KR970003032B1 - 고체 촬상 장치 - Google Patents

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KR970003032B1
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쯔쯔미 요시 히또 히가시
다 유끼 히로 야마
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상요 덴기 가부시끼가이샤
이우에 사또시
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Abstract

내용없음.

Description

고체 촬상 장치
제1도는 본 발명의 제1실시예의 고체 촬상 장치의 구성을 도시한 블럭도.
제2도는 본 발명의 제1실시예의 다른 실시예의 타이밍 제어 회로를 도시한 블럭도.
제3도는 본 발명의 제2실시예의 고체 촬상 장치의 구성을 도시한 블럭도.
제4도는 제3도의 동작을 도시한 타이밍도.
제5도는 본 발명의 제2실시예의 타이밍 제어 회로를 도시한 블록도.
제6도는 종래의 고체 촬상 장치의 구성을 도시한 블록도.
제7도는 제6도의 동작을 도시한 타이밍도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : CCD 20 : 구동회로
30,40 : 타이밍 제어 회로 31,41 : 데이타 홀드 회로
33,42 : 제산회로 33,43 : 연산회로
34,45 : 계수기 35,46 : 비교회로
44 : 선택기 47 : 디코더
49 : 배주회로
본 발명은 CCD고체 촬상 소자가 탑재(塔載)되며, 전자적인 노광(露光)제어수단을 갖춘 고체 촬상 장치에 관한 것이다.
CCD 고체 촬상 소자를 이용한 텔레비젼 카메라와 같은 촬상 장치에는 CCD의 동작 원리를 활용하여 전자적으로 자동 노출 제어를 하고자 하는 것이 고안되었다.
예를들면, 일본국 특허 공개 공보(소) 제63-24764호에는 프레임 트랜스퍼상의 CCD고체 촬상 소자에 있어서 수직 주사 기간마다 광전 변환 기간중에 수광부에 축적된 광전하를 독출 전송하는 방향과는 역 방향으로 전송 배출하고, 나머지 광전 변환기간만으로 광전하의 축적을 행하는 노광 제어 수단이 기재되어 있다. 이와 같은 노광 제어 수단에 의하면, 광전하의 역전송 타이밍이 피사체 휘도에 따라서 가변 설정되고, 광전변환 기간을 신축 제어하기에 최적한 노광 상태를 얻을 수 있다.
그러나, 상술한 노광 제어 수단에서는 역전송 타이밍의 1단계에서의 변화량이 일정하고, 광전 변환 기간의 신축이 일정 기간 단위로 행해지기 때문에, 광전 변환 기간이 긴 경우와 짧은 경우에는 변화 비율이 달라지게 된다. 예를들면, 광전 변환 기간이 8H(H는 수평 주사 기간을 칭함)단위로 단축된다면, 광전 변환기간이 80H일때에는 10%가 단축되지만, 광전 변환 기간이 16H일때에는 50%가 단축된다. 이로 인해, 고체촬상소자로부터 얻어지는 화상 신호의 레벨 변화 비율이 불균일하게 되어 재생화면이 보기 흉하게 되는 불일치가 발생한다.
그래서, 본 출원 발명자는 상술한 불일치를 해소하기 위해 광변환 기간을 일정한 비율로 신축시켜 노출제어를 행하는 고체 촬상 장치를 특허원(평)제1-35650호에 제안하였다. 제6도는 이 특허 출원의 고체 촬상장치의 구성을 도시한 블록도이고, 제7도는 고체 촬상 장치의 동작을 도시한 타이밍도이다.
제6도에 있어서, 플레임 트랜스퍼(flame transfer)형의 CCD 고체 촬상소자(10)은 촬상부(11), 축적부(12)및 수평 전송부(13)으로 구성되고, 촬상부(11)에서 수직 주사 기간마다 광전 변환되어 얻어진 화상 전하를 한 화면 단위로 축적부(12)에 일단 전송 축적하고, 수평 주사 기간마다 한 주사 라인 단위로 수평 전송부(13)을 통해서 화상 신호 X(t)로서 출력하게 된다. 그리고, 한 화면 단위로 연속하는 화상 신호 X(t)는 신호처리회로(1)에서 샘플 홀드, 감마 보정 등의 처리가 시행되고, 비디오 신호 Y(t)로서 외부로 출력된다.
