JP3618372B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、エリアセンサ、ラインセンサ等のCCDに代表される撮像素子により画像データを得るイメージスキャナー等の撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、イメージスキャナー等の撮像装置にはCCD撮像素子が用いられている。従来の撮像装置は、例えば図19に示すように、光を集光し結像させるレンズ1、そのレンズ1を通過する光量を最適に調節する絞り2、レンズ1により得られた結像光を電気信号に変換するCCD3、そのCCD3からの出力信号を2重相関サンプリングするCDS回路4、そのCDS回路4からのアナログデータ出力をデジタルデータに変換するA/D変換器5、その変換されたデジタルデータの高周波成分を帯域制限するローパスフィルタ(LPF)6、そのLPF6を通過した映像データの処理を行うプロセス回路7、プロセス回路7により処理されたデータを記憶するメモリ8、そのメモリ8に記憶されたデータの処理を行うパーソナルコンピュータ(PC)9、更にCCD3の駆動を行う駆動制御信号を出力するタイミングジェネレータ(TG)10等により構成されている。ここでは、CCD3は、ラインセンサである。
【0003】
前述のCCD3の概略的な構成は、図2に示すものと同様である。このCCD3は、受光した光を電気信号に変換するフォトダイオード(A,B,C,・・・で示す)が複数個一列に配列されたフォトセンサ部である受光部31、その光電変換された光電荷を後述の転送レジスタ部33へ転送するトランスファゲート部32、そのトランスファゲート部32を介して転送された電荷を、順次出力側へ転送する転送レジスタ部33等により構成されている。
【0004】
いま、受光部31の各フォトダイオードA,B,C,D,・・・に光が当たると、各フォトダイオードの蓄積電極(図示省略)に光の強度に応じて光電変換された電荷が蓄積される。受光部31に蓄積された電荷は、タイミングジェネレータ10から出力されたゲート制御信号φTGにより制御されたトランスファゲート部32を通して転送レジスタ部33へ転送される。その後、転送路駆動パルスφS1及びφS2が反転動作を繰り返す毎に、転送レジスタ部33の電荷が出力側へ順次転送されていく。転送レジスタ部33の電荷の転送が完了し、受光部31で受光された撮像信号が出力されると、不要電荷排出用制御信号としてのVsub信号により受光部31の電荷が、次の受光の準備のために排出される。
【0005】
このようにしてCCD3から出力された電気信号は、その後、前述の図19に示すように各処理回路によって処理される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の撮像装置では、ハード的に、A/D変換されたデジタルデータの高周波成分を帯域制限するためのLPF6が必要であるため、ハードウェアの規模が大きくなり、小型化の点からも不利があるという課題がある。
【0007】
本発明は、従来の撮像装置のこのような課題を考慮し、ハード的なLPFが必要でなく、ハードウェアの規模が大きくならず、小型化の点でも有利である撮像装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光を集光し結像させるレンズと、そのレンズにより結像された光を光電変換するフォトセンサ部及び、その光電変換された電荷をトランスファゲートを介して入力し、順次転送する転送レジスタ部を有する撮像素子と、その撮像素子の駆動制御信号を出力するタイミングジェネレータとを備え、タイミングジェネレータは、撮像素子が多重露光となるように、転送レジスタ部の電荷が所定画素分転送される毎に、フォトセンサ部の光電荷を転送レジスタ部へ入力させるように駆動制御信号を出力することにより、撮像素子による撮像信号のフィルタリングを行う撮像装置である。
【0009】
【作用】
本発明は、撮像素子が多重露光となるように、タイミングジェネレータが、転送レジスタ部の電荷が所定画素分転送される毎に、フォトセンサ部の光電荷を転送レジスタ部へ入力するように、撮像素子の駆動制御信号を出力する。このことにより、転送レジスタ部で転送される電荷とフォトセンサ部から入力される光電荷とが混合され、結果として撮像信号に対し、ローパスフィルタと同様のフィルタリングが行われる。
【0010】
【実施例】
以下に、本発明をその実施例を示す図面に基づいて説明する。
【0011】
