JP3283050B2 - ビデオカメラ装置 - Google Patents
ビデオカメラ装置Info
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Description
ーンノイズを抑圧する回路を備えたビデオカメラ装置に
関する。
読み出し及びリセット機能をもつ、静電誘導トランジス
タ(Static Induction Transistor :SITと略称され
ている)や電荷変調素子(Charge Modulation Device:
CMDと略称されている)などの内部増幅型光電変換素
子を単位画素として用いた撮像素子により画像を再生す
るビデオカメラ装置においては、撮像素子固有の固定パ
ターンノイズ(以下FPNと略称する)をキャンセルす
るために、フレームメモリ等の記憶手段を設け、該記憶
手段に各画素毎にFPNを蓄積し、撮像素子の各画素か
ら得られた画像情報から、その画素に対応するFPNを
減算して画像信号を得るようにしたFPN抑圧回路が必
要となる。
たビデオカメラ装置において用いられている従来のFP
N抑圧回路の構成例のブロック構成図である。撮像素子
102から出力される画像信号は、プリアンプ103 で増幅
され、A/D変換器104 によりデジタルデータに変換さ
れる。このデジタルデータは、撮像素子102 の前面に配
置した遮光フィルタ101 により光を遮断したとき、各画
素のもつ暗時FPNデータとなる。この際スイッチ105
をa側に接続して、このFPNデータをフレームメモリ
106 に順次記憶する。1フレーム期間の蓄積終了後、ス
イッチ105 をb側に接続し、遮光フィルタ101 の遮光を
解除すれば、遮光解除後にA/D変換器104 へ送られる
光電荷による画像信号はA/D変換されて、減算器107
によりフレームメモリ106 内に蓄積されているFPNデ
ータと繰り返し減算処理され、FPNがキャンセルされ
たデータとしてD/A変換器108 に入力され、D/A変
換されて出力ビデオ信号として出力されるようになって
いる。
N抑圧回路を備えたビデオカメラ装置において、ハイゲ
イン切換回路を設けることがある。ハイゲイン切換回路
を設ける場合には、図7の(A)に示すようにハイゲイ
ン切換回路111 をA/D変換器112 の前段に配置するこ
と、あるいは図7の(B)に示すようにA/D変換器11
2 及びD/A変換器113 の後段に配置することが考えら
れるが、A/D変換器112 及びD/A変換器113 の後段
に配置してゲインを上げると、量子化ノイズも大きくな
る。一方、A/D変換器112 の前段に配置してゲインを
上げると、量子化ノイズは変化しない。したがってハイ
ゲイン切換回路111 はS/Nの面から、A/D変換器11
2 の前段に配置するのが好ましい。
イゲイン切換回路111 を挿入してゲインを切り換える
と、レベルダイヤが変わるため、A/D変換器112 への
入力前の暗時FPNレベルも変わり、FPN抑圧回路の
記憶手段の内容をリフレッシュする必要が生ずる。すな
わちFPNキャンセル動作用スイッチを操作して、FP
N抑圧回路を再動作させる必要がある。また、電源投入
時においても、投入時のFPNデータが、電源投入前の
FPN抑圧回路に保持されているFPNデータと変わっ
ている場合、あるいはDRAMなど電源を切るとデータ
がこわれてしまうメモリを使用した場合があるので、や
はりFPNキャンセル動作用スイッチを操作してFPN
抑圧回路の再動作を行う必要がある。この場合の動作の
流れを、図8のフローチャートに示す。
ビデオカメラ装置においては、A/D変換前の暗時FP
Nレベルの変化を伴うカメラの機能等を切り換える手段
を備えている場合、その切換動作を行う都度、並びに電
源投入動作の都度、FPNキャンセル動作用スイッチを
操作させるという煩雑な操作を必要とし、このFPNキ
ャンセル動作用スイッチの操作を忘れると、暗時FPN
の抑圧が不十分な悪い画質のまま撮像が行われてしまう
という問題があった。
ビデオカメラ装置における上記問題点を解消するために
なされたもので、機能変換切換動作の都度、FPNキャ
ンセル動作用スイッチの操作を必要としないようにした
ビデオカメラ装置を提供することを目的とする。
決するため、本発明は、撮像素子の蓄積電荷をリセット
した直後又はリセットしながら、光電荷のない状態の暗
時信号を読み出して記憶手段に蓄積し、撮像素子から読
み出した撮像信号から前記記憶手段に蓄積した暗時信号
を抑圧するFPN抑圧回路を備えたビデオカメラ装置で
あって、前記暗時信号レベルの変化を伴うビデオカメラ
の動作,機能を変換する手段を備え、該変換手段の切換
動作に連動して、前記FPN抑圧回路の記憶手段への暗
時信号の再入力動作を行わせるように構成するものであ
る。
いては、ビデオカメラの動作,機能を変換する手段の切
換動作により、入力信号レベルが変化し、暗時信号レベ
ルも変化するが、上記切換動作に連動して、FPN抑圧
回路の記憶手段へ変動した新たな暗時信号が再入力され
る。したがって、切換動作に伴って、独立した別個の暗
時信号の再入力動作を行わせる必要がなくなる。
来と同様に撮像素子の前面に遮光フィルタを配置し、こ
の遮光フィルタで遮光状態にして撮像素子を読み出すよ
うにすることも考えられるが、遮光フィルタを用いた場
合、機械的機構を必要とし、また遮光フィルタの開閉速
度も高速にできないという問題があるので、本発明にお
いては、上記のように撮像素子の蓄積電荷をリセットし
た直後又はリセットしながら、光電荷のない状態の暗時
信号を読み出すものである。これにより、機械的機構を
必要とせず、暗時信号の読み出し動作の高速化が可能と
なる。
明に係るビデオカメラ装置の第1実施例を示すブロック
構成図である。この実施例は、ゲイン切換回路を備えた
ビデオカメラ装置に本発明を適用したものである。図に
おいて、1は内部増幅型光電変換素子を用いた固体撮像
素子、2は該固体撮像素子1の蓄積電荷のリセット回
路、3はプリアンプ、4はゲイン切換回路、5はFPN
キャンセラ、6はFPNキャンセラ5のキャンセル動作
スタートパルスの発生回路である。7はゲイン切換スイ
ッチで、該切換スイッチ7はゲイン切換回路4と制御パ
ルス発生回路8へ切換信号(DC又はGND)を印加す
るようになっている。9は電源ON信号発生回路で、10
は電源をONしてから装置全体の電気的動作が安定する
まで電源ON信号を遅延させるタイマー回路である。11
は電源ON信号を受けて制御パルスを発生する制御パル
ス発生回路であり、12は前記制御パルス発生回路8,11
からの制御パルスを入力とするOR回路で、その出力側
は前記リセット回路2及びFPNキャンセル動作スター
トパルス発生回路6に接続され、それぞれ制御パルスを
印加できるようになっている。
置の動作について説明する。まず電源を投入すると、電
源ON信号発生回路9より電源ON信号が出力され、タ
イマー回路10で所定時間遅延させられたのち、制御パル
ス発生回路11に入力される。これにより発生した制御パ
ルスはOR回路12を通して、リセット回路2及びFPN
キャンセル動作スタートパルス発生回路6に入力され、
固体撮像素子1の蓄積電荷がリセットされ光電荷のない
状態となると共に、暗時FPN信号がFPNキャンセラ
5に入力されメモリに保持される。次いでリセット状態
が解除されたのち、撮像素子1からの撮像信号はプリア
ンプ3,ゲイン切換回路4を通してFPNキャンセラ5
に入り、FPNが減算されて抑圧された撮像信号が出力
される。したがって電源投入時に、それと連動してFP
Nキャンセル動作が行われるので、別個にFPNキャン
セル動作スイッチを設けて操作する必要がなくなる。
チ7を操作すると、ゲイン切換回路4のゲインが切り換
えられると共に、制御パルス発生回路8が駆動されて制
御パルスが発生する。この制御パルスはOR回路12を経
て、リセット回路2とFPNキャンセル動作スタートパ
ルス発生回路6に入力され、固体撮像素子1がリセット
されると共に、FPNキャンセラ5が再動作し、ゲイン
切換に伴って信号レベルが変えられた暗時FPNデータ
が、FPNキャンセラ5のメモリに入力される。これに
よりゲイン切換に応じて自動的に補正されたFPNキャ
ンセラ5により、有効に暗時FPNが抑圧された撮像信
号が出力される。この第1実施例の以上の動作の流れ
を、図2のフローチャートに示す。
ク構成図である。この実施例は、プリニー機能をもたせ
たビデオカメラ装置に本発明を適用した実施例であり、
図1に示した第1実施例と同一又は同等の部材には同一
符号を付して示している。
イト撮像もできるように、A/D変換器においてニー
(knee)をかけ、A/D変換されたデジタル信号を伸長
する方式がある。すなわち例えば、図4の(A)に示す
ように、A/D変換器において定格信号レベルを100 %
として9ビットを割り当て、200 %までの信号しか通過
できないとき、カメラの出力信号のダイナミックレンジ
拡大のため、400 %のハイライト部までの撮像信号をク
リップせずにA/D変換処理しようとする場合、A/D
変換ビットを均等に信号に割り当てると、視覚的にノイ
ズの目立つ低信号部に量子化ノイズが目立つ。したがっ
て図4の(B)に示すように、信号レベルによってビッ
ト割り当てを変えるようにニーをかけて、ダイナミック
レンジを広げる。
ビット割り当てを変えることをプリニー処理と称する
が、このニー処理によって低レベルの部分ではビット割
り当てを大きく、高レベルの部分ではビット割り当てを
小さくすると、A/D変換後の信号が非直線信号とな
り、FPNキャンセラにおける暗時FPN減算に誤差が
生ずるため、図4の(C)に示すように、ビット割り当
てが小さい部分のゲインを上げてリニア特性に戻す伸長
処理を行う。ここでA/D変換器が10ビットの場合、伸
長により11ビット相当のダイナミックレンジとなる。
号部に大きなビット割り当てを行い量子化ノイズを減少
させ、その分、高レベル信号部にはビット割り当てを小
さくし粗くする。このニー処理によって定格信号レベル
(100 %)へのビット割り当てを変えないで、A/D変
換器の通過信号レベルを大きくする(400 %)ことがで
きる。
に、低レベル信号での量子化ノイズを同じにするために
は、ニー処理する場合は信号レベルを1/2にする必要
がある。このようにニー処理のため信号レベルを1/2
にすると、A/D変換器への入力信号の暗時FPNレベ
ルが変化するので、FPNキャンセル動作をしなおさな
ければならない。
プリニー処理を行うビデオカメラ装置に本発明を適用し
たもので、15は入力信号レベルを1/2にするゲイン1
/2変換回路、16はゲイン切換スイッチで、前記ゲイン
1/2変換回路15の入力側がA端子に、出力側がB端子
に接続されている。17はA/D変換器で、該A/D変換
器17のアナログ入力レベルの有効最大電圧及び最小電圧
を、それぞれVrefT,VrefBとし、またコンパレータの
基準電圧群を発生するため、VrefTとVrefB間の電圧を
n分割すべくVrefTとVrefB間に直列状に接続されるn
個の抵抗群の中点(n/2個)の電位をVrefMとする
と、VrefMの切換スイッチ18のA端子にはVrefTとV
refBとの中間電位VM 、B端子には(VM +VrefB)/
2の電位が印加されている。19はA/D変換器17でニー
処理されたデジタル信号を伸長する伸長回路であり、20
は伸長ON/OFF切換スイッチで、伸長回路19の入力
側がA端子に、出力側がB端子に接続されている。21は
暗時FPNデータを記憶するためのメモリ、22は撮像信
号からメモリ21に記憶されているFPNデータを減算す
るための減算器、23はD/A変換器、24はFPNキャン
セル動作を行うためのメモリ21のリフレッシュパルス発
生回路である。25はニーON/OFF切換スイッチで、
A端子はVCCにB端子はGNDに接続されており、ゲイ
ン切換スイッチ16,A/DVrefM切換スイッチ18,伸長
ON/OFF切換スイッチ20に切換信号(DC又はGN
D)を印加するようになっている。
ラ装置の動作について説明する。電源投入時の動作は第
1実施例と同様なので説明を省略し、ニーON/OFF
切換スイッチ25を操作した場合の動作について説明す
る。ニー処理OFFモードの場合は、切換スイッチ16,
18,20,25は全てA側になっており、ニー処理ONモー
