JP4941091B2

JP4941091B2 - 駆動回路、撮像装置及び駆動方法

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Publication number: JP4941091B2
Application number: JP2007133528A
Authority: JP
Inventors: 英明小森
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2027-05-18
Also published as: JP2008289017A

Description

本発明は、ＣＣＤイメージャなどの撮像素子を駆動する駆動回路、及びその駆動回路を備えた撮像装置、並びに撮像素子の駆動に適用される駆動方法に関し、特に撮像するタイミングを任意に設定する技術に関する。

ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージャなどの固体撮像素子を使用して撮像を行う撮像装置は、フレーム周期ごとに１フレームずつ撮像を行う構成としてあり、いわゆる電子シャッタと称される撮像期間の調整処理で、各フレーム内での固体撮像素子での信号の蓄積期間を短くする高速シャッタを行うことが可能である。

高速シャッタ処理を行う場合の例としては、例えば、撮像するタイミングを正確に管理することが重要な場合がある。例えば、工場での製造ラインで搬送される製品を、その搬送タイミングに同期した正確なタイミングで撮像するような、工業用の監視カメラで使用される用途がある。このような用途で撮像を行う撮像装置の場合には、被写体の動きなどに同期して、撮像タイミングを指示する信号を生成させて撮像装置に入力させる。撮像装置では、その撮像タイミングを指示する信号が入力されると、そのタイミングで高速シャッタ処理により撮像を行う。

図８のタイミング図は、このような撮像タイミングを指定して撮像を行う場合の従来のタイミングの例を示したものである。この図８の例では、撮像素子としてＣＣＤイメージャを想定した例である。
図８（ａ）は、撮像するタイミングを指示するトリガ信号を示したものである。図８（ｂ）は、ＣＣＤイメージャからの出力される撮像信号の水平同期信号を示したものである。図８（ｂ）の信号のローレベル期間がブランキング期間であり、ハイレベル期間が、各水平ラインの有効映像期間である。
トリガ信号はハイレベルの期間、撮像素子で露光を行い、トリガ信号がローレベルの期間は撮像素子で露光を行わないことを指示するものである。従って、トリガ信号がローレベルからハイレベルに変化したタイミングが、撮像の開始を指示するタイミングであり、ハイレベルからローレベルに変化したタイミングが、撮像の終了を指示するタイミングである。このトリガ信号は、フレーム周期で生成される。

ＣＣＤイメージャでの電荷の蓄積は、図８（ｃ）に示すＳＵＢパルスと、図８（ｄ）に示すＳＧパルス（センサゲートパルス）とで制御される。具体的には、図８（ａ）に示すトリガ信号で露光の開始が指示されると（即ちハイレベルに変化すると）、ＣＣＤイメージャの各画素に蓄積した信号電荷を掃き捨てるＳＵＢパルスを、図８（ｃ）に示すように生成させる。また、トリガ信号で露光の終了が指示されると（即ちローレベルに変化すると）、ＣＣＤイメージャの各画素に蓄積した信号電荷を読み出すＳＧパルスを、図８（ｄ）に示すように生成させる。なお、露光の終了タイミングは、１フレーム期間の終了タイミングと一致させてある。

このようにＣＣＤイメージャでの電荷の蓄積を制御する駆動を行うことで、ＳＵＢパルスが供給されてから、ＳＧパルスが供給されるまでの期間が、このフレーム期間での露光期間となる。従って、トリガ信号で指定する露光期間を可変させることで、ＣＣＤイメージャでの電荷の蓄積期間を変更させることができ、いわゆるシャッタ速度を可変設定することができる。

特許文献１には、外部からのトリガ信号に同期して蓄積期間を可変設定できる撮像装置の一例についての記載がある。
特開平２−１８５１７３号公報

ところで、図８の例では、トリガ信号の立ち上がりタイミングとＳＵＢパルスの生成タイミングを一致させた例としてあり、水平ラインの有効映像期間中に、信号電荷を掃き捨てるＳＵＢパルスが生成されている。このように有効映像期間中にイメージャから信号電荷を掃き捨てる処理を行うと、イメージャから読み出した撮像信号にノイズが混入して、撮像された画像として、ノイズの影響を受けた好ましくないものになってしまう。図８（ｂ）に示したノイズＮが、ノイズの混入状況の例を示したものである。

この有効映像期間中に掃き捨てパルスが発生することを防止するために、従来、図９に示す処理が行われていた。
図９（ａ）は、撮像するタイミングを指示するトリガ信号を示したもので、図９（ｂ）は、ＣＣＤイメージャからの出力される撮像信号の水平同期信号を示したものである。トリガ信号と水平同期信号は、図８の例と同じである。
ＣＣＤイメージャでの電荷の蓄積は、図９（ｃ）に示すＳＵＢパルスと、図９（ｄ）に示すＳＧパルス（センサゲートパルス）とで制御されるが、この図９の例では、ＣＣＤイメージャの各画素に蓄積した信号電荷を掃き捨てるＳＵＢパルスを、各フレーム期間の始まりからトリガ信号が立ち上がるタイミングまで、１水平ラインごとに周期的に形成させる。この周期的にＳＵＢパルスが生成されるタイミングは、図９（ｂ）に示した水平同期信号のブランキング期間となるように設定してある。従って、トリガ信号が立ち上がるまでは、１水平ラインごとにＣＣＤイメージャに蓄積した信号電荷が掃き捨てられている。

そして、図９（ａ）に示すように、トリガ信号で露光の開始が指示されると（即ちハイレベルに変化すると）、図８（ｃ）に示すようにＳＵＢパルスの生成を停止させる。その後、１フレーム期間の終了タイミングとなって、トリガ信号で露光の終了が指示されると（即ちローレベルに変化すると）、ＣＣＤイメージャの各画素に蓄積した信号電荷を読み出すＳＧパルスを、図９（ｄ）に示すように生成させる。

この図９に示すように、水平ライン周期で周期的に生成されるＳＵＢパルスの生成を、トリガ信号の立ち上がりで停止させる処理を行うことで、トリガ信号で指示された露光期間とほぼ一致した露光期間が、図９（ｃ），（ｄ）に示すように設定されることになる。
この図９の例の場合には、イメージャから信号電荷が掃き捨てられる期間が、必ず水平ブランキング期間となるため、図８の例のような有効映像期間に掃き捨てられることがなく、イメージャからの出力信号にノイズが混入しない効果を有する。

ところが、この図９の例では、図９（ａ）のトリガ信号の立ち上がりで露光の開始が指示されたタイミングよりも前の最後のＳＧパルスが生成されたタイミングで、露光が開始されるため、露光期間がトリガ信号で指定された期間とは一致しない問題があった。この期間の不一致は、最大で１水平同期期間であるが、露光期間の正確さが要求される場合には、このような露光期間のずれは好ましくないという問題があった。特に、工業用の監視カメラのような、露光期間の正確さが必要とされる用途では問題となっていた。なお、ここまでの説明では、ＣＣＤイメージャを撮像素子として使用した場合の問題について説明したが、ＣＣＤイメージャ以外の他の撮像方式の撮像素子を使用した場合でも、同様の駆動を行って撮像を行う場合には、同様の問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、外部から指示されたタイミングで撮像を行う場合に、ノイズのない良好な撮像を行いながら、露光期間を正確に制御できるようにすることを目的とする。

本発明は、水平同期信号及び垂直同期信号に同期してフレーム周期で撮像を行う撮像素子を駆動する場合において、撮像素子での１フレーム内での撮像開始タイミングを判定し、その判定した撮像開始タイミングの直後の水平ブランキング期間に、撮像素子に蓄積した信号を捨てる指示を行う掃き捨て信号を生成させる。そして、その判定した撮像開始タイミングと、その後に生成された掃き捨て信号の生成タイミングとの時間差を判断する。その判断された時間差だけ遅らせて、撮像素子に蓄積した信号を読み出す期間を読み出し信号を生成させる。

このようにしたことで、撮像開始タイミングとして指定されたタイミングから、最大でほぼ１水平同期期間だけ撮像開始タイミングが遅れる可能性があるが、その撮像開始タイミングの遅れに連動して、撮像素子から撮像信号を読み出すタイミングについても遅れる。従って、撮像素子での露光期間と、外部から撮像タイミングとして指定された期間と正確に一致するようになる。

本発明によると、撮像素子での露光期間と、外部から撮像タイミングとして指定された期間と正確に一致するようになる。しかも、撮像素子での撮像が開始されるタイミングである、掃き捨て信号が最後に出力されるタイミングは、水平ブランキング期間であるので、ノイズが出力撮像信号に混入することがなく、ノイズの影響のない正確な露光期間の撮像が可能となるという効果を有する。

以下、本発明の一実施の形態の例を、図１〜図７を参照して説明する。
本実施の形態の例においては、固体撮像素子であるＣＣＤイメージャを、撮像素子として使用した撮像装置の例としてある。

図１は、本例の撮像装置の構成例を示すブロック図である。レンズなどの光学系１１を介してＣＣＤイメージャ１２の撮像面に被写体の像光を結像させ、その像光をＣＣＤイメージャ１２の撮像面に配置された各画素を構成する受光素子で受光させる。この受光により、各画素に信号電荷が蓄積され、その蓄積した信号電荷が、出力回路１３で読み出される。ＣＣＤイメージャ１２は、同期信号発生回路２０から供給される水平同期信号及び垂直同期信号と、駆動回路３０から供給される各種パルス信号により駆動されて、信号電荷が読み出される。ＣＣＤイメージャ１２では垂直同期信号で規定されるフレーム周期で撮像を行う構成としてある。駆動回路３０から供給されるパルス信号の詳細については後述する。

出力回路１３で読み出された撮像信号は、映像処理部１４に供給して所定のフォーマットの映像信号とする処理が行われる。映像処理部１４で生成された映像信号は、記録系１５に供給して所定の媒体に記録させ、表示系１６に供給して、ディスプレイに表示させる。また、図示しない出力端子から映像信号を出力させて、撮像装置の外部で記録や表示を行う構成としてもよい。

また、本例の撮像装置は、制御部１７を備え、この制御部１７の制御により、ＣＣＤイメージャ１２での露光タイミング(撮像タイミング)などが設定される構成としてある。ＣＣＤイメージャ１２での露光タイミングは、入力部１９に外部から入力したトリガ信号により指示されたタイミングで行う構成としてある。即ち、入力部１９にトリガ信号が入力されると、制御部１７は、そのトリガ信号を駆動回路３０に送り、トリガ信号で指定されたタイミングで撮像を行う構成としてある。トリガ信号は、撮像装置で撮像を行うフレーム周期ごとに、撮像素子で撮像を行う期間（即ち露光を行う期間）を指定する信号であり、トリガ信号で指定される露光の終了タイミングは、フレーム周期の終了点とほぼ一致させてある。
また、制御部１７には、操作部１８での操作指令が供給される構成としてあり、その操作部１８で露光タイミングを指定する操作が行われたとき、該当する操作で指定されたタイミングのトリガ信号を生成させて、駆動回路３０に供給するようにしてもよい。

図２は、同期信号発生回路２０と駆動回路３０の構成例を示した図である。
同期信号発生回路２０は、水平カウンタ２１と垂直カウンタ２２を備える。水平カウンタ２１は、水平同期期間に対応したカウントを周期的に行い、垂直カウンタ２２は、垂直周期（フレーム周期）に対応したカウントを周期的に行う。水平カウンタ２１でカウントした水平同期期間に対応して、同期信号生成部２３で水平同期信号を生成させ、垂直カウンタ２２のカウント出力に対応して、フレーム周期を設定する。なお、同期信号生成部２３でフレーム周期を設定する際には、後述するＳＧタイミング判定部３６で判定されたＳＧパルスの生成タイミングで、フレーム期間の開始タイミングを補正するようにしてある。

駆動回路３０は、制御部１７（図１）側からトリガ信号が供給されるトリガ信号入力端子３１を備える。その入力端子３１に得られるトリガ信号を、トリガ開始点検出部３２とトリガ終了点検出部３５とに供給する。トリガ開始点検出部３２では、トリガ信号から露光（撮像）の開始を指示するタイミングを検出する。具体的には、例えば、トリガ信号がローレベルからハイレベルに変化するタイミングを検出する。トリガ終了点検出部３５では、トリガ信号から露光（撮像）の終了を指示するタイミングを検出する。具体的には、例えば、トリガ信号がハイレベルからローレベルに変化するタイミングを検出する。

トリガ開始点検出部３２で検出された露光の開始タイミングは、ＳＵＢタイミング判定部３３に供給する。ＳＵＢタイミング判定部３３は、同期信号発生回路２０内の水平カウンタ２１からカウント値が供給され、そのカウント値が一定になるごとに、ＳＵＢ生成部３４に、ＳＵＢパルスの生成を指示する。
ここで、トリガ開始点検出部３２からＳＵＢタイミング判定部３３に、露光の開始タイミングを示す信号が供給されると、その露光の開始タイミングと、次にＳＵＢパルスの生成を指示するタイミングとの時間差を判断し、その時間差を差分データとして、ＳＧタイミング判定部３６に供給する。その時間差を判断する具体的な例については、図５及び図６のタイミング図の説明時に後述する。
また、トリガ開始点検出部３２からＳＵＢタイミング判定部３３に、露光の開始タイミングを示す信号が供給されると、その開始タイミングの直後のＳＵＢパルスの生成をＳＵＢ生成部３４に指示した後は、そのフレーム期間内は以後のＳＵＢパルスの生成を停止させる指示をＳＵＢ生成部３４に行う。

ＳＧタイミング判定部３６では、トリガ終了点検出部３５で検出した露光の終了タイミングと、ＳＵＢタイミング判定部３３から供給される差分データとに基づいて、ＳＧ生成部３７に、ＳＧパルス（センサゲートパスル）の生成を指示する。また、ＳＧパルスの生成指示のデータを、同期信号発生回路２０の同期信号生成部２３にも送り、フレーム期間の開始を示す同期信号を、このタイミングを基準に設定させる。
ＳＧタイミング判定部３６でＳＧパルスの生成を指示するタイミングは、トリガ信号で示された露光終了タイミングから、差分データで示された時間だけ遅延させたタイミングとしてある。ＳＧパルスは、ＣＣＤイメージャ１２から撮像信号を読み出させる信号である。

駆動回路３０のＳＵＢ生成部３４で生成されたＳＵＢパルスと、ＳＧ生成部３７で生成されたＳＧパルスは、ＣＣＤイメージャ１２に駆動信号として供給する。

ここで、これらのＳＵＢパルス及びＳＧパルスでＣＣＤイメージャ１２が駆動される例を、図３を参照して説明する。
図３に示すように、ＣＣＤイメージャ１２として、各画素の受光素子Ｓ_１１〜Ｓ_１５，Ｓ_２１〜Ｓ_２５，Ｓ_２１〜Ｓ_２５，・・・がマトリクス状に配置された構成であるとする。このとき、各受光素子に蓄積した信号は、ＳＧパルスＰ_ＳＧの供給により垂直転送レジスタ１２ａに読み出されて、その後は水平パルス及び垂直パスルに同期して、１画素単位で順に転送されて、出力回路１３（図１）に供給される。また、ＣＣＤイメージャ１２にＳＵＢパルスＰ_ＳＵＢが供給されることで、その供給タイミングに各受光素子に蓄積した信号は、掃き捨てレジスタ１２ｂに送られ、出力回路１３側には送られず捨てられる。
なお、図３はＣＣＤイメージャの原理を説明したものであり、各レジスタ１２ａ，１２ｂの配置などの具体的構成は、この図３に限定されるものではない。

次に、本例の撮像装置が備えるＣＣＤイメージャ１２での露光タイミングの設定状態を、図４〜図６のタイミング図を参照して説明する。図４は、露光期間全体を示したタイミングであり、図５は、その露光開始タイミングの近傍の詳細を示し、図６は、露光終了タイミングの近傍の詳細を示す。
図４（ａ）は、撮像（露光）するタイミングを指示するトリガ信号を示したものである。図４（ｂ）は、ＣＣＤイメージャからの出力される撮像信号の水平同期信号を示したものである。図４（ｂ）の水平同期信号を生成させるために、図２に示した同期信号発生回路２０内の水平カウンタ２１では、水平周期でのカウント動作を行うようにしてある。図４（ｂ）の上側に示すように、そのカウント値が［０］から最大値［ＭＡＸ］までの間で周期的に変化する。図４（ｂ）の水平同期信号のローレベル期間がブランキング期間であり、ハイレベル期間が、各水平ラインの有効映像期間である。
トリガ信号はハイレベルの期間、撮像素子で露光を行い、トリガ信号がローレベルの期間は撮像素子で露光を行わないことを指示するものである。従って、トリガ信号がローレベルからハイレベルに変化したタイミングが、撮像の開始を指示するタイミングであり、ハイレベルからローレベルに変化したタイミングが、撮像の終了を指示するタイミングである。図４の例では、タイミングｔ１で露光開始が指示され、タイミングｔ３で露光の終了が指示される。このトリガ信号は、フレーム周期で生成され、露光の終了が指示されるタイミングｔ３についてはフレーム周期の末尾の近傍の一定タイミングとしてある。

このようにトリガ信号が供給される場合に、ＣＣＤイメージャ１２に蓄積された信号を掃き捨てる信号であるＳＵＢパルスは、図４（ｃ）に示すように生成される。即ち、フレーム期間の最初からトリガ信号が立ち上がるまでは、水平同期信号で示されるブランキング期間（ここでは水平同期信号がローレベルの期間）に、周期的にＳＵＢパルスＰｘが発生して、ＣＣＤイメージャ１２に蓄積した信号電荷が掃き捨てられる。

そして、トリガ信号が立ち上がった直後の水平ブランキング期間に、ＳＵＢパルスＰｘが発生された後は、このフレーム期間では、ＳＵＢパルスの生成が停止される。図４では、最後にＳＵＢパルスＰｘが発生したタイミングをｔ２としてある。このタイミングｔ２が、このフレーム期間での実際の露光の開始タイミングとなる。この露光開始タイミングｔ２は、トリガ信号で指示されたタイミングｔ１から最大で１水平同期期間（１Ｈ）だけ遅延する可能性がある。この遅延した時間差のデータは、駆動回路２０内で保持される。

そして、タイミングｔ３でトリガ信号がハイレベルからローレベルに変化して、露光の終了が指示されると、図４（ｄ）に示すように、上述したように保持された時間差のデータで示される時間だけ、ＣＣＤイメージャ１２の各画素に蓄積した信号電荷を読み出すＳＧパルスの生成タイミングを遅延させる。その遅延されたタイミングｔ４に出力されたＳＧパルスＰｙで、ＣＣＤイメージャ１２に蓄積された信号を読み出す。従って、各画素から信号電荷が出力されるタイミングについても最大で１水平同期期間（１Ｈ）だけ遅延する可能性がある。

次に、トリガ信号で露光開始が指示されたタイミングの近傍での、より詳細な処理を、図５を参照して説明する。
図５（ａ）は、水平カウンタ２１のカウント動作に対応したクロックであり、図５（ｂ）は、水平カウンタ２１のカウント値である。この例では、１水平同期期間に１９２０周期でカウントを行う例としてあり、０から１９１９までのカウントを繰り返す。また、ＳＵＢパルスの生成が許容される期間内（即ち露光が開始されるよりも前の期間内）では、カウント値０のタイミングで、ＳＵＢパルスが生成されるようにしてある。
図５（ｃ）は、トリガ信号で露光開始が指示されたタイミングを示してある。この例では、水平カウンタ２１のカウント値［１］のときに、露光開始が指示されたとしてある。このとき、（カウント最大値［１９１９］―現カウント値［Ｘ］）を、時間差のデータとして保持させる。この例では、［１９１９］―［１］＝１９１８であるので、値［１９１８］を時間差の値として保持する。

そして、トリガ信号で露光開始が指示されると、図５（ｅ）に示すように、次のＳＵＢパルスの生成タイミングまで検出パルスが立ち上がり、図５（ｆ）に示すように、カウント値０のタイミングで、ＳＵＢパルス生成用信号が立ち上がる。このＳＵＢパルス生成用信号に基づいて、ＳＵＢパルスが生成されてＣＣＤイメージャ１２に供給される。

次に、トリガ信号で露光終了が指示されたタイミングの近傍での、より詳細な処理を、図５を参照して説明する。
図６（ａ）は、水平カウンタ２１のカウント動作に対応したクロックであり、図６（ｂ）は、水平カウンタ２１のカウント値であり、０から１９１９までのカウントを繰り返している。
ここで図６（ｃ）は、トリガ信号で露光終了が指示されたタイミングを示してある。そして、この例では、図５で説明したように、時間差のデータとしてカウント値［１９１８］を図６（ｄ）に示すように保持してあり、その時間差の期間だけ立ち上がるパルスが図６（ｅ）に示すように生成される。また、駆動回路３０内で、トリガ信号で露光終了が指示されたタイミングから、水平カウンタ２１に同期したカウントを行う。そのカウント値が、図６（ｆ）に示した補正カウント値である。なお、図６（ｆ）の例では、図６（ｂ）のカウント値と補正カウント値が一致しているが、この図６（ｆ）の補正カウント値はトリガ信号の終了タイミングで決まるものであり、一致した値になるとは限らない。
そして、その内部で生成された補正カウント値が、時間差のデータで示されたカウント値［１９１８］になった段階で、図６（ｇ）に示すように、ＳＧパルス生成用信号が立ち上がり、そのＳＧパルス生成用信号が立ち上がったタイミングで、ＳＧパルスが生成される。

ここまで説明した露光タイミングの補正が行われる処理をフローチャートで示すと、図７に示すようになる。
図７に基づいて順に説明すると、まずトリガ信号で露光の開始点を検出したか否か判断されて（ステップＳ１１）、開始点が検出されると、次の水平ブランキング期間のＳＵＢパルスの生成タイミングまでの時間差を判定して、その判定した時間差を記憶（保持）しておく（ステップＳ１２）。次の水平ブランキング期間でのＳＵＢパルスの生成タイミングでＳＵＢパルスを生成させると、そのフレーム期間では以後のＳＵＢパルスの生成を停止させる（ステップＳ１３）。

そして、トリガ信号の終了点を検出するまで待機し（ステップＳ１４）、終了点を検出すると、記憶した時間差だけ、ＳＧパルスの生成タイミングを遅延させる（ステップＳ１５）。このようにして、ＳＧパルスを生成させた後は、次のフレーム期間での処理に移り、ステップＳ１１から繰り返される。

以上説明したように、本実施の形態によると、トリガ信号で指示された露光期間と正確に一致した期間、ＣＣＤイメージャ１２で露光されるようになり、露光期間の正確性が保たれるようになる。この場合、トリガ信号で指示されたタイミングから最大で１水平同期期間、露光開始が遅れる可能性があるが、少なくとも指示されたタイミングよりも前に露光が開始されることはなく、露光タイミングの正確性が良好に維持される。また、露光が開始されるタイミングは、水平ブランキング期間であり、掃き捨てパルスの影響によるノイズが撮像信号に混入することがない。
なお、ＣＣＤイメージャ１２の各画素を構成する受光素子から転送レジスタに信号電荷が読み出されるタイミング（即ちＳＧパルスが生成されるタイミング）は、規定されたタイミングから最大で１水平同期期間遅れる可能性があるが、ＣＣＤイメージャ１２内の転送レジスタからの読み出しは、次のフレーム期間に、最大で１フレーム期間かけて行えばよく、タイミング的に問題になることはない。

なお、上述した実施の形態では、ＣＣＤイメージャを撮像素子として使用した撮像装置の例について説明したが、その他の撮像素子を使用した撮像装置にも適用可能である。また、上述した実施の形態で説明したＳＵＢパルスやＳＧパルスなどの名称は、一例を示したものであり、撮像素子からの信号を掃き捨てる信号や、撮像素子からの信号を読み出す信号であれば、他の名称のパルスを使用してもよい。カウンタのカウント値なども一例であり、他のカウント周期のカウンタを使用してもよい。

また、上述した実施の形態では、撮像素子からの信号を掃き捨てるＳＵＢパルスは、露光（撮像）タイミングよりも前の期間で、水平周期で周期的に発生させる構成としたが、原理的には、少なくとも、露光開始時に掃き捨てるパルスが１回生成されればよく、それ以前の掃き捨てパルスは省略しても良い。但し、図４の例のように毎水平周期ごとに掃き捨てパルスを生成させて、受光期間以外では、イメージャ内の受光素子に出来るだけ信号を蓄積させない処理構成とした方が、露光期間での露光をより良好に行える可能性が高いので、好ましい。

本発明の一実施の形態による撮像装置の全体構成例を示すブロック図である。本発明の一実施の形態による駆動回路の構成例を示すブロック図である。本発明の一実施の形態によるＣＣＤイメージャの構造の原理を示す説明図である。本発明の一実施の形態による露光タイミングの例を示すタイミング図である。図４例のトリガ開始点の詳細例を示すタイミング図である。図４例のトリガ終了点の詳細例を示すタイミング図である。本発明の一実施の形態による駆動処理を示したフローチャートである。従来の撮像素子の駆動タイミングの例を示すタイミング図である。従来の撮像素子の駆動タイミングの他の例を示すタイミング図である。

符号の説明

１１…光学系、１２…ＣＣＤイメージャ、１２ａ…垂直転送レジスタ、１２ｂ…掃き捨てレジスタ、１３…出力回路、１４…映像処理部、１５…記録系、１６…表示系、１７…制御部、１８…操作部、１９…入力部、２０…同期信号発生回路、２１…水平カウンタ、２２…垂直カウンタ、２３…同期信号生成部、３０…駆動回路、３１…トリガ信号入力端子、３２…トリガ開始点検出部、３３…ＳＵＢタイミング判定部、３４…ＳＵＢ生成部、３５…トリガ終了点検出部、３６…ＳＧタイミング判定部、３７…ＳＧ生成部、Ｓ_１１〜Ｓ_１５，Ｓ_２１〜Ｓ_２５，Ｓ_２１〜Ｓ_２５…受光素子

Claims

水平同期信号及び垂直同期信号に同期してフレーム周期で撮像を行う撮像素子を駆動する駆動回路において、
前記撮像素子での１フレーム内での撮像開始タイミングを判定するタイミング判定部と、
前記タイミング判定部が判定した撮像開始タイミングの直後の水平ブランキング期間に、前記撮像素子に蓄積した信号を捨てる指示を行う掃き捨て信号を生成させる掃き捨て信号生成部と、
前記タイミング判定部で判定した撮像開始タイミングと、その後に生成された前記掃き捨て信号の生成タイミングとの時間差を判断する時間差判定部と、
前記時間差判定部で判定された時間差だけ前記撮像素子に蓄積した信号を読み出す期間を遅らせて、読み出し信号を生成させる読み出し信号生成部とを備えたことを特徴とする
駆動回路。
請求の範囲第１項記載の駆動回路において、
前記掃き捨て信号生成部が生成させる掃き捨て信号は、フレーム期間の開始から前記撮像開始タイミングの後の水平ブランキング期間まで、１水平ライン周期で水平ブランキング期間に周期的に生成させ、前記撮像開始タイミングの直後の水平ブランキング期間以後は、前記読み出し信号が生成されるまで前記掃き捨て信号の生成を停止させることを特徴とする
駆動回路。
請求の範囲第１項記載の駆動回路において、
前記時間差判定部は、前記水平同期信号の周期に対応したカウント周期のカウンタのカウント値を前記撮像タイミングに判定し、その判定したカウント値をカウント周期から減算した値を時間差の値とし、
前記読み出し信号生成部は、前記時間差の値で示されるカウント値だけ読み出す期間を遅らせることを特徴とする
駆動回路。
水平同期信号及び垂直同期信号に同期してフレーム周期で撮像を行う撮像素子と、
前記撮像素子での１フレーム内での撮像開始タイミングを判定するタイミング判定部と、
前記タイミング判定部が判定した撮像開始タイミングの直後の水平ブランキング期間に、前記撮像素子に蓄積した信号を捨てる指示を行う掃き捨て信号を生成させる掃き捨て信号生成部と、
前記タイミング判定部で判定した撮像開始タイミングと、その後に生成された前記掃き捨て信号の生成タイミングとの時間差を判断する時間差判定部と、
前記タイミング判定部で判定した撮像開始タイミングと、その後に生成された前記掃き捨て信号の生成タイミングとの時間差を判断する時間差判定部と、
前記時間差判定部で判定された時間差だけ前記撮像素子に蓄積した信号を読み出す期間を遅らせて、読み出し信号を生成させる読み出し信号生成部と、
前記読み出し信号により前記撮像素子から読み出された撮像信号を処理する処理部とを備えたことを特徴とする
撮像装置。
水平同期信号及び垂直同期信号に同期してフレーム周期で撮像を行う撮像素子を駆動する駆動方法において、
前記撮像素子での１フレーム内での撮像開始タイミングを判定するタイミング判定処理と、
前記タイミング判定処理で判定した撮像開始タイミングの直後の水平ブランキング期間に、前記撮像素子に蓄積した信号を捨てる指示を行う掃き捨て信号を生成させる掃き捨て信号生成処理と、
前記タイミング判定処理で判定した撮像開始タイミングと、その後に生成された前記掃き捨て信号の生成タイミングとの時間差を判断する時間差判定処理と、
前記時間差判定処理で判定された時間差だけ前記撮像素子に蓄積した信号を読み出す期間を遅らせて、読み出し信号を生成させる読み出し信号生成処理とを行うことを特徴とする
駆動方法。