JPH09107550A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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JPH09107550A
JPH09107550A JP7263998A JP26399895A JPH09107550A JP H09107550 A JPH09107550 A JP H09107550A JP 7263998 A JP7263998 A JP 7263998A JP 26399895 A JP26399895 A JP 26399895A JP H09107550 A JPH09107550 A JP H09107550A
Authority
JP
Japan
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image pickup
signal
solid
pickup signal
subject
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7263998A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Usami
真 宇佐美
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP7263998A priority Critical patent/JPH09107550A/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain black balance adjustment by automatically following deterioration in an image pickup signal due to a temperature change or the like of circuit components even during image pickup. SOLUTION: A microcomputer 14 controls an electronic shutter for each field period via a shutter controller 13. A CCD image sensor 1 outputs an image pickup signal of an object and a back level image pickup signal in response to control of the electronic shutter. The outputted image pickup signal is fed to a selection circuit 9 via a register 2 on one hand and fed to the selection circuit 9 via a register 4 and a field memory 7 or the like with a delay of one field period on the other hand. The microcomputer 14 controls the selection circuit 9 to select the image pickup signal of an object and the black level image pickup signal from the two image pickup signals fed to the selection signal 9 and adjusts the black balance of the image pickup signal based on the black level image pickup signal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラックバランス
の調整を施して撮像信号を出力する固体撮像装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device which adjusts black balance and outputs an image pickup signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、固体撮像装置は、回路素子の温
度の変化等によって、固体撮像素子から得られる撮像信
号が劣化することがある。このため、固体撮像装置は、
撮像するときの状況で最大の感度、色再現が得られるよ
うに被写体の色信号を調整してから、画質のよい撮像信
号を出力するようになっている。固体撮像装置は、その
ような各色信号の調整の1つとして、ブラックバランス
調整を行う。
2. Description of the Related Art Generally, in a solid-state image pickup device, an image pickup signal obtained from the solid-state image pickup device may be deteriorated due to a change in temperature of a circuit element. Therefore, the solid-state imaging device
The color signal of the subject is adjusted so that the maximum sensitivity and color reproduction can be obtained in the situation of capturing an image, and then the image signal of good image quality is output. The solid-state imaging device performs black balance adjustment as one of the adjustments of each color signal.

【0003】ブラックバランス調整は、撮像信号の黒レ
ベルをサンプリングし、その黒レベルに応じて、各色信
号の黒レベルが等しくなるように信号レベルの補正を行
うものである。
The black balance adjustment is to sample the black level of an image pickup signal and correct the signal level according to the black level so that the black levels of the respective color signals become equal.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のブラ
ックバランス調整では、一度レンズのシャッタを閉じる
ことによって、撮像信号の黒レベルのサンプリングを行
っていた。従って、固体撮像装置は、被写体の撮像中に
ブラックバランス調整を行うことができないので、被写
体の撮像中に回路素子から発生する熱や環境の温度変化
等が生じると、固体撮像素子から出力された撮像信号の
信号レベルの変化を追従することができず、劣化した撮
像信号を出力しまうことがあった。
In the conventional black balance adjustment, the black level of the image pickup signal is sampled by closing the shutter of the lens once. Therefore, the solid-state imaging device cannot perform black balance adjustment during imaging of a subject. Therefore, when heat generated from a circuit element or environmental temperature change occurs during imaging of a subject, the solid-state imaging device outputs the heat. The change in the signal level of the image pickup signal cannot be tracked, and a deteriorated image pickup signal may be output.

【0005】また、使用者は、固体撮像装置で被写体を
撮像したままブラックバランス調整を行うことができな
いので、ブラックバランスの調整を行うには撮像を中断
しなければならないという不便さがあった。
Further, since the user cannot adjust the black balance while the subject is being imaged by the solid-state image pickup device, there is an inconvenience that the image pickup must be interrupted in order to adjust the black balance.

【0006】本発明は、このような実情を鑑みてなされ
たものであり、撮像中であっても、回路素子の温度変化
等による撮像信号の劣化に対し、自動的に追従してブラ
ックバランス調整を行い、画質の良好な撮像信号を出力
する固体撮像装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and automatically adjusts the black balance even when an image is being picked up by automatically following the deterioration of the image pickup signal due to the temperature change of the circuit element. It is an object of the present invention to provide a solid-state image pickup device that outputs an image pickup signal with good image quality.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係るブラックバランス調整装置は、撮像
光に応じた全画素の撮像信号を1フィールド期間毎に出
力する固体撮像素子と、1フィールド期間毎に、上記固
体撮像素子から出力される撮像信号を、被写体の撮像信
号と黒レベルの撮像信号とに制御するためのシャッタ手
段と、上記固体撮像素子から出力される撮像信号に、1
フィールド期間の遅延を施して出力する遅延手段と、上
記固体撮像素子から出力された撮像信号と上記固体撮像
素子から出力され1フィールド期間の遅延を施された撮
像信号とから、被写体の撮像信号と黒レベルの撮像信号
とに選別する選別手段と、黒レベルの撮像信号に基づい
て、撮像信号の信号レベルの調整を行うブラックバラン
ス調整手段と、上記固体撮像素子から1フィールド期間
毎に被写体の撮像信号及び黒レベルの撮像信号が得られ
るように上記シャッタ手段を制御し、撮像信号の信号レ
ベルを調整するように上記ブラックバランス調整手段を
制御する制御手段とを備える。
In order to solve the above-mentioned problems, a black balance adjusting apparatus according to the present invention includes a solid-state image pickup device which outputs image pickup signals of all pixels according to image pickup light every one field period. The shutter means for controlling the image pickup signal output from the solid-state image pickup device into the image pickup signal of the subject and the image pickup signal of the black level and the image pickup signal output from the solid-state image pickup device for each field period. 1
An image pickup signal of a subject is obtained from a delay unit that delays and outputs a field period, an image pickup signal output from the solid-state image pickup device, and an image pickup signal output from the solid-state image pickup device and delayed by one field period. Selection means for selecting an image pickup signal of black level, black balance adjustment means for adjusting the signal level of the image pickup signal based on the image pickup signal of black level, and image pickup of a subject from the solid-state image pickup device every one field period And a control unit for controlling the black balance adjusting unit so as to adjust the signal level of the image pickup signal.

【0008】そして、この固体撮像装置は、上記固体撮
像素子から出力された撮像信号と上記固体撮像素子から
出力され1フィールド期間の遅延を施された撮像信号と
から、被写体の撮像信号と黒レベルの撮像信号とに選別
し、その黒レベルの撮像信号に基づいて、撮像信号のブ
ラックバランス調整を行う。
The solid-state image pickup device uses the image pickup signal output from the solid-state image pickup element and the image pickup signal output from the solid-state image pickup element and delayed by one field period to obtain an image pickup signal of a subject and a black level. And the black balance adjustment of the image pickup signal based on the image pickup signal of the black level.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る固体撮像装置
の第1の実施の形態について、図面を参照しながら説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of a solid-state image pickup device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】本発明に係る固体撮像装置は、例えば単板
式カメラ装置に適用することができる。
The solid-state image pickup device according to the present invention can be applied to, for example, a single plate type camera device.

【0011】この単板式カメラ装置は、例えば図1に示
すように、1フィールド期間で全画素を、赤色(R),
緑色(G),青色(B)の時分割の各色信号を撮像信号
として2ラインに出力するCCDイメージセンサ1と、
CCDイメージセンサ1からの信号電荷を撮像信号とし
て出力するレジスタ2,4と、撮像信号からランダム雑
音を低減する相関二重サンプリング(以下、「CDS」
という)回路3,5と、アナログ/ディジタル(以下、
「A/D」という)変換器6と、遅延回路としての働き
をするフィールドメモリ7と、D/A変換器8と、撮像
信号から被写体の撮像信号と黒レベルの撮像信号を選別
する選別回路9と、ブラックバランスの調整を行うペデ
スタルコントロール回路10,12と、サンプルホール
ド(以下、「S/H」という)回路11と、CCDイメ
ージセンサ1が備える図示しない電子シャッタを制御す
るシャッタコントローラ13と、この単板式カメラ装置
全体を制御するマイクロコンピュータ(以下、「マイコ
ン」という)14とを備える。
In this single plate type camera device, for example, as shown in FIG. 1, all pixels are changed to red (R),
A CCD image sensor 1 that outputs time-divided color signals of green (G) and blue (B) to two lines as imaging signals;
Registers 2 and 4 that output the signal charge from the CCD image sensor 1 as an image pickup signal, and correlated double sampling (hereinafter, referred to as “CDS”) that reduces random noise from the image pickup signal.
Circuit 3, 5 and analog / digital (hereinafter,
"A / D" converter 6, field memory 7 acting as a delay circuit, D / A converter 8, and selection circuit for selecting an image pickup signal of a subject and an image pickup signal of black level from the image pickup signal. 9, a pedestal control circuit 10 and 12 for adjusting black balance, a sample hold (hereinafter referred to as “S / H”) circuit 11, a shutter controller 13 for controlling an electronic shutter (not shown) included in the CCD image sensor 1. A microcomputer (hereinafter, referred to as a "microcomputer") 14 for controlling the entire single plate type camera device.

【0012】以上のように構成された単板式カメラ装置
では、被写体が撮像されると、CCDイメージセンサ1
は、1フィールド期間で全画素の撮像信号を2ラインに
出力する。このとき、マイコン14は、シャッタコント
ローラ13を介して、1フィールド期間毎に、撮像信号
を強制的に廃棄するように電子シャッタを制御する。こ
れにより、CCDイメージセンサ1からは、電子シャッ
タが開いているときは、例えばレジスタ2からは奇数フ
ィールドの画素の撮像信号が出力され、また、例えばレ
ジスタ4からは偶数フィールドの画素の撮像信号が出力
される。そして、CCDイメージセンサ1は、全画素を
読み出す毎に、レジスタ2,レジスタ4で読み出すフィ
ールドを切り換えるようになっている。このようにして
CCDイメージセンサ1から出力された撮像信号は、レ
ジスタ2,4を介して、それぞれCDS回路3,5に供
給される。
In the single plate type camera device configured as described above, when the image of the subject is taken, the CCD image sensor 1
Outputs the image pickup signals of all pixels to two lines in one field period. At this time, the microcomputer 14 controls the electronic shutter via the shutter controller 13 so as to forcibly discard the image pickup signal every one field period. As a result, when the electronic shutter is open, the CCD image sensor 1 outputs, for example, the image pickup signal of the pixel in the odd field from the register 2, and the image pickup signal of the pixel in the even field from the register 4, for example. Is output. Then, the CCD image sensor 1 switches the fields to be read by the registers 2 and 4 every time all pixels are read. The image pickup signals thus output from the CCD image sensor 1 are supplied to the CDS circuits 3 and 5 via the registers 2 and 4, respectively.

【0013】CDS回路3は、供給された撮像信号から
ランダム雑音を低減して、図2Aに示すように、撮像信
号を選別回路9に供給する。
The CDS circuit 3 reduces random noise from the supplied image pickup signal and supplies the image pickup signal to the selection circuit 9 as shown in FIG. 2A.

【0014】CDS回路5は、供給された撮像信号から
ランダム雑音を低減して、図2Bに示すように、撮像信
号をA/D変換器6に供給する。A/D変換器6は、供
給された撮像信号を撮像データに変換して、その撮像デ
ータをフィールドメモリ7に供給する。フィールドメモ
リ7は、供給された被写体の撮像データを一度記憶して
から撮像データを読み出し、その撮像データをD/A変
換器8に供給する。ここで、フィールドメモリ7は、撮
像データを記憶してから読み出すまで1フィールド期間
かかるようになっている。このため、フィールドメモリ
7は、遅延回路と同等の働きをしている。D/A変換器
8は、供給された撮像データを撮像信号に変換して、図
2B’に示すように、1フィールド期間遅延した撮像信
号を選別回路9に供給する。
The CDS circuit 5 reduces random noise from the supplied image pickup signal and supplies the image pickup signal to the A / D converter 6 as shown in FIG. 2B. The A / D converter 6 converts the supplied image pickup signal into image pickup data and supplies the image pickup data to the field memory 7. The field memory 7 once stores the supplied imaging data of the subject, then reads the imaging data, and supplies the imaging data to the D / A converter 8. Here, the field memory 7 takes one field period from the storage of the imaging data to the reading of the imaging data. Therefore, the field memory 7 functions as a delay circuit. The D / A converter 8 converts the supplied image pickup data into an image pickup signal, and supplies the image pickup signal delayed by one field period to the selecting circuit 9 as shown in FIG. 2B ′.

【0015】選別回路9は、CDS回路3から接続され
ている端子a及び端子dと、D/A変換器8から接続さ
れている端子b及び端子cと、ペデスタルコントロール
回路10,12から接続され互いに依存し合う2つのス
イッチ9a,9bを備え、スイッチ9aが端子aにある
ときはスイッチ9bは端子cに、スイッチ9aが端子b
にあるときはスイッチ9bは端子dに切り換わるように
なっている。
The selection circuit 9 is connected to the terminals a and d connected to the CDS circuit 3, the terminals b and c connected to the D / A converter 8, and the pedestal control circuits 10 and 12. Two switches 9a and 9b which depend on each other are provided. When the switch 9a is at the terminal a, the switch 9b is at the terminal c and the switch 9a is at the terminal b.
When the switch is on, the switch 9b is switched to the terminal d.

【0016】選別回路9は、供給された2つの撮像信号
から被写体の撮像信号と黒レベルの撮像信号とに選別す
べく、図示しないコントローラによって、1フィールド
期間毎にスイッチ9a,9bの切り換えを行い、図2D
に示すように、黒レベルの撮像信号をペデスタルコント
ロール回路10に、また、図2Cに示すように、被写体
の撮像信号をペデスタルコントロール回路12に供給す
る。
The selection circuit 9 switches the switches 9a and 9b for each field period by a controller (not shown) so as to select the supplied two image pickup signals into an image pickup signal of a subject and an image pickup signal of a black level. , Figure 2D
The black-level image pickup signal is supplied to the pedestal control circuit 10 as shown in FIG. 2, and the subject image pickup signal is supplied to the pedestal control circuit 12 as shown in FIG. 2C.

【0017】すなわち、この単板式カメラ装置は、CC
Dイメージセンサ1から得られた撮像信号から、フィー
ルド毎の被写体の撮像信号と黒レベルの撮像信号とに分
けることによって、被写体を撮像しながらであっても、
黒レベルの撮像信号に基づき、被写体の撮像信号につい
て後述するブラックバランスの調整を行うことができ
る。
That is, this single plate type camera device has a CC
By dividing the image pickup signal obtained from the D image sensor 1 into the image pickup signal of the subject and the image pickup signal of the black level for each field,
Based on the image signal of the black level, it is possible to adjust the black balance of the image signal of the subject, which will be described later.

【0018】ここで、ブラックバランスの調整の前に、
ペデスタルコントロール回路10,12は、そのゲイン
が0dBから18dBに変わった場合であっても、供給
された撮像信号の信号レベルが変動しないようにする、
黒レベル補正を行う。なお、上述のようにCCDイメー
ジセンサ1は時分割で各色信号を得るので、マイコン1
4は、黒レベル補正を、例えば最初にR信号について行
ってから、その後、B信号、G信号について行うように
なっている。
Here, before adjusting the black balance,
The pedestal control circuits 10 and 12 prevent the signal level of the supplied imaging signal from varying even when the gain changes from 0 dB to 18 dB.
Perform black level correction. Since the CCD image sensor 1 obtains each color signal in a time division manner as described above, the microcomputer 1
In No. 4, black level correction is performed for the R signal first, and then for the B signal and G signal.

【0019】具体的には、ペデスタルコントロール回路
10は、供給された黒レベルの撮像信号のうちR信号
を、S/H回路11でサンプリングを行ってから、マイ
コン14に供給する。
Specifically, the pedestal control circuit 10 samples the R signal of the supplied black level image pickup signal by the S / H circuit 11, and then supplies it to the microcomputer 14.

【0020】マイコン14は、ペデスタルコントロール
回路10のゲインを0dBから18dBに変化させたと
きにR信号の信号レベルがその変化に応じて変化する
と、その信号レベルの変化を補正するための補正信号
を、ペデスタルコントロール回路10に供給し、同時
に、ペデスタルコントロール回路12にも同じ補正信号
を供給する。そして、マイコン14は、ペデスタルコン
トロール回路10,12のゲインが変化しても、黒レベ
ルにおけるR信号の変動を回避することができ、また、
被写体のR信号の変動も回避することができる。
When the signal level of the R signal changes according to the change when the gain of the pedestal control circuit 10 is changed from 0 dB to 18 dB, the microcomputer 14 outputs a correction signal for correcting the change in the signal level. , And to the pedestal control circuit 10, and at the same time, the same correction signal is supplied to the pedestal control circuit 12. Then, the microcomputer 14 can avoid the fluctuation of the R signal at the black level even if the gains of the pedestal control circuits 10 and 12 change, and
It is also possible to avoid fluctuations in the R signal of the subject.

【0021】マイコン14は、同様に、ペデスタルコン
トロール回路10,12に供給されるB信号,G信号に
ついても黒レベル補正を行い、この結果、ペデスタルコ
ントロール回路10のゲインが変化しても黒レベルにお
ける撮像信号を安定させることができる。
Similarly, the microcomputer 14 also performs black level correction on the B and G signals supplied to the pedestal control circuits 10 and 12, and as a result, even if the gain of the pedestal control circuit 10 changes, the black level is corrected. The image pickup signal can be stabilized.

【0022】つぎに、マイコン14は、黒レベル補正が
行われたR,G,Bの各色信号の黒レベルが等しくなる
ように、ブラックバランスの調整を行う。
Next, the microcomputer 14 adjusts the black balance so that the black levels of the R, G, and B color signals for which the black level has been corrected become equal.

【0023】具体的には、図3に示すように、ステップ
S1において、マイコン14は、ペデスタルコントロー
ル回路10に供給されたG信号を、S/H回路11でサ
ンプリングを行ってから、G信号の信号レベルをマイコ
ン14内に記憶して、ステップS2に進む。
Specifically, as shown in FIG. 3, in step S1, the microcomputer 14 samples the G signal supplied to the pedestal control circuit 10 by the S / H circuit 11 and then outputs the G signal. The signal level is stored in the microcomputer 14, and the process proceeds to step S2.

【0024】ステップS2において、マイコン14は、
ペデスタルコントロール回路10に供給されたR信号
を、S/H回路11でサンプリングを行ってから、その
R信号の信号レベルをマイコン14内に記憶して、ステ
ップS3に進む。
At step S2, the microcomputer 14
After the R signal supplied to the pedestal control circuit 10 is sampled by the S / H circuit 11, the signal level of the R signal is stored in the microcomputer 14, and the process proceeds to step S3.

【0025】ステップS3において、マイコン14は、
G信号の信号レベルからR信号の信号レベルの差分を求
め、その差分が零である判断したときはステップS4に
進み、その差分が零ではないと判断したときはステップ
S6に進む。
In step S3, the microcomputer 14
The difference between the signal levels of the G signal and the R signal is obtained, and if it is determined that the difference is zero, the process proceeds to step S4. If it is determined that the difference is not zero, the process proceeds to step S6.

【0026】ステップS4において、マイコン14は、
ペデスタルコントロール回路10に供給されたB信号
を、S/H回路11でサンプリングを行ってから、その
B信号を記憶して、ステップS5に進む。
In step S4, the microcomputer 14
The B signal supplied to the pedestal control circuit 10 is sampled by the S / H circuit 11, the B signal is stored, and the process proceeds to step S5.

【0027】ステップS5において、マイコン14は、
G信号の信号レベルからB信号の信号レベルの差分を求
め、その差分が零であると判断したときはブラックバラ
ンスの調整を終了し、一方、その差分が零でないと判断
したときはステップS7に進む。
In step S5, the microcomputer 14
The difference between the signal levels of the G signal and the B signal is obtained, and when it is determined that the difference is zero, the adjustment of the black balance is ended. On the other hand, when it is determined that the difference is not zero, the process proceeds to step S7. move on.

【0028】上記ステップS3で上記差分が零でないと
判断されたときのステップS6において、マイコン14
は、ペデスタルレベルを調整してその差分が零になるよ
うに調整するための調整信号を、ペデスタルコントロー
ル回路10のみならず、ペデスタルコントロール回路1
2にも供給し、ステップS2に戻る。この結果、黒レベ
ルにおけるG信号とR信号が等しくなるだけでなく、被
写体のG信号とR信号も等しくなる。
In step S6 when it is determined that the difference is not zero in step S3, the microcomputer 14
Is an adjustment signal for adjusting the pedestal level so that the difference becomes zero, not only in the pedestal control circuit 10 but also in the pedestal control circuit 1.
2 is also supplied, and the process returns to step S2. As a result, not only the G signal and R signal at the black level become equal, but also the G signal and R signal of the subject become equal.

【0029】上記ステップS5で上記差分が零でないと
判断されたときのステップS7において、マイコン14
は、ペデスタルレベルを調整してその差分が零になるよ
うに調整するための調整信号を、ペデスタルコントロー
ル回路10のみならず、ペデスタルコントロール回路1
2にも供給し、ステップS4に戻る。この結果、黒レベ
ルの撮像信号におけるG信号とR信号の信号レベルが等
しくなるだけでなく、被写体の撮像信号におけるG信号
とR信号の信号レベルも等しくなる。
In step S7 when it is determined in step S5 that the difference is not zero, the microcomputer 14
Is an adjustment signal for adjusting the pedestal level so that the difference becomes zero, not only in the pedestal control circuit 10 but also in the pedestal control circuit 1.
2 is also supplied, and the process returns to step S4. As a result, not only the signal levels of the G signal and the R signal in the black level image pickup signal become equal, but also the signal levels of the G signal and the R signal in the image pickup signal of the subject become equal.

【0030】このようにして、ブラックバランスが調整
された被写体の撮像信号は、ペデスタルコントロール回
路12から図示しない色分離回路,プロセス回路,エン
コーダ等を介して、例えばNTSC方式の標準信号とし
て出力される。
The image signal of the subject whose black balance has been adjusted in this way is output from the pedestal control circuit 12 as a standard signal of, for example, the NTSC system via a color separation circuit, a process circuit, an encoder and the like (not shown). .

【0031】以上のように、この単板式カメラ装置は、
被写体の撮像中に被写体が動いて被写体の色温度が変わ
っても、各色信号の信号レベルの変化に追従して、ブラ
ックバランス調整を施した撮像信号を出力することがで
きる。換言すると、この単板式カメラ装置は、被写体の
撮像を中断することなく、ブラックバランスの調整を自
動的に行うことができるので、操作の簡便性を図ること
ができる。
As described above, this single plate type camera device is
Even if the subject moves during imaging of the subject and the color temperature of the subject changes, it is possible to output the image signal with black balance adjustment following the change in the signal level of each color signal. In other words, the single-plate type camera device can automatically adjust the black balance without interrupting the image pickup of the subject, so that the operation can be simplified.

【0032】つぎに、本発明に係る固体撮像装置の第2
の実施の形態について説明する。
Next, the second solid-state imaging device according to the present invention will be described.
An embodiment will be described.

【0033】この固体撮像装置は、例えば3板式カメラ
装置にも適用することができ、以下、この3板式カメラ
装置について説明する。
The solid-state image pickup device can be applied to, for example, a three-plate type camera device, and the three-plate type camera device will be described below.

【0034】なお、第1の実施の形態で説明した回路と
同一のものについては、同一の符号を付すと共に、各色
信号に対応するR,G,Bのいずれかを添えて表すもの
とする。
Note that the same circuits as those described in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and any one of R, G, and B corresponding to each color signal is added.

【0035】また、各色信号におけるの同一の動作につ
いては、一の色信号の動作のみ説明し、他の色信号の動
作については省略する。
Regarding the same operation for each color signal, only the operation for one color signal will be described, and the operation for the other color signals will be omitted.

【0036】3板式カメラ装置は、例えば図4に示すよ
うに、R,G,Bの3原色光に変えられた撮像光にそれ
ぞれ対応して配置され、それぞれ1フィールド期間で全
画素の色信号を2ラインに出力する3枚のCCDイメー
ジセンサ1R,1G,1Bと、CCDイメージセンサ1
R,1G,1Bからの信号電荷を色信号として出力する
レジスタ2R,2G,2B及びレジスタ4R,4G,4
Bと、各色信号からランダム雑音を低減するCDS回路
3R,3G,3Bと、CDS回路5R,5G,5Bと、
A/D変換器6R,6G,6Bと、遅延回路としての働
きをするフィールドメモリ7R,7G,7Bと、D/A
変換器8R,8G,8Bと、各色信号から被写体の色信
号と黒レベルの色信号とを選別するための選別回路9
R,9G,9Bと、各色信号のブラックバランスの調整
を行うペデスタルコントロール回路10R,10G,1
0B及びペデスタルコントロール回路12R,12G,
12Bと、各色信号のサンプリング等を行うS/H回路
11R,11G,11Bと、後述する液晶シャッタ15
R,15G,15Bを制御するシャッタコントローラ1
3と、CCDイメージセンサ1R,1G,1Bに入射す
る撮像光の入射及び遮光を行う液晶シャッタ15R,1
5G,15Bと、この3板式カメラ装置全体を制御する
マイコン16とを備える。
As shown in FIG. 4, for example, the three-plate type camera device is arranged corresponding to each of the image pickup lights converted into the three primary color lights of R, G, and B, and the color signals of all pixels are formed in one field period. Of the three CCD image sensors 1R, 1G, 1B for outputting the two lines and the CCD image sensor 1
Registers 2R, 2G, 2B and registers 4R, 4G, 4 for outputting the signal charges from R, 1G, 1B as color signals.
B, CDS circuits 3R, 3G, 3B for reducing random noise from each color signal, and CDS circuits 5R, 5G, 5B,
A / D converters 6R, 6G, 6B, field memories 7R, 7G, 7B functioning as delay circuits, and D / A
Converters 8R, 8G, 8B and a selection circuit 9 for selecting a color signal of a subject and a color signal of a black level from each color signal.
R, 9G, 9B and pedestal control circuits 10R, 10G, 1 for adjusting the black balance of each color signal
0B and pedestal control circuits 12R, 12G,
12B, S / H circuits 11R, 11G, 11B for sampling each color signal, and a liquid crystal shutter 15 described later.
Shutter controller 1 for controlling R, 15G, 15B
3 and the liquid crystal shutters 15R, 1 for entering and blocking the image pickup light entering the CCD image sensors 1R, 1G, 1B.
5G and 15B, and a microcomputer 16 that controls the entire three-plate type camera device.

【0037】以上のように構成された3板式カメラ装置
では、被写体が撮像されると、例えばCCDイメージセ
ンサ1Rは、1フィールド期間で全画素のR信号を2ラ
インに出力する。このとき、マイコン16は、シャッタ
コントローラ13を介して、1フィールド期間毎に、液
晶シャッタ15Rの開閉を制御する。これにより、CC
Dイメージセンサ1Rからは、液晶シャッタ15Rが開
いているときは、例えばレジスタ2Rからは奇数フィー
ルドの画素のR信号が出力され、また、例えばレジスタ
4Rからは偶数フィールドの画素のR信号が出力され
る。そして、CCDイメージセンサ1Rは、全画素を読
み出す毎に、レジスタ2R,レジスタ4Rで読み出すフ
ィールドを切り換えるようになっている。このようにし
てCCDイメージセンサ1Rから出力されたR信号は、
レジスタ2R,4Rを介して、それぞれCDS回路3
R,5Rに供給される。
In the three-plate type camera device configured as described above, when a subject is imaged, for example, the CCD image sensor 1R outputs R signals of all pixels to two lines in one field period. At this time, the microcomputer 16 controls opening / closing of the liquid crystal shutter 15R via the shutter controller 13 for each field period. This allows CC
When the liquid crystal shutter 15R is open, the D image sensor 1R outputs, for example, the R signal of the pixel in the odd field from the register 2R, and the R signal of the pixel in the even field from the register 4R, for example. It Then, the CCD image sensor 1R switches the fields to be read by the registers 2R and 4R every time all pixels are read. In this way, the R signal output from the CCD image sensor 1R is
Through the registers 2R and 4R, the CDS circuit 3
It is supplied to R and 5R.

【0038】CDS回路3Rは、供給されたR信号から
ランダム雑音を低減して、図2Aに示すように、R信号
を選別回路9Rに供給する。
The CDS circuit 3R reduces random noise from the supplied R signal and supplies the R signal to the selection circuit 9R as shown in FIG. 2A.

【0039】CDS回路5Rは、供給されたR信号から
ランダム雑音を低減して、図2Bに示すように、そのR
信号をA/D変換器6Rに供給する。A/D変換器6R
は、供給されたR信号をRデータに変換して、そのRデ
ータをフィールドメモリ7Rに供給する。フィールドメ
モリ7Rは、供給された被写体のRデータを一度記憶し
てからRデータを読み出し、そのRデータをD/A変換
器8Rに供給する。ここで、フィールドメモリ7Rは、
Rデータを記憶してから読み出すまで1フィールド期間
かかるようになっている。このため、フィールドメモリ
7Rは、遅延回路と同等の働きをしている。D/A変換
器8Rは、供給されたRデータをR信号に変換して、図
2B’に示すように、1フィールド期間遅延したR信号
を選別回路9Rに供給する。
The CDS circuit 5R reduces random noise from the supplied R signal and outputs the R noise as shown in FIG. 2B.
The signal is supplied to the A / D converter 6R. A / D converter 6R
Converts the supplied R signal into R data and supplies the R data to the field memory 7R. The field memory 7R once stores the supplied R data of the subject, reads the R data, and supplies the R data to the D / A converter 8R. Here, the field memory 7R is
It takes one field period from the storage of R data to the reading of it. Therefore, the field memory 7R functions as a delay circuit. The D / A converter 8R converts the supplied R data into an R signal, and supplies the R signal delayed by one field period to the selection circuit 9R as shown in FIG. 2B '.

【0040】選別回路9Rは、CDS回路3Rから接続
されている端子a及び端子dと、D/A変換器8Rから
接続されている端子b及び端子cと、ペデスタルコント
ロール回路10R,12Rから接続され互いに依存し合
う2つのスイッチ9Ra,9Rbを備え、スイッチ9R
aが端子aにあるときはスイッチ9Rbは端子cに、ス
イッチ9Raが端子bにあるときはスイッチ9Rbは端
子dに切り換わるようになっている。
The selection circuit 9R is connected from the CDS circuit 3R to the terminals a and d, the D / A converter 8R to the terminals b and c, and the pedestal control circuits 10R and 12R. The switch 9R is provided with two switches 9Ra and 9Rb which depend on each other.
When a is at the terminal a, the switch 9Rb is switched to the terminal c, and when the switch 9Ra is at the terminal b, the switch 9Rb is switched to the terminal d.

【0041】選別回路9Rは、供給された2つのR信号
から被写体のR信号と黒レベルのR信号とに選別すべ
く、図示しないコントローラによって、1フィールド期
間毎にスイッチ9Ra,9Rbの切り換えを行う。そし
て、選別回路9Rは、図2Dに示すように、黒レベルの
R信号をペデスタルコントロール回路10Rに、また、
図2Cに示すように、被写体のR信号をペデスタルコン
トロール回路12Rに供給する。
The sorting circuit 9R switches the switches 9Ra and 9Rb for each field period by a controller (not shown) so as to sort the supplied two R signals into the R signal of the object and the R signal of the black level. . Then, as shown in FIG. 2D, the selection circuit 9R supplies the black level R signal to the pedestal control circuit 10R, and
As shown in FIG. 2C, the R signal of the subject is supplied to the pedestal control circuit 12R.

【0042】すなわち、この3板式カメラ装置は、CC
Dイメージセンサ1Rから得られたR信号から、フィー
ルド毎の被写体のR信号と黒レベルのR信号とに分ける
ことによって、被写体を撮像しながらであっても、黒レ
ベルのR信号等に基づき、被写体の各色信号について後
述するブラックバランスの調整を行うことができる。
That is, this three-plate type camera device has a CC
By dividing the R signal obtained from the D image sensor 1R into the R signal of the subject and the R signal of the black level for each field, even while the subject is being imaged, It is possible to adjust the black balance described later for each color signal of the subject.

【0043】ここで、ブラックバランスの調整の前に、
ペデスタルコントロール回路10R,12Rは、そのゲ
インが0dBから18dBに変わった場合であっても、
供給されたR信号の信号レベルが変動しないようにす
る、黒レベル補正を行う。
Here, before adjusting the black balance,
Even if the gain of the pedestal control circuits 10R and 12R is changed from 0 dB to 18 dB,
Black level correction is performed so that the signal level of the supplied R signal does not fluctuate.

【0044】具体的には、ペデスタルコントロール回路
10Rは、供給された黒レベルのR信号を、S/H回路
11Rでサンプリングしてから、マイコン16に供給す
る。マイコン16は、ペデスタルコントロール回路10
のゲインを0dBから18dBに変化させたときにR信
号の信号レベルがその変化に応じて変化すると、その信
号レベルの変化を補正する補正信号を、ペデスタルコン
トロール回路10Rに供給し、同時に、ペデスタルコン
トロール回路12Rにも同じ補正信号を供給する。
More specifically, the pedestal control circuit 10R samples the supplied black level R signal by the S / H circuit 11R and then supplies the sampled signal to the microcomputer 16. The microcomputer 16 uses the pedestal control circuit 10
If the signal level of the R signal changes according to the change when the gain of is changed from 0 dB to 18 dB, a correction signal for correcting the change in the signal level is supplied to the pedestal control circuit 10R, and at the same time, the pedestal control is performed. The same correction signal is supplied to the circuit 12R.

【0045】そして、マイコン16は、ペデスタルコン
トロール回路10,12のゲインが変化しても、黒レベ
ルのR信号の変動を安定を図ることができ、また、被写
体のR信号も安定を図ることができる。
The microcomputer 16 can stabilize the fluctuation of the black level R signal even when the gains of the pedestal control circuits 10 and 12 change, and also stabilize the R signal of the subject. it can.

【0046】このとき、マイコン16は、R信号の黒レ
ベル補正を行うと同時に、G,Bの各色信号の黒レベル
補正も行い、これらR,G,Bの各色信号の黒レベルに
基づきブラックバランスの調整を行う。
At this time, the microcomputer 16 corrects the black level of the R signal and at the same time corrects the black level of each of the G and B color signals, based on the black level of each of the R, G and B color signals. Adjustment.

【0047】具体的には、図3に示すように、ステップ
S1において、マイコン16は、ペデスタルコントロー
ル回路10Gに供給されたG信号を、S/H回路11G
でサンプリングして、G信号の信号レベルをマイコン1
6内に記憶して、ステップS2に進む。
Specifically, as shown in FIG. 3, in step S1, the microcomputer 16 sends the G signal supplied to the pedestal control circuit 10G to the S / H circuit 11G.
Sampling with, the signal level of G signal
Stored in 6 and proceed to step S2.

【0048】ステップS2において、マイコン16は、
ペデスタルコントロール回路10Rに供給されたR信号
を、S/H回路11Rでサンプリングして、そのR信号
の信号レベルをマイコン16内に記憶して、ステップS
3に進む。
At step S2, the microcomputer 16
The R signal supplied to the pedestal control circuit 10R is sampled by the S / H circuit 11R, the signal level of the R signal is stored in the microcomputer 16, and step S
Proceed to 3.

【0049】ステップS3において、マイコン16は、
G信号の信号レベルからR信号の信号レベルの差分を求
め、その差分が零である判断したときはステップS4に
進み、その差分が零ではないと判断したときはステップ
S6に進む。
In step S3, the microcomputer 16
The difference between the signal levels of the G signal and the R signal is obtained, and if it is determined that the difference is zero, the process proceeds to step S4. If it is determined that the difference is not zero, the process proceeds to step S6.

【0050】ステップS4において、マイコン16は、
ペデスタルコントロール回路10Bに供給されたB信号
を、S/H回路11Bでサンプリングし、そのB信号の
信号レベルをマイコン16内に記憶して、ステップS5
に進む。
At step S4, the microcomputer 16
The B signal supplied to the pedestal control circuit 10B is sampled by the S / H circuit 11B, the signal level of the B signal is stored in the microcomputer 16, and step S5
Proceed to.

【0051】ステップS5において、マイコン16は、
G信号の信号レベルからB信号の信号レベルの差分を求
め、その差分が零であると判断したときはブラックバラ
ンスの調整を終了し、一方、その差分が零でないと判断
したときはステップS7に進む。
In step S5, the microcomputer 16
The difference between the signal levels of the G signal and the B signal is obtained, and when it is determined that the difference is zero, the adjustment of the black balance is ended. On the other hand, when it is determined that the difference is not zero, the process proceeds to step S7. move on.

【0052】上記ステップS3で上記差分が零でないと
判断されたときのステップS6において、マイコン16
は、ペデスタルレベルを調整してその差分が零になるよ
うにするための調整信号を、ペデスタルコントロール回
路10Rのみならずペデスタルコントロール回路12R
にも供給し、ステップS2に戻る。この結果、黒レベル
のG信号とR信号が等しくなるだけでなく、被写体のG
信号とR信号が等しくなる。
In step S6 when it is determined that the difference is not zero in step S3, the microcomputer 16
Is an adjustment signal for adjusting the pedestal level so that the difference becomes zero, not only for the pedestal control circuit 10R but also for the pedestal control circuit 12R.
Is also supplied, and the process returns to step S2. As a result, not only the black level G and R signals become equal, but
The signal and the R signal are equal.

【0053】上記ステップS5で上記差分が零でないと
判断されたときのステップS7において、マイコン16
は、ペデスタルレベルを調整してその差分が零になるよ
うにするための調整信号を、ペデスタルコントロール回
路10Bのみならずペデスタルコントロール回路12B
にも供給し、ステップS4に戻る。この結果、黒レベル
のG信号とB信号が等しくなるだけでなく、被写体のG
信号とB信号が等しくなる。
In step S7 when it is determined in step S5 that the difference is not zero, the microcomputer 16
Is an adjustment signal for adjusting the pedestal level so that the difference becomes zero, not only in the pedestal control circuit 10B but also in the pedestal control circuit 12B.
Is also supplied, and the process returns to step S4. As a result, not only the black level G signal and B signal become equal, but
The signal and the B signal become equal.

【0054】このように各色信号の黒レベルを等しくす
ることによって、ブラックバランスが調整された被写体
の各色信号からなる撮像信号は、ペデスタルコントロー
ル回路12から図示しない色分離回路,プロセス回路,
エンコーダ等を介して、例えばNTSC方式の標準信号
として出力される。
By equalizing the black level of each color signal in this way, the image signal composed of each color signal of the subject whose black balance has been adjusted is supplied from the pedestal control circuit 12 to a color separation circuit, a process circuit, not shown.
For example, it is output as an NTSC standard signal via an encoder or the like.

【0055】以上のように、3板式カメラ装置は、被写
体の撮像中に被写体が動いて被写体の色温度が変わって
も、各色信号の信号レベルの変化に追従して、ブラック
バランス調整を施した撮像信号を出力することができ
る。換言すると、この3板式カメラ装置は、被写体の撮
像を中断することなく、ブラックバランスの調整を自動
的に行うことができるので、操作の簡便性を図ることが
できる。
As described above, in the three-plate type camera device, even if the subject moves during image pickup of the subject and the color temperature of the subject changes, the black balance is adjusted by following the change in the signal level of each color signal. An image pickup signal can be output. In other words, the three-plate type camera device can automatically adjust the black balance without interrupting the image pickup of the subject, so that the operation can be simplified.

【0056】また、3板式カメラ装置は、撮像光をR,
G,Bの各色信号に分解してCCDイメージセンサ1
R,1G,1Bの感光面上に各々の画像を結像すること
により、基本的に撮像光を損失することなく利用するこ
とができ、SN比がよく、また、高解像度が得られ、さ
らに、色フィルタ特性が独立に決められるので色再現が
よい。
In addition, the three-plate type camera device outputs the imaging light to R,
CCD image sensor 1 by separating into G and B color signals
By forming each image on the photosensitive surface of R, 1G, and 1B, the image pickup light can be basically used without loss, the SN ratio is good, and high resolution is obtained. Since the color filter characteristics are independently determined, color reproduction is good.

【0057】なお、第1の実施の形態では、単板式カメ
ラ装置に電子シャッタを組み合わせた例を、第2の実施
の形態では3板式カメラ装置に液晶シャッタを組み合わ
せた例を挙げて説明したが、本発明ではこれらの組み合
わせに限定されないのは勿論である。
In the first embodiment, the example in which the electronic shutter is combined with the single plate type camera device and the example in which the liquid crystal shutter is combined with the three plate type camera device is described in the second embodiment. Of course, the present invention is not limited to these combinations.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る固体撮像装置では、被写体の撮像中に、固体撮像素子
から出力された撮像信号と固体撮像素子から出力され1
フィールド期間の遅延を施された撮像信号とから、被写
体の撮像信号と黒レベルの撮像信号とに選別し、その黒
レベルの撮像信号に基づいて、撮像信号のブラックバラ
ンス調整を行うことができる。
As described in detail above, in the solid-state image pickup device according to the present invention, the image pickup signal outputted from the solid-state image pickup device and the image pickup signal outputted from the solid-state image pickup device are picked up while the subject is being picked up.
It is possible to select the image pickup signal of the subject and the image pickup signal of the black level from the image pickup signal delayed for the field period, and perform the black balance adjustment of the image pickup signal based on the image pickup signal of the black level.

【0059】すなわち、この固体撮像装置は、被写体の
撮像中に被写体の色温度が変化しても、各色信号の信号
レベルの変化に対して自動的に追従することができ、操
作の利便性を図ることができる。
That is, this solid-state image pickup device can automatically follow the change in the signal level of each color signal even if the color temperature of the subject changes during the image pickup of the subject, and thus the convenience of operation is improved. Can be planned.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る固体撮像装置を適用した単板式カ
メラ装置の具体的な構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a specific configuration of a single plate type camera device to which a solid-state imaging device according to the present invention is applied.

【図2】同固体撮像装置の動作状態を説明するためのタ
イミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart for explaining an operating state of the solid-state imaging device.

【図3】同固体撮像装置等でブラックバランスの調整を
説明するためのフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining black balance adjustment in the solid-state imaging device and the like.

【図4】本発明に係る固体撮像装置を適用した3板式カ
メラ装置の具体的な構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a specific configuration of a three-plate type camera device to which the solid-state imaging device according to the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・・・・・CCDイメージセンサ 7・・・・・・・・フィールドメモリ 9・・・・・・・・選別回路 10,12・・・・ペデスタルコントロール回路 14・・・・・・・マイコン 1 ... CCD image sensor 7 ... field memory 9 ... selection circuit 10, 12 ... pedestal control circuit 14 ... ..Microcomputer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撮像光に応じた全画素の撮像信号を1フ
ィールド期間毎に出力する固体撮像素子と、 1フィールド期間毎に、上記固体撮像素子から出力され
る撮像信号を、被写体の撮像信号と黒レベルの撮像信号
とに制御するためのシャッタ手段と、 上記固体撮像素子から出力される撮像信号に、1フィー
ルド期間の遅延を施して出力する遅延手段と、 上記固体撮像素子から出力された撮像信号と上記固体撮
像素子から出力され1フィールド期間の遅延を施された
撮像信号とから、被写体の撮像信号と黒レベルの撮像信
号とに選別する選別手段と、 黒レベルの撮像信号に基づいて、撮像信号の信号レベル
の調整を行うブラックバランス調整手段と、 上記固体撮像素子から1フィールド期間毎に被写体の撮
像信号及び黒レベルの撮像信号が得られるように上記シ
ャッタ手段を制御し、撮像信号の信号レベルを調整する
ように上記ブラックバランス調整手段を制御する制御手
段とを備えることを特徴とする固体撮像装置。
1. A solid-state image sensor for outputting an image-capturing signal of all pixels according to image-capturing light for each field period, and an image-capturing signal output from the solid-state image sensor for each field period as an image-capturing signal of a subject. And a black level image pickup signal, shutter means for controlling the image pickup signal output from the solid-state image pickup element, delaying means for delaying the image pickup signal output from the solid-state image pickup element by one field period, and outputting the signal. Based on the image pickup signal and the image pickup signal outputted from the solid-state image pickup device and delayed for one field period, the image pickup signal of the subject and the image pickup signal of the black level are selected, and based on the image pickup signal of the black level. A black balance adjusting means for adjusting the signal level of the image pickup signal, and an image pickup signal of a subject and an image pickup signal of a black level are obtained from the solid-state image pickup device every one field period. The solid-state imaging device characterized by comprising a control means for controlling said shutter means, for controlling said black balance adjustment means to adjust the signal level of an image signal as.
【請求項2】 上記シャッタ手段は、上記固体撮像素子
から出力された撮像信号を強制的に廃棄する電子シャッ
タであり、 上記制御手段は、上記固体撮像素子からの撮像信号を1
フィールド毎に廃棄することによって、上記固体撮像素
子から被写体の撮像信号と黒レベルの撮像信号とに出力
制御することを特徴とする請求項1記載の固体撮像装
置。
2. The shutter means is an electronic shutter for forcibly discarding the image pickup signal output from the solid-state image pickup device, and the control means sets the image pickup signal from the solid-state image pickup device to 1
2. The solid-state image pickup device according to claim 1, wherein the solid-state image pickup device controls the output of the image pickup signal of the subject and the image pickup signal of a black level by discarding the image pickup signals for each field.
【請求項3】 上記シャッタ手段は、上記固体撮像素子
に入射される撮像光を遮光する液晶シャッタであり、 上記制御手段は、上記固体撮像素子に入射される撮像光
を1フィールド毎に遮光することによって、上記固体撮
像素子から被写体の撮像信号と黒レベルの撮像信号とに
出力制御することを特徴とする請求項1記載の固体撮像
装置。
3. The shutter means is a liquid crystal shutter that shields the imaging light incident on the solid-state imaging device, and the control means shields the imaging light incident on the solid-state imaging device for each field. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the solid-state imaging device controls the output of the imaging signal of the subject and the imaging signal of the black level.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014069020A (en) * 2012-10-02 2014-04-21 Hoya Corp Endoscope system and processor for endoscope

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JP2014069020A (en) * 2012-10-02 2014-04-21 Hoya Corp Endoscope system and processor for endoscope

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