JP2001045384A - テレビジョンカメラ - Google Patents
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Landscapes
- Studio Devices (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 縦型オーバーフロードレインによる電子シャ
ッタ動作を水平帰線期間に行うテレビジョンカメラにお
いて、オーバーフロードレインに印加する電子シャッタ
駆動パルス信号の所定の立ち上がり特性の確保と、電子
シャッタにより映像信号が変動して偽信号が発生する事
の防止とを両立させる。 【解決手段】 電子シャッタ出力波形の立ち上がりを定
電圧駆動で行ない、電子シャッタ出力波形の立ち下がり
を定電流駆動で行ない、電子シャッタ出力回路の電源電
圧まで電子シャッタ出力波形の振幅を駆動する。
ッタ動作を水平帰線期間に行うテレビジョンカメラにお
いて、オーバーフロードレインに印加する電子シャッタ
駆動パルス信号の所定の立ち上がり特性の確保と、電子
シャッタにより映像信号が変動して偽信号が発生する事
の防止とを両立させる。 【解決手段】 電子シャッタ出力波形の立ち上がりを定
電圧駆動で行ない、電子シャッタ出力波形の立ち下がり
を定電流駆動で行ない、電子シャッタ出力回路の電源電
圧まで電子シャッタ出力波形の振幅を駆動する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョンカメ
ラの電子シャッタ動作時の映像品質の改善に関すると共
に、消費電力をより低減するようにしたテレビジョンカ
メラの改良に関する。
ラの電子シャッタ動作時の映像品質の改善に関すると共
に、消費電力をより低減するようにしたテレビジョンカ
メラの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、固体撮像素子を有し、その固体
撮像素子における電荷蓄積時間を電子的に制御する電子
シャッタ動作を行うテレビジョンカメラがある。従来、
このようなテレビジョンカメラにおいては、例えば、電
荷結合型固体撮像素子（ＣＣＤ）がよく用いられる。ま
た、近年は、ＭＯＳトランジスタを有する増幅型固体撮
像素子も用いられる。それらＣＣＤや増幅型固体撮像素
子のなかには縦型オーバーフロードレイン構造を有する
ものがあり、このような固体撮像素子では、縦型オーバ
ーフロードレイン構造を用いてｐウェル層と半導体基板
間に所定の期間、所定の高電圧の電子シャッタ駆動パル
ス信号を印加することにより、フォトダイオードやＭＯ
Ｓトランジスタに蓄積された信号電荷が半導体基板に掃
き出されるようにする。このように、所定のタイミング
で信号電荷を掃き出すようにすることで、１映像期間よ
りも短い、掃き出し後の所望の長さの蓄積期間でもって
蓄積された信号電荷が得られるようにする。そのように
して電子シャッタ動作を行うことで、その１映像期間に
固体撮像素子から出力される映像信号の実効感度を可変
し、その映像信号の垂直解像度の向上を行うようにし、
また、フリッカの増減を調整できるようにしている。
撮像素子における電荷蓄積時間を電子的に制御する電子
シャッタ動作を行うテレビジョンカメラがある。従来、
このようなテレビジョンカメラにおいては、例えば、電
荷結合型固体撮像素子（ＣＣＤ）がよく用いられる。ま
た、近年は、ＭＯＳトランジスタを有する増幅型固体撮
像素子も用いられる。それらＣＣＤや増幅型固体撮像素
子のなかには縦型オーバーフロードレイン構造を有する
ものがあり、このような固体撮像素子では、縦型オーバ
ーフロードレイン構造を用いてｐウェル層と半導体基板
間に所定の期間、所定の高電圧の電子シャッタ駆動パル
ス信号を印加することにより、フォトダイオードやＭＯ
Ｓトランジスタに蓄積された信号電荷が半導体基板に掃
き出されるようにする。このように、所定のタイミング
で信号電荷を掃き出すようにすることで、１映像期間よ
りも短い、掃き出し後の所望の長さの蓄積期間でもって
蓄積された信号電荷が得られるようにする。そのように
して電子シャッタ動作を行うことで、その１映像期間に
固体撮像素子から出力される映像信号の実効感度を可変
し、その映像信号の垂直解像度の向上を行うようにし、
また、フリッカの増減を調整できるようにしている。
【０００３】なお、管径１／２インチ撮像管相当の対角
８ｍｍ以下の撮像面を持つＣＣＤエリアセンサや、管径
２／３インチ撮像管相当の対角１１ｍｍの撮像面を持
ち、縦型オーバーフロードレインの容量が比較的少ない
ＣＣＤエリアセンサであっては、垂直転送駆動ＩＣでも
って、縦型オーバーフロードレインによる電子シャッタ
動作を駆動するようにもしている。
８ｍｍ以下の撮像面を持つＣＣＤエリアセンサや、管径
２／３インチ撮像管相当の対角１１ｍｍの撮像面を持
ち、縦型オーバーフロードレインの容量が比較的少ない
ＣＣＤエリアセンサであっては、垂直転送駆動ＩＣでも
って、縦型オーバーフロードレインによる電子シャッタ
動作を駆動するようにもしている。
【０００４】また、消費電力や回路規模の増大が比較的
許容され得るスタジオカメラ等では、より高感度で低ス
メア動作となるようにしたテレビジョンカメラ仕様を満
足するため、縦型オーバーフロードレイン容量が比較的
大きいＣＣＤエリアセンサを使用する。そして、そのＣ
ＣＤエリアセンサのサブストレート電圧調整回路のため
の正電圧電源に比べ、倍程度の電圧の正電圧電源を用い
た電子シャッタ駆動パルス信号発生回路を用いる。そし
て、その電子シャッタ駆動パルス信号発生回路では電子
