説明

固体撮像装置

【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。

【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、

【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。

【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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【公開番号】特開2011−188084(P2011−188084A)
【公開日】平成23年9月22日(2011.9.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−49078(P2010−49078)
【出願日】平成22年3月5日(2010.3.5)
【出願人】(000001122)株式会社日立国際電気 (5,007)
【Fターム(参考)】