JPS63111774A - 撮像装置 - 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の撮像装置に関するものである
。

従来の技術 従来の撮像装置について、第６図を用いて説明する。第
６図に従来の撮像装置のブロック図を示す。第６図にお
いて６０１は電気信号に変換する撮像素子、６０２は撮
像素子の出力信号を処理する映像信号処理回路、６ｏ３
は撮像素子駆動に必要な駆動パルスを発生する駆動パル
ス発生回路。

６０４は高速掃き出し駆動に必要な駆動パルスを発生す
る掃き出し駆動パルス発生回路、ｅｏｓは掃き出し駆動
パルス発生回路４０４を制御する掃き出し駆動制御回路
、６０６は蓄積時間を変化させるために必要なパルスを
発生する電子シャッタ駆動パルス発生回路１６０７は電
子シャッタ駆動パルス発生回路４０８を制御する電子シ
ャッタ駆動制御回路、６０８は前述のパルスを用いて撮
像素子を駆動する駆動回路、６ｏ９は上記の回路を制御
するシステム制御回路である。

以上のように構成された従来の撮像装置は、撮像素子６
０１で電気信号に変換し、映像信号処理回路６０２で処
理を行う。この時駆動パルス発生回路６０３では駆動パ
ルスをつくりその出力信号で駆動回路６０８は撮像素子
６０１を駆動している。

また撮像素子はテレビジョン信号を得るため１／６０秒
毎に撮像素子の受、元部に蓄えられた電荷を読み取って
いるが例えば特開昭６８−１１６９８０号公報に示され
ているように撮像素子の駆動方法を改良して撮像素子の
受光部の電荷の蓄積時間を変化させることが行われてい
る。この時は電子シャッタ駆動パルス発生回路６０６と
掃き出し駆動パルス発生回路６０４によって撮像素子の
受光部に蓄えられた電荷を電荷転送段へ移動するパルス
Ｖｍと移動した電荷を高速に掃き出すためのパルスを発
生し撮像素子を駆動する。この動作を第７図及び第８図
で説明する。第７図は撮像素子の構成図でありここでは
ＩＴ−ＣＯＤ型撮像素子について説明する。第８図は電
荷読み取り及び電荷転送のタイミング図である。第７図
に示すように工Ｔ−Ｃ（Ｄは受光部が独立しており電荷
転送段とは転送ゲートにより分離している。

次に第８図ａに示すように通常の素子駆動の場合電荷読
み取り時には転送ゲートに受光部電荷移動パルスＶｍが
入力され電荷は受光部から電荷転送段に移動し電荷転送
段では転送パルスによって移動し映像信号として取り出
される。なおこの電荷の電荷転送段への移動はＶ−ＢＬ
Ｋ間に行なわれる。同様に第８図すに示すように蓄積時
間を変化させる素子駆動の場合、受光部電荷移動パルス
が１ｖ期間内に２つ入力され（Ｔ＋及び７２時）、その
うち第１の１１時のパルスは電子シャッタ駆動パルス発
生回路の出力信号であり、これによりＴ、以前に蓄えら
れた受光部の電荷は電荷転送段に移動される。この時電
荷転送段では掃き出し駆動パルス発生回路の出力信号で
高速掃き出し駆動が行なわれ電荷は除去される。次に第
２の７２時のパルスは同図ａの通常素子駆動の場合と同
様にで、〜Ｔ２間に蓄えられた受光部の電荷は電荷転送
段に移動されその後電荷転送パルスによって電荷転送段
内を移動し映像信号として取り出される。

このように撮像素子より取り出される信号はＴ、〜Ｔ２
間に蓄積された電荷となり蓄積時間を変化できる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の撮像装置では電荷の蓄積時間を変化
させる素子駆動の場合５通常の素子駆動時の駆動パルス
に受光部電荷移動パルスを追加して不必要な電荷を電荷
転送段に移動し電荷転送段で高速掃き出し駆動により除
去して任意の蓄積時間を可能にしているが、この場合電
荷転送段では通常の電荷転送から受光部電荷の読み出し
状態になりさらに急に高速掃き出しによる電荷転送へ変
化するため撮像素子がその変化に対応できずその後の動
作に悪影響を与え取り出す映像信号が正常でなくなると
いう間頂点を有している。

本発明はかかる点に鑑み、蓄積時間を変化させる場合で
も撮像素子に悪影響を与えて取り出す映像信号が正常で
なくなるということなく、蓄積時間の変化を可能にする
撮像装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するだめの手段 本発明は上記問題点を解決するため、受光部と電荷転送
部とこれら２つの間の電荷移動を制御する制御部とを含
む撮像素子と、撮像素子の受光部に蓄積された電荷を電
荷転送段に移動する第１の回路と、この第１の回路によ
る電荷の移動後、前記撮像素子に蓄積された電荷を垂直
帰線消去期間に信号として取り出す第２の回路と、この
第２の回路動作を行う前に同一垂直期間内に前記第１の
回路により電荷転送段に移動した電荷を除去する第３の
回路を備えた撮像装置である。

作用 本発明は前記した構成により、電荷転送段に移動した不
必要な電荷を垂直帰線消去期間に除去することにより電
荷除去による撮像素子への影響をなくし正常な映像信号
を得ることが可能である。

実施例 第１図は本発明の実施例における撮像装量のブロック図
を示すものである。第１図において１０１は電気信号に
変換する撮像素子１１０２は撮像素子の出力信号を処理
する映像信号処理回路、１０３は撮像素子駆動に必要な
駆動ノくルスを発生する駆動パルス発生回路、１０４は
高速掃き出し駆動に必要な駆動パルスを発生する掃き出
し駆動ノくルス発生回路、１０６は蓄積時間を変化させ
るために必要なパルスを発生する電子シャッタ駆動ノく
ルス発生回路、１０θは電子シャッタ駆動パルス発生回
路を制御する電子シャッタ駆動制御回路、１０７は前述
のパルスを用いて撮像素子を駆動する駆動回路、１０８
は上記の回路を制御するシステム制御回路である。

以上のように構成された本実施例の撮像装置について以
下その動作を説明する。撮像素子１０１で電気信号に変
換し、映像信号処理回路１０２で処理を行う。この時駆
動パルス発生回路４０３が駆動パルスをつくりその出力
信号で駆動回路１０７は撮像素子１０１を駆動している
。また蓄積時間を変化させる素子駆動の場合には電子シ
ャッタ駆動制御回路１０６によってそのパルス位置１期
間等を制御された電子シャッタ駆動パルス発生回路１０
６から撮像素子の受光部に蓄えられた電荷を電荷転送段
へ移動させるパルスＶｍと１掃き出し駆動パルス発生回
路１０４から電荷転送段へ移動した電荷を高速に掃き出
すためのパルスを発生し撮像素子を駆動する。以下この
駆動方法を説明する。

まず第２図に蓄積時間を変化させる素子駆動の駆動タイ
ミングを示す。同図においてＶ−ＢＬＫ及びＶｐはそれ
ぞれ垂直帰線消去信号及び垂直同期信号である。受光部
電荷移動パルスＶｍが１ｖ期間内に２つ（Ｔ１及び１２
時）発生しておりで４時のパルスは電子シャッタ駆動パ
ルス発生回路の出力信号である。これによりＴ、以前に
蓄えられた受光部の電荷は電荷転送段に移動される。

この時電荷転送段は、通常の電荷転送が行われている。

次に７２時のパルスは通常の素子駆動時と同じ電荷読み
取りパルスでで、〜Ｔ２間に蓄えられた受光部の電荷を
電荷転送段に移動しその後電荷転送パルスによって電荷
転送段内を移動し映像信号として取り出される。さらに
１２時のＶｍ信号と同一垂直帰線消去期間内でＴ２以前
ので５〜Ｔ４間に電荷転送段では高速掃き出しが行われ
てＴ。

時の電荷移動パルスによって電荷転送段に移動したて、
以前の受光部電荷を除去している。このように撮像素子
より取り出される信号は、Ｔ、〜Ｔ２間に蓄積された電
荷であり不必要なＴ、以前の電荷は垂直帰線消去期間の
Ｔ、〜Ｔ４間に除去している。

また、本実施例の撮像装置では通常の電荷読み取りの場
合においても掃き出し駆動パルス発生回路を動作させる
ことにより撮像素子のスメア成分を除去することが可能
である。以下この説明を行う。撮像素子においては、ス
ポット光等が入射した場合受光部から電荷転送段へ電荷
が洩れ込むことによυスミア成分が発生する。これを除
去するためには撮像素子をオーバーフロードレイン構造
又はＰウェル構造にして過剰電荷を吸収してしまう方法
等があるが、この他に受光部の信号電荷を電荷転送段へ
移動する前に電荷転送段内のスミア電荷を掃き出すため
の駆動を行うことによりスメア成分特にスポット光上部
のスメア成分を大幅に除去することが可能であることが
知られている。

この動作のタイミングを第３図に示す。同図において垂
直帰線消去期間内に電荷転送段では高速掃き出し駆動を
行ない電荷転送段に洩れ込んだ不要電荷であるスメア成
分を除去し、その後受光部に蓄えられた信号電荷を映像
電荷として取り出している。このように電荷転送段の不
要電荷を除去した後信号電荷を取り出すのでスメア成分
の抑圧された映像信号を得ることができる。

以上のように本実施例では電子シャッタ駆動パルス発生
回路及び掃き出し駆動パルス発生回路を設けて、高速掃
き出し駆動を垂直帰線消去期間内の電荷の読み取りの直
前に行うことにより、通常駆動の場合にはスメア成分の
除去効果があり、蓄積時間を変化させる場合には電荷転
送段が電荷の通常転送から電荷の読み取りを行いさらに
高速掃き出しを行うという変化のために撮像素子が悪影
響を受は映像信号が異常になることを防ぐことができ、
さらに高速掃き出し駆動の位置や駆動期間等を固定にで
きるため掃き出し駆動制御回路等の回路が必要でなくな
る。又、すでに上記のスメア成分除去機能を備えている
撮像装置では電子シャッタ駆動パルスを発生する機能を
追加するだけでよいことになる。

なお、本実施例において、・掃き出し駆動用のパルスの
周波数及び駆動期間は、電荷転送段の電荷をすべて除去
することが可能であればよいので、ここでは特に説明し
ない。

また本実施例では撮像素子としてＩＴ−ＣＯＤを用いた
場合を示したが、電荷蓄積部とこの電荷蓄積部に蓄積さ
れた電荷をすべて除去する手段と蓄積された電荷を読み
出す手段とが存在する撮像素子であれば他の撮像素子で
もよい。

次に第１の実施例においては撮像素子の駆動方法を中心
に説明を行ったが、第２図に示した蓄積時間を変化させ
る素子駆動を行う場合は、ＩＶ期間内に２つの受光部電
荷移動パルス（Ｔ、時及び７２時）が存在しているため
正規な連続した映像信号を得ることは非常に困難であり
実用的装置としては間欠撮影による非連続な映像信号を
得る撮像装置、例えば監視カメラや電子スチルカメラ等
が考えられる。第４図は本発明の第２の実施例における
撮像装置ことでは電子スチルカメラのブロック図を示す
ものであり、第６図は第２の実施例における駆動タイミ
ング図を示すものである。第４図において４０１〜４０
７は第１の実施例における第１図１０１〜１０７と同様
であり異なるのは、４Ｑ８はレンズ、４０９は絞り回路
、４１゜は絞り制御回路、４１１は記録回路、４１２は
記録回路を制御する記録駆動回路、４１３は上記の回路
を総合的に制御するシステム制御回路である。

以上のように構成された本実施例の撮像装置について以
下第１の実施例と異なる点を中心にその動作を説明する
。

レンズ４０８及び絞シ回路４０９で適正露出となった画
像を撮像素子４０１で電気信号に変換し映像信号処理回
路４０２で処理され記録回路４１１で記録する。この時
撮像素子は第１の実施例と同様に駆動方法を改良して蓄
積時間を変化させる駆動が行われている。この駆動タイ
ミングを第５図に示す。第５図においてレリーズ信号が
入力された直後のＶ期間において必要な露光時間がＴ、
〜Ｔ２間である場合は、Ｔ１時に受光部電荷移動パルス
を入力しＴ。−で１間の不要な電荷は転送段に移動しそ
の後火の垂直帰線消去期間内の高速掃き出し駆動で除去
される。このようにして必要な露光時間に蓄積された電
荷はで２時の受光部電荷移動パルスによって転送段へ移
動しその後映像信号として取り出される。−力筒４図の
記録回路４１１はシステム制御回路４１３及び記録駆動
回路４１２で制御され上記の必要な露光時間に蓄積され
た電荷による７２時からの映像信号だけを記録する。

以上のように本実施例によれば蓄積時間を変化させるた
めの受光部電荷の電荷転送段への移動及び不要電荷の転
送段での除去を完全に行うことができるので露光時間を
実質的に決定して適正露出の静止画像を記録することが
できる。

なお第２の実施例において、メカニカルシャッタを用い
ず撮像素子にシャッタ機能を持たせた場合を示したがメ
カニカルシャッタと撮像素子ノシャッタ機能の両方を備
えた場合を考えることは容易にできる。

又、電子スチルカメラの駆動タイミングとして消費電力
を考慮したタイミングや、暗電流・スミアの除去を考慮
した撮像素子のタイミング等があるが１本発明には直接
関係ないのでここでは省略する。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば蓄積時間を変化する
素子駆動において不要な電荷を除去する高速掃き出し駆
動が撮像素子に悪影響を与えることなく正常な映像信号
を得ることができ１こ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撮像装置のブロック
図、第２図、第３図は撮像素子の駆動タイミング図、第
４図は本発明における第２の実施例の撮像装置のブロッ
ク図、第５図は第２の実施例における駆動タイミング図
、第６図は従来の撮像装置のブロック図、第７図は撮像
素子の構成図。 第８図は従来の撮像装置における駆動タイミング図であ
る。 １０１・・・・・・撮像素子、１０２・・・・・・映像
信号処理回路、１０３・・・・・・駆動パルス発生回路
、１ｏ４・・・・・・掃き出し駆動パルス発生回路、１
ｏ６・・・・・・電子シャッタ駆動パルス発生回路、１
ｏ６・・・・・・電子シャッタ駆動制御回路、１ｏ７・
・・・・・駆動回路、１０８・・・・・・システム制御
回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）受光部と電荷転送部とこれらの２つの間の電荷移
   動を制御する制御部とを含む撮像素子と、この撮像素子
   の受光部に蓄積された電荷を電荷転送段に移動する第１
   の回路と、この第１の回路による電荷の移動後、前記撮
   像素子に蓄積された電荷を垂直帰線消去期間に信号とし
   て取り出す第２の回路と、この第２の回路の動作を行う
   前に同一垂直帰線消去期間内に前記第１の回路により電
   荷転送段に移動した電荷を除去する第３の回路を備えた
   事を特徴とする撮像装置。
2. （２）第３の回路は、電荷転送段に移動した電荷を前記
   電荷転送部で高速掃き出し駆動する事を特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の撮像装置。