JPH04110929A - 固体撮像素子テレビジョンカメラ - 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】 口産業上の利用分野］ 本発明は、ＣＯＤ等の固体撮像素子を使用した固体撮像
素子テレビジョンカメラに関し、特に高速で移動する被
写体を観測する用途等に好適の固体撮像素子テレビジョ
ンカメラに関する。

［従来の技術］ 従来、高速で移動する被写体の運動を観測するような場
合には、背景を暗くした状態でストロボを断続的に発光
させて、スチルカメラ又はビデオカメラに露光をするよ
うにしていた。

この方式によれば、移動する被写体の軌跡と、移動中の
被写体の状態とを、ぶれが少ない良好な画像で観測する
ことができるという利点がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来のストロボ撮影方式では、
背景を暗くした状態でストロボ発光をしなければならな
いため、日中の屋外及び照明が付いた室内等、周囲が明
るい状態では使用することができない。また、ストロボ
及び暗室等の準備が必要であるため、実行するためには
、手間とコストがかかるという問題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
ストロボ及び暗室等の設備を必要とせず、極めて簡単に
ストロボ効果を得ることができる固体撮像素子テレビシ
ロンカメラを提供することを目的とする。

口課題を解決するための手段］ 本発明に係る固体撮像素子テレビジョンカメラは、光電
変換によって蓄積された信号電荷を電荷読み出し信号に
よって垂直レジスタに転送したのち垂直転送動作によっ
て外部に出力する固体撮像素子と、この固体撮像素子の
垂直転送動作を所定期間だけ停止させると共に前記垂直
転送動作の停止期間に所定のストロボ間隔で前記電荷読
み出し信号を前記固体撮像素子に繰り返し供給して前記
信号電荷を前記垂直レジスタに繰り返し転送させる駆動
手段と、前記ストロボ間隔中における前記信号電荷の蓄
積時間を制御するシャッタ手段とを有することを特徴と
する。

［作用コ 本発明によれば、固体撮像素子の垂直転送動作を所定期
間だけ停止させ、その間に所定のストロボ間隔で、電荷
読み出し信号を繰り返し供給することにより、信号電荷
が垂直レジスタに繰り返し読み出されるので、上記垂直
レジスタ上で複数の画像が重ね合わされることになる。

そして、この画像を画像の読み出し期間に読み出すこと
により、ストロボ効果による移動物体の軌跡等の画像を
得ることができる。

この発明では、電荷読み出し信号の出力間隔がストロボ
の発光間隔に相当し、前記ストロボ間隔中における信号
電荷の蓄積時間を制御するシャッタ手段がストロボの発
光時間に相当することになる。従って、これらを任意の
値に設定することにより、所望の連続写真的画像を得る
ことができるので、ストロボ及び暗室等の設備を必要と
せず、極めて簡単にストロボ効果の画像を得ることがで
きる。

［実施例］ 以下、添付の図面を参照して本発明の実施例について説
明する。

第１図は本発明の実施例に係るＣＣＤテレビシロンカメ
ラのブロック図である。

ＣＣＤ撮像素子１は、光電変換部及び垂直レジスタを有
し、電荷掃き出し信号によって前記光電変換部の残留電
荷を掃き出したのち、前記光電変換部に蓄積された信号
電荷を電荷読み出し信号に同期して前記垂直レジスタに
転送し、更にこの垂直レジスタに格納された信号電荷を
垂直転送動作によって外部に出力するものとなっている
。ＣＣＤ撮像素子１から出力される信号は、映像信号処
理回路２に入力されている。

映像信号処理回路２は、ＣＣＤ撮像素子１の出力信号を
、増幅及びサンプルホールドしたのち、ペデスタル付加
、γ処理、ホワイトクリップ及び同期信号付加等の処理
を行って、テレビジョン映像信号を出力する。

一方、ＣＣＤ撮像素子１には、駆動回路３からの駆動制
御信号とシャッタ回路４からの電荷掃き出し信号とが供
給されている。駆動回路３は、任意のフィールド期間、
ＣＣＤ撮像素子１の垂直転送動作を停止させる機能と、
この垂直転送動作の停止期間に所定のストロボ間隔で電
荷読み出し信号をＣＣＤ撮像素子１に供給し、前記光電
変換部上に蓄積された信号電荷を前記垂直レジスタに繰
り返し任意の回数だけ読み出す機能とを有している。

また、シャッタ回路４は、上記ストロボ期間中における
ＣＣＤ撮像素子１の信号電荷の蓄積時間の制御を行うも
ので、具体的には、任意のタイミングで電荷掃き出し信
号をＣＣＤ撮像素子１に出力するものである。

更に、制御回路５は、駆動回路３とシャッタ回路４とを
制御して、各ストロボ間隔において得られた画像を、Ｃ
ＣＤ撮像素子１の垂直レジスタ上で重ね合わせるものと
なっている。

次に、このように構成された本実施例に係るＣＯＤテレ
ビジョンカメラの動作について説明する。

第２図は、この回路の動作を説明するためのタイミング
図である。

第２図にＶＤ信号との位相関係を示すように、この回路
の動作は、数フィールドの間、信号電荷の垂直転送動作
を停止させる垂直転送停止期間と、この間に垂直レジス
タに蓄積された信号電荷の読み出しを行う電荷読み出し
期間とからなる。

先ず、第２図に示す垂直転送停止期間においては、駆動
回路３からＣＣＤ撮像素子１に供給されるべき垂直転送
パルスの出力が停止され、信号電荷の垂直転送が停止さ
れる。従って、この期間では、第２図に示す電荷読み出
し信号によってＣＣＤ撮像素子１の画素から垂直レジス
タに転送された信号電荷は、垂直転送されることなく、
同一の垂直レジスタ内に保持される。この状態において
、予め設定されたストロボ間隔で電荷読み出し信号が繰
り返し出力されると、ＣＣＤ撮像素子１の光電変換部に
蓄積された信号電荷が垂直レジスタに繰り返し転送され
、次々に重ね合わされる。

一方、シャッタ回路４からは、上記電荷読み出し信号と
交互に電荷掃き出し信号がＣＣＤ撮像素子１に供給され
る。電荷掃き出し信号がＣＣＤ撮像素子１に供給される
と、光電変換部の電荷が掃き出されるので、以後、電荷
読み出し信号か供給されるまでの間が、ＣＣＤ撮像素子
１の信号電荷蓄積時間、即ちシャッタ時間となる。

次に、読み出し期間になると、垂直レジスタ上に保持さ
れていた信号電荷がＣＣＤ撮像素子１から順次読み出さ
れ、映像信号処理回路２に供給される。映像信号処理回
路２では、ＣＣＤ撮像素子１の出力に対してサンプルホ
ールド、増幅、ペデスタル付加、γ処理、ホワイトクリ
ップ及び同期信号付加等の各処理を施し、テレビジョン
映像信号として出力する。

このように、本実施例のＣＯＤテレビジョンカメラによ
れば、ＣＣＤ撮像素子１の垂直レノスジ上に蓄積された
信号電荷は、移動する被写体の軌跡をストロボ発光によ
って間欠的に捕らえて１枚の画像に表示したストロボ効
果の映像と等価になる。この場合、上記シャッタ時間と
ストロボ間隔とを任意の値に設定することにより、任意
のストロボ効果画像を得ることができる。

なお、シャッタ手段として、上記のような電子シャッタ
を使用した場合、この電子シャッタは、ＶＯＤンヤッタ
のように垂直レジスタ上の信号電荷に影響がない方式で
あることが必要となる。また、シャッタ手段としては、
電子シャッタのみならず、メカニカルなシャッタを使用
するようにしても良い。

また、上記実施例では、最終的な映像信号が１フイ一ル
ド分しか出力されないが、第３図に示すように、フィー
ルドメモリ６に書込むことにより、モニタ上での観測及
び画像処理等を行うことが可能である。

更に、垂直解像度を高くするために、垂直レジスタの段
数が１フイ一ルド分よりも多いＣＣＤ撮像素子１を使用
した場合には、第２図の電荷読み出し期間が１フイール
ドよりも長くなるが、この場合には、第４図に示すよう
に、フレームメモリ７を使用する等、メモリサイズを増
やすことにより対処することができる。

なお、上記の動作の中で、垂直転送停止期間の長さ、ス
トロボ間隔時間及び電子シャッタ時間は、制御回路５の
設定により、自由に設定することができる。また、本発
明は、ＣＣＤに限らず、ＭＯＳ型等の他の固体撮像素子
においても適用可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、従来の方式ではできな
かった明るい照明条件下でのストロボ効果を得ることが
できる。また、ストロボや暗室等の設備が不要になるの
で、手軽にストロボ効果の画像得ることができ、構成も
簡単であるため、家庭用のカメラ一体型ＶＴＲへの応用
等、汎用性を高めることもできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るＣＯＤテレビジョンカメ
ラのブロック図、第２図は上記テレビジョンカメラの動
作を示すタイミング図、第３図及び第４図は上記テレビ
ジョンカメラの応用例を夫々示すブロック図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光電変換によって蓄積された信号電荷を電荷読み
   出し信号によって垂直レジスタに転送したのち垂直転送
   動作によって外部に出力する固体撮像素子と、この固体
   撮像素子の垂直転送動作を所定期間だけ停止させると共
   に前記垂直転送動作の停止期間に所定のストロボ間隔で
   前記電荷読み出し信号を前記固体撮像素子に繰り返し供
   給して前記信号電荷を前記垂直レジスタに繰り返し転送
   させる駆動手段と、前記ストロボ間隔中における前記信
   号電荷の蓄積時間を制御するシャッタ手段とを有するこ
   とを特徴とする固体撮像素子テレビジョンカメラ。
2. （２）前記シャッタ手段は、前記信号電荷を前記垂直レ
   ジスタに転送したのちの残留電荷を掃き出すタイミング
   を決定する掃き出し信号を出力する手段であることを特
   徴とする請求項１に記載の固体撮像素子テレビジョンカ
   メラ。