JP3255464B2 - 撮像素子駆動方法およびその装置 - Google Patents
撮像素子駆動方法およびその装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばスチルビデオカ
メラに設けられ、被写体像に対応した映像信号を生成す
るための撮像素子を駆動する装置に関する。
メラに設けられ、被写体像に対応した映像信号を生成す
るための撮像素子を駆動する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばスチルビデオカメラ等に
は、光学系により得られた被写体像を電気的な映像信号
に変換するため、ＣＣＤ（固体撮像素子）が設けられて
いる。ＣＣＤは、各画素に対応させてフォトダイオード
を有しており、露光によってフォトダイオードに蓄積さ
れた電荷は、遮光後、垂直転送ＣＣＤおよび水平転送Ｃ
ＣＤを介して外部に出力される。
は、光学系により得られた被写体像を電気的な映像信号
に変換するため、ＣＣＤ（固体撮像素子）が設けられて
いる。ＣＣＤは、各画素に対応させてフォトダイオード
を有しており、露光によってフォトダイオードに蓄積さ
れた電荷は、遮光後、垂直転送ＣＣＤおよび水平転送Ｃ
ＣＤを介して外部に出力される。
【０００３】ところが露光期間中、フォトダイオードの
受光量が多過ぎた場合、フォトダイオードから垂直転送
ＣＣＤに過剰電荷が漏れ込み、この過剰電荷がフォトダ
イオードに蓄積されていた信号電荷と混ざり、これによ
りスミア等が発生して画質が低下する。また、ＣＣＤに
生じた熱の影響により暗電流が発生し、垂直転送ＣＣＤ
に不要電荷が生じている場合も同様に、画質が低下す
る。このような画質の低下を防止するため、従来、垂直
転送ＣＣＤに残留している過剰電荷を水平転送ＣＣＤに
高速で掃き出す構成が提案されている。
受光量が多過ぎた場合、フォトダイオードから垂直転送
ＣＣＤに過剰電荷が漏れ込み、この過剰電荷がフォトダ
イオードに蓄積されていた信号電荷と混ざり、これによ
りスミア等が発生して画質が低下する。また、ＣＣＤに
生じた熱の影響により暗電流が発生し、垂直転送ＣＣＤ
に不要電荷が生じている場合も同様に、画質が低下す
る。このような画質の低下を防止するため、従来、垂直
転送ＣＣＤに残留している過剰電荷を水平転送ＣＣＤに
高速で掃き出す構成が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、垂直転送ＣＣ
Ｄに残留している電荷を高速で掃き出そうとすると、過
剰電荷が水平転送ＣＣＤから溢れたり、あるいは過剰電
荷の転送動作のタイミングにミスが発生することがあ
り、水平転送ＣＣＤの周辺のフォトダイオードに過剰電
荷が漏れて、この部分の画質が低下するという問題があ
る。また垂直転送ＣＣＤを高速駆動するためには、駆動
回路の能力を高める必要があることから、消費電力が増
加するという問題もある。
Ｄに残留している電荷を高速で掃き出そうとすると、過
剰電荷が水平転送ＣＣＤから溢れたり、あるいは過剰電
荷の転送動作のタイミングにミスが発生することがあ
り、水平転送ＣＣＤの周辺のフォトダイオードに過剰電
荷が漏れて、この部分の画質が低下するという問題があ
る。また垂直転送ＣＣＤを高速駆動するためには、駆動
回路の能力を高める必要があることから、消費電力が増
加するという問題もある。
【０００５】本発明は、高速駆動のための回路を設ける
ことなく、垂直転送ＣＣＤに残留している不要電荷を確
実に外部に掃き出すことができる撮像素子駆動方法を提
供することを目的としている。
ことなく、垂直転送ＣＣＤに残留している不要電荷を確
実に外部に掃き出すことができる撮像素子駆動方法を提
供することを目的としている。
【０００６】
【問題を解決するための手段】本発明に係る撮像素子駆
動方法は、垂直転送ＣＣＤに残留している電荷を1フィ
ールドに対応した期間に渡り水平転送ＣＣＤを介して外
部に掃き出す第1のステップと、第1のステップが完了し
た後、露光によってフォトダイオードに蓄積された電荷
を垂直転送ＣＣＤに転送する第２のステップと、第２の
ステップが完了した後、垂直転送ＣＣＤおよび水平転送
ＣＣＤを介してフォトダイオードに蓄積された電荷を外
部に出力する第３のステップとを備え、絞りが閉じ始め
た後で、かつ完全に閉じる前に第１のステップが開始
し、第１のステップにおいて有効な信号電荷が形成され
ないオプティカルブラック領域であって水平転送ＣＣＤ
に近接した部分のフォトダイオードに接続された垂直転
送ＣＣＤに残留した電荷の掃き出しが終了する前に露光
が完了し、第１のステップにおける電荷の掃き出しが第
３のステップにおける電荷の転送動作と同じ速さで行わ
れることを特徴としている。
動方法は、垂直転送ＣＣＤに残留している電荷を1フィ
ールドに対応した期間に渡り水平転送ＣＣＤを介して外
部に掃き出す第1のステップと、第1のステップが完了し
た後、露光によってフォトダイオードに蓄積された電荷
を垂直転送ＣＣＤに転送する第２のステップと、第２の
ステップが完了した後、垂直転送ＣＣＤおよび水平転送
ＣＣＤを介してフォトダイオードに蓄積された電荷を外
部に出力する第３のステップとを備え、絞りが閉じ始め
た後で、かつ完全に閉じる前に第１のステップが開始
し、第１のステップにおいて有効な信号電荷が形成され
ないオプティカルブラック領域であって水平転送ＣＣＤ
に近接した部分のフォトダイオードに接続された垂直転
送ＣＣＤに残留した電荷の掃き出しが終了する前に露光
が完了し、第１のステップにおける電荷の掃き出しが第
３のステップにおける電荷の転送動作と同じ速さで行わ
れることを特徴としている。
【０００７】本発明に係る撮像素子駆動装置は、垂直転
送ＣＣＤに残留している電荷を1フィールドに対応した
期間に渡り水平転送ＣＣＤを介して外部に掃き出す手段
と、露光によってフォトダイオードに蓄積された電荷を
垂直転送ＣＣＤに転送する手段と、この転送手段による
転送が完了した後、垂直転送ＣＣＤおよび水平転送ＣＣ
Ｄを介してフォトダイオードに蓄積された電荷を外部に
出力する手段とを備え、絞りが閉じ始めた後で、かつ完
全に閉じる前に掃き出し手段による電荷の掃き出し動作
が開始し、掃き出し動作において、有効な信号電荷が形
成されないオプティカルブラック領域であって水平転送
ＣＣＤに近接した部分のフォトダイオードに接続された
垂直転送ＣＣＤに残留した電荷の掃き出しが終了する前
に上記露光が完了し、掃き出し動作が出力手段による電
荷の転送動作と同じ速さで行われることを特徴としてい
る。
送ＣＣＤに残留している電荷を1フィールドに対応した
期間に渡り水平転送ＣＣＤを介して外部に掃き出す手段
と、露光によってフォトダイオードに蓄積された電荷を
垂直転送ＣＣＤに転送する手段と、この転送手段による
転送が完了した後、垂直転送ＣＣＤおよび水平転送ＣＣ
Ｄを介してフォトダイオードに蓄積された電荷を外部に
出力する手段とを備え、絞りが閉じ始めた後で、かつ完
全に閉じる前に掃き出し手段による電荷の掃き出し動作
が開始し、掃き出し動作において、有効な信号電荷が形
成されないオプティカルブラック領域であって水平転送
ＣＣＤに近接した部分のフォトダイオードに接続された
垂直転送ＣＣＤに残留した電荷の掃き出しが終了する前
に上記露光が完了し、掃き出し動作が出力手段による電
荷の転送動作と同じ速さで行われることを特徴としてい
る。
【０００８】
【実施例】以下図示実施例により本発明を説明する。図
１は、本発明の一実施例である撮像素子駆動装置を備え
たスチルビデオカメラのブロック図である。
１は、本発明の一実施例である撮像素子駆動装置を備え
たスチルビデオカメラのブロック図である。
【０００９】システムコントロール回路１０はマイクロ
コンピュータであり、本スチルビデオカメラの全体の制
御を行う。
コンピュータであり、本スチルビデオカメラの全体の制
御を行う。
【００１０】撮像光学系はレンズ１１と絞り１２と光学
フィルタ１３を備え、この撮像光学系を通った光線はＣ
ＣＤ１４に導かれる。ＣＣＤ１４はＶＣＣＤドライバ１
５およびタイミング発生回路１７によって駆動され、こ
れにより、ＣＣＤ１４上に結像された被写体像に対応し
た映像信号がＣＣＤ１４から出力され、相関二重サンプ
リング（ＣＤＳ）回路１６に供給される。
フィルタ１３を備え、この撮像光学系を通った光線はＣ
ＣＤ１４に導かれる。ＣＣＤ１４はＶＣＣＤドライバ１
５およびタイミング発生回路１７によって駆動され、こ
れにより、ＣＣＤ１４上に結像された被写体像に対応し
た映像信号がＣＣＤ１４から出力され、相関二重サンプ
リング（ＣＤＳ）回路１６に供給される。
【００１１】ＣＤＳ回路１６に入力された映像信号は、
リセット雑音を除去された後、図示しないプリプロセス
回路においてガンマ補正等の所定の処理を施される。そ
してこの映像信号は、Ａ／Ｄ変換器２１においてデジタ
ル信号に変換され、画像メモリ２２に格納される。映像
信号が格納される画像メモリ２２のアドレスは、システ
ムコントロール回路１０およびアドレス制御回路２３を
介して制御される。なお、ＣＤＳ回路１６およびＡ／Ｄ
変換器２１の動作は、タイミング発生回路１７から出力
されるパルス信号によって制御される。
リセット雑音を除去された後、図示しないプリプロセス
回路においてガンマ補正等の所定の処理を施される。そ
してこの映像信号は、Ａ／Ｄ変換器２１においてデジタ
ル信号に変換され、画像メモリ２２に格納される。映像
信号が格納される画像メモリ２２のアドレスは、システ
ムコントロール回路１０およびアドレス制御回路２３を
介して制御される。なお、ＣＤＳ回路１６およびＡ／Ｄ
変換器２１の動作は、タイミング発生回路１７から出力
されるパルス信号によって制御される。
【００１２】画像処理回路２４は、画像メモリ２２に格
納された画像信号に対して、所定の処理を施し、これに
よりＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号が出力される。これら
のＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号は、記録装置２５に入力
され、ＩＣメモリカード等の記録媒体に記録される。
納された画像信号に対して、所定の処理を施し、これに
よりＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号が出力される。これら
のＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号は、記録装置２５に入力
され、ＩＣメモリカード等の記録媒体に記録される。
【００１３】システムコントロール回路１０に接続され
たマニュアルスイッチ群２６は、本スチルビデオカメラ
を操作するため、また表示素子２７は、マニュアルスイ
ッチ群２６の各種スイッチによる操作の内容等を表示す
るために、それぞれ設けられる。
たマニュアルスイッチ群２６は、本スチルビデオカメラ
を操作するため、また表示素子２７は、マニュアルスイ
ッチ群２６の各種スイッチによる操作の内容等を表示す
るために、それぞれ設けられる。
【００１４】次に、図１および図２を参照して、ＣＣＤ
１４の構成およびＣＣＤ１４を駆動するための構成を説
明する。
１４の構成およびＣＣＤ１４を駆動するための構成を説
明する。
【００１５】フォトダイオード３１は各画素に対応して
設けられており、フォトダイオード３１では入射光量に
応じて信号電荷が形成される。垂直転送ＣＣＤ３２は、
フォトダイオード３１に隣接して垂直方向（図の縦方
向）に沿って設けられており、フォトダイオード３１に
おいて生成された電荷を水平転送ＣＣＤ３３に転送す
る。水平転送ＣＣＤ３３にはＦＤＡ（フローティングデ
ィフュージョンアンプ）３４が接続されており、このＦ
ＤＡ３４では、水平転送ＣＣＤ３３によって転送されて
きた電荷が電圧に変換され、外部に出力される。
設けられており、フォトダイオード３１では入射光量に
応じて信号電荷が形成される。垂直転送ＣＣＤ３２は、
フォトダイオード３１に隣接して垂直方向（図の縦方
向）に沿って設けられており、フォトダイオード３１に
おいて生成された電荷を水平転送ＣＣＤ３３に転送す
る。水平転送ＣＣＤ３３にはＦＤＡ（フローティングデ
ィフュージョンアンプ）３４が接続されており、このＦ
ＤＡ３４では、水平転送ＣＣＤ３３によって転送されて
きた電荷が電圧に変換され、外部に出力される。
【００１６】ＶＣＣＤドライバ１５には、タイミング発
生回路１７から／Ｖ１信号（符号／は極性が反転してい
ることを意味する）等が、またシステムコントロール回
路１０から／Ｖsub 信号がそれぞれ入力され、これらの
電圧信号とは反対の極性を有する信号が、ＣＣＤ１４に
対して出力される。例えば、／Ｖ１信号〜／Ｖ４信号が
“Ｌ”（ロー）である時、φＶ１信号〜φＶ４信号（駆
動信号）が“Ｈ”（ハイ）として出力される。／Ｖsub
信号についても同様に、反対の極性を有するφＶsub 信
号が出力される。
生回路１７から／Ｖ１信号（符号／は極性が反転してい
ることを意味する）等が、またシステムコントロール回
路１０から／Ｖsub 信号がそれぞれ入力され、これらの
電圧信号とは反対の極性を有する信号が、ＣＣＤ１４に
対して出力される。例えば、／Ｖ１信号〜／Ｖ４信号が
“Ｌ”（ロー）である時、φＶ１信号〜φＶ４信号（駆
動信号）が“Ｈ”（ハイ）として出力される。／Ｖsub
信号についても同様に、反対の極性を有するφＶsub 信
号が出力される。
【００１７】同期信号発生回路４１では、タイミング発
生回路１７から出力されたクロック信号fck に基づい
て、システムコントロール回路１０の制御により垂直同
期信号ＶＤおよび水平同期信号ＨＤが生成される。タイ
ミング発生回路１７では、水平同期信号ＨＤ等に基づい
て、／Ｖ１信号〜／Ｖ４信号、／ＴＧ１信号および／Ｔ
Ｇ２信号が生成され、これらの信号はＶＣＣＤドライバ
１５に入力される。
生回路１７から出力されたクロック信号fck に基づい
て、システムコントロール回路１０の制御により垂直同
期信号ＶＤおよび水平同期信号ＨＤが生成される。タイ
ミング発生回路１７では、水平同期信号ＨＤ等に基づい
て、／Ｖ１信号〜／Ｖ４信号、／ＴＧ１信号および／Ｔ
Ｇ２信号が生成され、これらの信号はＶＣＣＤドライバ
１５に入力される。
【００１８】ＣＣＤ１４では、ＶＣＣＤドライバ１５か
ら出力される駆動信号によってフォトダイオードから垂
直転送ＣＣＤの転送および垂直転送ＣＣＤにおける垂直
転送が行われ、タイミング発生回路１７から出力される
駆動信号によって水平転送動作が行われる。すなわち垂
直転送ＣＣＤ３２では、ＶＣＣＤドライバ１５から端子
３５ａ〜３５ｄを介して供給される４相のφＶ１〜φＶ
４信号（駆動信号）によって、フォトダイオードからの
電荷転送および垂直方向の電荷の転送が行われる。水平
転送ＣＣＤ３３では、タイミング発生回路１７から端子
３６ａ、３６ｂを介して供給されるφＨ１およびφＨ２
信号（駆動信号）によって、水平方向の電荷の転送が行
われる。ＶＣＣＤドライバ１５から端子３７を介して供
給されるφＶsub 信号は、ＣＣＤ１４に蓄積されている
不要電荷を、露光期間の直前にＣＣＤ１４の基板の方向
に掃き出すためのものである。これらの信号により、信
号電荷の転送、信号電荷の蓄積時間、電子シャッタ速度
の決定、および過剰電荷の掃き出し等の制御が行われ
る。
ら出力される駆動信号によってフォトダイオードから垂
直転送ＣＣＤの転送および垂直転送ＣＣＤにおける垂直
転送が行われ、タイミング発生回路１７から出力される
駆動信号によって水平転送動作が行われる。すなわち垂
直転送ＣＣＤ３２では、ＶＣＣＤドライバ１５から端子
３５ａ〜３５ｄを介して供給される４相のφＶ１〜φＶ
４信号（駆動信号）によって、フォトダイオードからの
電荷転送および垂直方向の電荷の転送が行われる。水平
転送ＣＣＤ３３では、タイミング発生回路１７から端子
３６ａ、３６ｂを介して供給されるφＨ１およびφＨ２
信号（駆動信号）によって、水平方向の電荷の転送が行
われる。ＶＣＣＤドライバ１５から端子３７を介して供
給されるφＶsub 信号は、ＣＣＤ１４に蓄積されている
不要電荷を、露光期間の直前にＣＣＤ１４の基板の方向
に掃き出すためのものである。これらの信号により、信
号電荷の転送、信号電荷の蓄積時間、電子シャッタ速度
の決定、および過剰電荷の掃き出し等の制御が行われ
る。
【００１９】図３および図４は本発明の第１実施例であ
る撮像素子駆動方法を示しており、これらの図は、ＣＣ
Ｄ１４によって検出された映像信号を、ＣＣＤ１４から
出力する動作のタイミングチャートである。
る撮像素子駆動方法を示しており、これらの図は、ＣＣ
Ｄ１４によって検出された映像信号を、ＣＣＤ１４から
出力する動作のタイミングチャートである。
【００２０】図３において、露光期間の前、絞り１２は
開口されている（符号Ｆ１）。ＦＬＤ信号は画像のフィ
ールドを示しており、フィールドに応じて“Ｈ”と
“Ｌ”が切り換わる。すなわち、第１フィールドの時
“Ｈ”となり、第２フィールドの時“Ｌ”となる。／Ｖ
sub 信号は通常“Ｈ”であるが、マニュアルスイッチ群
２６中のレリーズスイッチ（図示せず）の操作に基づく
所定のタイミングで“Ｌ”とされる。この／Ｖsub 信号
が“Ｌ”になると、すなわちφＶsub 信号（図２参照）
が“Ｈ”になると、それまでフォトダイオード３１に蓄
積されていた不要電荷が基板の方向に掃き出される。こ
の掃き出し期間中にフォトダイオードに発生する電荷は
すべて掃き出されるので、この掃き出し動作を終了した
時点からフォトダイオードの電荷蓄積が開始され、その
後、絞り１２が閉じると（符号Ｆ２）、露光が完了す
る。不要電荷の掃き出しが終了してから絞り１２が閉じ
るまでが露光期間であり、この間に、ＣＣＤ１４のフォ
トダイオード３１には被写体像に対応した電荷が蓄積さ
れる。
開口されている（符号Ｆ１）。ＦＬＤ信号は画像のフィ
ールドを示しており、フィールドに応じて“Ｈ”と
“Ｌ”が切り換わる。すなわち、第１フィールドの時
“Ｈ”となり、第２フィールドの時“Ｌ”となる。／Ｖ
sub 信号は通常“Ｈ”であるが、マニュアルスイッチ群
２６中のレリーズスイッチ（図示せず）の操作に基づく
所定のタイミングで“Ｌ”とされる。この／Ｖsub 信号
が“Ｌ”になると、すなわちφＶsub 信号（図２参照）
が“Ｈ”になると、それまでフォトダイオード３１に蓄
積されていた不要電荷が基板の方向に掃き出される。こ
の掃き出し期間中にフォトダイオードに発生する電荷は
すべて掃き出されるので、この掃き出し動作を終了した
時点からフォトダイオードの電荷蓄積が開始され、その
後、絞り１２が閉じると（符号Ｆ２）、露光が完了す
る。不要電荷の掃き出しが終了してから絞り１２が閉じ
るまでが露光期間であり、この間に、ＣＣＤ１４のフォ
トダイオード３１には被写体像に対応した電荷が蓄積さ
れる。
【００２１】一方、／Ｖ１信号〜／Ｖ４信号は、常に所
定のタイミングでオンオフを繰り返している。すなわ
ち、垂直転送ＣＣＤ３２の第１〜第４の電極に印加され
るφＶ１信号〜φＶ４信号は、常に所定のタイミングで
“Ｈ”、“Ｌ”を繰り返している。このφＶ１信号〜φ
Ｖ４信号は、垂直転送ＣＣＤ３２において電荷の垂直転
送を行う駆動信号である。
定のタイミングでオンオフを繰り返している。すなわ
ち、垂直転送ＣＣＤ３２の第１〜第４の電極に印加され
るφＶ１信号〜φＶ４信号は、常に所定のタイミングで
“Ｈ”、“Ｌ”を繰り返している。このφＶ１信号〜φ
Ｖ４信号は、垂直転送ＣＣＤ３２において電荷の垂直転
送を行う駆動信号である。
【００２２】さて露光期間が終了すると、ＦＬＤ信号が
切り換わり、この後の１フィールドに対応した期間（掃
出期間）、垂直転送および水平転送が行われ、垂直転送
ＣＣＤ３２に残留している電荷が水平転送ＣＣＤ３３を
介して外部に掃き出される。この垂直転送ＣＣＤ３２に
残留している電荷は、フォトダイオード３１から漏れ込
んだ過剰電荷、あるいは暗電流によるものである。
切り換わり、この後の１フィールドに対応した期間（掃
出期間）、垂直転送および水平転送が行われ、垂直転送
ＣＣＤ３２に残留している電荷が水平転送ＣＣＤ３３を
介して外部に掃き出される。この垂直転送ＣＣＤ３２に
残留している電荷は、フォトダイオード３１から漏れ込
んだ過剰電荷、あるいは暗電流によるものである。
【００２３】この過剰電荷の掃き出し動作は、映像信号
を読み出す時と同じ速さで行われる。この掃き出し動作
を図４を参照して説明すると、ＨＤ信号が“Ｌ”である
期間、すなわちブランキング期間の間、φＶ１信号〜φ
Ｖ４信号が連続的に変化し、垂直転送ＣＣＤ３２に残留
している電荷が水平転送ＣＣＤ３３側に２画素分だけ転
送される。すなわち、垂直転送ＣＣＤ３２の第１〜第４
の電極のうち例えば第１の電極に奇数フィールドのフォ
トダイオード３１が接続され、また第３の電極に偶数フ
ィールドのフォトダイオード３１が接続されており、例
えば第１の電極に対応した部分に残留している電荷が、
１回の垂直転送動作によって次の第１の電極に対応した
部分まで転送される。
を読み出す時と同じ速さで行われる。この掃き出し動作
を図４を参照して説明すると、ＨＤ信号が“Ｌ”である
期間、すなわちブランキング期間の間、φＶ１信号〜φ
Ｖ４信号が連続的に変化し、垂直転送ＣＣＤ３２に残留
している電荷が水平転送ＣＣＤ３３側に２画素分だけ転
送される。すなわち、垂直転送ＣＣＤ３２の第１〜第４
の電極のうち例えば第１の電極に奇数フィールドのフォ
トダイオード３１が接続され、また第３の電極に偶数フ
ィールドのフォトダイオード３１が接続されており、例
えば第１の電極に対応した部分に残留している電荷が、
１回の垂直転送動作によって次の第１の電極に対応した
部分まで転送される。
【００２４】このような垂直転送動作の後、ＨＤ信号が
“Ｈ”となって水平転送期間となる。この水平転送期間
において水平転送ＣＣＤ３３では、φＨ１信号およびφ
Ｈ２信号が所定のタイミングで“Ｈ”、“Ｌ”を繰り返
すことによって電荷が転送され、１水平走査期間に対応
した電荷が水平転送ＣＣＤ３３から掃き出される。
“Ｈ”となって水平転送期間となる。この水平転送期間
において水平転送ＣＣＤ３３では、φＨ１信号およびφ
Ｈ２信号が所定のタイミングで“Ｈ”、“Ｌ”を繰り返
すことによって電荷が転送され、１水平走査期間に対応
した電荷が水平転送ＣＣＤ３３から掃き出される。
【００２５】このような垂直転送と水平転送の繰り返し
によって、垂直転送ＣＣＤ３２に残留していた電荷が１
フィールド分の映像信号の読み出しと同じ時間（１／６
０秒）で垂直転送ＣＣＤ３２から掃き出されると（第１
のステップ）、図３に示すように、ＦＬＤ信号の切り換
わりの直後に／ＴＧ１信号および／ＴＧ２信号が出力さ
れる。これにより、フォトダイオード３１に蓄積されて
いた第１および第２フィールドの画像に対応した電荷、
すなわち露光によってフォトダイオード３１に蓄積され
た電荷が垂直転送ＣＣＤ３２に転送される（第２のステ
ップ）。
によって、垂直転送ＣＣＤ３２に残留していた電荷が１
フィールド分の映像信号の読み出しと同じ時間（１／６
０秒）で垂直転送ＣＣＤ３２から掃き出されると（第１
のステップ）、図３に示すように、ＦＬＤ信号の切り換
わりの直後に／ＴＧ１信号および／ＴＧ２信号が出力さ
れる。これにより、フォトダイオード３１に蓄積されて
いた第１および第２フィールドの画像に対応した電荷、
すなわち露光によってフォトダイオード３１に蓄積され
た電荷が垂直転送ＣＣＤ３２に転送される（第２のステ
ップ）。
【００２６】そしてこの電荷は、／Ｖ１信号〜／Ｖ４信
号すなわちφＶ１信号〜φＶ４信号の作用によって水平
転送ＣＣＤ３３側に２画素分だけ転送され、その後、φ
Ｈ１信号およびφＨ２信号の作用によって水平転送ＣＣ
Ｄ３３にある１水平走査線分の信号がＦＤＡ３４（図
２）に転送される（第３のステップ）。このようにし
て、フォトダイオード３１に蓄積された電荷（映像信
号）が垂直転送ＣＣＤ３２および水平転送ＣＣＤ３３を
介して１水平走査線ずつＣＣＤ１４から出力される（符
号Ｃ１）。
号すなわちφＶ１信号〜φＶ４信号の作用によって水平
転送ＣＣＤ３３側に２画素分だけ転送され、その後、φ
Ｈ１信号およびφＨ２信号の作用によって水平転送ＣＣ
Ｄ３３にある１水平走査線分の信号がＦＤＡ３４（図
２）に転送される（第３のステップ）。このようにし
て、フォトダイオード３１に蓄積された電荷（映像信
号）が垂直転送ＣＣＤ３２および水平転送ＣＣＤ３３を
介して１水平走査線ずつＣＣＤ１４から出力される（符
号Ｃ１）。
【００２７】以上のように第１実施例では、露光期間
後、フォトダイオード３１に蓄積された電荷を読み出す
前に、垂直転送ＣＣＤ３２に残留している電荷を水平転
送ＣＣＤ３３を介して外部に掃き出すように構成されて
いる。したがって、露光期間中にフォトダイオードから
垂直転送ＣＣＤに過剰電荷が漏れ込んだり、あるいは暗
電流が発生した場合であっても、この過剰電荷等がフォ
トダイオードに蓄積されていた信号電荷と混ざることは
なく、スミア等の発生すなわち画質の低下が防止され
る。さらに本実施例は、従来のように垂直転送ＣＣＤ３
２内の過剰電荷を高速で掃き出すものではなく、映像信
号の読み出し動作と同じ速さで転送するものであるの
で、転送ミスが発生することはなく、また高速駆動する
ための回路を設ける必要がない。
後、フォトダイオード３１に蓄積された電荷を読み出す
前に、垂直転送ＣＣＤ３２に残留している電荷を水平転
送ＣＣＤ３３を介して外部に掃き出すように構成されて
いる。したがって、露光期間中にフォトダイオードから
垂直転送ＣＣＤに過剰電荷が漏れ込んだり、あるいは暗
電流が発生した場合であっても、この過剰電荷等がフォ
トダイオードに蓄積されていた信号電荷と混ざることは
なく、スミア等の発生すなわち画質の低下が防止され
る。さらに本実施例は、従来のように垂直転送ＣＣＤ３
２内の過剰電荷を高速で掃き出すものではなく、映像信
号の読み出し動作と同じ速さで転送するものであるの
で、転送ミスが発生することはなく、また高速駆動する
ための回路を設ける必要がない。
【００２８】図５および図６は第２実施例を示すもので
ある。この実施例に関し、第１実施例と異なる部分のみ
を説明すると、露光期間の終期はＦＬＤ信号の切り換わ
りよりも後である。すなわち／Ｖ１信号〜／Ｖ４信号の
出力は、露光期間の終了よりも符号Ｆ３で示す期間（以
下、先行掃出期間という）だけ前に開始される。その他
の動作は第１実施例と同様である。
ある。この実施例に関し、第１実施例と異なる部分のみ
を説明すると、露光期間の終期はＦＬＤ信号の切り換わ
りよりも後である。すなわち／Ｖ１信号〜／Ｖ４信号の
出力は、露光期間の終了よりも符号Ｆ３で示す期間（以
下、先行掃出期間という）だけ前に開始される。その他
の動作は第１実施例と同様である。
【００２９】先行掃出期間Ｆ３の長さについて、図６を
参照して説明する。この図は、ＣＣＤ１４の受光面４４
と水平転送ＣＣＤ３３を示している。受光面４４は、実
際に光が照射される有効画素エリア４４ａと、この有効
画素領域４４ａの周囲に形成されオプティカルブラック
領域４４ｂとから成る。オプティカルブラック領域４４
ｂは、光が照射されない部分、すなわち有効な信号電荷
が形成されない部分である。
参照して説明する。この図は、ＣＣＤ１４の受光面４４
と水平転送ＣＣＤ３３を示している。受光面４４は、実
際に光が照射される有効画素エリア４４ａと、この有効
画素領域４４ａの周囲に形成されオプティカルブラック
領域４４ｂとから成る。オプティカルブラック領域４４
ｂは、光が照射されない部分、すなわち有効な信号電荷
が形成されない部分である。
【００３０】先行掃出期間Ｆ３は、オプティカルブラッ
ク領域４４ｂであって水平転送ＣＣＤ３３に近接した部
分Ａに対応しており、この部分Ａの垂直方向（図の縦方
向）の画素数×１水平走査線の読み出し時間×１／２、
すなわち、この部分Ａの１フィールド分の電荷を読み出
す時間である。換言すれば、この部分Ａのフォトダイオ
ード３１（図２）に接続された垂直転送ＣＣＤ３２（図
２）に残留した電荷の掃き出しが終了する前に、露光が
完了している。したがって、露光が完了した後は、有効
画素領域４４ａのフォトダイオードに接続された垂直転
送ＣＣＤ３２に残留した電荷の掃き出しが行われること
となり、この掃き出し動作の時間を最小限に抑えること
ができる。
ク領域４４ｂであって水平転送ＣＣＤ３３に近接した部
分Ａに対応しており、この部分Ａの垂直方向（図の縦方
向）の画素数×１水平走査線の読み出し時間×１／２、
すなわち、この部分Ａの１フィールド分の電荷を読み出
す時間である。換言すれば、この部分Ａのフォトダイオ
ード３１（図２）に接続された垂直転送ＣＣＤ３２（図
２）に残留した電荷の掃き出しが終了する前に、露光が
完了している。したがって、露光が完了した後は、有効
画素領域４４ａのフォトダイオードに接続された垂直転
送ＣＣＤ３２に残留した電荷の掃き出しが行われること
となり、この掃き出し動作の時間を最小限に抑えること
ができる。
【００３１】その他の作用および効果は第１実施例と同
様である。
様である。
【００３２】以上のように第１および第２実施例は、特
に複雑な回路を設けることなく、画質を改善することが
できるという効果を奏する。
に複雑な回路を設けることなく、画質を改善することが
できるという効果を奏する。
【００３３】なお、上記各実施例は、フィールドモード
で映像信号を記録する場合であったが、本発明はフレー
ムモードにも適用できることは勿論である。
で映像信号を記録する場合であったが、本発明はフレー
ムモードにも適用できることは勿論である。
【００３４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高速駆動
のための回路を設けることなく、垂直転送ＣＣＤに残留
している不要電荷を確実に外部に掃き出すことができる
という効果が得られる。
のための回路を設けることなく、垂直転送ＣＣＤに残留
している不要電荷を確実に外部に掃き出すことができる
という効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例を適用したスチルビデオカメ
ラの回路構成を示すブロック図である。
ラの回路構成を示すブロック図である。
【図２】ＣＣＤの構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施例におけるＣＣＤの動作のタ
イミングチャートである。
イミングチャートである。
【図４】垂直転送ＣＣＤの過剰電荷の掃き出し動作のタ
イミングチャートである。
イミングチャートである。
【図５】本発明の第２実施例におけるＣＣＤの動作のタ
イミングチャートである。
イミングチャートである。
【図６】ＣＣＤの有効画素領域とオプティカルブラック
領域を示す図である。
領域を示す図である。
【符号の説明】 １４ ＣＣＤ ３１ フォトダイオード ３２ 垂直転送ＣＣＤ ３３ 水平転送ＣＣＤ ４４ 受光面 ４４ａ 有効画素領域 ４４ｂ オプティカルブラック領域
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 5/335
Claims (2)
- 【請求項１】 垂直転送ＣＣＤに残留している電荷を1
フィールドに対応した期間に渡り水平転送ＣＣＤを介し
て外部に掃き出す第1のステップと、 第1のステップが完了した後、露光によってフォトダイ
オードに蓄積された電荷を垂直転送ＣＣＤに転送する第
２のステップと、 第２のステップが完了した後、垂直転送ＣＣＤおよび水
平転送ＣＣＤを介して前記フォトダイオードに蓄積され
た電荷を外部に出力する第３のステップとを備え、 絞りが閉じ始めた後で、かつ完全に閉じる前に前記第１
のステップが開始し、 前記第１のステップにおいて有効な信号電荷が形成され
ないオプティカルブラック領域であって水平転送ＣＣＤ
に近接した部分のフォトダイオードに接続された垂直転
送ＣＣＤに残留した電荷の掃き出しが終了する前に前記
露光が完了し、前記第１のステップにおける電荷の掃き
出しが前記第３のステップにおける電荷の転送動作と同
じ速さで行われることを特徴とする撮像素子駆動方法。 - 【請求項２】 垂直転送ＣＣＤに残留している電荷を1
フィールドに対応した期間に渡り水平転送ＣＣＤを介し
て外部に掃き出す手段と、 露光によってフォトダイオードに蓄積された電荷を垂直
転送ＣＣＤに転送する手段と、 この転送手段による転送が完了した後、垂直転送ＣＣＤ
および水平転送ＣＣＤを介して前記フォトダイオードに
蓄積された電荷を外部に出力する手段とを備え、 絞りが閉じ始めた後で、かつ完全に閉じる前に前記掃き
出し手段による電荷の掃き出し動作が開始し、 前記掃き出し動作において、 有効な信号電荷が形成され
ないオプティカルブラック領域であって水平転送ＣＣＤ
に近接した部分のフォトダイオードに接続された垂直転
送ＣＣＤに残留した電荷の掃き出しが終了する前に前記
露光が完了し、前記掃き出し動作 が前記出力手段による電荷の転送動作
と同じ速さで行われることを特徴とする撮像素子駆動装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31131592A JP3255464B2 (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 撮像素子駆動方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31131592A JP3255464B2 (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 撮像素子駆動方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06141243A JPH06141243A (ja) | 1994-05-20 |
| JP3255464B2 true JP3255464B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=18015658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31131592A Expired - Fee Related JP3255464B2 (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 撮像素子駆動方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3255464B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000106678A (ja) | 1998-09-28 | 2000-04-11 | Victor Co Of Japan Ltd | 撮像装置 |
| JP4540650B2 (ja) | 2005-09-20 | 2010-09-08 | 三洋電機株式会社 | 撮影装置 |
-
1992
- 1992-10-27 JP JP31131592A patent/JP3255464B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06141243A (ja) | 1994-05-20 |
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