(57)【要約】【課題】電子シャッタ変更命令を適応し変更した電子シャッタの画像データのみを出力する。【解決手段】ＩＴ−ＣＣＤと、ＶＤ前に電子シャッタタイミングによって定まる蓄積時間を読み込むタイミング発生部とオーバーフロードレイン掃き捨てと読み出しとを内蔵の垂直転送駆動部と、双方向伝送回路とを有する固体撮像装置において、電子シャッタ変更命令を毎垂直周期ごとに受けつけ該電子シャッタ変更命令が来た次の垂直周期は、画像データの出力または伝送の少なくとも一方を中止し、該電子シャッタ変更命令に対応した電子シャッタパルスをＳＵＢに印加し、該電子シャッタ変更命令が来た次の次の垂直周期に該電子シャッタ変更命令に対応した画像データを出力する。【選択図】図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＴ−ＣＣＤと、ＶＤ前に電子シャッタタイミングによって定まる蓄積時間を読み込むタイミング発生部とオーバーフロードレイン掃き捨てと読み出しとを内蔵の垂直転送駆動部と、双方向伝送回路とを有する固体撮像装置において、電子シャッタ変更命令を毎垂直周期ごとに受けつけ該電子シャッタ変更命令が来た次の垂直周期は、画像データの出力または伝送の少なくとも一方を中止し、該電子シャッタ変更命令に対応した電子シャッタパルスをＳＵＢに印加し、該電子シャッタ変更命令が来た次の次の垂直周期に該電子シャッタ変更命令に対応した画像データを出力することを特徴とする固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子を有する撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコン製撮像素子は、基板（Substrate以下Sub）電圧（以下V-sub）等の電極電圧を可変することで、フォトダイオード（Photo-Diode以下ＰＤ）の飽和特性が可変する。Sub等のオーバーフロードレイン（Over-flow-Drain以下ＯＤ）に正のパルス電圧を印可する事によりＰＤ電荷を掃き捨てる。電荷転送型撮像素子（Charge-Coupled-Device以下ＣＣＤと略す）の中でもＦＩＴ(Frame-Interline-Transfer)−ＣＣＤやＩＴ(Interline-Transfer)−ＣＣＤでは、基盤（Sub）がＯＤとなり、縦型ＯＤと呼ばれる。
【０００３】
ＩＴ−ＣＣＤには、４相のＩＴ−ＣＣＤと３相のＩＴ−ＣＣＤがある。４相のＩＴ−ＣＣＤと３相のＩＴ−ＣＣＤとは、ＳＵＢに高圧の電子シャッタパルスを印加することにより信号電荷を掃き捨て、蓄積時間を制御し、Ｖ1等に読み出しパルスを印加することにより信号電荷を読み出し、Ｖ１−Ｖ４またはＶ１−Ｖ３に転送パルスを印加することにより信号電荷を垂直転送し、Ｈ１、Ｈ２，ＲＧに転送パルスを印加することにより信号電荷を水平転送し、ＦＤＡから読み出す。（非特許文献１と非特許文献２と参照）。
掃き捨て動作と読み出し動作の位相を工夫して画面の一部を高フレームレートで読み出すパーシャルスキャンも実施されている（特許文献１参照）。
【０００４】
図６は、従来の撮像装置の構成を示すブロック図であり、ＩＴ−ＣＣＤを１つ用いたカメラである。図６は、ＩＴ−ＣＣＤと、ＶＤ前に電子シャッタタイミングによって定まる蓄積時間を読み込むタイミング発生（Timing Generator：以下ＴＧ）とＯＤ掃き捨てと読み出しとを内蔵の垂直転送駆動部と、雑音を除去するＣＤＳ（Correlated  Double  Sampling）と暗電流補正と利得可変増幅回路（Automatic-Gain-Control以下ＡＧＣ）とデジタル映像信号Ｖｉに変換するＡＤＣ（Analog-Digital-Converter）と水平転送と電圧変換のリセットとＣＤＳとＡＧＣとＡＤＣとのＴＧを内蔵したＦＥＰ（Front-End-Processor）と信号処理回路とＣＰＵ（Central-Processing-Unit）と双方向伝送回路Ｉ／Ｏとからなる。信号処理回路とＣＰＵと双方向伝送回路Ｉ／ＯとはＦＰＧＡ（Field-Programmable-Gate-Array）に統合されることも多い。
画面前に掃き捨て時間決定のＣＣＤの掃き捨て時間決定のフローチャートの図４の様に、ＰＣからカメラのＣＰＵが受け取っておいた電子シャッタ変更命令に基づき、ＶＤ前に電子シャッタタイミングによって定まる蓄積時間をＣＰＵからＴＧに読み込む。
その結果、従来のタイミングチャートの図５の様に、ＰＣからカメラのＣＰＵが電子シャッタ変更命令を受け取ってから、電子シャッタが変更された画像信号がＣＣＤから読み出されるのは、２フレーム後となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−４２８３８号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＩＣＸ６３８ＡＫＡデータシートJ08Z21B99  ソニー(株)
【非特許文献２】ＩＣＸ２０４データシートJ98809Ｃ3Z  ソニー(株)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、電子シャッタ変更命令を適応した画像データのみを出力することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、ＩＴ−ＣＣＤと、ＶＤ前に電子シャッタタイミングによって定まる蓄積時間を読み込むタイミング発生部とオーバーフロードレイン掃き捨てと読み出しとを内蔵の垂直転送駆動部と、双方向伝送回路とを有する固体撮像装置において、電子シャッタ変更命令を毎垂直周期ごとに受けつけ該電子シャッタ変更命令が来た次の垂直周期は、画像データの出力または伝送の少なくとも一方を中止し、該電子シャッタ変更命令に対応した電子シャッタパルスをＳＵＢに印加し、該電子シャッタ変更命令が来た次の次の垂直周期に該電子シャッタ変更命令に対応した画像データを出力することを特徴とする固体撮像装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電子シャッタ変更命令を受け付け実施し、変更した電子シャッタを適応前の画像データは出力しない。
【００１０】
それにより、電子シャッタ変更命令を適応し変更した電子シャッタの画像データのみを出力する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の１実施例の撮像装置の電子シャッタの動作を示すフローチャート
【図２Ａ】本発明の１実施例の撮像装置の電子シャッタの動作を示すタイミングチャート
【図２Ｂ】本発明の１実施例の撮像装置の３相のＩＴ−ＣＣＤの電子シャッタと垂直転送の動作を示すタイミングチャート
【図２Ｃ】本発明の１実施例の撮像装置の４相のＩＴ−ＣＣＤの電子シャッタと垂直転送の動作を示すタイミングチャート
【図３】本発明の１実施例の撮像装置の構成を示すブロック図
【図４】従来の撮像装置の電子シャッタの動作を示すフローチャート
【図５】従来の撮像装置の電子シャッタの動作を示すタイミングチャート
【図６】従来の撮像装置の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１２】
以下、本発明による撮像装置の一実施例について、本発明の１実施例の撮像装置の電子シャッタの動作を示すフローチャートの図１と、本発明の１実施例の撮像装置の電子シャッタの動作を示すタイミングチャートの図２Ａと、本発明の１実施例の撮像装置の３相のＩＴ−ＣＣＤの電子シャッタと垂直転送の動作を示すタイミングチャートの図２Ｂと、本発明の１実施例の撮像装置の４相のＩＴ−ＣＣＤの電子シャッタと垂直転送の動作を示すタイミングチャートの図２Ｃと、本発明の１実施例の撮像装置の構成を示すブロック図の図３Ａとを用いて説明する。
【００１３】
ＩＴ−ＣＣＤには、４相のＩＴ−ＣＣＤと３相のＩＴ−ＣＣＤがある。４相のＩＴ−ＣＣＤのＶ１と３相のＩＴ−ＣＣＤのＶ２ＡとＶ２Ｂとの動作は同様である。本発明の１実施例の撮像装置の３相のＩＴ−ＣＣＤの電子シャッタと垂直転送の動作を示すタイミングチャートの図２ＢはＶ１とＶ２ＡとＶ２ＢとＶ３の動作を示す。本発明の１実施例の撮像装置の４相のＩＴ−ＣＣＤの電子シャッタと垂直転送の動作を示すタイミングチャートの図２ＣはＶ１からＶ４の動作を示す。
【００１４】
本発明の一実施例の撮像装置を示すブロック図である図１において、１５は撮像装置、２は入射光を結像するレンズ部、８はレンズ部２から入射した光を電気信号に変換するＩＴ−ＣＣＤであり、１１はＩＴ−ＣＣＤの８の出力の雑音を除去するＣＤＳと暗電流補正とＡＧＣとデジタル映像信号Ｖｉに変換するＡＤＣと水平転送パルスを発生するＦＥＰであり、１４はＦＥＰの１１から出力された信号を処理する映像信号処理部であり、出力中止機能を含む。また、６は撮像装置１５内の各部を制御するＣＰＵであり、１７は垂直読み出しと垂直転送パルスを発生しＣＣＤを駆動する読出垂直転送駆動部であり、１６は双方向伝送部Ｉ／Ｏである。信号処理部の１４とＣＰＵの６と双方向伝送回路Ｉ／Ｏの１６とはＦＰＧＡに統合してもよい。
【００１５】
本発明の１実施例の撮像装置の電子シャッタの動作を示すフローチャートの図１において、２１は開始、２３は垂直走査期間の水平走査線数と露出時間との差つまり電子シャッタ時間の走査線数ＭＨａを読み込む。
２５は前の垂直周期の電子シャッタ時間の走査線数ＭＨｂとＭＨａを比較し、等しければ、２２に進み、等しくなければ、３２に進み、次の垂直周期の画像データの出力を中止する指示をしてからす２２に進む。
【００１６】
２２はＶＤ立下りからのＨＤ立下り数（ＮＨ）をカウントする、２４はＭ＜Ｎを判定しＹＥＳ(Y)なら２３に戻りＮＯ（N）なら２５に進む、２６は電子シャッタパルス（単発）をＳＵＢに印加、２７はＨＤ立下り数（ＮＨ）をカウントする、２８は、２９はＮ＜Ｌを判定しＹＥＳ(Y)なら２７に戻りＮＯ（N）なら２９に進む、２９は垂直周期が終了したのでN＝0にする、３０は終わりである。
【００１７】
本発明の１実施例の撮像装置の電子シャッタの動作を示すフローチャートの図１と従来の撮像装置の電子シャッタの動作を示すフローチャートの図４との違いは、２５は前の垂直周期の電子シャッタ時間の走査線数ＭＨｂとＭＨａを比較し、等しくなければ、３２に進み、次の垂直周期の画像データの出力を中止する指示をしてからす２２に進むことである。
本発明の１実施例の撮像装置の構成を示すブロック図の図３と従来の撮像装置の構成を示すブロック図の図６との違いは、前の垂直周期の電子シャッタ時間の走査線数ＭＨｂとＭＨａを比較し、等しくなければ、今の垂直周期の画像データの出力を中止する映像信号処理部の１４である。また、映像信号処理部の１４の替わりに、双方向伝送部Ｉ／Ｏの１６が今の垂直周期の画像データの出力を中止してもよいし、垂直読み出しと垂直転送パルスを発生しＣＣＤを駆動する読出垂直転送駆動部の１７が垂直読み出しパルスの発生を中止しても良い。
【００１８】
以上４相のＩＴ−ＣＣＤについて詳細に動作を説明したが、４相のＩＴ−ＣＣＤのＶ１と３相のＩＴ−ＣＣＤのＶ２ＡとＶ２Ｂとの動作は同様であり、本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００１９】
２：レンズ部、６：ＣＰＵ、８：ＩＴ−ＣＣＤ、１１：ＣＤＳとＡＧＣとＡ／Ｄ含むＦＥＰ、
１３：ＴＧと読出含む読出垂直転送駆動部、１７：ＴＧとＯＤ駆動と読出含む読出垂直転送駆動部、
１４，１９：映像信号処理部、１６：双方向伝送部Ｉ／Ｏ、１５，１８：撮像装置、
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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