JPH09163218A - 高感度カメラ装置 - Google Patents
高感度カメラ装置Info
- Publication number
- JPH09163218A JPH09163218A JP7318723A JP31872395A JPH09163218A JP H09163218 A JPH09163218 A JP H09163218A JP 7318723 A JP7318723 A JP 7318723A JP 31872395 A JP31872395 A JP 31872395A JP H09163218 A JPH09163218 A JP H09163218A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output amplifier
- power supply
- output
- signal
- ccd
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 出力アンプの自己発熱による温度影響を低減
化した高感度カメラ装置を得る。 【解決手段】 ＣＣＤで光信号を電気信号に変換し、撮
像した電気信号を出力アンプ４が増幅して出力する。こ
の出力アンプ４の電源端子と駆動電源ＶＤＤ間にスイッ
チ５を設け両者間の接続をオン／オフする。フォトダイ
オード１の蓄積電荷信号を読み出すフィールドまたはフ
レーム期間のみ、出力アンプ４へ電源ＶＤＤを供給し、
他の期間は停止する。出力アンプ４ヘの電源供給を必要
最低限の期間のみにすることで、出力アンプ４の消費電
力を低減し、自己発熱による温度上昇を抑える。出力ア
ンプ４の温度上昇を抑えることでチップ上の温度分布差
を減らし、出力映像の左上端を中心とした等高線状のム
ラの発生を防止することができる。
化した高感度カメラ装置を得る。 【解決手段】 ＣＣＤで光信号を電気信号に変換し、撮
像した電気信号を出力アンプ４が増幅して出力する。こ
の出力アンプ４の電源端子と駆動電源ＶＤＤ間にスイッ
チ５を設け両者間の接続をオン／オフする。フォトダイ
オード１の蓄積電荷信号を読み出すフィールドまたはフ
レーム期間のみ、出力アンプ４へ電源ＶＤＤを供給し、
他の期間は停止する。出力アンプ４ヘの電源供給を必要
最低限の期間のみにすることで、出力アンプ４の消費電
力を低減し、自己発熱による温度上昇を抑える。出力ア
ンプ４の温度上昇を抑えることでチップ上の温度分布差
を減らし、出力映像の左上端を中心とした等高線状のム
ラの発生を防止することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高感度カメラ装置
に関し、特に蓄積時間制御方式による高感度化固体撮像
素子を備えた高感度カメラ装置に関する。
に関し、特に蓄積時間制御方式による高感度化固体撮像
素子を備えた高感度カメラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高感度カメラ装置の高感度性能
は、各種の方式により得られている。例えば図４は、固
体撮像素子で良く使用されるインターライン方式ＣＣＤ
（chargecoupled device）のチップ上の機能ブロック配
置であり、受光部とは反対側から見たものである。従来
例１の図４において、画素１は光情報を電気信号に変換
する光電変換部である、垂直転送レジスタ２は画素１か
ら読み出しゲートパルスにより読み出された信号を水平
転送レジスタ３へ垂直転送パルスφＶ１、φＶ２、φＶ
３、φＶ４で転送する。水平転送レジスタ３は、垂直転
送パルスで転送された信号を水平転送パルスφＨ１、φ
Ｈ２で出力アンプ４に転送し、出力アンプ４で電荷を検
出し出力を得る。
は、各種の方式により得られている。例えば図４は、固
体撮像素子で良く使用されるインターライン方式ＣＣＤ
（chargecoupled device）のチップ上の機能ブロック配
置であり、受光部とは反対側から見たものである。従来
例１の図４において、画素１は光情報を電気信号に変換
する光電変換部である、垂直転送レジスタ２は画素１か
ら読み出しゲートパルスにより読み出された信号を水平
転送レジスタ３へ垂直転送パルスφＶ１、φＶ２、φＶ
３、φＶ４で転送する。水平転送レジスタ３は、垂直転
送パルスで転送された信号を水平転送パルスφＨ１、φ
Ｈ２で出力アンプ４に転送し、出力アンプ４で電荷を検
出し出力を得る。
【０００３】蓄積方式による高感度化を行うには、画素
１から垂直転送レジスタ２に転送する読み出しゲートパ
ルスを、１フィールドまたは１フレームの整数倍に間引
く方式が一般に用いられる。読み出しゲートパルスを１
フィールドまたは１フレームの整数倍に間引くことは、
画素１での蓄積時間が整数倍に長くなり、電荷量が蓄積
時間に比例して増え、感度を整数倍に高くすることに通
じる。
１から垂直転送レジスタ２に転送する読み出しゲートパ
ルスを、１フィールドまたは１フレームの整数倍に間引
く方式が一般に用いられる。読み出しゲートパルスを１
フィールドまたは１フレームの整数倍に間引くことは、
画素１での蓄積時間が整数倍に長くなり、電荷量が蓄積
時間に比例して増え、感度を整数倍に高くすることに通
じる。
【０００４】従来例２の特開平２ー７６７９号「高感度
ＴＶカメラ制御装置」では、光電変換手段に光学的映像
を入力する状態と、実質的に入力しない状態とを切り換
えるシャッタ手段を設け、暗電流による信号を減算手段
により補正している。
ＴＶカメラ制御装置」では、光電変換手段に光学的映像
を入力する状態と、実質的に入力しない状態とを切り換
えるシャッタ手段を設け、暗電流による信号を減算手段
により補正している。
【０００５】本発明の技術分野に類似する従来例３とし
ての特開平３ー１７５８８５号「ビデオカメラのスロー
シャッタ装置」では、数フィールド期間分の映像信号を
蓄積し、出力レベルを増加させている。
ての特開平３ー１７５８８５号「ビデオカメラのスロー
シャッタ装置」では、数フィールド期間分の映像信号を
蓄積し、出力レベルを増加させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例１および従来例３による信号電荷蓄積方式の高
感度化では、感度は高くなるものの高感度化した出力映
像を見るとモニタ画面上にムラが発生する。図５は、こ
のムラの発生形態例を示しており、画面の左上端Ａを中
心に同心円状に生じたムラのパターン例である。このよ
うなモニタ画面上のムラの発生は、特に近年の固体撮像
素子の素子数の増大化にともなう出力アンプの高帯域化
に伴い顕著に現れる傾向にある。このような画面上への
ムラの発生は、画面表示の高画質化において問題点の重
要度が高まってきている。
た従来例１および従来例３による信号電荷蓄積方式の高
感度化では、感度は高くなるものの高感度化した出力映
像を見るとモニタ画面上にムラが発生する。図５は、こ
のムラの発生形態例を示しており、画面の左上端Ａを中
心に同心円状に生じたムラのパターン例である。このよ
うなモニタ画面上のムラの発生は、特に近年の固体撮像
素子の素子数の増大化にともなう出力アンプの高帯域化
に伴い顕著に現れる傾向にある。このような画面上への
ムラの発生は、画面表示の高画質化において問題点の重
要度が高まってきている。
【０００７】従来例２では、暗電流による信号は補正さ
れるが、機構構成が複雑となり、暗電流の測定工程が増
加し、測定時間が長期化する新たな問題点を生じさせ
る。
れるが、機構構成が複雑となり、暗電流の測定工程が増
加し、測定時間が長期化する新たな問題点を生じさせ
る。
【０００８】本発明は、出力アンプの自己発熱による温
度影響を低減化した高感度カメラ装置を提供することを
目的とする。
度影響を低減化した高感度カメラ装置を提供することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の高感度カメラ装置は、光信号を電気信号に
変換する固体撮像素子と、固体撮像素子の撮像した電気
信号を増幅して出力する出力アンプと、出力アンプの電
源端子と駆動電源間の接続をオン／オフするスイッチと
を有し、固体撮像素子の画素に蓄積された電荷信号を読
み出す期間と連動して、出力アンプへの電源供給のオン
／オフを可能としたことを特徴としている。
め、本発明の高感度カメラ装置は、光信号を電気信号に
変換する固体撮像素子と、固体撮像素子の撮像した電気
信号を増幅して出力する出力アンプと、出力アンプの電
源端子と駆動電源間の接続をオン／オフするスイッチと
を有し、固体撮像素子の画素に蓄積された電荷信号を読
み出す期間と連動して、出力アンプへの電源供給のオン
／オフを可能としたことを特徴としている。
【００１０】また、上記の連動は、電荷信号の読み出し
期間中をオン、その他の期間中をオフとするとよい。
期間中をオン、その他の期間中をオフとするとよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よる高感度カメラ装置の実施の形態を詳細に説明する。
図１〜図３を参照すると本発明の高感度カメラ装置の一
実施形態が示されている。図１は一実施形態のＣＣＤチ
ップ上の機能ブロックおよび回路図、図２は出力アンプ
の自己発熱による温度影響を説明するための概念図、図
３は本実施形態の動作を説明するためのタイミング図で
ある。
よる高感度カメラ装置の実施の形態を詳細に説明する。
図１〜図３を参照すると本発明の高感度カメラ装置の一
実施形態が示されている。図１は一実施形態のＣＣＤチ
ップ上の機能ブロックおよび回路図、図２は出力アンプ
の自己発熱による温度影響を説明するための概念図、図
３は本実施形態の動作を説明するためのタイミング図で
ある。
【００１２】図１において、本実施形態のＣＣＤチップ
は、ＣＣＤ画素１、垂直転送レジスタ２、水平転送レジ
スタ３、出力アンプ４およびスイッチ５を有して構成さ
れる。スイッチ５は出力アンプ４の電源端子および回路
駆動電源間に設けられ、スイッチ４の開閉により出力ア
ンプ４への電源供給のオン／オフが行われる。なお、記
号φＶ１、…、φＶ４は垂直転送であり、記号φＨ１、
…、φＨ４は水平転送パルスである。
は、ＣＣＤ画素１、垂直転送レジスタ２、水平転送レジ
スタ３、出力アンプ４およびスイッチ５を有して構成さ
れる。スイッチ５は出力アンプ４の電源端子および回路
駆動電源間に設けられ、スイッチ４の開閉により出力ア
ンプ４への電源供給のオン／オフが行われる。なお、記
号φＶ１、…、φＶ４は垂直転送であり、記号φＨ１、
…、φＨ４は水平転送パルスである。
【００１３】先ず、従来例の欄で説明したモニタ画面上
に生じるムラの発生メカニズムについて以下に説明す
る。
に生じるムラの発生メカニズムについて以下に説明す
る。
【００１４】上記の信号電荷蓄積方式の高感度化したＣ
ＣＤチップでは、チップ面において発熱点と放熱面との
形成により、温度傾斜が生じる。例えば図１のＣＣＤチ
ップでは、出力アンプ４が発熱点であり、その他の面が
放熱面として形成される。この結果、図２に示すような
出力アンプ４部の発熱点ＴHを中心とした、同心円状の
熱拡散分布が生じる。この熱拡散の発生・作用は以下と
なる。
ＣＤチップでは、チップ面において発熱点と放熱面との
形成により、温度傾斜が生じる。例えば図１のＣＣＤチ
ップでは、出力アンプ４が発熱点であり、その他の面が
放熱面として形成される。この結果、図２に示すような
出力アンプ４部の発熱点ＴHを中心とした、同心円状の
熱拡散分布が生じる。この熱拡散の発生・作用は以下と
なる。
【００１５】一般的に感度の向上と共にＣＣＤで発生す
る暗電流も蓄積時間に比例して増加する。さらにこの暗
電流のレベルは、温度に比例して変化する。よってＣＣ
Ｄチップの表面に温度ムラが生じ、暗電流の変化に関連
する温度ムラが発生する。
る暗電流も蓄積時間に比例して増加する。さらにこの暗
電流のレベルは、温度に比例して変化する。よってＣＣ
Ｄチップの表面に温度ムラが生じ、暗電流の変化に関連
する温度ムラが発生する。
【００１６】ＣＣＤのチップ面の温度分布により温度分
布に起因するモニタ表示に同心円上に広がるムラが生じ
る。特に近年の固体撮像素子は素子数の増大化の傾向に
あり、出力アンプの高帯域化が必要になり、出力アンプ
の消費電力も増大化の傾向にある。この結果、ＣＣＤの
チップ面の温度分布は図３に示すように出力アンプ部を
中心に同心円状に広がる。よって、図２の温度分布と同
様に暗電流が分布的に増加し、高感度化した出力映像を
見ると図５に示したような画面の左上端を中心にムラが
生じる。
布に起因するモニタ表示に同心円上に広がるムラが生じ
る。特に近年の固体撮像素子は素子数の増大化の傾向に
あり、出力アンプの高帯域化が必要になり、出力アンプ
の消費電力も増大化の傾向にある。この結果、ＣＣＤの
チップ面の温度分布は図３に示すように出力アンプ部を
中心に同心円状に広がる。よって、図２の温度分布と同
様に暗電流が分布的に増加し、高感度化した出力映像を
見ると図５に示したような画面の左上端を中心にムラが
生じる。
【００１７】上記の「ムラ」の発生を削減する本実施形
態の内容を、図３のタイミング図に基づき以下に説明す
る。図３は、図１に構成されるＣＣＤチップを搭載した
高感度カメラ装置の動作を表したタイミング図である。
図３の上中下の各段の（ａ），（ｂ），（ｃ）のタイミ
ング図は、（ａ）がＣＣＤの読み出しＥＮＡＢＬＥパル
ス、（ｂ）がＣＣＤ駆動電源ＶＤＤのＯＮ／ＯＦＦパル
ス、（ｃ）がＣＣＤ出力ＯＮ／ＯＦＦのタイミングチャ
ートを示している。
態の内容を、図３のタイミング図に基づき以下に説明す
る。図３は、図１に構成されるＣＣＤチップを搭載した
高感度カメラ装置の動作を表したタイミング図である。
図３の上中下の各段の（ａ），（ｂ），（ｃ）のタイミ
ング図は、（ａ）がＣＣＤの読み出しＥＮＡＢＬＥパル
ス、（ｂ）がＣＣＤ駆動電源ＶＤＤのＯＮ／ＯＦＦパル
ス、（ｃ）がＣＣＤ出力ＯＮ／ＯＦＦのタイミングチャ
ートを示している。
【００１８】これら（ａ），（ｂ），（ｃ）のタイミン
グによれば、ＣＣＤ画素へ電荷の蓄積中は、駆動電源Ｃ
ＣＤ ＶＤＤをＯＦＦとし、出力アンプ４への電源供給
を遮断している。つまり、ＣＣＤ出力時のみ出力アンプ
４へ駆動電源を供給し、その他の期間には電源の供給を
遮断する。
グによれば、ＣＣＤ画素へ電荷の蓄積中は、駆動電源Ｃ
ＣＤ ＶＤＤをＯＦＦとし、出力アンプ４への電源供給
を遮断している。つまり、ＣＣＤ出力時のみ出力アンプ
４へ駆動電源を供給し、その他の期間には電源の供給を
遮断する。
【００１９】上記の実施形態によれば、出力アンプ４を
ＣＣＤの画素１の読み出す１フィールドまたは１フレー
ム期間と連動させて電源の印加をオンし、蓄積期間には
電源をオフさせることで、出力アンプ４の平均消費電力
を低減化する。発熱源となる出力アンプ４の消費電力の
低減化により、ＣＣＤチップ面上の出力アンプ４と他の
部分との温度分布差を減少することができる。
ＣＣＤの画素１の読み出す１フィールドまたは１フレー
ム期間と連動させて電源の印加をオンし、蓄積期間には
電源をオフさせることで、出力アンプ４の平均消費電力
を低減化する。発熱源となる出力アンプ４の消費電力の
低減化により、ＣＣＤチップ面上の出力アンプ４と他の
部分との温度分布差を減少することができる。
【００２０】特に長時間蓄積時には平均消費電力を大き
く低減でき、温度分布差も大きく減少することが出来
る。例えば３０フィールド間の長時間蓄積時には、本方
式を用いることで２９フィールド／３０フィールドの期
間の電源をオフとすることが出来る。このため、アンプ
の消費電力は１／３０に減少する。よってＣＣＤチップ
面上において出力アンプ以外の部分との温度分布差が非
常に小さくなり、図５のような画面左上の暗電流のムラ
の発生を抑制することができる。このムラの発生防止に
より、ＣＣＤの出力アンプがある画面の左端を中心とす
る等高線状の縞模様の発生が削減される。
く低減でき、温度分布差も大きく減少することが出来
る。例えば３０フィールド間の長時間蓄積時には、本方
式を用いることで２９フィールド／３０フィールドの期
間の電源をオフとすることが出来る。このため、アンプ
の消費電力は１／３０に減少する。よってＣＣＤチップ
面上において出力アンプ以外の部分との温度分布差が非
常に小さくなり、図５のような画面左上の暗電流のムラ
の発生を抑制することができる。このムラの発生防止に
より、ＣＣＤの出力アンプがある画面の左端を中心とす
る等高線状の縞模様の発生が削減される。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明より明かなように、本発明の
高感度カメラ装置は、光信号を電気信号に変換し、撮像
した電気信号を増幅して出力する。この出力アンプの電
源端子と駆動電源間の接続をオン／オフする。固体撮像
素子の画素に蓄積された電荷信号の読み出し期間に連動
して、出力アンプへの電源供給のオン／オフを行うこと
により、長時間蓄積において生じる出力アンプを中心と
した同心円状の暗電流のムラを低減し、このムラに起因
する表示のムラの発生を防止し、画質を向上することが
できる。
高感度カメラ装置は、光信号を電気信号に変換し、撮像
した電気信号を増幅して出力する。この出力アンプの電
源端子と駆動電源間の接続をオン／オフする。固体撮像
素子の画素に蓄積された電荷信号の読み出し期間に連動
して、出力アンプへの電源供給のオン／オフを行うこと
により、長時間蓄積において生じる出力アンプを中心と
した同心円状の暗電流のムラを低減し、このムラに起因
する表示のムラの発生を防止し、画質を向上することが
できる。
【図１】本発明の高感度カメラ装置の一実施形態を示
す、ＣＣＤチップ上の機能ブロックおよび回路図であ
る。
す、ＣＣＤチップ上の機能ブロックおよび回路図であ
る。
【図２】長時間蓄積時のＣＣＤチップ上の温度分布を概
念的に示した平面図である。
念的に示した平面図である。
【図３】高感度カメラ装置の読み出しＥＮＡＢＬＥパル
スと出力アンプの電源ＯＮ／ＯＦＦパルスのタイミング
チャートである。
スと出力アンプの電源ＯＮ／ＯＦＦパルスのタイミング
チャートである。
【図４】従来のＣＣＤのチップ上の機能ブロック配置図
である。
である。
【図５】長時間蓄積時の出力映像画面の概念図である。
１ フォトダイオード ２ 垂直転送レジスタ ３ 水平転送レジスタ ４ 出力アンプ ５ スイッチ
Claims (2)
- 【請求項１】 光信号を電気信号に変換する固体撮像素
子と、 該固体撮像素子の撮像した前記電気信号を増幅して出力
する出力アンプと、 該出力アンプの電源端子と駆動電源間の接続をオン／オ
フするスイッチとを有し、 前記固体撮像素子の画素に蓄積された電荷信号を読み出
す期間と連動して、前記出力アンプへの電源供給のオン
／オフを可能としたことを特徴とする高感度カメラ装
置。 - 【請求項２】 前記連動は、電荷信号の読み出し期間中
がオン、その他の期間中がオフであることを特徴とする
請求項１記載の高感度カメラ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7318723A JPH09163218A (ja) | 1995-12-07 | 1995-12-07 | 高感度カメラ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7318723A JPH09163218A (ja) | 1995-12-07 | 1995-12-07 | 高感度カメラ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09163218A true JPH09163218A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=18102244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7318723A Pending JPH09163218A (ja) | 1995-12-07 | 1995-12-07 | 高感度カメラ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09163218A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001352491A (ja) * | 2000-04-05 | 2001-12-21 | Fuji Photo Film Co Ltd | 撮像制御装置および撮像制御方法 |
| JP2003319267A (ja) * | 2002-04-19 | 2003-11-07 | Nikon Corp | デジタルカメラ |
| JP2007202208A (ja) * | 2007-04-20 | 2007-08-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 撮像装置 |
| US7573517B2 (en) | 1999-09-21 | 2009-08-11 | Nikon Corporation | Image-capturing device that utilizes a solid state image capturing element and electronic camera |
| US7619667B2 (en) | 2004-11-19 | 2009-11-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state image device and camera including solid-state image device for selective outputs |
| JP2010010724A (ja) * | 2009-10-14 | 2010-01-14 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
| US8284303B2 (en) | 2006-02-09 | 2012-10-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03195331A (ja) * | 1989-12-23 | 1991-08-26 | Olympus Optical Co Ltd | 電子的撮像装置 |
-
1995
- 1995-12-07 JP JP7318723A patent/JPH09163218A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03195331A (ja) * | 1989-12-23 | 1991-08-26 | Olympus Optical Co Ltd | 電子的撮像装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990629 |