JP2658062B2 - スチルビデオカメラの撮像方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、例えば静止画像の撮像の準備段階として
必要な動作である受光部の不要電荷の排出を短時間で行
なうインターライントランスファーCCD（IT−CCD）の駆
動方法に関する。

（従来の技術） 通常のフレーム蓄積モードのビデオ動作における転送
方法では２次元的に配列された受光部を横に１列,2列，
・・・,525列（水平走査線数）とし、奇フィールドでは
奇数列の受光部の信号を一度に垂直転送部へ転送し、こ
れを垂直転送して、水平転送部へ１列毎の信号を送り込
み、その後、水平転送部を水平転送し、１列毎の信号を
時系列信号として取り出す。これを順次繰り返して奇数
列の受光部信号を全て水平転送部に送り込んだ後、偶フ
ィールドでは偶数列の受光部の電荷を垂直転送部へ一度
転送し、以下同様にして偶数フィールドの時系列信号を
得るようにしている。即ち、フィールド毎に奇フィール
ドと偶フィールドの受光部の電荷を順次読み出すような
駆動方法である。ところで静止画像を得る電子スチルカ
メラ等では、撮像信号の記録に先だって、既に存在する
受光部及び各転送部の不要電荷を排出する必要があり、
該排出に対する駆動方法も画像信号を得る場合と同様な
ビデオ操作（フレーム蓄積モード動作）を行なってい
た。

（この発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の駆動方法にあって
は、受光部の不要電荷の垂直転送部への転送を、奇数ラ
インと偶数ラインとを別々に転送駆動するようになって
いたため、不要電荷の排出に時間がかかるという問題点
があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、信号読み出し時は、信号の電荷転送におい
て、画素毎の信号を保存する必要があるが、不要電荷排
出時の電荷転送においては、画素毎の信号は保存される
必要がないという点に着目してなされたものであって、
撮像信号を得るに先立って（例えば、電源投入時に）存
在する受光部の不要電荷の排出時間を短くしたIT−CCD
の駆動方法を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、この発明は、受光部、垂
直転送部および、水平転送部を有する固体撮像素子と、
固体撮像素子の駆動を行う撮像素子駆動手段と、固体撮
像素子への光を遮光するシャッター手段と、操作される
ことによって撮像開始信号を出力する撮影開始手段と、
固体撮像素子からの出力信号に所定の信号処理を行う信
号処理手段と、信号処理手段によって信号処理された画
像信号を記録媒体に記録する記録手段とを備え、撮像開
始信号の出力によって、記録媒体に画像信号をフレーム
記録するスチルビデオカメラにおいて、 撮像開始信号出力後、固体撮像素子の受光部から垂直
転送部への電荷転送回数を各々のフィールドの受光部に
ついて、それぞれ１フレーム期間内に２回以上行なうこ
とで、受光部の不要電荷排出を行うことを特徴とするも
のである。

具体的には、撮像開始信号出力後、固体撮像素子を高
速読み出し動作させることで、受光部から垂直転送部へ
の電荷転送回数を各々のフィールドの受光部について、
それぞれ１フレーム期間内に２回以上行い、受光部の不
要電荷排出を行うことを特徴とする。

（作用） 本発明の駆動方法を電子スチルカメラの撮像素子とし
て用いられるIT−CCDの不要電荷排出駆動に適用すれ
ば、シャッターレリーズ動作から不要電荷排出動作を始
めることによって従来発生していたシャッターレリーズ
動作からシャッターが動作するまでの長いタイムラグの
時間が非常に短くなり、前記タイムラグを短くするため
に従来考えられていた不合理な手段（例えば、シャッタ
ー釦に指が接触したことを検出し、又はシャッター釦が
半押しされたことを検出し、不要電荷排出を始めるもの
で、電力消費が多く電子スチルカメラのように電池を電
源として用いるような場合は得策ではない手段）を採用
しないで、タイムラグの問題を解決できる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第４図は、この発明を実施するために用いる
装置を示す図である。

まず、装置の構成を説明すると、第２図において、１
はレンズ、２は絞り、３は先幕と後幕の動作で機械的に
露光時間を決めるフォーカルプレーンシャッター、４は
固体撮像素子としてのIT−CCDである。

IT−CCD4は、第１図に示すような構造を有している。
第１図において、５は受光部であり、光電変換された信
号電荷を蓄える構造となっている。６は垂直転送部であ
り、受光部５の信号電荷を水平転送部７へ転送する。水
平転送部７は垂直転送部６より転送された水平１ライン
の信号電荷をフローティングデフュージョンアンプ８に
転送し、水平転送部７から送られてきた信号電荷を信号
電圧に変換して出力する。

次に、電子スチルカメラの撮像系を第３図に示すブロ
ック図に基づいて説明する。

第３図において、11は同期信号を発生させる同期信号
発生回路であり、その同期信号はタイミング信号発生制
御回路12とシャッターシーケンス制御回路13にそれぞれ
与えられる。また、14は撮影時の被写体の明るさを測光
し、適性露出を得る測光回路であり、この測光回路14で
得られた露出値と絞り２からの絞り値とに基づいて、シ
ャッターシーケンス制御回路13はシャッタータイムを求
めるようにしている。また、シャッターシーケンス制御
回路13はレリーズ信号の入力によりシャッターシーケン
ス制御を行なう。IT−CCD4からなるイメージセンサ15は
センサ駆動回路16により駆動され、イメージセンサ14か
らの映像信号は信号処理回路17を経て映像記録部18に出
力される。映像記録部18は、例えば磁気ディスクからな
り、その１トラックもしくは２トラックで１画面分の映
像信号を記録するようにしている。

ここで、撮像の準備段階として受光部５の不要電荷を
全画素同時に垂直転送部６へ転送した後に、垂直転送部
６および水平転送部７を高速で駆動して、ごく短い時間
で受光部５、垂直転送部６および水平転送部７に存在し
ている暗電流の掃き出しを行なうようにしている。

次に、第４図はレリーズから短時間（２垂直同期期
間）2Vの間トランスファーゲートパルスを複数個発生さ
せるトランスファゲートパルス発生回路を示す。

このトランスファゲートパルス発生回路は垂直同期信
号Vpが入力するオア回路21と、オア回路21から出力され
るレリーズ信号の立ち下がりに同期してトランスファゲ
ートパルスを多数発生させるワンショットマルチバイブ
レータ22,23と、ワンショットマルチバイブレータ23か
らのパルスをレリーズから短時間（２垂直同期期間）2V
の間だけ出力するアンド回路24と、から構成されてい
る。これらのトランスファゲートパルスは前記IT−CCD4
の受光部６の各ゲートに与えらえるようになっている。

次に、第５図に示すフローチャートおよび第６図に示
すタイミングチャートに基づいて、この発明を電子スチ
ルカメラに適用した例を説明する。

第５図において、まず、レリーズボタンを半押しする
ことによって（S1）、ディスクを装着し（S2）、さらに
レリーズボタンを深く押し込むことによって（S3）、レ
リーズを開始する。これと同時にIT−CCD4のビデオ駆動
を開始するとともに、撮像機械系ではミラーアップ、絞
り制御駆動を開始する（S4）。

ここで、前記トランスファゲートパルス発生回路を介
して受光部５の各ゲートに複数個のトランスファゲート
パルスを印加するとともに、垂直転送部６に対して同時
に垂直同期信号Ｖφ１、Ｖφ３を印加して、垂直転送部
６を高速で走査する。これにより、受光部５および垂直
転送部６に存在している不要電荷、すなわち暗電流をご
く短い時間2V内に排出する（S5）。

次に、ミラーアップの完了（S6）とともに、受光部５
および垂直転送部６の暗電流の掃き出しが完了すると
（S7）、その完了した直後の垂直同期信号Vpに同期し
て、シャッター２の先幕走行が行なわれ（S8）、IT−CC
D4では露光が開始される（S9）。そして、露光の開始と
同時にIT−CCD4の読み出し走査を停止して電荷信号の蓄
積を行なう。その後、適正露光となった時点でシャッタ
ー２の後幕走行を行ない（S10）、IT−CCD4の露光を完
了する（S11）。これと同時に記録系の動作が開始さ
れ、垂直同期信号Vpに同期して映像信号が記録部18に記
録される（S12）。

以上のシーケンスをタイミングチャートで示したのが
第６図である。

第６図において、時間T1〜T2間ではミラーアップを完
了させるとともにIT−CCD4の受光部５と垂直転送部６の
暗電流の掃き出しを行なう。この場合、受光部５から垂
直転送部６への電荷転送が全ライン同時に行なわれ、そ
の後、垂直転送部６および水平転送部７を高速で駆動す
るようにしたため、第７図に示す従来例との比較から明
らかなように暗電流の掃き出しを短時間で行なうことが
でき、レリーズからシャッター動作までの時間を短縮す
ることができる。その結果、瞬時のシャッターチャンス
を逃がしてしまうことがない。また、時間を短縮化する
ようにしたため、これに伴って電力消費も少なくするこ
とができる。

次に、時間T2〜T3間では垂直信号に同期してシャッタ
ー３が開き、同時に受光部５での電荷の蓄積は停止され
る（時間T2〜T4間）。そして、シャッター３が閉じられ
た直後に、垂直同期信号Vpに同期してIT−CCD4から映像
信号の読み取りが開始され、映像信号が記録部18に記録
される（時間T4〜T5間）。

尚、上記実施例の説明においてはフレーム蓄積動作に
ついて行なったが、本発明はフィールド蓄積動作にも適
用可能であることは勿論である。

また、上記実施例においては、受光部から垂直転送部
への電荷転送を奇偶同時転送で行なっているが同時転送
でなくとも適用可能であることも勿論である。

（発明の効果） 以上説明してきたように、この発明によれば、短時間
で暗電流の掃き出しを行なうことができ、例えば電子ス
チルカメラに適用した場合には、レリーズからシャッタ
ー動作までの時間を短縮することができ、瞬時のシャッ
ターチャンスを逃がしてしまうことがなく、また、時間
の短縮により電力消費を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施するためのIT−CCDの断面図、
第２図は装置の一部を示す図、第３図は撮像系のブロッ
ク図、第４図はトランスファゲートパルス発生回路の回
路構成図、第５図は作用を説明するためのフローチャー
ト、第６図は作用を説明するためのタイミングチャート
第７図は従来の動作を説明するためのタイミングチャー
トである。 ４……IT−CCD、 ５……受光部、 ６……垂直転送部、 ７……水平転送部。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】受光部、垂直転送部および、水平転送部を
   有する固体撮像素子と、 前記固体撮像素子の駆動を行う撮像素子駆動手段と、 前記固体撮像素子への光を遮光するシャッター手段と、 操作されることによって撮像開始信号を出力する撮影開
   始手段と、 前記固体撮像素子からの出力信号に所定の信号処理を行
   う信号処理手段と、 前記信号処理手段によって信号処理された画像信号を記
   録媒体に記録する記録手段とを備え、 前記撮像開始信号の出力によって、前記記録媒体に前記
   画像信号をフレーム記録するスチルビデオカメラにおい
   て、 前記撮像開始信号出力後、前記固体撮像素子の受光部か
   ら垂直転送部への電荷転送回数を各々のフィールドの受
   光部について、それぞれ１フレーム期間内に２回以上行
   なうことで、受光部の不要電荷排出を行うことを特徴と
   するスチルビデオカメラの撮像方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載のスチルビデオカメラにお
   いて、 前記撮像開始信号出力後、前記固体撮像素子を高速読み
   出し動作させることで、受光部から垂直転送部への電荷
   転送回数を各々のフィールドの受光部について、それぞ
   れ１フレーム期間内に２回以上行い、受光部の不要電荷
   排出を行うことを特徴とするスチルビデオカメラの撮像
   方法。