구동 회로(20)은 CCD(10)을 펄스 구동시키므로, 촬상부(11)에는 전하 독출을 위한 독출 클럭( F) 또는 전하 배출을 위한 배출클럭( B)를 독출클럭발생회로(21) 또는 배출 클럭 발생회로(23)로부터 각각 제공한다. 또한, 축적부(12)에는 축적 클럭 발생회로(23)으로부터 축적 클럭( S)를 공급하고, 수평 전송부(13)에는 출력클럭 발생 회로(24)로부터 출력클럭( H)를 공급한다. 또한, 이들 각각의 클럭 발생 회로(21,22,23,24)는 동일한 발진원으로부터의 기본 클럭에 기초하여 작성되고, 이와 마찬가지로 기본 클럭에 기초하여 수평 주사신호(HD), 수직 주사 신호(VD)가 얻어진다.
그리고, 독출 클럭 발생 회로(21)에는 수직 주사 신호(VD)의 소거(blanking)기간이 특정 타이밍에서 독출 펄스를 갖고 있는 독출 타이밍 신호(FT), 배출 클럭 발생회로(22)에는 CCD(10)의 노광량(露光量)에 따른 타이밍으로 배출 펄스가 설정되는 배출 타이밍 신호(BT)가 후술한 타이밍 제어 회로(30)으로 부터 각각 공급된다.
또한, 영상 신호 X(t)는 신호 처리 회로(1)에 입력됨과 동시에 적분회로(2)에 공급되어 수직 주사 기간단위로 적분되고, 이의 적분치 I(t)가 비교 판정 회로(3)에 공급된다. 비교 판정 회로(3) 적분치 I(t)를 적정노광 범위의 상한치 Lmax및 하한치 Lmin과 비교하여 상한치 Lmax보다 크면 노광 기간을 단축시키는 단축신호(CLOSE)를 발생시키고, 이와 반대로 하한치 Lmin보다 작으면 노광 기간을 신장하는 신장 신호(OPEN)을 발생시켜, 이들 각각의 신호들을 타이밍 제어 회로(30)에 공급한다.
타이밍 제어 회로(30)은 전하 배출 구동 타이밍을 수평 주사 번호로 지정하는 단계 데이타(Sx)(x는 정수)를 기억하는 데이타 홀드 회로(31), 단계 데이타(Sx)의 1/n을 산출하는 제산 회로(32), 이 제산 회로(32)의 제산 결과(Sx/n)과 단계 데이타(Sx)와의 합 또는 차를 산출하는 연산회로(33), 수평 주사 신호(HD)로 카운트 다운(count down)되는 단계 계수기(step counter; 34) 및 연산 회로(33)과 단계 계수기(34)와의 출력의 일치를 검지하여 배출 펄스를 발생시키는 비교 회로(35)에 제공되어 독출 타이밍을 제어하는 독출 타이밍 발생 회로(36)으로 구성된다. 연산 회로(33)은 비교 판정 회로(3)으로부터 광전 변환 기간의 신장 신호(OPEN)이 입력되면, 단계 데이타(Sx)와 제산 데이타(Sx/n)을 가산한 다음, 단계 데이타(Sx+1)로서 Sx+Sx/n을 출력시키고, 단축 신호(CLOSE)가 입력되면, 단계 데이타(Sx)에서 제산 데이타(Sx/n)을 감산한 다음, 단계 데이타(Sx+1)로서 S-S/n을 출력시키므로서, 연산 회로(33)의 출력은 비교회로(35)에서 단계 계수기(34)의 출력을 비교함과 동시에 데이타 홀드 회로(31)에서 다시 기억된다. 또한, 비교 판정 회로(3)에서 신장 신호(OPEN) 및 단축신호(CLOSE)중 어떤 신호도 입력되지 않은 경우에는 연산회로(33)에서의 가산 및 감산은 행해지지 않고 단계 데이타(Sx)를 그대로 출력시킨다.
따라서, 비교 회로(33)에서 단계 계수기(34)의 출력과 비교되는 데이타는 다음 식과 같이 1단계로 1/n씩 변하게 되고,
Sx+1= Sx±Sx/n
이러한 단계 데이타(Sx)에 따라서 배출 타이밍이 설정된다.
한편, 독출 타이밍 발생회로(36)은 수직 주사 신호(VD)에 따라서 동작하고, 독출 타이밍을 수직 주사 신호(VD)의 소거 기간 내의 소정의 타이밍에서 설정되도록 한다. 따라서, 독출 타이밍이 고정되어 있기 때문에, 단계 데이타(Sx+1)에 따라서 설정되는 매출 타이밍에 의해서 광전변환 기간이 결정되게 되고, 광전 변환 기간이 1/n기간 단위로 신축 제어된다.
그러나, 상술한 바와 같은 고체 촬상 장치에서도 광전 변환 시간이 짧아지면, 몇몇 단계들 사이의 변화량이 일정하게 되고, 변화율이 균일하게 보존되지 않는다는 문제점이 발생한다. 예를 들면, n을 8로 하였을 경우, 광전 변환 기간이 80H-87H에서는 1단계에서의 변화량이 10H가 되고, 변화율이 125%-115%가 되는 것에 대하여 광전 변환 기간이 16H-23H에서는 1단계에서의 변화량이 2H가 되며, 변화율이 12.5-8.7%가 된다. 특히, 광전 변환 기간이 15H이하로 되면 변화량은 1H로 되고, 광전 변환 기간이 1H-15H일때의 변화율은 50%-67%가 된다.
그러므로, 본 발명의 목적은 광전 변환 기간이 단축되었을때의 1단계에서의 광전 변환 기간의 변화율을 일정한 값에 근사하게 설정할 수 있는 고체 촬상 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하도록 이루어진 것으로, 행렬 배치된 복수의 수광(受光)화소에서 영상을 수신하여 각각의 수광 화소에서 영상패턴에 따라 정보 전하를 발생시키는 고체 촬상소자, 이 고체 촬상 소자의 정보 전하를 일단 배출 구동한 후에 독출 구동하여 화면 단위로 연속하는 영상 신호를 얻는 구동 회로, 상기 영상 신호의 신호 레벨이 상기 고체 촬상 소자의 적정 노광 범위인지의 여부를 판정하는 노광 판정 회로, 상기 영상신호의 신호 레벨이 상기 고체 촬상소자의 적정 노광 범위인지의 여부를 판정하는 노광판정 회로, 및 이 노광 판정 회로의 판정 결과에 따라 상기 구동 회로의 전하 배출 구동 타이밍 및 전하독출 구동 타이밍을 설정하여 이 타이밍들간의 전하 축적 기간을 신축 제어하는 타이밍 회로로 구성된 고체 촬상 장치에 있어서, 상기 타이밍 제어 회로는 각각의 수직 주사 기간마다 상기 신호 전하의 배출 타이밍을 지정하는 데이타(Sx)를 보유하는 데이타 보유수단, 상기 노광 판정 수단의 판정 결과에 따라서 상기데이타(S)에 기초하여 데이타(Sx+Sx/n)(여기서, n은 정수) 또는 Sx-Sx/n을 산출하는 연산 수단, 상기 화상신호의 수평 동기 신호에 기초하여 클럭에 따라서 계수 동작을 행하고, 경시적(經時的)으로 변화하는 계수데이타(Tx)를 발생시키는 계수 수단, 상기 연산 수단으로부터 공급되는 계수 데이타(Tx)를 비교하여 2개의 데이타가 일치하는 타이밍에 상기 신호 전하 배출의 타이밍을 설정하는 비교 수단, 상기 전하 배출 타이밍이 상기 수직 소거 기간내에 있을 때, 상기 전하 배출 타이밍의 설정을 상기 화상신호의 1수평 주사 기간보다 짧은 기간을 단위로서 행하도록 상기 타이밍 제어 수단을 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 구동 회로의 전하 배출 구동 타이밍을 결정하는 계수 수단이 수직 소거 기간내에서 수평 주사 기간보다 짧은 주기에서 계수하기 위해 수평 주사 소거 기간이 수직 주사 기간보다 미세하게 분할되어 전하 배출 구동 타이밍이 소거 기간 중에 원하는 타이밍으로 설정된다. 따라서, 전하 배출 구동 타이밍에서 전하 독출 구동 타이밍까지의 사이에서 설정되는 광전 변환 기간이 수직 소거 기간내에 있어서 수평 주사 기간보다 미세하게 설정되고, 광전 변환 기간이 짧을 때에도 변화율이 낮게 보존된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하겠다.
제1도는 본 발명의 제1실시예의 고체 촬상 장치의 구성을 도시한 블록럭이다. 제1도에 있어서, CCD(10)및 구동회로(20), 그리고 신호 처리회로(1), 적분 신호(2), 비교 판정 회로(3)은 제6도와 동일한 부분이고, 이에 대응하는 부분에는 동일한 참조 번호를 붙이고 앞서 기술했으므로 설명은 생략하였다.
본 발명의 특징은, 타이밍 제어 회로(40)이 구동 회로(20)의 전하 배출 구동 타이밍을 CCD(100)의 수평주사 주기보다 짧은 단위로 가변 설정하는 것이다. 즉, CCD(10)의 수직 영상 기간중에는 영상 신호 X(t)로의 배출 전송 노이즈(noise)의 중첩을 방지하기 위해 수평 소거 기간에 배출 전송 타이밍이 설정되지만, 수직 소거 기간내에서는 배출 전송 노이즈가 영상 신호[X(t)]에 중첩되지 않기 때문에 배출 전송 타이밍을 임의 타이밍으로 설정되어 1단계에서 광전 변환 기간의 변화율을 작게 제한하게 된다.
타이밍 제어 회로(400)은, 전하 배출 구동 타이밍을 지정하는 데이타(Sx)(여기에서, x는 정수)를 기억하는 데이타 홀드 회로(41), 이 데이타 홀드회로(41)로 부터 독출되는 데이타(Sx)의 1/n을 산출하는 제산회로(42), 제산된 데이타(Sx/n)과 데이타(Sx)와의 합 또는 차를 산출하는 연산 회로(43), 수평 주사 신호(HD)를 배주(培周)하는 배주 회로(44), 배주된 수평 주사 신호(HD)로 카운트 다운하는 계수기(45), 연산회로(43)과 계수기(45)와의 출력의 일치를 검지하여 배출 펄스를 발생시키는 비교회로(44) 및 연산 회로(43)의 출력이 소정의 값으로 되는 것을 검지하여 데이타 쉬프트(data shift)신호(DS), 배주 신호(TW)를 출력시키는 디코더(47), 및 독출 구동 타이밍을 제어하는 독출 타이밍회로(48)로 구성되어 있다. 연산 회로(43)은 제6도에 도시된 바와 같이 비교 판정 회로(46)에서의 신장 신호(OPEN) 또는 단축 신호(CLOSE)에 따라서 가산 또는 감산을 행하고, 다음 단계의 데이타(Sx+1)로서 Sx+Sx/n 또는 Sx-Sx/n을 출력한다. 또한, 계수기(45)는 배주회로(48)로부터 공급되는 클럭에 의해서 카운트 다운되며, 경시적(經時的)으로 변화하는 데이타(Tx)를출력시키고, 계속해서 비교회로(46)이 데이타(Tx)의 데이타 Sx+1(Sx+Sx/n 또는 Sx-Sx/n)에 일치하는 타이밍에 배출 펄스를 발생시킨다. 이 데이타 홀드회로(41), 연산 회로(43), 계수기(45) 및 비교회로(46)은, 데이타(Sx) 및 데이타(Tx)의 비트수에 대하여 적절한 수의 비트가 크게 설정되고, 디코더(47)로부터의 데이타쉬프트 신호(DS)에 의해 이러한 적절한 수의 과잉 비트가 동작하도록 구성되어 있다. 즉, 연산 회로(43)이 출력하는 데이타(Sx+1)이 소정 값이하인 경우, 각각의 데이타(Sx+1및 Tx)의 하위인 몇 개의 비트의 [0]이 부가되고, 그 값이 다시 각각의 데이타(Sx+1및 Tx)로 새로이 치환된다.
이 타이밍 제어 회로(40)은 CCD(10)의 수직 주사 기간중에는 제4도의 타이밍 제어회로(30)과 동일하게 동작하고, 배주 회로(44)는 수평 주사 신호(HD)를 그대로 계수기에 제공함과 동시에 각각의 데이타(Sx+1및 Tx)에는 하위 비트를 부가하지 않는다.
그래서, 제4도에 파선으로 도시된 바와 같이 배출 구동 타이밍이 지연되어 수직 소거 기간내에 입력되면, 그때의 데이타(Sx+1)을 디코더(47)이 검지하여 각 부분의 데이타(Sx+1및 Tx)에 하위 비트를 부가함과 동시에 부가된 비트수에 따라서 배주회로(49)의 배주율이 설정된다.
그 다음에, n이 8로 설정되고, 8비트 구성의 경우를 예로 들어 구체적으로 설명하겠다. 여기에서, 전하독출 구동 타이밍은 제7도에 도시된 바와 같이 수직 소거 기간의 소정 타이밍에 고정되어 있다.
먼저, 데이타(Sx)가 [1 0 1 1 0 0 1 0]의 경우, 광전 변환 기간은 178H로 설정되고, 이 데이타(Sx)에서 Sx/8을 얻으려면 데이타(Sx)를 하위 방향으로 3비트 쉬프트시켜서 [0 0 0 1 0 1 1 0](22H에 상당)으로 된다. 그래서, 신장 신호(OPEN)이 제공된 경우, 데이타(Sx+1)은 [1 1 0 0 1 0 0 0]이 되어 광전 변환 기간이 200H가 되고, 이와 반대로 단축 신호(CLOSE)가 제공된 경우, 데이타(Sx+1)은 [1 0 0 1 1 1 0 0]이 되어 광전 변환 기간이 156H가 된다.
그리고, 제4도에 도시된 바와 같이 광전 변환 기간이 7H가 될 때 전하 배출 구동 타이밍이 수직 소거기간으로 이동하면, 디코더(47)은 데이타(Sx+1)이 [0 0 0 0 0 1 1 1]이 되는 것을 검지하고, 이 데이타 Sx+1)의 하위에, 예를 들면 2비트의 [0]을 부가하여 [0 0 0 0 0 1 1 1 0 0]으로 함과 동시에 배주 회로(49)의 배주율을 4로 한다. 그러나, 광전 변환 기간이 7H일 때에는 1H 단위로 7구간으로 분할된 것이 1/4H단위로는 28구간으로 분할되며, 이에 따라서 계수기(45)를 카운트 다운하는 클럭 주기를 1/4로 분할하는 것으로, 광전 변환 기간이 1/4H단위로 설정된다.
따라서, [0 0 0 0 0 1 1 1 0 0]의 데이타(S'x+1)에 대해서 F8을 산출하고, 그 데이타(S'x+1/8)을 데이타(Sx+1)에 가산, 또는 데이타(S'x+1)에서 감산하는 것으로, [0 0 0 0 0 1 1 1 1 1] 또는 [0 0 0 0 0 1 1 0 0 1]의 데이타(S'x+2)를 얻는다. 이때의 광전 변환 기간은 각각 31/4H 또는 25H/4H로 설정된다.
이와 반대로, 전하 배출 구동 타이밍이 수직 소거 기간에서 수평 주사 기간으로 이동하면, 디코더(47)은 데이타(Sx+1)가 [0 0 0 0 1 0 0 0 0 0]이 되는 것을 검지하고, 이 데이타(S'x+1)의 하위 2비트를 삭제함과 동시에, 배주회로(49)의 배주율을 1로 한다. 따라서, 최초의 동작 상태로 복귀시켜 광전 변환 기간이 1H단위로 설정된다.
그런데, 데이타(Sx+1)의 하위에 비트를 부가하는 것은 각각의 회로 비트수를 증대시키므로, 데이타(Sx+1)을 상위 방향으로 2행 쉬프트시키므로, 새로운 데이타(S'x+1)을 얻도록 구성할 수 있다. 이러한 경우에, 데이타(Sx+1)의 상위 수개 비트는 통상[0]이기 때문에, 이 [0]의 비트수이내이면, 데이타(Sx+1)을 상위 방향으로 쉬프트하여도 무방하다.
그리고, 계수기(45)를 카운트 다운하는 클럭을 얻기 위한 배주회로(49)은 수평 주사 신호(HD)보다 충분히 주기가 짧은 클럭을 분주하는 분주기로 치환할 수 있고, 이 클럭을 소정의 분주율로 분주하여 수평 주사 신호(HD)의 기간의 1/2m배(m은 정수)의 주기를 갖고 있는 클럭을 계수기(45)에 제공하도록 구성할 수 있다.
또한, 데이타(Sx)에서 데이타(Sx+1)을 얻는 연산 회로(43)은 제2도에 도시된 바와 같이, 제산 회로(42)의 출력과 이 출력에 대하여 데이타(Sx/n)을 얻는 부(-) 제산 회로(51)의 출력을 선택하는 선택기(52), 및 이 선택기(52)가 선택한 데이타(Sx/n) 또는 (-Sx/n)과 데이타 홀드 회로(41)로부터의 데이타(Sx)와의 합을 산출하는 가산 회로(53)에 의해 동일한 동작이 가능하게 된다. 즉, 부 제산 회로(51)에서는 제산 회로(42)에서 얻어진 데이타(Sx/n)의 각각의 비트를 반전시키고, 최하위 비트에 [1]을 가산하는 데이타(-Sx/n)을 얻도록 구성되어 있으며, 예를 들어 n이 8일 때, 데이타(Sx)가 [1 0 1 1 0 0 1]에서는 데이타 Sx/8은 [0 0 0 1 0 1 1 0]으로 되고, 데이타(Sx/n)은 [1 1 1 0 1 0 1 0]이 된다. 따라서, 데이타(Sx+Sx/8)은 [1 1 0 0 1 0 0 0]이고, 데이타(Sx-Sx/8)은 [1 0 0 1 1 1 0 0]이며, 제1도의 동작예와 일치한다.
그리고, 계수기(45)에 제공되는 클럭은 제2도에 도시된 바와 같이 선택기(54)를 디코더(47)로부터의 배주신호(TW)에 따라서 절환 제어하는 것에 의해서 수평 전송 신호(HD)와 이것의 2m배 주기를 갖는 신호 2HD,4HD,....., 2mHD로부터 선택적으로 제공되도록 구성할 수도 있다.
제3도는 본 발명의 제2실시예의 고체 촬상 장치의 구성을 도시한 블럭도이고, 제4도는 제3도의 고체 촬상 장치의 동작 타이밍도이다. 제3도에 있어서, CCD(10) 및 구동회로(20), 그리고 신호 처리 회로(1), 적분 회로(2), 비교 판정 회로(3)은 제6도와 동일하므로 동일한 참조 번호를 붙이고 중복을 피하기 위해 이에 대한 설명을 생략한다.
앞서 제1실시예(제1도)와 관련하여 언급하였지만, 재삼 유념할 점으로 본 발명의 특징은, 타이밍 제어 회로(40)이 구동회로(20)의 전하배출 구동 타이밍을 CCD(10)의 수평주사 주기보다 짧은 단위로 가변 설정하는 것이다. 즉, CCD(10)의 수직 영상 기간 중에는 영상 신호[X(t)]로의 배출 전송 노이즈(noise)의 중첩을 방지하기 위해 수평 소거 기간내에 배출 전송 타이밍이 설정되지만, 수직 소거 기간내에서는 배출 전송 노이즈가 영상 신호[X(t)]에 중첩되지 않기 때문야 배출 전송 타이밍이 임의의 타이밍으로 설정되어 1단계에서 광전 변환 기간의 변화율을 작게 제한하게 된다.
타이밍 제어 회로(40)은 전하 배출구동 타이밍을 지정하는 데이타(Sx)(x는 정수)를 기억하는 데이타 홀드 회로(41), 이 데이타 홀드 회로(41)에서 독출되는 데이타(Sx)의 1/n을 산출하는 제산 회로(42), 제산된 데이타(Sx/n)과 데이타(Sx)와의 합 또는 차를 산출하는 연산회로(43), 주기가 상이한 복수의 클럭에서 1개의 클럭을 선택하는 선택기(44), 이 선택기에서 선택된 클럭에서 카운트 다운되는 계수기(45), 연산 회로(43)과 계수기(45)와의 출력의 일치를 검지하여 배출 펄스를 발생하는 비교회로(46), 및 독출 구동 타이밍을 제어하는 독출 타이밍 제어 회로(47)로 구성되어 있다. 연산 회로(43)은 제6도에 도시된 바와 같이 비교 판정회로(3)으로부터의 신장 신호(OPEN) 또는 단축신호(CLOSE)에 따라서 가산 또는 감산을 행하고, 다음 단계의 데이타(Sx+1)로서 Sx+Sx/n 또는 Sx-Sx/n을 출력한다. 또한, 선택기(44)에는 계수기(45)를 카운트하는 클럭(CK)로서 수평 주사신호(HD)와 이 수평주사 신호의 1/2의 주기를 갖는 신호(2HD)가 공급되고, 수직주사 신호(HD)에 따라서 수직 주사 기간에 신호(HD), 수직 소거 기간에 신호(2HD)가 각각 선택되어 계수기(45)에 제공된다. 따라서, 계수기(45)는, 수직 주사 기간중에는 수평 주사 주기에서 동작하고, 수직 소거기간은 수평 주사의 1/2의 주기에서 동작하며, 경시적(經時的)으로 변화하는 데이타(Tx)를 발생시킨다. 이 데이타(Tx)는 비교회로(46)에서 데이타(Sx+1)과 비교되고, 양쪽 데이타가 일치하는 타이밍에 배출 펄스가 발생하도록 구성되어 있다. 그리고, 구동회로(20)은 비교회로(선)으로부터의 배출 타이밍 신호(BT)에 따라서 CCD(10)의 화상 전하를 배출 구동함과 동시에, 독출 타이밍 제어 회로(47)로부터의 독출 타이밍 신호(FT)에 따라서 화상 전하를 독출 구동하고, 배출 구동 타이밍으로부터 독출 구동 타이밍까지의 사이에 광전 변환 기간(L)을 설정한다.
다음에, n이 8로 설정되고, 8비트 구성의 경우를 예를 들어서 동작을 구체적으로 설명하겠다. 여기에서, 계수기(45)는 수직 소거 기간중에 수평 주사 기간의 1/2의 주기에서 동작하게 된다.
우선, 데이타(Sx)가 [1 0 1 1 0 0 1 (=178)]의 경우, 광전 변환 주기는 170H(=178-8)로 설정되고, 이데이타(Sx)를 하위 방향으로 3비트 쉬프트시켜서 "[0 0 0 1 0 1 1 0]"(22H에 상당)으로서 Sx/8을 얻는다. 그래서, 신장신호(OPEN)가 제공된 경우, 데이타(Sx+1)은 "[1 1 0 0 1 0 0 0(=200)]"로 되어 광전 변환 기간이 192H(=200-8)로 되고, 단축 신호(CLOSE)가 제공되면 데이타(Sx+1)은 "[1 0 0 1 1 1 0 ]"로 되어 광전 변환 기간이 148H로 된다. 데이타(Sx)가 "[0 0 0 1 0 0 0 0]"보다 클때에는, 광전 변환 기간이 1H단위로 설정되지만, 데이타(Sx)가 "[0 0 0 1 0 0 0 0 0(=16)]"보다 작으면, 데이타(Tx)가 데이타(Sx+1)과 일치할때에 계수기(45)가 1/2H단위로 동작하기 때문에 광전 변환 기간이 1/2H단위로 설정된다. 예를 들면, 데이타(Sx+1)이 "[0 0 0 0 1 0 1 1(=11)]"에서는 광전 변환 기간이 5.5H(=11÷2)로 설정되고, 신장 신호(OPEN)또는 단축신호(CLOSE)에 대해서 1/2H 신장 또는 단축된다.
그런데, 본 발명의 실시예에서는 수직 소거 기간중에 계수기(45)를 1/2H 주기로 동작시키고 있지만, 짧은 주기에서도 동작시킬 수 있으므로 소거 기간 내에서의 전하 배출 타이밍의 설정을 미세하게 행할 수 있다. 그리고, 소거 기간의 후반에서 전반보다도 더욱 주기가 짧은 클럭을 계수기(45)에 제공하도록 구성하고, 계수기(45)를 소거 기간의 후반에 더욱 고속으로 동작시키므로서 광전 변환 기간이 짧아지는 경우에 대응시킬 수 있다.
또한, 데이타(Sx)로부터 데이타(Sx+1)을 얻는 연산 회로(43)은 제5도에 도시된 바와 같이, 제산 회로(42)의 출력과 이 출력에 대응해서 데이타(-Sx/n)을 얻는 부(-)제산 회로(51)의 출력과의 선택을 하는 선택기(44) 및, 이 선택기(44)가 선택한 데이타(Sx/n 또는 -Sx/n)와 데이타 홀드 회로(41)의 출력(Sx)와의 합을 산출하는 가산회로(53)에 따라서 동일 동작이 가능해진다. 즉, 부제산 회로(51)에서는 제산회로(42)에서 얻어진 데이타(Sx/n)의 각각의 비트를 반전시켜, 최하위 비트에 [1]을 부가함으로써 데이타(Sx/n)을 얻도록 구성되어 있고, 예를 들어 n이 8일 때, 데이타(Sx)가 [1 0 1 1 0 0 1 0]에서는 데이타(Sx/8)이 [0 0 0 1 0 11 0]으로 되고, 데이타(-Sx/8)이 [1 1 1 0 1 0 1 0]으로 된다. 따라서, 데이타(Sx+Sx/8)은 "[1 1 0 0 1 0 0]"이고, 데이타 Sx-Sx/8)은 "[1 0 0 1 1 1 0 0]"으로 되어, 제3도의 동작예와 일치한다.
또한, 본 실시예에 있어서는, CCD(10)의 정보 전하의 배출 구동을 역전송 구동에 의해서 실현하는 경우를 예시하고 있지만, CCD(10)의 촬상부(11)의 오버플로우 드레인에 정보 전하를 배출하는 방법 또는 종형 오버플로우 드레인 구조라 불리는 CCD에서 정보 전하를 촬상부로 부터 기판측으로 배출하는 방법등도 고려된다.
본 발명에 의하면, 구동 회로의 전하 배출 구동 타이밍을 수직 소거 기간내에서 미세하게 설정할 수 있기 때문에, 전하 배출 구동 타이밍과 전하 독출 구동 타이밍사이에 선정되는 광전 변환 기간을 수직 소거기간내에서 원하는 기간에 설정할 수 있고, 광전 변환 기간이 짧은 경우에도 1단계에서의 변화율을 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 피사체의 휘도에 따라 원활한 자동 노광 제어를 실현할 수 있다.

