KR20030011660A - 촬상 소자의 구동 제어 방법 및 촬상 장치 - Google Patents

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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

하이레이트의 촬상 동작에 의해 화상 중복 현상을 발생시키지 않고 유효하면서 동시에 선명한 화상 출력을 얻는다. 각각 입사된 광량에 따른 전하를 발생하여 축적하는 복수의 수광 소자가 매트릭스 형상으로 배치된 수광부와, 상기 수광부의 각 수광 소자로부터 판독된 전하를 전송하는 수직 전송부와, 상기 수직 전송부를 통해 전송된 전하를 출력하는 수평 전송부를 갖는 인터라인 트랜스퍼형 고체 촬상 소자를 이용하여 하이레이트의 촬상 동작을 행할 때, 고속 전송 기간 Tc의 설정을 외부로부터의 제어 신호 Ext-VD의 펄스 폭으로 실현함과 함께, 전자 셔터 규정 시의 임의 타이밍의 고속 전송을 고속 전송 기간 개시를 나타내는 기준 신호(Ext-VD)에 동기시켜 촬상 신호를 출력한다.

Description

촬상 소자의 구동 제어 방법 및 촬상 장치{METHOD OF CONTROLLING DRIVE OF CHARGE COUPLED DEVICE AND IMAGE PICKUP APPARATUS}
본 발명은, 예를 들면 고속으로 이동하는 물체를 촬상하는 팩토리 오토메이션(FA: Factory Automation)용 촬상 시스템 등에 적용되는 촬상 소자의 구동 제어 방법 및 촬상 장치에 관한 것이다.
종래부터 예를 들면, 송신기로부터의 송신 신호를 수신기에 의해 수신하고, 이 수신 신호에 기초하여 수신기 내의 회로를 동작시키는 경우, 해당 수신기측에서는 수신한 신호를 기준으로 하여 회로의 요건을 만족하는 신호를 작성하는 것이 요구된다. 이 때문에, 해당 수신기측의 회로에는 예를 들면 펄스 작성 회로가 구비되어 있으며, 이에 부수하여 스위치 등을 이용한 펄스 폭 설정 회로가 설치되어 있다. 이것은 송신기측에서 보낸 송신 신호에 기초하여 해당 수신기측의 사양에 맞도록 사용자가 펄스 폭을 설정하여, 소망 펄스를 얻어, 수신기 내의 회로 동작을 제어하는 것이다.
이와 같이 외부로부터 송신 신호를 받아 수신측의 회로 동작을 제어하는 시스템으로서는, 예를 들면 비디오 카메라 시스템이 있다. 비디오 카메라에 있어서, 필요한 영상 정보만을 고속으로 추출하고자 하는 경우에, 불필요한 신호를 고속으로 전송함으로써 쓸어 내어, 필요한 신호는 통상의 전송을 행하여, 유효한 화소로 처리함으로써 실현하고 있다. 이것은 하이레이트 기능 등으로 불린다. 하이레이트 기능을 사용하여, 카메라를 동작시키기 위해서는 고속 전송 기간의 개시를 나타내는 기준 신호를 입력할 필요가 있고, 또한 해당 기간 중임을 나타내는 제어 신호가 필요하게 된다.
이에, 본건 출원인은 예를 들면 특개평10-191177호에 개시되어 있는 바와 같이 인터라인 트랜스퍼(IT: Interline Transfer)형 고체 촬상 소자(CCD 이미지 센서)의 유효 전하 축적 시간을 제어함으로써, 트리거 신호에 동기한 고속의 랜덤 셔터에 의한 촬상 동작을 행하고, 소정의 촬상 범위의 유효 전하를 촬상 신호로서 얻을 수 있도록 한 촬상 소자의 구동 제어 방법, 촬상 장치, 촬상 제어 장치 및 촬상 시스템을 먼저 제안한 바 있다.
이 촬상 시스템에서는, 도 9에 도시한 바와 같이 트리거 신호 Ext-TRG에 기초하는 소정의 타이밍의 전하 판독 신호 SG를 사용하여, 인터라인 트랜스퍼형 고체 촬상 소자의 복수의 수광 소자에 축적된 촬상 전하를 수직 전송부에서 판독하고, 상기 수직 전송부에서 판독된 촬상 전하를 수직 동기 펄스 VD에 동기하여 고속의 전송 속도로 수직 전송한 후에, 상기 수직 전송부로부터 수평 전송부를 통해 수평 동기 신호 HD에 동기한 통상의 전송 속도로 촬상 전하를 촬상 신호로서 판독한다.이 촬상 시스템에서는 고속 전송 기간의 설정에 의해, 촬상 신호로서 출력하는 라인 수를 변경하여, 임의의 화상 범위의 유효 전하를 촬상 신호로서 얻을 수 있다.
