JPH0799869B2 - 電子的撮像装置 - Google Patents
電子的撮像装置Info
- Publication number
- JPH0799869B2 JPH0799869B2 JP59220848A JP22084884A JPH0799869B2 JP H0799869 B2 JPH0799869 B2 JP H0799869B2 JP 59220848 A JP59220848 A JP 59220848A JP 22084884 A JP22084884 A JP 22084884A JP H0799869 B2 JPH0799869 B2 JP H0799869B2
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- Japan
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- odd
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は電荷結合素子(以下CCDと略称する)をイメー
ジセンサとして用いた電子的撮像装置に関し、特にフォ
トセンサに蓄積された光電荷を水平ライン信号として取
出す手段の改良に関する。
ジセンサとして用いた電子的撮像装置に関し、特にフォ
トセンサに蓄積された光電荷を水平ライン信号として取
出す手段の改良に関する。
一般に固体撮像装置は、小型,軽量,長寿命,低消費電
力等の特徴を有している。このためイメージセンサとし
て従来の撮像管に代って広く利用されるに至っている。
特にCCDを用いた固体撮像素子、なかでもフレームイン
ターライン転送方式のCCD撮像素子(FIL−CCD撮像素
子)は解像度特性,耐ブルーミング・スミア特性等の特
性上において非常にすぐれているため、一般的に電子的
撮像装置にはこの素子が多く用いられる。
力等の特徴を有している。このためイメージセンサとし
て従来の撮像管に代って広く利用されるに至っている。
特にCCDを用いた固体撮像素子、なかでもフレームイン
ターライン転送方式のCCD撮像素子(FIL−CCD撮像素
子)は解像度特性,耐ブルーミング・スミア特性等の特
性上において非常にすぐれているため、一般的に電子的
撮像装置にはこの素子が多く用いられる。
ところで、一般に電子的撮像装置を用いて標準テレビジ
ョン方式に適した静止画像を得るためには、インターレ
ースした2フィールド分のビデオ信号を得る必要があ
る。そして特に電子的撮像装置としての電子カメラ等に
おいて静止画像のフレーム記録を行なう場合には、2フ
ィールドにおける各フィールド信号が同一時間において
露光され、かつシャッタ効果を発揮し得るものが望まし
い。しかるに従来の固体撮像装置では、読み出し方式等
の関係から同時露光が行なわれるものとはなっていな
い。一方、FIL−CCD撮像素子においては、奇数ライン上
のフォトセンサにおいても偶数ライン上のフォトセンサ
においても、光電荷蓄積時間は1フレーム周期となって
いる。つまり1/30秒の露光時間による撮像が行なわれて
いるわけである。このため、被写体が動いていると、画
像にぶれが生じる。動画撮像の場合には上記ぶれはそれ
ほど支障をきたさないが、静止画撮像の場合には大きな
問題となる。かかる問題を解決するには、光電荷の蓄積
時間を短縮し、いわゆる素子シャッター効果をもたせる
ようにすればよい。素子シャッタ効果をもたせる手段と
して、例えば特開昭59−33979号公報に記載されたもの
がある。しかるに上記のものでは、フィールド記録用と
してのシャッタ効果は得られるが、フレーム記録用とし
てのシャツタ効果は期待できない。すなわち、前記特開
昭59−33979号公報に記載された手段をFIL−CCD撮像素
子に適用して素子シャッター効果を発揮させようとして
も、奇数フィールドにおける露光のタイミングと、偶数
フィールドにおける露光のタイミングとが完全に1フィ
ールド分ずれたものとなる。その結果、各フォトセンサ
にそれぞれ蓄積された奇数フィールドの電荷と偶数フィ
ールドの電荷とを前述したようにインターレース読出し
方式で順次読出して1フレームの画像を形成すると、被
写体が動きのある被写体である場合には、二つの異なっ
た場面の画像が合成されたものとなる。つまり映出され
る画像の一水平ラインごとの表示内容は交互にそれぞれ
異なった場面の被写体画像を示すものとなるので、極端
な場合には二重画像となってしまう。かくして同一時間
による露光および素子シャッター効果が同時に発揮され
ず、良好な画質の静止画像を得ることができない欠点が
あった。また上記従来例においては、一般に使用されて
いるインターライン転送型のCCD撮像素子を対象として
いるために、動画モードにおける連続的なシャッタ機能
を発揮できない難点もある。
ョン方式に適した静止画像を得るためには、インターレ
ースした2フィールド分のビデオ信号を得る必要があ
る。そして特に電子的撮像装置としての電子カメラ等に
おいて静止画像のフレーム記録を行なう場合には、2フ
ィールドにおける各フィールド信号が同一時間において
露光され、かつシャッタ効果を発揮し得るものが望まし
い。しかるに従来の固体撮像装置では、読み出し方式等
の関係から同時露光が行なわれるものとはなっていな
い。一方、FIL−CCD撮像素子においては、奇数ライン上
のフォトセンサにおいても偶数ライン上のフォトセンサ
においても、光電荷蓄積時間は1フレーム周期となって
いる。つまり1/30秒の露光時間による撮像が行なわれて
いるわけである。このため、被写体が動いていると、画
像にぶれが生じる。動画撮像の場合には上記ぶれはそれ
ほど支障をきたさないが、静止画撮像の場合には大きな
問題となる。かかる問題を解決するには、光電荷の蓄積
時間を短縮し、いわゆる素子シャッター効果をもたせる
ようにすればよい。素子シャッタ効果をもたせる手段と
して、例えば特開昭59−33979号公報に記載されたもの
