JP3981173B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置、より詳しくは、光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなる撮像素子を備えた撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学的に結像した被写体像を電気信号に変換する撮像装置は、従来より種々のものが提案されていて、このような撮像装置においては、例えば光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなる撮像素子を備えて、この撮像素子により上記光学被写体像から電気信号への変換を行っている。
【０００３】
このような撮像素子には種々のタイプのものが知られているが、例えば縦型オーバーフロードレイン型ＣＣＤの構成を、本発明の実施形態に係る図１のブロック図を引用して説明する。なお、ここではインターライン転送のＣＣＤについて説明する。
【０００４】
このＣＣＤは、水平方向および垂直方向に二次元状に配列されていて光を受けて電荷の蓄積を行うフォトダイオード１と、このフォトダイオード１に蓄積された電荷を図示しないトランスファゲートを介して受け取った後に順次垂直方向へ転送する垂直シフトレジスタ２と、この垂直シフトレジスタ２により転送される電荷を水平方向へ順次転送する水平シフトレジスタ３と、この水平シフトレジスタ３の出力信号を増幅して出力する信号検出器４とを備えて構成されている。
【０００５】
図２は、やはり本発明の実施形態に係るものであり、上記図１に示したようなＣＣＤを有してなる撮像装置の構成を示すブロック図である。この図２を引用して撮像装置の構成について説明する。
【０００６】
この撮像装置は、被写体光束を後述するＣＣＤ１３の受光面に結像するレンズ１１と、このレンズ１１からの被写体光束を通過させるか遮光するかを制御する例えばメカニカルシャッタでなる光遮蔽手段１２と、この光遮蔽手段１２を通過した被写体光束を電気信号に変換するＣＣＤ１３と、このＣＣＤ１３からの電気信号に種々の処理を施して映像信号１５として出力する信号処理回路１４と、上記光遮蔽手段１２を制御するドライバ１６と、上記ＣＣＤ１３に対して上記フォトダイオード１への信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、上記垂直シフトレジスタ２を駆動するためのパルス、上記水平シフトレジスタ３を駆動するためのパルスを供給するとともに上記信号処理回路１４に対して該ＣＣＤ１３と同期して駆動するためのパルスを供給する信号発生器１７と、上記ドライバ１６および信号発生器１７を含む各回路を統括的に制御するＣＰＵ１８とを備えており、上記信号処理回路１４および信号発生器１７はデジタルシグナルプロセッサ（図中、ＤＳＰと記す。）１９に構成されている。
【０００７】
次に、上述のような構成の撮像装置を、従来の手段により駆動したときの各信号を図１０のタイミングチャートに示す。この図１０においては、垂直同期信号ＶＤ，トランスファゲートパルスＴＧ，サブパルスＳＵＢ，垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４、クランプパルスＣＬＰ，光遮蔽手段，ＣＣＤ信号について各図示している。
【０００８】
上記垂直同期信号ＶＤは、一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間を規定するパルス列（ここでは１フレームとして規定しておく）でなり、各パルスにより規定される期間をそれぞれＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８などとする。
【０００９】
上記トランスファゲートパルスＴＧは、上記フォトダイオード１に蓄積された電荷を上記垂直シフトレジスタ２へ転送するタイミングを決めるパルスであり、上記垂直同期信号ＶＤの各期間Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８を規定するパルスに同期して、符号ＴＧ０，ＴＧ１，ＴＧ２，ＴＧ３，ＴＧ４，ＴＧ５，ＴＧ６，ＴＧ７で示す各パルスが出力されている。
【００１０】
上記サブパルスＳＵＢは、この縦型オーバーフロードレイン型ＣＣＤにおいて、上記フォトダイオード１に発生した電荷を縦抜き方向に排出するパルスであり、パルスが出力されている最中は電荷の排出が行われるようになっていて、フォトダイオード１中に電荷が蓄積されるのは、時間区間ｔb1，ｔb2，ｔb3，ｔb4，ｔb5，ｔb6，ｔb7に示すようなパルスが停止しているときである。そして、この電荷の蓄積時間を制御することにより、実効的露光時間を制御するいわゆる素子シャッタを実現している。なお、上記フォトダイオード１への電荷の蓄積時間は、図示しない測光手段により被写体像を測光した結果に基づいて決定されるようになっていて、上記１フレームの期間をさらに細分化するこのサブパルスＳＵＢにより、この蓄積時間を計時している。
【００１１】
上記垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４は、上記垂直シフトレジスタ２を駆動して電荷を上記水平シフトレジスタ３側へ順次転送させるパルスである。
【００１２】
上記クランプパルスＣＬＰは、上記ＣＣＤ１３からの出力信号のオプティカルブラック部をクランプするパルスであり、これにより映像信号の電位レベルを安定化させて、黒レベルを安定に保つようになっている。
【００１３】
上記光遮蔽手段１２は、通常は常に開いていて、記録トリガによりフォトダイオード１に電荷の蓄積を行った後に、電荷の転送を行う際には遮光するようになっている。
【００１４】
上記ＣＣＤ１３の出力信号は、時間区間ｔo1，ｔo2に示すような垂直方向のオプティカルブラック部と、これらに挟まれた被写体の画像の期間である有効期間とを有して構成されていて、通常時にはオプティカルブラック部の信号レベルよりも有効期間の信号レベルの方が高くなっている。
【００１５】
そして、従来において実際に撮影するときには、例えば期間Ｖ３において撮影ボタン等が押されるなどにより記録トリガが発せられると、垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４を連続して出力することにより、垂直シフトレジスタ２内の不要電荷を時間区間ｔa に示すように高速掃き出しする。
【００１６】
その後、期間Ｖ４に入ると、決定された露光期間に基づき、サブパルスＳＵＢの時間区間ｔb4においてフォトダイオード１に電荷が蓄積され、つまり、この時間区間ｔb4が１つのフレーム画像の露光期間となる。
【００１７】
こうして期間Ｖ４内の時間区間ｔb4において露光された画像は、期間Ｖ５において信号CCD4として出力される。この信号CCD4が、記録トリガによる露光結果として上記信号検出器４から出力されるＣＣＤ信号である。
【００１８】
このＣＣＤ１３の信号を読み出す期間である期間Ｖ５中においては、光がＣＣＤ１３に到達しないように、上記光遮蔽手段１２が閉じ動作の時間区間ｔm を経て閉じられるようになっている。そして、この光遮蔽手段１２は、続く期間Ｖ６中以降に再びドライバ１６により駆動されて開けられるようになっている。
【００１９】
この光遮蔽手段１２が閉じ動作を行っている期間Ｖ５中にＣＣＤ１３により露光された画像は、続く期間Ｖ６において、信号CCD5として出力される。この信号CCD5は、上述したように光遮蔽手段１２により光が遮蔽されたときのＣＣＤ信号であるために、オプティカルブラック部の信号レベルと有効期間の信号レベルがほぼ近いものとなっている。
【００２０】
このように、従来のＣＣＤを駆動する技術手段では、記録トリガが出力された期間Ｖ３に垂直シフトレジスタ２の高速掃き出しを行い、次の期間Ｖ４に時間区間ｔb4でフォトダイオード１への電荷の蓄積を行い、さらに次の期間Ｖ５に電荷の転送を行うために光遮蔽手段１２の閉じ動作を行い、その後の期間Ｖ６内で該光遮蔽手段１２を再び開くようにしていた。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来のＣＣＤを駆動する技術手段では、上記光遮蔽手段１２による閉動作には応答時間を要するために、閉じ命令を期間Ｖ５の始端に発したとしても、実際に閉じ動作が完全に達成されるまでには時間区間ｔm を要してしまう。これにより、電荷の転送を行う期間Ｖ５内においてもＣＣＤ１３に光が当たることになってしまっていた。
【００２２】
これによってフォトダイオード１に電荷が発生するために、特に被写体が高輝度である場合などには、サブパルスＳＵＢによって電荷を縦方向に排出しても、発生した電荷の一部が垂直シフトレジスタ３の転送部に混入してしまうことがあり、本来のＣＣＤ信号に若干のスミアが重畳されることがあった。
【００２３】
これは電荷が発生する時間区間ｔm 内だけのことではなく、該時間区間ｔm に発生した電荷がフォトダイオード１の基板部に残留して、光遮蔽手段１２が完全に閉じた後でも残留電荷が垂直シフトレジスタ２により転送されてしまうことがあった。また、時間区間ｔa の掃き出し動作により、転送部のスミアは一旦除去されるが、期間Ｖ４の転送動作で混入したスミアは除去することができなかった。
【００２４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、品質の良い画像を得ることができる撮像装置を提供することを目的としている。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の発明による撮像装置は、光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなり上記光電変換素子部において生成される信号電荷を積分する時間区間を制御することによって実効的露光時間に相応する信号電荷蓄積期間を制御することが可能になされ、該信号電荷蓄積期間内に上記光電変換素子部に蓄積された信号電荷を上記垂直シフトレジスタおよび上記水平シフトレジスタを通して読出し得るようになされた撮像素子と、上記撮像素子に対し信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、上記垂直シフトレジスタを駆動するためのパルス、および上記水平シフトレジスタを駆動するためのパルスを供給する撮像素子駆動回路と、上記撮像素子の上記光電変換素子部への入射光を遮光するための動作タイミングを制御可能な遮光手段と、上記遮光手段の動作タイミングを制御するための遮光動作制御手段と、を備えてなる撮像装置であって、上記遮光動作制御手段は、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間中に上記撮像素子の上記光電変換素子部に対する実質的遮光状態を確立するように上記遮光手段の動作タイミングを制御するように構成され、上記撮像素子駆動回路は、上記単位期間の当初から当該信号電荷蓄積期間を含む時間区間に亘って上記垂直シフトレジスタおよび上記水平シフトレジスタを通常の信号転送駆動時におけるよりも高速で駆動することにより不要電荷吐き出し動作を継続的に行ない、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降上記単位期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御するように構成されたものである。
【００２６】
また、第２の発明による撮像装置は、上記第１の発明による撮像装置において、上記撮像素子駆動回路は、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降上記単位期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうに際し、上記撮像素子のオプティカルブラックの素子数に対応した数の低速の転送動作を行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御するように構成されたものである。
【００２７】
さらに、第３の発明による撮像装置は、上記第２の発明による撮像装置において、上記撮像素子駆動回路は、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降上記単位期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうに際し、上記撮像素子のオプティカルブラックの素子数に対応した数の低速の転送動作を行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御し、この低速での電荷転送動作に続く一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間の当初から上記撮像素子のオプティカルブラックの素子数に対応した数の転送動作が終了するまでの期間は、上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を休止させるようにすべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御するように構成されたものである。
【００２８】
従って、第１の発明による撮像装置は、光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなる撮像素子が上記光電変換素子部において生成される信号電荷を積分する時間区間を制御されることによって実効的露光時間に相応する信号電荷蓄積期間を制御されるとともに該信号電荷蓄積期間内に上記光電変換素子部に蓄積された信号電荷を上記垂直シフトレジスタおよび上記水平シフトレジスタを通して読出され、撮像素子駆動回路が上記撮像素子に対し信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、上記垂直シフトレジスタを駆動するためのパルス、および上記水平シフトレジスタを駆動するためのパルスを供給し、遮光手段が上記撮像素子の上記光電変換素子部への入射光を遮光するための動作タイミングを制御し、遮光動作制御手段が、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間中に上記撮像素子の上記光電変換素子部に対する実質的遮光状態を確立するように上記遮光手段の動作タイミングを制御し、上記撮像素子駆動回路が、上記単位期間の当初から当該信号電荷蓄積期間を含む時間区間に亘って上記垂直シフトレジスタおよび上記水平シフトレジスタを通常の信号転送駆動時におけるよりも高速で駆動することにより不要電荷吐き出し動作を継続的に行ない、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降上記単位期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御する。
【００２９】
また、第２の発明による撮像装置は、上記撮像素子駆動回路が、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降上記単位期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうに際し、上記撮像素子のオプティカルブラックの素子数に対応した数の低速の転送動作を行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御する。
【００３０】
さらに、第３の発明による撮像装置は、上記第２の発明による撮像装置において、上記撮像素子駆動回路が、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降上記単位期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうに際し、上記撮像素子のオプティカルブラックの素子数に対応した数の低速の転送動作を行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御し、更に、この低速での電荷転送動作に続く一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間の当初から上記撮像素子のオプティカルブラックの素子数に対応した数の転送動作が終了するまでの期間は、上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を休止させるようにすべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御する。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１から図３は本発明の第１の実施形態を示したものであり、図１は縦型オーバーフロードレイン型ＣＣＤの構成を示すブロック図、図２は撮像装置の構成を示すブロック図、図３は撮像装置を駆動したときの各信号を示すタイミングチャートである。
【００３２】
図１に示すように、このＣＣＤは、水平方向および垂直方向に二次元状に配列されていて光を受けて電荷の蓄積を行う光電変換素子部たるフォトダイオード１と、このフォトダイオード１に蓄積された電荷を図示しないトランスファゲートを介して受け取った後に順次垂直方向へ転送する垂直シフトレジスタ２と、この垂直シフトレジスタ２により転送される電荷を水平方向へ順次転送する水平シフトレジスタ３と、この水平シフトレジスタ３の出力信号を増幅して出力する信号検出器４とを備えて構成されている。
【００３３】
次に、図２に示すように、この撮像装置は、被写体光束を後述するＣＣＤ１３の受光面に結像するレンズ１１と、このレンズ１１からの被写体光束を通過させるか遮光するかを制御する例えばメカニカルシャッタでなる遮光手段たる光遮蔽手段１２と、この光遮蔽手段１２を通過した被写体光束を電気信号に変換する撮像素子たるＣＣＤ１３と、このＣＣＤ１３からの電気信号に種々の処理を施して映像信号１５として出力する信号処理回路１４と、上記光遮蔽手段１２を制御する遮光動作制御手段たるドライバ１６と、上記ＣＣＤ１３に対して上記フォトダイオード１への信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、上記垂直シフトレジスタ２を駆動するためのパルス、上記水平シフトレジスタ３を駆動するためのパルスを供給するとともに上記信号処理回路１４に対して該ＣＣＤ１３と同期して駆動するためのパルスを供給する撮像素子駆動回路たる信号発生器１７と、上記ドライバ１６および信号発生器１７を含む各回路を統括的に制御するＣＰＵ１８とを備えており、上記信号処理回路１４および信号発生器１７はデジタルシグナルプロセッサ（図中、ＤＳＰと記す。）１９に構成されている。
【００３４】
続いて、上述のような構成の撮像装置を駆動したときの各信号を図３のタイミングチャートに示す。この図３においては、垂直同期信号ＶＤ，トランスファゲートパルスＴＧ，サブパルスＳＵＢ，垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４、クランプパルスＣＬＰ，光遮蔽手段，ＣＣＤ信号について各図示している。
【００３５】
上記垂直同期信号ＶＤは、一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間を規定するパルス列でなり、各パルスにより規定される期間をそれぞれＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８などとする。
【００３６】
上記トランスファゲートパルスＴＧは、上記フォトダイオード１に蓄積された電荷を上記垂直シフトレジスタ２へ転送するタイミングを決めるパルスであり、上記垂直同期信号ＶＤの各期間Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８を規定するパルスに同期して、符号ＴＧ０，ＴＧ１，ＴＧ２，ＴＧ３，ＴＧ５，ＴＧ６，ＴＧ７で示す各パルスが出力されている。なお、符号ＴＧ４で示すパルスについては、後述するように、期間Ｖ４内に上記光遮蔽手段１２による閉じ動作が完了するようなタイミングで発せられる。
【００３７】
上記サブパルスＳＵＢは、この縦型オーバーフロードレイン型ＣＣＤにおいて、上記フォトダイオード１に発生した電荷を縦抜き方向に排出するパルスであり、パルスが出力されている最中は電荷の排出が行われるようになっていて、フォトダイオード１中に電荷が蓄積されるのは、時間区間ｔb1，ｔb2，ｔb3，ｔb4，ｔb6，ｔb7に示すようなパルスが停止しているときである。そして、この電荷の蓄積時間を制御することにより、実効的露光時間を制御するいわゆる素子シャッタを実現している。なお、上記フォトダイオード１への電荷の蓄積時間は、図示しない測光手段により被写体像を測光した結果に基づいて決定されるようになっていて、上記１フレームの期間をさらに細分化するこのサブパルスＳＵＢにより、この蓄積時間を計時している。
【００３８】
上記垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４は、上記垂直シフトレジスタ２を駆動して電荷を上記水平シフトレジスタ３側へ転送させるパルスであり、記録トリガが発せられた場合には、該垂直シフトレジスタ２内の不要電荷を時間区間ｔc に示すように高速掃き出しするようになっている。
【００３９】
上記クランプパルスＣＬＰは、上記ＣＣＤ１３からの出力信号のオプティカルブラック部をクランプするパルスであり、これにより映像信号の電位レベルを安定化させて、黒レベルを安定に保つようになっている。
【００４０】
上記光遮蔽手段１２は、通常は常に開いていて、記録トリガによりフォトダイオード１に電荷の蓄積を行った後に、電荷の転送を行う際には遮光するようになっている。
【００４１】
上記ＣＣＤ１３の出力信号は、時間区間ｔo1，ｔo2に示すような垂直方向のオプティカルブラック部と、これらに挟まれた被写体の画像の期間である有効期間とを有して構成されていて、通常時にはオプティカルブラック部の信号レベルよりも有効期間の信号レベルの方が高くなっている。
【００４２】
続いて、本実施形態の作用を、図１および図２を参照しながら、図３に沿って説明する。
【００４３】
例えば期間Ｖ３において撮影ボタン等が押されるなどにより記録トリガが発せられると、ＣＰＵ１８から信号発生器１７に電荷の読み出し制御を行わせる命令が出力される。
【００４４】
そして、期間Ｖ４に入ったところで、該期間Ｖ４の始端から、垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４を連続出力することにより、垂直シフトレジスタ２内の不要電荷を時間区間ｔc に示すように高速掃き出しする。信号CCD3には、この高速掃き出しによる信号が出力される。
【００４５】
この高速掃き出しを行っている最中に、決定された露光期間に基づき、サブパルスＳＵＢの時間区間ｔb4においてフォトダイオード１に電荷が蓄積され、符号ＴＧ４に示すトランスファゲートパルスが出力されたところで電荷の蓄積が終了するとともに、上記高速掃き出しが終了する。
【００４６】
この時間区間ｔb4が終了したところで、ＣＰＵ１８の命令に基づいてドライバ１６の制御により上記光遮蔽手段１２の閉じ動作が開始され、この期間Ｖ４内に閉じ動作が完了して完全に遮光した状態となる。ここで、光遮蔽手段１２は、特にメカニカルシャッタにより構成されている場合には、その閉じ動作を行う時間区間ｔm に多少の時間の長短（公差）が発生し得ることが知られている。そこで、上記符号ＴＧ４に示すトランスファゲートパルスは、光遮蔽手段１２の閉じ動作に伴う上述のような時間区間ｔm の公差をも考慮して、該期間Ｖ４内に確実に閉じ動作が完了するようなタイミングで発せられるように設定される。従って、フォトダイオード１への電荷蓄積を開始するタイミングは、この符号ＴＧ４に示すトランスファゲートパルスの時点から時間区間ｔb4を遡ることにより決定されている。
【００４７】
また、時間区間ｔb4における電荷の蓄積および時間区間ｔc における高速掃き出しを終了した後は、期間Ｖ４が終了するまでの時間区間ｔv においては、垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４のパルス発生を停止する。
【００４８】
つまり、光遮蔽手段１２が閉じ動作を行う時間区間ｔm を含む時間区間ｔv においては、電荷の転送を停止するようにしており、信号電荷はそのときの位置を移動することはない。
【００４９】
こうして、上記光遮蔽手段１２の閉じ動作が完全に終了して、光がＣＣＤ１３に到達しない状態となった後に、期間Ｖ５に入り、垂直シフトレジスタ２および水平シフトレジスタ３を駆動して、上記期間Ｖ４内の時間区間ｔb4においてフォトダイオード１に蓄積した電荷の転送が行われ、信号CCD4として信号検出器４から出力される。この信号CCD4が、記録トリガによる露光結果として出力されるＣＣＤ信号である。
【００５０】
その後、期間Ｖ６において光遮蔽手段１２は再びドライバ１６により駆動されて開けられる。この期間Ｖ６において出力される信号CCD5は、上述したように光が遮蔽されたときのＣＣＤ信号であるために、オプティカルブラック部の信号レベルと有効期間の信号レベルがほぼ近いものとなっている。
【００５１】
こうして、期間Ｖ３に記録トリガが出力されると、次の期間Ｖ４の始端から垂直シフトレジスタ２の高速掃き出しを行うとともに、同一の期間Ｖ４においてこれと平行して時間区間ｔb4でフォトダイオード１への電荷の蓄積を行い、さらに該期間Ｖ４内に完全に閉じ動作が終了するように光遮蔽手段１２を駆動する。そして、光遮蔽手段１２が完全に閉じ状態となった期間Ｖ５において電荷の転送を行い、その後の期間Ｖ６において、該光遮蔽手段１２を再び開くようにしている。
【００５２】
このような第１の実施形態によれば、電荷の転送を行う期間には光遮蔽手段が完全に閉じ状態となっているために、ＣＣＤに光が当たることはなく、スミアが重畳されることのない本来のＣＣＤ信号を得ることができる。
【００５３】
さらに、フォトダイオードに電荷の蓄積を行うのと同一の期間、つまり記録トリガが出力された期間の次の期間に露光終了まで高速掃き出しを行っているために、露光終了までにＣＣＤに入射した光により発生するスミアも完全に除去することができる。また、高速掃き出しのための時間区間ｔc は、露光のための時間区間ｔb4の影響を受けないために、確実に全ての垂直シフトレジスタ内の不要電荷を排出転送することができる。
【００５４】
また、光遮蔽手段の閉じ動作中は信号電荷は位置を移動しないために、スミアを発生した場合のような多量の不要電荷が隣の転送部へ混入するのを防止することができる。こうして、スミアの基本的な現象である光の尾びきの発生が抑制されて、画質を向上することが可能となる。
【００５５】
図４，図５は本発明の第２の実施形態を示したものであり、図４は撮像装置を駆動したときの各信号を示すタイミングチャート、図５は上記図４の要部を時間方向に拡大して示すタイミングチャートである。この第２の実施形態において、上述の第１の実施形態と同様である部分については説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【００５６】
この実施形態は、時間区間ｔb4における電荷の蓄積および時間区間ｔc における高速掃き出しを終了した後は、期間Ｖ４が終了するまでの時間区間ｔvsにおいて、垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４のパルス発生を通常の読み出し動作よりも低速に行うようにしたものである。
【００５７】
つまり、光遮蔽手段１２が閉じ動作を行う時間区間ｔm を含む時間区間ｔvsにおいては、電荷の垂直シフトレジスタ２による転送を低速に行うようにしており、このときに水平シフトレジスタ３を介して信号検出器４から出力されるのは、信号CCD4のオプティカルブラック部の電荷である。
【００５８】
そして、低速駆動された上記垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４に同期して、該期間Ｖ４内に、オプティカルブラック部の素子数に対応する数の信号ＯＢ１〜ＯＢ７が図５に示すように上記信号検出器４から出力される。
【００５９】
なお、この図５においては、オプティカルブラック部からの出力信号として水平１ラインを単位としてＯＢ１〜ＯＢ７のみを図示しているが、実際のＣＣＤはより多くの画素により構成されているために、より多くの信号が出力されることはいうまでもない。
【００６０】
このような第２の実施形態によれば、上述の第１の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、垂直シフトレジスタ転送を低速で駆動させることによって、信号電荷の位置は幾らか移動されるが、電荷が混入する可能性のある隣接する転送部の数は、低速駆動により転送されたライン数分に抑制されるために、画像上のスミアの拡がりは通常速度の転送時よりも非常に狭いものとなる。
【００６１】
また、スミアに対する改善効果は上述した第１の実施形態よりは小さくなるが、垂直シフトレジスタ転送を停止することがないために、垂直シフトレジスタを構成する素子の欠陥に基づく点欠陥や暗電流の増加などの不具合を改善することが可能となる。
【００６２】
さらに、低速駆動により転送する電荷はオプティカルブラック部の電荷のみであるために、次のフレームにおいて、露光像に係る電荷の読み出しを通常と同様に行うことが可能となる。
【００６３】
図６，図７は本発明の第３の実施形態を示したものであり、図６は撮像装置を駆動したときの各信号を示すタイミングチャート、図７は上記図６の要部を時間方向に拡大して示すタイミングチャートである。この第３の実施形態において、上述の第１，第２の実施形態と同様である部分については説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【００６４】
この実施形態においては、垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４による高速掃き出しが始まると、不要電荷を１画面分のライン数以上掃き出すに要する時間区間ｔcpの間は、クランプパルスＣＬＰを停止させている。
【００６５】
さらに、この実施形態においては、上述の第２の実施形態と同様に、時間区間ｔvsにおいて垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４のパルス発生を低速に行うようにして、オプティカルブラック部の素子数分の電荷を転送した後に、期間Ｖ５に入ったところで、時間区間ｔobだけ、すなわちＣＣＤ１３のオプティカルブラック部の素子を駆動する分の時間だけ、垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４を停止している。
【００６６】
このような第３の実施形態によれば、上述の第１，第２の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、低速駆動により読み出されたオプティカルブラック部の素子数に対応する時間だけ垂直シフトレジスタ転送を停止したために、次のフレームにおいて、露光像に係る電荷の読み出しを通常と同一のタイミングで行うことができる。
【００６７】
そして、信号の電荷量が過剰になるのを抑制するために低速で駆動させた素子数分について、その後に垂直シフトレジスタ転送を停止させることにより、転送時の信号電荷が隣の転送部へ混入するのをより強固に防止することができる。
【００６８】
さらに、信号中のオプティカルブラックに対応した部分に掃き出し動作による不要電荷が含まれる期間に対しては、クランプパルスＣＬＰを停止させることにより、露光画像に係るクランプ電位を安定して供給することができる。
【００６９】
図８，図９は本発明の第４の実施形態を示したものであり、図８は垂直シフトレジスタをある時間間隔で低速駆動したときの各信号の要部を示すタイミングチャート、図９は垂直シフトレジスタを他の時間間隔で低速駆動したときの各信号の要部を示すタイミングチャートである。この第４の実施形態において、上述の第１から第３の実施形態と同様である部分については説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【００７０】
この実施形態は、垂直シフトレジスタ２の低速駆動を行う際に、その駆動速度を任意に設定することができるようにしたものである。
【００７１】
すなわち、被写体の輝度やその他の撮影条件により、フォトダイオード１に電荷を蓄積する時間区間ｔb4は長くなったり短くなったりする。また、これに対応して、高速掃き出しを行う時間区間ｔc も長短の変更が行われ、つまり時間区間ｔvsの長短が変更される。この時間区間ｔvsの長短があっても、該時間区間ｔvs内の垂直シフトレジスタ２の低速駆動を均一に行うことができるように、駆動速度を変更することができるようにしている。また、光遮蔽手段の閉じ動作時間にバラツキが生じた場合には、時間区間ｔvs内の垂直シフトレジスタ２の低速駆動速度を変化させることにより、期間Ｖ５の読み出し開始以前に確実に遮光をすることができる。
【００７２】
図８は、例えば被写体の輝度が高いために、フォトダイオード１に電荷を蓄積する時間区間ｔb4' が比較的短く、高速掃き出しを行う時間区間ｔc'も比較的短い場合についての例である。このときには、時間区間ｔvsは比較的長くなるために、低速駆動によるオプティカルブラック部の電荷転送を、比較的長い時間間隔ｔ1 のパルス列により行っている。
【００７３】
一方、図９は、例えば被写体の輝度が低いために、フォトダイオード１に電荷を蓄積する時間区間ｔb4" が比較的長く、高速掃き出しを行う時間区間ｔc"も比較的長い場合についての例である。このときには、時間区間ｔvsは比較的短くなるために、低速駆動によるオプティカルブラック部の電荷転送を、比較的短い時間間隔ｔ2 のパルス列により行っている。
【００７４】
このような第４の実施形態によれば、上述の第１から第３の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、フォトダイオードへの電荷蓄積時間が変化しても、オプティカルブラック部の低速駆動による電荷転送を、均等なパルス列によって行うことにより、当該露光時のＣＣＤからの読み出し画素の位置を一定に保つことができるために、転送される電荷に垂直シフトレジスタの欠損の影響が生じることは殆どない。
【００７５】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
【００７６】
（１） 光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなりこの光電変換素子部において生成される信号電荷を積分する時間区間を制御することによって実効的露光時間に相応する信号電荷蓄積期間を制御することが可能になされ、該信号電荷蓄積期間内に光電変換素子部に蓄積された信号電荷を垂直シフトレジスタおよび水平シフトレジスタを通して読出し得るようになされた撮像素子と、
上記撮像素子に対し信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、垂直シフトレジスタを駆動するためのパルス、及び水平シフトレジスタを駆動するためのパルスを供給する撮像素子駆動回路と、
上記撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光するための動作タイミングを制御可能な遮光手段と、
上記遮光手段の動作タイミングを制御するための遮光動作制御手段と、
を備えてなる撮像装置であって、
上記撮像素子駆動回路は、上記各パルスを撮像素子に供給することによって一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間において該期間の当初から当該信号電荷蓄積期間を含む時間区間に亘って垂直シフトレジスタおよび水平シフトレジスタを通常の信号電荷転送駆動時におけるよりも高速で駆動することにより不要電荷掃き出し動作を継続的に行い、上記単位期間における信号電荷蓄積期間の終端時点の直前に上記不要電荷掃き出し動作を停止するように構成され、
上記遮光動作制御手段は、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降上記単位期間中に上記撮像素子の光電変換素子部に対する実質的遮光状態を確立するように上記遮光手段の動作タイミングを制御するように構成されたものであることを特徴とする撮像装置。
【００７７】
（２） 光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなりこの光電変換素子部において生成される信号電荷を積分する時間区間を制御することによって実効的露光時間に相応する信号電荷蓄積期間を制御することが可能になされ、該信号電荷蓄積期間内に光電変換素子部に蓄積された信号電荷を垂直シフトレジスタおよび水平シフトレジスタを通して読出し得るようになされた撮像素子と、
上記撮像素子に対し信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、垂直シフトレジスタを駆動するためのパルス、及び水平シフトレジスタを駆動するためのパルスを供給する撮像素子駆動回路と、
上記撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光するための動作タイミングを制御可能な遮光手段と、
上記遮光手段の動作タイミングを制御するための遮光動作制御手段と、
を備えてなる撮像装置であって、
上記撮像素子駆動回路は、上記遮光動作制御手段によって上記撮像素子の光電変換素子部への入射光が遮光手段で遮光されない状態が継続している所定期間内に上記信号電荷蓄積期間の始端から終端までの時間区間が位置するように制御すべく上記撮像素子に上記パルスを供給するように構成されたものであることを特徴とする撮像装置。
【００７８】
（３） 上記撮像素子駆動回路は、更に、一の単位期間内において該期間の終端から上記遮光手段による遮光動作の開始から完了までに要する遮光動作時間の公差を含む許容値以上遡及した時間区間内に上記信号電荷蓄積期間の始端から終端までの時間区間が収まるように制御すべく上記撮像素子に上記パルスを供給するように構成されたものであることを特徴とする付記（２）に記載の撮像装置。
【００７９】
（４） 上記撮像素子駆動回路は、更に、上記各パルスを撮像素子に供給することによって一の画像を表わす信号を得るための所定の一の単位期間において該期間の当初から当該信号電荷蓄積期間を含み該信号電荷蓄積期間の終端時点までの時間区間に亘って垂直シフトレジスタを通常の信号電荷転送駆動時におけるよりも高速で駆動することにより不要電荷掃き出し動作を継続的に行い、上記信号電荷蓄積期間の終端時点の直前に上記不要電荷掃き出し動作を停止するように構成され、
上記遮光動作制御手段は上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降直ちに上記遮光手段にその遮光動作を開始させるように構成されたものであることを特徴とする付記（２）に記載の撮像装置。
【００８０】
（５） 光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなりこの光電変換素子部において生成される信号電荷を積分する時間区間を制御することによって実効的露光時間に相応する信号電荷蓄積期間を制御することが可能になされ、該信号電荷蓄積期間内に光電変換素子部に蓄積された信号電荷を垂直シフトレジスタおよび水平シフトレジスタを通して読出し得るようになされた撮像素子と、
上記撮像素子に対し信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、垂直シフトレジスタを駆動するためのパルス、及び水平シフトレジスタを駆動するためのパルスを供給する撮像素子駆動回路と、
上記撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光するための動作タイミングを制御可能な遮光手段と、
上記遮光手段の動作タイミングを制御するための遮光動作制御手段と、
を備えてなる撮像装置であって、
上記撮像素子駆動回路は、上記遮光動作制御手段の制御動作によって上記遮光手段が撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光した状態となっている期間乃至遮光した状態に到る過程である動作期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を休止させるようにすべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御するように構成されたものであることを特徴とする撮像装置。
【００８１】
（６） 光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなりこの光電変換素子部において生成される信号電荷を積分する時間区間を制御することによって実効的露光時間に相応する信号電荷蓄積期間を制御することが可能になされ、該信号電荷蓄積期間内に光電変換素子部に蓄積された信号電荷を垂直シフトレジスタおよび水平シフトレジスタを通して読出し得るようになされた撮像素子と、
上記撮像素子に対し信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、垂直シフトレジスタを駆動するためのパルス、及び水平シフトレジスタを駆動するためのパルスを供給する撮像素子駆動回路と、
上記撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光するための動作タイミングを制御可能な遮光手段と、
上記遮光手段の動作タイミングを制御するための遮光動作制御手段と、
を備えてなる撮像装置であって、
上記撮像素子駆動回路は、上記遮光動作制御手段の制御動作によって上記遮光手段が撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光した状態となっている期間乃至遮光した状態に到る過程である動作期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御するように構成されたものであることを特徴とする撮像装置。
【００８２】
（７） 上記撮像素子駆動回路は、上記遮光動作制御手段の制御動作によって上記遮光手段が撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光した状態となっている期間乃至遮光した状態に到る過程である動作期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうに際し、上記撮像素子のオプティカルブラックの素子数に対応した数の低速の転送動作を行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御するように構成されたものであることを特徴とする付記（６）に記載の撮像装置。
【００８３】
（８） 上記撮像素子駆動回路は、上記遮光動作制御手段の制御動作によって上記遮光手段が撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光した状態となっている期間乃至遮光した状態に到る過程である動作期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行ない、この低速での電荷転送動作に続く一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間の当初から上記撮像素子のオプティカルブラックの素子数に対応した数の転送動作が終了するまでの期間は、上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を休止させるようにすべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御するように構成されたものであることを特徴とする付記（６）に記載の撮像装置。
【００８４】
（９） 光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなりこの光電変換素子部において生成される信号電荷を積分する時間区間を制御することによって実効的露光時間に相応する信号電荷蓄積期間を制御することが可能になされ、該信号電荷蓄積期間内に光電変換素子部に蓄積された信号電荷を垂直シフトレジスタおよび水平シフトレジスタを通して読出し得るようになされた撮像素子と、
上記撮像素子に対し信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、垂直シフトレジスタを駆動するためのパルス、及び水平シフトレジスタを駆動するためのパルスを供給する撮像素子駆動回路と、
上記撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光するための動作タイミングを制御可能な遮光手段と、
上記遮光手段の動作タイミングを制御するための遮光動作制御手段と、
を備えてなる撮像装置であって、
上記撮像素子駆動回路は、上記遮光動作制御手段の制御動作によって上記遮光手段が撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光した状態に到る過程である動作期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御し、且つ、上記動作期間中での電荷転送パルスの発生が垂直シフトレジスタの欠損の影響を生じない程度に離散的となるべく制御されるように構成されたものであることを特徴とする撮像装置。
【００８５】
（１０） 光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなりこの光電変換素子部において生成される信号電荷を積分する時間区間を制御することによって実効的露光時間に相応する信号電荷蓄積期間を制御することが可能になされ、該信号電荷蓄積期間内に光電変換素子部に蓄積された信号電荷を垂直シフトレジスタおよび水平シフトレジスタを通して読出し得るようになされた撮像素子と、
上記撮像素子に対し信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、垂直シフトレジスタを駆動するためのパルス、及び水平シフトレジスタを駆動するためのパルスを供給する撮像素子駆動回路と、
上記撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光するための動作タイミングを制御可能な遮光手段と、
上記遮光手段の動作タイミングを制御するための遮光動作制御手段と、
を備えてなる撮像装置であって、
上記撮像素子駆動回路は、上記各パルスを撮像素子に供給することによって一の画像を表わす信号を得るための所定の一の単位期間において該期間の当初からオプティカルブラック部に掃き出し動作により不要電荷が含まれる期間はクランプパルスを停止するように構成され、
上記遮光動作制御手段は、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降上記単位期間中に上記撮像素子の光電変換素子部に対する実質的遮光状態を確立するように上記遮光手段の動作タイミングを制御するように構成されたものであることを特徴とする撮像装置。
【００８６】
付記（１）に記載の発明による撮像装置によれば、電荷の転送を行う単位期間には光遮蔽手段による実質的遮光状態が確立されているために、撮像素子に光が当たることはなく、同一の単位期間において信号電荷蓄積と不要電荷掃き出しと遮光手段による実質的遮光状態の確立とが行われるために、スミアが重畳されることのない本来の撮像素子信号を得ることができる。
【００８７】
付記（２）に記載の発明による撮像装置によれば、遮光手段が遮光動作を開始した後は撮像素子の光電変換素子部に信号電荷蓄積が行われることはないために、遮光動作による信号電荷蓄積の変動が発生することはなく、安定した露出の品質の良い画像を得ることができる。
【００８８】
付記（３）に記載の発明による撮像装置によれば、付記（２）に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、遮光手段による遮光動作時間に公差が発生したとしても、信号電荷蓄積期間を設定し直す必要がない。
【００８９】
付記（４）に記載の発明による撮像装置によれば、付記（２）に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、同一の単位期間において信号電荷蓄積と不要電荷掃き出しとが行われ、さらに信号電荷蓄積期間の終端時点以降直ちに遮光手段による遮光動作が開始されるために、スミアが重畳されることのない本来の撮像素子信号を得ることができる。
【００９０】
付記（５）に記載の発明による撮像装置によれば、光遮蔽手段が撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光した状態に到る過程である動作期間中は信号電荷の位置が移動しないために、スミアが発生するようなレベルの大きな信号電荷の混入を防止することができ、スミアが重畳されることのない品質の良い画像を得ることができる。
【００９１】
付記（６）に記載の発明による撮像装置によれば、垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を低速で行うことによって、信号電荷の位置の移動量が通常よりも減少し、信号電荷が混入する可能性が小さくなるために、スミアの拡がりが抑制される。また、垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を停止することがないために、該垂直シフトレジスタを構成する素子の欠陥に基づく点欠陥や暗電流の増加などの不具合が複数の画素に分散されることとなって、これらを改善することが可能となる。
【００９２】
付記（７）に記載の発明による撮像装置によれば、付記（６）に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、低速で転送される電荷はオプティカルブラックに係る電荷のみであるために、次の期間において光電変換素子部に係る電荷の読み出しを通常と同様に行うことが可能となる。
【００９３】
付記（８）に記載の発明による撮像装置によれば、付記（６）に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、低速での電荷転送動作に続く一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間において、光電変換素子部に係る電荷の読み出しを通常と同一のタイミングで行うことが可能になる。
【００９４】
付記（９）に記載の発明による撮像装置によれば、光電変換素子部の信号電荷蓄積期間に変動が生じても、転送される電荷に垂直シフトレジスタの欠損の影響が生じることは殆どない。
【００９５】
付記（１０）に記載の発明による撮像装置によれば、不要電荷による影響を受けることなく露光画像に係るクランプ電位を安定して供給することができる。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１による本発明の撮像装置によれば、電荷の転送を行う単位期間には光遮蔽手段による実質的遮光状態が確立されているために、撮像素子に光が当たることはなく、同一の単位期間において信号電荷蓄積と不要電荷掃き出しと遮光手段による実質的遮光状態の確立とが行われるために、スミアが重畳されることのない本来の撮像素子信号を得ることができる。また、垂直シフトレジスタ転送を低速で駆動させることによって、電荷が混入する可能性のある隣接する転送部の数は、低速駆動により転送されたライン数分に抑制されるために、画像上のスミアの拡がりは通常速度の転送時よりも非常に狭いものとなる。また、垂直シフトレジスタ転送を停止することがないために、垂直シフトレジスタを構成する素子の欠陥に基づく点欠陥や暗電流の増加などの不具合を改善することが可能となる。
【００９７】
また、請求項２による本発明の撮像装置によれば、低速駆動により転送する電荷はオプティカルブラック部の電荷のみであるために、次のフレームにおいて、露光像に係る電荷の読み出しを通常と同様に行うことが可能となる。
【００９８】
さらに、請求項３による本発明の撮像装置によれば、低速駆動により読み出されたオプティカルブラック部の素子数に対応する時間だけ垂直シフトレジスタ転送を停止したために、次のフレームにおいて、露光像に係る電荷の読み出しを通常と同一のタイミングで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の縦型オーバーフロードレイン型ＣＣＤの構成を示すブロック図。
【図２】上記第１の実施形態の撮像装置の構成を示すブロック図。
【図３】上記第１の実施形態の撮像装置を駆動したときの各信号を示すタイミングチャート。
【図４】本発明の第２の実施形態の撮像装置を駆動したときの各信号を示すタイミングチャート。
【図５】上記図４の要部を時間方向に拡大して示すタイミングチャート。
【図６】本発明の第３の実施形態の撮像装置を駆動したときの各信号を示すタイミングチャート。
【図７】上記図６の要部を時間方向に拡大して示すタイミングチャート。
【図８】本発明の第４の実施形態において、垂直シフトレジスタをある時間間隔で低速駆動したときの各信号の要部を示すタイミングチャート。
【図９】上記第４の実施形態において、垂直シフトレジスタを他の時間間隔で低速駆動したときの各信号の要部を示すタイミングチャート。
【図１０】従来の手段により撮像装置を駆動したときの各信号を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
１…フォトダイオード（光電変換素子部）
２…垂直シフトレジスタ
３…水平シフトレジスタ
１２…光遮蔽手段（遮光手段）
１３…ＣＣＤ（撮像素子）
１４…信号処理回路
１６…ドライバ（遮光動作制御手段）
１７…信号発生器（撮像素子駆動回路）
１８…ＣＰＵ
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置、より詳しくは、光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなる撮像素子を備えた撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学的に結像した被写体像を電気信号に変換する撮像装置は、従来より種々のものが提案されていて、このような撮像装置においては、例えば光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなる撮像素子を備えて、この撮像素子により上記光学被写体像から電気信号への変換を行っている。
【０００３】
このような撮像素子には種々のタイプのものが知られているが、例えば縦型オーバーフロードレイン型ＣＣＤの構成を、本発明の実施形態に係る図１のブロック図を引用して説明する。なお、ここではインターライン転送のＣＣＤについて説明する。
【０００４】
このＣＣＤは、水平方向および垂直方向に二次元状に配列されていて光を受けて電荷の蓄積を行うフォトダイオード１と、このフォトダイオード１に蓄積された電荷を図示しないトランスファゲートを介して受け取った後に順次垂直方向へ転送する垂直シフトレジスタ２と、この垂直シフトレジスタ２により転送される電荷を水平方向へ順次転送する水平シフトレジスタ３と、この水平シフトレジスタ３の出力信号を増幅して出力する信号検出器４とを備えて構成されている。
【０００５】
図２は、やはり本発明の実施形態に係るものであり、上記図１に示したようなＣＣＤを有してなる撮像装置の構成を示すブロック図である。この図２を引用して撮像装置の構成について説明する。
【０００６】
この撮像装置は、被写体光束を後述するＣＣＤ１３の受光面に結像するレンズ１１と、このレンズ１１からの被写体光束を通過させるか遮光するかを制御する例えばメカニカルシャッタでなる光遮蔽手段１２と、この光遮蔽手段１２を通過した被写体光束を電気信号に変換するＣＣＤ１３と、このＣＣＤ１３からの電気信号に種々の処理を施して映像信号１５として出力する信号処理回路１４と、上記光遮蔽手段１２を制御するドライバ１６と、上記ＣＣＤ１３に対して上記フォトダイオード１への信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、上記垂直シフトレジスタ２を駆動するためのパルス、上記水平シフトレジスタ３を駆動するためのパルスを供給するとともに上記信号処理回路１４に対して該ＣＣＤ１３と同期して駆動するためのパルスを供給する信号発生器１７と、上記ドライバ１６および信号発生器１７を含む各回路を統括的に制御するＣＰＵ１８とを備えており、上記信号処理回路１４および信号発生器１７はデジタルシグナルプロセッサ（図中、ＤＳＰと記す。）１９に構成されている。
【０００７】
次に、上述のような構成の撮像装置を、従来の手段により駆動したときの各信号を図１０のタイミングチャートに示す。この図１０においては、垂直同期信号ＶＤ，トランスファゲートパルスＴＧ，サブパルスＳＵＢ，垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４、クランプパルスＣＬＰ，光遮蔽手段，ＣＣＤ信号について各図示している。
【０００８】
上記垂直同期信号ＶＤは、一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間を規定するパルス列（ここでは１フレームとして規定しておく）でなり、各パルスにより規定される期間をそれぞれＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８などとする。
【０００９】
上記トランスファゲートパルスＴＧは、上記フォトダイオード１に蓄積された電荷を上記垂直シフトレジスタ２へ転送するタイミングを決めるパルスであり、上記垂直同期信号ＶＤの各期間Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８を規定するパルスに同期して、符号ＴＧ０，ＴＧ１，ＴＧ２，ＴＧ３，ＴＧ４，ＴＧ５，ＴＧ６，ＴＧ７で示す各パルスが出力されている。
【００１０】
上記サブパルスＳＵＢは、この縦型オーバーフロードレイン型ＣＣＤにおいて、上記フォトダイオード１に発生した電荷を縦抜き方向に排出するパルスであり、パルスが出力されている最中は電荷の排出が行われるようになっていて、フォトダイオード１中に電荷が蓄積されるのは、時間区間ｔb1，ｔb2，ｔb3，ｔb4，ｔb5，ｔb6，ｔb7に示すようなパルスが停止しているときである。そして、この電荷の蓄積時間を制御することにより、実効的露光時間を制御するいわゆる素子シャッタを実現している。なお、上記フォトダイオード１への電荷の蓄積時間は、図示しない測光手段により被写体像を測光した結果に基づいて決定されるようになっていて、上記１フレームの期間をさらに細分化するこのサブパルスＳＵＢにより、この蓄積時間を計時している。
【００１１】
上記垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４は、上記垂直シフトレジスタ２を駆動して電荷を上記水平シフトレジスタ３側へ順次転送させるパルスである。
【００１２】
上記クランプパルスＣＬＰは、上記ＣＣＤ１３からの出力信号のオプティカルブラック部をクランプするパルスであり、これにより映像信号の電位レベルを安定化させて、黒レベルを安定に保つようになっている。
【００１３】
上記光遮蔽手段１２は、通常は常に開いていて、記録トリガによりフォトダイオード１に電荷の蓄積を行った後に、電荷の転送を行う際には遮光するようになっている。
【００１４】
上記ＣＣＤ１３の出力信号は、時間区間ｔo1，ｔo2に示すような垂直方向のオプティカルブラック部と、これらに挟まれた被写体の画像の期間である有効期間とを有して構成されていて、通常時にはオプティカルブラック部の信号レベルよりも有効期間の信号レベルの方が高くなっている。
【００１５】
そして、従来において実際に撮影するときには、例えば期間Ｖ３において撮影ボタン等が押されるなどにより記録トリガが発せられると、垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４を連続して出力することにより、垂直シフトレジスタ２内の不要電荷を時間区間ｔa に示すように高速掃き出しする。
【００１６】
その後、期間Ｖ４に入ると、決定された露光期間に基づき、サブパルスＳＵＢの時間区間ｔb4においてフォトダイオード１に電荷が蓄積され、つまり、この時間区間ｔb4が１つのフレーム画像の露光期間となる。
【００１７】
こうして期間Ｖ４内の時間区間ｔb4において露光された画像は、期間Ｖ５において信号CCD4として出力される。この信号CCD4が、記録トリガによる露光結果として上記信号検出器４から出力されるＣＣＤ信号である。
【００１８】
このＣＣＤ１３の信号を読み出す期間である期間Ｖ５中においては、光がＣＣＤ１３に到達しないように、上記光遮蔽手段１２が閉じ動作の時間区間ｔm を経て閉じられるようになっている。そして、この光遮蔽手段１２は、続く期間Ｖ６中以降に再びドライバ１６により駆動されて開けられるようになっている。
【００１９】
この光遮蔽手段１２が閉じ動作を行っている期間Ｖ５中にＣＣＤ１３により露光された画像は、続く期間Ｖ６において、信号CCD5として出力される。この信号CCD5は、上述したように光遮蔽手段１２により光が遮蔽されたときのＣＣＤ信号であるために、オプティカルブラック部の信号レベルと有効期間の信号レベルがほぼ近いものとなっている。
【００２０】
このように、従来のＣＣＤを駆動する技術手段では、記録トリガが出力された期間Ｖ３に垂直シフトレジスタ２の高速掃き出しを行い、次の期間Ｖ４に時間区間ｔb4でフォトダイオード１への電荷の蓄積を行い、さらに次の期間Ｖ５に電荷の転送を行うために光遮蔽手段１２の閉じ動作を行い、その後の期間Ｖ６内で該光遮蔽手段１２を再び開くようにしていた。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来のＣＣＤを駆動する技術手段では、上記光遮蔽手段１２による閉動作には応答時間を要するために、閉じ命令を期間Ｖ５の始端に発したとしても、実際に閉じ動作が完全に達成されるまでには時間区間ｔm を要してしまう。これにより、電荷の転送を行う期間Ｖ５内においてもＣＣＤ１３に光が当たることになってしまっていた。
【００２２】
これによってフォトダイオード１に電荷が発生するために、特に被写体が高輝度である場合などには、サブパルスＳＵＢによって電荷を縦方向に排出しても、発生した電荷の一部が垂直シフトレジスタ３の転送部に混入してしまうことがあり、本来のＣＣＤ信号に若干のスミアが重畳されることがあった。
【００２３】
これは電荷が発生する時間区間ｔm 内だけのことではなく、該時間区間ｔm に発生した電荷がフォトダイオード１の基板部に残留して、光遮蔽手段１２が完全に閉じた後でも残留電荷が垂直シフトレジスタ２により転送されてしまうことがあった。また、時間区間ｔa の掃き出し動作により、転送部のスミアは一旦除去されるが、期間Ｖ４の転送動作で混入したスミアは除去することができなかった。
【００２４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、品質の良い画像を得ることができる撮像装置を提供することを目的としている。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の発明による撮像装置は、光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなり上記光電変換素子部において生成される信号電荷を積分する時間区間を制御することによって実効的露光時間に相応する信号電荷蓄積期間を制御することが可能になされ、該信号電荷蓄積期間内に上記光電変換素子部に蓄積された信号電荷を上記垂直シフトレジスタおよび上記水平シフトレジスタを通して読出し得るようになされた撮像素子と、上記撮像素子に対し信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、上記垂直シフトレジスタを駆動するためのパルス、および上記水平シフトレジスタを駆動するためのパルスを供給する撮像素子駆動回路と、上記撮像素子の上記光電変換素子部への入射光を遮光するための動作タイミングを制御可能な遮光手段と、上記遮光手段の動作タイミングを制御するための遮光動作制御手段と、を備えてなる撮像装置であって、上記遮光動作制御手段は、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間中に上記撮像素子の上記光電変換素子部に対する実質的遮光状態を確立するように上記遮光手段の動作タイミングを制御するように構成され、上記撮像素子駆動回路は、上記単位期間の当初から当該信号電荷蓄積期間を含む時間区間に亘って上記垂直シフトレジスタおよび上記水平シフトレジスタを通常の信号転送駆動時におけるよりも高速で駆動することにより不要電荷吐き出し動作を継続的に行ない、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降上記単位期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御するように構成されたものである。
【００２６】
また、第２の発明による撮像装置は、上記第１の発明による撮像装置において、上記撮像素子駆動回路は、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降上記単位期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうに際し、上記撮像素子のオプティカルブラックの素子数に対応した数の低速の転送動作を行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御するように構成されたものである。
【００２７】
さらに、第３の発明による撮像装置は、上記第２の発明による撮像装置において、上記撮像素子駆動回路は、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降上記単位期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうに際し、上記撮像素子のオプティカルブラックの素子数に対応した数の低速の転送動作を行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御し、この低速での電荷転送動作に続く一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間の当初から上記撮像素子のオプティカルブラックの素子数に対応した数の転送動作が終了するまでの期間は、上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を休止させるようにすべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御するように構成されたものである。
【００２８】
従って、第１の発明による撮像装置は、光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなる撮像素子が上記光電変換素子部において生成される信号電荷を積分する時間区間を制御されることによって実効的露光時間に相応する信号電荷蓄積期間を制御されるとともに該信号電荷蓄積期間内に上記光電変換素子部に蓄積された信号電荷を上記垂直シフトレジスタおよび上記水平シフトレジスタを通して読出され、撮像素子駆動回路が上記撮像素子に対し信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、上記垂直シフトレジスタを駆動するためのパルス、および上記水平シフトレジスタを駆動するためのパルスを供給し、遮光手段が上記撮像素子の上記光電変換素子部への入射光を遮光するための動作タイミングを制御し、遮光動作制御手段が、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間中に上記撮像素子の上記光電変換素子部に対する実質的遮光状態を確立するように上記遮光手段の動作タイミングを制御し、上記撮像素子駆動回路が、上記単位期間の当初から当該信号電荷蓄積期間を含む時間区間に亘って上記垂直シフトレジスタおよび上記水平シフトレジスタを通常の信号転送駆動時におけるよりも高速で駆動することにより不要電荷吐き出し動作を継続的に行ない、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降上記単位期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御する。
【００２９】
また、第２の発明による撮像装置は、上記撮像素子駆動回路が、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降上記単位期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうに際し、上記撮像素子のオプティカルブラックの素子数に対応した数の低速の転送動作を行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御する。
【００３０】
さらに、第３の発明による撮像装置は、上記第２の発明による撮像装置において、上記撮像素子駆動回路が、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降上記単位期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうに際し、上記撮像素子のオプティカルブラックの素子数に対応した数の低速の転送動作を行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御し、更に、この低速での電荷転送動作に続く一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間の当初から上記撮像素子のオプティカルブラックの素子数に対応した数の転送動作が終了するまでの期間は、上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を休止させるようにすべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御する。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１から図３は本発明の第１の実施形態を示したものであり、図１は縦型オーバーフロードレイン型ＣＣＤの構成を示すブロック図、図２は撮像装置の構成を示すブロック図、図３は撮像装置を駆動したときの各信号を示すタイミングチャートである。
【００３２】
図１に示すように、このＣＣＤは、水平方向および垂直方向に二次元状に配列されていて光を受けて電荷の蓄積を行う光電変換素子部たるフォトダイオード１と、このフォトダイオード１に蓄積された電荷を図示しないトランスファゲートを介して受け取った後に順次垂直方向へ転送する垂直シフトレジスタ２と、この垂直シフトレジスタ２により転送される電荷を水平方向へ順次転送する水平シフトレジスタ３と、この水平シフトレジスタ３の出力信号を増幅して出力する信号検出器４とを備えて構成されている。
【００３３】
次に、図２に示すように、この撮像装置は、被写体光束を後述するＣＣＤ１３の受光面に結像するレンズ１１と、このレンズ１１からの被写体光束を通過させるか遮光するかを制御する例えばメカニカルシャッタでなる遮光手段たる光遮蔽手段１２と、この光遮蔽手段１２を通過した被写体光束を電気信号に変換する撮像素子たるＣＣＤ１３と、このＣＣＤ１３からの電気信号に種々の処理を施して映像信号１５として出力する信号処理回路１４と、上記光遮蔽手段１２を制御する遮光動作制御手段たるドライバ１６と、上記ＣＣＤ１３に対して上記フォトダイオード１への信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、上記垂直シフトレジスタ２を駆動するためのパルス、上記水平シフトレジスタ３を駆動するためのパルスを供給するとともに上記信号処理回路１４に対して該ＣＣＤ１３と同期して駆動するためのパルスを供給する撮像素子駆動回路たる信号発生器１７と、上記ドライバ１６および信号発生器１７を含む各回路を統括的に制御するＣＰＵ１８とを備えており、上記信号処理回路１４および信号発生器１７はデジタルシグナルプロセッサ（図中、ＤＳＰと記す。）１９に構成されている。
【００３４】
続いて、上述のような構成の撮像装置を駆動したときの各信号を図３のタイミングチャートに示す。この図３においては、垂直同期信号ＶＤ，トランスファゲートパルスＴＧ，サブパルスＳＵＢ，垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４、クランプパルスＣＬＰ，光遮蔽手段，ＣＣＤ信号について各図示している。
【００３５】
上記垂直同期信号ＶＤは、一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間を規定するパルス列でなり、各パルスにより規定される期間をそれぞれＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８などとする。
【００３６】
上記トランスファゲートパルスＴＧは、上記フォトダイオード１に蓄積された電荷を上記垂直シフトレジスタ２へ転送するタイミングを決めるパルスであり、上記垂直同期信号ＶＤの各期間Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８を規定するパルスに同期して、符号ＴＧ０，ＴＧ１，ＴＧ２，ＴＧ３，ＴＧ５，ＴＧ６，ＴＧ７で示す各パルスが出力されている。なお、符号ＴＧ４で示すパルスについては、後述するように、期間Ｖ４内に上記光遮蔽手段１２による閉じ動作が完了するようなタイミングで発せられる。
【００３７】
上記サブパルスＳＵＢは、この縦型オーバーフロードレイン型ＣＣＤにおいて、上記フォトダイオード１に発生した電荷を縦抜き方向に排出するパルスであり、パルスが出力されている最中は電荷の排出が行われるようになっていて、フォトダイオード１中に電荷が蓄積されるのは、時間区間ｔb1，ｔb2，ｔb3，ｔb4，ｔb6，ｔb7に示すようなパルスが停止しているときである。そして、この電荷の蓄積時間を制御することにより、実効的露光時間を制御するいわゆる素子シャッタを実現している。なお、上記フォトダイオード１への電荷の蓄積時間は、図示しない測光手段により被写体像を測光した結果に基づいて決定されるようになっていて、上記１フレームの期間をさらに細分化するこのサブパルスＳＵＢにより、この蓄積時間を計時している。
【００３８】
上記垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４は、上記垂直シフトレジスタ２を駆動して電荷を上記水平シフトレジスタ３側へ転送させるパルスであり、記録トリガが発せられた場合には、該垂直シフトレジスタ２内の不要電荷を時間区間ｔc に示すように高速掃き出しするようになっている。
【００３９】
上記クランプパルスＣＬＰは、上記ＣＣＤ１３からの出力信号のオプティカルブラック部をクランプするパルスであり、これにより映像信号の電位レベルを安定化させて、黒レベルを安定に保つようになっている。
【００４０】
上記光遮蔽手段１２は、通常は常に開いていて、記録トリガによりフォトダイオード１に電荷の蓄積を行った後に、電荷の転送を行う際には遮光するようになっている。
【００４１】
上記ＣＣＤ１３の出力信号は、時間区間ｔo1，ｔo2に示すような垂直方向のオプティカルブラック部と、これらに挟まれた被写体の画像の期間である有効期間とを有して構成されていて、通常時にはオプティカルブラック部の信号レベルよりも有効期間の信号レベルの方が高くなっている。
【００４２】
続いて、本実施形態の作用を、図１および図２を参照しながら、図３に沿って説明する。
【００４３】
例えば期間Ｖ３において撮影ボタン等が押されるなどにより記録トリガが発せられると、ＣＰＵ１８から信号発生器１７に電荷の読み出し制御を行わせる命令が出力される。
【００４４】
そして、期間Ｖ４に入ったところで、該期間Ｖ４の始端から、垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４を連続出力することにより、垂直シフトレジスタ２内の不要電荷を時間区間ｔc に示すように高速掃き出しする。信号CCD3には、この高速掃き出しによる信号が出力される。
【００４５】
この高速掃き出しを行っている最中に、決定された露光期間に基づき、サブパルスＳＵＢの時間区間ｔb4においてフォトダイオード１に電荷が蓄積され、符号ＴＧ４に示すトランスファゲートパルスが出力されたところで電荷の蓄積が終了するとともに、上記高速掃き出しが終了する。
【００４６】
この時間区間ｔb4が終了したところで、ＣＰＵ１８の命令に基づいてドライバ１６の制御により上記光遮蔽手段１２の閉じ動作が開始され、この期間Ｖ４内に閉じ動作が完了して完全に遮光した状態となる。ここで、光遮蔽手段１２は、特にメカニカルシャッタにより構成されている場合には、その閉じ動作を行う時間区間ｔm に多少の時間の長短（公差）が発生し得ることが知られている。そこで、上記符号ＴＧ４に示すトランスファゲートパルスは、光遮蔽手段１２の閉じ動作に伴う上述のような時間区間ｔm の公差をも考慮して、該期間Ｖ４内に確実に閉じ動作が完了するようなタイミングで発せられるように設定される。従って、フォトダイオード１への電荷蓄積を開始するタイミングは、この符号ＴＧ４に示すトランスファゲートパルスの時点から時間区間ｔb4を遡ることにより決定されている。
【００４７】
また、時間区間ｔb4における電荷の蓄積および時間区間ｔc における高速掃き出しを終了した後は、期間Ｖ４が終了するまでの時間区間ｔv においては、垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４のパルス発生を停止する。
【００４８】
つまり、光遮蔽手段１２が閉じ動作を行う時間区間ｔm を含む時間区間ｔv においては、電荷の転送を停止するようにしており、信号電荷はそのときの位置を移動することはない。
【００４９】
こうして、上記光遮蔽手段１２の閉じ動作が完全に終了して、光がＣＣＤ１３に到達しない状態となった後に、期間Ｖ５に入り、垂直シフトレジスタ２および水平シフトレジスタ３を駆動して、上記期間Ｖ４内の時間区間ｔb4においてフォトダイオード１に蓄積した電荷の転送が行われ、信号CCD4として信号検出器４から出力される。この信号CCD4が、記録トリガによる露光結果として出力されるＣＣＤ信号である。
【００５０】
その後、期間Ｖ６において光遮蔽手段１２は再びドライバ１６により駆動されて開けられる。この期間Ｖ６において出力される信号CCD5は、上述したように光が遮蔽されたときのＣＣＤ信号であるために、オプティカルブラック部の信号レベルと有効期間の信号レベルがほぼ近いものとなっている。
【００５１】
こうして、期間Ｖ３に記録トリガが出力されると、次の期間Ｖ４の始端から垂直シフトレジスタ２の高速掃き出しを行うとともに、同一の期間Ｖ４においてこれと平行して時間区間ｔb4でフォトダイオード１への電荷の蓄積を行い、さらに該期間Ｖ４内に完全に閉じ動作が終了するように光遮蔽手段１２を駆動する。そして、光遮蔽手段１２が完全に閉じ状態となった期間Ｖ５において電荷の転送を行い、その後の期間Ｖ６において、該光遮蔽手段１２を再び開くようにしている。
【００５２】
このような第１の実施形態によれば、電荷の転送を行う期間には光遮蔽手段が完全に閉じ状態となっているために、ＣＣＤに光が当たることはなく、スミアが重畳されることのない本来のＣＣＤ信号を得ることができる。
【００５３】
さらに、フォトダイオードに電荷の蓄積を行うのと同一の期間、つまり記録トリガが出力された期間の次の期間に露光終了まで高速掃き出しを行っているために、露光終了までにＣＣＤに入射した光により発生するスミアも完全に除去することができる。また、高速掃き出しのための時間区間ｔc は、露光のための時間区間ｔb4の影響を受けないために、確実に全ての垂直シフトレジスタ内の不要電荷を排出転送することができる。
【００５４】
また、光遮蔽手段の閉じ動作中は信号電荷は位置を移動しないために、スミアを発生した場合のような多量の不要電荷が隣の転送部へ混入するのを防止することができる。こうして、スミアの基本的な現象である光の尾びきの発生が抑制されて、画質を向上することが可能となる。
【００５５】
図４，図５は本発明の第２の実施形態を示したものであり、図４は撮像装置を駆動したときの各信号を示すタイミングチャート、図５は上記図４の要部を時間方向に拡大して示すタイミングチャートである。この第２の実施形態において、上述の第１の実施形態と同様である部分については説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【００５６】
この実施形態は、時間区間ｔb4における電荷の蓄積および時間区間ｔc における高速掃き出しを終了した後は、期間Ｖ４が終了するまでの時間区間ｔvsにおいて、垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４のパルス発生を通常の読み出し動作よりも低速に行うようにしたものである。
【００５７】
つまり、光遮蔽手段１２が閉じ動作を行う時間区間ｔm を含む時間区間ｔvsにおいては、電荷の垂直シフトレジスタ２による転送を低速に行うようにしており、このときに水平シフトレジスタ３を介して信号検出器４から出力されるのは、信号CCD4のオプティカルブラック部の電荷である。
【００５８】
そして、低速駆動された上記垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４に同期して、該期間Ｖ４内に、オプティカルブラック部の素子数に対応する数の信号ＯＢ１〜ＯＢ７が図５に示すように上記信号検出器４から出力される。
【００５９】
なお、この図５においては、オプティカルブラック部からの出力信号として水平１ラインを単位としてＯＢ１〜ＯＢ７のみを図示しているが、実際のＣＣＤはより多くの画素により構成されているために、より多くの信号が出力されることはいうまでもない。
【００６０】
このような第２の実施形態によれば、上述の第１の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、垂直シフトレジスタ転送を低速で駆動させることによって、信号電荷の位置は幾らか移動されるが、電荷が混入する可能性のある隣接する転送部の数は、低速駆動により転送されたライン数分に抑制されるために、画像上のスミアの拡がりは通常速度の転送時よりも非常に狭いものとなる。
【００６１】
また、スミアに対する改善効果は上述した第１の実施形態よりは小さくなるが、垂直シフトレジスタ転送を停止することがないために、垂直シフトレジスタを構成する素子の欠陥に基づく点欠陥や暗電流の増加などの不具合を改善することが可能となる。
【００６２】
さらに、低速駆動により転送する電荷はオプティカルブラック部の電荷のみであるために、次のフレームにおいて、露光像に係る電荷の読み出しを通常と同様に行うことが可能となる。
【００６３】
図６，図７は本発明の第３の実施形態を示したものであり、図６は撮像装置を駆動したときの各信号を示すタイミングチャート、図７は上記図６の要部を時間方向に拡大して示すタイミングチャートである。この第３の実施形態において、上述の第１，第２の実施形態と同様である部分については説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【００６４】
この実施形態においては、垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４による高速掃き出しが始まると、不要電荷を１画面分のライン数以上掃き出すに要する時間区間ｔcpの間は、クランプパルスＣＬＰを停止させている。
【００６５】
さらに、この実施形態においては、上述の第２の実施形態と同様に、時間区間ｔvsにおいて垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４のパルス発生を低速に行うようにして、オプティカルブラック部の素子数分の電荷を転送した後に、期間Ｖ５に入ったところで、時間区間ｔobだけ、すなわちＣＣＤ１３のオプティカルブラック部の素子を駆動する分の時間だけ、垂直シフトレジスタ転送パルスＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４を停止している。
【００６６】
このような第３の実施形態によれば、上述の第１，第２の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、低速駆動により読み出されたオプティカルブラック部の素子数に対応する時間だけ垂直シフトレジスタ転送を停止したために、次のフレームにおいて、露光像に係る電荷の読み出しを通常と同一のタイミングで行うことができる。
【００６７】
そして、信号の電荷量が過剰になるのを抑制するために低速で駆動させた素子数分について、その後に垂直シフトレジスタ転送を停止させることにより、転送時の信号電荷が隣の転送部へ混入するのをより強固に防止することができる。
【００６８】
さらに、信号中のオプティカルブラックに対応した部分に掃き出し動作による不要電荷が含まれる期間に対しては、クランプパルスＣＬＰを停止させることにより、露光画像に係るクランプ電位を安定して供給することができる。
【００６９】
図８，図９は本発明の第４の実施形態を示したものであり、図８は垂直シフトレジスタをある時間間隔で低速駆動したときの各信号の要部を示すタイミングチャート、図９は垂直シフトレジスタを他の時間間隔で低速駆動したときの各信号の要部を示すタイミングチャートである。この第４の実施形態において、上述の第１から第３の実施形態と同様である部分については説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【００７０】
この実施形態は、垂直シフトレジスタ２の低速駆動を行う際に、その駆動速度を任意に設定することができるようにしたものである。
【００７１】
すなわち、被写体の輝度やその他の撮影条件により、フォトダイオード１に電荷を蓄積する時間区間ｔb4は長くなったり短くなったりする。また、これに対応して、高速掃き出しを行う時間区間ｔc も長短の変更が行われ、つまり時間区間ｔvsの長短が変更される。この時間区間ｔvsの長短があっても、該時間区間ｔvs内の垂直シフトレジスタ２の低速駆動を均一に行うことができるように、駆動速度を変更することができるようにしている。また、光遮蔽手段の閉じ動作時間にバラツキが生じた場合には、時間区間ｔvs内の垂直シフトレジスタ２の低速駆動速度を変化させることにより、期間Ｖ５の読み出し開始以前に確実に遮光をすることができる。
【００７２】
図８は、例えば被写体の輝度が高いために、フォトダイオード１に電荷を蓄積する時間区間ｔb4' が比較的短く、高速掃き出しを行う時間区間ｔc'も比較的短い場合についての例である。このときには、時間区間ｔvsは比較的長くなるために、低速駆動によるオプティカルブラック部の電荷転送を、比較的長い時間間隔ｔ1 のパルス列により行っている。
【００７３】
一方、図９は、例えば被写体の輝度が低いために、フォトダイオード１に電荷を蓄積する時間区間ｔb4" が比較的長く、高速掃き出しを行う時間区間ｔc"も比較的長い場合についての例である。このときには、時間区間ｔvsは比較的短くなるために、低速駆動によるオプティカルブラック部の電荷転送を、比較的短い時間間隔ｔ2 のパルス列により行っている。
【００７４】
このような第４の実施形態によれば、上述の第１から第３の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、フォトダイオードへの電荷蓄積時間が変化しても、オプティカルブラック部の低速駆動による電荷転送を、均等なパルス列によって行うことにより、当該露光時のＣＣＤからの読み出し画素の位置を一定に保つことができるために、転送される電荷に垂直シフトレジスタの欠損の影響が生じることは殆どない。
【００７５】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
【００７６】
（１） 光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなりこの光電変換素子部において生成される信号電荷を積分する時間区間を制御することによって実効的露光時間に相応する信号電荷蓄積期間を制御することが可能になされ、該信号電荷蓄積期間内に光電変換素子部に蓄積された信号電荷を垂直シフトレジスタおよび水平シフトレジスタを通して読出し得るようになされた撮像素子と、
上記撮像素子に対し信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、垂直シフトレジスタを駆動するためのパルス、及び水平シフトレジスタを駆動するためのパルスを供給する撮像素子駆動回路と、
上記撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光するための動作タイミングを制御可能な遮光手段と、
上記遮光手段の動作タイミングを制御するための遮光動作制御手段と、
を備えてなる撮像装置であって、
上記撮像素子駆動回路は、上記各パルスを撮像素子に供給することによって一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間において該期間の当初から当該信号電荷蓄積期間を含む時間区間に亘って垂直シフトレジスタおよび水平シフトレジスタを通常の信号電荷転送駆動時におけるよりも高速で駆動することにより不要電荷掃き出し動作を継続的に行い、上記単位期間における信号電荷蓄積期間の終端時点の直前に上記不要電荷掃き出し動作を停止するように構成され、
上記遮光動作制御手段は、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降上記単位期間中に上記撮像素子の光電変換素子部に対する実質的遮光状態を確立するように上記遮光手段の動作タイミングを制御するように構成されたものであることを特徴とする撮像装置。
【００７７】
（２） 光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなりこの光電変換素子部において生成される信号電荷を積分する時間区間を制御することによって実効的露光時間に相応する信号電荷蓄積期間を制御することが可能になされ、該信号電荷蓄積期間内に光電変換素子部に蓄積された信号電荷を垂直シフトレジスタおよび水平シフトレジスタを通して読出し得るようになされた撮像素子と、
上記撮像素子に対し信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、垂直シフトレジスタを駆動するためのパルス、及び水平シフトレジスタを駆動するためのパルスを供給する撮像素子駆動回路と、
上記撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光するための動作タイミングを制御可能な遮光手段と、
上記遮光手段の動作タイミングを制御するための遮光動作制御手段と、
を備えてなる撮像装置であって、
上記撮像素子駆動回路は、上記遮光動作制御手段によって上記撮像素子の光電変換素子部への入射光が遮光手段で遮光されない状態が継続している所定期間内に上記信号電荷蓄積期間の始端から終端までの時間区間が位置するように制御すべく上記撮像素子に上記パルスを供給するように構成されたものであることを特徴とする撮像装置。
【００７８】
（３） 上記撮像素子駆動回路は、更に、一の単位期間内において該期間の終端から上記遮光手段による遮光動作の開始から完了までに要する遮光動作時間の公差を含む許容値以上遡及した時間区間内に上記信号電荷蓄積期間の始端から終端までの時間区間が収まるように制御すべく上記撮像素子に上記パルスを供給するように構成されたものであることを特徴とする付記（２）に記載の撮像装置。
【００７９】
（４） 上記撮像素子駆動回路は、更に、上記各パルスを撮像素子に供給することによって一の画像を表わす信号を得るための所定の一の単位期間において該期間の当初から当該信号電荷蓄積期間を含み該信号電荷蓄積期間の終端時点までの時間区間に亘って垂直シフトレジスタを通常の信号電荷転送駆動時におけるよりも高速で駆動することにより不要電荷掃き出し動作を継続的に行い、上記信号電荷蓄積期間の終端時点の直前に上記不要電荷掃き出し動作を停止するように構成され、
上記遮光動作制御手段は上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降直ちに上記遮光手段にその遮光動作を開始させるように構成されたものであることを特徴とする付記（２）に記載の撮像装置。
【００８０】
（５） 光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなりこの光電変換素子部において生成される信号電荷を積分する時間区間を制御することによって実効的露光時間に相応する信号電荷蓄積期間を制御することが可能になされ、該信号電荷蓄積期間内に光電変換素子部に蓄積された信号電荷を垂直シフトレジスタおよび水平シフトレジスタを通して読出し得るようになされた撮像素子と、
上記撮像素子に対し信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、垂直シフトレジスタを駆動するためのパルス、及び水平シフトレジスタを駆動するためのパルスを供給する撮像素子駆動回路と、
上記撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光するための動作タイミングを制御可能な遮光手段と、
上記遮光手段の動作タイミングを制御するための遮光動作制御手段と、
を備えてなる撮像装置であって、
上記撮像素子駆動回路は、上記遮光動作制御手段の制御動作によって上記遮光手段が撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光した状態となっている期間乃至遮光した状態に到る過程である動作期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を休止させるようにすべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御するように構成されたものであることを特徴とする撮像装置。
【００８１】
（６） 光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなりこの光電変換素子部において生成される信号電荷を積分する時間区間を制御することによって実効的露光時間に相応する信号電荷蓄積期間を制御することが可能になされ、該信号電荷蓄積期間内に光電変換素子部に蓄積された信号電荷を垂直シフトレジスタおよび水平シフトレジスタを通して読出し得るようになされた撮像素子と、
上記撮像素子に対し信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、垂直シフトレジスタを駆動するためのパルス、及び水平シフトレジスタを駆動するためのパルスを供給する撮像素子駆動回路と、
上記撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光するための動作タイミングを制御可能な遮光手段と、
上記遮光手段の動作タイミングを制御するための遮光動作制御手段と、
を備えてなる撮像装置であって、
上記撮像素子駆動回路は、上記遮光動作制御手段の制御動作によって上記遮光手段が撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光した状態となっている期間乃至遮光した状態に到る過程である動作期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御するように構成されたものであることを特徴とする撮像装置。
【００８２】
（７） 上記撮像素子駆動回路は、上記遮光動作制御手段の制御動作によって上記遮光手段が撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光した状態となっている期間乃至遮光した状態に到る過程である動作期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうに際し、上記撮像素子のオプティカルブラックの素子数に対応した数の低速の転送動作を行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御するように構成されたものであることを特徴とする付記（６）に記載の撮像装置。
【００８３】
（８） 上記撮像素子駆動回路は、上記遮光動作制御手段の制御動作によって上記遮光手段が撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光した状態となっている期間乃至遮光した状態に到る過程である動作期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行ない、この低速での電荷転送動作に続く一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間の当初から上記撮像素子のオプティカルブラックの素子数に対応した数の転送動作が終了するまでの期間は、上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を休止させるようにすべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御するように構成されたものであることを特徴とする付記（６）に記載の撮像装置。
【００８４】
（９） 光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなりこの光電変換素子部において生成される信号電荷を積分する時間区間を制御することによって実効的露光時間に相応する信号電荷蓄積期間を制御することが可能になされ、該信号電荷蓄積期間内に光電変換素子部に蓄積された信号電荷を垂直シフトレジスタおよび水平シフトレジスタを通して読出し得るようになされた撮像素子と、
上記撮像素子に対し信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、垂直シフトレジスタを駆動するためのパルス、及び水平シフトレジスタを駆動するためのパルスを供給する撮像素子駆動回路と、
上記撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光するための動作タイミングを制御可能な遮光手段と、
上記遮光手段の動作タイミングを制御するための遮光動作制御手段と、
を備えてなる撮像装置であって、
上記撮像素子駆動回路は、上記遮光動作制御手段の制御動作によって上記遮光手段が撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光した状態に到る過程である動作期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御し、且つ、上記動作期間中での電荷転送パルスの発生が垂直シフトレジスタの欠損の影響を生じない程度に離散的となるべく制御されるように構成されたものであることを特徴とする撮像装置。
【００８５】
（１０） 光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなりこの光電変換素子部において生成される信号電荷を積分する時間区間を制御することによって実効的露光時間に相応する信号電荷蓄積期間を制御することが可能になされ、該信号電荷蓄積期間内に光電変換素子部に蓄積された信号電荷を垂直シフトレジスタおよび水平シフトレジスタを通して読出し得るようになされた撮像素子と、
上記撮像素子に対し信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、垂直シフトレジスタを駆動するためのパルス、及び水平シフトレジスタを駆動するためのパルスを供給する撮像素子駆動回路と、
上記撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光するための動作タイミングを制御可能な遮光手段と、
上記遮光手段の動作タイミングを制御するための遮光動作制御手段と、
を備えてなる撮像装置であって、
上記撮像素子駆動回路は、上記各パルスを撮像素子に供給することによって一の画像を表わす信号を得るための所定の一の単位期間において該期間の当初からオプティカルブラック部に掃き出し動作により不要電荷が含まれる期間はクランプパルスを停止するように構成され、
上記遮光動作制御手段は、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降上記単位期間中に上記撮像素子の光電変換素子部に対する実質的遮光状態を確立するように上記遮光手段の動作タイミングを制御するように構成されたものであることを特徴とする撮像装置。
【００８６】
付記（１）に記載の発明による撮像装置によれば、電荷の転送を行う単位期間には光遮蔽手段による実質的遮光状態が確立されているために、撮像素子に光が当たることはなく、同一の単位期間において信号電荷蓄積と不要電荷掃き出しと遮光手段による実質的遮光状態の確立とが行われるために、スミアが重畳されることのない本来の撮像素子信号を得ることができる。
【００８７】
付記（２）に記載の発明による撮像装置によれば、遮光手段が遮光動作を開始した後は撮像素子の光電変換素子部に信号電荷蓄積が行われることはないために、遮光動作による信号電荷蓄積の変動が発生することはなく、安定した露出の品質の良い画像を得ることができる。
【００８８】
付記（３）に記載の発明による撮像装置によれば、付記（２）に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、遮光手段による遮光動作時間に公差が発生したとしても、信号電荷蓄積期間を設定し直す必要がない。
【００８９】
付記（４）に記載の発明による撮像装置によれば、付記（２）に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、同一の単位期間において信号電荷蓄積と不要電荷掃き出しとが行われ、さらに信号電荷蓄積期間の終端時点以降直ちに遮光手段による遮光動作が開始されるために、スミアが重畳されることのない本来の撮像素子信号を得ることができる。
【００９０】
付記（５）に記載の発明による撮像装置によれば、光遮蔽手段が撮像素子の光電変換素子部への入射光を遮光した状態に到る過程である動作期間中は信号電荷の位置が移動しないために、スミアが発生するようなレベルの大きな信号電荷の混入を防止することができ、スミアが重畳されることのない品質の良い画像を得ることができる。
【００９１】
付記（６）に記載の発明による撮像装置によれば、垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を低速で行うことによって、信号電荷の位置の移動量が通常よりも減少し、信号電荷が混入する可能性が小さくなるために、スミアの拡がりが抑制される。また、垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を停止することがないために、該垂直シフトレジスタを構成する素子の欠陥に基づく点欠陥や暗電流の増加などの不具合が複数の画素に分散されることとなって、これらを改善することが可能となる。
【００９２】
付記（７）に記載の発明による撮像装置によれば、付記（６）に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、低速で転送される電荷はオプティカルブラックに係る電荷のみであるために、次の期間において光電変換素子部に係る電荷の読み出しを通常と同様に行うことが可能となる。
【００９３】
付記（８）に記載の発明による撮像装置によれば、付記（６）に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、低速での電荷転送動作に続く一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間において、光電変換素子部に係る電荷の読み出しを通常と同一のタイミングで行うことが可能になる。
【００９４】
付記（９）に記載の発明による撮像装置によれば、光電変換素子部の信号電荷蓄積期間に変動が生じても、転送される電荷に垂直シフトレジスタの欠損の影響が生じることは殆どない。
【００９５】
付記（１０）に記載の発明による撮像装置によれば、不要電荷による影響を受けることなく露光画像に係るクランプ電位を安定して供給することができる。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１による本発明の撮像装置によれば、電荷の転送を行う単位期間には光遮蔽手段による実質的遮光状態が確立されているために、撮像素子に光が当たることはなく、同一の単位期間において信号電荷蓄積と不要電荷掃き出しと遮光手段による実質的遮光状態の確立とが行われるために、スミアが重畳されることのない本来の撮像素子信号を得ることができる。また、垂直シフトレジスタ転送を低速で駆動させることによって、電荷が混入する可能性のある隣接する転送部の数は、低速駆動により転送されたライン数分に抑制されるために、画像上のスミアの拡がりは通常速度の転送時よりも非常に狭いものとなる。また、垂直シフトレジスタ転送を停止することがないために、垂直シフトレジスタを構成する素子の欠陥に基づく点欠陥や暗電流の増加などの不具合を改善することが可能となる。
【００９７】
また、請求項２による本発明の撮像装置によれば、低速駆動により転送する電荷はオプティカルブラック部の電荷のみであるために、次のフレームにおいて、露光像に係る電荷の読み出しを通常と同様に行うことが可能となる。
【００９８】
さらに、請求項３による本発明の撮像装置によれば、低速駆動により読み出されたオプティカルブラック部の素子数に対応する時間だけ垂直シフトレジスタ転送を停止したために、次のフレームにおいて、露光像に係る電荷の読み出しを通常と同一のタイミングで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の縦型オーバーフロードレイン型ＣＣＤの構成を示すブロック図。
【図２】上記第１の実施形態の撮像装置の構成を示すブロック図。
【図３】上記第１の実施形態の撮像装置を駆動したときの各信号を示すタイミングチャート。
【図４】本発明の第２の実施形態の撮像装置を駆動したときの各信号を示すタイミングチャート。
【図５】上記図４の要部を時間方向に拡大して示すタイミングチャート。
【図６】本発明の第３の実施形態の撮像装置を駆動したときの各信号を示すタイミングチャート。
【図７】上記図６の要部を時間方向に拡大して示すタイミングチャート。
【図８】本発明の第４の実施形態において、垂直シフトレジスタをある時間間隔で低速駆動したときの各信号の要部を示すタイミングチャート。
【図９】上記第４の実施形態において、垂直シフトレジスタを他の時間間隔で低速駆動したときの各信号の要部を示すタイミングチャート。
【図１０】従来の手段により撮像装置を駆動したときの各信号を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
１…フォトダイオード（光電変換素子部）
２…垂直シフトレジスタ
３…水平シフトレジスタ
１２…光遮蔽手段（遮光手段）
１３…ＣＣＤ（撮像素子）
１４…信号処理回路
１６…ドライバ（遮光動作制御手段）
１７…信号発生器（撮像素子駆動回路）
１８…ＣＰＵ
Claims (3)
- 光電変換素子部と垂直シフトレジスタと水平シフトレジスタとを含んでなり上記光電変換素子部において生成される信号電荷を積分する時間区間を制御することによって実効的露光時間に相応する信号電荷蓄積期間を制御することが可能になされ、該信号電荷蓄積期間内に上記光電変換素子部に蓄積された信号電荷を上記垂直シフトレジスタおよび上記水平シフトレジスタを通して読出し得るようになされた撮像素子と、
上記撮像素子に対し信号電荷蓄積期間を制御するためのパルス、上記垂直シフトレジスタを駆動するためのパルス、および上記水平シフトレジスタを駆動するためのパルスを供給する撮像素子駆動回路と、
上記撮像素子の上記光電変換素子部への入射光を遮光するための動作タイミングを制御可能な遮光手段と、
上記遮光手段の動作タイミングを制御するための遮光動作制御手段と、
を備えてなる撮像装置であって、
上記遮光動作制御手段は、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間中に上記撮像素子の上記光電変換素子部に対する実質的遮光状態を確立するように上記遮光手段の動作タイミングを制御するように構成され、
上記撮像素子駆動回路は、上記単位期間の当初から当該信号電荷蓄積期間を含む時間区間に亘って上記垂直シフトレジスタおよび上記水平シフトレジスタを、通常の信号転送駆動時におけるよりも高速で駆動することにより不要電荷吐き出し動作を継続的に行ない、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降上記単位期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御するように構成されたものであることを特徴とする撮像装置。 - 上記撮像素子駆動回路は、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降上記単位期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうに際し、上記撮像素子のオプティカルブラックの素子数に対応した数の低速の転送動作を行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御するように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
- 上記撮像素子駆動回路は、上記信号電荷蓄積期間の終端時点以降上記単位期間中上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を通常の信号電荷転送よりも低速で行なうに際し、上記撮像素子のオプティカルブラックの素子数に対応した数の低速の転送動作を行なうべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御し、この低速での電荷転送動作に続く一の画像を表わす信号を得るための所定の単位期間の当初から上記撮像素子のオプティカルブラックの素子数に対応した数の転送動作が終了するまでの期間は、上記垂直シフトレジスタでの電荷転送動作を休止させるようにすべく上記撮像素子への上記パルスの供給を制御するように構成されたものであることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
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