JPH04237266A - 固体撮像素子を用いた撮像装置 - Google Patents
固体撮像素子を用いた撮像装置Info
- Publication number
- JPH04237266A JPH04237266A JP3005187A JP518791A JPH04237266A JP H04237266 A JPH04237266 A JP H04237266A JP 3005187 A JP3005187 A JP 3005187A JP 518791 A JP518791 A JP 518791A JP H04237266 A JPH04237266 A JP H04237266A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transfer path
- imaging device
- charge transfer
- circuit
- signal
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子シャッターを任意
のタイミングで動作可能とした固体撮像素子を用いた撮
像装置に関する。
のタイミングで動作可能とした固体撮像素子を用いた撮
像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像素子（ＣＣＤ）を用いた撮像装
置（ムービーカメラ）において、電子シャッターを用い
てシャッター速度の制御を行う場合、通常の駆動時は１
／６０秒のシャッター速度でシャッターを動作をさせて
いる。そのため、動きの早い被写体を撮像すると画像に
ぼけが生じる。そこで、このぼけを防止するために、シ
ャッター時間を短くして撮像している。しかし、このよ
うな動作をさせると、シャッター時間（信号蓄積期間）
とシャッター時間以外の時間（不要電荷蓄積期間）とを
区別し、信号蓄積期間のみの電荷を読み出す必要がある
。そのためには、ＣＣＤの受光面のフォトダイオードか
ら不要電荷を除去した後、シャッター時間に対応した信
号電荷を読み出す必要がある。
置（ムービーカメラ）において、電子シャッターを用い
てシャッター速度の制御を行う場合、通常の駆動時は１
／６０秒のシャッター速度でシャッターを動作をさせて
いる。そのため、動きの早い被写体を撮像すると画像に
ぼけが生じる。そこで、このぼけを防止するために、シ
ャッター時間を短くして撮像している。しかし、このよ
うな動作をさせると、シャッター時間（信号蓄積期間）
とシャッター時間以外の時間（不要電荷蓄積期間）とを
区別し、信号蓄積期間のみの電荷を読み出す必要がある
。そのためには、ＣＣＤの受光面のフォトダイオードか
ら不要電荷を除去した後、シャッター時間に対応した信
号電荷を読み出す必要がある。
【０００３】ここで、このような動作をするフレームイ
ンタライントランスファ方式の電荷結合型固体撮像素子
（ＦＩＴ−ＣＣＤ）の構造について図３、図４を用いて
説明する。
ンタライントランスファ方式の電荷結合型固体撮像素子
（ＦＩＴ−ＣＣＤ）の構造について図３、図４を用いて
説明する。
【０００４】ＣＣＤは主としてドレイン部３２、受光部
３４、蓄積部３６、水平電荷転送路３８等から構成され
る。そして、受光部３４には垂直方向Ｖおよび水平方向
Ｈに多数のフォトダイオードＰＤがマトリクス状に配列
され、且つフォトダイオードＰＤの各列には隣接して垂
直電荷転送路ＶＢＣＣＤが形成され、フォトダイオード
ＰＤと垂直電荷転送路ＶＢＣＣＤの間にはトランスファ
ゲートＴＧが形成される。なお、フォトダイオードＰＤ
部以外の領域、すなわち、蓄積部３６、垂直電荷転送路
ＶＢＣＣＤ、水平電荷転送路３８等の上面には各々の部
分に入射する光線を遮断するために遮光膜が形成されて
いる。
３４、蓄積部３６、水平電荷転送路３８等から構成され
る。そして、受光部３４には垂直方向Ｖおよび水平方向
Ｈに多数のフォトダイオードＰＤがマトリクス状に配列
