JP2652152B2 - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
- Publication number
- JP2652152B2 JP2652152B2 JP60037607A JP3760785A JP2652152B2 JP 2652152 B2 JP2652152 B2 JP 2652152B2 JP 60037607 A JP60037607 A JP 60037607A JP 3760785 A JP3760785 A JP 3760785A JP 2652152 B2 JP2652152 B2 JP 2652152B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gain
- signal
- imaging device
- temperature
- gain control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Processing Of Color Television Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、固体撮像素子を用いた撮像装置に関し、特
に、固体撮像素子の温度上昇に因る画像劣化を防止した
撮像装置に関するものである。
に、固体撮像素子の温度上昇に因る画像劣化を防止した
撮像装置に関するものである。
カラーテレビカメラなどの撮像装置に用いられている
固体撮像素子、特に電荷結合素子（CCD）にあっては、
温度上昇に伴なって暗電流が増加するものである。それ
に因り、テレビカメラ装置の画質が劣化してしまう。
固体撮像素子、特に電荷結合素子（CCD）にあっては、
温度上昇に伴なって暗電流が増加するものである。それ
に因り、テレビカメラ装置の画質が劣化してしまう。
CCDでは半導体基板の表面付近の蓄積電荷が撮像信号
となって利用されるため、表面において発生する熱励起
された電荷が信号電荷にもれ込むことに起因する。CCD
の構造等により改善は可能であるが、原理的に生ずる暗
電流をなくすことは出来ない。
となって利用されるため、表面において発生する熱励起
された電荷が信号電荷にもれ込むことに起因する。CCD
の構造等により改善は可能であるが、原理的に生ずる暗
電流をなくすことは出来ない。
固体撮像素子の暗電流が増加すると画素ごとの暗電流
の差が増大し、信号対雑音比（S/N）の低下をきたす。
特に、固定撮像素子の短波長側の低感度の補償のために
当該短波長側の色フィルタに対応する出力の利得を大き
くして、輝度信号を形成する方式のカラーテレビカメラ
装置においてはS/Nの低下が激しい。
の差が増大し、信号対雑音比（S/N）の低下をきたす。
特に、固定撮像素子の短波長側の低感度の補償のために
当該短波長側の色フィルタに対応する出力の利得を大き
くして、輝度信号を形成する方式のカラーテレビカメラ
装置においてはS/Nの低下が激しい。
これについて以下に説明する。
第１図はフレームトランスファCCDの固体撮像素子を
示す。この撮像素子10には、露光部11、蓄積部13、色ス
トライプフィルタ15、水平転送CCD17、電荷を電圧に変
換するFDA19を有する。ここで、光像に対応する電荷は
露光部11に形成され、垂直ブランキング期間に蓄積部13
に移され、また、水平期間ごとに水平転送CCD17に移さ
れて水平転送が為される。しかる後、FDA19にて電圧に
変換されて出力される。
示す。この撮像素子10には、露光部11、蓄積部13、色ス
トライプフィルタ15、水平転送CCD17、電荷を電圧に変
換するFDA19を有する。ここで、光像に対応する電荷は
露光部11に形成され、垂直ブランキング期間に蓄積部13
に移され、また、水平期間ごとに水平転送CCD17に移さ
れて水平転送が為される。しかる後、FDA19にて電圧に
変換されて出力される。
第２図は色ストライプフィルタ15の一例を示す。露光
部11の水平画素に対応して、Ｒフィルタ２、Ｇフィルタ
23、Ｂフィルタ25が形成されている。これにより、出力
信号は各々のフィルタに対応してR,G,Bの点順次信号と
なる。
部11の水平画素に対応して、Ｒフィルタ２、Ｇフィルタ
23、Ｂフィルタ25が形成されている。これにより、出力
信号は各々のフィルタに対応してR,G,Bの点順次信号と
なる。
第３図は従来のカラーテレビカメラ装置を示し、第１
図にて説明した固体撮像素子の出力の信号処理回路であ
る。図において固体撮像素子10の出力は前述したように
色フィルタ15に対応した点順次で出力されるので、３相
のタイミングを持つパルス信号SH1,SH2,SH3によりそれ
ぞれ対応するサンプルホールド回路31,33,35でサンプル
ホールドされる。これにより、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）およ
び青（Ｂ）の３つの色信号に分離される。この出力は、
一方では利得可変増幅器37,39により、色温度に応じて
Ｒホワイトバランス（RWB）,Bホワイトバランス信号（B
WB）で利得可変される。スイッチ回路41で輝度信号43を
形成し、ローパスフィルタ45、輝度処理回路47により信
号処理された後、輝度（Ｙ）信号48がエンコーダ49に入
力される。
図にて説明した固体撮像素子の出力の信号処理回路であ
る。図において固体撮像素子10の出力は前述したように
色フィルタ15に対応した点順次で出力されるので、３相
のタイミングを持つパルス信号SH1,SH2,SH3によりそれ
ぞれ対応するサンプルホールド回路31,33,35でサンプル
ホールドされる。これにより、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）およ
び青（Ｂ）の３つの色信号に分離される。この出力は、
一方では利得可変増幅器37,39により、色温度に応じて
Ｒホワイトバランス（RWB）,Bホワイトバランス信号（B
WB）で利得可変される。スイッチ回路41で輝度信号43を
形成し、ローパスフィルタ45、輝度処理回路47により信
号処理された後、輝度（Ｙ）信号48がエンコーダ49に入
力される。
また、３つの色信号は３つのローパスフィルタ51,53,
55と処理回路57,59,61との直列回路によって信号処理さ
れた後、色差マトリクス回路63により２つの色差信号が
65RY,65BYが形成される。エンコーダ67は、入力された
輝度信号48、２つの色差信号65RY,65BY及び同期信号69
によりテレビ信号71を合成して出力する。
55と処理回路57,59,61との直列回路によって信号処理さ
れた後、色差マトリクス回路63により２つの色差信号が
65RY,65BYが形成される。エンコーダ67は、入力された
輝度信号48、２つの色差信号65RY,65BY及び同期信号69
によりテレビ信号71を合成して出力する。
ところで、CCDの分光感度特性は、第４図に示すよう
に、短波長側で低く長波長側で高くなっている。そのた
め、サンプルホールド回路31〜35の出力は、被写体の色
温度にもよるが、概略Ｒが大きくてＢが小さい。特に色
温度の低い被写体の場合、Ｂの出力がＲの出力と比較し
て非常に小さくなる。
に、短波長側で低く長波長側で高くなっている。そのた
め、サンプルホールド回路31〜35の出力は、被写体の色
温度にもよるが、概略Ｒが大きくてＢが小さい。特に色
温度の低い被写体の場合、Ｂの出力がＲの出力と比較し
て非常に小さくなる。
また、利得可変増幅器37,39の利得はナイキスト折返
し、為信号の発生を最小とするために、スイッチ回路41
の入力において、R:G:B＝1:1:1となるように制御され
る。このため、色温度が低い被写体においてＢ信号の利
得が大きくなってしまう。特にCCDの温度が高温となり
暗電流が増加した際このＢ信号の利得が高いので輝度S/
Nを極めて低下させてしまう。
し、為信号の発生を最小とするために、スイッチ回路41
の入力において、R:G:B＝1:1:1となるように制御され
る。このため、色温度が低い被写体においてＢ信号の利
得が大きくなってしまう。特にCCDの温度が高温となり
暗電流が増加した際このＢ信号の利得が高いので輝度S/
Nを極めて低下させてしまう。
本発明は、上述した欠点を除去するために為されたも
のであり、平常の使用状態では、為信号の発生が少な
く、高温使用状態では、暗電流の増加による画像の劣化
を防止することを可能とした撮像装置を提供することを
目的とする。
のであり、平常の使用状態では、為信号の発生が少な
く、高温使用状態では、暗電流の増加による画像の劣化
を防止することを可能とした撮像装置を提供することを
目的とする。
以下図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。
する。
第５図に本発明の一実施例を示す。図において、第３
図と同一符号は同一又は相当部を示し、その説明は省略
する。固体撮像素子10の温度を検出する例えばサーミス
タ等の温度センサ101が当該撮像素子10の近辺に配置さ
れている。この温度センサ101に接続されてその出力を
電圧に変換するセンサアンプ103に依る温度信号105が電
圧比較器107の非反転入力端子に供給されている。比較
器107の反転入力端子には、電圧源109による基準電圧VR
が供給されている。この電圧比較器107の比較出力信号1
11は切換回路113の切換制御端子SCに供給され、Ｂホワ
イトバランス信号（BWB）と電圧源115による基準電圧Vr
1との切換を行って利得制御信号117を得ている。
図と同一符号は同一又は相当部を示し、その説明は省略
する。固体撮像素子10の温度を検出する例えばサーミス
タ等の温度センサ101が当該撮像素子10の近辺に配置さ
れている。この温度センサ101に接続されてその出力を
電圧に変換するセンサアンプ103に依る温度信号105が電
圧比較器107の非反転入力端子に供給されている。比較
器107の反転入力端子には、電圧源109による基準電圧VR
が供給されている。この電圧比較器107の比較出力信号1
11は切換回路113の切換制御端子SCに供給され、Ｂホワ
イトバランス信号（BWB）と電圧源115による基準電圧Vr
1との切換を行って利得制御信号117を得ている。
常温使用時つまり基準電圧Vr1による定まる一定温度
より固体撮像素子10の温度が低い場合、Ｂホワイトバラ
ンス信号（BWB）が利得制御信号117となるので、第５図
の動作は第３図と同一である。
