(57)【要約】【課題】黒レベルの基準値に必要な安定した電圧が、ＩＳＩＳ型ＣＣＤの転送駆動電極のための配線金属により遮光した水平転送路から容易に得られるようにした超高速度カメラ用の黒クランプ装置を提供すること。【解決手段】メカシャッタを開き撮像を開始した後、トリガ入力Ｔが入力されるとメカシャッタが閉じ、電荷転送が行われ撮影が終了するＩＳＩＳ型ＣＣＤカメラにおいて、トリガ入力Ｔに同期して水平転送路だけの転送を意味する空転送を行なうようにし、メカシャッタが閉じた後で空の水平転送路に蓄積された電荷が最初に転送されるデータとなるようにした上で、この空の水平転送路に蓄積された電荷によるデータを、黒クランプのための黒レベルの基準値としたもので、この結果、簡単な構成で確実に光漏れ電荷の影響を無くし、正しい黒クランプに必要な基準値が容易に得られることになる。【選択図】図２
2010226442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＳＩＳ型ＣＣＤの水平転送路に、前記ＩＳＩＳ型ＣＣＤの転送駆動電極のための配線金属によるＯＢ領域を設けて遮光し、前記水平転送路にある空の水平転送路部分から読み出される電荷を暗電流の基準値として検出し、黒クランプを行なう方式の黒クランプ装置において、
前記水平転送路部分だけを転送動作させる制御手段を設け、
前記ＩＳＩＳ型ＣＣＤの垂直転送路から前記水平転送路に電荷を移動させ、前記水平転送路から前記空の水平転送路部分を経由してＣＣＤの外部に画像信号を転送させる際、一旦、前記制御手段により前記空の水平転送路部分の電荷を転送させた後、前記画像信号を転送する動作が実行されるように構成したことを特徴とする黒クランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子に固体撮像デバイスを用いたカメラの黒クランプ方式に係り、特に、固体撮像デバイスに画素周辺記録型撮像素子を用いて超高速度の撮像に対応するようにした超高速度カメラ用の黒クランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、爆発、燃焼、破壊、弾丸の発射状況や飛翔状況など、状態が短時間の間に大きく変化する現象、いわゆる高速現象を伴う被写体は、そのまま肉眼で観察しても像として捉えることは殆どできず、従って、現象の分析が極めて困難であり、このためには、例えば１秒間に１００万コマ、つまり１フレームの撮像時間が１μ秒以下という高速度で被写体を撮像する必要がある。
【０００３】
しかしながら、従来から用いられている通常のＣＣＤ固体撮像デバイスによっては、このような高速度の撮像に対応するのは困難で、例えばストロボ照明による光サンプリングにより撮像しなければならなかった。
【０００４】
そこで、近年、ＩＳＩＳ(In-situStorage Image Sensor：画素周辺記録型撮像素子)と称されるＣＣＤ固体撮像デバイス、いわゆるＩＳＩＳ型ＣＣＤが実用化され、このＩＳＩＳ型ＣＣＤによれば、高速度の撮像が通常の照明のもとで容易に得られるようになってきた(例えば特許文献１などを参照)。
【０００５】
ところで、このＩＳＩＳ型ＣＣＤは、通常のＣＣＤとは異なり、高速度撮影を実現するために特殊な構造を備え、これに対応して独特な読出方式になっている。
【０００６】
まず、通常のＣＣＤの場合、その読出方式は図４に示すようになっている。すなわち、この場合、画素を構成しているフォトダイオードにより光電変換された信号電荷は、図示のように、フレーム毎に垂直、水平の転送路を経由してＣＣＤの外部に読出される。
【０００７】
従って、撮影速度を上げるためにはデータの読出速度を上げるか、読出すデータ量を減らすか、又はその両方が必要であるが、しかし、このとき読出速度にも限界があり、読出すデータ量を減らすことは情報量の不足に繋がるから、結局、通常のＣＣＤでは高速度撮影を行うのは困難なのである。
【０００８】
これに対してＩＳＩＳ型ＣＣＤの場合、その読出方式は図５に示すようになっている。すなわち、このＩＳＩＳ型ＣＣＤの場合、図示のように、各画素のフォトダイオードに、所定の転送パルスにより動作する多段ＣＣＤメモリ、例えば１４４段のＣＣＤメモリからなる転送路(斜め転送路という)が直結してある。このとき転送路が斜めにしてあるのは、フォトダイオードの間のスペースを有効利用するためである。
【０００９】
そして、各フォトダイオードにより光電変換された各画素の信号電荷は、所定の読出パルスにより、所定の読出間隔、例えば１μ秒の読出間隔で斜め転送路に順次、転送され、１４４段のＣＣＤメモリの格段に一旦、格納された後、所望のタイミングで垂直、水平の転送路を経由してＣＣＤの外部に読出されるようにしてあり、この結果、フレーム毎の電荷転送段数が１段で済み、従って、超高速度撮影が可能にできるのである。
【００１０】
ここで、図６は、ＩＳＩＳ型ＣＣＤの一例で、このＩＳＩＳ型ＣＣＤは、図示のように、約１５万画素(縦４１３×横３６０)の撮像素子において、横４５画素単位でチャネルを構成し、全部で８チャネルの並列出力を得るようにした場合のものである。
【００１１】
次に図７は、このＩＳＩＳ型ＣＣＤの１チャネル分を詳細に示したものである。
【００１２】
この図７の場合、図示のように、各画素のフォトダイオードには、当該画素毎に発生した電荷を蓄積し転送するための１４４段のＣＣＤメモリからなる斜め転送路が接続され、各々の斜め転送路は各チャネルの垂直転送路の所定の段(ステージ)に接続されている。
【００１３】
そして、各チャネルの垂直転送路は、その最下位の段で水平転送路の所定の段に接続され、この水平転送路の最終段から空の転送路を経由してＣＣＤの外部に読出されるようになっている。
【００１４】
このＩＳＩＳ型ＣＣＤの電荷の転送方式は、撮像視野の設定などの前処理におけるモニタモードと、本来の目的である高速モードとでは異なり、モニタモードでは通常のカメラの場合とほぼ同じフレーム期間で読み出される。
【００１５】
一方、転送方式が高速モードの場合、図示してない機械式シャッタ(メカシャッタ)が開けられ、ＩＳＩＳ型ＣＣＤの受光面に被写体像が投影され、フォトダイオードに光が入射し、これによりフォトダイオードに電荷が蓄積された後、開始される。
【００１６】
そして、このときフォトダイオードに蓄積された電荷は、上記した読出パルスにより、１μ秒毎に斜め転送路の各段にバケツリレー方式により順次転送され、蓄積されてゆく。
【００１７】
このとき斜め転送路に既にあった電荷は順次、押し出されてＣＣＤの基板に捨てられる。
【００１８】
従って、この動作を、撮像開始タイミングでトリガ信号が入力されるまで繰り返すことにより、電荷の更新が１μ秒毎に常時、行なわれている状態を保つことができる。
【００１９】
ここで、トリガ信号が入力されると、この時点で斜め転送路からの電荷の押し出しは止まり、このとき斜め転送路に蓄積されていた電荷が垂直転送路に転送されてゆく。そして１４４フレーム分の電荷が垂直転送路に転送され１４４段の全ての段に蓄積された状態になったとき、斜め転送路から垂直転送路への電荷の転送を止め、撮像を終了させる。
【００２０】
そうすると、このとき垂直転送路の各々に蓄積された電荷が１フレーム毎の各画素毎の映像情報となるので、結局、１４４フレーム分、つまり１４４μ秒間の映像情報が垂直転送路全体に保存されていることになる。
【００２１】
次に、この１４４フレーム分のデータを外部に出力するため、垂直転送路から水平転送路に電荷を移動させる。そして、水平転送路のすべての段に電荷が移動し、そこに貯められたら、この後、図示の通り、空の水平転送路とバッファ用のＦＤＡ(Floating Diffusion Amplifier)を経由して、１４４フレーム分の映像情報を、水平転送路からＣＣＤの外部に出力させ、所定のメモリに格納すれば、超高速度撮影による１４４μ秒間の画像が得られることになる。
【００２２】
このときの超高速度撮影が可能になる時間は、転送パルスの時間間隔と斜め転送路を構成している多段ＣＣＤメモリの段数により決る。
【００２３】
従って、例えば転送パルスが上記した１μ秒間隔で、多段ＣＣＤメモリの段数が上記した１４４段の場合、上記したように、１μ秒の分解能のもとで超高速度撮影した画像が１４４μ秒間分得られることになる。
【００２４】
ところで、現在、汎用されているＣＣＤは、完全に光が遮断された状態にしても各画素の電荷はゼロにならないので暗電流が発生し、画像ノイズの原因となる。
【００２５】
そこで、映像の黒レベルをクランプ(固定)する必要があるが、このとき、ＯＢ(オプティカルブラック)領域と呼ばれる遮光領域をＣＣＤの受光面の一部に設け、遮光された画素から読出した信号を暗電流の基準値として画像信号をクランプするという、いわゆるＯＢ領域黒クランプ方式が従来技術として知られている。
【００２６】
そこで、上記したＩＳＩＳ型ＣＣＤによる超高速度カメラにおいても、同じくＯＢ領域を設け、黒クランプ処理を行うことが考えられる。
【００２７】
そこで、この場合の一例について、図８により説明する。
【００２８】
この図８の方法は、ＩＳＩＳ型ＣＣＤの垂直転送路の最下段にある第１列から第３列までの３画素分にＯＢ領域を設け、このＯＢ領域から読み出した画像信号の値を黒レベルの基準としてクランプすることにより暗電流によるノイズを除去するようにした場合の黒クランプ処理の一例である。しかし、この方法で問題になるのは、撮像モードや撮影速度が異なると、クランプのタイミングも変わってしまうことである。
【００２９】
何故なら、この図８に示した方法では、高速撮影モードのとき画像転送の最初の数回の水平転送期間においてクランプされるだけで、残りのデータ転送期間にはクランプが働かないため、暗電流の基準値を検出することができないからであり、このため、上記した高速撮影モードでは黒クランプ処理が正しく得られなくなってしまう。
【００３０】
そこで、ＩＳＩＳ型ＣＣＤの空の水平転送路にＯＢ領域を設けて遮光し、この空の水平転送路部分から読み出される電荷を暗電流の基準値として検出し、黒クランプを行なう方法が考えられる。
【００３１】
これは、例えば水平転送路が５００画素分ある場合、その先頭の５０段が空であることを利用し、この空の水平転送路から電荷を読み出して黒クランプの基準値とするのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特開２００８−１２４６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
上記の方法では、水平転送路が遮光された場合、そこに蓄積される電荷の量は、主として半導体基板の温度で決る一定値なので、黒レベルの基準として使用することができるのであるが、このときＩＳＩＳ型ＣＣＤにおいては、図９に示すように、水平転送路の上には転送駆動電極の配線金属が電極線として設けられている。
【００３４】
そこで、上記の方法では、この電極線となっている配線金属をＯＢ領域として遮光を兼ねさせ、水平転送路が遮光されるようにしているが、このとき、以下の問題がある。
【００３５】
この場合、転送駆動電極の配線金属は各転送路に沿って配列されているが、製造の都合上、水平転送路の折り返し部分、いわゆる空の水平転送路に配線金属が欠如している部分が生じてしまうのが避けられない。
【００３６】
ＩＳＩＳ型ＣＣＤでは、上記したように、例えば１５万画素(縦４１３×横３６０)の撮像素子において、横４５画素単位でチャネルを構成し、全部で８チャネルの並列出力を得るようにしている。つまり複数チャネルの並列出力読み出しのため、バッファ用のＦＤＡをそのまま素直に水平転送路に配置することができず、このため図９に示すように、水平転送路を一旦折り返したあとでＦＤＡを配置している。
【００３７】
この場合、水平転送路の折り返し部分、つまり空の水平転送路の上にＦＤＡの電源電極線やパルス電極線などが通っていることになり、これらの電極線が上記した配線金属のＯＢ領域として遮光を兼ねていることになる。
【００３８】
ところが、これらの電極線には、それらがショートしないように分離するための隙間Ｇを設ける必要があり、このため、上記したように、空の水平転送路の上に配線金属が欠如している部分が生じてしまうのが避けられなくなってしまうのである。
【００３９】
上記したように、水平転送路のＣＣＤメモリに蓄積される電荷の量は、主としてＣＣＤ半導体基板の温度で決る一定値と考えられ、従って、空の水平転送路の電荷を黒レベルの基準として使用することができるのであるが、しかし、光の照射を受けると、フォトダイオードほどではないが、水平転送路のＣＣＤメモリに電荷の移動が生じてしまう。
【００４０】
このとき、空の水平転送路では、配線金属が欠如している部分、つまり隙間Ｇがあるので、その近傍から空の水平転送路に光が漏れ込んでしまうことになり、この状態でクランプを行ったとすると、空の水平転送路が光に曝されていることから、黒レベルの基準値として正しい値を得ることができず、この結果、上記の方法では、黒レベルを一定に固定することができないという問題点が生じてしまうことになる。
【００４１】
本発明は上記の方法における問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、黒レベルの基準値に必要な安定した電圧が、ＩＳＩＳ型ＣＣＤの転送駆動電極のための配線金属により遮光した水平転送路から容易に得られるようにした超高速度カメラ用の黒クランプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４２】
上記の目的は、ＩＳＩＳ型ＣＣＤの水平転送路に、前記ＩＳＩＳ型ＣＣＤの転送駆動電極のための配線金属によるＯＢ領域を設けて遮光し、前記水平転送路にある空の水平転送路部分から読み出される電荷を暗電流の基準値として検出し、黒クランプを行なう方式の黒クランプ装置において、前記水平転送路部分だけを転送動作させる制御手段を設け、前記ＩＳＩＳ型ＣＣＤの垂直転送路から前記水平転送路に電荷を移動させ、前記水平転送路から前記空の水平転送路部分を経由してＣＣＤの外部に画像信号を転送させる際、一旦、前記制御手段により前記空の水平転送路部分の電荷を転送させた後、前記画像信号を転送する動作が実行されるようにして達成される。
【発明の効果】
【００４３】
超高速カメラの場合、メカシャッタを開いて撮像を開始した後、トリガ入力が入ると、これに同期してメカシャッタが閉じ、電荷転送が行われるが、このときＯＢ領域に存在する隙間のため、撮影開始から撮影終了までの間に空の水平転送路に蓄積された電荷が光漏れの影響を受けている。
【００４４】
このとき本発明によれば、画像転送に際して、一旦、水平転送路だけが転送されるので、このときに空の水平転送路に蓄積されていた光漏れ電荷は捨てられてしまい、メカシャッタが閉じた後で空の水平転送路に蓄積された電荷が最初に転送されるデータとなり、黒クランプに必要な基準値となる。
【００４５】
従って、本発明によれば、簡単な構成で確実に光漏れ電荷の影響を無くし、正しい黒クランプに必要な基準値が容易に得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明による黒クランプ装置の一実施の形態を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態による動作を説明するためのタイミング図である。
【図３】本発明を適用しない場合の動作を説明するためのタイミング図である。
【図４】通常のＣＣＤの場合の読出方式の説明図である。
【図５】ＩＳＩＳ型ＣＣＤの場合の読出方式の説明図である。
【図６】ＩＳＩＳ型ＣＣＤの一例を示す概念図である。
【図７】ＩＳＩＳ型ＣＣＤの１チャネル分の構成を詳細に示した説明図である。
【図８】従来技術によるＯＢ領域を用いた黒クランプ方式の一例を示す説明図である。
【図９】転送駆動電極の配線金属をＯＢ領域として遮光を兼ねさせ、水平転送路が遮光されるようにした場合の黒クランプ方法の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、本発明に係る超高速度カメラ用の黒クランプ装置について、図示の一実施の形態により詳細に説明する。
【００４８】
図１は、本発明の一実施形態が適用された超高速度カメラの概略を示すブロック図で、１は撮像用のレンズ、２はメカシャッタ、３はＩＳＩＳ型ＣＣＤからなる撮像装置で、４は制御部、５は画像メモリ、そして６はモニタ装置である。
【００４９】
ここで、まず、レンズ１は、図示してない被写体の像を撮像装置３の光電変換面に結像させる働きをする。
【００５０】
次に、メカシャッタ２は、撮像を開始するまでは余分な光が撮像装置３のＩＳＩＳ型ＣＣＤに入射されないようにし、撮像装置３のＩＳＩＳ型ＣＣＤから画像信号を転送するときＩＳＩＳ型ＣＣＤの光電変換面に光が入射されるのを遮断する働きをする。
【００５１】
そして、撮像装置３のＩＳＩＳ型ＣＣＤは、図５で説明した斜め転送路を備えたもので、この実施形態でも、例えば１４４段のＣＣＤメモリからなる斜め転送路を備えている。
【００５２】
そして、各フォトダイオードにより光電変換された各画素の信号電荷は、所定の転送パルスにより、所定の読出間隔、例えば１μ秒の読出間隔で斜め転送路に順次、転送され、１４４段のＣＣＤメモリの格段に一旦、格納された後、所望のタイミングで垂直、水平の転送路を経由してＣＣＤの外部に読出されるようにして、超高速度撮影を可能にしたものである。
【００５３】
また、このとき、約１５万画素(縦４１３×横３６０)の撮像素子において、横４５画素単位でチャネルを構成し、全部で８チャネルの並列出力を得るようにしてある点も、図６の場合と同じである。
【００５４】
更に、このとき各画素のフォトダイオードに接続されている各々の斜め転送路が各チャネルの垂直転送路の所定の段に接続され、各チャネルの垂直転送路は、その最下位の段で水平転送路の所定の段に接続され、この水平転送路の最終段から空の転送路を経由してＣＣＤの外部に読出されるようになっている点も図７で説明した場合と同じである。
【００５５】
そして、この撮像装置３のＩＳＩＳ型ＣＣＤも、水平転送路を一旦折り返した後でＦＤＡを配置し、このとき水平転送路と、その折り返し部分、つまり空の水平転送路の上にＦＤＡの電源電極線やパルス電極線などが通っていて、これらの電極線が上記した配線金属のＯＢ領域として遮光を兼ねており、このため、これらの電極線には、それらがショートしないように分離するための隙間Ｇが設けられている点も図９で説明した場合と同じである。
【００５６】
次に、制御部４は、メカシャッタ２と撮像装置３のＩＳＩＳ型ＣＣＤに制御信号を供給し、メカシャッタ２の開閉タイミングを制御し、撮像装置３のＩＳＩＳ型ＣＣＤを制御する働きをする。
【００５７】
そして、制御部４は、上記したモニタモードのとき、まず、メカシャッタ２を開き、その上で通常のカメラの場合とほぼ同じフレーム期間で撮像装置３のＩＳＩＳ型ＣＣＤに読み出し処理を行なわせ、画像をメモリ５に格納した上でモニタ装置６に表示させる。
【００５８】
次に、高速モードの場合の動作について、図２のタイミング図により説明する。
【００５９】
まず、以下の説明で使用する用語について定義する。
【００６０】
撮像準備信号Ａ：高速モードで動作させ、対象となる高速現象を撮像する
とき、まず、準備段階で、例えば操作員などにより人為
的に入力される信号
撮像開始信号Ｃ：準備段階の後の所望の時点で、対象となる高速現象の発
現を想定するタイマから入力される信号、或いは人為的
に入力される信号
トリガ信号Ｔ：撮像開始の後、対象となる高速現象が発現したとき、そ
れを検知するセンサから入力される信号、或いは人為的
に入力される信号
読出パルスＰR ：ＩＳＩＳ型ＣＣＤのフォトダイオードに蓄積された電荷
を当該フォトダイオードから読出して順次、斜め転送路
に転送させるパルス
転送パルスＰH ：ＩＳＩＳ型ＣＣＤの水平転送路を転送動作させるパルス
転送パルスＰV ：ＩＳＩＳ型ＣＣＤの垂直転送路を転送動作させるパルス
そして、まず、高速モードのとき、制御部４は、撮像準備信号Ａと撮像開始信号Ｃ、それにトリガ信号Ｔに応じて制御を開始する。
【００６１】
そして、いま、図２の時点ｔ0 よりも前のある時点ｔX で撮像準備信号Ａが入力されていたとすると、制御部４は、この時点ｔX でメカシャッタ２に開放信号を供給し、メカシャッタ２を開く。
【００６２】
これにより、ＩＳＩＳ型ＣＣＤの受光面にレンズ１による被写体像が投影されるようになり、この結果、ＩＳＩＳ型ＣＣＤのフォトダイオードに光が入射し、これによりフォトダイオードに電荷が蓄積されるようになり、時点ｔX 以降、撮像準備が整うことになる。
【００６３】
次に、時点ｔX の後のある時点ｔ0 で、図１に示すように、制御部４に撮像開始信号Ｃが入力されたとすると、制御部４は、この時点ｔ0 で読出パルスＰR を発生し、撮像装置３のＩＳＩＳ型ＣＣＤに読出パルスＰR の供給を開始する。このときの読出パルスＰR は１μ秒毎のパルスである。
【００６４】
これにより、このときＩＳＩＳ型ＣＣＤのフォトダイオードに蓄積された電荷は、１μ秒毎に斜め転送路の各段にバケツリレー方式により順次転送され、蓄積されてゆく。
【００６５】
このとき斜め転送路に残っていた以前の電荷は順次、ＣＣＤのメモリから押し出されＣＣＤの基板に捨てられるので、結局、この時点ｔ0 以降、撮像装置３のＩＳＩＳ型ＣＣＤにおいては、そのフォトダイオードの電荷が１μ秒毎に斜め転送路に転送され、順次更新されている動作状態を保っている。
【００６６】
ここで、次に、図２(b)に示すように、時点ｔ1 においてトリガ信号が入力されると、制御部４は、図２(a)に示すように、読出パルスＰR の供給を停止する。
【００６７】
そうすると、この時点ｔ1 で斜め転送路からの電荷の押し出しは止まり、斜め転送路には、この時点ｔ1 の前の１４４μ秒間の電荷が蓄積され保存されることになる。
【００６８】
また、これと並行して、制御部４は、時点ｔ1 で、図２(c)に示すように、メカシャッタ２に閉成信号を供給し、更に図２(d)に示すように、転送パルスＰH を発生し、ＩＳＩＳ型ＣＣＤの水平転送路に供給する。
【００６９】
そこで、この時点ｔ1 において、メカシャッタ２は、図２(c)に示すように閉じられ、この結果、ＩＳＩＳ型ＣＣＤの光電変換面は遮光状態にされ、この状態で、ＩＳＩＳ型ＣＣＤの水平転送路だけが、図２(d)に示すように、時点ｔ1 から転送動作を開始する。これを空転送という。
【００７０】
このとき、制御部４は、この空転送が、後述する所望の期間になるように、図２(d)に示す時点ｔ2 で転送パルスＰH の発生を停止する。
【００７１】
そして、この時点ｔ2 の後の時点ｔ3 で、制御部４は、今度は転送パルスＰH と、転送パルスＰV を発生し、ＩＳＩＳ型ＣＣＤの水平転送路と垂直転送路に供給する。
【００７２】
これにより、まず、斜め転送路に蓄積されていた電荷が垂直転送路に転送されてゆき、１４４フレーム分の電荷が垂直転送路に転送され１４４段の全ての段に蓄積された状態になった後、垂直転送路から水平転送路に電荷が移動させられる。
【００７３】
そして、水平転送路のすべての段に電荷が移動し、そこに貯められたら、この後、１４４フレーム分の映像情報を、水平転送路から図示の空の水平転送路を経由しバッファ用のＦＤＡを介してＣＣＤの外部に出力させ、メモリ５に転送し、そこに格納して撮像を終了させる。
【００７４】
ここで制御部４は、水平転送路からの空の水平転送路を経由しバッファ用のＦＤＡを介してＣＣＤの外部に出力させ、メモリ５に転送されてゆく映像情報の最初の５０フレーム分の映像情報のレベルを検出し、これを黒レベルの基準値とし、メモリ５に転送されてゆく映像情報の黒レベルをクランプする。
【００７５】
この結果、この実施形態によれば、図９の場合と同じく、電極線に隙間Ｇが設けてあるにもかかわらず、常に的確な黒レベルの基準値が得られることになり、映像情報の黒レベルを正しくクランプすることができるのであるが、以下、その理由について、図３のタイミングチャートにより説明する。
【００７６】
ここで、この図３は、トリガ信号Ｔが入力されたタイミングで、そのまま直ちに１４４フレーム分の映像情報を、水平転送路から空の水平転送路を経由しバッファ用のＦＤＡを介してＣＣＤの外部に出力させ、メモリ５に転送した場合の動作を表わしたタイミングチャートであるが、この場合、トリガ信号Ｔが入力された時点で直ちに１４４フレーム分のデータ転送が行なわれている。
【００７７】
そうすると、この場合、メカシャッタ２が閉じられる前に空の水平転送路に残っていた電荷が、１４４フレーム分のデータ転送に伴って、最初に転送されてくる。このとき空の水平転送路の長さは、通常、５０フレーム分程度であるが、ここに残っていた電荷は、メカシャッタ２が閉じられる前に蓄積された電荷であるから、前述のように、空の水平転送路が光に曝されていて、光漏れの影響を受けている確率が極めて高い。
【００７８】
この結果、このとき最初に転送されてきた約５０フレーム分のデータは、図示のように、光漏れ電荷の影響を受けていて、黒レベルの基準値として正しい値を持っていない。
【００７９】
従って、この場合、図９で説明した通り、黒レベルを一定に固定することができないという問題点が生じてしまうことになる。
【００８０】
一方、図２の本発明の実施形態の場合、トリガ信号Ｔが入力されたタイミングで直ちに１４４フレーム分の映像情報の転送を開始するのではなく、一旦、ここで所望の期間、空転送が行なわれる。
【００８１】
ここで、この所望の期間とは、転送されてくるデータが光漏れ電荷の影響を受けている確率が極めて高い場合、すなわち、メカシャッタ２が閉じられる前に空の水平転送路に蓄積された電荷の転送に要する期間のことであるが、このとき、空の水平転送路の長さは、前述したように、約５０フレーム分であるから、結局、ここにいう期間とは、約５０フレーム分の転送時間となる。
【００８２】
従って、この図２の実施形態の場合、上記した光漏れ電荷の影響を受けている確率が極めて高い電荷によるデータは、１４４フレーム分の映像情報の転送を開始する前に、空転送により捨てられてしまうことになる。
【００８３】
この結果、この後、時点ｔ3 で映像情報の転送を開始したとき、最初の約５０フレーム分のデータは、メカシャッタ２が閉じられた後、空の水平転送路に蓄積された電荷によるデータ、つまり光漏れ電荷の影響を受けていないデータとなり、従って、ＯＢ領域となる電極線に、図９に示されているように、隙間Ｇが設けてあるにもかかわらず、常に的確な黒レベルの基準値が得られるのである。
【００８４】
従って、本発明の実施形態によれば、ＩＳＩＳ型ＣＣＤを用い、通常照明のもとで動作可能にしたＯＢ領域黒クランプ方式の超高速カメラに適用して、黒レベルが充分に安定した高画質の映像を容易にモニタすることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１  撮像装置(ＩＳＩＳ型ＣＣＤを用いた超高速の撮像装置)
２  メカシャッタ(機械式シャッタ)
３  レンズ(撮像用のレンズ)
４  制御部
５  メモリ(画像データ用のメモリ)
６  モニタ装置(画像観察用の表示装置)
【図１】
2010226442.tif 000003
【図２】
2010226442.tif 000004
【図３】
2010226442.tif 000005
【図４】
2010226442.tif 000006
【図５】
2010226442.tif 000007
【図６】
2010226442.tif 000008
【図７】
2010226442.tif 000009
【図８】
2010226442.tif 000010
【図９】
2010226442.tif 000011