JPH0286274A - Ｃｃｄの駆動方法 - Google Patents

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 本発明はビデオカメラ等に使用されるＣＣＤの駆動方法
に関するものである。

従来の技術 従来のＦＩＴ−ＣＣＤ（受光部と垂直転送部と１フィー
ルド期間の画素成分を蓄積する蓄積部をもつＣ０Ｄ）に
関しては、テレビジョン学会技術報告ＶＯＬ、１０　、
　Ａｅｓ　２　ｒ　６０２（Ｖ）Ｘ　ｅｏｏ（Ｅ−３）
　Ｆ　Ｉ　Ｔ　−ＣＣＤ撮像素子」に示されている。

第６図は従来のＦＩＴ−ＣＣＤの構成模式図を示すもの
であシ、２０は被写体の光情報を電気信号に変換する受
光部である。２１は受光部２ｏの電荷を蓄積部２２に垂
直転送する垂直転送部である。蓄積部２２は、電荷を１
水平走査期間ごとに、水平転送部２３に転送する。そし
て、水平転送部２３から順次出力端子２４を通じて、映
像信号を得る。尚、２６はドレイン部である。

以上のように構成された従来のＦＩＴ−ＣＣＤについて
、第６図のタイミングチャートを用いて、その動作を説
明する。

読み出しパルス３０で受光部２０に蓄積された電荷を、
対応する垂直転送部２１に転送する。次に垂直帰線期間
４内の高速転送期間６に垂直転送部２１の電荷を蓄積部
２２に高速転送する。次に水平帰線パルス１ごとに蓄積
部２２の電荷を水平転送部２３の方向に転送すると共に
、１ライン分だけを水平転送部２３に転送する。次に水
平転送部２３の電荷を水平走査期間に順次読み出し、出
力端子２４からＣＣＤの出力映像信号を得る。

次に電子シャータ動作について、第７図のタイミングチ
ャートで説明する。

読み出しパルス３２Ｔで受光部２０にこれまでに蓄積さ
れた電荷を垂直転送部２１に、転送し、垂直帰線期間４
内の高速転送期間３１にドレイン部２５に転送し、電荷
を放出する。次に電子シャータ期間了に蓄積された受光
部２Ｑの電荷を読み出しパルス３ｏで垂直転送部２１に
転送する。高速転送期間５に垂直転送部２１の電荷を蓄
積部２２に高速転送する。蓄積部２２の電荷は第６図と
同様にして、出力端子２４からＣＣＤの出力映像信号を
得る。

発明が解決しようとする課題 しかしながらＦ　ＩＴ−ＣＣＤは他のＣＣＤと比較して
、スミアが少ないという特徴を有しているため、より高
級なカメラに使用されるが、その様なカメラでは、残像
がないことが必要である。従って無残像にするためＫは
、受光部２０の濃度を少なくして、完全空乏化できるよ
うにする。

その結果、第８図に示すように、入射光Ｊｌ（蓄積時間
一定）と蓄積電荷の関係は、Ｑ　からＱ２へと飽和電荷
量が減少する。そのためダイナミックレンジが減少し、
高級なカメラではダイナミックレンジが６倍以上必要で
あるが、無残像にして、ダイナミックレンジを確保する
のが困難という課題を有していた。

本発明はかかる点に鑑み、無残像で、ダイナミックレン
ジを確保できるＣＣＤの駆動方法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 本発明は受光部と垂直転送部と１フィールド期間以上の
画素成分を蓄積する蓄積部とを有するＣＣＤを駆動する
に際し、受光部の各々の電荷を１フイールド内に２回以
上受光部に対応する垂直転送部に転送し、電荷を加算す
るようにしたＣＣＤ駆動方法である。

作　　用 本発明は、前記した方法により、所要の蓄積時間内に受
光部の電荷を２回以上受光部に対応する垂直転送部に転
送し、電荷を加算することにより、受光部の飽和をなく
すことによシダイナミックレンジを拡大させる。その結
果受光部の濃度を少なくして、完全空乏化して、無残像
にしても、ダイナミックレンジは減少しない。

また、受光部を完全空乏化して、電荷を完全にゼロにし
やすいようにしているので、基板方向へ電荷をはきだす
方法の電子シャッタも可能となる。

実施例 第１図は本発明の第１の実施例におけるＣＣＤの駆動方
法を示すタイミングチャート、第６図はＣＣＤの構成模
式図である。第１図において、１は水平帰線パルス、２
，３は読み出しパルス、４は垂直帰線期間、５は高速転
送期間である。以上のような、本実施例のＣＣＤの駆動
方法について以下その動作を第１．第６図を用いて説明
する。

第６図の受光部２ｏに蓄積された電荷を読み出しパルス
２で第６図の垂直転送部２１へ転送し、次にその後に蓄
積された、受光部２ｏの電荷を読み出しパルス３で垂直
転送部２１へ転送し、転送された電荷をそれぞれ垂直転
送部２１で加算する。

読み出しパルス２のタイミングは読み出しパルス２．３
で転送される電荷がほぼ等しくなる様にする。

読み出しパルス３で転送された後は従来例と同様で、高
速転送期間６に垂直転送部２１の電荷を蓄積部２２に転
送し、その後順次出力端子２４からＣＣＤの出力信号を
得る。

以上のように本実施例によれば、受光部に蓄積された電
荷を等分して、２回で垂直転送部へ転送することにより
、受光部での飽和がなくなり、ダイナミックレンジが拡
大できる。

第２図は本発明を電子シャッタモードで実施した例のタ
イミングチャートである。ＣＣＤの基板に電荷を捨てる
方式の電子シャークの応用例で、この方式の電子シャー
クはテレビジョン学会技術報告ＶＯＬ、　１２　、　　
Ａ　Ｉ　２”可変速電子シャータ付ＦＩＴ−ＣＣＤ撮像
素子′”にのべられている。

第２図において、１は水平帰線パルス、２，３は読み出
しパルス、４は垂直帰線期間、６は高速転送期間、６は
電子シャータ用はきだしパルス、７は電子シャータ期間
である。第１図のタイミングチャートと異なるのは、電
子シャータ用のはきだしパルス８を設け、それによシ読
み出しパルス２のタイミングが異なる点である。

前記のように構成された第２の実施例のＣＣＤの駆動方
法について、以下その動作を第２図と第６図を用いて説
明する。

はきだしパルス６で受光部２ｏの電荷をＣＣＤの基板に
捨てる。その後受光部２０に蓄積された電荷を読み出し
パルヌ２で受光部２ｏの電荷を垂直転送部２１に転送し
、次に読み出しパルス３で受光部２ｏの電荷を垂直転送
部２１に転送し、順次転送された電荷を加算する。その
加算された垂直転送部２１の電荷を高速転送期間６に蓄
積部２２に高速転送する。以下は従来と同様に順次出力
端子２４からＣＣＤの出力信号を得る。

以上のように、本実施例によれば、無残像にするために
、受光部の濃度を少なくして、完全空乏化できるように
すれば、電子シャータ動作のため、受光部の電荷を完全
に捨てることができる。そのために、電子シャータ用の
はきだしパルスを用いて、受光部の電荷を完全に捨てて
から、受光部に蓄積された電荷を等分して、２回で垂直
転送部へ転送することにより、受光部での飽和がなくな
り、ダイナミックレンジが拡大できる。すなわち電子シ
ャータ動作時もダイナミックレンジが拡大できる。

第３図は本発明の第３の実施例を示すタイミングチャー
トで、第４図は信号処理のブロック図である。

第３図において、１は水平帰線パルス、２，３は読み出
しパルス、５は高速転送期間、７は電子シャークの蓄積
時間で以上は第２図と同様のものである。第２図の構成
と異なるのは、従来例の第７図のような電子シャークを
用いるため、垂直帰線期間を２つに分け、垂直帰線期間
１１と垂直帰線期間１２を設け、さらに読み出しパルス
１０と高速転送期間１３を設け、第４図のブロック図に
示すような構成で垂直帰線期間を２つに分けて補正した
点である。第４図において、１６はＣＣＤでその出力を
メモリ１８で遅延させた信号と遅延させない信号を切換
手段１了で切換えて、通常の映像信号の出力信号とする
。

前記のような第３図のタイミングチャートと第４図の信
号処理のブロック図で第３の実施例のＣＣＤの駆動方法
について、以下その動作を説明する。

数水平走査期間に相当する垂直帰線期間１１０間に電子
ンヤータ前の受光部２０の電荷を読み出しパルス１０で
垂直転送部２１へ転送し、高速転送期間１３に垂直転送
部２１の電荷をドレイン部２６へ転送し、電荷を捨てる
。それ以後のＣＣＤの駆動方法は第２図と同様で、読み
出しパルス２で受光部２ｏの電荷を垂直転送部２１へ転
送し、読み出しパルス３で受光部２Ｑの電荷を読み出し
、加算する。垂直転送部２１で加算された電荷を高速転
送期間６に蓄積部２２に高潮転送し、順次出力端子２４
からＣＣＤ出力信号を得る。

第４図のＣＣＤ１５の出力信号は前記Ａの信号で第４図
すのように垂直帰線期間が２つに分かれた信号である。

垂直帰線期間１１に相当する遅延を１６のメモリーで行
い、第６図ｄのような信号を得る。１７の切換手段で、
期間１はａの信号を期間２はｂの信号を得る様に切換え
て、第６図Ｃのような通常の映像信号に変換する。

以上のように、ＣＣＤが無残像にならず、基板へ電荷を
捨てる電子シャークができないときでも、第７図のよう
な電子シャータ動作が可能で、しかもダイナミックレン
ジが拡大できる。

なお、各々の実施例において、受光部から垂直転送部へ
の転送を２回でなく、２回以上おこなえばダイナミック
レンジは拡大できる。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、受光部の濃度を少
なくして、完全空乏化できるようにして、残像を減少さ
せても、カメラに必要なダイナミックレンジが確保する
ことができ、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例のＣＣＤの駆動方法を
示すタイミングチャート、第２図は本発明の他の実施例
の電子シャータ動作でのＣＣＤの駆動方法を示すタイミ
ングチャート、第３図は電子シャータ動作での本発明の
さらに他の実施例のＣＣＤ駆動方法のタイミングチャー
ト、第４図Ａは第３図の信号処理回路のブロック図、第
４図Ｂは同波形図、第６図はＣＣＤの構成模式図、第６
図は従来のＣＣＤの駆動回路のタイミングチャート、第
７図は従来の電子シャータ動作でのＣＣＤ駆動回路のタ
イミングチャート、第８図は従来の入射光量と蓄積電荷
の関係図である。 １・・・・・・水平帰線パルス、２・・・・・・読み出
しバ／Ｖス、３・・・・・・読み出しパルス、４・・・
・・・垂直帰線期間、６・・・・・高速転送期間、７・
・・・・・電子シャータ期間。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名ィー
ーー水マナシ賓（ハ゛ルス ５−船！！ＪＬ４Ｊｌ関 イーーーンにキリ導ｒ数へ°ル人 ３ｏ・−言語）＋記し八“ルス ７−４＋５ヤータ刃１■ 第３図 Ｉｏ−−−９馬ｋｆＭＬ八゛ノＬス １＋、＋２−・−ジ！ＪＬ’ｌｔ渉３ヒ真月ｍ１３−・
−墨１乾ｆ期間 第８図 へ吋尤ｔ（Ｉ積倚湯−見） ６−　＆　゛　与ら Ｎ　〜　〜　〜　〜　〜 寸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）受光部と垂直転送部と１フィールド期間以上の画
   素成分を蓄積する蓄積部とを有するＣＣＤを駆動するに
   際し、前記受光部の各々の電荷を所要の蓄積時間内に２
   回以上前記受光部に対応する前記垂直転送部に転送し、
   転送された電荷を加算することを特徴とするＣＣＤの駆
   動方法。
2. （２）受光部と垂直転送部と１フィールド期間以上の画
   素成分を蓄積する蓄積部とを有するＣＣＤを駆動するに
   際し、１フィールド期間の所定期間に受光部に蓄積され
   たあらかじめ電荷をはきだすとともに、前記はきだし時
   期と次の垂直帰線期間の間に前記受光部の各々の電荷を
   ２回以上、前記受光部に対応する前記垂直転送部に転送
   し、前記各々の電荷を加算することを特徴とするＣＣＤ
   の駆動方法。