JPH03178277A - 固体撮像装置の駆動方法 - 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、固体撮像装置の駆動方法に関するものである
。

従来の技術 近年、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、電子スチル
カメラの開発が活発化しており、小型、軽量、高画質、
多機能、低価格といったところに主眼が置かれている。

第５図は固体撮像装置の構成例を示す。第５図ｆこおい
て、固体撮像装置は、光電変換部１、垂直転送部２、蓄
積部３、水平転送部４、信号電荷検出部５からなり、矢
印は通常の信号電荷の転送方向を示す。すなわち、光電
変換部１は光電変換素子が二次元的に配列されてなり、
半導体基板Ｉこ所定電圧を供給したときに、蓄積された
電荷を半導体基板に掃き出させることができるようにな
っている。垂直転送部２は光電変換部１に蓄積された信
号電荷が移されて垂直方向に転送する。蓄積部３は垂直
転送部２から転送された複数水平ラインの信号電荷を蓄
積する。水平転送部４は蓄積部３から転送された一水平
ライン分の信号電荷を水平方向に転送する。信号電荷検
出部５は水平転送部４からの信号電荷を信号電圧または
信号電流に変換して出力する。

＠３図はテレビジョン信号の複合帰線消去信号と固体撮
像装置の代表的な駆動パルスの一例を示す波形図である
。第３図において、　（ａｉは複合帰線消去信号、（ｂ
）は光電変換部１の信号電荷を垂直転送部２へ移す転送
パルス（チャージパルス）　、　（Ｃ）は光電変換部１
に蓄積された信号電荷を半導体基板に掃出させる掃出し
パルス、（ｄ）は垂直転送部２の信号電荷を蓄積部３へ
移す４相クロツクのうちの１つの受光部垂直転送パルス
、（ｅ）は蓄積部３の信号電荷を水平転送部４へ順次移
すための４相クロツクのうちの１つの蓄積部垂直転送パ
ルス、ｉｆ）は水平転送部４の信号電荷を信号電荷検出
部５へ移す２相クロツクの１つの水平転送パルスを示し
ている。

以下第３図を参照しながら従来の１０００分の１秒電子
シャッタを利用した一フィールド多重露光機能を説明す
る。垂直帰線消去期間中のチャージパルスＢ４終了後の
５０ライン（水平走査期間）後に掃出しパルスＣＩによ
り光電変換部１に蓄積された電荷を半導体基板へ掃出し
、１６水平走査期間後の６６ライン目にチャージパルス
Ｂ１により光電変換部１に蓄積された１６水平走査期間
分の電荷を垂直転送部２へ移す。その後の５０水平走査
期間で光電変換部１に蓄積された電荷は掃出しパルスｃ
２により半導体基板へ掃キ出される。この操作を映像走
査期間Ａで複数回たとえば本実施例では４回行う。次に
、垂直帰線消去期間ＥでチャージパルスＢ４により光電
変換部１に蓄積された電荷を垂直転送部２へ移した後、
Ｄ期間で受光部垂直転送パルス（ｄｌと蓄積部垂直転送
パルス（ｅｌの約ＩＭＨｚの高速転送により、断続的な
複数回の電荷蓄積により垂直転送部２へ蓄積されていた
電荷を蓄積部３へ転送する。（ｂｌ（ｃｌの各パルスの
七に書いである数字はそのフィールド内でのＢ４パルス
を起点とした走査線番号を表わす。

次に、映像走査期間Ａで蓄積部３へ一水平走査期間ごと
に蓄積部垂直転送パルスｔｅｌを印加し、蓄積部３の信
号電荷を水平転送部４に転送する。これと同時に、蓄積
部垂直転送パルスｔｅ１間の期間に水平転送部４Ｊ：の
信号電荷を１回分転送できる周波数の水平転送パルス（
ｆｌを水平転送部４に印加し。

信号電荷を信号電荷検出部５より出力する。

この駆動方法による固体撮像装置の出力信号を電気的に
処理し、複合映像信号を得る。第４図に上から下へ落ち
るボールを撮像した結果を示す。

本従来例により落下するボールを撮像した場合。

モニター画面上の１フイールドの画像は第４図に示す様
に４個のボールが静止したように見える。

この結果、１６水平走査期間の蓄積電荷、つまり１／１
０００秒電子シャッター回分の電荷が、−画面内で等間
隔に４回蓄積される。第４図において。

１１はボール、　１２はカメラ、１３はモニター画像で
ある。

以上のフィールド多重露光を用いることにより。

＾ ビデオカメラで動体を撮像した場合には、より連続的な
映像を得、静物を撮像した場合には、感度の向上した映
像を得ることが可能となる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、動体をビデオテー
プに録画後、再生時に、静止、コマ送り、スローなどを
行うと、一画面中に等間隔に同じ輝度の像が並ぶため、
映像に動きが感じられない。

本発明は、上記課題を解決するもので、固体撮像装置の
駆動により動体を撮像した場合、画面中で時系列にサン
プリング間隔および輝度の変化する映像を得ることがで
きる固体撮像装置の駆動方法を提供することを目的とす
るものである。

課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の固体撮像装置の駆
動方法は、−フィールドまたは複数フィールド内で電荷
読出しタイミングおよび電荷蓄積時間を時系列で変化さ
せ、断続的な複数回の電荷蓄積を行うよう構成されてい
る。

作用 この構成により、ビデオカメラに利用したとき。

動体をビデオテープに録画後、両生時に、静止。

コマ送り、スローなどを行う際に、一画面中の像の輝度
や像と像との間隔が順次変化するため、動きのある映像
を得ることができる。

また、電子スチルカメラに利用したとき、機械シャッタ
との併用により１回の機械シャッタの開閉だけで複数回
のシャッタの開閉による撮像と同様の効果を得、ビデオ
カメラ使用時と同様、動きのある映像を得る。

実施例 以下１本発明の一実施例ｉこついて１図面を参照しなが
ら説明する。

第１図は本発明の一実施例におけるテレビジョン信号の
複合帰線消去信号と固体撮像装置の駆動パルスの一例を
示す波形図である。第３図と同様に、第１図において、
ｆａｌは複合帰線消去信号、（ｂｌはチャージパルス、
（Ｃ）は掃出しパルス、（ｄ）は受光部垂直転送パルス
の１つ、（ｅ）はＷ種部垂直転送パルスの１つ、（ｆ）
は水平転送パルスの１つをそれぞれ示している。

第１図において、垂直帰線消去期間Ｅ終了後。

Ｂ４を起点とした１２６ライン目で、掃出しパルスＣ１
により１２６ラインまでに光電変換部ｌにＷ積された電
荷を半導体基板に掃出し、４水平走査期間後の１３０ラ
イン目にチャージパルスＢｌにより光電変換部１に蓄積
された４水平走査期間分の電荷つまりｌ／２０００１９
ｇ子シャッタ１回分の電荷を垂直転送部２へ移す。次に
チャージパルスＣ２により１８７ラインまでに光電変換
部１に蓄積された５７ライン分の電荷を半導体基板に掃
出し、８水平走査期間後の１９５ライン目にチャージパ
ルスＢ２により光電変換部１に蓄積された８水平走査期
間分の電荷つまり１／１０００秒電子シャッタ１回分の
電荷を垂直転送部２へ移す。同様に、２３ｏライン目で
２１４ライン目からの１６水平走査期間分の電荷っま１
１５００　　秒電子シャッタ１回分の電荷を、また。

２６２ライン目で３１水平走査期間分の電荷っまり１／
２５０　秒電子シャッタ１回分の電荷を垂直転送部２へ
移す。

次に、垂直帰線消去期間ＥでチャージパルスＢ４垂直転
送パルスｔｅｌの約Ｉ　ＭＨｚの高速転送により。

垂直転送部２に蓄積されていた複数回の断続的な電荷を
蓄積部３へ転送する。

次に、映像走査期間Ａで蓄積部３へ蓄積部垂直転送パル
スｔｅｌを印加し、蓄積部３の信号電荷を水平転送部４
に転送する。これと同時に、蓄積部垂直転送パルスｔｅ
１間の期間に水平転送部４上の信号電荷を１回分転送で
きる周波数の水平転送パルス（ｆｌを水転送部４に印加
し、信号電荷を信号電荷検出部５より出力する。この駆
動方法による固体撮像装置の出力信号を電気的に処理し
動きのある複合映像信号を得る。第２図に上から下へ落
ちるボールを撮像した結果を示す。

本実施例により、落下するボールを撮像した場合モニタ
ー画面りの１フイールドの画像は第２図に示すように４
個のボールが動いているように見える。

この結果、　　１／４０００秒、　　ｌ／２０００秒、
　　１７１０００秒。

１１５００秒の４つの電子シャッタで蓄積される電荷が
同一フィールド内で間欠的に４回分蓄積される。

第２図において、第４図と同様、　１１はボール、１２
はカメラ、　１３はモニター画面である。

なお、本実施例では、　　１／４０００秒、　　１／２
０００秒、１／１０００秒、１７５００秒電子シャッタ
を用いて説明したが、電荷読出しタイミングおよび電荷
蓄積時間ｆこついては任意でよい。

また、本実施例では１フイールド内での複数回の電荷読
出しと不要電荷掃出しについて説明したが、第１図のＤ
期間の高速転送部分をなくす事により複数フィールドで
、複数回の電荷読出しと不要ｉα荷掃出しも可能である
。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、ビデオカメラで動体を
撮像した場合、ビデオテープに録画後、再生時に、静止
、コマ送り、スローなどを行う際に、一画面中の像の輝
度や像と像との間隔が順次変化するため、動きのある映
像を得る。

また電子スチルカメラに利用した場合、機械ンャッタと
の併用により１回の機械シャッタの開閉だけで複数回の
シャッタの開閉による撮像と同様の効果を得、ビデオカ
メラ使用時と同様動きのある映像を得る。

したがって、その実用的効果は極めて犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の固体撮像装置の駆動方法に
おける駆動パルス電圧波形図、第２図は同駆動方法によ
り落下するボールを撮像した結果を説明する図、第３図
は従来例の固体撮像装置の駆動方法における駆動パルス
電圧波形図、第４図は従来例の駆動方法により落下する
ボールを撮像した結果を説明する図、第５図は固体撮像
装置の構成図である。 （ａｌ・・・複合帰線消去信号、（ｂ）・・・チャージ
パルス、ｆｃ）・・・摺出しパルス、Ｔｄｌ・・・受光
部垂直転送パルス。 ｔｅｌ・・・蓄積部垂直転送パルス、（ｆ）・・・水平
転送パルス。 Ａ・・・映像走査期間、Ｄ・・・高速転送、Ｅ・・・垂
直帰線消去期間、Ｂ４・・・１フイールドの起点となる
チャージパルス、１・・・光電変換部、２・・・垂直転
送部。 ３・・・蓄積部、 ４・・・水平転送部。 ５・・・信号電荷検出 部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、半導体基板に所定電圧を供給し、蓄積された電荷を
   前記半導体基板に掃き出させるようにした複数の光電変
   換素子が二次元的に配列される光電変換部と、前記光電
   変換部に蓄積される信号電荷を垂直方向に転送する垂直
   転送部と、前記垂直転送部から転送される複数水平ライ
   ンの信号電荷を蓄積する蓄積部と、前記蓄積部から転送
   される一水平ライン分の信号電荷を水平方向に転送する
   水平転送部と、前記水平転送部からの信号電荷を信号電
   圧または信号電流に変換して出力する信号電荷検出部と
   を有する固体撮像装置を駆動するに際して、単一フィー
   ルド内または複数フィールド内での電荷読出しタイミン
   グおよび電荷蓄積時間を時系列で変化させ、断続的な複
   数回の電荷蓄積を行う固体撮像装置の駆動方法。