(57)【要約】【課題】  固体撮像素子１の撮像面の露光時に垂直レジスタに蓄積された電荷を水平レジスタに転送して該水平レジスタから外部に掃き捨てる掃捨て動作を行なった後、垂直方向に配列された各画素列の画素から電荷を読み出す電荷読出し動作を行なう撮影装置において、消費電力を低減する。【解決手段】  本発明に係る撮影装置においては、水平転送駆動回路３から固体撮像素子１に一連の水平転送パルスが周期的に供給される。制御回路８によって、固体撮像素子１の出力信号の信号レベルが検出され、その検出結果に応じて、掃捨て動作時における前記一連の水平転送パルスの供給周期が変更される。或いは、水平転送パルスの周波数が変更される。【選択図】      図１
2007006185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子と、該固体撮像素子を駆動する駆動装置と、該駆動装置の動作を制御する制御装置とを具えた撮影装置であって、前記固体撮像素子は、マトリクス状に配列された複数の画素からなる撮像面と、垂直方向に配列された複数列の画素の電荷を垂直方向に転送する複数の垂直レジスタと、これらの垂直レジスタによって転送された電荷を出力する水平レジスタとを具え、前記駆動装置から垂直転送パルス及び水平転送パルスの供給を受けて、撮像面の露光時に垂直レジスタに蓄積された電荷を水平レジスタに転送して該水平レジスタから外部に掃き捨てる掃捨て動作を行なった後、垂直方向に配列された各画素列の画素から電荷を読み出す電荷読出し動作を行なう撮影装置において、前記駆動装置は、一連の水平転送パルスを周期的に水平レジスタに供給する水平転送パルス供給回路を具えており、前記制御装置は、
固体撮像素子の出力信号の信号レベルを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に応じて、掃捨て動作時における前記一連の水平転送パルスの供給周期を変化させる制御手段
とを具えていることを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記駆動装置の水平転送パルス供給回路は、前記制御装置の制御手段からの制御信号に応じて一連の水平転送パルスの供給周期を複数段階で切り換えることが可能であって、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に応じた制御信号を前記水平転送パルス供給回路に供給する請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
前記制御装置の制御手段は、前記検出手段の検出結果に応じて、掃捨て動作時における水平転送パルスの周波数を変化させる請求項１に記載の撮影装置。
【請求項４】
前記駆動装置の水平転送パルス供給回路は、前記制御装置の制御手段からの制御信号に応じて一連の水平転送パルスの供給周期及び該水平転送パルスの周波数を複数段階で切り換えることが可能であって、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に応じた制御信号を前記水平転送パルス供給回路に供給する請求項３に記載の撮影装置。
【請求項５】
固体撮像素子と、該固体撮像素子を駆動する駆動装置と、該駆動装置を制御する制御装置とを具えた撮影装置であって、前記固体撮像素子は、マトリクス状に配列された複数の画素からなる撮像面と、垂直方向に配列された複数列の画素の電荷を垂直方向に転送する複数の垂直レジスタと、これらの垂直レジスタによって転送された電荷を出力する水平レジスタとを具え、前記駆動装置から垂直転送パルス及び水平転送パルスの供給を受けて、撮像面の露光時に垂直レジスタに蓄積された電荷を水平レジスタに転送して該水平レジスタから外部に掃き捨てる掃捨て動作を行なった後、垂直方向に配列された各画素列の画素から電荷を読み出す電荷読出し動作を行なう撮影装置において、前記制御装置は、
固体撮像素子の出力信号の信号レベルを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に応じて、掃捨て動作時における水平転送パルスの周波数を変化させる制御手段
とを具えていることを特徴とする撮影装置。
【請求項６】
前記駆動装置は、前記制御装置の制御手段からの制御信号に応じて水平転送パルスの周波数を複数段階で切り換えることが可能であって、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に応じた制御信号を前記駆動装置に供給する請求項５に記載の撮影装置。
【請求項７】
前記制御装置の検出手段は、固体撮像素子を構成する複数の画素の内、オプティカルブラック領域の画素の出力信号の信号レベルを検出する請求項１乃至請求項６の何れかに記載の撮影装置。
【請求項８】
前記制御装置の検出手段は、固体撮像素子を構成する複数の画素の内、１画面を構成すべき画素の出力信号の信号レベルを検出する請求項１乃至請求項６の何れかに記載の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ等から構成される固体撮像素子を具えたデジタルスチルカメラ等の撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ等から構成される固体撮像素子を具えたデジタルスチルカメラが普及している。
図２は、デジタルスチルカメラに用いられるインターライン転送方式の固体撮像素子(１)の構成を表わしている。該固体撮像素子(１)においては、マトリクス状に配列された複数のフォトセンサ上に色フィルターアレイを設けて複数の画素(11)からなる撮像面を形成すると共に、垂直方向に配列された複数列の画素(11)の電荷を垂直方向に転送する複数の垂直レジスタ(12)と、これらの垂直レジスタ(12)によって転送された電荷を１水平期間の周期で出力する水平レジスタ(13)とが設けられている。
【０００３】
上記固体撮像素子(１)には、第１の位相を有する第１垂直転送パルスＶφ１の入力端子８、第２の位相を有する第２垂直転送パルスＶφ２の入力端子７、第３の位相を有する一対の第３垂直転送パルスＶφ３Ａ及びＶφ３Ｂの入力端子６、５、第４の位相を有する第４垂直転送パルスＶφ４の入力端子４、第５の位相を有する一対の第５垂直転送パルスＶφ５Ａ及びＶφ５Ｂの入力端子３、２、及び第６の位相を有する第６垂直転送パルスＶφ６の入力端子１が設けられている。
又、上記固体撮像素子(１)には、一対の第１水平転送パルスＨφ１Ａ及びＨφ１Ｂの入力端子21、16と、一対の第１水平転送パルスをそれぞれ反転してなる一対の第２水平転送パルスＨφ２Ａ及びＨφ２Ｂの入力端子22、17とが設けられている。
更に、上記固体撮像素子(１)には、画素に蓄積された電荷を外部へ掃き捨てる電子シャッタ動作を実行させるためのサブパルスφSUBの入力端子19が設けられている。
【０００４】
図６は、上記固体撮像素子(１)を具えたデジタルスチルカメラの構成を表わしている。固体撮像素子(１)には、垂直転送駆動回路(20)及び水平転送駆動回路(30)が接続されており、垂直転送駆動回路(20)から上記の第１垂直転送パルスＶφ１、第２垂直転送パルスＶφ２、一対の第３垂直転送パルスＶφ３Ａ、Ｖφ３Ｂ、第４垂直転送パルスＶφ４、一対の第５垂直転送パルスＶφ５Ａ、Ｖφ５Ｂ、第６垂直転送パルスＶφ６及びサブパルスφSUBが供給されると共に、水平転送駆動回路(30)から一対の第１水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、及び一対の第２水平転送パルスＨφ２Ａ、Ｈφ２Ｂが供給される。
垂直転送駆動回路(20)及び水平転送駆動回路(30)には、タイミングジェネレータ(ＴＧ)(40)が接続されており、タイミングジェネレータ(40)から垂直転送駆動回路(20)へ、第１垂直タイミングパルス、第２垂直タイミングパルス、一対の第３垂直タイミングパルス、第４垂直タイミングパルス、一対の第５垂直タイミングパルス、第６垂直タイミングパルス、サブタイミングパルス及び電荷読出しパルスが供給される。又、タイミングジェネレータ(40)から水平転送駆動回路(30)へ、一対の第１水平タイミングパルス及び一対の第２水平タイミングパルスが供給される。
【０００５】
タイミングジェネレータ(40)では、カウンタ(図示省略)を用いて第１垂直タイミングパルス、第２垂直タイミングパルス、一対の第３垂直タイミングパルス、第４垂直タイミングパルス、一対の第５垂直タイミングパルス、第６垂直タイミングパルス、電荷読出しパルス及びサブタイミングパルスが作成され、これらのパルスが垂直転送駆動回路(20)に供給される。又、駆動クロックを用いて一対の第１水平タイミングパルス及び一対の第２水平タイミングパルスが作成され、これらのパルスが水平転送駆動回路(30)に供給される。このとき、レジスタ(図示省略)に格納されている水平ブランキング期間だけパルスの供給が停止される。
垂直転送駆動回路(20)では、タイミングジェネレータ(40)から得られる電荷読出しパルス及び第１〜第６垂直タイミングパルスから第１〜第６垂直転送パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３Ａ、Ｖφ３Ｂ、Ｖφ４、Ｖφ５Ａ、Ｖφ５Ｂ及びＶφ６が作成されると共に、サブタイミングパルスを増幅することによってサブパルスφSUBが作成され、作成されたパルスが固体撮像素子(１)に供給される。一方、水平転送駆動回路(30)では、タイミングジェネレータ(40)から得られる一対の第１水平タイミングパルス及び一対の第２水平タイミングパルスを増幅することによって一対の第１水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ及び一対の第２水平転送パルスＨφ２Ａ、Ｈφ２Ｂが作成され、これらのパルスが固体撮像素子(１)に供給される。
【０００６】
又、固体撮像素子(１)から得られるＣＣＤ出力は、サンプリング部ＣＤＳ及びゲイン制御部ＡＧＣからなるＣＤＳ／ＡＧＣ回路(５)、Ａ／Ｄコンバータ(６)、及び圧縮処理等の所定の画像処理を行なう画像処理回路(７)を経て、後段回路へ出力される。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路(５)には、タイミングジェネレータ(40)から、ＣＣＤ出力をサンプリングするためのサンプリング信号ＳＨＰ、ＳＨＤが供給され、Ａ／Ｄコンバータ(６)には、タイミングジェネレータ(40)から、Ａ／Ｄ変換のためのサンプリング信号ＡＤＣＫが供給される。
【０００７】
前記タイミングジェネレータ(40)及び前記画像処理回路(７)には、制御回路(80)が接続されており、制御回路(80)には、シャッターボタン(９)が接続されている。
制御回路(80)は、画像処理回路(７)から固体撮像素子(１)の有効領域の画像信号(輝度信号)を取得して該画像信号の信号レベルを検出し、その検出結果に基づいて周知の方法により露光時間を算出した後、その算出結果に応じて固体撮像素子(１)の電子シャッタ動作を制御する。そして、露光時間終了時にメカニカルシャッタ(図示省略)を閉じる。尚、制御回路(80)は、固体撮像素子(１)のオプティカルブラック領域の信号の信号レベルを検出し、その検出結果に基づいて後述のスミアの発生の有無を判定するが、その動作についての詳細な説明は割愛する。
【０００８】
ところで、固体撮像素子への入射光が強い場合、撮像面の露光時に画素から垂直レジスタに電荷が漏れ、漏れた電荷が記録画像にスミアとなって現われる。
そこで、上記デジタルスチルカメラにおいては、スミアの発生を防止するべく、露光時に垂直レジスタに漏れた電荷を高速で外部へ掃き捨てる高速掃捨て動作を行なった後に、画像記録のための電荷読出し動作が行なわれる。
【０００９】
図７は、上記デジタルスチルカメラの固体撮像素子(１)の動作を表わしている。尚、図７中、ＶＤは垂直同期パルスである。
上記固体撮像素子(１)は、１画面を構成すべき全ての画素(11)の電荷を３つのフィールドに分けて読み出すフレーム読出しモードと、１画面を構成する複数の画素の内、例えば１２ライン中４ラインの割合で画素を選択して、これら複数の画素の電荷を読み出す間引き読出しモードの設定が可能であって、動画(スルー画)の表示時に間引き読出しモードに設定され、静止画の記録時にフレーム読出しモードに設定される。
図示の如く、一対の第３垂直転送パルスの内、一方の垂直転送パルスＶφ３Ａ、及び一対の第５垂直転送パルスの内、一方の垂直転送パルスＶφ５Ａにそれぞれ電荷読出しパルスが重畳されることによって、１画面を構成する複数の画素の内、１２ライン中４ラインの割合で画素を選択して電荷を読み出す間引き読出し動作が行なわれる。
【００１０】
そして、ユーザによりシャッターボタンが押下されると、サブパルスφSUBが供給されることによって電子シャッタ動作が行なわれた後、撮像面の露光が開始される。
その後、上述の如く制御回路によって算出された露光時間が経過すると、その時点でメカニカルシャッタが閉じられる。又、第１番目の垂直期間(＃１Ｖ)に、電荷読出し時よりも高周波数の垂直転送パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３Ａ、Ｖφ３Ｂ、Ｖφ４、Ｖφ５Ａ、Ｖφ５Ｂ及びＶφ６が供給されることによって高速掃捨て動作が行なわれた後、一対の第３垂直転送パルスＶφ３Ａ、Ｖφ３Ｂにそれぞれ電荷読出しパルスが重畳されることによって、第１フィールドの画素の電荷を読み出す動作が行なわれる。次に第２番目の垂直期間(＃Ｖ２)に、電荷読出し時よりも高周波数の垂直転送パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３Ａ、Ｖφ３Ｂ、Ｖφ４、Ｖφ５Ａ、Ｖφ５Ｂ及びＶφ６が供給されることによって高速掃捨て動作が行なわれた後、第１垂直転送パルスＶφ１に電荷読出しパルスが重畳されることによって、第２フィールドの画素の電荷を読み出す動作が行なわれる。更に第３番目の垂直期間(＃Ｖ３)に、電荷読出し時よりも高周波数の垂直転送パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３Ａ、Ｖφ３Ｂ、Ｖφ４、Ｖφ５Ａ、Ｖφ５Ｂ及びＶφ６が供給されることによって高速掃捨て動作が行なわれた後、一対の第５垂直転送パルスＶφ５Ａ及びＶφ５Ｂにそれぞれ電荷読出しパルスが重畳されることによって、第３フィールドの画素の電荷を読み出す動作が行なわれる。
その後、再び前記一方の垂直転送パルスＶφ３Ａ及び前記一方の垂直転送パルスＶφ５Ａにそれぞれ電荷読出しパルスが重畳されることによって間引き読出し動作が行なわれる。
【００１１】
図８は、高速掃捨て動作時に固体撮像素子(１)に供給される第１垂直転送パルスＶφ１、第２垂直転送パルスＶφ２、一対の第３垂直転送パルスＶφ３Ａ、Ｖφ３Ｂ、第４垂直転送パルスＶφ４、一対の第５垂直転送パルスＶφ５Ａ、Ｖφ５Ｂ、第６垂直転送パルスＶφ６、一対の第１水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、及び一対の第２水平転送パルスＨφ２Ａ及びＨφ２Ｂを表わしている。尚、図８中、ＨＤは水平同期パルスである。
【００１２】
図示の如く、第１垂直転送パルスＶφ１、第２垂直転送パルスＶφ２、一対の第３垂直転送パルスＶφ３Ａ、Ｖφ３Ｂ、第４垂直転送パルスＶφ４、一対の第５垂直転送パルスＶφ５Ａ、Ｖφ５Ｂ、及び第６垂直転送パルスＶφ６は連続的に垂直レジスタに供給される。
一方、一対の第１水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、及び一対の第２水平転送パルスＨφ２Ａ、Ｈφ２Ｂは、１水平期間(１Ｈ)の周期で、該期間の内、水平ブランキング期間を除く水平映像期間だけ供給される。これらの水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、Ｈφ２Ａ及びＨφ２Ｂは、図９に示す如く、Ａ／Ｄ変換のためのサンプリング信号ＡＤＣＫと同じ３６ＭＨｚの周波数を有している。
上述の如く、垂直転送パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３Ａ、Ｖφ３Ｂ、Ｖφ４、Ｖφ５Ａ、Ｖφ５Ｂ及びＶφ６が連続的に垂直レジスタ(12)に供給されることによって、垂直レジスタ(12)の電荷が水平レジスタ(13)に連続的に転送され、水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、Ｈφ２Ａ及びＨφ２Ｂが水平レジスタ(13)に供給されることによって、水平レジスタ(13)に転送された電荷が外部に掃き捨てられる。
【００１３】
尚、スミアの発生を防止するべく、受光面が露光されている状態で電荷転送路に蓄積されているスミア電荷を外部に排出した後に光電変換素子に電荷を蓄積する固体撮像装置が提案されている(特許文献１参照)。
【特許文献１】特開平９−４６５９８号公報[H04N 5/335]
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来のデジタルスチルカメラにおいては、消費電力が大きい問題があった。
本発明の目的は、従来よりも消費電力の少ないデジタルスチルカメラ等の撮影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
そこで本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を行なった結果、固体撮像素子への入射光が弱い場合には、撮像面の露光時に画素から垂直レジスタに漏れる電荷は少なく、高速掃捨て動作時に垂直レジスタから水平レジスタに転送される電荷は少ないため、３６ＭＨｚの高い周波数の水平転送パルスを１水平期間の短い周期で固体撮像素子(１)に供給する必要がないことに想到し、本発明の完成に至った。
【００１６】
本発明に係る第１の撮影装置は、固体撮像素子と、該固体撮像素子を駆動する駆動装置と、該駆動装置の動作を制御する制御装置とを具えており、前記固体撮像素子は、マトリクス状に配列された複数の画素からなる撮像面と、垂直方向に配列された複数列の画素の電荷を垂直方向に転送する複数の垂直レジスタと、これらの垂直レジスタによって転送された電荷を出力する水平レジスタとを具え、前記駆動装置から垂直転送パルス及び水平転送パルスの供給を受けて、撮像面の露光時に垂直レジスタに蓄積された電荷を水平レジスタに転送して該水平レジスタから外部に掃き捨てる掃捨て動作を行なった後、垂直方向に配列された各画素列の画素から電荷を読み出す電荷読出し動作を行なう。そして、前記駆動装置は、一連の水平転送パルスを周期的に水平レジスタに供給する水平転送パルス供給回路を具えており、前記制御装置は、
固体撮像素子の出力信号の信号レベルを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に応じて、掃捨て動作時における前記一連の水平転送パルスの供給周期を変化させる制御手段
とを具えている。
【００１７】
前記駆動装置の水平転送パルス供給回路は、前記制御装置の制御手段からの制御信号に応じて一連の水平転送パルスの供給周期を複数段階で切り換えることが可能であって、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に応じた制御信号を前記水平転送パルス供給回路に供給する。
【００１８】
固体撮像素子の出力信号の信号レベルは、固体撮像素子への入射光が強くなるにつれて高くなる。そこで、上記本発明に係る第１の撮影装置においては、固体撮像素子の出力信号の信号レベルが検出され、その検出結果に応じて、掃捨て動作時における一連の水平転送パルスの供給周期が複数段階で切り換えられる。ここで、固体撮像素子への入射光が弱い場合には、掃捨て動作時における一連の水平転送パルスの供給周期が従来よりも長い周期に設定される。これによって、掃捨て動作時における水平転送パルスの供給時間が従来よりも短くなって、消費電力が低減する。
【００１９】
本発明に係る第２の撮影装置は、固体撮像素子と、該固体撮像素子を駆動する駆動装置と、該駆動装置を制御する制御装置とを具えており、前記固体撮像素子は、マトリクス状に配列された複数の画素からなる撮像面と、垂直方向に配列された複数列の画素の電荷を垂直方向に転送する複数の垂直レジスタと、これらの垂直レジスタによって転送された電荷を出力する水平レジスタとを具え、前記駆動装置から垂直転送パルス及び水平転送パルスの供給を受けて、撮像面の露光時に垂直レジスタに蓄積された電荷を水平レジスタに転送して該水平レジスタから外部に掃き捨てる掃捨て動作を行なった後、垂直方向に配列された各画素列の画素から電荷を読み出す電荷読出し動作を行なう。そして、前記制御装置は、
固体撮像素子の出力信号の信号レベルを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に応じて、掃捨て動作時における水平転送パルスの周波数を変化させる制御手段
とを具えている。
【００２０】
前記駆動装置は、前記制御装置の制御手段からの制御信号に応じて水平転送パルスの周波数を複数段階で切り換えることが可能であって、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に応じた制御信号を前記駆動装置に供給する。
【００２１】
上述の如く、固体撮像素子の出力信号の信号レベルは、固体撮像素子への入射光が強くなるにつれて高くなる。そこで、上記本発明に係る第２の撮影装置においては、固体撮像素子の出力信号の信号レベルが検出され、その検出結果に応じて、掃捨て動作時における水平転送パルスの周波数が複数段階で切り換えられる。ここで、固体撮像素子への入射光が弱い場合には、掃捨て動作時における水平転送パルスの周波数が従来よりも低い周波数に設定される。これによって、掃捨て動作時における水平転送パルスの出力回数が従来よりも減少することとなって、消費電力が低減する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る第１及び第２の撮影装置によれば、従来よりも消費電力を節減することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明をＣＣＤからなる固体撮像素子を具えたデジタルスチルカメラに実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係るデジタルスチルカメラは、図２に示す固体撮像素子(１)を具えており、該固体撮像素子(１)には、第１の位相を有する第１垂直転送パルスＶφ１の入力端子８、第２の位相を有する第２垂直転送パルスＶφ２の入力端子７、第３の位相を有する一対の第３垂直転送パルスＶφ３Ａ及びＶφ３Ｂの入力端子６、５、第４の位相を有する第４垂直転送パルスＶφ４の入力端子４、第５の位相を有する一対の第５垂直転送パルスＶφ５Ａ及びＶφ５Ｂの入力端子３、２、及び第６の位相を有する第６垂直転送パルスＶφ６の入力端子１が設けられている。
又、該固体撮像素子(１)には、一対の第１水平転送パルスＨφ１Ａ及びＨφ１Ｂの入力端子21、16と、第１水平転送パルスを反転してなる一対の第２水平転送パルスＨφ２Ａ及びＨφ２Ｂの入力端子22、17とが設けられている。
更に、該固体撮像素子(１)には、電子シャッタ動作を実行させるためのサブパルスφSUBの入力端子19が設けられている。
【００２４】
図１は、本発明に係るデジタルスチルカメラの構成を表わしている。上記固体撮像素子(１)には、垂直転送駆動回路(２)及び水平転送駆動回路(３)が接続されており、垂直転送駆動回路(２)から上記の第１垂直転送パルスＶφ１、第２垂直転送パルスＶφ２、一対の第３垂直転送パルスＶφ３Ａ、Ｖφ３Ｂ、第４垂直転送パルスＶφ４、一対の第５垂直転送パルスＶφ５Ａ、Ｖφ５Ｂ、第６垂直転送パルスＶφ６及びサブパルスφSUBが供給されると共に、水平転送駆動回路(３)から一対の第１水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、及び一対の第２水平転送パルスＨφ２Ａ、Ｈφ２Ｂが供給される。これらの水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、Ｈφ２Ａ及びＨφ２Ｂは、５〜７Ｖの電圧を有している。
垂直転送駆動回路(２)及び水平転送駆動回路(３)には、タイミングジェネレータ(ＴＧ)(４)が接続されており、タイミングジェネレータ(４)から垂直転送駆動回路(２)へ、第１垂直タイミングパルス、第２垂直タイミングパルス、一対の第３垂直タイミングパルス、第４垂直タイミングパルス、一対の第５垂直タイミングパルス、第６垂直タイミングパルス、サブタイミングパルス及び電荷読出しパルスが供給される。又、タイミングジェネレータ(４)から水平転送駆動回路(３)へ、一対の第１水平タイミングパルス及び一対の第２水平タイミングパルスが供給される。
【００２５】
タイミングジェネレータ(４)では、カウンタ(図示省略)を用いて第１垂直タイミングパルス、第２垂直タイミングパルス、一対の第３垂直タイミングパルス、第４垂直タイミングパルス、一対の第５垂直タイミングパルス、第６垂直タイミングパルス、電荷読出しパルス及びサブタイミングパルスが作成され、これらのパルスが垂直転送駆動回路(２)に供給される。又、駆動クロックを分周することによって一対の第１水平タイミングパルス及び一対の第２水平タイミングパルスが作成され、これらのパルスが水平転送駆動回路(３)に供給される。このとき、レジスタ(図示省略)に格納されている期間だけパルスの供給が停止される。
垂直転送駆動回路(２)では、タイミングジェネレータ(４)から得られる電荷読出しパルス及び第１〜第６垂直タイミングパルスから第１〜第６垂直転送パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３Ａ、Ｖφ３Ｂ、Ｖφ４、Ｖφ５Ａ、Ｖφ５Ｂ及びＶφ６が作成されると共に、サブタイミングパルスを増幅することによってサブパルスφSUBが作成され、作成されたパルスが固体撮像素子(１)に供給される。一方、水平転送駆動回路(３)では、タイミングジェネレータ(４)から得られる一対の第１水平タイミングパルス及び一対の第２水平タイミングパルスを増幅することによって一対の第１水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ及び一対の第２水平転送パルスＨφ２Ａ、Ｈφ２Ｂが作成され、これらのパルスが固体撮像素子(１)に供給される。
【００２６】
又、固体撮像素子(１)から得られるＣＣＤ出力は、サンプリング部ＣＤＳ及びゲイン制御部ＡＧＣからなるＣＤＳ／ＡＧＣ回路(５)、Ａ／Ｄコンバータ(６)、及び圧縮処理等の所定の画像処理を行なう画像処理回路(７)を経て、後段回路へ出力される。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路(５)には、タイミングジェネレータ(４)から、ＣＣＤ出力をサンプリングするためのサンプリング信号ＳＨＰ、ＳＨＤが供給され、Ａ／Ｄコンバータ(６)には、タイミングジェネレータ(４)から、Ａ／Ｄ変換のためのサンプリング信号ＡＤＣＫが供給される。
【００２７】
前記タイミングジェネレータ(４)及び前記画像処理回路(７)には、制御回路(８)が接続されており、制御回路(８)には、シャッターボタン(９)が接続されている。
制御回路(８)は、画像処理回路(７)から固体撮像素子(１)の有効領域の画像信号(輝度信号)を取得して該画像信号の信号レベルを検出し、その検出結果に基づいて周知の方法により露光時間を算出した後、その算出結果に応じて固体撮像素子(１)の電子シャッタ動作を制御する。そして、露光時間終了時にメカニカルシャッタ(図示省略)を閉じる。尚、制御回路(８)は、固体撮像素子(１)のオプティカルブラック領域の信号の信号レベルを検出し、その検出結果に基づいてスミア発生の有無を判定するが、その動作についての詳細な説明は割愛する。
【００２８】
本発明に係るデジタルスチルカメラにおいては、固体撮像素子(１)への入射光が強い場合と弱い場合とで、図７に示す高速掃捨て動作時における一連の水平転送パルスの供給周期と該水平転送パルスの周波数とが変更される。
制御回路(８)では、スミア発生の有無の判定時に検出した信号レベルと内蔵メモリ(図示省略)に格納されている閾値とが比較されて、固体撮像素子(１)のオプティカルブラック領域を構成する画素の中に画像信号の信号レベルが前記閾値を上回る画素が含まれているか否かが判断され、その判断結果に応じた制御信号がタイミングジェネレータ(４)に供給される。ここで、固体撮像素子(１)の入射光が強い場合には、画像信号の信号レベルが閾値を上回る画素が含まれることになる。
タイミングジェネレータ(４)では、上記制御信号に応じて、３６ＭＨｚの周波数を有する一対の第１水平タイミングパルス及び一対の第２水平タイミングパルスを作成して１水平期間の周期で出力する動作、或いは１８ＭＨｚの周波数を有する一対の第１水平タイミングパルス及び一対の第２水平タイミングパルスを作成して２水平期間の周期で出力する動作の何れかの動作が実行される。
【００２９】
本発明に係るデジタルスチルカメラの高速掃捨て動作時においては、固体撮像素子(１)への入射光が強い場合には、図８に示す如く、第１〜第６垂直転送パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３Ａ、Ｖφ３Ｂ、Ｖφ４、Ｖφ５Ａ、Ｖφ５Ｂ及びＶφ６が連続的に垂直レジスタに供給されると共に、一連の第１水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、及び一連の第２水平転送パルスＨφ２Ａ、Ｈφ２Ｂが、従来と同じ１水平期間(１Ｈ)の周期で間欠的に水平レジスタに供給される。これらの水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、Ｈφ２Ａ及びＨφ２Ｂは、従来と同じ３６ＭＨｚの周波数を有している。
【００３０】
上述の如く、垂直転送パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３Ａ、Ｖφ３Ｂ、Ｖφ４、Ｖφ５Ａ、Ｖφ５Ｂ及びＶφ６が連続的に垂直レジスタ(12)に供給されることによって、垂直レジスタ(12)の電荷が水平レジスタ(13)に連続的に転送され、一連の水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、Ｈφ２Ａ及びＨφ２Ｂが１水平期間の周期で水平レジスタ(13)に間欠的に供給されることによって、水平レジスタ(13)に転送された電荷が外部に掃き捨てられる。
【００３１】
一方、固体撮像素子(１)への入射光が弱い場合には、入射光が強い場合と同様に、図３に示す如く、第１〜第６垂直転送パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３Ａ、Ｖφ３Ｂ、Ｖφ４、Ｖφ５Ａ、Ｖφ５Ｂ及びＶφ６が連続的に垂直レジスタに供給されると共に、一連の第１水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、及び一連の第２水平転送パルスＨφ２Ａ、Ｈφ２Ｂが、２水平期間(２Ｈ)の周期で間欠的に水平レジスタに供給される。これらの水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、Ｈφ２Ａ及びＨφ２Ｂは、水平映像期間に供給される。又、これらの水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、Ｈφ２Ａ及びＨφ２Ｂは、図４に示す如く、Ａ／Ｄ変換のためのサンプリング信号ＡＤＣＫの１／２倍の１８ＭＨｚの周波数を有している。
【００３２】
上述の如く、垂直転送パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３Ａ、Ｖφ３Ｂ、Ｖφ４、Ｖφ５Ａ、Ｖφ５Ｂ及びＶφ６が連続的に垂直レジスタ(12)に供給されることによって、垂直レジスタ(12)の電荷が水平レジスタ(13)に連続的に転送され、一連の水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、Ｈφ２Ａ及びＨφ２Ｂが２水平期間の周期で水平レジスタ(13)に間欠的に供給されることによって、水平レジスタ(13)に転送された電荷が外部に掃き捨てられる。ここで、一連の水平転送パルスの供給周期が従来よりも長い２水平期間に設定されることによって水平レジスタ(13)の電荷を外部に掃き捨てる動作が従来よりも長い時間に亘って停止されると共に、水平転送パルスの周波数が従来よりも低い１８ＭＨｚに設定されることによって水平レジスタ(13)の電荷が外部に掃き捨てられる速度が従来よりも遅くなるが、垂直レジスタ(12)から水平レジスタ(13)に転送された電荷が水平レジスタ(13)から溢れ出すことはない。
【００３３】
本発明に係るデジタルスチルカメラにおいては、上述の如く、固体撮像素子(１)への入射光が弱い場合には、高速掃捨て動作時における一連の第１水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、及び第２水平転送パルスＨφ２Ａ、Ｈφ２Ｂの供給周期が従来の２倍に設定されて水平転送パルスの供給時間が従来よりも短くなると共に、それらの水平転送パルスの周波数が従来の１／２倍に設定されて水平転送パルスの出力回数が従来よりも減少するので、従来のデジタルスチルカメラに比べて消費電力が低減する。
【００３４】
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態においては、固体撮像素子(１)への入射光が弱い場合には、高速掃捨て動作時における第１水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、及び第２水平転送パルスＨφ２Ａ、Ｈφ２Ｂの供給周期を２倍に設定すると共にこれらの水平転送パルスの周波数を１／２倍に設定しているが、供給周期のみを２倍に設定する構成、周波数のみを１／２倍に設定する構成によっても、消費電力を節減することが出来る。
【００３５】
又、第１水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、及び第２水平転送パルスＨφ２Ａ、Ｈφ２Ｂの供給周期は従来の２倍の２水平期間に拘らず、図５に示す如く、３倍の３水平期間(３Ｈ)の周期に設定することも可能であり、垂直レジスタ(12)から水平レジスタ(13)に転送された電荷が水平レジスタ(13)から溢れ出すこととならない任意の周期に設定することが可能である。
又、第１水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、及び第２水平転送パルスＨφ２Ａ、Ｈφ２Ｂは従来の１／２倍の周波数に限らず、垂直レジスタ(12)から水平レジスタ(13)に転送された電荷が水平レジスタ(13)から溢れ出すこととならない任意の周波数に設定することが可能である。
又、第１水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、及び第２水平転送パルスＨφ２Ａ、Ｈφ２Ｂの供給周期及び周波数を２段階で切り換えているが、３以上の複数段階で切り換える構成を採用することが可能である。
【００３６】
更に、図１に示す制御回路(８)は、固体撮像素子(１)のオプティカルブラック領域の信号の出力レベルの検出結果に応じた制御信号をタイミングジェネレータ(４)に供給しているが、１画面を構成すべき有効領域の画像信号の出力レベルの検出結果に応じた制御信号をタイミングジェネレータ(４)に供給する構成を採用することも可能である。該構成においては、例えば、有効領域の画素の中に画像信号の信号レベルが閾値を上回る画素が所定個数以上存在するか否かが判断され、その判断結果に応じた制御信号がタイミングジェネレータ(４)に供給される。
更に又、上記実施の形態においては、本発明を、図２に示す６相駆動方式の固体撮像素子(１)を具えたデジタルスチルカメラに実施しているが、３相駆動方式の固体撮像素子や４相駆動方式の固体撮像素子を具えたデジタルスチルカメラに実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明を実施したデジタルスチルカメラの構成を表わすブロック図である。
【図２】固体撮像素子の構成を表わすブロック図である。
【図３】上記デジタルスチルカメラにおいて高速掃捨て動作時に固体撮像素子に供給される垂直転送パルス及び水平転送パルスを表わすタイムチャートである。
【図４】上記水平転送パルスの波形を表わす波形図である。
【図５】他の実施例において高速掃捨て動作時に固体撮像素子に供給される垂直転送パルス及び水平転送パルスを表わすタイムチャートである。
【図６】従来のデジタルスチルカメラの構成を表わすブロック図である。
【図７】デジタルスチルカメラの動作を表わすタイムチャートである。
【図８】高速掃捨て動作時に固体撮像素子に供給される垂直転送パルス及び水平転送パルスを表わすタイムチャートである。
【図９】上記水平転送パルスの波形を表わす波形図である。
【符号の説明】
【００３８】
(１)  固体撮像素子
(11)  画素
(12)  垂直レジスタ
(13)  水平レジスタ
(２)  垂直転送駆動回路
(３)  水平転送駆動回路
(４)  タイミングジェネレータ
(５)  ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
(６)  Ａ／Ｄコンバータ
(７)  画像処理回路
(８)  制御回路
(９)  シャッターボタン
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年6月30日(2005.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
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