図1は、本発明にかかる第1の実施例の撮像装置の構成図である。すなわち、撮像装置は、光を集光し結像させるレンズ1、そのレンズ1を通過する光量を最適に調節する絞り2、レンズ1により得られた結像光を電気信号に変換する撮像素子としてのCCD3、そのCCD3からの出力信号を2重相関サンプリングするCDS回路4、そのCDS回路4からのアナログデータ出力をデジタルデータに変換するA/D変換器5、その変換されたデジタルデータの処理を行うプロセス回路7、プロセス回路7により処理されたデータを記憶するメモリ8、そのメモリ8に記憶されたデータの処理を行うパーソナルコンピュータ(PC)9、更にCCD3を駆動するためのタイミングジェネレータ(TG)10等により構成されている。本実施例は、フィルムスキャナーを例とした撮像装置であり、CCD3は、ラインセンサである。又、図1から明らかなように、本実施例は、図19に示す従来例に必要であったLPF6が不必要であり、タイミングジェネレータ10から出力されるCCD3の駆動制御信号を制御することにより、このLPF6の機能をCCD3内部で行うという点が大きな特徴である。
【0012】
次に、上記実施例の撮像装置の動作について、図面を参照しながら説明する。
【0013】
ここで、CCD3の概略的な構成は前述したように図2で示される。又、図3は、本実施例におけるCCD3の駆動タイミングの一例を説明する図である。図3において、φTG信号は、トランスファゲート部32の制御パルス(ゲート制御信号)、φS1信号及びφS2信号が転送路駆動パルスであり、φTG信号は[HI」期間で受光部31に蓄積された光電荷が転送レジスタ部33へ転送され、「LO」の期間ではこの動作が停止され、一方、φS1信号及びφS2信号は、レベルが反転する毎に転送レジスタ部33に蓄積された電荷を指定方向(出力部)に転送する。又、不要電荷排出用制御信号としてのVsub信号が一般的に知られるフォトダイオードの縦抜きの制御パルスであり、このVsub信号は、レベルが「HI」で基板方向である縦方向に抜き、不要電荷の排出が行われ、「LO」で保持の状態になる。又、図3の「a」から「g」までに示すタイミング位置は、図4に示す各時間「T=a」から「T=g」までに対応している。更に図4において、最上段のA,B,C,D,E,F,G,・・・は、図2に示す受光部31の各フォトダイオードに対応し、「T=a」から「T=g」までの各段は、各時間における転送レジスタ部33の状態を示す。
【0014】
まず、時間「T=a」では、各フォトダイオードA,B,C,D,・・・に蓄積された電荷が、トランスファゲート部32のON(直前にφTG信号が[HI」)により転送レジスタ部33へ転送される(A1,B1,C1,D1,・・・で示す)。次に、「T=b」では、φS1信号及びφS2信号が反転しているため転送レジスタ部33の電荷は1画素分が図面上右方向に移動した状態になる。この状態で、次に、「T=c」では、φTG信号が[HI」となり、各フォトダイオードA,B,C,D,・・・に蓄積された電荷(A2,B2,C2,D2,・・・で示す)が、転送レジスタ部33へ転送される。そうすると、先ほど移動した電荷と各フォトダイオードからの電荷とが混合され、転送レジスタ部33の電荷は、A2,A1+B2,B1+C2,C1+D2,・・・となる。
【0015】
次に、「T=d」では、φS1信号及びφS2信号が反転した後、φTG信号が[HI」となり、転送レジスタ部33の各電荷が1画素分移動し、更に各フォトダイオードA,B,C,D,・・・に蓄積された電荷(A3,B3,C3,D3,・・・で示す)が、転送レジスタ部33へ転送される。そうすると、先ほど移動した電荷と各フォトダイオードからの電荷とが混合され、転送レジスタ部33の電荷は、A3,A2+B3,A1+B2+C3,B1+C2+D3,・・・となる。ここで、フォトダイオードの電荷は、転送レジスタ部33の電荷が1画素分転送される毎に入力されるようになっているが、例えば複数画素分転送される毎に入力されるようにしてもよい。
【0016】
以下、同様にしてこの動作を繰り返し最終的に図4に示す「T=g」の状態になる。これは、図5に示す回路構成と同様の結果が得られ、デジタルフィルタの基本的な構成と等価となり、これによりCCD3内部でのフィルタの効果を得ることが出来る。ここで示すA1、A3、A6等における添字は、多重露光の内何回目の露光かを示しており、この実施例では露光回数が6回である。又、図5において、「T」で示す各ブロックは、1データ分遅らせる遅延手段としての役割を持ち、それぞれ遅れたデータは最終的に加算されて出力される。
【0017】
ここで、受光部31の蓄積容量に対して、転送レジスタ部33が少なくとも多重露光回数倍の蓄積容量を持つCCD3を用いることによって、各々の受光部と転送レジスタ部、各々のダイナミックレンジを十分に使うことができ、S/Nの向上及びダイナミックレンジのアップが計れる。
【0018】
また、多重露光の各々の露光時間を制御することによって、フィルタ特性を変更することができ、それと等価なフィルタ構成の一般的な例を図8に示す。すなわち、図3に示すφTG信号、φS1信号、φS2信号、及びVsub信号のタイミングを、例えば図7に示すように制御することにより、図8に示すようなデジタルフィルタと同等の構成に変えることができる。図8において、k0,k1,k2,k3,k4は、その時のデータに対してどれだけ重みづけを与えるかという係数であり、図7に示すk0,k1,k2,k3,k4に相当し、又、T1,T2,T3,T4は、データを遅らせる遅延ブロックである。このように、図7に示すタイミングパルスをCCD3に与えることによって、図8に示すようなフィルタ特性を得ることが出来るため、CCD3の各駆動制御信号のタイミングを制御することによってフィルタ特性を可変とすることが出来る。
【0019】
また、図7に示す露光時間Tは、多重露光時の各々の露光時間の合計時間であり、この露光時間を通常の露光時間と等しくする。この通常の露光時間は、図18に示す通常のCCDの駆動における露光時間Tであり、通常の露光時間Tは、図9(a)に示すような転送レジスタ部及びフォトセンサ部の井戸の容量を十分使えるように決められる。以上のように、合計の露光時間Tを通常の露光時間Tに等しくすることによって、転送レジスタ部のダイナミックレンジを十分に使うことができ、ダイナミックレンジの向上及び、S/Nの向上が計れる。尚、図9(b)は、多重露光時における1回目の転送レジスタ部の井戸の容量のイメージ図である。
【0020】
また、図7に示す多重露光時の各々の露光時間は、予め設定された通常の露光時間Tに対する比率により決定している。従って、例えば、合計の露光時間が変化した場合でも、各々の露光時間は、その比率で決って来るので、フィルタ特性が変わることなく制御することができる。その結果、露光量を可変できるとともに、露光量の変化に対してフィルタ特性が変化することがない。
【0021】
図10は、本発明にかかる第2の実施例の撮像装置の構成図である。図10において、本実施例が図1の第1の実施例の撮像装置と異なる点は、A/D変換器5から出力されたデジタルデータの平均値を求める加算平均回路13及び、その求められた平均値に基づいて、タイミングジェネレータ10へCCD3に対する駆動制御信号のタイミングの判断結果を出力するマイクロコンピュータ(マイコン)11を備えた点であり、これにより自動露光調節(AE)動作を行うことができ、多重露光時における合計の露光時間Tを求めることが可能となる。又、PC9に接続されているのは記憶装置12であり、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置など一般的に設けられているものである。又、レンズ1の前(図面上左側)には、撮像対象となるフィルム及びそのフィルムに光を照射する光源が描かれている。
【0022】
ここでは、各々の露光時間の比率は、系のモードにより決定する。これは、図11に示すように、A,B,C,Dのモードがあるとして、例えば、Aモードでは、k0 =ka0,k1 =ka1,k2 =ka2,k3 =ka3,k4 =ka4、以下同様に各モードに対して、それぞれ最適な比率を予め決めておく。そして、A,B,C,Dのモードの中からいずれかのモードを選択する。そうすると、選択されたモードに対応する係数により、露光動作が行われることによって、所望のモードによる最適なフィルタ特性を選択することができる。
【0023】
この場合、系のモードは、後の系の必要な画素により決定するようにすれば、所望の必要画素による最適なフィルタ特性を選択できるため、偽信号を抑制できる。又、このとき、必要画素によりA/D変換に対するサンプリング周波数を変えることによって、必要な画素数による必要なデータ量を制御することが出来る。更に、後のプロセス回路7側でリサンプリング周波数を同時に切り換えることによって、データ量を変えることができる。このリサンプリングについては、CCD3の出力自体で帯域制限されているために、データレートとしては高域まであったとしても、そもそも持っている帯域が抑えられているため、デジタル系で低周波にリサンプリングをしても折り返し歪が発生せず問題なく行うことができ、そのフィルタ特性に対応してリサンプリング行うことによって、データレート及びデータ数を抑えることができ、記録系の容量なども少なくできる。
【0024】
また、系のモードの比率を、それぞれ絵柄の種類によって設定しておけば、絵柄の種類に応じて系のモードを切り換えることにより、所望の絵柄の種類に応じた最適なフィルタを選択できる。例えば、絵柄としては人物などを写す場合は、高域を押え気味にしたほうが柔らかい絵になり、又、文字などは輪郭までくっきり写した方がよいということでフィルタ特性を変えれば、被写体に応じて最適なフィルタ特性を設定することが出来る。
【0025】
また、図10に示すように、撮像対象がフィルムの場合は、系のモードの比率をフィルムの種類によって設定しておけば、フィルムの種類に応じて系のモードを切り換えることにより、フィルムの種類に応じて最適なフィルタを選択できる。このフィルムの種類というのは、例えば、ISO感度において、ISO感度が低いものについては細かいものまで再現できるが、ISO感度が高いものは粒子が粗くなり、それが浮き上がるという現象が起きる。そのためISO感度の高いものに関しては、高域を落とすといった、ISO感度の低いものに関しては、高域分を落とさない等の設定が可能になる。
【0026】
以上の説明では、各々の露光時間の制御を、トランスファゲートのφTG信号のタイミングを制御することにより行っていたが、これを図12に示すように、φTG信号、φS1信号及びφS2信号は、ある一定の固定パルスとしておき、Vsub信号のみを制御することにより、各々の露光時間を制御することができる。この場合、信号のタイミングの制御がVsub信号のみでよいため、制御が簡単に行える。
【0027】
また、図13に示すように、転送レジスタ部における読み出し転送を最初の露光時間T0以内に行うことにより、すなわち、転送レジスタ部の電荷排出時間を、多重露光時の各露光時間の内最初の露光時間以内とすることにより、無駄な時間が存在せず、取り込み時間を最短に設定することが可能になる。
【0028】
また、多重露光の回数(上記図4に示す実施例では6回)を可変にすることによって、フィルタ特性を可変にでき、図6に示すデジタルフィルタで説明すると、そのタップ数を可変にすることであり、タップ数を変えることによりフィルタ特性を変えることができる。この場合に、多重露光の回数を、例えば、図14に示すように、最適な回数をA,B,C,Dという4つの系のモードとして設定しておけば、このモードを選択することにより所望のモードによる最適なフィルタ特性を得ることができる。例えば、図14において、Bモードを選択すると、露光回数はnb が選択される。
【0029】
図15は、本発明にかかる第3の実施例の撮像装置の構成図である。図15において、撮像装置は、光を集光し結像させるレンズ1、そのレンズ1を通過する光量を最適に調節する絞り2、レンズ1により得られた結像光を電気信号に変換するエリアセンサのCCD103、そのCCD103からの出力信号を2重相関サンプリングするCDS回路4、そのCDS回路4からのアナログデータ出力をデジタルデータに変換するA/D変換器5、その変換されたデジタルデータの水平方向の帯域制限を行う水平フィルタ104、そのフィルタ処理されたデータの処理を行うプロセス回路7、更にCCD103を駆動するためのタイミングジェネレータ(TG)110等により構成されている。
【0030】
一方、これに対応する従来の撮像装置は、図20に示すように、水平フィルタ104とプロセス回路7との間に、デジタルデータの垂直方向の帯域制限を行う垂直フィルタ105が設けられ、その垂直フィルタ105には、そのラインのデータを記憶するためのラインメモリ106が接続されている。すなわち、本実施例においては、従来必要であった垂直フィルタ105及びラインメモリ106が不要である。
【0031】
ここで、エリアセンサのCCD103について、一般的な動作を説明する。CCD103は、図16に示すように、垂直方向に1列に並んだフォトダイオード列が、水平方向に複数列並べられたフォトセンサ部、フォトダイオード列と平行に配置された垂直転送レジスタ部及び、その垂直転送レジスタ部の端部に合流するように水平方向に配置された水平転送レジスタ部により構成されている。以上の構成により、フォトセンサ部に入った光は電気信号に変換され、その電荷がトランスファゲート(図示省略)の制御信号により、垂直転送レジスタ部へ送られる。垂直転送レジスタ部へ送られた電荷は、垂直転送パルスにより水平転送レジスタ部に転送され、水平転送レジスタ部へ転送された電荷は、水平転送パルスによって出力される。このときのCCD出力におけるデータの流れは、図17に示すように、水平方向に、1−1,2−1,3−1,4−1,・・・,9−1となり、次に、垂直方向に1画素進んで、又、水平方向に1−2,2−2,3−2,4−2,・・・,9−2と流れ、以下同様に全エリアのフォトダイオードが終了するまで転送される。
【0032】
本実施例においては、垂直方向でのフィルタリングを、前述の第1、又は第2の実施例と同様な方法で行うことにより、水平フィルタ104の後の垂直フィルタ105及びラインメモリ106が不必要となり、回路規模を相当少なくできる。ここで、エリアセンサとラインセンサとを比較すると、ラインセンサの場合は、隣合う部分にフォトセンサがないため、転送レジスタ部が容易に大きく構成できるので、転送路の容量を大きくでき、ダイナミックレンジの向上及びS/Nの向上に寄与する。
【0033】
なお、上記実施例では、いずれも多重露光時の露光時間及び露光回数のどちらか一方を変更する構成としたが、これに限らず、露光時間及び露光回数の両方を同時に変更できる構成としてもよい。
【0034】
また、上記実施例では、いずれもフィルムスキャナー等のイメージスキャナーを例に説明したが、これに限らず、例えば電子デジタルカメラなど、他の撮像装置に適用しても勿論よい。
【0035】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように本発明は、タイミングジェネレータが、撮像素子が多重露光となるように、転送レジスタ部の電荷が所定画素分転送される毎に、フォトセンサ部の光電荷を転送レジスタ部へ入力させるように駆動制御信号を出力することにより撮像素子による撮像信号のフィルタリングを行うようにしたので、ハード的なLPFが必要でなく、ハードウェアの規模が大きくならず、小型化の点でも有利であるという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる第1の実施例の撮像装置の構成図である。
【図2】一般的なCCD(ラインセンサ)を概略的に示す構成図である。
【図3】同第1の実施例におけるCCD駆動制御信号のタイミングを示す図である。
【図4】同第1の実施例における転送レジスタ部の動作を示す図である。
【図5】同第1の実施例におけるフィルタ特性と等価なデジタルフィルタを示す構成図である。
【図6】露光回数を制御したフィルタ特性を一般的に示すフィルタの構成図である。
【図7】同第1の実施例における露光時間の制御の一例を示す図である。
【図8】図7のフィルタ特性を示すフィルタの構成図である。
【図9】転送レジスタ部の井戸の容量のイメージを示す図である。
【図10】本発明にかかる第2の実施例の撮像装置の構成図である。
【図11】同第2の実施例におけるフィルタ特性の選択の一例を示す図である。
【図12】同第2の実施例における露光時間の制御の一例を示す図である。
【図13】同第2の実施例における転送レジスタ部の転送制御の一例を示す図である。
【図14】同第2の実施例における露光回数選択の一例を示す図である。
【図15】本発明にかかる第3の実施例の撮像装置の構成図である。
【図16】同第3の実施例におけるCCD(エリアセンサ)を概略的に示す構成図である。
【図17】図16のCCD出力におけるデータの流れを示す図である。
【図18】通常のCCDの駆動における露光時間を説明する図である。
【図19】従来のラインセンサを用いた撮像装置の構成図である。
【図20】従来のエリアセンサを用いた撮像装置の構成図である。
【符号の説明】
1 レンズ
2 絞り
3 CCD(ラインセンサ)
4 CDS回路
5 A/D変換器
6 LPF
10、110 タイミングジェネレータ
31 受光部
32 トランスファゲート部
33 転送レジスタ部
103 CCD(エリアセンサ)[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an image pickup apparatus such as an image scanner that obtains image data using an image pickup device typified by a CCD such as an area sensor and a line sensor.
[0002]
[Prior art]
In general, a CCD imaging device is used in an imaging device such as an image scanner. For example, as shown in FIG. 19, a conventional imaging apparatus has a
[0003]
The schematic configuration of the above-described
[0004]
Now, when light hits the photodiodes A, B, C, D,... Of the
[0005]
The electrical signal output from the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional imaging apparatus requires the
[0007]
In view of such problems of the conventional imaging apparatus, the present invention provides an imaging apparatus that does not require a hardware LPF, does not increase the scale of hardware, and is advantageous in terms of miniaturization. It is the purpose.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention condenses light to form an image, a photosensor unit that photoelectrically converts the light imaged by the lens, and the photoelectrically converted charge that is input via a transfer gate and sequentially transferred. An image sensor having a transfer register unit and a timing generator that outputs a drive control signal for the image sensor. The timing generator transfers the charge of the transfer register unit for a predetermined number of pixels so that the image sensor is subjected to multiple exposure. This is an image pickup apparatus that filters the image pickup signal by the image pickup device by outputting a drive control signal so that the photocharge of the photo sensor portion is input to the transfer register portion each time.
[0009]
[Action]
In the present invention, imaging is performed so that the timing generator inputs the photocharge of the photosensor unit to the transfer register unit every time the charge of the transfer register unit is transferred by a predetermined number of pixels so that the image pickup device performs multiple exposure. An element drive control signal is output. As a result, the charge transferred by the transfer register unit and the photocharge input from the photosensor unit are mixed, and as a result, the same filtering as the low-pass filter is performed on the imaging signal.
[0010]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
[0011]
FIG. 1 is a configuration diagram of an image pickup apparatus according to a first embodiment of the present invention. That is, the imaging device includes a
[0012]
Next, the operation of the image pickup apparatus of the above embodiment will be described with reference to the drawings.
[0013]
Here, the schematic configuration of the
[0014]
First, at time “T = a”, the charges accumulated in the photodiodes A, B, C, D,... Are transferred by the
[0015]
Next, at “T = d”, after the φS1 signal and the φS2 signal are inverted, the φTG signal becomes “HI”, the charges of the
[0016]
Thereafter, this operation is repeated in the same manner, and finally the state of “T = g” shown in FIG. 4 is obtained. This gives the same result as that of the circuit configuration shown in FIG. 5 and is equivalent to the basic configuration of the digital filter, whereby the effect of the filter inside the
[0017]
Here, by using the
[0018]
Further, by controlling the exposure time of each of the multiple exposures, the filter characteristics can be changed, and a general example of an equivalent filter configuration is shown in FIG. That is, the timing of the φTG signal, φS1 signal, φS2 signal, and Vsub signal shown in FIG. 3 can be changed to a configuration equivalent to that of the digital filter shown in FIG. 8 by controlling the timing as shown in FIG. it can. In FIG. 8, k0, k1, k2, k3, k4 are coefficients indicating how much weight is given to the data at that time, and correspond to k0, k1, k2, k3, k4 shown in FIG. T1, T2, T3, and T4 are delay blocks that delay data. Thus, by applying the timing pulse shown in FIG. 7 to the
[0019]
Moreover, the exposure time T shown in FIG. 7 is the total time of each exposure time at the time of multiple exposure, and this exposure time is made equal to the normal exposure time. This normal exposure time is the exposure time T in driving the normal CCD shown in FIG. 18, and the normal exposure time T is the capacity of the well of the transfer register unit and the photosensor unit as shown in FIG. Can be used enough. As described above, by making the total exposure time T equal to the normal exposure time T, the dynamic range of the transfer register unit can be sufficiently used, and the dynamic range and the S / N can be improved. FIG. 9B is an image diagram of the well capacity of the first transfer register section at the time of multiple exposure.
[0020]
Each exposure time at the time of multiple exposure shown in FIG. 7 is determined by a ratio with respect to a preset normal exposure time T. Therefore, for example, even when the total exposure time changes, each exposure time is determined by the ratio, so that it can be controlled without changing the filter characteristics. As a result, the exposure amount can be varied, and the filter characteristics do not change with changes in the exposure amount.
[0021]
FIG. 10 is a configuration diagram of the image pickup apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 10, the difference between the present embodiment and the image pickup apparatus of the first embodiment in FIG. 1 is that the averaging
[0022]
Here, the ratio of each exposure time is determined by the system mode. As shown in FIG. 11, there are A, B, C, and D modes. For example, in the A mode, k0 = ka0, k1 = ka1, k2 = ka2, k3 = ka3, k4 = ka4, and so on. Similarly, an optimum ratio is determined in advance for each mode. Then, one of the modes A, B, C, and D is selected. Then, an optimum filter characteristic according to a desired mode can be selected by performing an exposure operation with a coefficient corresponding to the selected mode.
[0023]
In this case, if the system mode is determined by the necessary pixels of the subsequent system, the optimum filter characteristics based on the desired necessary pixels can be selected, so that false signals can be suppressed. At this time, by changing the sampling frequency for A / D conversion depending on the necessary pixels, it is possible to control the necessary data amount based on the necessary number of pixels. Furthermore, the data amount can be changed by simultaneously switching the resampling frequency on the
[0024]
Further, if the ratio of the system mode is set according to the type of the pattern, the optimum filter corresponding to the desired pattern type can be selected by switching the system mode according to the type of pattern. For example, when a person is copied as a design, it is better to hold down the high range to make the picture softer. Optimal filter characteristics can be set.
[0025]
Also, as shown in FIG. 10, when the imaging target is a film, if the ratio of the system mode is set according to the type of film, the type of film can be changed by switching the system mode according to the type of film. The optimum filter can be selected according to This type of film can be reproduced, for example, in the case of ISO sensitivity with a low ISO sensitivity, even finer, but with a high ISO sensitivity, the grain becomes coarser and the phenomenon that it floats occurs. For this reason, it is possible to set the high ISO sensitivity so that the high frequency is lowered, and the low ISO sensitivity is not lowered for the low ISO sensitivity.
[0026]
In the above description, each exposure time is controlled by controlling the timing of the φTG signal of the transfer gate. As shown in FIG. 12, there are the φTG signal, φS1 signal, and φS2 signal. Each exposure time can be controlled by setting only a fixed pulse and controlling only the Vsub signal. In this case, the signal timing can be controlled only by the Vsub signal, so that the control can be easily performed.
[0027]
Further, as shown in FIG. 13, by performing the read transfer in the transfer register section within the first exposure time T0, that is, the charge discharge time of the transfer register section is set to the first exposure among the exposure times at the time of multiple exposure. By making it within the time, there is no wasted time, and the capture time can be set to the shortest.
[0028]
Further, by changing the number of times of multiple exposure (6 in the embodiment shown in FIG. 4), the filter characteristics can be made variable. In the digital filter shown in FIG. 6, the number of taps is made variable. The filter characteristics can be changed by changing the number of taps. In this case, if the number of times of multiple exposure is set as four system modes A, B, C, and D as shown in FIG. 14, for example, this mode is selected. An optimum filter characteristic according to a desired mode can be obtained. For example, in FIG. 14, when the B mode is selected, nb is selected as the number of exposures.
[0029]
FIG. 15 is a block diagram of the image pickup apparatus according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 15, the imaging apparatus includes a
[0030]
On the other hand, as shown in FIG. 20, the conventional imaging apparatus corresponding to this is provided with a
[0031]
Here, a general operation of the
[0032]
In this embodiment, the
[0033]
In each of the above embodiments, either one of the exposure time and the number of exposures in multiple exposure is changed. However, the present invention is not limited to this, and both the exposure time and the number of exposures may be changed at the same time. .
[0034]
In the above-described embodiments, an image scanner such as a film scanner has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and may of course be applied to other imaging devices such as an electronic digital camera.
[0035]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the present invention transfers the photo charge of the photo sensor unit every time the charge of the transfer register unit is transferred for a predetermined number of pixels so that the image pickup device performs multiple exposure. Since the image pickup signal is filtered by the image pickup device by outputting the drive control signal so as to be input to the register unit, a hardware LPF is not required, the hardware scale is not increased, and the size is reduced. This also has the advantage of being advantageous.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an image pickup apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram schematically showing a general CCD (line sensor).
FIG. 3 is a diagram showing timings of CCD drive control signals in the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing an operation of a transfer register unit in the first embodiment.
FIG. 5 is a block diagram showing a digital filter equivalent to the filter characteristic in the first embodiment.
FIG. 6 is a configuration diagram of a filter generally showing filter characteristics in which the number of exposures is controlled.
FIG. 7 is a diagram showing an example of exposure time control in the first embodiment;
8 is a configuration diagram of a filter showing the filter characteristics of FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating an image of a well capacity of a transfer register unit;
FIG. 10 is a configuration diagram of an image pickup apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing an example of selection of filter characteristics in the second embodiment.
FIG. 12 is a diagram showing an example of exposure time control in the second embodiment.
FIG. 13 is a diagram showing an example of transfer control of a transfer register unit in the second embodiment.
FIG. 14 is a diagram showing an example of exposure number selection in the second embodiment.
FIG. 15 is a configuration diagram of an image pickup apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a block diagram schematically showing a CCD (area sensor) in the third embodiment;
17 is a diagram showing a data flow in the CCD output of FIG. 16. FIG.
FIG. 18 is a diagram illustrating an exposure time in normal CCD driving.
FIG. 19 is a configuration diagram of an imaging apparatus using a conventional line sensor.
FIG. 20 is a configuration diagram of an imaging apparatus using a conventional area sensor.
[Explanation of symbols]
1
4 CDS circuit 5 A /
10, 110
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