され、且つフォトダイオードＰＤの各列には隣接して垂
直電荷転送路ＶＢＣＣＤが形成され、フォトダイオード
ＰＤと垂直電荷転送路ＶＢＣＣＤの間にはトランスファ
ゲートＴＧが形成される。なお、フォトダイオードＰＤ
部以外の領域、すなわち、蓄積部３６、垂直電荷転送路
ＶＢＣＣＤ、水平電荷転送路３８等の上面には各々の部
分に入射する光線を遮断するために遮光膜が形成されて
いる。
【０００５】また、垂直電荷転送路ＶＢＣＣＤの上面に
は電荷転送用の電極群（図示せず）が形成される。
は電荷転送用の電極群（図示せず）が形成される。
【０００６】蓄積部３６には、垂直電荷転送路ＶＢＣＣ
Ｄに対応して電荷転送路が形成され、その電荷転送路で
電荷が蓄積される。それらの電荷転送路の上面には転送
電極群（図示せず）が形成される。
Ｄに対応して電荷転送路が形成され、その電荷転送路で
電荷が蓄積される。それらの電荷転送路の上面には転送
電極群（図示せず）が形成される。
【０００７】水平電荷転送路３８は、蓄積部３６の電荷
転送路群に対応して設けられる。上記のように構成され
たＣＣＤの動作の概要について次に説明する。
転送路群に対応して設けられる。上記のように構成され
たＣＣＤの動作の概要について次に説明する。
【０００８】先ず、フォトダイオードＰＤに蓄積された
電荷はトランスファゲートＴＧにパルスを加えることに
より垂直電荷転送路ＶＢＣＣＤに転送される。トランス
ファゲートＴＧを駆動するためのゲート電極は垂直電荷
転送路ＶＢＣＣＤの転送電極と一体に形成され、駆動信
号を所定のタイミングで加えることによりトランスファ
ゲートＴＧを導通状態にすることができる。
電荷はトランスファゲートＴＧにパルスを加えることに
より垂直電荷転送路ＶＢＣＣＤに転送される。トランス
ファゲートＴＧを駆動するためのゲート電極は垂直電荷
転送路ＶＢＣＣＤの転送電極と一体に形成され、駆動信
号を所定のタイミングで加えることによりトランスファ
ゲートＴＧを導通状態にすることができる。
【０００９】そして、垂直電荷転送路ＶＢＣＣＤの電極
群に４相の駆動パルスφＩ１、φＩ２、φＩ３、φＩ４
を印加することによって、垂直電荷転送路ＶＢＣＣＤの
電荷を垂直方向へ転送する。
群に４相の駆動パルスφＩ１、φＩ２、φＩ３、φＩ４
を印加することによって、垂直電荷転送路ＶＢＣＣＤの
電荷を垂直方向へ転送する。
【００１０】一方、蓄積部３６においては、電荷転送路
の上面に積層された転送電極群に４相の駆動信号φＳ１
、φＳ２、φＳ３、φＳ４を印加することにより、垂直
電荷転送路ＶＢＣＣＤからの信号を電荷転送路に転送し
蓄積する。蓄積部３６に蓄積された信号は、水平電荷転
送路３８に転送され、水平電荷転送路３８の上面に形成
された転送電極群に印加される２相の信号φＨ１、φＨ
２により水平方向へ転送される。そして、リセットゲー
ト４０、出力ゲート４２、出力増幅器４６を介して出力
される。
の上面に積層された転送電極群に４相の駆動信号φＳ１
、φＳ２、φＳ３、φＳ４を印加することにより、垂直
電荷転送路ＶＢＣＣＤからの信号を電荷転送路に転送し
蓄積する。蓄積部３６に蓄積された信号は、水平電荷転
送路３８に転送され、水平電荷転送路３８の上面に形成
された転送電極群に印加される２相の信号φＨ１、φＨ
２により水平方向へ転送される。そして、リセットゲー
ト４０、出力ゲート４２、出力増幅器４６を介して出力
される。
【００１１】上記のように構成されたＦＩＴ−ＣＣＤの
ムービー時の動作では、フォトダイオードＰＤに入射し
た光線がそこで光電変換され蓄積される。信号蓄積期間
に蓄積された電荷は隣接の垂直電荷転送路ＶＢＣＣＤに
所定のタイミングで転送されるが、信号蓄積期間以外の
期間に蓄積された電荷は不要であるから垂直電荷転送路
ＶＢＣＣＤに転送し、スミア電荷の掃き出しと同様に掃
き出す。ところが、不要電荷をフォトダイオードＰＤか
ら隣接の垂直電荷転送路ＶＢＣＣＤに転送する場合、垂
直ブランキング期間外で行う場合には、画像に影響を与
えないために、水平ブランキング期間内に不要電荷を垂
直電荷転送路ＶＢＣＣＤに転送しておき、掃き出しは垂
直ブランキング期間に行うようにしている。
ムービー時の動作では、フォトダイオードＰＤに入射し
た光線がそこで光電変換され蓄積される。信号蓄積期間
に蓄積された電荷は隣接の垂直電荷転送路ＶＢＣＣＤに
所定のタイミングで転送されるが、信号蓄積期間以外の
期間に蓄積された電荷は不要であるから垂直電荷転送路
ＶＢＣＣＤに転送し、スミア電荷の掃き出しと同様に掃
き出す。ところが、不要電荷をフォトダイオードＰＤか
ら隣接の垂直電荷転送路ＶＢＣＣＤに転送する場合、垂
直ブランキング期間外で行う場合には、画像に影響を与
えないために、水平ブランキング期間内に不要電荷を垂
直電荷転送路ＶＢＣＣＤに転送しておき、掃き出しは垂
直ブランキング期間に行うようにしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従って、不要電荷をフ
ォトダイオードＰＤから垂直電荷転送路ＶＢＣＣＤに掃
き出すタイミングが従来のものは水平ブランキング期間
に行うようにしているので、シャッター速度が高速にな
ると、正確なシャッター速度が得られないという問題が
存在した。例えば、１／２０００秒のシャッター速度に
しようとしても、１水平走査期間が６３．５μｓｅｃ
であるから、５００μｓｅｃ に一番近い数値は６３．
５×８＝５０８μｓｅｃであり、１／２０００秒が１／
１９６８．５秒になり、１／５０００秒の場合には２０
０μｓｅｃ に一番近いのは６３．５×３＝１９０．５
μｓｅｃとなり１／５２４９．３秒になってしまう。
ォトダイオードＰＤから垂直電荷転送路ＶＢＣＣＤに掃
き出すタイミングが従来のものは水平ブランキング期間
に行うようにしているので、シャッター速度が高速にな
ると、正確なシャッター速度が得られないという問題が
存在した。例えば、１／２０００秒のシャッター速度に
しようとしても、１水平走査期間が６３．５μｓｅｃ
であるから、５００μｓｅｃ に一番近い数値は６３．
５×８＝５０８μｓｅｃであり、１／２０００秒が１／
１９６８．５秒になり、１／５０００秒の場合には２０
０μｓｅｃ に一番近いのは６３．５×３＝１９０．５
μｓｅｃとなり１／５２４９．３秒になってしまう。
【００１３】本発明はこのような従来技術の問題点を解
消するためになされたものであり、撮像装置におけるス
チル撮影時において、電子シャッターのタイミングを水
平同期のタイミングの束縛から解放し、任意とすること
を目的とする。
消するためになされたものであり、撮像装置におけるス
チル撮影時において、電子シャッターのタイミングを水
平同期のタイミングの束縛から解放し、任意とすること
を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ムービー動作とスチル動作を切り換える
ことが可能な撮像装置において、撮像装置に含まれるシ
ステム制御回路と電子シャッター制御回路を、スチル撮
像時であることを示す信号がシステム制御回路に入力し
た時に、システム制御回路が電子シャッター制御回路を
動作させるよう構成したことを特徴とする。
に、本発明は、ムービー動作とスチル動作を切り換える
ことが可能な撮像装置において、撮像装置に含まれるシ
ステム制御回路と電子シャッター制御回路を、スチル撮
像時であることを示す信号がシステム制御回路に入力し
た時に、システム制御回路が電子シャッター制御回路を
動作させるよう構成したことを特徴とする。
【００１５】
【作用】電子シャッターのタイミングを、水平ブランキ
ング期間と関係なしに任意のタイミングで制御するよう
にしたので、正確なシャッター制御が可能となる。
ング期間と関係なしに任意のタイミングで制御するよう
にしたので、正確なシャッター制御が可能となる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図とともに説明する
