JPH0241081A

JPH0241081A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPH0241081A
Application number: JP63191686A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Shimura; 志村　雅之; Hiroshi Mori; 浩史森; Yasushi Sato; 泰史佐藤; Satoshi Kunimoto; 国本　聡
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1988-07-30
Filing date: 1988-07-30
Publication date: 1990-02-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、１／１０００秒の如き高速シャッタを備えた
ビデオカメラに適用して好適な固体撮像装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、１／１０００秒の如き高速シャッタを備えた
ビデオカメラに適用して好適な固体撮像装置においで、
１フィールド周期で受光素子に蓄積した信号電荷を一方
の転送レジ、スタに読出し、１フィールド周期とは異な
る任意のタイミングで受光素子に蓄積した信号電荷を他
方の転送レジスタに読出し、双方の転送レジスタ内に読
出された信号電荷を、先に読み出された転送レジスタ側
から１フィールド周期で順次出力するようにして、フィ
ールド周期とは異なる任意のタイミングで撮像ができる
ようにし、この撮像信号に基づいて任意のタイミングの
静止画像が得られるようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来、ＣＣＤ等の固体撮像装置を使用したビデオカメラ
として、１フィールド期間（１／６０秒）よりも速いシ
ャッタ速度を設定できるものが開発されていた。この場
合、ＣＣＤ等の固体撮像装置は、機械的なンヤンタと違
って信号電荷の蓄積時間をシャッタ速度に対応した時間
に設定するだけでよく、例えば１／１０００秒を越える
高速シャンクが簡単な構成で設定できる。この高速シャ
ッタを設定することで、動きの速い物体がブレることな
く撮影できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、一般のビデオカメラは１フィールド毎に撮影
を行うので、１コマの撮影は１７６０秒毎であり、１／
１０００秒の如き高速シャンクで撮影を行うと、残りの
ンヤックを閉じている時間の方がはるかに長くなってし
まう。このため、例えば高速で移動する物体を高速シャ
ッタで撮影した場合には、この移動物体が撮像画角中に
最も良く収まっているタイミングで撮影できる可能性が
低く、シャッタチャンスを逃がすことが多かった。

本発明は斯かる点に鑑み、任意のシャッタチャンスで撮
影のできる固体撮像装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕本発明の固体撮像装置は、例えば第１図に示す如く、受
光素子（１１）と、この受光素子（１１）に蓄積した信
号電荷を読出して順次転送する第１及び第２の転送レジ
スタ（１２）及び（１３）とを有し、１フィールド周期
で受光素子（１１）に蓄積した信号電荷を第１又は第２
の転送レジスタ（１２）又は（１３）に読出し、１フィ
ールド周期とは異なる任意のタイミングで受光素子（１
１）に蓄積した信号電荷を第２又は第１の転送レジスタ
（１３）又は（１２）に読出し、第１及び第２の転送レ
ジスタ（１２）及び（１３）内に読出された信号電荷を
、先に読み出された転送レジスフ側から１フィールド周
期で順次出力するようにしたものである。

〔作用〕

本発明の固体撮像装置によると、１フィールド周期毎に
撮像を行っているときには、受光素子（１１）から例え
ば第１図の転送レジスタ（１２）に１フイールド毎に蓄
積した信号電荷を読出し、この第１の転送レジスタ（１
２）から信号電荷を順次出力させる。そして、例えば外
部からインパクト信号の入力があると、このインパクト
信号が得られるタイミングで、受光素子（１１）が蓄積
した信号電荷を例えば第２の転送レジスタ（１３）に読
出しする。このとき、直前の１フィールド期間毎の撮像
による信号電荷は第１の転送レジスタ（１２）から出力
されているので、この第１の転送レジスタ（１２）から
の出力を終了した後、インパクト信号により撮像した信
号電荷を第２の転送レジスタ（１３）から出力させるこ
とで、この撮像装置からの撮像信号の出力は１フィール
ド周期になり、１フィールド周期で出力される撮像信号
中に任意のタイミングで撮像した撮像信号が含まれるよ
うになる。

〔実施例〕

以下、本発明の固体撮像装置の一実施例を、第１図及び
第２図を参照して説明しよう。

本例はＣＣＤ型の固体撮像装置としたもので、第１図に
おいて（１０）は固体撮像装置全体を示し、二の固体撮
像装置（１０）は複数（図は一部だけを示し実際には数
十方何）の受光素子（１１）がマトリクス状に配列して
あり、各垂直列の受光素子０１）の一方の脇にＣＣＤよ
りなる第１の垂直転送レジスタ（１２）が設けてあり、
他方の脇にＣＣＤよりなる第２の垂直転送レジスタ（１
３）が設けである。即ち、各垂直列の受光素子（１１）
は、第１の垂直転送レジスタ（１２）と第２の垂直転送
レジスタ（１３）とに挟まれた状態になっている。

そして、第１の垂直転送レジスタ（１２）は、電極（１
４ａ）、　（１４ｂ）、　（１４ｃ）　　及び（１４ｄ
）　　に供給される転送りロック信号φ１．φＶ２．φ
Ｖ３及びφＶ、により、隣接した受光素子（１１）が受
光により蓄積した信号電荷の読出し及びこの読出した信
号電荷の垂直転送が制御される。また、第２の垂直転送
レジスフ（１３）は、電極（１５ａ）、　（１５ｂ）、
　（１５ｃ）　　及び（１５ｄ）に供給される転送りロ
ック信号φＶ＋、φＶ２′。

φＶ３’及びφＶ４’により、隣接した受光素子（１１
）が受光により蓄積した信号電荷の読出し及びこの読出
した信号電荷の垂直転送が制御される。

そして、この固体撮像装置１ｆｆｉ（１０）の下端部に
はＣＣＤよりなる水平転送レジスタ（１６）が設けてあ
り、電極（１７ａ）　及び（１７ｂ）　　に供給される
転送りロック信号φＨ１及びφＨ７により、第１の垂直
転送レジスタ（１２）又は第２の垂直転送レジスタ（１
３）の下端から転送された信号電荷を受けて水平方向に
転送し、出力端子（１８）から出力させる。このため、
出力端子（１８）から出力される撮像信号としての信号
電荷は、水平ライン毎の信号となる。また、図示はしな
いが、この固体撮像装置（１０）の基板側に、不要な信
号電荷を捨てるためのドレインが設けである。

次に、本例の固体撮像装置にて高速シャッタモードによ
り撮像を行う際の動作について、第２図のタイミング図
を参照して説明する。

本例においては、１／１０００秒のシャッタスピードで
撮像を行うものとする。まず、基準となるフィールド周
期は、第２図Ａに示す基準パルス信号の立上り及び立下
り毎にフィールドが切換わるとする。

そして、通常の撮像時には、各１フィールド期間（１／
６０秒間）の内、（１／６０−１／１０００　）秒間は
掃き出しパルス信号（第２図Ｂ）を各受光素子（１１）
に供給し、受光により蓄積した信号電荷をドレインに掃
き捨てさせる。

そして、各１フィールド期間の最後の１／１０００秒間
になると、掃き出しパルス信号を停止して第２図Ｃに示
す如くこの１／１０００秒間（ｔｌ）だけ各受光素子（
１１）が受光による信号電荷の蓄積を行う。

そして、この１／１０００秒が経過すると電極（１４ａ
）〜（１４ｄ）　から所定の読出しパルス信号ＰＩ（第
２図Ｄ）を供給し、各受光素子（１１）に隣接した第１
の垂直転送レジスタ（１２）に蓄積した信号電荷を読出
させる。

そして、この読出しを行うと同時に基準信号（第２図Ａ
）のフィールド期間は次のフィールドになり、このフィ
ールド期間の撮像信号の読出しを行うタイミングになる
と、この第１の垂直転送レジスタ〈１２）内に蓄えられ
た信号電荷を、各電極（１４ａ）〜（１４ｄ）　　から
の垂直転送パルス信号の供給により、各水平ライン毎に
順次水平転送レジスタ（１６）に転送する。そして、電
極（１７ａ）、　（１７ｂ）　　からの水平転送パルス
信号の供給により、この各水平ラインの信号電荷を順次
出力端子（１８）から出力させ、この出力端子（１８）
に接続された出力回路（図示せず）により所定の映像信
号にし、第２図Ｆに示す如く、このフィールド期間の出
力映像信号を得る。

そして、例えば撮像を行っている操作者がシャッタチャ
ンスであると判断したときく第２図ＢのＸ点）に、トリ
ガ釦等の操作でこの撮像装置（１０）の駆動回路（図示
せず）にインパクト信号が供給されると、この時点で掃
き出しパルス信号の供給を停止する。そして、第２図Ｃ
に示す如く、この掃き出しパルス信号が停止してから１
／１０００秒間（ｔ２）、各受光素子（１１）が受光に
よる信号電荷の蓄積を行う。そして、この１／１０００
秒が経過すると電極（１５ａ）　　〜（１５ｄ）から所
定の読出しパルス信号Ｐ２（第２図Ｅ）を供給し、各受
光素子（１１）に隣接した第２の垂直転送レジスタ（１
３）に蓄積した信号電荷を読出させる。

この読出しを行った後、基準信号（第２図Ａ）のフィー
ルド期間が次のフィールドになるまで第２の垂直転送レ
ジスタ（１３）内に読出した信号電荷を蓄えておく。そ
して次のフィールド″）撮像信号の読出しを行うタイミ
ングになると、この、第２の垂直転送レジスタ（１３）
内に蓄えられた信号電荷を、各電極（１５ａ）　〜（１
５ｄ）　からの垂直転送パルス信号の供給により、各水
平ライン毎に順次水平転送レジスタ（１６）に転送する
。そして、電極（１７ａ）、　（１７ｂ）からの水平転
送パルス信号の供給により、この各水平ラインの信号電
荷を順次出力端子（１８）から出力させ、この出力端子
（１８）に接続された出力回路により所定の映像信号に
し、第２図Ｆに示す如くこのフィールド期間の出力映像
信号を得る。

そして、本例においては、次の１フィールド分もインパ
クト信号供給時と同じタイミングで信号電荷の蓄積及び
第２の垂直転送レジスタ（１３）への読出しを行い、１
フレ一ム分このタイミングで撮像を行った後、以後の各
フィールド期間では再びインパクト信号が供給されるま
で蓄積時間ｔ１　及び続出しパルス信号Ｐ１　　による
第１の垂直転送レジスタ（１２）を使った撮像を行う。

このようにして撮像を行うことで、インパクト信号の供
給を任意のタイミングで行うことで、この任意のタイミ
ングで撮像が行われる。このため１／１０００秒の如き
高速シャッタにより撮像を行っても、シャッタチャンス
を逃がさずに撮影でき、この撮像信号に基づいて任意の
タイミングの画像が得られる。しかも、出力映像信号と
しては、第２図Ｆに示す如く、撮像タイミングにかかわ
らずフィールド周期で連続的に取り出されるので、ＶＴ
Ｒ等での出力映像信号の記録が良好に連続的に行われる
。また引例の場合、固体撮像装置（１０）に垂直転送レ
ジスタを２系統（１２）及び（１３）設けるだけなので
、構成が簡単である。

なお、上述実施例においてはインパクト信号の供給時に
１フレ一ム分このインパクト信号によるタイミングで撮
影するようにしたが、１フイールドだけ撮影タイミング
を変えるようにしてもよく、また次のインパクト信号の
供給までこのタイミングでの撮影を連続的に行うように
してもよい。さらに、本発明は上述実施例に限らず、本
発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が取
り得ることは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明の固体撮像装置によると、転送レジスタを２系統
撮像装置に設けるだけの簡単な構成で、フィールド周期
とは異なる任意のタイミングで撮像ができ、この撮像信
号に基づいて任意のタイミングの静止画像が得られる利
益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の固体撮像装置の一実施例を示す構成図
、第２図は第１図例の説明に供するタイミング図である
。（１０）は固体撮像装置、（１１）は受光素子、（１２
）は第１の垂直転送レジスタ、（１３）は第２の垂直転
送レジスタである。手続補正書１．事件の表示昭和６３年　特　許　願　第１９１６８６号２、発明の
名称固体撮像装置３．１正をする者事件との関係　　　特許出願人住　所　東京部品用図化品用６丁目７番３５号名称（２
１８）ソニー株式会社代表宅締役　大　賀　典　雄４、代理人

Claims

【特許請求の範囲】受光素子と、該受光素子に蓄積した信号電荷を読出して
順次転送する第１及び第２の転送レジスタとを有し、１フィールド周期で上記受光素子に蓄積した信号電荷を
上記第１又は第２の転送レジスタに読出し、上記１フィ
ールド周期とは異なる任意のタイミングで上記受光素子
に蓄積した信号電荷を上記第２又は第１の転送レジスタ
に読出し、上記第１及び第２の転送レジスタ内に読出された信号電
荷を、先に読み出された転送レジスタ側から１フィール
ド周期で順次出力するようにしたことを特徴とする固体
撮像装置。