より固体撮像素子10の温度が低い場合、Ｂホワイトバラ
ンス信号（BWB）が利得制御信号117となるので、第５図
の動作は第３図と同一である。
ところが、テレビカメラを高温下で使用した場合等、
撮像素子10の温度が前述の一定温度より高くなった場
合、電圧比較器107の出力信号111が反転し、切換回路11
3が基準電圧源115側に切換わる。基準電圧Vr1が利得制
御信号117となるので、利得可変増幅器39の利得が一定
値となる。この時の利得は、概略Ｇ信号の利得と同一（
0dB）とすれば良い。
撮像素子10の温度が前述の一定温度より高くなった場
合、電圧比較器107の出力信号111が反転し、切換回路11
3が基準電圧源115側に切換わる。基準電圧Vr1が利得制
御信号117となるので、利得可変増幅器39の利得が一定
値となる。この時の利得は、概略Ｇ信号の利得と同一（
0dB）とすれば良い。
以上の構成により撮像素子10が高温となった時、Ｂ信
号の利得が一定値に切り換わる（下がる）ので、画像の
劣化をきたすことはない。
号の利得が一定値に切り換わる（下がる）ので、画像の
劣化をきたすことはない。
第６図に本発明の別実施例を示す。図において、第５
図の実施例と異なるのは、青色（Ｂ）信号の利得増大と
したときに、当該Ｂ信号の利得が一定値に切り換わる
（下がる）温度を異ならせたことである。
図の実施例と異なるのは、青色（Ｂ）信号の利得増大と
したときに、当該Ｂ信号の利得が一定値に切り換わる
（下がる）温度を異ならせたことである。
第６図において、センサアンプ103の温度信号105は電
圧比較器201で基準電圧Vr2と比較される。ゲインアップ
・スイッチ203によって、電圧印加端子（UP）に供給さ
れた他の電圧Vhと接地端子（NORM）に接続された接地電
位とを切り換えて利得増大信号205を得ている。この利
得増大信号205と比較器201からの出力信号207とに基づ
きアンドゲート209で論理積をとっている。その出力信
号211と比較器107の出力信号111とに基づきオアゲート2
13で論理和をとり、その出力信号215を切換回路113の切
換制御端子SCに供給する構成となっている。また、利得
増大信号205は輝度処理回路47にも供給されており、輝
度（Ｙ）信号の利得も連動制御されるようになってい
る。
圧比較器201で基準電圧Vr2と比較される。ゲインアップ
・スイッチ203によって、電圧印加端子（UP）に供給さ
れた他の電圧Vhと接地端子（NORM）に接続された接地電
位とを切り換えて利得増大信号205を得ている。この利
得増大信号205と比較器201からの出力信号207とに基づ
きアンドゲート209で論理積をとっている。その出力信
号211と比較器107の出力信号111とに基づきオアゲート2
13で論理和をとり、その出力信号215を切換回路113の切
換制御端子SCに供給する構成となっている。また、利得
増大信号205は輝度処理回路47にも供給されており、輝
度（Ｙ）信号の利得も連動制御されるようになってい
る。
ゲインアップ・スイッチ203を接地側（NORM）に倒し
てある場合は、アンドゲート209の出力信号211は“0"で
ある。従って、比較器107の出力信号111に応答して切換
回路113による利得制御が行われるので、その場合の動
作は第５図に関連して説明した動作と同じである。
てある場合は、アンドゲート209の出力信号211は“0"で
ある。従って、比較器107の出力信号111に応答して切換
回路113による利得制御が行われるので、その場合の動
作は第５図に関連して説明した動作と同じである。
次に、ゲインアップ・スイッチ203をUP側に倒して、
Ｂ信号の利得増大を図るべく指令したものとする。この
場合には、アンドゲート209によって比較器201の出力信
号207あるいは比較器107の出力信号111によってＢ信号
の利得制御が行われるようになる。
Ｂ信号の利得増大を図るべく指令したものとする。この
場合には、アンドゲート209によって比較器201の出力信
号207あるいは比較器107の出力信号111によってＢ信号
の利得制御が行われるようになる。
ここで、基準電圧Vr2は基準電圧VRより低く設定して
ある。電圧Vr2の値は、スイッチ203をUP側に倒して利得
増大とした場合に、固体撮像素子10による暗電流の増大
に起因してS/Nの低下が始まる温度に対応して設定して
ある。
ある。電圧Vr2の値は、スイッチ203をUP側に倒して利得
増大とした場合に、固体撮像素子10による暗電流の増大
に起因してS/Nの低下が始まる温度に対応して設定して
ある。
つまり、ゲインアップしたときは基準電圧Vr2により
定まる温度で切換回路113が切換わる。従って、ゲイン
アップしたときはS/Nの低下が激しいので、より低い温
度よりＢ信号の利得を下げるように動作させて、画像の
劣化を早くから防止したものである。
定まる温度で切換回路113が切換わる。従って、ゲイン
アップしたときはS/Nの低下が激しいので、より低い温
度よりＢ信号の利得を下げるように動作させて、画像の
劣化を早くから防止したものである。
なお、上述した実施例においては、撮像素子の暗電流
増加の検出を温度センサにより検出したが、、他にオプ
ティカルブラック部をサンプルして暗電流を検出しても
良い。
増加の検出を温度センサにより検出したが、、他にオプ
ティカルブラック部をサンプルして暗電流を検出しても
良い。
また、利得を制御する信号をＢ信号のみとしたが、Ｒ
信号,B信号の両方であってもよく、それらを選択的に制
御しても良い。
信号,B信号の両方であってもよく、それらを選択的に制
御しても良い。
更に、ある一定温度より撮像素子の温度が高くなった
場合に利得が切換わるとしたが、暗電流の量に従って利
得を連続的に変化させても良い。第６図の例でゲインア
ップを手動により行うように構成したが、輝度信号のゲ
インを自動的に制御する方式いわゆるAGC方式の場合、
利得を制御する前の輝度信号のレベル又はAGC制御信号
を用いて制御しても良い。
場合に利得が切換わるとしたが、暗電流の量に従って利
得を連続的に変化させても良い。第６図の例でゲインア
ップを手動により行うように構成したが、輝度信号のゲ
インを自動的に制御する方式いわゆるAGC方式の場合、
利得を制御する前の輝度信号のレベル又はAGC制御信号
を用いて制御しても良い。
以上詳述した如く本発明によれば、通常の使用状態に
おいては、為信号が少なく、また、高温の使用の場合は
暗電流の増加による画像の劣化を軽減することが出来る
撮像装置を実現することができる。
おいては、為信号が少なく、また、高温の使用の場合は
暗電流の増加による画像の劣化を軽減することが出来る
撮像装置を実現することができる。
第１図は固体撮像素子の説明図、第２図は色ストライプ
フィルタの構成図、第３図は従来のカラーテレビカメラ
装置の構成を示すブロック図、第４図はCCDの分光感度
特性を示す特性線図、第５図および第６図のそれぞれは
本発明の実施例による撮像装置の構成を示すブロック図
である。 10……固体撮像素子 15……色ストライプフィルタ 37,39……利得可変増幅器 41……スイッチ回路 101……温度センサ 107,201……電圧比較器 113……切換回路 203……ゲインアップ・スイッチ VR,Vr1,Vr2……基準電圧
フィルタの構成図、第３図は従来のカラーテレビカメラ
装置の構成を示すブロック図、第４図はCCDの分光感度
特性を示す特性線図、第５図および第６図のそれぞれは
本発明の実施例による撮像装置の構成を示すブロック図
である。 10……固体撮像素子 15……色ストライプフィルタ 37,39……利得可変増幅器 41……スイッチ回路 101……温度センサ 107,201……電圧比較器 113……切換回路 203……ゲインアップ・スイッチ VR,Vr1,Vr2……基準電圧
Claims (1)
- 【請求項１】撮像手段と、 該撮像手段により形成された複数の色信号の利得を可変
するための可変利得制御増幅手段と、 被写体の色温度に応じて前記可変利得制御増幅手段の利
得を調整することによりホワイトバランスを調整するた
めの利得制御信号を形成する利得制御信号形成手段と、 前記撮像手段における暗電流のレベルを所定の基準値と
比較することによって前記暗電流のレベルが前記基準値
より大きい場合に所定の比較出力を形成する検出手段
と、 該検出手段の前記所定の比較出力に応じて青信号の利得
を下げるように前記利得制御信号を補正する補正手段
と、 を有する撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60037607A JP2652152B2 (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60037607A JP2652152B2 (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61198990A JPS61198990A (ja) | 1986-09-03 |
| JP2652152B2 true JP2652152B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=12502265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60037607A Expired - Lifetime JP2652152B2 (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2652152B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5870539B2 (ja) * | 2011-08-12 | 2016-03-01 | 株式会社リコー | 画像処理装置、画像処理方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS516617A (ja) * | 1974-07-05 | 1976-01-20 | Hitachi Ltd |
-
1985
- 1985-02-28 JP JP60037607A patent/JP2652152B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61198990A (ja) | 1986-09-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |