JPH0736616B2 - 蓄積時間切換固体撮像装置 - Google Patents
蓄積時間切換固体撮像装置Info
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- JPH0736616B2 JPH0736616B2 JP61164923A JP16492386A JPH0736616B2 JP H0736616 B2 JPH0736616 B2 JP H0736616B2 JP 61164923 A JP61164923 A JP 61164923A JP 16492386 A JP16492386 A JP 16492386A JP H0736616 B2 JPH0736616 B2 JP H0736616B2
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- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 40
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- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
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- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明の蓄積時間切換撮像装置はテレビカメラ特に単板
式のテレビカメラに用いられ、蓄積時間のモード切換時
の信号レベル変動をなくし、モード切換を自動で行なう
ことを可能とし、誰でもが容易に用いることが出来る家
庭用カメラとして適している。
式のテレビカメラに用いられ、蓄積時間のモード切換時
の信号レベル変動をなくし、モード切換を自動で行なう
ことを可能とし、誰でもが容易に用いることが出来る家
庭用カメラとして適している。
従来の技術 従来の撮像装置で用いられている固体撮像素子を第７図
に示す。第７図はインターラインCCDの模式図であり、1
01は電気信号に変換するホトダイオード、102は垂直方
向の走査を行なうCCD（以下Ｖ−CCD）、103は水平方向
の走査を行なうCCD（以下Ｈ−CCD）、104は光電変換さ
れた電荷を電圧に変換するフローティングディフュージ
ンアンプ（以下FDA）である。○印を付けたホトダイオ
ードは奇数フィールドのＶ−CCDに読出され、△印を付
けたホトダイオードは偶数フィールドのＶ−CCDに読出
され、垂直方向及び水平方向に順次走査される。たとえ
ば101−ａのホトダイオードの信号は、Ｖ−CCDのＶ1の
電極のついた102aの場所から転送され、１水平走査ごと
に垂直方向に転送される。Ｖ−CCDの電極をＶ1〜Ｖ4と
するとＶ1〜Ｖ4の電圧波形を第８図ａに示す。印加電圧
の高い電極のもとに信号電荷は転送され、Ｖ1からＶ4の
電極のもとに順次転送される。水平の走査を行なうＨ−
CCDも同様でＨ1からＨ4までの電極に順次電圧を印加す
る。電圧波形を第８図ｃに示す。このようにして１フィ
ールドの走査が終了したとき、次のフィールドの信号電
荷をＶ−CCDに読出す。走査の終了したフィールドが○
印を付けた奇数フィールドのとき、次のフィールドは△
印を付けた偶数フィールドとなり、第８図ｂの電圧を印
加して走査を行なう。したがって同一のホトダイオード
から信号電荷が読出される周期は２フィールドごとであ
り蓄積時間は１フィールドを1/60秒とすると1/30秒とな
る。
に示す。第７図はインターラインCCDの模式図であり、1
01は電気信号に変換するホトダイオード、102は垂直方
向の走査を行なうCCD（以下Ｖ−CCD）、103は水平方向
の走査を行なうCCD（以下Ｈ−CCD）、104は光電変換さ
れた電荷を電圧に変換するフローティングディフュージ
ンアンプ（以下FDA）である。○印を付けたホトダイオ
ードは奇数フィールドのＶ−CCDに読出され、△印を付
けたホトダイオードは偶数フィールドのＶ−CCDに読出
され、垂直方向及び水平方向に順次走査される。たとえ
ば101−ａのホトダイオードの信号は、Ｖ−CCDのＶ1の
電極のついた102aの場所から転送され、１水平走査ごと
に垂直方向に転送される。Ｖ−CCDの電極をＶ1〜Ｖ4と
するとＶ1〜Ｖ4の電圧波形を第８図ａに示す。印加電圧
の高い電極のもとに信号電荷は転送され、Ｖ1からＶ4の
電極のもとに順次転送される。水平の走査を行なうＨ−
CCDも同様でＨ1からＨ4までの電極に順次電圧を印加す
る。電圧波形を第８図ｃに示す。このようにして１フィ
ールドの走査が終了したとき、次のフィールドの信号電
荷をＶ−CCDに読出す。走査の終了したフィールドが○
印を付けた奇数フィールドのとき、次のフィールドは△
