JP2614129B2 - Electronic still camera - Google Patents

Electronic still camera

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JP2614129B2
JP2614129B2 JP2033957A JP3395790A JP2614129B2 JP 2614129 B2 JP2614129 B2 JP 2614129B2 JP 2033957 A JP2033957 A JP 2033957A JP 3395790 A JP3395790 A JP 3395790A JP 2614129 B2 JP2614129 B2 JP 2614129B2
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pixel signals
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和也 小田
芳樹 河岡
正弘 小西
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電荷結合型固体撮像デバイスを使用して静
止画像を撮像する電子スチルカメラに関し、特に、フリ
ッカの無い高精細の静止画を提供するための電子スチル
カメラに関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic still camera that captures a still image using a charge-coupled solid-state imaging device, and particularly provides a high-definition still image without flicker. To an electronic still camera.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の電子スチルカメラは、例えば走査線数が525本
のNTSC方式等の標準テレビジョン方式に準拠する程度の
垂直解像度を有する電荷結合型固体デバイスを使用して
いた。
A conventional electronic still camera uses a charge-coupled solid-state device having a vertical resolution of such a degree as to conform to a standard television system such as the NTSC system having 525 scanning lines, for example.

しかし、NTSC方式のテレビジョンシステムと比較して
約2倍の垂直解像度を有する高品位のテレビジョンシス
テム等に適用することができる様な高解像度の撮像を行
うためには、従来の固体撮像デバイスでは垂直解像度が
不足し、このことから、より画素数の多い固体撮像デバ
イスを使用した電子スチルカメラの開発が望まれてい
た。
However, in order to perform high-resolution imaging that can be applied to a high-definition television system having about twice the vertical resolution as compared to an NTSC television system, a conventional solid-state imaging device must be used. Therefore, the vertical resolution is insufficient. For this reason, there has been a demand for the development of an electronic still camera using a solid-state imaging device having a larger number of pixels.

そこで、本願発明者は、垂直方向の画素数を従来に較
べて約2倍とし、4回のフィールド走査読出しによって
全画素の画素信号を読み出すインターライントランスフ
ァ方式の電荷結合型固定撮像デバイスを使用した電子ス
チルカメラを研究・開発した。
Therefore, the inventor of the present application has used an interline transfer type charge-coupled fixed imaging device in which the number of pixels in the vertical direction is about twice as large as that of the related art, and pixel signals of all pixels are read out by performing field scanning and reading four times. Research and development of electronic still cameras.

かかる固体撮像デバイスの構造を第9図に基づいて述
べると、同図において、垂直方向Xに1000行、水平方向
Yに800列の合計80万画素分に相当するフォトダイオー
ドA1,B1,A2,B2をマトクリス状に形成し、各列毎に配列
するフォトダイオード群に隣接して垂直電荷転送路l1〜
lmを形成すると共に、垂直電荷転送路l1〜lmの終端部に
水平電荷転送路HCCDを形成し、水平電荷転送路HCCDの
終端部に形成された出力アンプ(AMP)を介して各画素
信号を点順次走査のタイミングとに同時して時系列的に
読み出す構成となっている。
The structure of such a solid-state imaging device will be described with reference to FIG. 9. In FIG. 9, photodiodes A1, B1, A2, and 1000 corresponding to 1000 rows in the vertical direction X and 800 columns in the horizontal direction Y correspond to a total of 800,000 pixels. B2 is formed in a matrix shape, and the vertical charge transfer paths l1 to
and a horizontal charge transfer path HCCD is formed at the end of the vertical charge transfer paths l1 to lm. Each pixel signal is output via an output amplifier (AMP) formed at the end of the horizontal charge transfer path HCCD. The data is read out in time series at the same time as the point-sequential scanning timing.

更に、第4n−3行目(但し、nは自然数)に配列する
フォトダイオードA1を第1フィールド、第4n−2行目に
配列するフォトダイオードB1を第2フィールド、第4n−
1行目に配列するフォトダイオードA2を第3フィール
ド、そして、第4n行目に配列するフォトダイオードB2を
第4フィールドに該当するものと定義し、順番に4回の
フィールド走査読出しを行うことによって、1画像分の
全画素信号を読み出すように作動する。
Further, the photodiodes A1 arranged in the (4n-3) th row (where n is a natural number) are in the first field, the photodiodes B1 arranged in the (4n-2) th row are in the second field, and the photodiodes A1 are arranged in the fourth field.
The photodiode A2 arranged in the first row is defined as the third field, and the photodiode B2 arranged in the fourth nth row is defined as the fourth field, and the field scanning and reading are performed four times in order. 1 operates to read out all pixel signals for one image.

露光から画素信号の走査読出しまでの一連の撮像動作
を第10図のタイミングチャートに基づいて説明すると、
固体撮像デバイスは、夫々のフィールド走査期間(1V)
を表す垂直同期信号VDに同期して各フィールド走査読出
しを行うようになっている。即ち、第10図において、垂
直同期信号VDが“H"レベルに反転するのに同期して、各
フィールド毎のフィールドシフト動作を行い(図中のFS
1,FS2,FS3,FS4が“H"レベルとなるときが各フィールド
のフィールドシフト期間である)、次の垂直同期信号VD
が“H"レベルとなるまでの1V期間中に各フィールドに該
当する画素信号を読み出す。
A series of imaging operations from exposure to scanning and reading of pixel signals will be described with reference to the timing chart of FIG.
For solid-state imaging devices, each field scan period (1V)
The respective fields are scanned and read out in synchronization with a vertical synchronization signal VD representing the following. That is, in FIG. 10, a field shift operation for each field is performed in synchronization with the inversion of the vertical synchronization signal VD to the “H” level (FS in FIG. 10).
1, FS2, FS3, and FS4 become “H” level during the field shift period of each field), and the next vertical synchronization signal VD
The pixel signal corresponding to each field is read during the 1 V period until the signal becomes “H” level.

例えば、第10図に示すように、第2フィールド走査期
間(時点t0〜t2の間)のある時点t1において、カメラの
シャッターレリーズボタンを押圧して所定のシャッター
期間(図中の“H"で示す期間)だけ露光を行ったとする
と、その露光終了直後のフィールド走査読出しから画素
信号の読出しを開始する。即ち、最初に、第3フィール
ドに該当するフォトダイオードA2に発生した画素信号q
A2を時点t2からFS3が“H"となる期間に垂直電荷転送路
側へフィールドシフトし、次に、所定の駆動信号に同期
して垂直電荷転送路l1〜lm及び水平電荷転送路HCCDが
画素信号qA2を時系列的に読み出すことによって、時点t
2〜t3の期間で第3フィールドの走査読出しを行う。
For example, as shown in FIG. 10, at time t 1 with a second field scanning period (between times t 0 ~t 2), a predetermined shutter time by pressing the camera shutter release button (in the figure " If exposure is performed only during the period indicated by H "), reading of pixel signals starts from field scan reading immediately after the end of the exposure. That is, first, the pixel signal q generated in the photodiode A2 corresponding to the third field
Field shifted to the vertical charge transfer path side of A2 from the time t 2 during a period in which FS3 becomes "H", then a given pixel is the vertical charge transfer paths l1~lm and horizontal charge transfer path HCCD in synchronization with the drive signal By reading out the signal q A2 in time series, the time t
Performing scan reading of the third field in a period of 2 ~t 3.

次に、第4フィールドに該当するフォトダイオードB2
に発生した画素信号qB2を時点t3からうFS4が“H"となる
期間に垂直電荷転送路側へフィールドシフトし、次に、
所定の駆動信号に同期して垂直電荷転送路l1〜lm及び水
平電荷転送路HCDDが画素信号qB2を時系列的に読み出す
ことによって、時点t3〜t4の期間で第4フィールドの走
査読出しを行う。
Next, the photodiode B2 corresponding to the fourth field
The pixel signal q B2 generated at the time t is shifted from the time t 3 to the vertical charge transfer path during the period when the FS4 becomes “H”,
Predetermined vertical charge transfer path in synchronization with the drive signal l1~lm and horizontal charge transfer path HCDD is by reading the pixel signals q B2 chronologically, scan reading of the fourth field period from time t 3 ~t 4 I do.

