JPH04257171A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JPH04257171A JPH04257171A JP3018753A JP1875391A JPH04257171A JP H04257171 A JPH04257171 A JP H04257171A JP 3018753 A JP3018753 A JP 3018753A JP 1875391 A JP1875391 A JP 1875391A JP H04257171 A JPH04257171 A JP H04257171A
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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】この発明は、撮像装置に関し、特
に、高速シャッタ機能を有する撮像装置に関する。
に、高速シャッタ機能を有する撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にビデオカメラにおける高速シャッ
タ機能は、光学系への入射光を機械的に制限するのでは
なく、そこに搭載される撮像装置の電荷信号の読出タイ
ミング操作による電子的なシャッタ機能により実現され
ている。
タ機能は、光学系への入射光を機械的に制限するのでは
なく、そこに搭載される撮像装置の電荷信号の読出タイ
ミング操作による電子的なシャッタ機能により実現され
ている。
【0003】第5図は、従来のビデオカメラに搭載され
る撮像装置の構成を示す概略図である。
る撮像装置の構成を示す概略図である。
【0004】図において撮像装置は、2次元のイメージ
を機械的な走査を行なわずに撮像する2次元イメージセ
ンサ(固体撮像デバイス)である。これは、撮像して得
られた被写体像の電荷を転送することによって電子的な
走査を行ない、2次元のイメージを検出するように構成
されている。詳細には、撮像装置は感光部15と蓄積部
16を含む。感光部15は、受光量に応じて電荷を蓄積
する2次元に配列されたフォトダイオード1を含み、さ
らに前記フォトダイオード列に電荷転送用のトランジス
タ(図示せず)を介して並列に接続される垂直転送レジ
スタ12を含む。前記垂直転送レジスタ12は、CCD
(Charge Coupled Deviceの
略)シフトレジスタを含んで構成され、ここに読出され
た電荷は直列(シリアル)に転送される。
を機械的な走査を行なわずに撮像する2次元イメージセ
ンサ(固体撮像デバイス)である。これは、撮像して得
られた被写体像の電荷を転送することによって電子的な
走査を行ない、2次元のイメージを検出するように構成
されている。詳細には、撮像装置は感光部15と蓄積部
16を含む。感光部15は、受光量に応じて電荷を蓄積
する2次元に配列されたフォトダイオード1を含み、さ
らに前記フォトダイオード列に電荷転送用のトランジス
タ(図示せず)を介して並列に接続される垂直転送レジ
スタ12を含む。前記垂直転送レジスタ12は、CCD
(Charge Coupled Deviceの
略)シフトレジスタを含んで構成され、ここに読出され
た電荷は直列(シリアル)に転送される。
【0005】前記蓄積部16は、前記垂直転送レジスタ
12を含み、ここに蓄積された電荷は順次前記レジスタ
12を介して水平転送レジスタ13に並列に転送される
。応じて、水平転送レジスタ13は与えられる信号電荷
を、たとえば2相駆動方式などを採用して順次出力側に
高速水平転送し、出力回路14に与える。出力回路14
は、与えられる電荷を電圧信号に変換し増幅しながら外
部に出力する。前記出力回路14の出力する電圧信号は
、図示されない次段以降に接続される映像信号処理用の
回路に与えられる。
12を含み、ここに蓄積された電荷は順次前記レジスタ
12を介して水平転送レジスタ13に並列に転送される
。応じて、水平転送レジスタ13は与えられる信号電荷
を、たとえば2相駆動方式などを採用して順次出力側に
高速水平転送し、出力回路14に与える。出力回路14
は、与えられる電荷を電圧信号に変換し増幅しながら外
部に出力する。前記出力回路14の出力する電圧信号は
、図示されない次段以降に接続される映像信号処理用の
回路に与えられる。
【0006】第6図(a)ないし(h)は、前掲第5図
に示された撮像装置における電子シャッタ機能動作時の
電荷転送駆動タイミングを説明るすためのタイミングチ
ャート図である。
に示された撮像装置における電子シャッタ機能動作時の
電荷転送駆動タイミングを説明るすためのタイミングチ
ャート図である。
【0007】第6図(a)は、垂直ブランキングパルス
VDを示し、その周期は1/60秒である。
VDを示し、その周期は1/60秒である。
【0008】第6図(b)は、各フォトダイオード1で
光電変換されて蓄積される蓄積電荷PE1を示し、第6
図(c)は、前記蓄積電荷PE1の読出動作を行なわせ
るための読出パルスRPを示す。第6図(d)は、各フ
ォトダイオード1で光電変換された電荷を、その上に該
撮像装置が一体的に集積される基板に掃き捨てるための
掃き捨てパルスHP1を示す。前記パルスHP1は水平
走査期間ごと(1/15734秒ごと)に該装置に供給
される。
光電変換されて蓄積される蓄積電荷PE1を示し、第6
図(c)は、前記蓄積電荷PE1の読出動作を行なわせ
るための読出パルスRPを示す。第6図(d)は、各フ
ォトダイオード1で光電変換された電荷を、その上に該
撮像装置が一体的に集積される基板に掃き捨てるための
掃き捨てパルスHP1を示す。前記パルスHP1は水平
走査期間ごと(1/15734秒ごと)に該装置に供給
される。
【0009】第6図(e)は、水平ブランキングパルス
HDを示し、その周期は1/15734秒である。
HDを示し、その周期は1/15734秒である。
【0010】第6図(f)は、水平転送パルスHTを示
す。この水平転送パルスHTは、水平転送レジスタ13
に垂直転送レジスタ12から並列に転送されて与えられ
る信号電荷を、出力回路14に逐次水平転送するための
電荷転送用パルスであり、前記パルスHDに同期する。
す。この水平転送パルスHTは、水平転送レジスタ13
に垂直転送レジスタ12から並列に転送されて与えられ
る信号電荷を、出力回路14に逐次水平転送するための
電荷転送用パルスであり、前記パルスHDに同期する。
【0011】第6図(g)および(h)は、前掲第6図
(f)の水平転送パルスHTを構成する水平駆動用パル
スHT1およびHT2を示す。水平転送レジスタ13を
構成する各CCDには前記パルスHT1およびHT2が
交互に所定の電圧パルスとして印加されるので、水平転
送レジスタ13において信号電荷は混ざることなく、順
次出力回路14方向へ転送される。
(f)の水平転送パルスHTを構成する水平駆動用パル
スHT1およびHT2を示す。水平転送レジスタ13を
構成する各CCDには前記パルスHT1およびHT2が
交互に所定の電圧パルスとして印加されるので、水平転
送レジスタ13において信号電荷は混ざることなく、順
次出力回路14方向へ転送される。
【0012】これら各信号の横軸方向は時間経過を示し
、縦軸方向は各信号レベルを示す。なお、前記信号RP
、HP1、HDおよびHTは、図示されないパルス発生
回路により前記パルスVDを発生させた後、これを分周
することにより得られて、この撮像装置に供給される。
、縦軸方向は各信号レベルを示す。なお、前記信号RP
、HP1、HDおよびHTは、図示されないパルス発生
回路により前記パルスVDを発生させた後、これを分周
することにより得られて、この撮像装置に供給される。
【0013】撮像時において、第6図(b)に示される
ように高速シャッタ時間ごと、すなわち1/60秒ごと
に各フォトダイオード1に電荷が蓄積される。つまり、
図示される蓄積電荷PE1は前記1/60秒間のたとえ
ば1/100秒間に蓄積され、残り(1/60−1/1
00)秒間に変換されて得られた電荷は、蓄積されず掃
き捨てパルスHP1の印加により前記基板に順次捨てら
れる。したがって、高速シャッタ時間分だけの電荷が蓄
積電荷PE1として得られ、この電荷PE1は前記読出
パルスRPにより図示されないトランスファゲート部を
介して各フォトダイオード1に隣接する垂直転送レジス
タ12に読出される。
ように高速シャッタ時間ごと、すなわち1/60秒ごと
に各フォトダイオード1に電荷が蓄積される。つまり、
図示される蓄積電荷PE1は前記1/60秒間のたとえ
ば1/100秒間に蓄積され、残り(1/60−1/1
00)秒間に変換されて得られた電荷は、蓄積されず掃
き捨てパルスHP1の印加により前記基板に順次捨てら
れる。したがって、高速シャッタ時間分だけの電荷が蓄
積電荷PE1として得られ、この電荷PE1は前記読出
パルスRPにより図示されないトランスファゲート部を
介して各フォトダイオード1に隣接する垂直転送レジス
タ12に読出される。
【0014】垂直転送レジスタ12に読出された電荷は
、順次蓄積部16方向へ高速に垂直転送される。したが
って、水平転送レジスタ13には映像期間(1/60秒
)に対応してパラレルに前記電荷が与えられるので、こ
れをたとえば水平転送パルスHT1およびHT2を用い
た2相駆動方式により高速に水平転送し、出力回路14
に与えることができる。出力回路14は、与えられる電
荷を電圧信号に変換し、増幅して次段以降の信号処理回
路に与える。
、順次蓄積部16方向へ高速に垂直転送される。したが
って、水平転送レジスタ13には映像期間(1/60秒
)に対応してパラレルに前記電荷が与えられるので、こ
れをたとえば水平転送パルスHT1およびHT2を用い
た2相駆動方式により高速に水平転送し、出力回路14
に与えることができる。出力回路14は、与えられる電
荷を電圧信号に変換し、増幅して次段以降の信号処理回
路に与える。
【0015】以上のように、従来の撮像装置の高速シャ
ッタ機能は、そのシャッタ期間(1/60秒)において
光電変換されて得られた電荷の掃き捨てと蓄積とを交互
に行なうことにより、高速シャッタ周期ごとに異なる映
像信号を得ている。したがって映像信号の1フレーム画
面を2フィールド画面(1/60秒×2)で構成して、
解像度を劣化させることなく高速度で動く被写体像も鮮
明に撮像することが可能となる。
ッタ機能は、そのシャッタ期間(1/60秒)において
光電変換されて得られた電荷の掃き捨てと蓄積とを交互
に行なうことにより、高速シャッタ周期ごとに異なる映
像信号を得ている。したがって映像信号の1フレーム画
面を2フィールド画面(1/60秒×2)で構成して、
解像度を劣化させることなく高速度で動く被写体像も鮮
明に撮像することが可能となる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】従来の撮像装置におい
ては、上述したように高速シャッタ動作が1/60秒ご
とに行なわれるので、高速動作する被写体像も、その解
像度を劣化させることなく撮像できるが、撮影者が所望
する被写体像をタイミングよく撮像することは困難であ
った。たとえば、ゴルフなどでボールがインパクトされ
るその一瞬を捉えようとする場合、このインパクトの瞬
間が前記1/60秒間のそのタイミングに一致すればよ
いが、一致しなければこのインパクトの瞬間を逃してし
まうことになった。つまり、従来の撮像装置は前記1/
60秒よりもさらに高速で動作をするような被写体像を
撮像すると、その動きの連続性が不自然となるばかりで
なく、被写体像を撮影するタイミングを逃してしまうと
いう問題があった。
ては、上述したように高速シャッタ動作が1/60秒ご
とに行なわれるので、高速動作する被写体像も、その解
像度を劣化させることなく撮像できるが、撮影者が所望
する被写体像をタイミングよく撮像することは困難であ
った。たとえば、ゴルフなどでボールがインパクトされ
るその一瞬を捉えようとする場合、このインパクトの瞬
間が前記1/60秒間のそのタイミングに一致すればよ
いが、一致しなければこのインパクトの瞬間を逃してし
まうことになった。つまり、従来の撮像装置は前記1/
60秒よりもさらに高速で動作をするような被写体像を
撮像すると、その動きの連続性が不自然となるばかりで
なく、被写体像を撮影するタイミングを逃してしまうと
いう問題があった。
【0017】それゆえに本発明の目的は、より高速なシ
ャッタ動作を得ることができる高速シャッタ機能を備え
た撮像装置を提供することである。
ャッタ動作を得ることができる高速シャッタ機能を備え
た撮像装置を提供することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】この発明に係る撮像装置
は、水平および垂直方向に沿ってマトリクス状に配置さ
れた1つ以上の光電変換セルを有し、投影された被写体
の像を電荷の形態に変換し蓄積するための光電変換セル
アレイと、前記垂直方向セルアレイのそれぞれの一方側
に隣接し、外部から供給される第1の読出信号に応答し
て各セルから読出された電荷を逐次垂直方向へ転送する
第1垂直転送手段と、前記垂直方向セルアレイのそれぞ
れの他方側に隣接し、外部から供給される前記第1読出
信号に続く第2の読出信号に応答して各セルから読出さ
れた電荷を逐次垂直方向へ転送する第2垂直転送手段と
、前記第1垂直転送手段から出力された電荷を水平方向
に逐次転送する第1水平転送手段と、前記第2垂直転送
手段から出力された電荷を水平方向に逐次転送する第2
水平転送手段と、前記第1および第2水平転送手段から
出力される電荷信号を入力し、応じて1/2水平走査期
間ごとに交互に切換えて出力する切換手段とを備えて構
成される。
は、水平および垂直方向に沿ってマトリクス状に配置さ
れた1つ以上の光電変換セルを有し、投影された被写体
の像を電荷の形態に変換し蓄積するための光電変換セル
アレイと、前記垂直方向セルアレイのそれぞれの一方側
に隣接し、外部から供給される第1の読出信号に応答し
て各セルから読出された電荷を逐次垂直方向へ転送する
第1垂直転送手段と、前記垂直方向セルアレイのそれぞ
れの他方側に隣接し、外部から供給される前記第1読出
信号に続く第2の読出信号に応答して各セルから読出さ
れた電荷を逐次垂直方向へ転送する第2垂直転送手段と
、前記第1垂直転送手段から出力された電荷を水平方向
に逐次転送する第1水平転送手段と、前記第2垂直転送
手段から出力された電荷を水平方向に逐次転送する第2
水平転送手段と、前記第1および第2水平転送手段から
出力される電荷信号を入力し、応じて1/2水平走査期
間ごとに交互に切換えて出力する切換手段とを備えて構
成される。
【0019】
【作用】この発明に係る撮像装置は上述のように構成さ
れて、光電変換セルアレイで変換されて蓄積された電荷
は、第1および第2読出信号により第1および第2垂直
転送手段に読出され、応じて垂直方向へ順次転送される
。次に、前記電荷は第1および第2水平転送手段を介し
て水平方向へ順次転送され、切換手段は前記第1および
第2水平転送手段から出力される電荷信号を入力し、応
じて1/2水平走査期間ごとに交互に切換して出力する
ように動作するので、前記光電変換セルアレイで結像さ
れて得られた被写体像を高速に読出すことが可能となり
該撮像装置における高速シャッタ動作を提供できる。
れて、光電変換セルアレイで変換されて蓄積された電荷
は、第1および第2読出信号により第1および第2垂直
転送手段に読出され、応じて垂直方向へ順次転送される
。次に、前記電荷は第1および第2水平転送手段を介し
て水平方向へ順次転送され、切換手段は前記第1および
第2水平転送手段から出力される電荷信号を入力し、応
じて1/2水平走査期間ごとに交互に切換して出力する
ように動作するので、前記光電変換セルアレイで結像さ
れて得られた被写体像を高速に読出すことが可能となり
該撮像装置における高速シャッタ動作を提供できる。
【0020】
【実施例】以下、本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。
して詳細に説明する。
【0021】第1図は、本発明の一実施例による撮像装
置の構成を示す概略図である。図において、撮像装置は
、従来と同様に感光部8、蓄積部9、水平転送レジスタ
4および5を含み、さらにスイッチ回路6、出力回路1
0および11ならびに出力部7を含む。前記感光部8は
さらに、2次元に配列されて受光面を形成する複数のフ
ォトダイオード1を含み、前記フォトダイオード1の各
列には垂直転送レジスタ2および高速転送レジスタ3が
隣接して接続される。前記垂直転送レジスタ2および高
速垂直転送レジスタ3には、隣接するフォトダイオード
1列からそこに蓄積された電荷が移される。水平転送レ
ジスタ4および5は、前記垂直転送レジスタ2および高
速垂直転送レジスタ3のそれぞれから電荷が並列に転送
されて与えられる。前記転送レジスタ2ないし5はいず
れもCCD列を含んで構成され、CCDにおける電荷転
送機能は、2次元の像を検出するイメージセンサの走査
機能に利用される。
置の構成を示す概略図である。図において、撮像装置は
、従来と同様に感光部8、蓄積部9、水平転送レジスタ
4および5を含み、さらにスイッチ回路6、出力回路1
0および11ならびに出力部7を含む。前記感光部8は
さらに、2次元に配列されて受光面を形成する複数のフ
ォトダイオード1を含み、前記フォトダイオード1の各
列には垂直転送レジスタ2および高速転送レジスタ3が
隣接して接続される。前記垂直転送レジスタ2および高
速垂直転送レジスタ3には、隣接するフォトダイオード
1列からそこに蓄積された電荷が移される。水平転送レ
ジスタ4および5は、前記垂直転送レジスタ2および高
速垂直転送レジスタ3のそれぞれから電荷が並列に転送
されて与えられる。前記転送レジスタ2ないし5はいず
れもCCD列を含んで構成され、CCDにおける電荷転
送機能は、2次元の像を検出するイメージセンサの走査
機能に利用される。
【0022】前記出力回路10および11は、前段に接
続される水平転送レジスタ4および5のそれぞれから転
送されて与えられる電荷を順次電圧に変換しながら出力
する。この出力電圧はいずれも次段のスイッチ回路6の
入力側に与えられる。
続される水平転送レジスタ4および5のそれぞれから転
送されて与えられる電荷を順次電圧に変換しながら出力
する。この出力電圧はいずれも次段のスイッチ回路6の
入力側に与えられる。
【0023】前記スイッチ回路6は信号入力端子aおよ
びbを含み、前記水平転送レジスタ4および出力回路1
0を介して与えられる電圧信号を前記端子aを介して入
力し、前記水平転送レジスタ5および出力回路11を介
して与えられる電圧信号を前記端子bを介して入力する
。そして、スイッチ回路6は外部から与えられる切換信
号CHの信号レベルに応答して、その信号入力側を端子
aおよびbのいずれか一方に切換えて、切換えられた端
子に与えられる電圧信号を出力側に導出して、次段の出
力部7に与えるよう動作する。
びbを含み、前記水平転送レジスタ4および出力回路1
0を介して与えられる電圧信号を前記端子aを介して入
力し、前記水平転送レジスタ5および出力回路11を介
して与えられる電圧信号を前記端子bを介して入力する
。そして、スイッチ回路6は外部から与えられる切換信
号CHの信号レベルに応答して、その信号入力側を端子
aおよびbのいずれか一方に切換えて、切換えられた端
子に与えられる電圧信号を出力側に導出して、次段の出
力部7に与えるよう動作する。
【0024】前記出力部7は、前段に接続されるスイッ
チ回路6から与えられる電圧信号を入力し、応じて増幅
処理して以降に接続される図示されない映像信号用の信
号処理回路に与える。
チ回路6から与えられる電圧信号を入力し、応じて増幅
処理して以降に接続される図示されない映像信号用の信
号処理回路に与える。
【0025】以上のように、感光部8における光電変換
セルで得られた信号電荷は、読出パルスRPAおよびR
PBが供給されることに応答して垂直転送レジスタ2お
よび高速垂直転送レジスタ3に読出され、応じて垂直方
向へ順次転送される。したがって、前記垂直転送レジス
タ2に転送された電荷は水平転送レジスタ4へ転送され
、さらに高速垂直転送レジスタ3における信号電荷は高
速転送パルスTPの供給に応答して次段の蓄積部9に転
送される。そして蓄積部9に転送された電荷は水平転送
レジスタ5に転送される。水平転送レジスタ4および5
は、水平転送パルスFTおよびCTのそれぞれが供給さ
れ、応じて2相駆動方式により水平方向に順次、電荷を
転送し、出力段に備えられる出力回路10および11を
介してスイッチ回路6に与える。スイッチ回路6は切換
信号CHに応答して、その入力側がスイッチ切換される
ので感光部8における信号電荷と蓄積部9における信号
電荷が交互に外部に出力される。したがって、第1図に
示す撮像装置によれば、前述した第5図に示される従来
の撮像装置に比較して、単位時間当たり2倍の信号量を
得ることができる。
セルで得られた信号電荷は、読出パルスRPAおよびR
PBが供給されることに応答して垂直転送レジスタ2お
よび高速垂直転送レジスタ3に読出され、応じて垂直方
向へ順次転送される。したがって、前記垂直転送レジス
タ2に転送された電荷は水平転送レジスタ4へ転送され
、さらに高速垂直転送レジスタ3における信号電荷は高
速転送パルスTPの供給に応答して次段の蓄積部9に転
送される。そして蓄積部9に転送された電荷は水平転送
レジスタ5に転送される。水平転送レジスタ4および5
は、水平転送パルスFTおよびCTのそれぞれが供給さ
れ、応じて2相駆動方式により水平方向に順次、電荷を
転送し、出力段に備えられる出力回路10および11を
介してスイッチ回路6に与える。スイッチ回路6は切換
信号CHに応答して、その入力側がスイッチ切換される
ので感光部8における信号電荷と蓄積部9における信号
電荷が交互に外部に出力される。したがって、第1図に
示す撮像装置によれば、前述した第5図に示される従来
の撮像装置に比較して、単位時間当たり2倍の信号量を
得ることができる。
【0026】第2図(a)ないし(d)は、本発明の一
実施例による撮像装置の高速シャッタ機能動作を説明す
るための図である。
実施例による撮像装置の高速シャッタ機能動作を説明す
るための図である。
【0027】第3図(a)ないし(f)は、前掲第2図
(a)ないし(d)に示された撮像装置の高速シャッタ
機能動作時の電荷転送駆動タイミングを説明するための
タイミングチャート図である。
(a)ないし(d)に示された撮像装置の高速シャッタ
機能動作時の電荷転送駆動タイミングを説明するための
タイミングチャート図である。
【0028】第3図(a)は、垂直ブランキングパルス
VDを示し、その周期は1/60秒である。
VDを示し、その周期は1/60秒である。
【0029】第3図(b)は、各フォトダイオード1で
光電変換されて蓄積される蓄積電荷PEを示し、第3図
(c)および(e)は、前記蓄積電荷PEの読出動作を
行なわせるための読出パルスRPAおよびRPBを示す
。また、第3図(d)は、各フォトダイオード1で光電
変換されて得られた電荷を、該撮像装置が一体的に集積
される基板に掃き捨てるための掃き捨てパルスHPを示
す。さらに、第3図(f)は、高速垂直転送レジスタ3
が、隣接する各フォトダイオード1列から読出されて与
えられる電荷を次段に接続される蓄積部9に順次高速転
送するための高速転送パルスTPを示す。
光電変換されて蓄積される蓄積電荷PEを示し、第3図
(c)および(e)は、前記蓄積電荷PEの読出動作を
行なわせるための読出パルスRPAおよびRPBを示す
。また、第3図(d)は、各フォトダイオード1で光電
変換されて得られた電荷を、該撮像装置が一体的に集積
される基板に掃き捨てるための掃き捨てパルスHPを示
す。さらに、第3図(f)は、高速垂直転送レジスタ3
が、隣接する各フォトダイオード1列から読出されて与
えられる電荷を次段に接続される蓄積部9に順次高速転
送するための高速転送パルスTPを示す。
【0030】上述した各信号の横軸方向は時間経過を示
し、縦軸方向は各信号レベルを示す。
し、縦軸方向は各信号レベルを示す。
【0031】なお、前記信号RPA、RPB、HPおよ
びTPは、図示されないパルス発生回路により発生され
た前記パルスVDを分周することにより得られ、この撮
像装置に供給されるようにしている。
びTPは、図示されないパルス発生回路により発生され
た前記パルスVDを分周することにより得られ、この撮
像装置に供給されるようにしている。
【0032】第4図(a)ないし(i)は、本発明の一
実施例による撮像装置の水平転送レジスタ4および5に
おける電荷の転送とスイッチ回路6の切換動作を説明す
るためのタイミングチャート図である。
実施例による撮像装置の水平転送レジスタ4および5に
おける電荷の転送とスイッチ回路6の切換動作を説明す
るためのタイミングチャート図である。
【0033】第4図(a)は水平ブランキングパルスH
Dを示し、その周期は1/15734秒である。
Dを示し、その周期は1/15734秒である。
【0034】第4図(b)は、スイッチ回路6に供給さ
れる切換信号CHを示し、水平ブランキングパルスHD
に同期する。
れる切換信号CHを示し、水平ブランキングパルスHD
に同期する。
【0035】第4図(c)は、水平転送レジスタ4に供
給される電荷転送用の水平転送パルスFTを示す。水平
転送パルスFTは、水平転送レジスタ4に垂直転送レジ
スタ2から並列に転送されて与えられる信号電荷を出力
回路10方向へ逐次水平転送するための電荷転送用パル
スであり、前記切換信号CHのレベルハイ期間のみ前記
レジスタ4に供給される。
給される電荷転送用の水平転送パルスFTを示す。水平
転送パルスFTは、水平転送レジスタ4に垂直転送レジ
スタ2から並列に転送されて与えられる信号電荷を出力
回路10方向へ逐次水平転送するための電荷転送用パル
スであり、前記切換信号CHのレベルハイ期間のみ前記
レジスタ4に供給される。
【0036】第4図(d)は、水平転送レジスタ5に供
給される電荷転送用の水平転送パルスCTを示す。水平
転送パルスCTは、水平転送レジスタ5に高速垂直転送
レジスタ3から並列に転送されて与えられる信号電荷を
出力回路11方向へ逐次水平転送するための電荷転送用
パルスであり、前記切換信号CHのレベルロー期間のみ
前記レジスタ5に供給される。
給される電荷転送用の水平転送パルスCTを示す。水平
転送パルスCTは、水平転送レジスタ5に高速垂直転送
レジスタ3から並列に転送されて与えられる信号電荷を
出力回路11方向へ逐次水平転送するための電荷転送用
パルスであり、前記切換信号CHのレベルロー期間のみ
前記レジスタ5に供給される。
【0037】第4図(e)は、前掲第4図(b)の切換
信号CHを期間Eにおいて拡大した信号CH1を示す。
信号CHを期間Eにおいて拡大した信号CH1を示す。
【0038】第4図(f)および(g)は、前掲第4図
(c)の水平転送パルスFTを構成する2相の水平駆動
用パルスFT1およびFT2を示す。水平転送レジスタ
4を構成する各CCDには、前記パルスFT1およびF
T2が交互に所定の電圧パルスとして印加されるので、
水平転送レジスタ4において電荷は混ざることなく順次
出力回路10方向へ水平転送される。
(c)の水平転送パルスFTを構成する2相の水平駆動
用パルスFT1およびFT2を示す。水平転送レジスタ
4を構成する各CCDには、前記パルスFT1およびF
T2が交互に所定の電圧パルスとして印加されるので、
水平転送レジスタ4において電荷は混ざることなく順次
出力回路10方向へ水平転送される。
【0039】第4図(h)および(i)は、前掲第4図
(d)の水平転送パルスCTを構成する2相の水平駆動
用パルスCT1およびCT2を示す。水平転送レジスタ
5を構成する各CCDには、前記パルスCT1およびC
T2が交互に所定の電圧パルスとして供給されるので、
水平転送レジスタ5において電荷は混ざることなく順次
出力回路11方向へ水平転送される。
(d)の水平転送パルスCTを構成する2相の水平駆動
用パルスCT1およびCT2を示す。水平転送レジスタ
5を構成する各CCDには、前記パルスCT1およびC
T2が交互に所定の電圧パルスとして供給されるので、
水平転送レジスタ5において電荷は混ざることなく順次
出力回路11方向へ水平転送される。
【0040】なお、第4図(a)ないし(i)のそれぞ
れの縦軸方向は各信号レベルを示し、横軸方向は経過時
間を示す。
れの縦軸方向は各信号レベルを示し、横軸方向は経過時
間を示す。
【0041】次に、本実施例による撮像装置の高速シャ
ッタ機能動作について第2図(a)ないし(d)、第3
図(a)ないし(f)および第4図(a)ないし(i)
を参照して説明する。
ッタ機能動作について第2図(a)ないし(d)、第3
図(a)ないし(f)および第4図(a)ないし(i)
を参照して説明する。
【0042】まず、被写体像の反射光は、前記感光部8
に入射し各フォトダイオード1において光電変換され、
第3図(b)に示される蓄積電荷PEが得られる。
に入射し各フォトダイオード1において光電変換され、
第3図(b)に示される蓄積電荷PEが得られる。
【0043】各フォトダイオード1における蓄積電荷P
Eを隣接する高速垂直転送レジスタ3に読出すために、
第3図(e)の読出パルスRPBの、たとえばパルス■
が各フォトダイオード1とレジスタ3とを接続する図示
されないトランジスタのゲートに印加され、応じて各ト
ランジスタは導通する。これにより各フォトダイオード
1における蓄積電荷PEは、前記導通状態となった前記
トランジスタを介して隣接する高速垂直転送レジスタ3
に転送されて読出される(第2図(a)参照)。
Eを隣接する高速垂直転送レジスタ3に読出すために、
第3図(e)の読出パルスRPBの、たとえばパルス■
が各フォトダイオード1とレジスタ3とを接続する図示
されないトランジスタのゲートに印加され、応じて各ト
ランジスタは導通する。これにより各フォトダイオード
1における蓄積電荷PEは、前記導通状態となった前記
トランジスタを介して隣接する高速垂直転送レジスタ3
に転送されて読出される(第2図(a)参照)。
【0044】前記パルスRPB供給後、各フォトダイオ
ード1には第3図(d)の掃き捨てパルスHPが供給さ
れ、そこに光電変換されて蓄えられた電荷は順次基板に
掃き捨てられる。次に蓄積された電荷PEは、第3図(
c)の読出パルスRPAのたとえばパルス■が前記パル
ス■と同様に作用して、垂直転送レジスタ2に転送され
て読出される(第2図(b)参照)。前記読出パルスR
PAのパルス■の供給とともに、第3図(f)の高速転
送パルスTPの、たとえばパルス■が高速垂直転送レジ
スタ3に供給されて、前回蓄積されレジスタ3に読出さ
れていた電荷PEは次段の蓄積部9に高速転送される(
第2図(c)参照)。
ード1には第3図(d)の掃き捨てパルスHPが供給さ
れ、そこに光電変換されて蓄えられた電荷は順次基板に
掃き捨てられる。次に蓄積された電荷PEは、第3図(
c)の読出パルスRPAのたとえばパルス■が前記パル
ス■と同様に作用して、垂直転送レジスタ2に転送され
て読出される(第2図(b)参照)。前記読出パルスR
PAのパルス■の供給とともに、第3図(f)の高速転
送パルスTPの、たとえばパルス■が高速垂直転送レジ
スタ3に供給されて、前回蓄積されレジスタ3に読出さ
れていた電荷PEは次段の蓄積部9に高速転送される(
第2図(c)参照)。
【0045】その次の高速転送パルスTPの供給までの
期間、たとえば第3図(f)の期間■においては、感光
部8における光電変換による電荷蓄積と高速垂直転送レ
ジスタ3への電荷読出が行なわれるとともに、垂直転送
レジスタ2および蓄積部9に転送されていた電荷は、水
平転送レジスタ4および5にそれぞれ並列に転送されて
読出される。応じて、水平転送レジスタ4および5は、
垂直転送レジスタ2および3からパラレルに転送されて
与えられた前記電荷を、2相駆動方式により逐次出力回
路10および11方向へ水平転送する(第2図(d)参
照)。
期間、たとえば第3図(f)の期間■においては、感光
部8における光電変換による電荷蓄積と高速垂直転送レ
ジスタ3への電荷読出が行なわれるとともに、垂直転送
レジスタ2および蓄積部9に転送されていた電荷は、水
平転送レジスタ4および5にそれぞれ並列に転送されて
読出される。応じて、水平転送レジスタ4および5は、
垂直転送レジスタ2および3からパラレルに転送されて
与えられた前記電荷を、2相駆動方式により逐次出力回
路10および11方向へ水平転送する(第2図(d)参
照)。
【0046】前記水平転送レジスタ4および5における
電荷の水平転送は、第4図(c)および(d)に示され
る水平転送パルスFTおよびCTを用いた2相駆動方式
によって行なわれる。つまり、第4図(a)の1水平走
