JP3792771B2 - Solid-state imaging camera - Google Patents

Solid-state imaging camera Download PDF

Info

Publication number
JP3792771B2
JP3792771B2 JP05598696A JP5598696A JP3792771B2 JP 3792771 B2 JP3792771 B2 JP 3792771B2 JP 05598696 A JP05598696 A JP 05598696A JP 5598696 A JP5598696 A JP 5598696A JP 3792771 B2 JP3792771 B2 JP 3792771B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
photoelectric conversion
circuit
solid
predetermined level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP05598696A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09247694A (en
Inventor
佳孝 江川
幸雄 遠藤
信男 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP05598696A priority Critical patent/JP3792771B2/en
Publication of JPH09247694A publication Critical patent/JPH09247694A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3792771B2 publication Critical patent/JP3792771B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像カメラに関する。
【0002】
【従来の技術】
CCD撮像素子等の固体撮像装置は、撮像管に比べて小型軽量,高信頼性といった特徴があるため、NTSC方式の放送用ビデオカメラや民生用ビデオカメラ等に普及している。また、次世代のハイビジョン放送(HD−TV)用のビデオカメラとしても期待されている。
【0003】
図20は、このようなビデオカメラに用いられるインターライン転送型CCD撮像素子(IT−CCD)の配置構成を示す図である。
このIT−CCDは、光電変換部C、垂直CCD(P)、水平CCD(H)、リセットトランジスタR及び出力アンプA等から構成され、光電変換部Cで光信号を信号電荷に変換し、垂直CCDへ転送し、垂直CCDにφ11,φ12,φ13,φ14の4相のクロックパルスを印加することで、水平CCDへ信号電荷を転送する。
【0004】
水平CCDは、2相のクロックパルスφH1,φH2で駆動し、最終的に信号電荷を出力アンプAで電圧に変換して出力する。また、一画素毎にリセットトランジスタRで信号電荷をクリアする。
【0005】
図21は、光電変換部Cでの信号電荷Qcの蓄積動作を示す図である。
IT−CCDは、フィールド蓄積モードでは、Aフィールドでは光電変換部Cの垂直方向の2画素加算の組合せを1HA ,2HA として垂直CCDで加算し、水平CCDで読み出す。
【0006】
また、IT−CCDは、フィールド蓄積モードでは、Aフィールド期間蓄積した信号電荷Qcを垂直CCDにPF1のパルスを印加することにより、光電変換部Cより垂直CCDに読み出し、垂直CCDで1HA ,2HA の加算を行なう。
【0007】
さらに、ラインシフトパルスPL を印加して、水平転送パルスφH で水平方向に読み出す。
Bフィールドでは、Aフィールド期間で蓄積した信号電荷をPF2パルスで垂直CCDに転送し、垂直CCDで1HB ,2HB の加算動作を行い、ラインシフトパルスPL を印加して、水平転送パルスφHで読み出す。
【0008】
この1フィールド期間に光電変換部Cで蓄積される信号電荷Qcは、標準信号量の時はQA のようになり、PF1,PF2のパルスで1フィールドに期間蓄積した信号電荷を読み出す。
【0009】
しかし、入力信号が大きい時は、信号電荷QcはQB のように、1フィールド期間の途中で飽和QMAX となるが、この場合、ハイライト信号がつぶれるため、不自然な画像となる。
【0010】
特に、HD−TV用の多画素化素子では、高密度となるため垂直CCDが小さくなり、ダイナミックレンジが低下して上記問題が顕著に現れる。
このような問題を対処するための駆動方法として、光電変換信号のハイライト部を圧縮してタイナミックレンジを向上する方法が特公平1−18629号公報に開示されており、通常Knee特性と呼ばれている。この方法は、感光画素でクリップ動作をしてKnee特性を得るものである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、被写体からの信号量に対して、Knee特性の傾きが異なるため、カラーカメラではハイライト信号の色バランスがくずれる問題やハイライト信号を圧縮するためにコントラストが低下して不鮮明な画像になってしまうという問題があった。
【0012】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ハイライト信号の色バランスの改善や、コントラストを向上して鮮明な画像を得ることができる固体撮像カラーカメラを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明の第1の発明によれば、被写体からの光を電荷に変換する光電変換部と、前記光電変換部によって変換された撮像信号を読み出す読み出し部とを備えた固体撮像素子と、1フィールド期間内の第1の光電変換時間終了時に、前記光電変換部に蓄積された電荷のうち所定電圧で発生するポテンシャル以上の電荷を第1の信号として前記読み出し部に読み出すための第1の駆動信号と、前記1フィールド期間内の前記第1の光電変換時間よりも短い第2の光電変換時間終了時に、前記光電変換部に蓄積された電荷を第2の信号として前記読み出し部に読み出す第2の駆動信号とを出力する光電変換時間制御回路と、前記第2の駆動信号に基づき、前記読み出し部から読み出された前記第2の信号を補正して出力する補正回路とを具備し、前記第1の信号は、前記読み出し部に読み出された後に排出され、前記補正回路は、前記第2の信号を前記所定電圧に対応する所定レベル以上の信号と、前記所定レベル未満の信号とに分離するスライス回路と、前記スライス回路によって取り出された前記所定レベル以上の信号を増幅する増幅回路と、前記所定レベル未満の信号及び前記増幅回路によって増幅された前記所定レベル以上の信号を合成する合成回路とを具備することを特徴とする固体撮像カメラである。
【0018】
次に、各発明の作用について説明する。
第1の発明は、第1の光電変換時間よりも短い第2の光電変換時間内に光電変換された信号を補正するので、当該信号を被写体に応じて補正することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
<第1の実施の形態>
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる固体撮像カラーカメラの構成を示す図である。
【0025】
同図に示すように、本実施の形態の固体撮像カラーカメラは、レンズ10、プリズム11、CCD12a〜12c、同期パルス発生回路13、光電変換時間制御回路14、ドライバ15、プリアンプ16a〜16c、ハイライト画質制御回路17a〜17c、プロセスアンプ18a〜18c、カラーエンコーダ19、ハイライト画質選択回路20を備えている。
【0026】
レンズ10は、被写体からの光学像を集光してプリズム11に出力する。
プリズム11は、レンズ10から入力する光学像を緑(G)、赤(R)、青(B)成分に分解し、各色成分毎に設けられたCCD12a〜12cの感光面に結像する。
【0027】
CCD12a〜12cは、プリズム11によって色成分毎に分解された光学像をそれぞれ電荷に変換し、この電荷に対応する撮像信号をそれぞれ出力する。
同期パルス発生回路13は、固体撮像カメラ全体の制御に用いられる同期パルス信号を発生する。
【0028】
光電変換時間制御回路14は、同期パルス発生回路13から出力された同期パルス信号に基づいて、CCD12a〜12cの駆動に必要な駆動パルス信号をドライバ15に出力する。
【0029】
ドライバ15は、光電変換時間制御回路14からの駆動パルス信号に基づいて、CCD12a〜12cの駆動を行なう。
プリアンプ16a〜16cは、CCD12a〜12cにそれぞれ対応して設けられており、CCD12a〜12cから出力される各色成分の撮像信号を、各色成分の撮像信号のKnee点が複数の色成分に対して共通に設定された所定のKnee点に略一致するように増幅する。
【0030】
ハイライト画質制御回路17a〜17cは、プリアンプ16a〜16cにそれぞれ対応して設けられている。
図2は、緑色成分の撮像信号に対応するハイライト画質制御回路17aの内部構成を示す図である。
【0031】
ここでは、緑色成分に対応するハイライト画質制御回路について説明するが、赤色成分、青色成分に対応するハイライト画質制御回路の構成についても同様の構成が採用されている。
【0032】
同図に示すように、このハイライト画質制御回路17aは、下部スライス回路30、上部スライス回路31、増幅回路32、合成回路33から構成されている。
【0033】
下部スライス回路30は、プリアンプ16aから出力された撮像信号のうち、ハイライト画質選択回路20に設定された各色成分に共通のKnee点より下部の撮像信号をスライスする。
【0034】
一方、上部スライス回路31は、プリアンプ16から出力された撮像信号のうち、ハイライト画質選択回路20に設定された各色成分に共通のKnee点より上部の撮像信号をスライスする。
【0035】
増幅回路32は、下部スライス回路30から出力されるKnee点より下部の撮像信号がスライスされた撮像信号、すなわち、Knee点より上部の撮像信号をハイライト画質選択回路20において各色成分毎に設定された増幅係数に基づいて、各色成分のKnee点より上部の撮像信号が等しくなるように増幅する。
【0036】
合成回路33は、増幅回路32から出力されるKnee点より上部の撮像信号と、上部スライス回路31から出力される共通のKnee点より下部の撮像信号とを合成して出力する。
【0037】
プロセスアンプ回路18a〜18cは、同期パルス発生回路13から出力される同期パルス信号に基づいて、ハイライト画質制御回路17a〜17cから出力される撮像信号を増幅する。
【0038】
カラーエンコーダ19は、同期パルス発生回路13から出力される同期パルス信号に基づいて、プロセスアンプ回路18a〜18cから出力される撮像信号を所定のビデオ信号に変換して出力する。
【0039】
次に、このように構成された固体撮像カラーカメラの動作について説明する。被写体からの撮像レンズを介して入射される光学像は、プリズム11によって緑(G)、赤(R)、青(B)成分に分解される。
【0040】
このプリズム11によって各色成分に分解された光学像は、それぞれCCD12a〜12cによって電荷に変換されたのち、この変換された電荷に対応する撮像信号が出力される。
【0041】
以下、このCCD12a〜12cによる光電変換動作について説明する。
図3は、CCD12a〜12cに印加される駆動パルスと感光画素に蓄積される信号電荷Qを示す図であり、図4は、垂直CCD(VCCD)と感光画素の一画素との断面を示す図である。
【0042】
同図において、VBLはシステムの垂直ブランキング信号、ΦPはCCDの駆動パルス信号を表わしている。
駆動パルスΦPは、感光画素の信号電荷Qの読みだしと垂直CCD(VCCD)の転送パルスとを兼ねている。
【0043】
この駆動パルスΦPは、信号電荷Qの蓄積を1フィールド期間にTa,Tbの2つに分けて、タイミングt2 においてV1 の電圧を印加することにより、読みだし電圧V1 で発生するポテンシャル(Kneeレベル)より大きな信号電荷Qを感光画素からVCCDに読み出す。
【0044】
また、タイミングt4 においてV2 の電圧を印加することにより、感光画素で1フィールド期間光電変換し、蓄積した信号電荷Q全てを感光画素からVCCDに読み出す。なお、このときの印加電圧はV1 <V2 とする。
【0045】
SOパルスは、VCCDの信号電荷を高速に排出するためのパルスであって、LSパルスは、垂直CCDから水平CCDへ信号電荷を1ラインずつ転送するためのパルスである。
【0046】
以上の動作により、信号電荷Qが飽和(MAX)するような大信号では、タイミングt2 時にV1の電圧を印加し、Kneeレベル以上の信号電荷を排出することで、新たにTb の期間信号電荷の蓄積ができ、ダイナミックレンジを向上することができる。
【0047】
図5は、各タイミング時における信号電荷の蓄積状態を示すポテンシャル図である。以下、図5を参照してCCDの光電変換動作について説明する。
まず、t1時においては、感光画素に信号電荷Qが蓄積される。
【0048】
次に、t2時においては、読みだし電圧V1で発生するポテンシャルφV1(Kneeレベル)より大きな信号電荷Qo(=Q−Qa)がVCCDに読み出される。
【0049】
次に、t3時においては、SOパルスによって、VCCDの信号電荷Qoを排出すると同時に、感光画素では信号電荷Qbが新たに蓄積される。
次に、t4時においては、読みだし電圧V2で発生するポテンシャルφV2により感光画素に蓄積された信号電荷Qa,QbをVCCDに読みだす。
【0050】
その後、LSパルスによって、VCCDの信号電荷Qa,Qbを転送し、電圧に変換した後にCCDから撮像信号として出力する。
なお、上述の説明は、Knee点を超えるハイライト信号の場合について説明したが、Knee点を超えないロウライト信号では、t2時に読みだし電圧φV1で信号電荷が読み出されないため、1フィールド期間中にQ+Qbの信号電荷を蓄積する。すなわち、光電変換特性の傾きはTa+Tbとなる。
【0051】
また、ハイライト信号では、t2時に読みだし電圧φV1で信号電荷Qoを読みだし、感光画素部では信号電荷Qaでクリップし、新たに信号電荷Qbを蓄積する。このため、光電変換特性の傾きはTbとなる。
【0052】
図6は、各CCD12a〜12cから出力される撮像信号の光電変換特性を示す図である。
同図に示すように、入力光量に対するCCD出力信号は、読みだし電圧V1で決定されるKnee点で傾きの異なる信号である。
【0053】
この傾きは、ロウライト信号では信号蓄積時間(Ta+Tb)、ハイライト信号では信号蓄積時間Tbで得られる。すなわち、ハイライト信号を圧縮して出力するためダイナミックレンジが向上する。
【0054】
実験で用いた、CCDの撮像状態(色温度3200°K、ハロゲンランプ使用)での信号の出力は、緑色成分(Sg1):赤色成分(Sr1):青色成分(Sb1)=1:0.8:0.3となるため、各色成分の撮像信号のKnee点を図6に示すようにした。
【0055】
このKnee点は、各色信号のプリアンプ回路16a〜16cのそれぞれのゲインを白色のバランスが取れるように緑色成分(Sg1):赤色成分(Sr1):青色成分(Sb1)=1:(1/0.8):(1/0.3)とし、プリアンプ回路出力でKnee点が同じ出力電圧になるように設定する。
【0056】
青色成分(Sb1)の信号は、緑色成分(Sg1)より信号が小さい(約30%)ため、緑色成分と同じTbgの傾きとすると、S/Nの悪い信号となる。
【0057】
一方、飽和に対する余裕は1/0.3と大きく得られる。そこで、それぞれの色成分に応じて、Knee特性のKnee点より上部の撮像信号の傾きθを制御することで、Knee点より上部の撮像信号の信号量を大きくし、S/Nを改善することができる。
【0058】
この傾きθは、それぞれの色成分に応じてTbの期間を変えることで可能となる。すなわち、Tbg<Tbr<Tbbとすることで、各色信号の飽和を同じにすることができ、Knee点より上部の撮像信号のS/Nを向上することができる。この結果、Knee点より上部の撮像信号のKnee点より下部の撮像信号に対する傾きは、Sb1<Sr1<Sg1の順に大きくなる。
【0059】
各色毎に設けられたCCD12a〜12cから出力される撮像信号Sg1、Sr1、Sb1は、それぞれプリアンプ16a〜16cによって、図7に示すように、各色成分の撮像信号のKnee点が複数の色成分に対して共通に設定された所定のKnee点に略一致するように増幅されたのちに、撮像信号Sg2、Sr2、Sb2としてそれぞれハイライト画質制御回路17a〜17cに出力される。
【0060】
下部スライス回路30に入力した撮像信号Sg2、Sr2、Sb2は、ハイライト画質選択回路20に設定された各色成分に共通のKnee点より下部の撮像信号がスライスされて増幅回路32に出力される。
【0061】
そして、この各色成分に共通のKnee点より下部の撮像信号がスライスされた撮像信号、すなわちKnee点より上部の撮像信号は、増幅回路32によって、ハイライト画質選択回路20において各色成分毎に対応して設定された増幅係数に基づいて、各色成分のKnee点より上部の撮像信号が等しくなるように増幅されたのち、合成回路33に出力される。
【0062】
これにより、Knee点より上部の撮像信号を一致させることができ、Knee点より上部の撮像信号の色バランスを改善することができる。
一方、上部スライス回路31に入力された撮像信号は、プリアンプ16から出力された撮像信号のうち、ハイライト画質選択回路20に設定された各色成分に共通のKnee点より上部の撮像信号をスライスして合成回路33に出力される。
【0063】
合成回路33は、増幅回路32から出力されたKnee点より上部の撮像信号と上部スライス回路31から出力されたKnee点より下部の撮像信号とを合成し、図8に示すような撮像信号を出力する。
【0064】
各ハイライト画質制御回路17a〜17cの合成回路33から出力された撮像信号は、それぞれプロセスアンプ18a〜18cによって増幅された後、カラーエンコーダ19に出力される。そして、カラーエンコーダ19に入力された撮像信号は、所定のビデオ信号に変換された後に出力される。
【0065】
従って、本実施の形態に係る固体撮像カラーカメラによれば、各色成分のKnee点より上部の撮像信号を一致させることができるので、Knee点より上部の撮像信号のカラーバランスがくずれるのを防止することができる。
【0066】
なお、上述の実施の形態の説明においては、プリズム11によって被写体からの撮像光を各色成分に分解していたが、図9に示すように、CCD12によって各色成分の撮像光を一括して光電変換し、プリアンプ16によって、CCD12から出力される各色成分を有する撮像信号を、Knee点下部のKnee点より下部の撮像信号が等しくなるように増幅した後に、色分離回路41によって、各色成分ごとに分離してハイライト画質制御回路17a〜17cに出力しても良い。
【0067】
また、上述のCCDの色フィルタは、原色方式に限らず補色方式であってもよい。
<第2の実施の形態>
上述の第1の実施の形態に係る固体撮像カラーカメラのハイライト画質制御回路から出力される信号は、図10に示すように、カラーバランスは向上するが、Knee点より上部の撮像信号を圧縮しているため、Knee点より上部の撮像信号のコントラストが低下し、被写体の画像を鮮明にすることができなかった。
【0068】
図11は、本発明の第2の実施の形態に係る固体撮像カラーカメラの構成を示す図である。なお、図1と同一部分には、同一符号を付して説明する。
上述の第1の実施の形態の固体撮像カラーカメラと本実施の形態の固体撮像カラーカメラと異なる点は、ハイライト画質選択回路、ハイライト画質制御回路にある。
【0069】
図12は、ハイライト画質選択回路及び緑色成分に対応するハイライト画質制御回路の構成を示す図である。
なお、ここでは、緑色成分に対応するハイライト画質制御回路について説明するが、赤色成分、青色成分に対応するハイライト画質制御回路の構成についても同様の構成が採用されている。
【0070】
同図に示すように、上述の第1の実施の形態に係る固体撮像カラーカメラのハイライト画質選択回路及びハイライト画質制御回路と異なる点は、ハイライト画質選択回路51にスライスレベルが設定されていることと、ハイライト画質制御回路52aに、上下部スライス回路61が設けられていることにある。
【0071】
ここでは、ハイライト画質選択回路51に設定されるスライスレベルは、各色成分の撮像信号に対して共通の値が設定されているものとする。
なお、ハイライト画質選択回路51に設定されるスライスレベルは、被写体の種類に応じて、自由に設定することができるものとする。
【0072】
上下部スライス回路61は、ハイライト画質選択回路51に設定されたスライスレベルに基づいて、増幅回路32から出力されるKnee点より上部の撮像信号の上部及び下部をスライスする。
【0073】
次に、このように構成されたハイライト画質制御回路52の動作について説明する。
増幅回路32から出力されたKnee点より上部の撮像信号は、ハイライト画質選択回路51に設定された各色成分に対して共通のスライスレベルに基づいて、Knee点より上部の撮像信号の上部及び下部がスライスされて出力される。
【0074】
そして、合成回路34により上下部スライス回路61から出力されたKnee点より上部の撮像信号と上部スライス回路31から出力されたKnee点より下部の撮像信号とを合成して出力する。
【0075】
図13は、合成回路34から出力される出力信号を示す図である。
同図においては、室内から窓の外の風景を撮像した場合において、窓の外からの入力光量のうち、被写体を撮像するために有効な光量にハイライト画質選択回路51に設定されるスライスレベルを設定した例を示している。これにより、被写体のコントラストを向上させることができる。
【0076】
従って、本実施の形態の固体撮像カラーカメラによれば、上下部スライス回路61によって、特定のKnee点より上部の撮像信号を強調することができるので、被写体を鮮明に撮像することができる。
【0077】
なお、上述の実施の形態の説明においては、カラーカメラについて説明したが、白黒カメラにも適用することができる。
また、上述の実施の形態の説明においては、上下部スライド回路61により、Knee点より上部の撮像信号の一部を強調する場合について説明したが、ハイライト画質選択回路51に設定される増幅係数を各色成分ごとに変えることにより、被写体の種類に応じて特定の色成分を強調することができる。
【0078】
図14は、色信号とコントラストとを強調した場合の撮像信号を示す図である。
この場合、ハイライト画質選択回路51に設定される増幅係数を青色、赤色、緑色の撮像信号の順に大きくなるように設定し、スライスレベルは、各色成分に共通の値を設定する。
【0079】
図15は、色信号のみを強調した場合の撮像信号を示す図である。
この場合、ハイライト画質選択回路51に設定される増幅係数を青色、赤色、緑色成分の撮像信号が順に大きくなるように設定し、スライスレベルは、設定されない。
<第3の実施の形態>
図16は、本発明の第3の実施の形態に係る固体撮像カラーカメラの構成を示す図である。なお、図1と同一部分には、同一符号を付して説明する。
【0080】
上述の第1の実施の形態に係る固体撮像カラーカメラと本実施の形態に係る固体撮像カラーカメラと異なる点は、ハイライト輪郭強調回路65を設けたことにある。
【0081】
このハイライト輪郭強調回路65は、プロセスアンプ18a〜18cから出力される撮像信号のうち、Knee点より上部の撮像信号を特定の周波数成分を強調することにより、鮮明な画像を得るものである。
【0082】
このハイライト輪郭強調回路65は、垂直、水平の広域フィルタを含み、図17に示すように、広域成分を強調して、原信号に加算して出力することにより行なわれる。図18は、このような広域成分の強調を行なうための回路構成例を示す図である。
【0083】
例えば、垂直方向の輪郭強調を行なうには2水平期間(2H)〜3水平期間(3H)の遅延回路を用いて、遅延した信号と遅延していない信号との差信号を作り、垂直広域成分を取り出して原信号に加算することにより行なうことができる。
【0084】
また、水平方向の輪郭強調を行なうには、特定の周波数帯域の信号の増幅度を大きくするアパーチャ回路により輪郭強調を行なうことができる。
したがって、本実施の形態の固体撮像カラーカメラによれば、ハイライト輪郭強調回路65によって特定の周波数分を強調することにより、より鮮明な画像を得ることができる。
【0085】
なお、本実施の形態においてはカラーカメラについて説明したが、白黒カメラにも適用することができる。
また、本実施の形態において述べた輪郭強調回路は、図19に示すように、上述の第2の実施の形態において述べた固体撮像カラーカメラにも適用することができる。
【0086】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明によれば、ハイライト信号の色バランスの改善や、コントラストを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態にかかる固体撮像カラーカメラの構成を示す図である。
【図2】同第1の実施の形態における固体撮像カラーカメラのハイライト画質制御回路の構成を示す図である。
【図3】同第1の実施の形態における固体撮像カラーカメラのCCDに印加されるパルスを説明するための図である。
【図4】同第1の実施の形態における固体撮像カラーカメラの垂直CCD(VCCD)と感光画素の一画素との断面を示す図である。
【図5】同第1の実施の形態における固体撮像カラーカメラのCCDの各タイミングにおける信号電荷の蓄積状態を示すポテンシャル図である。
【図6】同第1の実施の形態における固体撮像カラーカメラのCCDから出力される撮像信号の光電変換特性を示す図である。
【図7】同第1の実施の形態における固体撮像カラーカメラの各色成分の撮像信号を示す図である。
【図8】同第1の実施の形態における固体撮像カラーカメラのハイライト画質制御回路から出力される各色成分の撮像信号を示す図である。
【図9】同第1の実施の形態における固体撮像カラーカメラの変形例を示す図である。
【図10】同第1の実施の形態における固体撮像カラーカメラの出力信号を示す図である。
【図11】本発明の第2の実施の形態に係る固体撮像カラーカメラの構成を示す図である。
【図12】同第2の実施の形態における固体撮像カラーカメラのハイライト画質制御回路及びハイライト画質選択回路の構成を示す図である。
【図13】同第2の実施の形態における個体撮像カラーカメラの撮像信号を示す図である。
【図14】色信号とコントラストとを強調した場合の撮像信号を示す図である。
【図15】色信号のみを強調した場合の撮像信号を示す図である。
【図16】本発明の第3の実施の形態に係る固体撮像カラーカメラの構成を示す図である。
【図17】同第3の実施の形態における固体撮像カラーカメラにおけるハイライト輪郭強調回路の出力を示す図である。
【図18】同第3の実施の形態におけるハイライト輪郭強調回路の回路構成を説明するための図である。
【図19】本発明の第3の実施の形態に係る固体撮像カラーカメラの変形例を示す図である。
【図20】従来のビデオカメラに用いられるインターライン転送型CCD撮像素子(IT−CCD)の配置構成を示す図である。
【図21】光電変換部Cでの信号電荷Qcの蓄積動作を示す図である。
【符号の説明】
10…レンズ、
11…プリズム、
12a〜12c…CCD、
13…同期パルス発生回路、
14…光電変換時間制御回路、
15…ドライバ、
16a〜16c…プリアンプ、
17a〜17c…ハイライト画質制御回路、
18a〜18c…プロセスアンプ、
19…カラーエンコーダ、
20…ハイライト画質選択回路、
30…下部スライス回路、
31…上部スライス回路、
32…増幅回路、
33…合成回路、
41…色分離回路、
51…ハイライト画質選択回路、
52a〜52c…ハイライト画質制御回路、
61…上下部スライス回路、
65…ハイライト輪郭強調回路。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present inventionSolid-state imaging cameraAbout.
[0002]
[Prior art]
Solid-state image pickup devices such as CCD image pickup devices have features such as a small size, light weight, and high reliability as compared with an image pickup tube, and therefore are widely used in NTSC broadcast video cameras, consumer video cameras, and the like. It is also expected as a video camera for next-generation high-definition broadcasting (HD-TV).
[0003]
FIG. 20 is a diagram showing an arrangement configuration of an interline transfer type CCD imaging device (IT-CCD) used in such a video camera.
This IT-CCD is composed of a photoelectric conversion unit C, a vertical CCD (P), a horizontal CCD (H), a reset transistor R, an output amplifier A, and the like. The photoelectric conversion unit C converts an optical signal into a signal charge, and the vertical The signal charges are transferred to the horizontal CCD by transferring to the CCD and applying four-phase clock pulses of φ11, φ12, φ13, and φ14 to the vertical CCD.
[0004]
The horizontal CCD is driven by two-phase clock pulses φH1 and φH2, and finally the signal charge is converted into a voltage by the output amplifier A and output. Further, the signal charge is cleared by the reset transistor R for each pixel.
[0005]
FIG. 21 is a diagram illustrating an accumulation operation of the signal charge Qc in the photoelectric conversion unit C.
In the field accumulation mode, the IT-CCD adds the combination of two-pixel addition in the vertical direction of the photoelectric conversion unit C as 1HA and 2HA in the A field, and adds it by the vertical CCD and reads it by the horizontal CCD.
[0006]
In the field accumulation mode, the IT-CCD reads the signal charge Qc accumulated during the A field period to the vertical CCD by applying a pulse PF1 to the vertical CCD, and reads 1HA and 2HA with the vertical CCD. Perform addition.
[0007]
Further, a line shift pulse PL is applied, and the horizontal transfer pulse φH is read out in the horizontal direction.
In the B field, the signal charge accumulated in the A field period is transferred to the vertical CCD by the PF2 pulse, the 1HB and 2HB are added by the vertical CCD, the line shift pulse PL is applied, and the horizontal transfer pulse φH is read out.
[0008]
The signal charge Qc accumulated in the photoelectric conversion unit C in this one field period becomes QA when the standard signal amount is used, and the signal charge accumulated in one field is read with the pulses of PF1 and PF2.
[0009]
However, when the input signal is large, the signal charge Qc becomes saturated QMAX in the middle of one field period like QB. In this case, the highlight signal is lost, resulting in an unnatural image.
[0010]
In particular, in a multi-pixel device for HD-TV, since the density is high, the vertical CCD becomes small, the dynamic range is lowered, and the above problem appears remarkably.
As a driving method for coping with such a problem, a method for improving a dynamic range by compressing a highlight portion of a photoelectric conversion signal is disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-18629, which is usually called a Knee characteristic. ing. In this method, a clipping operation is performed on photosensitive pixels to obtain a Knee characteristic.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the slope of the Knee characteristic differs with respect to the signal amount from the subject, the color camera has a problem that the color balance of the highlight signal is lost, and the contrast is reduced to compress the highlight signal, resulting in an unclear image. There was a problem that.
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a solid-state imaging color camera capable of improving the color balance of a highlight signal and improving the contrast to obtain a clear image. .
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  Therefore,According to the first invention of the present invention,A solid-state imaging device including a photoelectric conversion unit that converts light from a subject into electric charge, and a reading unit that reads out an imaging signal converted by the photoelectric conversion unit, and at the end of the first photoelectric conversion time within one field period , Charges accumulated in the photoelectric conversion unitOut of the potential generated at a given voltageAt the end of the second photoelectric conversion time shorter than the first photoelectric conversion time within the one field period and the first drive signal for reading the signal to the reading unit as the first signal A photoelectric conversion time control circuit that outputs a second drive signal that reads the accumulated charge as a second signal to the read unit, and the second read from the read unit based on the second drive signal A correction circuit that corrects and outputs the signal of 2;The first signal is discharged after being read by the reading unit,The correction circuit includes the second signal.Is separated into a signal of a predetermined level or higher corresponding to the predetermined voltage and a signal of less than the predetermined levelSlice circuit and taken out by the slice circuitAbove the predetermined levelAn amplification circuit for amplifying a signal; andBelow a certain levelSignal and amplified by the amplifier circuitAbove the predetermined levelA solid-state imaging camera comprising a combining circuit for combining signals.
[0018]
  Next, the operation of each invention will be described.
  In the first invention, the photoelectric conversion is performed within the second photoelectric conversion time shorter than the first photoelectric conversion time.signalTo correctConcernedThe signal can be corrected according to the subject.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a solid-state imaging color camera according to the first embodiment of the present invention.
[0025]
As shown in the figure, the solid-state imaging color camera of this embodiment includes a lens 10, a prism 11, CCDs 12a to 12c, a synchronization pulse generation circuit 13, a photoelectric conversion time control circuit 14, a driver 15, preamplifiers 16a to 16c, a high Light image quality control circuits 17a to 17c, process amplifiers 18a to 18c, a color encoder 19, and a highlight image quality selection circuit 20 are provided.
[0026]
The lens 10 condenses the optical image from the subject and outputs it to the prism 11.
The prism 11 decomposes an optical image input from the lens 10 into green (G), red (R), and blue (B) components, and forms images on the photosensitive surfaces of the CCDs 12a to 12c provided for the respective color components.
[0027]
The CCDs 12a to 12c each convert the optical image separated for each color component by the prism 11 into electric charges, and output imaging signals corresponding to the electric charges, respectively.
The synchronization pulse generation circuit 13 generates a synchronization pulse signal used for controlling the entire solid-state imaging camera.
[0028]
The photoelectric conversion time control circuit 14 outputs a drive pulse signal necessary for driving the CCDs 12 a to 12 c to the driver 15 based on the synchronization pulse signal output from the synchronization pulse generation circuit 13.
[0029]
The driver 15 drives the CCDs 12 a to 12 c based on the drive pulse signal from the photoelectric conversion time control circuit 14.
The preamplifiers 16a to 16c are provided corresponding to the CCDs 12a to 12c, respectively. The image signal of each color component output from the CCDs 12a to 12c is common to a plurality of color components at the Knee point of the image signal of each color component. Is amplified so as to substantially coincide with a predetermined Knee point set to.
[0030]
The highlight image quality control circuits 17a to 17c are provided corresponding to the preamplifiers 16a to 16c, respectively.
FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of the highlight image quality control circuit 17a corresponding to the green component imaging signal.
[0031]
Here, the highlight image quality control circuit corresponding to the green component will be described, but the same configuration is adopted for the configuration of the highlight image quality control circuit corresponding to the red component and the blue component.
[0032]
As shown in the figure, the highlight image quality control circuit 17a includes a lower slice circuit 30, an upper slice circuit 31, an amplifier circuit 32, and a synthesis circuit 33.
[0033]
  The lower slice circuit 30 is lower than the Knee point common to each color component set in the highlight image quality selection circuit 20 in the imaging signal output from the preamplifier 16a.Imaging signalSlice.
[0034]
  On the other hand, the upper slice circuit 31 is above the Knee point common to each color component set in the highlight image quality selection circuit 20 in the imaging signal output from the preamplifier 16.Imaging signalSlice.
[0035]
  The amplifier circuit 32 is output from the lower slice circuit 30.Imaging signal below Knee pointIs a sliced imaging signal, i.e.Imaging signal above Knee pointBased on the amplification coefficient set for each color component in the highlight image quality selection circuit 20.Imaging signal above Knee pointAre amplified so that they are equal.
[0036]
  The synthesis circuit 33 is output from the amplification circuit 32.Imaging signal above Knee pointAnd lower than the common Knee point output from the upper slice circuit 31.Imaging signal andAre combined and output.
[0037]
The process amplifier circuits 18 a to 18 c amplify the imaging signals output from the highlight image quality control circuits 17 a to 17 c based on the synchronization pulse signal output from the synchronization pulse generation circuit 13.
[0038]
Based on the synchronization pulse signal output from the synchronization pulse generation circuit 13, the color encoder 19 converts the imaging signals output from the process amplifier circuits 18a to 18c into predetermined video signals and outputs the video signals.
[0039]
Next, the operation of the solid-state imaging color camera configured as described above will be described. An optical image incident from the subject through the imaging lens is decomposed into green (G), red (R), and blue (B) components by the prism 11.
[0040]
The optical images separated into the color components by the prism 11 are converted into electric charges by the CCDs 12a to 12c, respectively, and then an imaging signal corresponding to the converted electric charges is output.
[0041]
Hereinafter, the photoelectric conversion operation by the CCDs 12a to 12c will be described.
FIG. 3 is a diagram showing drive pulses applied to the CCDs 12a to 12c and signal charges Q accumulated in the photosensitive pixels, and FIG. 4 is a diagram showing a cross section of the vertical CCD (VCCD) and one pixel of the photosensitive pixels. It is.
[0042]
In the figure, VBL represents the vertical blanking signal of the system, and ΦP represents the drive pulse signal of the CCD.
The drive pulse ΦP serves as both the reading of the signal charge Q of the photosensitive pixel and the transfer pulse of the vertical CCD (VCCD).
[0043]
This drive pulse .PHI.P has a potential (Knee level) generated at the read voltage V1 by dividing the accumulation of the signal charge Q into two of Ta and Tb in one field period and applying the voltage V1 at the timing t2. A larger signal charge Q is read from the photosensitive pixel to the VCCD.
[0044]
Further, by applying a voltage V2 at timing t4, photoelectric conversion is performed for one field period in the photosensitive pixel, and all accumulated signal charges Q are read from the photosensitive pixel to the VCCD. The applied voltage at this time is V1 <V2.
[0045]
The SO pulse is a pulse for discharging the signal charge of the VCCD at a high speed, and the LS pulse is a pulse for transferring the signal charge from the vertical CCD to the horizontal CCD line by line.
[0046]
With the above operation, for a large signal in which the signal charge Q is saturated (MAX), the voltage V1 is applied at the timing t2, and the signal charge equal to or higher than the Knee level is discharged. Accumulation is possible, and the dynamic range can be improved.
[0047]
FIG. 5 is a potential diagram showing an accumulation state of signal charges at each timing. Hereinafter, the photoelectric conversion operation of the CCD will be described with reference to FIG.
First, at t1, the signal charge Q is accumulated in the photosensitive pixel.
[0048]
Next, at t2, the signal charge Qo (= Q−Qa) larger than the potential φV1 (Knee level) generated at the read voltage V1 is read out to the VCCD.
[0049]
Next, at t3, the signal charge Qo of the VCCD is discharged by the SO pulse, and at the same time, the signal charge Qb is newly accumulated in the photosensitive pixel.
Next, at t4, the signal charges Qa and Qb accumulated in the photosensitive pixel are read out to the VCCD by the potential φV2 generated by the reading voltage V2.
[0050]
  Thereafter, the signal charges Qa and Qb of the VCCD are transferred by the LS pulse, converted into a voltage, and then output from the CCD as an imaging signal.
  In the above description, the case of a highlight signal exceeding the Knee point has been described. However, in the case of a low write signal that does not exceed the Knee point, the signal charge is not read out at the read voltage φV1 at t2, and therefore, during one field period. Q + Qb signal charge is accumulated. In other words, the slope of the photoelectric conversion characteristics isTa+ Tb.
[0051]
In the highlight signal, the signal charge Qo is read at the read voltage φV1 at t2, and the signal charge Qa is clipped in the photosensitive pixel portion to newly accumulate the signal charge Qb. For this reason, the inclination of the photoelectric conversion characteristic is Tb.
[0052]
FIG. 6 is a diagram illustrating the photoelectric conversion characteristics of the imaging signals output from the CCDs 12a to 12c.
As shown in the figure, the CCD output signal with respect to the input light amount is a signal having a different slope at the Knee point determined by the reading voltage V1.
[0053]
This inclination is obtained with the signal accumulation time (Ta + Tb) for the low light signal and with the signal accumulation time Tb for the highlight signal. That is, since the highlight signal is compressed and output, the dynamic range is improved.
[0054]
The signal output in the CCD imaging state (color temperature 3200 ° K, using halogen lamp) used in the experiment is as follows: green component (Sg1): red component (Sr1): blue component (Sb1) = 1: 0.8 Therefore, the Knee point of the image signal of each color component is set as shown in FIG.
[0055]
The Knee point indicates that the green component (Sg1): red component (Sr1): blue component (Sb1) = 1: (1/0. 8): (1 / 0.3) is set, and the Knee point is set to the same output voltage in the preamplifier circuit output.
[0056]
  Since the signal of the blue component (Sb1) is smaller than the green component (Sg1) (about 30%), if the slope of Tbg is the same as that of the green component,The signal is poor in S / N.
[0057]
  On the other hand, the margin for saturation is as large as 1 / 0.3. Therefore, according to each color component,Imaging signal above Knee pointBy controlling the inclination θ ofImaging signal above Knee pointThe signal amount can be increased and the S / N can be improved.
[0058]
  This inclination θ can be achieved by changing the period of Tb according to each color component. That is, by setting Tbg <Tbr <Tbb, the saturation of each color signal can be made the same,Imaging signal above Knee pointS / N can be improved. As a result,An imaging signal below the Knee point of the imaging signal above the Knee pointThe gradient with respect to increases in the order of Sb1 <Sr1 <Sg1.
[0059]
The imaging signals Sg1, Sr1, and Sb1 output from the CCDs 12a to 12c provided for the respective colors are converted into a plurality of color components by the preamplifiers 16a to 16c, respectively, as shown in FIG. On the other hand, after being amplified so as to substantially coincide with a predetermined Knee point set in common, they are output to the highlight image quality control circuits 17a to 17c as image pickup signals Sg2, Sr2, and Sb2, respectively.
[0060]
  The imaging signals Sg2, Sr2, and Sb2 input to the lower slice circuit 30 are lower than the common Knee point for each color component set in the highlight image quality selection circuit 20.Imaging signalIs sliced and output to the amplifier circuit 32.
[0061]
  And below this common Knee point for each color componentImaging signalIs a sliced imaging signal, i.e.Imaging signal above Knee pointIs determined by the amplification circuit 32 based on the amplification coefficient set for each color component in the highlight image quality selection circuit 20.Imaging signal above Knee pointAre amplified so as to be equal to each other and then output to the synthesis circuit 33.
[0062]
  ThisImaging signal above Knee pointCan matchImaging signal above Knee pointThe color balance can be improved.
  On the other hand, the imaging signal input to the upper slice circuit 31 is above the Knee point common to each color component set in the highlight image quality selection circuit 20 among the imaging signals output from the preamplifier 16.Imaging signalAnd is output to the synthesis circuit 33.
[0063]
  The synthesis circuit 33 is output from the amplification circuit 32.Imaging signal above Knee pointAnd output from the upper slice circuit 31Imaging signal below Knee pointAre combined to output an image pickup signal as shown in FIG.
[0064]
The imaging signals output from the synthesis circuit 33 of each highlight image quality control circuit 17a to 17c are amplified by the process amplifiers 18a to 18c, respectively, and then output to the color encoder 19. The image pickup signal input to the color encoder 19 is output after being converted into a predetermined video signal.
[0065]
  Therefore, according to the solid-state imaging color camera according to the present embodiment, each color componentImaging signal above Knee pointCan matchImaging signal above Knee pointIt is possible to prevent the color balance from being lost.
[0066]
  In the description of the above-described embodiment, the imaging light from the subject is separated into the respective color components by the prism 11, but as shown in FIG. 9, the imaging light of each color component is collectively photoelectrically converted by the CCD 12. The preamplifier 16 outputs the image signal having each color component output from the CCD 12 below the Knee point.Imaging signal below Knee pointMay be separated by the color separation circuit 41 and output to the highlight image quality control circuits 17a to 17c.
[0067]
  The CCD color filter is not limited to the primary color system, but may be a complementary color system.
<Second Embodiment>
  The signal output from the highlight image quality control circuit of the solid-state imaging color camera according to the first embodiment described above has improved color balance as shown in FIG.Imaging signal above Knee pointIs compressed,Imaging signal above Knee pointAs a result, the image of the subject could not be sharpened.
[0068]
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a solid-state imaging color camera according to the second embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are described with the same reference numerals.
The difference between the solid-state imaging color camera of the first embodiment and the solid-state imaging color camera of the present embodiment is the highlight image quality selection circuit and the highlight image quality control circuit.
[0069]
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a highlight image quality selection circuit and a highlight image quality control circuit corresponding to a green component.
Here, the highlight image quality control circuit corresponding to the green component will be described, but the same configuration is adopted for the configuration of the highlight image quality control circuit corresponding to the red component and the blue component.
[0070]
As shown in the figure, the highlight image quality selection circuit 51 is set with a slice level, which is different from the highlight image quality selection circuit and the highlight image quality control circuit of the solid-state imaging color camera according to the first embodiment described above. And an upper and lower slice circuit 61 is provided in the highlight image quality control circuit 52a.
[0071]
Here, it is assumed that the slice level set in the highlight image quality selection circuit 51 is set to a common value for the imaging signals of the respective color components.
Note that the slice level set in the highlight image quality selection circuit 51 can be freely set according to the type of subject.
[0072]
  The upper / lower slice circuit 61 is output from the amplifier circuit 32 based on the slice level set in the highlight image quality selection circuit 51.Imaging signal above Knee pointSlice the top and bottom of the.
[0073]
  Next, the operation of the highlight image quality control circuit 52 configured as described above will be described.
  Output from the amplifier circuit 32Imaging signal above Knee pointIs based on a slice level common to each color component set in the highlight image quality selection circuit 51,Imaging signal above Knee pointThe upper and lower parts are sliced and output.
[0074]
  And it was output from the upper and lower slice circuit 61 by the synthesis circuit 34.Imaging signal above Knee pointAnd output from the upper slice circuit 31Imaging signal below Knee pointAre combined and output.
[0075]
FIG. 13 is a diagram illustrating an output signal output from the synthesis circuit 34.
In the figure, the slice level set in the highlight image quality selection circuit 51 is set to an effective amount of light for imaging a subject out of the amount of input light from the outside of the window when a landscape outside the window is imaged. An example in which is set is shown. Thereby, the contrast of the subject can be improved.
[0076]
  Therefore, according to the solid-state image pickup color camera of the present embodiment, the upper and lower slice circuits 61Imaging signal above Knee pointCan be emphasized, so that the subject can be clearly imaged.
[0077]
  In the above description of the embodiment, the color camera has been described, but the present invention can also be applied to a monochrome camera.
  In the description of the above embodiment, the upper and lower slide circuits 61Imaging signal above Knee pointHowever, by changing the amplification coefficient set in the highlight image quality selection circuit 51 for each color component, a specific color component can be emphasized according to the type of subject.
[0078]
FIG. 14 is a diagram illustrating an imaging signal when the color signal and the contrast are emphasized.
In this case, the amplification coefficient set in the highlight image quality selection circuit 51 is set so as to increase in the order of the blue, red, and green imaging signals, and the slice level is set to a common value for each color component.
[0079]
FIG. 15 is a diagram illustrating an imaging signal when only the color signal is emphasized.
In this case, the amplification coefficient set in the highlight image quality selection circuit 51 is set so that the imaging signals of blue, red, and green components increase in order, and the slice level is not set.
<Third Embodiment>
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a solid-state imaging color camera according to the third embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are described with the same reference numerals.
[0080]
The difference between the solid-state image pickup color camera according to the first embodiment and the solid-state image pickup color camera according to the present embodiment is that a highlight outline emphasis circuit 65 is provided.
[0081]
  The highlight contour emphasizing circuit 65 includes image signals output from the process amplifiers 18a to 18c.Imaging signal above Knee pointBy emphasizing a specific frequency component, a clear image is obtained.
[0082]
The highlight contour emphasizing circuit 65 includes vertical and horizontal wide-area filters, and as shown in FIG. 17, emphasizes wide-area components, adds them to the original signal, and outputs them. FIG. 18 is a diagram illustrating a circuit configuration example for emphasizing such a wide-area component.
[0083]
For example, in order to perform contour enhancement in the vertical direction, a difference signal between a delayed signal and a non-delayed signal is generated using a delay circuit of 2 horizontal periods (2H) to 3 horizontal periods (3H), and a vertical wide area component is generated. Can be taken out and added to the original signal.
[0084]
Further, in order to perform edge enhancement in the horizontal direction, edge enhancement can be performed by an aperture circuit that increases the amplification degree of a signal in a specific frequency band.
Therefore, according to the solid-state imaging color camera of the present embodiment, it is possible to obtain a clearer image by emphasizing a specific frequency by the highlight contour emphasizing circuit 65.
[0085]
Note that although a color camera has been described in the present embodiment, it can also be applied to a monochrome camera.
Further, the edge enhancement circuit described in this embodiment can also be applied to the solid-state imaging color camera described in the second embodiment as shown in FIG.
[0086]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the color balance of the highlight signal can be improved and the contrast can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a solid-state imaging color camera according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a highlight image quality control circuit of the solid-state imaging color camera in the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram for explaining pulses applied to the CCD of the solid-state imaging color camera according to the first embodiment;
FIG. 4 is a view showing a cross section of a vertical CCD (VCCD) and one photosensitive pixel of the solid-state imaging color camera in the first embodiment.
FIG. 5 is a potential diagram showing a signal charge accumulation state at each timing of the CCD of the solid-state imaging color camera according to the first embodiment;
FIG. 6 is a diagram showing a photoelectric conversion characteristic of an imaging signal output from the CCD of the solid-state imaging color camera in the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing an imaging signal of each color component of the solid-state imaging color camera according to the first embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing an imaging signal of each color component output from a highlight image quality control circuit of the solid-state imaging color camera according to the first embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a modification of the solid-state imaging color camera in the first embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing an output signal of the solid-state imaging color camera in the first embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a solid-state imaging color camera according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a highlight image quality control circuit and a highlight image quality selection circuit of the solid-state imaging color camera in the second embodiment.
FIG. 13 is a diagram showing an imaging signal of an individual imaging color camera in the second embodiment.
FIG. 14 is a diagram illustrating an imaging signal when a color signal and contrast are emphasized.
FIG. 15 is a diagram illustrating an imaging signal when only a color signal is emphasized.
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a solid-state imaging color camera according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a diagram showing an output of a highlight contour emphasizing circuit in the solid-state imaging color camera according to the third embodiment.
FIG. 18 is a diagram for explaining a circuit configuration of a highlight contour emphasizing circuit according to the third embodiment;
FIG. 19 is a diagram showing a modification of the solid-state imaging color camera according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a diagram showing an arrangement configuration of an interline transfer type CCD image pickup device (IT-CCD) used in a conventional video camera.
FIG. 21 is a diagram illustrating an accumulation operation of signal charge Qc in the photoelectric conversion unit C;
[Explanation of symbols]
10 ... Lens,
11 ... Prism,
12a-12c ... CCD,
13: Synchronous pulse generation circuit,
14: photoelectric conversion time control circuit,
15 ... Driver,
16a to 16c: preamplifier,
17a to 17c: Highlight image quality control circuit,
18a to 18c: process amplifier,
19 ... Color encoder,
20: Highlight image quality selection circuit,
30 ... Lower slice circuit,
31 ... Upper slice circuit,
32 ... amplifier circuit,
33. Synthesis circuit,
41 ... color separation circuit,
51. Highlight image quality selection circuit,
52a to 52c: Highlight image quality control circuit,
61. Upper and lower slice circuits,
65: Highlight outline emphasis circuit.

Claims (3)

被写体からの光を電荷に変換する光電変換部と、前記光電変換部によって変換された撮像信号を読み出す読み出し部とを備えた固体撮像素子と、
1フィールド期間内の第1の光電変換時間終了時に、前記光電変換部に蓄積された電荷のうち所定電圧で発生するポテンシャル以上の電荷を第1の信号として前記読み出し部に読み出すための第1の駆動信号と、前記1フィールド期間内の前記第1の光電変換時間よりも短い第2の光電変換時間終了時に、前記光電変換部に蓄積された電荷を第2の信号として前記読み出し部に読み出す第2の駆動信号とを出力する光電変換時間制御回路と、
前記第2の駆動信号に基づき、前記読み出し部から読み出された前記第2の信号を補正して出力する補正回路とを具備し、
前記第1の信号は、前記読み出し部に読み出された後に排出され、
前記補正回路は、
前記第2の信号を前記所定電圧に対応する所定レベル以上の信号と、前記所定レベル未満の信号とに分離するスライス回路と、
前記スライス回路によって取り出された前記所定レベル以上の信号を増幅する増幅回路と、
前記所定レベル未満の信号及び前記増幅回路によって増幅された前記所定レベル以上の信号を合成する合成回路と
を具備することを特徴とする固体撮像カメラ。
A solid-state imaging device including a photoelectric conversion unit that converts light from a subject into electric charge, and a reading unit that reads out an imaging signal converted by the photoelectric conversion unit;
At the end of the first photoelectric conversion time within one field period, a first charge for reading out to the reading unit as a first signal a charge equal to or higher than a potential generated at a predetermined voltage among the charges accumulated in the photoelectric conversion unit. At the end of the driving signal and the second photoelectric conversion time shorter than the first photoelectric conversion time in the one field period, the charge accumulated in the photoelectric conversion unit is read to the reading unit as a second signal. A photoelectric conversion time control circuit for outputting two drive signals;
A correction circuit that corrects and outputs the second signal read from the read unit based on the second drive signal;
The first signal is discharged after being read by the reading unit,
The correction circuit includes:
A slice circuit that separates the second signal into a signal of a predetermined level or higher corresponding to the predetermined voltage and a signal of less than the predetermined level ;
An amplifying circuit for amplifying a signal of the predetermined level or more extracted by the slice circuit;
A solid-state imaging camera, characterized by comprising a combining circuit for combining the predetermined level or more signal amplified by the signal and the amplifier circuit is less than the predetermined level.
被写体からの光を複数の色成分毎に電荷に変換する光電変換部と、前記光電変換部によって変換された撮像信号を色成分毎に読み出す読み出し部とを備えた固体撮像素子と、
1フィールド期間内の第1の光電変換時間終了時に、前記光電変換部に蓄積された電荷のうち所定電圧で発生するポテンシャル以上の電荷を第1の信号として色成分毎に前記読み出し部に読み出すための第1の駆動信号と、前記1フィールド期間内の前記第1の光電変換時間よりも短い第2の光電変換時間終了時に、前記光電変換部に蓄積された電荷を第2の信号として色成分毎に前記読み出し部に読み出すための第2の駆動信号とを出力する光電変換時間制御回路と、
前記第2の駆動信号に基づき前記読み出し部から読み出された前記第2の信号を色成分毎に補正して出力する補正回路とを具備し、
前記第1の信号は、前記読み出し部に読み出された後に排出され、
前記補正回路は、
前記各色成分毎の第2の信号を前記所定電圧に対応する所定レベル以上の信号と、前記所定レベル未満の信号とに分離するスライス回路と、
前記スライス回路によって取り出された色成分毎の前記所定レベル以上の信号を増幅する増幅回路と、
前記所定レベル未満の信号及び前記増幅回路によって増幅された前記所定レベル以上の信号を合成する合成回路と
を具備することを特徴とする固体撮像カメラ。
A solid-state imaging device comprising: a photoelectric conversion unit that converts light from a subject into charges for each of a plurality of color components; and a reading unit that reads out an imaging signal converted by the photoelectric conversion unit for each color component;
At the end of the first photoelectric conversion time within one field period, out of the electric charges accumulated in the photoelectric conversion unit, electric charges that are equal to or higher than a potential generated at a predetermined voltage are read as first signals to the reading unit for each color component. At the end of the first photoelectric conversion time and the second photoelectric conversion time shorter than the first photoelectric conversion time within the one field period, the charge accumulated in the photoelectric conversion unit as a second signal as a color component A photoelectric conversion time control circuit that outputs a second drive signal for reading to the reading unit every time;
A correction circuit that corrects and outputs the second signal read from the reading unit based on the second drive signal for each color component;
The first signal is discharged after being read by the reading unit,
The correction circuit includes:
A slice circuit that separates the second signal for each color component into a signal of a predetermined level or higher corresponding to the predetermined voltage and a signal of less than the predetermined level ;
An amplifying circuit for amplifying a signal of the predetermined level or more for each color component extracted by the slice circuit;
A solid-state imaging camera, characterized by comprising a combining circuit for combining the predetermined level or more signal amplified by the signal and the amplifier circuit is less than the predetermined level.
前記補正回路により補正された第2の信号の所定の周波数成分を強調する強調回路をさらに具備したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の固体撮像カメラ。  3. The solid-state imaging camera according to claim 1, further comprising an enhancement circuit that enhances a predetermined frequency component of the second signal corrected by the correction circuit.
JP05598696A 1996-03-13 1996-03-13 Solid-state imaging camera Expired - Fee Related JP3792771B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05598696A JP3792771B2 (en) 1996-03-13 1996-03-13 Solid-state imaging camera

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05598696A JP3792771B2 (en) 1996-03-13 1996-03-13 Solid-state imaging camera

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09247694A JPH09247694A (en) 1997-09-19
JP3792771B2 true JP3792771B2 (en) 2006-07-05

Family

ID=13014414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP05598696A Expired - Fee Related JP3792771B2 (en) 1996-03-13 1996-03-13 Solid-state imaging camera

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3792771B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4855704B2 (en) 2005-03-31 2012-01-18 株式会社東芝 Solid-state imaging device
JP4649313B2 (en) * 2005-10-28 2011-03-09 株式会社東芝 Solid-state imaging device
JP5177894B2 (en) * 2008-01-30 2013-04-10 株式会社日立国際電気 Solid-state imaging device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09247694A (en) 1997-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4378804B2 (en) Imaging device
JP3088591B2 (en) Solid-state imaging device and driving method
EP1246453A2 (en) Signal processing apparatus and method, and image sensing apparatus
JP2868915B2 (en) Solid-state imaging device
JP2007288131A (en) Solid-state imaging element, solid-state imaging device and its driving method
EP1353383A2 (en) Image-sensing device having a plurality of output channels
JPH03117281A (en) Solid-state image pickup device
JP4160179B2 (en) Solid-state imaging device and signal readout method
JP4317117B2 (en) Solid-state imaging device and imaging method
JP2006121151A (en) Signal processing method, signal processing apparatus and physical information acquiring apparatus
JP2002335454A (en) Image processing unit, image processing method and imaging apparatus
JP3674420B2 (en) Solid-state imaging device
JP3792771B2 (en) Solid-state imaging camera
JP2008199403A (en) Imaging apparatus, imaging method and integrated circuit
JP2001086394A (en) Image-pickup unit
JPH0698252A (en) Solid-state image pickup device
US7616354B2 (en) Image capture apparatus configured to divisionally read out accumulated charges with a plurality of fields using interlaced scanning
JP4195148B2 (en) Solid-state imaging device and signal readout method
JP2006041867A (en) Image processing method and image processor, imaging apparatus, and timing controller
JP4773244B2 (en) Solid-state imaging device and driving method thereof
JP4814749B2 (en) Solid-state imaging device
JP2001352486A (en) Image pickup device
US7969495B2 (en) Method for driving CCD-type solid-state imaging device and imaging apparatus
JP4158767B2 (en) Imaging device
JP3869149B2 (en) Imaging device

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040803

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040929

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050201

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050401

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20050425

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060404

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060406

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100414

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100414

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110414

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130414

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees