JPH06253216A - Ccdイメージセンサの駆動方法 - Google Patents

Ccdイメージセンサの駆動方法

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JPH06253216A
JPH06253216A JP5038334A JP3833493A JPH06253216A JP H06253216 A JPH06253216 A JP H06253216A JP 5038334 A JP5038334 A JP 5038334A JP 3833493 A JP3833493 A JP 3833493A JP H06253216 A JPH06253216 A JP H06253216A
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JP
Japan
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period
vertical register
signal
signal charge
vertical
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Pending
Application number
JP5038334A
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English (en)
Inventor
Seisuke Yamanaka
成介 山中
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C I S KK
Original Assignee
C I S KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フリッカーレスモードでの感度制御を可能に
する。 【構成】 撮像期間は商用電源周波数の周期をTACとし
て略MTAC/2の長さとする。この撮像期間をN個の期
間T1,2,・・・TN に分割する。分割された期間T1,
2,・・・TN には、それぞれセンサ部に蓄積された信
号電荷を捨てる排出期間TSUB と、センサ部に信号電荷
を蓄積する蓄積期間TSENSと、この蓄積期間TSENSと重
なるかまたは独立の期間でセンサ部から信号電荷を垂直
レジスタに転送する転送期間TR が設けられる。これに
よって、各々の期間T1,2,・・・TN 毎のΔt時間に
各センサ部に蓄積された信号電荷が順次垂直レジスタに
転送され、この合計の信号電荷が垂直レジスタに蓄えら
れる。すなわち各々の期間T 1,2,・・・TN 毎のΔt
時間の合計(NΔt)に相当する時間を蓄積時間とした
信号電荷が垂直レジスタに転送される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、店内監視用カメラ等に
使用して好適なCCDイメージセンサの駆動方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】例えば深夜営業の店舗において、防犯等
の目的で監視カメラを設置することが行われている。こ
のような店内監視用カメラにおいては、小型化等の目的
から一般的にCCDイメージセンサを用いた装置が多く
実施されている。またCCDイメージセンサには、セン
サ部の間に垂直レジスタを設け、センサ部からの信号電
荷を垂直レジスタに転送した後、垂直レジスタに垂直転
送クロックを与えて信号電荷を読み出すようにしたイン
ターライン構造のCCDイメージセンサが多く用いられ
ている。
【0003】一方、CCDイメージセンサの撮像モード
の一つとして、光エネルギーにて励起された信号電荷を
センサ部に蓄める時間を制御して、感度あるいは見方を
変えてシャッタースピードを変える制御方法がある。す
なわちこのような制御は、例えば図4に示すように、各
絵素(センサ部)に蓄った信号電荷を垂直レジスタへ転
送するパルスSGの間に、各絵素(センサ部)に蓄った
信号電荷を基盤に捨てるパルスSubCTLを加え、蓄
積時間を制御することで行うことができる。
【0004】ところで人工の光源、例えば蛍光灯やタン
グステン電球等の光源は、電源周波数に対応した光量の
変動を伴う。概念的に表現すると図5に示すAC電源周
波数に基づいた電力に比例して光エネルギー(明るさ)
が変化する訳である。この様子は図6に示される。この
ようなAC電源周波数に基づいた明るさの変化に対し
て、撮像の垂直周波数が異なっていると、両者のビート
による映像信号のレベル変化(フリッカー)が発生す
る。
【0005】そこで上述のAC電源周波数に基づいた明
るさの変化にもかかわらず、常に一定のCCD出力を得
るためには、電源周波数50Hz(周期TAC=20m
s)のときには、蓄積時間を10ms(=TAC/2)に
すれば良い。すなわち図6において、蓄積時間を10m
sにすると、どの瞬間に蓄積時間がスタートしても、蓄
積エネルギーA=Bである。
【0006】さらにCCDカメラ(イメージセンサ)の
場合には、例えばNTSC(EIA)標準方式では約1
6.68msの垂直周期である為、電源周波数50Hz
の場合には上述の考えに習って蓄積時間を10msに設
定するようにSubCTLパルスを制御する。これによ
ってCCDの出力は光源の変化の影響を受けることはな
い。すなわちフリッカーが生じないので、この動作は通
称フリッカーレスモードと呼ばれている。
【0007】しかしこのモードは、蓄積時間が固定で感
度制御はできない。例えば時間制御をしてしまうと、図
6に示すCとDのように、蓄積エネルギーが等しくなら
ない。すなわち時間制御を優先すると、TAC/2に同期
した蓄積時間のスタートタイミングの制御が必要になる
が、これは電源と標準方式の垂直同期周波数が一致して
いない現状で、通常のCCDの構造では困難である。こ
の出願はこのような点に鑑みて成されたものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、通称フリッカーレスモードと呼ばれているモード
では、蓄積時間が固定で感度制御はできないというもの
である。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による第1の手段
は、センサ部の間に垂直レジスタを設け、上記センサ部
からの信号電荷を上記垂直レジスタに転送した後、上記
垂直レジスタに垂直転送クロックを与えて上記信号電荷
を読み出すようにしたインターライン構造のCCDイメ
ージセンサの駆動方法において、上記垂直レジスタに上
記センサ部から信号電荷を転送する電圧を与えることに
よって停止される撮像期間を設け、この撮像期間は商用
電源周波数の周期をTACとして略MTAC/2(M≧1の
整数)の長さとすると共に、この撮像期間をN個(N≧
2の整数)の期間に分割し、このN個に分割された期間
には、それぞれ上記センサ部に蓄積された信号電荷を捨
てる排出期間TSUB と、上記センサ部に信号電荷を蓄積
する蓄積期間TSENSと、この蓄積期間TSENSと重なるか
または独立の期間で上記センサ部から信号電荷を上記垂
直レジスタに転送する転送期間TR を設け、 0≦TSUB ≦(TAC/N)−TR −TSENS となる範囲で上記排出期間TSUB を制御することでCC
Dの感度制御を行い、上記垂直レジスタに転送された信
号電荷を、上記撮像期間を除く期間に上記垂直レジスタ
に垂直転送クロックを与えて読み出すようにしたことを
特徴とするCCDイメージセンサの駆動方法である。
【0010】本発明による第2の手段は、上記垂直レジ
スタの出力信号を監視し、この出力信号にフリッカが発
生したときのみ第1の手段記載の処理を行うようにした
CCDイメージセンサの駆動方法である。
【0011】
【作用】これによれば、感度制御を従来の如く単純な時
間制御優先ではなく、元来のフリッカーレスになる条
件、すなわちTAC/2=蓄積時間の考えから発展させ、
如何なる瞬間から蓄積時間(撮像期間)がスタートして
も、略一定の出力になるようにすることができる。
【0012】
【実施例】図1において、垂直レジスタにセンサ部から
信号電荷を転送する電圧を与えることによって停止され
る撮像期間を設ける。この撮像期間は商用電源周波数の
周期をTACとして略MTAC/2(M≧1の整数:図の例
はM=1)の長さとする。このTAC/2の撮像期間をN
個(N≧2の整数:図の例はN=9)の期間T1, 2,
・・TN に分割する。そしてこのN個に分割された期間
1,2,・・・TNには、それぞれセンサ部に蓄積され
た信号電荷を捨てる排出期間TSUB と、センサ部に信号
電荷を蓄積する蓄積期間TSENSと、この蓄積期間TSENS
と重なるかまたは独立の期間でセンサ部から信号電荷を
垂直レジスタに転送する転送期間TRが設けられる。
【0013】すなわち各々の期間T1,2,・・・TN
前半はSubCTLパルスが制御されて、各センサ部に
蓄積された信号電荷を基盤に捨てる排出期間TSUB とさ
れる。従ってこのSubCTLパルスの終端の時刻t1,
2,・・・tN を各々の蓄積時間スタートのタイミング
としてΔt時間の蓄積期間TSENSが形成される。さらに
各々の期間T1,2,・・・TN の後端部の、蓄積期間T
SENSと重なるかまたは独立の期間に転送期間TR が設け
られる。
【0014】これによって、各々の期間T1,2,・・・
N 毎のΔt時間に各センサ部に蓄積された信号電荷が
順次垂直レジスタに転送され、これらの信号電荷が順次
垂直レジスタに蓄えられる。すなわちこの合計の信号電
荷が垂直レジスタに蓄えられ、各々の期間T1,2,・・
・TN 毎のΔt時間の合計(NΔt)に相当する時間を
蓄積時間とした信号電荷が垂直レジスタに転送される。
そしてこの垂直レジスタに転送された信号電荷が、撮像
期間を除く期間に垂直レジスタに垂直転送クロックを与
えることで読み出される。
【0015】従ってこの駆動方法において、 0≦TSUB ≦(TAC/N)−TR −TSENS となる範囲で排出期間TSUB を制御し、各々の期間T1,
2,・・・TN 毎のΔt時間を制御することによってN
Δtを変化させ、CCDの感度制御を行うことができ
る。さらにこの場合に、図1に示すように期間T1 を任
意の時間に置いても、それぞれの蓄積時間(Δt時間の
合計(NΔt))をA′≒B′にすることができる。
【0016】こうして上述の方法によれば、感度制御を
従来の如く単純な時間制御優先ではなく、元来のフリッ
カーレスになる条件、すなわちTAC/2=蓄積時間の考
えから発展させ、如何なる瞬間から蓄積時間(撮像期
間)がスタートしても、略一定の出力になるようにする
ことができるものである。
【0017】なお上述の駆動方法においては、図2に示
されるように垂直レジスタからの信号電荷の読み出し
は、垂直期間から撮像期間を除いた期間に行われる。す
なわちCCDの出力信号はこの期間のみに出力されるの
で間欠的になる。そこで上述の駆動方法を実施する場合
には、図3のブロックダイヤグラムに示すように出力さ
れた信号を一度メモリに蓄積し、このメモリの信号を連
続動作の外部の同期系で読み出して通常の映像信号を取
り出すようにする。
【0018】すなわち図3において、レンズ1からの映
像光は赤外線カットフィルタ2を通じてCCD3に照射
される。このCCD3にはタイミングクロック発生器4
からのSGパルス、SubCTLパルス等が駆動回路5
を通じて供給され、上述の駆動方法に従って出力信号が
読み出される。またタイミングクロック発生器4には内
部同期発生回路6からの同期信号と共に、センサー7か
らの信号が供給されて、映像の明るさに応じたSubC
TLパルスの制御等が行われる。
【0019】これによってCCD3から読み出された出
力信号はAGC回路8に供給され、このAGC回路8に
もタイミングクロック発生器4からの制御信号が供給さ
れて、出力信号のAGCが行われる。このAGC回路8
からの信号がプロセス回路9に供給される。このプロセ
ス回路9にもタイミングクロック発生器4からの制御信
号が供給されると共に、内部同期発生回路6からのブラ
ンキング信号が供給されて、映像信号が形成される。
【0020】このプロセス回路9からの映像信号がバッ
ファアンプ10、A/D変換器11を通じてメモリ12
に供給される。また内部同期発生回路6からの信号が書
き込みクロック発生器13に供給され、この発生器13
からの信号がA/D変換器11及びメモリ12に供給さ
れる。これによってCCD3から読み出された出力信号
からプロセス回路9にて映像信号が形成され、この映像
信号がメモリ12に書き込まれる。
【0021】さらに外部同期発生回路14からの信号が
読み出しクロック発生器15に供給され、この発生器1
5からの信号がメモリ12に供給される。このメモリ1
2から読み出された信号はD/A変換器16に供給され
る。このD/A変換器16にも発生器15からの信号が
供給される。これによってメモリ12に書き込まれた映
像信号が外部同期発生回路14からの同期信号に従って
読み出される。
【0022】このメモリ12からD/A変換器16を通
じて読み出された映像信号が、プロセス回路17に供給
される。このプロセス回路9に外部同期発生回路14か
らのブランキング信号が供給されて、映像信号が形成さ
れる。そしてこの形成された映像信号が75Ωの駆動回
路18を通じて取り出される。これによってCCD3か
ら出力された信号を一度メモリ12に蓄積し、このメモ
リ12の信号を連続動作の外部の同期系(外部同期発生
回路14)で読み出して通常の映像信号を取り出すこと
ができる。
【0023】また上述の駆動方法においては、映像が明
るいときに垂直レジスタがオーバーフローを起こす可能
性が従来よりも高い。一方、映像が明るいときにはフリ
ッカーは余り目立たないことが知られている。そこで通
常は従来の駆動方法で駆動を行うと共に、垂直レジスタ
の出力信号を監視し、この出力信号にフリッカが発生し
たときのみ上述の本発明の駆動方法を行うようにしても
よい。なおフリッカの検出は、例えば出力信号のレベル
を垂直同期毎にサンプルホールドし、そのレベル差を判
別して行うことができる。
【0024】
【発明の効果】この発明によれば、感度制御を従来の如
く単純な時間制御優先ではなく、元来のフリッカーレス
になる条件、すなわちTAC/2=蓄積時間の考えから発
展させ、如何なる瞬間から蓄積時間(撮像期間)がスタ
ートしても、略一定の出力になるようにすることができ
るようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるCCDイメージセンサの駆動方法
の説明のための図である。
【図2】そのタイミングチャート図である。
【図3】本発明による方法を実現するための装置の一例
の構成図である。
【図4】従来の方法の説明図である。
【図5】従来の方法の説明図である。
【図6】従来の方法の説明図である。
【符号の説明】
1 レンズ 2 赤外線カットフィルタ 3 CCD 4 タイミングクロック発生器 5 駆動回路 6 内部同期発生回路 7 センサー 8 AGC回路 9 プロセス回路 10 バッファアンプ 11 A/D変換器 12 メモリ 13 書き込みクロック発生器 14 外部同期発生回路 15 読み出しクロック発生器 16 D/A変換器 17 プロセス回路 18 75Ω駆動回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 センサ部の間に垂直レジスタを設け、上
    記センサ部からの信号電荷を上記垂直レジスタに転送し
    た後、上記垂直レジスタに垂直転送クロックを与えて上
    記信号電荷を読み出すようにしたインターライン構造の
    CCDイメージセンサの駆動方法において、 上記垂直レジスタに上記センサ部から信号電荷を転送す
    る電圧を与えることによって停止される撮像期間を設
    け、この撮像期間は商用電源周波数の周期をTACとして
    略MTAC/2(M≧1の整数)の長さとすると共に、 この撮像期間をN個(N≧2の整数)の期間に分割し、 このN個に分割された期間には、それぞれ上記センサ部
    に蓄積された信号電荷を捨てる排出期間TSUB と、上記
    センサ部に信号電荷を蓄積する蓄積期間TSENSと、この
    蓄積期間TSENSと重なるかまたは独立の期間で上記セン
    サ部から信号電荷を上記垂直レジスタに転送する転送期
    間TR を設け、 0≦TSUB ≦(TAC/N)−TR −TSENS となる範囲で上記排出期間TSUB を制御することでCC
    Dの感度制御を行い、 上記垂直レジスタに転送された信号電荷を、上記撮像期
    間を除く期間に上記垂直レジスタに垂直転送クロックを
    与えて読み出すようにしたことを特徴とするCCDイメ
    ージセンサの駆動方法。
  2. 【請求項2】 上記垂直レジスタの出力信号を監視し、
    この出力信号にフリッカが発生したときのみ請求項1記
    載の処理を行うようにしたCCDイメージセンサの駆動
    方法。
JP5038334A 1993-02-26 1993-02-26 Ccdイメージセンサの駆動方法 Pending JPH06253216A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006222935A (ja) * 2005-01-13 2006-08-24 Canon Inc 電子スチルカメラ及び撮像方法及びプログラム及び記憶媒体
US7202897B2 (en) 2001-07-11 2007-04-10 Sony Corporation Solid-state image pickup exposure control system and method
US7920175B2 (en) 2005-01-13 2011-04-05 Canon Kabushiki Kaisha Electronic still camera performing composition of images and image capturing method therefor
US8284299B2 (en) 2005-06-23 2012-10-09 Funai Electric Co., Ltd. Solid state imaging device for correcting level variations in output signals

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