그런데, 종래의 촬상 시스템에 있어서는 도 10에 도시한 바와 같이 고속 전송 기간의 개시를 나타내는 기준 신호로서, 외부로부터 입력한 제어 신호를 이용하고, 해당 기간의 설정에는 카메라 본체에 탑재되어 있는 스위치 등을 설정함으로써 제어 신호의 펄스 폭을 가변하여 기간을 규정하고 있었다. 따라서, 스위치가 무한히 가변하지 않는 이상은, 최소 제어 시간 단위 이하의 미세한 기간 설정을 할 수 없다.
한편, 공장 내 등에서 등, 촬상 시스템을 원격 조작하는 경우에 있어서는 종래의 비디오 카메라 시스템에서는 고속 전송 기간 개시를 나타내는 기준 신호는 외부로부터 입력하는 신호이므로, 원격 입력 가능하지만, 해당 기간의 설정에 있어서는 카메라 본체에 탑재된 스위치를 조작해야 하므로, 양방을 원격지로부터 제어할 수 없었다.
또한, 고속 이동체를 흔들림없이 촬상하기 위해서는 CCD 이미지 센서에의 축적 시간을 짧게 할 필요가 있어, 통상의 전자 셔터를 이용한 시스템이 구성된다. 그 경우, 적절한 신호 출력 레벨을 얻기 위해서는, 피사체에 강한 광을 조사하거나, 또는 촬상 광학계의 조리개를 제어하여 짧은 축적 시간에 의한 전하의 감소를 보충하도록 하여, 도 11의 (A)와 같이 통상 화상과 같은 신호 레벨의 화상으로서 촬상하도록 한다.
그러나, 그 경우, CCD 이미지 센서의 수광부에 인접하는 수직 전송부에서 발생하는 스미어(smear)는 제어되지 않기 때문에, 고속 전송 기간과 통상 전송 기간을 갖는 촬상 시스템에서는 고속 전송 기간과 통상 전송 기간에 시간적 차를 갖음으로써, 도 11의 (B)에 도시한 바와 같이 실사부(實寫部), 즉 촬상 전하에 의한 신호와 고스트(ghost), 즉 수직 전송부의 스미어에 의한 화상 중복 현상이 발생한다. 특히 문제가 되는 것은 수직 전송부의 스미어이고, 이것은 시간적 차에 의해 변화하기 때문에 유효 영상 구간에 있는 촬상하고자 하는 피사체의 신호 레벨에 영향을 주는 문제점이 있었다.
그래서, 본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 종래의 실정에 감안하여, 외부 제어 신호를 입력하는 것만으로, 고속 전송 기간의 개시와, 해당 기간의 설정이라는 양방을 제어 가능하게 하고, 또한 CCD 이미지 센서에 있어서의 수직 전송부의 스미어에 의한 화상 중복 현상이 발생하지 않는, 촬상 소자의 구동 제어 방법 및 촬상 장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명을 적용한 촬상 시스템의 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 상기 촬상 시스템에 있어서의 촬상 장치에 구비되는 인터라인 트랜스퍼형 CCD 이미지 센서의 구조를 모식적으로 도시하는 평면도.
도 3은 상기 촬상 장치에서의 타이밍 제어부의 구체적인 구성예를 도시하는 블록도.
도 4는 상기 촬상 시스템에 있어서의 통상의 촬상 동작을 나타내는 타이밍차트.
도 5는 상기 촬상 시스템에 있어서의 하이레이트의 촬상 동작을 나타내는 타이밍차트.
도 6은 상기 촬상 시스템에 있어서의 하이레이트의 촬상 동작에 의해 화상 중복 현상을 발생시키지 않고 얻을 수 있는 촬상 출력 화상을 모식적으로 도시하는 도면.
도 7은 상기 촬상 시스템에 있어서의 고속 전송 기간의 가변 설정의 원리를 나타내는 타이밍차트.
도 8은 상기 촬상 시스템에 있어서 펄스 폭을 크게 한 외부 동기 신호 Ext-VD를 외부 제어 장치로부터 촬상 장치에 입력함으로써 실행되는 하이레이트의 촬상 동작을 나타내는 타이밍차트.
도 9는 종래의 촬상 시스템에 있어서의 하이레이트의 촬상 동작을 나타내는 타이밍차트.
도 10은 종래의 촬상 시스템에 있어서의 고속 전송 기간의 동작을 나타내는 타이밍차트.
도 11은 종래의 촬상 시스템에 있어서의 하이레이트의 촬상 동작에 의해 화상 중복 현상을 일으킨 촬상 출력 화상을 모식적으로 도시하는 도면.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 촬상 장치 2 : 외부 제어 장치
3 : 수상 장치 11 : 타이밍 제어부
12 : CCD 구동부 13 : CCD 이미지 센서
14 : 신호 처리부 20 : 동기계 회로 블록
21 : EXT-VD 하강 검출 블록 21A, 21B : D형 플립플롭
21C : NOR 게이트 22 : Low 기간 펄스 폭 검출 블록
22A : D형 플립플롭 23 : 수직 동기 신호 생성 블록
23A : VD 카운터 23B : VD 디코더
30 : 전송계 회로 블록 31 : 수직 전송 신호 생성 블록
31A : HD 카운터 31B : HD 디코더
32 : 고속 수직 전송 신호 생성 블록 32A : Hi-HD 카운터
32B : Hi-HD 디코더 33 : 수직 전송 신호 전환 스위치
34 : 전하 판독 신호 생성 블록 34A : SG 카운터
34B : SG 디코더 SODD, SEVEN: 수광 소자
VREG: 수직 전송부 HREG: 수평 전송부
100 : 촬상 시스템
본 발명에 따른 촬상 소자의 구동 제어 방법은, 각각에 입사된 광량에 따른 전하를 발생하여 축적하는 복수의 수광 소자가 매트릭스 형상으로 배치된 수광부와, 상기 수광부의 각 수광 소자로부터 판독된 전하를 전송하는 수직 전송부와, 상기 수직 전송부를 통해 전송된 전하를 출력하는 수평 전송부를 갖는 인터라인 트랜스퍼형 고체 촬상 소자의 구동 제어 방법으로서, 가변 설정 가능한 펄스 폭을 갖는 외부 제어 신호를 수신하는 단계와, 가변 설정 가능한 펄스 폭을 갖는 상기 외부제어 신호의 전연의 타이밍에 동기한 수직 동기 신호, 통상 수직 전송 신호 및 고속 수직 전송 신호를 생성함과 함께 상기 외부 제어 신호의 펄스 폭을 검출하는 단계와, 상기 복수의 수광 소자에 축적된 전하를 상기 외부 제어 신호의 전연의 타이밍에 동기하여 상기 수직 전송부에서 판독하는 단계와, 상기 외부 제어 신호의 펄스 폭에 대응하는 기간에서는 상기 수직 전송부에서 판독한 전하를 고속 수직 전송 신호에 의해 제1 전송 속도로 수직 전송하고, 다른 기간에서는 상기 수직 전송부에서 판독한 전하를 통상 수직 전송 신호에 의해 상기 제1 전송 속도보다 느린 제2 전송 속도로 수직 전송하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 촬상 장치는, 각각에 입사된 광량에 따른 전하를 발생하여 축적하는 복수의 수광 소자가 매트릭스 형상으로 배치된 수광부와, 상기 수광부의 각 수광 소자로부터 판독된 전하를 전송하는 수직 전송부와, 상기 수직 전송부를 통해 전송된 전하를 출력하는 수평 전송부를 포함한 인터라인 트랜스퍼형 고체 촬상 소자와, 가변 설정 가능한 펄스 폭을 갖는 외부 제어 신호를 수신하는 수신 수단과, 상기 외부 제어 신호의 전연의 타이밍에 동기한 수직 동기 신호 생성 수단과, 상기 외부 제어 신호의 전연의 타이밍에 동기한 통상 수직 전송 신호를 생성하는 통상 수직 전송 신호 생성 수단과, 상기 외부 제어 신호의 전연의 타이밍에 동기한 고속 수직 전송 신호를 생성하는 고속 수직 전송 신호 생성 수단과, 상기 외부 제어 신호의 펄스 폭에 대응하는 기간에서는 상기 수직 전송부에서 판독한 전하를 고속 수직 전송 신호에 의해 제1 전송 속도로 수직 전송하고, 다른 기간에서는 상기 수직 전송부에서 판독한 전하를 통상 수직 전송 신호에 의해 상기 제1 전송 속도보다 느린 제2 전송 속도로 수직 전송하도록 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
[실시예]
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은, 예를 들면 도 1에 도시한 바와 같은 구성의 촬상 시스템(100)에 적용된다.
