JP2660585B2 - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JP2660585B2
JP2660585B2 JP1260187A JP26018789A JP2660585B2 JP 2660585 B2 JP2660585 B2 JP 2660585B2 JP 1260187 A JP1260187 A JP 1260187A JP 26018789 A JP26018789 A JP 26018789A JP 2660585 B2 JP2660585 B2 JP 2660585B2
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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、フレームインターライントランスファ方式
の電荷結合型固体撮像デバイス(FIT−CCD)を用いた撮
像装置に関し、特に、電子シャッター機能を持たせて撮
像を行う撮像装置に関する。
〔従来の技術〕
このような撮像装置に使用する電荷結合型固体撮像デ
バイスは、第3図に示す構造となっている。
即ち、不要電荷を排出するためのドレイン部1、被写
体光学像を受光するための受光部2、受光部2で発生し
た画素毎の信号電荷を一時的に保持する蓄積部3と、蓄
積部3の信号電荷を外へ読み出すための水平電荷転送路
4などで構成され、半導体構造技術によって形成されて
いる。
更に各部分の構造の説明すると、まず、受光部2は、
垂直走査方向Vと水平走査方向Hに沿って複数のフォト
ダイオードがマトリクス状に配列され、例えば原色スト
ライプフィルタの場合、図中の第1列に並ぶフォトダイ
オード群の表面に赤(R)のカラーフィルタ、第2列に
並ぶフォトダイオード群の表面に緑(G)のカラーフィ
ルタ、第3列に並ぶフォトダイオード群の表面に青
(B)のカラーフィルタが積層され、これらの3列を一
組として水平走査方向Hへ繰り返し配列されて、夫々の
フォトダイオードが画素に相当している。尚、これらの
フォトダイオードは垂直走査方向VにおいてM行(Mは
偶数)配列されるものとすると、ドレイン部1側から見
て奇数行に位置するフォトダイオード群は第1フィール
ド、偶数行に位置するフォトダイオード群は第2フィー
ルドとして扱われる。
又、各列のフォトダイオード群に隣接して垂直電荷転
送路l1〜lNが形成され、それらの垂直電荷転送路の上面
に積層された転送電極群(図示せず)に4相駆動信号φ
I1I2I3I4を印加することによって、信号電荷
を垂直走査方向Vへ転送させるための転送エレメントを
発生させる。又、全ての垂直電荷転送路l1〜lNの上面に
は光の入射を遮断するための遮光層が形成されている。
更に、夫々のフォトダイオードとそれに隣接関係にあ
る垂直電荷転送路の電荷転送エレメントの間にはトラン
スファゲート(例えば、図中のTGで代表して示す)が設
けられており、これらのトランスファゲートを導通にす
ることによって夫々のフォトダイオードに発生した信号
電荷を垂直電荷転送路の電荷転送エレメントへ転送す
る。尚、トランスファゲートを駆動するためのゲート電
極は、垂直電荷転送路の転送電極と一体に形成されてお
り、駆動信号を所定のタイミングで高電圧に設定するこ
とによりトランスファゲートを導通状態に設定するよう
になっている。
ドレイン部1は、全ての垂直電荷転送路l1〜lNの一端
に接続するように形成された所定の不純物層から成り、
垂直電荷転送路を介して転送されてくる不要電荷を半導
体基板へ排出する。
蓄積部3は、全ての垂直電荷転送路l1〜lNの他端に続
いて延設された電荷転送路群から成り、それらの電荷転
送路の上面に積層された転送電極群(図示せず)に4相
駆動信号φS1S2S3S4を印加することによっ
て、受光部2から転送されてくる信号電荷を垂直走査方
向Vへ転送させると共に、駆動信号を一時的に停止する
ことで信号電荷を所定の電荷転送エレメント群に保持す
る機能を有する。したがって、M/2行分(換言すれば、
1フィールド分)のフォトダイオードに発生した信号電
