JP2000224600A

JP2000224600A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2000224600A
Application number: JP11024628A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Shirodono; 政実城殿; Hideaki Yoshida; 英明吉田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 1999-02-02
Publication date: 2000-08-11
Anticipated expiration: 2019-02-02
Also published as: JP4112106B2

Abstract

(57)【要約】【課題】インターレース走査型撮像素子を用いた擬似
的ノンインターレース走査時の第１の信号と第２の信号
の電荷蓄積時間差を補正できるようにした撮像装置を提
供する。【解決手段】２次アレイ状に複数個の受光素子を画素
として配置してなる感光部のうち第１の色フィルタ列が
配置された第１の感光部で蓄積された第１の信号電荷
を、第１の転送制御手段で垂直転送部に移送したのち垂
直転送部内で所定ステップ分転送し、次いで第２の感光
部で蓄積された第２の信号電荷を第２の転送制御手段で
垂直転送部へ移送したのち、第３の転送制御手段で垂直
転送部から第１及び第２の信号電荷を水平転送部へ転送
し、次いで第４の転送制御手段で水平転送部から順次読
み出し、第１及び第２の信号電荷の垂直転送部への移送
時間差に基づく第１及び第２の感光部の電荷蓄積時間差
による出力レベルの差をゲイン補正回路で補正し出力さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、高画素のインタ
ーレース走査型固体撮像素子を備え、該固体撮像素子の
擬似的なノンインターレース走査時に生じる第１の信号
と第２の信号の電荷蓄積時間差を補正できるようにした
撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マルチメディア機器への画像デー
タの入力が可能な電子的撮像装置いわゆる電子スチルカ
メラの開発が行われている。電子スチルカメラは、一般
にＣＣＤ撮像素子などの固体撮像素子を用いて画像を取
得し、取得した画像を液晶パネル等のビューファインダ
に表示すると共に、使用者によるトリガーの押し下げに
応じて画像を記録媒体に記録するようになっている。こ
の電子スチルカメラには、尚一層の高画質化や操作性の
向上が望まれているが、この要望に応えるには、画素数
の多いＣＣＤ撮像素子を使用する一方で、撮影する画像
と同じ画角の画像をビューファインダによりリアルタイ
ムで確認できることが不可欠である。

【０００３】ところで、高画素のＣＣＤ撮像素子を用い
ると、高画質の画像は得られるけれども、１画面の画像
読み出し速度が遅くなるため、ビューファインダには動
画として認識される画像を表示できなくなる。

【０００４】そのため、従来は例えば特開平１０−１３
６２４４号公報に開示されているように、各水平方向に
配列されている画素の電荷を垂直方向に加算するライン
加算読み出し、あるいは垂直方向に配列されている画素
を間引いて読み出す間引き読み出しを行って、画質は落
ちるが１画面の画像読み出しを高速で行って、動画表示
に対応できるようにしている。

【０００５】しかしながら、上記公報に開示されている
ような従来のライン加算、あるいは間引き読み出し方式
は、ノンインターレース方式に対応させたものであり、
このような高速読み出し方式をインターレース方式に対
応させた具体的な技術については、上記公報には何も開
示されていない。

【０００６】一般的なインターライン型のＣＣＤ撮像素
子にインターレース方式を適用した場合は、例えば図４
に示すような構成が考えられている。この構成例は、４
相駆動型のもので、２画素が最小繰り返し単位であるが
説明の都合上16画素を１組として図示され、各垂直転送
路に沿った垂直方向に繰り返し配列されている。図４に
おいて、各画素１は□の中に１から16までの数字を入れ
て示している。１組の各画素には、垂直転送路２のａグ
ループとｂグループの２つの垂直転送電極１ａ，１ｂ；
２ａ，２ｂ；・・・・・16ａ，16ｂがそれぞれ対応させ
て配置され、各画素１はそれぞれ移送ゲート３を介して
垂直転送路２のａグループの転送電極１ａ，２ａ，・・
・・・16ａに対応する垂直転送路２の転送チャネルに接
続されている。そして、垂直転送路２の各電極は、位相
がそれぞれ１／４異なる４相シフトパルスを供給するシ
フトパルス印加引き出し電極４とそれぞれ接続され、４
相シフトパルスが４個１組の転送電極に順次印加され
て、移送ゲート３を介して垂直転送路２へ移送された電
荷が一方向に転送されるようになっている。なお、図４
において、５はシフトパルス入力端子である。

