(57)【要約】【課題】電子シャッタ変更命令を受け付け早く実施する。【解決手段】ＩＴ−ＣＣＤを用いた撮像装置において、電子シャッタ変更命令を毎水平帰線期間ごとに受けつけ該変更命令の電子シャッタタイミングが来る１水平周期前の水平帰線期間に判定し電子シャッタタイミングが来た水平帰線期間で電子シャッタパルスをＳＵＢに印加するか、電子シャッタ変更命令を毎水平帰線期間ごとに受けつけ該変更命令の電子シャッタタイミングが過ぎていても画面内の水平周期の１０分の一以下なら、水平帰線期間に電子シャッタパルスをＳＵＢに印加するか、電子シャッタ変更命令を毎水平帰線期間ごとに受けつけ該変更命令の電子シャッタタイミングと印加した電子シャッタパルスタイミングとの比をフラグとして出力する画像データに付加する。【選択図】図１Ａ
2011188085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＴ−ＣＣＤを用い電子シャッタ変更命令に基づく画像データを出力する撮像装置において、
電子シャッタ変更命令を毎水平帰線期間ごとに受けつけ該変更命令の電子シャッタタイミングが来る１水平周期前の水平帰線期間に判定し電子シャッタタイミングが来た水平帰線期間で電子シャッタパルスをＳＵＢに印加することと、
電子シャッタ変更命令を毎水平周期ごとに受けつけ該変更命令の電子シャッタタイミングが来た水平周期で電子シャッタパルスをＳＵＢに印加することと、
電子シャッタ変更命令を毎水平帰線期間ごとに受けつけ該変更命令の電子シャッタタイミングが過ぎていても画面内の水平周期の１０分の一以下なら、水平帰線期間に電子シャッタパルスをＳＵＢに印加することと、
電子シャッタ変更命令を毎水平周期ごとに受けつけ該変更命令の電子シャッタタイミングが過ぎていても画面内の水平周期の１０分の一以下なら、電子シャッタパルスをＳＵＢに印加することと、
電子シャッタ変更命令を毎水平周期ごとに受けつけ該変更命令の電子シャッタタイミングと印加した電子シャッタパルスタイミングとの比をフラグとして出力する画像データに付加すること、
との少なくとも一方を行うこと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２参照）。
画像処理では、高速の電子シャッタで蓄積時間が短く、電子シャッタは垂直周期の終了付近であることが多い。
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）と雑音低減の平均化内蔵の信号処理回路とＣＰＵ（Central  Processing  Unit）とからなる。画像信号に雑音が飛び込まない様にＣＰＵとＴＧ間の通信は帰線期間（Blanking:ＢＬ）に行われる。
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。
【０００５】
また、映像信号のスタジオ内伝送にはＮＲＺ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ）スクランブル信号として低域成分のない高速シリアルデータのＳＤＩ（Serial  Digital  Interface）が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−４２８３８  パーシャルスキャン
【非特許文献】
【０００７】
【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】
【０００８】
本発明の目的は、電子シャッタ変更命令を早く適応し、変更した電子シャッタの画像データを早く出力することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、ＩＴ−ＣＣＤを用い電子シャッタ変更命令に基づく画像データを出力する撮像装置において、電子シャッタ変更命令を毎水平帰線期間ごとに受けつけ該変更命令の電子シャッタタイミングが来る１水平周期前の水平帰線期間に判定し電子シャッタタイミングが来た水平帰線期間で電子シャッタパルスをＳＵＢに印加することと、電子シャッタ変更命令を毎水平周期ごとに受けつけ該変更命令の電子シャッタタイミングが来た水平周期で電子シャッタパルスをＳＵＢに印加することと、電子シャッタ変更命令を毎水平帰線期間ごとに受けつけ該変更命令の電子シャッタタイミングが過ぎていても画面内の水平周期の１０分の一以下なら、水平帰線期間に電子シャッタパルスをＳＵＢに印加することと、電子シャッタ変更命令を毎水平周期ごとに受けつけ該変更命令の電子シャッタタイミングが過ぎていても画面内の水平周期の１０分の一以下なら、電子シャッタパルスをＳＵＢに印加することと、電子シャッタ変更命令を毎水平周期ごとに受けつけ該変更命令の電子シャッタタイミングと印加した電子シャッタパルスタイミングとの比をフラグとして出力する画像データに付加すること、との少なくとも一方を行うこととを特徴とする固体撮像装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電子シャッタ変更命令を早く適応し、変更した電子シャッタの画像データを早く出力する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】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（タイミング多少過ぎてもＨ．ＢＬで電子シャッタ）
【図１Ｂ】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（タイミング少しでも過ぎてたらＨ．ＢＬで電子シャッタせず）
【図１Ｃ】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（タイミング多少過ぎても電子シャッタ）
【図１Ｄ】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（タイミング少しでも過ぎてたら電子シャッタせず）
【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（タイミング多少過ぎても電子シャッタ）
【図２Ｂ】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（タイミング少しでも過ぎてたら電子シャッタせず）
【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（タイミング多少過ぎても電子シャッタ）
【図２Ｄ】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（タイミング少しでも過ぎてたら電子シャッタせず）
【図２Ｅ】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３Ａ】本発明の１実施例の撮像装置の構成を示すブロック図（単板ＩＴ−ＣＣＤ）
【図３Ｂ】本発明の１実施例の撮像装置の構成を示すブロック図（３板ＩＴ−ＣＣＤ）
【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（単板ＩＴ−ＣＣＤ）
【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（タイミング多少過ぎてもＨ．ＢＬで電子シャッタ）の図１Ａ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フローチャート（タイミング少しでも過ぎてたらＨ．ＢＬで電子シャッタせず）の図１Ｂ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フローチャート（タイミング多少過ぎても電子シャッタ）の図１Ｃ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フローチャート（タイミング少しでも過ぎてたら電子シャッタせず）の図１Ｄ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（タイミング多少過ぎても電子シャッタの図２Ａ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（タイミング少しでも過ぎてたら電子シャッタせず）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（単板ＩＴ−ＣＣＤ）の図３Ａ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（３板ＩＴ−ＣＣＤ）の図３Ｂ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。図２Ａと図２Ｂとは４相のＩＴ−ＣＣＤのＶ１と３相のＩＴ−ＣＣＤのＶ２ＡとＶ２Ｂとの動作を説明する。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ＳＵＢとＶ１からＶ４の動作を示し、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２ＤはＳＵＢとＶ１とＶ２ＡとＶ２ＢとＶ３とのの動作を示す。
【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、１と４は撮像装置、２は入射光を結像するレンズ部、３は入射光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分解する色分解光学系、５はＦＥＰから出力された信号Ｌに適応平均を含む種々の画像処理を施し所定方式の映像信号に変換する映像信号処理部、６は撮像装置１内の各部を制御するＣＰＵであり、７，８，９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、１０，１１，１２は雑音を除去する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である。１３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る。
【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（タイミング多少過ぎても電子シャッタ）の図１Ａにおいて、２１は開始、２２はＶＤ立下りからのＨＤ立下り数（ＮＨ）をカウントする、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ＭＨを読み込む、３３はＭ−１＜Ｎを判定しＹＥＳ(Y)なら２３に戻りＮＯ（N）なら２５に進む、３４はＮ＋（Ｌ／10）＜Ｍ−１を判定しＹＥＳ(Y)なら２７に進みＮＯ（N）なら３５に進む、３５はＨＤ立下り数（ＮＨ）をカウントし２６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。
【００１６】
つまり、電子シャッタ変更命令を毎水平帰線期間ごとに受けつけ該変更命令の電子シャッタタイミングが来る１水平周期前の水平帰線期間に判定し電子シャッタタイミングが来た水平帰線期間で電子シャッタパルスをＳＵＢに印加する。
本発明によれば、画像処理では、高速の電子シャッタで蓄積時間が短く、電子シャッタは垂直周期の終了付近であることが多いことを利用し、垂直周期の終了付近の電子シャッタの近傍まで、電子シャッタ変更命令を受け付け実施する。
さらに、画像信号に雑音が混入することはないように、水平帰線期間（Ｈ．ＢＬ）にＣＰＵとＴＧ間の通信を行う工夫である。
【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（タイミング少しでも過ぎてたら電子シャッタせず）の図１Ｂにおいて、図１Ａとの相違点は、３４はＮ＋（Ｌ／10）＜Ｍ−１を判定しＹＥＳ(Y)なら２７に進みＮＯ（N）なら２６に進む、の替わりに、３６のＮ＜Ｍを判定しＹＥＳ(Y)なら２７に進みＮＯ（N）なら３５に進む、となっていることである。
【００１８】
つまり、電子シャッタ変更命令を毎水平帰線期間ごとに受けつけ該変更命令の電子シャッタタイミングが過ぎていても画面内の水平周期の１０分の一以下なら、水平帰線期間に電子シャッタパルスをＳＵＢに印加する。
【００１９】
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（タイミング多少過ぎても電子シャッタ）の図１Ｃにおいて、２１は開始、２２はＶＤ立下りからのＨＤ立下り数（ＮＨ）をカウントする、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ＭＨを読み込む、２４はＭ＜Ｎを判定しＹＥＳ(Y)なら２３に戻りＮＯ（N）なら２５に進む、２５はＮ＋（Ｌ／10）＜Ｍを判定しＹＥＳ(Y)なら２７に進みＮＯ（N）なら２６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。
【００２０】
つまり、電子シャッタ変更命令を毎水平周期ごとに受けつけ該変更命令の電子シャッタタイミングが過ぎていても画面内の水平周期の１０分の一以下なら、電子シャッタパルスをＳＵＢに印加する。
水平帰線期間（Ｈ．ＢＬ）にＣＰＵとＴＧ間の通信を行っても、画像信号に雑音が混入することはないように、ＣＰＵとＴＧとをＦＰＧＡで統合するか、ＣＰＵとＴＧ間の通信をＮＲＺ（None Return to Zero）等の低域成分のない高速シリアルデータとして工夫をすれば良い。
【００２１】
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（タイミング少しでも過ぎてたら電子シャッタせず）の図１Ｄにおいて、図１Ａとの相違点は、２５はＮ＋（Ｌ／10）＜Ｍを判定しＹＥＳ(Y)なら２７に進みＮＯ（N）なら２６に進む、の替わりに、３２のＮ＜Ｍを判定しＹＥＳ(Y)なら２７に進みＮＯ（N）なら２６に進む、となっていることである。
つまり、ＩＴ−ＣＣＤを用い電子シャッタ変更命令に基づく画像データを出力する撮像装置において、電子シャッタ変更命令を毎水平周期ごとに受けつけ該変更命令の電子シャッタタイミングが来た水平周期で、電子シャッタパルスをＳＵＢに印加する。
【００２２】
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１Ａと図１Ｂにおいて、３２として読み込んだ電子シャッタタイミングとＳＵＢに印加した電子シャッタタイミングの比をフラグに記入する。
つまり、電子シャッタ変更命令を毎水平周期ごとに受けつけ該変更命令の電子シャッタタイミングと印加した電子シャッタパルスタイミングとの比をフラグとして出力する画像データに付加する。
【００２３】
以上４相のＩＴ−ＣＣＤについて詳細に動作を説明したが、３相のＩＴ−ＣＣＤでもＶ1からＶ３の動作が異なるだけで、Ｖ１の動作は同様であり、本発明を適用できる。
【００２４】
また、以上
【符号の説明】
【００２５】
１，４，２０，：撮像装置、２：レンズ部、
３：色分解光学系、５：映像信号処理部、６：ＣＰＵ
７，８，９：ＩＴ−ＣＣＤ、
１０，１１，１２：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、
１４：ＴＧとＯＤ駆動と読出含む読出垂直転送駆動部、
１５：映像信号処理部、
【図１Ａ】
2011188085.tif 000003
【図１Ｂ】
2011188085.tif 000004
【図１Ｃ】
2011188085.tif 000005
【図１Ｄ】
2011188085.tif 000006
【図２Ａ】
2011188085.tif 000007
【図２Ｂ】
2011188085.tif 000008
【図２Ｃ】
2011188085.tif 000009
【図２Ｄ】
2011188085.tif 000010
【図２Ｅ】
2011188085.tif 000011
【図３Ａ】
2011188085.tif 000012
【図３Ｂ】
2011188085.tif 000013
【図４】
2011188085.tif 000014
【図５】
2011188085.tif 000015
【図６】
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