JPS61212174A - 撮像装置 - Google Patents

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】 ［技術分野］ 本発明はぶれのない良好な再生画像が得られる撮像装置
に関するものである。

［従来技術ゴ 第１図は撮像素子としてインターライン型ＣＣＤを使用
した撮像装置の基本的構成を示したものである。

第１図において、１は垂直および水平方向に２次元状に
配列された受光素子、２は垂直シフトレジスタであって
、受光素子１に近接して垂直に配列され、信号電荷を垂
直方向に転送する。３は転送ゲートであって、受光素子
１と垂直シフトレジスタ２との間に垂直に配列され、被
写体情報に応じて受光素子１に発生した電荷を垂直シフ
トレジスタ２まで転送する。４は水平シフトレジスタで
あって、各垂直シフトレジスタ２内を垂直方向に転送さ
れる信号電荷を全レジスタ２の端から同時に１水平ライ
ンずつ受取り、■水平ライン信号として外部に送り出す
、５は水平シフトレジスタ４からの信号を増幅するため
のアンプ、６はそのアンプ５の出力端子であって、この
端子６から信号処理回路２８に供給され１例えばＮＴＳ
Ｃ信号等に変換され出力端子２３より出力される。

駆動パルス発生装置２７によって、転送ゲート３には駆
動クロックパルスφ丁が供給され、垂直シフトレジスタ
２には、例えば２相とすると、駆動クロックパルスφｖ
１およびφｖ２が供給され、水平シフトレジスタ４には
、？相とすると駆動クロックパルスφＨ１およびφＨユ
が供給される。

第２図は垂直シフトレジスタ２の垂直方向の断面を示す
。

第２図に示すように、クロックパルスφｖ１が供給され
る転送電極７およびクロックパルスφｖ２が供給される
転送電極８は、垂直方向に交互に配置され、しかも絶縁
層９を介して半導体基板１１（Ｐ型）上に設けられてい
る。基板１１の表層には電荷転送の方向性を持たせるた
め、ｎ＋チャネル１０が各転送電極の直下の一部に形成
されている。また、受光素子１は例えば電極８と水平方
向上の位置が一致している。

第２図Ａはφｖｌ”“Ｌ″およびφＶＺ＝“Ｌ″。

第２図Ｃはφマ１＝″Ｌ″およびφｖｚ＝“Ｈ′のとき
の基板１１の内部ポテンシャル分布を示し、同様に第２
図Ｂはこれらの中間状態を示す０以上のような構成の撮
像装置における転送ゲートおよびシフトレジスタの通常
の駆動法を第３図に基づいて説明する。

第３図に示すように、クロックパルス（転送パルス）φ
Ｔはｌフィールド毎に発生し１例えば時刻ｔｏで発生す
ると、この時点で受光素子ｌに蓄えられた電荷が垂直シ
フトレジスタ２に転送される。

次に時刻ｔ１〜　ｔ２においてクロックパルスφマエを
“Ｌ”から“Ｈ”へ変化させ、クロックパルスφマ２を
“Ｈ”から“Ｌ″に変化させる。この動作により、基板
１１の内部ポテンシャル分布は第２図のＣからＡに移行
して、垂直画素ピッチの１／２分だけ垂直方向に電荷移
動が行われる。

続いて時刻ｔ２からｔ３において最初の状態に戻って再
びポテンシャル状態は第２図ＡからＣに移行し、これに
よって更に垂直画素のピッチの１／２分だけ垂直方向に
電荷移動が行われる。

以上の一連のクロックパルス駆動により１）１（水平走
査）期間の間に受光素子１における１水平ライン分が垂
直方向にシフトされる。

一方、水平シフトレジスタ４では、垂直シフトレジスタ
２から受取った（シフトされた）ｌ水平ライン分の映像
信号を駆動クロックパルスφＨ１およびφＨ２により垂
直シフトレジスタ２と同様の動作によって水平方向に転
送する。ただし、クロックパルス小開１およびφ■スは
お互いにクロックパルスφマＬとφｖ２との関係の如く
逆相になっている。

しかしながら、以上のようにして出力端子６に得られた
信号に基づいて映像信号は、ｌフィールドにつき１／θ
０秒間の露光が行われて得られたものであるから、各フ
ィールドについてみてみればシャッタ速度が１／６０秒
の静止画信号ということになる。したがって、動きの速
い被写体を撮影、録画し、これをスローモーションまた
はスチルで再生した場合には、被写体の動きによるぶれ
た画像しか得られない。

［目　的］ 本発明の目的は以上のような問題を解消し、特に動きの
速い被写体の撮影の場合に高速シャー２ター効果が得ら
れ、スローモーションやスチル画像の再生画面をより鮮
明にすることができる撮像装置を提供することにある。

［実施例］ 以下に１図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第４図は本発明にかかる駆動手段としての駆動パルス発
生装置ｔ　２７’　のブロック図であり、この駆動パル
ス発生装置２７′によって得られた各駆動パルスを、第
１図に示す撮像素子に対し同第１図に示す駆動パルス発
生装置２７からの駆動パルスの代りに適用する。

第４図において、２０は基準周波数発振子、２１は発振
子２０の発振周波数を分周して１分周周波数信号を出力
する分周器である。２２は分周器２１からの分周周波数
信号を入力して、当該信号に基づいて転送ゲート３を駆
動するクロックパルスφＴ１１を発生する第１駆動パル
ス発生回路、２３は同分周器２１からの分周周波数信号
を入力して、当該信号に基づいて且つクロックパルスφ
Ｔｌ＋に同期して、垂直シフトレジスタ２を駆動するク
ロックパルスφマ１１およびφ９１２を発生する第２駆
動パルス発生回路、２４は同分周器２１からの分周周波
数信号を入力して、当該信号に基づいて且つクロックパ
ルスφＴ。

に同期して、水平シフトレジスタ４を駆動するクロック
パルスφＩＩ＋およびφＨ１ｉｌを発生する第３駆動パ
ルス発生回路である。

第５図は本発明による撮像装置における信号処理方法を
説明するためのクロックパルスのタイミングを示す。

第５図におけるクロックパルスφＴｌ＋　、φマ１１゜
φマー２．φＩＩ＋およびφＭ＋２はそれぞれ第３図の
クロックパルスφＴ１＋φマｌ、φマ２．φ引およびφ
Ｈ２に対応するものである。撮像装置は第１図および第
２図に示すものを適用する０本発明の特徴は、ｌフィー
ルドの露光期間ｔＶを第５図に示すように期間Ｔ、と　
Ｔ２　とに分は前半の期間Ｔ１の間に受光素子１に発生
した電荷は無効分として排除し、後半の期間〒２の間に
受光素子１に発生した電荷を撮像出力として使うことに
ある。したがって各フィールドに関するシャッター速度
（有効撮像期間）はＴ２　　（秒）となる。

第５図中、クロックパルスφマ１１およびφ９１２は期
間Ｔ、において第３図のクロックパルスΦマ１およびφ
マ２と同一のタイミングで発生し、時刻ｔ０において転
送ゲート３によって受光素子ｌから垂直シフトレジスタ
２に転送された電荷はクロックパルスφ、、およびφ■
２によって有効撮像出力として垂直シフトレジスタ２か
ら順次水平シフトレジスタ４に送られる。水平シフトレ
ジスタ４においても、この期間Ｔ、の間、クロックパル
スφ）ＩＩ＋およびφ用２は第３図のクロックパルスφ
Ｈ１およびφＨ２Ｌと同一のタイミングで発生する。こ
の結果出力映像信号は時刻ｔｏの前において期間Ｔ２に
相当する期間受光素子ｌに発生した電荷を読み出して得
られた第５図に示すような各水平ライン信号がＩＨ期間
毎に得られた信号になる。なお、この場合、光学系の絞
り値は有効撮像期間としての期間Ｔ２に対して１／８０
秒のときよりも大きく設定されるのはもちろんである。

次に期間Ｔ！の終了時点、時刻ｔ４にて期間ＴＩ（時刻
１ｏからｔ４まで）の間に受光素子ｌに発生した無効電
荷を垂直シフトレジスタ２に転送する。そして、この無
効電荷を期間Ｔ２の間に全て排除する。すなわち、時刻
ｔ５からｔ６までの間に、垂直画素数に等しい回数だけ
各クロックパルスφマ１１およびφマ１２を発生させ、
それと同時に水平シフトレジスタ４にも全画素数に等し
い回数だけ各クロックパルスφ問およびφ８＋２を与え
ることによって、出力端子６から無効電荷を排出する。

このとき、すなわち期間Ｔ２の間における出力映像信号
は１通常のレベルと比較してかなり大きなものとなる０
例えばＴ２＝　１１５０Ｇ（秒）とすると、 となる、従って画面上では、下端部分が帯状に白くなる
ことがあるので、悪影響がある場合には。

この帯状部分に該当する前述したレベルの高い信号部分
を出力映像信号においてミューティングしても良い。

次に時刻ｔ７において期間Ｔ２の間に受光素子１に蓄え
られていた有効電荷の垂直シフトレジスタ２への転送を
前記同様に行う。

以上説明した実施例においては１期間Ｔ２内で無効電荷
を排出するときに、水平シフトレジスタ４を連続的に動
作させたが、複数水平ライン分の電荷を水平シフトレジ
スタ４内に蓄えた後で、この水平シフトレジスタ４を動
作させることも可能である。

また、水平シフトレジスタ４に平行してオーバーフロー
ドレインを配設することによって、水平シフトレジスタ
による水平方向の無効電荷転送を行わずに、垂直シフト
レジスタから“入力される無効電荷をそのままオーバー
フロードレインを介して排出することも可能である。こ
れにより、撮像素子（受光素子）の下部に無効電荷が集
中して飽和してしまうというような悪影響をかなり軽減
することができる。

［効　果］ 以上説明したように本発明によれば各フィールドにおい
て高速のシャッター速度が得られ、したがって、例えば
スローモーションおよびスチル再生のときにぶれのない
良好な再生画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は撮像装置の構成を示す図。 第２図は同装置における撮像素子の断面と内部ポテンシ
ャルを示す図、 第３図は同装置の駆動クロックパルスを示す図、 第４図は本発明にかかる駆動パルス発生装置のブロック
図。 第５図は本発明にかかる駆動クロックパルスを示す図で
ある。 ２０・・・発振子、 ２１・・・分周器。 ２２・・・第１駆動パルス発生回路、 ２３・・・第２駆動パルス発生回路。 ２４・・・第３駆動パルス発生回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 垂直および水平方向に２次元状に配列され、被写体の映
   像情報に応じた電荷を蓄積する受光素子と、 該受光素子に近接して垂直に配置され、信号電荷を垂直
   方向に転送する為の垂直シフトレジスタと、 前記垂直シフトレジスタからの信号電荷を順次出力する
   為の水平シフトレジスタと、 前記全受光素子に蓄積された電荷を前記水平シフトレジ
   スタを介して所定期間かけてとり出すように前記垂直お
   よび水平シフトレジスタに駆動パルスを供給すると共に
   、前記期間内の一部期間に前記全受光素子に蓄積された
   電荷を前記垂直及び水平シフトレジスタを介して排出す
   る駆動手段とを具えたことを特徴とする撮像装置。