がある。しかるに上記のものでは、フィールド記録用と
してのシャッタ効果は得られるが、フレーム記録用とし
てのシャツタ効果は期待できない。すなわち、前記特開
昭59−33979号公報に記載された手段をFIL−CCD撮像素
子に適用して素子シャッター効果を発揮させようとして
も、奇数フィールドにおける露光のタイミングと、偶数
フィールドにおける露光のタイミングとが完全に1フィ
ールド分ずれたものとなる。その結果、各フォトセンサ
にそれぞれ蓄積された奇数フィールドの電荷と偶数フィ
ールドの電荷とを前述したようにインターレース読出し
方式で順次読出して1フレームの画像を形成すると、被
写体が動きのある被写体である場合には、二つの異なっ
た場面の画像が合成されたものとなる。つまり映出され
る画像の一水平ラインごとの表示内容は交互にそれぞれ
異なった場面の被写体画像を示すものとなるので、極端
な場合には二重画像となってしまう。かくして同一時間
による露光および素子シャッター効果が同時に発揮され
ず、良好な画質の静止画像を得ることができない欠点が
あった。また上記従来例においては、一般に使用されて
いるインターライン転送型のCCD撮像素子を対象として
いるために、動画モードにおける連続的なシャッタ機能
を発揮できない難点もある。
本発明の目的は、静止画モードであっても動画モードで
あっても、各フィールドの露光を同一時間にて行ない
得、しかも素子シャッタ効果を有効に発揮でき、被写体
がたとえ動きのある被写体であっても、ぶれがなく解像
度も高い良好な画質の静止画像および動画像を容易かつ
安定に得ることのできる電子的撮像装置を提供すること
にある。
あっても、各フィールドの露光を同一時間にて行ない
得、しかも素子シャッタ効果を有効に発揮でき、被写体
がたとえ動きのある被写体であっても、ぶれがなく解像
度も高い良好な画質の静止画像および動画像を容易かつ
安定に得ることのできる電子的撮像装置を提供すること
にある。
上記目的を達成するために、本発明の電子的撮像装置は
次の如く構成されている。すなわち、奇数フィールドに
対応する奇数ラインおよび偶数フィールドに対応する偶
数ラインが交互に形成されるように水平方向に複数の行
をなしかつ垂直方向に複数の列をなす如く光電荷生成蓄
積可能な複数のフォトセンサをマトリクス状に配設した
光電変換部と、前記フォトセンサに生成蓄積された不要
電荷を排出するようになされたオーバーフロードレイン
と、前記奇数ライン上のフォトセンサに生成蓄積された
奇数ライン電荷および前記偶数ライン上のフォトセンサ
に生成蓄積された偶数ライン電荷を各列毎に同時に一括
して受入れ可能な如く各列の各フォトセンサにそれぞれ
二以上のセルを対応させて配設された垂直シフトレジス
タと、これら各垂直シフトレジスタに移されそれぞれシ
フトされる各列毎の電荷のうち前記奇数ライン電荷を奇
数フィールドの水平ライン信号として取出す第1の水平
シフトレジスタと、前記各垂直シフトレジスタに移され
それぞれシフトされる各列毎の電荷のうち前記偶数ライ
ン電荷をそれぞれ個別に蓄積保持する如く設けられた蓄
積レジスタと、この蓄積レジスタに蓄積保持された前記
偶数ライン電荷を偶数フィールドの水平ライン信号とし
て取出す第2の水平シフトレジスタと、前記第1,第2の
水平シフトレジスタによって取出された奇数フィールド
の水平ライン信号と偶数フィールドの水平ライン信号と
に基づいて1フレームの水平ライン信号を形成して出力
する手段と、前記オーバーフロードレインによる当該継
続された不要電荷排出動作を停止する第1の時点で光電
荷の蓄積を一斉に開始せしめ、この蓄積された光電荷の
前記垂直シフトレジスタへの同時一括転送を開始せしめ
る第2の時点までが実効的な露光時間となるようなシャ
ッターを構成し、前記第2の時点以降に転送された光電
荷を垂直シフトレジスタによってシフトし、前記第2の
時点より後の第3の時点からこのシフトを受ける電荷の
うち、前記奇数ライン電荷を前記第1の水平シフトレジ
スタにより奇数フィールドの水平ライン信号として順次
読み出すと共に、前記偶数ライン電荷を前記蓄積レジス
タに蓄積保持し、前記第3の時点より後の第4の時点に
おいて、この蓄積保持された偶数ライン電荷を前記第2
の水平レジスタにより偶数フィールドの水平ライン信号
として順次読み出すことでインターレース読み出しを行
なうためのタイミング制御手段と、を具備している。
次の如く構成されている。すなわち、奇数フィールドに
対応する奇数ラインおよび偶数フィールドに対応する偶
数ラインが交互に形成されるように水平方向に複数の行
をなしかつ垂直方向に複数の列をなす如く光電荷生成蓄
積可能な複数のフォトセンサをマトリクス状に配設した
光電変換部と、前記フォトセンサに生成蓄積された不要
電荷を排出するようになされたオーバーフロードレイン
と、前記奇数ライン上のフォトセンサに生成蓄積された
奇数ライン電荷および前記偶数ライン上のフォトセンサ
に生成蓄積された偶数ライン電荷を各列毎に同時に一括
して受入れ可能な如く各列の各フォトセンサにそれぞれ
二以上のセルを対応させて配設された垂直シフトレジス
タと、これら各垂直シフトレジスタに移されそれぞれシ
フトされる各列毎の電荷のうち前記奇数ライン電荷を奇
数フィールドの水平ライン信号として取出す第1の水平
シフトレジスタと、前記各垂直シフトレジスタに移され
それぞれシフトされる各列毎の電荷のうち前記偶数ライ
ン電荷をそれぞれ個別に蓄積保持する如く設けられた蓄
積レジスタと、この蓄積レジスタに蓄積保持された前記
偶数ライン電荷を偶数フィールドの水平ライン信号とし
て取出す第2の水平シフトレジスタと、前記第1,第2の
水平シフトレジスタによって取出された奇数フィールド
の水平ライン信号と偶数フィールドの水平ライン信号と
に基づいて1フレームの水平ライン信号を形成して出力
する手段と、前記オーバーフロードレインによる当該継
続された不要電荷排出動作を停止する第1の時点で光電
荷の蓄積を一斉に開始せしめ、この蓄積された光電荷の
前記垂直シフトレジスタへの同時一括転送を開始せしめ
る第2の時点までが実効的な露光時間となるようなシャ
ッターを構成し、前記第2の時点以降に転送された光電
荷を垂直シフトレジスタによってシフトし、前記第2の
時点より後の第3の時点からこのシフトを受ける電荷の
うち、前記奇数ライン電荷を前記第1の水平シフトレジ
スタにより奇数フィールドの水平ライン信号として順次
読み出すと共に、前記偶数ライン電荷を前記蓄積レジス
タに蓄積保持し、前記第3の時点より後の第4の時点に
おいて、この蓄積保持された偶数ライン電荷を前記第2
の水平レジスタにより偶数フィールドの水平ライン信号
として順次読み出すことでインターレース読み出しを行
なうためのタイミング制御手段と、を具備している。
第1図は本発明の第1の実施例の構成を示すブロック図
である。なお本実施例においては説明の便宜上、撮像素
子アレイとして6行5列のものを例示している。
である。なお本実施例においては説明の便宜上、撮像素
子アレイとして6行5列のものを例示している。
第1図において1はn+pフォトダイオード等からなる光
電荷生成蓄積可能なフォトセンサである。これらフォト
センサ1は、奇数フィールドに対応する奇数ラインと偶
数フィールドに対応する偶数ラインとが交互に形成され
るように、水平方向に行をなし垂直方向に列をなす如く
マトリクス状に配設され光電変換部を構成している。ま
た2は上記各フォトセンサにそれぞれ隣接して設けられ
た二相駆動CCDからなる垂直シフトレジスタであり、各
フォトセンサにそれぞれ二つのセルが対応する如く配設
されている。つまり垂直シフトレジスタ2の各セルのピ
ッチはフォトセンサ1のピッチの1/2に設定されてお
り、奇数ライン上および偶数ライン上の各フォトセンサ
に生成蓄積された光電荷を同時に一括して受入れ可能な
如く構成されている。
電荷生成蓄積可能なフォトセンサである。これらフォト
センサ1は、奇数フィールドに対応する奇数ラインと偶
数フィールドに対応する偶数ラインとが交互に形成され
るように、水平方向に行をなし垂直方向に列をなす如く
マトリクス状に配設され光電変換部を構成している。ま
た2は上記各フォトセンサにそれぞれ隣接して設けられ
た二相駆動CCDからなる垂直シフトレジスタであり、各
フォトセンサにそれぞれ二つのセルが対応する如く配設
されている。つまり垂直シフトレジスタ2の各セルのピ
ッチはフォトセンサ1のピッチの1/2に設定されてお
り、奇数ライン上および偶数ライン上の各フォトセンサ
に生成蓄積された光電荷を同時に一括して受入れ可能な
如く構成されている。
これらの垂直シフトレジスタ2の各最終シフト端には第
1の水平シフトレジスタ3が接続されている。この第1
の水平シフトレジスタ3の最終シフト端にはフローティ
ングディフュージョンおよび出力トランジスタ回路等か
らなる出力部4が接続されており、端子5を介して奇数
フィールドの水平ライン信号を出力し得るものとなって
いる。上記第1の水平シフトレジスタ3に隣接して蓄積
レジスタ6が接続されている。この蓄積レジスタ6は前
記垂直シフトレジスタ2の各列に対応する如く配設され
ており、第1の水平シフトレジスタ3を通して入力され
る偶数ラインの電荷Bを全て蓄積可能なものとなってい
る。上記蓄積レジスタ6に隣接して第2の水平シフトレ
ジスタ7が配設されている。この第2の水平シフトレジ
スタ7の最終シフト端には前記出力部4と同一構成の出
力部8が接続されており、端子9を介して偶数フィール
ドの水平ライン信号を出力し得るものとなっている。前
記出力部4および8には選択ゲート信号が択一的に与え
られ、交互に能動状態を呈するようになっている。前記
垂直シフトレジスタ2にはシフト用クロックφV1,φV2
が加えられ、蓄積レジスタ6にはシフト用クロックφV
3,φV4が加えられ、さらに第1,第2の水平シフトレジス
タ3および7にはシフト用クロックφH1,φH2が共通に
加えられ、それぞれ二相駆動されるものとなっている。
なお第1図には図示していないが、前記光電変換部には
フォトセンサ1から垂直シフトレジスタ2へ電荷を転送
するための転送ゲート信号TGを与えられる転送ゲート、
不要電荷排出用のオーバフロードレイン、およびこのオ
ーバフロードレインにゲート制御信号OFGを印加するた
めのゲート電極等が設けられている。そして上記ゲート
電極に制御信号OFGが印加されている期間は、フォトセ
ンサ1の電荷排出が強制的に行なわれ、フォトセンサ1
に光電荷が生成蓄積されないようになっている。かくし
て上記ゲート制御信号OFGが印加されていない1フレー
ム内の所定期間において、光学系(不図示)を介して照
射された光像に応じた光電荷が一斉に生成蓄積されるも
のとなっている。
1の水平シフトレジスタ3が接続されている。この第1
の水平シフトレジスタ3の最終シフト端にはフローティ
ングディフュージョンおよび出力トランジスタ回路等か
らなる出力部4が接続されており、端子5を介して奇数
フィールドの水平ライン信号を出力し得るものとなって
いる。上記第1の水平シフトレジスタ3に隣接して蓄積
レジスタ6が接続されている。この蓄積レジスタ6は前
記垂直シフトレジスタ2の各列に対応する如く配設され
ており、第1の水平シフトレジスタ3を通して入力され
る偶数ラインの電荷Bを全て蓄積可能なものとなってい
る。上記蓄積レジスタ6に隣接して第2の水平シフトレ
ジスタ7が配設されている。この第2の水平シフトレジ
スタ7の最終シフト端には前記出力部4と同一構成の出
力部8が接続されており、端子9を介して偶数フィール
ドの水平ライン信号を出力し得るものとなっている。前
記出力部4および8には選択ゲート信号が択一的に与え
られ、交互に能動状態を呈するようになっている。前記
垂直シフトレジスタ2にはシフト用クロックφV1,φV2
が加えられ、蓄積レジスタ6にはシフト用クロックφV
3,φV4が加えられ、さらに第1,第2の水平シフトレジス
タ3および7にはシフト用クロックφH1,φH2が共通に
