JPH05167934A - 電荷結合撮像装置用信号処理装置 - Google Patents

電荷結合撮像装置用信号処理装置

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JPH05167934A
JPH05167934A JP3330558A JP33055891A JPH05167934A JP H05167934 A JPH05167934 A JP H05167934A JP 3330558 A JP3330558 A JP 3330558A JP 33055891 A JP33055891 A JP 33055891A JP H05167934 A JPH05167934 A JP H05167934A
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JP
Japan
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signal
output
circuit
horizontal shift
image pickup
Prior art date
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Pending
Application number
JP3330558A
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English (en)
Inventor
Takashi Matsumura
隆 松村
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電荷結合撮像装置の再生画像の1画像毎の縦
じま妨害やモアレを自動的に補正すする信号処理回路を
提供することである。 【構成】 信号合成回路12の出力は検波器14にも接
続され、この検波器14にてチャネル間の映像信号の直
流オフセットレベルと信号振幅の差をモアレ成分として
検出し、A/Dコンバータ15を介してマイクロコント
ローラ16に取り込む。マイクロコントローラ16では
ビデオアンプ11に直流オフセットレベルと信号振幅を
補正するためのコントロール電圧をD/Aコンバータ1
7,18を介して印加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は少なくとも2本の水平シ
フトレジスタを有する電荷結合撮像装置(以下、「CC
D」と称する)に用いられる信号処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、CCDを用いた撮像装置は、解像
度向上とチップサイズの縮小化を意図して多画素化及び
高密度化される傾向にある。しかし、それに伴って様々
な問題も発生している。特に高精細度テレビジョンに対
応したものでは、半導体製造プロセスのパターンルール
が激しくなることによる歩留まりの低下や、水平電荷転
送の高速化による転送効率の劣化が問題であった。
【0003】これらの問題を解決する1つの手段とし
て、水平シフトレジスタを複数本並列に配置することに
より、水平方向電極ピッチを緩和すると同時に水平シフ
トレジスタ1本あたりの転送周波数を低減する構造があ
る。
【0004】図3には、水平シフトレジスタ4,5を2
本並列に配置した構造のCCDと信号処理回路の一例が
示されている。
【0005】同図において、撮像領域3で光電変換され
た信号電荷のうち隣合う垂直シフトレジスタ(図示せ
ず)からの信号電荷は、トランスファゲート電極(図示
せず)を挟んで並列に配置された上下の水平シフトレジ
スタ4,5に振り分けて転送される。これら水平シフト
レジスタ4,5からの信号電荷は信号出力回路6,7を
介して順次電圧信号に変換されてチップ外に出力され
る。
【0006】出力回路6,7からの出力信号は雑音除去
回路8,9でCCD固有のリセット雑音や1/f雑音が
取り除かれた後、信号合成回路12で1画素周期毎に交
互に合成されて連続信号に変換され、その後ビデオプロ
セス回路13によって通常のビデオ信号に変換される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のCCD撮像装置では、再生画像に1画素毎の縦
じま妨害やモアレが発生しやすい欠点を有している。こ
れは水平レジスタ4,5や信号出力回路6,7や雑音除
去回路8,9での直流オフセットレベルと信号振幅のば
らつきに大きく起因している。
【0008】そこで、本発明の技術的課題は、上記欠点
に鑑み、再生画像の1画素毎の縦じま妨害やモアレを自
動的に補正する信号処理回路を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、撮像領
域に対応する複数の信号電荷を生成する複数の水平シフ
トレジスタと、前記複数の信号電荷を複数の電圧信号に
変換する複数の信号出力開路と、前記複数の電圧信号を
受けて、所定の信号処理を施した後に、信号合成して、
合成信号を出力する処理開路と、前記合成信号から映像
信号の直流オフセットレベルと信号振幅の差をモアレ成
分として検出する検出手段と、前記モアレ成分に基づい
て、前記処理回路におけるモアレ成分が実質的に0に収
束になるまで、前記処理回路をフィードバック動作によ
りコントロールするフィードバックコントロール手段と
を有することを特徴とする電荷結合撮像装置用信号処理
回路が得られる。
【0010】また、本発明によれば、少なくとも2本の
水平シフトレジスタと、該水平シフトレジスタからの信
号電荷を電圧信号に変換する信号出力回路と、該信号出
力回路のそれぞれに接続された雑音除去回路と、該雑音
除去回路からの雑音除去出力信号の直流オフセットレベ
ルおよび信号振幅を調整するためのビデオアンプと、該
ビデオアンプからのアンプ出力信号を加算合成する信号
合成回路と、該信号合成回路の出力部に接続され、モア
レ成分を検出して、当該モアレ成分の量に応じて誤差電
圧信号を発生する検波器と、前記誤差電圧信号をデジタ
ル信号に変換するアナログ信号/デジタル信号変換器
と、該デジタル化された誤差電圧信号が供給されるマイ
クロコントローラと、該マイクロコントローラの制御出
力端子に接続された少なくとも2個のデジタル信号→ア
ナログ信号変換器とを有し、前記ビデオアンプのうち所
定のものに印加される直流オフセットレベルと信号振幅
とを、前記マイクロコントローラから前記デジタル信号
→アナログ信号変換器を介して出力されるコントロール
電圧によって制御することを特徴とする電荷結合撮像装
置用信号処理装置が得られる。
【0011】即ち、本発明は、少なくとも2本の水平シ
フトレジスタと、これら水平シフトレジスタからの信号
電荷を電圧信号に変換する信号出力回路とからなる電荷
結合素子と、前記電荷結合素子の信号出力回路のそれぞ
れに接続された雑音除去回路と、これら雑音除去回路か
らの出力信号の直流オフセットレベルおよび信号振幅を
調整するためのビデオアンプと、これらビデオアンプか
らの出力信号を加算合成する信号合成回路と、この信号
合成回路の出力部に接続され、モアレ成分を検出して、
その大小に応じて誤差電圧信号を発生する検波器と、こ
の検波器からの誤差電圧信号をデジタル信号に変換する
アナログ信号→デジタル信号変換器と、デジタル化され
た誤差電圧信号が供給されるマイクロコントローラと、
このマイクロコントローラの制御出力端子に接続された
少なくとも2個のデジタル信号→アナログ信号変換器と
を具備した電荷結合撮像装置において、前記ビデオアン
プのうち所定のものに印加される直流オフセットレベル
と信号振幅を、前記マイクロコントローラからデジタル
信号→アナログ信号変換器を介して出力されるコントロ
ール電圧によって制御することを特徴とする電荷結合撮
像装置用信号処理装置が得られる。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0013】図1は本発明の1実施例のブロック図、図
2は図1の実施例の動作を説明するための周波数分布図
である。
【0014】本発明による電荷結合撮像装置用信号処理
装置を動作させるにあたっては、まず図1に示すごと
く、撮像領域3の前に被写体として専用のテストチャー
ト1をおき、レンズ2で専用のテストチャート1の像を
撮像領域3に投影する。
【0015】ここで、専用のテストチャート1は、映像
信号帯域等を測定するインメガサイクルチャートに似て
いるが、そこに描かれているパターンのピッチは全面に
わたって一定であり、かつその周波数fS は電荷結合撮
像装置の水平シフトレジスタ4,5の1本あたりの駆動
周波数をfC とした場合、fC /2<fS <fC の範囲
内の任意の周波数となるように選ばれている。さらに、
ナイキスト周波数fC /2以下の周波数成分が無いよう
に配慮されている。
【0016】撮像領域3で光電変換された信号電荷のう
ち隣合う垂直シフトレジスタ(図示せず)からの信号電
荷は、トランスファゲート電極(図示せず)を挟んで並
列に配置された上下の水平シフトレジスタ4,5に振り
分けて転送される。これら水平シフトレジスタ4,5か
らの信号電荷は信号出力回路6,7を介して順次電圧信
号に変換されてチップ外に出力される。
【0017】信号出力回路6,7からの出力信号は、雑
音除去回路8,9でCCD固有のリセット雑音や1/f
雑音が取り除かれ、ビデオアンプ10,11で直流オフ
セットレベルと信号振幅を補正した後、信号合成回路1
2で1画素周期毎に交互に合成されて連続信号に変換さ
れ、その後ビデオプロセス回路13によって通常のビデ
オ信号に変換される。
【0018】本実施例において、周波数fS を与える専
用のテストチャート1を撮像することによって、一方の
水平シフトレジスタから得られる映像信号中には、図2
の周波数分布に示すように、周波数fSB=fC −fS
る側帯波成分YSBが含まれる。ここでは、説明の都合
上、この側帯波成分YSBは正方向軸で表されるものとす
る。
【0019】また、他方の水平シフトレジスタからは一
方の水平シフトレジスタと180゜位相の異なる信号が
出力されるため、その映像信号中には、周波数が一方の
水平シフトレジスタと同じfSB=fC −fS で、その大
きさが負方向軸で表される側帯波成分YSB′が含まれ
る。
【0020】よって、信号混合回路12を介して得られ
る映像信号中には、周波数fS の基本成分YB はナイキ
スト周波数fC /2以上であるために含まれていない
が、代わりに側帯波成分YSBとYSB′が同時に含まれる
ことになる。
【0021】従って、水平シフトレジスタ4と信号出力
回路6と雑音除去回路8とビデオアンプ10を含む第1
チャネルと、水平シフトレジスタ5と信号出力回路7と
雑音除去回路9とビデオアンプ11を含む第2チャネル
から出力される映像信号の直流オフセットレベルと信号
振幅が全く同一の場合には、側帯波成分YSBとYSB′と
はその位相が上述のように正負反対方向であり、かつそ
の大きさが等しいために完全に相殺され、モアレ成分は
発生しない。
【0022】しかし、実際には第1のチャネルと第2の
チャネルから出力される映像信号の直流オフセットレベ
ルと信号振幅はわずかに異なるためにモアレが発生す
る。
【0023】そこで、検波周波数をfSB=fC −fS
設定した検波器14にてYSB−YSB′成分を検出して誤
差電圧信号VG に変換する。この誤差電圧信号VG はA
/Dコンバータ15を介してマイクロコントローラ16
に取り込まれる。マイクロコントローラ16は、最初
に、D/Aコンバータ17を介してビデオアンプ11
に、直流オフセットレベルを補正ためのコントロール信
号VC としてΔVC 減少させた電圧(VC =VC −ΔV
C (ΔVC >0))を印加しフィードバックかける。
【0024】この補正後、マイクロコントローラ16が
取り込んだ誤差電圧信号VG が、前回の誤差電圧信号V
G よりも小さくなったならば、このままコントロール信
号VC をΔVC ずつ減少させていく(VC =VC −ΔV
C )。
【0025】しかし、前回の誤差電圧信号VG よりも大
きくなったならば、逆にコントロール信号VC をΔVC
ずつ増加させていく(VC =VC +ΔVC )。このフィ
ードバック動作は誤差電圧信号VG が最小になるまで、
すなわち、YSB−YSB′成分が最小になってモアレ成分
が最小になるまで繰り返し実施される。
【0026】次にマイクロコントローラ16は、D/A
コンバータ18を介してビデオアンプ11に、信号振幅
を補正するためのコントロール信号VF としてΔVF
少させた電圧(VF =VF −ΔVF (ΔVF >0))を
印加しフィードバックかける。
【0027】この補正後、マイクロコントローラ16が
取り込んだ誤差電圧信号VG が、前回の誤差電圧信号V
G よりも小さくなったならば、このままコントロール信
号VC をΔVF ずつ減少させていく(VF =VF −ΔV
F )。しかし、前回の誤差電圧信号VG よりも大きくな
ったならば、逆にコントロール信号VF をΔVF ずつ増
加させていく(VF =VF +ΔVF )。
【0028】このフィードバック動作は誤差電圧信号V
G が最小になるまで、すなわち、YS B −YSB′成分が
最小になってモアレ成分が最小になるまで繰り返し実施
される。この直流オフセットレベルVC と信号振幅VF
の調整は誤差電圧信号VG が0に収束するまで繰り返さ
れ、その後、一定値に保持される。
【0029】なお、上述した本発明によるモアレ成分を
除去するための一連の動作は、電荷結合撮像装置(カメ
ラ)を運用する前に実施する必要がある。すなわち、オ
ートホワイトバランスやオートブラックバランスと同様
に、カメラセットアップ時の調整項目の一つにつけ加え
ればよい。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、チャネル
間の直流レベルと信号振幅のばらつきに起因した1画素
毎の縦すじ妨害やモアレの発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例のブロック図である。
【図2】図1に示す実施例の動作を説明するための周波
数分布図である。
【図3】従来のCCD撮像素子を示す図である。
【符号の説明】
1 専用テストチャート 2 レンズ 3 撮像領域 4,5 水平シフトレジスタ 6,7 信号出力回路 8,9 雑音除去回路 10,11 ビデオアンプ 12 信号合成回路 13 ビデオプロセス回路 14 検波器 15 アナログ信号→デジタル信号変換器 16 マイクロコントローラ 17,18 デジタル信号→アナログ信号変換器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像領域に対応する複数の信号電荷を生
    成する複数の水平シフトレジスタと、 前記複数の信号電荷を複数の電圧信号に変換する複数の
    信号出力回路と、 前記複数の電圧信号を受けて、所定の信号処理を施した
    後に、信号合成して、合成信号を出力する処理回路と、 前記合成信号から映像信号の直流オフセットレベルと信
    号振幅の差をモアレ成分として検出する検出手段と、 前記モアレ成分に基づいて、前記処理回路におけるモア
    レ成分が実質的に0に収束になるまで、前記処理回路を
    フィードバック動作によりコントロールするフィードバ
    ックコントロール手段とを有することを特徴とする電荷
    結合撮像装置用信号処理回路。
  2. 【請求項2】 少なくとも2本の水平シフトレジスタ
    と、該水平シフトレジスタからの信号電荷を電圧信号に
    変換する信号出力回路と、該信号出力回路のそれぞれに
    接続された雑音除去回路と、 該雑音除去回路からの雑音除去出力信号の直流オフセッ
    トレベルおよび信号振幅を調整するためのビデオアンプ
    と、 該ビデオアンプからのアンプ出力信号を加算合成する信
    号合成回路と、該信号合成回路の出力部に接続され、モ
    アレ成分を検出して、当該モアレ成分の量に応じて誤差
    電圧信号を発生する検波器と、前記誤差電圧信号をデジ
    タル信号に変換するアナログ信号/デジタル信号変換器
    と、 該デジタル化された誤差電圧信号が供給されるマイクロ
    コントローラと、 該マイクロコントローラの制御出力端子に接続された少
    なくとも2個のデジタル信号→アナログ信号変換器とを
    有し、 前記ビデオアンプのうち所定のものに印加される直流オ
    フセットレベルと信号振幅とを、前記マイクロコントロ
    ーラから前記デジタル信号→アナログ信号変換器を介し
    て出力されるコントロール電圧によって制御することを
    特徴とする電荷結合撮像装置用信号処理装置。
JP3330558A 1991-12-13 1991-12-13 電荷結合撮像装置用信号処理装置 Pending JPH05167934A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100745383B1 (ko) * 1999-05-31 2007-08-03 소니 가부시끼 가이샤 컬러 촬상 장치 및 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01114174A (ja) * 1987-10-27 1989-05-02 Sony Corp 固体撮像装置の出力回路

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19980318