JP2958049B2 - 撮像素子駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子スチルビデオカメラに応用して好適な撮
像素子駆動装置に関する。

［従来の技術］ 電子スチルビデオカメラにおいて、被写体を撮影する
と、CCD等の撮像素子より被写体の映像信号が出力さ
れ、この映像信号がビデオフロッピーに記録される。

ところで、撮像素子に映像された信号を、撮像素子に
光が入射された状態で読出すと、スミア等が発生し、好
ましくない。そこで、撮像後、絞りを閉じてから、映像
信号を撮像素子から読出し、スミア等を取除くことを、
特願昭63−317904号として、本出願人は先に提案した。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、先に提案した装置は、このように、絞
りを閉じた後、映像信号を読出すようにしているので、
絞りが閉じられるまでの期間に、暗電流が発生し、最悪
の場合、画面上に白いキズ状のノイズが発生する問題点
があった。

暗電流には温度依存性があるため、撮像素子自体、お
よび周辺の温度が高くなければそれ程でもないが、撮像
素子が連続的に駆動されるモニタモードにおいては、撮
像素子および周辺回路が発熱し、温度が上昇する。この
ような状態で記録すると、暗電流による白キズ状ノイズ
等が顕著となる。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、暗
電流によるノイズを抑制するものである。

［課題を解決するための手段］ 被写体の像に対応する電荷を生成する受光部及び前記
受光部で生成された電荷を読み出して垂直に転送する垂
直転送路を有する撮像素子と、映像信号を出力する撮像
素子と、前記撮像素子の絞りを制御する絞りと、前記絞
りを駆動する絞り駆動回路とを備え、前記被写体を撮影
した後、前記絞り駆動回路により前記絞りを閉じた状態
で前記垂直転送路から電荷を転送することで前記撮像素
子から前記映像信号を出力させるように構成された撮像
素子駆動装置において、冷却素子と、冷却素子駆動回路
とを設け、前記冷却素子は前記撮像素子を冷却するよう
に構成され、前記冷却素子駆動回路は、前記被写体を撮
影した後、前記被写体の像に対応する電荷が前記受光部
より前記垂直転送路に読み出されてから前記絞りが閉じ
られた状態になるまでの期間、前記冷却素子を駆動する
ように構成されていることを特徴とする。

［作用］ 上記構成の撮像素子駆動装置においては、被写体を撮
影した後、絞りを閉じた状態で垂直転送路から電荷を転
送することで撮像素子から映像信号を出力させることで
スミアの発生を防止し、被写体の像に対応する電荷が受
光部より垂直転送路に読み出されてから絞りが閉じられ
た状態になるまでの期間、冷却素子によって撮像素子が
冷却されるので、撮像素子における暗電流が抑制されノ
イズの発生が低減される。また、冷却素子を駆動する期
間は被写体の像に対応する電荷が受光部より垂直転送路
に読み出されてから絞りが閉じられた状態になるまでの
短い期間で済むため冷却素子を駆動するための消費電力
を抑制することができる。

［実施例］ 第１図は本発明の撮像素子駆動装置の一実施例の構成
を示すブロック図である。

図示せぬ被写体から発せられた光は、撮影レンズ１と
絞り２を介してCCD3（撮像素子）に入射される。CCD3は
被写体の像に対応する映像信号を発生し、映像信号処理
回路６に出力する。映像信号処理回路６において処理さ
れ、FM変調された映像信号は磁気ディスク装置７に入力
され、図示せぬビデオフロッピーに記録される。

マイクロコンピュータ（MPU）等よりなる制御回路８
は、駆動回路10を介して測光素子９を駆動し、測光動作
を実行する。その測光結果に対応して駆動回路4,5を介
して絞り２とCCD3がそれぞれ駆動される。11は撮影を行
なうとき操作されるレリーズスイッチである。

また、冷却素子13は駆動回路12に駆動され、CCD3を冷
却する。

冷却素子13は、例えば第２図に示すような、ペルチェ
素子により構成することができる。

この実施例の場合、Ｎ形素子21とＰ形素子22の間に電
極23が接続され、Ｎ形素子21の他方電極24と、Ｐ形素子
22の他方の電極25の間には、電圧源26が、逆バイアスに
なるように印加される。このようにすると、電極23にお
いて吸熱し、電極24,25において、放熱する。

次に、第３図のタイミングチャートを参照してその動
作を説明する。

レリーズスイッチ11が半押し状態にされたとき、制御
回路８は駆動回路10を介して測光素子９を駆動し、被写
体の露出状態を測光する。制御回路８は測光素子９の出
力から露出量を演算する。

レリーズスイッチ11が半押し状態から全押し状態にな
ったとき（第３図Ａ）、制御回路８は、演算結果に対応
して駆動回路４を制御し、絞り２を開放させる（第３図
Ｄ）。これにより、撮影レンズ１より入射された光が絞
り２により適当な光量に調整された後、CCD3に入射され
る。

制御回路８は駆動回路５を制御し、CCD3に垂直同期信
号（第３図Ｂ）や水平同期信号に同期した４相の垂直駆
動信号φV1乃至φV4（第３図Ｃにはそのうちの１相のみ
が示されている）や、水平駆動信号を供給する。以下φ
V1乃至φV4を単に駆動信号と呼ぶ。

CCDは微視的にみると、マトリックス状に配置された
ホトダイオードよりなる受光部と、この受光部が発生し
た電荷を垂直に転送する垂直転送路を構成する垂直CCD
部と、さらに水平に転送する水平転送路を構成する水平
CCD部とから構成されている。垂直CCD部は４相駆動のた
め、４つの電極（V1乃至V4）が垂直方向に繰返し設けら
れている。電極V1とV3にそれぞれトランスファゲート
（TG）部を介してホトダイオードが接続されている。そ
して、電極V1乃至V4に印加する駆動信号の電圧値、位相
を制御することにより、各ホトダイオードの電荷をCCD
に読出し、読出した電荷をさらに転送することができ
る。

所定のタイミングで、駆動信号φV1,φV3として、TG
パルスが印加される。これにより、それまでホトダイオ
ードに発生されていた電荷が垂直CCD部に読出される。
そして垂直CCD部に読出された電荷は、駆動信号φV1乃
至φV4として印加された高速パルスにより転送され、捨
てさられる。

最初のTGパルス発生後、時間Tvが経過したとき、２回
目のTGパルスが発生される。この時間Tvは、測光結果に
対応して演算されたものである。

すなわち、時間Tvの間、ホトダイオードに発生した電
荷（被写体の像に対応する電荷）が、２回目のTGパルス
のタイミングで、垂直CCD部に読み出される。そして、
絞り２が閉じ、記録ゲート信号がオンされるまで垂直駆
動を止め、垂直CCD部が保持している電荷の転送を停止
する。

次に、制御回路８は制御信号SPを駆動回路12に出力す
ることで、ホトダイオード（受光部）に発生した電荷が
垂直CCD部に読み出されてから絞り２が閉じられるまで
の期間（あるいはビデオフロッピーへの記録が完了する
までの期間）、冷却素子13を駆動する（第３図Ｆ）。

ホトダイオードに発生した電荷が垂直CCD部に読み出
されてから絞り２が閉じられるまでの期間に暗電流が最
も発生しやすく。この期間、CCD3が冷却素子13によって
冷却されるので、暗電流が抑制され、暗電流に起因する
ノイズも低減される。

また、冷却素子を駆動する期間は被写体の像に対応す
る電荷が受光部より垂直転送路に読み出されてから絞り
が閉じられた状態になるまでの短い期間で済むため冷却
素子を駆動するための消費電力を抑制することができ
る。CCD3の暗電流は、温度が８℃乃至10℃低下すると、
約1/2となる。実際の冷却に時間がかかる場合、冷却素
子13の駆動開始時刻は、この冷却時間を考慮して設定す
ることができる。

絞り２が閉じられた後、制御回路８は記録ゲート信号
（第３図Ｅ）を発生し、駆動回路５を駆動し、垂直CCD
部に保持されている信号電荷、すなわち被写体の像に対
応する電荷を転送させ、映像信号として読み出す。すな
わち、従来と同様に、絞りを閉じた状態で垂直CCD部か
ら電荷を転送することでCCD3から映像信号を出力させる
ことでスミアの発生を防止している。映像信号回路６に
おいて処理された映像信号は磁気ディスク装置７に供給
され、ビデオフロッピーに記録される。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の撮像素子駆動装置によれば、
撮像後、被写体の像に対応する電荷が受光部より垂直転
送路に読み出されてから絞りが閉じられた状態になるま
での期間、冷却素子によって撮像素子が冷却されるの
で、撮像素子における暗電流を抑制してノイズの発生を
低減することができる。また、冷却素子を駆動する期間
は被写体の像に対応する電荷が受光部より垂直転送路に
読み出されてから絞りが閉じられた状態になるまでの短
い期間で済むため冷却素子を駆動するための消費電力を
抑制することができる

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の撮像素子駆動装置の一実施例の構成を
示すブロック図、第２図は、冷却素子の構成を示す平面
図、第３図は、第１図の実施例の動作を説明するタイミ
ングチャートである。 １…撮影レンズ、２…絞り、３…CCD、4,5,10,12…駆動
回路、６…映像信号回路、７…磁気ディスク装置、８…
制御回路、９…測光素子、11…レリーズスイッチ、13…
冷却素子。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体の像に対応する電荷を生成する受光
   部及び前記受光部で生成された電荷を読み出して垂直に
   転送する垂直転送路を有する撮像素子と、 映像信号を出力する撮像素子と、 前記撮像素子の絞りを制御する絞りと、 前記絞りを駆動する絞り駆動回路とを備え、 前記被写体を撮影した後、前記絞り駆動回路により前記
   絞りを閉じた状態で前記垂直転送路から電荷を転送する
   ことで前記撮像素子から前記映像信号を出力させるよう
   に構成された撮像素子駆動装置において、 冷却素子と、冷却素子駆動回路とを設け、 前記冷却素子は前記撮像素子を冷却するように構成さ
   れ、 前記冷却素子駆動回路は、前記被写体を撮影した後、前
   記被写体の像に対応する電荷が前記受光部より前記垂直
   転送路に読み出されてから前記絞りが閉じられた状態に
   なるまでの期間、前記冷却素子を駆動するように構成さ
   れていること、 を特徴とする撮像素子駆動装置。