JP3421570B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JP3421570B2 JP3421570B2 JP08363698A JP8363698A JP3421570B2 JP 3421570 B2 JP3421570 B2 JP 3421570B2 JP 08363698 A JP08363698 A JP 08363698A JP 8363698 A JP8363698 A JP 8363698A JP 3421570 B2 JP3421570 B2 JP 3421570B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フレーム転送方式
のＣＣＤ固体撮像素子を用いた固体撮像装置に関する。
のＣＣＤ固体撮像素子を用いた固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】パーソナルコンピュータやワードプロセ
ッサなどのコンピュータ機器に画像情報を取り込む手段
として、固体撮像素子を用いた電子スチルカメラが用い
られるようになっている。この電子スチルカメラは、従
来のテレビカメラ等の撮像装置と同様に、被写体画像を
動画、即ち、静止画像の連続として撮らえ、その中から
所望の１画面の画像情報を取り出すように構成される。
通常、このような電子スチルカメラの画像情報の処理に
おいては、処理の高速化を図るため、適当に間引いた少
ない情報量の画像信号で連続画像を再生し、最終的に取
り出そうとする１画面の画像情報に対してのみ完全な信
号処理を施すようにしている。
ッサなどのコンピュータ機器に画像情報を取り込む手段
として、固体撮像素子を用いた電子スチルカメラが用い
られるようになっている。この電子スチルカメラは、従
来のテレビカメラ等の撮像装置と同様に、被写体画像を
動画、即ち、静止画像の連続として撮らえ、その中から
所望の１画面の画像情報を取り出すように構成される。
通常、このような電子スチルカメラの画像情報の処理に
おいては、処理の高速化を図るため、適当に間引いた少
ない情報量の画像信号で連続画像を再生し、最終的に取
り出そうとする１画面の画像情報に対してのみ完全な信
号処理を施すようにしている。
【０００３】図３は、電子スチルカメラの構成を示すブ
ロック図である。ＣＣＤ固体撮像素子１は、行列配置さ
れた複数の受光画素と各受光画素に対応付けられるシフ
トレジスタとを有する。複数の受光画素は、周知のレン
ズ機構によって受光面に照射される被写体画像に対応す
る光に応答して情報電荷を発生して蓄積する。シフトレ
ジスタは、各受光画素に蓄積される情報電荷を所定の順
序で転送出力する。また、固体撮像素子１には、シフト
レジスタの出力端に、情報電荷を画素単位で蓄積する容
量が設けられており、転送出力される情報電荷の電荷量
が電圧値に変換して取り出され、画像信号Ｙ0(t)として
出力される。
ロック図である。ＣＣＤ固体撮像素子１は、行列配置さ
れた複数の受光画素と各受光画素に対応付けられるシフ
トレジスタとを有する。複数の受光画素は、周知のレン
ズ機構によって受光面に照射される被写体画像に対応す
る光に応答して情報電荷を発生して蓄積する。シフトレ
ジスタは、各受光画素に蓄積される情報電荷を所定の順
序で転送出力する。また、固体撮像素子１には、シフト
レジスタの出力端に、情報電荷を画素単位で蓄積する容
量が設けられており、転送出力される情報電荷の電荷量
が電圧値に変換して取り出され、画像信号Ｙ0(t)として
出力される。
【０００４】駆動回路２は、固体撮像素子１の各シフト
レジスタに対して多相の垂直転送クロックφv及び水平
転送クロックφhを供給し、複数の受光画素に蓄積され
る情報電荷を所定の順序で転送出力させる。即ち、垂直
同期信号ＶＴに従うタイミングで固体撮像素子１の受光
画素からシフトレジスタへ情報電荷を転送させた後、水
平同期信号ＨＴに従うタイミングで１行ずつ情報電荷を
転送出力させることにより、画像信号Ｙ0(t)を得られる
ようにしている。タイミング制御回路３は、一定周期の
基準クロックに基づいて垂直走査信号ＶＴ及び水平同期
信号ＨＴを生成し、駆動回路２に供給する。この垂直同
期信号ＶＴ及び水平同期信号ＨＴは、固体撮像素子１の
垂直走査及び水平走査のタイミングを決定するためのも
のであり、所定のテレビジョン方式に従って生成され
る。同時に、画像信号Ｙ0(t)を垂直同期信号ＶＴ及び水
平同期信号ＨＴに従い規格化するタイミング信号ＰＣを
生成し、後述する信号処理回路４へ供給する。また、タ
イミング制御回路３は、画像確定指示ＤＩに応答し、駆
動回路２の連続撮像動作を停止させると共に、信号処理
回路４に画像信号Ｙ0(t)に対応した特定の１画面の画像
データＤ(n)を出力させる。
レジスタに対して多相の垂直転送クロックφv及び水平
転送クロックφhを供給し、複数の受光画素に蓄積され
る情報電荷を所定の順序で転送出力させる。即ち、垂直
同期信号ＶＴに従うタイミングで固体撮像素子１の受光
画素からシフトレジスタへ情報電荷を転送させた後、水
平同期信号ＨＴに従うタイミングで１行ずつ情報電荷を
転送出力させることにより、画像信号Ｙ0(t)を得られる
ようにしている。タイミング制御回路３は、一定周期の
基準クロックに基づいて垂直走査信号ＶＴ及び水平同期
信号ＨＴを生成し、駆動回路２に供給する。この垂直同
期信号ＶＴ及び水平同期信号ＨＴは、固体撮像素子１の
垂直走査及び水平走査のタイミングを決定するためのも
のであり、所定のテレビジョン方式に従って生成され
る。同時に、画像信号Ｙ0(t)を垂直同期信号ＶＴ及び水
平同期信号ＨＴに従い規格化するタイミング信号ＰＣを
生成し、後述する信号処理回路４へ供給する。また、タ
イミング制御回路３は、画像確定指示ＤＩに応答し、駆
動回路２の連続撮像動作を停止させると共に、信号処理
回路４に画像信号Ｙ0(t)に対応した特定の１画面の画像
データＤ(n)を出力させる。
【０００５】信号処理回路４は、固体撮像素子１から出
力される画像信号Ｙ0(t)を取り込み、タイミング信号Ｐ
Ｃに従ってサンプルホールド、レベル補正等の各種の処
理を施し、所定のフォーマットに準じた画像信号Ｙ1(t)
として表示器５へ供給する。この信号処理回路４は、Ａ
／Ｄ変換器及びＤ／Ａ変換器を含み、画像信号Ｙ0(t)を
デジタルデータとして信号処理を施し、所定の信号処理
が完了した後にアナログ値の画像信号Ｙ1(t)に戻して表
示器５へ供給するように構成される。さらに、信号処理
回路４は、タイミング制御回路３が画像確定指示ＤＩを
受けたときの画像信号Ｙ0(t)の１画面分に対応するデジ
タル画像データＤ(n)を静止画出力として外部へ供給す
る。表示器５は、ＬＣＤパネル等からなり、信号処理回
路４から供給される画像信号Ｙ1(t)に従う固体撮像素子
１が撮らえた画像を連続して表示する。尚、画像確定指
示ＤＩを受けた後には、静止画出力として出力される画
像データＤ(n)に対応する静止画像を表示する。
力される画像信号Ｙ0(t)を取り込み、タイミング信号Ｐ
Ｃに従ってサンプルホールド、レベル補正等の各種の処
理を施し、所定のフォーマットに準じた画像信号Ｙ1(t)
として表示器５へ供給する。この信号処理回路４は、Ａ
／Ｄ変換器及びＤ／Ａ変換器を含み、画像信号Ｙ0(t)を
デジタルデータとして信号処理を施し、所定の信号処理
が完了した後にアナログ値の画像信号Ｙ1(t)に戻して表
示器５へ供給するように構成される。さらに、信号処理
回路４は、タイミング制御回路３が画像確定指示ＤＩを
受けたときの画像信号Ｙ0(t)の１画面分に対応するデジ
タル画像データＤ(n)を静止画出力として外部へ供給す
る。表示器５は、ＬＣＤパネル等からなり、信号処理回
路４から供給される画像信号Ｙ1(t)に従う固体撮像素子
１が撮らえた画像を連続して表示する。尚、画像確定指
示ＤＩを受けた後には、静止画出力として出力される画
像データＤ(n)に対応する静止画像を表示する。
【０００６】図４は、フレーム転送方式のＣＣＤ固体撮
像素子１の構成を示す模式図で、図５は、同期信号と固
体撮像素子１を駆動する各転送クロックとの関係を示す
タイミング図である。この図においては、図面を簡略化
するため、受光画素の配列を１２行×１６列で示してあ
る。フレーム転送方式のＣＣＤ固体撮像素子１は、受光
部１ｉ、蓄積部１ｓ、水平転送部１ｈ及び出力部１ｄよ
り構成される。受光部１ｉは、垂直方向に連続する互い
に平行な複数のＣＣＤシフトレジスタからなり、これら
のシフトレジスタの各ビットがそれぞれ受光画素を構成
する。この受光部１ｉには、垂直同期信号ＶＴに同期す
る多相のフレーム転送クロックφfが印加され、撮像期
間中に各受光画素に蓄積された情報電荷が垂直走査のブ
ランキング期間に蓄積部１ｓへ高速転送される。
像素子１の構成を示す模式図で、図５は、同期信号と固
体撮像素子１を駆動する各転送クロックとの関係を示す
タイミング図である。この図においては、図面を簡略化
するため、受光画素の配列を１２行×１６列で示してあ
る。フレーム転送方式のＣＣＤ固体撮像素子１は、受光
部１ｉ、蓄積部１ｓ、水平転送部１ｈ及び出力部１ｄよ
り構成される。受光部１ｉは、垂直方向に連続する互い
に平行な複数のＣＣＤシフトレジスタからなり、これら
のシフトレジスタの各ビットがそれぞれ受光画素を構成
する。この受光部１ｉには、垂直同期信号ＶＴに同期す
る多相のフレーム転送クロックφfが印加され、撮像期
間中に各受光画素に蓄積された情報電荷が垂直走査のブ
ランキング期間に蓄積部１ｓへ高速転送される。
【０００７】蓄積部１ｓは、受光部１ｉのシフトレジス
タに連続し、ビット数が一致する複数のＣＣＤシフトレ
ジスタからなり、これらのシフトレジスタの各ビットに
受光部１ｉの各受光画素から転送出力される情報電荷を
それぞれ一時的に蓄積する。この蓄積部１ｓには、垂直
同期信号ＶＴ及び水平同期信号ＨＴに同期した多相の垂
直転送クロックφvが印加され、受光部１ｉから情報電
荷が１画面単位で取り込まれると共に、取り込まれた情
報電荷が水平走査のブランキング期間に１行単位で水平
転送部１ｈへ転送される。
タに連続し、ビット数が一致する複数のＣＣＤシフトレ
ジスタからなり、これらのシフトレジスタの各ビットに
受光部１ｉの各受光画素から転送出力される情報電荷を
それぞれ一時的に蓄積する。この蓄積部１ｓには、垂直
同期信号ＶＴ及び水平同期信号ＨＴに同期した多相の垂
直転送クロックφvが印加され、受光部１ｉから情報電
荷が１画面単位で取り込まれると共に、取り込まれた情
報電荷が水平走査のブランキング期間に１行単位で水平
転送部１ｈへ転送される。
【０００８】水平転送部１ｈは、蓄積部１ｓの各シフト
レジスタの出力が各ビットに結合された単一のＣＣＤシ
フトレジスタからなり、蓄積部１ｓの各シフトレジスタ
から転送出力される情報電荷を各ビットに受ける。この
水平転送部１ｈには、水平同期信号ＨＴに同期した多相
の水平転送クロックφhが印加され、蓄積部１ｓの各シ
フトレジスタから１水平ライン単位で転送出力される情
報電荷が順次出力部１ｄ側へ転送される。
レジスタの出力が各ビットに結合された単一のＣＣＤシ
フトレジスタからなり、蓄積部１ｓの各シフトレジスタ
から転送出力される情報電荷を各ビットに受ける。この
水平転送部１ｈには、水平同期信号ＨＴに同期した多相
の水平転送クロックφhが印加され、蓄積部１ｓの各シ
フトレジスタから１水平ライン単位で転送出力される情
報電荷が順次出力部１ｄ側へ転送される。
【０００９】出力部１ｄは、水平転送部１ｈの出力側で
情報電荷を受ける容量を含み、水平転送部１ｈから転送
出力される情報電荷を受けて電荷量に応じた電圧値を出
力する。この出力部１ｄには、水平転送クロックφhに
従うリセットクロックφrが印加され、水平転送部１ｈ
から順次転送出力される情報電荷を１画素単位で排出さ
せることにより、１画素毎の情報電荷量に対応する電圧
値を取り出すようにしている。ここで出力される電圧値
の変化が画像信号Ｙ0(t)となる。
情報電荷を受ける容量を含み、水平転送部１ｈから転送
出力される情報電荷を受けて電荷量に応じた電圧値を出
力する。この出力部１ｄには、水平転送クロックφhに
従うリセットクロックφrが印加され、水平転送部１ｈ
から順次転送出力される情報電荷を１画素単位で排出さ
せることにより、１画素毎の情報電荷量に対応する電圧
値を取り出すようにしている。ここで出力される電圧値
の変化が画像信号Ｙ0(t)となる。
【００１０】このような、フレーム転送方式の固体撮像
素子１は、撮像して得られた情報電荷を一時的に蓄積す
る蓄積部１ｓが、受光部１ｉの受光画素から離れている
ため、受光画素からの不要な電荷の漏れ込みが少ない。
このため、固体撮像素子から任意のタイミングで情報電
荷を読み出して静止画像を得る電子スチルカメラに適し
ている。
素子１は、撮像して得られた情報電荷を一時的に蓄積す
る蓄積部１ｓが、受光部１ｉの受光画素から離れている
ため、受光画素からの不要な電荷の漏れ込みが少ない。
このため、固体撮像素子から任意のタイミングで情報電
荷を読み出して静止画像を得る電子スチルカメラに適し
ている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述の固体撮像素子１
においては、垂直同期信号ＶＴの周期と受光画素の数と
に応じて垂直転送クロックφv及び水平転送クロックφh
の周波数が設定される。即ち、垂直走査の間に垂直方向
の受光画素数（水平ライン数）に応じた回数の水平走査
を可能にし、各水平走査の間に１水平ラインの全受光画
素から情報電荷を読み出せるように垂直転送クロックφ
v及び水平転送クロックφhの周波数が設定される。従っ
て、固体撮像素子１１の受光画素の数が多くなれば、垂
直転送クロックφv及び水平転送クロックφhの周波数は
高くなる。例えば、固体撮像素子１１の受光画素が６０
０（Ｖ）×８００（Ｈ）で、毎秒３０フレームの画像を
得ようとする場合、ブランキング期間を無視したとして
も出力の周波数は、１４．４ＭＨｚとなるため、実際の
水平転送クロックφhは、周波数を２０ＭＨｚ程度に設
定しなければならない。
においては、垂直同期信号ＶＴの周期と受光画素の数と
に応じて垂直転送クロックφv及び水平転送クロックφh
の周波数が設定される。即ち、垂直走査の間に垂直方向
の受光画素数（水平ライン数）に応じた回数の水平走査
を可能にし、各水平走査の間に１水平ラインの全受光画
素から情報電荷を読み出せるように垂直転送クロックφ
v及び水平転送クロックφhの周波数が設定される。従っ
て、固体撮像素子１１の受光画素の数が多くなれば、垂
直転送クロックφv及び水平転送クロックφhの周波数は
高くなる。例えば、固体撮像素子１１の受光画素が６０
０（Ｖ）×８００（Ｈ）で、毎秒３０フレームの画像を
得ようとする場合、ブランキング期間を無視したとして
も出力の周波数は、１４．４ＭＨｚとなるため、実際の
水平転送クロックφhは、周波数を２０ＭＨｚ程度に設
定しなければならない。
【００１２】半導体構成のＣＣＤシフトレジスタでは、
転送クロックの周波数が高くなると、電極の電位の変化
が転送クロックに十分に追従できなくなるため、情報電
荷の転送能力が低くなる。従って、シフトレジスタ内で
情報電荷の転送残りが生じやすくなり、画像信号のＳ／
Ｎ比が低下して再生画面の画質が劣化する。このような
画質の劣化は、画像信号により静止画像を表示したとき
に目立ちやすくなる。
転送クロックの周波数が高くなると、電極の電位の変化
が転送クロックに十分に追従できなくなるため、情報電
荷の転送能力が低くなる。従って、シフトレジスタ内で
情報電荷の転送残りが生じやすくなり、画像信号のＳ／
Ｎ比が低下して再生画面の画質が劣化する。このような
画質の劣化は、画像信号により静止画像を表示したとき
に目立ちやすくなる。
【００１３】そこで本発明は、固体撮像素子の受光画素
の数を増やしたときの転送クロックの高周波数化に伴う
画質の劣化を防止することを目的とする。
の数を増やしたときの転送クロックの高周波数化に伴う
画質の劣化を防止することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために成されたものであり、その特徴とすると
ころは、被写体画像を繰り返し撮像して１画面単位で画
像情報が連続する第１の画像信号を得る第１の撮像動作
と、上記第１の画像信号で表示される連続画像の内の１
つに対応する被写体画像を新たに撮像して１画面分の画
像情報を含む第２の画像信号を得る第２の撮像動作と、
を実行する固体撮像装置であって、複数の受光画素が行
列配置された受光部及び上記複数の受光画素に対応する
複数の蓄積画素が行列配置された蓄積部を含む固体撮像
素子と、上記固体撮像素子の受光部に被写体画像を結像
するレンズ機構と、上記レンズ機構を通して上記固体撮
像素子の受光部に照射される光の光路上で開閉制御され
るシャッタ機構と、第１の撮像動作で、上記シャッタ機
構を開き、上記固体撮像素子の受光部の各受光画素に継
続的に蓄積される情報電荷を一定の周期で蓄積部の蓄積
画素へ転送した後、蓄積部から１行単位で転送出力して
第１の画像信号を得ると共に、第２の撮像動作で、上記
シャッタ機構を所定の期間開いた後に閉じ、上記固体撮
像素子の受光部の各受光画素に蓄積された情報電荷を蓄
積部の蓄積画素へ転送した後、蓄積部から１行単位で転
送出力して第２の画像信号を得る駆動回路と、を備え、
上記駆動回路は、上記固体撮像素子の蓄積部から情報電
荷を転送出力する転送周波数を、上記第２の撮像動作で
上記第１の撮像動作よりも低く設定したことにある。
解決するために成されたものであり、その特徴とすると
ころは、被写体画像を繰り返し撮像して１画面単位で画
像情報が連続する第１の画像信号を得る第１の撮像動作
と、上記第１の画像信号で表示される連続画像の内の１
つに対応する被写体画像を新たに撮像して１画面分の画
像情報を含む第２の画像信号を得る第２の撮像動作と、
を実行する固体撮像装置であって、複数の受光画素が行
列配置された受光部及び上記複数の受光画素に対応する
複数の蓄積画素が行列配置された蓄積部を含む固体撮像
素子と、上記固体撮像素子の受光部に被写体画像を結像
するレンズ機構と、上記レンズ機構を通して上記固体撮
像素子の受光部に照射される光の光路上で開閉制御され
るシャッタ機構と、第１の撮像動作で、上記シャッタ機
構を開き、上記固体撮像素子の受光部の各受光画素に継
続的に蓄積される情報電荷を一定の周期で蓄積部の蓄積
画素へ転送した後、蓄積部から１行単位で転送出力して
第１の画像信号を得ると共に、第２の撮像動作で、上記
シャッタ機構を所定の期間開いた後に閉じ、上記固体撮
像素子の受光部の各受光画素に蓄積された情報電荷を蓄
積部の蓄積画素へ転送した後、蓄積部から１行単位で転
送出力して第２の画像信号を得る駆動回路と、を備え、
上記駆動回路は、上記固体撮像素子の蓄積部から情報電
荷を転送出力する転送周波数を、上記第２の撮像動作で
上記第１の撮像動作よりも低く設定したことにある。
【００１５】本発明によれば、静止画像を得るための第
２の撮像動作に限ってシャッタ機構が動作し、受光部へ
の光の照射が遮断されるようになる。この状態のとき、
第１の撮像動作のときと比較して、蓄積部から情報電荷
を転送出力する転送周波数を低く設定したことにより、
固体撮像素子の転送効率が低くなるのを防止できる。
２の撮像動作に限ってシャッタ機構が動作し、受光部へ
の光の照射が遮断されるようになる。この状態のとき、
第１の撮像動作のときと比較して、蓄積部から情報電荷
を転送出力する転送周波数を低く設定したことにより、
固体撮像素子の転送効率が低くなるのを防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の固体撮像素子の
実施形態を説明するブロック図であり、図２は、その動
作を説明するタイミング図である。本発明の固体撮像装
置は、動画を表示する第１の画像信号を得るための第１
の撮像動作と、静止画を表示する第２の画像信号を得る
ための第２の撮像動作と、を外部からの指示に応答して
実行するものである。
実施形態を説明するブロック図であり、図２は、その動
作を説明するタイミング図である。本発明の固体撮像装
置は、動画を表示する第１の画像信号を得るための第１
の撮像動作と、静止画を表示する第２の画像信号を得る
ための第２の撮像動作と、を外部からの指示に応答して
実行するものである。
【００１７】ＣＣＤ固体撮像素子１１は、図４に示す固
体撮像素子１と同じフレーム転送方式であり、受光部及
び蓄積部を有する。この固体撮像素子１１は、第１の撮
像動作において、一定の周期で連続して画像を表示する
第１の画像信号Ｙ0(t)を出力し、第２の撮像動作におい
て、１画面分の画像を表示する第２の画像信号ｙ0(t)を
出力する。
体撮像素子１と同じフレーム転送方式であり、受光部及
び蓄積部を有する。この固体撮像素子１１は、第１の撮
像動作において、一定の周期で連続して画像を表示する
第１の画像信号Ｙ0(t)を出力し、第２の撮像動作におい
て、１画面分の画像を表示する第２の画像信号ｙ0(t)を
出力する。
【００１８】駆動回路１２は、固体撮像素子１１の各部
に対して多相のフレーム転送クロックφｆ、垂直転送ク
ロックφv及び水平転送クロックφhを供給し、各受光画
素に蓄積される情報電荷を所定の順序で転送出力させ
る。この駆動回路１２は、周波数の異なる２種類の基準
クロックＣＫＨ、ＣＫＬの何れかに従い、フレーム転送
クロックφｆ、垂直転送クロックφv及び水平転送クロ
ックφhを生成するように構成される。即ち、固体撮像
素子１１を連続して動作させる第１の撮像動作において
は、例えば周波数２０ＭＨｚの高い第１の基準クロック
ＣＫＨに基づいて各転送クロックを生成する。そして、
固体撮像素子１１を１回だけ動作させる第２の撮像動作
においては、例えば周波数２００ｋＨｚの第２の基準ク
ロックＣＫＬに基づいて各転送クロックを生成するよう
に構成される。
に対して多相のフレーム転送クロックφｆ、垂直転送ク
ロックφv及び水平転送クロックφhを供給し、各受光画
素に蓄積される情報電荷を所定の順序で転送出力させ
る。この駆動回路１２は、周波数の異なる２種類の基準
クロックＣＫＨ、ＣＫＬの何れかに従い、フレーム転送
クロックφｆ、垂直転送クロックφv及び水平転送クロ
ックφhを生成するように構成される。即ち、固体撮像
素子１１を連続して動作させる第１の撮像動作において
は、例えば周波数２０ＭＨｚの高い第１の基準クロック
ＣＫＨに基づいて各転送クロックを生成する。そして、
固体撮像素子１１を１回だけ動作させる第２の撮像動作
においては、例えば周波数２００ｋＨｚの第２の基準ク
ロックＣＫＬに基づいて各転送クロックを生成するよう
に構成される。
【００１９】タイミング制御回路１３は、一定周期の基
準クロックに基づいて、垂直同期信号ＶＴ及び水平同期
信号ＨＴを生成し、駆動回路１２に供給する。これら垂
直同期信号ＶＴ及び水平同期信号ＨＴは、第１の撮像動
作で駆動回路１２を連続動作させて固体撮像素子１１か
ら、動画を表示する画像信号Ｙ0(t)を得られるようにす
る。そして、第２の撮像動作で駆動回路１２を１回だけ
動作させて固体撮像素子１１から静止画を表示する画像
信号ｙ0(t)を得られるようにする。また、タイミング制
御回路１３は、第１の撮像動作ではシャッタ機構１７を
開き、第２の撮像動作では一定の期間シャッタ機構１７
を開いた後に閉じるように指示するシャッタ制御信号Ｓ
Ｔを生成してシャッタ駆動回路１８へ供給する。
準クロックに基づいて、垂直同期信号ＶＴ及び水平同期
信号ＨＴを生成し、駆動回路１２に供給する。これら垂
直同期信号ＶＴ及び水平同期信号ＨＴは、第１の撮像動
作で駆動回路１２を連続動作させて固体撮像素子１１か
ら、動画を表示する画像信号Ｙ0(t)を得られるようにす
る。そして、第２の撮像動作で駆動回路１２を１回だけ
動作させて固体撮像素子１１から静止画を表示する画像
信号ｙ0(t)を得られるようにする。また、タイミング制
御回路１３は、第１の撮像動作ではシャッタ機構１７を
開き、第２の撮像動作では一定の期間シャッタ機構１７
を開いた後に閉じるように指示するシャッタ制御信号Ｓ
Ｔを生成してシャッタ駆動回路１８へ供給する。
【００２０】信号処理回路１４は、Ａ／Ｄ変換器及びＤ
／Ａ変換器を含み、画像信号Ｙ0(t)、ｙ0(t)をデジタル
データとして信号処理を施し、所定の信号処理が完了し
た後にアナログ値の画像信号Ｙ1(t)、ｙ1(t)に戻して表
示器１５へ供給するように構成される。この信号処理回
路１４は、第１の撮像動作において、固体撮像素子１１
から出力される画像信号Ｙ0(t)を取り込み、タイミング
信号ＰＣに従い、サンプルホールド、レベル補正等の各
種の処理を施し、所定のフォーマットに従う画像信号Ｙ
1(t)として表示器１５へ供給する。また、第２の撮像動
作において、固体撮像素子１１から出力される画像信号
ｙ0(t)を取り込み、画像信号Ｙ0(t)と同様に、サンプル
ホールド、レベル補正等の各種の処理を施した後、画像
信号ｙ0(t)に対応するデジタル画像データＤ(n)を静止
画出力として外部へ供給する。このとき、表示器５に対
しても、静止画出力に対応し、画像信号ｙ1(t)を供給す
る。表示器１５は、ＬＣＤパネル等からなり、信号処理
回路１４から供給される画像信号Ｙ1(t)、ｙ1(t)に従う
画像を表示する。
／Ａ変換器を含み、画像信号Ｙ0(t)、ｙ0(t)をデジタル
データとして信号処理を施し、所定の信号処理が完了し
た後にアナログ値の画像信号Ｙ1(t)、ｙ1(t)に戻して表
示器１５へ供給するように構成される。この信号処理回
路１４は、第１の撮像動作において、固体撮像素子１１
から出力される画像信号Ｙ0(t)を取り込み、タイミング
信号ＰＣに従い、サンプルホールド、レベル補正等の各
種の処理を施し、所定のフォーマットに従う画像信号Ｙ
1(t)として表示器１５へ供給する。また、第２の撮像動
作において、固体撮像素子１１から出力される画像信号
ｙ0(t)を取り込み、画像信号Ｙ0(t)と同様に、サンプル
ホールド、レベル補正等の各種の処理を施した後、画像
信号ｙ0(t)に対応するデジタル画像データＤ(n)を静止
画出力として外部へ供給する。このとき、表示器５に対
しても、静止画出力に対応し、画像信号ｙ1(t)を供給す
る。表示器１５は、ＬＣＤパネル等からなり、信号処理
回路１４から供給される画像信号Ｙ1(t)、ｙ1(t)に従う
画像を表示する。
【００２１】レンズ機構１６は、固体撮像素子１１の受
光部に対応して配置され、被写体からの光を取り込んで
固体撮像素子の受光部に被写体画像を結像する。シャッ
タ機構１７は、レンズ機構１６と固体撮像素子１１との
間に配置され、固体撮像素子１１の受光部に照射される
光を必要に応じて遮断する。このシャッタ機構１７は、
光の透過の制御が可能なものであればよく、液晶パネル
や遮光板等を用いることが考えられる。シャッタ駆動回
路１８は、後述するタイミング制御回路１３から供給さ
れるシャッタ制御信号ＳＴに基づいて駆動クロックφd
を発生し、シャッタ機構１７を開閉駆動する。例えば、
シャッタ制御信号ＳＴが立ち上げられている間はシャッ
タ機構１７を開き、立ち下げられている間はシャッタ機
構を閉じるように構成される。
光部に対応して配置され、被写体からの光を取り込んで
固体撮像素子の受光部に被写体画像を結像する。シャッ
タ機構１７は、レンズ機構１６と固体撮像素子１１との
間に配置され、固体撮像素子１１の受光部に照射される
光を必要に応じて遮断する。このシャッタ機構１７は、
光の透過の制御が可能なものであればよく、液晶パネル
や遮光板等を用いることが考えられる。シャッタ駆動回
路１８は、後述するタイミング制御回路１３から供給さ
れるシャッタ制御信号ＳＴに基づいて駆動クロックφd
を発生し、シャッタ機構１７を開閉駆動する。例えば、
シャッタ制御信号ＳＴが立ち上げられている間はシャッ
タ機構１７を開き、立ち下げられている間はシャッタ機
構を閉じるように構成される。
【００２２】第１の撮像動作においては、タイミング制
御回路１３で垂直同期信号ＶＴ及び水平同期信号ＨＴを
連続的に生成し、駆動回路１２を周期的に動作させる。
これにより、固体撮像素子１１は、垂直同期信号ＶＴに
従う周期で動作を繰り返し、動画を表示する画像信号Ｙ
0(t)を出力する。このとき、シャッタ制御信号ＳＴは、
立ち上げられたままであり、シャッタ駆動回路１８は、
シャッタ機構１７を開いたままの状態に維持する。
御回路１３で垂直同期信号ＶＴ及び水平同期信号ＨＴを
連続的に生成し、駆動回路１２を周期的に動作させる。
これにより、固体撮像素子１１は、垂直同期信号ＶＴに
従う周期で動作を繰り返し、動画を表示する画像信号Ｙ
0(t)を出力する。このとき、シャッタ制御信号ＳＴは、
立ち上げられたままであり、シャッタ駆動回路１８は、
シャッタ機構１７を開いたままの状態に維持する。
【００２３】第１の撮像動作が継続しているときに、画
像確定指示ＤＧが入力されると、先ず、シャッタ制御信
号ＳＴが立ち下げられて一旦シャッタ機構１７が閉じら
れ、固体撮像素子１１の受光部が遮光される。この状態
でフレーム転送動作を行い受光部の各受光画素に蓄積さ
れている情報電荷を排出させる。この排出動作は、それ
までの転送動作と同じ動作をさらに１回繰り返すことに
より達成される。
像確定指示ＤＧが入力されると、先ず、シャッタ制御信
号ＳＴが立ち下げられて一旦シャッタ機構１７が閉じら
れ、固体撮像素子１１の受光部が遮光される。この状態
でフレーム転送動作を行い受光部の各受光画素に蓄積さ
れている情報電荷を排出させる。この排出動作は、それ
までの転送動作と同じ動作をさらに１回繰り返すことに
より達成される。
【００２４】排出動作が完了した時点で第１の撮像動作
は終了し、第２の撮像動作に移る。第２の撮像動作で
は、シャッタ制御信号ＳＴを所定の期間だけ立ち上げて
シャッタ機構１７を開放し、固体撮像素子１１の受光部
の各受光画素に情報電荷を蓄積させる。このシャッタ機
構１７の開放時間は、被写体輝度に合わせて設定するよ
うにし、固体撮像素子１１の受光部に蓄積される情報電
荷の量の平均が所定の範囲に納まるようにする。ここ
で、最適なシャッタ開放時間は、第１の撮像動作で得ら
れる画像信号Ｙ0(t)の平均レベルに基づいて設定するこ
と、被写体の輝度を直接測定して設定することなどが考
えられる。そして、シャッタ制御信号ＳＴが立ち下げら
れた後、新たにフレーム転送動作を行い、受光部の各受
光画素に蓄積された情報電荷を蓄積部へ転送し、さら
に、蓄積部から水平同期信号ＨＴに従って１行単位で転
送出力する。このとき、駆動回路１２では、周波数の低
い第２の基準クロックＣＫＬが選択されているため、水
平転送時に情報電荷は確実に転送されて転送不良が生じ
ることは少なく、画像信号ｙ0(t)のＳ／Ｎ比は高いまま
に維持される。
は終了し、第２の撮像動作に移る。第２の撮像動作で
は、シャッタ制御信号ＳＴを所定の期間だけ立ち上げて
シャッタ機構１７を開放し、固体撮像素子１１の受光部
の各受光画素に情報電荷を蓄積させる。このシャッタ機
構１７の開放時間は、被写体輝度に合わせて設定するよ
うにし、固体撮像素子１１の受光部に蓄積される情報電
荷の量の平均が所定の範囲に納まるようにする。ここ
で、最適なシャッタ開放時間は、第１の撮像動作で得ら
れる画像信号Ｙ0(t)の平均レベルに基づいて設定するこ
と、被写体の輝度を直接測定して設定することなどが考
えられる。そして、シャッタ制御信号ＳＴが立ち下げら
れた後、新たにフレーム転送動作を行い、受光部の各受
光画素に蓄積された情報電荷を蓄積部へ転送し、さら
に、蓄積部から水平同期信号ＨＴに従って１行単位で転
送出力する。このとき、駆動回路１２では、周波数の低
い第２の基準クロックＣＫＬが選択されているため、水
平転送時に情報電荷は確実に転送されて転送不良が生じ
ることは少なく、画像信号ｙ0(t)のＳ／Ｎ比は高いまま
に維持される。
【００２５】以上の実施形態においては、駆動回路１２
に供給する基準クロックの周波数を切り換えるようにし
て各転送クロックの周波数を切り換える場合を例示して
いるが、駆動回路１２の内部で分周率を切り換えるよう
にして転送クロックの周波数を切り換えることも可能で
ある。この場合、第２の撮像動作で周波数を低く設定す
るのは、水平転送クロックφhのみでよい。
に供給する基準クロックの周波数を切り換えるようにし
て各転送クロックの周波数を切り換える場合を例示して
いるが、駆動回路１２の内部で分周率を切り換えるよう
にして転送クロックの周波数を切り換えることも可能で
ある。この場合、第２の撮像動作で周波数を低く設定す
るのは、水平転送クロックφhのみでよい。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、画像の劣化が目立ちや
すい静止画を得る第２の撮像動作において、転送クロッ
クの周波数が低く設定されるため、固体撮像素子のシフ
トレジスタの転送効率の低下が防止される。従って、画
像信号のＳ／Ｎ比の低下を防止して画像信号により表さ
れる静止画の画質の劣化を防止することができる。
すい静止画を得る第２の撮像動作において、転送クロッ
クの周波数が低く設定されるため、固体撮像素子のシフ
トレジスタの転送効率の低下が防止される。従って、画
像信号のＳ／Ｎ比の低下を防止して画像信号により表さ
れる静止画の画質の劣化を防止することができる。
【００２７】また、シャッタ機構は、第２の撮像動作で
のみ動作するため、シャッタ機構を駆動することによる
電力消費を低減することができる。
のみ動作するため、シャッタ機構を駆動することによる
電力消費を低減することができる。
【図１】本発明の固体撮像装置の実施形態を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】本発明の固体撮像装置の動作を説明するタイミ
ング図である。
ング図である。
【図３】従来の固体撮像装置の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図４】従来のフレーム転送方式の固体撮像素子の概略
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図５】フレーム転送方式の固体撮像素子の動作を説明
するタイミング図である。
するタイミング図である。
１、１１ ＣＣＤ固体撮像素子
１ｉ 受光部
１ｓ 蓄積部
１ｈ 水平転送部
１ｄ 出力部
２、１２ ＣＣＤ駆動回路
３、１３ タイミング制御回路
４、１４ 信号処理回路
５、１５ 表示器
１６ レンズ機構
１７ シャッタ機構
１８ シャッタ駆動回路
Claims (2)
- 【請求項１】 被写体画像を繰り返し撮像して１画面単
位で画像情報が連続する第１の画像信号を得る第１の撮
像動作と、上記第１の画像信号で表示される連続画像の
内の１つに対応する被写体画像を新たに撮像して１画面
分の画像情報を含む第２の画像信号を得る第２の撮像動
作と、を実行する固体撮像装置であって、複数の受光画
素が行列配置された受光部及び上記複数の受光画素に対
応する複数の蓄積画素が行列配置された蓄積部を含む固
体撮像素子と、上記固体撮像素子の受光部に被写体画像
を結像するレンズ機構と、上記レンズ機構を通して上記
固体撮像素子の受光部に照射される光の光路上で開閉制
御されるシャッタ機構と、第１の撮像動作で、上記シャ
ッタ機構を開き、上記固体撮像素子の受光部の各受光画
素に継続的に蓄積される情報電荷を一定の周期で蓄積部
の蓄積画素へ転送した後、蓄積部から１行単位で転送出
力して第１の画像信号を得ると共に、第２の撮像動作
で、上記シャッタ機構を所定の期間開いた後に閉じ、上
記固体撮像素子の受光部の各受光画素に蓄積された情報
電荷を蓄積部の蓄積画素へ転送した後、蓄積部から１行
単位で転送出力して第２の画像信号を得る駆動回路と、
を備え、上記駆動回路は、上記第２の撮像動作のとき、
上記シャッタ機構を閉じた状態で上記受光部から上記蓄
積部への情報電荷の転送及び上記蓄積部からの情報電荷
の転送出力を行うと共に、上記受光部から上記蓄積部へ
の情報電荷の転送周波数を、上記第１の撮像動作よりも
低く設定したことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 上記駆動回路は、上記第１の撮像動作と
上記第２の撮像動作とで周波数が切り換えられる基準ク
ロックに応答して多相の転送クロックを生成し、この転
送クロックを上記固体撮像素子に供給することを特徴と
する請求項１に記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08363698A JP3421570B2 (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08363698A JP3421570B2 (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11284914A JPH11284914A (ja) | 1999-10-15 |
| JP3421570B2 true JP3421570B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=13807961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08363698A Expired - Fee Related JP3421570B2 (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3421570B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003018478A (ja) * | 2001-07-04 | 2003-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 撮像装置 |
-
1998
- 1998-03-30 JP JP08363698A patent/JP3421570B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11284914A (ja) | 1999-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |