(57)【要約】【目的】消費電力を抑えるために低速のクロック・パルスをＣＣＤ１に与えた場合に，比較的正確に映像信号を検出する。【構成】ＣＣＤ１とＣＤＳ回路７との接続点Ａにスイッチング素子２を接続する。高速読み出しをするときには，スイッチング素子２がオンされる。ソース・フォロワ２３に流れる電流Ｉの一部の電流ｉがスイッチング素子２を流れる。この電流ｉにより，ＣＣＤ１の出力映像信号が引っ張られる。映像信号は，急峻な特性となり，比較的正確に映像信号を検出できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソース・フォロワ回路を内蔵し，ソース・フォロワ回路を介して出力端子から映像信号が出力される固体電子撮像素子において，
上記出力端子とグランドとの間にスイッチ回路を設けたことを特徴とする，
固体電子撮像装置。
【請求項２】
上記スイッチ回路は，出力端子から出力される映像信号をサンプリングする相関二重サンプリング回路と上記出力端子との間と，グランドと，の間に設けられているものである，請求項１に記載の固体電子撮像装置。
【請求項３】
上記スイッチ回路のオン，オフを制御する制御回路をさらに備えた請求項１に記載の固体電子撮像装置。
【請求項４】
上記制御回路は，高速読み出し時に上記スイッチ回路をオンし，低速読み出し時に上記スイッチ回路をオフするものである，請求項３に記載の固体電子撮像装置。
【請求項５】
撮像モードの設定に応じて，上記固体電子撮像素子から出力された映像信号によって表される画像を表示画面上に表示する表示装置を制御する表示制御手段，および
記録モードの設定に応じて，上記固体電子撮像装置から出力された映像信号を記録媒体に記録する記録制御手段をさらに備え，
撮像モードの設定を高速読み出しの設定とし，記録モードの設定を低速読み出しの設定とする，
請求項４に記載の固体電子撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
この発明は，固体電子撮像装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
固体電子撮像装置は，ディジタル・スチル・カメラなどに利用されるディジタル・スチル・カメラにおいては消費電力の削減が要求されることから，固体電子撮像装置を駆動する場合においても低消費電力が要求される。低消費電力を達成するものとして，クロック・パルスの周波数を変更するものがある（例えば，特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１９６９３号公報
【０００４】
しかしながら，まだ消費電力の削減の要求には完全に応えたとは必ずしもいえない。
【０００５】
【発明の開示】
消費電力を削減するために，ソース・フォロワ回路を内蔵した固体電子撮像素子において，ソース・フォロワ回路に流れるべき電流を少なくすることが考えられる。しかしながら，ソース・フォロワ回路に流れるべき電流が少ないと，固体電子撮像素子からの出力信号をサンプリングして固体電子撮像素子に蓄積された信号電荷を検出する場合に，正確に検出できない場合がある。すなわち，映像信号を正確に検出できないことがある。固体電子撮像素子からの出力信号を高速に読出すときには，とくに正確に検出できないことがある。
【０００６】
この発明は，消費電力を削減した場合でも，比較的正確に映像信号を検出することを目的とする。
【０００７】
この発明による固体電子撮像装置は，ソース・フォロワ回路を内蔵し，ソース・フォロワ回路を介して出力端子から映像信号が出力される固体電子撮像素子において，上記出力端子とグランドとの間にスイッチ回路を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
消費電力を削減するには，クロック・パルスの周波数を低くすることが考えられるが，ＣＣＤから出力される映像信号の信号量が多い場合には，低周波数のクロック・パルスではＣＣＤから出力される映像信号を読み出すことができないことがある。このために，信号量の多い映像信号を読み出す場合には，高速クロック・パルスを用いなければならないことがある。高速クロック・パルスを用いると信号電荷が読み出される前に次の信号電荷が読み出されることがあるために，正確な映像信号を検出することができないことがある。このように，消費電力を削減するために高速クロック・パルスと低速クロック・パルスとを切り替えて利用する場合には，映像信号を正確に検出することができないことがある。
【０００９】
上記固体電子撮像素子において対象物（被写体）が撮像されることにより，上記出力端子から映像信号が出力される。上記出力端子には，上記スイッチ回路が設けられている。この発明によると，スイッチ回路がオンとされることにより，スイッチ回路に電流が流れる。固体電子撮像素子から出力される映像信号が，スイッチ回路に流れる電流によって引っ張られることとなる。このために，信号電荷に相当する映像信号が迅速に読み出されることとなり，次の信号電荷が読み出される前に前の信号電荷の読み出しが終了する。映像信号を比較的正確に検出することができる。
【００１０】
上記スイッチ回路は，たとえば，出力端子から出力される映像信号をサンプリングする相関二重サンプリング回路と上記出力端子との間と，グランドと，の間に設けられる。
【００１１】
上記スイッチ回路のオン，オフを制御する制御回路をさらに備えるようにしてもよい。
【００１２】
上記制御回路は，たとえば，高速読み出し時に上記スイッチ回路をオンし，低速読み出し時に上記スイッチ回路をオフする。
【００１３】
撮像モードの設定に応じて，上記固体電子撮像素子から出力された映像信号によって表される画像を表示画面上に表示する表示装置を制御する表示制御手段，および記録モードの設定に応じて，上記固体電子撮像装置から出力された映像信号を記録媒体に記録する記録制御手段をさらに備えるようにしてもよい。この場合，撮像モードの設定を高速読み出しの設定とし，記録モードの設定を低速読み出しの設定とすることとなろう。
【００１４】
【実施例の説明】
図１は，この発明の実施例を示すもので，ディジタル・ムービ・カメラの電気的構成の一部を示すブロック図である。
【００１５】
ディジタル・ムービ・カメラの全体の動作は，ＣＰＵ１３によって統括される。
【００１６】
ディジタル・ムービ・カメラには，撮像モードを設定する撮像モード設定スイッチ５および記録モード設定スイッチ６が設けられている。これらの撮像モード設定スイッチ５および記録モード設定スイッチ６からの出力信号は，ＣＰＵ６に入力する。
【００１７】
ディジタル・ムービ・カメラには，撮像素子としてＣＣＤ１が設けられている。このＣＣＤ１は，多数のフォトダイオード，垂直転送路および水平転送路を備えている。被写体（対象物）を撮像することによりフォトダイオードに信号電荷が蓄積される。信号電荷は，垂直転送路にシフトされ，垂直転送路に垂直転送パルスが与えられることにより，垂直転送路内を垂直転送されていく。垂直転送された信号電荷は，水平転送路にシフトされ，水平転送路に水平転送パルスが与えられることにより，水平方向に転送されていく。水平転送路からの信号電荷出力がＣＣＤ１の映像信号出力となる。ＣＣＤ１から出力される映像信号は，ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路７において相関二重サンプリングが行われる。
【００１８】
ＣＰＵ１３によって制御されるタイミング・ジェネレータ４からドライバ３にクロック・パルスが与えられる。ドライバ３において，クロック・パルスから垂直転送パルスおよび水平転送パルスが生成されて，ＣＣＤ１に与えられる。
【００１９】
詳しくは，後述するように，この実施例によるディジタル・ムービ・カメラにおいては，被写体を撮像しているときには，低速の水平転送パルスがＣＣＤ１に与えられる。低速の水平転送パルスがＣＣＤ１に与えられるので，消費電力を抑えることができる。被写体を表す画像データをメモリ・カード１２に記録するときには，高速の水平転送パルスがＣＣＤ１に与えられる。高速の水平転送パルスがＣＣＤ１に与えられるので，ＣＣＤ１から出力される映像信号の信号量が多い場合であっても映像信号をＣＣＤ１から読み出すことができる。
【００２０】
ＣＣＤ１とＣＤＳ回路７との間に，抵抗Ｒを介してスイッチング素子２が接続されている。このスイッチング素子２は，ＣＰＵ１３からの制御信号に応じてオン，オフ制御される。詳しくは，後述するように記録モードが設定された場合のように高速読み出しが行われる場合には，スイッチング素子２がオンさせられる。すると，スイッチング素子２に電流が流れる。これにより，ＣＣＤ１から出力される映像信号が引っ張られる。ＣＣＤ１に蓄積された信号電荷が少ない場合でも，信号電荷が読み出されないうちに次の信号電荷が読み出されてしまうことを未然に防止できる。ＣＤＳ回路７において映像信号を比較的正確にサンプリングすることができる。撮像モードが設定された場合のように低速読み出しが行われる場合には，スイッチング素子２はオフされる。低速読み出しなので，信号電荷が読み出された後に次の信号電荷が読み出される。
【００２１】
撮像モード設定スイッチ５により撮像モードが設定されると，上述のようにスイッチング素子２はオフされる。また，ＣＣＤ１は低速読み出しとなるようにドライバ３によって制御される。ＣＣＤ１によって周期的に被写体が撮像され，被写体像を表すアナログ映像信号が出力される（映像信号量が少なくされているのはいうまでもない）。アナログ映像信号は，ＣＤＳ回路７に与えられ，相関二重サンプリングが行われる。ＣＤＳ回路７から出力された映像信号は，アナログ／ディジタル変換回路８においてディジタル画像データに変換される。変換された画像データは，ディジタル信号処理回路９に入力し，ガンマ補正，白バランス調整などの所定の信号処理が行われる。ディジタル信号処理回路９から出力された画像データは，表示装置１０に与えられる。表示装置１０の表示画面上に撮像された被写体像が表示される。
【００２２】
撮像モードが設定されている場合に，記録モード設定スイッチ６により記録モードが設定されると，スイッチング素子２はオンされる。また，ＣＣＤ１は高速読み出しとなるようにドライバ３によって制御される。スイッチング素子２がオンされているので，スイッチング素子２に電流が流れ，ＣＣＤ１から出力される映像信号が引っ張られる。このために，高速読み出しの場合でも信号電荷の読み出しが終了した後に次の信号電荷が読み出される。ＣＤＳ回路７において比較的正確にサンプリングすることができる。撮像モードが設定された場合と同様に，上述のようにディジタル信号処理回路９から出力された画像データは記録制御回路１１に入力する。記録制御回路１１によって，ムービ画像データがメモリ・カード１２に記録される。
【００２３】
図２は，ＣＣＤ１の電気的構成の一部とスイッチング素子２の電気的構成を示している。
【００２４】
ＣＣＤ１には，上述したように水平転送路２０が含まれている。この水平転送路２０の出力端部にフローティング・ディフュージョン・アンプリファイア２１が設けられている。フローティング・ディフュージョン・アンプリファイア２１に第１のソース・フォロワ回路２２が接続され，この第１のソース・フォロワ回路２２に第２のソース・フォロワ回路２３が接続されている。第２のソース・フォロワ回路２３の出力がＣＣＤ１の出力となる。
【００２５】
上述したように，ＣＣＤ１とＣＤＳ回路７との間の接続点Ａには，抵抗Ｒを介してグランドに接続されているスイッチング素子２が接続されている。
【００２６】
水平転送路２０に水平転送パルスが与えられ，かつフローティング・ディフュージョン・アンプリファイア２１にリセット・パルスが与えられることにより，水平転送路２０内を信号電荷が転送させられ，フローティング・ディフュージョン・アンプリファイア２１，第１のソース・フォロワ回路２２および第２のソース・フォロワ回路２３を介して映像信号が出力される。ＣＣＤ１から出力された映像信号は，上述したようにＣＤＳ回路７に入力する。
【００２７】
第２のソース・フォロワ回路２３には，ソース・フォロワ電流Ｉが流れる。スイッチング素子２がオフの場合には，スイッチング素子２には電流が流れないが，スイッチング素子２がオンの場合には，ソース・フォロワ電流Ｉの一部の電流ｉがスイッチング素子２内を流れる。スイッチング素子２内を流れる電流ｉによってＣＣＤ１の出力映像信号が引っ張られることとなる。
【００２８】
図３（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は，ＣＣＤ１の出力映像信号，リセット・パルスＲＳおよび低速の水平転送パルスを示すタイムチャートである。
【００２９】
（Ｃ）に示すように水平転送パルスφＨ１１は，低速の水平転送パルスである。水平転送パルスφＨ１１とこの水平転送パルスφＨ１１との逆相の水平転送パルス（図示略）が水平転送路２０に与えられる。水平転送パルスφＨ１１がＨレベルの期間（ｔ０１〜ｔ０２）の一部の期間にＨレベルとなるリセット・パルスＲＳがフローティング・ディフュージョン・アンプリファイア２１に与えられる。水平転送パルスφＨ１１がＬレベルのときの期間（映像信号期間ということにする。ｔ０２〜ｔ０３）にＣＣＤ１から出力される信号のレベルがＣＣＤ１に蓄積された信号電荷のレベルに相当する。ＣＤＳ回路７において，映像信号期間の信号がサンプリング・タイミングＳ１１のタイミングでサンプリングされる。低速の読み出しとなるので，信号電荷の読み出しが終了した後に次の信号電荷が読み出される。比較的正確にサンプリングすることができる。
【００３０】
図４（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は，ＣＣＤ１の出力映像信号，リセット・パルスＲＳおよび高速の水平転送パルスを示すタイムチャートである。
【００３１】
（Ｃ）に示すように水平転送パルスφＨ１２は，高速の水平転送パルスである。上述した低速の水平転送パルスと同様に高速の水平転送パルスφＨ１２と逆相の高速水平転送パルス（図示略）が水平転送路２０に与えられる。上述したのと同様に，水平転送パルスφＨ１２がＨレベルの期間（ｔ１１〜ｔ１２）の一部の期間にＨレベルとなるリセット・パルスＲＳがフローティング・ディフュージョン・アンプリファイア２１に与えられる。水平転送パルスφＨ１２がＬレベルのときの映像信号期間にＣＣＤ１から出力される信号のレベルがＣＣＤ１に蓄積された信号電荷のレベルに相当する。ＣＤＳ回路７において，映像信号期間の信号がサンプリング・タイミングＳ１２のタイミングでサンプリングされる。
【００３２】
高速読み出しの場合には，信号電荷の読み出しが終了する前に次の信号電荷が転送されてくる。このために，ＣＣＤ１の映像信号は，符号３１で示すように，なだらかとなってしまい，本来得られるべき信号レベルと異なってしまう。このために，サンプリング・タイミングＳ１２でサンプリングしても正確な値をサンプリングすることができないことがある。
【００３３】
この実施例においては，高速読み出しの場合には，上述したようにスイッチング素子２がオンされる。スイッチング素子２がオンされることにより，スイッチング素子２内に電流ｉが流れる。ＣＣＤ１から出力される映像信号が，スイッチング素子２内に流れる電流ｉによって引っ張られることとなり，符号３２で示すように本来得られように急峻な映像信号となる。サンプリング・タイミングＳ１２でサンプリングすることにより，比較的正確な値をサンプリングすることができる。
【００３４】
図５は，設定されたモードと水平転送パルスとスイッチング素子２を制御する信号との関係を示している。
【００３５】
撮像モード設定スイッチ５によって撮像モードが設定されていると（例えば，時刻ｔ２１からｔ２２の間），ドライバ３から出力される水平転送パルスは低速のものとされる。また，スイッチング素子２はオフとされる。水平転送パルスが低速に設定されるので，消費電力が抑えられる。撮像モードの場合には，ＣＣＤ１から出力される映像信号の量が少ない。このために，低速の水平転送パルスがＣＣＤ１に与えられ，低速読み出しとなってもＣＣＤ１から映像信号を読み出すことができる。
【００３６】
記録モードが設定されると（例えば，時刻ｔ２２からｔ２３の間），ドライバ３から出力される水平転送パルスは高速のものとされる。また，スイッチング素子２はオンとされる。高速読み出しの場合には，上述したようにＣＣＤ１から出力される映像信号がなだらかとなってしまうおそれがあるが，スイッチング素子２がオンされるので，比較的急峻な映像信号が得られる。比較的正確にＣＤＳ回路７におけるサンプリングを行うことができる。記録モードが設定されているときに，ＣＣＤ１から高画質の映像信号（信号量の多い映像信号）が出力されるが，高速の水平転送パルスがＣＣＤ１に与えられるので，映像信号の読み出しに支障を及ぼすこともない。
【００３７】
上記実施例においては，水平転送パルスについて述べたがＣＣＤ１に与えられる垂直転送パルスにも同様に適用できるのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディジタル・ムービ・カメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】ＣＣＤの電気的構成の一部とスイッチング素子の電気的構成を示している。
【図３】（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は，ＣＣＤの出力映像信号，リセット・パルスおよび低速水平転送パルスのタイム・チャートである。
【図４】（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は，ＣＣＤの出力映像信号，リセット・パルスおよび高速水平転送パルスのタイム・チャートである。
【図５】設定されたモードと水平転送パルスの周波数とスイッチング素子の制御信号とを示すタイム・チャートである。
【符号の説明】
１  ＣＣＤ
２  スイッチング素子
３  ドライバ
１３  ＣＰＵ
２０  水平転送路
２２  ソース・フォロワ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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