KR920003654B1 - 고속셔터 기능이 있는 고체 촬상소자 - Google Patents

고속셔터 기능이 있는 고체 촬상소자 Download PDF

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KR920003654B1
KR920003654B1 KR1019880004046A KR880004046A KR920003654B1 KR 920003654 B1 KR920003654 B1 KR 920003654B1 KR 1019880004046 A KR1019880004046 A KR 1019880004046A KR 880004046 A KR880004046 A KR 880004046A KR 920003654 B1 KR920003654 B1 KR 920003654B1
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야스오 다께무라
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가부시끼가이샤 도시바
아오이 죠이찌
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Abstract

내용 없음.

Description

고속셔터 기능이 있는 고체 촬상소자
제 1 도는 본 발명의 한 실시예에 관한 고속셔터 기능이 있는 고체 촬상소자의 구성을 그 구동회로와 함께 나타내는 도면.
제 2a 도 내지 제 2e 도는 제 1 도의 고체 촬상소자 및 그 구동회로의 동작을 설명하기 위한 타이밍 챠아트.
제 3a 도 내지 제 3d 도는 각각 제 1 도의 구동회로에 의해 출력되는 각종 펄스의 타이밍 챠아트.
제 4 도는 본 발명의 한 실시예를 적용시킨 칼라 비디오 카메라의 구성도.
제 5 도는 구동회로의 블럭 구성도.
제 6a 도 내지 제 6d 도는 구동회로의 수평 논리회로의 동작을 설명하기 위한 타이밍 챠아트.
제 6-1a 도 내지 6-1d 도는 수평전송에 필요한 펄스의 타이밍 파형도.
제 7 도는 본 발명의 다른 실시예에 관한 고체 촬상소자의 구성을 그 구동회로와 함께 나타낸 도면.
제 8a 도 및 제 8b 도는 각각 또다른 실시예의 동작을 설명하기 위한 축적부에서의 신호 기입예를 나타낸 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 셔터 18 : 감광부
20 : 고속 전송부 22 : 프레임 메모리
24 : 수평 전송부 26 : 출력회로
28, 30 : 게이트 회로 32 : 줌 렌즈
34 : 색온도 변환필터 36 : 색보정 필터
38 : 광학 로우 패스필터 40 : 칼라 필터
42 : 동기신호 발생기 44 : 수직 논리회로
46 : 수평 논리회로 48 : 프리앰프
50 : 색분리회로 52 : 신호 처리회로
54 : 인코우더 56 : 이미지부
본 발명은 전하 결합소자(Charge Coupled Device : CCD)등의 고체 촬상소자에 관한 것으로서, 특히 고속 셔터기능이 있는 고체 촬상소자에 관한 것이다.
최근 CCD등의 고체 촬상소자가 개발되어 이것을 이용한 칼라 비디오 카메라가 실용화되고 있다.
이 고체촬상 소자에서는 사진기의 셔터기간에 상당하는 것이 감광부의 전하 축적 시간이다.
종래의 표준 고체촬상소자에서는 이 시간은 1/60초 정도의 비교적 저속이었다.
그러나 최근에는 프레임 인터라인 전송 (frame linterline transmission : FIT)형 CCD가 개발되어, 셔터 속도를 자유롭게 선택할 수 있게 되어있다. 이와 같은 FIT형 CCD는 이미지부로서의 감광부 및 수직방향의 고속 전송부, 축적부로서의 필드 메모리 및 수평 전송부가 있는데 아래와 같은 동작은 한다. 즉, a) 우선 감광부에 축적되어 있는 전하는 구동회로에서 공급되는 삭제용 필드 시프트 펄스에 의해 일제히 고속전송부로 전송되어 감광부가 일단 클리어상태가 된다.
그리고 이 고속 전송부에는 구동회로로 부터 고속인 클럭펄스가 공급되며, 여기에 반전된 상기 전하는 고속으로 삭제된다. b) 이어서, 구동회로에서 공급되는 신호를 읽어내는 필드 시프트 펄스에 의해 전술한 (a)의 삭제 동작후에 감광부에 축적된 전하가 일제히 고속 전송부로 전송된다.
이 전하는 고속으로 라인 단위로 필드 메모리에 전속된다.
여기에서 필드 메모리의 전하는 통상의 T.V 주파수로 수평 전송부에 라인단위로 전송된다.
여기에서 필드 메모리의 전하는 통상의 T.V 주파수로 수평전송부에 랜딩단위로 전송된다.
그리고 이 수평 전송부의 전하는 1수평기간내에서 독출(readout)된다.
전술한 바와같이 FIT 형 CCD에 있어서는 삭제용의 필드 시프트 펄스로 우선 감광부의 축적전하를 비우고, 이어서 신호를 읽어내는 필드 시프트 펄스에 의해 독출된 전하를 축적부에 유지하고 있다.
따라서 삭제용 필드 시프트 펄스와 신호를 읽어내는 필드 시프트 펄스의 간격이 셔터속도가 되며 이 간격을 선택하므로써 임의의 셔터속도를 설정할 수 있다.
전술한 바와같은 FIT 형 CCD를 사용한 종래의 비디오 카메라에 있어서는 1필드 화상에 대해서는 고속의 셔터로 얻어진 화상이 얻어진다.
그러나 수직 해상도를 향상시키기 위하여 홀스 필드와 짝수 필드의 2필드(즉 1프레임)분의 화상을 얻으려고 한 경우 2회의 셔터동작이 필요한 것이다.
그러나 전술한 바와같이 2회의 셔터동작을 행한 경우에 있어서 1회째와 2회째의 간격은 1/60초가 된다.
이 결과 1필드의 화상에 대해서는 고속셔터 동작으로 얻어지긴 했지만, 1프레임의 화상에 대해서는 1/60초의 간격으로 고속셔터를 2회 누른것과 동일한 결과가 된다.
따라서 피사체의 이동이 빠른 경우에는 프리커(flicker)가 발생하여 보기 어려운 화상이 된다는 문제가 있다.
그래서 본 발명은 피사체가 빠른 것이라도 프리커가 생기는 일이없이 수직 해상도가 좋은 1프레임분의 화상을 얻을 수 있는 고속셔터 기능을 가능하게 할 수 있으며 또한 필드 사이에서 신호 레벨에 차이가 생기지 않는 양질의 영상 신호를 얻을 수 있는 고체 촬상소자를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
즉, 본 발명에 따른 고속셔터 기능을 가진 고체 촬상소자는 수광량 및 수광시간에 따른 전하를 축적하는 감광부, 필드 시프트 펄스의 인가에 따라 전술한 감광부의 축적전하가 일제히 전송되어오며 이 전송되어온 전하를 라인단위로 또한 고속으로 수직방향으로 전송하는 수직전송부, 전술한 수직 전송부에 의해 전송되어 온 전하를 축적하는 필드메모리 및 필드 메모리에 축적된 전하를 라인단위로 수평방향으로 전송하는 수평 전송부로 이루어지며, 필드 메모리는 수직 전송부로 부터의 전송전하를 축적하는 1필드분의 기억 용량이 있는 제 1 의 필드 메모리와, 수직 전송부로 부터의 전송전하를 축적하는 1필드분의 기억용량을 가진 제 2 의 필드 메모리를 포함하며, 고체 촬상소자는 수직 전송부로 부터의 라인단위의 전송전하를 제 1 및 제 2 의 필드 메모리에 번갈아 전송하는 전송장치와, 제 1 의 필드 메모리에 축적된 전하를 읽어내고, 이어서 제 2 의 필드 메모리에 축적된 전하를 읽어내는 장치를 더 구비하고 또한 수평 전송부(24)는 독출장치로 읽어내어진 전하를 라인단위로 수평방향으로 전송하도록 한 것이다.
제 1 도는 본 발명의 한 실시예의 구성을 나타내는 도면이며, 제 2a 도 내지 제 2g 도는 그 동작을 설명하기 위한 타이밍 챠아트이다.
지금, 촬영을 하기 위해 셔터(12)가 조작되면 구동회로(14)는 제 2b 도에 나타낸 것처럼 1회의 촬영에 대해 삭제용 필드 시프트 펄스(Ps)와 신호를 읽어내는 필드 시프트 펄스(P1)를 연속적으로 발생하여 이것을 고체 촬상소자 CCD(16)에 공급한다.
이 CCD(16)는 예를들어 수직방향으로 500개, 수평방향으로 400개의 화소(포토 다이오드)로 된 감광부(18)와, 이 감광부(18)의 수직방향열 각각에 인접하여 수직방향으로 배열된 고속전송부(20)가 있으며, 이들이 이미지부를 구성하고 있다.
고속전송부(20)의 단수(段數)는 수직방향화소수의 네배, 즉 500화소의 신호를 혼색이 없이 전송할 수 있도록 500×4단이 배열되어 있다.
전술한 삭제용 필드 시프트 펄스(P5)와 신호를 읽어내는 필드 시프트 펄스(P1)의 시간간격은 소위 전자 셔터 동작시간(노광시간)이다. CCD(16)는 프레임 인터라인 전송형인 CCD로서, 수직 브랭킹(blanking)펄스에 의해 주기적으로 표준 동작 모타로 구동된다.
이 CCD(16)는 이미지부인 전술한 감광부(18) 및 고속전송부(20)에 의해, 축적부인 프레임 메모리(22), 수평전송부(24), 출력회로(26) 및 게이트부(28)(30)가 있다.
CCD(16)에서는 최초의 삭제용 필드 시프트 펄스(P5)에 의해 감광부(18)와 고속전송부(20)사이에 형성된 게이트(도시하지 않음)가 열려서 일제히 감광부(18)의 축적전하가 고속전송부(20)로 전송된다.
이 고속전송부(20)의 전하는 기간(t1)사이에 구동회로(14)에서 공급되는 클럭에 의해 제 1 도에서 화살표(α)로 표시도는 것처럼 윗쪽으로 고속으로 삭제되고, 감광부(18)가 일단 클리어 상태가 된다.
또한 삭제된 뒤에 감광부(18)에 다음의 이미지 전하가 축적된다.
그리고 그뒤 신호를 읽어내는 필드 시프트펄스(P1)가 구동회로(14)에서 출력된다.
이 신호를 읽어내는 필드 시프트펄스(P1)에 의해 고속전송부(20)에 전송된 전하는 제 1 도에서 화살표(β)로 나타내는 아래쪽 방향으로 고속으로 축적부인 프레임 메모리(22)에 전송된다.
또한 이 경우 수직방향의 인접 2화소로 된 조(祖)에 관해서는 가산해내지 않는다.
이 경우 고속전송부(20)의 전하는 2라인 단위로 프레임 메모리(22)에 전송되는데 이 전송장치에 특징이 있다.
즉 하나의 고속전송열(201)을 예를들어 설명하면 이 고속전송열(201)의 전하는 고속 전송펄스(제 2d 도)게이트 펄스(ΦGA)(ΦGB)에 의해 두개의 메모리열(221)(222)에 라인마다 번갈아 배분되어 전송된다.
따라서 고속전송열(201)과 메모리열(221)(222)에는 두개의 필드에 대응한 전하가 격납되어진다.
또한 그 배분을 위하여 고속전송열(201)과 메모리열(221)(222)사이에는 배분하기 위한 게이트부(28)가 형성되어 있다.
이 게이트부(28)는 구동회로(14)로 부터의 게이트 펄스(ΦGA)(ΦGB)에 의해 제어된다.
이 동작을 제 3a 도 내지 제 3d 도의 각 클럭의 타이밍 챠아트를 사용하여 상세히 설명하기로 한다.
이미지부의 고속전송부(20)에는 제 3a 도에 나타낸 1.58MHz를 반복하는 4상 펄스(ΦV1)(ΦV2)(ΦV3)(ΦV4)파형이 구동회로(14)에 가해진다.
신호전하는 +5V의 전압이 가해진 전극아래에서 차례차례로 전송되며, 제 1 도의 아래쪽방향(화살표(β)로 나타냄)으로 이동해간다.
여기에서 게이트부(28)에는 제 3b 도에 나타낸 2상의 펄스(ΦGA)(ΦGB)가 구동회로(14)에서 가해지며, 전술한 클럭펄스(ΦV4)의 위상에 맞추어 번갈아 스위치로서 동작한다.
즉 게이트펄스(ΦV4)에 +5의 전압을 인가하면 메모리열(221)에 신호전하가 분배되며 게이트펄스(ΦGB)에 +5의 전압이 가해지면 메모리열(222)에 신호 전하가 분배된다.
메모리열(221)(222)로 보내진 신호전하는 제 3c 도 및 제 3d 도에 나타낸 전술한 고속전송부(20)의 1/2주파수, 즉 0.79MHz의 주파수의 4상 펄스(ΦFA1)(ΦFA2)(ΦFA3)(ΦFA4) 및 (ΦFB1)(ΦFB2)(ΦFB3)(ΦFB4)에 의해 제 1 도의 아래쪽 방향(화살표(β)로 나타냄)으로 전송되어간다.
이와같이 하여, 고속전송부(20)에 일단 축적된 500화소분의 신호전하는 축적부의 메모리열(22)(22)에 각각 250화소씩 축적되어간다.
또한 제 3c 도 및 제 3d 도에 나타낸 것처럼 메모리열(221)(222)에 가해지는 펄스 파형은 ΦFA1과 ΦFA3,ΦFA2와 ΦFB4·ΦFB3·ΦFB1와 ΦFB4의 ΦFB2가 동일한 형으로 되어 있다.
따라서ΦFA와 ΦFB에 따로따로 신호를 외부로 부터 인가하지 않아도 CCD(16)내부에서 이와같이 배선해두면, 배선수를 생략할수도 있다.
전술한 설명은 한개의 고속 전송열(201)에 대해서 뿐이지만 다른 열에 대해서도 고속 전송열과 메모리열은 동일한 관계에 있다.
전술한 것처럼 동작하므로, 프레임 메모리(22)에는 1회의 셔터동작으로 1프레임분의 화상신호가 기억되어 진다.
이 화상신호는 1필드분씩 게이트부(30), 수평전송부(24) 및 출력회로(26)를 통하여 독출된다.
또한 제 2e 도 및 제 2f 도는 제 1 및 제 2 의 필드신호가 전송되는 기간을 나타내며, 제 2g 도는 출력회로(26)에서 출력되는 신호 파형을 나타내고 있다.
이와 같이 형성되는 화상은 제 1(홀수)의 필드신호와, 제 2(짝수)의 필드신호로 구성되는데 어떤 필드신호도 셔터기간은 동일기간이다.
이 결과 이와같은 CCD(16)를 사용한 비디오 카메라에 의하면, 수직 해상도를 향상시킬 수 있으며, 또한 필드사이의 시간차에 따른 프리켜도 발생하지 않는다.
또한 셔터시간을 설정하는 경우에는 필드 시프트 펄스(P5)(P1)의 간격(노광시간)을 조정하면 임의로 셔터속도를 설정할 수 있다.
제 4 도는 본 발명의 고체촬영소자를 사용한 칼라 비디오 카메라의 구성도이다.
도면에서 3배 줌렌즈(32)를 통과한 빛은 색온도 변환필터(34), 색보정필터(36), 광학로우 패스필터(LPF)(38)를 통하여 칼라필터(40)가 부착된 고체촬상소자로서의 CCD(16)의 이미지부에 결상된다.
구동회로(14)는 동기신호 발생기(42), 수직논리회로(44) 및 수평논리회로(46)를 포함한다.
동기신호 발생기(42)로 부터의 각종 펄스신호를 사용하여 수직 및 수평논리회로(44)(46)는 CCD(16)의 동작에 필요한 각종 펄스신호를 만들어 CCD(16)에 인가한다.
CCD(16)의 출력신호는 프리앰프(48)에서 증폭된 뒤 색분리회로(50)에서 적(R), 녹(G), 청(B)의 3원색신호로 분리된다.
이들 원색신호는 신호처리회로(52)에 의해 감마보정, 화이트 크림등, 통상의 칼라 카메라에 필요한 신호처리가 되어 인코우더(54)에 가해진다.
그리고 인코우더(54)는 입력신호에서 휘도신호와 크로마(chroma)신호를 만들어 그것을 합성하여 NTSC 방식 또는 기타방식에 따른 포맷은 비디오 신호를 만들어 출력한다.
이어서 제 5 도를 사용하여 CCD(16)의 구동방법을 설명하기로 한다.
동기신호 발생기(42)에서는 수직, 수평의 각 논리회로(44)(46)의 구동에 필요한 타이밍 펄스(FSS), (FS1), (FV1), (FV2), (FV3), (FV4), (HP), (VP)가 발생되어 수직, 수평논리회로(44)(46)에 입력된다.
수직논리회로(44)는 CCD(16)의 이미지부(56) 및 축적부(58)의 수직전송에 필요한 각 펄스파형 (ΦV1)(ΦV2)(ΦV3)(ΦV4)(ΦG)(ΦF1)(ΦF2)(ΦF3)(ΦF4)를 만들어낸다.
한편 수평논리회로(46)는 수평전송에 필요한 각 펄스파형 (ΦH1)(ΦH2)(ΦBS)를 만들어낸다.
제 6-1a-6-1d 도는 수평전송에 필요한 펄스의 타이밍 파형도로서, 수평블래킹 기간의 일부에 수직 전송 CCD로 부터 신호전하의 공급을 받는다.
이 기간은 상기한 바와같이 ΦH1을 고레벨, ΦH2을 저레벨로 고정해주지만 그 이외에는 7.16MHz의 반복 주파수로 신호 전하를 출력단자에 순차 전송시켜 간다.
이것에는 제 6a-d 도와 같은 2상의 펄스파형이 ΦH1, ΦH2로 인가된다.
이 펄스 파형에서는 상승하강의 중첩 상태가 중요하며, 파형에 따라서는 전송효율에도 영향을 미친다.
출력신호는 OS의 파형에 나타난 바와같이 고정레벨에서 하측에 나타나고, 프리앰프에서는 신호 성분만을 선택하여 S/N 개선이 행해진다.
출력기간은 예로서 t1중에서, t3의 종료점에서부터 t4의 개시점까지의 기간이 된다.
재 6-1a-d 도의 OS 출력파형에 나타난 바와같이 1라인의 신호성분은 14화소의 흑색기준 신호와 376화소의 신호성분, 그리고 더미성분으로 이루어지고, 각 신호는 140ns의 반복으로 발생하고 있다.
수평전송에 필요한 파형을 제 6a 도 및 제 6b 도에 나타낸 2상의 구동파형(ΦH1)(ΦH2)와 제 6c 도에 나타낸 출력회로(26)의 리세트 펄스파형(ΦRS)이다.
이들 펄스파형(ΦH1)(ΦH2)(ΦRS)을 수평전송부(24) 및 출력회로(26)에 가하므로써 축적부(58)에서 1라인마다 내려온 신호는 수평으로 전송되며, 출력회로(26)에서는 제 6d 도에 나타낸 신호파형이 얻어진다.
또한 이미지부(56)에서는 불필요한 전하를 삭제하는 기간과 신호의 전송기간이 있다.
이들 기간의 펄스파형(ΦV1)(ΦV2)(ΦV3)(ΦV4)은 후술하는 것처럼 소정의 관계를 갖는다.
그 결과 제 1 도에 화살표(α) 및 (β)로 나타낸 것처럼 윗쪽방향과 아래쪽 방향으로 전송방향이 결정된다.
즉 불필요한 전하를 삭제하는 기간에서는 수직논리회로(44)에서 5V 전압이 가해지는 타이밍이 ΦV4→ΦV3→ΦV2→ΦV1순으로 옮겨간다.
따라서, 불필요한 전하도 이와같은 방향으로 이동되어간다.
그 결과 전하는 윗쪽방향으로 이동되어 삭제된다.
통상 이미지부(56)의 최상단에는 드레인부가 설치되어 있는데, 여기에서 이동되어 온 전하가 소멸된다.
한편 제 3a 도에 나타낸 것처럼 신호의 전송기간에 있어서는, 5V전압을 가하는 타이밍이 ΦV1→ΦV2→ΦV3→ΦV4순으로 이동해간다.
따라서 이것에 맞추어 신호전하도 같은 방향으로 이동해가며, 이미지부(56)에서 축적부(58)로 신호가 이동된다.
또한 이미지부(56)에 있어서, 감광부(18)에서 고속전송부(20)로 신호를 이동시키려면 전술한 필드 시프트 펄스(PS), (P1)가 필요해지는데 별도로 게이트를 설치하지 않고, 펄스파형 (ΦV1)과 (ΦV2)의 파형에 중첩되는 형으로 하여 이들 필드 시프트 펄스를 수직 논리회로(44)에서 이미지부(56)로 인가하고 있다.
이상 설명한 것처럼 본 발명에 따르면 고속셔터 동작이 가능해지며, 또한 1프레임의 수직해상도가 양호한 화상을 얻을 수 있다.
통상의 비디오 카메라에서는 정지화면신호를 얻는 경우에 피사체가 움직이면 홀수 필드와 짝수필드에서는 1/60초 간격으로 셔터를 누르고 있으므로, 플리커가 발생하여 1프레임의 완전한 화상을 얻을 수 없었는데, 본 발명에서는 피사체가 빠른 움직임이더라도 수직 해상도가 양호한 정지화면을 얻을 수 있다.
또한 가변 셔터라도 1프레임 분의 정지화면이 임의의 속도로 얻어진다.
또한 노광시간은 필드사이에서 동일하며, 필드사이의 신호레벨에 차이가 없어서 양질의 화상신호를 얻을 수 있다.
그런데 최근의 디스플레이 장치에 있어서는 인터레이스(interlace)형 이외에 화질의 향상시킨 비(非)인터레이스(noninterlace)형 (순차주사)인 것도 있다.
비 인터레이스형의 디스플레이 장치에서는 그 입력화상 신호로서 비인터레이스인 것이 요구된다.
더우기 최근에는 화상신호를 감광지에 카피(copy)할 수 있는 하드(hard)카피 장치가 개발되어 있다.
이와같은 장치에 공급하는 화상신호로서도 화질을 양호하게 하기 위하여 비인터레이스의 화상신호가 바람직하다.
그래서 전술한 구성의 고체촬상소자 및 그 구동회로를 그와 같은 비인터레이스 화상신호를 얻을 수 있도록 개량하는 것을 생각할 수 있다.
제 7 도는 그와같은 경우의 실시예의 구성을 나타내는 것이다.
즉 이 실시예에 있어서는 게이트부(30')의 동작을 인터레이스인 경우와 비인터레이스인 경우로서 구동회로(14)에서의 게이트 펄스(ΦGA2)(ΦGB2)에 의해 전환되도록 하고있는 것이다.
예를들어 인터라인형의 출력화상 신호를 얻는 경우에는 전술한 것처럼 프레임 메모리(22)에서 1필드분씩 화상신호를 읽어내도록 게이트부(30')가 제어된다.
또한 비 인터라인형의 출력화상 신호를 얻는 경우에는 프레임 메모리(22)에 격납되어 있는 각 필드신호가 라인단위로 번갈아 읽어내어지도록 게이트부(30')가 제어된다.
이 경우의 게이트펄스(ΦGA2)(ΦGB2)는 앞의 게이트부(28)를 제어하는 경우와 동일하다.
이와같이 구동횔(14)로 부터 독출된 게이트펄스(ΦGA2)(ΦGA2)에 의해 게이트부(30')의 동작모드가 전환되므로써, 인터라인형 출력화상이나, 비인터라인형 출력화상도 얻을 수 있다.
따라서 본 실시예에 의하면 인터레이스형 음극선관, 비인터레이스형 음극선관용등 어디에나 적합한 출력화상신호를 얻을 수 있다.
또한 화질이 양호한 하드카피를 얻는데도 유효하다.
더우기 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 예를들어 라이트(write)쪽의 게이트부(28)를 제어하여 제 8a 도, 제 8b 도에 나타낸 것처럼, 각 라인의 화상신호를 기억시키도록 해도 좋다.
제 8a 도는 전술한 것처럼 해서 기입되어진 라인신호의 모양을 나타내고 있다. 즉, 제 1 의 필드 메모리(60)와 제 2 의 필드메모리(62)에 라인단위로 번갈아 화상신호를 기입시킨 예이다.
또한 제 8b 도의 경우는 제 1 의 필드 메모리(60)에 우선 비인터레이스형으로 홀수필드, 짝수필드의 라인신호를 기입시키고, 제 1 의 필드 메모리(60)가 포화상태가 되었다면, 제 2 의 필드메모리(62)에 홀수필드와 짝수필드의 라인신호를 순차적으로 기억시킨 경우의 모양을 나타내고 있다.
이와같이 하더라도 인터라인형의 출력신호나, 비인터라인형의 출력화상을 얻을 수 있게된다.
이상 설명한 바와같이 본 발명에 따르면, 고속의 셔터동작이 가능하며, 또한 1프레임의 양호한 수직해상도가 좋은 화상을 얻을 수 있다.
통상의 비디오 카메라에서는 정지화면 신호를 얻는 경우에 피사체가 움직이면 홀스필드와 짝수필드에서는 1/60초 간격으로 셔터를 누르고 있기 때문에 플리커가 발생하여 1프레임의 완전한 화상을 얻을 수 없었지만, 본 발명에서는 피사체가 빠른 움직임이더라도 수직 해상도가 양호한 정지화면을 얻을 수 있다.
또한 가변 셔터라도 1프레임분의 정지화면이 임의의 속도로 얻어진다.
더우기 노광시간은 필드 사이에서 동일하며, 필드 사이의 신호레벨에 차이가 없어서, 양질인 화상신호를 얻을 수 있다.
또한 읽어내는 방법을 선택하므로써 인터레이스형이나 비 인터레이스형 모두 화상신호를 선택적으로 얻을 수 있어서 용도성이 뛰어나다.

Claims (12)

  1. 수광량 및 수광시간에 따른 전하를 축적하는 감광부(18), 필드 시프트 펄스의 인가에 따라 감광부(18)의 축적 전하가 일제히 전송되어 오며, 이 전송 되어온 전하를 라인단위로 고속으로 수직방향을 전송하는 고속전송부(20), 전술한 고속 전송부(20)에 의해 전송되어온 전하를 축적하는 프레임 메모리(22) 및 전술한 프레임 메모리(22)에 축적된 전하를 라인단위로 수평방향으로 전송하는 수평전송부(24)로 구성된 고속 셔터 기능이 있는 고체 촬상소자에 있어서, 프레임 메모리(22)는 고속 전송부(20)로 부터 나오는 전송전하를 축적하는 1필드분의 기억용량을 가진 제 1 필드 메모리열(221)과, 고속 전송부(20)로 부터 나오는 라인단위의 전손전하를 제 1 및 제 2 필드 메모리열(221)(222)에 번갈아 전송하는 전송장치와, 제 1 필드의 메모리열(22)에 축적된 전하를 읽어내고, 이어서, 제 2 필드의 메모리열(222)에 축적된 전하를 읽어내는 독출장치를 구비하고, 그리고 수평 전송부(24)는 독출장치에 의해 독출된 전하를 라인단위로 수평방향으로 전송하는 것을 특징으로 하는 고속 셔터기능이 있는 고체촬상소자.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 필드의 메모리열(221)(222)의 수직방향의 화소수는 각각 감광부(18)의 수직방향의 화소수의 반인 것을 특징으로 하는 고속셔터 기능이 있는 고체 촬상소자.
  3. 제 1 항에 있어서, 전송장치는 고속 전송부(20)와 제 1 필드의 메모리열(221)사이 및 고속전송부(20)와 제 2 필드의 메모리열(222)사이에 구성된 게이트부(28)와, 이들 게이트부(28)의 개폐를 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는고속 셔터 기능이 있는 고속촬상소자.
  4. 제 3 항에 있어서, 제어장치는 필드 시프트 펄스 및 고속전송부(20)가 전송전하를 게이트부(28)에 라인단위로 고속으로 전송하도록 고속전송부(20)를 구동하는 구동펄스를 발생하는 구동회로(14)를 포함하며, 그리고 구동회로(14)는 게이트부(28)에 고속전송부(20)로부터 나오는 라인단위의 전송전하를 제 1 및 제 2 필드의 메모리열(221)(222)로 전송시키는 제어 펄스를 재차 발생하며, 이 제어펄스를 고속전송부(20)와 제 1 필드 메모리열(221)사이의 게이트부(28)와, 고속전송부(20)와 제 2 필드 메모리열(222)사이의 게이트부에 번갈아 공급하는 것을 특징으로 하는 고속셔터 기능이 있는 고체 촬상소자.
  5. 제 1 항에 있어서, 재차 제 1 및 제 2 필드의 메모리열(221)(222)에서 번갈아 전하를 읽어내는 것을 특징으로 하는 고속셔터 기능이 있는 고체 촬상소자.
  6. 제 5 항에 있어서, 독출장치는 제 1 필드의 메모리열(221)로부터 전하를 읽어내고, 이어서 제 2 필드의 메모리열(222)로 부터 전하를 읽어내는 제 1 의 독출장치와, 제 1 및 제 2 필드의 메모리열(221)(222)로 부터 번갈아 전하를 읽어내는 제 2 의 독출장치, 그리고 제 1 및 제 2 의 독출장치를 선택적으로 동작시켜서 읽어내는 제어장치를 구비한 것을 특징으로 하는 고속셔터 기능이 있는 고체 촬상소자.
  7. 제 5 항에 있어서, 독출장치는 제 1 필드의 메모리열(221)과 수평전송부(24)사이 및, 제 2 필드의 메모리열(222)과 수평 전송부(24)의 사이에 구성된 게이트부(30')와, 이들 게이트부(30')의 개폐를 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속셔터 기능이 있는 고체 촬상소자.
  8. 제 7 항에 있어서, 제어장치는 필드 시프트 펄스를 발생하는 구동회로(14)를 포함하며, 그리고 구동회로(14)는 게이트부(30')에 제 1 및 제 2 필드의 메모리열(221)(222)로부터 전하를 수평전송부(24)로 전송시켜 주는 제어펄스를 재차 발생하며 (a) 제 1 필드의 메모리열(221)로부터 전하를 읽어내고, 이어서 제 2 필드의 메모리열(222)로 부터 전하를 읽어내는 경우에는그 제어펄스를 제 1 필드의 메모리열(221)과 수평전송(24)사이의 전술한 게이트부(30')에 우선 공급하고 , 이어서 제 2 필드의 메모리열(222)과 수평전송부(24)사이의 게이트부(30')에 공급하고, 그리고 (b) 제 1 및 제 2 필드의 메모리열(221)(222)로부터 번갈아 전하를 읽어내는 경우에는 그 제어펄스를 제 1 필드의 메모리열(221)과 수평전송부(24)사이의 게이트부(30')와 제 2 필드의 메모리열(222)과 수평전송부(24)사이의 게이트부(30')에 번갈아 공급하는 것을 특징으로 하는 고속셔터 기능이 있는 고체 촬상소자.
  9. 제 1 항에 있어서, 전송장치는 재차 고속전송부(20)로 부터 나오는 라인단위의 전송전하를 제 1 필드의 메모리열(221)에 전송하고, 제 1 필드의 메모리열(221)이 포화상태가 되었다면, 이어서 제 2 필드의 메모리열(222)에 전송하는 것을 특징으로 하는 고속 셔터 기능이 있는 고체 촬상소자.
  10. 제 9 항에 있어서, 전송장치는 제 1 필드의 메모리열(221)에 전송하고, 제 1 필드의 메모리열(221)이 포화상태가 되면, 이어서 제 2 필드의 메모리열(222)에 전송하는 제 1 의 전송장치, 제 1 및 제 2 필드의 메모리열(221)(222)에 번갈아 전하를 전송하는 제 2 의 전송장치, 그리고 제 1 및 제 2 의 전송장치를 선택적으로 동작시키는 전송제어장치로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고속셔터 기능이 있는 고체 촬상소자.
  11. 제 9 항에 있어서, 전송장치는 고속 전송부(20)와, 제 1 필드의 메모리열(221)사이 및, 고속전송부(20)와 제 2 필드의 메모리열(222)사이에 구성된 게이트부(28)와 이들 게이트부(28)의 개폐를 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속셔터 기능이 있는 고체 촬상소자.
  12. 제 11 항에 있어서, 제어장치는 필드 시프트 펄스 및, 고속 전송부(20)가 전송전하를 게이트(28)에 라인단위로 고속으로 전송하도록 고속전송부(20)를 구동하는 구동펄스를 발생하는 구동회로(14)를 포함하며, 그리고, 구동회로(14)는 게이트부 고속전송부(20)로부터 라인단위의 전송전하를 제 1 및 제 2 필드의 메모리열(221)(222)에 전송시키는 제어펄스를 재차 발생하며 (a) 전술한 제 1 필드의 메모리열(221)에 전하를 전송하며,제 1 필드의 메모리열(221)이 포화상태가 되었다면, 이어서 제 2 필드의 메모리열(222)에 전하를 전송하는 경우에는 그 제어펄스를 고속전송부(20)와 제 1 필드의 메모리열(221)사이의 게이트부(28)에 우선 공급하고, 이어서 고속전송부(20)와 제 2 필드의 메모리열(222) 사이의 게이트부(30')에 공급하며, 그리고 (b) 제 1 및 제 2 필드의 메모리열(221)(222)에 번갈아 전하를 전송하는 경우에는 그 제어펄스를 고속 전송부(20)와 제 1 필드의 메모리열(221)사이의 게이트부(28)와 고속전송부(20)와, 제 2 필드의 메모리열(222)사이의 게이트부(28)에 번갈아 공급하는 것을 특징으로 하는 고속셔터 기능이 있는 고체 촬상소자.
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