이 촬상 시스템(100)은 촬상 장치(1), 외부 제어 장치(2) 및 수상 장치(3)로 구성된다.
이 촬상 시스템(100)에 있어서, 외부 제어 장치(2)는 트리거 신호 EXT-TRG와, 이 트리거 신호 EXT-TRG에 동기한 외부 동기 신호 EXT-VD를 외부 제어 신호로서 촬상 장치(1)에 공급하고, 상기 촬상 장치(1)로부터 출력되는 촬상 신호를 수상 장치(3)에 공급한다.
상기 촬상 장치(1)는 상기 외부 제어 장치(2)로부터 외부 동기 신호 EXT-VD와 트리거 신호 EXT-TRG가 공급되는 타이밍 제어부(11)와, 이 타이밍 제어부(11)에 의해 생성된 수직 동기 신호 VD, 수직 전송 신호 HD 및 전하 판독 신호 SG가 공급되는 CCD 구동부(12)와, 이 CCD 구동부(12)에 의해 구동되는 CCD 이미지 센서(13)와, 이 CCD 이미지 센서(13)로부터 판독되는 촬상 전하가 촬상 신호로서 공급되는 신호 처리부(14)로 구성된다.
상기 CCD 이미지 센서(13)는 도 2에 도시한 바와 같은 구조의 인터라인 트랜스퍼(IT: Interline Transfer)형 CCD 이미지 센서로, 홀수 필드의 각 화소에 상당하는 수광 소자 SODD와 짝수 필드의 각 화소에 상당하는 수광 소자 SEVEN이 매트릭스 형상으로 배치된 수광부와, 상기 수광부의 각 수광 소자 SODD, SEVEN에 축적된 전하가 판독되는 수직 전송부 VREG와, 상기 수직 전송부 VREG에서 판독된 전하를 1수평 라인 단위의 촬상 신호로서 출력하는 수평 전송부 HREG로 구성되며, 수광 소자 SODD, SEVEN의 하방에 형성된 도시하지 않는 기판의 전위를 제어함으로써, 각 수광 소자 SODD, SEVEN에 축적된 전하를 그 기판으로 쓸어 내어, 전하 축적 시간을 제어하도록 한 전자 셔터 기능을 갖는다.
상기 타이밍 제어부(11)는, 그 구체적인 구성예를 도 3에 도시하는 바와 같이, 동기계 회로 블록(20)과 전송계 회로 블록(30)을 포함하는 집적 회로로 구성된다.
상기 동기계 회로 블록(20)은 EXT-VD 하강 검출 블록(21), Low 기간 펄스 폭 검출 블록(22) 및 수직 동기 신호 생성 블록(23)으로 구성된다.
EXT-VD 하강 검출 블록(21)은 상기 외부 제어 장치(2)로부터 공급되는 외부 동기 신호 EXT-VD의 전연(前緣)의 하강 에지를 검출하는 것으로, 클럭 펄스 CLK에 의해 동작하는 제1 및 제2 D형 플립플롭(21A, 21B)과, 상기 제1 및 제2 D형 플립플롭(21A, 21B)의 Q 출력이 공급되는 NOR 게이트(21C)를 포함한다. 상기 외부 동기 신호 EXT-VD가 상기 제1 D형 플립플롭(21A)의 데이터 단자에 공급되고, 이 제1 D형 플립플롭(21A)의 Q 출력이 제2 D형 플립플롭(21B)의 데이터 단자에 공급되고 있다.이 EXT-VD 하강 검출 블록(21)은 상기 제1 및 제2 D형 플립플롭(21A, 21B)의 Q 출력이 공급되는 상기 NOR 게이트(21C)로부터 EXT-VD 하강 에지 검출 신호 a를 출력한다.
또한, Low 기간 펄스 폭 검출 블록(22)은 상기 외부 제어 장치(20)로부터 공급되는 외부 동기 신호 EXT-VD의 Low 기간을 검출하는 것으로, 클럭 펄스 CLK에 의해 동작하는 D형 플립플롭(22A)로 구성되며, 상기 외부 동기 신호 EXT-VD가 상기 D형 플립플롭(22A)의 데이터 단자에 공급되고 있다. 이 Low 기간 펄스 폭 검출 블록은 상기 D형 플립플롭(22A)의 Q 출력을 Low 기간 펄스 폭 검출 신호 d로서 출력한다.
또한, 수직 동기 신호 생성 블록(23)은 수직 동기 신호 VD를 생성하는 것으로, 클럭 펄스 CLK를 카운트하는 VD 카운터(23A)와, 이 VD 카운터(23A)의 출력을 디코드하여 수직 동기 신호 VD를 출력하는 VD 디코더(23B)로 구성되며, 상기 EXT-VD 하강 검출 블록(21)으로부터의 EXT-VD 하강 에지 검출 신호 a에 의해 상기 VD 카운터(23A)가 상기 외부 동기 신호 EXT-VD의 전연의 타이밍으로 리세트되도록 되어 있다.
상기 전송계 회로 블록(30)은 수직 전송 신호 생성 블록(31), 고속 수직 전송 신호 생성 블록(32), 수직 전송 신호 전환 스위치(33) 및 전하 판독 신호 생성 블록(34)으로 구성된다.
상기 전송계 회로 블록(30)에 있어서, 수직 전송 신호 생성 블록(31)은 통상의 전송 속도의 수직 전송 신호 b를 생성하는 것으로, 클럭 펄스 CLK를 카운트하는HD 카운터(31A)와, 이 HD 카운터(31A)의 출력을 디코드하여 통상의 전송 속도의 수직 전송 신호 b를 출력하는 HD 디코더(31B)로 구성되며, 상기 EXT-VD 하강 검출 블록(21)으로부터의 EXT-VD 하강 에지 검출 신호 a에 의해 상기 HD 카운터(31A)가 상기 외부 동기 신호 EXT-VD의 전연의 타이밍으로 리세트되도록 되어 있다.
또한, 고속 수직 전송 신호 생성 블록(32)은 고속 수직 전송 신호 c를 생성하는 것으로, 클럭 펄스 CLK를 카운트하는 Hi-HD 카운터(32A)와, 이 Hi-HD 카운터(32A)의 출력을 디코드하여 고속 수직 전송 신호 c를 출력하는 Hi-HD 디코더(32B)로 구성되며, 상기 EXT-VD 하강 검출 블록으로부터 공급되는 EXT-VD 하강 에지 검출 신호 a에 의해 상기 VD 카운터(32A)가 상기 외부 동기 신호 EXT-VD의 전연의 타이밍으로 리세트되도록 되어 있다.
그리고, 수직 전송 신호 전환 스위치(33)는 상기 수직 전송 신호 생성 블록(31)에 의해 생성된 통상의 전송 속도의 수직 전송 신호 b와 상기 고속 수직 전송 신호 생성 블록(32)에 의해 생성된 고속 수직 전송 신호 c를 전환하여 수직 전송 신호 HD로서 출력하는 것으로, 상기 Low 기간 펄스 폭 검출 블록에 의해 얻어지는 Low 기간 펄스 폭 검출 신호 d에 의해 전환 제어되고, 상기 외부 동기 신호 EXT-VD의 Low 기간을 고속 전송 기간 Tc로 하여 상기 고속 수직 전송 신호 c를 출력하고, 다른 기간은 통상 전송 기간 Tb로 하여 통상의 전송 속도의 수직 전송 신호 b를 출력한다.
또한, 전하 판독 신호 생성 블록(34)은 전하 판독 신호 SG를 생성하는 것으로, 클럭 펄스 CLK를 카운트하는 SG 카운터(34A)와, 이 SG 카운터(34A)의 출력을디코드하여 전하 판독 신호 SG를 출력하는 SG 디코더(34B)로 구성되며, 상기 외부 제어 장치(2)로부터 공급되는 트리거 신호 EXT-TRG에 의해 상기 SG 카운터(34A)가 리세트되도록 되어 있다.
이와 같은 구성의 타이밍 제어부(11)를 구비하는 촬상 장치(1)에서는 다음과 같은 촬상 동작을 행한다.
즉, 이 촬상 시스템(100)에 있어서, 외부 제어 장치(2)로부터 외부 동기 신호 EXT-VD 및 트리거 신호 EXT-TRG가 촬상 장치(1)에 공급되지 않는 상태에서는, 상기 타이밍 제어부(11)의 상기 수직 동기 신호 생성 블록(23)의 VD 카운터(23A), 상기 수직 전송 신호 생성 블록(31)의 HD의 카운터(31A), 상기 고속 수직 전송 신호 생성 블록(32)의 Hi-HD 카운터(32A) 및 상기 전하 판독 신호 생성 블록(34)의 SG 카운터(34A)가 자주(自走)하고 있다. 또한, 상기 수직 전송 신호 전환 스위치(33)는 상기 고속 수직 전송 신호 생성 블록(32)에 의해 생성된 고속 수직 전송 신호 c를 선택하지 않고, 상기 수직 전송 신호 생성 블록(31)에 의해 생성된 통상의 전송 속도의 수직 전송 신호 b만 선택한다.
그리고, 이 촬상 시스템(100)에서는 도 4에 도시한 바와 같이 상기 타이밍 제어부(11)의 동기계 회로 블록(20)과 전송계 회로 블록(30)에서 생성되는 수직 동기 신호 VD, 수직 전송 신호 HD 및 전하 판독 신호 SG가 CCD 구동부(12)에 공급됨으로써, CCD 이미지 센서(13)가 통상의 촬상 동작을 행하고, 상기 CCD 이미지 센서(13)로부터 판독되는 촬상 전하가 신호 처리부(14)을 통해 촬상 신호로서 출력된다.
또한, 이 촬상 시스템(100)은 외부 제어 장치(2)로부터 외부 동기 신호 EXT-VD 및 트리거 신호 EXT-TRG를 촬상 장치(1)에 공급함으로써, 하이레이트의 촬상 동작 모드로 된다.
하이레이트의 촬상 동작 모드에서는 상기 수직 동기 신호 생성 블록(23)의 VD 카운터(23A), 상기 수직 전송 신호 생성 블록(31)의 HD의 카운터(31A) 및 상기 고속 수직 전송 신호 생성 블록(32)의 Hi-HD 카운터(32A)가 상기 외부 동기 신호 EXT-VD의 전연의 타이밍으로 리세트되고, 또한 상기 전하 판독 신호 생성 블록(34)의 SG 카운터(34A)가 상기 트리거 신호 EXT-TRG에 의해 리세트됨으로써, 상호 동기한 카운트 동작을 행한다. 또한, 상기 수직 전송 신호 전환 스위치(33)는 상기 Low 기간 펄스 폭 검출 블록(21)에 의해 얻어지는 Low 기간 펄스 폭 검출 신호 d에 의해 전환 제어됨으로써, 수직 전송 신호 HD로서, 상기 외부 동기 신호 EXT-VD의 Low 기간, 즉 고속 전송 기간 Tc는 상기 고속 수직 전송 신호 c를 선택하고, 다른 기간 즉 통상 전송 기간 Tb는 통상의 수직 전송 신호 b를 선택한다.
그리고, 이 촬상 시스템(100)에서는 도 5에 도시한 바와 같이 상기 타이밍 제어부(11)의 동기계 회로 블록(20)과 전송계 회로 블록(30)에서 생성되는 수직 동기 신호 VD, 수직 전송 신호 HD 및 전하 판독 신호 SG가 CCD 구동부(12)에 공급됨으로써, 상기 CCD 이미지 센서(13)는 복수의 수광 소자 SODD, SEVEN에 축적된 전하를 상기 외부 제어 신호의 전연의 타이밍에 동기하여 수직 전송부 VREG에서 판독하여, 상기 수직 전송부 VREG에서 판독한 전하를 상기 고속 전송 기간 Tc 중에 고속 수직전송 신호 c에 의해 제1 전송 속도로 수직 전송하고, 상기 고속 전송 기간 Tc에 이어지는 통상 전송 기간 Tb에 통상 수직 전송 신호 b에 의해 상기 수직 전송부 VREG의 전하를 상기 제1 전송 속도보다 느린 제2 전송 속도로 수직 전송함으로써, 상기 통상 전송 기간 Tb에 상기 수평 전송부 HREG에 공급되는 전하를 유효 전하로 하여 상기 수평 전송부 HREG로부터 출력시키는 하이레이트의 촬상 동작을 행하고, 상기 CCD 이미지 센서(13)로부터 판독되는 촬상 전하가 신호 처리부(14)를 통해 촬상 신호로서 출력된다.
즉, 이 촬상 시스템(100)에서는 Ext-VD 하강 검출 블록에서 외부 동기 신호 Ext-VD의 전연인 하강 에지를 검출하여, 그 하강 검출 신호 a를 전송계와 동기계의 각각의 카운터 리세트 신호로 하여, VD 카운터(23A), HD 카운터(31A) 및 Hi-HD 카운터(32A)를 리세트하고, 또한 동시에 Low 기간 펄스 폭 검출 블록에서 외부 동기 신호 Ext-VD의 Low 기간을 검출하여, 그 Low 기간 펄스 폭 검출 신호 d에 의해 상기 수직 전송 신호 전환 스위치(33)를 제어하여, 수직 전송 신호 HD의 고속 전송 기간 Tc와 통상 전송 기간 Tb를 전환함으로써, 외부 동기 신호 Ext-VD의 하강 에지에 동기하여 하이레이트의 촬상 동작을 행할 수 있다. 또한, 고속 전송 기간 Tc와 통상 전송 기간 Tb의 시간적 차가 발생하지 않기 때문에, 도 6에 촬상 출력 화상을 도시한 바와 같이 화상 중복 현상을 발생시키지 않고 하이레이트의 촬상 동작을 행할 수 있다.
따라서, 이 촬상 시스템(100)에서는 화상 중복 현상을 발생시키지 않아 사용자는 임의의 타이밍에서 하이레이트의 촬상 동작을 행할 수 있다.
또한, 이 촬상 시스템(100)에서는 도 7에 도시한 바와 같이 외부 제어 장치(2)로부터 촬상 장치(1)에 공급하는 외부 동기 신호 Ext-VD의 펄스 폭을 가변함으로써, 하이레이트의 촬상 동작에 있어서의 고속 전송 기간 Tc를 제어할 수 있다.
따라서, 예를 들면, 필요한 영상 정보(유효 기간)가 적은 경우에는 도 8에 도시한 바와 같이 펄스 폭을 크게 한 외부 동기 신호 Ext-VD를 외부 제어 장치(20)로부터 촬상 장치에 입력함으로써, 고속 전송 기간(무효 기간) Tc를 길게 설정하여 대응한다. 이 때의 고속 전송 기간 Tc의 설정에 있어서도, 스위치 등을 사용한 단계적인 설정이 아닌, 펄스 폭으로 설정하기 때문에, 자유도가 높은 미세한 설정을 행할 수 있다.
또한, 외부 동기 신호 Ext-VD에 동기하여, 자유도가 높은 화상 범위를 선택함으로써, 통상의 방식과 비교하여 불필요한 영상 데이터를 효율적으로 삭감할 수 있어, 보다 고속이며 정확한 화상 정보를 얻을 수 있다.
화상 범위를 외부 동기 신호 Ext-VD의 펄스 폭에 의해 제어할 수 있으므로, 원격지로부터도 용이하게 조작할 수 있어, 조작성이 우수하다.
직렬·병렬(소프트) 제어가 아니므로, 직접 수직 전송 펄스를 즉시 제어하기 때문에, 실시간성이 우수하다.
본 발명에서는 외부 제어 신호를 입력하는 것만으로, 고속 전송 기간의 개시와, 해당 기간의 설정이라는 양방을 제어할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 상기 기간의 설정을 외부로부터 입력하는 제어 신호의 펄스 폭으로 자유롭게 설정할 수 있고, 또한 카메라 본체 및 그 주변 장치 등에 접촉시키지 않고 원격에서 조작할 수 있다는 편리성과, 고속 전송 기간 개시를 나타내는 기준 신호에 영상 출력을 동기시킴으로써 정확한 화상 전송을 제공할 수 있다. 또한, 고속 전송 기간과 통상 전송 기간의 시간적 차가 발생하지 않아, 중복 현상이 발생하지 않는다.

Claims (10)

  1. 각각에 입사된 광량에 따른 전하를 발생하여 축적하는 복수의 수광 소자가 매트릭스 형상으로 배치된 수광부와, 상기 수광부의 각 수광 소자로부터 판독된 전하를 전송하는 수직 전송부와, 상기 수직 전송부를 통해 전송된 전하를 출력하는 수평 전송부를 포함하는 인터라인 트랜스퍼형 고체 촬상 소자의 구동 제어 방법에 있어서,
    가변 설정 가능한 펄스 폭을 갖는 외부 제어 신호를 수신하는 단계와,
    가변 설정 가능한 펄스 폭을 갖는 상기 외부 제어 신호의 전연(前緣)의 타이밍에 동기한 수직 동기 신호, 통상 수직 전송 신호 및 고속 수직 전송 신호를 생성함과 함께 상기 외부 제어 신호의 펄스 폭을 검출하는 단계와,
    상기 복수의 수광 소자에 축적된 전하를 상기 외부 제어 신호의 전연의 타이밍에 동기하여 상기 수직 전송부에서 판독하는 단계와,
    상기 외부 제어 신호의 펄스 폭에 대응하는 기간에서는 상기 수직 전송부에서 판독한 전하를 고속 수직 전송 신호에 의해 제1 전송 속도로 수직 전송하고, 다른 기간에서는 상기 수직 전송부에서 판독한 전하를 통상 수직 전송 신호에 의해 상기 제1 전송 속도보다 느린 제2 전송 속도로 수직 전송하도록 제어하는 단계
    를 포함하는 촬상 소자의 구동 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부 제어 신호의 펄스 폭에 기초하여, 유효 전하로서 출력하는 화상 범위를 변경하는 촬상 소자의 구동 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유효 전하로서 출력하는 화상 범위가 적은 경우에는 상기 외부 제어 신호의 펄스 폭을 넓게 하는 촬상 소자의 구동 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외부 신호의 Low 펄스 폭에 의해 상기 고속 전송 기간을 제어하는 촬상 소자의 구동 제어 방법.
  5. 촬상 장치에 있어서,
    각각에 입사된 광량에 따른 전하를 발생하여 축적하는 복수의 수광 소자가 매트릭스 형상으로 배치된 수광부와, 상기 수광부의 각 수광 소자로부터 판독된 전하를 전송하는 수직 전송부와, 상기 수직 전송부를 통해 전송된 전하를 출력하는 수평 전송부를 포함한 인터라인 트랜스퍼형 고체 촬상 소자와,
    가변 설정 가능한 펄스 폭을 갖는 외부 제어 신호를 수신하는 수신 수단과,
    상기 외부 제어 신호의 전연의 타이밍에 동기한 수직 동기 신호 생성 수단과,
    상기 외부 제어 신호의 전연의 타이밍에 동기한 통상 수직 전송 신호를 생성하는 통상 수직 전송 신호 생성 수단과,
    상기 외부 제어 신호의 전연의 타이밍에 동기한 고속 수직 전송 신호를 생성하는 고속 수직 전송 신호 생성 수단과,
    상기 외부 제어 신호의 펄스 폭에 대응하는 기간에서는 상기 수직 전송부에서 판독한 전하를 고속 수직 전송 신호에 의해 제1 전송 속도로 수직 전송하고, 다른 기간에서는 상기 수직 전송부에서 판독한 전하를 통상 수직 전송 신호에 의해 상기 제1 전송 속도보다 느린 제2 전송 속도로 수직 전송하도록 제어하는 제어 수단
    을 포함하는 촬상 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    검출된 상기 외부 제어 신호의 펄스 폭에 대응하는 기간을 고속 전송 기간으로 함과 함께 다른 기간을 통상 전송 기간으로 하여 상기 통상 수직 전송 신호와 고속 수직 전송 신호를 선택하는 선택 수단을 더 포함하는 촬상 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 통상 전송 기간에 상기 수평 전송부에 공급되는 전하를 유효 전하로서 상기 수평 전송부로부터 출력시키는 출력 수단을 포함하는 촬상 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 외부 제어 신호의 펄스 폭에 기초하여, 상기 유효 전하로서 출력하는 화상 범위를 변경하는 촬상 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유효 전하로서 출력하는 화상 범위가 적은 경우에는 상기 외부 제어 신호의 펄스 폭을 넓게 하는 촬상 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 외부 신호의 Low 펄스 폭에 의해 상기 고속 전송 기간을 제어하는 제어 수단을 포함하는 촬상 장치.
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