JP2549653B2 - 固体撮像素子カメラ - Google Patents
固体撮像素子カメラInfo
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- JP2549653B2 JP2549653B2 JP62088176A JP8817687A JP2549653B2 JP 2549653 B2 JP2549653 B2 JP 2549653B2 JP 62088176 A JP62088176 A JP 62088176A JP 8817687 A JP8817687 A JP 8817687A JP 2549653 B2 JP2549653 B2 JP 2549653B2
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- Japan
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- field
- shift pulse
- field shift
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- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 33
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、電荷結合素子(CCD)を用いた固体撮像
素子に高速シャッタ機能を持たせた固体撮像素子カメラ
に関する。
素子に高速シャッタ機能を持たせた固体撮像素子カメラ
に関する。
(産業上の利用分野) 最近CCD等の固体撮像素子が開発され、これを用いた
カラーカメラが実用化されている。このカラーカメラで
は、写真機のシャッタ時間に相当するものが、感光部の
電荷蓄積時間であり、通常この時間は1/60秒が標準とさ
れている。しかし、最近ではフレームインターライン転
送(FIT)形CCDが開発され、シャッタ速度を自由に選べ
ることができるようになっている。
カラーカメラが実用化されている。このカラーカメラで
は、写真機のシャッタ時間に相当するものが、感光部の
電荷蓄積時間であり、通常この時間は1/60秒が標準とさ
れている。しかし、最近ではフレームインターライン転
送(FIT)形CCDが開発され、シャッタ速度を自由に選べ
ることができるようになっている。
第3図は上記の固体撮像素子カメラであり、感光部
1、垂直方向の高速転送部2、蓄積部としてのフィール
ドメモリ3、水平転送部4からなる。
1、垂直方向の高速転送部2、蓄積部としてのフィール
ドメモリ3、水平転送部4からなる。
(a)まず感光部1に蓄積されている電荷は、第1のフ
ィールドシフトパルスにより一斉に高速転送部2に転送
される。そしてこの高速転送部2には高速のクロックパ
ルスが供給され、ここの電荷は高速でライン単位でフィ
ールドメモリ3に転送され掃き出される。
ィールドシフトパルスにより一斉に高速転送部2に転送
される。そしてこの高速転送部2には高速のクロックパ
ルスが供給され、ここの電荷は高速でライン単位でフィ
ールドメモリ3に転送され掃き出される。
(b)つぎに第2のフィールドシフトパルスにより感光
部1に蓄積された電荷が一斉に高速転送部2に転送され
る。今度は、この電荷は高速でライン単位でフィールド
メモリ3に転送され、ここでフィールドメモリ3の電荷
は、通常のテレビジョン周波数で水平転送部4にライン
単位で転送され、この水平転送部4の電荷は、1水平期
間で読み出される。
部1に蓄積された電荷が一斉に高速転送部2に転送され
る。今度は、この電荷は高速でライン単位でフィールド
メモリ3に転送され、ここでフィールドメモリ3の電荷
は、通常のテレビジョン周波数で水平転送部4にライン
単位で転送され、この水平転送部4の電荷は、1水平期
間で読み出される。
上記のように、FIT形CCDを用いたカメラは、第1のフ
ィールドシフトパルスでまず感光部1の蓄積電荷を空に
し、次に第2のフイールドシフトパルスにより読み出し
た電荷を蓄積部に保持している。従って、第1、第2の
フィールドシフトパルスの間隔がシャッタ速度となり、
この間隔を選ぶことにより任意のシャッタ速度を設定す
ることができる。
ィールドシフトパルスでまず感光部1の蓄積電荷を空に
し、次に第2のフイールドシフトパルスにより読み出し
た電荷を蓄積部に保持している。従って、第1、第2の
フィールドシフトパルスの間隔がシャッタ速度となり、
この間隔を選ぶことにより任意のシャッタ速度を設定す
ることができる。
(発明が解決しようとする問題点) 上記した従来のカメラにおいては、1フィールドの画
像については、高速のシャッタで得られた画像となる
が、垂直解像度を向上するために2フィールド(1フレ
ーム)分の画像を得ようとした場合、2回のシャッタ動
作が必要である。しかし上記のカメラに2回のシャッタ
動作をさせると、1回目と2回目の間隔は1/60秒とな
る。
像については、高速のシャッタで得られた画像となる
が、垂直解像度を向上するために2フィールド(1フレ
ーム)分の画像を得ようとした場合、2回のシャッタ動
作が必要である。しかし上記のカメラに2回のシャッタ
動作をさせると、1回目と2回目の間隔は1/60秒とな
る。
この結果、折角1フィールドの画像については高速シ
ャッタ動作により得られたものの、1フレームの画像に
ついては1/60秒の間隔で高速シャッタを2回切ったのと
同じ結果になる。よって、被写体の移動が速い場合に
は、フリッカが生じ見苦しい画像になるという問題があ
る。
ャッタ動作により得られたものの、1フレームの画像に
ついては1/60秒の間隔で高速シャッタを2回切ったのと
同じ結果になる。よって、被写体の移動が速い場合に
は、フリッカが生じ見苦しい画像になるという問題があ
る。
そこでこの発明は、被写体が速いものでもフリッカを
生じることなく垂直解像度の良い1フレーム分の画像を
得る高速電子シャッタを備え、しかもフィールド間で信
号レベルに差異を生じず良質の画像信号を得ることので
きる固体撮像素子カメラを提供することを目的とする。
生じることなく垂直解像度の良い1フレーム分の画像を
得る高速電子シャッタを備え、しかもフィールド間で信
号レベルに差異を生じず良質の画像信号を得ることので
きる固体撮像素子カメラを提供することを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) この発明は、感光部と、高速転送部と、フィールドメ
モリと、ライン転送部とを有し、前記感光部で光電変換
された蓄積電荷をフィールドシフトパルスにより一斉に
転送し、この転送されて来た電荷をライン単位でかつ高
速で前記高速転送部により前記フィールドメモリに転送
し、前記フィールドメモリの電荷をライン単位で前記ラ
イン転送部に転送する固体撮像素子カメラにおいて、前
記感光部で光電変換された蓄積電荷を前記フィールドシ
フトパルスにより一斉に転送する手段として、1回の撮
像につき前記フィールドシフトパルスの時間間隔を等し
くして第1、第2、第3のフィールドシフトパルスとし
て連続して発生する手段と、前記第2のフィールドシフ
トパルスと第3のフィールドシフトパルスの間のクロッ
ク、前記第3のフィールドシフトパルスの次のクロック
により前記高速転送部のフィールド分の信号がそれぞれ
転送される複数のフィールドメモリとを備えるものであ
る。
モリと、ライン転送部とを有し、前記感光部で光電変換
された蓄積電荷をフィールドシフトパルスにより一斉に
転送し、この転送されて来た電荷をライン単位でかつ高
速で前記高速転送部により前記フィールドメモリに転送
し、前記フィールドメモリの電荷をライン単位で前記ラ
イン転送部に転送する固体撮像素子カメラにおいて、前
記感光部で光電変換された蓄積電荷を前記フィールドシ
フトパルスにより一斉に転送する手段として、1回の撮
像につき前記フィールドシフトパルスの時間間隔を等し
くして第1、第2、第3のフィールドシフトパルスとし
て連続して発生する手段と、前記第2のフィールドシフ
トパルスと第3のフィールドシフトパルスの間のクロッ
ク、前記第3のフィールドシフトパルスの次のクロック
により前記高速転送部のフィールド分の信号がそれぞれ
転送される複数のフィールドメモリとを備えるものであ
る。
(作用) 上記の手段により、第1のフィールドシフトパルスで
感光部に蓄積された電荷を掃き出し、第2のフィールド
シフトパルスで第1のフィールドの画像を高速転送部に
転送し続いてこの電荷をフィールドメモリに移し、更に
第3のフィールドシフトパルスにより前記感光部の電荷
を高速転送部に一斉に転送し、これを第2のフィールド
の画像として別のフィールドメモリに転送できる。各フ
ィールドメモリの画像信号は通常のテレビジョン走査と
同じように読み出されるが、第1フィールド、第2フィ
ールドとでは、読み出すまで(メモリの保存期間)に時
間差があるが、上記のように一挙に第1フィールドと、
第2フィールドの画像信号を各フィールドメモリに記憶
させるので、安全な(蓄積部の外部光カット効果のよ
い)場所に保存しておくことができ、読み出した場合に
フィールド信号間で差異(スミア)が問題とならない。
感光部に蓄積された電荷を掃き出し、第2のフィールド
シフトパルスで第1のフィールドの画像を高速転送部に
転送し続いてこの電荷をフィールドメモリに移し、更に
第3のフィールドシフトパルスにより前記感光部の電荷
を高速転送部に一斉に転送し、これを第2のフィールド
の画像として別のフィールドメモリに転送できる。各フ
ィールドメモリの画像信号は通常のテレビジョン走査と
同じように読み出されるが、第1フィールド、第2フィ
ールドとでは、読み出すまで(メモリの保存期間)に時
間差があるが、上記のように一挙に第1フィールドと、
第2フィールドの画像信号を各フィールドメモリに記憶
させるので、安全な(蓄積部の外部光カット効果のよ
い)場所に保存しておくことができ、読み出した場合に
フィールド信号間で差異(スミア)が問題とならない。
(実施例) 以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図はこの発明の一実施例を示すもので、また第2
図はタイミングチャート、である。撮影のためのシャッ
タ11が操作されると、タイミングパルス発生回路12は、
一回の撮影につき、第1、第2、第3のフィールドシフ
トパルスPs、P1、P2(第2図(b))を連続して発生し
これを固体撮像素子13に供給する。この第1乃至第3の
フィールドシフトパルスPs、P1、P2の時間間隔は、同じ
に設定されている。固体撮像素子13は、インターライン
転送形のCCDであり、垂直ブランキングパルスにより周
期的に標準動作モードで駆動される。
図はタイミングチャート、である。撮影のためのシャッ
タ11が操作されると、タイミングパルス発生回路12は、
一回の撮影につき、第1、第2、第3のフィールドシフ
トパルスPs、P1、P2(第2図(b))を連続して発生し
これを固体撮像素子13に供給する。この第1乃至第3の
フィールドシフトパルスPs、P1、P2の時間間隔は、同じ
に設定されている。固体撮像素子13は、インターライン
転送形のCCDであり、垂直ブランキングパルスにより周
期的に標準動作モードで駆動される。
以下上記のカメラの動作を説明する。固体撮像素子13
は、最初の第1のフィールドパルスPsにより一斉に感光
部1の蓄積電荷が高速転送部2に転送される。この高速
転送部2の電荷は、期間t1の間に、クロックにより高速
で掃き出される。またこの期間には、感光部1にイメー
ジ電荷が蓄積される。そして第2のフィールドシフトパ
ルスP1がタイミングパルス発生回路12から出力される。
第2のフィールドシフトパルスP1により高速転送部2に
転送された電荷は、高速で期間t2以内にフィールドメモ
リ3Aに転送される。この期間t2の間に次のイメージ電荷
が感光部1には蓄積される。従って、第3のフィールド
シフトパルスP3を供給すれば、次のフィールドの電荷が
一斉に高速転送部2に転送されることになる。そしてこ
の高速転送部2の電荷は、高速で期間t2以内にフィール
ドメモリ3Aに転送されると同時に、フィールドメモリ3A
にあった電荷は、次段のフィールドメモリ3Bに転送され
る。
は、最初の第1のフィールドパルスPsにより一斉に感光
部1の蓄積電荷が高速転送部2に転送される。この高速
転送部2の電荷は、期間t1の間に、クロックにより高速
で掃き出される。またこの期間には、感光部1にイメー
ジ電荷が蓄積される。そして第2のフィールドシフトパ
ルスP1がタイミングパルス発生回路12から出力される。
第2のフィールドシフトパルスP1により高速転送部2に
転送された電荷は、高速で期間t2以内にフィールドメモ
リ3Aに転送される。この期間t2の間に次のイメージ電荷
が感光部1には蓄積される。従って、第3のフィールド
シフトパルスP3を供給すれば、次のフィールドの電荷が
一斉に高速転送部2に転送されることになる。そしてこ
の高速転送部2の電荷は、高速で期間t2以内にフィール
ドメモリ3Aに転送されると同時に、フィールドメモリ3A
にあった電荷は、次段のフィールドメモリ3Bに転送され
る。
上記の動作により、フィールドメモリ3Bには第1のフ
ィールドのイメージ電荷が存在し、フィールドメモリ3A
には第2のフィールドのイメージ電荷が存在することに
なる。
ィールドのイメージ電荷が存在し、フィールドメモリ3A
には第2のフィールドのイメージ電荷が存在することに
なる。
上記の状態で、期間T1で第1のフィールドの映像(フ
ィールドメモリ3Bの内容)を通常のテレビジョン走査と
同じように水平転送部4を介して読み出し、この間にフ
ィールドメモリ3Aの内容をフィールドメモリ3Bに移して
おき、続けて第2のフィールドの映像(フィールドメモ
リ3Bの内容)を通常のテレビジョン走査と同じように読
み出せば1フレームの画像信号を得ることができる。
ィールドメモリ3Bの内容)を通常のテレビジョン走査と
同じように水平転送部4を介して読み出し、この間にフ
ィールドメモリ3Aの内容をフィールドメモリ3Bに移して
おき、続けて第2のフィールドの映像(フィールドメモ
リ3Bの内容)を通常のテレビジョン走査と同じように読
み出せば1フレームの画像信号を得ることができる。
この画像は、第1(奇数)のフィールドの信号と、第
2(偶数)のフィールドの信号とから構成されるが、い
ずれのフィールドの信号もシャッタ間隔は同じであり、
しかも第2図(c)に示すように非常に近接した時間差
である。この結果このカメラによると、垂直解像度を上
げることができ、しかもフィールド間の時間差によるフ
リッカも生じない。またシャッタ時間を設定する場合に
は、フィールドシフトパルスPs、P1、P2の間隔を調整す
れば任意にシャッタ速度を設定できる。
2(偶数)のフィールドの信号とから構成されるが、い
ずれのフィールドの信号もシャッタ間隔は同じであり、
しかも第2図(c)に示すように非常に近接した時間差
である。この結果このカメラによると、垂直解像度を上
げることができ、しかもフィールド間の時間差によるフ
リッカも生じない。またシャッタ時間を設定する場合に
は、フィールドシフトパルスPs、P1、P2の間隔を調整す
れば任意にシャッタ速度を設定できる。
特にこの発明では、複数のフィールドメモリを用いて
一挙に第1のフィールドの信号と、第2のフィールドの
信号をそれぞれフィールドメモリ3Bと3Aに転送してしま
うところに特徴がある。第1、第2のフィールドの信号
を一挙に得るには、第1のフィールドの信号を第1のフ
ィールドメモリに蓄積し、第2のフィールドの信号を高
速転送部2に蓄積しておいて、後で読みだす方法も考え
られる。このようにするとフィールドメモリは1つでよ
い。
一挙に第1のフィールドの信号と、第2のフィールドの
信号をそれぞれフィールドメモリ3Bと3Aに転送してしま
うところに特徴がある。第1、第2のフィールドの信号
を一挙に得るには、第1のフィールドの信号を第1のフ
ィールドメモリに蓄積し、第2のフィールドの信号を高
速転送部2に蓄積しておいて、後で読みだす方法も考え
られる。このようにするとフィールドメモリは1つでよ
い。
しかしこの方法では、スミアの多いデバイスを用いた
場合、第1(奇数)のフィールドと第2(偶数)のフィ
ールドとでは信号を読み出すまでに時間差があり、後で
読み出される信号はそれだけ高速転送部2に蓄積されて
いる時間が長いことになる。このためにスミア量の差異
を生じ、画質の低下を来たすことになる。つまり高速転
送部2に長い時間蓄積されていると、この領域は光シー
ルドが完全でないので上記のスミアが生じることにな
る。特に明るい照明が画面の一部に入射した場合には第
2のフィールドの信号だけにスミアが生じ、これが原因
でフリッカを生じ画質を損ねることになる。
場合、第1(奇数)のフィールドと第2(偶数)のフィ
ールドとでは信号を読み出すまでに時間差があり、後で
読み出される信号はそれだけ高速転送部2に蓄積されて
いる時間が長いことになる。このためにスミア量の差異
を生じ、画質の低下を来たすことになる。つまり高速転
送部2に長い時間蓄積されていると、この領域は光シー
ルドが完全でないので上記のスミアが生じることにな
る。特に明るい照明が画面の一部に入射した場合には第
2のフィールドの信号だけにスミアが生じ、これが原因
でフリッカを生じ画質を損ねることになる。
しかしこの発明によると、第1、第2のフィールドの
各信号は、高速転送部2の滞留時間に差が生じないよう
に第1、第2のフィールドモメリに転送される。そして
フィールドメモリ領域は完全な光シールドが出来、スミ
アを生じることは無い。
各信号は、高速転送部2の滞留時間に差が生じないよう
に第1、第2のフィールドモメリに転送される。そして
フィールドメモリ領域は完全な光シールドが出来、スミ
アを生じることは無い。
上記の実施例では、イメージ部と水平転送部との間に
2つの蓄積部(フィールドメモリ)を配置したが本発明
はこれに限るものではない。第1図においてイメージ部
の上部と下部にそれぞれ蓄積部と水平転送部の組を設け
てもよい。更に蓄積部は2つに限らず、例えば第1、第
2、第3の蓄積部を設けてもよい。そしてこのようにし
て、第1の蓄積部に赤(R)の情報を持つ信号、第2、
第3の蓄積部にそれぞれ緑(G)、青(B)の情報を持
つ信号を蓄積するように構成してもよい。このようにす
ると、R、G、Bのカラー画像信号をスミアの無い状態
で得ることができる。
2つの蓄積部(フィールドメモリ)を配置したが本発明
はこれに限るものではない。第1図においてイメージ部
の上部と下部にそれぞれ蓄積部と水平転送部の組を設け
てもよい。更に蓄積部は2つに限らず、例えば第1、第
2、第3の蓄積部を設けてもよい。そしてこのようにし
て、第1の蓄積部に赤(R)の情報を持つ信号、第2、
第3の蓄積部にそれぞれ緑(G)、青(B)の情報を持
つ信号を蓄積するように構成してもよい。このようにす
ると、R、G、Bのカラー画像信号をスミアの無い状態
で得ることができる。
[発明の効果] 以上説明したようにこの発明によると、高速のシャッ
タ動作が可能であり、且つ1フレームの良好な垂直解像
度のよい画像を得ることができる。通常のビデオカメラ
では静止画の信号を得る場合被写体が動くと、奇数フィ
ールドと偶数フィールドでは1/60秒の間隔でシャッタを
切ってるためにフリッカが発生し、1フレームの完全な
画像を得ることができなかったが、この発明では被写体
が速い動きでも垂直解像度の良好な静止画を得ることが
できる。また可変シャッタであっても1フレーム分の静
止画が任意の速度で得られる。しかもフィールド間で信
号レベルに差異を生じず良質の画像信号を得ることがで
きる。
タ動作が可能であり、且つ1フレームの良好な垂直解像
度のよい画像を得ることができる。通常のビデオカメラ
では静止画の信号を得る場合被写体が動くと、奇数フィ
ールドと偶数フィールドでは1/60秒の間隔でシャッタを
切ってるためにフリッカが発生し、1フレームの完全な
画像を得ることができなかったが、この発明では被写体
が速い動きでも垂直解像度の良好な静止画を得ることが
できる。また可変シャッタであっても1フレーム分の静
止画が任意の速度で得られる。しかもフィールド間で信
号レベルに差異を生じず良質の画像信号を得ることがで
きる。
第1図はこの発明の一実施例を示す説明図、第2図は第
1図のカメラの動作を説明するためのタイムチャート、
第3図はフレームインターライン転送CCDの説明図であ
る。 1……感光部、2……高速転送部(垂直転送部)、3A、
3B……フィールドメモリ、4……水平転送部、11……シ
ャッタ、12……タイミングパルス発生回路。
1図のカメラの動作を説明するためのタイムチャート、
第3図はフレームインターライン転送CCDの説明図であ
る。 1……感光部、2……高速転送部(垂直転送部)、3A、
3B……フィールドメモリ、4……水平転送部、11……シ
ャッタ、12……タイミングパルス発生回路。
Claims (3)
- 【請求項1】感光部と、高速転送部と、フィールドメモ
リと、ライン転送部とを有し、前記感光部で光電変換さ
れた蓄積電荷をフィールドシフトパルスにより一斉に転
送し、この転送されて来た電荷をライン単位でかつ高速
で前記高速転送部により前記フィールドメモリに転送
し、前記フィールドメモリの電荷をライン単位で前記ラ
イン転送部に転送する固体撮像素子カメラにおいて、 前記感光部で光電変換された蓄積電荷を前記フィールド
シフトパルスにより一斉に転送する手段として、1回の
撮像につき前記フィールドシフトパルスの時間間隔を等
しくして第1、第2、第3のフィールドシフトパルスと
して連続して発生する手段と、前記第2のフィールドシ
フトパルスと第3のフィールドシフトパルスの間のクロ
ック、前記第3のフィールドシフトパルスの次のクロッ
クにより前記高速転送部のフィールド分の信号がそれぞ
れ転送される複数のフィールドメモリとを具備したこと
を特徴とする固体撮像素子カメラ。 - 【請求項2】前記第1と第3のフィールドシフトパルス
の発生する時間間隔は、前記第1のフィールドシフトパ
ルスの発生周期より短く設定されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の固体撮像素子カメラ。 - 【請求項3】前記第1のフィールドシフトパルスは前記
感光部に蓄積された電荷を消去するためにも用いられ、
前記第2のフィールドシフトパルスは奇数フィールドの
信号を読み出すために用いられ、前記第3のフィールド
シフトパルスは偶数フィールドの信号を読み出すために
用いられるパルスであることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の固体撮像素子カメラ。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62088176A JP2549653B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 固体撮像素子カメラ |
EP88105640A EP0286123B1 (en) | 1987-04-10 | 1988-04-08 | Solid-state imaging device having high-speed shutter function and method of realizing high-speed function in solid-state imaging device |
US07/179,544 US4831453A (en) | 1987-04-10 | 1988-04-08 | Solid-state imaging device having high-speed shutter function and method of realizing high-speed function in solid-state imaging device |
DE8888105640T DE3877034T2 (de) | 1987-04-10 | 1988-04-08 | Festkoerper-bildabtaster mit hochgeschwindigkeitsverschluss und verfahren zur erzielung einer hohen verschlussgeschwindigkeit in einem festkoerper-bildabtaster. |
KR1019880004101A KR920003655B1 (ko) | 1987-04-10 | 1988-04-11 | 고속 셔터기능이 있는 고체 촬상소자와 고체 촬상소자에서 고속 셔터기능을 실현하는 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62088176A JP2549653B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 固体撮像素子カメラ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63254872A JPS63254872A (ja) | 1988-10-21 |
JP2549653B2 true JP2549653B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=13935595
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62088176A Expired - Lifetime JP2549653B2 (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 固体撮像素子カメラ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2549653B2 (ja) |
-
1987
- 1987-04-10 JP JP62088176A patent/JP2549653B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63254872A (ja) | 1988-10-21 |
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