シャッタ駆動パルス信号をＮＰＮエミッタフォロワ回路
で出力する。さらに、その電子シャッタ駆動パルス信号
波形に所定の急峻さを有する立ち上がり特性を持たせた
上で、その電子シャッタ駆動パルス信号波形の立ち下が
りをＣＲ積分等でなまらせることで、ＣＣＤエリアセン
サの映像信号出力に不要なノイズ成分の信号が飛び込む
のを防止している。
許容され得るスタジオカメラ等では、より高感度で低ス
メア動作となるようにしたテレビジョンカメラ仕様を満
足するため、縦型オーバーフロードレイン容量が比較的
大きいＣＣＤエリアセンサを使用する。そして、そのＣ
ＣＤエリアセンサのサブストレート電圧調整回路のため
の正電圧電源に比べ、倍程度の電圧の正電圧電源を用い
た電子シャッタ駆動パルス信号発生回路を用いる。そし
て、その電子シャッタ駆動パルス信号発生回路では電子
シャッタ駆動パルス信号をＮＰＮエミッタフォロワ回路
で出力する。さらに、その電子シャッタ駆動パルス信号
波形に所定の急峻さを有する立ち上がり特性を持たせた
上で、その電子シャッタ駆動パルス信号波形の立ち下が
りをＣＲ積分等でなまらせることで、ＣＣＤエリアセン
サの映像信号出力に不要なノイズ成分の信号が飛び込む
のを防止している。
【０００５】ここで、スタジオカメラ等において高感度
低スメアを実現するためには、縦型オーバーフロードレ
インの容量が比較的大きいＣＣＤエリアセンサを使用す
るとした。一方、消費電力の増大が許容されない、小形
のテレビジョンカメラであっては、例えば、図４に示す
ような電子シャッタ駆動パルス信号発生回路（縦型オー
バーフロードレイン駆動回路）が用いられる。この電子
シャッタ駆動パルス信号発生回路において電子シャッタ
駆動パルス信号がトランジスタＱ１，Ｑ２によって構成
される相補型エミッタ（またはソース）接地回路でもっ
て出力され、その出力段に４７オームから３３０オーム
の出力直列抵抗Ｒ０と４７ＰＦから４７０ＰＦの出力並
列容量Ｃ０が設けられることで、電子シャッタ駆動パル
ス信号の立ち上がり立ち下がりをそれらでなまらせるこ
とで、ＣＣＤエリアセンサの映像信号出力にノイズが飛
び込むのを防止している。そのような小形のテレビジョ
ンカメラでは、電子シャッタパルス駆動パルス信号波形
に所定の急峻さを有する立ち上がり特性を持たせるた
め、電子シャッタ駆動パルス信号発生回路の電源電圧を
ＣＣＤエリアセンサのサブストレート電圧調整回路の正
電源等とＣＣＤエリアセンサの保護バイアスの負電源等
とからなる比較的高い電源電圧を用いている。
低スメアを実現するためには、縦型オーバーフロードレ
インの容量が比較的大きいＣＣＤエリアセンサを使用す
るとした。一方、消費電力の増大が許容されない、小形
のテレビジョンカメラであっては、例えば、図４に示す
ような電子シャッタ駆動パルス信号発生回路（縦型オー
バーフロードレイン駆動回路）が用いられる。この電子
シャッタ駆動パルス信号発生回路において電子シャッタ
駆動パルス信号がトランジスタＱ１，Ｑ２によって構成
される相補型エミッタ（またはソース）接地回路でもっ
て出力され、その出力段に４７オームから３３０オーム
の出力直列抵抗Ｒ０と４７ＰＦから４７０ＰＦの出力並
列容量Ｃ０が設けられることで、電子シャッタ駆動パル
ス信号の立ち上がり立ち下がりをそれらでなまらせるこ
とで、ＣＣＤエリアセンサの映像信号出力にノイズが飛
び込むのを防止している。そのような小形のテレビジョ
ンカメラでは、電子シャッタパルス駆動パルス信号波形
に所定の急峻さを有する立ち上がり特性を持たせるた
め、電子シャッタ駆動パルス信号発生回路の電源電圧を
ＣＣＤエリアセンサのサブストレート電圧調整回路の正
電源等とＣＣＤエリアセンサの保護バイアスの負電源等
とからなる比較的高い電源電圧を用いている。
【０００６】図２は、縦型オーバーフロードレインの容
量が比較的大きいＣＣＤエリアセンサを用いて縦型オー
バーフロードレインによる電子シャッタ動作を１映像期
間内の水平帰線期間、すなわち、Ｈ．ＢＬ期間に行うテ
レビジョンカメラの、従来技術の電子シャッタ駆動パル
ス信号Ｖｏ’を示す図である。
量が比較的大きいＣＣＤエリアセンサを用いて縦型オー
バーフロードレインによる電子シャッタ動作を１映像期
間内の水平帰線期間、すなわち、Ｈ．ＢＬ期間に行うテ
レビジョンカメラの、従来技術の電子シャッタ駆動パル
ス信号Ｖｏ’を示す図である。
【０００７】図２と図４において、Ｖｉ（図２（ｂ））
は、電子シャッタ駆動パルス信号発生回路外部の電子シ
ャッタタイミング発生部（図示せず）からの、電子シャ
ッタタイミング信号、Ｖｃ’（図２（ａ）の点線）は電
子シャッタ駆動パルス信号発生回路内部のタイミング信
号、Ｖｏ’（図２（ａ）の実線）は、電子シャッタ駆動
パルス信号である。ここで、電子シャッタ駆動パルス信
号Ｖｏ’と縦型オーバーフロードレイン印加信号Ｖｄ’
（図２（ａ）の実線）とは低インピーダンス大容量Ｃ１
で結合され、交流的には同一な信号である。
は、電子シャッタ駆動パルス信号発生回路外部の電子シ
ャッタタイミング発生部（図示せず）からの、電子シャ
ッタタイミング信号、Ｖｃ’（図２（ａ）の点線）は電
子シャッタ駆動パルス信号発生回路内部のタイミング信
号、Ｖｏ’（図２（ａ）の実線）は、電子シャッタ駆動
パルス信号である。ここで、電子シャッタ駆動パルス信
号Ｖｏ’と縦型オーバーフロードレイン印加信号Ｖｄ’
（図２（ａ）の実線）とは低インピーダンス大容量Ｃ１
で結合され、交流的には同一な信号である。
【０００８】Ｈ．ＢＬ（図２（ｃ））は、水平帰線期間
を示すブランキングパルス信号であり、ＶＣＣ’はＣＣ
Ｄエリアセンサのサブストレート電圧調整回路の正電源
であり、ＶＥＥはＣＣＤエリアセンサの保護バイアスや
水平転送バイアスや相関２重サンプリングのバイアス等
のための負電源である。この正電源ＶＣＣ’や負電源Ｖ
ＥＥに電子シャッタ駆動パルス信号からの漏れ信号が飛
び込むと、それにより映像信号が変動することで、電子
シャッタによる偽信号が発生し映像信号に重畳されて出
力されることになる。
を示すブランキングパルス信号であり、ＶＣＣ’はＣＣ
Ｄエリアセンサのサブストレート電圧調整回路の正電源
であり、ＶＥＥはＣＣＤエリアセンサの保護バイアスや
水平転送バイアスや相関２重サンプリングのバイアス等
のための負電源である。この正電源ＶＣＣ’や負電源Ｖ
ＥＥに電子シャッタ駆動パルス信号からの漏れ信号が飛
び込むと、それにより映像信号が変動することで、電子
シャッタによる偽信号が発生し映像信号に重畳されて出
力されることになる。
【０００９】また、縦型オーバーフロードレインの容量
が比較的大きいので、電子シャッタ駆動パルス信号のた
ち下がり波形の傾斜を緩くしないと、ＣＣＤエリアセン
サに印可される過渡電流が大きくなり、ＣＣＤエリアセ
ンサ内に有する映像信号出力用アンプ回路にその過渡電
流成分の影響によるノイズ成分が映像信号に飛び込む。
そこで、図２（ａ）の実線で示した電子シャッタ駆動パ
ルス信号Ｖｏ’の様に、出力直列抵抗と出力並列容量で
波形をなまらせている。
が比較的大きいので、電子シャッタ駆動パルス信号のた
ち下がり波形の傾斜を緩くしないと、ＣＣＤエリアセン
サに印可される過渡電流が大きくなり、ＣＣＤエリアセ
ンサ内に有する映像信号出力用アンプ回路にその過渡電
流成分の影響によるノイズ成分が映像信号に飛び込む。
そこで、図２（ａ）の実線で示した電子シャッタ駆動パ
ルス信号Ｖｏ’の様に、出力直列抵抗と出力並列容量で
波形をなまらせている。
【００１０】また、容量が大きい縦型オーバーフロード
レイン電圧の立ち上がりを定電圧駆動して、過渡電流が
大きくなる電子シャッタ駆動パルス発生回路の電源供給
デカップリングに約１００オームの抵抗Ｒ２，Ｒ３と、
電解コンデンサＣ２，Ｃ３と、セラミックコンデンサＣ
４，Ｃ５とを挿入し、電源に電子シャッタ駆動パルス信
号からノイズ成分各角電源に飛び込む事を防止してい
た。
レイン電圧の立ち上がりを定電圧駆動して、過渡電流が
大きくなる電子シャッタ駆動パルス発生回路の電源供給
デカップリングに約１００オームの抵抗Ｒ２，Ｒ３と、
電解コンデンサＣ２，Ｃ３と、セラミックコンデンサＣ
４，Ｃ５とを挿入し、電源に電子シャッタ駆動パルス信
号からノイズ成分各角電源に飛び込む事を防止してい
た。
【００１１】また、特開平７−７５０２４号公報に記載
の技術としては、ＣＣＤ出力信号がスイッチ回路に入力
され、ＣＣＤ出力信号の内シャッタパルスの印加されて
いない信号はそのままスイッチ回路を通過させてビデオ
増幅回路に入力し、ＣＣＤ出力信号の内シャッタパルス
が印加された信号は一定レベルの信号に置き換えられ、
その置き換えられた一定レベル信号がビデオ増幅回路に
入力することで、そのシャッタパルスによる変動がビデ
オ増幅器に影響を与えずに、水平方向のスジが除去され
るというものがある。
の技術としては、ＣＣＤ出力信号がスイッチ回路に入力
され、ＣＣＤ出力信号の内シャッタパルスの印加されて
いない信号はそのままスイッチ回路を通過させてビデオ
増幅回路に入力し、ＣＣＤ出力信号の内シャッタパルス
が印加された信号は一定レベルの信号に置き換えられ、
その置き換えられた一定レベル信号がビデオ増幅回路に
入力することで、そのシャッタパルスによる変動がビデ
オ増幅器に影響を与えずに、水平方向のスジが除去され
るというものがある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
特に、テレビジョンカメラにおける映像回路の増幅度を
標準の増幅度よりも＋１８ｄＢ（約８倍）以上に高める
場合においては、電子シャッタ動作によって映像信号が
変動するその変動レベルを、映像モニタ時の検知限界以
下のレベルにする事が困難であった。
特に、テレビジョンカメラにおける映像回路の増幅度を
標準の増幅度よりも＋１８ｄＢ（約８倍）以上に高める
場合においては、電子シャッタ動作によって映像信号が
変動するその変動レベルを、映像モニタ時の検知限界以
下のレベルにする事が困難であった。
【００１３】より具体的には、電子シャッタ駆動パルス
信号出力波形の立ち下がりの傾斜に比例して、水平映像
期間に比較的長い期間、例えば、１／３Ｈ〜１Ｈ（Ｈは
１水平映像期間を表す）くらいの期間の映像が変動する
のを検知限界以下にするために、電子シャッタ駆動パル
ス信号波形を大きくなまらせることが考えられる。しか
しながら、そのように電子シャッタ駆動パルス信号波形
を大きくなまらせると、電子シャッタ駆動パルス信号波
形の立ち下がりの波形が基底レベルになる前に水平映像
期間に入り込む恐れが大となり、それによって、その水
平映像期間の始まりに比較的短期間に映像信号が変動す
ることとなる。
信号出力波形の立ち下がりの傾斜に比例して、水平映像
期間に比較的長い期間、例えば、１／３Ｈ〜１Ｈ（Ｈは
１水平映像期間を表す）くらいの期間の映像が変動する
のを検知限界以下にするために、電子シャッタ駆動パル
ス信号波形を大きくなまらせることが考えられる。しか
しながら、そのように電子シャッタ駆動パルス信号波形
を大きくなまらせると、電子シャッタ駆動パルス信号波
形の立ち下がりの波形が基底レベルになる前に水平映像
期間に入り込む恐れが大となり、それによって、その水
平映像期間の始まりに比較的短期間に映像信号が変動す
ることとなる。
【００１４】また、電子シャッタ駆動パルス信号波形を
大きくなまらせると、電子シャッタ駆動パルス信号波形
の、所定の急峻さを有する立ち上がり特性が低減して、
立ち上がりが緩くなってしまう。そのため、正電源ＶＣ
Ｃ’と負電源ＶＥＥとを使用して正電源と負電源間の電
圧値がより大きくなるようにすることで、電子シャッタ
駆動パルス信号の上記特性が保てるようにし、電源デカ
ップリングを強化することとなる。
大きくなまらせると、電子シャッタ駆動パルス信号波形
の、所定の急峻さを有する立ち上がり特性が低減して、
立ち上がりが緩くなってしまう。そのため、正電源ＶＣ
Ｃ’と負電源ＶＥＥとを使用して正電源と負電源間の電
圧値がより大きくなるようにすることで、電子シャッタ
駆動パルス信号の上記特性が保てるようにし、電源デカ
ップリングを強化することとなる。
【００１５】また、上述の特開平７−７５０２４号公報
に記載の技術であっては、スイッチ回路に入力されるそ
のスイッチの切り替えパルス信号から、不要なノイズ成
分が映像信号に重畳される可能性が大となるため、映像
品質の改善に対し悪影響を与える恐れがある。
に記載の技術であっては、スイッチ回路に入力されるそ
のスイッチの切り替えパルス信号から、不要なノイズ成
分が映像信号に重畳される可能性が大となるため、映像
品質の改善に対し悪影響を与える恐れがある。
【００１６】本発明の第１の目的は、固体撮像素子のオ
ーバーフロードレインに印加する電子シャッタ駆動パル
ス信号波形の所定の急峻さを有する立ち上がり特性を保
つことである。本発明の第２の目的は、電子シャッタ動
作によって映像信号が変動してノイズ成分が映像信号に
漏れ込むことを防ぐことである。本発明の第３の目的
は、消費電力をより低減するとともに回路規模をより削
減することである。
ーバーフロードレインに印加する電子シャッタ駆動パル
ス信号波形の所定の急峻さを有する立ち上がり特性を保
つことである。本発明の第２の目的は、電子シャッタ動
作によって映像信号が変動してノイズ成分が映像信号に
漏れ込むことを防ぐことである。本発明の第３の目的
は、消費電力をより低減するとともに回路規模をより削
減することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために、縦型オーバーフロードレイン構造を有
する固体撮像素子を用い、１映像期間内の所定の水平帰
線期間に合わせて、縦型オーバーフロードレインによる
電荷掃き出し動作を行うことで電子シャッタ動作を実現
するテレビジョンカメラにおいて、前記縦型オーバーフ
ロードレインによる電荷掃き出し動作のための電子シャ
ッタ駆動パルス信号波形の立ち上がりを定電圧駆動で形
成することで、該形成された電子シャッタ駆動パルス信
号を用いて前記固体撮像素子の前記縦型オーバーフロー
ドレインによる電荷掃き出し動作を行うものである。
解決するために、縦型オーバーフロードレイン構造を有
する固体撮像素子を用い、１映像期間内の所定の水平帰
線期間に合わせて、縦型オーバーフロードレインによる
電荷掃き出し動作を行うことで電子シャッタ動作を実現
するテレビジョンカメラにおいて、前記縦型オーバーフ
ロードレインによる電荷掃き出し動作のための電子シャ
ッタ駆動パルス信号波形の立ち上がりを定電圧駆動で形
成することで、該形成された電子シャッタ駆動パルス信
号を用いて前記固体撮像素子の前記縦型オーバーフロー
ドレインによる電荷掃き出し動作を行うものである。
【００１８】また、本発明は、前記縦型オーバーフロー
ドレインによる電荷掃き出し動作のための電子シャッタ
駆動パルス信号波形の立ち下がりを定電流駆動で形成す
ることで、該形成された電子シャッタ駆動パルス信号を
用いて前記固体撮像素子の前記縦型オーバーフロードレ
インによる電荷掃き出し動作を行うこものである。
ドレインによる電荷掃き出し動作のための電子シャッタ
駆動パルス信号波形の立ち下がりを定電流駆動で形成す
ることで、該形成された電子シャッタ駆動パルス信号を
用いて前記固体撮像素子の前記縦型オーバーフロードレ
インによる電荷掃き出し動作を行うこものである。
【００１９】また、本発明は、前記縦型オーバーフロー
ドレインによる電荷掃き出し動作のための電子シャッタ
駆動パルス信号波形の立ち上がりを定電圧駆動で形成す
ると共に、前記電子シャッタ駆動パルス信号波形の立ち
下がりを定電流駆動で形成することで、該形成された電
子シャッタ駆動パルス信号を用いて前記固体撮像素子の
前記縦型オーバーフロードレインによる電荷掃き出し動
作を行うものである。
ドレインによる電荷掃き出し動作のための電子シャッタ
駆動パルス信号波形の立ち上がりを定電圧駆動で形成す
ると共に、前記電子シャッタ駆動パルス信号波形の立ち
下がりを定電流駆動で形成することで、該形成された電
子シャッタ駆動パルス信号を用いて前記固体撮像素子の
前記縦型オーバーフロードレインによる電荷掃き出し動
作を行うものである。
【００２０】本発明は、さらに、前記電子シャッタ駆動
パルス信号を相補型エミッタまたはソース接地回路で出
力し、上記エミッタまたはソース接地回路のＮＰＮトラ
ンジスタのエミッタまたはＮｃｈエンハンスモード電界
効果トランジスタのソースを１から１０オームの抵抗で
接地し、上記エミッタまたはソース接地回路のＰＮＰト
ランジスタのエミッタまたはＰｃｈエンハンスモード電
界効果トランジスタのソースを１オーム以下の抵抗で交
流的に接地し、前記出力に係わる出力抵抗を２２０オー
ム以下として、前記出力を３３０ＰＦ以下の容量で接地
するものである。
パルス信号を相補型エミッタまたはソース接地回路で出
力し、上記エミッタまたはソース接地回路のＮＰＮトラ
ンジスタのエミッタまたはＮｃｈエンハンスモード電界
効果トランジスタのソースを１から１０オームの抵抗で
接地し、上記エミッタまたはソース接地回路のＰＮＰト
ランジスタのエミッタまたはＰｃｈエンハンスモード電
界効果トランジスタのソースを１オーム以下の抵抗で交
流的に接地し、前記出力に係わる出力抵抗を２２０オー
ム以下として、前記出力を３３０ＰＦ以下の容量で接地
するものである。
【００２１】本発明は、さらに、上記トランジスタの内
のＰＮＰトランジスタのエミッタまたはＰｃｈ出力トラ
ンジスタのソースを０．０４７オームから１オームの抵
抗で交流的に接地するものである。
のＰＮＰトランジスタのエミッタまたはＰｃｈ出力トラ
ンジスタのソースを０．０４７オームから１オームの抵
抗で交流的に接地するものである。
【００２２】本発明は、さらに、上記電子シャッタ駆動
パルス信号発生回路の正電源を、上記固体撮像素子のサ
ブストレート電圧調整回路の正電源電圧から４７オーム
から２２０オーム程度の抵抗とデカップリング容量とを
介して供給し、上記電子シャッタ駆動パルス信号発生回
路の負正源を、接地とするものである。
パルス信号発生回路の正電源を、上記固体撮像素子のサ
ブストレート電圧調整回路の正電源電圧から４７オーム
から２２０オーム程度の抵抗とデカップリング容量とを
介して供給し、上記電子シャッタ駆動パルス信号発生回
路の負正源を、接地とするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の１実施例を図１、
図３により説明する。ここで、図１は、縦型オーバーフ
ロードレインの容量が比較的大きいＣＣＤエリアセンサ
を用いて、縦型オーバーフロードレインによる電子シャ
ッタ動作を１映像期間内の所定の水平帰線期間Ｈ．ＢＬ
に行う電子シャッタ波形Ｖｏを示す図であり、図３は本
発明の一実施例の電子シャッタ駆動パルス発生回路（縦
型オーバーフロードレイン駆動回路）である。
図３により説明する。ここで、図１は、縦型オーバーフ
ロードレインの容量が比較的大きいＣＣＤエリアセンサ
を用いて、縦型オーバーフロードレインによる電子シャ
ッタ動作を１映像期間内の所定の水平帰線期間Ｈ．ＢＬ
に行う電子シャッタ波形Ｖｏを示す図であり、図３は本
発明の一実施例の電子シャッタ駆動パルス発生回路（縦
型オーバーフロードレイン駆動回路）である。
【００２４】図１と図３において、Ｖｉ（図１（ｂ））
は電子シャッタ駆動パルス信号発生回路外部の電子シャ
ッタタイミング発生部（図示せず）からの電子シャッタ
タイミング信号、Ｖｃ（図１（ａ）の点線）は電子シャ
ッタ駆動パルス信号発生回路内部のタイミング信号、Ｖ
ｏ（図１（ａ）の実線）は電子シャッタ駆動パルス信号
のそれぞれの波形の例である。Ｖｄ（図１（ａ）の実
線）は縦型オーバーフロードレイン印加信号であり、Ｖ
ｓｕｂはサブストレート電圧信号であり、Ｖｃｃは正電
源であり、Ｈ．ＢＬ（図１（ｃ））は、水平帰線期間を
示すブランキングパルス信号である。
は電子シャッタ駆動パルス信号発生回路外部の電子シャ
ッタタイミング発生部（図示せず）からの電子シャッタ
タイミング信号、Ｖｃ（図１（ａ）の点線）は電子シャ
ッタ駆動パルス信号発生回路内部のタイミング信号、Ｖ
ｏ（図１（ａ）の実線）は電子シャッタ駆動パルス信号
のそれぞれの波形の例である。Ｖｄ（図１（ａ）の実
線）は縦型オーバーフロードレイン印加信号であり、Ｖ
ｓｕｂはサブストレート電圧信号であり、Ｖｃｃは正電
源であり、Ｈ．ＢＬ（図１（ｃ））は、水平帰線期間を
示すブランキングパルス信号である。
【００２５】Ｑ１はＮＰＮトランジスタ、Ｑ２はＰＮＰ
トランジスタであるが、Ｑ１はＮｃｈエンハンスモード
電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下ＦＥＴと略す）、Ｑ２はＰｃ
ｈエンハンスモードＦＥＴであっても良い。Ｄ１，Ｄ２
はバイアスダイオードであり、Ｄ３はクランプダイオー
ドである。Ｃ１，Ｃ６，Ｃ７は結合容量、Ｃ２，Ｃ４は
デカップリング容量である。
トランジスタであるが、Ｑ１はＮｃｈエンハンスモード
電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下ＦＥＴと略す）、Ｑ２はＰｃ
ｈエンハンスモードＦＥＴであっても良い。Ｄ１，Ｄ２
はバイアスダイオードであり、Ｄ３はクランプダイオー
ドである。Ｃ１，Ｃ６，Ｃ７は結合容量、Ｃ２，Ｃ４は
デカップリング容量である。
【００２６】以下、この動作について説明する。Ｑ１，
Ｑ２．Ｄ１，Ｄ２とＲ０，Ｒ２，Ｒ４〜Ｒ８，Ｃ０〜Ｃ
２，Ｃ６，Ｃ７は電子シャッタ駆動パルス信号発生回路
であり、Ｑ３，Ｄ３とＲ１，Ｒ９〜Ｒ１１がＣＣＤエリ
アセンサのサブストレート電圧調整回路である。
Ｑ２．Ｄ１，Ｄ２とＲ０，Ｒ２，Ｒ４〜Ｒ８，Ｃ０〜Ｃ
２，Ｃ６，Ｃ７は電子シャッタ駆動パルス信号発生回路
であり、Ｑ３，Ｄ３とＲ１，Ｒ９〜Ｒ１１がＣＣＤエリ
アセンサのサブストレート電圧調整回路である。
【００２７】ここで、具体例としては、電子シャッタ駆
動パルス信号波形をＱ１，Ｑ２からなる相補型エミッタ
またはソース接地回路で出力し、相補型エミッタまたは
ソース接地回路のＮＰＮトランジスタのエミッタまたは
Ｎｃｈエンハンスモード電界効果トランジスタ（Ｆｉｅ
ｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ以下ＦＥＴ
と略す）のソースを１から１０オームの抵抗Ｒ５で接地
し、相補型エミッタまたはソース接地回路のＰＮＰトラ
ンジスタのエミッタまたはＰｃｈエンハンスモードＦＥ
Ｔのソースを１オーム以下の抵抗Ｒ４で交流的に接地
し、上述の出力信号を３３０ｐＦ以下の容量Ｃ０で接地
する。
動パルス信号波形をＱ１，Ｑ２からなる相補型エミッタ
またはソース接地回路で出力し、相補型エミッタまたは
ソース接地回路のＮＰＮトランジスタのエミッタまたは
Ｎｃｈエンハンスモード電界効果トランジスタ（Ｆｉｅ
ｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ以下ＦＥＴ
と略す）のソースを１から１０オームの抵抗Ｒ５で接地
し、相補型エミッタまたはソース接地回路のＰＮＰトラ
ンジスタのエミッタまたはＰｃｈエンハンスモードＦＥ
Ｔのソースを１オーム以下の抵抗Ｒ４で交流的に接地
し、上述の出力信号を３３０ｐＦ以下の容量Ｃ０で接地
する。
【００２８】電子シャッタタイミング信号Ｖｉの立ち下
がりでＱ１はエミッタ抵抗Ｒ４が１オーム以下であるた
め定電圧駆動となり、図１（ａ）の点線の様に立ち上が
りの傾斜が急であって、この信号発生回路の電源電圧ま
でこの回路内部のタイミング信号Ｖｃを駆動する。電子
シャッタタイミング信号Ｖｉの立ち上がりでＱ２はエミ
ッタ抵抗Ｒ５が１から１０オーム、例えば、約２．２オ
ームであるため定電流駆動となり、図１（ａ）の点線の
様に立ち下がりの傾斜が一定で接地電圧までこの回路内
部のタイミング信号Ｖｃを駆動する。
がりでＱ１はエミッタ抵抗Ｒ４が１オーム以下であるた
め定電圧駆動となり、図１（ａ）の点線の様に立ち上が
りの傾斜が急であって、この信号発生回路の電源電圧ま
でこの回路内部のタイミング信号Ｖｃを駆動する。電子
シャッタタイミング信号Ｖｉの立ち上がりでＱ２はエミ
ッタ抵抗Ｒ５が１から１０オーム、例えば、約２．２オ
ームであるため定電流駆動となり、図１（ａ）の点線の
様に立ち下がりの傾斜が一定で接地電圧までこの回路内
部のタイミング信号Ｖｃを駆動する。
【００２９】なお、高周波成分を所定量除去してノイズ
成分としてほかの回路に漏れ込まないようにするため
に、出力直列抵抗Ｒ０と出力並列容量Ｃ０とで、図１
（ａ）の実線の様に電子シャッタ駆動パルス信号Ｖｏの
波形を少しなまらせる。
成分としてほかの回路に漏れ込まないようにするため
に、出力直列抵抗Ｒ０と出力並列容量Ｃ０とで、図１
（ａ）の実線の様に電子シャッタ駆動パルス信号Ｖｏの
波形を少しなまらせる。
【００３０】また、クランプダイオードＤ３と結合容量
Ｃ１とにより、縦型オーバーフロードレイン印加信号Ｖ
ｄは、サブストレート電圧Ｖｓｕｂに電子シャッタ出力
波形Ｖｏが重畳した電圧波形となる。
Ｃ１とにより、縦型オーバーフロードレイン印加信号Ｖ
ｄは、サブストレート電圧Ｖｓｕｂに電子シャッタ出力
波形Ｖｏが重畳した電圧波形となる。
【００３１】ここで、エミッタ抵抗Ｒ４が０．２オーム
程度であれば、容量を定電圧駆動する過渡電流が制限さ
れ、この回路に必要とされるデカップリング容量は電界
コンデンサＣ２だけで済むこととなり、セラミックコン
デンサＣ４は不要となる。また、それによって、出力直
列抵抗Ｒ０と出力並列容量Ｃ０とを更に小さくできる。
程度であれば、容量を定電圧駆動する過渡電流が制限さ
れ、この回路に必要とされるデカップリング容量は電界
コンデンサＣ２だけで済むこととなり、セラミックコン
デンサＣ４は不要となる。また、それによって、出力直
列抵抗Ｒ０と出力並列容量Ｃ０とを更に小さくできる。
【００３２】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、電子
シャッタ駆動パルス信号の立ち下がりは、定電流駆動で
の傾斜が一定で、水平帰線期間に収束することができる
ようになる。そのため、電子シャッタ駆動パルス信号波
形の急な立ち下がりの傾斜が生じるようなことなく、所
定の傾斜に設定することが出来る。そのため、急な立ち
下がりによって水平映像期間の映像に不要なレベル変動
が生じることを防止できる。また、電子シャッタ出力波
形の立ち下がりの波形がなまりすぎて水平映像期間に入
る様なことが内容に出来る。そのため、水平映像期間の
始まりの映像に不要なレベル変動が生じることも防止で
きる。
シャッタ駆動パルス信号の立ち下がりは、定電流駆動で
の傾斜が一定で、水平帰線期間に収束することができる
ようになる。そのため、電子シャッタ駆動パルス信号波
形の急な立ち下がりの傾斜が生じるようなことなく、所
定の傾斜に設定することが出来る。そのため、急な立ち
下がりによって水平映像期間の映像に不要なレベル変動
が生じることを防止できる。また、電子シャッタ出力波
形の立ち下がりの波形がなまりすぎて水平映像期間に入
る様なことが内容に出来る。そのため、水平映像期間の
始まりの映像に不要なレベル変動が生じることも防止で
きる。
【００３３】その結果、映像回路の増幅度を＋１８ｄＢ
（約８倍）以上に高めたとしても、電子シャッタ動作で
映像レベルが不要に変動するレベルを検知限界以下にす
る事ができる。
（約８倍）以上に高めたとしても、電子シャッタ動作で
映像レベルが不要に変動するレベルを検知限界以下にす
る事ができる。
【００３４】さらに、定電圧駆動で立ち上がりの傾斜が
急で回路の電源電圧まで電子シャッタ出力波形の振幅を
駆動するため、オーバーフロードレインに印加する電子
シャッタ駆動パルス信号波形の有効成分（立ち上がり成
分）をＣＣＤエリアセンサのサブストレート電圧調整回
路の正電源の片電源で確保できる。このとき、図５に示
すように、所定の傾斜角（図５のγを直角よりも大きい
角度）とすることで、より少ない電流でもって立ち上が
り波形が得られるようにし、不要な輻射の発生を抑える
ことができる。すなわち、過渡電流が大きい場合の電子
シャッタ駆動パルス信号発生回路の正電源にはデカップ
リング抵抗と電界コンデンサとセラミックコンデンサと
を必要としたが、容量が大きい縦型オーバーフロードレ
インを駆動するための電子シャッタ駆動パルス信号の立
ち上がりを定電圧駆動とすることで、電子シャッタ駆動
パルス信号の飛び込みが正電源にないため、ＣＣＤエリ
アセンサのサブストレート電圧調整回路の正電源電圧の
デカップリングやサブストレート電圧調整回路の正電源
電圧から発生させる垂直転送出力回路の正電源のデカッ
プリングが簡略化できる。
急で回路の電源電圧まで電子シャッタ出力波形の振幅を
駆動するため、オーバーフロードレインに印加する電子
シャッタ駆動パルス信号波形の有効成分（立ち上がり成
分）をＣＣＤエリアセンサのサブストレート電圧調整回
路の正電源の片電源で確保できる。このとき、図５に示
すように、所定の傾斜角（図５のγを直角よりも大きい
角度）とすることで、より少ない電流でもって立ち上が
り波形が得られるようにし、不要な輻射の発生を抑える
ことができる。すなわち、過渡電流が大きい場合の電子
シャッタ駆動パルス信号発生回路の正電源にはデカップ
リング抵抗と電界コンデンサとセラミックコンデンサと
を必要としたが、容量が大きい縦型オーバーフロードレ
インを駆動するための電子シャッタ駆動パルス信号の立
ち上がりを定電圧駆動とすることで、電子シャッタ駆動
パルス信号の飛び込みが正電源にないため、ＣＣＤエリ
アセンサのサブストレート電圧調整回路の正電源電圧の
デカップリングやサブストレート電圧調整回路の正電源
電圧から発生させる垂直転送出力回路の正電源のデカッ
プリングが簡略化できる。
【００３５】さらに、縦型オーバーフロードレイン印加
電圧の立ち上がりの過渡電流を約０．２オームのエミッ
タ抵抗で制限すれば、電子シャッタ出力回路の正電源の
デカップリングも簡略化できる。
電圧の立ち上がりの過渡電流を約０．２オームのエミッ
タ抵抗で制限すれば、電子シャッタ出力回路の正電源の
デカップリングも簡略化できる。
【００３６】さらに、電子シャッタ出力回路の負電源が
不要で、縦型オーバーフロードレイン印加電圧の立ち下
がりは定電流駆動して過渡電流がすくなく、電子シャッ
タ出力波形の飛び込みが負電源とアースにないため、ア
ースの分離や、ＣＣＤエリアセンサの保護バイアスの負
電源のデカップリングや、保護バイアスの負電源から発
生させる垂直転送出力回路の負電源のデカップリングが
簡略化できる。
不要で、縦型オーバーフロードレイン印加電圧の立ち下
がりは定電流駆動して過渡電流がすくなく、電子シャッ
タ出力波形の飛び込みが負電源とアースにないため、ア
ースの分離や、ＣＣＤエリアセンサの保護バイアスの負
電源のデカップリングや、保護バイアスの負電源から発
生させる垂直転送出力回路の負電源のデカップリングが
簡略化できる。
【００３７】さらに、高感度低スメアを実現するため、
縦型オーバーフロードレインの容量が大きいＣＣＤエリ
アセンサを使用し、消費電力を低減し電源を簡略化し
て、小形で高感度、低スメアなＥＮＧカメラや監視カメ
ラが実現できる。
縦型オーバーフロードレインの容量が大きいＣＣＤエリ
アセンサを使用し、消費電力を低減し電源を簡略化し
て、小形で高感度、低スメアなＥＮＧカメラや監視カメ
ラが実現できる。
【図１】本発明のテレビジョンカメラに係わる電子シャ
ッタ動作を説明するための信号波形を示す図
ッタ動作を説明するための信号波形を示す図
【図２】従来例のテレビジョンカメラの電子シャッタ動
作を説明するための信号波形を示す図
作を説明するための信号波形を示す図
【図３】本発明のテレビジョンカメラの電子シャッタ駆
動パルス発生回路の一実施例を示す図
動パルス発生回路の一実施例を示す図
【図４】従来の技術の電子シャッタ駆動パルス発生回路
例を示す図
例を示す図
【図５】図１のＡ部を説明するための拡大図
Ｖｉ：電子シャッタタイミング信号 Ｖｃ：タイミング信号 Ｖｏ：電子シャッタ駆動パルス信号 Ｖｄ：縦型オーバーフロードレイン印加信号 Ｖｓｕｂ：サブストレート電圧信号 Ｈ．ＢＬ：ブランキングパルス信号 Ｑ１〜Ｑ３：トランジスタ Ｄ１〜Ｄ３：ダイオード ＶＣＣ：正電源 ＶＥＥ：負電源
Claims (6)
- 【請求項１】 縦型オーバーフロードレイン構造を有す
る固体撮像素子を用い、１映像期間内の所定の水平帰線
期間に合わせて、縦型オーバーフロードレインによる電
荷掃き出し動作を行うことで電子シャッタ動作を実現す
るテレビジョンカメラにおいて、前記縦型オーバーフロ
ードレインによる電荷掃き出し動作のための電子シャッ
タ駆動パルス信号波形の立ち上がりを定電圧駆動で形成
することで、該形成された電子シャッタ駆動パルス信号
を用いて前記固体撮像素子の前記縦型オーバーフロード
レインによる電荷掃き出し動作を行うことを特徴とする
テレビジョンカメラ。 - 【請求項２】 縦型オーバーフロードレイン構造を有す
る固体撮像素子を用い、１映像期間内の所定の水平帰線
期間に合わせて、縦型オーバーフロードレインによる電
荷掃き出し動作を行うことで電子シャッタ動作を実現す
るテレビジョンカメラにおいて、前記縦型オーバーフロ
ードレインによる電荷掃き出し動作のための電子シャッ
タ駆動パルス信号波形の立ち下がりを定電流駆動で形成
することで、該形成された電子シャッタ駆動パルス信号
を用いて前記固体撮像素子の前記縦型オーバーフロード
レインによる電荷掃き出し動作を行うことを特徴とする
テレビジョンカメラ。 - 【請求項３】 縦型オーバーフロードレイン構造を有す
る固体撮像素子を用い、１映像期間内の所定の水平帰線
期間に合わせて、縦型オーバーフロードレインによる電
荷掃き出し動作を行うことで電子シャッタ動作を実現す
るテレビジョンカメラにおいて、前記縦型オーバーフロ
ードレインによる電荷掃き出し動作のための電子シャッ
タ駆動パルス信号波形の立ち上がりを定電圧駆動で形成
すると共に、前記電子シャッタ駆動パルス信号波形の立
ち下がりを定電流駆動で形成することで、該形成された
電子シャッタ駆動パルス信号を用いて前記固体撮像素子
の前記縦型オーバーフロードレインによる電荷掃き出し
動作を行うことを特徴とするテレビジョンカメラ。 - 【請求項４】 請求項３に記載のテレビジョンカメラに
おいて、前記電子シャッタ駆動パルス信号を相補型エミ
ッタまたはソース接地回路で出力し、上記エミッタまた
はソース接地回路のＮＰＮトランジスタのエミッタまた
はＮｃｈエンハンスモード電界効果トランジスタのソー
スを１から１０オームの抵抗で接地し、上記エミッタま
たはソース接地回路のＰＮＰトランジスタのエミッタま
たはＰｃｈエンハンスモード電界効果トランジスタのソ
ースを１オーム以下の抵抗で交流的に接地し、前記出力
に係わる出力抵抗を２２０オーム以下として、前記出力
を３３０ＰＦ以下の容量で接地することを特徴とするテ
レビジョンカメラ。 - 【請求項５】 請求項４に記載のテレビジョンカメラに
おいて、上記トランジスタの内のＰＮＰトランジスタの
エミッタまたはＰｃｈ出力トランジスタのソースを０．
０４７オームから１オームの抵抗で交流的に接地するこ
とを特徴とするテレビジョンカメラ。 - 【請求項６】 請求項４に記載のテレビジョンカメラに
おいて、上記電子シャッタ駆動パルス信号発生回路の正
電源を、上記固体撮像素子のサブストレート電圧調整回
路の正電源電圧から４７オームから２２０オーム程度の
抵抗とデカップリング容量とを介して供給し、上記電子
シャッタ駆動パルス信号発生回路の負正源を、接地とす
ることを特徴とするテレビジョンカメラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11217406A JP2001045384A (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | テレビジョンカメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11217406A JP2001045384A (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | テレビジョンカメラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001045384A true JP2001045384A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=16703706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11217406A Pending JP2001045384A (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | テレビジョンカメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001045384A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007324873A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置及びその駆動方法 |
| US8405445B2 (en) | 2008-05-30 | 2013-03-26 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Switching circuit and imaging apparatus utilizing the same |
| KR101624233B1 (ko) | 2009-12-21 | 2016-05-25 | 엘지이노텍 주식회사 | 카메라 모듈 |
-
1999
- 1999-07-30 JP JP11217406A patent/JP2001045384A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007324873A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置及びその駆動方法 |
| US8405445B2 (en) | 2008-05-30 | 2013-03-26 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Switching circuit and imaging apparatus utilizing the same |
| KR101624233B1 (ko) | 2009-12-21 | 2016-05-25 | 엘지이노텍 주식회사 | 카메라 모듈 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060523 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060830 |