JP2629422B2 - Solid-state imaging device television camera - Google Patents
Solid-state imaging device television cameraInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、CCD等の固体撮像素子を使用した固体撮像
素子テレビジョンカメラに関し、特に高速で移動する被
写体を観測する用途等に好適の固体撮像素子テレビジョ
ンカメラに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device television camera using a solid-state image pickup device such as a CCD, and particularly to a solid-state image pickup device suitable for use in observing a moving object at high speed. The present invention relates to an imaging device television camera.
［従来の技術］ 従来、高速で移動する被写体の運動を観測するような
場合には、背景を暗くした状態でストロボを断続的に発
光させて、スチルカメラ又はビデオカメラに露光をする
ようにしていた。2. Description of the Related Art Conventionally, when observing the movement of an object moving at high speed, a strobe is intermittently emitted with a dark background to expose a still camera or a video camera. Was.
この方式によれば、移動する被写体の軌跡と、移動中
の被写体の状態とを、ぶれが少ない良好な画像で観測す
ることができるという利点がある。According to this method, there is an advantage that the trajectory of the moving subject and the state of the moving subject can be observed with a good image with little blur.
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来のストロボ撮影方式で
は、背景を暗くした状態でストロボ発光をしなければな
らないため、日中の屋外及び照明が付いた室内等、周囲
が明るい状態では使用することができない。また、スト
ロボ及び暗室等の準備が必要であるため、実行するため
には、手間とコストがかかるという問題点がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-described conventional flash photography method, since the flash must be emitted with the background dark, the surroundings are bright, such as outdoors during the day and indoors with lighting. Can not be used in the state. In addition, since a strobe, a dark room, and the like need to be prepared, there is a problem that it takes time and effort to execute it.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであっ
て、ストロボ及び暗室等の設備を必要とせず、極めて簡
単にストロボ効果を得ることができる固体撮像素子テレ
ビジョンカメラを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a solid-state image pickup device television camera that can obtain a strobe effect extremely easily without requiring facilities such as a strobe and a dark room. I do.
［課題を解決するための手段］ 本発明に係る固体撮像素子テレビジョンカメラは、光
電変換によって蓄積された信号電荷を電荷読み出し信号
によって垂直レジスタに転送したのち垂直転送動作によ
って外部に出力する固体撮像素子と、この固体撮像素子
の垂直転送動作を所定期間だけ停止させると共に前記垂
直転送動作の停止期間に所定のストロボ期間で前記電荷
読み出し信号を前記固体撮像素子に繰り返し供給して前
記信号電荷を前記垂直レジスタに繰り返し転送させる駆
動手段と、前記ストロボ間隔中における前記信号電荷の
蓄積時間を制御するシャッタ手段とを有することを特徴
とする。[Means for Solving the Problems] A solid-state imaging device television camera according to the present invention provides a solid-state imaging device in which signal charges accumulated by photoelectric conversion are transferred to a vertical register by a charge readout signal and then output to the outside by a vertical transfer operation. The device and the solid-state imaging device stop the vertical transfer operation for a predetermined period, and repeatedly supply the charge readout signal to the solid-state imaging device in a predetermined strobe period during the halt period of the vertical transfer operation, so that the signal charge is A drive means for repeatedly transferring the signal charges to a vertical register, and a shutter means for controlling the accumulation time of the signal charge during the strobe interval.
［作用］ 本発明によれば、固体撮像素子の垂直転送動作を所定
期間だけ停止させ、その間に所定のストロボ間隔で、電
荷読み出し信号を繰り返し供給することにより、信号電
荷が垂直レジスタに繰り返し読み出されるので、上記垂
直レジスタ上で複数の画像が重ね合わされることにな
る。そして、この画像を画像の読み出し期間に読み出す
ことにより、ストロボ効果による移動物体の軌跡等の画
像を得ることができる。[Operation] According to the present invention, the signal transfer is repeatedly read out to the vertical register by stopping the vertical transfer operation of the solid-state imaging device for a predetermined period and repeatedly supplying a charge readout signal at a predetermined strobe interval during that period. Therefore, a plurality of images are superimposed on the vertical register. Then, by reading this image during the image reading period, an image such as a locus of a moving object due to the strobe effect can be obtained.
この発明では電荷読み出し信号の出力間隔がストロボ
の発光間隔に相当し、前記ストロボ間隔中における信号
電荷の蓄積時間を制御するシャッタ手段がストロボの発
光時間に相当することになる。従って、これらを任意の
値に設定することにより、所望の連続写真的画像を得る
ことができるので、ストロボ及び暗室等の設備を必要と
せず、極めて簡単にストロボ効果の画像を得ることがで
きる。In the present invention, the output interval of the charge readout signal corresponds to the light emission interval of the strobe, and the shutter means for controlling the accumulation time of the signal charges during the strobe interval corresponds to the light emission time of the strobe. Therefore, by setting these to arbitrary values, a desired continuous photographic image can be obtained, so that a strobe effect image can be obtained extremely easily without the need for a strobe, a dark room or the like.
［実施例］ 以下、添付の図面を参照して本発明の実施例について
説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
第１図は本発明の実施例に係るCCDテレビジョンカメ
ラのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a CCD television camera according to an embodiment of the present invention.
CCD撮像素子１は、光電変換部及び垂直レジスタを有
し、電荷掃き出し信号によって前記光電変換部の残留電
荷を掃き出したのち、前記光電変換部に蓄積された信号
電荷を電荷読み出し信号に同期して前記垂直レジスタに
転送し、更にこの垂直レジスタに格納された信号電荷を
垂直転送動作によって外部に出力するものとなってい
る。CCD撮像素子１から出力される信号は、映像信号処
理回路２に入力されている。The CCD image sensor 1 has a photoelectric conversion unit and a vertical register, and after sweeping out residual charges in the photoelectric conversion unit by a charge sweeping signal, synchronizing the signal charges accumulated in the photoelectric conversion unit with a charge reading signal. The signal is transferred to the vertical register, and the signal charges stored in the vertical register are output to the outside by a vertical transfer operation. The signal output from the CCD image sensor 1 is input to the video signal processing circuit 2.
映像信号処理回路２は、CCD撮像素子１の出力信号
を、増幅及びサンプルホールドしたのち、ペデスタル付
加、γ処理、ホワイトクリップ及び同期信号付加等の処
理を行って、テレビジョン映像信号を出力する。The video signal processing circuit 2 amplifies and samples and holds the output signal of the CCD image sensor 1, and then performs processing such as pedestal addition, γ processing, white clip and synchronization signal addition, and outputs a television video signal.
一方、CCD撮像素子１には、駆動回路３からの駆動制
御信号とシャッタ回路４からの電荷掃き出し信号とが供
給されている。駆動回路３は、任意のフィールド期間、
CCD撮像素子１の垂直転送動作を停止させる機能と、こ
の垂直転送動作の停止期間に所定のストロボ間隔で電荷
読み出し信号をCCD撮像素子１に供給し、前記光電変換
部上に蓄積された信号電荷を前記垂直レジスタに繰返し
任意の回数だけ読み出す機能とを有している。On the other hand, the CCD image sensor 1 is supplied with a drive control signal from the drive circuit 3 and a charge sweeping signal from the shutter circuit 4. The driving circuit 3 has an arbitrary field period,
A function of stopping the vertical transfer operation of the CCD image pickup device 1 and supplying a charge readout signal to the CCD image pickup device 1 at a predetermined strobe interval during a period during which the vertical transfer operation is stopped, and the signal charges stored on the photoelectric conversion unit Is repeatedly read into the vertical register an arbitrary number of times.
また、シャッタ回路４は、上記ストロボ期間中におけ
るCCD撮像素子１の信号電荷の蓄積時間の制御を行うも
ので、具体的には、任意のタイミングで電荷掃き出し信
号をCCD撮像素子１に出力するものである。The shutter circuit 4 controls the accumulation time of signal charges of the CCD image sensor 1 during the above-mentioned strobe period, and specifically outputs a charge sweeping signal to the CCD image sensor 1 at an arbitrary timing. It is.
更に、制御回路５は、駆動回路３とシャッタ回路４と
を制御して、各ストロボ間隔において得られた画像を、
CCD撮像素子１の垂直レジスタ上で重ね合わせるものと
なっている。Further, the control circuit 5 controls the drive circuit 3 and the shutter circuit 4 so that an image obtained at each strobe interval is
They are superimposed on the vertical register of the CCD 1.
次に、このように構成された本実施例に係るCCDテレ
ビジョンカメラの動作について説明する。Next, the operation of the CCD television camera according to the present embodiment thus configured will be described.
第２図は、この回路の動作を説明するためのタイミン
グ図である。FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of this circuit.
第２図にVD信号との位相関係を示すように、この回路
の動作は、数フィールドの間、信号電荷の垂直転送動作
を停止させる垂直転送停止期間と、この間に垂直レジス
タに蓄積された信号電荷の読み出しを行う電荷読み出し
期間とからなる。As shown in FIG. 2 showing the phase relationship with the VD signal, the operation of this circuit is a vertical transfer stop period for stopping the vertical transfer operation of the signal charge for several fields, and a signal stored in the vertical register during this period. This is a charge reading period for reading charges.
先ず、第２図に示す垂直転送停止期間においては、駆
動回路３からCCD撮像素子１に供給されるべき垂直転送
パルスの出力が停止され、信号電荷の垂直転送が停止さ
れる。従って、この期間では、第２図に示す電荷読み出
し信号によってCCD撮像素子１の画素から垂直レジスタ
に転送された信号電荷は、垂直転送されることなく、同
一の垂直レジスタ内に保持される。この状態において、
予め設定されたストロボ間隔で電荷読み出し信号が繰り
返し出力されると、CCD撮像素子１の光電変換部に蓄積
された信号電荷が垂直レジスタに繰り返し転送され、次
々に重ね合わされる。First, in the vertical transfer stop period shown in FIG. 2, the output of the vertical transfer pulse to be supplied from the drive circuit 3 to the CCD image pickup device 1 is stopped, and the vertical transfer of the signal charge is stopped. Accordingly, in this period, the signal charges transferred from the pixels of the CCD image sensor 1 to the vertical register by the charge readout signal shown in FIG. 2 are held in the same vertical register without being vertically transferred. In this state,
When the charge readout signal is repeatedly output at a preset strobe interval, the signal charges accumulated in the photoelectric conversion unit of the CCD image sensor 1 are repeatedly transferred to the vertical register and are superimposed one after another.
一方、シャッタ回路４からは、上記電荷読み出し信号
と交互に電荷掃き出し信号がCCD撮像素子１に供給され
る。電荷掃き出し信号がCCD撮像素子１に供給される
と、光電変換部の電荷が掃き出されるので、以後、電荷
読み出し信号が供給されるまでの間が、CCD撮像素子１
の信号電荷蓄積時間、即ちシャッタ時間となる。On the other hand, from the shutter circuit 4, a charge sweeping signal is supplied to the CCD image pickup device 1 alternately with the charge reading signal. When the charge sweeping signal is supplied to the CCD image sensor 1, the charge of the photoelectric conversion unit is swept out.
, Ie, the shutter time.
次に、読み出し期間になると、垂直レジスタ上に保持
されていた信号電荷がCCD撮像素子１から順次読み出さ
れ、映像信号処理回路２に供給される。映像信号処理回
路２では、CCD撮像素子１の出力に対してサンプルホー
ルド、増幅、ペデスタル付加、γ処理、ホワイトクリッ
プ及び同期信号付加等の各処理を施し、テレビジョン映
像信号として出力する。Next, in the read period, the signal charges held on the vertical register are sequentially read from the CCD image sensor 1 and supplied to the video signal processing circuit 2. The video signal processing circuit 2 subjects the output of the CCD image pickup device 1 to various processes such as sample hold, amplification, pedestal addition, γ processing, white clip and synchronization signal addition, and outputs it as a television video signal.
このように、本実施例のCCDテレビジョンカメラによ
れば、CCD撮像素子１の垂直レジスタ上に蓄積された信
号電荷は、移動する被写体の軌跡をストロボ発光によっ
て間欠的に捕らえて１枚の画像に表示したストロボ効果
の映像と等価になる。この場合、上記シャッタ時間とス
トロボ間隔とを任意の値に設定することにより、任意の
ストロボ効果画像を得ることができる。As described above, according to the CCD television camera of the present embodiment, the signal charges accumulated on the vertical register of the CCD image sensor 1 intermittently capture the trajectory of the moving subject by stroboscopic light emission to form one image. Is equivalent to the image of the strobe effect displayed in. In this case, an arbitrary strobe effect image can be obtained by setting the shutter time and the strobe interval to arbitrary values.
なお、シャッタ手段として、上記のような電子シャッ
タを使用した場合、この電子シャッタは、VODシャッタ
のように垂直レジスタ上の信号電荷に影響がない方式で
あることが必要となる。また、シャッタ手段としては、
電子シャッタのみならず、メカニカルなシャッタを使用
するようにしても良い。When the electronic shutter as described above is used as the shutter means, it is necessary that the electronic shutter be a system that does not affect the signal charges on the vertical register, unlike a VOD shutter. Also, as the shutter means,
Not only an electronic shutter but also a mechanical shutter may be used.
また、上記実施例では、最終的な映像信号が１フィー
ルド分しか出力されないが、第３図に示すように、フィ
ールドメモリ６に書込むことにより、モニタ上での観測
及び画像処理等を行うことが可能である。In the above embodiment, the final video signal is output for only one field. However, as shown in FIG. 3, writing to the field memory 6 enables observation and image processing on the monitor. Is possible.
更に、垂直解像度を高くするために、垂直レジスタの
段数が１フィールド分よりも多いCCD撮像素子１を使用
した場合には、第２図の電荷読み出し期間が１フィール
ドよりも長くなるが、この場合には、第４図に示すよう
に、フレームメモリ７を使用する等、メモリサイズを増
やすことにより対処することができる。Further, when the CCD image pickup device 1 in which the number of stages of the vertical register is larger than one field is used to increase the vertical resolution, the charge readout period in FIG. 2 becomes longer than one field. Can be dealt with by increasing the memory size, such as using the frame memory 7 as shown in FIG.
なお、上記の動作の中で、垂直運転停止期間の長さ、
ストロボ間隔時間及び電子シャッタ時間は、制御回路５
の設定により、自由に設定することができる。また、本
発明は、CCDに限らず、MOS型の他の固体撮像素子におい
ても適用可能である。In the above operation, the length of the vertical operation stop period,
The strobe interval time and the electronic shutter time are controlled by the control circuit 5.
Can be set freely. Further, the present invention is not limited to the CCD, but is applicable to other MOS type solid-state imaging devices.
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、従来の方式ではでき
なかった明るい照明条件下でのストロボ効果を得ること
ができる。また、ストロボや暗室等の設備が不要になる
ので、手軽にストロボ効果の画像得ることができ、構成
も簡単であるため、家庭用のカメラ一体型VTRへの応用
等、汎用性を高めることもできるという効果がある。[Effects of the Invention] As described above, the present invention can provide a strobe effect under bright lighting conditions, which cannot be achieved by the conventional method. Also, since no equipment such as a strobe or dark room is required, it is possible to easily obtain images with a strobe effect, and the configuration is simple. There is an effect that can be.
第１図は本発明の実施例に係るCCDテレビジョンカメラ
のブロック図、第２図は上記テレビジョンカメラの動作
を示すタイミング図、第３図及び第４図は上記テレビジ
ョンカメラの応用例を夫々示すブロック図である。 1;CCD撮像素子、2;映像信号処理回路、3;駆動回路、4;
シャッタ回路、5;制御回路、6;フィールドメモリ、7;フ
レームメモリFIG. 1 is a block diagram of a CCD television camera according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the television camera, and FIGS. 3 and 4 show application examples of the television camera. It is a block diagram shown respectively. 1; CCD image sensor, 2; video signal processing circuit, 3; drive circuit, 4;
Shutter circuit, 5; control circuit, 6; field memory, 7; frame memory
Claims (2)
荷読み出し信号によって垂直レジスタに転送したのち垂
直転送動作によって外部に出力する固体撮像素子と、こ
の固体撮像素子の垂直転送動作を所定期間だけ停止させ
ると共に前記垂直転送動作の停止期間に所定のストロボ
間隔で前記電荷読み出し信号を前記固体撮像素子に繰り
返し供給して前記信号電荷を前記垂直レジスタに繰り返
し転送させる駆動手段と、前記ストロボ間隔中における
前記信号電荷の蓄積時間を制御するシャッタ手段とを有
することを特徴とする固体撮像素子テレビジョンカメ
ラ。1. A solid-state imaging device that transfers signal charges accumulated by photoelectric conversion to a vertical register by a charge readout signal and then outputs the signal to the outside by a vertical transfer operation, and suspends the vertical transfer operation of the solid-state imaging device for a predetermined period. Driving means for causing the charge readout signal to be repeatedly supplied to the solid-state imaging device at predetermined strobe intervals during the halt period of the vertical transfer operation to repeatedly transfer the signal charges to the vertical register; and A solid-state imaging device television camera, comprising: shutter means for controlling a storage time of signal charges.
垂直レジスタに転送したのちの残留電荷を掃き出すタイ
ミングを決定する掃き出し信号を出力する手段であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子テレビジ
ョンカメラ。2. The solid-state device according to claim 1, wherein said shutter means is means for outputting a sweep signal for determining a timing of sweeping out residual charges after transferring said signal charges to said vertical register. Imaging device television camera.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2231655A JP2629422B2 (en) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | Solid-state imaging device television camera |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2231655A JP2629422B2 (en) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | Solid-state imaging device television camera |
Publications (2)
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| JPH04110929A JPH04110929A (en) | 1992-04-13 |
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Family Applications (1)
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Family Cites Families (2)
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| JP2607550B2 (en) * | 1987-10-19 | 1997-05-07 | 株式会社日立製作所 | Solid-state imaging device |
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