JPS62137980A - シヤツタ−制御回路 - 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、スチル画像の撮像を行なう固体撮像装置にお
けるシャッターを制御するのに適用して好適なシャッタ
ー制御回路に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、スチル画像の撮像を行なり固体撮像装置にお
けるシャッターを制御するシャッター制御回路において
、固体イメージセンサの蓄積開始時間を露光期間（実質
蓄積期間）だ応じて選択的に変えると共に、固体イメー
ジセンサの前面に配される光学シャッターを必要露光期
間後に光遮断状態とすることにより、ダーク蓄積期間を
１フイールドに保ったまま、スミアを防止すると共に。

奇数フィールド、偶数フィールドの順での出力シータン
スを維持できるようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来１例えばＣＯＤ　（電荷結合素子）等にて形成され
九固体イメージセンサを用いて構成され、スチル画像の
撮像を行なう固体撮像装置が提案されている。そして、
このような固体撮像装れではＭ党則間を制御できるシャ
ッター機能を備えることが知られている。例えば動きの
ある被写体について鮮明なスチル画像の撮像を行なうに
は、被写体の動きに応じて露光期間を制御し、画像がぼ
けるのを防止する必要があるからである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このシャッター機能を満たすために、固体イメージセン
サの前面に撮像光の遮断を行なう光学シャッターを配し
、この光学シャッターによって露光期間を制御すること
が考えられるが、制御精度を上げるためには、機械的構
成が複雑となり、小型化が図れないという欠点があつ之
。

そこで、固体イメージセンサの蓄積開始時間を制御する
。いわゆる電子シャッターを併用し、露光期間の終了時
間のみ光学シャッターで制御するものが、例えば特開昭
５９−１６５５７５号公報、特開昭５８−１１７７７８
号公報に記載されるように知られている。

しかし、これら先願においては、ダーク蓄積時間の最小
化、スミア発生防止、奇数フィールド、偶数フィールド
の順での出力シーケンスの維持等の点については、何等
考慮されていない。

本発明は斯る点に鑑み、ダーク蓄積時間の最小化、スミ
ア発生防止、奇数フィールド、偶数フィールドの１１６
での出力シーケンスの維持を図るようにしたものである
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は光学シャッターを通し、て固体イメージセンサ
に撮像光が照射されるものにおいて、固体イメージセ／
す（１ンの蓄積開始時間は、露光期間を（Ｎ＋ｘ）フィ
ールド（０（ｘ（１’）とすると、Ｎが２ｎ（ｎは整数
）のときは奇数フィールドの（１−ｘ）のタイミングと
され、Ｎが２ｎ＋１　（ｎは整数）のときは偶数フィー
ルドの（１−ｘ）のタイミングとされるものである。そ
して、光学シャッター（２）は必要露光期間後に光鎖断
状態とされるものである。

〔作用〕

上述構成において、露光期間後、つまυ光学シャッター
（２）が光遮断状態とされた後、１フイ一ルド期間をお
いてから固体イメージセンサ（１）より１１＠次２フィ
ールド分の出力を得るとすると、最後のスミアは露光期
間後の１フイ一ルド期間内に出力されるのでスミアの発
生は防止され、またダーク蓄積期間は１フイ一ルド期間
と最小化され、さらに＋＋ｍ次出力出力る２フイ一ルド
分の出力は奇数フィールド、偶数フィールドの出力シー
ケンスが維持されｔものとなる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説
明しよう。

第１図は、ＣＯＤで形成された固体イメージセンサを用
いて構成され、スチル画像の撮像を行なう固体撮像装置
の全体を示すものである。

同図において、（１）は固体イメージセンサであシ、例
えば、第２図に示すような周知のインターライントラン
スファ型ＣＣＤイメージセンサが用いられる。

第２図において、Ｑｌ）は奇数フィールドの各画素に対
応してマ）　ＩＪクス状に配設され念書受光部であシ、
また、四は偶数フィールドの各画素に対応してマトリク
ス状に配設され念書受光部であり、に）は上記各受光部
？υ、四の垂直列に沿って設けられた各垂直転送レジス
タ部であシ、（ハ）は垂直転送レジスタ部四の出力側に
設けられた水平転送レジスタ部であり、さらに、（ハ）
、（２）は各受光部？υ、（イ）と垂直転送レヅスタ部
翰との間に設けられた各トランスファダート部である。

ｔｇ　ｉ　図に戻って、固体イメージセンサ（１）　Ｏ
ｆＪＩ　Ｗｉ側には、光学シャッター（２）、アイリス
機構（３）、レンズ系（４）の順で配される。

ま几、（５）は露出センサーであり、このセンサー出力
は露出処理回路（６）で処理された後システムコントロ
ール回路（力（以下シスコンという）に供給される。そ
して、センサー出力に基づきシスコン（７）によってア
イリス機構（３）が制御されると共Ｋ、例えば露光期間
が設定される。

また、（８ンは同期発生器であり、これよシ発生される
垂直同期信号ＶＤ及び水平同期信号ＨＤは、シスコン（
７）、タイミング発生器（９）、信号処理回路αＱに供
給される。

また、タイミング発生器（９）からは、垂直同期信号Ｖ
Ｄに基づいて、奇数フィールド（ＯＤＤ）及び偶数フィ
ールド（ＥＶＥＮ）の最初に夫々センサーゲート信号Ｓ
ＧＩ及びＳＧ２が出力され、これがドライバα℃に供給
される。そして、センサーｆ−）信号ＳＧＩ及びＳＧ２
がドライバ（１１）に供給されるとき、夫々固体イメー
ジセンナ（１）のトランスファーゲート（至）及び（イ
）が開かれ、各受光部シυ及び（イ）に得られた奇数フ
ィールド及び偶数フィールドの信号電荷が垂直転送レノ
スタ部四に転送される。そして、夫々のフィールドの最
初で垂直転送レノスタ部四に移された信号電荷は、水平
同期信号ＨＤに同期した垂直転送りロックによって水平
転送レジスタ部（ハ）に１水平期間毎に１水平ライン分
ずつ）１＠次転送され、この水平転送レジスタ部（ハ）
を介してＩ１ｍ次訟本田される。

′！ｔ、シスコン（７）かラバ、レリーズ？タン０２が
押された後、所定のタイミングで、例えば低レベル゛°
０”から高レベル′１ｍとなる電子シャッタートリが信
号ＣＬＳＧが出力され、これがタイミング発生器（９）
に供給される。このイぎ号ＣＬＳＧの立上りのタイミン
グは、露光期間によって決まり、露光期間を（Ｎ＋Ｘ）
フィールド（０（ｘ（１）とすると、Ｎが２ｎ（ｎは０
，１，２．・−・）のときは、略奇数フィールドの（１
−Ｘ）のタイミングとされ、一方Ｎが２１１＋１（ｎは
０，１，２．・・・）のときは、略偶数フィールドの（
１−ｘ）のタイミングとされる。

タイミング発生器（９）においては、信号ＣＬＳＧの立
上シを水平期間毎にチェックし、立上りを検出するとク
リア信号、例えばセンサーゲ−ト信号ＳＧＩ。

ＳＧ２が共に出力され、これがドライバαＤに供給され
る。そして、センサーゲート信号ＳＧＩ　、　ＳＧ２が
ドライバαＢに供給されるとき、固体イメージセンサ（
１）のトランスファーゲート（ハ）、（イ）が開かれ、
各受光部？υ、四に蓄積された信号電荷が垂直転送レジ
スタ部四に転送され、受光部ぐ勘、■の信号電荷がクリ
アされ、受光部ｂ１）、　＠への蓄積が開始される。即
ち、実質的露光期間が開始される。

また、光学シャッター（２）は通常開成されており、露
光期間後に閉成されて光遮断状態とされ、その後少なく
とも３フイールドの期間は閉成状態におかれ、そして開
成状態に戻される。この光学シャッター（２ンはシスコ
ン（７）によって制御される。

また、シスコン（７）からは、信号ＣＬＳＧの立上シの
フィールドから露光期間が終了するフィールドの次のフ
ィールドにかけて高レベル″１１となる信号ＨＴ　ＳＧ
が出力され、これがタイミング発生器（９）に供給され
る。

タイミング発生器（９）においては、各フィールドの最
初で信号ＨＴＳＧが高レベル″１＃であるか否かをチェ
ックし、高レベル″１′であるときには、対応するセン
サーｆｆ−）信号ＳＧＩまたはＳＧ２は出力されない。

以上の構成において、タイミング発生器（９）からは露
光期間後１フイ一ルド期間を経過してからセンサーゲー
ト信号ＳＧＩが出力され、固体イメージセンサ（１ンの
トランスファーダート（ハ）が開かれ、受光部Ｑ］）に
得られる露光期間中に蓄積された信号電荷が垂直転送レ
ジスタ部（至）に転送される。そして、水平転送レジス
タ部（ハ）から奇数フィールドの撮像信号Ｓ。ＤＤが１
１次読み出される。そして、続くフィールドでタイミン
グ発生器（９）からはセンサーｙ　−ト信号ＳＧ２が出
力され、固体イメージセンサ（１）のトランスファーゲ
ート（イ）が開かれ、受光部（イ）に得られる露光期間
中に蓄積された信号電荷が垂直転送レジスタ部りに転送
される。そして、水平転送レジスタ部＠から偶数フィー
ルドの撮像信号ＳつＶＩＣＮが順次読み出される。

また、固体イメージセンサ（１）からの出力は信号処理
回路←Ｑに供給される。そして、この信号処理回路αｑ
にはタイミング発生器（９）よりタイミング信号が供給
され、固体イメージセンサ（１）からの出力のうち、奇
数フィールドの撮像信号Ｓ。ＤＤ及び偶数フィールドの
撮像信号Ｓ８ｖいが抜き出されて同期信号付加、変調等
の記録処理がされ友後、記録部αｊで例えば磁気ディス
クに奇数フィールド→偶数フィールドの順で記録される
。尚、この記録部αｊもシスコン（７）によって制御さ
れる。

ここで、第３図を参照しながら露光期間がＸフィールド
［：Ｎ＝２ｎ　ｌ　ｎ＝０］の場合を考えてみる。

第３図Ａは垂直同期信号ＶＤを示している。この場合、
シスコン（７）からタイミング発生器（９）に供給され
る信号ＣＬＳＧは、Ｎ＝２ｎであるので、第３図Ｂに示
すように奇数フィールドの略（１−Ｘ）のタイミングで
立上がる。そして、この奇数フィールドの（１−ｘ）の
タイミングで、クリア信号、例えばセンサーダート信号
ＳＧＩ　（第３図りに図示）及び５Ｇ２（第３図Ｅに図
示）が発生され、固体イメージセンサ（１）の受光部２
υ、四に蓄積された信号電荷が垂直転送レジスタ部■に
転送され、受光部（２η、勾の信号電荷がクリアされ、
受光部ぐυ、（イ）への蓄積が開始される。第３図Ｇは
固体イメージセンサ（１）の出力を示すものであるが（
図面の簡単のため、説明に必要な信号のみを示している
）、受光部な］）。

四の信号電荷がクリアされ乏後１フィールド期間はその
信号電荷による不要信号ＳＮが出力される。

また、光学シャッター（２）は、第３図Ｆに示すように
、露光期間Ｘの経過後に閉成されるので、第３図Ｇに示
すように最後のスミアＳは、露光期間Ｘの経過後１フイ
一ルド期間内に出力される。

ま之、シスコン（７）からは、第３図Ｃに示すように、
信号ＣＬＳＧの立上がりの奇数フィールドから次の偶数
フィールドにかけて高レベル″１”となる信号ＨＴＳＧ
が出力さｎるので、タイミング発生器（９）から、この
期間センサーゲート信号ＳＧ２は出力されない（第３図
Ｅに「×」印で図示）。したがって、タイミング発生器
（９）からは、露光期間後１フイ一ルド期間経過してセ
ンサーゲート信号ＳＧＩが出力され（第３図りに図示）
、固体イメージセンサ（１）よシ、露光期間Ｘ中に蓄積
された信号電荷による奇数フィールドの撮像信号Ｓ。Ｄ
Ｄが読み出される（第３図Ｇに図示）。そして、これに
続くフィールドでタイミング発生器（９）からはセンサ
ーゲート信号ＳＧ２が出力され（第３図Ｅに図示）、固
体イメージセンサ（１）より、露光期間Ｘ中て蓄積され
た信号電荷による偶数フィールドの撮像信号ｓ！、ｖ□
が読み出される（第３図Ｇに図示）。そして、こｎら撮
像信号Ｓ。ＤＤ及びｓＥｖつ、が信号処理回路αＱを介
して記録部０ｊで記録される。

次に、第４図を参照しなから連光時間が１　千ｘフィー
ルド（Ｎ＝　２ｎ＋　１　、　ｎ　＝Ｏ）の場合を考え
てみる。

第４図Ａは垂直同期信号ＶＤを示している。この場合、
シスコン（７）からタイミング発生器（９）に供給さｎ
る信号ＣＬＳＧは、Ｎ　＝　２ｎ　＋　１であるので、
第４図Ｂに示すように略偶数フィールドの（１−Ｘ）の
タイミングで立上がる。そして、この偶数フィールドの
（１−Ｘ）のタイミングでクリア信号、例えばセンサー
ゲート信号ＳＧＩ　（第４図りに図示）及びＳＧ２　（
第４図Ｅに図示）が発生され、固体イメージセンサ（１
）の受光部（２］）、（イ）Ｋ蓄積された信号電荷が垂
直転送レジスタ部に）に転送され、受光部Ｑ］）。

（イ）の信号電荷がクリアされ、受光部ぐυ、（イ）へ
の蓄積が開始される。第４図Ｇは固体イメージセンサ（
１）の出力を示すものであるが、受光部？υ、（イ）の
信号電荷がクリアされ念後１フィード期間はその信号電
荷による不要信号ＳＮが出力される。

また、光学シャッター（２）は、第４図Ｆに示すように
、露光期間１　＋　ｘの経過後に閉成されるので、最後
のスミアば、露光期間Ｘの経過後１フイ一ルド期間に出
力される。

また、シスコン（力からは、第４図ＣＫ、示すように、
信号ＣＬＳＧの立上が９の偶数フィールドから次の偶数
フィールドにかけて高レベル″１＃となる信号ＨＴＳＧ
が出力されるので、タイミング発生器（９）から、この
期間センサーゲート信号ＳＧＩ　、　ＳＧ２は出力され
ない（第４図り、Ｅに「×」印で図示）。し次がって、
タイミング発生器（９）からは、露光期間後ｌフィール
ド期間経過してセンサーゲート信号ＳＧＩが出力され（
第４図りに図示）、固体イメージセンサ（１）よシ、露
光期間１　＋　ｘ中に蓄積されｔ信号電荷による奇数フ
ィールドの撮像信号Ｓ。ＤＤが読み出される（第４図Ｇ
に図示）。そして、これに続くフィールドでタイミング
発生器（９）からはセンサーｆ−）信号ＳＧ２が出力さ
れ（第４図Ｅに図示）、固体イメージセンサ（１）よシ
、露光期間１＋ｘ中に蓄積された信号電荷による偶数フ
ィールドの撮像信号５ＥＶＥＮが読み出される（第４図
Ｇに図示）。そして、これら＠像信号Ｓ。ＤＤ及びｓｚ
ｖ□が信号処理回路αＩを介して記録部αｊで記録され
る。

以上は露光期間がＸフィールド及び１＋Ｘフイールドの
場合について説明し念ものであるが、露光期間がＮ（２
ｎ）＋ｘＸフィールドびＮ（２ｎ　＋　１　）　＋　Ｘ
フィールドであるときも夫々と同様の動作となる。

このように本例によれば、固体イメージセンサ（１）よ
り最後のスミアＳｒｎが出力された後撮像信号Ｓ。ＤＤ
ＩＳＥＶ□が出力されるので、スミアの発生が防止され
る。−１念、露光期間後わずか１フィールド期間をおい
て、固体イメージセンサ（１ンよシ撮像信号Ｓ　　、Ｓ
　　が出力さ扛るので、ダーク蓄積期間ＯＤＤ　　　　
　　　ＥＶＥＮ はわずか１フィールド期間となる。さらに、固体イメー
ジセンサ（１）よｐ奇数フィールドの撮像信号５ｏＤＤ
、偶数フィールドの撮像信号”’ＥＶＥＮの順序で出力
さｎるので、奇数フィールド、偶数フィールドの出力シ
ーケンスが維持される。

ところで、上述実施例とは異なり、露光期間がＸフィー
ルド［Ｎ　＝２ｎ　、　ｎ＝０　）で、シス：ｙｙ（７
）からタイミング発生器（９）に供給される信号ＣＬ、
ＳＧが、第５図Ｂに示すように偶数フィールドの略（１
−Ｘ）のタイミングで立上がる場合を考える。第５図Ａ
は垂直同期信号ＶＤを示している。この場合、偶数フィ
ールドの（１−ｘ）のタイミングで、クリア信号、例え
ばセンサーｒ−）信号ＳＧＩ　（第５図りに図示）及び
ＳＧ２　（第５図Ｅに図示）が発生され、固体イメージ
センサ（１）の受光部３υ、（イ）の信号電荷がクリア
され、受光部（財）、四への蓄積が開始される。第５図
Ｇは固体イメージセンサ（１）の出力を示すものである
が、受光部シυ、四の信号電荷がクリアされた後１フィ
ールド期間はその信号電荷てよる不要信号ＳＮが出力さ
れる。

ま念、光学シャッター（２）は、第５図Ｆに示すように
、露光期間Ｘの経過後に閉成さｎるので、最後のスミア
Ｓ　け、露光期間Ｉの経過後１フイールド期間に出力さ
れる（第５図Ｇに図示）。

ここで、スミアＳｍの影響を受けることなく、さらに、
奇数フィールド、偶数フィールドの出力シーケンスを維
持するために、シスコン（７）から出力される信号ＨＴ
ＳＧは、第５図Ｃに示すように、信号ＣＬＳＧの立上が
シの偶数フィールドから次の偶数フィールドにかけて高
レベル″１＃とされる必要がある。これによシ、タイミ
ング発生器（９）からこの期間センサーゲート信号ＳＧ
Ｉ　、　８０２は出力されず（第５図り、Ｅに「×」印
で図示）、固体イメージセンサ（１）からは、第５図Ｇ
に示すように、露光期間後２フィールド期間経過して奇
数フィールドの撮像信号Ｓ。ＤＤ、偶数フィールドの撮
像信号５ＥＶＥＮがこのｊははｌ序で出力される。

したがって、この場合には、露光期間後２フィールド期
間をおいて、固体イメージセンナ（１）より撮像信号Ｓ
。ＤＤ、ＳアＶＥＮが出力されるので、ダーク蓄積期間
は上述実施例と異なＩ）２フイ一ルド期間となってしま
う。

また、露光期間が１＋Ｘフイールド［Ｎ＝２ｎ＋１゜ｎ
＝ｏ］で、シスコン（７）からタイミング発生器（９）
に供給される信号ＣＬＳＧが、第６図Ｂに示すように奇
数フィールドの略（１−Ｘ）のタイミングで立上がる場
合を考える。第６図Ａは垂直同期信号を示している。こ
の場合、奇数フィールドの（１−ｘ）のタイミングでク
リア信号、例えばセンサーダート信号ＳＧＩ　（第６図
りに図示）及びＳＧ２　（第６図Ｅに図示）が発生さｎ
、固体イメージセンサ（１）の受光部（ハ）、四の信号
電荷がクリアされ、受光部Ｇ！優、四への蓄積が開始さ
ｎる。第６図Ｇは固体イメージセンサ（１）の出力を示
すものであるが、受光部Ｃ２υ、勾の信号電荷がクリア
された後１フィールド期間はその信号電荷による不要信
号ＳＮが出力さｎる。

ま九、光学シャッター（２）は、第６図Ｆに示すように
、露光期間１　＋　ｘの経過後に閉成されるので、最後
のスミアＳｍは、露光期間１　＋　ｘの経過後１フイ一
ルド期間に出力さｎる（第６図Ｇに図示）。

ここで、スミアＳ　の影響を受けることなく、さらに、
奇数フィールド、偶数フィールドの出力シーケンスを維
持するために、シスコン（７）から出力される信号ＨＴ
ＳＧは、第６図Ｃに示すように、信号ＣＬＳＧの立上が
５ｏ奇数フイールドから次の次の偶数フィールドにかけ
て高レベル″１“とされる必要がある。こｎによシ、タ
イミング発生器（９）からこの期間センサーダート信号
ＳＧＩ　、　ＳＧ２は出力されず（第６図り、Ｅに「×
」印で図示）、固体イメージセンサ（１）からは、第６
図Ｇに示すように、露光期間後２フィールド期間経過し
て奇数フィールドの撮像信号Ｓ。ＤＤ％偶数フィールド
の撮像信号Ｓ８ｖ工がこの順序で出力さｎる。

したがって、この場合には、露光期間後２フィールド期
間をお込て、固体イメージセンサ（１１より撮像信号５
ＯＤＤ　Ｉ　ＳｇＶ□が出力されるので、ダーク蓄積期
間は上述実施例と異なシ２フィールド期間となってしま
う。

尚、上述実施例における電子シャッターは、固体イメー
ジセンサ（１ンの受光部？η、勾の信号電荷がクリアさ
れる構成のものであるが１例えば第３図Ｈに示すように
基板電圧を制御する構成のものであってもよい。

また、上述実施例は、ＣＯＤにて形成さｎた固体イメー
ジセンナ（１）を用いて構成され゛た例であるが。

本発明はＭＯＳ等で形成された他の固体イメージセンサ
を用騒て構成する場合にも同様に適用することができる
。

〔発明の効果〕

以上述べ九本発明によれば、露光期間後１フイ一ルド期
間をおいてから固体イメージセンサより１１１次２フイ
一ルド分の出力を得るとすると、最後のスミアは露光期
間後の１フイ一ルド期間内に出力さｎるのでスミアの発
生が防止さｎ、ダーク蓄積期間は１フイ一ルド期間と最
小化され、さら１／ｉ′：順次出力さｎる２フイ一ルド
分の出力は、奇数７ノイールド、偶数フィールドの出力
シーケンヌカ１１支持されたものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は固体
イメージセンサの一例の構成図、第；う図〜第６図は第
１図例の説明のための図である。 （１）は固体イメージセンサ、（２）は光学シャッター
、（７）はシステムコントロール回路、（８）は同期発
生器。 （９）はタイミング発生器である。 ＩＩ停イメージセンサめ−例外１威圀 第２図 ″’！＋図分りの吉芝り月／ｌへめの０．９ｓｔ 蔓ｌ閉伊３Ｉ１１悦明めための口 第４図 ゐｍ 冨１困イｉ弓のｉえ明のため丙凪 第５図 ム Ｎ１０イ列の託明のための図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光学シヤツターを通して固体イメージセンサに撮像光が
   照射されるものにおいて、 上記固体イメージセンサの蓄積開始時間は、露光期間を
   （Ｎ＋ｘ）フイールド（０＜ｘ＜１）とすると、Ｎが２
   ｎ（ｎは整数）のときは奇数フイールドの（１−ｘ）の
   タイミングとされ、Ｎが２ｎ＋１（ｎは整数）のときは
   偶数フイールドの（１−ｘ）のタイミングとされると共
   に、上記光学シヤツターは必要露光期間後に光遮断状態
   とされることを特徴とするシヤツター制御回路。