加えられ、それぞれ二相駆動されるものとなっている。
なお第1図には図示していないが、前記光電変換部には
フォトセンサ1から垂直シフトレジスタ2へ電荷を転送
するための転送ゲート信号TGを与えられる転送ゲート、
不要電荷排出用のオーバフロードレイン、およびこのオ
ーバフロードレインにゲート制御信号OFGを印加するた
めのゲート電極等が設けられている。そして上記ゲート
電極に制御信号OFGが印加されている期間は、フォトセ
ンサ1の電荷排出が強制的に行なわれ、フォトセンサ1
に光電荷が生成蓄積されないようになっている。かくし
て上記ゲート制御信号OFGが印加されていない1フレー
ム内の所定期間において、光学系(不図示)を介して照
射された光像に応じた光電荷が一斉に生成蓄積されるも
のとなっている。
第2図は上記垂直シフトレジスタ2と、第1の水平シフ
トレジスタ3と、蓄積レジスタ6との接続部分の構成を
示す図である。また第3図(a)〜(d)は上記部分の
電荷転送の状態を示す図であり、第4図は上記部分の動
作を示す波形図である。
トレジスタ3と、蓄積レジスタ6との接続部分の構成を
示す図である。また第3図(a)〜(d)は上記部分の
電荷転送の状態を示す図であり、第4図は上記部分の動
作を示す波形図である。
第2図に示すように、垂直シフトレジスタ2,第1の水平
シフトレジスタ3,蓄積レジスタ6はいずれも二相クロッ
クにより駆動されるものとなっている。今、垂直シフト
レジスタ2に移された奇数ライン電荷Aおよび偶数ライ
ン電荷Bが第3図(a)のようにφV1が印加されている
電極下に保持されているものとする。時点t1においてシ
フト用クロックφV1,φV2が与えられると、奇数ライン
電荷Aは第3図(b)のように第1の水平シフトレジス
タ3に転送される。この第1の水平シフトレジスタ3に
転送された奇数ライン電荷Aは、この後、時点t2からt3
までの期間においてシフト用クロックφH1,φH2により
シフトされ外部に送出される。次に時点t3からt5までの
水平ブランキング期間内において、時点t4に示す如くシ
フト用クロックφV1,φV2,φH1が与えられると、これら
のシフト用クロックφV1,φV2,φH1の相互の関係により
偶数ライン電荷Bは第3図(c)に示すように第1の水
平シフトレジスタ3を越えて蓄積レジスタ6に転送され
る。引続いて時点t5までの期間において上記偶数ライン
電荷Bは第3図(d)に示すように蓄積レジスタ6の内
部に送り込まれるとともに、次の奇数ライン電荷Aが第
1の水平シフトレジスタ3内へ送り込まれる。以下同様
の動作が繰返されることにより、奇数ライン電荷Aは第
1の水平シフトレジスタ3によって直ちに読出され、偶
数ライン電荷Bは蓄積レジスタ6に蓄積されるものとな
る。
シフトレジスタ3,蓄積レジスタ6はいずれも二相クロッ
クにより駆動されるものとなっている。今、垂直シフト
レジスタ2に移された奇数ライン電荷Aおよび偶数ライ
ン電荷Bが第3図(a)のようにφV1が印加されている
電極下に保持されているものとする。時点t1においてシ
フト用クロックφV1,φV2が与えられると、奇数ライン
電荷Aは第3図(b)のように第1の水平シフトレジス
タ3に転送される。この第1の水平シフトレジスタ3に
転送された奇数ライン電荷Aは、この後、時点t2からt3
までの期間においてシフト用クロックφH1,φH2により
シフトされ外部に送出される。次に時点t3からt5までの
水平ブランキング期間内において、時点t4に示す如くシ
フト用クロックφV1,φV2,φH1が与えられると、これら
のシフト用クロックφV1,φV2,φH1の相互の関係により
偶数ライン電荷Bは第3図(c)に示すように第1の水
平シフトレジスタ3を越えて蓄積レジスタ6に転送され
る。引続いて時点t5までの期間において上記偶数ライン
電荷Bは第3図(d)に示すように蓄積レジスタ6の内
部に送り込まれるとともに、次の奇数ライン電荷Aが第
1の水平シフトレジスタ3内へ送り込まれる。以下同様
の動作が繰返されることにより、奇数ライン電荷Aは第
1の水平シフトレジスタ3によって直ちに読出され、偶
数ライン電荷Bは蓄積レジスタ6に蓄積されるものとな
る。
次に上記の如く構成された本実施例全体の動作を第5図
(a)〜(c)に示す電荷の転送状態図および第6図に
示す動作波形図を適時参照しながら説明する。第6図に
示す如く、オーバーフロードレインのゲート制御信号OF
GがHレベルになっている期間は、フォトセンサ1の電
荷はオバーフロードレインを通して外部へ排出される。
このため上記期間中はフォトセンサ1には光電荷は蓄積
されない。そして上記ゲート制御信号OFGがLレベルに
なると、すべてのフォトセンサ1に第5図(a)に示す
如く光電荷の蓄積が一斉に行なわれる。つまり第6図
中、矢印で示す期間TXが光電荷の蓄積期間(露光時間)
となり、それ以外は非蓄積期間となり、シャッター機能
が発揮される。
(a)〜(c)に示す電荷の転送状態図および第6図に
示す動作波形図を適時参照しながら説明する。第6図に
示す如く、オーバーフロードレインのゲート制御信号OF
GがHレベルになっている期間は、フォトセンサ1の電
荷はオバーフロードレインを通して外部へ排出される。
このため上記期間中はフォトセンサ1には光電荷は蓄積
されない。そして上記ゲート制御信号OFGがLレベルに
なると、すべてのフォトセンサ1に第5図(a)に示す
如く光電荷の蓄積が一斉に行なわれる。つまり第6図
中、矢印で示す期間TXが光電荷の蓄積期間(露光時間)
となり、それ以外は非蓄積期間となり、シャッター機能
が発揮される。
今、露光つまり光電荷の蓄積動作が終了する直前の時点
t11に着目する。この時点t11において転送ゲート信号TG
が転送ゲートに加えられると、このタイミングでは図示
はしてないが垂直シフトレジスタ2に加えられるシフト
用クロックのうちφV1がHレベル、φV2がLレベルであ
る。このため奇数ライン上のフォトセンサおよび偶数ラ
イン上のフォトセンサにそれまでの期間txにおいて蓄積
された電荷が、各垂直シフトレジスタ2の各セルに同時
に転送される。時点t11において選択ゲート信号~/Bが第
6図の極性となるので、第1の出力部4は能動状態とな
り、第2の出力部8は非能動状態となる。したがって、
時点t11以後、シフト用クロックφV1とφV2とが各垂直
シフトレジスタ2に同時に所定周期で加えられると、各
垂直シフトレジスタ2に移された電荷のうち奇数ライン
電荷Aは前述のように第1の水平シフトレジスタ3を介
し出力部4を通して出力され、偶数ライン電荷Bは蓄積
レジスタ6に転送蓄積される。時点t12までの期間にお
いて、第5図(b)に示す如く、すべての奇数ライン電
荷Aは水平ライン信号として送出され、すべての偶数ラ
イン電荷Bは蓄積レジスタ6に蓄積保持される。時点t1
2に至ると、選択ゲート信号~/Bが反転する。このため第
1の出力部4は非能動状態となり、第2の出力部8は能
動状態となる。したがって時点t12以後、蓄積レジスタ
6に所定の周波数のシフト用クロックφV3,φV4があた
えられ、第2の水平シフトレジスタ7にシフト用クロッ
クφH1,φH2があたえられると、蓄積レジスタ6に蓄積
保持されていた偶数ライン電荷Bが、第5図(c)に示
すように上記第2の水平シフトレジスタ7を介し第2の
出力部8を通して出力される。この間、シフト用クロッ
クφV1,φV2は高い周波数のものとなり、垂直シフトレ
ジスタ2は高速度でシフトされる。このため垂直シフト
レジスタ2内の余剰電荷は第1の水平シフトレジスタ6
を介して外部に排出される。この排出された電荷は、こ
の期間においては非能動状態となっている第1の出力部
4において消滅する。時点t12からt14までの期間におい
て、すべての偶数ライン電荷Bが水平ライン信号として
送出される。なお上記期間内の時点t13において、オー
バフローゲート制御信号OFGがLレベルになるため、フ
ォトセンサ1の実質的な光電荷の生成蓄積が開始され
る。そして時点t14において、再び垂直シフトレジスタ
2への転送が行なわれる。
t11に着目する。この時点t11において転送ゲート信号TG
が転送ゲートに加えられると、このタイミングでは図示
はしてないが垂直シフトレジスタ2に加えられるシフト
用クロックのうちφV1がHレベル、φV2がLレベルであ
る。このため奇数ライン上のフォトセンサおよび偶数ラ
イン上のフォトセンサにそれまでの期間txにおいて蓄積
された電荷が、各垂直シフトレジスタ2の各セルに同時
に転送される。時点t11において選択ゲート信号~/Bが第
6図の極性となるので、第1の出力部4は能動状態とな
り、第2の出力部8は非能動状態となる。したがって、
時点t11以後、シフト用クロックφV1とφV2とが各垂直
シフトレジスタ2に同時に所定周期で加えられると、各
垂直シフトレジスタ2に移された電荷のうち奇数ライン
電荷Aは前述のように第1の水平シフトレジスタ3を介
し出力部4を通して出力され、偶数ライン電荷Bは蓄積
レジスタ6に転送蓄積される。時点t12までの期間にお
いて、第5図(b)に示す如く、すべての奇数ライン電
荷Aは水平ライン信号として送出され、すべての偶数ラ
イン電荷Bは蓄積レジスタ6に蓄積保持される。時点t1
2に至ると、選択ゲート信号~/Bが反転する。このため第
1の出力部4は非能動状態となり、第2の出力部8は能
動状態となる。したがって時点t12以後、蓄積レジスタ
6に所定の周波数のシフト用クロックφV3,φV4があた
えられ、第2の水平シフトレジスタ7にシフト用クロッ
クφH1,φH2があたえられると、蓄積レジスタ6に蓄積
保持されていた偶数ライン電荷Bが、第5図(c)に示
すように上記第2の水平シフトレジスタ7を介し第2の
出力部8を通して出力される。この間、シフト用クロッ
クφV1,φV2は高い周波数のものとなり、垂直シフトレ
ジスタ2は高速度でシフトされる。このため垂直シフト
レジスタ2内の余剰電荷は第1の水平シフトレジスタ6
を介して外部に排出される。この排出された電荷は、こ
の期間においては非能動状態となっている第1の出力部
4において消滅する。時点t12からt14までの期間におい
て、すべての偶数ライン電荷Bが水平ライン信号として
送出される。なお上記期間内の時点t13において、オー
バフローゲート制御信号OFGがLレベルになるため、フ
ォトセンサ1の実質的な光電荷の生成蓄積が開始され
る。そして時点t14において、再び垂直シフトレジスタ
2への転送が行なわれる。
このように本実施例においては、奇数フィールドおよび
偶数フィールドに対応する奇数ラインおよび偶数ライン
上の各フォトセンサ1に、光像に応じた光電荷が1フレ
ーム内の所定期間TXにおいて同時に生成蓄積され、これ
が上記各フォトセンサ1に隣接して設けられた垂直シフ
トレジスタ2に同時に転送され、垂直シフトレジスタ2
に移された電荷のうち奇数ライン電荷Aは第1の水平シ
フトレジスタ3を介して直接読出され、偶数ライン電荷
Bは上記第1の水平シフトレジスタ3を通して蓄積レジ
スタ6に一旦蓄積保持され、この蓄積保持された偶数ラ
イン電荷Bが前記奇数ライン電荷Aの読出後において第
2の水平シフトレジスタ7を介して読出される。その結
果、撮像素子自体にシャッター機能をもたせるようにし
たものでありながら、従来のように奇数フィールドと偶
数フィールドとの露光タイミングのずれに起因する画質
の劣化は全くなく、良好な静止画像を得ることができ
る。
偶数フィールドに対応する奇数ラインおよび偶数ライン
上の各フォトセンサ1に、光像に応じた光電荷が1フレ
ーム内の所定期間TXにおいて同時に生成蓄積され、これ
が上記各フォトセンサ1に隣接して設けられた垂直シフ
トレジスタ2に同時に転送され、垂直シフトレジスタ2
に移された電荷のうち奇数ライン電荷Aは第1の水平シ
フトレジスタ3を介して直接読出され、偶数ライン電荷
Bは上記第1の水平シフトレジスタ3を通して蓄積レジ
スタ6に一旦蓄積保持され、この蓄積保持された偶数ラ
イン電荷Bが前記奇数ライン電荷Aの読出後において第
2の水平シフトレジスタ7を介して読出される。その結
果、撮像素子自体にシャッター機能をもたせるようにし
たものでありながら、従来のように奇数フィールドと偶
数フィールドとの露光タイミングのずれに起因する画質
の劣化は全くなく、良好な静止画像を得ることができ
る。
また前述した動作を繰返し行なえば動画撮像も行なうこ
とができる。さらに連続駆動だけでなく、間欠駆動も可
能なので、シャッタトリガー毎に単発駆動を行ないフレ
ーム記録を行なうことができる。また蓄積レジスタ6と
しては、偶数フィールド分の電荷を蓄積可能な容量を有
していればよいので、撮像素子を小型に製作することが
できる。
とができる。さらに連続駆動だけでなく、間欠駆動も可
能なので、シャッタトリガー毎に単発駆動を行ないフレ
ーム記録を行なうことができる。また蓄積レジスタ6と
しては、偶数フィールド分の電荷を蓄積可能な容量を有
していればよいので、撮像素子を小型に製作することが
できる。
第7図は本発明の第2の実施例を示す動作波形図であ
る。この第2の実施例では垂直駆動パルスVDが与えられ
た時点から光蓄積期間TXに至るまでの期間中、転送ゲー
ト信号TGをHレベルとなし、フォトセンサ1の不要電荷
を垂直シフトレジスタ2へ逃がしてやり、上記不要電荷
を前記オーバフロードレインと垂直シフトレジスタ2と
の双方で排出するようにしている。勿論、上記垂直シフ
トレジスタ2へ逃がした電荷は垂直シフトレジスタ2の
高速度シフト動作により外部に排出される。
る。この第2の実施例では垂直駆動パルスVDが与えられ
た時点から光蓄積期間TXに至るまでの期間中、転送ゲー
ト信号TGをHレベルとなし、フォトセンサ1の不要電荷
を垂直シフトレジスタ2へ逃がしてやり、上記不要電荷
を前記オーバフロードレインと垂直シフトレジスタ2と
の双方で排出するようにしている。勿論、上記垂直シフ
トレジスタ2へ逃がした電荷は垂直シフトレジスタ2の
高速度シフト動作により外部に排出される。
第8図は本発明に関連した電子的撮像装置の動作波形図
である。この第3の実施例においては、光蓄積時間TXを
転送ゲート信号TGのみで制御している。すなわち、フォ
トセンサ1の光蓄積を必要としない期間において、フォ
トセンサ1に蓄積されつつある電荷を全て垂直シフトレ
ジスタ2へ転送し、これを垂直シフトレジスタ2の高速
度シフト動作によって外部へ排出することにより、光蓄
積時間TXを設定するようにしたものである。第9図は、
本発明の電子的撮像装置としてのビデオカメラ・電子カ
メラ兼用装置を示すブロック図である。第9図において
11は光学系を示しており、この光学系11を通して入射し
た被写体の光像は、CCD固体撮像素子12の光電変換面上
に結像する。CCD固体撮像素子12は上記結像した被写体
の光像を電気信号に変換し、奇数フィールドの水平ライ
ン信号および偶数フィールドの水平ライン信号として出
力する。その出力信号は前記第1,第2の出力部4,8に相
当する出力アンプ30A,30Bをそれぞれ介して色分離回路
等からなる信号処理回路13に供給される。信号処理回路
13は、供給された電気信号を輝度信号Yと色差信号R−
Y,B−Yに分離し、FM変調器14に供給する。FM変調器14
は輝度信号Yと色差信号R−Y,B−Yをそれぞれの周波
数帯域においてFM変調し、奇数フィールド用の第1の記
録アンプ15Aおよび偶数フィールド用の第2の記録アン
プ15Bに供給する。上記各記録アンプ15A,15BはFM変調さ
れた各信号をそれぞれ増幅して磁気ヘッド16A,16Bに与
える。磁気ヘッド16A,16Bは供給された各信号を磁気デ
ィスク17の記録トラックにFM記録する。
である。この第3の実施例においては、光蓄積時間TXを
転送ゲート信号TGのみで制御している。すなわち、フォ
トセンサ1の光蓄積を必要としない期間において、フォ
トセンサ1に蓄積されつつある電荷を全て垂直シフトレ
ジスタ2へ転送し、これを垂直シフトレジスタ2の高速
度シフト動作によって外部へ排出することにより、光蓄
積時間TXを設定するようにしたものである。第9図は、
本発明の電子的撮像装置としてのビデオカメラ・電子カ
メラ兼用装置を示すブロック図である。第9図において
11は光学系を示しており、この光学系11を通して入射し
た被写体の光像は、CCD固体撮像素子12の光電変換面上
に結像する。CCD固体撮像素子12は上記結像した被写体
の光像を電気信号に変換し、奇数フィールドの水平ライ
ン信号および偶数フィールドの水平ライン信号として出
力する。その出力信号は前記第1,第2の出力部4,8に相
当する出力アンプ30A,30Bをそれぞれ介して色分離回路
等からなる信号処理回路13に供給される。信号処理回路
13は、供給された電気信号を輝度信号Yと色差信号R−
Y,B−Yに分離し、FM変調器14に供給する。FM変調器14
は輝度信号Yと色差信号R−Y,B−Yをそれぞれの周波
数帯域においてFM変調し、奇数フィールド用の第1の記
録アンプ15Aおよび偶数フィールド用の第2の記録アン
プ15Bに供給する。上記各記録アンプ15A,15BはFM変調さ
れた各信号をそれぞれ増幅して磁気ヘッド16A,16Bに与
える。磁気ヘッド16A,16Bは供給された各信号を磁気デ
ィスク17の記録トラックにFM記録する。
一方、同期信号発生器18は前記撮像素子12に対し、駆動
パルス発生器18a,18bを介してシフト用クロックφV1〜
φV4を与えるとともに、シフト用クロックφH1,φH2お
よび転送ゲート信号TG,オーバフローゲート制御信号OFG
を上記撮像素子12に対し直接与える。同時にまた信号処
理回路13に対し、垂直駆動信号VD,水平駆動信号VH等の
タイミングパルスを与える。さらに同期信号発生器18
は、撮像系の動作タイミングと、記録系の動作タイミン
グおよび位相とを合わせるための同期パルスを、同期検
出器19に一方の入力として与える。
パルス発生器18a,18bを介してシフト用クロックφV1〜
