JP2001268452A - Solid-state image pickup device and camera system using the same - Google Patents

Solid-state image pickup device and camera system using the same

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JP2001268452A
JP2001268452A JP2000077377A JP2000077377A JP2001268452A JP 2001268452 A JP2001268452 A JP 2001268452A JP 2000077377 A JP2000077377 A JP 2000077377A JP 2000077377 A JP2000077377 A JP 2000077377A JP 2001268452 A JP2001268452 A JP 2001268452A
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JP
Japan
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field
shutter
solid
pulses
image pickup
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JP2000077377A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Funatsu
泰史 舟津
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that an exposure period is repeatedly increased or decreased for each field due to the difference of read timing for each field in a frame read mode and flickers are generated by the difference of the exposure period for each field. SOLUTION: When the frame read mode is set by control signals SSI supplied from a control circuit 30 and also the number of shutter pulses ϕSUB is specified in this solid-state image pickup device provided with a CCD image pickup element 10 provided with an electronic shutter function capable of frame read, a timing generator 20 controls the pulse number so as to satisfy the relation (pulse number of A field)=(pulse number of B field)-2 and sets the number of the shutter pulses ϕSUB so as to make the exposure periods in the respective fields to be the same.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置およ
びこれを用いたカメラシステムに関し、特に各画素の信
号電荷をフレーム読み出しにて読み出すことが可能な電
子シャッタ機能を持つ固体撮像素子を有する固体撮像装
置および当該固体撮像素子を撮像デバイスとして用いた
カメラシステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device and a camera system using the same, and more particularly to a solid-state image pickup device having an electronic shutter function capable of reading out signal charges of each pixel by frame reading. The present invention relates to an imaging apparatus and a camera system using the solid-state imaging device as an imaging device.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体撮像装置、例えばCCD(Charge Co
upled Device)型撮像素子(以下、単にCCD撮像素子
と称す)を用いた撮像装置では、各画素から信号電荷を
読み出す読み出し方式として、通常、奇数/偶数フィー
ルドごとに飛び越し走査(インターレース)する現行の
テレビジョン方式に対応したフィールド読み出し方式と
フレーム読み出し方式とが採られている。
2. Description of the Related Art Solid-state imaging devices such as CCD (Charge Co.)
In an image pickup apparatus using an upled device (hereinafter simply referred to as a CCD image pickup device), as a readout method for reading out signal charges from each pixel, an interlaced scan is usually performed for each odd / even field. A field readout method and a frame readout method corresponding to the television system are adopted.

【0003】フィールド読み出し方式とは、各画素で1
/60秒(1フィールド相当期間)だけ信号電荷を蓄積
し、各画素から読み出した信号電荷を垂直転送部中にお
いて垂直2画素間で混合し、また混合する垂直2画素の
組み合わせを奇数フィールドと偶数フィールドで変える
方式である。一方、フレーム読み出し方式は、1/30
秒(1フレーム相当期間)の蓄積時間で奇数ラインの信
号電荷と偶数ラインの信号電荷をフィールドごとに交互
に読み出す方式である。
[0003] A field readout method is one pixel for each pixel.
/ 60 seconds (one field equivalent period), accumulates signal charges, mixes signal charges read from each pixel between two vertical pixels in the vertical transfer unit, and combines the two vertical pixels to be mixed into an odd field and an even number This is a method that changes in the field. On the other hand, the frame read method is 1/30
In this method, odd-numbered line signal charges and even-numbered line signal charges are alternately read for each field in an accumulation time of seconds (corresponding to one frame).

【0004】これらの読み出し方式のうち、フレーム読
み出し方式では、上述したように、奇数ラインの信号電
荷と偶数ラインの信号電荷をフィールドごとに交互に読
み出すことから、各画素から信号電荷を読み出す読み出
しゲート部に与えられる読み出しパルスが奇数/偶数フ
ィールドごとに交互に1ライン(1水平走査期間)前後
して出力される。
[0004] Among these readout methods, in the frame readout method, as described above, the signal charges of the odd-numbered lines and the signal charges of the even-numbered lines are alternately read for each field. The read pulse applied to the section is alternately output before and after one line (one horizontal scanning period) for each odd / even field.

【0005】また、CCD撮像素子には、一般的に、基
板にシャッタパルスを印加して各画素中の不要電荷を基
板方向に捨て去ることによって露光期間(蓄積期間)、
即ちシャッタ時間を制御する電子シャッタが標準機能と
して装備されている。この電子シャッタは、1フィール
ド単位で制御される。そして、電子シャッタの状態を変
更するための制御信号が新規に与えられない限りそれま
での状態を保持し、フィールドごとのシャッタパルスの
本数は変わらない。
[0005] In addition, in a CCD image pickup device, generally, a shutter pulse is applied to a substrate to discard unnecessary charges in each pixel in the direction of the substrate to thereby reduce an exposure period (accumulation period).
That is, an electronic shutter for controlling the shutter time is provided as a standard function. This electronic shutter is controlled in units of one field. Unless a control signal for changing the state of the electronic shutter is newly given, the state is maintained, and the number of shutter pulses for each field does not change.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、電子シャ
ッタ機能を持つCCD撮像素子において、電子シャッタ
の状態を固定してフレーム読み出しモードを実行する
と、フィールドごとの読み出しタイミングの違いによ
り、露光期間が1フィールドごとに増減を繰り返すこと
になる。
As described above, in the CCD image pickup device having the electronic shutter function, when the frame read mode is executed with the state of the electronic shutter fixed, the exposure period becomes longer due to a difference in read timing for each field. The increase / decrease is repeated for each field.

【0007】一例として、1フィールドを40H(Hは
1水平走査期間)とした場合において、図5のタイミン
グチャートに示すように、Aフィールド(第1フィール
ド)では30Hで、Bフィールド(第2フィールド)で
は29Hで読み出しパルスが発生する。この場合、露光
期間がAフィールドでは40H、Bフィールドでは38
Hとなる。なお、図5のタイミングチャートでは読み出
しパルスを省略して示しており、水平同期信号HD上の
※印の時間軸位置が読み出しパルスの発生タイミングと
なる。
As an example, when one field is 40H (H is one horizontal scanning period), as shown in the timing chart of FIG. 5, the A field (first field) is 30H and the B field (second field) ), A read pulse is generated at 29H. In this case, the exposure period is 40H in the A field and 38H in the B field.
H. In the timing chart of FIG. 5, the read pulse is omitted, and the time axis position marked with * on the horizontal synchronization signal HD is the read pulse generation timing.

【0008】このように、露光期間が1フィールドごと
に2H(2ライン)分の増減を繰り返すことにより、当
該CCD撮像素子の撮像信号を表示装置に出力し、その
撮像画像を当該表示装置に写し出した際に、フィールド
ごとの露光期間の差によってフリッカが発生することに
なる。ここに、フリッカとは、映像が明るくなったり暗
くなったりして瞬いて見える現象を言う。
As described above, by repeatedly increasing and decreasing the exposure period by 2H (two lines) for each field, the imaging signal of the CCD image sensor is output to the display device, and the captured image is displayed on the display device. In this case, flicker occurs due to the difference in the exposure period for each field. Here, flicker refers to a phenomenon in which an image looks bright or dark and looks blinking.

【0009】このフリッカ対策のために、フィールドご
とに電子シャッタの状態を変化させようとすると、Aフ
ィールドかBフィールドかを判別する必要があることか
ら、電子シャッタの状態を制御する制御回路にフィール
ドを判別してそのフィールド判別信号を出力する回路を
増設する必要があり、システム全体の回路構成が複雑化
することになる。
To change the state of the electronic shutter for each field in order to prevent flicker, it is necessary to determine whether the field is an A field or a B field. And it is necessary to add a circuit for outputting the field discrimination signal, and the circuit configuration of the entire system becomes complicated.

【0010】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、外部から制御を受け
ることなく、フィールドごとの露光期間の差をなくし
て、フリッカのない鮮明な画像を得ることが可能な固体
撮像装置およびこれを用いたカメラシステムを提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to eliminate the difference in exposure period for each field without receiving control from the outside and to provide a clear image without flicker. And a camera system using the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像装
置は、フレーム読み出しが可能な電子シャッタ機能を持
つ固体撮像素子と、この固体撮像素子の動作モードや電
子シャッタ動作時のシャッタパルスの本数を設定するた
めの制御信号を発生する制御手段と、この制御手段から
与えられる制御信号によってフレーム読み出しモードが
設定されたときに、当該制御信号によって設定されたシ
ャッタパルスの本数に基づいて、第1,第2フィールド
での露光期間を同じにする本数のシャッタパルスを各フ
ィールドごとに発生するタイミング発生手段とを備えた
構成となっている。また、本発明に係るカメラシステム
は、上記固体撮像素子を撮像デバイスとして用い、その
駆動手段として上記制御手段および上記タイミング発生
手段を用いた構成となっている。
A solid-state imaging device according to the present invention includes a solid-state imaging device having an electronic shutter function capable of reading out a frame, an operation mode of the solid-state imaging device, and the number of shutter pulses during an electronic shutter operation. Control means for generating a control signal for setting, and when a frame reading mode is set by a control signal given from the control means, the first and the second shutter pulses are set based on the number of shutter pulses set by the control signal. A timing generating means for generating, for each field, the number of shutter pulses for making the exposure period in the second field the same is provided. The camera system according to the present invention has a configuration in which the solid-state imaging device is used as an imaging device, and the control unit and the timing generation unit are used as driving units.

【0012】上記構成の固体撮像装置およびこれを用い
たカメラシステムにおいて、制御手段はタイミング発生
手段に対して、動作モードやシャッタパルスの本数を設
定するための制御信号を与える。タイミング発生手段
は、制御手段で設定された動作モードがフレーム読み出
しモードのときは、当該制御信号によって与えられるシ
ャッタパルスの本数を先ず設定し、これを基にタイミン
グ制御によってその本数を制御することにより、第1,
第2フィールドでの露光期間を同じにする本数のシャッ
タパルスを各フィールドごとに発生する。
In the solid-state imaging device having the above configuration and the camera system using the same, the control means supplies a control signal for setting the operation mode and the number of shutter pulses to the timing generation means. When the operation mode set by the control means is the frame readout mode, the timing generation means first sets the number of shutter pulses given by the control signal, and controls the number by the timing control based on this. , The first
The number of shutter pulses for making the exposure period in the second field the same is generated for each field.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の一
実施形態に係る固体撮像装置を示す概略構成図である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.

【0014】図1において、本実施形態に係る固体撮像
装置は、CCD撮像素子10、その駆動のための各種の
タイミング信号を発生するタイミングジェネレータ(T
G)20およびこのタイミングジェネレータ20を制御
する制御回路30を有する構成となっている。
Referring to FIG. 1, a solid-state imaging device according to this embodiment includes a CCD imaging device 10 and a timing generator (T) for generating various timing signals for driving the CCD imaging device.
G) 20 and a control circuit 30 for controlling the timing generator 20.

【0015】CCD撮像素子10において、撮像部(撮
像エリア)11は、半導体基板(図示せず)上に行列状
に配置されて形成された複数個のセンサ部(画素)12
と、これらセンサ部12の垂直列ごとに画素の配列方向
に沿って設けられた複数本の垂直CCD13と、センサ
部12の各々と垂直CCD13との間に設けられ、セン
サ部12から垂直CCD13へ信号電荷を読み出す読み
出しゲート部14とを有する構成となっている。
In the CCD image pickup device 10, an image pickup section (image pickup area) 11 includes a plurality of sensor sections (pixels) 12 arranged in a matrix on a semiconductor substrate (not shown).
And a plurality of vertical CCDs 13 provided along the pixel arrangement direction for each of the vertical columns of the sensor units 12, and provided between each of the sensor units 12 and the vertical CCDs 13. And a readout gate section 14 for reading out signal charges.

【0016】この撮像部11において、センサ部12は
例えばPN接合のフォトダイオードからなり、入射光を
その光量に応じた電荷量の信号電荷に変換して蓄積す
る。垂直CCD13は、例えば4相の垂直転送パルスφ
V1〜φV4によって転送駆動され、読み出しゲート部
14を通して各センサ部12から読み出された信号電荷
をライン(行)単位で順に垂直方向に転送する。
In the image pickup section 11, the sensor section 12 is composed of, for example, a photodiode having a PN junction, and converts incident light into a signal charge having a charge amount corresponding to the light amount and stores the signal charge. The vertical CCD 13 outputs, for example, a four-phase vertical transfer pulse φ.
The signal charges read and driven from the respective sensor units 12 through the read gate unit 14 are sequentially transferred in the vertical direction in units of lines (rows).

【0017】垂直CCD13には、その転送チャネル上
に4相の垂直転送パルスφV1〜φV4が印加される4
つの転送電極が転送方向に繰り返して配置されている。
そして、これら4つの転送電極のうち、例えば1相目,
3相目の垂直転送パルスφV1,φV3が印加される各
転送電極が読み出しゲート部14のゲート電極を兼ねた
構成となっている。
The vertical CCD 13 is applied with four-phase vertical transfer pulses φV1 to φV4 on its transfer channel.
One transfer electrode is repeatedly arranged in the transfer direction.
Then, of these four transfer electrodes, for example, the first phase,
Each transfer electrode to which the third-phase vertical transfer pulses φV1 and φV3 are applied also serves as a gate electrode of the readout gate unit 14.

【0018】このことから、4相の垂直転送パルスφV
1〜φV4のうち、1相目,3相目の垂直転送パルスφ
V1,φV3は、低レベル、中間レベルおよび高レベル
の3値をとるように設定されており、その3値目の高レ
ベルのパルスが読み出しゲート部14のゲート電極に印
加される読み出しパルスとなる。
From this, the four-phase vertical transfer pulse φV
Vertical transfer pulse φ of the first and third phases among 1 to φV4
V1 and φV3 are set to take three values of a low level, an intermediate level, and a high level, and the third high-level pulse is a read pulse applied to the gate electrode of the read gate unit 14. .

【0019】撮像部11の下側、即ち垂直CCD13に
よる信号電荷の転送先側には、垂直CCD13から順に
垂直転送される信号電荷を水平方向に転送する水平CC
D15が配置されている。水平CCD15は、例えば2
相の水平転送パルスφH1,φH2によって転送駆動さ
れる。水平CCD15の転送先側の端部には、例えばフ
ローティング・ディフュージョン・アンプからなる電荷
電圧変換部16が配されている。
On the lower side of the image pickup section 11, that is, on the side to which signal charges are transferred by the vertical CCD 13, a horizontal CC for transferring signal charges vertically transferred in order from the vertical CCD 13 in the horizontal direction.
D15 is arranged. The horizontal CCD 15 is, for example, 2
The transfer is driven by the phase horizontal transfer pulses φH1 and φH2. At the end of the horizontal CCD 15 on the transfer destination side, a charge-voltage conversion unit 16 composed of, for example, a floating diffusion amplifier is arranged.

【0020】タイミングジェネレータ20は、垂直CC
D13を転送駆動する4相の垂直転送パルスφV1〜φ
V4、水平CCD15を転送駆動する2相の水平転送パ
ルスφH1,φH2および電子シャッタのためのシャッ
タパルスφSUBを含むCCD撮像素子10を駆動する
ための各種のタイミングパルスを発生する。
The timing generator 20 has a vertical CC
Four-phase vertical transfer pulse φV1 to φ for driving D13
V4, various timing pulses for driving the CCD 10 including the two-phase horizontal transfer pulses φH1 and φH2 for driving the horizontal CCD 15 and the shutter pulse φSUB for the electronic shutter.

【0021】シャッタパルスφSUBは、CCD撮像素
子10の基板(図示せず)に対してその基板バイアス電
圧Vsubに重畳される形で印加される。基板にシャッ
タパルスφSUBが印加されると、基板側のポテンシャ
ルバリアが崩れ、センサ部12内に蓄積された電荷が基
板の深さ方向に掃き出される。これが電子シャッタの原
理である。
The shutter pulse φSUB is applied to a substrate (not shown) of the CCD image pickup device 10 so as to be superimposed on the substrate bias voltage Vsub. When the shutter pulse φSUB is applied to the substrate, the potential barrier on the substrate collapses, and the charges accumulated in the sensor unit 12 are swept out in the depth direction of the substrate. This is the principle of the electronic shutter.

【0022】制御回路30は、タイミングジェネレータ
20に対して図2に示すシステムクロックSCK、制御
信号SSIおよびセンス信号SENを与え、制御信号S
SIによってタイミングジェネレータ20から出力され
る各種のタイミングパルスのタイミング制御、即ちCC
D撮像素子10の動作モードなどの制御を行う。
The control circuit 30 supplies the system clock SCK, control signal SSI and sense signal SEN shown in FIG.
Timing control of various timing pulses output from the timing generator 20 by SI, that is, CC
The control such as the operation mode of the D imaging device 10 is performed.

【0023】一例として、制御信号SSIは、図2の波
形図から明らかなように、8ビットのシリアルデータD
0〜D7である。そして、D0が読み出しモードを切り
替えるビットであり、D0が論理“1”(高レベル)の
ときにフレーム読み出しモードを、論理“0”(低レベ
ル)のときに間引き読み出しモードをそれぞれ読み出し
モードとして設定する。
As an example, as is apparent from the waveform diagram of FIG. 2, the control signal SSI is composed of 8-bit serial data D.
0 to D7. D0 is a bit for switching the read mode. When D0 is logic "1" (high level), the frame read mode is set. When D0 is logic "0" (low level), the thinning read mode is set as the read mode. I do.

【0024】ここで、間引き読み出しモードとは、高フ
レームレート化のための一手法であり、一部のライン
(行)については各画素から垂直CCD13へ信号電荷
を読み出さず、残りのラインについてのみ各画素から垂
直CCD13へ信号電荷を読み出すことで画素情報を間
引くモードである。
Here, the thinning-out reading mode is one technique for increasing the frame rate. For some lines (rows), signal charges are not read out from each pixel to the vertical CCD 13 and only the remaining lines are read out. In this mode, pixel information is thinned out by reading signal charges from each pixel to the vertical CCD 13.

【0025】D1は、電子シャッタ動作のON/OFF
を指定するビットであり、D1が論理“1”のときに電
子シャッタON、論理“0”のときに電子シャッタOF
Fをそれぞれ設定する。残りの6ビットD7〜D2は、
1フィールド期間に発生するシャッタパルスφSUBの
本数を指定するビットであり、D7〜D2が(0000
00)のときに0本、(000001)のときに1本、
(000010)のときに2本、……、(11111
1)のときに63本のパルス本数を設定する。
D1 is ON / OFF of the electronic shutter operation.
The electronic shutter is ON when D1 is logic “1”, and the electronic shutter OF when D1 is logic “0”.
Set F respectively. The remaining 6 bits D7 to D2 are
This bit specifies the number of shutter pulses φSUB generated in one field period, and D7 to D2 are (0000)
00), 0 when (000001), 1
Two at the time of (000010), ..., (11111)
In the case of 1), the number of 63 pulses is set.

【0026】この制御信号SSIによってCCD撮像素
子10の動作モードとして、フレーム読み出しモード
(D0=1)が設定されたとき、フィールド読み出しで
は奇数ラインの信号電荷と偶数ラインの信号電荷をフィ
ールドごとに交互に読み出す動作を行う必要があること
から、タイミングジェネレータ20は、図3のタイミン
グチャートに示すように、フィールドごとに発生位置
(発生タイミング)が1ライン前後する読み出しパルス
を発生する。
When the frame read mode (D0 = 1) is set as the operation mode of the CCD image pickup device 10 by the control signal SSI, in the field read, the signal charges of the odd lines and the signal charges of the even lines are alternated for each field. As shown in the timing chart of FIG. 3, the timing generator 20 generates a read pulse whose generation position (occurrence timing) is about one line for each field.

【0027】なお、この読み出しパルスは、先述したよ
うに、1相目,3相目の垂直パルスφV1,φV3に重
畳された形の3値目のパルスとして出力されるが、図3
のタイミングチャートではこれを省略して示している。
ただし、図3のタイミングチャートにおいて、水平同期
信号HD上の※印の時間軸位置が読み出しパルスの発生
タイミングとなる。なお、VDは垂直同期信号である。
The read pulse is output as a third-valued pulse superimposed on the first and third phase vertical pulses φV1 and φV3 as described above.
This is omitted in the timing chart of FIG.
However, in the timing chart of FIG. 3, the time axis position marked with * on the horizontal synchronizing signal HD is the generation timing of the read pulse. VD is a vertical synchronization signal.

【0028】他の動作モードからフレーム読み出しモー
ドになったとき、タイミングジェネレータ20は必ず、
Aフィールド→Bフィールド→Aフィールド→……とい
う順番で各フィールドに対応したタイミングパルス、即
ち読み出しパルスを含む垂直転送パルスφV1〜φV4
やシャッタパルスφSUBなどを出力するように構成さ
れているものとする。なお、読み出しパルスは、1相
目,3相目の垂直パルスφV1,φV3に対してフィー
ルドごとに交互に重畳されて出力される。
When the mode is changed from another operation mode to the frame read mode, the timing generator 20
... Timing pulses corresponding to each field in the order of A field → B field → A field →..., That is, vertical transfer pulses φV1 to φV4 including read pulses.
And a shutter pulse φSUB and the like. Note that the read pulse is alternately superimposed on the first and third phase vertical pulses φV1 and φV3 for each field and output.

【0029】タイミングジェネレータ20はさらに、制
御回路30から与えられる制御信号SSIによってシャ
ッタパルスφSUBの本数が設定されたとき、フレーム
読み出しモードでは、従来技術で述べたように、フィー
ルドごとの読み出しタイミングの違いにより、露光期間
が1フィールドごとに2ライン分の増減を繰り返すこと
に鑑みて、 (Aフィールドのパルス本数)=(Bフィールドのパル
ス本数)−2 となるようにパルス本数の制御を行う。このシャッタパ
ルスφSUBの本数によってシャッタ速度(露光期間)
が決まる。
When the number of shutter pulses φSUB is set by the control signal SSI supplied from the control circuit 30 in the frame read mode, the timing generator 20 changes the read timing for each field as described in the prior art. In view of the fact that the exposure period repeatedly increases and decreases by two lines for each field, the number of pulses is controlled so that (number of pulses in field A) = (number of pulses in field B) -2. The shutter speed (exposure period) is determined by the number of the shutter pulses φSUB.
Is determined.

【0030】上述したように、電子シャッタ機能を持つ
CCD撮像素子10を有する固体撮像装置において、制
御回路30から与える制御信号SSIによってフレーム
読み出しモードが設定されるとともに、シャッタパルス
φSUBの本数が指定されたとき、タイミングジェネレ
ータ20からは、 (Aフィールドのパルス本数)=(Bフィールドのパル
ス本数)−2 の関係を満足するように、各フィールドごとに設定され
た本数のシャッタパルスφSUBを出力するようにした
ことにより、フレーム読み出しモードで発生する2ライ
ン分の露光期間の差を、タイミングジェネレータ20で
のタイミング制御によって吸収できる。
As described above, in the solid-state imaging device having the CCD imaging device 10 having the electronic shutter function, the frame read mode is set by the control signal SSI provided from the control circuit 30, and the number of shutter pulses φSUB is specified. At this time, the timing generator 20 outputs the number of shutter pulses φSUB set for each field so as to satisfy the relationship of (number of pulses in field A) = (number of pulses in field B) −2. Accordingly, the difference between the exposure periods for two lines generated in the frame read mode can be absorbed by the timing control of the timing generator 20.

【0031】図3のタイミングチャートには、一例とし
て、1フィールドを40Hとした場合のタイミング関係
を示し、Aフィールドで3本のシャッタパルスφSUB
が、Bフィールドで5本のシャッタパルスφSUBがそ
れぞれ発生される場合を示している。このシャッタパル
スφSUBが発生される期間t1,t2が、電子シャッ
タ動作での電荷の掃き捨て期間となる。そして、A,B
フィールドの各露光期間は共に35Hとなる。
The timing chart of FIG. 3 shows, as an example, the timing relationship when one field is set to 40H, and three shutter pulses φSUB in the A field.
Shows a case where five shutter pulses φSUB are respectively generated in the B field. The periods t1 and t2 during which the shutter pulse φSUB is generated are periods in which electric charges are swept away in the electronic shutter operation. And A, B
Each exposure period of the field is 35H.

【0032】これにより、フレーム読み出しモードの際
に、制御回路30において、シャッタパルスφSUBの
本数をフィールドごとに制御しなくても、フィールドご
との露光期間の差に起因して発生するフリッカを抑制す
ることができる。すなわち、制御回路30でAフィール
ドであるかBフィールドであるかのフィールド判別を行
わなくても、タイミングジェネレータ20でのタイミン
グ制御のみで各フィールドでの露光期間を同じに設定で
きるため、フリッカのない鮮明な画像を得ることができ
る。
Thus, in the frame read mode, the control circuit 30 suppresses flicker caused by the difference in the exposure period for each field without controlling the number of shutter pulses φSUB for each field. be able to. That is, the exposure period in each field can be set to the same value only by the timing control of the timing generator 20 without the field discrimination between the A field and the B field in the control circuit 30, so that there is no flicker. A clear image can be obtained.

【0033】しかも、制御回路30からタイミングジェ
ネレータ20に対して、フィールド判別信号を入力する
必要がないことから、タイミングジェネレータ20と共
に制御回路30にフィールド判別のための回路を増設す
る必要がなく、従来の回路構成で対応できるため、故障
や動作の不具合が発生する確率を維持したまま、フリッ
カの抑制を行うことができる。
Further, since it is not necessary to input a field discrimination signal from the control circuit 30 to the timing generator 20, it is not necessary to add a circuit for field discrimination to the control circuit 30 together with the timing generator 20, and the conventional Therefore, flicker can be suppressed while maintaining the probability of occurrence of a failure or malfunction in operation.

【0034】図4は、本発明に係るカメラシステム、例
えば動画撮影システムの構成の一例を概略的に示すブロ
ック図である。
FIG. 4 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of a camera system according to the present invention, for example, a moving image photographing system.

【0035】本カメラシステムは、撮像デバイスである
CCD撮像素子41、光学系の一部を構成するレンズ4
2、CCD撮像素子41を駆動するCCD駆動回路4
3、CCD撮像素子41の動作モードなどを設定する操
作部44およびCCD撮像素子41の撮像信号に対して
各種の信号処理をなす信号処理回路45を有し、CCD
撮像素子41として先の実施形態に係るCCD撮像素子
10を用いた構成となっている。
This camera system comprises a CCD image pickup device 41 as an image pickup device and a lens 4 constituting a part of an optical system.
2. CCD drive circuit 4 for driving CCD image sensor 41
3, an operation unit 44 for setting an operation mode of the CCD image pickup device 41 and a signal processing circuit 45 for performing various signal processing on the image pickup signal of the CCD image pickup device 41;
The configuration uses the CCD image sensor 10 according to the above embodiment as the image sensor 41.

【0036】かかる構成のカメラシステムにおいて、被
写体(図示せず)からの入射光(像光)は、光学系のレ
ンズ42によってCCD撮像素子41の撮像面上に結像
される。CCD撮像素子41(10)は、先述したよう
に、フレーム読み出しモードと間引き読み出しモードと
を選択的に採り得る構成となっている。操作部44から
は、CCD撮像素子41の動作モードやシャッタ速度等
が指定入力される。
In the camera system having such a configuration, incident light (image light) from a subject (not shown) is formed on the image pickup surface of the CCD image pickup device 41 by the lens 42 of the optical system. As described above, the CCD imaging device 41 (10) has a configuration in which the frame reading mode and the thinning-out reading mode can be selectively adopted. An operation mode, a shutter speed, and the like of the CCD image pickup device 41 are designated and input from the operation unit 44.

【0037】CCD駆動回路43は、図1におけるタイ
ミングジェネレータ20および制御回路30を含む構成
となっている。このCCD駆動回路43では、操作部4
4からCCD撮像素子41の動作モードやシャッタ速度
等が指定入力されると、それに対応した制御信号SSI
(図2を参照)が制御回路30から出力され、それに基
づくタイミングで読み出しパルスを含む垂直転送パルス
φV1〜φV4、シャッタパルスφSUB、水平転送パ
ルスφH1,φH2の各種のタイミングパルスがタイミ
ングジェネレータ20から出力される。
The CCD driving circuit 43 includes the timing generator 20 and the control circuit 30 shown in FIG. In the CCD drive circuit 43, the operation unit 4
When the operation mode, shutter speed, and the like of the CCD image sensor 41 are designated and input from the controller 4, the control signal SSI
(See FIG. 2) is output from the control circuit 30, and various timing pulses of a vertical transfer pulse φV1 to φV4 including a read pulse, a shutter pulse φSUB, and horizontal transfer pulses φH1 and φH2 are output from the timing generator 20 at timing based on the output. Is done.

