(57)【要約】【課題】  ＴＤＩ型ＣＣＤを使用して、移動する被撮像物体を撮像する場合に発生する取得画像の移動方向の画像ボケを改善すること。【解決手段】  撮像装置が、一例として、１／２ライン分移動した時点でＣＣＤ蓄積電荷を次の段に１／２移動し、さらに撮像装置が１／２ライン分移動した時点でＣＣＤ蓄積電荷を次の段へ移動するようにし、１ライン分移動する期間に２回蓄積電荷を次段へ転送する。このように、移動方向電荷転送を細かくすることにより被撮像物あるいは移動する撮像装置よりの撮像による取得画像のボケを減少でき鮮明な画像を取得できる。【選択図】      図１
2005057552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面上に複数配列され、受光量に応じて画素出力を生成する受光画素と、前記受光面上における光像の光学走査にタイミングを合わせて、前記受光画素の画素出力を垂直転送し、前記光学走査の経路に沿って逐次生成される画素出力を加算する垂直転送部と、前記垂直転送部の出力端の一方に配置され、前記垂直転送部からの画素出力を水平転送する水平転送部とを含む撮像装置における撮像素子駆動方法であって、
前記画素出力の垂直転送を水平転送期間を含む一定期間に分割して複数回行う垂直転送制御ステップを含むことを特徴とする撮像素子駆動方法。
【請求項２】
垂直転送クロックの立ち下りまたは立ち上り後の一定期間、もしくはその立ち下りまたは立ち上りの前後の一定期間、水平転送クロックを一時停止させる水平転送クロック制御ステップを含むことを特徴とする請求項１記載の撮像素子駆動方法。
【請求項３】
垂直転送クロックの急峻な立ち上りおよび立ち下りを緩和する垂直転送クロック制御ステップを含むことを特徴とする請求項１または２記載の撮像素子駆動方法。
【請求項４】
受光面上に複数配列され、受光量に応じて画素出力を生成する受光画素と、前記受光面上における光像の光学走査にタイミングを合わせて、前記受光画素の画素出力を垂直転送し、前記光学走査の経路に沿って逐次生成される画素出力を加算する垂直転送部と、前記垂直転送部の出力端の一方に配置され、前記垂直転送部からの画素出力を水平転送する水平転送部とを含む撮像装置であって、
前記画素出力の垂直転送を水平転送期間を含む一定期間に分割して複数回行う垂直転送制御手段を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
垂直転送クロックの立ち下りまたは立ち上り後の一定期間、もしくはその立ち下りまたは立ち上りの前後の一定期間、水平転送クロックを一時停止させる水平転送クロック制御手段を含むことを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
垂直転送クロックの急峻な立ち上りおよび立ち下りを緩和する垂直転送クロック制御手段を含むことを特徴とする請求項４または５記載の撮像装置。
【請求項７】
請求項４から６いずれかに記載の撮像装置で撮像した被撮像物をモニター部に表示することを特徴とする撮像モニター装置。
【請求項８】
請求項４から６いずれかに記載の撮像装置が衛星に搭載され、前記衛星より地上局に前記撮像装置が撮像した被撮像物が送信されることを特徴とする観測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子駆動方法、その方法を用いた撮像装置、撮像モニター装置および観測システムに関し、特にＴＤＩ（time delay integration：遅延積算）型ＣＣＤ（charge coupled device ：電荷結合素子）の駆動方法、その方法を用いた撮像装置、撮像モニター装置および観測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０に１次元ＣＣＤの一例の構成図を示す。ＣＣＤイメージセンサ１０は、フォトセンサ１での受光光量によリ発生した信号電荷を分離されたポテンシャルの井戸に蓄積し、蓄積した電荷が混じらないように水平転送部（アナログシフトレジスタ）２より出力部３へ転送され、電気信号として出力する。
【０００３】
微少光での移動物体の撮像および移動撮像装置よりの撮像には、信号成分の積分により十分大きな信号レベルが確保できるＴＤＩ機能が付加されたＴＤＩ型ＣＣＤが使用される。
【０００４】
ＴＤＩ機能は、撮像物あるいは撮像装置の移動と同期してＣＣＤ垂直方向の電荷移動を行い、通常得られる電荷をＴＤＩ段数に比例した倍率で積分することにより十分大きな電荷が得られる方法である。
【０００５】
ＴＤＩ動作の一例を図１１に示す。ＴＤＩ型ＣＣＤ１０を使用した移動する撮像装置により、一例としてドーナツ状の被撮像物４を撮像する場合に関して説明する。図１１においてＴＤＩ段数は一例として４段とし、被撮像物４は静止状態で撮像装置が上方に移動するものとする。
【０００６】
（１）図１２はＴＤＩ動作の流れの一例を示す図である。同図に示すように撮像装置上に被撮像物４が写り、撮像装置の移動により像４はＣＣＤ１０の上を撮像装置の移動方向と逆方向、すなわち下方に移動していく。
【０００７】
（２）図１２（ａ）に示すようにＣＣＤ１０に被撮像物４が写ることにより、対応する移動方向１段目の画素は被撮像物４のエネルギーに比例した電荷となる。本実施例では電荷を黒点で示す。図１２（ａ）には画素５a に蓄積された電荷が一例として２個であることを示している。
【０００８】
（３）図１２（ｂ）に示すように被撮像物４がＣＣＤ１０上で１ライン分移動するとき、ＣＣＤ１０内に写った像４による発生電荷全体を同時に１ライン分下に動かす。この動作がＴＤＩ動作と言われている機能であり、１段目画素で蓄積した電荷が２段目の画素が撮像装置の移動により時間遅れで１段目が撮像した被撮像物４の同一部分が写ったことにより発生した電荷に加算されて、２倍の電荷量（電荷を示す黒点が２個から４個）となる。すなわち、図１２（ａ）の画素５a の電荷が２個であるのに対し、図１２（ｂ）の画素５ｂの電荷は画素５ａの電荷２個が加算されて合計４個となる。
【０００９】
（４）図１２（ａ）〜（ｈ）までの８枚のシーンはこの動作について対象の位置毎に示したものである。すなわち、図１２（ｃ）の画素５ｃの電荷は画素５ｂの電荷４個が加算されて合計６個となり、図１２（ｄ）の画素５ｄの電荷は画素５ｃの電荷６個が加算されて合計８個となる。以下、図１２（ｅ）〜図１２（ｈ）についても同様に画素の電荷は撮像装置の移動に伴い加算される。また、他の画素についても同様に、撮像装置の移動に伴い電荷が加算される。
【００１０】
この動作により（ＴＤＩ動作）撮像装置が移動しても被撮像物４より得られる電荷の位置は常に同じ対称の位置に存在することになる。
【００１１】
（５）上記により縦方向の段数に比例して、各画素で得られた電荷が加算された電荷量となり、信号レベルが増加することにより感度が増加する。
【００１２】
（６）ＴＤＩ部で増加した電荷は、ＣＣＤ最下段の読み出し用のアナログシフトレジスタ２よび出力部３を介して外部に電気信号として出力される。
【００１３】
（７）上記の撮像装置により撮像されたドーナツ状の被撮像物４の画像の拡大図を図１３に示す。図１３の左側に記した符号２ｃ〜２ｈは図１２のアナログシフトレジスタ２ｃ〜２ｈに対応している。即ち、図１３の２ｃで示すＣＣＤの１段目のデータが図１２（ｃ）のシフトレジスタ２ｃに格納され、図１３の２ｄで示すＣＣＤの２段目のデータが図１２（ｄ）のシフトレジスタ２ｄに格納され、以下同様に図１３の２ｈで示すＣＣＤの６段目のデータが図１２（ｈ）のシフトレジスタ２ｈに格納されるまでを示している。
【００１４】
従来、上記に説明したＴＤＩ型ＣＣＤのＴＤＩ動作のための垂直転送駆動は、図１４のタイミングチャートで示した垂直転送方法のように垂直３相転送クロックＣｋ１Ｖａ、Ｃｋ２Ｖａ、Ｃｋ３Ｖａにより垂直方向の転送を水平転送停止期間に集中して行っていた。
【００１５】
垂直転送はＣｋ３Ｖａ電極のレベルを「Ｌ」（低レベル）から「Ｈ］（高レベル）にすることにより、Ｃｋ１Ｖａ電極で蓄積されていた電荷がＣｋ３Ｖａ電極へ移動し、次にＣｋ２Ｖａ電極のレベルを「Ｌ」から「Ｈ］にすることによりＣｋ３Ｖａ電極で蓄積されていた電荷がＣｋ２Ｖａ電極へ移動し蓄積電荷は次段へ１段移動する。
【００１６】
従来方法によるＴＤＩ駆動方法の各画素のエネルギー収集エリアについて図１５に示す。図１５の中央の桝目（ｂ）がＴＤＩ型ＣＣＤの画素（直角方向２×移動方向６）を示し、撮像装置の移動方向を矢印で示す。この場合の電荷転送を右側の桝目（ｃ）に示す。
【００１７】
撮像装置が１ライン移動した後、ＣＣＤ内蓄積電荷を１ライン分上方向に転送している。撮像装置が１ライン移動する期間光エネルギーが画素に蓄積されるため、撮像装置の移動に伴い異なる撮像対象も撮像することになる。
【００１８】
図１５の左側の図（ａ）は、移動方向に被撮像位置、横方向に被撮像物の各位置に対して対応する画素が蓄積するエネルギーの割合を示す。
【００１９】
図１５左側の蓄積エネルギーを示した図（ａ）より、
【００２０】
（１）各画素に蓄積されるエネルギーは２ライン分のエリアにまたがることになる。
【００２１】
（２）２ライン分のエネルギーが混在することにより、画像がボケる（ＭＴＦが低下する）。
【００２２】
なお、この種のＴＤＩ型ＣＣＤの一例として、複数の受光素子列の画素のうち、欠陥画素の信号電荷は欠陥画素情報に基づき画素毎に開閉するスイッチ列によって蓄積部列に転送されることが阻止されるため、欠陥画素によるＳ／Ｎ比の低下を防止できる撮像素子が開示されている（特許文献１参照）。
【００２３】
【特許文献１】特開平６−９０４０７号公報（段落００１１、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
微少光での撮像には、安定した信号レベル確保のためＴＤＩ型ＣＣＤが使用される。しかし、被撮像物体の移動あるいは移動する撮像装置からの撮像により、前述したように各画素に蓄積されるエネルギーは２ライン分のエリアにまたがる。このため取得画像のボケが生じ、鮮明な画像の取得ができないという問題が発生する。
【００２５】
その理由は、ＴＤＩ垂直電荷転送を１水平方向走査単位ごとにＣＣＤ水平方向シフトレジスタが停止している期間に行うため、情報取得範囲が広がり、移動方向２ライン分のエネルギーが各画素に蓄積されるためである。このため取得画像の移動方向の画像がボケる（ＭＴＦが低下する）。
【００２６】
この問題を解決するために、本発明は１水平方向走査単位ごとにＣＣＤ水平方向シフトレジスタが停止している期間に垂直方向の転送を集中して行わず、ＣＣＤ水平方向シフトレジスタが動作中を含め垂直方向の転送を複数回に分けて行う。
【００２７】
しかし、この場合、水平レジスタ動作中に垂直転送を行うためＣＣＤ出力信号に垂直転送クロックによるノイズが乗る場合があるという問題が発生する。
【００２８】
この場合、撮像画像のノイズが乗った部分が、他の部分のレベルと異なりノイズによる縦線が画像に生じる。
【００２９】
図１６にＣＣＤ出力信号に垂直転送クロックによるノイズが乗った波形の一例を示す。同図の矢印で示した部分の波形が、垂直転送クロックが「Ｈ］から「Ｌ］に変化したときＣＣＤ出力信号へ与えるノイズを示している。
【００３０】
その理由は、ＣＣＤ水平方向転送中に垂直方向転送のクロックが急峻にＯＮ／ＯＦＦすることによるＣＣＤ内部電位変化の影響がＣＣＤ出力へノイズとなって現れるためである。
【００３１】
そこで、本発明の目的はＴＤＩ型ＣＣＤを使用して、移動する被撮像物体を撮像する場合、あるいは静止した被撮像物体を移動する撮像装置から撮像する場合の取得画像の移動方向の画像ボケを改善することにある。また、他の目的は水平転送中に複数回垂直転送を行っても、信号出力に垂直転送クロックによるノイズが発生しないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
前記課題を解決するために、本発明による撮像素子駆動方法は、受光面上に複数配列され、受光量に応じて画素出力を生成する受光画素と、前記受光面上における光像の光学走査にタイミングを合わせて、前記受光画素の画素出力を垂直転送し、前記光学走査の経路に沿って逐次生成される画素出力を加算する垂直転送部と、前記垂直転送部の出力端の一方に配置され、前記垂直転送部からの画素出力を水平転送する水平転送部とを含む撮像装置における撮像素子駆動方法であって、その方法は前記画素出力の垂直転送を水平転送期間を含む一定期間に分割して複数回行う垂直転送制御ステップを含むことを特徴とする。
また、本発明による撮像装置は、受光面上に複数配列され、受光量に応じて画素出力を生成する受光画素と、前記受光面上における光像の光学走査にタイミングを合わせて、前記受光画素の画素出力を垂直転送し、前記光学走査の経路に沿って逐次生成される画素出力を加算する垂直転送部と、前記垂直転送部の出力端の一方に配置され、前記垂直転送部からの画素出力を水平転送する水平転送部とを含む撮像装置であって、その装置は前記画素出力の垂直転送を水平転送期間を含む一定期間に分割して複数回行う垂直転送制御手段を含むことを特徴とする。  また、本発明による撮像モニター装置は上記撮像装置で撮像した被撮像物をモニター部に表示することを特徴とする。
また、本発明による観測システムは、上記撮像装置が衛星に搭載され、前記衛星より地上局に前記撮像装置が撮像した被撮像物が送信されることを特徴とする。
本発明によれば、画素出力の垂直転送を水平転送期間を含む一定期間に分割して複数回行う構成であるため、取得画像の移動方向の画像ボケを改善することが可能となる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、上記構成を含むため、移動する被撮像物体を撮像する場合、あるいは静止した被撮像物体を移動する撮像装置から撮像する場合の取得画像の移動方向の画像ボケを改善すること、および水平転送中に複数回垂直転送を行っても、信号出力に垂直転送クロックによるノイズが発生しないようにすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１は本発明に係る撮像素子駆動方法の動作の一例を示す模式説明図である。以下、図１５の従来の駆動方法と対比して本発明の垂直２相駆動によるＴＤＩ動作を説明する。
【００３５】
（１）従来技術において撮像装置が１ライン分移動してからＣＣＤ蓄積電荷を上方へ転送していた。これに対し、本発明では、図１の右側（ｃ）、（ｄ）に電荷転送を従来技術と対比して示すように撮像装置が、一例として、１／２ライン分移動した時点でＣＣＤ蓄積電荷を次の段に１／２移動し、さらに撮像装置が１／２ライン分移動した時点でＣＣＤ蓄積電荷を次の段へ移動するようにし、１ライン分移動する期間に２回蓄積電荷を次段へ転送する。
【００３６】
この駆動方法により移動方向の異なる対象を写すエリアが狭くなり、隣のエリアによる発生電荷との混在が低下する。同様に図１の左側（ａ）に各画素のエネルギー収集エリアを示す。
【００３７】
以上のようにＴＤＩ動作において、移動方向電荷転送を細かくすることにより被撮像物あるいは移動する撮像装置よりの撮像による取得画像のボケを減少でき鮮明な画像を取得できる。
【００３８】
１ライン移動期間におけるＴＤＩ動作による蓄積電荷の次段への転送回数をαとすると被撮像物あるいは移動する撮像装置よりのＭＴＦは次式とで表され、転送回数αが増加するとＭＴＦも増加する。
【００３９】
ＭＴＦ＝ｓｉｎ（π／２α）／（π／２α）
【００４０】
（２）垂直クロックの変化による発生ノイズを本発明では、垂直転送クロックの変化（立ち上り、立ち下がり）後、または前後の期間水平転送クロックを停止させること、あるいは垂直転送クロックの急峻な立ち上がり、立下りを緩和すること、あるいは前述の２つの方法を組み合わせることにより解決できる。
【００４１】
次に本発明の作用について説明する。
【００４２】
（１）図２は本発明の垂直転送方法の動作の一例を示すタイミングチャートである。同図は垂直転送方法の一例として３相クロックの場合を示している。同図を参照すると、本発明では、蓄積電荷の垂直転送を水平転送が停止している短期間に集中せず水平転送１周期期間を均等に３分割し垂直転送を行う。
【００４３】
この駆動方法により１／３ライン移動ごとに蓄積電荷を次段に転送することができ、移動方向の異なる対象を写すエリアが狭くなり、隣のエリアによる発生電荷との混在が低下し、ＭＴＦ低下を改善できる。
【００４４】
（２）上記（１）に示す駆動方法によりＭＴＦ低下を改善できるが、水平転送中に垂直転送を行うことによりノイズが発生する場合がある。本発明ではノイズが発生する場合の解決方法として、垂直転送クロックの立下り立ち上り後、または前後の期間、水平クロックを一時停止する方法、あるいは垂直転送クロックの急峻な立ち上り、立下りを緩和する方法、あるいは上記解決策を組み合わせる方法により垂直クロックの変化によるノイズ発生を解決することができる。
【００４５】
図３は本発明における垂直転送クロックと水平転送クロックとＣＣＤ出力との関係を示すタイミングチャートである。同図を参照すると、垂直転送クロックＣｋ１Ｖにより垂直転送、２相水平転送クロックＣｋ１Ｈ、Ｃｋ２Ｈにより水平転送が行われる。図３（Ａ）に示すように垂直転送クロックＣｋ１Ｖの立ち上り、立下りの急峻な変化によりＣＣＤ出力が影響を受けノイズが発生する。
【００４６】
これに対し、本発明では図３（Ｂ）に示すように垂直転送クロックＣｋ１Ｖの立ち上り、立下りの急峻な変化後のＣＣＤ出力が影響を受ける一定期間、またはその垂直転送クロックＣｋ１Ｖの立ち上り、立下りの急峻な変化の前後の一定期間、水平転送クロックＣｋ１Ｈ、Ｃｋ２Ｈを停止し、垂直転送クロックの影響を受けない時間経過後、水平転送クロックＣｋ１Ｈ、Ｃｋ２Ｈを再動作させる。
【００４７】
または図３（Ｃ）に示すように垂直転送クロックＣｋ１Ｖの立ち上り、立下りの急峻な変化をＣＣＤ出力に影響を与えないよう緩和することにより、一定期間水平転送クロックＣｋ１Ｈ、Ｃｋ２Ｈを停止をさせず問題の解決を図っている。      
【００４８】
さらに、上記２つの方法を組み合わせることにより問題の解決を図ることもできる。
【実施例１】
【００４９】
図４は本発明による駆動方法を用いた撮像装置の第１実施例の構成図である。同図は、被撮像物または撮像装置の移動に伴う移動方向のＭＴＦ低下による取得画像のボケを改善した、水平転送期間に垂直転送を均等に時間分割した駆動方法を使用した基本的なＴＤＩ型ＣＣＤイメージセンサ（撮像カメラ）機能ブロックの一例を示している。
【００５０】
同図に示すように、ＴＤＩ型ＣＣＤイメージセンサは、被撮像物の像をＴＤＩ型ＣＣＤ１２の受光面に結像するレンズなどにより構成される光学部１１と、受光面に結像された被撮像物による受光量変化を電気信号に変換する機能を有するＴＤＩ型ＣＣＤ１２と、ＴＤＩ型ＣＣＤ１２に必要なバイアス電圧を発生するバイアス電圧発生部１３と、ＴＤＩ型ＣＣＤ１２の光電変換された信号増幅などの信号処理を行う信号処理回路部１４と、ＴＤＩ型ＣＣＤ１２を駆動するために必要な垂直転送、水平転送などの駆動クロックを発生するＣＣＤ駆動信号発生回路部１５と、外部電源入力より必要な電圧に変換し、各部に供給する電源部１６とを含んで構成されている。
【００５１】
光学部１１により被撮像物の像がＴＤＩ型ＣＣＤ１２受光面に結像される。ＴＤＩ型ＣＣＤ１２により結像された受光量変化は電気信号に光電変換され、信号処理回路部１４へ送られる。信号処理回路部１４では、光電変換されたＴＤＩ型ＣＣＤ１２の撮像信号を増幅などの信号処理を行い、イメージセンサ出力として外部の装置へ出力する。
【００５２】
ＣＣＤ駆動信号発生部１５は、ＴＤＩ型ＣＣＤ１２を駆動するための図２で示す本発明の水平方向１ライン転送期間を均等に分割した３相垂直転送クロック信号を発生し、ＴＤＩ型ＣＣＤ１２に供給している。
【００５３】
本発明による駆動方法の３相垂直転送クロックでＴＤＩ型ＣＣＤ１２を駆動することにより、従来の水平転送停止期間に集中して短時間に垂直転送を行う駆動方法で発生する、被撮像物またはイメージセンサ移動により発生するＭＴＦ低下を改善でき、ＭＴＦの向上した画像ぼけの改善された信号を取得できる。
【実施例２】
【００５４】
水平転送動作中に垂直転送クロックにより、ＴＤＩ型ＣＣＤ１２受光面で発生した電荷を垂直転送することにより、ＴＤＩ型ＣＣＤ１２の出力にノイズが発生する場合がある。
【００５５】
図５は本発明による駆動方法を用いた撮像装置の第２実施例の構成図である。同図は水平転送期間中に垂直転送を行うことによるＴＤＩ型ＣＣＤ１２出力にノイズが発生する問題を解決した、本発明駆動方法のＴＤＩ型ＣＣＤイメージセンサ機能を示している。
【００５６】
図５は、垂直転送クロックの影響を受けないよう急峻な立ち上り、立下りの影響を受ける期間、水平クロックを一時停止する機能を持たせた場合の実施例である。
【００５７】
基本機能は、図４と同一であり、図４と同様の構成部分には同一番号を付し、その説明を省略する。本実施例ではＴＤＩ型ＣＣＤ１２の駆動に関して説明する。
【００５８】
ＣＣＤ駆動信号発生部１５よりの駆動クロックは、水平転送クロック一時停止回路１７を経由してＴＤＩ型ＣＣＤ１２に供給され、ＴＤＩ型ＣＣＤ１２を本発明の方法により駆動する。
【００５９】
水平転送クロック一時停止回路１７は遅延タイマーなどにより構成され、垂直転送クロックの立ち上りまたは立下りで動作し、設定された期間ＣＣＤ駆動信号発生部１５よりの水平転送クロックＣｋ１ＨおよびＣｋ２ＨのＴＤＩ型ＣＣＤ１２への供給を図３（Ｂ）に示す水平クロックを停止した場合のように停止する。      
【００６０】
この機能により、垂直転送クロックの影響を受けないＴＤＩ型ＣＣＤ１２の信号を取得することができる。
【実施例３】
【００６１】
図６は本発明による駆動方法を用いた撮像装置の第３実施例の構成図である。同図は水平転送期間中に垂直転送を行うことによるＴＤＩ型ＣＣＤ１２出力にノイズが発生する問題を解決した、本発明駆動方法のＴＤＩ型ＣＣＤイメージセンサ機能の他の例を示している。
【００６２】
第３実施例は、図３（Ｃ）に示すように垂直クロックの急峻な立ち上り、立下りによる影響を、立ち上りまたは立ち下り時間を緩和することにより除去する場合の実施例である。
【００６３】
図６において、ＣＣＤ駆動信号発生回路１５よりのＴＤＩ型ＣＣＤ１２を駆動するためのクロックは、垂直クロック立ち上り、立下り時間緩和回路１８へ供給される。垂直クロック立ち上り、立ち下り時間緩和回路１８はコンデンサなどの時定数回路より構成され、垂直転送クロックの急峻な立ち上りおよび立ち下がり時間をＴＤＩ型ＣＣＤ１２の駆動に問題がなく、かつノイズが発生しないように緩和し、ＴＤＩ型ＣＣＤ１２へ供給する。
【００６４】
垂直クロック立ち上り、立下り緩和回路１８の機能により、図３（Ｃ）に示すように垂直転送クロックによる影響を受けないＴＤＩ型ＣＣＤ１２の出力を取得することができる。
【００６５】
以上の実施例のように本発明の駆動方法により、従来と同一の構成、形状で被撮像物の移動あるいはイメージセンサ移動により発生するＭＴＦ低下を改善でき、ＭＴＦの向上された画像ボケの改善された鮮明な画像信号を取得することできる。
【実施例４】
【００６６】
図７は本発明に係る撮像装置を撮影モニタ装置におけるイメージセンサとして用いた場合の撮影モニタ装置の一例の構成図である。
【００６７】
同図を参照すると、撮影モニタ装置はイメージセンサ２１と、信号処理部２２と、モニタ部２３とを含んで構成されている。イメージセンサ２１は移動する
被撮像物４を撮像している。
【００６８】
撮像された被撮像物４のイメージセンサ２１よりの出力信号は、信号処理装置２２に伝送され、イメージセンサ２１よりの１次元信号が複数ライン蓄積され、２次元表示用信号に変換される。
【００６９】
変換された２次元信号は、離れた場所の監視室に設置されたＣＲＴ(cathode-ray tube ）などの表示器より構成されるモニター部２３に表示される。
【００７０】
本発明の駆動方法のイメージセンサにより、移動方向のボケを改善した画像を取得でき、
従来方式では識別が困難であった移動被撮像物の状態監視が可能となる。
【実施例５】
【００７１】
図８は本発明に係るイメージセンサを用いた衛星による地球観測システムの一例の構成図である。このシステムは本発明に係るイメージセンサを衛星に搭載している。
【００７２】
同図を参照すると、地球観測システムは衛星３１と、地上局３２とからなり、地上局３２は受信部４１と、信号処理部４２と、表示部４３と、制御部４４とを含んでいる。なお、５１は地球、５２は撮像領域を示している。
【００７３】
衛星３１に搭載された本発明のＴＤＩ型ＣＣＤ駆動方式のイメージセンサ２１より構成される撮像装置により、地球５１の観測画像が撮像される。撮像される領域は、撮像される領域５２で示す範囲が衛星の進行により帯状となる。
【００７４】
撮像された画像は、従来のＴＤＩ型ＣＣＤ駆動方式では衛星の進行に伴いＭＴＦが減少しボケの有る画像となるが、本発明のＴＤＩ型ＣＣＤ駆動方式によりボケの改善された画像が取得できる。
【００７５】
撮像された観測画像は、地上局３２に送信され、地上局処理ブロック図に示すように受信部４１で受信された観測画像は信号処理部４２で画像処理などの信号処理が施され、表示部４３でモニタ表示される。
【００７６】
また、信号処理部４２で信号処理された観測信号は制御部４４で記録保存、外部への伝送などの制御が行われる。
【００７７】
図９は本発明によるＴＤＩ型ＣＣＤ駆動方法と従来方法によるＴＤＩ型ＣＣＤ駆動方法とのＭＴＦ理論値の比較を示す図である。
【００７８】
本発明の方法は、一例として３相に時間分割してＴＤＩ垂直転送を行う場合を示しており、従来方法は、水平転送レジスタ停止期間に集中してＴＤＩ垂直転送を行う場合を示している。
【００７９】
同図から解るように、本発明によるＴＤＩ型ＣＣＤ駆動方法は従来方法に比較してＭＴＦが約１．５倍となっている。
【００８０】
その理由は、垂直転送を水平転送が動作している期間を含め、複数に分割して行うためである。
【００８１】
また、水平転送期間に垂直転送を行っても垂直転送クロックによるＣＣＤ出力信号への影響（ノイズ）を除去することができる。
【００８２】
その理由は、ＣＣＤ出力信号にノイズを与える垂直転送クロックの立ち上がり、立ち下がり後の一定期間、またはその前後の一定期間に水平転送クロックを停止させ、垂直転送クロックが「Ｈ」、「Ｌ」のレベルに固定した後、水平転送クロックを再駆動するためである。あるいは、垂直転送クロックの急峻な立ち上がり、立下りの時間をＣＣＤ出力信号にノイズとなって影響しないように緩和するためである。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明に係る撮像素子駆動方法の動作の一例を示す模式説明図である。
【図２】本発明の垂直転送方法の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明における垂直転送クロックと水平転送クロックとＣＣＤ出力との関係を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明による駆動方法を用いた撮像装置の第１実施例の構成図である。
【図５】本発明による駆動方法を用いた撮像装置の第２実施例の構成図である。
【図６】本発明による駆動方法を用いた撮像装置の第３実施例の構成図である。
【図７】本発明に係る撮像装置を撮影モニター装置におけるイメージセンサとして用いた場合の撮影モニター装置の一例の構成図である。
【図８】本発明に係るイメージセンサを用いた衛星による地球観測システムの一例の構成図である。
【図９】本発明によるＴＤＩ型ＣＣＤ駆動方法と従来方法によるＴＤＩ型ＣＣＤ駆動方法とのＭＴＦ理論値の比較を示す図である。
【図１０】１次元ＣＣＤの一例の構成図である。
【図１１】ＴＤＩ動作の一例を示す図である。
【図１２】ＴＤＩ動作の流れの一例を示す図である。
【図１３】撮像装置により撮像された被撮像物４の画像の拡大図である。
【図１４】従来の垂直転送方法の一例のタイミングチャートである。
【図１５】従来の撮像素子駆動方法の動作の一例を示す模式説明図である。
【図１６】垂直転送クロックによるノイズを示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１  フォトセンサ
２  水平転送部
３  出力部
４  被撮像物
１０  ＴＤＩ型ＣＣＤ
１１  光学部
１２  ＴＤＩ型ＣＣＤ
１３  バイアス電圧発生部
１４  信号処理回路部
１５  ＣＣＤ駆動信号発生回路部
１６  電源部
１７  水平転送クロック一時停止回路
１８  垂直クロック立ち上り、立ち下り時間緩和回路
２１  イメージセンサ
２２  信号処理部
２３  モニター部
３１  衛星
３２  地上局
４１  受信部
４２  信号処理部
４３  表示部
４４  制御部
【図１】
2005057552.tif 000003
【図２】
2005057552.tif 000004
【図３】
2005057552.tif 000005
【図４】
2005057552.tif 000006
【図５】
2005057552.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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