印を付けた偶数フィールドとなり、第８図ｂの電圧を印
加して走査を行なう。したがって同一のホトダイオード
から信号電荷が読出される周期は２フィールドごとであ
り蓄積時間は１フィールドを1/60秒とすると1/30秒とな
る。
発明が解決しようとする問題点 このようにCCDを駆動して走査をした撮像装置では螢光
灯などのフリッカをもつ照明時の撮像に対してちらつき
が少ない画像が得られるが、移動する物体たとえは車な
どを撮像した場合に得られた画像がボケてしまうという
問題点を有している。
灯などのフリッカをもつ照明時の撮像に対してちらつき
が少ない画像が得られるが、移動する物体たとえは車な
どを撮像した場合に得られた画像がボケてしまうという
問題点を有している。
第２の従来例としては、第９図に示したように、ホトダ
イオードからの読出し方法を変え、蓄積時間を１フィー
ルドの時間にしたものがある。奇数フィールドではまず
○印のホトダイオード101aと101bから同時に信号電荷を
Ｖ−CCDのＶ3の電極に読出す。電圧波形を第10図ａに示
す。垂直方向の走査は第１の従来例と同様であり１水平
走査ごとに順次Ｖ1〜Ｖ4へと転送する。このように同一
フィールドですべてのホトダイオードから信号を読み出
す。次の偶数フィールドでは△印のホトダイオード101b
と101cから同時に信号電荷をＶ−CCDのＶ3の電極に読出
す。電圧波形を第10図ｂに示す。このようにしてホトダ
イオードから信号を読出すことにより蓄積時間は１フィ
ールド、1/60秒とし、移動する物体を撮像した場合の画
像のボケを改善したものがある。しかしこの場合、螢光
灯などのフリッカをもつ照明時に撮像した画像にちらつ
きが多くなるという問題点を有している。
イオードからの読出し方法を変え、蓄積時間を１フィー
ルドの時間にしたものがある。奇数フィールドではまず
○印のホトダイオード101aと101bから同時に信号電荷を
Ｖ−CCDのＶ3の電極に読出す。電圧波形を第10図ａに示
す。垂直方向の走査は第１の従来例と同様であり１水平
走査ごとに順次Ｖ1〜Ｖ4へと転送する。このように同一
フィールドですべてのホトダイオードから信号を読み出
す。次の偶数フィールドでは△印のホトダイオード101b
と101cから同時に信号電荷をＶ−CCDのＶ3の電極に読出
す。電圧波形を第10図ｂに示す。このようにしてホトダ
イオードから信号を読出すことにより蓄積時間は１フィ
ールド、1/60秒とし、移動する物体を撮像した場合の画
像のボケを改善したものがある。しかしこの場合、螢光
灯などのフリッカをもつ照明時に撮像した画像にちらつ
きが多くなるという問題点を有している。
第３の従来例として、例えば特開昭57-17840号公報に示
されている。この例においては撮像素子の駆動方法を切
換て、第８図及び第10図に示したフレーム蓄積とフィー
ルド蓄積を切換るものであり、一つの撮像装置で動画に
おける解像度の高い方式と、螢光灯などによるフリッカ
の影響の少ない方式を切換ることが可能となっている。
されている。この例においては撮像素子の駆動方法を切
換て、第８図及び第10図に示したフレーム蓄積とフィー
ルド蓄積を切換るものであり、一つの撮像装置で動画に
おける解像度の高い方式と、螢光灯などによるフリッカ
の影響の少ない方式を切換ることが可能となっている。
しかしながらこの方式においては画素信号が撮像素子か
ら出力信号として得られるまでに、画素信号の混合のさ
れ方が異なる。したがって撮像素子にモザイク色フィル
タを付け、画素信号のレベル差を用いて色分離を行なう
単板式カラーカメラには使用することができないという
問題点を有していた。
ら出力信号として得られるまでに、画素信号の混合のさ
れ方が異なる。したがって撮像素子にモザイク色フィル
タを付け、画素信号のレベル差を用いて色分離を行なう
単板式カラーカメラには使用することができないという
問題点を有していた。
本発明はかかる点に鑑み、単板カラーカメラにおいて蓄
積時間をフレーム周期とフィールド周期に切換え、且つ
切換時における信号レベル変化をなくすことができる単
板カラーカメラを実現できる蓄積時間切換固体撮像装置
を提供することを目的とする。
積時間をフレーム周期とフィールド周期に切換え、且つ
切換時における信号レベル変化をなくすことができる単
板カラーカメラを実現できる蓄積時間切換固体撮像装置
を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するため、光学像を電気信号に
変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子が光を電気
信号に変換する１周期の時間（以下蓄積時間）を切換る
駆動回路と、前記固体撮像素子に入射する光量を制御す
るしぼり制御回路と、前記固体撮像素子の信号レベルを
可変する利得制御回路と、前記駆動回路での蓄積時間切
換時に前記固体撮像素子の出力信号レベルの増加減少を
前記利得制御回路又は前記利得制御回路としぼり制御回
路を制御して信号レベルを一定にするシステム制御回路
とを備え、前記システム制御回路は、前記蓄積時間を１
フレーム走査期間（以下フレーム蓄積モード）又は１フ
ィールド走査期間（以下フィールド蓄積モード）に制御
し、フレーム蓄積モードからフィールド蓄積モードに切
換えたとき、１フィールド走査期間後に前記利得制御回
路の利得を倍とし、さらにこの後前記しぼり制御回路を
制御してしぼりを光量が２倍となるまで徐々に開く制御
をし、これと同時に前記利得制御回路の利得を徐々に半
分になるよう制御し、前記利得制御回路の出力において
信号レベルの変動のない制御とし、また、フィールド蓄
積モードからフレーム蓄積モードに切り替える条件にな
ったとき、前記しぼり制御回路を制御してしぼりを光量
が1/2倍となるまで徐々に閉じる制御をし、これと同時
に前記利得制御回路の利得を徐々に倍になるよう制御
し、前記利得制御回路の出力において信号レベルの変動
のない制御としてからフィールド蓄積モードからフレー
ム蓄積モードに切り替え、このモードの切り替えから１
フィールド走査期間後に前記利得制御回路の利得を半分
にする構成としたものである。
変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子が光を電気
信号に変換する１周期の時間（以下蓄積時間）を切換る
駆動回路と、前記固体撮像素子に入射する光量を制御す
るしぼり制御回路と、前記固体撮像素子の信号レベルを
可変する利得制御回路と、前記駆動回路での蓄積時間切
換時に前記固体撮像素子の出力信号レベルの増加減少を
前記利得制御回路又は前記利得制御回路としぼり制御回
路を制御して信号レベルを一定にするシステム制御回路
とを備え、前記システム制御回路は、前記蓄積時間を１
フレーム走査期間（以下フレーム蓄積モード）又は１フ
ィールド走査期間（以下フィールド蓄積モード）に制御
し、フレーム蓄積モードからフィールド蓄積モードに切
換えたとき、１フィールド走査期間後に前記利得制御回
路の利得を倍とし、さらにこの後前記しぼり制御回路を
制御してしぼりを光量が２倍となるまで徐々に開く制御
をし、これと同時に前記利得制御回路の利得を徐々に半
分になるよう制御し、前記利得制御回路の出力において
信号レベルの変動のない制御とし、また、フィールド蓄
積モードからフレーム蓄積モードに切り替える条件にな
ったとき、前記しぼり制御回路を制御してしぼりを光量
が1/2倍となるまで徐々に閉じる制御をし、これと同時
に前記利得制御回路の利得を徐々に倍になるよう制御
し、前記利得制御回路の出力において信号レベルの変動
のない制御としてからフィールド蓄積モードからフレー
ム蓄積モードに切り替え、このモードの切り替えから１
フィールド走査期間後に前記利得制御回路の利得を半分
にする構成としたものである。
作用 本発明は前記した構成により、Ｖ−ブランキング内で電
荷を高速転送し撮像素子からの信号読出しはフレーム蓄
積モードと同様にし、信号電荷の蓄積時間のみを１フレ
ーム走査期間と、１フィールド走査期間に切換ることに
より単板カラーカメラにおいて蓄積時間の切換を可能と
し、且つ蓄積モードの切換による信号レベルの変化を利
得制御及びしぼり制御回路を用いて無くするようにした
ものである。このようにして撮像素子の蓄積時間を制御
し、たとえば照明光のフリッカが問題になるか、被写体
の動きによるボケ（動的解像度）が問題になるかの判断
を照度を用いて行ない、照明光のフリッカが問題になる
低照度のときに蓄積時間を長くし（フレーム蓄積モー
ド）、照度が上り、被写体の動きによる撮像画像のボケ
が問題になる場合には蓄積時間を短かく（フィールド蓄
積モード）する切換を自動で行なわせ撮像画像のチラツ
キとボケの問題を解決することが可能となる。
荷を高速転送し撮像素子からの信号読出しはフレーム蓄
積モードと同様にし、信号電荷の蓄積時間のみを１フレ
ーム走査期間と、１フィールド走査期間に切換ることに
より単板カラーカメラにおいて蓄積時間の切換を可能と
し、且つ蓄積モードの切換による信号レベルの変化を利
得制御及びしぼり制御回路を用いて無くするようにした
ものである。このようにして撮像素子の蓄積時間を制御
し、たとえば照明光のフリッカが問題になるか、被写体
の動きによるボケ（動的解像度）が問題になるかの判断
を照度を用いて行ない、照明光のフリッカが問題になる
低照度のときに蓄積時間を長くし（フレーム蓄積モー
ド）、照度が上り、被写体の動きによる撮像画像のボケ
が問題になる場合には蓄積時間を短かく（フィールド蓄
積モード）する切換を自動で行なわせ撮像画像のチラツ
キとボケの問題を解決することが可能となる。
実施例 第１図は本発明における第１の実施例における蓄積時間
切換固体撮像装置のブロック図を示すものである。第１
図において１は入射光量を制御するしぼり、２は光学像
を電気信号に変換する撮像素子、３は信号レベルを可変
する利得制御回路、４は撮像信号を目的とする信号形式
に変換するプロセス回路、５は撮像素子の信号レベルを
検出するレベル検出回路、６は入力信号に応じてしぼり
開閉を制御するしぼり制御回路、８は撮像条件に応じて
撮像装置の動作条件を決定するシステム制御回路であ
る。
切換固体撮像装置のブロック図を示すものである。第１
図において１は入射光量を制御するしぼり、２は光学像
を電気信号に変換する撮像素子、３は信号レベルを可変
する利得制御回路、４は撮像信号を目的とする信号形式
に変換するプロセス回路、５は撮像素子の信号レベルを
検出するレベル検出回路、６は入力信号に応じてしぼり
開閉を制御するしぼり制御回路、８は撮像条件に応じて
撮像装置の動作条件を決定するシステム制御回路であ
る。
以上の様に構成された本実施例の蓄積時間切換固体撮像
装置について以下その動作を説明する。
装置について以下その動作を説明する。
撮像素子２の構成とモザイクフィルタを第２図a,bに示
す。撮像素子２は従来より用いられているインターライ
ンCCDであり、11はホトダイオード、12は垂直方向に信
号電荷を転送して走査を行なうＶ−CCD、13は水平方向
に信号電荷を転送して走査を行なうＨ−CCD、14は信号
電荷を電圧に変換して出力するフローティングディフェ
ージングアンプ（FDA）であり、第２図ｂはこの撮像素
子の前面に付けられるモザイクフィルタである。Ｗは全
色光透過、Ｇは緑色光透過、Yeは黄色光透過、Cyはシア
ン色光透過の色フィルタである。ホトダイオード11aの
上には色フィルタ15aが置かれ、ホトダイオード11bには
色フィルタ15bが置かれる。以下同様にそれぞれのモザ
イク色フィルタには撮像素子のホトダイオードが対応す
る。
す。撮像素子２は従来より用いられているインターライ
ンCCDであり、11はホトダイオード、12は垂直方向に信
号電荷を転送して走査を行なうＶ−CCD、13は水平方向
に信号電荷を転送して走査を行なうＨ−CCD、14は信号
電荷を電圧に変換して出力するフローティングディフェ
ージングアンプ（FDA）であり、第２図ｂはこの撮像素
子の前面に付けられるモザイクフィルタである。Ｗは全
色光透過、Ｇは緑色光透過、Yeは黄色光透過、Cyはシア
ン色光透過の色フィルタである。ホトダイオード11aの
上には色フィルタ15aが置かれ、ホトダイオード11bには
色フィルタ15bが置かれる。以下同様にそれぞれのモザ
イク色フィルタには撮像素子のホトダイオードが対応す
る。
撮像素子に加える駆動パルスを第３図に示す。同図上側
にはフレーム蓄積モードのパルス位置関係を示し、下側
にはフィールド蓄積モードのパルス位置関係を示す。Ｖ
パルス28,30はＶ−CCD12を駆動するものであり、Ｈパル
ス29,31はＨ−CCD3を駆動するものである。24〜26のＶ
高速転送パルス以外のパルスは第８図ａ〜ｃに示したも
のと同じである。フレーム蓄積モードにおいてホトダイ
オードの信号は読出しパルス21によりフィールド毎に交
互に読出す。第２図ａにおいて○印を付けたホトダイオ
ード11a,11cなどから奇数フィールドで読出し、△印を
付けたホトダイオード11b,11dなどから偶数フィールド
に読出す。これは従来用いられている信号の読出しモー
ドであり、このモードで色分離が可能なようなモザイク
色フィルタを用いて単板のカラーカメラ（撮像装置）と
する。それぞれのフィールドでW,G,Cy,Yeの画素信号が
読出され、４のプロセス回路により次式のような色分離
を行う。
にはフレーム蓄積モードのパルス位置関係を示し、下側
にはフィールド蓄積モードのパルス位置関係を示す。Ｖ
パルス28,30はＶ−CCD12を駆動するものであり、Ｈパル
ス29,31はＨ−CCD3を駆動するものである。24〜26のＶ
高速転送パルス以外のパルスは第８図ａ〜ｃに示したも
のと同じである。フレーム蓄積モードにおいてホトダイ
オードの信号は読出しパルス21によりフィールド毎に交
互に読出す。第２図ａにおいて○印を付けたホトダイオ
ード11a,11cなどから奇数フィールドで読出し、△印を
付けたホトダイオード11b,11dなどから偶数フィールド
に読出す。これは従来用いられている信号の読出しモー
ドであり、このモードで色分離が可能なようなモザイク
色フィルタを用いて単板のカラーカメラ（撮像装置）と
する。それぞれのフィールドでW,G,Cy,Yeの画素信号が
読出され、４のプロセス回路により次式のような色分離
を行う。
Ｒ＝1/2｛（Ｗ−Cy）＋（Ye−Ｇ）｝ Ｂ＝1/2｛（Ｗ−Ye）＋（Cy−Ｇ）｝ Ｙ＝1/4（Ｗ＋Ｇ＋Cy＋Ye） Ｒは赤信号、Ｂは青信号、Ｙは輝度信号を示す。４のプ
ロセス回路ではこれらの信号に対してホワイトバラン
ス、ガンマ補正、マトリックスなどの処理を行ない、た
とえばNTSCの信号に変換して出力する。
ロセス回路ではこれらの信号に対してホワイトバラン
ス、ガンマ補正、マトリックスなどの処理を行ない、た
とえばNTSCの信号に変換して出力する。
フィールド蓄積モードにおいてはＶブランキング内にＶ
高速転送パルス24〜26を付加する。21の読出しパルスが
奇数フィールドの場合は、読出しパルス24は偶数フィー
ルドのホトダイオードから信号を読出す。21の読出しパ
ルスが偶数フィールドの場合は24の読出しパルスは奇数
フィールドから読出す。読出した後にＶ−CCD12に高速
転送するパルス25を印加する。通常のＶ転送は1H走査期
間に１回、約15.8kHzであるが高速転送パルスは200kHz
〜1MHz程度の周波数とし、Ｖブランキング内で垂直走査
を終了するようにする。高速転送時において水平走査は
行なわず、Ｈ−CCD13のすべての電極を高電位とし、FDA
部14から転送された電荷を読出す。
高速転送パルス24〜26を付加する。21の読出しパルスが
奇数フィールドの場合は、読出しパルス24は偶数フィー
ルドのホトダイオードから信号を読出す。21の読出しパ
ルスが偶数フィールドの場合は24の読出しパルスは奇数
フィールドから読出す。読出した後にＶ−CCD12に高速
転送するパルス25を印加する。通常のＶ転送は1H走査期
間に１回、約15.8kHzであるが高速転送パルスは200kHz
〜1MHz程度の周波数とし、Ｖブランキング内で垂直走査
を終了するようにする。高速転送時において水平走査は
行なわず、Ｈ−CCD13のすべての電極を高電位とし、FDA
部14から転送された電荷を読出す。
このようにして信号の読出しとは別にホトダイオードか
ら電荷を読出すことにより、蓄積時間のみを短かくした
フレーム読出しが可能となる。つまりフィルド蓄積フレ
ーム読出しを実現することができる。この読出し方法を
用いることにより蓄積時間を切換えても画素信号の読出
し関係が変化しないため、画素ごとの信号レベル差によ
り色分離を行なう単板カラーカメラにおいて、撮像素子
の蓄積時間の切換が可能となる。
ら電荷を読出すことにより、蓄積時間のみを短かくした
フレーム読出しが可能となる。つまりフィルド蓄積フレ
ーム読出しを実現することができる。この読出し方法を
用いることにより蓄積時間を切換えても画素信号の読出
し関係が変化しないため、画素ごとの信号レベル差によ
り色分離を行なう単板カラーカメラにおいて、撮像素子
の蓄積時間の切換が可能となる。
次にフィールド蓄積モードとフレーム蓄積モード切換時
の信号レベルの制御について説明する。
の信号レベルの制御について説明する。
第４図に光量，しぼりの開閉，撮像素子信号レベル，利
得制御回路のゲイン，撮像装置の出力信号レベルを示
す。横軸は時間である。ｔ1の前後で光量が増加し、ｔ1
でしぼりの制御値は基準レベル１まで閉られる。この時
点においてシステム制御回路８は駆動回路７を制御し撮
像素子の蓄積モードを、フレーム蓄積モードからフィー
ルド蓄積モードに切換える。したがって切換時に撮像素
子の信号レベルは1/2に減少する。システム制御回路８
はモード切換１フィールド走査期間後ｔ10において利得
制御回路３を制御しゲイン１から２に制御する。このよ
うに蓄積モード及び利得制御回路を制御後にしぼり徐々
に開き利得制御回路の利得を２から１まで徐々に下げる
（ｔ1〜ｔ2の期間）。このようにして信号レベルを一定
として利得制御回路のゲインを１まで下げることによ
り、フレーム蓄積モードからフィールド蓄積モードへの
切換を終了する。次にフィールド蓄積モードからフレー
ム蓄積モードの切換について説明する。時間ｔ3の前後
で光量が下り、しぼりの制御が基準レベル２まで開かれ
る。この時点においてシステム制御回路８はしぼりと利
得制御回路を制御し、しぼりを徐々に閉じゲインを２ま
で上げる。このとき利得制御後の信号レベルは一定にな
るように制御を行なう。利得制御回路のゲインが２にな
ったｔ4の時点でフィールド蓄積モードからフレーム蓄
積モードに切換え、１フィールド走査時間後ｔ20におい
て利得制御回路のゲインを２から１にもどす。このよう
にして撮像装置の出力信号レベルの変動なしに蓄積モー
ドを切換ることが可能となる。
得制御回路のゲイン，撮像装置の出力信号レベルを示
す。横軸は時間である。ｔ1の前後で光量が増加し、ｔ1
でしぼりの制御値は基準レベル１まで閉られる。この時
点においてシステム制御回路８は駆動回路７を制御し撮
像素子の蓄積モードを、フレーム蓄積モードからフィー
ルド蓄積モードに切換える。したがって切換時に撮像素
子の信号レベルは1/2に減少する。システム制御回路８
はモード切換１フィールド走査期間後ｔ10において利得
制御回路３を制御しゲイン１から２に制御する。このよ
うに蓄積モード及び利得制御回路を制御後にしぼり徐々
に開き利得制御回路の利得を２から１まで徐々に下げる
（ｔ1〜ｔ2の期間）。このようにして信号レベルを一定
として利得制御回路のゲインを１まで下げることによ
り、フレーム蓄積モードからフィールド蓄積モードへの
切換を終了する。次にフィールド蓄積モードからフレー
ム蓄積モードの切換について説明する。時間ｔ3の前後
で光量が下り、しぼりの制御が基準レベル２まで開かれ
る。この時点においてシステム制御回路８はしぼりと利
得制御回路を制御し、しぼりを徐々に閉じゲインを２ま
で上げる。このとき利得制御後の信号レベルは一定にな
るように制御を行なう。利得制御回路のゲインが２にな
ったｔ4の時点でフィールド蓄積モードからフレーム蓄
積モードに切換え、１フィールド走査時間後ｔ20におい
て利得制御回路のゲインを２から１にもどす。このよう
にして撮像装置の出力信号レベルの変動なしに蓄積モー
ドを切換ることが可能となる。
以上のように本実施例によれば、システム制御回路によ
り、撮像素子の駆動モード及び利得制御回路そしてしぼ
り制御回路を同時に制御することにより、撮像素子を一
つ用いた単板カラーカメラにおいてフレーム蓄積モード
とフィールド蓄積モードの切換が可能となり、且つモー
ド切換時における信号レベルの変動もなくすることが可
能となる。
り、撮像素子の駆動モード及び利得制御回路そしてしぼ
り制御回路を同時に制御することにより、撮像素子を一
つ用いた単板カラーカメラにおいてフレーム蓄積モード
とフィールド蓄積モードの切換が可能となり、且つモー
ド切換時における信号レベルの変動もなくすることが可
能となる。
第５図は本発明の第２の実施例を示す蓄積時間切換固体
撮像装置のブロック図である。同図において１は撮像素
子に入射する光量を制御するしぼり、２は光学像を電気
信号に変換する撮像素子、３は回路系の利得を変化させ
る利得制御回路、５は信号レベルを検出するレベル検出
回路、７は撮像素子２を動作させるための駆動回路で、
以上は第１図の構成と同様なものである。第１図の構成
と異なるのはしぼり制御回路30は単独で動作し、システ
ム制御回路31の制御を受けない点であり、システム制御
回路31は撮像素子の蓄積モードを切換えるため駆動回路
７と利得制御回路３を制御する点である。
撮像装置のブロック図である。同図において１は撮像素
子に入射する光量を制御するしぼり、２は光学像を電気
信号に変換する撮像素子、３は回路系の利得を変化させ
る利得制御回路、５は信号レベルを検出するレベル検出
回路、７は撮像素子２を動作させるための駆動回路で、
以上は第１図の構成と同様なものである。第１図の構成
と異なるのはしぼり制御回路30は単独で動作し、システ
ム制御回路31の制御を受けない点であり、システム制御
回路31は撮像素子の蓄積モードを切換えるため駆動回路
７と利得制御回路３を制御する点である。
前記のように構成された第２の実施例の蓄積時間切換固
体撮像装置について、以下その動作を説明する。
体撮像装置について、以下その動作を説明する。
撮像素子２の駆動モードは第１の実施例と同様であり、
フレーム蓄積モードとフィールド蓄積モードがある。フ
ィールド蓄積モードでは、Ｖ−ブランキング時に１つの
フィールドの信号電荷を高速転送によりリセットし、の
こりのフィールドの電荷を通常のフレーム蓄積と同様の
方法で読出す。フレーム蓄積モードはＶブランキング内
の高速転送のない通常のモードである。この２つのモー
ドの切換時の制御について第６図に示す。
フレーム蓄積モードとフィールド蓄積モードがある。フ
ィールド蓄積モードでは、Ｖ−ブランキング時に１つの
フィールドの信号電荷を高速転送によりリセットし、の
こりのフィールドの電荷を通常のフレーム蓄積と同様の
方法で読出す。フレーム蓄積モードはＶブランキング内
の高速転送のない通常のモードである。この２つのモー
ドの切換時の制御について第６図に示す。
時間ｔ1の前後で光量が増加し、素子出力が時間ｔ1で基
準レベル１になる。時間ｔ1においてフレーム蓄積モー
ドからフィールド蓄積モードに切換る。このとき撮像素
子１の出力は1/2となるので利得制御回路のゲインを１
フィールド走査期間後ｔ10で倍に上げる。光量の増加に
ともない撮像素子出力が増加し、これに合せて利得制御
回路のゲインを下げる。次にフィールド蓄積モードから
フレーム蓄積モードの切換について説明する。時間ｔ4
の前後で光量が下り撮像素子出力のレベルが時間ｔ4で
基準レベル２となる。時間ｔ4においてフィールド蓄積
モードからフレーム蓄積モードに切換える。このとき撮
像素子出力のレベルが倍に増加するため、利得制御回路
のゲインを１フィールド走査期間後ｔ20で1/2に下げ撮
像装置として信号の出力レベルを一定にして蓄積モード
の切換を行なう。
準レベル１になる。時間ｔ1においてフレーム蓄積モー
ドからフィールド蓄積モードに切換る。このとき撮像素
子１の出力は1/2となるので利得制御回路のゲインを１
フィールド走査期間後ｔ10で倍に上げる。光量の増加に
ともない撮像素子出力が増加し、これに合せて利得制御
回路のゲインを下げる。次にフィールド蓄積モードから
フレーム蓄積モードの切換について説明する。時間ｔ4
の前後で光量が下り撮像素子出力のレベルが時間ｔ4で
基準レベル２となる。時間ｔ4においてフィールド蓄積
モードからフレーム蓄積モードに切換える。このとき撮
像素子出力のレベルが倍に増加するため、利得制御回路
のゲインを１フィールド走査期間後ｔ20で1/2に下げ撮
像装置として信号の出力レベルを一定にして蓄積モード
の切換を行なう。
以上の様に本実施例によれば、しぼり回路にシステム制
御回路からの制御を行なわずに、撮像素子のモード切換
を、出力信号レベルの変動なく行なうことが出来る。
御回路からの制御を行なわずに、撮像素子のモード切換
を、出力信号レベルの変動なく行なうことが出来る。
なお本実施例は、撮像素子を１つ用いた単板カラーカメ
ラを例として説明したが、多板のカメラに利用できるの
は言うまでもない。
ラを例として説明したが、多板のカメラに利用できるの
は言うまでもない。
また撮像素子の蓄積モード切換の判断を、信号のレベル
やしぼりの制御レベルで行なったが、その他、たとえば
フリッカ検出装置によりモード切換の判断を行なっても
良いのは言うまでもない。
やしぼりの制御レベルで行なったが、その他、たとえば
フリッカ検出装置によりモード切換の判断を行なっても
良いのは言うまでもない。
発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、単板カラーカメ
ラにおいても蓄積時間の切換が可能となる。また切換時
の信号レベルの変動がないため、撮像中に任意な切換が
可能であり、たとえば光量の変化を用いた蓄積時間の自
動切換も可能であり、螢光灯下の照明でフレーム蓄積モ
ードにしてフリッカの影響を小さくし、また明るい屋外
ではフィルド蓄積モードにして動的解像度を高く（ボケ
の少なく）した画像を撮像することが出来る撮像装置を
実現することが出来、この実用的効果は大きい。
ラにおいても蓄積時間の切換が可能となる。また切換時
の信号レベルの変動がないため、撮像中に任意な切換が
可能であり、たとえば光量の変化を用いた蓄積時間の自
動切換も可能であり、螢光灯下の照明でフレーム蓄積モ
ードにしてフリッカの影響を小さくし、また明るい屋外
ではフィルド蓄積モードにして動的解像度を高く（ボケ
の少なく）した画像を撮像することが出来る撮像装置を
実現することが出来、この実用的効果は大きい。
第１図は本発明における一実施例の蓄積時間切換撮像装
置のブロック図、第２図ａは撮像素子の構造を示す模式
図、同図ｂは色フィルタの構造を示す模式図、第３図は
撮像素子の駆動タイミングを示すタイミング図、第４図
は各ブロックの動作関係を示す波形図、第５図は本発明
における第２の実施例の蓄積時間切換撮像装置のブロッ
ク図、第６図は第２の実施例の各ブロックの動作関係を
示す波形図、第７図及び第９図は従来の撮像素子の構成
と信号読出方法を示す模式図、第８図及び第10図は従来
の撮像素子の駆動パルスを示す波形図である。 １……しぼり、２……撮像素子、３……利得制御回路、
４……プロセス回路、５……レベル検出回路、6,30……
しぼり制御回路、７……駆動回路、8,31……システム制
御回路、11……ホトダイオード、12……垂直CCD、13…
…水平CCD、14……フローティングディフェージョンア
ンプ、15……モザイク色フィルタ、20……垂直転送パル
ス、21,24……読出しパルス、22……水平ブランキン
グ、23……水平転送パルス、25……垂直高速転送パル
ス、26……垂直高速転送部の水平CCD波形。
置のブロック図、第２図ａは撮像素子の構造を示す模式
図、同図ｂは色フィルタの構造を示す模式図、第３図は
撮像素子の駆動タイミングを示すタイミング図、第４図
は各ブロックの動作関係を示す波形図、第５図は本発明
における第２の実施例の蓄積時間切換撮像装置のブロッ
ク図、第６図は第２の実施例の各ブロックの動作関係を
示す波形図、第７図及び第９図は従来の撮像素子の構成
と信号読出方法を示す模式図、第８図及び第10図は従来
の撮像素子の駆動パルスを示す波形図である。 １……しぼり、２……撮像素子、３……利得制御回路、
４……プロセス回路、５……レベル検出回路、6,30……
しぼり制御回路、７……駆動回路、8,31……システム制
御回路、11……ホトダイオード、12……垂直CCD、13…
…水平CCD、14……フローティングディフェージョンア
ンプ、15……モザイク色フィルタ、20……垂直転送パル
ス、21,24……読出しパルス、22……水平ブランキン
グ、23……水平転送パルス、25……垂直高速転送パル
ス、26……垂直高速転送部の水平CCD波形。
Claims (1)
- 【請求項１】光学像を電気信号に変換する固体撮像素子
と、前記固体撮像素子が光を電気信号に変換する１周期
の時間（以下蓄積時間）を切換る駆動回路と、前記固体
撮像素子に入射する光量を制御するしぼり制御回路と、
前記固体撮像素子の信号レベルを可変する利得制御回路
と、前記駆動回路での蓄積時間切換時に前記固体撮像素
子の出力信号レベルの増加減少を前記利得制御回路又は
前記利得制御回路としぼり制御回路を制御して信号レベ
ルを一定にするシステム制御回路とを備え、 前記システム制御回路は、前記蓄積時間を１フレーム走
査期間（以下フレーム蓄積モード）又は１フィールド走
査期間（以下フィールド蓄積モード）に制御し、フレー
ム蓄積モードからフィールド蓄積モードに切換えたと
き、１フィールド走査期間後に前記利得制御回路の利得
を倍とし、さらにこの後前記しぼり制御回路を制御して
しぼりを光量が２倍となるまで徐々に開く制御をし、こ
れと同時に前記利得制御回路の利得を徐々に半分になる
よう制御し、前記利得制御回路の出力において信号レベ
ルの変動のない制御とし、 またフィールド蓄積モードからフレーム蓄積モードに切
り替える条件になったとき、前記しぼり制御回路を制御
してしぼりを光量が1/2倍となるまで徐々に閉じる制御
をし、これと同時に前記利得制御回路の利得を徐々に倍
になるよう制御し、前記利得制御回路の出力において信
号レベルの変動のない制御としてからフィールド蓄積モ
ードからフレーム蓄積モードに切り替え、このモードの
切り替えから１フィールド走査期間後に前記利得制御回
路の利得を半分にすることを特徴とする蓄積時間切換固
体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61164923A JPH0736616B2 (ja) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | 蓄積時間切換固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61164923A JPH0736616B2 (ja) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | 蓄積時間切換固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6319977A JPS6319977A (ja) | 1988-01-27 |
| JPH0736616B2 true JPH0736616B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=15802412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61164923A Expired - Lifetime JPH0736616B2 (ja) | 1986-07-14 | 1986-07-14 | 蓄積時間切換固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0736616B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2860996B2 (ja) * | 1988-08-26 | 1999-02-24 | ソニー株式会社 | 撮像装置 |
| JP2001351097A (ja) * | 2000-06-08 | 2001-12-21 | Noritz Corp | 人体検出装置 |
| JP6595827B2 (ja) * | 2015-07-13 | 2019-10-23 | 日本放送協会 | 撮像装置、撮像方法および制御回路 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57178480A (en) * | 1981-04-27 | 1982-11-02 | Sony Corp | Solid image pickup device |
| JPS6050568U (ja) * | 1983-09-14 | 1985-04-09 | ミノルタ株式会社 | 電子スチルカメラ |
-
1986
- 1986-07-14 JP JP61164923A patent/JPH0736616B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6319977A (ja) | 1988-01-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |