JPH0744663B2 - 固体撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子カメラ等に用いら
れる固体撮像装置に関し、特に固体撮像素子の駆動手段
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子カメラ等に使用されている固
体撮像装置を用いて静止画を得ようとしても、動きの速
い被写体の場合には、いわゆる蓄積効果の影響で「ぼ
け」等が生じ、鮮明な静止画を得ることができないとい
う問題があった。この点を解決する手段として、光学系
に通常のフィルムカメラのようなメカニカルシャッタを
介在させることが考えられるが、メカニカルシャッタ
は、その開閉動作時における立ち上がり又は立ち下がり
速度つまり応答速度が比較的遅い。このためメカニカル
シャッタを用いると、露光時間に誤差が介入するおそれ
がある。撮像素子自体にシャャツタ効果をもたせること
ができれば、機構および特性上極めて有利となる。撮像
素子における受光センサ、すなわち光電変換素子として
ＭＯＳダイオードを用いたＣＣＤ撮像素子の場合、ＭＯ
Ｓ電極に高レベルな電圧を印加したときはＭＯＳ電極下
に空乏層が生じて光電荷が蓄積され、ＭＯＳ電極に低レ
ベルな電圧を印加したときは光電荷が蓄積されない。し
たがって上記高レベル電圧の印加期間を短縮すれば光電
荷蓄積時間が短縮され、いわゆる電子シャッタ機能をも
たせ得る。しかしながら実際上はつぎのような問題があ
る。すなわち高レベル電圧の印加期間を短縮することに
より、光電荷蓄積時間は短縮されるが、画像に所謂ゴー
ストが現れ、良好な画質の画像が得られない。その理由
は、ＭＯＳ電極に低レベル電圧を印加している期間中、
垂直シフトレジスタは動作しているため、この垂直シフ
トレジスタに受光センサすなわち光電変換素子で生成さ
れた若干の光電荷が混入するためである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く混入した不
要電荷を排除する手段として、光電荷の読出し動作前に
おいて垂直シフトレジスタを映像信号読出し速度よりも
高速度で駆動し、これにより垂直シフトレジスタ内の不
要な残存電荷を排出する手段が考えられる。しかし垂直
シフトレジスタを単に高速駆動すると、通常の駆動時よ
りも電力を１ワット程度余計に消費することになり、電
力消費量が増大することになる。本発明の目的は、不要
電荷の排出効果を実質的に維持した状態のまま、消費電
力を最小限に抑制することのできる固体撮像装置を提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために本発明では次のような手段を講じた。す
なわち、各画素を構成する光電変換素子（４１，４
１）、この光電変換素子の蓄積電荷を垂直方向に転送す
るための複数の垂直シフトレジスタ（４２，４２）及び
これら垂直シフトレジスタにより転送された電荷を水平
方向に転送して外部に出力するための水平シフトレジス
タ（４３）、を有する固体撮像素子（４０，３…図１）
と、

【０００５】当該光学系（１Ａ，１Ｂ）を通して入射し
た光像に対応して前記光電変換素子（４１，４１）に生
成・蓄積された光電荷を垂直シフトレジスタへ転送する
ための転送手段（ＳＧドライバー２３からのセンサゲー
トパルスＳＧをセンサゲート４５に印加するための各該
当機能部）と、この転送手段による転送動作を実効的露
光時間区間としての所定時間区間（ｔ5 〜ｔ7 ）に亘っ
て停止してこの時間区間内に前記光電変換素子に光電荷
を蓄積せしめる手段（ＳＧドライバー２３等）と、この
手段により蓄積された光電荷を所定のタイミング（ｔ7
）で前記垂直シフトレジスタへ転送しこの垂直シフト
レジスタ及び前記水平シフトレジスタを各所定の周波数
で駆動して読出しを行なう読出し手段（ＳＧドライバー
２３，φＶドライバー２１，φＨドライバー２２等）
と、この読出し手段による読出し動作前において前記垂
直シフトレジスタを通常の映像信号読出しのための駆動
速度よりも高速駆動するための高速駆動手段（φＶドラ
イバー２１等）と、

【０００６】上記高速駆動手段による高速駆動を、前記
実効的露光時間区間（ｔ5 〜ｔ7 ）に先行する所定の高
速駆動開始時点（ｔ3 ）から前記読出し手段による光電
荷の読出し開始時点（ｔ7 ）までの時間区間のうち、前
記高速駆動開始時点（ｔ3 ）直後の所定時間区間（ｔ3
〜ｔ4 ）と前記読出し開始時点直前の所定時間区間（ｔ
6 〜ｔ7 ）を除く所定幅の時間区間（ｔ4 〜ｔ6 ）にお
いて停止させるための高速駆動停止手段と、を具備する
ものとした。

【０００７】

【作用】上記手段を講じたことにより、次のような作用
が生じる。すなわち、複数の垂直シフトレジスタ（４
２，４２）を高速駆動する時間区間（ｔ3 〜ｔ4 、ｔ6
〜ｔ7 ）が、高速駆動停止手段によって所定幅の時間区
間（ｔ4 〜ｔ6 ）に亘り制限される。例えば第１実施例
に示すように、読み出し手段による読み出し動作前の垂
直シフトレジスタ高速駆動期間のうち、ｔ3 時点直後〜
ｔ4 時点、ｔ6 時点〜ｔ7 時点、の各時間区間において
は高速駆動が行なわれるが、ｔ4 時点〜ｔ6時点の時間
区間においては高速駆動が行なわれない。つまり垂直シ
フトレジスタ（４２，４２）は必要最小限の時間区間の
み不要電荷の排出のための高速駆動が行なわれる。かく
して本発明によれば不要電荷の排出効果を実質的に維持
した状態で、かつ消費電力を最小限に抑制することがで
きる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明を電子カメラに適用した第１実
施例に係る撮像記録部の構成を示すブロック図である。

【０００９】図１において１Ａ，１Ｂは光学系のレンズ
であり、その間に絞り機構２が介挿されている。絞り機
構２は後述するアイリスドライバー３３により駆動され
るものとなっている。上記レンズ１Ａ，１Ｂおよび絞り
機構２を介して捕えられた被写体（不図示）の光像は、
レンズ系の焦点位置に設置されている固体撮像素子３の
光電変換面上に結像する。固体撮像素子３は後述するよ
うに、例えばインターライン一括転送型ＣＣＤからな
り、光電変換面上に結像した被写体の光像を電気信号に
変換する。固体撮像素子３の出力は、アンプ４，サンブ
リングホールド回路５，アンプ６，ＬＰＦ７を経て色分
離回路８に供給されると共に、後述するＣＣＤ測光回路
３１へ供給される。色分離回路８は与えられた電気信号
を輝度信号Ｙと色差信号ＲーＹ，ＢーＹとに分離し、Ｆ
Ｍ変調器９に供給する。ＦＭ変調器９は輝度信号Ｙと色
差信号ＲーＹ，ＢーＹとをそれぞれの周波数帯域におい
てＦＭ変調し、記録アンプ１０に供給する。記録アンプ
１０は後述する書込みパルスＷＧを与えられた期間にお
いて、ＦＭ変調された各信号を増幅して磁気ヘッド１１
に与える。磁気ヘッド１１は供給された信号を磁気ディ
スク１２の記録トラックにＦＭ記録する。

【００１０】同期パルス発生器２０は後述する露光制御
回路３０からの制御信号に応動し、φＶドライバー２
１，φＨドライバー２２，ＳＧドライバー２３にそれぞ
れパルスを与え、各ドライバー２１，２２，２３から垂
直シフトレジスタ転送クロックφＶ，水平シフトレジス
タ転送クロックφＨ，センサーゲートパルスＳＧをそれ
ぞれ出力させる。かくして固体撮像素子３を駆動させる
ものとなっている。また同期パルス発生器２０は、色分
離回路８およびＦＭ変調器９に対しタイミングパルスを
与えると共に、撮像系の動作タイミングと記録系の動作
タイミングおよび位相を合わせるための同期パルスを同
期検出器２４の一方の入力端に与える。

【００１１】同期検出器２４の他方の入力端には、磁気
デイスク１２に付設した回転位相検出用パルスジェネレ
ータ２５からのＰＧパルスが与えられる。かくして同期
検出器２４は上記ＰＧパルスと前記同期パルスとを比較
し、磁気ディスク１２の回転速度および位相が常に撮像
系の動作タイミングに一致するような信号をモータ駆動
回路２６に与える。モータ駆動回路２６は上記検出器２
４から与えられた信号に基づいてディスク駆動モータ２
７を駆動制御する。その結果、磁気ディスク１２は定常
状態において３６００ＲＰＭで定速回転し、１回転する
間に１フィールドの画像記録を行なうものとなる。

【００１２】記録ゲート回路２８は、電子カメラのレリ
ーズボタンに連動する撮像指令スイッチ２９がＯＮとな
ったときに発生するトリガパルスＴＧによってトリガさ
れ、同期パルス発生器２０からの同期パルスに基づい
て、１フィールド期間に相当する幅の前記書込みパルス
ＷＧを発生させ、これを記録アンプ１０に与えて、その
期間だけ記録アンプ１０を作動状態となす。

【００１３】露光制御回路３０は、固体撮像素子３の各
画素を構成する光電変換素子内に蓄積された光電荷を、
撮像指令スイッチ２９がＯＮとなることによって、撮像
指令が与えられた後の所定のタイミング（第１の時点）
で同素子内の垂直シフトレジスタへ一括転送する転送手
段、この転送手段による一括転送を所定時間区間に亘り
停止し、その時間区間内の第２の時点で前記各光電変換
素子に光電荷の蓄積を開始させる手段、この手段により
蓄積された光電荷を前記ＬＰＦ７の出力に応動するＣＣ
Ｄ測光回路３１やフォトダイオード等からなる外部測光
回路３２などにて得られる測光情報に基づいて決定され
る露光時間だけ経過した第３の時点で前記垂直シフトレ
ジスタへ転送して読出しを行なう読出し手段、この読出
し手段による読出し動作以前に上記垂直シフトレジスタ
を高速駆動してこの垂直シフトレジスタ内の不要な残存
電荷を排出する手段、の少なくとも一部を備えている。

【００１４】上記露光制御回路３０は、端子３０ａに外
部指令が与えられたときは、前記同期パルス発生器２０
に対して上記外部指令に応じた制御信号を与えて前記各
手段を実行させ、固体撮像素子３を静止画撮像モードで
駆動し、それ以外は固体撮像素子３を動画撮像モードで
駆動するものとなっている。またいずれの場合において
も、アイリスドライバー３３へ制御信号を与えて絞り機
構２の絞り値を所定値に設定するものとなっている。

【００１５】なお本装置においては、レリーズボタンが
押圧操作され、撮像指令スイッチ２９がＯＮとなり、ト
リガーパルスＴＧが露光制御回路３０に入力する以前の
段階で、露光制御回路３０においてＣＣＤ測光回路３１
の出力と絞り機構２の絞り値に基づいて露光時間を常時
測定計算するものとなっている。

【００１６】また図１において、符号３４はエンコーダ
であり、色分離回路８の出力である輝度信号Ｙと色差信
号ＲーＹ，ＢーＹとを、例えばＮＴＳＣ信号に変換し、
これをビューファインダー３５へ送る。かくしてビュー
ファインダー３５により、撮像の内容をモニタし得るも
のとなっている。

【００１７】次に前記固体撮像素子３について詳細に説
明する。本装置に使用される固体撮像素子３としては、
各画素に蓄積される光電荷が、同一のタイミングで画素
外に一括して転送される一括転送型の素子が望ましい。
この様な素子としては、例えばインターライン一括転送
型のＣＣＤ固体撮像素子が知られている。この種の素子
については、テレビジョン学会誌Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ１
０（１９８３）Ｐ７７６〜７８１「高抵抗ＭＣＺ基板を
用いたＭＯＳ型センサーＣＣＤ撮像素子」に記載されて
いる。

【００１８】図２は上述した観点に基づいて本装置で採
用した固体撮像素子３の具体例であり、インターライン
一括転送型ＣＣＤ４０を示している。図中符号４１は、
色フィルターＲ，Ｇ，Ｂをそれぞれの表面にもつＭＯＳ
ダイオードからなる受光センサ即ち光電変換素子であ
り、各々１画素を形成している。上記光電変換素子４１
に隣接してＣＣＤからなる垂直シフトレジスタ４２が設
けられている。これらの垂直シフトレジスタ４２は、光
電変換素子４１に蓄積された光電荷を受取り、これをＣ
ＣＤからなる水平シフトレジスタ４３に順次転送する。
水平シフトレジスタ４３は１水平走査線単位に、光電荷
を出力部４４に転送する。出力部４４は、プリアンプを
内臓しており、微小電流を増幅して出力端子Ｖｏｕｔか
ら出力する。

【００１９】なお上記インターライン一括転送型ＣＣＤ
４０の各入力端子には、ＣＣＤドライバ（図１の２１〜
２３）から、リセットパルスとしてのセンサーゲート信
号ＳＧ，垂直シフトレジスタ転送クロックφＶ１，φＶ
２，水平シフトレジスタ転送クロックφＨ１，φＨ２，
などが供給される。上記各光電変換素子４１における光
電荷の蓄積時間は、光電変換素子４１から垂直シフトレ
ジスタ４２へ電荷を移すタイミングに基づいて決定され
ている。

【００２０】図３は、上記図２の一部を取り出して拡大
して示す図である。図３において、センサーゲート４５
は、各光電変換素子４１に対し共通に形成した共通電極
である。また垂直シフトレジスタ４２は、細矢印で示す
如く奇数フィールド時に有効に働くものと、太矢印で示
す如く偶数フィールド時に有効に働くものとが交互に配
置されており、それぞれのグループ毎に転送クロックφ
Ｖ１，φＶ２を共通に供給されるものとなっている。

【００２１】かくして光電荷一括転送は次のように行な
われる。図３における各部の電位が下記のように設定さ
れた時、光電変換素子４１内に蓄積された光電荷は垂直
シフトレジスタ４２に転送される。 (1) 奇数フィールド時 センサーゲート信号ＳＧが「Ｌ」でφＶ１が「Ｈ」であ
るとき (2) 偶数フィールド時 センサーゲート信号ＳＧが「Ｌ」でφＶ２が「Ｈ」であ
るとき したがってセンサーゲート信号ＳＧが、ＨレベルからＬ
レベルに変化する変化点が蓄積された光電荷の一括転送
開始時点である。

【００２２】図４は上記インターライン一括転送型ＣＣ
Ｄ４０を通常の動画撮像モードで作動させた場合の動作
タイミングを示す図である。図４においてＶＤは垂直ド
ライブパルス、ＨＤは水平ドライブパルスである。ＨＤ
に書き込んである数値「１〜５２５」は水平走査線番号
に対応している。センサーゲート信号ＳＧは１フイール
ドに１回「Ｈ」，「Ｌ」の変化をする。上記「Ｌ」に変
化するタイミングで、光電変換素子４１の光電荷は垂直
シフトレジスタ４２に移送される。つまりこのタイミン
グで、そのフィールドの全画素の情報が垂直シフトレジ
スタ４２内に移されるわけである。φＶ１，φＶ２は二
組の垂直シフトレジスタ転送クロックであると同時に、
各光電変換素子４１から垂直シフトレジスタ４２への電
荷移送にも関係している。

【００２３】今、ある時点で撮像指令スイッチ２９がＯ
Ｎとなり、トリガーパルスＴＧが露光制御回路３０に入
力すると、露光制御回路３０が働いて同期パルス発生器
２０へ転送制御信号を与える。このため同期パルス発生
器２０から転送指令パルスが送出され、ドライバー２
１，２２，２３，を介して固体撮像素子３に転送パルス
が与えられる。その結果、第１フィールドでは、時点ｔ
１すなわち第１１ＨでＳＧが「Ｌ」となったとき、φＶ
１が「Ｈ」となるため、この時点で第１フィールドにて
出力される画像に関係する全画素の電荷が垂直シフトレ
ジスタ４２に移送され、画素内がクリアされる。同時に
再び光電荷の蓄積が開始される。

【００２４】一方、第２フィールドでは時点ｔ２すなわ
ち２７５Ｈ目にセンサーゲート信号ＳＧがＬとなったタ
イミングでφＶ２が「Ｈ」であるため、この時点で第２
フィールドにて出力される画像に関係する全画素の電荷
が垂直シフトレジスタ４２に移送される。

【００２５】上記の如く各フィールドにおいて、垂直シ
フトレジスタ４２へ移送された信号電荷は、その直後か
らのφＶ１，φＶ２およびφＨ１，φＨ２による垂直シ
フトレジスタ４２および水平シフトレジスタ４３の転送
動作により、ビデオ出力として出力される。すなわち、
図４の「Ｖレジスタ空送り」のあとの第１ＨからＣＣＤ
出力信号として出力される。なお、図４に示した例はフ
レーム蓄積モードの場合であり、光電荷の蓄積時間は１
／３０秒となる。

【００２６】図５は前記インターライン一括転送型ＣＣ
Ｄ４０を静止画撮像モードで駆動した場合の動作タイミ
ングを示す図である。露光制御回路３０の端子３０ａに
外部指令が与えられると、この露光制御回路３０は静止
画撮像モードで固体撮像素子３を駆動制御する。すなわ
ち撮像指令スイッチ２９がＯＮとなり、トリガーパルス
ＴＧが露光制御回路３０に入力すると、露光制御回路３
０が作動し、同期パルス発生器２０へ静止画撮像用の転
送制御信号を与える。このため同期パルス発生器２０か
ら転送指令パルスが送出され、ドライバー２１，２２，
２３を介して固体撮像素子３へ転送パルスが与えられ
る。その結果、図５に示すように時点ｔ３においてＳＧ
が「Ｌ」になったとき、φＶ１およびφＶ２がいずれも
「Ｈ」となるため、奇数フィールドおよび偶数フィール
ドの各画素を構成する光電変換素子４１に蓄積されてい
る光電荷が、全て同時に垂直シフトレジスタ４２へ移送
される。この直後から時点ｔ４までの期間において、垂
直シフトレジスタ４２内の電荷は高速駆動手段により通
常の周波数の２〜４倍の高い周波数のφＶ１，φＶ２に
より、高速度で水平シフトレジスタ４３へ転送される。
水平シフトレジスタ４３では上記垂直シフトレジスタ４
２から転送された電荷をφＨ１，φＨ２により出力部４
４へ転送する。時点ｔ４からｔ５までの期間は、光電変
換素子４１での光電荷の蓄積は行なわれず、しかも時点
ｔ４からｔ５までの期間は垂直シフトレジスタ４２も信
号電荷の読出しが終了した状態に保たれるので、光生成
電荷を拾う事もない。

【００２７】時点ｔ５においてＳＧが「Ｈ」になると、
光電荷の蓄積が開始される。そして時点ｔ７においてＳ
Ｇが「Ｌ」になると、このときφＶ２が「Ｈ」であるた
め、偶数フィールドの光電変換素子４１に蓄積された光
電荷が垂直シフトレジスタ４２へ転送される。このとき
の光電荷の蓄積時間は、時点ｔ５から時点ｔ７までの期
間であるが、上記期間は前記測光情報にも基づいて決定
されるものであり、この期間の長短により、所謂素子シ
ャッタ効果がもたらされる。時点ｔ７から１フィールド
期間、上記シャッタ効果を有する出力信号が読出され、
かつ書込みパルスＷＧによって磁気ディスク１２の記録
トラックに１フィールドの画像が記録される。

【００２８】ところで、時点ｔ４から時点ｔ６までの時
間区間は、高速駆動停止手段により垂直シフトレジスタ
４２の高速駆動は停止される。そして時点ｔ６からｔ７
までの時間区間では、前記時点ｔ３〜時点ｔ４の時間区
間でのφＶ１，φＶ２の周波数と同じか、それ以上の高
い周波数のφＶ１，φＶ２によって垂直シフトレジスタ
４２は駆動され、垂直シフトレジスタ４２内の残存電荷
が排出される。すなわち時点ｔ３から時点ｔ４までの期
間において垂直シフトレジスタ４２を高速度で駆動して
いるとき、ＳＧが「Ｌ」になっているため、この期間に
おいては光電変換素子４１の暗電流と光電荷とが垂直シ
フトレジスタ４２内へ混入し、若干の電荷が残存するお
それがある。しかるに本実施例では、上記のように時点
ｔ７以前の所定の時間区間に亘り、再度垂直シフトレジ
スタ４２の高速駆動が行なわれるので、残存電荷は十分
に排出されることになる。なお時点ｔ６から時点ｔ７ま
での期間における垂直シフトレジスタ４２の駆動周波数
は、短時間シャッタを実現する上からより高い周波数で
あることが望ましい。上記時点ｔ６から時点ｔ７までの
期間において転送する電荷の量は定常状態よりも著しく
少ない為、φＶ１，φＶ２の高周波数化による転送効率
の低下は余り問題とはならない。したがって高周波数化
は十分可能であり、例えば定常状態の周波数約１５ＫＨ
z の数十倍以上とすることができる。なお垂直シフトレ
ジスタ４２の電荷を効率よく水平シフトレジスタ４３へ
転送するために、垂直シフトレジスタ４２の駆動周波数
は水平シフトレジスタ４３の駆動周波数の整数分の１に
設定することが望ましい。例えば水平シフトレジスタ４
３の周波数が７．１６ＭＨz であれば、垂直シフトレジ
スタ４２の周波数は３．５８ＭＨz 等が選ばれる。

【００２９】このように本実施例によれば、静止画撮像
モード時においてＳＧの「Ｌ」期間を制御することによ
り、相対的に光電変換素子４１への光電荷の蓄積時間を
制御し、素子シャッタ効果をもたせるようにしているの
で、メカニカルシャッタを用いた場合のように、シャッ
タ機構の開閉動作の立ち上がり速度や立ち下がり速度等
を格別配慮する必要がなく、高い精度でシャッタ効果を
発揮させ得る。しかも本装置においては、静止画撮像時
において垂直シフトレジスタ４２を高速駆動させ、光電
変換素子４１から混入してくる電荷を排出するようにし
ているので、得られた画像にゴーストなどが現れるおそ
れがない。

【００３０】そして特にこの場合、垂直シフトレジスタ
４１を高速駆動する時間区間が、高速駆動停止手段によ
って所定幅の時間区間に亘り制限されている。すなわち
読出し手段による信号電荷の読出し動作開始時点ｔ７よ
りも前の垂直シフトレジスタ高速駆動期間の内、ｔ３時
点直後〜ｔ４時点、ｔ６時点〜ｔ７時点、の各時間区間
においては高速駆動が行なわれるが、ｔ４時点〜ｔ６時
点の時間区間においては高速駆動が行なわれない。つま
り垂直シフトレジスタ４２は必要最小限の時間区間のみ
不要電荷排出のための高速駆動が行なわれる。かくして
不要電荷の排出効果を実質的に維持した状態で、かつ垂
直シフトレジスタ４２を高速駆動したことによる消費電
力の増大を最小限に抑制することができる。

【００３１】また本装置においては、通常は動画撮像モ
ードで作動させ、必要時にのみシャッタ効果をもった静
止画撮像モードで作動させ得るので、通常は動画像をビ
ューファインダ３５へ送り、レリーズボタンを押圧操作
したときだけ静止画の撮像および記録を行なうといった
使い方ができる。なおメカニカルシヤッタが存在してい
ないので、通常時において固体撮像素子３は常に露光状
態を呈している。このため、レンズを通してのいわゆる
ＴＴＬ測光を行なうことができ、一眼レフタイプの電子
カメラ等にも適用可能となる。次に本発明の他の実施例
を説明する。

【００３２】図６は本発明の第２実施例に係る動作タイ
ミングを示す図である。前記第１実施例では高速のシャ
ッタ効果を得る場合の駆動手段を示したが、この第２実
施例においては、少なくとも１フィールド以上の長時間
シャッタ効果を得ることのできる駆動手段を用いてい
る。図６においてＳＧ１は通常の撮像時におけるセンサ
ーゲート信号の電圧波形を示しており、ＳＧ２は静止画
撮像時において上記ＳＧ１と共に用いられるセンサーゲ
ート信号の電圧波形を示している。

【００３３】時点ｔ８においてＳＧ２が「Ｌ」になる
と、この時φＶ１，φＶ２はいずれも「Ｈ」であるた
め、奇数フィールドおよび偶数フィールドの各光電変換
素子４１の光電荷が垂直シフトレジスタ４２へ同時に転
送される。その後、時点ｔ９までの期間は高い周波数の
φＶ１，φＶ２およびφＨ１，φＨ２により垂直シフト
レジスタ４２および水平シフトレジスタ４３は高速駆動
され、前フィールド以前に蓄積されていた垂直シフトレ
ジスタ４２内の光電荷を全て外部へ排出する。その後、
時点ｔ１０まではＳＧ２およびφＶ１，φＶ２はいずれ
も「Ｌ」に保持される。時点ｔ１０においてＳＧ２が
「Ｈ」になると、光電変換素子４１への光電荷の蓄積が
開始され、ＳＧ１のタイミングとは無関係な時間ＴＸだ
け経過した時点ｔ１２において、光電変換素子４１の電
荷が垂直シフトレジスタ４２へ転送される。時点ｔ１２
より前の時点ｔ１１から時点ｔ１２に至るまでの間にお
いては、時点ｔ８と時点ｔ９との間と同様に、垂直シフ
トレジスタ４２が再び高速駆動され、上記垂直シフトレ
ジスタ４２に混入した暗電流および光電荷が外部へ排出
される。なおこのとき水平シフトレジスタ４３について
も転送効率を低下させない範囲で、φＨ１，φＨ２によ
り高速駆動させるようにしてもよい。時点ｔ１２におい
て垂直シフトレジスタ４２内に転送された信号電荷は、
その直後において、φＶ１，φＶ２がいずれも「Ｌ」に
なるため、垂直シフトレジスタ４２内に保持される。そ
して時点ｔ１２より後の時点であって、最初にＳＧ１が
到来する時点ｔ１３から次のＳＧ１が到来する時点ｔ１
４までの１フィールド期間において、前記シャッタ効果
をもった信号電荷が読み出される。時点ｔ１４以後は再
び通常の撮像または静止画撮像が繰返されることにな
る。

【００３４】この様に本実施例においては、光電荷の蓄
積を終了する時点ｔ１２をＳＧ１とは無関係に設定する
ことができるので、露光制御回路３０の端子３０ａに外
部指令が与えられることにより、時点ｔ１０から時点ｔ
１２までの時間ＴＸを任意に設定することができ、低速
から高速までのシャッタ効果を任意に得ることができ
る。上記以外は前記第１実施例と同様の作用効果を奏す
る。なお本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能
であるのは勿論である。

【００３５】

【発明の効果】本発明においては、垂直シフトレジスタ
を高速駆動する時間区間が、高速駆動停止手段によって
所定幅の時間区間に亘り制限される。例えば第１実施例
に示すように、読出し手段による読出し動作前の垂直シ
フトレジスタ高速駆動期間のうち、ｔ３時点直後〜ｔ４
時点、ｔ６時点〜ｔ７時点、の各時間区間においては高
速駆動が行なわれるが、ｔ４時点〜ｔ６時点の時間区間
においては高速駆動が行なわれない。つまり垂直シフト
レジスタは必要最小限の時間区間のみ不要電荷の排出の
ための高速駆動が行なわれる。かくして本発明によれ
ば、不要電荷の排出効果を実質的に維持した状態で、か
つ消費電力を最小限に抑制することのできる固体撮像装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る撮像記録部の構成を
示すブロック図。

【図２】同実施例に係る固体撮像素子の具体例を示す
図。

【図３】同実施例に係る固体撮像素子の主要部分を拡大
して示す図。

【図４】同実施例に係る固体撮像素子を動画撮像モード
で駆動した場合の動作タイミングを示す図。

【図５】同実施例に係る固体撮像素子を静止画撮像モー
ドで駆動した場合の動作タイミングを示す図。

【図６】本発明の第２実施例に係る固体撮像素子を各撮
像モードで駆動した場合の動作タイミングを示す図。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ…レンズ、２…絞り機構、３…固体撮像素
子、４，６…アンプ、５…サンプリングホールド回路、
７…ＬＰＦ、１０…記録アンプ、１１…磁気ヘッド、１
２…磁気ディスク、２１…φＶドライバー、２２…φＨ
ドライバー、２３…ＳＧドライバー、２５…回転位相検
出用パルスジェネレータ、２７…ディスク駆動モータ、
２９…撮像指令スイッチ、３５…ビューファインダ、４
０…インターライン一括転送型ＣＣＤ、４１…光電変換
素子、４２…垂直シフトレジスタ、４３…水平シフトレ
ジスタ、４４…出力部、４５…センサーゲート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各画素を構成する光電変換素子、この光電
   変換素子の蓄積電荷を垂直方向に転送するための複数の
   垂直シフトレジスタ及びこれら垂直シフトレジスタによ
   り転送された電荷を水平方向に転送して外部に出力する
   ための水平シフトレジスタ、を有する固体撮像素子と、当該 光学系を通して入射した光像に対応して前記光電変
   換素子に生成・蓄積された光電荷を垂直シフトレジスタ
   へ転送するための転送手段と、 この転送手段による転送動作を実効的露光時間区間とし
   ての所定時間区間に亘って停止して、この時間区間内に
   前記光電変換素子に光電荷を蓄積せしめる手段と、 この手段により蓄積された光電荷を所定のタイミングで
   前記垂直シフトレジスタへ転送しこの垂直シフトレジス
   タ及び前記水平シフトレジスタを各所定の周波数で駆動
   して読出しを行なう読出し手段と、 この読出し手段による読出し動作前において前記垂直シ
   フトレジスタを通常の映像信号読出しのための駆動速度
   よりも高速駆動するための高速駆動手段と、 上記高速駆動手段による高速駆動を、前記実効的露光時
   間区間に先行する所定の高速駆動開始時点から前記読出
   し手段による光電荷の読出し開始時点までの時間区間の
   うち、前記高速駆動開始時点直後の所定時間区間と前記
   読出し開始時点直前の所定時間区間を除く所定幅の時間
   区間において停止させるための高速駆動停止手段と、 を具備したことを特徴とする固体撮像装置。