Claims (7)

  1. 피사체의 화상 패턴에 따른 화상 신호를 발생시키는 고체 촬상 장치에 있어서, 행 방향 및 열방향의 2차원으로 배열된 복수의 수광 소자로 구성되고, 상기 피사체에서 입사되는 빛을 신호전하로 변환하는 고체 촬상 소자, 상기 화상 신호의 각 수직 주사 기간중의 가변 타이밍으로, 상기 고체 촬상 소자에 발생하고 축적된 상기 신호 전하를 일단 상기 고체 촬상 소자의 외부로 배출한 다음, 상기 수직 주사 기간의 나머지 기간내에 상기 고체 촬상 소자에 발생하고 축적된 신호 전하를 상기 수직 주사 기간의 수직 소거 기간내의 소정 타이밍에서 독출하도록 상기 고체 촬상 소자를 구동시키는 수단, 상기 고체 촬상 소자에서 독출된 신호 전하의 양에 따라 상기 고체 촬상 소자의 노광 상태가 적정 노광 범위내에 있는지의 여부를 판정하는 노광 판정 수단, 및 상기 노광 판정 수단의 판정 결과에 따라 상기 신호 전하의 배출타이밍을 설정하도록 상기 구동 수단을 제어하는 타이밍 제어 수단을 포함하고, 상기 타이밍 제어 수단이, 각각의 수직 주사 기간마다 상기 신호 전하의 배출 타이밍을 지정하는 데이타(Sx)를 보유하는 데이타 보유수단, 상기 노광 판정수단의 판정 결과에 따라 상기 데이타(Sx)에 기초하여 데이타(Sx+Sx/n)(n은 정수) 또는 (Sx-Sx/n)을 산출하는 연산 수단, 상기 화상 신호의 수평 동기 신호에 기초하여 클럭에 따라 계수 동작을 하고, 경시적으로변화하는 계수 데이타(Tx)를 발생시키는 계수 수단, 상기 연산 수단에서 공급되는 데이타(Sx±Sx/n)과 상기계수 수단에서 공급되는 계수 데이타(Tx)를 비교하여 양쪽 데이타가 일치하는 타이밍에 상기 신호 전하 배출 타이밍을 설정하는 비교 수단, 및 상기 전하 배출의 상기 수직 소거 기간 내에 있을 때에, 상기 신호 전하 배출의 타이밍 설정을 상기 화상 신호의수평 주사 기간보다 짧은 기간을 단위로 하도록 상기 타이밍제어 수단을 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 타이밍 제어 수단을 제어하는 수단이, 상기 수직 소거 기간중에, 상기 수평 주사 기간보다 짧은 주기를 갖는 클럭을 발생하여 상기 계수 수단에 공급하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 계수 수단이, 상기 수직 소거 기간 중에는 상기 수평 주사 기간보다 짧은 주기로 계수 동작을 행하고, 상기 수직 소거 기간 이외의 기간중에는 상기 수평 주사 기간과 같은 주기로 계수동작을 행하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 타이밍 제어 수단을 제어하는 수단이, 상기 연산 수단에서 공급되는 데이타(Sx±Sx/n)에 기초하여 상기 신호 전하 배출 타이밍이 상기 수직 소거 기간내에 있는 것을 검출하는 수단, 및 상기 검출 수단의 검출 출력에 따라서, 상기 데이타 보유 수단, 상기 연산 수단, 상기 계수 수단 및 상기비교 수단에 있어서의 데이타를 각각 m행(m은 정수)만큼 상위로 쉬프트시킴과 동시에, 상기 계수 수단에 주어진 클럭의 주기를 1/2m배로 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 타이밍 제어 수단을 제어하는 수단이, 상기 연산 수단에서 공급되는 데이타(Sx±Sx/n)에 기초하여 상기 신호 전하 배출 타이밍이 상기 수직 소거 기간내에 있는 것을 검출하는 수단, 및 상기 검출 수단의 검출 출력에 따라서, 상기 데이타 보유 수단, 상기 연산 수단, 상기 계수 수단 및 상기 비교 수단에 있어서의 데이타를 각각 m행(m은 정수)만큼 하위로 쉬프트시킴과 동시에, 상기 계수 수단에 제공되는 클럭의 주기를 2m배로 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 연산 수단이, 상기 노광 판정 수단이 노광 과다를 나타낼 경우에는 상기 신호전하의 배출 타이밍을 지연시킨 방향으로 상기 데이타(Sx와 Sx/n)의 연산을 하고, 상기 노광 판정 수단이 노광 과소를 나타낼 경우에는 상기 신호 전하의 배출 타이밍을 빠르게 하는 방향으로 상기 데이타(Sx와 Sx/n)과의 연산을 행하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 고체 촬상 소자가 플레임 트랜스퍼형의 CCD인 것을 특징으로 하는 고체 촬상장치.
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