φV4を与えるとともに、シフト用クロックφH1,φH2お
よび転送ゲート信号TG,オーバフローゲート制御信号OFG
を上記撮像素子12に対し直接与える。同時にまた信号処
理回路13に対し、垂直駆動信号VD,水平駆動信号VH等の
タイミングパルスを与える。さらに同期信号発生器18
は、撮像系の動作タイミングと、記録系の動作タイミン
グおよび位相とを合わせるための同期パルスを、同期検
出器19に一方の入力として与える。
同期検出器19は他方の入力として与えられるPGパルス、
すなわち磁気ディスク17に付設した回転位相検出用パル
スジェネレータ20からのパルスを、同期信号発生器18か
らの同期パルスと比較し、磁気ディスク17の回転速度お
よび位相が常に撮像系の動作タイミングに一致するよう
な信号をモータ駆動回路21に与える。モータ駆動回路21
は上記検出器19から与えられた信号に基いてディスク駆
動モータ22を駆動制御する。その結果、磁気ディスク17
は定常状態において、3600RPMの定速回転をし、1回転
する間に1フィールドの画像記録を行なうものとなる。
すなわち磁気ディスク17に付設した回転位相検出用パル
スジェネレータ20からのパルスを、同期信号発生器18か
らの同期パルスと比較し、磁気ディスク17の回転速度お
よび位相が常に撮像系の動作タイミングに一致するよう
な信号をモータ駆動回路21に与える。モータ駆動回路21
は上記検出器19から与えられた信号に基いてディスク駆
動モータ22を駆動制御する。その結果、磁気ディスク17
は定常状態において、3600RPMの定速回転をし、1回転
する間に1フィールドの画像記録を行なうものとなる。
記録ゲート回路23はカメラのレリーズボタンに連動する
記録指令スイッチ24がONとなったときに発生するトリガ
パルスTGによってトリガされ、同期信号発生器18からの
同期パルスに基いて1フィールド期間に相当する幅の書
込みパルスWGを前記記録アンプ15A,15Bに時間をずらし
て与え、その期間だけ記録アンプ15A,15Bを作動状態と
なす。
記録指令スイッチ24がONとなったときに発生するトリガ
パルスTGによってトリガされ、同期信号発生器18からの
同期パルスに基いて1フィールド期間に相当する幅の書
込みパルスWGを前記記録アンプ15A,15Bに時間をずらし
て与え、その期間だけ記録アンプ15A,15Bを作動状態と
なす。
第9図において25はエンコーダであり、信号処理回路13
の出力である輝度信号Yと色差信号R−Y,B−Yとをた
とえばNTSC信号に変換し、これをビューファインダ26へ
送ると同時に出力端子27からVTR等へ送出する。かくし
てビューファインダ26により撮像の内容をモニタするこ
とができる。
の出力である輝度信号Yと色差信号R−Y,B−Yとをた
とえばNTSC信号に変換し、これをビューファインダ26へ
送ると同時に出力端子27からVTR等へ送出する。かくし
てビューファインダ26により撮像の内容をモニタするこ
とができる。
前記同期信号発生器18には動作モード選択回路28からの
モード選択指令信号が与えられるものとなっている。上
記動作モード選択回路28は、たとえばカメラ外部からの
手動操作により所定の動作モードを選択する指令信号を
送出して、動画モード(繰返し記録動作)と静止画モー
ド(単発的な記録モード)との切換選択を行なうもので
ある。なお前記出力アンプ30Aはインバータ29を介して
同期信号発生器18からの信号を与えられ、出力アンプ30
Bは上記信号を直接与えられることにより、前述した出
力部4,8と同様の機能を発揮するものとなっている。
モード選択指令信号が与えられるものとなっている。上
記動作モード選択回路28は、たとえばカメラ外部からの
手動操作により所定の動作モードを選択する指令信号を
送出して、動画モード(繰返し記録動作)と静止画モー
ド(単発的な記録モード)との切換選択を行なうもので
ある。なお前記出力アンプ30Aはインバータ29を介して
同期信号発生器18からの信号を与えられ、出力アンプ30
Bは上記信号を直接与えられることにより、前述した出
力部4,8と同様の機能を発揮するものとなっている。
かくして第9図の装置によれば、良好な画質の動画ある
いは静止画を容易かつ安定に得ることが可能となる。
いは静止画を容易かつ安定に得ることが可能となる。
本発明によれば、静止画モードであっても動画モードで
あっても、各フィールドの露光を同一時間にて行ない
得、しかも素子シャッタ効果を有効に発揮でき、その結
果、被写体がたとえ動きのある被写体であっても、ぶれ
がなく解像度も高い良好な画質の静止画像および動画像
を容易かつ安定に得ることのできる電子的撮像装置を提
供できる。
あっても、各フィールドの露光を同一時間にて行ない
得、しかも素子シャッタ効果を有効に発揮でき、その結
果、被写体がたとえ動きのある被写体であっても、ぶれ
がなく解像度も高い良好な画質の静止画像および動画像
を容易かつ安定に得ることのできる電子的撮像装置を提
供できる。
第1図〜第6図は本発明の第1の実施例を示す図で、第
1図は電子的撮像装置の構成を示すブロック図、第2図
は垂直シフトレジスタ2と第1の水平シフトレジスタ3
と蓄積レジスタ6との接続部分の構成を示す図、第3図
(a)〜(d)は上記部分の電荷転送の状態を示す図、
第4図は上記部分の動作を示す波形図、第5図(a)〜
(c)および第6図は第1の実施例全体の動作を示す電
荷転送状態図および動作波形図、第7図は本発明の第2
の実施例を示す動作波形図、第8図は本発明に関連した
電子的撮像装置の動作波形図、第9図は本発明の電子的
撮像装置としてのビデオカメラ・電子カメラ兼用装置を
示すブロック図である。 1……フォトセンサ、2……垂直シフトレジスタ、3,7
……第1,第2の水平シフトレジスタ、4,8……第1,第2
の出力部、11……光学系、30A,30B……出力アンプ。
1図は電子的撮像装置の構成を示すブロック図、第2図
は垂直シフトレジスタ2と第1の水平シフトレジスタ3
と蓄積レジスタ6との接続部分の構成を示す図、第3図
(a)〜(d)は上記部分の電荷転送の状態を示す図、
第4図は上記部分の動作を示す波形図、第5図(a)〜
(c)および第6図は第1の実施例全体の動作を示す電
荷転送状態図および動作波形図、第7図は本発明の第2
の実施例を示す動作波形図、第8図は本発明に関連した
電子的撮像装置の動作波形図、第9図は本発明の電子的
撮像装置としてのビデオカメラ・電子カメラ兼用装置を
示すブロック図である。 1……フォトセンサ、2……垂直シフトレジスタ、3,7
……第1,第2の水平シフトレジスタ、4,8……第1,第2
の出力部、11……光学系、30A,30B……出力アンプ。
Claims (1)
- 【請求項1】奇数フィールドに対応する奇数ラインおよ
び偶数フィールドに対応する偶数ラインが交互に形成さ
れるように水平方向に複数の行をなしかつ垂直方向に複
数の列をなす如く光電荷生成蓄積可能な複数のフォトセ
ンサをマトリクス状に配設した光電変換部と、 前記フォトセンサに生成蓄積された不要電荷を排出する
ようになされたオーバーフロードレインと、 前記奇数ライン上のフォトセンサに生成蓄積された奇数
ライン電荷および前記偶数ライン上のフォトセンサに生
成蓄積された偶数ライン電荷を各列毎に同時に一括して
受入れ可能な如く各列の各フォトセンサにそれぞれ二以
上のセルを対応させて配設された垂直シフトレジスタ
と、 これら各垂直シフトレジスタに移されそれぞれシフトさ
れる各列毎の電荷のうち前記奇数ライン電荷を奇数フィ
ールドの水平ライン信号として取出す第1の水平シフト
レジスタと、 前記各垂直シフトレジスタに移されそれぞれシフトされ
る各列毎の電荷のうち前記偶数ラインをそれぞれ個別に
蓄積保持する如く設けられた蓄積レジスタと、 この蓄積レジスタに蓄積保持された前記偶数ライン電荷
を偶数フィールドの水平ライン信号として取出す第2の
水平シフトレジスタと、 前記第1,第2の水平シフトレジスタによって取出された
奇数フィールドの水平ライン信号と偶数フィールドの水
平ライン信号とに基づいて1フレームの水平ライン信号
を形成して出力する手段と、 前記オーバーフロードレインによる当該継続された不要
電荷排出動作を停止する第1の時点で光電荷の蓄積を一
斉に開始せしめ、この蓄積された光電荷の前記垂直シフ
トレジスタへの同時一括転送を開始せしめる第2の時点
までが実効的な露光時間となるようなシャッターを構成
し、前記第2の時点以降に転送された光電荷を垂直シフ
トレジスタによってシフトし、前記第2の時点より後の
第3の時点からこのシフトを受ける電荷のうち、前記奇
数ライン電荷を前記第1の水平シフトレジスタにより奇
数フィールドの水平ライン信号として順次読み出すと共
に、前記偶数ライン電荷を前記蓄積レジスタに蓄積保持
し、前記第3の時点より後の第4の時点において、この
蓄積保持された偶数ライン電荷を前記第2の水平レジス
タにより偶数フィールドの水平ライン信号として順次読
み出すことでインターレース読み出しを行なうためのタ
イミング制御手段と、 を具備したことを特徴とする電子的撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59220848A JPH0799869B2 (ja) | 1984-10-20 | 1984-10-20 | 電子的撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59220848A JPH0799869B2 (ja) | 1984-10-20 | 1984-10-20 | 電子的撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6199474A JPS6199474A (ja) | 1986-05-17 |
| JPH0799869B2 true JPH0799869B2 (ja) | 1995-10-25 |
Family
ID=16757487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59220848A Expired - Lifetime JPH0799869B2 (ja) | 1984-10-20 | 1984-10-20 | 電子的撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0799869B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01179578A (ja) * | 1988-01-08 | 1989-07-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像素子およびその駆動方法 |
| JP2760639B2 (ja) * | 1990-07-04 | 1998-06-04 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置およびその駆動方法 |
| JP2501683B2 (ja) * | 1991-08-27 | 1996-05-29 | オンキヨー株式会社 | 平衡増幅器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5919477A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-31 | Canon Inc | 撮像装置 |
-
1984
- 1984-10-20 JP JP59220848A patent/JPH0799869B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6199474A (ja) | 1986-05-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |