JPS63102478A - 固体撮像装置の駆動方法 - 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 本発明はビデオカメラなどに使用される固体撮像装置の
駆動方法に関するものである。

従来の技術 近年、ビデオテープレコーダにおいては静止。

コマ送りやスロー再生等の機能が採用されている。

ところで、ＮＴＳＣ方式のビデオテープレコーダでは、
１フイ一ルド分のビデオ信号は、フィルムカメラにおけ
る／／６ｏ秒又はる。秒のシャッタースピードに相当す
る期間の信号である。このため、速く動く被写体の再生
時に、ビデオテープレコーダを静止状態等にした場合、
映像に振れが発生する。

固体撮像装置を用いたビデオカメラにおいてはフィルム
カメラのンヤノタスビードに相当する光電変換時間を電
気的にコントロールし、１．／６ｏ秒よりも速くするこ
とが可能である。（以下固体撮像装置の光電変換時間を
電気的にコントロールすることを電子シャッタと略す。

） 以下図面を参照しながら上述した電子シャッタを実現す
るための１駆動方法について説明する。

第３図は従来の電子シャッタに用いられている不要電荷
排出機能を備えた固体撮像装置の構成を示すブロック図
であり、光電変換部３１．垂直転送部３２．水平転送部
３３および信号電荷検出部３４からなる基本部分に対し
て、さらに、その垂直転送部３２の水平転送部３３に繋
る端部とは逆の端部に排出部３６を設けた構成となって
いる。

なお、図中の矢印は、通常の信号電荷の転送方向を示す
。

第４図は、電子シャッタ動作時の駆動パルスと信号出力
の関係を示すターイミング図であり、第４図の波形（→
は複合帰線消去信号、（ｂ）は光電変換部の信号電荷を
垂直転送部へ移す転送パルス（以下チャージパルスと略
す。）、（ｃ）は垂直転送部の信号電荷を水平転送部へ
順次移すだめの転送パルス（以下垂直転送パルスと略す
。）　、（ｄ）は水平転送部の信号電荷を信号電荷検出
部へ移す転送パルス（以下水平転送パルスと略す。非常
に高周波のパルス信号のため図においてはパルスの数を
減らして記載している。）、そして（ｅ）は固体撮像装
置からの信号出力である。

第３図で示す固体撮像装置では、以下のような動作が実
行される。

垂直帰線期間中に第１のチャージパルス４１を用いてそ
れまでに期間４４において光電変換部３１に蓄積された
映像信号として用いない不要信号型′荷を垂直転送部３
２へ転送する。次に、期間４３の間に垂直転送部３２を
第３図の矢印と反対方向に垂直高速転送パルス４６によ
って駆動し、垂直転送部３２中の信号電荷を全て水平転
送部３３側と逆の側の一端に設けられた排出部３５へ転
送する。排出部３５では、転送された信号電荷を全てす
ててしまう。

その後筒２のチャージパルス４２により第１のチャージ
パルス４１の後の期間１３において光電変換部３１に蓄
積された信号電荷を垂直転送部３２へ転送する。これ以
後次のチャージパルス４１までの垂直走査期間は電子シ
ャッタを用いない場合と同様に、１水平期間毎に垂直転
送パルス４６によって垂直転送部３２から水平転送部３
３へ１水平ライン分の信号電荷が順次転送され、水平転
送パルスによって水平転送部３３から信号電荷検出部３
４を通して信号が直列に出力される。

この結果、垂直走査期間中に固体撮像装置から出力され
る信号は、第４図の期間４３において光電変換された信
号電荷のみであり、１フイ一ルド期間（／６゜秒）に対
し名ｏ　〜’！’２０の期間とできる。

この時間はフィルムカメラの４゜。〜’１２００秒のシ
ャッタースピードに相当する。

以上の電子シャッタを用いた場合、シャッタスピードが
速くなった分だけのビデオカメラの感度低下が発生する
がビデオテープレコーダ再生時に、静止、コマ送り、ス
ロー等をおこなっても動画像に対する映像のプレを少な
くすることができる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成の下で目的とする動作
を実行させるためには、第１のチャージパルス４１と第
２のチャージパルス４２の双方を垂直帰線期間中に存在
させる必要がある。このことによシ、光電変換期間４３
を垂直帰線期間より長くすることができなくなる。すな
わち、従来例として示した固体撮像装置のシャッタスピ
ードは垂直帰線期間によって制限されており、’／６０
０〜／６０　秒のシャッタスピードを実現することがで
きない。

このため、電子シャッタ時のシャッタスピードを′／／
６ｏｏ秒以下の遅いスピードに設定して支障のない被写
体、すなわち、電子シャッタ効果が少なくてもよい被写
体の撮像に際してもシャッタスピードは％。０秒以上の
高速となり、ビデオカメラの感度低下が免れなくなる。

したがって、ビデオカメラの感度低下を最少限にとどめ
る使用方法を実現することができなかった。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決することができる本発明の固体撮像
装置の駆動方法の特徴は、第１のチャージパルスを垂直
走査期間終了直前近傍に、そして第２のチャージパルス
を垂直走査期間開始直後近傍に発生させ、光電変換時間
を制御するところにある。

作　　　用 この構成により、電子シャッタ一時の第１のチャージパ
ルスと第２のチャージパルスとの間の光電変換時間を従
来の、駆動方法における光電変換時間よりも長く設定す
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、本実施例における固体撮像装置の
構成を示すブロック図である。

第１図において１１は光電変換部、１２は光電変換部１
１から読み出された信号電荷を垂直方向に転送する垂直
転送部、１３は垂直転送部１２から転送されてきた信号
電荷を水平方向に転送する水平転送部、１４は水平転送
部１３から転送されてきた信号電荷を順次直列に出力す
る信号電荷検出部、１５は不要電荷を排出する排出部で
ある。

なお図中の矢印は通常の信号電荷の転送方向を示す。

以上のように構成された固体撮像装置を用いた本発明の
駆動方法を説明する。

第２図は、第１図で示した固体撮像装置の駆動パルスと
信号出力の関係を示すタイミング図であり、（ａ）は複
合帰線消去信号、（ｂ）はチャージパルス、（Ｃ）は垂
直転送部の垂直転送パルス、（ｄ）は水平転送部水平転
送パルス、そして（ｅ）は固体撮像装置からの信号出力
を示す。

垂直走査期間終了直前近傍に設けた第１のチャージパル
ス２１を用いてそれまでに期間２４において光電変換部
１１に蓄積された映像信号として用いない不要信号電荷
を全て垂直転送部１２へ転送する。次に期間２３の間に
、垂直転送部１２を第１１図の矢印と反対方向に垂直高
速転送ノクルス２５によって、駆動し、垂直転送部１２
中の信号電荷を全て水平転送部側と逆の側の一端に設け
られた排出部１６へ転送する。排出部１５では、転送さ
れた信号電荷を全てすててしまう。

その後、垂直走査期間開始直後近傍に設けた第２のチャ
ージパルス２２により第１のチャージパルス２１の後の
期間２３において光電変換部１１に蓄積された信号電荷
を垂直転送部１２へ転送する。これ以後次のチャージパ
ルス２１までの垂直走査期間は電子シャッタを用いない
場合と同様に、１水平期間毎に垂直転送パルス２６によ
って垂直転送部１２から水平転送部１３へ１水平ライン
分の信号電荷が順次転送され、水平転送パルスによって
水平転送部１３から信号電荷検出部１４を通して信号が
直列に出力される。

このような駆動方法によれば、垂直走査期間中に撮像装
置から出力される信号は、第２図の期間２３において光
電変換された信号電荷のみであり、シャッター効果は十
分に得られる。また、第１゜第２のチャージパルスが垂
直帰線期間の外に出ている為、従来よりも光電変換部に
蓄積される電荷の蓄積時間（第２図の２３）が従来の２
倍程度まで可変できる。また第１．第２のチャージパル
スが垂直帰線期間外に出ている為、出力の無信号部分（
第２図２７）が垂直走査期間内に出てくるが、特に大き
く画質を劣化させるものではない。

実施例では固体撮像装置にインターライン方式ＣＯＤを
用いたが、ＦＩＴ型ＣＯＤ　、フレームトランスファ一
方式ＣＯＤ、ＭＯＳ型等を用いてもよい。

発明の効果 以上のように本発明の固体撮像装置の駆動方法は、電子
シャッター動作時のシャッタスピードを従来の約４匹し
ているため、電子シャッタ効果が少なくてもよい被写体
の撮像時にカメラの感度低下を最小限にとどめるという
使用方法が可能になる。したがって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図は本発明の駆動方法を実現するために使用する固
体撮像装置のブロック図、第２図は第１図の固体撮像装
置の駆動パルスと信号出力の関係を示すタイミング図、
第３図は従来の固体撮像装置の基本的な構成のブロック
図、第４図は第３図の固体撮像装置の電子シャッタ動作
の駆動方法を説明するためのタイミング図である。 １１・・・・・・光電変換部、１２・・・・・垂直転送
部、１３・・・・・水平転送部、１４・・・・・・信号
電荷検出部、１５・・・・・排出部、２１・・・・・第
１のチャージパルス、２２・・・・・第２のチャージパ
ルス。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１泡消　
１　図　　　　　　　　　ノ５−−−耳１ブー４≧１１
５３Ｉ−尤電麦根音や ３？・−圭！転送部 、ａＳ−−−でト出、音や 第３図 ａＳ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個の光電変換素子が２次元に配列された光電変換部
   と、前記光電変換部に蓄積される信号電荷を垂直方向に
   転送する垂直転送部と、前記垂直転送部から転送される
   信号電荷を水平方向に転送する水平転送部と、前記水平
   転送部からの信号電荷を信号電圧に変換して出力する信
   号電荷検出部および不要信号電荷を排出する排出部を有
   する固体撮像装置の前記光電変換素子に蓄積された不要
   電荷を垂直走査期間終了直前近傍で第１の読み出しパル
   スで垂直転送部に読み出し、その後、前記不要電荷を高
   速伝送パルスで垂直転送部内を前記排出部へ向けて転送
   し、前記不要電荷を排出し、次いで前記第１の読み出し
   パルスによる読み出し後に前記光電変換素子に蓄積され
   た信号電荷を、その後に続く垂直走査期間開始直後近傍
   で第２の読み出しパルスで前記垂直転送部に読み出し、
   その後、通常の垂直転送パルスで前記垂直転送部内を前
   記水平転送部へ向けて転送し、さらに水平転送パルスで
   前記水平転送部内を前記信号電荷検出部へ向けて転送し
   、その後、前記信号電荷検出部を通して直列に出力させ
   ることを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。