【０００７】ここで、垂直転送路２の転送電極のうち、
ｂグループの転送電極１ｂ，２ｂ，・・・・・16ｂは単
純に電荷転送に寄与するだけの電極であるが、ａグルー
プの転送電極１ａ，２ａ，・・・・・16ａは電荷転送を
行うと共に、移送ゲート３を開くためのゲートパルス印
加電極としても機能するように共通化されている。した
がって、通常のシフトパルスが印加されるときには電荷
転送動作が行われるが、所定のタイミングである一定値
以上の電圧が所定のａグループの転送電極に選択的に印
加されることにより、その選択された所定の転送電極に
対応する移送ゲート３が開かれ、画素電荷が垂直転送路
２へ移送されるようになっている。

【０００８】そして、４相駆動の場合は、４こまの転送
電極単位、例えば転送電極１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂに対
応する垂直転送路の４つの転送チャネルが１つの単位と
なり、１画素分の電荷しか入ることができないようにな
っており、したがって、垂直転送路２による転送画素数
は、本来垂直方向に配列されている画素数の半分という
ことになり、インターレース方式の走査に対応するもの
となっている。

【０００９】一般にカラーＣＣＤ撮像素子としては、ベ
イヤー配置の色フィルタを備えた単板カラーＣＣＤ撮像
素子が用いられるが、次にベイヤー配置の色フィルタを
有し上記構成の垂直転送路を備えたＣＣＤ撮像素子の具
体的なインターレース走査方式の読み出し例を図５に基
づいて説明する。図５において、左端の欄に示した数字
は、垂直方向の16画素の繰り返し構成の１組の画素群の
順番を示しており、各読み出しモードにおける読み出し
画素あるいは非読み出し画素の表示は、ベイヤー配置の
カラーフィルタの水平方向２画素分を切り取って表示し
ている。そして、16画素の１組の画素群において読み出
される画素にはハッチングを施して示している。

【００１０】この撮像装置は通常の高画質な静止画撮影
を行う際には従来のインターレース方式の読み出しを行
うものであって、これに関しては詳述を省略するが、当
然全画素の情報が完全に独立に読み出されるから、高解
像度が得られる反面、ＯddとＥven の２つのフィールド
で同一の蓄積時間（露光量）の画像信号を得るために、
電子的シャッタの他に光学的シャッタを併用することが
前提となっている。（ここで、光学的シャッタとは、光
学系に介挿され光の透過／遮断を制御する作用体を指す
ことは言うまでもなく、例えば液晶等の電気光学素子な
ども含むものであるが、この後本明細書においては、最
も一般に使用される機械的シャッタによってこれを代表
させて論ずるものとする。）以下ではこの通常のインタ
ーレース読み出しである全画素読み出しモードとは異な
る、特殊駆動を行う場合の各読み出しモードについて詳
述する。

【００１１】まず、読み出しモードとして、２倍速加算
モードについて説明する。この読み出しモードは、２つ
のフィールドで全画素を読み出し一画面の画像とする方
式で、第１フィールド目に読み出される画素を、垂直転
送路（ＶＣＣＤ）への読み出しタイミングのＯddの欄に
おいてハッチングを付して示し、第２フィールド目に読
み出される画素をＥven の欄においてハッチングを付し
て示している。この読み出し方式は、一般のインターレ
ース方式の読み出しと同じであり、ただ垂直転送路から
水平転送路に転送する時点で、読み出し画素の電荷を２
画素分ずつ加算し、２倍速で読み出すようにした点で異
なるのみである。したがって、この場合は、ＯddとＥve
n の２つのフィールドで同一の蓄積時間（露光量）の画
像信号を得るために、電子的シャッタの他に機械的シャ
ッタを併用している。

【００１２】この読み出しモードにおける動作をタイミ
ングチャートで示すと、図６に示すようになる。図６に
おいて、Ｖ_SUBは、ＣＣＤ撮像素子の蓄積電荷を基板側
へ掃き出しリセットさせるためのリセットパルス信号で
あり、このリセットパルス信号Ｖ_SUBを印加したのちシ
ャッタを閉じるまでの時間Ｔが電荷蓄積時間となる。Ｔ
Ｇ−Ｏddは第１のフィールドにおいて奇数番目の画素の
電荷を転送ゲートを介して垂直転送路へ移送するための
ゲートパルス信号であり、ＴＧ−Ｅven は第２のフィー
ルドにおいて偶数番目の画素の電荷を転送ゲートを介し
て垂直転送路へ移送するためのゲートパルス信号であ
る。このようにこの読み出しモードでは機械的シャッタ
を用いているため、ＯddとＥven の２つのフィールドで
同一の蓄積時間の画像信号を得ることができる。

