JPH0389685A - 固体撮像装置の感度調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、固体撮像装置の感度調整方法に関するもので
ある。

従来の技術 従来、固体撮像装置における電子シャッタの駆動方法は
、基板電圧にパルス電圧を印加することで、電荷蓄積時
間を任意の時間に可変調節するや固体撮像素子は、光電
変換部３１．垂直転送部３２、蓄積部３３．水平転送部
３４．信号電荷検出部３５からなる。矢印は通常の信号
電荷の転送方向を示す。

第２図は、テレビ信号の複合帰線消去信号と固体撮像素
子の従来の代表的な駆動パルスの一例である。第２図に
おいて、（ａ）は複合帰線消去信号、（ｂ）　、　（ｆ
）は垂直転送部３２の４相クロツクのうちＶＡＩゲート
に印加する転送パルス（以下φＶＡＩパルスと記す）　
、（Ｃ）は蓄積部３３の４相クロツクのうちＶＢ１ゲー
トに印加する転送パルス（以下φＶＢＩパルスと記す）
　、（ｄ）は水平転送部３４の信号電荷を信号電荷検出
部３５へ転送する２相クロツクの１つの転送パルス（以
下水平転送パルスと記す）　、（ｅ）　、　（ｇ）は光
電変換部３１に蓄積された信号電荷を半導体基板に掃き
出させるパルス（以下φＶｓυＢパルスと記す）を示し
ている。

以下に第２図を参照しながら１０００分の１秒電子シャ
ッタから２５０分の１秒電子シャッタへのシャッタスピ
ードの移行動作を説明する。まず１０００分の１秒につ
いて動作説明すると、垂直帰線消去期間Ｄ２が終了後、
毎水平帰線消去期間中にφＶ　ＳＯＢパルス（ｅ）によ
り光電変換部３１にたまった信号電荷を半導体基板中に
掃出し、電荷読出しパルス（以下チャージパルスと記す
）Ｃ２の１６水平走査期間前でφＶ　ＳＯＢパルス（ｅ
）を止め信号電荷の蓄積を開始する。１６水平走査期間
電荷蓄積後、チャージパルスＣ２により光電変換部３１
の信号電荷を垂直転送部３２へ移す。その直後垂直高速
転送パルスＢ２により撮像部垂直転送部３２から蓄積部
３３へ信号電荷を転送する。この後、−水平走査期間ご
とに蓄積部垂直転送パルス（Ｃ）により蓄積部３３より
水平転送部３４へ信号電荷を転送する。これと同時に、
蓄積部垂直転送パルス（Ｃ）間に水平転送部３４上の信
号電荷を一回分転送できる周波数の水平転送パルス（ｄ
）を水平転送部３４に印加し、信号電荷を信号電荷検出
部３５より出力する。以上の駆動方法による固体撮像装
置の出力信号を電気的に処理し、１０００分の１秒電子
シャッタの複合映像信号を得る。

次に、被写体の光量が４分の１に減り、それに応じて現
行電子シャッタースピードの４分の１のスピードである
２５０分の１秒に変化する場合を考える。この場合、１
０００分の１秒電子シャッタでは蓄積時間がチャージパ
ルスＣ２前１６水平走査期間分であったが、２５０分の
１秒ではチャージパルスＣ２前６３水平走査期間分にな
る（第２図（ｆ）　、　（ｇ）　）。

以上の様に、φＶ　ＳＵＢパルスのタイミングを変化さ
せるだけで電子シャッタのスピードを変化させ感度調整
することができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような方法では、動体を撮像した場
合、垂直帰線期間付近の電子シャッタースピード分の期
間しか映像としてサンプリングされず、出力画像は間欠
的な映像になり、人間の目には不自然にうつる。

本発明は、上記欠点に鑑み、固体撮像装置の駆動により
動体を撮像した場合、より連続的で鮮明な映像を得るこ
とができる固体撮像装置の感度調整方法を提供するもの
である。

課題を解決するための手段 上記問題点を解決するための本発明の固体撮像装置の感
度調整方法は、一画面または複数画面内で電子シャッタ
の読出し回数及び電子シャッタの各々の蓄積時間を映像
信号量と画面の動きに応じて変化させたものである。

作用 この方法により、電荷蓄積総量は同じままで、画面の一
部に動体をうつす場合、サンプリング時間を短く、サン
プリング回数を増やし、画面全体が動く場合、サンプリ
ング時間を長くサンプリング回数を減らすことで、より
連続的で自然な映像を得ることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は、本実施例における複合帰線消去信号と固体撮
像素子の駆動パルスの一例である。第１図において（ａ
）は複合帰線消去信号、（ｂ）、（ｆ）は撮像部垂直転
送パルスφＶ　Ａ　１　、　（ｃ）は蓄積部垂直転送パ
ルスφＶ　Ｂ　１　、　（ｃｌ）は水平転送パルス、（
ｅ）　、　Ｃｇ）はφｖ　ｓｔ＋ａパルスを示している
。

以下、１０００分の１秒電子シャッタから２５０分の１
秒電子シャッタへのシャッタスピードの移行動作を説明
する。まず画面の一部に動体を撮像した場合の１０００
分の１秒電子シャッタ動作について説明する。垂直帰線
消去期間Ｄ１終了後、毎水平帰線消去期間中にφＶ　５
ＬＩＢパルス（ｅ）により光電変換部３１にたまった信
号電荷を半導体基板中に掃出し、画面のほぼ中央部分で
φｖ　ｓｕｅパルスを止め、そこから８水平走査期間後
にチャージパルスＣＩにより光電変換部３１に蓄積され
た８水平走査期間分の信号電荷を撮像部の垂直転送部へ
移す。その後、φＶ　ＳＵＢパルスにより光電変換部３
１より再び信号電荷を半導体基板中へ掃出し、垂直帰線
消去期間Ｄ１近くになるとφｖ　ｓｕｅパルスを止め、
８水平走査期間後チャージパルスＣ１により再び８水平
走査期間分の信号電荷を光電変換部３１から撮像部の垂
直転送部３２へ移す。したがって撮像部の垂直転送部３
２には、１６水平走査期間分の信号電荷が蓄積されてい
ることになる。この直後、撮像部の垂直転送部３２に蓄
積された電荷を８１期間に約ＩＭＨｚの高速転送により
蓄積部３３へ転送する。

次に、映像走査期間Ａ１において蓄積部３３へ一水平走
査期間ごとに蓄積部垂直転送パルス（Ｃ）を印加し蓄積
部３３の信号電荷を水平転送部３４に転送する。これと
同時に、蓄積部垂直転送パルス（Ｃ）間の期間に水平転
送部３４上の信号電荷を１回分転送できる周波数の水平
転送パルス（ｄ）を水平転送部に印加し、信号電荷を信
号電荷検出部３５より出力する。この結果、８水平走査
期間、つまり２０００分のＩ秒電子シャッタ分の蓄積電
荷がほぼ等間隔時間で２回分、合計１０００分の１秒電
子シャッタ分の複合映像信号が出力される。つまりモニ
タ上には１フイ一ルド間に２回被写体が映し出される。

次に、被写体の光量が４分の１に減った場合を考えると
、固体撮像素子の出力信号が４分の１になりそれに応じ
て電気処理を行い現行の電子シャッタースピードの４分
の１つまり蓄積時間合計２５０分の１秒に変化させる。

この場合、画面の一部が動いている様な被写体の時、第
１図の（ｆ）、（ｇ）の様に、１回の電子シャッタース
ピードは２０００分の１秒に固定したまま、それを８回
分等時間間隔行うことにより２５０分の１秒電子シャッ
タを実現する。

また、画面全体が動いている（カメラを動かしている時
を含む）様な被写体の時には、第２図の（ｆ）　、　（
ｇ）の様に、２５０分の１秒電子シャッタ分の電荷蓄積
を１回だけ行う。

以上の様に、電子シャッタのスピードと電子シャッタの
回数を固体撮像素子の出力信号に応じて変化させること
により感度調節することが可能である。

なお、本実施例では１回２０００分の１秒電子シャッタ
の回数を制御することで１０００分の１秒から２５０分
の１秒電子シャッタへ変化させ感度調節を行なっている
が、各電子シャッタースピードについては任意である。

また、Ｂ１期間の高速垂直転送パルスの有無により複数
フィールドにわたる感度調節も可能である。

発明の効果 本発明により、画面の一部が動いている被写体の場合よ
り連続的で自然な映像を得ることが可能で、画面全体が
動いている被写体の場合画面がぶれる事なく安定した映
像を得ることが可能で、その実用的効果は極めて大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における固体撮像装置の駆動パ
ルス電圧波形図、第２図は従来例における固体撮像装置
の駆動パルス電圧波形図、第３図図 は固体撮像素子の構ｒｆｃ４ＪＰである。 （ａ）・・・・・・複合帰線消去信号、（ｂ）　、　（
ｆ）・・・・・・撮像部垂直転送パルス、（Ｃ）・・・
・・・蓄積部垂直転送パルス、（ｄ）・・・・・・水平
転送パルス、（ｅ）　、　（ｇ）・・・・・・φＶ　Ｓ
ＵＢパルス、Ａｌ、Ａ２・・・・・・映像走査期間、Ｂ
ｌ、Ｂ２・・・・・・垂直高速転送パルス、Ｃ１，Ｃ２
・・・・・・チャージパルス、Ｄｌ、Ｄ２・・・・・・
垂直帰線消去期間、３１・・・・・・光電変換部、３２
・・・・・・垂直転送部、３３・・・・・・蓄積部、３
４・・・・・・水平転送部、３５・・・・・・信号電荷
検出部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板に所定電圧を供給し、前記半導体基板
   に蓄積された電荷を掃き出させ得る複数の光電変換素子
   が二次元的に配列される光電変換部、前記光電変換部に
   蓄積された信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部、
   前記垂直転送部から転送される複数水平ラインの信号電
   荷を蓄積する蓄積部、前記蓄積部から転送された一水平
   ライン分の信号電荷を水平方向に転送する水平転送部、
   前記水平転送部からの信号電荷を信号電圧または信号電
   流に変換して出力する信号電荷検出部を有する固体撮像
   装置を駆動するに際して、前記固体撮像装置出力信号量
   と画面の動きに応じて、一画面内での電子シャッタの読
   出し回数及び前記電子シャッタ動作での各々の電荷蓄積
   時間を変化させ感度調節することを特徴とする固体撮像
   装置の感度調整方法。
2. （２）固体撮像装置の出力信号量と画面の動きに応じて
   、複数画面内での電子シャッタの読出し回数及び前記電
   子シャッタ動作での各々の電荷蓄積時間を変化させ感度
   調節することを特徴とする特許請求の範囲第１項の固体
   撮像装置の感度調整方法。
3. （３）撮像画面全体が動く時には、一画面もしくは複数
   画面に一回だけ電子シャッタ読出しを行い電子シャッタ
   の電荷蓄積時間を変化させ感度調節することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項もしくは第２項の固体撮像装置
   の感度調整方法。
4. （４）撮像画面の一部分が動く時には、一画面もしくは
   複数画面で電子シャッタの電荷蓄積時間を２分の１画面
   より短くし、電子シャッタ読出し回数を変化させ感度調
   節することを特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは
   第２項の固体撮像装置の感度調整方法。