Snl及び、φROG転送パルスの発
生タイミングR1、R2、・・・、Rnlは、標準テレ
ビジョン信号の水平帰線期間の中、あるいは近傍に設定
されている。これはφSUB除去パルスあるいは、φR
OG転送パルスを上記以外のタイミングで発生させると
、画面上にノイズとして見えてしまうからである。
図示するごとく、時刻R1、R2、・・・、Rnlで発
生されるφROG転送パルスは、時刻Sl、S2、・・
・、Snlで発生されるφSOB除去パルスに対してそ
れぞれ所定時間t1だけ遅れた関係になっている。した
がって、このφSUB除去パルスとφROG転送パルス
の時間差t1に相当する期間al 、 a2 、・・・
、 an−1、anlが実際の蓄積期間となり、電荷の
蓄積が離数的に行われる。
時刻R1、R2、・・・、Rnlにおいて、読み出しパ
ルスφROGによりセンサ部1がら垂直転送レジスタ2
へ電荷が移動する。よって時刻Rnlで転送パルスφR
OGが“H”である期間が終った直後の垂直転送レジス
フ2には、蓄積期間al、a2、・・・、anlの間に
センサ部1に発生した電荷の総和が蓄積されていること
となる。即ち、■フィールド期間内における除去パルス
φSUBの各印加期間、回数により垂直転送レジスタ2
に蓄積される電荷の総和か制御され、CCDセンセン体
がシャッタとして機能する。
一方、第1図(b)において、φSUB除去パルスの発
生タイミング(時刻S1°、S2’、・・・。
Sn2’)および、φROG転送パルスの発生タイミン
グ(時刻R1’、 R2’、−、Rn2’ )は、それ
ぞれ、第1図(a)におけるφSUB除去パルスの発生
タイミング及びφROG読み出しパルスの発生タイミン
グを1/2に分周したものである。
第1図(a)と比較して、φSUB除去パルス及びφR
OG読み出しパルスの数は、半減しているが、φSUB
除去パルスとφROG読み出しパルスの時間差t2はt
lの2倍になっている。したがって、蓄積期間al’、
 a2’、−、an2’は、それぞれ2倍になっており
、1フィールド期間内のトータルの蓄積時間Tは、第1
図(a)の場合と同じである。
したがって、上述したような方法によれば、1フィール
ド期間内のトータルの蓄積時間を同一にしながら、蓄積
時間を細かく分布させたり、粗く分布させたりすること
が可能になる。
次に、第1の駆動モードと第2の駆動モードの使い分け
について説明する。
まず、ブルーミング現象に対する二つの駆動モードの差
異について説明する。撮影しようとする画面内の一部に
強い光が入射した場合、その強い光が当たった部分のセ
ンサ部1では、電荷の蓄積可能量を越えてしまい、電荷
があふれ出てしまう。このような電荷のオーバーフロー
が起きると、センサ部1からあふれ出た電荷は、信号転
送部などに流れ込んで、結果としてブルーミングと呼ば
れる、画面上に縦に白い帯が現れる現象が起きて非常に
見苦しい画面になる。
電荷のオーバーフローは、1フィールド期間内での連続
した蓄積時間が長いはどセンサ部1に溜まる電荷が多く
なるので起こりやす(なる。逆に、1フィールド期間内
での蓄積時間を細か(分割して、センサ部lの電荷を、
小まめに、垂直転送レジスタ2に送る様にすれば、ブル
ーミングを起こりにくくすることが出来る。つまり、第
1図(a)の第1の駆動モードの様に蓄積時間を細か(
分割した場合の方が、第1図(b)の第2の駆動モード
の様に蓄積時間を粗く分割した場合よりもブルーミング
が起こりにくくなる。
次に、被写体の動きの速さによる二つのモードの差異に
ついて説明する。まず、動きの比較的遅い被写体に対し
て、第1の駆動モードを適用した場合には、細かな蓄積
期間同士の時間間隔が短いために、複数の像がオーバー
ラツプしたような画像になり、見苦しい画面になること
がある。これに対して、第2の駆動モードを適用した場
合には、細かな蓄積期間同士の時間間隔が長いため、ス
トロボスコープ的な飛び飛びの像が得られるので、違和
感のない画面が得られる。また、動きの速い被写体に対
しては、第1の駆動モードを用いた場合でも、飛び飛び
の像が得られるので違和感がない。
従って、たとえば、被写体の動きが速く、画面内に強い
スポット光があるような場合には、第1の駆動モードを
選択し、被写体の動きが遅く、画面内に余り強いスポッ
ト光がないような場合には、第2の駆動モードを選択す
るという様に、二つのモードを使い分けることにより、
被写体の条件に適した露出制御が可能となる。
さらに、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で上記実
施例を修正もしくは、変形したものに適用可能である。
例えば、本実施例では、1フィールド期間が1/60秒
の場合について説明したが、この時間に限定されるもの
ではない。また、二次元センサーばかりではなく、−次
元センサーに適用しても良い。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、1フィールド期間
内で、離散的蓄積を行うことにより、動解像度を一定に
することが出来るという効果がある。また、同じ総合的
蓄積期間を得るにも、離散的蓄積を細かく行うモードと
、粗く行うモードを被写体の条件に応じて選択すること
により、被写体の条件に適した露出制御を行うことが出
来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、(b)は本発明の実施例の動作を説明す
る図、 第2図は同実施例で用いるフレームインターライントラ
ンスファ型CCDの概念図、 第3図はインターライントランスファ型CCDの概念図
、 第4図は第3図のA−A′線に沿う断面図及びポテンシ
ャル図、 第5図は従来の電子シャックの動作を説明する図である
。 図中、1・・・センサ部(センシング部)、2・・・垂
直転送レジスタ(第1の記憶手段)、3・・・記憶部(
第2の記憶手段)である。 〈       ジ 第5

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所定の複数回n1、各々所定の期間t1で離散的
    に蓄積を行うことにより所定の総合的蓄積時間T=n1
    ×t1を得る第1の駆動モードを有すると共に、同じ総
    合的蓄積時間Tを得るために前記第1の駆動モードとは
    異なる回数n2で、各蓄積の期間をt2(但し、T=n
    2×t2)とした第2の駆動モードを有する制御手段を
    備えた撮像装置。
  2. (2)光信号を受けて光電変換を行い、情報の蓄積を行
    うセンシング手段と、該センシング手段から情報を読み
    込む第1の記憶手段と、該第1の記憶手段からの情報を
    記憶する第2の記憶手段と、前記センシング手段の情報
    を除去する除去手段とを有し、1フィールド期間内に2
    回以上間欠的に前記センシング手段の情報を前記除去手
    段によつて除去させることにより、情報蓄積時間を制御
    する固体撮像素子の駆動装置であつて、 1フィールド期間内で、垂直同期信号の後に第1の周期
    的タイミングで前記除去手段を動作させ、更に前記第1
    の周期的タイミングと同一周期でかつ該第1の周期的タ
    イミングから所定時間を1だけ遅れた第2の周期的タイ
    ミングで前記センシング手段からの情報を、前記第1の
    記憶手段に読み込む第1の駆動モードと、 前記第1の周期的タイミングを所定の分周比で分周した
    第3の周期的タイミングで前記除去手段を動作させると
    同時に、前記第2の周期的タイミングを前記分周比と同
    一の分周比で分周した第4の周期的タイミングで前記セ
    ンシング手段からの情報を、前記第1の記憶手段に読み
    込む第2の駆動モードを有し、 かかる第1の駆動モードと、第2の駆動モードを選択可
    能ならしめた事を特徴とする固体撮像素子の駆動装置。
  3. (3)前記センシング手段から前記第1の記憶手段へ情
    報を移動させるタイミング及び、前記センシング手段の
    情報を除去するタイミングが、標準テレビジョン信号の
    水平帰線期間の中、あるいは近傍であることを特徴とす
    る請求項第2項に記載の固体撮像素子の駆動装置。
JP2291817A 1990-10-31 1990-10-31 撮像装置及び固体撮像素子の駆動装置 Pending JPH04167777A (ja)

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DE69130915T DE69130915T2 (de) 1990-10-31 1991-10-30 Festkörper-Bildsensorsteuerung
EP91310027A EP0484134B1 (en) 1990-10-31 1991-10-30 Control of solid-state image sensor
US08/483,865 US5675381A (en) 1990-10-31 1995-06-07 Control of solid-state image sensor
US08/487,147 US5585848A (en) 1990-10-31 1995-06-07 Control of solid-state image sensor

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01165271A (ja) * 1987-12-21 1989-06-29 Sony Corp 固体撮像装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01165271A (ja) * 1987-12-21 1989-06-29 Sony Corp 固体撮像装置

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