【００１３】次に、上記ＣＣＤ撮像素子における２倍速
非加算モードの読み出しについて説明する。機械的シャ
ッタを併用した場合、次のシャッタ動作のためのシャッ
タチャージに時間を要するので、また耐久性の面からも
連続動作を行わせることはできない。この２倍速非加算
モードにおいては、機械的シャッタを用いずに電子的シ
ャッタのみを用いて擬似的ノンインターレース走査形式
の読み出しを行うようにしたもので、垂直転送路（ＶＣ
ＣＤ）への読み出しタイミングとして、１フィールドの
画像信号に対して第１の読み出し（図５において１stと
表示）と第２の読み出し（図５において２ndと表示）の
２回の読み出しを、短時間間隔で行うようにして、擬似
的ノンインターレース走査による１画面の画像信号を取
得するものである。

【００１４】すなわち、１stのタイミングでは、Ｇ，Ｂ
信号を取り出すため２番目及び４番目の画素の画素信
号、並びに10番目及び12番目の画素の画素信号を読み出
し、２ndのタイミングではＲ，Ｇ信号を取り出すため
に、色フィルタの配列関係で５番目及び７番目の画素の
画素信号並びに13番目及び15番目の画素の画素信号を読
み出す。

【００１５】ところで、このような読み出しを行う場
合、例えば１stのタイミングで読み出す４番目の画素と
２ndのタイミングで読み出す５番目の画素とは隣接して
いるので、１stと２ndのタイミングでの読み出しを単に
短時間間隔で読み出すように設定するのみでは、１stと
２ndのタイミングにおける読み出し画素電荷が垂直転送
路において混合してしまい、個別の信号として転送でき
なくなる。そこで、この読み出しモードにおいては、図
７のタイミングチャートに示すように、１stのタイミン
グｔ₁のＴＧ−１stのゲートパルス信号で、２，４，1
0，12番目の画素の電荷を垂直転送路へ移送ゲートを介
して移送し読み出した後に、垂直転送路（ＶＣＣＤ）に
１シフトパルスを印加し、１ステップ分垂直転送を行
う。その後、２ndのタイミングｔ₂においてＴＧ−２nd
のゲートパルス信号で、５，７，13，15番目の画素の電
荷を垂直転送路に移送ゲートを介して読み出すようにし
ている。

【００１６】このように１stと２ndのタイミングでの読
み出しの間に１ステップの垂直転送を行うことにより、
４番目と５番目の画素の電荷は、その間に１ステップの
転送チャネルをおいて読み出されることになり、したが
って、隣接した転送チャネルには読み出されないので、
読み出し電荷が混合されるおそれはなくなる。

【００１７】以下、垂直転送路で順次転送を行い垂直転
送路から水平転送路への転送時に、動作上は加算される
が、１stと２ndのタイミングでの読み出しは１つおきに
間引かれた状態で画素信号が読み出されているので、各
水平ブランキング期間に、２回垂直転送を行い垂直方向
２画素中の１画素の画素信号が、信号電荷としては非加
算状態で読み出されることになり、２倍速非加算モード
の読み出しが得られる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に機械的シャッタを用いて２フィールドで１画面の画像
信号を得る場合には、各フィールドの信号間には電荷蓄
積時間差が生じないので問題はないが、電子シャッタの
みを用い１フィールドの画像信号に対してインターレー
ス走査方式をとるために、垂直転送路への第１の読み出
しと第２の読み出しの２回の読み出しを短時間間隔で行
って、１画面の画像信号を取得する場合は、図７に示す
ように、両者間に短い時間であるが時間差Δｔが生じ
る。したがって、露出時間についても掃き出しリセット
パルス信号Ｖ_SUBの印加時から第１及び第２のゲートパ
ルスＴＧ−１st，ＴＧ−２ndの印加時までに時間差が生
じ、その間に蓄積される蓄積電荷にも若干の差が生じ、
露出時間の差だけ明るさが変わることになる。よって、
そのまま１画面の処理を行うと、上記２倍速非加算モー
ドの場合は２ライン毎に輝度差が発生する。一般的には
Δｔは数十μｓ程度の小さいものであり、露出時間Ｔが
長い場合はΔｔは誤差として余り影響を与えないが、露
出時間Ｔが短い場合は顕著な輝度差を生じさせる。特に
ライン間の露出誤差は、僅かな誤差でも輝度差が目立つ
という問題点がある。

【００１９】本発明は、電荷蓄積差を伴う第１の信号と
第２の信号とを読み出すようにしたインターレース走査
型撮像素子を用いた撮像装置における上記問題点を解消
するためになされたもので、擬似的なノンインターレー
ス走査時に生じる第１の信号と第２の信号の電荷蓄積時
間差を補正できるようにした撮像装置を提供することを
目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に係る発明は、２次元アレイ状に複数個の
受光素子を画素として配置してなる感光部のうち第１の
色フィルタ列が配置された第１の感光部と、前記感光部
のうち第２の色フィルタ列が配置された第２の感光部
と、前記第１の感光部で蓄積された第１の信号電荷を垂
直転送部に転送した後、該垂直転送部内で前記第１の信
号電荷を所定ステップ分転送する第１の転送制御手段
と、該第１の転送制御手段による前記第１の信号電荷の
転送の後、前記第２の感光部で蓄積された第２の信号電
荷を垂直転送部に転送する第２の転送制御手段と、前記
第１の転送制御手段により転送された第１の信号電荷及
び第２の転送制御手段により転送された第２の信号電荷
を、垂直転送部から水平転送部に順次転送する第３の転
送制御手段と、前記第３の転送制御手段により水平転送
部に転送された前記第１及び第２の信号電荷を順次読み
出すための第４の転送制御手段と、前記第１の感光部に
おける電荷蓄積時間と前記第２の感光部における電荷蓄
積時間の差に応じて、前記第４の転送制御手段の制御に
より読み出された前記第１の信号電荷又は前記第２の信
号電荷の出力レベルを補正する補正手段とで撮像装置を
構成するものである。

【００２１】このように構成された撮像装置において
は、第１の感光部で蓄積された第１の信号電荷は、第１
の転送制御手段により垂直転送部に移送された後、垂直
転送部内で所定ステップ分転送され、次いで第２の感光
部で蓄積された第２の信号電荷が第２の転送制御手段に
より垂直転送部へ移送される。そして、垂直転送部から
第１及び第２の信号電荷は第３の転送制御手段により水
平転送部へ転送され、第４の転送制御手段により水平転
送部から順次読み出され、読み出された第１及び第２の
信号電荷は、出力レベル補正手段により、第１の感光部
における電荷蓄積時間と第２の感光部における電荷蓄積
時間の差に応じてその出力レベルが補正されて出力され
る。

【００２２】これにより、第１及び第２の感光部の電荷
蓄積時間差による第１の信号電荷と第２の信号電荷の出
力レベル差は、補正手段により補正され、輝度差のない
画像信号を得ることができる。

【００２３】また請求項２に係る発明は、２次元アレイ
状に複数個の受光素子を画素として配置してなる感光部
の露光量を電子的シャッタ及び又は光学的シャッタによ
り制御することが可能に構成されている撮像装置におい
て、前記感光部のうち第１の色フィルタ列が配置された
第１の感光部と、前記感光部のうち第２の色フィルタ列
が配置された第２の感光部と、前記第１の感光部で蓄積
された第１の信号電荷を垂直転送部に転送した後、該垂
直転送部内で前記第１の信号電荷を所定ステップ分転送
する第１の転送制御手段と、該第１の転送制御手段によ
る前記第１の信号電荷の転送の後、前記第２の感光部で
蓄積された第２の信号電荷を垂直転送部に転送する第２
の転送制御手段と、前記第１の転送制御手段により転送
された第１の信号電荷及び第２の転送制御手段により転
送された第２の信号電荷を、垂直転送部から水平転送部
に順次転送する第３の転送制御手段と、前記第３の転送
制御手段により水平転送部に転送された前記第１及び第
２の信号電荷を順次読み出すための第４の転送制御手段
と、前記電子的シャッタにより露光量を制御したときの
み、前記第１の感光部における電荷蓄積時間と前記第２
の感光部における電荷蓄積時間の差に応じて、前記第４
の転送制御手段の制御により読み出された前記第１の信
号電荷又は前記第２の信号電荷の出力レベルを補正する
補正手段とで撮像装置を構成するものである。

【００２４】このように構成した撮像装置においては、
電子的シャッタにより露光量を制御したときのみ、第１
及び第２の信号電荷は出力レベル補正手段により、第１
の感光部における電荷蓄積時間と第２の感光部における
電荷蓄積時間の差に応じて、その出力レベルが補正され
て出力される。

【００２５】光学的シャッタを併用した場合は、第１の
感光部における電荷蓄積時間と第２の感光部における電
荷蓄積時間は等しくなり、したがって第１及び第２の信
号電荷の出力レベルも等しくなり補正の必要がない。こ
れに対し、電子的シャッタのみを用いて露光量を制御し
たとき、すなわち、第１及び第２の転送制御手段により
第１の感光部と第２の感光部から第１及び第２の信号電
荷を垂直転送部へ移送を行って露光量を制御するとき
は、必然的に第１及び第２の信号電荷の出力レベルの差
が生じるので、このときのみ補正手段で出力レベルの補
正を行うようにすることにより、補正を必要とするとき
のみ効率的により適確に第１及び第２の信号電荷の出力
レベルの補正を行うことができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】次に、実施の形態について説明す
る。図１は、本発明の撮像装置の実施の形態に係るＣＣ
Ｄ撮像素子を用いた電子カメラの全体構成を示すブロッ
ク構成図である。図１において、11は光信号を電気的な
信号に光電変換する単板カラーＣＣＤ撮像素子で、電子
的シャッタ機能をもつものであり、該ＣＣＤ撮像素子11
には、レンズ12及び絞り・シャッタ機構13を通って、被
写体光が入力されるようになっている。ＣＣＤ撮像素子
11の出力は、相関二重サンプリング回路やプリアンプか
らなるプリプロセス回路14でノイズを除去されたのち増
幅される。15はアナログデータであるプリプロセス回路
14の出力をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器で、
16はＣＣＤ撮像素子11からの信号を映像データとして処
理するカメラ信号処理回路であり、ＣＣＤ撮像素子11の
１フレームによる擬似的ノンインターレース走査時にお
ける第１及び第２の撮像信号の出力レベルのゲイン補正
回路も含むものである。17は、本来の撮影に先立ってＣ
ＣＤ撮像素子11からの撮像信号等を用いて、フォーカス
を制御するためにＡＦ情報を取り出すＡＦ検波回路、露
出を制御するためにＡＥ情報を取り出すＡＥ検波回路及
びホワイトバランスを設定するためにＡＷＢ情報を取り
出すＡＷＢ検波回路であり、このＡＦ，ＡＥ，ＡＷＢ検
波回路17からの出力信号はＣＰＵ18を介して、レンズ12
へＡＦ情報を、絞り・シャッタ機構13へＡＥ情報を、カ
メラ信号処理回路16へＡＷＢ情報を与えるようになって
いる。

【００２７】19はデータ量を圧縮処理する圧縮回路（Ｊ
ＰＥＧ）で、該圧縮回路19で圧縮処理された画像データ
が、メモリカードＩ／Ｆ24を介して着脱可能なメモリカ
ード25へ記録されるようになっている。20はメモリコン
トローラで、21はＤＲＡＭであり、これらは映像データ
の色処理等を行う際に作業用メモリとして用いられるも
のである。22は表示回路で、23はＬＣＤ表示部であり、
これらはメモリカード25に記録されたデータを読み出し
表示させ、撮影状態の確認などに用いられる。26はメモ
リカード25に記録されているデータをパソコン27へ転送
するために用いるパソコンＩ／Ｆである。28はＣＣＤ撮
像素子11を駆動するタイミングパルス等を発生するＣＣ
Ｄドライバであり、ＣＰＵ18の制御にしたがってＣＣＤ
撮像素子11を各種読み出しモードで駆動するものであ
る。29は絞り・シャッタ機構13を駆動する絞り・シャッ
タドライバ、30はストロボ機構で、ＡＥ情報によりＣＰ
Ｕ18を介して制御される。31はＣＰＵの入力キーで、Ｃ
ＣＤ撮像素子の各種読み出しモードの設定、各種撮影モ
ードの設定、トリガースイッチの駆動等が行えるように
なっている。

【００２８】次に、ＣＣＤ撮像素子11の構成について説
明する。このＣＣＤ撮像素子11は２次元アレイ状に複数
個の受光素子を画素として配置してなる感光部を有する
インターライン型のＣＣＤ撮像素子でベイヤー配置の色
フィルタを有している。ベイヤー配列の色フィルタは、
図２に示すように、奇数ラインにはＲ（赤）とＧ（緑）
のフィルタを交互に並べ、偶数ラインにはＧ（緑）とＢ
（青）のフィルタを交互に並べ、Ｇ（緑）のフィルタを
全体で市松模様に並べて構成されている。

【００２９】そして、図４に示したＣＣＤ撮像素子と同
様に、このＣＣＤ撮像素子は垂直方向の16の画素１が１
組とされ、垂直転送路２に沿った垂直方向に繰り返し配
列されている。そして、各１組の各画素１には、垂直転
送路２のａグループとｂグループの２つの垂直転送電極
１ａ，１ｂ；２ａ，２ｂ；・・・・・16ａ，16ｂがそれ
ぞれ対応させて配置され、各画素１はそれぞれ移送ゲー
ト３を介して垂直転送路２のａグループの転送電極１
ａ，２ａ，・・・・・16ａに対応する垂直転送路２の各
転送チャネルに接続されている。そして、垂直転送路２
の各電極は、位相がそれぞれ１／４異なる４相シフトパ
ルスを供給するシフトパルス印加引き出し電極４とそれ
ぞれ接続され、４相シフトパルスが４個１組の転送電極
に順次印加されて、移送ゲート３を介して垂直転送路２
へ移送された電荷が一方向転送されるようになってい
る。なお、繰り返し配列される各組の画素群の構成数
は、16個としたものを示しているが、８個とすることも
できる。

【００３０】次に、このように構成したＣＣＤ撮像素子
の具体的な特殊駆動の読み出し例を、先に示した図５を
用いて説明する。まず、読み出しモードとして、２倍速
加算モードについて説明する。この読み出しモードは、
２つのフィールドで全画素を読み出し一画面の画像とす
る方式で、第１フィールド目に読み出される画素を、垂
直転送路（ＶＣＣＤ）への読み出しタイミングのＯddの
欄においてハッチングを付して示し、第２フィールド目
に読み出される画素をＥven の欄においてハッチングを
付して示している。この読み出し方式は、一般のインタ
ーレース方式の読み出しと同じであり、ただ垂直転送路
から水平転送路に転送する時点で、読み出し画素の電荷
を２画素分ずつ加算し、２倍速で読み出すようにした点
で異なるのみである。したがって、この場合は、Ｏddと
Ｅven の２つのフィールドで同一の蓄積時間（露光量）
の画像信号を得るためには、電子的シャッタの他に機械
的シャッタを併用する必要がある。

【００３１】次に、２倍速非加算モードの読み出しにつ
いて説明する。機械的シャッタを併用した場合、次のシ
ャッタ動作のためのシャッタチャージに時間を要するの
で、連続動作を行わせることはできない。この２倍速非
加算モードにおいては、機械的シャッタを用いずに擬似
的にノンインターレース形式の読み出しを行うようにし
たもので、垂直転送路（ＶＣＣＤ）への読み出しタイミ
ングとして、１フィールドの画像信号に対して第１の読
み出し（１stと表示）と第２の読み出し（２ndと表示）
の２回の読み出しを行い、１画面の画像信号を取得する
ものである。

【００３２】すなわち、１stのタイミングでは、Ｇ，Ｂ
信号を取り出すため２番目及び４番目の画素の画素信
号、並びに10番目及び12番目の画素の画素信号を読み出
し、２ndのタイミングではＲ，Ｇ信号を取り出すため
に、色フィルタの配列関係で５番目及び７番目の画素の
画素信号並びに13番目及び15番目の画素の画素信号を読
み出す。

【００３３】なお、このような読み出しを行う場合、例
えば１stのタイミングで読み出す４番目の画素と２ndの
タイミングで読み出す５番目の画素とは隣接しているの
で、１stと２ndのタイミングでの読み出しを単に短時間
間隔で読み出すように設定するのみでは、１stと２ndの
タイミングにおける読み出し画素電荷が垂直転送路にお
いて混合してしまい、個別に転送できなくなるので、先
に図７のタイミングチャートに示したように、１stのタ
イミングｔ₁のＴＧ−１stのゲートパルス信号で、２，
４，10，12番目の画素の電荷を垂直転送路へ移送ゲート
を介して移送し読み出した後に、垂直転送路（ＶＣＣ
Ｄ）に１シフトパルスを印加し、１ステップ分垂直転送
を行う。その後、２ndのタイミングｔ₂においてＴＧ−
２ndのゲートパルス信号で、５，７，13，15番目の画素
の電荷を垂直転送路に移送ゲートを介して読み出すよう
にしている。

【００３４】このように１stと２ndのタイミングでの読
み出しの間に１ステップの垂直転送を行うことにより、
４番目と５番目の画素の電荷は、その間に１ステップの
転送チャネルをおいて読み出されることになり、したが
って、隣接した転送チャネルには読み出されないので、
読み出し電荷が混合されるおそれはなくなる。

【００３５】以下、垂直転送路で順次転送を行い垂直転
送路から水平転送路への転送時に、動作上は加算される
が、１stと２ndのタイミングでの読み出しは１つおきに
間引かれた状態で画素信号が読み出されているので、各
水平ブランキング期間に、２回垂直転送を行い垂直方向
２画素中の１画素の画素信号が、信号電荷としては非加
算状態で読み出されることになり、２倍速非加算モード
の読み出しが得られる。

【００３６】次に、２倍速非加算モードで上記のように
１st及び２ndのタイミングで読み出された第１及び第２
の信号電荷には、ＴＧ１st，ＴＧ２ndの２つのゲートパ
ルス信号のタイミングにはΔｔの差があるため、出力レ
ベルに若干の差が生じている。そこで、本実施の形態に
おいては、カメラ信号処理回路16に設けたゲイン補正回
路により、出力レベルのゲイン補正を行うようにしてい
る。

【００３７】このゲイン補正回路による信号電荷の出力
レベルのゲイン補正は、全画素２倍速加算読み出しモー
ド時のように、機械的シャッタを併用している場合は不
要なので、ゲイン補正回路による出力レベルのゲイン補
正動作は、図３のフローチャートに示すように行われ
る。すなわち、まずＣＰＵ18において機械的シャッタが
使用されているか否かの判断が行われる（ステップＳ
１）。使用している場合はカメラ信号処理回路16におい
てはゲイン補正は行わないで信号処理が行われる。一
方、機械的シャッタが使用されていない場合は、これは
電子的シャッタのみ用いられている場合に相当するが、
ＴＧ−１stのタイミングで読み出された１stデータはそ
のままとし、ＴＧ−２ndのタイミングで読み出された２
ndデータに対しては、２nd×｛Ｔ／（Ｔ＋Δｔ）｝のゲ
イン補正が行われる。これにより、ライン毎の輝度差の
ない２倍速非加算モードの画像信号が得られる。

【００３８】なお、上記実施の形態においては、信号電
荷のゲイン補正はＡ／Ｄ変換後の信号処理回路において
ディジタル的な演算処理で行うようにしたものを示した
が、プリプロセス回路においてアナログ的にゲイン補正
を行うようにしてもよい。この場合はプリプロセス回路
において入力信号をタイミングによって複数のゲインア
ンプに振り分けてゲイン補正をしたり、あるいは単一の
ゲインアンプで入力信号を時系列的にゲイン補正するこ
とができる。

【００３９】

【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、請求項１に係る発明によれば、第１の信号電荷を蓄
積する第１の感光部における電荷蓄積時間と第２の信号
電荷を蓄積する第２の感光部における電荷蓄積時間の差
に応じて第１及び第２の信号電荷の出力レベルを補正手
段で補正するようにしているので、特殊駆動時において
も輝度差のない画像信号を得ることの可能なインターレ
ース走査型撮像装置を実現することができる。また請求
項２に係る発明によれば、電子的シャッタを用いたとき
のみ第１及び第２の感光部における電荷蓄積時間差に応
じて第１及び第２の信号電荷の出力レベルを補正手段で
補正するようにしているので、補正を必要とするときの
み効率的により適確に出力レベルを補正することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る撮像装置の実施の形態に係るＣＣ
Ｄ撮像素子を用いた電子カメラの全体構成を示すブロッ
ク構成図である。

【図２】ベイヤー配置の色フィルタの構成を示す図であ
る。

【図３】図１に示した実施の形態におけるカメラ信号処
理回路内のゲイン補正回路の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図４】従来の４相駆動構成のインターレース走査形Ｃ
ＣＤ撮像素子の垂直転送路部分の構成を示す図である。

【図５】図４に示したＣＣＤ撮像素子を用いた各種読み
出しモードの読み出し態様を示す図である。

【図６】図４に示したＣＣＤ撮像素子において、機械的
シャッタを用いた２フィールド２回読み出しモードにお
ける読み出し動作態様を説明するためのタイミングチャ
ートである。

【図７】図４に示したＣＣＤ撮像素子において、機械的
シャッタを用いない１フィールド２回読み出しモードに
おける読み出し動作態様を説明するためのタイミングチ
ャートである。

【符号の説明】

１画素２垂直転送路３移送ゲート４シフトパルス印加引き出し電極５引き出し電極入力端子 11 ＣＣＤ撮像素子 12 レンズ 13 絞り・シャッタ機構 14 プリプロセス回路 15 Ａ／Ｄ変換器 16 カメラ信号処理回路 17 ＡＦ，ＡＥ，ＡＷＢ検波回路 18 ＣＰＵ 19 圧縮回路 20 メモリコントローラ 21 ＤＲＡＭ 22 表示回路 23 ＬＣＤ表示部 24 メモリカードＩ／Ｆ 25 着脱可能なメモリカード 26 パソコンＩ／Ｆ 27 パソコン 28 ＣＣＤドライバ 29 絞り・シャッタドライバ 30 ストロボ機構 31 入力キー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5C065 AA03 BB02 BB04 BB08 BB41 CC01 CC08 CC09 DD02 DD17 EE05 EE06 EE12 EE18 FF02 FF03 GG12 GG15 GG18 GG30 GG32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２次元アレイ状に複数個の受光素子を画
素として配置してなる感光部のうち第１の色フィルタ列
が配置された第１の感光部と、前記感光部のうち第２の
色フィルタ列が配置された第２の感光部と、前記第１の
感光部で蓄積された第１の信号電荷を垂直転送部に転送
した後、該垂直転送部内で前記第１の信号電荷を所定ス
テップ分転送する第１の転送制御手段と、該第１の転送
制御手段による前記第１の信号電荷の転送の後、前記第
２の感光部で蓄積された第２の信号電荷を垂直転送部に
転送する第２の転送制御手段と、前記第１の転送制御手
段により転送された第１の信号電荷及び第２の転送制御
手段により転送された第２の信号電荷を、垂直転送部か
ら水平転送部に順次転送する第３の転送制御手段と、前
記第３の転送制御手段により水平転送部に転送された前
記第１及び第２の信号電荷を順次読み出すための第４の
転送制御手段と、前記第１の感光部における電荷蓄積時
間と前記第２の感光部における電荷蓄積時間の差に応じ
て、前記第４の転送制御手段の制御により読み出された
前記第１の信号電荷又は前記第２の信号電荷の出力レベ
ルを補正する補正手段とを備えていることを特徴とする
撮像装置。
【請求項２】２次元アレイ状に複数個の受光素子を画
素として配置してなる感光部の露光量を電子的シャッタ
及び又は光学的シャッタにより制御することが可能に構
成されている撮像装置において、前記感光部のうち第１
の色フィルタ列が配置された第１の感光部と、前記感光
部のうち第２の色フィルタ列が配置された第２の感光部
と、前記第１の感光部で蓄積された第１の信号電荷を垂
直転送部に転送した後、該垂直転送部内で前記第１の信
号電荷を所定ステップ分転送する第１の転送制御手段
と、該第１の転送制御手段による前記第１の信号電荷の
転送の後、前記第２の感光部で蓄積された第２の信号電
荷を垂直転送部に転送する第２の転送制御手段と、前記
第１の転送制御手段により転送された第１の信号電荷及
び第２の転送制御手段により転送された第２の信号電荷
を、垂直転送部から水平転送部に順次転送する第３の転
送制御手段と、前記第３の転送制御手段により水平転送
部に転送された前記第１及び第２の信号電荷を順次読み
出すための第４の転送制御手段と、前記電子的シャッタ
により露光量を制御したときのみ、前記第１の感光部に
おける電荷蓄積時間と前記第２の感光部における電荷蓄
積時間の差に応じて、前記第４の転送制御手段の制御に
より読み出された前記第１の信号電荷又は前記第２の信
号電荷の出力レベルを補正する補正手段とを備えている
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】前記第３の転送制御手段は、前記感光部
の連続する複数ラインに対応する前記第１の信号電荷及
び第２の信号電荷を、転送に際して、それぞれ加算する
ように構成されていることを特徴とする請求項１又は２
に係る撮像装置。
【請求項４】前記第１の感光部及び第２の感光部のう
ち、一方が前記感光部の偶数ラインに配置され、他方が
前記感光部の奇数ラインに配置されていることを特徴と
する請求項１又は２に係る撮像装置。
【請求項５】前記第１の色フィルタ列の配置と前記第
２の色フィルタ列の配置は、両者を並べることによりベ
イヤー配置となるように構成されていることを特徴とす
る請求項１又は２に係る撮像装置。
【請求項６】前記第１の感光部における電荷蓄積時間
と前記第２の感光部における電荷蓄積時間の差は、前記
第１の信号電荷が前記垂直転送部に転送されてから、前
記第２の信号電荷が前記垂直転送部に転送されるまでの
時間であることを特徴とする請求項１又は２に係る撮像
装置。