次に、第1フィールドに該当するフォトダイオードA1
に発生した画素信号qA1を時点t4においてFS1が“H"とな
る期間に垂直電荷転送路側へフィールドシフトし、次
に、所定の駆動信号に同期して垂直電荷転送路l1〜lm及
び水平電荷転送路HCCDが画素信号qA1を時系列的に読み
出すことによって、時点t4〜t5の期間で第1フィールド
の走査読出しを行う。
Next, the photodiode A1 corresponding to the first field
To field shift to the vertical charge transfer path side pixel signal q A1 in the period in which FS1 at time t 4 becomes "H" generated, then, predetermined vertical charge transfer paths l1~lm and horizontal synchronization with the drive signal by charge transfer path HCCD reads a pixel signal q A1 in time series, performs a scan reading of the first field in the period from time t 4 ~t 5.

次に、第2フィールドに該当するフォトダイオードB1
に発生した画素信号qB1を時点t5からFS2が“H"となる期
間に垂直電荷転送路側へフィールドシフトし、次に、所
定の駆動信号に同期して垂直電荷転送路l1〜lm及び水平
電荷転送路HCCDが画素信号qB1を時系列的に読み出すこ
とによって、時点t5〜t6の期間で第1フィールドの走査
読出しを行う。
Next, the photodiode B1 corresponding to the second field
To field shift to the vertical charge transfer path side pixel signals q B1 from time t 5 in the period in which FS2 becomes "H" generated, then, predetermined vertical charge transfer paths l1~lm and horizontal synchronization with the drive signal by charge transfer path HCCD reads a pixel signal q B1 in a time series, performs a scan reading of the first field in the period from time t 5 ~t 6.

このように、露光直後から4回のフィールド走査読出
しを行うことによって、1画像分の画素信号を全て読み
出すようにしていた。
As described above, by performing field scan reading four times immediately after exposure, all pixel signals for one image are read.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、第10図に示すようなタイミングで画素
信号を走査読出しすると、露光直後に最初に走査読出し
されるフィールドに該当するフォトダイオードの画素信
号にスメア成分が最も多く混入することとなり、画像を
再生したときに、フィールドフリッカが発生して画質悪
化を招来する問題があった。例えば、第10図のタイミン
グによれば、最初に走査読出しが行われる第3フィール
ドに該当する画素信号qA2にスメアが最も多く混入し、
その後に走査読出しされる第4,第1,第2のフィールドに
該当する画素信号へのスメアの混入は殆ど問題とならな
いことから、第3フィールドに該当するフィールド画の
輝度だけが高くなったり、色むらを発生することとな
り、これが画質悪化の原因となっていた。
However, if the pixel signal is scanned and read at the timing shown in FIG. 10, the smear component is most mixed in the pixel signal of the photodiode corresponding to the field which is first scanned and read immediately after the exposure, and the image is reproduced. Then, there is a problem that the field flicker occurs and the image quality is deteriorated. For example, according to the timing of FIG. 10, the smear is most mixed into the pixel signal q A2 corresponding to the third field first scan reading is performed,
Since the smear is hardly mixed into the pixel signals corresponding to the fourth, first, and second fields scanned and read out thereafter, only the luminance of the field image corresponding to the third field increases, Color unevenness occurs, which causes deterioration of image quality.

ところで、このようなスメアを画素信号に混入させな
い手法として、露光終了後に、まず垂直電荷転送路l1〜
lmと水平電荷転送路HCCDに走査読出しを行わせること
によってスメアの原因となる不要電荷を外部へ排出し、
その次に、通常のフィールド走査読出しを行うことによ
って、全フィールドと画素信号へスメアが混入しないよ
うにすることが考えられる。
By the way, as a method of preventing such smear from being mixed into the pixel signal, first, after the exposure is completed, first, the vertical charge transfer paths l1 to
lm and the horizontal charge transfer path HCCD perform scanning readout, thereby discharging unnecessary charges causing smear to the outside,
Then, it is conceivable that smear is prevented from being mixed into all the fields and pixel signals by performing normal field scan reading.

即ち、第11図のタイミングチャートに基づいてその手
法を説明すれば、ある時点t4において露光を行ったとす
ると、その露光終了後の最初のフィールドシフト動作
(即ち、第3フィールドにおけるフィールドシフト動
作)をマスキングする(図中の期間TMS)ことによっ
て、フォトダイオードから垂直電荷転送路への画素信号
の転送を禁止し、本体第3フィールドの走査読出しを行
なう期間(時点t5〜t6の期間)においては、所謂空読み
状態で垂直電荷転送路及び水平電荷転送路に走査読出し
の動作を行わせ、この期間(時点t5〜t6の期間)で読み
出されるものは画素信号としないで廃棄する。その結
果、垂直電荷転送路及び水平電荷転送路中のスメア成分
が除去される。そして、時点t6から第4フィールドの走
査読出しを開始し、第1,第2,第3フィールドの走査読出
しを順番に行うことによって、4フィールド分の画素信
号を全て読み出しす。
That is, if explaining the technique based on the timing chart of FIG. 11, when exposure was performed at some point in time t 4, the first field shift operation after the end of exposure (i.e., field shift operation in the third field) masking by (period T MS in the figure) that prohibits the transfer of the pixel signal from the photodiode to the vertical charge transfer path, a period of time (time t 5 ~t 6 for performing scanning reading of the third field-body in), to perform the operation of the scanning read to the vertical charge transfer paths and horizontal charge transfer path in a so-called pre-read state, without the pixel signals that are read out in this period (period from time t 5 ~t 6) waste I do. As a result, smear components in the vertical charge transfer path and the horizontal charge transfer path are removed. Then, the scanning reading of the fourth field starting from point t 6, by performing the first, second, the scanning reading of the third field in turn, to read all of the pixel signals of the four fields.

ところが、第11図のようなタイミングの走査読出しに
よるとスメアの問題は改善されるが、暗電流の影響が無
視できなくなる。即ち、暗電流は半導体基板やフォトダ
イオードの表面部分から定常的に発生するノイズ成分で
あり、最初にフィールド走査読出しが行われる画素信号
(第11図では第4フィールドに該当する画素信号)はフ
ォトダイオードに滞在する時間が短いので暗電流の影響
が少なく、最後のフィールド走査読出し(第11図では第
3フィールドに該当する画素信号)は滞在時間が長いの
で暗電流の影響を受ける。即ち、第11図の場合には、第
4フィールドに該当する画素信号は、時点t1〜t6までの
4V期間に比例した暗電流(4Qとする)が混入し、第1フ
ィールドに該当する画素信号は、時点t2〜t7までの4V期
間に比例した電流(4Qとする)が混入し、第2フィール
ドに該当する画素信号は、時点t3〜t9までの4V期間に比
例した暗電流(4Qとする)が混入し、そして、第3フィ
ールドに該当する画素信号は、時点t5におけるフィール
ドシフトが禁止されることから、時点t0〜t9までの8V期
間に比例した暗電流(8Qとする)が混入することとな
り、明らかに、第3フィールドに該当する画素信号への
暗電流の混入量が他と較べて多くなる。そして、このよ
うに読み出された画素信号に基づいて画像を再生する
と、各フィールド毎の暗電流の混入量の違いに応じて、
輝度や色むらを生じ、画質悪化を招来することとなる。
However, according to the scanning reading at the timing as shown in FIG. 11, the problem of smear is improved, but the influence of dark current cannot be ignored. That is, the dark current is a noise component that is constantly generated from the surface of the semiconductor substrate or the photodiode, and the pixel signal for which the field scan reading is performed first (the pixel signal corresponding to the fourth field in FIG. 11) is the photocurrent. Since the staying time in the diode is short, the influence of the dark current is small, and the last field scanning readout (the pixel signal corresponding to the third field in FIG. 11) is affected by the dark current since the staying time is long. That is, in the case of FIG. 11, the pixel signals corresponding to the fourth field, up to the time t 1 ~t 6
4V (a 4Q) dark current proportional to the period are mixed, the pixel signals corresponding to the first field, (a 4Q) proportional to the current to 4V period until time t 2 ~t 7 is mixed, the pixel signals corresponding to two fields, (to 4Q) dark current proportional to 4V period until time point t 3 ~t 9 is mixed, and the pixel signals corresponding to the third field, field at time t 5 since the shift is inhibited, will be dark in proportion to 8V period until time point t 0 ~t 9 current (and 8Q) is mixed, apparently, dark current to the pixel signals corresponding to the third field The amount of contamination is greater than others. Then, when an image is reproduced based on the pixel signals thus read out, according to the difference in the amount of dark current mixed in each field,
This causes luminance and color unevenness, which leads to deterioration of image quality.

本発明はこのような課題に鑑みて成されたものであ
り、画素数の多い電荷結合型固体撮像デバイスを使用
し、且つ再生画像に対しフリッカ等の画質悪化を生じさ
せないように撮像を行うことができる電子スチルカメラ
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a problem, and it is an object of the present invention to use a charge-coupled solid-state imaging device having a large number of pixels and perform imaging so as not to cause deterioration in image quality such as flicker in a reproduced image. It is an object of the present invention to provide an electronic still camera capable of performing the following.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

このような目的を達成するための本発明は、画素に相
当する複数の光電交換素子を行方向及び列方向に沿って
マトリック状に形成し、各列に配列する上記光電変換素
子に沿って 垂直電荷転送路を形成すると共に、これら
の垂直電荷転送路の終端部に接続する水平電荷転送路を
形成して成るインターライントランスファ方式の電荷結
合型固体撮像デバイスによって撮像を行う電子スチルカ
メラにおいて、前記光電変換素子群をk(kは自然数)
フィールドに区分けし、各フィールドに配列される光電
変換素子に発生する画素信号を所定のフィールド走査読
出し期間毎に順番にk回の走査読出しを行うことによっ
て、全画素信号を読み出すように制御すると共に、撮像
の際には、露光後のk×i(iは自然数)回分のフィー
ルド走査読出し期間においてはフィールドシフトを停止
した状態で前記垂直電荷転送路及び水平電荷転送路によ
る走査読出しを行い、該k×i回のフィールド走査読出
し後に、各フィールドに配列される光電変換素子に発生
する画素信号を所定のフィールド走査読出し期間毎に順
番に走査読出しを行うこととした。
According to the present invention for achieving the above object, a plurality of photoelectric exchange elements corresponding to pixels are formed in a matrix in a row direction and a column direction, and are vertically formed along the photoelectric conversion elements arranged in each column. An electronic still camera that forms an electric charge transfer path and performs imaging by an interline transfer type charge-coupled solid-state imaging device formed by forming a horizontal electric charge transfer path connected to an end portion of these vertical electric charge transfer paths, K (where k is a natural number)
The pixel signals generated in the photoelectric conversion elements arranged in each field are divided into fields, and the pixel signals generated by the photoelectric conversion elements are sequentially scanned and read k times in each predetermined field scanning readout period, so that all the pixel signals are read out. During imaging, during the k × i (i is a natural number) number of field scan readout periods after exposure, scan readout is performed by the vertical charge transfer path and the horizontal charge transfer path with the field shift stopped. After k × i times of field scan reading, pixel signals generated in the photoelectric conversion elements arranged in each field are sequentially scanned and read at predetermined field scan read periods.

〔作用〕[Action]

このような構成を有する本発明の電子スチルカメラに
よれば、露光後に、所定のフィールド走査を読出し期間
に対してフィールド数の整数倍して成る期間において空
読出しを行ってから、画素信号をフィールド走査読出し
するのでスメア成分を排除することができると共に、各
フィールドの画素信号に対する暗電流の影響を均一化す
ることができるので、画像を再生したときにフィールド
毎の輝度むら等によるフリッカの発生を防止することが
できる。
According to the electronic still camera of the present invention having such a configuration, after exposure, idle reading is performed during a period obtained by performing a predetermined field scan by an integral multiple of the number of fields with respect to the reading period, and then the pixel signal is output to the field. Scanning and reading can eliminate smear components and can even out the effect of dark current on pixel signals in each field. Therefore, when an image is reproduced, flicker due to uneven brightness in each field can be prevented. Can be prevented.

尚、フィールド数kは4、係数iは1程度とする、即
ち、4フィールドに区分けして、空読みの期間を4フィ
ールド期間に相当する期間とすることが、撮像速度を上
げ得ると共に、暗電流の画素信号に対する絶対量を低減
することができる等の点で効果的である。
It is to be noted that the number of fields k is set to 4 and the coefficient i is set to about 1, that is, dividing into four fields and setting the period of the idle reading to a period corresponding to the four field period can increase the imaging speed and increase the darkness. This is effective in that the absolute amount of the current with respect to the pixel signal can be reduced.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図面と共に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、第1図に基づいて電子スチルカメラの全体構成
を説明すると、1は撮像レンズ、2は絞り機構、3はビ
ームスプリッタ、4はシャッター機構、5はインターラ
イントランスファ方式の電荷結合型固体撮像デバイスで
あり、夫々が光軸上に沿って順番に配列されている。
First, the overall structure of an electronic still camera will be described with reference to FIG. 1. 1 is an imaging lens, 2 is an aperture mechanism, 3 is a beam splitter, 4 is a shutter mechanism, and 5 is an interline transfer type charge-coupled solid-state imaging. Devices, each of which is sequentially arranged along the optical axis.

6は受光素子であり、ビームスプリッタ3からの光を
測光して、被写体輝度を表す測定信号を露光制御回路7
へ入力する。そして、露光制御回路7が測定信号に基づ
いて絞り機構2の絞り値とシャッター機構4のシャッタ
ー速度を自動的に設定する。
Reference numeral 6 denotes a light receiving element which measures the light from the beam splitter 3 and outputs a measurement signal representing the luminance of the subject to an exposure control circuit 7
Enter Then, the exposure control circuit 7 automatically sets the aperture value of the aperture mechanism 2 and the shutter speed of the shutter mechanism 4 based on the measurement signal.

8は撮像デバイス駆動回路であり、電荷結合型固体撮
像デバイス5の走査読出しタイミングを制御するための
駆動信号、即ち垂直電荷転送路を駆動させるための駆動
信号φ、水平電荷転送路を駆動するための駆動信号φ
、各フィールド走査読出しにおいてフィールドシフト
動作を行わせるためのフィールドシフト同期信号FS等を
発生すると共に、電荷結合型固体撮像デバイス5の走査
読出しと同期させるための同期信号を露光制御回路7へ
供給する。
Reference numeral 8 denotes an imaging device driving circuit, which is a driving signal for controlling the scanning readout timing of the charge-coupled solid-state imaging device 5, that is, a driving signal φ V for driving a vertical charge transfer path, and driving a horizontal charge transfer path. Drive signal φ for
H. A field shift synchronizing signal FS or the like for performing a field shift operation in each field scan reading is generated, and a synchronizing signal for synchronizing with the scan reading of the charge-coupled solid-state imaging device 5 is supplied to the exposure control circuit 7. I do.

9はカメラ全体の動作タイミングを制御するためのシ
ステムコントローラであり、シャッターレリーズボタン
10の押圧タイミングに同期した同期信号をレリーズ操作
検出回路10から受信すると、露光制御回路7と撮像デバ
イス駆動回路5の動作を該同期信号に同期して動作させ
たり、電荷結合型固体撮像デバイス5から読み出された
画素信号を信号処理して記録媒体に記録させるためのタ
イミングを制御する。
Reference numeral 9 denotes a system controller for controlling the operation timing of the entire camera, and a shutter release button 9
When a synchronization signal synchronized with the pressing timing of 10 is received from the release operation detection circuit 10, the operations of the exposure control circuit 7 and the imaging device driving circuit 5 are operated in synchronization with the synchronization signal, or the charge-coupled solid-state imaging device 5 is operated. The timing for controlling the pixel signal read from the memory device and recording it on a recording medium is controlled.

12は映像信号処理回路であり、電荷結合型固体撮像デ
バイス5から所定タイミングで読み出された画素信号に
対して白バランス調整やγ補正等の処理を行うと共に、
所定の変調処理等を行って、記録可能な映像信号を形成
する。
Reference numeral 12 denotes a video signal processing circuit, which performs processing such as white balance adjustment and γ correction on a pixel signal read out from the charge-coupled solid-state imaging device 5 at a predetermined timing.
A predetermined modulation process or the like is performed to form a recordable video signal.

13はバッファ回路であり、映像信号処理回路12から出
力される映像信号を増幅して記録装置14へ転送する。
A buffer circuit 13 amplifies the video signal output from the video signal processing circuit 12 and transfers the amplified video signal to the recording device 14.

15は記録制御回路であり、スシテムコントローラ9か
らのタイミグ制御信号に従って、バッファ回路13及び記
録装置14の動作を制御し、記録装置14に対して、磁気記
録媒体やメモリカードの半導体メモリに映像信号の記録
を行わせる。
Reference numeral 15 denotes a recording control circuit which controls the operations of the buffer circuit 13 and the recording device 14 according to a timing control signal from the system controller 9, and sends an image to a magnetic recording medium or a semiconductor memory of a memory card to the recording device 14. Record the signal.

次に、電荷結合型固体撮像デバイス5の構造を第2図
に基づいて説明する。この撮像デバイスは、所定濃度の
不純物の半導体基板に半導体集積回路技術によって製造
される電荷結合型固体撮像デバイスであり、受光領域に
は、垂直方向Xに対して1000行、水平方向Yに対して80
0列の合計80万画素分のフォトダイオードA1,B1,A2,B2が
マトリクス状に設けられ、垂直方向Xに沿って配列され
たフォトダイオード群の間に800本の垂直電荷転送路l1
〜lmが形成されている。そして、夫々の垂直電荷転送路
l1〜lmの上面には、第4n−3行目(nは自然数)に配列
するフォトダイオードA1に対してゲード電極VA1、第4n
−2行目に配列するフォトダイオードB1に対してゲート
電極VB1、第4n−1行目に配列するフォトダイオードA2
に対してゲート電極VA2、第4n行目に配列するフォトダ
イオードB2に対してゲート電極VB2が設けられ、更に、
ゲート電極VA1とVB1の間とゲード電極VA2VB2の間にゲー
ト電極V2が設けられ、ゲート電極VB1とVA2の間とゲート
電極VB2とVA1の間にゲート電極V4が設けられている。
Next, the structure of the charge-coupled solid-state imaging device 5 will be described with reference to FIG. This imaging device is a charge-coupled solid-state imaging device manufactured by semiconductor integrated circuit technology on a semiconductor substrate having a predetermined concentration of impurities. 80
Photodiodes A1, B1, A2, and B2 for a total of 800,000 pixels in column 0 are provided in a matrix, and 800 vertical charge transfer paths l1 are provided between photodiode groups arranged along the vertical direction X.
~ Lm is formed. And each vertical charge transfer path
On the upper surface of l1 to lm, the gate electrode VA1 and the 4nth photodiode are arranged on the 4n-3rd row (n is a natural number).
The gate electrode VB1 for the photodiode B1 arranged in the -2nd row, and the photodiode A2 arranged in the 4n-1st row
A gate electrode VA2, and a gate electrode VB2 for the photodiode B2 arranged in the fourth n-th row.
A gate electrode V2 is provided between the gate electrodes VA1 and VB1 and between the gate electrodes VA2 and VB2, and a gate electrode V4 is provided between the gate electrodes VB1 and VA2 and between the gate electrodes VB2 and VA1.

そして、夫々の同一行のゲート電極は共通のポリシリ
コン層で形成され、ゲート電極VA1には駆動信号φA1
ゲート電極V2には駆動信号φ、ゲート電極VB1には駆
動信号<B1、ゲート電極V4には駆動信号φ、ゲート電
極VA2には駆動信号φA2、ゲート電極VB2には駆動信号φ
B2が印加され、これらの駆動信号φA12B14
A2B2の印加電圧に応じたポテンシャルレベルのポテ
ンシャル井戸(以下、ポテンシャル井戸の部分を転送エ
レメントという)及びポテンシャン障壁を垂直電荷転送
路l1〜lmに発生させることによって、信号電荷を転送す
るようになっている。尚、第1図中に示す駆動信号φ
がこれらの駆動信号φA12B14A2B2を代
表して示している。
The gate electrodes on the same row are formed of a common polysilicon layer, and the gate electrode VA1 has driving signals φ A1 ,
Drive signal φ 2 for gate electrode V2, drive signal < B1 for gate electrode VB1, drive signal φ 4 for gate electrode V4, drive signal φ A2 for gate electrode VA2, drive signal φ for gate electrode VB2.
B2 is applied, and these drive signals φ A1 , φ 2 , φ B1 , φ 4 , φ
A2, phi B2 potential level of the potential well corresponding to the applied voltage (hereinafter, referred to as transfer element a part of the potential well) and by generating a vertical charge transfer path l1~lm Potenshan barriers, to transfer signal charges It has become. The drive signal φ V shown in FIG.
Shows these drive signals φ A1 , φ 2 , φ B1 , φ 4 , φ A2 , φ B2 as representatives.

又、垂直電荷転送路l1〜lmの終端部に水平電荷転送路
HCCDが形成され、その出力端に出力アンプAMPが形成さ
れている。尚、水平電荷転送路HCCDは4相駆動方式の
駆動信号φH1H2H3H4に同期して画素信号を水
平方向へ転送し、その転送周期即ち点順次のタイミング
に同期して出力アンプ(AMP)から画素信号を読み出
す。尚、第1図中に示す駆動信号φがこれらの駆動信
号φH1H2H3H4を代表して示している。
A horizontal charge transfer path HCCD is formed at the end of the vertical charge transfer paths l1 to lm, and an output amplifier AMP is formed at the output end. Note that the horizontal charge transfer path HCCD transfers pixel signals in the horizontal direction in synchronization with the drive signals φ H1 , φ H2 , φ H3 , φ H4 of the four-phase drive system, and in synchronization with the transfer cycle, that is, the point-sequential timing. To read the pixel signal from the output amplifier (AMP). The drive signal φ H shown in FIG. 1 is representative of these drive signals φ H1 , φ H2 , φ H3 , φ H4 .

又、水平電荷転送路l1〜lmの内、水平電荷転送路HCC
Dに接続する部分VVは、その隣りに位置するゲード電極V
B2の下に形成される転送エレメントと水平電荷転送路H
CCDとの間の接続を制御するためのゲート部であり、所
定タイミングのゲート信号(図示せず)に同期して導通
又は非導通となる。
Also, among the horizontal charge transfer paths l1 to lm, the horizontal charge transfer path HCC
The portion VV connected to D is the gate electrode V located next to it.
The transfer element formed below B2 and the horizontal charge transfer path H
A gate unit for controlling connection with the CCD, which is turned on or off in synchronization with a gate signal (not shown) at a predetermined timing.

更に、夫々のフォトダイオードA1,B1,A2,B2と垂直電
荷転送路のそれに対応するゲート電極VA1,VB1,VA2,VB2
の下の転送エレメントの間にトランスファゲート(図中
のTgで代表する)が形成されており、夫々のトランスフ
ァゲートは、トランスファゲート上にオーバーラップし
て積層されるゲート電極VA1,VB1,VA2,VB2にフィールド
シフト同期信号FSに同期して所定の高電圧の駆動信号を
印加してトランスファゲートを導通することにより、フ
ィールドシフト動作を行う。
Further, each photodiode A1, B1, A2, B2 and the corresponding gate electrode VA1, VB1, VA2, VB2 of the vertical charge transfer path.
, Transfer gates (represented by Tg in the figure) are formed between the transfer elements, and each of the transfer gates has a gate electrode VA1, VB1, VA2, A field shift operation is performed by applying a predetermined high voltage drive signal to VB2 in synchronization with the field shift synchronization signal FS to make the transfer gate conductive.

そして、これらのフォトダイオードA1,B1,A2,B2と、
トランスファゲートと、垂直電荷転送路l1〜lm及び水平
電荷転送路HCCDの周囲に形成した所定濃度の不純物領
域がチャンネルストップとなっている。
And these photodiodes A1, B1, A2, B2,
The transfer gate and impurity regions of a predetermined concentration formed around the vertical charge transfer paths l1 to lm and the horizontal charge transfer path HCCD serve as channel stops.

又、フォトダイオードA1が第1フィールド、フォトダ
イオードB1が第2フィールド、フォトダイオードA2が第
3フィールド、フォトダイオードB2が第4フィールドに
配列されるものと定義している。
Further, it is defined that the photodiode A1 is arranged in the first field, the photodiode B1 is arranged in the second field, the photodiode A2 is arranged in the third field, and the photodiode B2 is arranged in the fourth field.

次に、かかる電子スチルカメラの撮像操作を説明す
る。
Next, an imaging operation of the electronic still camera will be described.

この電子スチルカメラは、電荷結合型固体撮像デバイ
ス5に形成されたフォトダイオードA1,B1,A2,B2に発生
した画素信号を上記定義したフィールド毎に順次にフィ
ールド走査読出しを行うことによって読み出すようにな
っており、第3図中のタイミング信号VDが“H"となる周
期(1V)が各フィールド走査期間となっている。そし
て、タイミング信号VDに同期して、各フィールド走査読
出しにおけるフィールドシフトが順番に行われる。尚、
図中のFS1が“H"となるときに第1フィールド走査読出
し期間におけるフィールドシフトが行われ、他のFS2,FS
3,FS4も同様に、“H"となるときに第2,第3,第4フィー
ルド走査読出し期間における各フィールドシフトを行
う。
This electronic still camera reads out pixel signals generated in the photodiodes A1, B1, A2, and B2 formed in the charge-coupled solid-state imaging device 5 by sequentially performing field scan reading for each of the fields defined above. The period (1 V) in which the timing signal VD in FIG. 3 becomes “H” is each field scanning period. Then, in synchronization with the timing signal VD, the field shift in each field scanning readout is sequentially performed. still,
When FS1 in the figure becomes "H", the field shift is performed in the first field scanning readout period, and the other FS2, FS
Similarly, when FS4 becomes "H", each field shift is performed in the second, third, and fourth field scanning readout periods.

ある時点t4においてシャッターレリーズボタンを押圧
して露光が行われたとすると、その時点t4からフィール
ド走査読出し期間(1V)の4倍の周期(4V)の期間にわ
たってマスキング期間TMSとなり、この期間TMSでは、全
てのフィールドシフト動作を禁止する。したがって、時
点t5,t6t7,t8において、フィールドシフト動作が行われ
ず、画素信号は各フィールドに該当するフォトダイオー
ドA1,B1,A2、B2にそのまま保持される。
When exposed by pressing the shutter release button has been performed at some point t 4, the masking period T MS next over a period of 4 times the period (4V) of the field scanning readout period (1V) from that point t 4, this period In TMS , all field shift operations are prohibited. Thus, at time t 5, t 6 t 7, t 8, field shift operation is not performed, the pixel signals as it is held in the photodiode A1, B1, A2, B2 corresponding to each field.

そして、垂直電荷転送路にl1〜lm及び水平電荷転送路
HCCDが時点t5〜t10の期間において4回の走査読出しを
行い、この期間中に読出した信号は全て廃棄する。した
がって、スメアの原因となる不用電荷が廃棄されること
となる。
Then, a four scans read in a period l1~lm and horizontal charge transfer path HCCD to the vertical charge transfer paths is the time t 5 ~t 10, the read signal is discarded all during this period. Therefore, unnecessary charges that cause smear are discarded.

次に、時点t10から通常のフィールド走査読出しが開
始する。即ち、まず、時点t10において、最初のフィー
ルドである第3のフィールドに該当するフォトダイオー
ドA2の画素信号qA2を垂直電荷転送路l1〜lmの所定の転
送エレメントへフィールドシフトし、次に、所定チアミ
ングの駆動信号φA12B14A2B2H1
H2H3H4に同期して読み出すことによって、時点t
10〜t11の間に第3フィールドに該当する画素信号qA2
全て読み出す。
Next, normal field scan reading is started from the time t 10. That is, first, at time t 10, and field shift to a predetermined transfer elements of the first field in a third corresponding to the field pixel signals q A2 the vertical charge transfer paths l1~lm photodiode A2, then, Drive signals φ A1 , φ 2 , φ B1 , φ 4 , φ A2 , φ B2 , φ H1 , φ for predetermined teaming
By reading in synchronization with H2 , φH3 , φH4 , time t
Read all 10 ~t pixel signals q A2 corresponding to the third field during 11.

次に、時点t11において、第4フィールドに該当する
フォトダイオードB2の画素信号qB2を垂直電荷転送路l1
〜lmの所定の転送エレメントへフィールドシフトし、次
に、所定タイミングの駆動信号φA12B14,
φA2B2H1H2H3H4に同期して読み出すこ
とによって、時点t11〜t12の間に第4フィールドに該当
する画素信号を全て読み出す。
Then, at time t 11, the pixel signals q B2 the vertical charge transfer paths of the photodiode B2 corresponding to the fourth field l1
Lmlm to a predetermined transfer element, and then drive signals φ A1 , φ 2 , φ B1 , φ 4 ,
φ A2, φ B2, φ H1 , φ H2, φ H3, by reading in synchronism with phi H4, reads all the pixel signals corresponding to the fourth field between the time point t 11 ~t 12.

次に、時点t9において、第1フィールドに該当するフ
ォトダイオードA1の画素信号qA1を垂直電荷転送路l1〜l
mの所定の転送エレメントへフィールドシフトに、次
に、所定タイミングの駆動信号φA12B14,
φA2B2H1H2H3H4に同期して読み出すこ
とによって、時点12〜t13の間に第1フィールドに該当
する画素信号qA1を全て読み出す。
Then, at time t 9, the vertical charge transfer path to the pixel signal q A1 photodiodes A1 corresponding to the first field l1~l
m to a predetermined transfer element, and then drive signals φ A1 , φ 2 , φ B1 , φ 4 ,
φ A2, φ B2, φ H1 , φ H2, φ H3, by reading in synchronism with phi H4, reads all the pixel signals q A1 corresponding to the first field between the point 12 ~t 13.

そして最後に、時点t13において、第2フィールドに
該当するフォトダイオードB1の画素信号qB1を垂直電荷
転送路l1〜lmの所定の転送エレメントフiールドシフト
し、次に、所定タミングの駆動信号φA12B14,
φA2B2H1H2H3H4に同期して読み出すこ
とによって、時点t13〜t14の間に第2フィールドに該当
する画素信号qB1を全て読み出す。
Finally, at time t 13, the pixel signal q B1 of the photodiodes B1 corresponding to the second field to a predetermined transfer elements off i Rudoshifuto of vertical charge transfer paths L1~lm, then, the drive signal of a predetermined Tamingu φ A1, φ 2, φ B1, φ 4,
φ A2, φ B2, φ H1 , φ H2, φ H3, by reading in synchronism with phi H4, reads all the pixel signals q B1 corresponding to the second field between the time point t 13 ~t 14.

尚、それぞれ読み出された画素信号は、最終的に記録
装置14において所定の媒体記録に記録される。
Note that the read pixel signals are finally recorded in a predetermined medium recording in the recording device 14.

このように、露光後から4フィールド走査読出し期間
(4V)において画素信号は各フィールドに該当するフォ
トダイオード中に保持してから走査読出しを行うと、時
点t10〜t11の期間において読み出される画素信号qA2
は、時点t0〜t10までの8Vの期間にわたってフォトダイ
オードA2に影響した暗電流(8Iとする)が混入すること
となり、時点t11〜t12の期間において読み出される画素
信号qB2には、時点t1〜t11までの8Vの期間にわたってフ
ォトダイオードB2に影響した暗電流(8Iとする)が混入
することとなり、時点t12〜t13の期間において読み出さ
れる画素信号qA1には、時点t2〜t12までの8Vの期間にわ
たってフォトダイオートA1に影響した暗電流(8Iとす
る)が混入することとなり、そして、時点t13〜t14の期
間において読み出される画素信号qB1には、時点t3〜t13
までの8Vの期間にわたってフォトダイオートB1に影響し
た暗電流(8Iとする)が混入することとなる。このよう
に、全てのフィールドに該当する画素信号に対して一律
の暗電流が混入することとなるので、画像を再生したと
きに各フィールド毎の輝度差に起因するフリッカが生じ
ない。尚、時点t5からt10の間ではスメア成分が廃棄さ
れるので、スメアによるフリッカも生じない。
Thus, the pixel signals in the 4 field scanning reading period (4V) after exposure is performed scanning reading was held in the photodiode corresponding to each field, pixels read at a period of time t 10 ~t 11 the signal q A2, will be dark current effects over 8V period up to the time t 0 ~t 10 to the photodiode A2 (and 8I) is mixed, the pixel signals read out in a period of time t 11 ~t 12 the q B2, will be dark current affects the photodiode B2 over 8V period up to the time t 1 ~t 11 (and 8I) is mixed pixel signal q to be read in a period of time t 12 ~t 13 the A1, will be dark current affects the photo die auto A1 over 8V period up to the time t 2 ~t 12 (and 8I) is mixed, and, pixels read at a period of time t 13 ~t 14 Faith The q B1, the time t 3 ~t 13
The dark current (referred to as 8I) affecting the photo die auto B1 is mixed over the period of 8 V up to 8 V. As described above, since a uniform dark current is mixed in the pixel signals corresponding to all the fields, flicker due to a luminance difference between the fields does not occur when an image is reproduced. Since smear component is between t 10 from the time t 5 is discarded, it does not occur flicker caused by smear.

次に、垂直解像度を向上させるために画素数を増加し
たことに対応して、各フィールド走査読出しを第4図〜
第8図に示すタイミングで行っている。尚、第4図は第
1フィールドに該当するフォトダイオードA1から画素信
号を読み出すための第1フィールド走査読出しタイミン
グ、第5図は第2フィールドに該当するフォトダイオー
ドB1から画素信号を読み出すための第2フィールド走査
読出しタイミング、第6図は第3フィールドに該当する
フォトダイオードA2から画素信号を読み出すための第3
フィールド走査読出しタイミング、第7図は第4フィー
ルドに該当するフォトダイオードB2から画素信号を読み
出すための第4フィールド走査読出しタイミングを示
し、第8図は第4図〜第7図中の期間τにおけるフィー
ルドシフト動作のタイミングを拡大して示している。
尚、各図中の期間TFA1,TFB1,TFA2,TFB2が各フィールド
走査読出しの期間(1V)に対応し、夫々1/60秒に設定さ
れている。又、期間Tfs1,Tfs2,Tfs3,Tfs4は第3図中のF
S1,FS2,FS3,FS4が“H"となるフィールドシフト期間に相
当し、期間Toutがフィールドシフト動作後に継続する走
査読出しの期間である。
Next, in response to the increase in the number of pixels in order to improve the vertical resolution, each field scan readout is performed as shown in FIGS.
This is performed at the timing shown in FIG. FIG. 4 is a first field scanning readout timing for reading out a pixel signal from the photodiode A1 corresponding to the first field, and FIG. 5 is a timing chart for reading out a pixel signal from the photodiode B1 corresponding to the second field. FIG. 6 shows a third field for reading pixel signals from the photodiode A2 corresponding to the third field.
FIG. 7 shows the fourth field scanning read timing for reading out the pixel signal from the photodiode B2 corresponding to the fourth field. FIG. 8 shows the timing in the period τ in FIGS. 4 to 7. The timing of the field shift operation is shown in an enlarged manner.
Note that the periods T FA1 , T FB1 , T FA2 , and T FB2 in each figure correspond to the respective field scan reading periods (1 V), and are each set to 1/60 second. Further, the periods T fs1 , T fs2 , T fs3 and T fs4 correspond to F
S1, FS2, FS3, and FS4 correspond to a field shift period during which the signal is at "H", and a period Tout is a period of scanning and reading that continues after the field shift operation.

まず、第4図に基づいて、第1フィールド走査読出し
の動作を説明すると、フィールドシフト期間Tfs1におい
て図示するように、駆動信号φA1B1A2B22,
φの論理値レベルが変化し、図中の時点S1において駆
動信号φA1がトランスゲートTgを導通状態にするのに十
分な高電圧となることによって、第1フィールドに該当
するフォトダイオードA1の画素信号をゲート電極VA1下
の転送エレメントヘフィールドシフトする。このフィー
ルドシフトが終了すると、次に期間τ(時点S2〜S3の
間)の動作を行うことによって、垂直電荷転送路l1〜lm
において画素信号qA1を全体的に1ライン分だけ水平電
荷転送路HCCD側へ転送する。即ち、期間τにおける夫
々の駆動信号は2周期分の矩形信号から成り、第8図に
示すよに、駆動信号φA1が“H"→“L"→“H"→“L"→
“H"に変化するのに対して、駆動信号φがそれより所
定の位相Δだけ遅れた同じ波形に設定され、駆動信号φ
B1が更に駆動信号φより位相Δだけ遅れた同じ波形に
設定され、駆動信号φが更に駆動信号φB1より位相Δ
だけ遅れた同じ波形に設定され、駆動信号φA2が更に駆
動信号φより位相Δだけ遅れた同じ波形に設定され、
駆動信号φB2が更に駆動信号φA2より位相Δだけ遅れた
同じ波形に設定されている。そしてこのようなタイミン
グの駆動信号によって垂直電荷転送路l1〜lmを駆動する
と、最も水平電荷転送路HCCDに近接した1行分の画素
信号qA1が水平電荷転送路HCCDの所定の転送エレメント
に転送される。
First, based on FIG. 4, when the operation of the first field scan reading, as shown in field shift period T fs1, driving signals φ A1, φ B1, φ A2 , φ B2, φ 2,
phi 4 logical value level is changed, the driving signals phi A1 at time S1 in figure by a sufficiently high voltage to the conductive state transformer gate Tg, photodiodes A1 corresponding to the first field The pixel signal is field-shifted to the transfer element below the gate electrode VA1. When this field shift is completed, the operation for the next period τ (between the time points S2 and S3) is performed, whereby the vertical charge transfer paths l1 to lm
Only one line overall pixel signals q A1 in transferred to the horizontal charge transfer path HCCD side. That is, each drive signal in the period τ is composed of a rectangular signal for two cycles, and as shown in FIG. 8, the drive signal φ A1 is changed from “H” → “L” → “H” → “L” →
Whereas changes to "H", the driving signal phi 2 is set to the same waveform delayed by a predetermined phase Δ than the drive signal phi
B1 is set to further drive signal phi 2 from only the phase Δ delayed same waveform, the driving signal phi 4 is further driving signal phi B1 from the phase Δ
Drive signal φ A2 is further set to the same waveform delayed by a phase Δ from drive signal φ 4 ,
The drive signal φ B2 is set to have the same waveform that is further delayed from the drive signal φ A2 by the phase Δ. Then transfer the driving signals of such timing when driving the vertical charge transfer path L1~lm, most horizontal charge transfer path predetermined transfer elements of the pixel signal q A1 of one line in the vicinity of the horizontal charge transfer path HCCD to HCCD Is done.

次に、時点S3〜S4の期間において、水平電荷転送路H
CCDが駆動信号φH1〜φH4に同期して1行分の画素信号q
A1を水平転送し、夫々の画素信号を時系列的に読み出
す。
Next, during the period from time S3 to S4, the horizontal charge transfer path H
The CCD drives the pixel signals q for one row in synchronization with the drive signals φ H1 to φ H4.
A1 is horizontally transferred, and each pixel signal is read out in time series.

そして、上記した時点S2〜S4と同じ動作を残りの全て
の画素信号qA1を読み出すまで繰り返すことによって、
第1フィールドに該当する全ての画素信号の走査読出し
を完了する。尚、第4図において、時点S5で読出しが完
了するものとする。
Then, by repeating the same operation as the time S2~S4 described above until reading all remaining pixel signals q A1,
The scanning and reading of all the pixel signals corresponding to the first field are completed. In FIG. 4, it is assumed that the reading is completed at time S5.

次に、第2フィールドに該当するフォトダイオードB1
に対するフィールド走査読出しを第5図に基づいて説明
する。フィールドシフト期間Tfs2において図示するよう
に、駆動信号φA1B1A2B22の論理値レ
ベルが変化し、図中の時点S6において駆動信号φB1がト
ランスゲートTgを導通状態にするのに十分な高電圧とな
ることによって、第2フィールドに該当するフォトダイ
オードB1の画素信号qB1をゲート電極VB1下の転送エレメ
ントへフィールドシフトする。このフィールドシフトが
終了すると、次に、第4図中に期間Toutと同じ電荷転送
のための動作を行い、図中の時点S7で第2フィールドに
該当するフォトダイオードB1からの全ての画素信号qB1
を読み出す。
Next, the photodiode B1 corresponding to the second field
Will be described with reference to FIG. As shown in the field shift period T fs2 , the logic values of the drive signals φ A1 , φ B1 , φ A2 , φ B2 , φ 2 , φ 4 change, and at time S6 in the figure, the drive signal φ B1 by a sufficiently high voltage to the gate Tg conductive, field shifts the pixel signal q B1 of the photodiodes B1 corresponding to the second field to the transfer element under the gate electrode VB1. When this field shift is completed, next, the same charge transfer operation as in the period Tout is performed in FIG. 4, and at time S7 in FIG. 4, all pixel signals from the photodiode B1 corresponding to the second field are output. q B1
Is read.

次に、第3フィールドに該当するフォトダイオードA2
に対するフィールド走査読出しを第6図に基づいて説明
する。フィールドシフト期間Tfs3において図示するよう
に、駆動信号φA1B1A2B22の論理値レ
ベルが変化し、図中の時点S8において駆動信号φA2がト
ランスゲートTgを導通状態にする十分な高電圧となるこ
とによって、第3フィールドに該当するフォトダイオー
ドA2の画素信号qA2をゲート電極VA2下の転送エレメント
へフィールドシフトする。こフィールドシフトが終了す
ると、次に、第4図中の期間Toutと同じ電荷転送のため
の動作を行い、図中の時点S9で第3フィールドに該当す
るフォトダイオードA2からの全ての画素信号qA2を読み
出す。
Next, the photodiode A2 corresponding to the third field
Will be described with reference to FIG. As shown in the field shift period T fs3 , the logic levels of the drive signals φ A1 , φ B1 , φ A2 , φ B2 , φ 2 , φ 4 change, and at time S8 in the figure, the drive signal φ A2 by a high enough voltage to the gate Tg conductive, field shifts the pixel signals q A2 of photodiode A2 corresponding to the third field to the transfer element under the gate electrode VA2. When the field shift is completed, the same operation for charge transfer as in the period Tout in FIG. 4 is performed, and all pixel signals from the photodiode A2 corresponding to the third field at time S9 in FIG. q Read A2 .

次に、第4フィールドに該当するフォトダイオードB2
に対するフィールド走査読出しを第7図に基づいて説明
する。フィールドシフト期間Tfs4において図示するよう
に、駆動信号φA1B1A2B22の論理値レ
ベルが変化し、図中の時点S10において駆動信号φB2
トランスゲートTgを導通状態にするのに十分な高電圧と
なることによって、第4フィールドに該当するフォトダ
イオードB2の画素信号qB2をゲート電極VB2下の転送エレ
メントへフィールドシフトする。このフィールドシフト
が終了すると、次に、第4図中の期間Toutと同じ電荷転
送のための動作を行い、図中の時点S11で第4フィール
ドに該当するフォトダイオードB2からの全ての画素信号
qB2を読み出す。
Next, the photodiode B2 corresponding to the fourth field
Will be described with reference to FIG. As illustrated in the field shift period T fs4 , the logical values of the drive signals φ A1 , φ B1 , φ A2 , φ B2 , φ 2 , φ 4 change, and at time S10 in the figure, the drive signal φ B2 by a sufficiently high voltage to the gate Tg conductive, field shifts the pixel signals q B2 photodiodes B2 corresponding to the fourth field to the transfer element under the gate electrode VB2. When this field shift is completed, next, the same charge transfer operation as during the period Tout in FIG. 4 is performed, and at time S11 in FIG. 4, all pixel signals from the photodiode B2 corresponding to the fourth field are output.
q Read B2 .

尚、第4図ないし第7図に示した夫々のフィールドシ
フト動作は、上述したように、マスキング期間において
は停止されるので、画素信号はフォトダイオードに保持
さたままとなり、期間Toutに示す転送動作によって空読
出しが行なわれる事となる。
Since the respective field shift operations shown in FIGS. 4 to 7 are stopped during the masking period as described above, the pixel signals remain held in the photodiodes and are shown in the period Tout . The idle read is performed by the transfer operation.

このように、垂直電荷転送路l1〜lmを6相の駆動信号
φA1B1A2B22によって駆動させると、
駆動信号の種類が少なくて済むので、撮像デバイス駆動
回路8の構成を簡略化したり、配線を簡素化することが
できる等の効果が得られる。因みに、従来一発的に行わ
れていた4相駆動方式の考え方を垂直解像度を2倍にし
た本実施例の撮像デバイスに適用すると仮定した場合に
は、8相駆動方式を適用する事となり、8種類の駆動信
号が必要となる。これに対して、この実施例では6相駆
動方式によるので、上述したような効果が得られる。
Thus, the driving signal phi A1 six-phase vertical charge transfer path l1~lm, φ B1, φ A2, φ B2, φ 2, when is driven by the phi 4,
Since only a small number of types of drive signals are required, effects such as simplification of the configuration of the imaging device drive circuit 8 and simplification of wiring can be obtained. By the way, if it is assumed that the concept of the four-phase driving method, which has been conventionally performed once, is applied to the imaging device of the present embodiment in which the vertical resolution is doubled, the eight-phase driving method is applied. Eight types of drive signals are required. On the other hand, in this embodiment, since the six-phase driving method is used, the above-described effects can be obtained.

尚、この実施例では、露光後に4フィールド走査期間
に相当する期間に空読出しを行う場合を説明したが、4
の整数倍(例えば、8,12,16等)のフィールド走査期間
に相当する期間に空読出しを行ってから、画素信号を読
み出すようにしてもよい。即ち、4の整数倍のフィール
ド走査期間に相当する期間に空読出しを行っても、スメ
ア成分を除去することができる同時に、各フィールドに
該当する画素信号への暗電流の影響を均一化することが
できる。
In this embodiment, the case where the idle reading is performed during the period corresponding to the four-field scanning period after the exposure has been described.
The pixel signal may be read after performing the idle reading during a period corresponding to a field scanning period of an integral multiple of (for example, 8, 12, 16, etc.). That is, even if the idle reading is performed during a period corresponding to a field scanning period that is an integral multiple of four, the smear component can be removed, and at the same time, the effect of the dark current on the pixel signal corresponding to each field is made uniform. Can be.

更に、この実施例では、画素に相当するフォトダイオ
ードの配列を4フィールドに区分けした場合に対するフ
リッカ除去のための走査読出しについて説明したが、一
般的に、k(kは自然数)フィールドに区分けするもの
とすると、k×i(iは自然数)倍のフィールド走査読
出し期間に相当する期間に空読出しを行ってから、画素
信号を読み出すようにすれば、スメアの除去及び暗電流
の均一化を図ることができ、フリッカ発生を防止するこ
とができる。
Further, in this embodiment, the scanning readout for removing flicker when the array of photodiodes corresponding to pixels is divided into four fields has been described. However, in general, the field is divided into k (k is a natural number) fields. Then, if the pixel signal is read out after performing the idle reading in a period corresponding to k × i (i is a natural number) times the field scanning reading period, smear can be removed and dark current can be made uniform. And flicker can be prevented.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、画素に相当す
る光電変換素子kフィールドに区分けして、夫々のフィ
ールドに該当する光電変換素子の画素信号をk回のフィ
ールド走査読出しによって全画素信号を読出す電荷結合
型固体撮像デバイスを適用した電子スチルカメラにおい
て、露光後にk×iフィールドの走査期間に相当する
間、フィールドシフトを行うことなく、垂直電荷転送路
及び水平電荷転送路に空読み動作を行わせ、該空読み動
作が完了した次のフィールド走査から順番に各フィール
ド走査読出しを行うことによって全ての画素信号を読み
出すようにしたので、上記空読み期間でスメア成分を排
除し、且つ夫々のフィールドに該当する画素信号への暗
電流の影響を均一化することができ、再生画像のフリッ
カ発生を防止することができる。又、垂直解像度を向上
させるために画素数を増加した電荷結合型固体撮像デバ
イスを適用する電子スチルカメラの実現に極めて有効で
ある。
As described above, according to the present invention, all the pixel signals are divided into k fields of the photoelectric conversion elements corresponding to the pixels, and the pixel signals of the photoelectric conversion elements corresponding to the respective fields are read out k times by field scanning. In an electronic still camera to which a read-out charge-coupled solid-state imaging device is applied, an idle reading operation is performed on a vertical charge transfer path and a horizontal charge transfer path without performing a field shift during a scan period of k × i fields after exposure. And all the pixel signals are read out by sequentially performing field scan reading from the next field scan after the completion of the idle reading operation, so that smear components are eliminated during the idle reading period, and The effect of dark current on pixel signals corresponding to the field of the image can be made uniform, and the occurrence of flicker in reproduced images can be prevented. It can be. Further, the present invention is extremely effective in realizing an electronic still camera to which a charge-coupled solid-state imaging device in which the number of pixels is increased to improve the vertical resolution is applied.

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

第1図は本発明の一実施例の概略構成を示すブロック
図、 第2図は一実施例に適用する電荷結合型固体撮像デバイ
スの構成を示す構成図、 第3図は撮像時における電子スチルカメラの作動を説明
するためのタイミングチャート、 第4図は一実施例における第1フィールド走査読出しタ
イミングを示すタイミングチャート、 第5図は一実施例における第2フィールド走査読出しタ
イミングを示すタイミングチャート、 第6図は一実施例における第3フィールド走査読出しタ
イミングを示すタイミングチャート、 第7図は一実施例における第4フィールド走査読出しタ
イミングを示すタイミングチャート、 第8図は第4図ないし第7図における期間τのタイミン
グを拡大して示すタイミングチャート、 第9図は従来の電子スチルカメラに適用した電荷結合型
固体撮像デバイスの問題点を説明するための説明図、 第10図は従来の電子スチルカメラにおけるスメア混入の
問題点を説明するためのタイミングチャート、 第11図は従来の電子スチルカメラにおける暗電流混入の
問題点を説明するためのタイミングチャートである。 図中の符号: 1;撮像レンズ 2;絞り機構 3;ビームスプリッタ 4;シャッター機構 5;電荷結合型固体撮像デバイス 6;受光素子 7;露光制御回路 8;撮像デバイス駆動回路 9;システムコントローラ 10;シャッターレリーズボタン 11;レリーズ操作検出回路 12;映像信号処理回路 13;バッファ回路 14;記録装置 15;記録制御回路 A1,B1,A2,B2;フォトダイオード VA1,VB1,VA2,VB2;ゲート電極 l1〜lm;垂直電荷転送路 HCCD;水平電荷転送路 AMP;出力アンプ
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of a charge-coupled solid-state imaging device applied to one embodiment, and FIG. FIG. 4 is a timing chart showing a first field scan readout timing in one embodiment; FIG. 5 is a timing chart showing a second field scan readout timing in one embodiment; 6 is a timing chart showing a third field scanning readout timing in one embodiment, FIG. 7 is a timing chart showing a fourth field scanning readout timing in one embodiment, and FIG. 8 is a period in FIGS. 4 to 7. Timing chart showing enlarged timing of τ. Fig. 9 is applied to a conventional electronic still camera. And FIG. 10 is a timing chart for explaining a problem of smear contamination in a conventional electronic still camera, and FIG. 11 is a timing chart for explaining a problem of smear contamination in a conventional electronic still camera. 6 is a timing chart for explaining the problem of dark current mixing in FIG. Reference numerals in the drawing: 1; imaging lens 2; aperture mechanism 3; beam splitter 4; shutter mechanism 5; charge-coupled solid-state imaging device 6; light receiving element 7; exposure control circuit 8; imaging device driving circuit 9; Shutter release button 11; release operation detection circuit 12; video signal processing circuit 13; buffer circuit 14; recording device 15; recording control circuit A1, B1, A2, B2; photodiode VA1, VB1, VA2, VB2; gate electrode l1 to lm; Vertical charge transfer path HCCD; Horizontal charge transfer path AMP; Output amplifier

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】画素に相当する複数の光電交換素子を行方
向及び列方向に沿ってマトリック状に形成し、各列に配
列する上記光電変換素子に沿って 垂直電荷転送路を形
成すると共に、これらの垂直電荷転送路の終端部に接続
する水平電荷転送路を形成して成るインターライントラ
ンスファ方式の電荷結合型固体撮像デバイスによって撮
像を行う電子スチルカメラにおいて、 前記光電変換素子群をk(kは自然数)フィールドに区
分けし、各フィールドに配列される光電変換素子に発生
する画素信号を所定のフィールド走査読出し期間毎に順
番にk回の走査読出しを行うことによって、全画素信号
を読み出すように制御すると共に、撮像の際には、露光
後のk×i(iは自然数)回分のフィールド走査読出し
期間においてはフィールドシフトを停止した状態で前記
垂直電荷転送路及び水平電荷転送路による走査読出しを
行い、該k×i回のフィールド走査読出し後に、各フィ
ールドに配列される光電変換素子に発生する画素信号を
所定のフィールド走査読出し期間毎に順番に走査読出し
を行うことによって全画素信号を読み出すことを特徴と
する電子スチルカメラ。
1. A plurality of photoelectric exchange elements corresponding to pixels are formed in a matrix in a row direction and a column direction, and a vertical charge transfer path is formed along the photoelectric conversion elements arranged in each column. In an electronic still camera in which an image is captured by an interline transfer type charge-coupled solid-state imaging device formed by forming a horizontal charge transfer path connected to an end portion of the vertical charge transfer path, the photoelectric conversion element group is k (k Is a natural number) field, and the pixel signals generated in the photoelectric conversion elements arranged in each field are sequentially scanned and read k times in each predetermined field scanning and reading period so that all the pixel signals are read. In addition to the control, during the imaging, the field shift is stopped during k × i (i is a natural number) field scanning readout periods after exposure. In the stopped state, scanning readout is performed by the vertical charge transfer path and the horizontal charge transfer path, and after k × i field scan readouts, pixel signals generated in photoelectric conversion elements arranged in each field are scanned in a predetermined field. An electronic still camera wherein all pixel signals are read out by sequentially performing scanning readout in each readout period.
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