。
。
【００１７】図１は本実施例に係るスチル撮影が可能な
ムービーカメラの回路ブロックを示す。
ムービーカメラの回路ブロックを示す。
【００１８】ＣＣＤ１０は、被写体光学像を結像する受
光面にストライプ状のカラーフィルタを形成したフレー
ムインタライントランスファ方式の電荷結合型撮像素子
（ＦＩＴ−ＣＣＤ）であり、その出力は、水平電荷転送
路３８（図３参照）を介して出力される色信号をタイミ
ングパルス発生回路２４からのタイミングパルスに同期
して相関二重サンプリング方式でサンプリングするサン
プルホールド回路１２に供給される。また、ＣＣＤ１０
には、受光部用ドライバ１４と、蓄積部用ドライバ１６
と水平転送路用ドライバ１８および加算回路２９を介し
てオーバーフロードレイン（ＯＦＤ）のための直流バイ
アス電圧を加えるＯＦＤ電圧回路３１と、基板電圧駆動
回路２８（なお、この回路はオーバフロードレイン方式
の電子シャッターに用いる。ＦＩＴ−ＣＣＤ構成の垂直
負荷転送路ＶＢＣＣＤを使用した掃き出し法を用いる場
合はこの回路は必要としない）が接続されている。この
受光部用ドライバ１４はＣＣＤ１０の垂直電荷転送路Ｖ
ＢＣＣＤを駆動するための４相の駆動信号をタイミング
パルス発生回路２４からの同期信号に同期して発生する
回路であり、蓄積部用ドライバ１６はＣＣＤ１０の蓄積
部３６の電荷転送路を駆動するための４相の駆動信号を
タイミングパルス発生回路２４からの同期信号に同期し
て発生する回路であり、水平転送路用ドライバ１８はＣ
ＣＤ１０の水平転送路を駆動するための２相の駆動信号
およびゲートを駆動するためのゲート信号、リセット信
号をタイミングパルス発生回路２４からの同期信号に同
期して発生する回路である。
光面にストライプ状のカラーフィルタを形成したフレー
ムインタライントランスファ方式の電荷結合型撮像素子
（ＦＩＴ−ＣＣＤ）であり、その出力は、水平電荷転送
路３８（図３参照）を介して出力される色信号をタイミ
ングパルス発生回路２４からのタイミングパルスに同期
して相関二重サンプリング方式でサンプリングするサン
プルホールド回路１２に供給される。また、ＣＣＤ１０
には、受光部用ドライバ１４と、蓄積部用ドライバ１６
と水平転送路用ドライバ１８および加算回路２９を介し
てオーバーフロードレイン（ＯＦＤ）のための直流バイ
アス電圧を加えるＯＦＤ電圧回路３１と、基板電圧駆動
回路２８（なお、この回路はオーバフロードレイン方式
の電子シャッターに用いる。ＦＩＴ−ＣＣＤ構成の垂直
負荷転送路ＶＢＣＣＤを使用した掃き出し法を用いる場
合はこの回路は必要としない）が接続されている。この
受光部用ドライバ１４はＣＣＤ１０の垂直電荷転送路Ｖ
ＢＣＣＤを駆動するための４相の駆動信号をタイミング
パルス発生回路２４からの同期信号に同期して発生する
回路であり、蓄積部用ドライバ１６はＣＣＤ１０の蓄積
部３６の電荷転送路を駆動するための４相の駆動信号を
タイミングパルス発生回路２４からの同期信号に同期し
て発生する回路であり、水平転送路用ドライバ１８はＣ
ＣＤ１０の水平転送路を駆動するための２相の駆動信号
およびゲートを駆動するためのゲート信号、リセット信
号をタイミングパルス発生回路２４からの同期信号に同
期して発生する回路である。
【００１９】そして、サンプルホールド回路１２には信
号処理回路２０が接続される。この信号処理回路２０は
サンプルホールド回路１２の出力信号に対して白バラン
ス調整、γ補正等の処理を行った後、輝度信号および色
差信号を出力する。また、エンコーダは信号処理回路２
０の出力信号を記録するための信号に変換する回路であ
る。さらに、システム制御回路は装置全体の制御を司り
、電子シャッター制御回路３０は電子シャッターのタイ
ミングを制御する。
号処理回路２０が接続される。この信号処理回路２０は
サンプルホールド回路１２の出力信号に対して白バラン
ス調整、γ補正等の処理を行った後、輝度信号および色
差信号を出力する。また、エンコーダは信号処理回路２
０の出力信号を記録するための信号に変換する回路であ
る。さらに、システム制御回路は装置全体の制御を司り
、電子シャッター制御回路３０は電子シャッターのタイ
ミングを制御する。
【００２０】次に、実施例の回路の動作について説明す
る。通常のムービー動作時においては、周知のように、
図２のａに示す垂直ブランキング期間ｔ１ 〜ｔ６ の
間に垂直電荷転送路ＶＢＣＣＤに存在する不要電荷を図
２のｃに示すｔ２ 、ｔ３ の間にドレイン部３２また
は蓄積部３６へ転送することにより掃き出し、その後受
光部３４で蓄積された電荷は受光部用ドライバ１４によ
り蓄積部３６に転送され、受光部用ドライバ１４ととも
に蓄積用ドライバ１６を駆動することにより、図２に示
すｔ４ 、ｔ５ の間に蓄積部３６に蓄積される。
る。通常のムービー動作時においては、周知のように、
図２のａに示す垂直ブランキング期間ｔ１ 〜ｔ６ の
間に垂直電荷転送路ＶＢＣＣＤに存在する不要電荷を図
２のｃに示すｔ２ 、ｔ３ の間にドレイン部３２また
は蓄積部３６へ転送することにより掃き出し、その後受
光部３４で蓄積された電荷は受光部用ドライバ１４によ
り蓄積部３６に転送され、受光部用ドライバ１４ととも
に蓄積用ドライバ１６を駆動することにより、図２に示
すｔ４ 、ｔ５ の間に蓄積部３６に蓄積される。
【００２１】次いで、蓄積された信号は蓄積部３６から
水平電荷転送路３８に水平同期信号と同期したタイミン
グで転送し、７．１６ＭＨｚの転送パルスによって読み
出される。
水平電荷転送路３８に水平同期信号と同期したタイミン
グで転送し、７．１６ＭＨｚの転送パルスによって読み
出される。
【００２２】ここで、ムービー動作時においてシャッタ
ー速度を速めるには、受光部３４のフォトダイオードＰ
Ｄに蓄積した電荷を垂直電荷転送路ＶＢＣＣＤに適宜掃
き出すことにより行う。ところが、シャッター速度が高
速になると、フォトダイオードＰＤから垂直電荷転送路
ＶＢＣＣＤに排出するタイミングが図２のｃに示す掃き
出し期間ｔ２ 、ｔ３ 間にかかってしまうので、図１
の電子シャッター制御回路３０により基板電圧駆動回路
２８を駆動してフォトダイオードＰＤの不要電荷を基板
に掃き出す。
ー速度を速めるには、受光部３４のフォトダイオードＰ
Ｄに蓄積した電荷を垂直電荷転送路ＶＢＣＣＤに適宜掃
き出すことにより行う。ところが、シャッター速度が高
速になると、フォトダイオードＰＤから垂直電荷転送路
ＶＢＣＣＤに排出するタイミングが図２のｃに示す掃き
出し期間ｔ２ 、ｔ３ 間にかかってしまうので、図１
の電子シャッター制御回路３０により基板電圧駆動回路
２８を駆動してフォトダイオードＰＤの不要電荷を基板
に掃き出す。
【００２３】一方、スチル撮像時の動作について説明す
ると、スチル撮像時においては、スチル釦（図示せず）
を押すとシステム制御回路２６にムービーとスチルの切
り換え信号が入力され、システム制御回路２６がスチル
信号が入力されたと判断すると、設定されたシャッター
速度に応じて電子シャッター制御回路３０を制御し、電
子シャッターを水平ブランキング期間と一致させること
なしに任意のタイミングで基板電圧駆動回路２８を駆動
し、フォトダイオードＰＤから不要電荷を掃き出す。
ると、スチル撮像時においては、スチル釦（図示せず）
を押すとシステム制御回路２６にムービーとスチルの切
り換え信号が入力され、システム制御回路２６がスチル
信号が入力されたと判断すると、設定されたシャッター
速度に応じて電子シャッター制御回路３０を制御し、電
子シャッターを水平ブランキング期間と一致させること
なしに任意のタイミングで基板電圧駆動回路２８を駆動
し、フォトダイオードＰＤから不要電荷を掃き出す。
【００２４】
【発明の効果】このように、本発明によれば、スチル撮
像時における不要電荷の掃き出しを、水平ブランキング
期間に行う必要がないので、より正確なシャッター速度
の制御を行うことができる。
像時における不要電荷の掃き出しを、水平ブランキング
期間に行う必要がないので、より正確なシャッター速度
の制御を行うことができる。
【図１】本発明に係る撮像装置の回路ブロック図である
。
。
【図２】図１の撮像装置の動作のタイミングチャートで
ある。
ある。
【図３】フレームインタライントランスファ方式の電荷
結合型固体撮像素子の構造図である。
結合型固体撮像素子の構造図である。
【図４】フレームインタライントランスファ方式の電荷
結合型固体撮像素子の画素部の断面構造図である。
結合型固体撮像素子の画素部の断面構造図である。
１０…ＦＩＴ−ＣＣＤ
１２…サンプルホールド回路
１４…受光部用ドライバ
１６…蓄積部用ドライバ
１８…水平転送路用ドライバ
２０…信号処理回路
２４…タイミングパルス発生回路
２６…システム制御回路
２８…基板電圧駆動回路
３０…電子シャッター制御回路
Claims (1)
- 【請求項１】ムービー動作とスチル動作を切り換えるこ
とが可能な撮像装置において、撮像装置に含まれるシス
テム制御回路と電子シャッター制御回路を、スチル撮像
時であることを示す信号がシステム制御回路に入力した
時に、システム制御回路が電子シャッター制御回路を動
作させるよう構成したことを特徴とする固体撮像素子を
用いた撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3005187A JPH04237266A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 固体撮像素子を用いた撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3005187A JPH04237266A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 固体撮像素子を用いた撮像装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001022334A Division JP2001251560A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | 固体撮像素子を用いた撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04237266A true JPH04237266A (ja) | 1992-08-25 |
Family
ID=11604225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3005187A Pending JPH04237266A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 固体撮像素子を用いた撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04237266A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63281580A (ja) * | 1987-05-13 | 1988-11-18 | Konica Corp | スチルビデオカメラ |
-
1991
- 1991-01-21 JP JP3005187A patent/JPH04237266A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63281580A (ja) * | 1987-05-13 | 1988-11-18 | Konica Corp | スチルビデオカメラ |
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