JP2586394B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JP2586394B2 JP2586394B2 JP5311387A JP31138793A JP2586394B2 JP 2586394 B2 JP2586394 B2 JP 2586394B2 JP 5311387 A JP5311387 A JP 5311387A JP 31138793 A JP31138793 A JP 31138793A JP 2586394 B2 JP2586394 B2 JP 2586394B2
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- Japan
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置に関し、
特にＣＣＤの電荷蓄積時間を制御する固体撮像装置に関
する。
特にＣＣＤの電荷蓄積時間を制御する固体撮像装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来のシャッター機能による自動感度制
御は、図５に示すうに、掃出しパルスノイズが画面に混
入するのを防止するため、各水平ブランキング期間内に
設けられた掃出しパルスを一定期間オン、オフすること
によって実現している。
御は、図５に示すうに、掃出しパルスノイズが画面に混
入するのを防止するため、各水平ブランキング期間内に
設けられた掃出しパルスを一定期間オン、オフすること
によって実現している。
【０００３】これらの掃出しパルス制御は、図６に示す
ように映像信号の平均化レベルと鋸歯状波を比較して鋸
歯状波が大きくなったら掃出しパルスを止めて電荷蓄積
を開始するものであった。例えば、特開昭６３−１７８
０７６号公報参照。このように各水平期間の水平ブラン
キング期間に出力される掃出しパルスで電荷蓄積時間を
制御している場合、制御が１水平期間毎の不連続な制御
となる。これは低速シャッター時にはほとんど問題ない
が、高速シャッター時には、不連続な制御は画面がちら
つくなどの問題が起きた。
ように映像信号の平均化レベルと鋸歯状波を比較して鋸
歯状波が大きくなったら掃出しパルスを止めて電荷蓄積
を開始するものであった。例えば、特開昭６３−１７８
０７６号公報参照。このように各水平期間の水平ブラン
キング期間に出力される掃出しパルスで電荷蓄積時間を
制御している場合、制御が１水平期間毎の不連続な制御
となる。これは低速シャッター時にはほとんど問題ない
が、高速シャッター時には、不連続な制御は画面がちら
つくなどの問題が起きた。
【０００４】これらの問題の改良する手段として、図
７、図８に示す方法が、ＩＥＥＥ １９９３ ＩＮＴＥ
ＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＣＯＮＦＥＲＥＮＣＥ ＯＮ Ｅ
ＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＤＩＧＥＳＴ ＯＦ ＴＥＣＨ
ＮＩＣＡＬ ＰＡＰＥＲＳ（Ｐ１６２、Ａ ＮＥＷ Ｔ
ＩＭＩＮＧ ＣＯＮＴＲＯＬ ＩＣ ＦＯＲ ＣＣＤＣ
ＡＭＥＲＡ ＳＹＳＴＥＭ）において提案されている。
７、図８に示す方法が、ＩＥＥＥ １９９３ ＩＮＴＥ
ＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＣＯＮＦＥＲＥＮＣＥ ＯＮ Ｅ
ＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＤＩＧＥＳＴ ＯＦ ＴＥＣＨ
ＮＩＣＡＬ ＰＡＰＥＲＳ（Ｐ１６２、Ａ ＮＥＷ Ｔ
ＩＭＩＮＧ ＣＯＮＴＲＯＬ ＩＣ ＦＯＲ ＣＣＤＣ
ＡＭＥＲＡ ＳＹＳＴＥＭ）において提案されている。
【０００５】図７において、光を集光するレンズ１、レ
ンズによって集光された光を受光し光電変換するＣＣＤ
２、ＣＣＤ出力から映像信号を取り出すサンプルホール
ド回路３、信号処理回路１６、映像信号を平均化するＬ
ＰＦ（ローパスフィルタ）回路１７、映像平均化信号の
大きさとリファレンス電圧を比較するコンパレータ１
８、１９シャッタークロックジェネレータ２０、コンパ
レータ１８、１９の出力によりシャッタースピードを制
御するシャッターカウンター２１より構成されている。
ンズによって集光された光を受光し光電変換するＣＣＤ
２、ＣＣＤ出力から映像信号を取り出すサンプルホール
ド回路３、信号処理回路１６、映像信号を平均化するＬ
ＰＦ（ローパスフィルタ）回路１７、映像平均化信号の
大きさとリファレンス電圧を比較するコンパレータ１
８、１９シャッタークロックジェネレータ２０、コンパ
レータ１８、１９の出力によりシャッタースピードを制
御するシャッターカウンター２１より構成されている。
【０００６】この例では、図８に示すように、シャッタ
ースピードが高速になるにつれステップ毎の蓄積期間の
変化を少なくすべく、１／６０ｓ〜１／１００００ｓの
シャッターで２５６ステップの蓄積期間を予め設定し、
これを信号レベレに対応してカウンターのアップダウン
制御で切り替え、約３％毎の蓄積期間変化でちらつき等
を軽減している。しかし、このような制御方法では蓄積
時間変化をなめらかにしようとすると回路規模が大きく
なる欠点があり、レンズ絞りを無くして安価なカメラを
作ることに対して相反する問題となっている。
ースピードが高速になるにつれステップ毎の蓄積期間の
変化を少なくすべく、１／６０ｓ〜１／１００００ｓの
シャッターで２５６ステップの蓄積期間を予め設定し、
これを信号レベレに対応してカウンターのアップダウン
制御で切り替え、約３％毎の蓄積期間変化でちらつき等
を軽減している。しかし、このような制御方法では蓄積
時間変化をなめらかにしようとすると回路規模が大きく
なる欠点があり、レンズ絞りを無くして安価なカメラを
作ることに対して相反する問題となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で
は、水平周期毎のブランキング期間内の掃出しパルスに
よって水平周期間隔で蓄積時間を制御、あるいは予め限
定されて設定された蓄積時間を切替制御して感度調整し
ていた。このため１／１０００秒以上の高速シャッター
での制御では、蓄積時間の不連続なステップ切替によ
り、レンズ絞りによる感度制御のような連続的な制御が
できず画面のちらつき、あるいは制御応答時間に制限が
でる、また掃き出しパルスの位置によりオプチカルブラ
ックレベルが変動して有効期間に影響を与えるなどの不
具合が多かった。また、これらを解決するためには回路
構成が複雑になった。
は、水平周期毎のブランキング期間内の掃出しパルスに
よって水平周期間隔で蓄積時間を制御、あるいは予め限
定されて設定された蓄積時間を切替制御して感度調整し
ていた。このため１／１０００秒以上の高速シャッター
での制御では、蓄積時間の不連続なステップ切替によ
り、レンズ絞りによる感度制御のような連続的な制御が
できず画面のちらつき、あるいは制御応答時間に制限が
でる、また掃き出しパルスの位置によりオプチカルブラ
ックレベルが変動して有効期間に影響を与えるなどの不
具合が多かった。また、これらを解決するためには回路
構成が複雑になった。
【０００８】本発明の目的は、これらの欠点を除去し、
簡単な回路構成で、蓄積時間変化をなめらかにした固体
撮像装置を提供することにある。
簡単な回路構成で、蓄積時間変化をなめらかにした固体
撮像装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の構成は、各水平
ブランキング期間に設けられた掃出しパルスを一定期間
オン・オフする電子シャッター機能によって、電荷蓄積
時間を制御し感度を自動調整する固体撮像装置におい
て、入力映像信号を平均化した映像信号レベルと１フィ
ールド周期の鋸歯状波とを比較して出力される蓄積制御
パルスによって前記掃出しパルスを制御する掃出しパル
ス制御回路と、前記蓄積制御パルスの蓄積開始点が垂直
ブランキング期間内にある時、その蓄積開始点で掃出し
パルスを追加発生させる追加掃出しパルス発生回路と、
前記蓄積制御パルスの開始点が前記垂直ブランキング期
間の任意のオプチカルブラッククランプ期間にあると
き、その水平期間のオプチカルブラッククランプパルス
を止める制御回路とを備えることを特徴とする。
ブランキング期間に設けられた掃出しパルスを一定期間
オン・オフする電子シャッター機能によって、電荷蓄積
時間を制御し感度を自動調整する固体撮像装置におい
て、入力映像信号を平均化した映像信号レベルと１フィ
ールド周期の鋸歯状波とを比較して出力される蓄積制御
パルスによって前記掃出しパルスを制御する掃出しパル
ス制御回路と、前記蓄積制御パルスの蓄積開始点が垂直
ブランキング期間内にある時、その蓄積開始点で掃出し
パルスを追加発生させる追加掃出しパルス発生回路と、
前記蓄積制御パルスの開始点が前記垂直ブランキング期
間の任意のオプチカルブラッククランプ期間にあると
き、その水平期間のオプチカルブラッククランプパルス
を止める制御回路とを備えることを特徴とする。
【００１０】
【実施例】図１（ａ）は本発明に関連する固体撮像装置
の構成を示すブロック図である。この装置は、光を集光
するレンズ１、レンズ１によって集光された光を受光し
光電変換するＣＣＤ２、このＣＣＤ２の出力から映像信
号を取り出すサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路３、映像
信号を平均化する映像信号平均化回路４、１フィールド
周期に鋸歯状波を発生させる鋸歯状波発生回路５、掃出
しパルスを１水平期間ごとの水平ブランキング期間に発
生させる掃出しパルス発生回路６、映像信号平均化信号
と鋸歯状波５を比較して鋸歯状波が映像平均化信号より
大きくなったらハイレベルを出力する蓄積制御パルス発
生回路７、蓄積制御パルスがハイレベルとなったあとの
掃出しパルスを止める制御しパルス制御回路８、蓄積制
御パルスの立ち上がりに追加掃出しパルスをつくる追加
掃出しパルス発生回路９、垂直ブランキングパルス発生
回路１０、追加掃き出しパルスが垂直プランキング期間
内であればそのパルスを有効にするＡＮＤ回路１１、掃
き出しパルスにパルスを加えるＯＲ回路１２、ＣＣＤの
電荷蓄積期間を制御するシャッターパルス発生回路１３
より構成されている。
の構成を示すブロック図である。この装置は、光を集光
するレンズ１、レンズ１によって集光された光を受光し
光電変換するＣＣＤ２、このＣＣＤ２の出力から映像信
号を取り出すサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路３、映像
信号を平均化する映像信号平均化回路４、１フィールド
周期に鋸歯状波を発生させる鋸歯状波発生回路５、掃出
しパルスを１水平期間ごとの水平ブランキング期間に発
生させる掃出しパルス発生回路６、映像信号平均化信号
と鋸歯状波５を比較して鋸歯状波が映像平均化信号より
大きくなったらハイレベルを出力する蓄積制御パルス発
生回路７、蓄積制御パルスがハイレベルとなったあとの
掃出しパルスを止める制御しパルス制御回路８、蓄積制
御パルスの立ち上がりに追加掃出しパルスをつくる追加
掃出しパルス発生回路９、垂直ブランキングパルス発生
回路１０、追加掃き出しパルスが垂直プランキング期間
内であればそのパルスを有効にするＡＮＤ回路１１、掃
き出しパルスにパルスを加えるＯＲ回路１２、ＣＣＤの
電荷蓄積期間を制御するシャッターパルス発生回路１３
より構成されている。
【００１１】なお、追加掃出しパルス発生回路９は、図
１（ｂ）のように、インバータＲ，Ｃ積分回路およびＡ
ＮＤ回路から構成され、蓄積制御パルスの立上り追加掃
出しパルスが出力される。信号とを比較して鋸歯状波が
映像平均化信号より大きくなるとシャッターパルスを止
めて蓄積を開始するものである。従来の回路との違い
は、高速シャッター時にあり、１／７８０秒以下の低速
シャッター時の動作を、図２（ａ）で、１／７８０秒以
上の高速シャッター時の動作を、図２（ｂ）で説明す
る。
１（ｂ）のように、インバータＲ，Ｃ積分回路およびＡ
ＮＤ回路から構成され、蓄積制御パルスの立上り追加掃
出しパルスが出力される。信号とを比較して鋸歯状波が
映像平均化信号より大きくなるとシャッターパルスを止
めて蓄積を開始するものである。従来の回路との違い
は、高速シャッター時にあり、１／７８０秒以下の低速
シャッター時の動作を、図２（ａ）で、１／７８０秒以
上の高速シャッター時の動作を、図２（ｂ）で説明す
る。
【００１２】まず、図２（ａ）のように、蓄積制御パル
スが垂直ブランキング期間外でハイレベルになったと
き、追加掃出しパルス、図のようにシャッターパルスに
加算されない。ここまでの範囲は従来の回路と同様、例
えばＮＴＳＣテレビジョン方式では約１／７８０秒以下
のスピードであるため、１水平期間毎の制御でもパラツ
キが０．５％以内の誤差でシャッタースピードを制御で
きる。
スが垂直ブランキング期間外でハイレベルになったと
き、追加掃出しパルス、図のようにシャッターパルスに
加算されない。ここまでの範囲は従来の回路と同様、例
えばＮＴＳＣテレビジョン方式では約１／７８０秒以下
のスピードであるため、１水平期間毎の制御でもパラツ
キが０．５％以内の誤差でシャッタースピードを制御で
きる。
【００１３】一方、図２（ｂ）においては、蓄積制御パ
ルス発生回路７の蓄積制御パルスが垂直ブランキング期
間内でハイレベルになるため、図のように追加掃出しパ
ルスがシャッターパルスに加算される。例えばＮＴＳＣ
テレビジョン方式では垂直ブランキング開始点から蓄積
開始した場合の約１／７８０秒以上のシャッタースピー
ド制御領域では連続的な蓄積時間制御が実現される。
ルス発生回路７の蓄積制御パルスが垂直ブランキング期
間内でハイレベルになるため、図のように追加掃出しパ
ルスがシャッターパルスに加算される。例えばＮＴＳＣ
テレビジョン方式では垂直ブランキング開始点から蓄積
開始した場合の約１／７８０秒以上のシャッタースピー
ド制御領域では連続的な蓄積時間制御が実現される。
【００１４】また、黒レベルを設定するオプチカルブラ
ッククランプ部のタイミングで追加掃出しパルスが印加
されると、その期間のオプチカルブラックレベルの変動
が起き、クランプ時定数によっては黒レベルクランプが
誤動作し、この影響が有効期間に現れる場合がある。
ッククランプ部のタイミングで追加掃出しパルスが印加
されると、その期間のオプチカルブラックレベルの変動
が起き、クランプ時定数によっては黒レベルクランプが
誤動作し、この影響が有効期間に現れる場合がある。
【００１５】このような場合に、誤動作を抑えるための
回路を付加したものが図３に示す本発明の一実施例のブ
ロック図である。１〜１３は図１と同じであり、追加さ
れた構成要素は、オプチカルブラッククランプパルス発
生回路１４、追加掃出しパルスによって制御されたオプ
チカルブラッククランプパルス制御回路１５である。
回路を付加したものが図３に示す本発明の一実施例のブ
ロック図である。１〜１３は図１と同じであり、追加さ
れた構成要素は、オプチカルブラッククランプパルス発
生回路１４、追加掃出しパルスによって制御されたオプ
チカルブラッククランプパルス制御回路１５である。
【００１６】図４（ａ）の波形図は、オプチカルブラッ
ククランプパルスのタイミング、図４（ｂ）はその掃出
しパルス印加時のタイミングを示す。これら図４から明
らかなように、オプチカルブラッククランプ部期間に追
加掃出しパルスが印加されたとき、その部分をクランプ
しないようにオプチカルブラッククランプパルス制御回
路１５がクランプ発生回路１４からの信号をゲートする
ように動作する。これによりオプチカルブラッククラン
プ部のタイミングで追加掃出しパルスが印加されること
によって起こる黒レベルの変動の影響を抑えることがで
きる。
ククランプパルスのタイミング、図４（ｂ）はその掃出
しパルス印加時のタイミングを示す。これら図４から明
らかなように、オプチカルブラッククランプ部期間に追
加掃出しパルスが印加されたとき、その部分をクランプ
しないようにオプチカルブラッククランプパルス制御回
路１５がクランプ発生回路１４からの信号をゲートする
ように動作する。これによりオプチカルブラッククラン
プ部のタイミングで追加掃出しパルスが印加されること
によって起こる黒レベルの変動の影響を抑えることがで
きる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、蓄
積時間のバラツキが０．５％以下のステップ制御に収ま
るため、すべての感度制御範囲でレンズ絞りと同等のな
めらかな制御が実現され、さらに掃き出しパルスがオプ
チカルブラッククランプ部を印加される場合にも、黒レ
ベルの変動による影響を抑えることができる。このよう
に従来の電子シャッター回路にわずかな回路を付加する
だけで、高精度な自動感度制御を安価に実現することが
できる。
積時間のバラツキが０．５％以下のステップ制御に収ま
るため、すべての感度制御範囲でレンズ絞りと同等のな
めらかな制御が実現され、さらに掃き出しパルスがオプ
チカルブラッククランプ部を印加される場合にも、黒レ
ベルの変動による影響を抑えることができる。このよう
に従来の電子シャッター回路にわずかな回路を付加する
だけで、高精度な自動感度制御を安価に実現することが
できる。
【図１】本発明に関連する固体撮像装置の構成を示すブ
ロック図およびその追加掃出しパルス発生回路の回路
図。
ロック図およびその追加掃出しパルス発生回路の回路
図。
【図２】図１の電子シャッター動作を説明する波形図。
【図３】本発明の一実施例の構成を示すブロック図。
【図４】本実施例のオプチカルブラッククランプパルス
の制御動作を説明する波形図。
の制御動作を説明する波形図。
【図５】従来例の動作を説明する水平ブランキングと掃
出しパルスのタイミング図。
出しパルスのタイミング図。
【図６】従来例の電子シャッターの動作を説明するタイ
ミング図。
ミング図。
【図７】従来例のカウンタを用いた電子シャッターのブ
ロック図。
ロック図。
【図８】図７の動作を説明するタイミング図。
１ レンズ ２ ＣＣＤ ３ サンプルホールド回路 ４ 映像信号平均化回路 ５ 鋸歯状波発生回路 ６ 掃き出しパルス発生回路 ７ 蓄積制御パルス発生回路 ８ 掃き出しパルス制御回路 ９ 追加掃き出しパルス発生回路 １０ 垂直プランキング発生回路 １１ ＡＮＤ回路 １２ ＯＲ回路 １３ シャッターパルス発生回路 １４ オプチカルブラッククランプパルス発生回路 １５ オプチカルブラッククランプパルス制御回路 １６ 信号処理回路 １７ ＬＰＦ回路 １８，１９ コンパレータ ２０ シャッタークロックジェネレータ ２１ シャッターカウンタ
Claims (1)
- 【請求項１】 各水平ブランキング期間に設けられた掃
出しパルスを一定期間オン・オフする電子シャッター機
能によって、電荷蓄積時間を制御し感度を自動調整する
固体撮像装置において、入力映像信号を平均化した映像
信号レベルと１フィールド周期の鋸歯状波とを比較して
出力される蓄積制御パルスによって前記掃出しパルスを
制御する掃出しパルス制御回路と、前記蓄積制御パルス
の蓄積開始点が垂直ブランキング期間内にある時、その
蓄積開始点で掃出しパルスを追加発生させる追加掃出し
パルス発生回路と、前記蓄積制御パルスの開始点が前記
垂直ブランキング期間の任意のオプチカルブラッククラ
ンプ期間にあるとき、その水平期間のオプチカルブラッ
ククランプパルスを止める制御回路とを備えることを特
徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5311387A JP2586394B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5311387A JP2586394B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07162766A JPH07162766A (ja) | 1995-06-23 |
| JP2586394B2 true JP2586394B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=18016577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5311387A Expired - Fee Related JP2586394B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2586394B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04119776A (ja) * | 1990-09-11 | 1992-04-21 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
-
1993
- 1993-12-13 JP JP5311387A patent/JP2586394B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07162766A (ja) | 1995-06-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961008 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |