JPS61255154A

JPS61255154A - 撮像装置

Info

Publication number: JPS61255154A
Application number: JP60096064A
Authority: JP
Inventors: Kenji Suzuki; 賢治鈴木
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1985-05-08
Filing date: 1985-05-08
Publication date: 1986-11-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電荷蓄積時間を色毎に設定することができる
ようにした撮像装置に関するものである。

〔従来の技術〕

蓄積型イメージセンサ−としては、ＭＯＳ型。

ＣＣＤ型等各種のものが知られている。これらは撮像装
置の要部として各種の光学機器に広く用いられており、
入射した画像の各画素を光電変換して時系列信号を発生
する。例えば、カラープリンタでは、カラーネガフィル
ムに記録されたシーンをレンズで蓄積型イメージセンサ
−の受光面に結像させ、カラーネガフィルムの各点の三
色（赤色。

緑色、青色）濃度を測定し、得られた三色濃度からシー
ンを分類し、各シーン分類に対して予め決めである色補
正と濃度補正とを行って、カラーバランスと濃度が適正
なカラープリントを作成して　　　。

いる。

カラー用の蓄積型イメージセンサ−は、マトリックス状
に配置した多数の光電変換部の上に、例えば赤色、緑色
、青色フィルタをモザイク状に配置したフィルタアレイ
を取り付けることにより、赤色光を光電変換して蓄積す
る赤色用光電変換部と、緑色光を光電変換して蓄積する
緑色用光電変換部と、青色光を光電変換して蓄積する青
色用光電変換部とが構成されている。これらの各光電変
換部は、水平シフトレジスタと垂直シフトレジスタとに
より順次走査され、時系列信号として読み出される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述した従来の蓄積型イメージセンサ−では、各光電変
換部の電荷蓄積時間が全て同じになっていた。一般的に
、アマチュアが撮影したカラーネガフィルムには、露光
が適正なものの他に、露光が極端にアンダーなもの又は
オーバーなものが含まれているから、カラーネガフィル
ムに記録された画像の濃度を測定するには、１００００
ステツプ程度のダイナミックレンジが必要となる。しか
し、蓄積型イメージセンサ−は、そのダイナミックレン
ジがかなり狭いために、高精度の測定を行うことができ
ない。ところで、１シーンについてだけ見れば、色によ
って濃度値の最大値と最小値とが違うが、ステップ数で
見れば各色とも約１００ステツプあれば充分であること
が確認された。

したがって、色毎に電荷蓄積時間を変えて測定すれば、
ダイナミックレンジが広がり、ノイズの少ない信号を得
ることができることが分かった。

本発明は、色毎に電荷蓄積時間を設定することができる
ようにした撮像装置を提供することを目的とするもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明は、蓄積型イメー
ジセンサ−の上にシャッタ手段を設け、各光電変換部に
入射する色光の通過を色毎に制御し、それにより色毎に
電荷蓄積時間を設定することができるようにしたもので
ある。

前記蓄積型イメージセンサ−としては、ＭＯＳ型、ＣＣ
Ｄ型等があり、本発明はこのいずれも用いることができ
るものである。シャッタ手段としては、複数の光変調ピ
クセルを形成した液晶又はＰＬＺＴ光シャッタや、各光
電変換部で光電変換する色光の補色のフィルタ等を用い
ることができるものである。

以下、図面を参照して本発明の一実施例について詳細に
説明する。

〔実施例〕

第１図は本発明の撮像装置の一例を示すものである。蓄
積型イメージセンサ−１０は、赤色光を光電変換して蓄
積する赤色用光電変換部Ｒと、緑色光を光電変換して蓄
積する緑色用光電変換部Ｇと、青色光を光電変換して蓄
積する青色用光電変換部Ｂとが交互にマトリックス状に
配置されている。なお、図面を簡単にするために、光電
変換部は、６行６列になっているが、実際は多数の光電
変換部が配置されているものである。この蓄積型イメー
ジセンサ−１Ｏの前方には、結像レンズ（図示せず）が
配置され、この結像レンズを通った光が各光電変換部Ｒ
，Ｇ、Ｂに入射する。この各光電変換部Ｒ，Ｇ、Ｂは、
入射した色光を光電変換し、得られた信号電荷を蓄積す
る。また、この蓄積型イメージセンサ−１０は、ドライ
バ１１で駆動されて、各光電変換部Ｒ，Ｇ、　Ｂに蓄積
され、た信号電荷を時系列信号として読み出す。

前記蓄積型イメージセンサ−１０の上に、液晶光シャッ
タ１２が配置、されている。この液晶光シャッタ１２は
、各光電変換部１２ａに対応するように、複数の光変調
ピクセル１２ａが形成されており、電気信号により透明
状態と不透明状態とに変化する。この光変調ピクセル１
２ａが透明状態の時には、各光変調ピクセル１２ａに対
応した光電変換部−色光が入射して光電変換され、そし
て光変調ピクセル１２ａが不透明状態になった時に光電
変換が終了する。前記液晶シャッタ１２は、液晶パネル
に微少な透明電極を蒸着し、その前後に偏光板を配置し
たものであり、各透明電極により光変調ピクセルが構成
される。前記液晶光シャッタ１２は、ドライバ１３によ
り駆動され、光変調ピクセル１２ａに選択的に電圧を印
加して、これを例えば透明状態に変化させる。なお、電
圧を印加することにより、不透明状態とすることも可能
であり、更にＰＬＺＴ光シャッタを用いることもできる
ものである。前記ドライバ１１．１３は、制御回路１４
でその作動が制御される。

第２図はＭＯＳタイプの蓄積型イメージセンサ−の一部
を示したものである。各光電変換部Ｒ９Ｇ、　　Ｂは、
等測的に表したフォトダイオード２１〜２５をそれぞれ
備えており、入射した光を光電変換し、得られた信号電
荷をフローティングキャパシタに蓄積する。ここで、フ
ォトダイオード２１は赤色光を光電変換し、フォトダイ
オード２２゜２４は緑色光を光電変換し、フォトダイオ
ード２３．２５は青色光を光電変換する。

前記各フォトダイオード２１〜２５に蓄積された信号電
荷を読み出すために、これらに水平走査ＭＯＳスイッチ
３１〜３５がそれぞれ接続されている。前記水平走査Ｍ
ＯＳスイッチ３１〜３３のゲートは、水平走査線４１に
接続され、水平走査ＭＯＳスイッチ３４．３５は水平走
査線４２に接続されている。また、水平走査ＭＯＳスイ
ッチ３１．３４のドレインは、垂直走査線５１に接続さ
れ、水平走査ＭＯＳスイッチ３２．３５のドレインは垂
直走査線５２に接続され、水平走査ＭＯＳスイッチ３３
のドレインは垂直走査線５３に接続されている。

前記水平走査線４１．４２は、垂直走査シフトレジスタ
６０の出力端子ＤＩ、Ｄ２にそれぞれ接続されており、
水平走査パルスが出力端子Ｄ１からＤ２に向かって順次
シフトされる。また、垂直走査線５１〜５３には、垂直
走査ＭＯＳスイッチ６１〜６３が直列に接続されており
、これらの垂直走査ＭＯＳスイッチ６１〜６３は、水平
走査シフトレジスタ６５の出力端子ＤＩ〜Ｄ３にそれぞ
れ接続されている。

前記ドライバ１１は、最も長い色の電荷蓄積時間が経過
した時に、垂直走査シフトレジスタ６０゜水平走査シフ
トレジスタ６５を高速で作動させて各光電変換部Ｒ，Ｇ
、Ｂに蓄積されている信号電荷を時系列信号として読み
出す。この読み出した色信号は、増幅器６７で増幅され
てからＡ／Ｄ変換器６８に送られ、水平走査シフトレジ
スタ６５の走査に同期したタイミングでデジタル信号に
変換される。このデジタル信号は、対数変換テーブル６
９に送られ、電荷蓄積時間に対応したテーブルが色信号
毎に選択され、電荷蓄積時間の長短による信号レベルの
増減を考慮した正しい濃度値に換算してから、例えばマ
イクロコンピュータ等に取り込まれる。なお、対数変換
テーブル６９から出力された濃度情□報は、各色がミッ
クスした形態にな゛っているから、水平走査シフトレジ
スタ６５に同期して切り換わるマルチプレクサを用い、
色信号毎に分離した状態で取り出してもよい。

次に、第３図を参照して上記実施例の作用について説明
する。プレスキャン等により、予め測光して得た測定結
果により、色毎に電荷蓄積時間を決定してこれを制御回
路１４にセットする。この制御回路１４が、時間ｔｏに
おいて読取りスタート信号を受は取ると、あとで詳しく
説明するように、各光電変換部Ｒ，Ｇ、Ｂに蓄積された
暗電流による信号電荷を高速で読み出し、それにより各
光電変換部Ｒ，Ｇ、　Ｂをリセットする。このリセット
と同時に、ドライバ１３を介して液晶光シャッタ１２を
駆動し、各光変調ピクセル１２ａに電圧を印加してこれ
を透明状態に変化させる。この。

光変調ピクセル１２ａが透明状態になると、これらを透
過した赤色、緑色、青色光が各色電変換部Ｒ，Ｇ、Ｂに
入射する。この光電変換部Ｒ，Ｇ。

Ｂには、赤色、緑色、青色のいずれか１つのフィルタが
それぞれ取り付けであるから、このフィルタの色と同じ
色光が光電変換され、得られた信号電荷が蓄積される。

時間ｔ１に達すると、制御回路１４はドライバ１３に赤
色光の電荷蓄積終了信号を送る。このドライバ１３は、
赤色用光電壺換部Ｒの上に位置している光変調ピクセル
への電圧印加を停止し、ハツチングで示したように、こ
れを不透明状態にして赤色の電荷蓄積を終了させる。し
かし、緑色用光電変換部Ｇ、青色用光電変換部Ｂは、そ
の上に　　　゛それぞれ位置している光変調ピクセルが
透明状態であるから、電荷蓄積が継続して行われる。

時間ｔ２に達すると、制御回路１４は、緑色の電荷蓄積
終了信号をドライバ１３へ送り、緑色用光電変換部Ｇの
上に位置している光変調ピクセルを不透明状態にする。

これにより、各緑色用光電変換部Ｇには、色光が入射し
なくなるため、緑色光の電荷蓄積が終了する。

時間ｔ３に達すると、制御回路１４は、青色の電荷蓄積
終了信号をドライバ１３へ送り、青色用光電変換部Ｂの
上に位置している光度調ピクセルを不透明状態にする。

これにより、各青色用光電変換部Ｂには、色光が入射し
なくなるため、青色光の電荷蓄積が終了する。

前記青色光の電荷蓄積が終了すると、制御回路１４はド
ライバ１０に読み出し開始信号を送って、時間ｔ３〜ｔ
４の間で各光電変換部Ｒ，Ｇ、Ｂに蓄積されていた信号
電荷の読み出しを開始する。

すなわち、ドライバ１１は、水平走査クロックを水平走
査シフトレジスタ６５に送り、また垂直走査クロックを
垂直走査シフトレジスタ６０←送って、゛各フォトダイ
オード２１〜２５を順次走査し、これらに蓄積されてい
た信号電荷を時系列信号として読み出す。この垂直走査
シフトレジスタ６０は、第１番巨の垂直走査クロックが
入力された時に、出力端子Ｄ１に水平走査パルスを供給
する。

これにより、水平走査線４１に水平走査パルスが供給さ
れ、その間において水平走査シフトレジスタ６５が１回
走査して、垂直走査ＭＯＳスイッチ６１〜６３を順次Ｏ
Ｎにし、フォトダイオード２１〜２３に蓄積されていた
信号電荷を順次読み出し、これを増幅器６７に送る。

前記水平走査シフトレジスタ６５の走査が終了すると、
第２番目の垂直走査クロックが垂直走査シフトレジスタ
６０に供給されるから、水平走査線４２に水平走査パル
スが供給される。この間で水平走査シフトレジスタ６５
が１回走査して、フォトダイオード２４．２５に蓄積さ
れていた信号電荷を順次読み出す。

前記増幅器６７に送られた時系列信号は、ここで増幅さ
れてから、Ａ／Ｄ変換器６８でデジタル信号に変換され
る。このデジタル信号は、対数変換テーブル６９に送ら
れ、電荷蓄積時間に応じたテーブルが指定され、このテ
ーブルに書き込んであるデータの１つが取り出され、濃
度情報として例えばマイクロコンピュータに取り込まれ
る。なお、このマイクロコンピュータは、取り込んだ濃
度情報からシーンを分類し、このシーン分類からプリン
タの露光制御を行うものである。

第４図は本発明の別の実施例を示すものである。

この実施例では、蓄積型イメーどセンサー１０の上に、
シアンフィルタ７２．マゼンタフィルタ７３、イエロー
フィルタ７４がそれぞれ配置されており、これらのフィ
ルタ７２〜７４は、ドライバ７５〜７７によってそれぞ
れ駆動され、蓄積型イメージセンサ−１０の光路７８に
挿入された位置と、これから退避した位置との間を移動
する。前記ドライバ７５〜７７は、制御回路７９によっ
てその駆動が制御される。

前記各ドライバ７５〜７７が同時に駆動されて、光路７
８から退避すると、赤色、緑色、青色光が蓄積型イメー
ジセンサ−１０に入射し、前述したように、各色の光電
変換部Ｒ，Ｇ、Ｂでそれぞれ光電変換されて蓄積される
。そして、赤色光の電荷蓄積終了時間に埠すると、ドラ
イバ７５が駆動されるから、シアンフィルタ７２が光路
７８に挿入される。これによ、す、蓄、積型イメージセ
ンサ−１０には、赤色光が入射されなくなり、赤色光の
電荷シ積が終了する。また、ドライバ７６が駆、動され
ると、マゼンタフィルタ７３が光路７８に挿入されるか
ら、緑色光の電荷蓄積が終了する。更に、イエローフィ
ルタ７４が光路７８に挿入されると、青色光の電荷蓄積
が終了する。なお、蓄積された信号電荷の読出しは、前
述した実施例と同じであるため、その説明は省略する。

前記各実施例では、赤色、緑色、青色の順番に電荷蓄！
を終了するようになっているが、この電荷蓄積終了時は
入射光の光量に応じて決められるものである０例えば、
ある色光例えば赤色光のうち最も強度がさきいものが、
光電変換部の出力の飽和値に近くなるように、電荷蓄積
時間を設定するものである。また、光電変換部としては
、赤色用、緑色用、青色用について説明したが、これは
シアン光を光電変換して蓄積するシアン月光電変換部、
マゼンタ光を充電変換して蓄積するマゼンタ用光電変換
部、イエロー光を光電変換して蓄積するイエロー用光電
変換部であってもよい。この場合に、第４図で示す実施
例では、赤色フィルタ。

緑色フィルタ、青色フィルタが用いられる。

〔発明の効果〕

上記構成を有する本発明は、各光電変換部の上にシャッ
タ手段を設け、このシャフタ手段により、各光電変換部
に入射する時間を色光毎に制御するようにしたから、色
毎に電荷蓄積時間を変えることが可能になり、それによ
りダイナミックレンジを広げて、ノイズの少ない信号を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は液晶光シャッタを用いた本発明の一実施例を示
す概略図である。第２図はＭＯＳタイプの蓄積型イメージセンサ−の一部
を示す回路図である。第３図は電荷蓄積と読出しのタイミングを示すチャート
である。第４図はシャッタとしてフィルタを用いた実施例を示す
説明図である。１０・・蓄積型イメージセンサ− １２・・液晶光シャッタ１２ａ・・光変調ピクセル２１〜２５・・フォトダイオード３１〜３５・・水平走査ＭＯＳスイッチ４１．４２・・
水平走査線５１〜５３・・垂直走査線６１〜６３・・垂直走査ＭＯＳスイッチ７２・・シアン
フィルタ７３・・マゼンタフィルタ７４・・イエローフィルタ。手続補正書昭和６０年　５月３１日昭和６０年　特許願　第９６０６４号２、発明の名称撮像装置３、補正をする者事件との関係　　　特許出願人・１−− 住所　神奈川県南足柄市中沼２１０番地二を名称（５２０）富士写真フィルム株式会社゛・・ζ。ツ４、代理人　　　　　　　　　　　　　　　　　　″卿
ｉ− 東京都豊島区北大塚２−１６−９　　　　　−一北大塚
ビル４０６号　電話（９１７）１９１７方式小６、補正の内容（１）　　明細書第１０頁第５行の「各色電変換部」を
、「各色光電変換部」と補正する。以上 □

Claims

【特許請求の範囲】

（１）異なった色光をそれぞれ光電変換して蓄積する複
種類の光電変換部を備えた蓄積型イメージセンサーを用
いて、カラー画像を撮像する撮像装置において、前記蓄積型イメージセンサーの上にシャッタ手段を設け
、各光電変換部の受光時間を色毎に制御することにより
、電荷蓄積時間を色毎に設定するように構成したことを
特徴とする撮像装置。
（２）前記シャッタ手段は、蓄積型イメージセンサーの
各光電変換部に対応するように、複数の光変調ピクセル
を形成した光シャッタであることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の撮像装置。
（３）前記シャッタ手段は、蓄積型イメージセンサーの
光路に選択的に挿入される複数のフィルタであり、各フ
ィルタは前記色光の補色であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の撮像装置。