【0038】このように、動画撮影システムにおいて、
撮像デバイスとして先の実施形態に係るCCD撮像素子
10を用いるとともに、その駆動回路43として図1の
タイミングジェネレータ20および制御回路30を用い
ることにより、フレーム読み出しモードで発生する2ラ
イン分の露光期間の差をなくすことができるため、得ら
れる映像はフィールドごとの明度の差がなく、瞬きが抑
えられたなめらかな動画となる。
As described above, in the moving image photographing system,
By using the CCD image pickup device 10 according to the above embodiment as an image pickup device and using the timing generator 20 and the control circuit 30 of FIG. 1 as its drive circuit 43, the exposure period of two lines generated in the frame readout mode is reduced. Since the difference can be eliminated, the obtained video has no difference in brightness for each field, and is a smooth moving image in which blinking is suppressed.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フレーム読み出しが可能な電子シャッタ機能を持つ固体
撮像装置およびこれを用いたカメラシステムにおいて、
シャッタパルスの本数を設定する制御手段で、シャッタ
パルスの本数をフィールドごとに制御しなくても、タイ
ミング発生手段でのタイミング制御のみで各フィールド
での露光期間を同じに設定できるため、簡単な構成でフ
リッカのない鮮明な画像を得ることができる。
As described above, according to the present invention,
In a solid-state imaging device having an electronic shutter function capable of frame reading and a camera system using the same,
With a control means for setting the number of shutter pulses, the exposure period in each field can be set to the same value only by timing control by the timing generation means without having to control the number of shutter pulses for each field. And a clear image without flicker can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置を示す
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.

【図2】制御信号の一例を示す波形図である。FIG. 2 is a waveform chart showing an example of a control signal.

【図3】本実施形態に係るタイミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart according to the embodiment.

【図4】本発明に係るカメラシステムの構成の一例を示
すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a configuration of a camera system according to the present invention.

【図5】従来例に係るタイミングチャートである。FIG. 5 is a timing chart according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,41…CCD撮像素子、12…センサ部(画
素)、13…垂直CCD、15…水平CCD、16…電
荷電圧変換部、20…タイミングジェネレータ(T
G)、30…制御回路、43…CCD駆動回路、44…
信号処理回路
10, 41 CCD image sensor, 12 sensor part (pixel), 13 vertical CCD, 15 horizontal CCD, 16 charge-voltage converter, 20 timing generator (T
G), 30: control circuit, 43: CCD drive circuit, 44:
Signal processing circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フレーム読み出しが可能な電子シャッタ
機能を持つ固体撮像素子と、 前記固体撮像素子の動作モードや電子シャッタ動作時の
シャッタパルスの本数を設定するための制御信号を発生
する制御手段と、 前記制御手段から与えられる前記制御信号によってフレ
ーム読み出しモードが設定されたときに、前記制御信号
によって設定されたシャッタパルスの本数に基づいて、
第1,第2フィールドでの露光期間を同じにする本数の
シャッタパルスを各フィールドごとに発生するタイミン
グ発生手段とを備えたことを特徴とする固体撮像装置。
1. A solid-state imaging device having an electronic shutter function capable of reading frames, and control means for generating a control signal for setting an operation mode of the solid-state imaging device and the number of shutter pulses at the time of electronic shutter operation. When a frame readout mode is set by the control signal given from the control means, based on the number of shutter pulses set by the control signal,
A solid-state imaging device comprising: timing generation means for generating, for each field, a number of shutter pulses for making the exposure periods in the first and second fields the same.
【請求項2】 フレーム読み出しが可能な電子シャッタ
機能を持つ固体撮像素子と、 前記固体撮像素子の撮像面上に入射光を結像する光学系
と、 前記固体撮像素子の動作モードや電子シャッタ動作時の
シャッタパルスの本数を設定するための制御信号を発生
する制御手段および前記制御手段から与えられる前記制
御信号によってフレーム読み出しモードが設定されたと
きに、前記制御信号によって設定されたシャッタパルス
の本数に基づいて、第1,第2フィールドでの露光期間
を同じにする本数のシャッタパルスを各フィールドごと
に発生するタイミング発生手段を有する駆動手段とを備
えたことを特徴とするカメラシステム。
2. A solid-state imaging device having an electronic shutter function capable of reading out a frame, an optical system for imaging incident light on an imaging surface of the solid-state imaging device, an operation mode of the solid-state imaging device, and an electronic shutter operation. Control means for generating a control signal for setting the number of shutter pulses at the time, and the number of shutter pulses set by the control signal when the frame readout mode is set by the control signal provided from the control means. And a driving means having timing generation means for generating, for each field, a number of shutter pulses for making the exposure periods in the first and second fields the same on the basis of the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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