査期間の前半に、水平駆動用パルスFT1およびFT2
が水平転送レジスタ4の各CCDに交互にパルス印加さ
れて、電荷は順次出力回路10方向へ水平転送される。 また、第4図(a)の1水平走査期間の後半に、水平駆
動用パルスCT1およびCT2が水平転送レジスタ5の
各CCDに交互にパルス印加されて、電荷は順次出力回
路11方向へ水平転送される。
電荷の水平転送は、第4図(c)および(d)に示され
る水平転送パルスFTおよびCTを用いた2相駆動方式
によって行なわれる。つまり、第4図(a)の1水平走
査期間の前半に、水平駆動用パルスFT1およびFT2
が水平転送レジスタ4の各CCDに交互にパルス印加さ
れて、電荷は順次出力回路10方向へ水平転送される。 また、第4図(a)の1水平走査期間の後半に、水平駆
動用パルスCT1およびCT2が水平転送レジスタ5の
各CCDに交互にパルス印加されて、電荷は順次出力回
路11方向へ水平転送される。
【0047】したがって、出力回路10および11には
、1水平走査期間を2分して得られる異なった内容の電
荷信号が与えられて入力側が切換えられる。これに応答
して出力回路10および11は、与えられる電荷を逐次
電圧信号に変換してスイッチ回路6の端子aおよびbに
それぞれ与える。
、1水平走査期間を2分して得られる異なった内容の電
荷信号が与えられて入力側が切換えられる。これに応答
して出力回路10および11は、与えられる電荷を逐次
電圧信号に変換してスイッチ回路6の端子aおよびbに
それぞれ与える。
【0048】さて、スイッチ回路6には切換信号CHが
、第4図(b)または(e)に示される周期で安定して
与えられる。つまり、切換信号CHのレベルハイ期間は
、スイッチ回路6の信号入力側は端子a側に切換えられ
、切換信号CHのレベルロー期間はスイッチ回路6の信
号入力側は端子b側に切換えられる。したがって、スイ
ッチ回路6は切換信号CHに同期してその信号入力側が
端子a側および端子b側に交互に切換えられて、感光部
8から得られた信号および蓄積部9から得られた信号が
高速にかつ交互に出力されるように動作する。スイッチ
回路6の出力信号は次段の出力部7に与えられ、ここで
さらに増幅処理されて次段以降の信号処理部に与えられ
る。
、第4図(b)または(e)に示される周期で安定して
与えられる。つまり、切換信号CHのレベルハイ期間は
、スイッチ回路6の信号入力側は端子a側に切換えられ
、切換信号CHのレベルロー期間はスイッチ回路6の信
号入力側は端子b側に切換えられる。したがって、スイ
ッチ回路6は切換信号CHに同期してその信号入力側が
端子a側および端子b側に交互に切換えられて、感光部
8から得られた信号および蓄積部9から得られた信号が
高速にかつ交互に出力されるように動作する。スイッチ
回路6の出力信号は次段の出力部7に与えられ、ここで
さらに増幅処理されて次段以降の信号処理部に与えられ
る。
【0049】なお、前記期間■においても、第3図のタ
イミングチャートに示されるように光電変換、電荷読出
、電荷蓄積は並行して行なわれているので、上述した第
2図(a)ないし(d)の電荷の読出動作は繰返し行な
われる。
イミングチャートに示されるように光電変換、電荷読出
、電荷蓄積は並行して行なわれているので、上述した第
2図(a)ないし(d)の電荷の読出動作は繰返し行な
われる。
【0050】以上のように、本実施例によれば、第3図
(c)および(e)の読出パルスRPAおよびRPBは
(1/240)秒ごとに交互に、各フォトダイオード1
から電荷を読出すように供給されるので、前述した従来
のシャッタ速度に比較すれば4倍のシャッタ速度を得る
ことができる。
(c)および(e)の読出パルスRPAおよびRPBは
(1/240)秒ごとに交互に、各フォトダイオード1
から電荷を読出すように供給されるので、前述した従来
のシャッタ速度に比較すれば4倍のシャッタ速度を得る
ことができる。
【0051】なお、読出パルスRPAおよびRPBの供
給間隔は、本実施例中の数値に特定されず、可変設定で
きる。
給間隔は、本実施例中の数値に特定されず、可変設定で
きる。
【0052】
【発明の効果】この発明による撮像装置によれば、光電
変換セルアレイで変換されて蓄積された電荷は、まず第
1および第2の読出信号により第1および第2垂直転送
手段に読出され、応じて垂直方向に転送され、続いて第
1および第2水平転送手段を介して水平方向へ転送され
る。切換手段は前記第1および第2水平転送手段から与
えられる電荷信号を入力し、応じて1/2水平走査期間
ごとに交互に切換えて出力するように動作するので、電
荷の転送速度を従来の2倍以上に設定された高速シャッ
タ動作を得ることができる。
変換セルアレイで変換されて蓄積された電荷は、まず第
1および第2の読出信号により第1および第2垂直転送
手段に読出され、応じて垂直方向に転送され、続いて第
1および第2水平転送手段を介して水平方向へ転送され
る。切換手段は前記第1および第2水平転送手段から与
えられる電荷信号を入力し、応じて1/2水平走査期間
ごとに交互に切換えて出力するように動作するので、電
荷の転送速度を従来の2倍以上に設定された高速シャッ
タ動作を得ることができる。
【0053】さらに、前記第1および第2読出信号の供
給間隔を可変制御することにより、前記光電変換セルア
レイからの電荷の読出速度、すなわち該撮像装置におけ
る電子シャッタ速度を任意に可変制御できるという効果
がある。
給間隔を可変制御することにより、前記光電変換セルア
レイからの電荷の読出速度、すなわち該撮像装置におけ
る電子シャッタ速度を任意に可変制御できるという効果
がある。
【図1】本発明の一実施例による撮像装置の構成を示す
概略図である。
概略図である。
【図2】(a)ないし(d)は、本発明の一実施例によ
る撮像装置の高速シャッタ機能動作を説明するための概
略図である。
る撮像装置の高速シャッタ機能動作を説明するための概
略図である。
【図3】(a)ないし(f)は、前掲第2図(a)ない
し(d)に示された撮像装置の高速シャッタ機能動作時
の電荷転送駆動タイミングを説明するためのタイミング
チャート図である。
し(d)に示された撮像装置の高速シャッタ機能動作時
の電荷転送駆動タイミングを説明するためのタイミング
チャート図である。
【図4】(a)ないし(i)は、本発明の一実施例によ
る撮像装置の水平転送レジスタにおける電荷の転送とス
イッチ回路の切換動作を説明するためのタイミングチャ
ート図である。
る撮像装置の水平転送レジスタにおける電荷の転送とス
イッチ回路の切換動作を説明するためのタイミングチャ
ート図である。
【図5】従来のビデオカメラに搭載される撮像装置の構
成を示す概略図である。
成を示す概略図である。
【図6】(a)ないし(h)は、第5図に示された撮像
装置における電子シャッタ機能動作時の電荷転送駆動タ
イミングを説明するためのタイミングチャート図である
。
装置における電子シャッタ機能動作時の電荷転送駆動タ
イミングを説明するためのタイミングチャート図である
。
1 フォトダイオード
2 垂直転送レジスタ
3 高速垂直転送レジスタ
4および5 水平転送レジスタ
6 スイッチ回路
8 感光部
9 蓄積部
CH 切換信号
RPAおよびRPB 読出パルス
TP 高速転送パルス
FTおよびCT 水平転送パルス
なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項1】 水平および垂直方向に沿ってマトリク
ス状に配置された1つ以上の光電変換セルを有し、投影
された被写体の像を電荷の形態に変換し蓄積するための
光電変換セルアレイと、前記垂直方向セルアレイのそれ
ぞれの一方側に隣接し、外部から供給される第1の読出
信号に応答して前記各セルから読出された電荷を、逐次
垂直方向へ転送する第1垂直転送手段と、前記垂直方向
セルアレイのそれぞれの他方側に隣接し、外部から供給
される前記第1読出信号に続く第2の読出信号に応答し
て前記各セルから読出された電荷を、逐次垂直方向へ転
送する第2垂直転送手段と、前記第1垂直転送手段から
出力された電荷を水平方向に逐次転送する第1水平転送
手段と、前記第2垂直転送手段から出力された電荷を水
平方向に逐次転送する第2水平転送手段と、前記第1お
よび第2水平転送手段から出力される電荷信号を入力し
、応じて1/2水平走査期間ごとに交互に切換えて出力
する切換手段とを備えた、撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3018753A JPH04257171A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3018753A JPH04257171A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04257171A true JPH04257171A (ja) | 1992-09-11 |
Family
ID=11980412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3018753A Withdrawn JPH04257171A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04257171A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6160580A (en) * | 1996-09-25 | 2000-12-12 | Nec Corporation | CCD image sensor having two-layered electrode structure |
| US8929752B2 (en) | 2009-07-28 | 2015-01-06 | Ricoh Company, Limited | Fixing device and image forming apparatus using same |
-
1991
- 1991-02-12 JP JP3018753A patent/JPH04257171A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6160580A (en) * | 1996-09-25 | 2000-12-12 | Nec Corporation | CCD image sensor having two-layered electrode structure |
| US8929752B2 (en) | 2009-07-28 | 2015-01-06 | Ricoh Company, Limited | Fixing device and image forming apparatus using same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |