JPH05284429A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮像素子の信号電荷蓄積期間の終期近傍期間
での信号電荷蓄積が信号電荷蓄積期間全体での信号電荷
蓄積に対して占める割合の如何に拘らず画質劣化を少な
くする。 【構成】 低速シャッタ時には読出しモード切換え信号
ＳＧＭＤをＨレベルに設定し、読出しパルスＳＧ１とＳ
Ｇ２との送出タイミングを数μＳオーダでずらす。一方
高速シャッタ時やストロボ撮影時には読出しモード切換
え信号ＳＧＭＤをＬレベルに設定し、読出しパルスＳＧ
１とＳＧ２との送出タイミングのズレをなくす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は撮像装置、詳しくは画質
を向上させた撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子シャッタ機能を有する撮像装
置では、その光電変換部の全画素にそれまでに蓄積され
ていた不要電荷を排出パルスにより一斉に排出し、その
後所望のシャッタ速に対応した露光時間に蓄積された信
号電荷を読出しパルスにより読出すことにより露出が行
われる。この読出し時に全画素の信号電荷を同時に読み
出すと、装置内の基準電位が揺さぶられて有効電荷の読
出し残りを生じるので、読出しパルスを数μＳｅｃの時
間差を有するＳＧ１，ＳＧ２に分けて各別に読出すよう
にしている。

【０００３】これを図３〜５により説明する。図３は、
インターライン型ＣＣＤの構成を示す模式図で、２次元
に配置された光電変換部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１
ｄ，…，１１ｉ，１１ｊ，１１ｋ，１１ｍ，…の各列の
間に垂直転送レジスタ１２ａ，１２ｂ，…が配置され、
これら各レジスタ１２ａ，１２ｂ，…の転送電荷を水平
転送レジスタ１３に集めて順次出力するようになってい
る。

【０００４】図４は、上記図３に示すＣＣＤ撮像素子を
用いた従来の撮像装置のブロック構成図で、被写体光を
後記ＣＣＤ撮像素子２の受光面上に結像する撮像光学系
１と、この光学系１を透過した被写体光を電気信号に光
電変換するＣＣＤ撮像素子２と、該撮像素子２から出力
されたＣＣＤ出力を信号処理して映像信号を出力するカ
メラプロセス処理部３と、この処理部３からの露出情報
（通常は輝度情報が用いられる）を受けて露出制御する
露出制御部５と、この制御部５からの電子シャッタ（露
出時間）制御信号を受けて上記ＣＣＤ撮像素子２に所望
のシャッタ速の電子シャッタ動作を行わせるＣＣＤ駆動
信号を出力するＣＣＤ駆動信号発生部４と、上記露出制
御部５からのストロボ発光制御信号を受けて閃光発光す
るストロボ発光部６とからその主要部が構成されてい
る。

【０００５】図５は、上記図４に示す撮像装置における
光電変換動作のタイミングチャートで、垂直ブランキン
グ信号ＶＢＬＫが“Ｌ”レベルの期間が垂直ブランキン
グ期間である。この垂直ブランキング期間内に、露光つ
まり信号電荷蓄積期間の終期に相当する読出しパルスＳ
Ｇ１，ＳＧ２を送出できるように、該読出しパルス送出
時より信号電荷蓄積時間だけ溯って排出パルスＳＵＢが
送出される。この読出しパルスＳＧ１，ＳＧ２は通常転
送パルスに重畳して送出されるようになっていて、これ
を同時に出力すると、前述したようにＣＣＤの基準電位
が揺すられて信号電荷の読み残しを生じて画質が劣化す
るので、通常は数μＳｅｃ異ならせている。

【０００６】即ち、前記図３に示す第１行の各画素１１
ａ，１１ｉ，…や第３行の各画素１１ｃ，１１ｋ…のよ
うに奇数行の各画素に蓄積された信号電荷を第１の読出
しパルスＳＧ１によって、また第２行の各画素１１ｂ，
１１ｊ…や第４行の各画素１１ｄ，１１ｍ，…のように
偶数行の各画素に蓄積された信号電荷を上記読出しパル
スＳＧ１より数μＳのずれを有する第２の読出しパルス
ＳＧ２によって、それぞれ読出すようにしている。この
信号電荷蓄積期間の終期近傍期間における上記数μＳｅ
ｃ内での信号電荷蓄積は、通常のシャッタ速1/60〜1/20
00秒程度では、信号電荷蓄積期間全体での信号電荷蓄積
に対して無視できるので、上記数μＳｅｃの時間差は問
題にならない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シャッ
タ速が、1/2000秒を超えるような高速シャッタ時になる
と、上記信号電荷蓄積期間の終期近傍期間における上記
数μＳｅｃによる信号電荷蓄積が、撮像素子の信号電荷
蓄積期間全体での信号電荷蓄積に対して無視できなくな
り、輝度ムラや色相のズレになって画質に悪影響を与え
ることになる。この点は、例えばストロボ発光時にその
発光途中で、上記読出しパルスＳＧ１，ＳＧ２により露
光終了を行う場合にも当て嵌まり、特に近距離ストロボ
時に顕著に表われる。

【０００８】そこで本発明の目的は、上記問題点を解消
し、撮像素子の信号電荷蓄積期間の終期近傍期間での信
号電荷蓄積が、信号電荷蓄積期間全体での信号電荷蓄積
に対して占める割合の如何に拘らず、画質劣化の少ない
撮像装置を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用】本発明の撮像
装置は、撮像素子の全光電変換部の内の一部および他部
に対して実質的にタイミングのずれがない各別の読出し
パルスを与えて信号電荷を読み出す第１の態様の信号電
荷読出し動作と、撮像素子の全光電変換部の内の一部お
よび他部に対して実質的にタイミングのずれた各別の読
出しパルスを与えて信号電荷を読み出す第２の態様の信
号電荷読出し動作と、を選択的に実行可能になされた信
号電荷読出し手段と、当該撮影が、撮像素子の信号電荷
蓄積期間の終期近傍期間での信号電荷蓄積が信号電荷蓄
積期間全体での信号電荷蓄積に対して占める割合が比較
的大きい第１の態様の撮影かまたは第１の態様とは異な
る第２の態様の撮影かに応じて、上記第１の態様の撮影
を行うときには上記信号電荷読出し手段に上記第１の態
様の信号電荷読出し動作を行わしめ、上記第２の態様の
撮影を行うときには上記信号電荷読出し手段に上記第２
の態様の信号電荷読出し動作を行わしめる信号電荷読出
し態様選択手段と、を有してなることを特徴とする。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１１】図２は本発明の一実施例を示す撮像装置の
要部ブロック構成図で、上記従来例における図４と異な
る点は、露出制御部５からＣＣＤ駆動信号発生部４に向
け、電子シャッタ制御信号に加えて読出しモード切換え
信号ＳＧＭＤをも印加するようにした点である。この点
を除けば上記従来例と異なるところがないので、同じ構
成部材には同じ符号を付してその説明を省略し、上記モ
ード切換え信号についてのみ以下に説明する。

【００１２】この読出しモード切換え信号ＳＧＭＤは、
撮像素子の信号電荷蓄積期間の終期近傍期間での信号電
荷蓄積の、信号電荷蓄積期間全体での信号電荷蓄積に対
して占める割合が無視できないような、例えば1/2000秒
以上の高速シャッタ時とかストロボ発光時等と、上記割
合が無視できるような例えば1/60〜1/2000秒程度の通常
のシャッタ速の場合とに応じて、上記読出しパルスＳＧ
１，ＳＧ２の送出タイミングのズレを実質的になくした
り、あるいはタイミングのズレを従来例のように設けた
りする切換え動作を行う信号である。

【００１３】そして、この読出しモード切換え信号ＳＧ
ＭＤにより、撮像素子の信号電荷蓄積期間の終期近傍期
間での信号電荷蓄積が信号電荷蓄積期間全体での信号電
荷蓄積に対して占める割合が比較的大きい場合には、撮
像素子の全光電変換部の内の一部および他部に対して実
質的にタイミングのずれがない各別の読出しパルスを与
えて信号電荷を読み出す第１野態様の信号電荷読出し動
作を行う第１の態様の撮影を行う。

【００１４】一方、上記の占める割合が比較的小さい場
合には、撮像素子の全光電変換部の内の一部および他部
に対して実質的にタイミングのずれた各別の読出しパル
スを与えて信号電荷を読み出す第２の態様の信号電荷読
出し動作を行う第２の態様の撮影を行う。

【００１５】なお、撮像素子の全光電変換部の内の一部
および他部、例えば前記図３における奇数行の光電変換
部と偶数行の光電変換部、に対して実質的にタイミング
のずれがない各別の読出しパルスを与えて信号電荷を読
み出す第１の態様の信号電荷読出し動作と、撮像素子の
全光電変換部の内の一部および他部に対して実質的にタ
イミングのずれた各別の読出しパルスを与えて信号電荷
を読み出す第２の態様の信号電荷読出し動作と、を選択
的に実行可能になされた信号電荷読出し手段と、当該撮
影が、撮像素子の信号電荷蓄積期間の終期近傍期間での
信号電荷蓄積が信号電荷蓄積期間全体での信号電荷蓄積
に対して占める割合が比較的大きい第１の態様の撮影か
または第１の態様とは異なる第２の態様の撮影かに応じ
て、上記第１の態様の撮影を行うときには上記信号電荷
読出し手段に上記第１の態様の信号電荷読出し動作を行
わしめ、上記第２の態様の撮影を行うときには上記信号
電荷読出し手段に上記第２の態様の信号電荷読出し動作
を行わしめる信号電荷読出し態様選択手段とが、ＣＣＤ
駆動信号発生部４と露出制御部５とで構成されている。

【００１６】このように構成された本実施例の動作を図
１のタイミングチャートにより説明する。例えば1/60〜
1/2000秒程度の通常のシャッタ速の場合には、上記読出
しモード切換え信号ＳＧＭＤが“Ｈ”レベルに設定され
る。すると、各光電変換部では、排出パルスＳＵＢ３１
が印加されて不要電荷が排出されてから、信号電荷の蓄
積動作が開始され、垂直ブランキング期間に入って該蓄
積動作を終了せしめる読出しパルスＳＧ１，ＳＧ２の送
出タイミングの設定が、３２と３３に示すように従来と
同じく略５μＳｅｃのずれを有する。

【００１７】これに対して、1/2000秒以上の高速シャッ
タ時とかストロボ発光時等では、読出しモード切換え信
号ＳＧＭＤが“Ｌ”レベルに設定される。この場合には
各光電変換部における排出パルスＳＵＢ３４が送出され
てから、信号電荷蓄積を終了せしめる読出しパルスＳＧ
１，ＳＧ２の送出タイミングが３５，３６のように実質
的に同じタイミングに設定される。

【００１８】この場合、低速シャッタ動作ではあって
も、該シャッタ開時間中の後半でストロボ発光させるよ
うな撮影では、信号電荷蓄積時間の終端近傍期間での信
号電荷蓄積が、該信号電荷蓄積期間全体における信号電
荷蓄積に対して相対的に大きな比になるので、読出しパ
ルスのタイミングズレをなくした第１の態様の撮影によ
るのが好ましい。

【００１９】上記実施例によれば、撮像素子の信号電荷
蓄積期間の終期近傍期間での信号電荷蓄積の、信号電荷
蓄積期間全体での信号電荷蓄積に対して占める割合が無
視できるような、例えば1/60〜1/2000秒の通常撮影時に
は、信号電荷蓄積期間の終端近傍期間での読出しパルス
ＳＧ１，ＳＧ２の送出タイミングをずらすことにより、
第２の態様の撮影を行って読出し残りが生じない従来ど
おりの画質を得ることができる。一方、上記占しめる割
合が相対的に無視できない、例えば1/2000秒以上の高速
シャッタ時とかストロボ発光時には、上記送出タイミン
グを一致させて第１の態様の撮影を行うことにより、上
記読出し残りより画質劣化により大きく影響する露光量
の違いによる輝度ムラとか色ズレを防止できる。

【００２０】なお、上記実施例では、カメラプロセス処
理部からの露出情報を用いて露光制御するとして説明し
たが、ＣＣＤからの露出情報を用いずに、測光センサ等
の外部測光素子を用いて露光制御するような系にも本発
明を適用できること勿論である。また、ＣＣＤの固体撮
像素子については、フレームインターライン型のＣＣＤ
で説明したが、フレームインターライントランスファタ
イプのＣＣＤや、フレームトランスファタイプのＣＣＤ
にも同様に適用可能なことは言うまでもない。更に、信
号電荷蓄積動作を開始する際に、それまで蓄積されてい
た無効電荷を１個の排出パルスで一斉に行うとして説明
したが、例えば転送路を用いて排出動作を行う方式にも
本発明を適用することができる。また、一般的なビデオ
ムービで説明したが、静止画情報を取扱う電子スチルカ
メラにも本発明を適用することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、撮像
素子の信号電荷蓄積期間の終期近傍期間での信号電荷蓄
積が信号電荷蓄積期間全体での信号電荷蓄積に対して占
める割合が大きければ、撮像素子の全光電変換部の内の
一部および他部に対して実質的にタイミングずれがない
各別の読出しパルスを与えて信号電荷を読み出すし、上
記割合が小さければ、撮像素子の全光電変換部の内の一
部および他部に対して実質的にタイミングのずれた各別
の読み出しパルスを与えて信号電荷を読み出すようにし
たので、上記割合の如何に拘らず画質の劣化を低減でき
るという顕著な効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す撮像装置における露光
動作のタイミングチャート。

【図２】上記一実施例の要部ブロック構成図。

【図３】従来の撮像素子の模式図。

【図４】従来の撮像装置の要部ブロック図。

【図５】上記図４における露光動作のタイミングチャー
ト。

【符号の説明】

２…ＣＣＤ撮像素子（撮像素子） ４…ＣＣＤ駆動信号発生部（信号電荷読出し手段，信号
電荷読出し態様選択手段） ５…露出制御部（信号電荷読出し手段，信号電荷読出し
態様選択手段） １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｉ，１１ｊ，１
１ｋ，１１ｍ…光電変換部 ＳＧ１，ＳＧ２…読出しパルス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像素子の全光電変換部の内の一部およ
   び他部に対して実質的にタイミングのずれがない各別の
   読出しパルスを与えて信号電荷を読み出す第１の態様の
   信号電荷読出し動作と、撮像素子の全光電変換部の内の
   一部および他部に対して実質的にタイミングのずれた各
   別の読出しパルスを与えて信号電荷を読み出す第２の態
   様の信号電荷読出し動作と、を選択的に実行可能になさ
   れた信号電荷読出し手段と、 当該撮影が、撮像素子の信号電荷蓄積期間の終期近傍期
   間での信号電荷蓄積が信号電荷蓄積期間全体での信号電
   荷蓄積に対して占める割合が比較的大きい第１の態様の
   撮影かまたは第１の態様とは異なる第２の態様の撮影か
   に応じて、上記第１の態様の撮影を行うときには上記信
   号電荷読出し手段に上記第１の態様の信号電荷読出し動
   作を行わしめ、上記第２の態様の撮影を行うときには上
   記信号電荷読出し手段に上記第２の態様の信号電荷読出
   し動作を行わしめる信号電荷読出し態様選択手段と、 を有してなることを特徴とする撮像装置。