JPH06169434A - 固体撮像素子用信号処理装置 - Google Patents

固体撮像素子用信号処理装置

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JPH06169434A
JPH06169434A JP5216128A JP21612893A JPH06169434A JP H06169434 A JPH06169434 A JP H06169434A JP 5216128 A JP5216128 A JP 5216128A JP 21612893 A JP21612893 A JP 21612893A JP H06169434 A JPH06169434 A JP H06169434A
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adder
solid
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俊樹 瀬戸
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/67Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response
    • H04N25/671Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction
    • H04N25/672Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction between adjacent sensors or output registers for reading a single image
    • HELECTRICITY
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィールド蓄積モードで動作する固体撮像素
子を垂直方向に2個つなぎ合わせた構造を採用した大規
模固体撮像素子を実現する信号処理装置を得る。 【構成】 分割された画素領域の1つにつながる第2の
アンプ4の+側入力端子に、第1のアンプ3の出力かゼ
ロレベルかをつなぎ目信号30に従って接続する。これ
によって、つなぎ目に相当するタイミングのときのみ、
第2のアンプ4によって画素領域1と画素領域2の出力
が加算され、1/2レベルとなるTVラインの補正が可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、固体撮像素子の信号
処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来の固体撮像素子の動作を示
す1例であって、図5(a)は奇数フィールド時の画素
出力の組み合わせ概念を示す図、図5(b)は偶数フィ
ールド時の画素出力の組み合わせ概念を示す図、図5
(c)は図5(a)及び(b)で示した画素出力のタイ
ミング関係を示した図である。また、50は画素列、5
1は奇数フィールドの先頭TVラインに相当する画素出
力、52は奇数フィールドの最終TVラインに相当する
画素出力、53は偶数フィールドの先頭TVラインに相
当する画素出力、54は偶数フィールドの最終TVライ
ンに相当する画素出力である。
【0003】この図のように素子の1画素を1TVライ
ンに割り当てるのではなく、2画素の出力の和をフィー
ルド毎に組み合わせを交互に変えながらTVラインに割
り当てる方式をフィールド蓄積モードと言う。フィール
ド蓄積モードでは、画素の組み合わせ方向(図では垂直
方向)の分解能が多少劣化するが、同じ感度を得るため
に必要な蓄積時間が1/2にでき時間応答性が良いこと
と、画素面積で決まる飽和電荷量が2倍にすることがで
きるなど優れた特長を持つため、広く用いられている動
作方式である。
【0004】一方、フレームレートを高くする場合、素
子内での信号の読み出しスピードの高速化が技術上の障
壁となってきている。例えば市販のS−VHS相当の素
子の場合、画素数は約30万画素であり、この読み出し
スピードが約10MHzであったのに対して、ハイビジ
ョン用200万画素の素子の場合、読み出しスピードが
70MHz以上となり、現在のCCD転送技術では、ス
ピード的にかなり難しいレベルであるといえる。そこで
現在では、1素子を複数個の画素領域に分割し、出力端
子も複数個設けて、1フレーム期間中に分割された複数
個の領域の信号の読み出しを並行して同時に行ってしま
うという方法が考えられている。
【0005】図6は、素子を垂直方向に2分割した場合
の例である。図において、60及び61は分割された上
側及び下側の画素領域、62及び63は上側及び下側の
水平転送部、64及び65は上側及び下側の出力回路で
ある。この場合、本来ならば1フレーム期間中に上側の
画素領域60、下側の画素領域61を時間的に直列に読
み出す必要があるが、分割したことによって、時間的に
両領域を並列に読み出すことが可能となった。このた
め、単純に言えば分割数に反比例して、読み出しスピー
ドを低減することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】フィールド蓄積モード
は、上記のように1画素の蓄積時間を1/2にできるた
めに、時間応答が良いことや1画素当たりの飽和電荷量
が大きいことなど、優れた特徴を持つ。しかしながら、
フィールド蓄積モードの素子に対して上記の領域分割を
行うと、図5(c)に示したように偶数フィールド時の
先頭TVラインと最終TVラインの出力レベルが1/2
であるため、分割したつなぎ目に相当する画面上の位置
に不連続線が入ってしまう。したがって、領域分割を行
おうとした場合は、フィールド蓄積モードの素子を使用
することはできなかった。
【0007】この発明はかかる課題を解決するためにな
されたものであり、フィールド蓄積モードで動作させて
もつなぎ目に相当する画面上の位置に不連続線が入るこ
とがない信号処理装置を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、領域分割を
行った素子において、つなぎ目に相当するタイミングで
動作するマルチプレクサと加算器として動作するアンプ
によって、分割された画素領域の出力どうしを加算する
ようにしたものである。
【0009】またこの発明は、領域分割を行った素子に
おいて、画面輝度レベルを一定に制御する自動レベル補
正機能がある場合に、つなぎ目に相当するタイミングで
動作するマルチプレクサと加算器として動作するアンプ
によって、分割された画素領域の出力どうしを加算する
ようにしたことに加えて、各画素領域毎の出力を入力
し、その和をある時定数を持って積分する積分器を各画
素領域毎に持ち、この積分器の出力を自動レベル補正に
使うようにしたものである。
【0010】またこの発明は、領域分割を行った素子に
おいて、画面輝度レベルを一定に制御する自動レベル補
正機能がある場合に、つなぎ目に相当するタイミングで
動作するマルチプレクサと加算器として動作するアンプ
によって、分割された画素領域の出力どうしを加算する
ようにしたことに加えて、各画素領域毎の出力を入力
し、その和をある時定数を持って積分する積分器を各画
素領域共通に1つ持ち、この積分器の出力を自動レベル
補正に使うようにしたものである。
【0011】
【作用】この発明におけるマルチプレクサとアンプは、
加算によって1/2レベルとなる偶数フィールド時の先
頭TVラインと最終TVラインを補正する。また積分器
は、分割された各画素領域の出力を加算の上、ある時定
数で積分し、この結果を用いて自動レベル補正を行う。
【0012】
【実施例】
実施例1.図1はこの発明の実施例1を示す図であっ
て、31は固体撮像素子、1は分割された1つの画素領
域、2は分割されたもう1つの画素領域、3は例えば差
動アンプなどの第1のアンプ、4は同じく第2のアン
プ、5は2入力1出力のマルチプレクサ、6は第1のA
/Dコンバータ、7は第2のA/Dコンバータ、8はス
キャンコンバータ、19はCRT、30はつなぎ目タイ
ミング信号、Rは抵抗である。図において、画素領域1
の出力は、第1のアンプ3を通して、第1のA/Dコン
バータ6に入力され、ディジタル変換されてスキャンコ
ンバータ8に入る。一方、もう1つの画素領域2の出力
も同様に、第2のアンプ4を通して、第2のA/Dコン
バータ7に入力され、ディジタル変換されてスキャンコ
ンバータ8に入る。ただし、第2のアンプ4の+側入力
端子にはマルチプレクサ5を通し、第1のアンプ3の出
力か、またはゼロレベルが入力される。どちらが入力さ
れるかはつなぎ目タイミング信号30によって制御さ
れ、つなぎ目に相当するタイミングのときのみ第1のア
ンプ3の出力が第2のアンプ4の+側入力端子に入力さ
れ、それ以外の時はゼロレベルが入力される。これによ
って、つなぎ目に相当するタイミングのときのみ、第2
のアンプ4によって画素領域1と画素領域2の出力が加
算され、1/2レベルとなるTVラインの補正が可能と
なる。
【0013】スキャンコンバータ8は、第1のA/Dコ
ンバータ6と第2のA/Dコンバータ7の出力を受け
て、CRT19に表示するためのフォーマットに変換す
る作用を持つ。図4は、スキャンコンバータ8の動作を
示す1例である。図4(a)はスキャンコンバータ8の
入出力を示すブロック図、(b)は分割された画素領域
の出力の画素ラインの位置を示す図、(c)は画素ライ
ンの出力のタイミングを示す図である。また、71は第
1のA/Dコンバータ6の出力、72は第2のA/Dコ
ンバータ7の出力、73はスキャンコンバータ8の出
力、74は画素領域1の先頭の画素ライン、75は画素
領域1の2番目の画素ライン、76は画素領域1最終の
画素ライン、77は画素領域2の先頭の画素ライン、7
8は画素領域2の2番目の画素ライン、79は画素領域
2の最終の画素ラインである。
【0014】第1のA/Dコンバータ6の出力71と第
2のA/Dコンバータ7の出力72のタイミングチャー
トは、図5(c)に示すように画素領域1及び画素領域
2の先頭から順番に並列に出力される。スキャンコンバ
ータ8はモニタTVの走査の順番に合わせて上記2つの
入力、すなわち第1のA/Dコンバータ6の出力71と
第2のA/Dコンバータ7の出力72を並び替えて出力
する。なお、図5は簡単のためにフィールド蓄積モード
でない場合を例にしたが、フィールド蓄積モードでも同
様であることはいうまでもない。
【0015】実施例2.図2はこの発明による実施例2
を示す図であって、9は第1の加算器、10は第2の加
算器、11は第1の積分器、12は第1の加算抵抗、1
3は第2の加算抵抗、14は第1の積分用容量、15は
第1の基準レベル、21は第2の積分器、22は第3の
加算抵抗、23は第4の加算抵抗、24は第2の積分用
容量、25は第2の基準レベルである。図において、第
2のアンプ4とマルチプレクサ5によって、1/2レベ
ルとなるつなぎ目に相当するTVラインの補正を行う点
は図1と同様である。
【0016】本発明は、図1に示す発明に、撮像目標の
背景輝度が大きくなったとき、または小さくなったと
き、画面上の輝度が高くなり過ぎたり、または低くなり
過ぎたりして、見にくい画面になることを防ぐために設
けられる自動レベル補正機能を付加したものである。
【0017】図において、第1の加算器9の出力と第2
の加算器10の出力は、第1の積分器11によって積分
され、その結果は前記第1の加算器9に入力されフィー
ドバックされる。このときの積分定数は、第1の加算抵
抗12と第2の加算抵抗13と第1の積分用容量14の
値で決まる。一般的に、積分器の整定時間は、画面輝度
変化が不自然にならないように決定される。一方、分割
されたもう1つの画素領域については、第1の加算器9
の出力と第2の加算器10の出力が同様に第2の積分器
21によって積分され、その結果は前記第2の加算器1
0に入力されフィードバックされる。このときの積分定
数は、第3の加算抵抗22と第4の加算抵抗23と第2
の積分用容量24の値で決まる。
【0018】このような回路構成においては、第1の加
算器9の出力レベルは第1の基準レベル15と、また第
2の加算器10の出力レベルの和は第2の基準レベル2
5とそれぞれ一致するように動作する。第1の基準レベ
ル15と第2の基準レベル25とを一致させておけば、
分割された2つの画面の輝度の平均値を予め設定された
基準レベルになるように時定数をもって制御することが
できる。
【0019】実施例3.図3はこの発明による実施例3
を示す図である。図において、第1の加算器9の出力と
第2の加算器10の出力が、第1の積分器11によって
積分され、その結果を前記第1の加算器9に入力しフィ
ードバックすることは実施例2と同様である。分割され
たもう1つの画素領域については、前記第1の積分器1
1を共用し、この出力を前記第2の加算器10に入力し
てフィードバックすることによって、実施例2と同様の
作用を行うようにしたものである。
【0020】なお、実施例1,2,3では、加算器9,
10、積分器11,21をアナログ回路にて実施する方
式を記したが、第1、第2のアンプ3,4の出力端にA
/D変換器を設け、加算器9,10、積分器11,21
をディジタル回路で構成しても実現できることは言うま
でもない。
【0021】また、上記実施例1,2,3ではCRTを
表示器として用いているが、液晶表示器などの表示器を
用いても良い。
【0022】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、領域
分割を行った固体撮像素子において、フィールド蓄積モ
ードで動作させても、つなぎ目に相当するタイミングで
領域毎の出力を合成するので、つなぎ目に相当する画面
上の位置に不連続線が入ることがない。
【0023】また、この発明によれば、分割された画面
の輝度の平均値が一定になるように、画面輝度レベルを
自動的に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1の構成を示す図である。
【図2】この発明の実施例2の構成を示す図である。
【図3】この発明の実施例3の構成を示す図である。
【図4】スキャンコンバータの動作の1例を示す図であ
る。
【図5】フィールド蓄積モードの動作を説明する図であ
る。
【図6】画素領域を2つに分割した場合の2次元固体撮
像素子の構成の1例を示す図である。
【符号の説明】
1 分割された1つの画素領域 2 分割されたもう1つの画素領域 3 第1のアンプ 4 第2のアンプ 5 2入力1出力のマルチプレクサ 6 第1のA/Dコンバータ 7 第2のA/Dコンバータ 9 第1の加算器 10 第2の加算器 11 第1の積分器 21 第2の積分器 30 つなぎ目タイミング信号

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フィールド蓄積モードの固体撮像素子を
    走査方向に2個つなぎ合わせた構造の2次元固体撮像素
    子用信号処理装置において、前記2個の固体撮像素子の
    うちの一方の出力端に接続される第1のアンプと、予め
    設定されたタイミングで与えられる信号によって前記第
    1のアンプの出力か予め設定されたレベルかのどちらか
    を出力とする2入力1出力のマルチプレクサと、前記2
    個の固体撮像素子のうちのもう一方の素子の出力端に接
    続され、前記マルチプレクサの出力を合成する第2のア
    ンプと、前記第1のアンプの出力と、前記第2のアンプ
    の出力とを表示器に表示するためのフォーマットに変換
    するスキャンコンバータとを備えたことを特徴とする固
    体撮像素子用信号処理装置。
  2. 【請求項2】 フィールド蓄積モードの固体撮像素子を
    走査方向に2個つなぎ合わせた構造の2次元固体撮像素
    子用で、自動レベル補正機能を併せ持つ信号処理装置に
    おいて、前記2個の固体撮像素子のうちの一方の出力端
    に接続される第1のアンプと、予め設定されたタイミン
    グで与えられる信号によって前記第1のアンプの出力か
    予め設定されたレベルかのどちらかを出力とする2入力
    1出力のマルチプレクサと、前記2個の固体撮像素子の
    うちのもう一方の素子の出力端に接続され、前記マルチ
    プレクサの出力を合成する第2のアンプと、上記第1の
    アンプの出力端に接続された第1の加算器と、上記第2
    のアンプの出力端に接続された第2の加算器と、予め設
    定された時定数を持ち、前記第1及び第2の加算器の出
    力を入力とする第1の積分器と、同じく第1及び第2の
    加算器の出力を入力とする第2の積分器と、前記第1の
    加算器の出力と、前記第2の加算器の出力とを表示器に
    表示するためのフォーマットに変換するスキャンコンバ
    ータとを備えたことを特徴とする固体撮像素子用信号処
    理装置。
  3. 【請求項3】 フィールド蓄積モードの固体撮像素子を
    走査方向に2個つなぎ合わせた構造の2次元固体撮像素
    子用で、自動レベル補正機能を併せ持つ信号処理装置に
    おいて、前記2個の固体撮像素子のうちの一方の出力端
    に接続される第1のアンプと、予め設定されたタイミン
    グで与えられる信号によって前記第1のアンプの出力か
    予め設定されたレベルかのどちらかを出力とする2入力
    1出力のマルチプレクサと、前記2個の固体撮像素子の
    うちのもう一方の素子の出力端に接続され、前記マルチ
    プレクサの出力を合成する第2のアンプと、前記第1の
    アンプの出力端に接続された第1の加算器と、前記第2
    のアンプの出力端に接続された第2の加算器と、予め設
    定された時定数を持ち、前記第1及び第2の加算器の出
    力を入力とする第1の積分器と、前記第1の加算器の出
    力と、前記第2の加算器の出力とを表示器に表示するた
    めのフォーマットに変換するスキャンコンバータとを備
    えたことを特徴とする固体撮像素子用信号処理装置。
  4. 【請求項4】 上記第1のアンプとスキャンコンバータ
    との間、上記第2のアンプとスキャンコンバータとの間
    にそれぞれA/Dコンバータを設けたことを特徴とする
    請求項1,2,3いずれか記載の固体撮像素子用信号処
    理装置。
JP5216128A 1992-09-29 1993-08-31 固体撮像素子用信号処理装置 Expired - Lifetime JP2953265B2 (ja)

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US08/125,588 US5483281A (en) 1992-09-29 1993-09-23 Signal processing device for a two-dimensional solid-state imaging element
FR9311619A FR2696610B1 (fr) 1992-09-29 1993-09-29 Dispositif de traitement de signaux pour un élément de formation d'images à l'état solide.

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JP4-259604 1992-09-29
JP25960492 1992-09-29
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