JP2702982B2 - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

Info

Publication number
JP2702982B2
JP2702982B2 JP63228672A JP22867288A JP2702982B2 JP 2702982 B2 JP2702982 B2 JP 2702982B2 JP 63228672 A JP63228672 A JP 63228672A JP 22867288 A JP22867288 A JP 22867288A JP 2702982 B2 JP2702982 B2 JP 2702982B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
reference signal
output
gain
circuit
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
Application number
JP63228672A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0278382A (ja
Inventor
俊之 秋山
到 三村
直樹 小沢
健二 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP63228672A priority Critical patent/JP2702982B2/ja
Publication of JPH0278382A publication Critical patent/JPH0278382A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2702982B2 publication Critical patent/JP2702982B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、撮像管あるいは固体撮像素子などから成る
撮像素子を用いた撮像装置に関するものである。
〔従来の技術〕
固体撮像素子の1種であるインターライン転送CCD固
体撮像素子の平面図を第4図に模式的に示す(特開昭60
−254892号)。この素子の駆動は次の様に行う。まず水
平方向と垂直方向に規則的に配列された画素1で光電変
換され蓄積された全画面の映像信号電荷は、垂直帰線期
間の間に一旦垂直方向に転送する垂直CCDレジスタ2に
読み出し蓄積する。その垂直CCDレジスタ2内に読み出
した映像信号電荷を、水平方向に転送する水平CCDレジ
スタ3まで水平帰線期間毎に1ライン分づつ転送し、そ
れに続く水平映像期間に順次出力部4から読み出して行
く。図中の矢印は映像信号電荷の転送方向を示してい
る。
ところで近年高精細テレビ方式(HD方式)など高解像
度化への要求が強く、それに伴う固体撮像素子の画素数
の増加の検討が進められている。しかし第4図に示す様
な水平CCDレジスタ3を一列しか持たない従来のCCD固体
撮像素子では、画素数が増えた分だけ水平CCDレジスタ
の駆動周波数したがつて転送速度が上がり、現状では駆
動できない。
そのため現在第5図の3,3′に示すように、水体CCDレ
ジスタを二列設け、各列での転送速度を上げて読み出す
方法が取られている(信学技報ED87−174)。
〔発明が解決しようとする課題〕
第5図の固体撮像素子において2つの出力部4,4′に
分けて出力した映像信号は、第6図に示すようにバツフ
アアンプ7,7′を通し、合成回路10で1つにまとめ直し
た後信号処理回路8でテレビ信号に変換して出力する。
ところで固体撮像素子出力部4,4′から合成回路10ま
での2つの回路系のゲインに差があると、まとめ直した
合成信号に含まれる各映像信号レベルにも差が生じる。
そして例えば一様な壁を写すと縦縞状の偽信号が現われ
るなど、画質が著しく劣化する。
そのためこの方法では2つの回路系のゲインを微妙に
調整する必要があり、量産コストの上昇の原因になる。
またこの調整は現状では特殊な被写体を写しながら行う
煩雑な作業が必要である上、環境温度が変わると再調整
が必要になるなどの問題が生じる。
本発明の目的は通常の撮映を行いながらしかも自動的
にゲイン調整できる素子構造と駆動方法を提供すること
にある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため本発明では、映像信号を出力
しない時間内の少なくとも一部の時間に、ゲインを比較
するのに必要な基準信号を各出力端子から出力できる構
造を持ち固体撮像素子を用いる。
そして固体撮像素子の異なる端子に分けて出力した各
信号は、後段回路でまとめ直し、映像信号を合成する。
このまとめ直した合成信号に含まれる基準信号の部分を
取り出してレベルを比較し、これらの基準信号レベルが
ほぼ同一になるように合成前の各回路系のゲインを調節
する。
〔作用〕
本発明による撮像素子と撮像装置では、各出力端子か
らの映像信号が通る回路系のゲインを測定するのに必要
な基準信号が、特殊な被写体を写さなくてもいつでも得
られる。しかも自動的に各出力端子からの映像信号のゲ
インを調節し、映像信号レベルの差を低減できる。
そのため映像信号レベルに差が有ると生じる画質の劣
化を低く抑えることができる。また回路系のゲインの微
調整は特殊な被写体を用いずに自動的に行われるので、
生産時の微調整が不要になり量産コストを低減できる。
さらにゲイン調整は自動的に行われるので、環境温度が
変わる度に必要であつた特殊な被写体を写しながら行う
煩雑な再調整作業が不要になる。
〔実施例〕
本発明の第1の実施例を第1〜3図に示す。
第1図は本発明による固体撮像素子構造の一例を示し
たもので、ゲイン比較に必要な基準信号を発生する基準
信号発生回路5と、発生した基準信号を各出力端子から
出力できるように振り分ける振り分け回路6〜6″を新
たに設けた点が第5図の従来の固体撮像素子の構造と異
なる。
また第3図は本発明による撮像素子の出力信号をテレ
ビ信号に変換する信号処理回路例であるが、2つに分け
て出力した信号のレベルを比較する信号ゲイン比較回路
11と、その出力信号の少なくとも一方の信号のゲインを
コントロールするためのゲイン調整量演算記憶回路12と
ゲインコントローラ9を設けた点が従来の回路と異な
る。
第1図の素子で画素1に蓄積し垂直CCDレジスタ2に
読み出した映像信号電荷は、従来同様水平帰線期間毎に
順次水平CCDレジスタ3に転送する。一方これと同時に
通常のCCD電荷注入回路(特開昭59−172195号)等から
成る基準信号発生回路5によつて水平期間毎に基準信号
電荷を発生させ、振り分け回路用CCD6″に基準信号電荷
を転送しておく。そして垂直CCDレジスタ2を駆動して
映像信号電荷を転送する際、振り分け回路用CCD6″内に
転送した基準信号電荷も、映像信号電荷同様に振り分け
回路用の垂直CCD6,6′を通して順次水平CCDレジスタ3,
3′内に転送する。水平CCDレジスタ3,3′内に転送した
映像信号と基準信号電荷は、それに続く水平映像期間に
第2図(b),(c)に模式的に示す様に順次出力部4,
4′から読み出す。
次に固体撮像素子の2つの出力部4,4′に分けて出力
した信号は、第3図に示すバツフアアンプ7,7′を通
し、合成回路10で1つにまとめ直す。まとめ直した合成
信号波形を第2図(d)に模式的に示す。ところで例え
ばバツフアアンプ7′を通る回路の方がバツフアアンプ
7を通る回路よりゲインが高い(低い)とそれに比例し
て合成信号に含まれる基準信号13のレベルに差が生じ
る。そこで信号ゲイン比較回路11で、各々の基準信号の
長時間平均を取つて雑音による影響を減らした後、2つ
の回路系のゲイン差を検出する。そしてこの値とゲイン
調整量演算記憶回路12に既に記憶してある値を比較し、
その比較結果に合わせて十分小さなゲイン値だけゲイン
コントローラ9のゲインを下げる(上げる)と共に、そ
の時の状態をゲイン調整量演算記憶回路12に記憶する。
以下同様に水平期間毎にゲインの比較と調整を繰り返す
と、2つの回路のゲインはほぼ同一になりゲイン差の無
い合成信号が得られる。その後従来同様信号処理回路8
でテレビ信号に変換し出力する。
この様に第3図の撮像装置では、2つに分けて読み出
した映像信号の合成後のレベル差は自動的に低減されほ
とんど差が生じ無い。そのため映像信号レベルに差が有
ると生じる画質の劣化を低く抑えることができる。また
回路系のゲインの微調整は特殊な被写体を用いなくても
自動的に行われるので、生産時の微調整が不要になり量
産コンスを低減できる。さらにゲイン調整は自動的に行
われるので、環境温度が変わる度に必要であつた特殊な
被写体を写しながら行う煩雑な再調整作業が不要にな
る。
なお電源投入時のゲイン調整では雑音を低減するため
の平均操作を省略する、あるいは調整のために加減する
ゲイン値を通常より大きくする等によつて、装置立ち上
げ時間を速めることが望ましい。
またゲイン調整は信号ゲイン比較回路11で基準信号レ
ベル比を求め、2つの回路系の信号の一方に基準信号レ
ベル比の逆数を掛ける等の方法で調整しても良い事は明
かである。
第7〜8図は本発明の第2の実施例である。
第7図は本発明による固体撮像素子構造の他の例であ
り、用いるテレビ方式の数本の走査線(第7図では3本
の走査線)で使う映像信号を数個(第7図では3個)の
出力端子に分けて同時に読み出すと共に、第1図の素子
同様各出力端子から基準信号を出力できるようにした点
が従来の素子構造と異なる。
第7図の素子で画素1に蓄積した映像信号電荷と基準
信号発生器5で発生した基準信号電荷は、第1図の素子
と同様にして、例えば3水平期間分の信号を一組にして
順次水平CCDレジスタ3〜3″内に転送する。水平CCDレ
ジスタ3〜3″内に転送した映像信号電荷と基準信号電
荷は、それに続く期間(例えば3水平期間でゆつくり)
に順次出力部4〜4″から読み出す。以下同様にして1
画面分の信号を、用いるテレビ方式の1フイールド期間
毎に読み出す(ただし信号の蓄積時間を長くして感度を
上げる際は、その周期に合わせる)。
次に固体撮像素子の出力部4〜4″に分けて出力した
信号は、第8図に示すバツフアアンプ7〜7″とAD変換
器21〜21″を通してデイジタル信号に変換する。そして
信号ゲイン比較回路11,11″において、デイジタル信号
に変換した基準信号の長時間平均を取つて雑音による影
響を減らした後、平均した3つの基準信号のレベル比を
求める。この値をゲイン調整量演算記憶回路12,12″に
記憶してある値と比較し記憶し直す一方、ゲインコント
ローラ9,9″(かけ算器)でこの記憶したレベル比の逆
数を変換信号に掛けてゲインを調整し、ゲイン差の無い
信号に直した後画像メモリ回路22に記憶する。そして時
間調整回路23で、用いるテレビ方式の順序に従つて順次
画像メモリ回路22から信号を読み出し、信号処理回路8
でテレビ信号に変換して出力する。
この様に第8図の撮像装置においては回路系のゲイン
差を後段の回路で自動的に補正するので、レベル差の無
いテレビ信号が得られる。そのため本実施例においても
第1の実施例同様映像信号レベルに差が有ると生じる画
質の劣化を抑えることができる。また回路系ゲインの生
産時の微調整が不要になり量産コストを低減できる。さ
らに環境温度が変わる度に必要であつた煩雑な再調整作
業が不要になる。また本実施例ではさらに基準信号レベ
ル検出後直ちに正しいゲイン調整を行えるので、装置を
非常に高速で立ち上げることができる。
なお水平CCDレジスタ3〜3″からの信号の読み出し
速度は、用いるテレビ方式の1フイールド期間に撮像素
子の1画面分の信号電荷を読み出せる範囲で任意に選ん
で良い。ただし読み出し速度が遅いほど出力される信号
の周波数は低くなり、読み出し時の信号帯域を狭くでき
る。そのため信号帯域を狭くする事によつて出力アンプ
が発生するランダム雑音の影響を減らし、信号のSN比を
上げる事ができる。またAD変換部の価格は高速のものよ
り低速のものの方が安価である等の点から信号の読み出
し速度は遅いことが望ましい。
またゲインコントローラ9,9″はAD変換器の前に入
れ、撮像素子の出力信号に検出したゲイン比の逆数を掛
けるか、あるいは第1の実施例と同様に十分小さな値だ
けゲイン値を上下する方法で調整しても良いことは自明
である。
なお以上の実施例では基準信号は1水平映像期間の信
号毎に出力する場合についてのみ述べたが、1フイール
ド期間毎。数分毎あるいはスイツチ操作など何らかの操
作を加えた時など任意の時間に注入してゲインを調整し
ても良い。また各出力端子からの基準信号は常に同時に
出力する必要は無く、互いに異なる時間に順次出力する
ようにしても良い。
また信号ゲイン比較回路で基準信号のレベルを検出す
る際の雑音の影響を低減するには、基準信号のレベルを
大きくするほど良い。しかし後段回路のダイナミツクレ
ンジの点から基準信号のレベルの大きさは、ほぼ映像信
号の白レベルから白レベルの3倍程度の範囲に設定する
ことが望ましい。
また第1の実施例で、第2の実施例と同様のデイジタ
ル回路を用いても良い。
また用いる撮像素子は第1図,第7図の素子の他、第
9図に例示するように、各出力端子から同一の基準信号
を出力できる構造を持てば、たとえ画面を左右に2分し
て出力する構造であつても良いことは明かである。
さらに撮像素子の構造としてインターライン転送CCD
固体撮像素子を使つて説明したが、他の形のCCD固体撮
像素子やMOS固体撮像素子,撮像管等を用いても良いこ
とは明かである。
以上固体撮像素子内に基準信号発生回路を有している
場合について述べたが、画面に一様な光を当てた時の映
像信号を基準信号とし、スイツチ等によつて第3図,第
8図の回路を動作させてゲインを調整する。そしてその
時の状態を記憶することによつて、従来の撮像素子を用
いたカメラにおいても、ゲイン調整の簡単化を図ること
ができる。
〔発明の効果〕
以上述べた様に本発明による撮像素子と撮像装置を用
いると、各出力端子からの映像信号が通る回路系のゲイ
ンを測定するのに必要な基準信号が、特殊な被写体を写
さなくてもいつでも得られる。しかも自動的に各出力端
子からの映像信号のゲインを調節し、映像信号レベルの
差を低減できる。
そのため映像信号レベルに差が有ると生じる画質の劣
化を低く抑えることができる。また回路系のゲインの微
調整は特殊な被写体を用いなくても自動的に行われるの
で、生産時の微調整が不要になり量産コストを低減でき
る。さらにゲイン調整は自動的に行われるので、環境温
度が変わる度に必要であつた特殊な被写体を写しながら
行う煩雑な再調整作業を行なう必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による第1の実施例の固体撮像素子の模
式図、第2図は同実施例の撮像装置のブロツク図、第3
図は同実施例の信号タイミング図、第4図,第5図は従
来のインターライン転送CCD固体撮像素子の模式図、第
6図は従来例の撮像装置の構造を示すブロツク図、第7
図は本発明による第2の実施例の固体撮像素子の模式
図、第8図は同実施例の撮像装置の構造を示すブロツク
図、第9図は本発明によるさらに他の実施例の固体撮像
素子の模式図である。 1……画素、2……垂直CCDレジスタ、3……水平CCDレ
ジスタ、4……出力部、5……撮像素子、9……ゲイン
コントローラ、10……合成回路、11……信号ゲイン比較
回路、12……ゲイン調整量演算記憶回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 健二 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 平1−114174(JP,A) 特開 昭62−57374(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入射した光を電気信号に変換し、かつ映像
    信号を2列以上の水平方向電荷転送素子列に分けて出力
    する固体撮像素子を用いた撮像装置において、基準信号
    電荷を発生する基準信号発生回路と、該基準信号発生回
    路で発生した基準信号電荷を上記2列以上の水平方向電
    荷転送素子列の各々に振り分ける振り分け回路と、上記
    映像信号を出力しない時間内の少なくとも一部の時間
    に、上記2列以上の水平方向電荷転送素子列の各々の出
    力端子から上記2つ以上の基準信号を出力する構造を有
    することを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】入射した光を電気信号に変換し、かつテレ
    ビ方式の2本以上の走査線の映像信号を2列以上の水平
    方向電荷転送素子列に分けて出力する固体撮像素子を用
    いた撮像装置において、基準信号電荷を発生する基準信
    号発生回路と、該基準信号発生回路で発生した基準信号
    電荷を上記2列以上の水平方向電荷転送素子列の各々に
    振り分ける振り分け回路と、上記映像信号を出力しない
    時間内の少なくとも一部の時間に、上記2列以上の水平
    方向電荷転送素子列の各々の出力端子から上記2つ以上
    の基準信号を出力する構造を有することを特徴とする撮
    像装置。
  3. 【請求項3】上記基準信号のレベルの大きさは、上記映
    像信号の白レベルの大きさの1倍以上3倍以下の範囲に
    あることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装
    置。
JP63228672A 1988-09-14 1988-09-14 撮像装置 Expired - Lifetime JP2702982B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63228672A JP2702982B2 (ja) 1988-09-14 1988-09-14 撮像装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63228672A JP2702982B2 (ja) 1988-09-14 1988-09-14 撮像装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0278382A JPH0278382A (ja) 1990-03-19
JP2702982B2 true JP2702982B2 (ja) 1998-01-26

Family

ID=16880005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63228672A Expired - Lifetime JP2702982B2 (ja) 1988-09-14 1988-09-14 撮像装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2702982B2 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2968553B2 (ja) * 1990-04-09 1999-10-25 日本電気株式会社 電荷結合素子の信号処理装置
JPH05167911A (ja) * 1991-12-12 1993-07-02 Sony Corp 信号処理装置
JP3221103B2 (ja) * 1992-10-13 2001-10-22 ソニー株式会社 固体撮像装置
JP3297946B2 (ja) * 1993-03-23 2002-07-02 ソニー株式会社 電荷転送装置
JP3318905B2 (ja) * 1993-12-03 2002-08-26 ソニー株式会社 電荷転送装置
JPH07184124A (ja) * 1993-12-24 1995-07-21 Nec Corp 固体撮像装置
US6791615B1 (en) 1999-03-01 2004-09-14 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus
TW561780B (en) * 2001-02-28 2003-11-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid-state image pickup apparatus and method for driving the same
US7218351B2 (en) 2002-04-05 2007-05-15 Victor Company Of Japan, Limited Image-sensing apparatus for compensating video signal of a plurality of channels
JP3879987B2 (ja) 2002-04-10 2007-02-14 日本ビクター株式会社 撮像装置
JP5151507B2 (ja) * 2008-01-29 2013-02-27 ソニー株式会社 固体撮像素子、固体撮像素子の信号読み出し方法および撮像装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0278382A (ja) 1990-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0660616B1 (en) Color sequential electronic camera
US8525901B2 (en) Solid-state image sensing device
US8502895B2 (en) Variable exposure for color image sensor
US5990952A (en) Driving method of solid-state image pickup device
US7554588B2 (en) Dual exposure for image sensor
US7821547B2 (en) Image sensing apparatus that use sensors capable of carrying out XY addressing type scanning and driving control method
US8436926B2 (en) Physical quantity detecting device, solid-state imaging device, and imaging apparatus
JP3492029B2 (ja) 撮像装置
US5572256A (en) Solid-state imaging apparatus
US20100321532A1 (en) Solid-state imaging device, imaging system, and method of driving solid-state imaging device
US7027093B2 (en) Method of transferring electric charge from image sensing device and image sensing device
JP2702982B2 (ja) 撮像装置
JPS61177074A (ja) テレビジヨン・カメラ
US5576760A (en) High resolution television camera using frame memory
CN108432238B (zh) 固体摄像装置、固体摄像装置的驱动方法以及电子设备
US20070139543A1 (en) Auto-adaptive frame rate for improved light sensitivity in a video system
US5978021A (en) Apparatus producing a high definition picture and method thereof
US6657177B2 (en) Solid-state imaging system
JP2994158B2 (ja) 固体撮像装置
JP3212809B2 (ja) 固体撮像素子の駆動方法
JPH09163210A (ja) 撮像システム
JP2574829B2 (ja) テレビカメラ装置
JP3755175B2 (ja) 固体撮像装置
JP2889103B2 (ja) 固体撮像素子の駆動方法
JPH08223488A (ja) テレビジョンカメラ装置