JPH07115590A

JPH07115590A - ビデオカメラ

Info

Publication number: JPH07115590A
Application number: JP5260133A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Okubo; 正俊大久保; Tsutomu Takai; 務高井; Tetsuaki Matsuda; 哲明松田
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Priority date: 1993-10-18
Filing date: 1993-10-18
Publication date: 1995-05-02

Abstract

(57)【要約】【目的】同期信号発生回路が垂直リセットパルスにより
垂直リセットされてからフォトダイオードの信号電荷の
読出しを行うまでの期間を短縮するとともに、電荷結合
素子出力信号を本来表示される走査線に表示する。【構成】ＣＣＤ駆動タイミングパルス発生回路１３
は、垂直リセットパルス発生回路１２から垂直リセット
パルスが供給されてから１／５Ｈ程度のタイムラグを経
てフィールドシフトパルスをＣＣＤ駆動回路１８に供給
するとともに、フィールドシフトパルスの供給と同時に
ラインシフトパルスのＣＣＤ駆動回路１８に供給を１０
Ｈ期間分停止する。これにより、同期信号発生回路が垂
直リセットパルスにより垂直リセットされてからフォト
ダイオードの信号電荷の読出しを行うまでの期間を短縮
するとともに、電荷結合素子出力信号を本来表示される
走査線に表示することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はランダムトリガシャッタ
機能を有するビデオカメラに係り、特に露光時間を短縮
することができるビデオカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ファクトリーオートメーション
（以下ＦＡと呼ぶ）においては、固体撮像素子としてＣ
ＣＤ（Charge Coupled Device ，電荷結合素子）を用
いたビデオカメラをベルトコンベア上の製品の検査に用
いるようになってきている。このようなビデオカメラで
は、ランダムトリガシャッタ機能を用いて任意の時間に
画像の読出しを行うものがある。

【０００３】図３はこのようなランダムトリガシャッタ
機能を用いた従来のビデオカメラを示すブロック図であ
る。

【０００４】図３において、符号５１はトリガパルスの
タイミングが任意の時間に設定可能な外部からのトリガ
パルス信号ａ１が供給される入力端子を示しており、こ
の入力端子５１に導かれたトリガパルス信号ａ１は、垂
直リセットパルス発生回路５２に供給されるとともに、
ＣＣＤ駆動タイミングパルス発生回路５３に供給され
る。

【０００５】一方、電子シャッタスピード入力回路５４
はキー入力や図示しない測光手段による被写体の測光結
果に基づいて露光時間（シャッタスピード）を設定し、
この設定結果を示すシャッタスピード設定信号ｂ１を垂
直リセットパルス発生回路５２に供給する。

【０００６】垂直リセットパルス発生回路５２は、電子
シャッタスピード入力回路５４からのシャッタスピード
設定信号ｂ１に基づいて１水平周期（以下１Ｈと呼ぶ）
の整数倍の期間αを設定し、入力端子５１に導かれたト
リガパルス信号ａ１がトリガパルスの期間となってか
ら、期間αよりも約１／２Ｈ短い期間のα０後に垂直リ
セットパルスを垂直リセットパルス信号ｃ１として、Ｃ
ＣＤ駆動タイミングパルス発生回路５３、同期信号発生
回路５５及びブランキング信号発生回路５６に供給す
る。同期信号発生回路５５は、水晶発振器を内蔵し、こ
の水晶発振器の発振信号に基づいて水平周期のパルス信
号ｄ１を作成してＣＣＤ駆動タイミングパルス発生回路
５３及びブランキング信号発生回路５６に供給するとと
もに、垂直リセットパルス発生回路５２からの垂直リセ
ットパルス信号ｃ１により垂直リセットされ水晶発振器
の発振信号に基づいて複合同期信号ｅ１を作成して加算
器５７に供給する。ブランキング信号発生回路５６は垂
直リセットパルス発生回路５２からの垂直リセットパル
ス信号ｃ１と同期信号発生回路５５からのパルス信号ｄ
１に対応してブランキング信号ｆ１を作成してブランキ
ング用ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースに供給する。

【０００７】ＣＣＤ駆動タイミングパルス発生回路５３
は、同期信号発生回路５５からのパルス信号ｄ１に適切
な波形整形を行いラインシフトパルス信号ｇ１としてＣ
ＣＤ駆動回路５８に供給する。また、ＣＣＤ駆動タイミ
ングパルス発生回路５３は、垂直リセットパルス発生回
路５２からの垂直リセットパルス信号ｃ１に基づいてフ
ィールドシフトパルス信号ｈ１を作成してＣＣＤ駆動回
路５８に供給する。さらに、ＣＣＤ駆動タイミングパル
ス発生回路５３は、同期信号発生回路５５からのパルス
信号ｄ１と、入力端子５１に導かれたトリガパルス信号
ａ１と、垂直リセットパルス発生回路５２からの垂直リ
セットパルス信号ｃ１とに基づいて、垂直サブパルス信
号ｉ１を作成してＣＣＤ駆動回路５８に供給する。

【０００８】ＣＣＤ駆動回路５８は、ＣＣＤ駆動タイミ
ングパルス発生回路５３からのラインシフトパルス信号
ｇ１に基づいて４相の垂直転送パルスφＶ１，φＶ２，
φＶ３，φＶ４及び２相の水平転送パルスφＨ１，φＨ
２を作成するとともに、ＣＣＤ駆動タイミングパルス発
生回路５３からのフィールドシフトパルス信号ｈ１に基
づいて電荷読出しパルスｊ１を作成し、作成した４相の
垂直転送パルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４に電荷
読出しパルスｊ１を重畳してＣＣＤ８１の垂直転送パル
ス入力端子８２に供給するとともに、ＣＣＤ８１の水平
転送パルス入力端子８３に２相の水平転送パルスφＨ
１，φＨ２を供給する。また、ＣＣＤ駆動回路５８は、
ＣＣＤ８１のオーバーフロードレイン端子８４に直流電
圧Ｖ１を導くとともに、垂直サブパルス信号ｉ１から電
荷掃出しパルスｋ１を作成し、電荷掃き出しパルスｋ１
を直流電圧Ｖ１に重畳してオーバーフロードレイン端子
８４に供給する。

【０００９】ＣＣＤ８１は、ＣＣＤ駆動回路５８からの
４相の垂直転送パルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ
４、電荷読出しパルスｊ１、２相の水平転送パルスφＨ
１，φＨ２、直流電圧Ｖ１及び電荷掃き出しパルスｋ１
により駆動されて、ＣＣＤ出力信号ｍ１を出力端子８５
から出力する。出力端子８５は、プリアンプ５９とブラ
ンキング用抵抗Ｒ１の直列接続を介して加算器５７の第
２の入力端子に接続されている。加算器５７の第２の入
力端子と抵抗Ｒ１の接続点はＮＰＮトランジスタＴｒ１
のコレクタ・エミッタ路を介してブランキング用直流電
源６０の正極端子に接続されている。ブランキング用直
流電源６０の負極端子は基準電位点に接続されている。
ブランキング用直流電源６０は、出力電圧Ｖａの電圧値
が調整可能な可変電源となっており、適切に調整された
出力電圧ＶａをＮＰＮトランジスタＴｒ１のエミッタに
導くようになっている。このような接続により、出力端
子８５からのＣＣＤ出力信号ｍ１は、プリアンプ５９に
より増幅され、ブランキング用抵抗Ｒ１を介してＮＰＮ
トランジスタＴｒ１によりブランキング期間中にブラン
キングが行われ、ＣＣＤ出力信号ｎ１として加算器５７
の第２の入力端子に導かれる。

【００１０】加算器５７の第２の入力端子に導かれたＣ
ＣＤ出力信号ｎ１には、同期信号ｅ１が加算され、複合
映像信号ｐ１としてビデオカメラの映像信号出力端子６
１に導かれる。

【００１１】図４はこのような従来のビデオカメラに用
いられるＣＣＤを説明するブロック図である。

【００１２】図４において、ＣＣＤ８１は、垂直方向に
並べられた画素に相当するフォトダイオード９１と、垂
直ＣＣＤ９２が水平方向に交互に並べられた形となって
いる。ＣＣＤ８１の垂直転送パルス入力端子８２には、
４相の垂直転送パルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４
及び電荷読出しパルスｊ１が導かれるようになってい
る。ＣＣＤ８１の水平転送パルス入力端子８３には、２
相の水平転送パルスφＨ１，φＨ２が導かれるようにな
っている。

【００１３】ＣＣＤ８１のオーバーフロードレイン端子
８４には、直流電圧Ｖ１が導かれるとともに、直流電圧
Ｖ１に重畳されて電荷読出しパルスｋ１が供給される。

【００１４】フォトダイオード９１に蓄積された信号電
荷は、電荷読出しパルスｋ１によりオーバーフロードレ
イン端子８４に掃き出しが行われるとともに、電荷読出
しパルスｊ１により垂直ＣＣＤ９２に転送される。垂直
ＣＣＤ９２に転送された信号電荷は、４相の垂直転送パ
ルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４が供給されること
により、水平ライン毎に水平ＣＣＤ９３に転送される。
水平ＣＣＤ９３に転送された信号電荷は、２相の水平転
送パルスφＨ１，φＨ２が供給されることにより、電荷
検出部の出力バッファ９４に供給される。出力バッファ
９４は、水平ＣＣＤ９３からの信号電荷を画素信号に変
換し、この画素信号をＣＣＤ出力信号ｍ１としてＣＣＤ
出力端子８５に導く。

【００１５】図５はこのようなＣＣＤ８１が用いられた
ビデオカメラの垂直リセット前後の動作を示すタイミン
グチャートであり、図５（ａ）はトリガパルス信号ａ１
を示し、図５（ｂ）は垂直リセットパルス信号ｃ１を示
し、図５（ｃ）は複合同期信号ｅ１を示し、図５（ｄ）
はブランキング信号ｆ１を示し、図５（ｅ）はフィール
ドシフトパルス信号ｈ１を示し、図５（ｆ）はラインシ
フトパルス信号ｇ１を示し、図５（ｇ）は垂直サブパル
ス信号ｉ１を示している。

【００１６】まず、入力端子５１にトリガパルスが供給
される以前の状態、即ち、図５（ａ）に示すトリガパル
ス信号ａ１が立ち下がる以前の基準レベルの状態では、
図５（ｂ）及び図５（ｅ）に示す垂直リセットパルス信
号ｃ１及びフィールドシフトパルス信号ｈ１は基準レベ
ルとなり、図５（ｃ），図５（ｄ），図５（ｆ）及び図
５（ｇ）に示す複合同期信号ｅ１、ブランキング信号ｆ
１、ラインシフトパルス信号ｇ１及び垂直サブパルス信
号ｉ１は、周期が１Ｈのパルス信号となる。

【００１７】入力端子５１にトリガパルスが供給され
る。即ち、図５（ａ）に示すトリガパルス信号ａ１が立
下がりトリガパルスの期間になると、ＣＣＤ駆動タイミ
ングパルス発生回路５３は、図５（ｇ）に示すように、
ＣＣＤ駆動回路５８に供給する垂直サブパルス信号ｉ１
を基準レベルとし、ＣＣＤ駆動回路５８は、電荷掃き出
しパルスｋ１のオーバーフロードレイン端子８４への供
給を中止する。これにより、ＣＣＤ８１のフォトダイオ
ード９１は露光期間となる。

【００１８】図５（ａ）に示すトリガパルス信号ａ１が
立下がりから期間α０経過後、垂直リセットパルス発生
回路５３は、図５（ｂ）に示すように垂直リセットパル
ス信号ｃ１として垂直リセットパルスをＣＣＤ駆動タイ
ミングパルス発生回路５３、同期信号発生回路５５及び
ブランキング信号発生回路５６に供給する。これによ
り、同期信号発生回路５５が出力する複合同期信号ｅ１
は、垂直リセットされ、図５（ｃ）に示すように、水平
同期パルスの周期が短くなり、ブランキング信号発生回
路５６が出力するブランキング信号ｆ１は、図５（ｄ）
に示すように、水平ブランキングパルスから、垂直ブラ
ンキングパルスの期間に切換わる。これにより、ビデオ
カメラは垂直リセット状態となる。このようなトリガパ
ルス信号ａ１が立下がりからビデオカメラが垂直リセッ
ト状態となるなるまでの期間は上述の垂直リセットパル
ス発生回路５３が設定した期間αとなる。

【００１９】ビデオカメラの垂直リセット後、所定時間
経過すると、同期信号発生回路５５が出力する複合同期
信号ｅ１には、図５（ｃ）に示すように、垂直同期パル
スが重畳される。複合同期信号ｅ１に垂直同期パルスが
重畳されてから所定期間経過すると、同期信号発生回路
５５は、出力する複合同期信号ｅ１の水平同期パルスの
周期を１Ｈに戻す。これと同時に、ＣＣＤ駆動タイミン
グパルス発生回路５３は、図５（ｅ）に示すフィールド
シフトパルス信号ｈ１のフィールドシフトパルスをＣＣ
Ｄ駆動回路５８に供給する。これにより、ＣＣＤ駆動回
路５８は、ＣＣＤ８１に電荷読出しパルスｊ１を供給
し、フォトダイオード９１に蓄積した電荷を垂直ＣＣＤ
９２に転送させる。このようにビデオカメラの垂直リセ
ット状態からＣＣＤ８１に電荷読出しパルスｊ１が供給
されるまでの期間を期間βとすると、期間αに期間βを
加えたものがフォトダイオード９１の露光期間Ａとな
る。ここで、ＣＣＤ駆動タイミングパルス発生回路５３
からのラインシフトパルス信号ｇ１は、トリガパルス信
号ａ１や垂直リセットパルスｃ１に関係なく、周期が１
Ｈのパルス信号となるので、ＣＣＤ駆動回路５８は、常
に４相の垂直転送パルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ
４及び２相の水平転送パルスφＨ１，φＨ２を作成しＣ
ＣＤ８１に供給することになる。これにより、垂直ＣＣ
Ｄ９２に転送された信号電荷は、４相の垂直転送パルス
φＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４により、水平ライン毎
に水平ＣＣＤ９３に転送される。水平ＣＣＤ９３に転送
された信号電荷は、２相の水平転送パルスφＨ１，φＨ
２が供給されることにより、電荷検出部の出力バッファ
９４に供給される。出力バッファ９４は、水平ＣＣＤ９
３からの信号電荷を画素信号に変換し、この画素信号を
ＣＣＤ出力信号ｄ１としてＣＣＤ出力端子８５に導く。
出力端子８５からのＣＣＤ出力信号ｍ１は、プリアンプ
５９により増幅され、ブランキング用抵抗Ｒ１を介して
ＮＰＮトランジスタＴｒ１により、図５（ｄ）に示すブ
ランキング信号ｆ１の水平ブランキングパルスの期間と
垂直ブランキングパルスの期間においてブランキングが
行われ、ＣＣＤ出力信号ｎ１として加算器５７の第２の
入力端子に導かれる。ここで、図５（ｄ）に示すブラン
キング信号ｆ１は、図５（ｅ）に示すフィールドシフト
パルス信号ｈ１のフィールドシフトパルスの立ち下がり
から所定時間経過後、垂直ブランキングパルスの期間か
ら水平ブランキングパルスの期間に切換わり、加算器５
７の第２の入力端子に導かれたＣＣＤ出力信号ｎ１に
は、図５（ｃ）に示す複合同期信号ｅ１が加算され、複
合映像信号ｐ１として出力端子６１に導かれる。一方、
ＣＣＤ駆動タイミングパルス発生回路５３は、図５
（ｃ）に示すように、フィールドシフトパルス信号ｈ１
としてフィールドシフトパルスをＣＣＤ駆動回路５８に
供給した後、図５（ｇ）に示すように、ラインシフトパ
ルス信号ｇ１の２度目のラインシフトパルスに同期し
て、垂直サブパルス信号ｉ１を周期が１Ｈの垂直サブパ
ルスによるパルス信号とする。これにより、ＣＣＤ駆動
回路５８は、直流電圧Ｖ１に重畳して電荷掃き出しパル
スｋ１をオーバーフロードレイン端子８４に供給し、Ｃ
ＣＤ８１のフォトダイオード９１には、１Ｈ毎に電荷の
掃き出しが行われ、殆ど電荷が蓄積されない状態とな
る。

【００２０】図６はこのようなビデオカメラのＣＣＤ８
１が画面１コマの複合映像信号を出力する動作を示すタ
イミングチャートであり、図６（ａ）はトリガパルス信
号ａ１を示し、図６（ｂ）は電荷読出しパルスｊ１を示
し、図６（ｃ）はＣＣＤ出力信号ｍ１を示し、図６
（ｄ）は電荷掃き出しパルスｋ１を示している。

【００２１】入力端子５１にトリガパルスが供給され
る。即ち、図６（ａ）に示すトリガパルス信号ａ１が立
下がり、トリガパルスの期間になると、ＣＣＤ駆動回路
５８は、図６（ｄ）に示すように、電荷掃き出しパルス
ｋ１のオーバーフロードレイン端子８４への供給を中止
する。これにより露光期間Ａとなる。この露光期間Ａ
は、ＣＣＤ駆動回路５８がＣＣＤ８１に電荷読出しパル
スｊを供給することにより終了し、映像信号出力期間Ｂ
に移行する。この映像信号出力期間Ｂにおいて、ＣＣＤ
８１は、信号電荷を垂直転送及び水平転送して出力バッ
ファ９４に導くので、ＣＣＤ８１の出力端子８５から出
力されるＣＣＤ出力信号ｍ１は所定の期間を経て映像信
号成分の期間となる。また、ＣＣＤ駆動回路５８は、図
５（ｄ）に示すように、電荷掃き出しパルスｋ１のオー
バーフロードレイン端子８４への供給を再開する。これ
により、ＣＣＤ８１のフォトダイオード９１には、１Ｈ
毎に電荷の掃き出しが行われ、殆ど電荷が蓄積されない
状態となる。ＣＣＤ８１がフォトダイオード９１から読
出された信号電荷の垂直転送及び水平転送を完了すると
映像信号出力期間Ｂは終了し、トリガパルス信号ａ１、
電荷読出しパルスｊ１、ＣＣＤ出力信号ｍ１及び電荷掃
き出しパルスｋ１は、露光期間Ａ以前の状態に戻る。

【００２２】このような従来のビデオカメラによれば、
入力端子５１にトリガパルスを供給することにより、任
意の時間にシャッタを切ることができるとともに、垂垂
直リセットパルス発生回路５３が設定する期間αを電子
シャッタスピード設定回路５４により切換えることによ
り、露光時間となる期間Ａ＝α＋βを切換えることがで
きる。しかしながら、このような従来のビデオカメラで
は、フォトダイオード９１の信号電荷の読出しや掃出し
に関係なく一定の周期となるラインシフトパルス信号ｇ
１によりＣＣＤ８１は常に水平転送及び垂直転送を行っ
ているので、同期信号発生回路５５を垂直リセットして
からフォトダイオード９１の信号電荷の読出しを行うま
での期間βを変化させると、ＣＣＤ出力信号ｍ１の映像
信号成分を本来表示される走査線に表示できなくなって
しまう。このため、期間βは固定としなければならず、
ビデオカメラは露光時間を期間βよりも早くすることが
できない。ここで、期間βは、ＮＴＳＣ方式の場合機器
により６Ｈ〜１０Ｈ＝１／２６００秒〜１／１５６０に
設定される。このため、ＮＴＳＣ方式のビデオカメラの
場合、露光時間を１／２６００秒よりも早いすることは
できなかった。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来のビデオ
カメラでは、フォトダイオードの信号電荷の読出しや掃
出しに関係なく一定の周期となるラインシフトパルス信
号により固体撮像素子のＣＣＤが常に水平転送及び垂直
転送を行っているので、同期信号発生回路を垂直リセッ
トしてからフォトダイオードの信号電荷の読出しを行う
までにある程度の期間が必要で、ビデオカメラの露光時
間の高速化を困難にしていた。

【００２４】そこで本発明は、同期信号発生回路を垂直
リセットしてからフォトダイオードの信号電荷の読出し
を行うまでの期間を短縮するとともに、電荷結合素子出
力信号を本来表示される走査線に表示することができる
ビデオカメラの提供を目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明のビデオカメラ
は、電荷掃出しパルスが供給されることによりフォトダ
イオードに蓄積された信号電荷をオーバーフロードレイ
ンに掃き出し、電荷読出しパルスが供給されることによ
り該フォトダイオードに蓄積された信号電荷を電荷結合
素子に転送し、転送パルスが供給されることにより該電
荷結合素子に転送された信号電荷を電荷検出部に転送し
て電荷結合素子出力信号として出力する固体撮像素子
と、トリガパルスが供給されることにより前記固体撮像
素子への電荷掃出しパルスの供給を停止し、フィールド
シフトパルスが供給されることにより前記固体撮像素子
に電荷読出しパルスを供給し、ラインシフトパルスが供
給されることにより前記固体撮像素子に転送パルスを供
給する固体撮像素子駆動回路と、露光時間を設定を行う
電子シャッタスピード入力回路と、この電子シャッタス
ピード入力回路の露光時間を設定に基づいて、前記トリ
ガパルスが供給されるタイミングから垂直リセットパル
スを遅らせて出力する垂直リセットパルス発生回路と、
この垂直リセットパルス発生回路からの垂直リセットパ
ルスにより垂直リセットされ、複合同期信号の水平同期
パルスと垂直同期パルスを順次出力する同期信号発生回
路と、前記垂直リセットパルス発生回路から垂直リセッ
トパルスが供給されることにより前記固体撮像素子駆動
回路にフィールドシフトパルスを供給するとともに、前
記固体撮像素子駆動回路へのラインシフトパルスの供給
を所定期間停止し、前記同期信号発生回路からの複合同
期信号が水平走査の１ライン目となるタイミングで、前
記固体撮像素子駆動回路へのラインシフトパルスの供給
を再開する固体撮像素子駆動タイミングパルス発生回路
と、前記固体撮像素子からの電荷結合素子出力信号と同
期信号発生回路からの複合同期信号とを加算する加算器
とを具備したことを特徴とする。

【００２６】

【作用】このような構成によれば、固体撮像素子駆動タ
イミングパルス発生回路は、垂直リセットパルス発生回
路から垂直リセットパルスが供給されることにより固体
撮像素子駆動回路へのラインシフトパルスの供給を所定
期間停止し、前記同期信号発生回路からの複合同期信号
が水平走査の１ライン目となるタイミングで、前記固体
撮像素子駆動回路へのラインシフトパルスの供給を再開
するので、フォトダイオードから電荷結合素子に転送さ
れた信号電荷は、複合同期信号が水平走査の１ライン目
となるタイミングで、電荷検出部に転送され電荷結合素
子出力信号として固体撮像素子から出力することにな
る。これにより、同期信号発生回路を垂直リセットして
からフォトダイオードの信号電荷の読出しを行うまでの
期間を短縮するとともに、電荷結合素子出力信号を本来
表示される走査線に表示することができる。

【００２７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。

【００２８】図１は本発明に係るビデオカメラの一実施
例を示すブロック図であり、スチル撮影専用のビデオカ
メラに適用したものである。

【００２９】図１において、本実施例では、ＣＣＤ駆動
タイミングパルス発生回路１３が、垂直リセットパルス
発生回路１２から垂直リセットパルスが供給されてから
１／５Ｈ程度のタイムラグを経てフィールドシフトパル
スをＣＣＤ駆動回路１８に供給するとともに、フィール
ドシフトパルスの供給と同時にラインシフトパルスのＣ
ＣＤ駆動回路１８に供給を１０Ｈ期間分停止するように
したことである。

【００３０】さらに詳しく説明すると、入力端子１１に
導かれたトリガパルス信号ａ２は、垂直リセットパルス
発生回路１２に供給されるとともに、ＣＣＤ駆動タイミ
ングパルス発生回路１３に供給される。

【００３１】電子シャッタスピード入力回路１４はキー
入力や図示しない測光手段による被写体の測光結果に基
づいて露光時間（シャッタスピード）を設定し、この設
定結果を示すシャッタスピード設定信号ｂ２を垂直リセ
ットパルス発生回路１２に供給する。

【００３２】垂直リセットパルス発生回路１２は、電子
シャッタスピード入力回路１４からのシャッタスピード
設定信号ｂ２が示す露光時間と一致する期間α２を設定
し、入力端子１１に導かれたトリガパルス信号ａ２がト
リガパルスの期間となってから、期間α２よりも約１／
５Ｈ短い期間のα０１後に垂直リセットパルスを垂直リ
セットパルス信号ｃ２としてＣＣＤ駆動タイミングパル
ス発生回路１３、同期信号発生回路１５及びブランキン
グ信号発生回路１６に供給して垂直リセットを行う。同
期信号発生回路１５は、水晶発振器の発振信号に基づい
て水平周期のパルス信号ｄ２を作成してＣＣＤ駆動タイ
ミングパルス発生回路１３及びブランキング信号発生回
路１６に供給するとともに、垂直リセットパルス発生回
路１２からの垂直リセットパルス信号ｃ２により垂直リ
セットされ水晶発振器の発振信号に基づいて複合同期信
号ｅ２を作成して加算器１７に供給する。ＣＣＤ駆動タ
イミングパルス発生回路１３は、垂直リセットパルス発
生回路１２から垂直リセットパルス信号ｃ２の垂直リセ
ットパルスが供給されてから約１／５Ｈのタイムラグを
経てフィールドシフトパルスをフィールドシフトパルス
信号ｈ２としてＣＣＤ駆動回路１８に供給する。ＣＣＤ
駆動タイミングパルス発生回路１３は、同期信号発生回
路１５からのパルス信号ｄ２に適切な波形整形を行いラ
インシフトパルス信号ｇ２としてＣＣＤ駆動回路１８に
供給するとともに、フィールドシフトパルスの供給と同
時にラインシフトパルス信号ｇ２を１０Ｈ期間一定の規
準レベルとし、ラインシフトパルスのＣＣＤ駆動回路１
８への供給を水平走査の１ライン目のタイミングとなる
まて停止する。また、ＣＣＤ駆動タイミングパルス発生
回路１３は、同期信号発生回路１５からのパルス信号ｄ
２と、入力端子１１に導かれたトリガパルス信号ａ２
と、垂直リセットパルス発生回路１２からの垂直リセッ
トパルス信号ｃ２とに基づいて、垂直サブパルス信号ｉ
２を作成してＣＣＤ駆動回路１８に供給する。

【００３３】ＣＣＤ駆動回路１８は、ＣＣＤ駆動タイミ
ングパルス発生回路１３からのラインシフトパルス信号
ｇ２に基づいて４相の垂直転送パルスφＶ１１，φＶ１
２，φＶ１３，φＶ１４及び２相の水平転送パルスφＨ
１１，φＨ１２を作成するとともに、ＣＣＤ駆動タイミ
ングパルス発生回路１３からのフィールドシフトパルス
信号ｈ２に基づいて電荷読出しパルスｊ２を作成して、
作成した４相の垂直転送パルスφＶ１１，φＶ１２，φ
Ｖ１３，φＶ１４に電荷読出しパルスｊ２を重畳してＣ
ＣＤ４１の垂直転送パルス入力端子４２に供給するとと
もに、ＣＣＤ４１の水平転送パルス入力端子４３に２相
の水平転送パルスφＨ１１，φＨ１２を供給する。ま
た、ＣＣＤ駆動回路１８は、ＣＣＤ４１のオーバーフロ
ードレイン端子４４に直流電圧Ｖ２を導くとともに、垂
直サブパルス信号ｉ２から電荷掃出しパルスｋ２を作成
し、直流電圧Ｖ２に重畳して電荷掃き出しパルスｋ２を
オーバーフロードレイン端子４４に供給する。

【００３４】ＣＣＤ４１は、図４に示したＣＣＤ８１と
全く同じ物を用いている。即ち、ＣＣＤ４１は、フォト
ダイオードと水平ＣＣＤと垂直ＣＣＤと出力バッファと
から構成されており、ＣＣＤ駆動回路１８からの４相の
垂直転送パルスφＶ１１，φＶ１２，φＶ１３，φＶ１
４、電荷読出しパルスｊ２、２相の水平転送パルスφＨ
１１，φＨ２、直流電圧Ｖ２及び電荷掃き出しパルスｋ
２により駆動されて、ＣＣＤ出力信号ｍ２を出力端子４
５から出力する。出力端子４５は、プリアンプ１９とブ
ランキング用抵抗Ｒ２の直列接続を介して加算器１７の
第２の入力端子に接続されている。加算器１７の第２の
入力端子と抵抗Ｒ２の接続点はＮＰＮトランジスタＴｒ
２のコレクタ・エミッタ路を介してブランキング用直流
電源２０の正極端子に接続されている。このような接続
により、出力端子４５からのＣＣＤ出力信号ｍ２は、プ
リアンプ１８により増幅され、ブランキング用抵抗Ｒ２
を介してＮＰＮトランジスタＴｒ２によりブランキング
期間中にブランキングが行われ、ＣＣＤ出力信号ｎ２と
して加算器１７の第２の入力端子に導かれる。

【００３５】加算器１７の第２の入力端子に導かれたＣ
ＣＤ出力信号ｎ２には、同期信号ｅ２が加算され、複合
映像信号ｐ２として出力端子２１に導かれる。

【００３６】図２はこのような実施例のビデオカメラの
垂直リセット前後の動作を示すタイミングチャートであ
り、図２（ａ）はトリガパルス信号ａ２を示し、図２
（ｂ）は垂直リセットパルス信号ｃ２を示し、図２
（ｃ）は複合同期信号ｅ２を示し、図２（ｄ）はブラン
キング信号ｆ２を示し、図２（ｅ）はフィールドシフト
パルス信号ｈ２を示し、図２（ｆ）はラインシフトパル
ス信号ｇ２を示し、図２（ｇ）は垂直サブパルス信号ｉ
２を示している。

【００３７】まず、入力端子１１にトリガパルスが供給
される以前の状態、即ち、図２（ａ）に示すトリガパル
ス信号ａ２がトリガパルスとなる以前の基準レベルの状
態では、図２（ｂ）及び図２（ｅ）に示す垂直リセット
パルス信号ｃ２及びフィールドシフトパルス信号ｈ２は
基準レベルとなり、図２（ｂ），図２（ｃ），図２
（ｄ），図２（ｆ）及び図２（ｇ）に示す垂直リセット
パルス信号ｃ２、複合同期信号ｅ２、ブランキング信号
ｆ２及び垂直サブパルス信号ｉ２は、周期が１水平同期
期間（以下、１Ｈと呼ぶ）のパルス信号となる。

【００３８】入力端子１１にトリガパルスが供給され
る。即ち、図２（ａ）に示すトリガパルス信号ａ２が立
下がり、トリガパルスの期間になると、ＣＣＤ駆動タイ
ミングパルス発生回路１３は、図２（ｇ）に示すよう
に、ＣＣＤ駆動回路１８に供給する垂直サブパルス信号
ｉ２を基準レベルとし、ＣＣＤ駆動回路１８は、電荷掃
き出しパルスｋ２のオーバーフロードレイン端子４４へ
の供給を中止する。これにより、ＣＣＤ４１のフォトダ
イオードは露光期間となる。

【００３９】図２（ａ）に示すトリガパルス信号ａ２が
立下がりから期間α０１経過後、垂直リセットパルス発
生回路１３は、図２（ｂ）に示すように垂直リセットパ
ルス信号ｃ２として垂直リセットパルスを同期信号発生
回路１５及びブランキング信路１６に供給する。これに
より、図２（ｃ）に示すように、水平同期パルスの周期
が短くなり、ブランキング信号発生回路１６が出力する
ブランキング信号ｆ２は、図２（ｄ）に示すように、水
平ブランキングパルスから、垂直ブランキングパルスの
期間に切換わる。これにより、ビデオカメラは垂直リセ
ット状態となる。ＣＣＤ駆動タイミングパルス発生回路
１３は、垂直リセットパルス発生回路１３から垂直リセ
ットパルスが供給されてから１／５Ｈ程度のタイムラグ
を経て図２（ｅ）に示すフィールドシフトパルス信号ｈ
２のフィールドシフトパルスをＣＣＤ駆動回路１８に供
給する。これにより、これにより、ＣＣＤ駆動回路１８
は、ＣＣＤ４１に電荷読出しパルスｊ２を供給し、フォ
トダイオードに蓄積した電荷を垂直ＣＣＤに転送させ
る。このような、このようなトリガパルス信号ａ２が立
下がりからフィールドシフトパルスをＣＣＤ駆動回路１
８への供給までの期間は上述の垂直リセットパルス発生
回路１３が設定した露光時間の期間α２となる。一方、
ラインシフトパルス信号ｇ２は、ＣＣＤ駆動回路１８へ
のフィールドシフトパルスの供給と同時に規準レベルと
なり、以後１０Ｈ経過して同期信号発生回路１５からの
パルス信号ｄ２がパルスとなるまでの間一定の規準レベ
ルとなるので、この期間β２には、ＣＣＤ駆動回路１８
は、垂直転送パルスφＶ１１，φＶ１２，φＶ１３，φ
Ｖ１４及び２相の水平転送パルスφＨ１１，φＨ１２の
ＣＣＤ４１への供給を中止し、ＣＣＤ４１にフォトダイ
オードから読出された信号電荷は転送されない状態とな
る。

【００４０】一方、ビデオカメラの垂直リセット後、所
定時間経過すると、同期信号発生回路１５が出力する複
合同期信号ｅ２には、図２（ｃ）に示すように、垂直同
期パルスが重畳される。複合同期信号ｅ２に垂直同期パ
ルスが重畳されてから期間１０Ｈが経過すると同期信号
発生回路１５は、出力する複合同期信号ｅ２の水平同期
パルスの周期を１Ｈに戻す。

【００４１】ＣＣＤ駆動タイミングパルス発生回路１３
が出力する複合同期信号ｅ２は、期間β２が終了のと同
時に周期が１Ｈのパルス信号となるので、ＣＣＤ駆動回
路１８は、４相の垂直転送パルスφＶ１１，φＶ１２，
φＶ１３，φＶ１４及び２相の水平転送パルスφＨ１
１，φＨ１２を作成しＣＣＤ４１に供給することにな
る。これにより、垂直ＣＣＤに転送された信号電荷は、
４相の垂直転送パルスφＶ１１，φＶ１２，φＶ１３，
φＶ１４により、水平ライン毎に水平ＣＣＤに転送され
る。水平ＣＣＤに転送された信号電荷は、２相の水平転
送パルスφＨ１１，φＨ１２が供給されることにより、
電荷検出部の出力バッファに供給される。出力バッファ
は、水平ＣＣＤからの信号電荷を画素信号に変換し、こ
の画素信号をＣＣＤ出力信号ｄ２としてＣＣＤ出力端子
４５に導く。ＣＣＤ出力端子４５からのＣＣＤ出力信号
ｍ２は、プリアンプ１９により増幅され、ブランキング
用抵抗Ｒ２を介してＮＰＮトランジスタＴｒ２により、
図２（ｄ）に示すブランキング信号ｆ２の水平ブランキ
ングパルスの期間と垂直ブランキングパルスの期間にお
いてブランキングが行われ、ＣＣＤ出力信号ｎ２として
加算器１７の第２の入力端子に導かれる。加算器１７の
第２の入力端子に導かれたＣＣＤ出力信号ｎ２は、図２
（ｃ）に示す複合同期信号ｅ２が加算され、複合映像信
号ｐ２として出力端子２１に導かれる。一方、ＣＣＤ駆
動タイミングパルス発生回路１３は、図２（ｃ）に示す
ように、期間β２が終了後、図２（ｇ）に示すように、
ラインシフトパルス信号ｇ２の１度目のラインシフトパ
ルスに同期して、垂直サブパルス信号ｉ２を周期が１Ｈ
の垂直サブパルスによるパルス信号とする。これによ
り、ＣＣＤ駆動回路１８は、直流電圧Ｖ２に重畳して電
荷掃き出しパルスｋ２をオーバーフロードレイン端子４
４に供給し、ＣＣＤ４１のフォトダイオードには、１Ｈ
毎に電荷の掃き出しが行われ、殆ど電荷が蓄積されない
状態となる。

【００４２】このような実施例によれば、ラインシフト
パルス信号ｇ２は、ＣＣＤ駆動回路１８へのフィールド
シフトパルスの供給と同時に規準レベルとなり、以後１
０Ｈ経過して同期信号発生回路１５からのパルス信号ｄ
２がパルスとなるまでの間一定の規準レベルとなるの
で、この期間β２には、ＣＣＤ４１のフォトダイオード
から読出された信号電荷は転送されない状態となる。こ
のため、同期信号発生回路を垂直リセットしてからフォ
トダイオードの信号電荷の読出しを行うまでの期間を短
縮するとともに、ＣＣＤ出力信号を本来表示される走査
線に表示することができる。このため、ＮＴＳＣ方式の
ビデオカメラの場合、露光時間を６Ｈ＝１／２６００秒
よりも早くすることができ、高速で動く被写体に対して
鮮明な画像を得ることが可能となる。

【００４３】尚、図１の実施例では本発明をスチル撮影
専用のビデオカメラに適用したが、本発明は動画撮影と
スチル撮影の双方を行うビデオカメラに適用してもよ
い。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、同
期信号発生回路を垂直リセットしてからフォトダイオー
ドの信号電荷の読出しを行うまでの期間を短縮するとと
もに、電荷結合素子出力信号を本来表示される走査線に
表示することができるので、露光時間を早くすることが
でき、高速で動く被写体に対して鮮明な画像を得ること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るビデオカメラの一実施例を示すブ
ロック図。

【図２】図１のビデオカメラの動作を示すタイミングチ
ャート図。

【図３】従来のビデオカメラを示すブロック図。

【図４】図４は図３のＣＣＤを示すブロック図。

【図５】図３のビデオカメラの垂直リセット前後の動作
を示すタイミングチャート。

【図６】図３のビデオカメラの画面１コマの複合映像信
号を出力する場合の動作を示すタイミングチャート。

【符号の説明】

１２垂直リセットパルス発生回路１３ＣＣＤ駆動タイミングパルス発生回路１４電子シャッタスピード入力回路１５同期信号発生回路１６ブランキング信号発生回路１７加算器１８ＣＣＤ駆動回路４１ＣＣＤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松田哲明東京都港区新橋３丁目３番９号東芝エー・ブイ・イー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電荷掃出しパルスが供給されることによ
りフォトダイオードに蓄積された信号電荷をオーバーフ
ロードレインに掃き出し、電荷読出しパルスが供給され
ることにより該フォトダイオードに蓄積された信号電荷
を電荷結合素子に転送し、転送パルスが供給されること
により該電荷結合素子に転送された信号電荷を電荷検出
部に転送して電荷結合素子出力信号として出力する固体
撮像素子と、トリガパルスが供給されることにより前記固体撮像素子
への電荷掃出しパルスの供給を停止し、フィールドシフ
トパルスが供給されることにより前記固体撮像素子に電
荷読出しパルスを供給し、ラインシフトパルスが供給さ
れることにより前記固体撮像素子に転送パルスを供給す
る固体撮像素子駆動回路と、露光時間を設定を行う電子シャッタスピード入力回路
と、この電子シャッタスピード入力回路の露光時間を設定に
基づいて、前記トリガパルスが供給されるタイミングか
ら垂直リセットパルスを遅らせて出力する垂直リセット
パルス発生回路と、この垂直リセットパルス発生回路からの垂直リセットパ
ルスにより垂直リセットされ、複合同期信号の水平同期
パルスと垂直同期パルスを順次出力する同期信号発生回
路と、前記垂直リセットパルス発生回路から垂直リセットパル
スが供給されることにより前記固体撮像素子駆動回路に
フィールドシフトパルスを供給するとともに、前記固体
撮像素子駆動回路へのラインシフトパルスの供給を所定
期間停止し、前記同期信号発生回路からの複合同期信号
が水平走査の１ライン目となるタイミングで、前記固体
撮像素子駆動回路へのラインシフトパルスの供給を再開
する固体撮像素子駆動タイミングパルス発生回路と、前記固体撮像素子からの電荷結合素子出力信号と同期信
号発生回路からの複合同期信号とを加算する加算器とを
具備したことを特徴とするビデオカメラ。