JPS63164578A

JPS63164578A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPS63164578A
Application number: JP61311519A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kotaki; 小滝　弘昭
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-12-25
Filing date: 1986-12-25
Publication date: 1988-07-07

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は例えば電荷結合素子（以下、ＣＯＤと記す）
等の固体撮像素子を備えた固体撮像装置に関する。

（従来の技術）一般に、この種の固体撮像装置はそのＣＣＤに蓄積され
た信号電荷を読出すタイミングを切換えるシャッタ手段
を備えることにより、テレビジョンの１フイールドに再
生される画像の露光時間を通常の１／６０・Ｓより短く
して、スチル画像やスロー画像等の特殊再生の鮮明化が
図られている。

第４図はこのような従来のフレーム・インターライン型
ＣＯＤを示すもので、撮像部１、蓄積部２、水平転送部
３及び出力部４で構成されている。

この蓄積部２は撮像部１と同数の遮光された画素数を有
する。そして、撮像部１に結像した光学像は第５図に示
すようにレベルがＶＦ８のパルス（以下、フィールドシ
フトパルスと記す）が加えられると、−その受光素子に
蓄積された信号電荷がＣＯＤ転送部に読出される。すな
わち、蓄積された信号電荷は時刻ｔ１〜ｔ２の第１のフ
ィールドシフトパルスが加えられると、先ずＣＯＤ転送
部に読出され、時刻ｔ２以後シャッタがオンされる。

そして、時刻ｔ３〜ｔ４では、高速パルスが加えられて
撮像部１及び蓄積部２の垂直ＣＯＤに残つている不要な
スミア成分が掃出された後、時刻ｔｓ〜ｔ６間の第２の
フィールドシフトパルスにより再び信号電荷が垂直転送
部に読出されてシャッタがオフされ、シャッタ時間ｔｓ
（ｉ２〜ｔｓ）が終了する。次に、撮像部１の垂直転送
ＣＯＤに読出された信号電荷は時刻ｔ７〜ｔ８間の高速
パルスにより遮光されて蓄積部２に転送され、以後水平
ブランキング期間１ラインずつ水平転送部３に読出され
て高速で水平転送され、出力部４から出力される。なお
、上記第１のフィールドシフトパルスは水平ブランキン
グ期間内に出力され、その第２のフィールドシフトパル
スは垂直ブランキング期間内に出力される。そして、シ
ャッタ時間の可変は第１のフィールドシフトパルスの位
置変更により行われる。

ところで、上記固体撮像装置にあっては、テレビジョン
のインターレース走査のために、奇偶フィールドにおけ
るブランキングパルスを第６図に示すように１／２水平
走査期間（以下、Ｈと記す）ずらさなければならないの
で、例えばシャッタオン用の第１のフィールドパルスを
水平期間内に設けた場合、偶数フィールドでシャッタオ
フ用の第２のフィールドパルスを１／２Ｈだけ後ろにず
らして、シャッタ時間を奇偶フィールドで等しくする必
要がある。このため、奇偶フィールドにおいて第７図に
示すようにシャッタがオンされた時刻以後、次にシャッ
タがオンされるまでの時間に差が生じることとなり、高
速移動物体の計測等が困難であるという問題を有してい
た。

そこで、例えば第８図に示すように偶数フィールドにお
ける第１のフィールドパルスを映像信号期間内に設ける
ように構成して、奇偶フィールドにおける時間差を防止
することも考えられる。

しかしながら、このように構成した場合は、第１のフィ
ールドパルスが映像信号に飛込み、再生画像上のライン
にノイズが発生するという問題を有していた。

（発明が解決しようとする問題点）この発明は上記の奇偶フィールドにおけるシャッタ動作
に時間差が生じる点及び再生画像にノイズが発生する点
を解決するためになされたもので、ノイズの発生防止を
実現したうえで、可及的に高精度なシャッタ動作を実現
し得るようにした固体撮像装置を提供することを目的と
する。

［発明の構成コ（問題点を解決するための手段）この発明は固体撮像素子における信号電荷の読出しタイ
ミングを切換えて露光時間を制御してなるシャッタ手段
を有した固体撮像装置において、前記固体撮像子の露光
開始時刻が水平消去期間以外に設定された時に前記露光
開始時刻を含む水平走査期間の映像信号を該水平走査期
間前の映像信号に置換する置換手段を備えることにより
、ノイズの発生防止を実現したうえで、高精度なシャッ
タ動作を実現したものである。

（実施例）以下、この発明の実施例について、図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は一実施例に係る固体撮像装置を示すもので、Ｃ
Ｇ［）１１の感光面上には光学像がレンズ１２を介して
入射されて結像される。このＣＣＤ１１は例えば垂直方
向５００画素、水平方向８００画素分の受光素子が配列
されており、テレビジョンのインターレースのために、
第２図に示すようにその撮像部４０は１つの垂直転送Ｃ
ＣＤ３１、・・・に対して２つの受光素子３２．３３が
対応されている。この垂直転送ＣＣＤ３１は４つの電極
３４〜３７に分割されている。そして、パルス発生回路
１３に対してシャッタ時間の情報が入力され、発生した
パルスにより駆動回路１４が駆動パルスを発生すると、
この駆動パルスの一部が撮像部４０の４つの１１〜■４
端子３８（第２図参照）に垂直転送パルス■１〜Ｉ４と
して加えられる。また、上記ＣＣＤＩＩの蓄積部４１は
遮光されており、その１つの垂直転送ＣＣＤ４５が上記
撮像部４０と同様に４つの電極４６〜４９で構成されて
いる。そして、この蓄積部４１には上記駆動回路１４か
らの駆動パルスの一部が４つの８１〜Ｓ４端子３９（第
２図参照）に対して４相の垂直転送パルス８１〜Ｓ４と
して加えられる。

６一第３図は上記１１〜Ｉ４端子３８及びＳ１〜Ｓ４端子３
９に加えられる垂直転送パルス■１〜１４及びＳ１〜Ｓ
４を示すもので、同図（ａ）は奇数フィールドの垂直ブ
ランキング付近を示し、同図（ｂ）は偶数フィールドの
垂直ブランキング付近を示す。

すなわち、同図（ａ）において、垂直転送パルス１１及
びＩ３に存在するシャッタオン用の第１のフィールドシ
フトパルス５１．５２は指定されたシャッタ時間に最も
近い水平ブランキング期間内で加えられた後、そのスミ
ア掃出しパルス５３が撮像部４０及び蓄積部４１に対し
て共通に与えられてスミア成分が掃出される。次に、シ
ャッタオフ用の第２のフィールドシフトパルス５４゜５
６が加えられた後、フィールド転送パルス５５が撮像部
４０及び蓄積部４１に対して共通に与えられ、その映像
信号は蓄積部４１に高速で転送される。すると、蓄積部
４１は信号電荷を水平ブランキング期間を利用して垂直
方向に順に転送する。

そして、垂直転送ＣＯＤの最終段まで転送された信号電
荷は水平転送部４２の水平転送ＣＯＤに読出される。同
時に、この水平転送ＣＯＤには２相のパルスが端子４３
から加えられ、その信号電荷が高速で水平転送されて出
力部４４から読出される。

一方、同図（ｂ）の偶数フィールドにおいて、垂直転送
パルス１１．Ｉ２は、その第１及び第２のフィールドシ
フトパルス５９．６０及び５７゜５８が上述した奇数フ
ィールドと同様のシャッタ動作（シャッタオンから次の
シャッタオンまでの期間）を行なうように加えられる。

この第１のフィールドシフトパルス５９．６ＣＨ，ｔＩ
Ｉ！像信号Ｊｌｌ１間内に存在する。そして、この偶数
フィールドでは、指定されたシャッタ時間に対応して第
１及び第２のフィールドシフトパルス５９．６０が加え
られる直前のブランキングパルス（ＢＬＫ）６１の位置
で、上記パルス発生回路１３が信号切換えパルス１５を
発生し、後述するスイッチ１６に出力する。

このスイッチ１６はその第１の端子１７に対して上記Ｃ
ＧＤ１１の出力端が増幅器１８及び１Ｈ遅延線１９を介
在して接続されており、その第２の端子２０には上記増
幅器１８の出力端が接続されている。そして、このスイ
ッチ１６はその可動端子２１がプロセス回路２２及び同
期・ブランキング付加回路２３を介して出力端子２４に
接続されている。

上記構成により、ＣＧＤｌｌの出力信号は増幅器１８で
所定のレベルに増幅された後、１Ｈ遅延線１９を介して
スイッチ１６の第１の端子１７に導かれると共に、その
第２の端子２０には増幅器１８で増幅された現信号が入
力される。このスイッチ１６は通常、その可動端子２１
が第２の端子２０に接続されており、上記パルス発生回
路１３から信号切換えパルス１５が加えられると、第１
の端子１７に切換え接続される。これにより、スイッチ
１６の可動端子２１には１Ｈ遅延信号が導かれ、この１
Ｈ遅延信号がプロセス回路２２でガンマ補正等の各種の
非線形処理が施された後、同期・ブランキング付加回路
２３を介して出力端子２４に導かれ、映像信号として出
力される。そして、上記スイッチ１６はその１Ｈ期間が
終了すると、可動端子２１が再び第２の端子２０に切換
え接続されて、上記増幅器１８の現信号が可動端子２１
に導かれ、その後上述したようにプロセス回路２２及び
同期・ブランキング付加回路２３を介して出力端子２４
に導かれ、映像信号として出力される。

このように、上記固体撮像装置は第１及び第２のフィー
ルドシフトパルスを奇偶フィールドにおいて同様の位置
に設定し、第１のフィールドシフトパルスが水平ブラン
キング期間外に存在する時に、その出力信号を１日遅延
信号に置換するように構成したことにより、奇偶フィー
ルドにおけるシャッタ動作が常に等しくなるために、高
速移動物体においても正確な計測が可能となり、しかも
ノイズのない高画質な画像が実現できる。また、これに
よれば、第１のフィールドシフトパルスの位置を自由に
設定することが可能となるため、可及的にシャッタ時間
を所望の指定値に設定することができる。

なお、上記実施例では、第１のフィールドシフトパルス
を奇数フィールドにおいて水平ブランキング期間内に設
定し、偶数フィールドを水平ブランキング期間外に設定
した場合で説明したが、これに限ることなく、この逆に
設定することも可能である。また、指定されたシャッタ
時間に極力近付けるために、奇偶フィールドとも水平ブ
ランキング期間外に設定することも可能である。

さらに、上記実施例では、固体撮像素子としてＣＣＤを
用いて構成した場合で説明したが、これに限ることなく
、例えば、ＭＯ８型撮像素子等の固体撮像素子を用いて
構成することも可能で、同様の効果を期待できる。よっ
て、この発明は上記各実施例に限ることなく、その他、
この発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変形を実施
し得ることはいうまでもないことである。

［発明の効果］以上詳述したように、この発明によれば、ノイズの発生
防止を実現したうえで、可及的に高精度なシャッタ動作
を実現し得るようにした固体搬像装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る固体撮像装置を示す
回路構成図、第２図は第１図のＣＯＤを示す構成図、第
３図は第１図の動作を説明するために示したタイミング
チャート、第４図乃至第８図は従来の固体撮像装置を説
明するために示した図である。１１・・・ＣＣＤ、１２・・・レンズ、１３・・・パル
ス発生回路、１４・・・駆動回路、１５・・・信号切換
えパルス、１６・・・スイッチ、１７・・・第１の端子
、１８・・・増幅器、１９・・・１日遅延線、２０・・
・第２の端子、２１・・・可動端子、２２・・・プロセ
ス回路、２３・・・同期・ブランキング付加回路、２４
・・・出力端子、５１．５２．５９．６０・・・第１の
フィールドシフトパルス、５４，５６．５７．５８・・
・第２のフィールドシフトパルス。

Claims

【特許請求の範囲】

固体撮像素子における信号電荷の読出しタイミングを切
換えて露光時間を制御してなるシャッタ手段を有した固
体撮像装置において、前記固体撮像子の露光開始時刻が
水平消去期間以外に設定された時に前記露光開始時刻を
含む水平走査期間の映像信号を該水平走査期間前の映像
信号に置換する置換手段を具備したことを特徴とする固
体撮像装置。