荷を一時的に保持し得るだけの転送エレメント群を発生
することができるようになっている。又、全ての電荷転
送路の上面には光の入射を遮断するための遮光層が形成
されている。
水平電荷転送路4は、蓄積部3の電荷転送路群の全て
の終端に接続し、上面に形成された転送電極群(図示せ
ず)に印加される2相駆動信号φH1AH2に同期して水
平走査方向Hへ信号電荷を転送する。そして、2相駆動
信号φH1AH2に同期して転送される信号電荷は、更に
リセット信号φRS及び出力ゲート信号φH1Bに同期して
フローティングディフュージョンアンプ5でインピーダ
ンス変換され、各画素ごとの色信号として出力端子6へ
出力される。
第4図は、電子シャッター機能を有する電子スチルカ
メラなどにおける撮像タイミングを示し、第5図(a)
〜(h)は第4図中の時点t1〜t8毎の動作を示してい
る。尚、第5図は説明を簡略にするために、相互に隣接
関係にある赤(R)、青(B)、緑(G)の3列及び2
行の画素群に関する読出し走査を代表して示している。
第4図及び第5図に基づいて動作を説明すると、ま
ず、第4図中のVDは60分の1秒毎に“H"となる。
時点t1において電子スチルカメラのシャッターレリー
ズボタンが押圧されるとすると、第1フィールドの電荷
転送モードとなり、それに同期して4相駆動信号φI1,
φI3I4を“M"レベル(垂直電荷転送路に転送エレメ
ントを発生させるための電圧)としたままで、駆動信号
φI2だけを高電圧“HH"とすることにより、第5図
(a)に示すように、第1フィールドに対応するトラン
スファゲートを導通(即ち、ポテンシャルレベルがフォ
トダイオードのポテンシャルレベルより深くなる)に
し、該第1フィールドの全てのフォトダイオード中の不
要電荷を隣の垂直電荷転送路の転送エレメントへ転送す
る。これと同時に水平電荷転送路4の電荷転送動作が開
始して所定期間内に水平電荷転送路4中の不要電荷をフ
ローティングディフュージョンアンプ5を介して外部へ
排出する。
次に、第2フィールドの電荷転送モードに切り換わ
り、時点t2において駆動信号φI4だけを高電圧“HH"と
することにより、第5図(b)に示すように、第2フィ
ールドに対応するトランスファゲートを導通にし、該第
2フィールドの全てのフォトダイオード中の不要電荷を
隣の垂直電荷転送路の転送エレメントへ転送する。
これらの時点t1及びt2の転送動作により、全てのフォ
トダイオード中に残留していた不要電荷が垂直電荷転送
路へ移る。
次に、垂直帰線期間の所定期間内において、受光部2
の垂直電荷転送路及び蓄積部3の電荷転送路が、不要信
号電荷を駆動信号φI1〜φI4及びφS1〜φS4に同期して
ドレイン部1側へ転送することにより排出する。該転送
動作中のある時点t3を第5図(c)に示す。
次に、全ての不要電荷の排出動作の完了時点t4におい
て、再び第1フィールドの電荷転送モードに切り換わ
り、時点t1と同様に駆動信号φI2を高電圧“HH"とする
ことにより、第5図(d)に示すように、第1フィール
ドに対応するトランスファゲートを導通にし、該第1フ
ィールドの全てのフォトダイオード中の信号電荷を隣の
垂直電荷転送路の転送エレメントへ転送する。即ち、時
点t1の後にトランスファゲートを非導通とした時点から
再び時点t4でトランスファゲートを導通にするまでの期
間τが、第1フィールドに該当するフォトダイオード
群の露光時間となる。
次に、所定期間中の高速電荷転送動作により、垂直電
荷転送路の信号電荷を蓄積部3の電荷転送路へ転送す
る。第5図(e)に転送中のある時点t5の作動を示す。
この転送動作が完了すると、第1フィールドに該当する
フォトダイオード群の全信号電荷が蓄積部3に保持され
る。
次に、再び第2フィールドの電荷転送モードに切り換
わり、時点t2から期間τを経過した時点t6において駆
動信号φI4を高電圧“HH"とすることにより、第5図
(f)に示すように、第2フィールドに対応するトラン
スファゲートを導通にし、該第2フィールドの全てのフ
ォトダイオード中の信号電荷を隣の垂直電荷転送路の転
送エレメントへ転送する。即ち、時点t2の後にトランス
ファゲートを非導通とした時点から再び時点t6でトラン
スファゲートを導通にするまでの期間τが、第2フィ
ールドに該当するフォトダイオード群の露光時間とな
る。
次に、第2フィールドに該当する信号電荷を垂直電荷
転送路に停止させたままで、蓄積部3中の第1フィール
ドに該当する信号電荷を水平電荷転送路4へ垂直電荷転
送すると共に、1水平ライン分の垂直電荷転送を行う毎
に水平電荷転送路4が水平電荷転送することで、第1フ
ィールドに該当する各画素に対応する色信号が出力され
る(第4図中の期間Δτ)。
蓄積部3中の信号電荷の読出しが完了すると、次に、
受光部2の垂直電荷転送路の信号電荷(第2フィールド
に該当する電荷)を蓄積部3へ転送する。この様子を時
点t7に対応する第5図(g)に示す。
次に、第2フィールドに該当する全ての信号電荷が蓄
積部3に転送されると、信号電荷を水平電荷転送路4へ
垂直電荷転送すると共に、1水平ライン分の垂直電荷転
送を行う毎に水平電荷転送路4が水平電荷転送すること
で、第2フィールドに該当する各画素に対応する色信号
が出力される(第4図中の期間Δτ)。この様子を第
5図(h)に示す。
このように、シャッターレリーズボタンに同期してリ
セット動作し、フォトダイオードに集積される信号電荷
をシャッター速度に応じて垂直電荷転送路へ転送するこ
とにより、擬似的なフレーム電子シャッター機能を得る
ことができるようになっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながらこのような従来の撮像装置にあっては、
シャッター速度を速くするのに伴ってフィールドフリッ
カ及び色フリッカが顕著になる問題があった。
即ち、第4図のタイミングチャートに示すように、第
1フィールドに該当する信号電荷を読み出した後に第2
フィールドに該当する信号電荷を読み出す為に、第2フ
ィールドに該当する信号電荷を一時的に受光部中の垂直
電荷転送路に停止するので、この停止期間中に発生する
スメアが第2フィールドに該当する信号電荷に混入し、
このスメア成分がフリッカの原因となっていた。第4図
においては、期間Δτで第2フィールドに該当する信
号電荷にスメア成分が混入することとなり、第1フィー
ルドに該当する信号電荷に対するスメアの影響と比較す
ると、第2フィールドに該当する信号電荷へのスメアの
影響のほうが大きくなる。
このスメア成分は、フォトダイオードの開口部から入
射した光が電荷転送電極下のシリコン酸化膜中を反射し
ながら垂直電荷転送路へ到達することによって発生した
り、高光強度の光が半導体基板中に不要電荷を発生させ
ることに起因したり、垂直電荷転送路の上面に形成され
ている遮光膜を貫通して入射する光に起因する場合など
が考えられる。
そして、第6図に示すように、赤(R)、緑(G)及
び青(B)の色信号毎にスメア成分の混入率が異なるこ
とから、そのままスチル画像を再生するフィールドフリ
ッカだけでなくカラー画像特有の色フリッカを生じる問
題があった。
即ち、第6図は、従来の擬似的なフレーム電子シャッ
ター機能によって撮像した場合における、第1フィール
ドに該当する画素から読み出された画素信号のレベルと
第2フィールドに該当する画素から読み出された画素信
号とのレベル差(パーセント表示で示す)をシャッター
スピード毎に示すと共に、赤(R)、青(B)及び緑
(G)について夫々示している。同図から明らかなよう
に、シャッター速度が増すにつれて入射光強度が高くな
るので、第2フィールドに該当する画素信号中のスメア
成分が第1フィールドに該当する画素のそれに対して上
昇し、その差が約1パーセント以上に達すると人間の目
でも容易にフリッカを確認することができるようにな
る。そして、赤(R)、青(B)及び緑(G)に三原色
の間でもシャッター速度に対して相互に異なった特性を
示すので、輝度によるフィールドフリッカだけでなく、
色による色フリッカも発生することとなる。
本発明はこのような課題に鑑みて成されたものであ
り、フィールドフリッカの低減及び色フリッカの低減を
達成し得る撮像装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
このような目的を達成するために本発明は、FIT−CCD
中の不要電荷を除去した後、シャッター速度に応じた期
間に受光部の画素群で露光を行い、インターレース走査
読出しによって、まず第1フィールドに該当する画素群
の画素信号を読み出し、次に第2フィールドに該当する
画素群の画素信号を読み出すことで、疑似フレーム電子
シャッター機能を発揮する撮像装置において、第2フィ
ールドに該当する画素群から読み出された各色毎の画素
信号を、シャッター速度が速くなるにしたがってスメア
成分が増加する特性とは逆比例の関係に設定された各色
固有の増幅率を有する増幅手段で増幅することとした。
即ち、第6図に示したように、スメア成分はシャッタ
ー速度が速くなるほど増加し、しかも、各色毎にその混
入率が相違する。そこで、シャッター速度をTとして一
定輝度の被写体を撮像したときの第1フィールドの赤
(R)に関する画素から読み出される色信号をR
1(T)、第2フィールドの画素から読み出される赤の
色信号をR2(T)とした場合、第6図の赤(R)に関す
るスメア混入率の特性曲線AR(T)は、 で表され、同様に緑(G)と青(B)についても で表される。
このような特性に着目し、第2フィールドに該当する
赤(R)に関する画素から読み出された色信号を、上記
式(1)の逆比例の関係に設定された増幅率GR(T)、
即ち、 〔但し、KRは調整用の係数〕 で増幅することによって、第1フィールドに該当する赤
(R)の色信号と第2フィールドに該当する赤(R)の
色信号のレベルを補正して、赤に関するフィールドフリ
ッカを低減させる。
同様に、第2フィールドの緑(G)に関しては、 〔但し、KGは調整用の係数〕 で増幅し、第2フィールドの青(B)に関しては、 〔但し、KBは調整用の係数〕 で増幅する。
更に、上記式(4)〜(6)中の計数KR,KG,KBを調節
することによって、赤(R)と緑(G)と青(B)の相
互間の特性ズレを補正して、フィールドフリッカだけで
なく色フリッカも同時に補正する。
又、他の実施態様として、FIT−CCD中の不要電荷を除
去した後、シャッター速度に応じた期間に受光部の画素
群で露光を行い、インターレース走査読出しによって、
まず第1フィールドに該当する画素群の画素信号を読み
出し、次に第2フィールドに該当する画素群の画素信号
を読み出すことで、疑似フレーム電子シャッター機能を
発揮する撮像装置において、或る特定の色における第2
フィールドに該当する画素群の露光時間を、シャッター
速度が速くなるにしたがってスメア成分が増加する特性
とは逆比例の関係となるように制御し、残余の色に関す
る色信号をシャッター速度が速くなるにしたがってスメ
ア成分が増加する特性とは逆比例の関係に設定された各
色固有の増幅率を有する増幅手段で増幅することとし
た。
例えば、赤(R)を特定した場合、第2フィールドの
赤(R)に関する画素から読み出される色信号のスメア
成分を補正するために、第6図に示したシャッター速度
に対するスメア混入の特性と逆の比例関係で、第1フィ
ールドの露光時間に対して第2フィールドの露光時間を
変化させる。ここで、赤(R)に関しては上記式(1)
の関係があるので、シャッター速度Tにおける第1フィ
ールドの露光時間をτとした場合、第2フィールドの
露光時間τを、 〔但し、λは調整のための係数〕 として撮像する。こうして、上記式(7)によって赤
(R)の色信号に関するフィールドフリッカは低減され
ることとなる。
ところが、赤(R)を基準として露光時間を制御する
と、第6図に示したように各色毎のスメア混入の特性に
ばらつきがあるので、残余の緑(G)と青(B)につい
ての補正が不十分となる。そこで、これらの残余の色に
関する補正は、読出した後に第6図とは逆の比例関係に
設定された増幅率を有する増幅器で増幅することとし、
最終的に両フィールドにおける全ての色に対するスメア
成分の影響を低減する。即ち、上記式(5)と(6)と
同様の関係から、緑(G)に関する増幅率は、 〔但し、λは調整用の係数〕 に設定し、第2フィールドの青(B)に関しては、 〔但し、λは調整用の係数〕 とし、係数λとλを適宜に設定することにより、各
色相互間のスメア発生特性のズレを調整する。
尚、一例として赤(R)を基準とする場合を説明した
が、他の色を特定してもよいことは言うまでもない。
又、更に他の実施態様として、FIT−CCD中の不要電荷
の除去した後、シャッター速度に応じた期間に受光部の
画素群で露光を行い、インターレース走査読出しによっ
て、まず第1フィールドに該当する画素群の画素信号を
読み出し、次に第2フィールドに該当する画素群の画素
信号を読み出すことて、疑似フレーム電子シャッター機
能を発揮する撮像装置において、或る特定の色における
第2フィールドに該当する画素群に発生した夫々の信号
電荷をトランスファゲートを介して垂直電荷転送路へ移
す際に、トランスファゲート下のポテンシャルレベル
が、シャッター速度が速くなるにしたがってスメア成分
が増加する特性とは逆比例の関係となるようにトランス
ファゲートへの印加電圧を制御することによって、垂直
電荷転送路中に保持される期間中に混入するスメア成分
に相当する分の電荷を夫々の画素に残し、一方、残余の
色に関する信号電荷は通常の信号読出しを行うと共に、
それによって読み出された色信号についてシャッター速
度が速くなるにしたがってスメア成分が増加する特性と
は逆比例の関係に設定された各色固有の増幅率を有する
増幅手段で増幅することとした。
即ち、第2フィールドに該当する或る特定の画素から
読み出される色信号については、垂直電荷転送路中に一
時的に保持されることによって混入されるスメア成分に
相当する電荷量を信号電荷から減算するのと等価な処理
を行うこととなるので、最終的に読み出されるその色信
号はスメア成分が見掛け上無くなることとなり、その他
の色に関しては、上記式(8)及び(9)に示す処理を
行うことでスメアを補償する。
又、上記これらの実施態様を含む本発明は、赤
(R)、緑(G)及び青(B)の三原色に色分離して撮
像する場合に限るものではなく、それらの補色で撮像す
る撮像デバイスにも同様に適用することができる。
〔作用〕 このようなフリッカ低減手段を備える本発明によれ
ば、第1フィールドに該当する画素から読み出された各
色毎の色信号と、第2フィールドに該当する画素から読
み出された各色信号のスメア成分の影響をほぼ等しくす
ることができるから、フィールドフリッカと色フリッカ
の発生を同時に低減することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図と共に説明する。第
1図は電子スチルカメラにおける撮像装置の構造を示
す。尚、撮像デバイスは第3図と同様のFIT−CCDを適用
するものとする。
まず構造を説明すると、第1図において、7はフレー
ムインターライントランスファ方式の電荷結合型固体撮
像デバイス(FIT−CCD)であり、更に第3図に示すのと
同様に、被写体光学像を受光する受光面に赤(R)、青
(B)、緑(G)のストライプ状のカラーフィルタ8が
形成されている。
9は受光部駆動用ドライバであり、電荷結合型固体撮
像デバイスの受光部(第3図参照)中の垂直電荷転送路
を駆動するための4相駆動方式の駆動信号φI1I2
I3I4を、タイミング発生回路10からの同期信号に同
期して発生する。
11は蓄積部駆動用ドライバであり、蓄積部(第3図参
照)中の電荷転送路を駆動するための4相駆方式の駆動
信号φS1S2S3S4をタイミング発生回路10から
の同期信号に同期して発生する。
12は水平転送路駆動用ドライバであり、水平電荷転送
路(第3図参照)を駆動するための2相駆動方式の駆動
信号φH1AH2、ゲートを駆動するためのゲート信号φ
H1B、リセット信号φRSをタイミング発生回路10からの
同期信号に同期して発生する 13はサンプルホールド回路であり、水平電荷転送路
(第3図参照)を介して出力される色信号をタイミング
発生回路10からのタイミング信号SSHに同期して相関二
重サンプリング方式によってサンプリングする。
14は色分離回路であり、サンプルホールド回路13でサ
ンプルされた時系列の色信号を赤(R)、青(B)、緑
(G)毎の色信号に分離して出力する。
15は前記式(4)に相当する増幅率が設定された可変
利得アンプであり、中央制御回路18より指示されたシャ
ッター速度TのデータDTに対応した増幅率で赤(R)の
色信号を増幅して出力する。
16は前記式(5)に相当する増幅率が設定された可変
利得アンプであり、中央制御回路18より指示されたシャ
ッター速度TのデータDTに対応した増幅率で緑(G)の
色信号を増幅して出力する。
17は前記式(6)に相当する増幅率が設定された可変
利得アンプであり、中央制御回路18より指示されたシャ
ッター速度TのデータDTに対応した増幅率で青(B)の
色信号を増幅して出力する。
19は可変利得アンプ15,16,17から出力された色信号に
対して白バランス調整やγ補正の処理を行った後、輝度
信号及び色差信号を形成して出力する。
20は磁気記録回路であり、プロセス回路19から出力さ
れた輝度信号及び色差信号をFM変調して磁気ディスク等
の記録媒体に記録する。
21はシャッター制御部であり、操作者がシャッターレ
リーズボタンを押圧したことを示す信号を中央制御回路
18へ供給することによって、電子シャッター機能を伴う
一連の撮像動作を起動させる。
次に、このような構成の電子スチルカメラの作動を説
明する。制御タイミングは第4図と同様であり、操作者
がシャッター速度Tを設定してから時点t1でシャッター
レリーズボタンを押圧するものとすると、シャッター制
御部21から中央制御回路18へ撮像開始の指示がなされ、
更に、中央制御回路16には操作者が指定したシャッター
速度のデータDTが保持される。
そして、時点t1において、第1フィールドの電荷転送
モードとなり、それに同期して4相駆動信号φI1I3,
φI4を“M"レベル(垂直電荷転送路に転送エレメントを
発生させるための電圧)としたままで、駆動信号φI2
けを高電圧“HH"のレベルとすることにより、第1フィ
ールドに対応するトランスファゲートを導通(即ち、ポ
テンシャルレベルがフォトダイオードのポテンシャルレ
ベルより深くなる)にし、該第1フィールドの全てのフ
ォトダイオード中の不要電荷を隣の垂直電荷転送路の転
送エレメントへ転送する。これと同時に水平電荷転送路
の電荷転送動作が開始して所定期間内に水平電荷転送路
中の不要電荷をフローティングディフュージョンアンプ
を介して外部へ排出する。
次に、第2フィールドの電荷転送モードに切り換わ
り、時点t2において駆動信号φI4だけを高電圧“HH"の
レベルとすることにより、第2フィールドに対応するト
ランスファゲートを導通にし、該第2フィールドの全て
のフォトダイオード中の不要電荷を隣の垂直電荷転送路
の転送エレメントへ転送する。
これらの時点t1及びt2の転送動作により、全てのフォ
トダイオード中に残留していた不要電荷が垂直電荷転送
路へ移る。
次に、垂直帰線期間の所定期間内において、受光部の
垂直電荷転送路及び蓄積部の電荷転送路が、不要信号電
荷を駆動信号φI1〜φI4及びφS1〜φS4に同期してドレ
イン部1側へ転送することにより排出する。
次に、全ての不要電荷の排出動作の完了時点t4におい
て、再び第1フィールドの電荷転送モードに切り換わ
り、時点t1と同様に駆動信号φI2を高電圧“HH"のレベ
ルとすることにより、第1フィールドに対応するトラン
スファゲートを導通にし、該第1フィールドの全てのフ
ォトダイオード中の信号電荷を隣の垂直電荷転送路の転
送エレメントへ転送する。即ち、時点t1の後にトランス
ファゲートを非導通とした時点から再び時点t4でトラン
スファゲートを導通にするまでの期間τが、第1フィ
ールドに該当するフォトダイオード群の露光時間とな
る。
次に、所定期間中の高速電荷転送動作により、垂直電
荷転送路の信号電荷を蓄積部の電荷転送路へ転送する。
この転送動作が完了すると、第1フィールドに該当する
フォトダイオード群の全信号電荷が蓄積部に保持され
る。
次に、再び第2フィールドの電荷転送モードに切り換
わり、時点t2から期間τを経過した時点t6において駆
動信号φI4を高電圧“HH"のレベルとすることにより、
第2フィールドに対応するトランスファゲートを導通に
し、該第2フィールドの全てのフォトダイオード中の信
号電荷を隣の垂直電荷転送路の転送エレメントへ転送す
る。即ち、時点t2の後にトランスファゲートを非導通と
した時点から再び時点t6でトランスファゲートを導通に
するまでの期間τが、第2フィールドに該当するフォ
トダイオード群の露光時間となる。
次に、第2フィールドに該当する信号電荷を垂直電荷
転送路に停止させたままで、蓄積部中の第1フィールド
に該当する信号電荷を水平電荷転送路へ垂直電荷転送す
ると共に、1水平ライン分の垂直電荷転送を行う毎に水
平電荷転送路が水平電荷転送することによって時系列な
信号を出力させ、更に所定のタイミングに同期してサン
プルホールド回路13でサンプルすることにより、各画素
に対応する画素信号を出力させ、色分離回路14で各色毎
に分離する。第1フィールドに該当する信号電荷を読み
出す期間では、中央制御回路18からの指示にしたがっ
て、全ての可変利得アンプ15,16,17の増幅率が一定値に
設定され、更にプロセス回路19で各種の補正処理を行っ
た後、磁気記録回路20で記録する。
蓄積部中の第1フィールドに該当する信号電荷の読出
しが完了すると、次に、受光部の垂直電荷転送路の信号
電荷を蓄積部へ転送すると共に、可変利得アンプ15,16,
17の夫々の増幅率が中央制御回路18の指示に従って、シ
ャッター速度に対応する所定の増幅率に設定される。
次に、蓄積部の第2フィールドに該当する信号電荷を
水平電荷転送路4へ垂直電荷転送すると共に、1水平ラ
イン分の垂直電荷転送を行う毎に水平電荷転送路が水平
電荷転送することで、各画素に対応する色信号が出力さ
れる。この読出しに際して、可変利得アンプ15,16,17に
設定されたシャッター速度に対応する所定の増幅率G
R(T)、GG(T)、GB(T)で増幅されることによ
り、第2フィールドに該当する色信号のスメアの影響を
第1フィールドの色信号のそれと等しくし、各フィール
ド毎のスメアの影響及び各色毎のスメアの影響を均一に
する。
このように、シャッターレリーズボタンに同期してリ
セット動作し、フォトダイオードに集積される信号電荷
をシャッター速度に応じて垂直電荷転送路へ転送するこ
とにより、フリッカを低減することができる擬似的なフ
レーム電子シャッター機能を得ることができる。
次に、他の実施例を第2図に基づいて説明する。
尚、第2図において第1図と同一又は相当する部分を
同一符号で示す。第1図との相違点を説明すると、赤
(R)の色信号に関する可変利得アンプを設けることな
く、緑(G)と青(B)に関してのみ第1実施例と同様
の可変利得アンプを設けた。更に、タイミング発生回路
10は、中央制御回路18からのシャッター速度Tのデータ
DTに対応する第2フィールドの露光時間τを前記式
(7)に基づいて設定し、該露光時間τを設定するよ
うに受光部駆動用ドライバ9、蓄積部駆動用ドライバ1
1、水平転送路駆動用ドライバ12、サンプルホールド回
路13及び色分離回路14の作動タイミングを制御する。
次に、かかる他の実施例の作動を説明する。第4図に
示したタイミングチャートと同様の作動をするが、第4
図中の時点t6に示す駆動信号φI3の高電圧信号“HH"の
発生時点が、前記式(7)に基づいて変化することとな
る。この結果、赤(R)についての第1フィールドと第
2フィールドの色信号のフリッカの影響をほぼ等しくす
ることができる。
更に、可変利得アンプ16と17の夫々の増幅率が中央制
御回路18からの指示データDTに従って前記式(8)と
(9)から設定され、緑(G)と青(B)に関する第1
フィールドと第2フィールドの色信号のスメアの影響を
ほぼ等しくすることができる。
尚、この第2の実施例によれば、第1の実施例比較す
ると、可変利得アンプの数を1個減らすことができるの
で、信号処理システムの小型・簡素化を図ることができ
る。
又、前記実施態様に示したように、第2フィールドに
該当する或る特定の色については、トランスファゲート
のポテンシャルレベルを制御することでスメアの混入を
補正し、その他の色についてはこの実施例のように、読
み出した色信号を適宜の増幅率で増幅することによって
補償するようにしてもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、第1フィール
ドと第2フィールドに該当する夫々の信号電荷のスメア
混入率を見掛上ほぼ等しくすることができるので、フィ
ールドフリッカ及び色フリッカの発生を低減することが
でき、鮮明な再生画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成を示す実施例構成説明
図; 第2図は本発明の他の実施例の構成を示す実施例構成説
明図; 第3図はフレームインターライントランスファ方式の電
荷結合型固体撮像デバイスの構造図; 第4図は第3図の電荷結合型固体撮像デバイスの作動を
説明するタイミングチャート; 第5図は第4図の適宜の時点における動作を説明する動
作説明図、第6図はスメア特性曲線図である。 図中の符号: 1;ドレイン部 2;受光部 3;蓄積部 4;水平電荷転送路 7;電荷結合型固体撮像デバイス 8;カラーフィルタ 9;受光部駆動用ドライバ 10;タイミング発生回路 11;蓄積部駆動用ドライバ 12;水平転送路用ドライバ 13;サンプルホールド回路 14;色分離回路 15,16,17;可変利得アンプ 18;中央制御回路 19;プロセス回路 20;磁気記録回路 21;シャッター制御部

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フレームインターライントランスファ方式
    の電荷結合型固体撮像デバイスの各画素に発生した不要
    電荷を一旦排出し、該排出時点からシャッター速度に対
    応する露光時間の後に第1フィールドに該当する信号電
    荷を蓄積部、第2フィールドに該当する信号電荷を受光
    部の垂直電荷転送路に夫々転送させ、次に該第2フィー
    ルドに該当する信号電荷を受光部の垂直電荷転送路に停
    止する間に第1フィールドに該当する信号電荷を読出し
    た後に第2フィールドに該当する信号電荷を読み出すこ
    とによって擬似的なフレーム電子シャッター撮像を行う
    撮像装置において、 前記第2フィールドに該当する画素群から読み出された
    各色毎の画素信号を、シャッター速度が速くなるにした
    がってスメア成分が増加する特性とは逆比例の関係に設
    定された各色固有の増幅率を有する増幅手段で増幅する
    ことを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】フレームインターライントランスファ方式
    の電荷結合型固体撮像デバイスの各画素に発生した不要
    電荷を一旦排出し、該排出時点からシャッター速度に対
    応する露光時間の後に第1フィールドに該当する信号電
    荷を蓄積部、第2フィールドに該当する信号電荷を受光
    部の垂直電荷転送路に夫々転送させ、次に該第2フィー
    ルドに該当する信号電荷を受光部の垂直電荷転送路に停
    止する間に第1フィールドに該当する信号電荷を読出し
    た後に第2フィールドに該当する信号電荷を読み出すこ
    とによって擬似的なフレーム電子シャッター撮像を行う
    撮像装置において、 或る特定の色における前記第2フィールドに該当する画
    素群から前記垂直電荷転送路へ転送する夫々を信号電荷
    の電荷量を、シャッター速度が速くなるにしたがってス
    メア成分が増加する特性とは逆比例の関係となるように
    制御する制御手段を備えると共に、残余の色に関する色
    信号をシャッター速度が速くなるにしたがってスメア成
    分が増加する特性とは逆比例の関係に設定された各色固
    有の増幅率を有する増幅手段で増幅することを特徴とす
    る撮像装置。
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