JP2917407B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JP2917407B2 JP2917407B2 JP2120090A JP12009090A JP2917407B2 JP 2917407 B2 JP2917407 B2 JP 2917407B2 JP 2120090 A JP2120090 A JP 2120090A JP 12009090 A JP12009090 A JP 12009090A JP 2917407 B2 JP2917407 B2 JP 2917407B2
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、被写体からの断続した光線を受光し、該光
線の断続周波数と異なる周波数の同期信号を用いて該被
写体を撮影する固体撮像装置に関する。
線の断続周波数と異なる周波数の同期信号を用いて該被
写体を撮影する固体撮像装置に関する。
B.発明の概要 本発明では、電荷蓄積時間が可変可能な固体撮像素子
と、該固体撮像素子の電荷蓄積時間を制御する制御手段
とを有し、断続した光を発光あるいは反射する被写体、
例えばコンピュータ等のディスプレイの画面や蛍光灯等
の光で照らされた被写体をその断続周波数と異なる周波
数の同期信号を用いて撮影する場合に、上記制御手段で
上記固体撮像素子の電荷蓄積時間を被写体からの光線の
断続周期の整数倍に制御することにより、撮影した映像
をモニター受像機に表示したときに画面に生じる横スジ
状のノイズや所謂フリッカの発生を防止することができ
るようにしたものである。
と、該固体撮像素子の電荷蓄積時間を制御する制御手段
とを有し、断続した光を発光あるいは反射する被写体、
例えばコンピュータ等のディスプレイの画面や蛍光灯等
の光で照らされた被写体をその断続周波数と異なる周波
数の同期信号を用いて撮影する場合に、上記制御手段で
上記固体撮像素子の電荷蓄積時間を被写体からの光線の
断続周期の整数倍に制御することにより、撮影した映像
をモニター受像機に表示したときに画面に生じる横スジ
状のノイズや所謂フリッカの発生を防止することができ
るようにしたものである。
C.従来の技術 例えば蛍光灯や水銀灯等は、一般的に商用交流電源で
駆動され、その商用周波数の倍の周波数で点滅する。こ
のような光源のもとで被写体を固体撮像装置等のビデオ
カメラで撮影すると、所謂フリッカが生じる。この問題
を解決する方法としては、特開昭63−207286号に開示さ
れている固体撮像装置の読み出し方法が知られている。
この方法では、マトリックス状に配置された光電変換素
子と、これらの光電変換素子に蓄積された電荷を読み出
すための電荷結合素子等から構成される固体撮像素子
（以下CCDという）を用い、CCDの１フィールドの電荷蓄
積時間を商用交流電源の半周期の整数倍にすることによ
り、フリッカの発生を防止している。
駆動され、その商用周波数の倍の周波数で点滅する。こ
のような光源のもとで被写体を固体撮像装置等のビデオ
カメラで撮影すると、所謂フリッカが生じる。この問題
を解決する方法としては、特開昭63−207286号に開示さ
れている固体撮像装置の読み出し方法が知られている。
この方法では、マトリックス状に配置された光電変換素
子と、これらの光電変換素子に蓄積された電荷を読み出
すための電荷結合素子等から構成される固体撮像素子
（以下CCDという）を用い、CCDの１フィールドの電荷蓄
積時間を商用交流電源の半周期の整数倍にすることによ
り、フリッカの発生を防止している。
また、例えばテレビジョン受像機の画面をビデオカメ
ラで撮影する場合、テレビジョン受像機が所謂NTSC、PA
L等のテレビジョン（以下TVという）方式を採用するも
のであれば、テレビジョン受像機の各種同期信号を用い
てビデオカメラの同期（外部同期）を取ることにより、
テレビジョン受像機の発光周期にビデオカメラを同期さ
せることができ、フリッカ等が発生するとなく、テレビ
ジョン受像機の画面を撮影することができることが知ら
れている。
ラで撮影する場合、テレビジョン受像機が所謂NTSC、PA
L等のテレビジョン（以下TVという）方式を採用するも
のであれば、テレビジョン受像機の各種同期信号を用い
てビデオカメラの同期（外部同期）を取ることにより、
テレビジョン受像機の発光周期にビデオカメラを同期さ
せることができ、フリッカ等が発生するとなく、テレビ
ジョン受像機の画面を撮影することができることが知ら
れている。
D.発明が解決しようとする課題 ところで、例えば第８図に示すように、パーソナルコ
ンピュータ（以下パソコンという）等に用いられる一般
の表示装置（以下ディスプレイという）50をビデオカメ
ラ51で撮影し、モニター受像機52で表示する場合、ディ
スプレイ50の垂直同期信号の周波数（以下同期周波数と
いう）がTV放送の同期周波数と大幅に異なるため、モニ
ター受像機52の画面に横スジ状のノイズが発生し、画質
が劣化する問題があった。
ンピュータ（以下パソコンという）等に用いられる一般
の表示装置（以下ディスプレイという）50をビデオカメ
ラ51で撮影し、モニター受像機52で表示する場合、ディ
スプレイ50の垂直同期信号の周波数（以下同期周波数と
いう）がTV放送の同期周波数と大幅に異なるため、モニ
ター受像機52の画面に横スジ状のノイズが発生し、画質
が劣化する問題があった。
具体的には、上記ディスプレイ50の１画面を表示する
周期、すなわち同期周波数をfDSPとし、上記ビデオカメ
ラ51及びモニター受像機52のフィールド周波数をfFDと
し、ビデオカメラ51のCCDの電荷蓄積時間をTCHGとし、
例えばTCHG＞1/fDSPとすると、第９図Ａのディスプレイ
50の発光出力に示すように、上記CCDの１回の電荷蓄積
時間TCHG内に、ディスプレイ50が２回発光する領域（第
９図Ａに斜線で示す領域）が発生し、第９図Ｂのビデオ
カメラ51の出力に示すように、２回発光する領域に対応
してビデオカメラ51の出力ビデオ信号のレベルが２倍と
なり、モニター受像機52の画面に横スジ状のノイズが発
生する。また、例えばTCHG＜1/fDSPとすると、上記CCD
の１回の電荷蓄積時間TCHG内にディスプレイ50が発光し
ない領域が発生し、その領域に対応してビデオカメラ51
の出力ビデオ信号のレベルはほぼ零路となり、モニター
受像機52の画面に横スジ状のノイズが発生する。
周期、すなわち同期周波数をfDSPとし、上記ビデオカメ
ラ51及びモニター受像機52のフィールド周波数をfFDと
し、ビデオカメラ51のCCDの電荷蓄積時間をTCHGとし、
例えばTCHG＞1/fDSPとすると、第９図Ａのディスプレイ
50の発光出力に示すように、上記CCDの１回の電荷蓄積
時間TCHG内に、ディスプレイ50が２回発光する領域（第
９図Ａに斜線で示す領域）が発生し、第９図Ｂのビデオ
カメラ51の出力に示すように、２回発光する領域に対応
してビデオカメラ51の出力ビデオ信号のレベルが２倍と
なり、モニター受像機52の画面に横スジ状のノイズが発
生する。また、例えばTCHG＜1/fDSPとすると、上記CCD
の１回の電荷蓄積時間TCHG内にディスプレイ50が発光し
ない領域が発生し、その領域に対応してビデオカメラ51
の出力ビデオ信号のレベルはほぼ零路となり、モニター
受像機52の画面に横スジ状のノイズが発生する。
以上のような問題は、上記特開昭63−207286号に開示
されている固体撮像装置の読み出し方法が特定周波数の
商用交流電源に起因するフリッカを防止するためのもの
であり、当該方法を用いても解決することができなかっ
た。また、所謂シャッター速度を変化させることができ
る従来のビデオカメラでは、そのシャッター速度が例え
ば1/60、1/100、1/250、1/500等と固定されているため
に、このシャッター速度とディスプレイ50の同期周波数
fDSPが一致せず、上記問題を解決することができなかっ
た。
されている固体撮像装置の読み出し方法が特定周波数の
商用交流電源に起因するフリッカを防止するためのもの
であり、当該方法を用いても解決することができなかっ
た。また、所謂シャッター速度を変化させることができ
る従来のビデオカメラでは、そのシャッター速度が例え
ば1/60、1/100、1/250、1/500等と固定されているため
に、このシャッター速度とディスプレイ50の同期周波数
fDSPが一致せず、上記問題を解決することができなかっ
た。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであ
り、被写体からの断続した光線、例えばパソコン等のデ
ィスプレイの画面や断続する光線で照らされた被写体
を、これらの同期周波数と異なる周波数の垂直同期信号
を用いる例えばNTSC方式やPAL方式の固体撮像装置で撮
影する際に、周波数が異なることに起因する撮影画面の
横スジ状のノイズやフリッカの発生を防止することがで
きる固体撮像装置の提供を目的とする。
り、被写体からの断続した光線、例えばパソコン等のデ
ィスプレイの画面や断続する光線で照らされた被写体
を、これらの同期周波数と異なる周波数の垂直同期信号
を用いる例えばNTSC方式やPAL方式の固体撮像装置で撮
影する際に、周波数が異なることに起因する撮影画面の
横スジ状のノイズやフリッカの発生を防止することがで
きる固体撮像装置の提供を目的とする。
E.課題を解決するための手段 本発明は、被写体からの断続した光線を受光し、該光
線の断続周波数と異なる周波数の同期信号を用いて該被
写体を撮像する固体撮像装置であって、電荷蓄積時間が
可変可能な固体撮像素子と、該固体撮像素子による撮像
出力に基づいて被写体からの光線の断続周波数を検出す
る検出手段と、該検出手段からの検出出力に基づいて、
上記固体撮像素子の電荷蓄積時間を上記光線の断続周波
数の整数倍に制御する制御手段とを有し、上記制御手段
は、上記検出手段からの検出情報に基づいて、不要な蓄
積電荷を掃き捨てる電荷掃捨期間を水平同期信号の１周
期単位で制御するとともに、上記固体撮像素子の電荷蓄
積時間を水平同期信号の１周期以下の精度で蓄積電荷読
み出しタイミングにより制御することを特徴とするもの
である。
線の断続周波数と異なる周波数の同期信号を用いて該被
写体を撮像する固体撮像装置であって、電荷蓄積時間が
可変可能な固体撮像素子と、該固体撮像素子による撮像
出力に基づいて被写体からの光線の断続周波数を検出す
る検出手段と、該検出手段からの検出出力に基づいて、
上記固体撮像素子の電荷蓄積時間を上記光線の断続周波
数の整数倍に制御する制御手段とを有し、上記制御手段
は、上記検出手段からの検出情報に基づいて、不要な蓄
積電荷を掃き捨てる電荷掃捨期間を水平同期信号の１周
期単位で制御するとともに、上記固体撮像素子の電荷蓄
積時間を水平同期信号の１周期以下の精度で蓄積電荷読
み出しタイミングにより制御することを特徴とするもの
である。
F.作 用 本発明に係る固体撮像装置では、制御手段で固体撮像
素子の電荷蓄積時間を被写体からの光線の断続周期の整
数倍に制御することにより、フリッカや横スジ状のノイ
ズがないビデオ信号を出力する。
素子の電荷蓄積時間を被写体からの光線の断続周期の整
数倍に制御することにより、フリッカや横スジ状のノイ
ズがないビデオ信号を出力する。
G.実施例 以下、本発明に係る固体撮像装置の一実施例を図面を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
第１図において、光電変換素子をマトリックス状に配
置し、これらの光電変換素子に蓄積された電荷を電荷結
合素子を用いて読み出す構成の固体撮像素子（以下CCD
という）１は、所謂フレーム・トランスファ型、インタ
ーライン・トランスファ型あるいはハイブリッド・トラ
ンスファ型のものであり、電荷蓄積時間が外部より制御
可能になっている。
置し、これらの光電変換素子に蓄積された電荷を電荷結
合素子を用いて読み出す構成の固体撮像素子（以下CCD
という）１は、所謂フレーム・トランスファ型、インタ
ーライン・トランスファ型あるいはハイブリッド・トラ
ンスファ型のものであり、電荷蓄積時間が外部より制御
可能になっている。
該CCD1からの撮像信号は信号処理回路２に送られ、所
定の信号処理を施された後、例えばNTSC方式あるいはPA
L方式に準拠したビデオ信号として端子３から取り出さ
れる。
定の信号処理を施された後、例えばNTSC方式あるいはPA
L方式に準拠したビデオ信号として端子３から取り出さ
れる。
一方、検出回路10はスイッチ11、14、20、エリア設定
回路12、平均値回路13、フィールド切換回路15、ホール
ド回路16、17、比較回路18、反転増幅器19から構成さ
れ、上記信号処理回路２からの輝度信号（以下Ｙ信号と
いう）は該検出回路10のスイッチ11、エリア設定回路12
に送られる。該スイッチ11は、例えばアナログスイッチ
であり、上記エリア設定回路12からの所定時間スイッチ
をオン状態にする制御信号によりスイッチングし、上記
Ｙ信号を所定時間上記平均値回路13に送る。
回路12、平均値回路13、フィールド切換回路15、ホール
ド回路16、17、比較回路18、反転増幅器19から構成さ
れ、上記信号処理回路２からの輝度信号（以下Ｙ信号と
いう）は該検出回路10のスイッチ11、エリア設定回路12
に送られる。該スイッチ11は、例えばアナログスイッチ
であり、上記エリア設定回路12からの所定時間スイッチ
をオン状態にする制御信号によりスイッチングし、上記
Ｙ信号を所定時間上記平均値回路13に送る。
該平均値回路13は上記所定時間内に供給される上記Ｙ
信号の平均値を求め、該平均値回路13の出力（平均値）
は上記スイッチ14の選択端子に送られる。該スイッチ14
は、上記フィールド切換回路15からの垂直同期信号を２
分周した信号、すなわちフィールド周期の２倍の周期の
信号により切り換え制御が行われ、上記平均値回路13か
らの平均値が該スイッチ14を介して１フィールド毎に上
記ホールド回路16、17に交互に送られる。
信号の平均値を求め、該平均値回路13の出力（平均値）
は上記スイッチ14の選択端子に送られる。該スイッチ14
は、上記フィールド切換回路15からの垂直同期信号を２
分周した信号、すなわちフィールド周期の２倍の周期の
信号により切り換え制御が行われ、上記平均値回路13か
らの平均値が該スイッチ14を介して１フィールド毎に上
記ホールド回路16、17に交互に送られる。
該ホールド回路16、17は、上記平均値回路13からの平
均値を１フィールド毎に交互にホールドし、ホールドし
ている平均値を上記比較回路18に送る。
均値を１フィールド毎に交互にホールドし、ホールドし
ている平均値を上記比較回路18に送る。
該比較回路18は、上記ホールド回路16の出力とホール
ド回路17の出力の差が所定閾値以上のときに、初めて比
較結果を出力し、当該差が所定閾値値以下の時はその出
力が零となる比較回路である。そして、該比較回路18は
比較結果を上記反転増幅器19、スイッチ20の被選択端子
20aに送り、該反転増幅器19の出力は上記スイッチ20の
他の被選択端子20bに送られる。
ド回路17の出力の差が所定閾値以上のときに、初めて比
較結果を出力し、当該差が所定閾値値以下の時はその出
力が零となる比較回路である。そして、該比較回路18は
比較結果を上記反転増幅器19、スイッチ20の被選択端子
20aに送り、該反転増幅器19の出力は上記スイッチ20の
他の被選択端子20bに送られる。
該スイッチ20は、上記フィールド切換回路15からのフ
ィールド周期の２倍の周期の信号により切り換え制御が
行われ、上記比較回路18からの比較結果と上記反転増幅
器19からの比較結果の反転値、すなわち極性を反転した
ものが交互に選択され、この選択された比較結果が制御
回路21に送られる。すなわち、上記ホールド回路16ある
いはホールド回路17にある時点でホールドされた上記平
均値をVnとし、その前の回にホールドされた平均値をV
n-1とすると、常にVn−Vn-1とする比較結果がスイッチ2
0を介して制御回路21に送られる。
ィールド周期の２倍の周期の信号により切り換え制御が
行われ、上記比較回路18からの比較結果と上記反転増幅
器19からの比較結果の反転値、すなわち極性を反転した
ものが交互に選択され、この選択された比較結果が制御
回路21に送られる。すなわち、上記ホールド回路16ある
いはホールド回路17にある時点でホールドされた上記平
均値をVnとし、その前の回にホールドされた平均値をV
n-1とすると、常にVn−Vn-1とする比較結果がスイッチ2
0を介して制御回路21に送られる。
該制御回路21は、上記検出回路10からの比較結果に基
づいてタイミング発生回路22に制御信号を送る。
づいてタイミング発生回路22に制御信号を送る。
該タイミング発生回路22は上記制御回路21からの制御
信号に基づいて上記CCD1の電荷蓄積開始パルス及び読み
出しパルス（以下リードアウトパルスという）を形成
し、これらの電荷蓄積開始パルス、リードアウトパルス
をドライバー回路23に送る。
信号に基づいて上記CCD1の電荷蓄積開始パルス及び読み
出しパルス（以下リードアウトパルスという）を形成
し、これらの電荷蓄積開始パルス、リードアウトパルス
をドライバー回路23に送る。
該ドライバー回路23は、上記タイミング発生回路22か
らの電荷蓄積開始パルスに基づいて不要な蓄積電荷を掃
き捨てるためのシャッターパルスを形成し、このシャッ
ターパルスと上記リードアウトパルスを上記CCD1に送
る。
らの電荷蓄積開始パルスに基づいて不要な蓄積電荷を掃
き捨てるためのシャッターパルスを形成し、このシャッ
ターパルスと上記リードアウトパルスを上記CCD1に送
る。
かくして、本実施例では、上記CCD1が電荷蓄積時間が
可変可能な固体撮像素子として用いられ、上記制御回路
21がCCD1の電荷蓄積時間を制御する制御手段として用い
られ、上記スイッチ11〜スイッチ20から構成される検出
回路10がCCD1による撮像出力に基づいて被写体からの光
線の断続周波数を検出する検出手段として用いられる。
可変可能な固体撮像素子として用いられ、上記制御回路
21がCCD1の電荷蓄積時間を制御する制御手段として用い
られ、上記スイッチ11〜スイッチ20から構成される検出
回路10がCCD1による撮像出力に基づいて被写体からの光
線の断続周波数を検出する検出手段として用いられる。
ここで第２図は、例えばパソコン等における１画面を
表示する周期、すなわち同期周波数がfDSPであるディス
プレイの画面を、上述のような構成を有し、該同期周波
数fDSPよりも低い周波数のフィールド周波数fFDを用い
る固体撮像装置で撮影したときの該ディスプレイの発光
出力と、上記電荷蓄積開始パルスと、リードアウトパル
スとのタイミングを示す。
表示する周期、すなわち同期周波数がfDSPであるディス
プレイの画面を、上述のような構成を有し、該同期周波
数fDSPよりも低い周波数のフィールド周波数fFDを用い
る固体撮像装置で撮影したときの該ディスプレイの発光
出力と、上記電荷蓄積開始パルスと、リードアウトパル
スとのタイミングを示す。
ところで、上述したように、例えばCCD1の電荷蓄積時
間TCHGが、ディスプレイが例えば１回発光する時間（以
下ディスプレイ発光周期という）1/fDSPより長い（TCHG
＞1/fDSP）と、電荷蓄積時間TCHG内にディスプレイが２
回発光する領域が発生し、反対にCCD1の電荷蓄積時間T
CHGがディスプレイ発光周期1/fDSPより短い（TCHG＜1/f
DSP）と、電荷蓄積時間TCHG内にディスプレイが１回も
発光しない領域が発生し、撮像画面に横スジ状のノイズ
が発生する。
間TCHGが、ディスプレイが例えば１回発光する時間（以
下ディスプレイ発光周期という）1/fDSPより長い（TCHG
＞1/fDSP）と、電荷蓄積時間TCHG内にディスプレイが２
回発光する領域が発生し、反対にCCD1の電荷蓄積時間T
CHGがディスプレイ発光周期1/fDSPより短い（TCHG＜1/f
DSP）と、電荷蓄積時間TCHG内にディスプレイが１回も
発光しない領域が発生し、撮像画面に横スジ状のノイズ
が発生する。
そこで、本発明では、固体撮像装置のCCD1の電荷蓄積
時間TCHGをディスプレイの発光周期の整数倍に一致させ
るようにして、横スジ状のノイズ発生を防止する。
時間TCHGをディスプレイの発光周期の整数倍に一致させ
るようにして、横スジ状のノイズ発生を防止する。
すなわち、例えば第２図に示すように、タイミング発
生回路22からの電荷蓄積開始パルスとリードアウトパル
スのタイミングを制御回路21で制御し、CCD1の電荷蓄積
時間TCHGをディスプレイ発光周期1/fDSPに一致させる。
具体的には電荷蓄積開始パルスをリードアウトパルスに
対して1/fFD−1/fDSP遅延させ、リードアウトパルスか
ら電荷蓄積開始パルスまでの間にCCD1に蓄積された不要
な電荷を掃き捨てるようにする。この結果、第２図Ａの
斜線で示す信号に対応する画像が撮影される。そして、
このとき、CCD1の電荷蓄積時間TCHG内で、ディスプレイ
は例えば１回必ず発光し、従来のように２回発光する領
域や１回も発光しない領域が生じることを防止するとが
できる。
生回路22からの電荷蓄積開始パルスとリードアウトパル
スのタイミングを制御回路21で制御し、CCD1の電荷蓄積
時間TCHGをディスプレイ発光周期1/fDSPに一致させる。
具体的には電荷蓄積開始パルスをリードアウトパルスに
対して1/fFD−1/fDSP遅延させ、リードアウトパルスか
ら電荷蓄積開始パルスまでの間にCCD1に蓄積された不要
な電荷を掃き捨てるようにする。この結果、第２図Ａの
斜線で示す信号に対応する画像が撮影される。そして、
このとき、CCD1の電荷蓄積時間TCHG内で、ディスプレイ
は例えば１回必ず発光し、従来のように２回発光する領
域や１回も発光しない領域が生じることを防止するとが
できる。
ところで、上述の不要な蓄積電荷の掃き捨ては、出力
ビデオ信号に影響を与えないように水平同期信号のブラ
ンキング中に行う必要がある。したがって、CCD1の電荷
蓄積時間TCHGの制御は、水平同期信号の周期（以下1H時
間という）を単位とする離散的な制御となる。そこで、
1H時間以下の制御は上記リードアウトパルスの位相を変
化させることによって行う。
ビデオ信号に影響を与えないように水平同期信号のブラ
ンキング中に行う必要がある。したがって、CCD1の電荷
蓄積時間TCHGの制御は、水平同期信号の周期（以下1H時
間という）を単位とする離散的な制御となる。そこで、
1H時間以下の制御は上記リードアウトパルスの位相を変
化させることによって行う。
具体的には、第３図に示すフローチャートのステップ
ST1において、制御回路21は、例えば、NTSC方式の場
合、CCD1の電荷蓄積時間TCHGを1/60秒に設定し、PAL方
式の場合、電荷蓄積時間TCHGを1/50秒に設定し、ステッ
プST2に進む。
ST1において、制御回路21は、例えば、NTSC方式の場
合、CCD1の電荷蓄積時間TCHGを1/60秒に設定し、PAL方
式の場合、電荷蓄積時間TCHGを1/50秒に設定し、ステッ
プST2に進む。
ここで第４図は、CCD1の電荷蓄積時間TCHGがディスプ
レイ発光周期1/fDSPより長いときの信号処理回路２から
のＹ信号と、エリア設定回路12からの制御信号（以下ゲ
ートパルスという）と、検出回路10からの比較結果（Vn
−Vn-1）との関係を示す。また、第５図は、電荷蓄積時
間TCHGがディスプレイ発光周期1/fDSPより短いときの上
記Ｙ信号と、ゲートパルスと、検出回路10からの比較結
果の関係を示す。この第４図Ｃに示すように、CCD1の電
荷蓄積時間TCHGがディスプレイ発光周期1/fDSPより長い
とき、検出回路10からの比較結果に正の値から負の値に
変化するエッジ（以下（＋→−）エッジという）が発生
し、また第５図Ｃに示すように、電荷蓄積時間TCHGがデ
ィスプレイ発光周期1/fDSPより短いとき、検出回路10か
らの比較結果に負の値から正の値に変化するエッジ（以
下（−→＋）エッジという）が発生する。そこで、これ
らのエッジに基づいて上記電荷蓄積開始パルスとリード
アウトパルスのタイミングを制御するようにする。とこ
ろで、このステップST1において、エリア設定回路12は
上記比較結果の判別を容易にするためにＹ信号のピーク
値を検出して、例えば第４図Ｂに示すようにピーク値の
近傍で所定値のゲートパルスを発生する。
レイ発光周期1/fDSPより長いときの信号処理回路２から
のＹ信号と、エリア設定回路12からの制御信号（以下ゲ
ートパルスという）と、検出回路10からの比較結果（Vn
−Vn-1）との関係を示す。また、第５図は、電荷蓄積時
間TCHGがディスプレイ発光周期1/fDSPより短いときの上
記Ｙ信号と、ゲートパルスと、検出回路10からの比較結
果の関係を示す。この第４図Ｃに示すように、CCD1の電
荷蓄積時間TCHGがディスプレイ発光周期1/fDSPより長い
とき、検出回路10からの比較結果に正の値から負の値に
変化するエッジ（以下（＋→−）エッジという）が発生
し、また第５図Ｃに示すように、電荷蓄積時間TCHGがデ
ィスプレイ発光周期1/fDSPより短いとき、検出回路10か
らの比較結果に負の値から正の値に変化するエッジ（以
下（−→＋）エッジという）が発生する。そこで、これ
らのエッジに基づいて上記電荷蓄積開始パルスとリード
アウトパルスのタイミングを制御するようにする。とこ
ろで、このステップST1において、エリア設定回路12は
上記比較結果の判別を容易にするためにＹ信号のピーク
値を検出して、例えば第４図Ｂに示すようにピーク値の
近傍で所定値のゲートパルスを発生する。
ステップST2において、制御回路12は検出回路10から
の信号の（−→＋）エッジを検出する。（−→＋）エッ
ジを検出しないときは、電荷蓄積時間TCHGがディスプレ
イ発光周期1/fDSPより長いと判断してステップST3に進
み、（−→＋）エッジを検出したときは、ステップST4
に進む。
の信号の（−→＋）エッジを検出する。（−→＋）エッ
ジを検出しないときは、電荷蓄積時間TCHGがディスプレ
イ発光周期1/fDSPより長いと判断してステップST3に進
み、（−→＋）エッジを検出したときは、ステップST4
に進む。
ステップST3において、制御回路21は、ステップST1に
おいて設定した電荷蓄積時間TCHGから水平同期信号の周
期、すなわち1H時間を減算し、この減算結果を新たな電
荷蓄積時間TCHGとし、ステップST2に戻る。すなわち、
ステップST2〜ステップST3のループにおいて、制御回路
21は、（−→＋）エッジを検出するまで、すなわち電荷
蓄積時間TCHGがディスプレイ発光周期1/fDSPより短くな
るまで、電荷蓄積時間TCHGを1H時間単位で順次小さくす
る制御を行い、電荷蓄積時間TCHGとディスプレイ発光周
期1/fDSPの差が1H時間以内になるように制御する。具体
的には、電荷蓄積開始パルスの位相を1H時間単位で遅延
させる制御を繰り返して行う。
おいて設定した電荷蓄積時間TCHGから水平同期信号の周
期、すなわち1H時間を減算し、この減算結果を新たな電
荷蓄積時間TCHGとし、ステップST2に戻る。すなわち、
ステップST2〜ステップST3のループにおいて、制御回路
21は、（−→＋）エッジを検出するまで、すなわち電荷
蓄積時間TCHGがディスプレイ発光周期1/fDSPより短くな
るまで、電荷蓄積時間TCHGを1H時間単位で順次小さくす
る制御を行い、電荷蓄積時間TCHGとディスプレイ発光周
期1/fDSPの差が1H時間以内になるように制御する。具体
的には、電荷蓄積開始パルスの位相を1H時間単位で遅延
させる制御を繰り返して行う。
ステップST4において、制御回路21は電荷蓄積時間T
CHGにCCD1が１画素（ピクセル）分の信号を出力する時
間（以下1P時間という）を加算し、この加算結果を新た
な電荷蓄積時間TCHGとし、ステップST5に進む。
CHGにCCD1が１画素（ピクセル）分の信号を出力する時
間（以下1P時間という）を加算し、この加算結果を新た
な電荷蓄積時間TCHGとし、ステップST5に進む。
ステップST5において、制御回路21は検出回路10から
の信号の（＋→−）エッジを検出する。（＋→−）エッ
ジを検出しないときは、電荷蓄積時間TCHGがディスプレ
イ発光周期1/fDSPより短いと判断してステップST4に戻
り、（＋→−）エッジを検出したときは、終了する。す
なわち、ステップST4〜ステップST5のループにおいて、
制御回路21は、（＋→−）エッジを検出するまで、すな
わち電荷蓄積時間TCHGがディスプレイ発光周期1/fDSPよ
り長くなるまで、電荷蓄積時間TCHGを1P時間単位で順次
大きくする制御を行い、電荷蓄積時間TCHGとディスプレ
イ発光周期1/fDSPの差が１時間以内になるように制御す
る。具体的には、リードアウトパルスの位相を1P時間単
位で進める制御を繰り返して行う。
の信号の（＋→−）エッジを検出する。（＋→−）エッ
ジを検出しないときは、電荷蓄積時間TCHGがディスプレ
イ発光周期1/fDSPより短いと判断してステップST4に戻
り、（＋→−）エッジを検出したときは、終了する。す
なわち、ステップST4〜ステップST5のループにおいて、
制御回路21は、（＋→−）エッジを検出するまで、すな
わち電荷蓄積時間TCHGがディスプレイ発光周期1/fDSPよ
り長くなるまで、電荷蓄積時間TCHGを1P時間単位で順次
大きくする制御を行い、電荷蓄積時間TCHGとディスプレ
イ発光周期1/fDSPの差が１時間以内になるように制御す
る。具体的には、リードアウトパルスの位相を1P時間単
位で進める制御を繰り返して行う。
つぎに、上記CCD1の電荷蓄積時間TCHGの制御の具体例
について第６図及び第７図を用いて説明する。
について第６図及び第７図を用いて説明する。
ここで第６図は、上記CCD1を、例えばフォトダイオー
ドと正孔蓄積層からなる光電変換部、リードアウトゲー
ト領域、n+型埋め込みチャンネルCCDからなる水平、垂
直シフトレジスタ、出力AMP部等から構成され、ｎ基板
の電位を制御することにより、不要な蓄積電荷をｎ基板
に掃き出すことができる所謂縦型オーバーフロー・ドレ
イン（縦型OFD:Virtical Overlow Drain）構造を有する
インターライン・トランスファ型の固体撮像素子とし、
このときのｎ基板の制御電位（以下シャッターパルスと
いう）、リードアウトパルス、電荷蓄積時間TCHGのタイ
ミングを示す。
ドと正孔蓄積層からなる光電変換部、リードアウトゲー
ト領域、n+型埋め込みチャンネルCCDからなる水平、垂
直シフトレジスタ、出力AMP部等から構成され、ｎ基板
の電位を制御することにより、不要な蓄積電荷をｎ基板
に掃き出すことができる所謂縦型オーバーフロー・ドレ
イン（縦型OFD:Virtical Overlow Drain）構造を有する
インターライン・トランスファ型の固体撮像素子とし、
このときのｎ基板の制御電位（以下シャッターパルスと
いう）、リードアウトパルス、電荷蓄積時間TCHGのタイ
ミングを示す。
この第６図Ｄに示す上記シャッターパルスは、上述の
電荷蓄積開始パルスに相当し、出力ビデオ信号に影響を
与えないように水平同期信号のブランキング中、すなわ
ち第６図Ｂに示す水平同期信号のブランキングパルス
（負のパルス）に同期して発生される。第６図Ｃに示す
上記リードアウトパルスは、第６図Ａに示す垂直同期信
号のブランキングパルス（負のパルス）中に、水平同期
信号のブランキングパルスから所定の位相差で発生され
る。
電荷蓄積開始パルスに相当し、出力ビデオ信号に影響を
与えないように水平同期信号のブランキング中、すなわ
ち第６図Ｂに示す水平同期信号のブランキングパルス
（負のパルス）に同期して発生される。第６図Ｃに示す
上記リードアウトパルスは、第６図Ａに示す垂直同期信
号のブランキングパルス（負のパルス）中に、水平同期
信号のブランキングパルスから所定の位相差で発生され
る。
そして、これらのシャッターパルス、リードアウトパ
ルスを制御してCCD1に供給することにより、電荷蓄積時
間TCHGを制御する。すなわち、第６図Ｅに示すように、
時刻t1までシャッターパルスを供給してそれまでに蓄積
された電荷を掃き捨て、時刻t1から後に蓄積さた電荷を
時刻t2におけるリードアウトパルスにより読み出すこと
により1H時間単位で電荷蓄積時間TCHGを制御する。ま
た、第７図Ｂに示すリードアウトパルスから２つ前の第
７図Ａに示す水平同期信号のブランキングパルスB-1を
第７図Ｃに示すように1/2H時間を進め、リードアウトパ
ルスの後のブランキングパルスB1を1/2H時間を遅らし、
リードアウトパルスの前のブランキングパルスＢを第７
図Ｃに示すように1H時間の範囲内において1P時間単位で
制御することにより、上記時刻t2、すなわちリードアウ
トパルスの発生タイミングを第７図Ｄに示すように1P時
間単位で制御する。
ルスを制御してCCD1に供給することにより、電荷蓄積時
間TCHGを制御する。すなわち、第６図Ｅに示すように、
時刻t1までシャッターパルスを供給してそれまでに蓄積
された電荷を掃き捨て、時刻t1から後に蓄積さた電荷を
時刻t2におけるリードアウトパルスにより読み出すこと
により1H時間単位で電荷蓄積時間TCHGを制御する。ま
た、第７図Ｂに示すリードアウトパルスから２つ前の第
７図Ａに示す水平同期信号のブランキングパルスB-1を
第７図Ｃに示すように1/2H時間を進め、リードアウトパ
ルスの後のブランキングパルスB1を1/2H時間を遅らし、
リードアウトパルスの前のブランキングパルスＢを第７
図Ｃに示すように1H時間の範囲内において1P時間単位で
制御することにより、上記時刻t2、すなわちリードアウ
トパルスの発生タイミングを第７図Ｄに示すように1P時
間単位で制御する。
そして、このようにシャッターパルス及びリードアウ
トパルスを制御してCCD1の電荷蓄積時間TCHGをディスプ
レイ発光周期1/fDSPの整数倍、例えば１倍に制御する。
トパルスを制御してCCD1の電荷蓄積時間TCHGをディスプ
レイ発光周期1/fDSPの整数倍、例えば１倍に制御する。
以上のように、制御回路21でCCD1の電荷蓄積時間TCHG
をディスプレイ発光周期1/fDSPの整数倍、例えば１倍に
制御することにより、従来のように撮像画面に横スジ状
のノイズが発生するのを防止することができる。
をディスプレイ発光周期1/fDSPの整数倍、例えば１倍に
制御することにより、従来のように撮像画面に横スジ状
のノイズが発生するのを防止することができる。
また、検出回路10でCCD1の電荷蓄積時間TCHGとディス
プレイ発光周期1/fDSPの差を検出し、この検出結果に基
づいて制御回路21で電荷蓄積時間TCHGを制御することに
より、撮像画面における横スジ状のノイズの発生を自動
的に防止することができる。
プレイ発光周期1/fDSPの差を検出し、この検出結果に基
づいて制御回路21で電荷蓄積時間TCHGを制御することに
より、撮像画面における横スジ状のノイズの発生を自動
的に防止することができる。
また、リードアウトパルスの位相を1P時間単位で制御
することにより、電荷蓄積時間TCHGをより小さく制御で
き、1H時間単位の制御で防止することができない横スジ
状のノイズの発生も防止することができる。
することにより、電荷蓄積時間TCHGをより小さく制御で
き、1H時間単位の制御で防止することができない横スジ
状のノイズの発生も防止することができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、例えば断続する光源のもとで被写体を撮像する場合
にも容易に適用することができ、フリッカの発生を防止
することができる。
く、例えば断続する光源のもとで被写体を撮像する場合
にも容易に適用することができ、フリッカの発生を防止
することができる。
H.発明の効果 以上の説明からも明らかなように、本発明に係る固体
撮像装置では、本発明に係る固体撮像装置では、電荷蓄
積時間が可変可能な固体撮像素子による撮像出力に基づ
いて被写体からの光線の断続周波数を検出手段により検
出し、その検出出力に基づいて、制御手段により、上記
固体撮像素子の電荷蓄積時間を上記光線の断続周波数の
整数倍に制御するので、撮像画面における横スジ状のノ
イズやフリッカの発生を自動的に防止することができ
る。しかも、上記制御手段は、上記検出手段からの検出
情報に基づいて、不要な蓄積電荷を掃き捨てる電荷掃捨
期間を水平同期信号の１周期単位で制御するとともに、
上記固体撮像素子の電荷蓄積時間を水平同期信号の１周
期以下の精度で蓄積電荷読み出しタイミングにより制御
するので、横スジ状のノイズやフリッカの発生を確実に
防止することができる。
撮像装置では、本発明に係る固体撮像装置では、電荷蓄
積時間が可変可能な固体撮像素子による撮像出力に基づ
いて被写体からの光線の断続周波数を検出手段により検
出し、その検出出力に基づいて、制御手段により、上記
固体撮像素子の電荷蓄積時間を上記光線の断続周波数の
整数倍に制御するので、撮像画面における横スジ状のノ
イズやフリッカの発生を自動的に防止することができ
る。しかも、上記制御手段は、上記検出手段からの検出
情報に基づいて、不要な蓄積電荷を掃き捨てる電荷掃捨
期間を水平同期信号の１周期単位で制御するとともに、
上記固体撮像素子の電荷蓄積時間を水平同期信号の１周
期以下の精度で蓄積電荷読み出しタイミングにより制御
するので、横スジ状のノイズやフリッカの発生を確実に
防止することができる。
第１図は本発明に係る固体撮像装置の構成例を示すブロ
ック図であり、第２図はディスプレイの画面を該ディス
プレイの同期周波数よりも低いフィールド周波数の固体
撮像装置で撮影したときのディスプレイの発光出力とCC
Dの電荷蓄積時間の関係を示す波形図であり、第３図は
固体撮像装置の動作を説明するためのフローチャートで
あり、第４図はCCDの電荷蓄積時間がディスプレイ発光
周期より長いときのＹ信号と検出回路10からの比較結果
の関係を示す波形図であり、第５図はCCDの電荷蓄積時
間がディスプレイ発光周期より短いときのＹ信号と検出
回路10からの比較結果の関係を示す波形図であり、第６
図はCCDのシャッターパルス、リードアウトパルス、電
荷蓄積時間のタイミングを示す波形図であり、第７図は
リードアウトパルスの位相制御の原理を説明するための
波形図であり、第８図はディスプレイの画面をビデオカ
メラで撮影している状態を示す図であり、第９図はディ
スプレイの発光出力とビデオカメラの出力の関係を示す
波形図である。 １……CCD ２……信号処理回路 10……検出回路 11、14、20……スイッチ 12……エリア設定回路 13……平均値回路 15……フィールド切換回路 16、17……ホールド回路 18……比較回路 19……反転増幅器 21……制御回路 22……タイミング発生回路
ック図であり、第２図はディスプレイの画面を該ディス
プレイの同期周波数よりも低いフィールド周波数の固体
撮像装置で撮影したときのディスプレイの発光出力とCC
Dの電荷蓄積時間の関係を示す波形図であり、第３図は
固体撮像装置の動作を説明するためのフローチャートで
あり、第４図はCCDの電荷蓄積時間がディスプレイ発光
周期より長いときのＹ信号と検出回路10からの比較結果
の関係を示す波形図であり、第５図はCCDの電荷蓄積時
間がディスプレイ発光周期より短いときのＹ信号と検出
回路10からの比較結果の関係を示す波形図であり、第６
図はCCDのシャッターパルス、リードアウトパルス、電
荷蓄積時間のタイミングを示す波形図であり、第７図は
リードアウトパルスの位相制御の原理を説明するための
波形図であり、第８図はディスプレイの画面をビデオカ
メラで撮影している状態を示す図であり、第９図はディ
スプレイの発光出力とビデオカメラの出力の関係を示す
波形図である。 １……CCD ２……信号処理回路 10……検出回路 11、14、20……スイッチ 12……エリア設定回路 13……平均値回路 15……フィールド切換回路 16、17……ホールド回路 18……比較回路 19……反転増幅器 21……制御回路 22……タイミング発生回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−92682（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−303878（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−204578（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−34070（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−73981（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−115277（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04N 5/30 - 5/335
Claims (1)
- 【請求項１】被写体からの断続した光線を受光し、該光
線の断続周波数と異なる周波数の同期信号を用いて該被
写体を撮像する固体撮像装置であって、 電荷蓄積時間が可変可能な固体撮像素子と、 該固体撮像素子による撮像出力に基づいて被写体からの
光線の断続周波数を検出する検出手段と、 該検出手段からの検出出力に基づいて、上記固体撮像素
子の電荷蓄積時間を上記光線の断続周波数の整数倍に制
御する制御手段とを有し、 上記制御手段は、上記検出手段からの検出情報に基づい
て、不要な蓄積電荷を掃き捨てる電荷掃捨期間を水平同
期信号の１周期単位で制御するとともに、上記固体撮像
素子の電荷蓄積時間を水平同期信号の１周期以下の精度
で蓄積電荷読み出しタイミングにより制御することを特
徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120090A JP2917407B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120090A JP2917407B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0417476A JPH0417476A (ja) | 1992-01-22 |
| JP2917407B2 true JP2917407B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=14777662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2120090A Expired - Lifetime JP2917407B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2917407B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4596299B2 (ja) * | 2001-04-03 | 2010-12-08 | 敏夫 古閑 | 表示画面中のストリーク軽減方法及びその画像表示装置 |
-
1990
- 1990-05-11 JP JP2120090A patent/JP2917407B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0417476A (ja) | 1992-01-22 |
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