JP4343601B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体像を撮像する撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固体メモリ素子を有するメモリカードを記録媒体として、ＣＣＤ等の固体撮像素子で撮像した静止画像や動画像を記録及び再生する電子カメラ等の画像処理装置が既に市販されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１３５６６１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１０は、一般的な電子カメラ等の画像入力部の大まかな構成図である。
【０００５】
図１０において、固体撮像素子であるＣＣＤセンサ５１と、ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路５２と、増幅器５３と、Ａ／Ｄ変換器５４とからなる。
【０００６】
通常、ＣＣＤセンサの後段には、ＣＣＤ転送時に生じたリセットノイズ成分を除去するためのＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路５２を有している。
【０００７】
上記ＣＣＤセンサ（電荷結合素子）内部では、受光素子により露光、蓄積された電荷が転送パルスによって１画素分づつ出力部のフローティングキャパシタに転送される。
【０００８】
そして、１画素の信号がフローティングキャパシタから出力バッファに与えられて、この出力バッファにより電圧レベルに変換されて、１画素単位の映像信号が順次出力されるようになされている。上記フローティングキャパシタは１画素の信号を出力するごとにリセットパルスによりクリアされる。
【０００９】
したがって、ＣＣＤ出力信号は、１画素ごとに、フローティングキャパシタのリセット動作により発生するリセット成分と、リセットパルスの相関ノイズが重畳するフィードスルー部分と、映像信号部分とからなる。
【００１０】
上記ＣＤＳ回路５２は、ＣＣＤ出力信号のうちフィードスルー部分のレベルと映像信号部分との画素レベルとの差分を求め、これによって相関ノイズ成分を映像信号から排除するノイズ除去回路である。
【００１１】
図１１に一般的なＣＤＳ回路の基本構成、図１２にＣＣＤセンサと上記フィードスルーレベルと映像信号となる光出力信号レベルのそれぞれを抽出するためのサンプルホールド回路の制御タイミングを示す。
【００１２】
図１１において、ＣＤＳ回路は、直列接続されたサンプルホールド回路６０，６１とサンプルホールド回路６２とを有し、それぞれのサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２を用いてＣＣＤ撮像素子の出力をサンプルホールドする。そして、差分増幅器６３でサンプルホールド回路６１、６２の各出力の差分がとられるように構成されている。
【００１３】
ＣＤＳ回路５２を介して出力された撮像信号は、それぞれ増幅器５３で後段のＡＤ変換器５８の入力レンジに合わせて、所定の信号レベルに増幅された後に、ＡＤ変換器５４によりデジタル信号に変換されて、さらに後段のデジタル信号処理回路（不図示）に伝送される。
【００１４】
ところで、電子カメラの撮影に係る解像度や動作スピードは、近年、高画質化、高精細化の市場ニーズを受けて、年々、高まる傾向にある。
【００１５】
そして、解像度や動作スピードの向上にあわせて、上記電子カメラを構成するＣＣＤセンサの画素数の増大化とそれに伴うＣＣＤセンサを駆動するための転送パルスや、ＣＤＳ回路を駆動するためのサンプルホールドパルスの駆動周波数の高速化が急速に進んでいる。
【００１６】
そして、これらＣＣＤセンサの画素数の増大や、駆動周波数の高速化は、撮像信号のＳ／Ｎを劣化させる大きな要因となりうる。
【００１７】
さらに、これらの電子カメラの中には、絞りやシャッタースピードなどの撮影条件を選択することにより、自動的に、あるいは、手動により上記増幅器５４の回路ゲインを切り換えて、ちょうど銀塩カメラにおけるフィルムのＩＳＯ感度に相当する感度条件を切り換えることのできるものがある。
【００１８】
そして、このような撮像信号のＳ／Ｎ劣化は、とりわけ、上記電子カメラのＩＳＯ感度に相当する感度条件が高い設定の時ほど、最終的な記録・再生画像において顕在化しやすい（例えば、特許文献1参照）。
【００１９】
本発明の目的は、感度条件に係わらず、撮像信号のＳ／Ｎ劣化を抑え、高品位な撮像画像を生成できる撮像装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、上記撮像手段による光電変換後の電気信号に対して、上記撮像手段の出力信号をそれぞれサンプルホールドする第１および第２のサンプルホールド手段と、上記第１および第２のサンプルホールド手段からの信号の差分処理を行う差分手段と、上記撮像手段の出力信号レベルが確定するまでの時間に応じて、上記第１および第２のサンプルホールド手段のうちの少なくとも一方の、サンプルホ−ルドするタイミングを変更するサンプルホールドタイミング切り換え手段とを有することを特徴とする撮像装置を提供する。
【００２１】
また、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、上記撮像手段による光電変換後の電気信号に対して通過周波数帯域を制限する低域濾過手段と、上記低域濾過手段の出力信号をサンプルホールドするサンプルホールド手段と、上記撮像手段の出力信号レベルが確定するまでの時間が一定になるように上記低域濾過手段の遮断周波数を変更する周波数特性切り換え手段とを有することを特徴とする撮像装置を提供する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施の形態による撮像装置を示すブロック図、図２、図３はその動作を説明するための各信号のタイミングチャートである。
【００２４】
図１において、まず、ＣＣＤ撮像素子１の出力信号がサンプルホールド回路４及び６に供給される。サンプルホールド回路４でサンプルホールドされた出力は、さらにサンプルホールド回路５でサンプルホールドされ、その出力が差分増幅器７の正極に入力される。また、サンプルホールド回路６でサンプルホールドされた出力は差分増幅器７の負極に入力される。
【００２５】
また、タイミング信号発生回路２からはＣＣＤ撮像素子１に対する複数の駆動信号が供給されると共に、上記サンプルホールド回路４、５、６に供給されるサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２が供給されている。
【００２６】
差分増幅器７からは正負の入力端子からの信号の引き算出力が、後段のＡＤ変換器９に対する入力レンジに合わせた信号レベルに増幅器８にて増幅されて出力されるようになされている。
【００２７】
制御回路３からは、タイミング信号発生回路２に対して各種信号のタイミング変更を含めた諸設定を行うための制御信号が供給され、また、装置の感度条件の設定に応じて増幅器８に対してゲインを切り換えるための制御信号が供給される。
【００２８】
次に、上記構成による動作について、図２に示す各部の信号波形図を参照して説明する。
【００２９】
タイミング信号発生器２は内部が同期回路で構成されており、このタイミング信号発生器２からは、ＣＣＤ撮像素子１の各種駆動信号や、サンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２が生成される。
【００３０】
ＣＣＤ出力は、ＣＣＤシフトレジスタの最終転送段の転送クロック信号（各種駆動信号の中の一つ）に同期して出力信号を発生するまでに、その回路応答特性から所定の遅延時間を必要とする。このとき、転送動作を開始してからＣＣＤ出力のフィードスルー信号レベルが確定するまでの時間をｔｐ、光出力信号（映像信号）レベルが確定するまでの時間をｔｄとする。
【００３１】
そして、このようなＣＣＤ出力波形に対して、フィードスルー信号レベル及び光出力信号レベルを適切にサンプルホールドできるように、タイミング信号発生器２の内部では、まず、上記最終転送段の転送クック信号に同期したトリガ信号をタイミング発生回路２によりそれぞれ生成し、その後、これらのトリガ信号を遅延される。即ち、上記トリガ信号を時間ｔｄだけ遅延されて光出力信号レベルをサンプルホールドするＳＨ１信号が生成され、時間ｔｐだけ遅延させてフィードスルー信号レベルをサンプルホールドするＳＨ２信号が生成される。
【００３２】
図２のＣＣＤ出力波形に示されるように、光出力信号の立ち上がり時間は、ＣＣＤ内部における転送段の転送効率や出力段バッファアンプのスリューレート特性によってスロープ状に立ち上がり、光出力信号レベルの大きさに依存する。すなわち、光出力信号レベルの最大振幅で規定される。
【００３３】
光出力信号レベルＶ１は、撮像装置の感度条件がＩＳＯ１００相当時に撮像信号として表現できる最大振幅である。すなわち、この感度設定時には、Ａ／Ｄ変換器９においてちょうどフルレンジ（上限値）となるように、制御回路３により増幅器８に対してゲイン設定がなされる。
【００３４】
これに対して、撮像装置の感度条件がＩＳＯ２００相当時には、上記Ｖ１の半分のレベルＶ２が、Ａ／Ｄ変換器９のフルレンジ（上限値）となるように制御回路３により増幅器８に対してゲイン設定がなされる。
【００３５】
したがって、撮像装置の感度条件が高いほど光出力信号レベルの上限値は低くなるため、立ち上がり時間はそれだけ短くなる。
【００３６】
光出力信号（映像信号）レベルが確定するまでの時間ｔｄも、その分だけ短くなる。
【００３７】
そして、光出力信号レベルをサンプルホールドするＳＨ１信号を生成するのに、光出力信号（映像信号）レベルが確定するまでの時間ｔｄを考慮したテーブル参照値が、制御装置３の内部に、あらかじめ各感度条件ごとに用意されており、このテーブル参照値に基づいて光出力信号レベルをサンプルホールドするＳＨ１信号が、各感度条件ごとにその都度、切り換えて生成される。
【００３８】
図３は、そのときの撮像装置の感度条件がＩＳＯ２００相当時のＣＣＤ出力波形とサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２のタイミング信号の関係をあらわしている。
【００３９】
図２におけるサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２のタイミング関係において、両者のサンプルホールド位置の時間間隔ｔ１（ＳＨ１の立ち上がりからＳＨ２の立ち上がりまでの時間）に対して、図３における両者のサンプルホールド位置の時間間隔ｔ２も、光出力信号の立ち上がり時間が短くなった分だけ短くできる。
【００４０】
すなわち、撮像装置の感度条件が高いほど、ＣＤＳ回路のサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２のサンプルホールド位置がより近接する結果となり、相関するリセットノイズ成分のキャンセル効果が高まり、ＣＤＳ回路におけるＳ／Ｎ改善が実現できる。
【００４１】
（第２の実施例）
ところで、ＣＤＳ回路におけるＳ／Ｎ改善は、サンプルホールド信号の（パルス幅で決まる）サンプリング期間をできるだけ長く設定して信号成分をそれだけ精度良く抽出することにより、さらなる効果が期待できる。
【００４２】
そこで、光出力信号レベルをサンプルホールドするＳＨ２信号に関して、タイミング位相だけではなく、パルス幅を撮像装置の感度条件に応じて切り換えるように工夫した方式が、第２の実施例である。
【００４３】
ハードウェアの基本構成および主たる動作は、図１および図２で説明したのと全く同様であるので、ここでは省略し、第１の実施例と異なる部分のみ説明する。
【００４４】
第１の実施例と異なるのは、光出力信号レベルをサンプルホールドするＳＨ２信号の生成方法に関する部分である。
【００４５】
図４は、撮像装置の感度条件がＩＳＯ２００相当時のＣＣＤ出力波形とサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２のタイミング信号の関係をあらわしている。
【００４６】
第１の実施例の場合と同様に、撮像装置の感度条件がＩＳＯ２００相当時には、ＩＳＯ１００相当時の上限値Ｖ１の半分のレベルＶ２が、Ａ／Ｄ変換器９のフルレンジ（上限値）となるように制御回路３により増幅器８に対してゲイン設定がなされる。
【００４７】
したがって、撮像装置の感度条件が高いほど光出力信号レベルの上限値は低くなるため、立ち上がり時間はそれだけ短くなる。
光出力信号（映像信号）レベルが確定するまでの時間ｔｄも、その分だけ短くなる。
【００４８】
また、それに合わせて光出力信号レベルの有効期間が広がっている様子が、図４のＣＣＤ出力波形に示されている。
【００４９】
これに対応して、光出力信号レベルをサンプルホールドするＳＨ１信号を生成するのに、光出力信号（映像信号）レベルが確定するまでの時間ｔｄを考慮したテーブル参照値と併せて光出力信号レベルの有効期間のテーブル参照値とが、制御装置３の内部に、あらかじめ各感度条件ごとに用意されており、これらのテーブル参照値に基づいて光出力信号レベルをサンプルホールドするＳＨ２信号が、各感度条件ごとにその都度、切り換えて生成されるようになされたものが、図４に示されたＳＨ２信号のタイミング波形である。
【００５０】
撮像装置の感度条件がＩＳＯ１００相当時のＳＨ２のパルス幅ｗ１（図２）に対して、ＩＳＯ２００相当時のＳＨ２のパルス幅ｗ２（図３）が、光出力信号レベルの有効期間の拡大に合わせて拡張される。
【００５１】
すなわち、撮像装置の感度条件が高いほど、ＣＤＳ回路のサンプルホールド信号ＳＨ２のパルス幅が拡張されて、ＣＤＳ回路におけるＳ／Ｎ改善が実現できる。
【００５２】
（第３の実施の形態）
図５は、本発明の第３の実施の形態による撮像装置を示すブロック図、図６、図７はその動作を説明するための各信号のタイミングチャートである。
【００５３】
図５において、まず、ＣＣＤ撮像素子１の出力信号がＬＰＦ（低域濾過器）１０に供給される。ＬＰＦ１０を通過したＬＰＦ出力は次に、サンプルホールド回路４及び６に供給される。サンプルホールド回路４でサンプルホールドされた出力は、さらにサンプルホールド回路５でサンプルホールドされ、その出力が差分増幅器７の正極に入力される。また、サンプルホールド回路６でサンプルホールドされた出力は差分増幅器７の負極に入力される。
【００５４】
また、タイミング信号発生回路２からはＣＣＤ撮像素子１に対する複数の駆動信号が供給されると共に、上記サンプルホールド回路４、５、６に供給されるサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２が供給されている。
【００５５】
差分増幅器７からは正負の入力端子からの信号の引き算出力が、後段のＡＤ変換器９に対する入力レンジに合わせた信号レベルに増幅器８にて増幅されて出力されるようになされている。
【００５６】
制御回路３からは、タイミング信号発生回路２に対して各種信号のタイミング変更を含めた諸設定を行うための制御信号が供給され、また、装置の感度条件の設定に応じてＬＰＦ１０の遮断周波数を切り換えるための制御信号や、同様に、装置の感度条件の設定に応じて増幅器８に対してゲインを切り換えるための制御信号が供給される。
【００５７】
次に、上記構成による動作について、図６に示す各部の信号波形図を参照して説明する。
【００５８】
タイミング信号発生器２は内部が同期回路で構成されており、このタイミング信号発生器２からは、ＣＣＤ撮像素子１の各種駆動信号や、サンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２が生成される。
【００５９】
ＣＣＤ出力は、ＣＣＤシフトレジスタの最終転送段の転送クロック信号（各種駆動信号の中の一つ）に同期して出力信号を発生するまでに、その回路応答特性から所定の遅延時間を必要とする。このとき、転送動作を開始してからＣＣＤ出力のフィードスルー信号レベルが確定するまでの時間をｔｐ、光出力信号（映像信号）レベルが確定するまでの時間をｔｄとする。
【００６０】
そして、このようなＣＣＤ出力波形に対して、フィードスルー信号レベル及び光出力信号レベルを適切にサンプルホールドできるように、タイミング信号発生器２の内部では、まず、上記最終転送段の転送クック信号に同期したトリガ信号をタイミング発生回路２によりそれぞれ生成し、その後、これらのトリガ信号を遅延される。即ち、上記トリガ信号を時間ｔｄだけ遅延されて光出力信号レベルをサンプルホールドするＳＨ１信号が生成され、時間ｔｐだけ遅延させてフィードスルー信号レベルをサンプルホールドするＳＨ２信号が生成される。
【００６１】
図６のＣＣＤ出力波形に示されるように、光出力信号の立ち上がり時間ｔｓは、ＣＣＤ内部における転送段の転送効率や出力段バッファアンプのスリューレート特性によってスロープ状に立ち上がり、光出力信号レベルの大きさに依存する。すなわち、光出力信号レベルの最大振幅で規定される。
【００６２】
光出力信号レベルＶ１は、撮像装置の感度条件がＩＳＯ１００相当時に撮像信号として表現できる最大振幅である。すなわち、この感度設定時には、Ａ／Ｄ変換器９においてちょうどフルレンジ（上限値）となるように、制御回路３により増幅器８に対してゲイン設定がなされる。
【００６３】
これに対して、撮像装置の感度条件がＩＳＯ２００相当時には、上記Ｖ１の半分のレベルＶ２が、Ａ／Ｄ変換器９のフルレンジ（上限値）となるように制御回路３により増幅器８に対してゲイン設定がなされる。
【００６４】
したがって、撮像装置の感度条件が高いほど光出力信号レベルの上限値は低くなるため、立ち上がり時間ｔｓはそれだけ短くなる。
【００６５】
光出力信号（映像信号）レベルが確定するまでの時間ｔｄも、その分だけ短くなる。
【００６６】
そこで、光出力信号の立ち上がり時間ｔｓ、光出力信号（映像信号）レベルが確定するまでの時間ｔｄが、撮像装置の最低感度条件（ＩＳＯ１００相当）を基準として、感度設定条件によらず、常に、一定の値となるように、制御装置３からＬＰＦ１０に対して、遮断周波数の切り換えがなされる。制御装置３の内部には、あらかじめ、ＩＳＯ感度条件ごとにそのための遮断周波数の設定値をテーブル参照値として内蔵する。
【００６７】
図７は、そのときの撮像装置の感度条件がＩＳＯ２００相当時のＣＣＤ出力波形とサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２のタイミング信号の関係をあらわしている。
【００６８】
ＩＳＯ１００におけるＣＣＤ出力波形に対して、ＩＳＯ２００におけるＣＣＤ出力波形では、最大振幅がＶ１からＶ２（＝Ｖ１／２）に変わり、光出力信号の立ち上がり時間が短くなった分だけ、遮断周波数の低下により、波形の立ち上がりが緩和されて、光出力信号の立ち上がり時間は等しくｔｓのままである。
【００６９】
すなわち、撮像装置の感度条件が高いほど、撮像信号のノイズ周波数帯域がより制限される結果となり、ＣＤＳ回路におけるＳ／Ｎ改善が実現できる。
【００７０】
（第４の実施例）
撮像装置の感度条件が高いほど、ＣＣＤセンサ出力で必要とされる光出力信号レベルの最大振幅が低くなり、その結果、立ちあがり時間が短くできる。また、このことを利用して、ＣＣＤセンサ出力に対して、感度条件に応じて周波数帯域に制限がかけられることは、すでに説明したとおりである。
【００７１】
しかし、前述のＣＤＳ回路におけるフィードスルー部分に関しては、本来、装置の感度条件に依存しないため、サンプルホールド以前で周波数帯域に制限がかけると、ＣＣＤセンサ出力の波形がなまることでリセットキズの波形領域も拡がり、フィードスルーレベルの出力期間が短くなって、サンプルホールドの時間余裕が無くなるため不利である。
【００７２】
そこで、フィードスルーレベルに関しては、サンプルホールド以前で周波数帯域に制限をかけずに、光出力信号レベルをサンプルホールドするための撮像信号のみ、撮像装置の感度条件に応じて、低域濾過器により遮断周波数を切り換えるように工夫した方式が、第４の実施例である。
【００７３】
図８は、本発明の第４の実施の形態による撮像装置を示すブロック図、図９はその動作を説明するための各信号のタイミングチャートである。
【００７４】
図８において、まず、ＣＣＤ撮像素子４１の出力信号が一方で、ＬＰＦ（低域濾過器）５０に供給される。ＬＰＦ５０を通過したＬＰＦ出力は次に、サンプルホールド回路４４に供給される。サンプルホールド回路４４でサンプルホールドされた出力は、さらにサンプルホールド回路４５でサンプルホールドされ、その出力が差分増幅器４７の正極に入力される。ＣＣＤ撮像素子４１の出力信号はもう一方で、サンプルホールド回路４６に供給され、て、サンプルホールド回路４６でサンプルホールドされた出力は、ＬＰＦ（低域濾過器）５１に供給される。ＬＰＦ５０を通過したＬＰＦ出力は、差分増幅器４７の負極に入力される。
【００７５】
また、タイミング信号発生回路４２からはＣＣＤ撮像素子４１に対する複数の駆動信号が供給されると共に、上記サンプルホールド回路４４、４５、４６に供給されるサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２が供給されている。
【００７６】
差分増幅器４７からは正負の入力端子からの信号の引き算出力が、後段のＡＤ変換器４９に対する入力レンジに合わせた信号レベルに増幅器４８にて増幅されて出力されるようになされている。
【００７７】
制御回路４３からは、タイミング信号発生回路４２に対して各種信号のタイミング変更を含めた諸設定を行うための制御信号が供給され、また、装置の感度条件の設定に応じてＬＰＦ５０、ＬＰＦ５１の遮断周波数を切り換えるための制御信号や、同様に、装置の感度条件の設定に応じて増幅器４８に対してゲインを切り換えるための制御信号が供給される。
【００７８】
以上が、本発明の第４の実施例の構成であるが、撮像信号の光出力信号レベルをサンプルホールドする手段および方法に関しては、すでに説明した本発明の第３の実施例と何ら変わるところはないのでここでは詳細な説明を省略する。
【００７９】
違いが明確である撮像信号のフィードスルーレベルをサンプルホールドする手段および方法に関してのみ、以下に説明する。
【００８０】
本発明の第３の実施例とは異なり、ＣＣＤ撮像素子４１の出力信号は、ＬＰＦ（低域濾過器）５０を介さずに、帯域制限されることなく、サンプルホールド回路４６においてサンプルホールドパルスＳＨ２によってフィードスルーレベルのサンプルホールドがなされる。
【００８１】
また、ＬＰＦ（低域濾過器）５０を介して、帯域制限されたＣＣＤ撮像素子４１の出力信号は、サンプルホールド回路４４においてサンプルホールドパルスＳＨ１によって光出力信号レベルのサンプルホールドがなされる。
【００８２】
装置の感度条件の設定に応じて撮像信号に帯域制限をかける方法は、第３の実施例と全く同様である。
【００８３】
図９は、そのときの撮像装置の感度条件がＩＳＯ２００相当時のＣＣＤ出力波形とサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２のタイミング信号の関係をあらわしている。
【００８４】
このとき、ＬＰＦ（低域濾過器）５０を介してサンプルホールドされた光出力信号レベルに対して、帯域制限されずにサンプルホールドされたフィードスルーレベルは、光出力信号レベルに無い高域のノイズ成分が含まれることになるので、ＬＰＦ（低域濾過器）５１を介して、サンプルホールド回路４６のサンプルホールド出力に対して、その分の高域成分の除去が行われる。その後に、差分増幅器４７において、同一周波数帯域での相関ノイズの差分によるキャンセルが適切に行われる。
【００８５】
そのために、ＬＰＦ（低域濾過器）５０と５１とは、装置の感度条件の設定に応じて、同様の遮断周波数に切り換えられる。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、感度条件に係わらず画質劣化の少ない撮像画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】本発明の第１の実施の形態の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】本発明の第３の実施の形態による撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】本発明の第３の実施の形態の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】本発明の第４の実施の形態による撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】従来例の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】ＣＤＳ回路の基本構成を示すブロック図である。
【図１２】ＣＤＳ回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ ＣＣＤ
２ タイミング発生回路
３ 制御回路
４、５、６ サンプルホールド回路
７ 差分増幅器
８ 増幅器
９ Ａ／Ｄ変換機
１０ ＬＰＦ（低域濾過器）
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体像を撮像する撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固体メモリ素子を有するメモリカードを記録媒体として、ＣＣＤ等の固体撮像素子で撮像した静止画像や動画像を記録及び再生する電子カメラ等の画像処理装置が既に市販されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１３５６６１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１０は、一般的な電子カメラ等の画像入力部の大まかな構成図である。
【０００５】
図１０において、固体撮像素子であるＣＣＤセンサ５１と、ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路５２と、増幅器５３と、Ａ／Ｄ変換器５４とからなる。
【０００６】
通常、ＣＣＤセンサの後段には、ＣＣＤ転送時に生じたリセットノイズ成分を除去するためのＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路５２を有している。
【０００７】
上記ＣＣＤセンサ（電荷結合素子）内部では、受光素子により露光、蓄積された電荷が転送パルスによって１画素分づつ出力部のフローティングキャパシタに転送される。
【０００８】
そして、１画素の信号がフローティングキャパシタから出力バッファに与えられて、この出力バッファにより電圧レベルに変換されて、１画素単位の映像信号が順次出力されるようになされている。上記フローティングキャパシタは１画素の信号を出力するごとにリセットパルスによりクリアされる。
【０００９】
したがって、ＣＣＤ出力信号は、１画素ごとに、フローティングキャパシタのリセット動作により発生するリセット成分と、リセットパルスの相関ノイズが重畳するフィードスルー部分と、映像信号部分とからなる。
【００１０】
上記ＣＤＳ回路５２は、ＣＣＤ出力信号のうちフィードスルー部分のレベルと映像信号部分との画素レベルとの差分を求め、これによって相関ノイズ成分を映像信号から排除するノイズ除去回路である。
【００１１】
図１１に一般的なＣＤＳ回路の基本構成、図１２にＣＣＤセンサと上記フィードスルーレベルと映像信号となる光出力信号レベルのそれぞれを抽出するためのサンプルホールド回路の制御タイミングを示す。
【００１２】
図１１において、ＣＤＳ回路は、直列接続されたサンプルホールド回路６０，６１とサンプルホールド回路６２とを有し、それぞれのサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２を用いてＣＣＤ撮像素子の出力をサンプルホールドする。そして、差分増幅器６３でサンプルホールド回路６１、６２の各出力の差分がとられるように構成されている。
【００１３】
ＣＤＳ回路５２を介して出力された撮像信号は、それぞれ増幅器５３で後段のＡＤ変換器５８の入力レンジに合わせて、所定の信号レベルに増幅された後に、ＡＤ変換器５４によりデジタル信号に変換されて、さらに後段のデジタル信号処理回路（不図示）に伝送される。
【００１４】
ところで、電子カメラの撮影に係る解像度や動作スピードは、近年、高画質化、高精細化の市場ニーズを受けて、年々、高まる傾向にある。
【００１５】
そして、解像度や動作スピードの向上にあわせて、上記電子カメラを構成するＣＣＤセンサの画素数の増大化とそれに伴うＣＣＤセンサを駆動するための転送パルスや、ＣＤＳ回路を駆動するためのサンプルホールドパルスの駆動周波数の高速化が急速に進んでいる。
【００１６】
そして、これらＣＣＤセンサの画素数の増大や、駆動周波数の高速化は、撮像信号のＳ／Ｎを劣化させる大きな要因となりうる。
【００１７】
さらに、これらの電子カメラの中には、絞りやシャッタースピードなどの撮影条件を選択することにより、自動的に、あるいは、手動により上記増幅器５４の回路ゲインを切り換えて、ちょうど銀塩カメラにおけるフィルムのＩＳＯ感度に相当する感度条件を切り換えることのできるものがある。
【００１８】
そして、このような撮像信号のＳ／Ｎ劣化は、とりわけ、上記電子カメラのＩＳＯ感度に相当する感度条件が高い設定の時ほど、最終的な記録・再生画像において顕在化しやすい（例えば、特許文献1参照）。
【００１９】
本発明の目的は、感度条件に係わらず、撮像信号のＳ／Ｎ劣化を抑え、高品位な撮像画像を生成できる撮像装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、上記撮像手段による光電変換後の電気信号に対して、上記撮像手段の出力信号をそれぞれサンプルホールドする第１および第２のサンプルホールド手段と、上記第１および第２のサンプルホールド手段からの信号の差分処理を行う差分手段と、上記撮像手段の出力信号レベルが確定するまでの時間に応じて、上記第１および第２のサンプルホールド手段のうちの少なくとも一方の、サンプルホ−ルドするタイミングを変更するサンプルホールドタイミング切り換え手段とを有することを特徴とする撮像装置を提供する。
【００２１】
また、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、上記撮像手段による光電変換後の電気信号に対して通過周波数帯域を制限する低域濾過手段と、上記低域濾過手段の出力信号をサンプルホールドするサンプルホールド手段と、上記撮像手段の出力信号レベルが確定するまでの時間が一定になるように上記低域濾過手段の遮断周波数を変更する周波数特性切り換え手段とを有することを特徴とする撮像装置を提供する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施の形態による撮像装置を示すブロック図、図２、図３はその動作を説明するための各信号のタイミングチャートである。
【００２４】
図１において、まず、ＣＣＤ撮像素子１の出力信号がサンプルホールド回路４及び６に供給される。サンプルホールド回路４でサンプルホールドされた出力は、さらにサンプルホールド回路５でサンプルホールドされ、その出力が差分増幅器７の正極に入力される。また、サンプルホールド回路６でサンプルホールドされた出力は差分増幅器７の負極に入力される。
【００２５】
また、タイミング信号発生回路２からはＣＣＤ撮像素子１に対する複数の駆動信号が供給されると共に、上記サンプルホールド回路４、５、６に供給されるサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２が供給されている。
【００２６】
差分増幅器７からは正負の入力端子からの信号の引き算出力が、後段のＡＤ変換器９に対する入力レンジに合わせた信号レベルに増幅器８にて増幅されて出力されるようになされている。
【００２７】
制御回路３からは、タイミング信号発生回路２に対して各種信号のタイミング変更を含めた諸設定を行うための制御信号が供給され、また、装置の感度条件の設定に応じて増幅器８に対してゲインを切り換えるための制御信号が供給される。
【００２８】
次に、上記構成による動作について、図２に示す各部の信号波形図を参照して説明する。
【００２９】
タイミング信号発生器２は内部が同期回路で構成されており、このタイミング信号発生器２からは、ＣＣＤ撮像素子１の各種駆動信号や、サンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２が生成される。
【００３０】
ＣＣＤ出力は、ＣＣＤシフトレジスタの最終転送段の転送クロック信号（各種駆動信号の中の一つ）に同期して出力信号を発生するまでに、その回路応答特性から所定の遅延時間を必要とする。このとき、転送動作を開始してからＣＣＤ出力のフィードスルー信号レベルが確定するまでの時間をｔｐ、光出力信号（映像信号）レベルが確定するまでの時間をｔｄとする。
【００３１】
そして、このようなＣＣＤ出力波形に対して、フィードスルー信号レベル及び光出力信号レベルを適切にサンプルホールドできるように、タイミング信号発生器２の内部では、まず、上記最終転送段の転送クック信号に同期したトリガ信号をタイミング発生回路２によりそれぞれ生成し、その後、これらのトリガ信号を遅延される。即ち、上記トリガ信号を時間ｔｄだけ遅延されて光出力信号レベルをサンプルホールドするＳＨ１信号が生成され、時間ｔｐだけ遅延させてフィードスルー信号レベルをサンプルホールドするＳＨ２信号が生成される。
【００３２】
図２のＣＣＤ出力波形に示されるように、光出力信号の立ち上がり時間は、ＣＣＤ内部における転送段の転送効率や出力段バッファアンプのスリューレート特性によってスロープ状に立ち上がり、光出力信号レベルの大きさに依存する。すなわち、光出力信号レベルの最大振幅で規定される。
【００３３】
光出力信号レベルＶ１は、撮像装置の感度条件がＩＳＯ１００相当時に撮像信号として表現できる最大振幅である。すなわち、この感度設定時には、Ａ／Ｄ変換器９においてちょうどフルレンジ（上限値）となるように、制御回路３により増幅器８に対してゲイン設定がなされる。
【００３４】
これに対して、撮像装置の感度条件がＩＳＯ２００相当時には、上記Ｖ１の半分のレベルＶ２が、Ａ／Ｄ変換器９のフルレンジ（上限値）となるように制御回路３により増幅器８に対してゲイン設定がなされる。
【００３５】
したがって、撮像装置の感度条件が高いほど光出力信号レベルの上限値は低くなるため、立ち上がり時間はそれだけ短くなる。
【００３６】
光出力信号（映像信号）レベルが確定するまでの時間ｔｄも、その分だけ短くなる。
【００３７】
そして、光出力信号レベルをサンプルホールドするＳＨ１信号を生成するのに、光出力信号（映像信号）レベルが確定するまでの時間ｔｄを考慮したテーブル参照値が、制御装置３の内部に、あらかじめ各感度条件ごとに用意されており、このテーブル参照値に基づいて光出力信号レベルをサンプルホールドするＳＨ１信号が、各感度条件ごとにその都度、切り換えて生成される。
【００３８】
図３は、そのときの撮像装置の感度条件がＩＳＯ２００相当時のＣＣＤ出力波形とサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２のタイミング信号の関係をあらわしている。
【００３９】
図２におけるサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２のタイミング関係において、両者のサンプルホールド位置の時間間隔ｔ１（ＳＨ１の立ち上がりからＳＨ２の立ち上がりまでの時間）に対して、図３における両者のサンプルホールド位置の時間間隔ｔ２も、光出力信号の立ち上がり時間が短くなった分だけ短くできる。
【００４０】
すなわち、撮像装置の感度条件が高いほど、ＣＤＳ回路のサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２のサンプルホールド位置がより近接する結果となり、相関するリセットノイズ成分のキャンセル効果が高まり、ＣＤＳ回路におけるＳ／Ｎ改善が実現できる。
【００４１】
（第２の実施例）
ところで、ＣＤＳ回路におけるＳ／Ｎ改善は、サンプルホールド信号の（パルス幅で決まる）サンプリング期間をできるだけ長く設定して信号成分をそれだけ精度良く抽出することにより、さらなる効果が期待できる。
【００４２】
そこで、光出力信号レベルをサンプルホールドするＳＨ２信号に関して、タイミング位相だけではなく、パルス幅を撮像装置の感度条件に応じて切り換えるように工夫した方式が、第２の実施例である。
【００４３】
ハードウェアの基本構成および主たる動作は、図１および図２で説明したのと全く同様であるので、ここでは省略し、第１の実施例と異なる部分のみ説明する。
【００４４】
第１の実施例と異なるのは、光出力信号レベルをサンプルホールドするＳＨ２信号の生成方法に関する部分である。
【００４５】
図４は、撮像装置の感度条件がＩＳＯ２００相当時のＣＣＤ出力波形とサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２のタイミング信号の関係をあらわしている。
【００４６】
第１の実施例の場合と同様に、撮像装置の感度条件がＩＳＯ２００相当時には、ＩＳＯ１００相当時の上限値Ｖ１の半分のレベルＶ２が、Ａ／Ｄ変換器９のフルレンジ（上限値）となるように制御回路３により増幅器８に対してゲイン設定がなされる。
【００４７】
したがって、撮像装置の感度条件が高いほど光出力信号レベルの上限値は低くなるため、立ち上がり時間はそれだけ短くなる。
光出力信号（映像信号）レベルが確定するまでの時間ｔｄも、その分だけ短くなる。
【００４８】
また、それに合わせて光出力信号レベルの有効期間が広がっている様子が、図４のＣＣＤ出力波形に示されている。
【００４９】
これに対応して、光出力信号レベルをサンプルホールドするＳＨ１信号を生成するのに、光出力信号（映像信号）レベルが確定するまでの時間ｔｄを考慮したテーブル参照値と併せて光出力信号レベルの有効期間のテーブル参照値とが、制御装置３の内部に、あらかじめ各感度条件ごとに用意されており、これらのテーブル参照値に基づいて光出力信号レベルをサンプルホールドするＳＨ２信号が、各感度条件ごとにその都度、切り換えて生成されるようになされたものが、図４に示されたＳＨ２信号のタイミング波形である。
【００５０】
撮像装置の感度条件がＩＳＯ１００相当時のＳＨ２のパルス幅ｗ１（図２）に対して、ＩＳＯ２００相当時のＳＨ２のパルス幅ｗ２（図３）が、光出力信号レベルの有効期間の拡大に合わせて拡張される。
【００５１】
すなわち、撮像装置の感度条件が高いほど、ＣＤＳ回路のサンプルホールド信号ＳＨ２のパルス幅が拡張されて、ＣＤＳ回路におけるＳ／Ｎ改善が実現できる。
【００５２】
（第３の実施の形態）
図５は、本発明の第３の実施の形態による撮像装置を示すブロック図、図６、図７はその動作を説明するための各信号のタイミングチャートである。
【００５３】
図５において、まず、ＣＣＤ撮像素子１の出力信号がＬＰＦ（低域濾過器）１０に供給される。ＬＰＦ１０を通過したＬＰＦ出力は次に、サンプルホールド回路４及び６に供給される。サンプルホールド回路４でサンプルホールドされた出力は、さらにサンプルホールド回路５でサンプルホールドされ、その出力が差分増幅器７の正極に入力される。また、サンプルホールド回路６でサンプルホールドされた出力は差分増幅器７の負極に入力される。
【００５４】
また、タイミング信号発生回路２からはＣＣＤ撮像素子１に対する複数の駆動信号が供給されると共に、上記サンプルホールド回路４、５、６に供給されるサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２が供給されている。
【００５５】
差分増幅器７からは正負の入力端子からの信号の引き算出力が、後段のＡＤ変換器９に対する入力レンジに合わせた信号レベルに増幅器８にて増幅されて出力されるようになされている。
【００５６】
制御回路３からは、タイミング信号発生回路２に対して各種信号のタイミング変更を含めた諸設定を行うための制御信号が供給され、また、装置の感度条件の設定に応じてＬＰＦ１０の遮断周波数を切り換えるための制御信号や、同様に、装置の感度条件の設定に応じて増幅器８に対してゲインを切り換えるための制御信号が供給される。
【００５７】
次に、上記構成による動作について、図６に示す各部の信号波形図を参照して説明する。
【００５８】
タイミング信号発生器２は内部が同期回路で構成されており、このタイミング信号発生器２からは、ＣＣＤ撮像素子１の各種駆動信号や、サンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２が生成される。
【００５９】
ＣＣＤ出力は、ＣＣＤシフトレジスタの最終転送段の転送クロック信号（各種駆動信号の中の一つ）に同期して出力信号を発生するまでに、その回路応答特性から所定の遅延時間を必要とする。このとき、転送動作を開始してからＣＣＤ出力のフィードスルー信号レベルが確定するまでの時間をｔｐ、光出力信号（映像信号）レベルが確定するまでの時間をｔｄとする。
【００６０】
そして、このようなＣＣＤ出力波形に対して、フィードスルー信号レベル及び光出力信号レベルを適切にサンプルホールドできるように、タイミング信号発生器２の内部では、まず、上記最終転送段の転送クック信号に同期したトリガ信号をタイミング発生回路２によりそれぞれ生成し、その後、これらのトリガ信号を遅延される。即ち、上記トリガ信号を時間ｔｄだけ遅延されて光出力信号レベルをサンプルホールドするＳＨ１信号が生成され、時間ｔｐだけ遅延させてフィードスルー信号レベルをサンプルホールドするＳＨ２信号が生成される。
【００６１】
図６のＣＣＤ出力波形に示されるように、光出力信号の立ち上がり時間ｔｓは、ＣＣＤ内部における転送段の転送効率や出力段バッファアンプのスリューレート特性によってスロープ状に立ち上がり、光出力信号レベルの大きさに依存する。すなわち、光出力信号レベルの最大振幅で規定される。
【００６２】
光出力信号レベルＶ１は、撮像装置の感度条件がＩＳＯ１００相当時に撮像信号として表現できる最大振幅である。すなわち、この感度設定時には、Ａ／Ｄ変換器９においてちょうどフルレンジ（上限値）となるように、制御回路３により増幅器８に対してゲイン設定がなされる。
【００６３】
これに対して、撮像装置の感度条件がＩＳＯ２００相当時には、上記Ｖ１の半分のレベルＶ２が、Ａ／Ｄ変換器９のフルレンジ（上限値）となるように制御回路３により増幅器８に対してゲイン設定がなされる。
【００６４】
したがって、撮像装置の感度条件が高いほど光出力信号レベルの上限値は低くなるため、立ち上がり時間ｔｓはそれだけ短くなる。
【００６５】
光出力信号（映像信号）レベルが確定するまでの時間ｔｄも、その分だけ短くなる。
【００６６】
そこで、光出力信号の立ち上がり時間ｔｓ、光出力信号（映像信号）レベルが確定するまでの時間ｔｄが、撮像装置の最低感度条件（ＩＳＯ１００相当）を基準として、感度設定条件によらず、常に、一定の値となるように、制御装置３からＬＰＦ１０に対して、遮断周波数の切り換えがなされる。制御装置３の内部には、あらかじめ、ＩＳＯ感度条件ごとにそのための遮断周波数の設定値をテーブル参照値として内蔵する。
【００６７】
図７は、そのときの撮像装置の感度条件がＩＳＯ２００相当時のＣＣＤ出力波形とサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２のタイミング信号の関係をあらわしている。
【００６８】
ＩＳＯ１００におけるＣＣＤ出力波形に対して、ＩＳＯ２００におけるＣＣＤ出力波形では、最大振幅がＶ１からＶ２（＝Ｖ１／２）に変わり、光出力信号の立ち上がり時間が短くなった分だけ、遮断周波数の低下により、波形の立ち上がりが緩和されて、光出力信号の立ち上がり時間は等しくｔｓのままである。
【００６９】
すなわち、撮像装置の感度条件が高いほど、撮像信号のノイズ周波数帯域がより制限される結果となり、ＣＤＳ回路におけるＳ／Ｎ改善が実現できる。
【００７０】
（第４の実施例）
撮像装置の感度条件が高いほど、ＣＣＤセンサ出力で必要とされる光出力信号レベルの最大振幅が低くなり、その結果、立ちあがり時間が短くできる。また、このことを利用して、ＣＣＤセンサ出力に対して、感度条件に応じて周波数帯域に制限がかけられることは、すでに説明したとおりである。
【００７１】
しかし、前述のＣＤＳ回路におけるフィードスルー部分に関しては、本来、装置の感度条件に依存しないため、サンプルホールド以前で周波数帯域に制限がかけると、ＣＣＤセンサ出力の波形がなまることでリセットキズの波形領域も拡がり、フィードスルーレベルの出力期間が短くなって、サンプルホールドの時間余裕が無くなるため不利である。
【００７２】
そこで、フィードスルーレベルに関しては、サンプルホールド以前で周波数帯域に制限をかけずに、光出力信号レベルをサンプルホールドするための撮像信号のみ、撮像装置の感度条件に応じて、低域濾過器により遮断周波数を切り換えるように工夫した方式が、第４の実施例である。
【００７３】
図８は、本発明の第４の実施の形態による撮像装置を示すブロック図、図９はその動作を説明するための各信号のタイミングチャートである。
【００７４】
図８において、まず、ＣＣＤ撮像素子４１の出力信号が一方で、ＬＰＦ（低域濾過器）５０に供給される。ＬＰＦ５０を通過したＬＰＦ出力は次に、サンプルホールド回路４４に供給される。サンプルホールド回路４４でサンプルホールドされた出力は、さらにサンプルホールド回路４５でサンプルホールドされ、その出力が差分増幅器４７の正極に入力される。ＣＣＤ撮像素子４１の出力信号はもう一方で、サンプルホールド回路４６に供給され、て、サンプルホールド回路４６でサンプルホールドされた出力は、ＬＰＦ（低域濾過器）５１に供給される。ＬＰＦ５０を通過したＬＰＦ出力は、差分増幅器４７の負極に入力される。
【００７５】
また、タイミング信号発生回路４２からはＣＣＤ撮像素子４１に対する複数の駆動信号が供給されると共に、上記サンプルホールド回路４４、４５、４６に供給されるサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２が供給されている。
【００７６】
差分増幅器４７からは正負の入力端子からの信号の引き算出力が、後段のＡＤ変換器４９に対する入力レンジに合わせた信号レベルに増幅器４８にて増幅されて出力されるようになされている。
【００７７】
制御回路４３からは、タイミング信号発生回路４２に対して各種信号のタイミング変更を含めた諸設定を行うための制御信号が供給され、また、装置の感度条件の設定に応じてＬＰＦ５０、ＬＰＦ５１の遮断周波数を切り換えるための制御信号や、同様に、装置の感度条件の設定に応じて増幅器４８に対してゲインを切り換えるための制御信号が供給される。
【００７８】
以上が、本発明の第４の実施例の構成であるが、撮像信号の光出力信号レベルをサンプルホールドする手段および方法に関しては、すでに説明した本発明の第３の実施例と何ら変わるところはないのでここでは詳細な説明を省略する。
【００７９】
違いが明確である撮像信号のフィードスルーレベルをサンプルホールドする手段および方法に関してのみ、以下に説明する。
【００８０】
本発明の第３の実施例とは異なり、ＣＣＤ撮像素子４１の出力信号は、ＬＰＦ（低域濾過器）５０を介さずに、帯域制限されることなく、サンプルホールド回路４６においてサンプルホールドパルスＳＨ２によってフィードスルーレベルのサンプルホールドがなされる。
【００８１】
また、ＬＰＦ（低域濾過器）５０を介して、帯域制限されたＣＣＤ撮像素子４１の出力信号は、サンプルホールド回路４４においてサンプルホールドパルスＳＨ１によって光出力信号レベルのサンプルホールドがなされる。
【００８２】
装置の感度条件の設定に応じて撮像信号に帯域制限をかける方法は、第３の実施例と全く同様である。
【００８３】
図９は、そのときの撮像装置の感度条件がＩＳＯ２００相当時のＣＣＤ出力波形とサンプルホールド信号ＳＨ１、ＳＨ２のタイミング信号の関係をあらわしている。
【００８４】
このとき、ＬＰＦ（低域濾過器）５０を介してサンプルホールドされた光出力信号レベルに対して、帯域制限されずにサンプルホールドされたフィードスルーレベルは、光出力信号レベルに無い高域のノイズ成分が含まれることになるので、ＬＰＦ（低域濾過器）５１を介して、サンプルホールド回路４６のサンプルホールド出力に対して、その分の高域成分の除去が行われる。その後に、差分増幅器４７において、同一周波数帯域での相関ノイズの差分によるキャンセルが適切に行われる。
【００８５】
そのために、ＬＰＦ（低域濾過器）５０と５１とは、装置の感度条件の設定に応じて、同様の遮断周波数に切り換えられる。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、感度条件に係わらず画質劣化の少ない撮像画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】本発明の第１の実施の形態の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】本発明の第３の実施の形態による撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】本発明の第３の実施の形態の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】本発明の第４の実施の形態による撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】従来例の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】ＣＤＳ回路の基本構成を示すブロック図である。
【図１２】ＣＤＳ回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ ＣＣＤ
２ タイミング発生回路
３ 制御回路
４、５、６ サンプルホールド回路
７ 差分増幅器
８ 増幅器
９ Ａ／Ｄ変換機
１０ ＬＰＦ（低域濾過器）
Claims (4)
- 被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、
上記撮像手段による光電変換後の電気信号に対して、上記撮像手段の出力信号をそれぞれサンプルホールドする第１および第２のサンプルホールド手段と、
上記第１および第２のサンプルホールド手段からの信号の差分処理を行う差分手段と、
上記撮像手段の出力信号レベルが確定するまでの時間に応じて、上記第１および第２のサンプルホールド手段のうちの少なくとも一方の、サンプルホ−ルドするタイミングを変更するサンプルホールドタイミング切り換え手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。 - 上記第１のサンプルホールド手段は、上記撮像手段の出力信号のリセットレベルを保持するフィードスルー期間をサンプルホールドするものであり、上記第２のサンプルホールド手段は、上記撮像手段の出力信号における光出力期間をサンプルホールドするものであることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
- 上記差分手段は、画像信号を生成するＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路を構成することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
- 被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、
上記撮像手段による光電変換後の電気信号に対して通過周波数帯域を制限する低域濾過手段と、
上記低域濾過手段の出力信号をサンプルホールドするサンプルホールド手段と、
上記撮像手段の出力信号レベルが確定するまでの時間が一定になるように上記低域濾過手段の遮断周波数を変更する周波数特性切り換え手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
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