JPS63190478A - 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、明は光電変換時間を可変することを特徴とする固
体撮像装置の駆動方法に関するものである。

従来の技術 近年ビデオテープレコーダにおいては、静止。

コマ送りやスロー再生等の機能が採用されている。しか
しビデオテープレコーダにおいて１フイ一ルド分のＮＴ
ＳＣ方式ビデオ信号では１／６０秒（ＰＡＬ方式または
ＳＥＣＡＭ方式では１１５０秒）がフィルムカメラのシ
ャッタースピードに相当するため、動画像に対しては映
像のブレが発生する。

このため、固体撮像素子を用いたビデオカメラにおいて
は、フィルムカメラのシャッタースピードに相当する光
電変換時間を電気的にコントロールすることが可能であ
る。例えば参考文献として特願昭６０−２３６０６２が
ある。以下に簡単に説明する。なお、固体撮像装置の光
電変換時間を電気的にコントロールすることを電子シャ
ッタと略す。

第３図は電子シャッタを用いた場合の固体撮像装置の回
路ブロック図である。

被写体１からの光２はレンズ３を通して固体撮像素子４
上に像を結ぶ。ロジック回路５からは電子シャッタに必
要な固体撮像素子駆動用のパルスが固体撮像素子駆動回
路６に送られ、固体撮像素子に必要な電圧および信号波
形に変換された後、固体撮像素子４に加えられ、固体撮
像素子４は電子シャッタ動作をおこなう。電子シャッタ
動作を行った固体撮像素子４からの信号出力は信号処理
回路７で同期付加などの処理をされＳモニタ等に写すこ
との出来る複合映像信号出力として出力される。

第４図にこのように行った場合の電子シャッタ時の代表
的な固体撮像素子駆動パルス波形を示す。（ａ）は複合
帰線消去信号波形（ｂ）は固体撮像素子内のフォトダイ
オード信号読み出しパルス波形である。８はＡフィール
ド、９はＢフィールド、１０は垂直帰線消去期間、１１
は不要信号電荷を取り出すために垂直帰線消去期間の始
めに位置する第１の、フォトダイオード信号読み出しパ
ルス（以下ＩＣＨパルスと記す）、１２は有効信号電荷
を取り出すために垂直帰線消去期間１０の終わりに位置
する第２のフォトダイオード信号読み出しパルス（以下
２ＣＨと記すパルス）、１３は不要信号電荷蓄積期間、
１４は有効信号電荷蓄積期間である。電子シャッタ動作
においては、垂直帰線消去期間１０中に不要信号電荷蓄
積期間１３でフォトダイオードに蓄積された不要信号電
荷がＩＣＨパルス１１によって読み出され、有効信号電
荷蓄積期間１４の間に全て固体撮像素子外に排出される
。また一方、有効信号電荷蓄積期間１４でフォトダイオ
ードに蓄積された有効信号電荷は２ＣＨパルス１２によ
って読み出され、不要信号電荷蓄積期間１３の間に映像
信号として固体撮像素子から読み出される。以上の動作
においてＩＣＨパルス１１と２ＣＨパルス１２の間の時
間が電子シャッタスピードである。なお、ＡおよびＢフ
ィールドのそれぞれの時間は１／６０秒である。

このような固体撮像装置の駆動方法では、ＩＣＨパルス
１１と２ＣＨパルス１２を垂直帰線消去期間内に設定す
るため光電変換時間を１／１０００秒以下にまで短くす
ることができ、従来の１／６０秒蓄積時より動画像に対
するブレを少なくし、ビデオテープレコーダ再生時に、
静止、コマ送りなどをおこなっても鮮明な静止画像を得
ることが出来る。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような駆動方法では、有効信号電荷
蓄積期間１４は垂直帰線消去期間１０内に設定されてお
り、電子シャッタ動作のシャッタスピードを１／６０秒
から１／１０００秒の間で可変にしようとすると有効信
号電荷蓄積期間１４を延ばさなければならず、このため
ＩＣＨパルス１１または２ＣＨパルス１２を垂直帰線消
去期間１０外へ出さなければならない。有効信号電荷蓄
積期間１４は、不要電荷の排出を行うため、映像信号の
出力が不可能であり、この結果、有効信号電荷蓄積期間
１４が垂直帰線消去期間１０よりはみ出した領域では画
面の一部分が欠けてしまう。　本発明は、上記欠点に鑑
み、１フイールドの情報を記憶する記憶装置を用いるこ
とにより、１／６０秒から１／１０００秒迄０シャッタ
スピードの電子シャッタ動作時においても画面の一部分
が欠けることのない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。

問題点を解決するための手段 本発明の固体撮像装置の駆動方法は、連続する２つのフ
ィールドのうち第１のフィールドの垂直帰線消去期間内
の第１の時刻にこれまでに光電変換部で発生した有効信
号電荷を固体撮像素子より出力して映像信号を取り出す
と共に前記映像信号を一時記憶装置（以下フィールドメ
モリと記す）に記憶し、第２のフィールドにおいて前記
フィールドメモリの内容をこのフィールドの映像信号と
して出力するとともに第２の時刻に第１の時刻から第２
の時刻までの間に固体撮像素子の光電変換部で発生した
不要信号電荷を読み出し前記固体撮像素子外へ出力し、
続く第１のフィールド内の垂直帰線消去期間内に前記第
１の時刻に対応する第３の時刻に前記第２の時刻の時刻
から前記第３の時刻までの間に前記光電変換部で発生し
た有効信号電荷を固体撮像素子より出力して映像信号を
取り出すことを順次繰り返すものである。

作用 この駆動方法により、電子シャッタ動作時において１／
６０秒より短い任意のシャッタスピードを画面の欠けな
しに実現することが可能となる。

実施例 以下、本発明の固体撮像装置の駆動方法の実施例につい
て第１図と第２図を参照して説明する。

第１図は本発明の実施例における固体撮像装置の回路構
成を示すブロック図である。

第１図において、１５は切り換え回路、１６はフィール
ドメモリである。そのほかは第３図と同一番号のものは
同じ名称である。

本実施例においては、固体撮像素子に水平４２０画素、
垂直４９０画素のインターライン転送方式ＣＣＤを用い
た。また、フィールドメモリには２５６にダイナミック
ＲＡＭ８個を用い、ＲＡＭの前後にＡ／Ｄ、Ｄ／Ａコン
バータを配しディジタル信号として１フイ一ルド分の映
像信号を記憶する。

以上のように構成された固体撮像装置についてその動作
を説明する。

第２図は本発明の固体撮像装置の駆動方法を説明するた
めの駆動パルス波形を示す。（ａ）は複合帰線消去信号
波形、（ｂ）はフォトダイオード信号読み出しパルス波
形、（Ｃ）は切り換えパルス波形である。１７はフィー
ルドメモリ書き込み期間、１８はフィールドメモリ読み
出し期間、１９は垂直走査期間である。８〜１４は第４
図と同一番号のものは同じ名称である。

被写体１からの光２はレンズ３を通して固体撮像素子４
上に像を結ぶ。ロジック回路５からは固体撮像素子駆動
用のパルスが固体撮像素子駆動回路６に送られ、固体撮
像素子に必要な電圧および信号波形に変換された後、固
体撮像素子４に加えられるとともに、切り換え回路１５
及びフィールドメモリ１６に制御信号が送られる。

テレビジョンのＡフィールド８においては、垂直帰線消
去期間１０の終わりの時刻に位置する第２のフォトダイ
オード信号読み出しパルス（２ＣＨパルス）１２によっ
てそれ以前の有効信号電荷蓄積期間１４でフォトダイオ
ードで蓄積された信号電荷が固体撮像素子４の転送部へ
読み出され出力される。固体撮像素子４から出力された
映像信号は、切り換え回路１５を経て信号処理回路７へ
導かれると同時に、フィールドメモリ書き込み期間１７
にフィールドメモリ１６に書き込まれる。

続くテレビジョンのＢフィールド９においては、第２図
（ｂ）に示す垂直走査期間１９内に位置する第１のフォ
トダイオード信号読み出しパルス（ＩＣＨパルス）１１
によってそれ以前の不要信号電荷蓄積期間１３でフォト
ダイオードに蓄積された不要信号電荷が次の有効信号電
荷蓄積期間１４の間に全て固体撮像素子の出力部あるは
他に設けた電荷排出部から排出される。さらに第２図（
Ｃ）に示すフィールドメモリ読み出し期間２１にフィー
ルドメモリ９（以前のＡフィールドの映像信号が記憶さ
れている）の記憶内容が切り換え回路１５をへて順次読
み出され信号処理回路７に送られる。

切り換え回路１５の出力は信号処理回路７で同期付加な
どの処理をされ、モニタ等に写し出すことの′出来る複
合映像信号出力として固体撮像装置から出力される。こ
のようにＡフィールドとＢフィールドでの動作を順次繰
り返す。

以上のように、本発明の固体撮像装置の駆動方法によれ
ば、１フイールドメモリを用いるとともに、ＩＣＨパル
ス１１の位置を垂直走査期間１９内で移動させることに
より画面の一部分が欠けることなく１／６０秒より短い
任意のシャッタスピードの電子シャッタ動作を実現する
ことが可能となる。

なお、実施例では、２ＣＨパルス１２の位置を垂直帰線
消去期間１０内の終わりに位置に示したが垂直帰線消去
期間１０内であれば、どの時刻でもよい。また、実施例
中のＡフィールドをＢフィールド、ＢフィールドをＡフ
ィールドとしてもよい。実施例では、固体撮像素子にイ
ンターライン転送方式ＣＣＤを用いたが、フレームトラ
ンスファ方式ＣＣＤ、ＭＯＳなどを用いてもよい。また
、フィールドメモリとして２５６にのダイナミックＲＡ
Ｍを用いディジタル信号に変換して映像信号の記憶をお
こなったが、１フイ一ルド分の映像信号を記憶できるも
のであれば何でもよい。

発明の効果 本発明の固体撮像装置の駆動方法によれば、電子シャッ
タ動作時においてシャッタスピードを１／６０秒より短
い任意の時間長に画面の欠けなしに実現することが可能
となる。したがってその実用的効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の固体撮像装置の駆動方法の実施例を説
明するための固体撮像装置の回路ブロック図、第２図は
第１図に示す本発明の固体撮像装置の駆動方法を説明す
るための駆動パルス波形図、第３図は電子シャッタを用
いた場合の従来の固体撮像装置の回路ブロック図、第４
図は第３図に示す従来の固体撮像装置の駆動方法を説明
するための駆動パルス波形図である。 １・・・・・・被写体、２・・・・・・光、３・・・・
・・レンズ、４・・・・・・固体撮像素子、５・・・・
・・ロジック回路、６・・・・・・固体撮像素子駆動回
路、７・・・・・・信号処理回路、８・・・・・・Ａフ
ィールド、９・・・・・・Ｂフィールド、１０・・・・
・・垂直帰線消去期間、１１・・・・・・第１のフォト
ダイオード信号読み出しパルス、１２・・・・・・第２
のフォトダイオード信号読み出しパルス、１３・・・・
・・不要信号電荷蓄積期間、１４・・・・・・有効信号
電荷蓄積期間、１５・・・・・・切り換え回路、１６・
・・・・・フィールドメモリ、１７・・・・・・フィー
ルドメモリ書き込み期間、１８・・・・・・フィールド
メモリ読み出し期間、１９・・・・・・垂直走査期間。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続する２つのフィールドのうち第１のフィール
   ドの垂直帰線消去期間内の第１の時刻にこれまでに光電
   変換部で発生した有効信号電荷を固体撮像素子より出力
   して映像信号を取り出すとともに同映像信号を一時記憶
   装置に記憶し、第２のフィールドにおいて前記一時記憶
   装置の内容をこのフィールドの映像信号として出力する
   とともに第２の時刻に第１の時刻から第２の時刻までの
   間光電変換部で発生した不要信号電荷を読みだし前記固
   体撮像素子外へ出力し、続く第１のフィールド内の垂直
   帰線消去期間内に前記第１の時刻に対応する第３の時刻
   に前記第２の時刻から前記第３の時刻までの間に前記光
   電変換部で発生した有効信号電荷を固体撮像素子より出
   力して映像信号を取り出すことを順次繰り返すことを特
   徴とする固体撮像装置の駆動方法。
2. （２）第２の時刻に光電変換部で発生した不要信号電荷
   を固体撮像素子の出力部の他に設けた電荷排出部から読
   みだし前記固体撮像素子外へ排出することを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項に記載の固体撮像装置の駆動
   方法。