JPH0140547B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は静止画像を撮影・記録する電子スチル
カメラに適した固体撮像素子の駆動方法に関する
ものである。

従来例の構成とその問題点 撮像光学系によつて形成された被写体像を撮像
手段を用いて静止画像信号に変換し、この静止画
像信号を記録装置に記憶する電子スチルカメラの
従来の基本構成は第１図に示す如くである。この
電子スチルカメラにおいて被写体像（図示せず）
はレンズ１によつて撮像素子３の撮像面に結像さ
れるよう構成されているが、通常（被写体非撮像
時）はシヤツター２が閉じており、被写体からの
入射光は遮断されて撮像素子３には導かれない。
そして被写体撮像時には、レリーズスイツチ７を
押圧すると、シヤツタースピード設定器６によつ
て設定された所要の期間だけシヤツター２が開放
され、被写体からの入射光が撮像素子３に導かれ
る。そしてこの入射光に対応した電荷が撮像素子
内に発生・蓄積され、この電荷が同期信号発生器
５からの同期信号に同期して映像信号として読み
出され、記録装置４に記録された静止画の撮影が
完了する。以上のような構成の従来の電子スチル
カメラでは、被写体の瞬時画像を得るのに従来の
銀塩フイルムを用いた写真機と同様に、入射光の
入射期間を制御するという方法を用いている為
に、入射光の遮光・通過を制御する為のシヤツタ
ー装置が必要になり、機器の小型化・低コスト化
を阻害する一因となつている。

発明の目的 本発明は、以上述べた従来の電子スチルカメラ
の欠点を除去し、従来のようなシヤツター装置を
必要とせず、したがつて小型化・低コスト化が可
能で且つフレーム画像を得る事のできる電子スチ
ルカメラを実現する固体撮像素子の駆動方法を提
供することを目的としている。

発明の構成 本発明は、光電変換素子列と電荷転送素子列と
よりなる撮像領域と電荷転送列よりなる蓄積領域
とをもつ固体撮像素子において、先ず前記光電変
換素子列のうち奇数・偶数いずれかの水平方向の
光電変換素子列に蓄積された電荷を蓄積領域に移
送して一時蓄積し、次に残りの水平方向の光電変
換素子列に蓄積された電荷を撮像領域の垂直転送
素子列に移送して一時蓄積し、そして前記蓄積領
域と撮像領域の垂直転送素子列に一時蓄積された
電荷をそれぞれ第１フイールドの映像信号及び第
２フイールドの映像信号として読み出す事によつ
て、シヤツター装置を用いずに任意の露出期間の
静止画をフレーム画像として得るようにしたもの
である。

実施例の説明 第２図は本発明の一実施例を説明するための電
子スチルカメラの基本構成例であつて、同図８に
示す固体撮像素子は第３図に示すように、例えば
特開昭57−104377号公報に開示されているような
光電変換素子列２１、電荷吸い取り列２４、電荷
転送素子列２２、読み出しレジスター部２３、電
荷蓄積領域２５より構成された固体撮像素子であ
る。

第２図において、被写体像はレンズ１によつて
常に固体撮像素子８の撮像面に結像されている。
そして通常（被写体非撮像時）は、動作条件制御
信号発生器１２からの制御信号によつて固体撮像
素子８は被写体像に対応して光電変換素子列２１
に発生した電荷を全て電荷吸い取り列２４を通じ
て捨て去るように駆動されていて、等価的に、固
体撮像素子８には被写体からの入射光が導かれて
いない状態、すなわち第１図に示した従来例にお
けるシヤツターが閉じた状態となつている。一
方、被写体の撮像時には、第４図のタイミングチ
ヤートで時刻t₁にレリーズスイツチ７が押圧され
て撮影が指令されると、同期信号発生器５で時刻
t₁以後発生される任意の垂直ブランキング信号V_B
（この例では最初の垂直ブランキング信号）（第４
図波形ａ）の立上り時刻t₂より、露出時間設定器
１１で設定された露出時間T_Sだけ前の時刻t₃にお
いて、動作条件制御信号発生器１２からの制御信
号がLow状態からHigh状態に変化して固体撮像
素子８が光電変換素子列２１に発生した電荷を蓄
積するように、駆動回路１３によつて駆動され
る。具体的には、固体撮像素子８の電荷吸い取り
列２４の電荷吸い取り動作が停止される。すなわ
ちこの期間は等価的に第１図に示した従来例にお
けるシヤツターが開放された状態となる。そし
て、垂直ブランキングパルスV_Bが立上つた瞬間
に（もしくは少しだけ遅れて）、電荷移送制御信
号発生器１４からの制御信号によつて、光電変換
素子列の多数の素子のうち、奇数・偶数いずれか
の水平絵素列の電荷を隣りの電荷転送素子列２２
に移す電極（図示せず）に第４図ｃに示すような
パルスが印加され、奇数・偶数いずれかの水平絵
素列の光電変換素子列の電荷は電荷転送素子列２
２に移される。ここでは後の説明の簡単化の為奇
数水平絵素列とする。そしてこの電荷は、電荷転
送素子列２２及び蓄積領域２５に、第４図ｄに示
すようにt₄からt₅の期間だけ転送パルスが印加さ
れることによつて、蓄積領域２５に転送されて一
時蓄積される。そしてこの電荷の転送終了後、残
りの偶数水平絵素列の光電変換素子の電荷が、上
記と同様に時刻t₆において、第４図c′に示すパル
スが固体撮像素子に印加されて、電荷転送素子列
２２へ移されここに一時蓄積される。

そして垂直ブランキングパルスのブランキング
期間終了後（時刻t₇）、電荷読み出し制御信号発
生器１５からの制御信号によつて、蓄積領域２５
に転送パルスが加えられて（第４図波形ｅのt₇〜
t₈期間の波形）、蓄積領域２５に一時蓄積されて
いた電荷が読み出されて第４図波形ｆのt₇〜t₈期
間の波形に示すような第１フイールドの映像信号
が形成される。そして時刻t₈において始まる垂直
ブランキング期間内のt₉〜t₁₀の期間に、t₄〜t₅の
期間と同様に、第４図波形ｅに示すように垂直転
送素子列２２と蓄積領域２５に転送パルスが加え
られて、垂直転送素子列２２に一時蓄積されてい
た電荷が蓄積領域２５に転送される。そしてこの
電荷は、次の垂直有効走査期間（t₁₁〜t₁₂）に先
程（t₇〜t₈）と同様に蓄積領域２５に転送パルス
が加えられて（第４図波形ｅのt₁₁〜t₁₂の期間の
波形）読み出されて、第４図波形ｆのt₁₁〜t₁₂の
期間の波形に示すような第２フイールドの映像信
号が形成される。そして上記の第１、第２のフイ
ールドの映像信号は信号処理回路９で信号処理が
行なわれて記録装置に導かれ、記録される。この
為には、記録制御信号発生器１６で、第４図ｇに
示すような、t₂〜t₇の垂直ブランキング期間内に
立上り、t₁₂において立上る垂直ブランキング期
間内に立下る記録制御信号を発生して、この記録
制御信号がハイ（higt）状態にある期間は、記録
装置１０が記録動作を行なえるように構成してお
けば良い。

なお、第１及び第２フイールドの映像信号を形
成する信号電荷について考えると、第１フイール
ドの映像信号を形成する信号電荷の蓄積時間つま
り露出時間は、T_Sであり、第２フイールドの映
像信号を形成する信号電荷の蓄積時間はT_S＋T_W
であつて異なつた値となる。但しT_Wは、第１の
フイールドの映像信号を形成する信号電荷を光電
変換素子列２１から垂直転送素子列２２へ移す時
刻t₂と第２のフイールドの映像信号を形成する信
号電荷を光電変換素子列２１から垂直転送素子列
２２へ移送する時刻t₆との時間差である。したが
つてT_WがT_Sに対して充分小さな時は問題が生じ
ないが、T_WがT_Sに対して無視できなくなると、
第１と第２のフイールドの映像信号のレベルB₁，
B₂に露出時間に比例したB₂／B₁＝（T_S＋T_W）／
T_Sなる関係だけの差が生じ、これをそのまま記
録すると再生画像が見苦しくなる。これを防止す
るには、信号処理回路９での、第１フイールドの
映像信号に対する増幅度A₁と、第２のフイール
ドの映像信号に対する増幅度A₂とを、異ならせ
て、 A₂／A₁＝B₁／B₂＝T_S／T_S＋T_W なる関係に保てば、信号処理回路９より出力され
る第１、第２フイールドの映像信号にレベルが無
くなり不都合は生じない。

以上で、被写体の撮影・記録が完了し、シヤツ
ター無しで、所要の露出時間の静止画を、フレー
ム画として得ることができる。

第２図の各ブロツク間の信号の往き来について
整理して再説明する。

レリーズスイツチ７からの撮影指令信号は動作
条件制御信号発生器１２に導かれ、同期信号発生
器５より導かれる垂直ブランキング信号V_B（第４
図波形ａ）とのタイミング調整を行なつて、この
動作条件制御信号発生器から第４図ｂに示すよう
な動作条件制御信号が発生される。この制御信号
は、駆動回路１３に導かれて、撮像素子８の駆動
条件を変化させる一方電荷移送制御信号発生器１
４に導かれて、同期信号発生器５より導かれる垂
直ブランキング信号及び種々の同期信号によつて
所定のタイミングで、第４図ｃ，c′，ｄを示すよ
うな電荷移送制御信号が発生され、駆動回路１３
を介して固体撮像信号８の駆動を行なう。更に動
作条件制御信号は、電荷読み出し制御信号発生器
１５及び記録制御信号発生器１６にも導かれて、
同期信号発生器５より導かれる垂直ブランキング
信号V_Bによつて所定のタイミングで、それぞれ
第４図ｅに示す電荷読み出し制御信号及び第４図
ｇに示す記録制御信号が発生される。そして、更
にこの動作条件制御信号は信号処理回路９にも導
かれて、前記したように、信号処理回路での増幅
度を第１フイールドと第２フイールドの映像信号
に対して異ならしめる為のタイミングパルスとし
て役立たされる。

そして、同期信号発生器５からの同期信号は、
駆動回路１３、信号処理回路９、記録装置１０に
導かれていて系の同期が保たれている。

なお以上の説明では、被写体を撮影しない時に
は、固体撮像素子８の、電荷吸い取り列２４を常
に動作させて被写体像に対応した電荷を蓄積しな
いとして説明したがこのような時には、例えば特
開昭57−104377号公報に開示されているような通
常のビデオカメラ用の動作をさせておいても本発
明には何ら影響がなく、このようにすれば、通常
はビデオカメラとして動作させ、得られる映像信
号をビユーフアインダー用に用いる事ができると
いう効果がある。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、撮像装置の動
作条件を制御するだけで、従来の電子スチルカメ
ラで必要としていたシヤツター装置を使用せず
に、任意の露出時間で被写体を撮影して、１フレ
ーム分の静止画像を得る事ができ、電子スチルカ
メラの小型・低コスト化に寄与することができそ
の実用的価値は高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子スチルカメラの基本構成を
示すブロツク図、第２図は本発明の一実施例を適
用した電子スチルカメラの基本構成を示すブロツ
ク図、第３図は第２図の電子スチルカメラに使用
する固体撮像素子の構造を模式的に示す模式図、
第４図は第２図の本発明を適用した電子スチルカ
メラの動作を説明するための信号波形図である。 １……レンズ、７……レリーズスイツチ、８…
…固体撮像素子、９……信号処理回路、１０……
記録装置、１２……動作条件制御信号発生器、１
４……電荷移送制御信号発生器、１５……電荷読
出し制御信号発生器、１６……記録制御信号発生
器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光電変換素子列と電荷転送素子列とよりなる
   撮像領域と、電荷転送素子列よりなる蓄積領域
   と、この蓄積領域に接続された水平方向転送用の
   読み出しレジスタとをもつ固体撮像素子におい
   て、前記光電変換素子列のうち奇数番目（又は偶
   数番目）の水平方向の光電変換素子列に蓄積され
   た電荷を蓄積領域へ移送して一時蓄積し、次に偶
   数番目（又は奇数番目）の水平方向の光電変換素
   子列に蓄積された電荷を撮像領域の電荷転送素子
   列へ移送してここに一時蓄積し、次に前記蓄積領
   域に一時蓄積された電荷を前記読み出しレジスタ
   を介して読み出して第１のフイールドの映像信号
   を形成し、次に前記撮像領域の電荷転送素子列に
   一時蓄積された電荷を前記蓄積領域と読み出しレ
   ジスタを介して読み出すことにより第２のフイー
   ルドの映像信号を形成することを特徴とする固体
   撮像素子の駆動方法。