ドとする場合には、ニーON/OFF切換スイッチ25を
B側に切り換える。これにより該切換スイッチ25よりG
ND電位がゲイン切換スイッチ16,A/DVrefM切換ス
イッチ18及び伸長ON/OFF切換スイッチ20に印加さ
れて、それぞれB端子に切り換えられる。また同時にG
ND電位が制御パルス発生回路8に印加されて、該制御
パルス発生回路8より制御パルスが発生し、OR回路12
を経てリセット回路2及びリフレッシュパルス発生回路
24に入力される。これにより固体撮像素子1がリセット
状態となりゲイン1/2変換回路15によりレベルが1/
2にされた暗時FPNデータがメモリ21に取り直され
る。
じて自動的にリフレッシュされて補正されたFPNキャ
ンセラによって、適切に暗時FPNが抑圧された撮像信
号が出力される。この第2実施例の上記動作の流れを図
5のフローチャートに示す。
本発明によれば、ビデオカメラの動作,機能を変換する
手段の切換動作により、例えばA/D変換前の入力信号
レベルが変化するなどして、暗時信号レベルも変化する
場合であっても、上記切換動作に連動して、FPN抑圧
回路の記憶手段へ変動した新たな暗時信号が自動的に再
入力されるので、独立した別個の暗時信号の再入力動作
を行わせる必要がなくなるという利点が得られる。また
撮像素子の暗時信号の読み出しは、撮像素子の蓄積電荷
のリセットした直後又はリセットしながら、光電荷のな
い状態で行うようにしているので、遮光用の機械的機構
を必要とせず、高速で暗時信号を読み出すことができる
等の利点が得られる。
示すブロック構成図である。
である。
当てビット数との関係を示す特性図である。
である。
ク構成図である。
ある。
装置における動作の流れを示すフローチャートである。
Claims (1)
- 【請求項1】 撮像素子の蓄積電荷をリセットした直後
又はリセットしながら、光電荷のない状態の暗時信号を
読み出して記憶手段に蓄積し、撮像素子から読み出した
撮像信号から前記記憶手段に蓄積した暗時信号を抑圧す
る固定パターンノイズ抑圧回路を備えたビデオカメラ装
置であって、前記暗時信号レベルの変化を伴うビデオカ
メラの動作,機能を変換する手段を備え、該変換手段の
切換動作に連動して、前記固定パターンノイズ抑圧回路
の記憶手段への暗時信号の再入力動作を行わせるように
構成したことを特徴とするビデオカメラ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30125191A JP3283050B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | ビデオカメラ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30125191A JP3283050B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | ビデオカメラ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05115025A JPH05115025A (ja) | 1993-05-07 |
JP3283050B2 true JP3283050B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=17894586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30125191A Expired - Lifetime JP3283050B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | ビデオカメラ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3283050B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4331553B2 (ja) | 2003-09-17 | 2009-09-16 | オリンパス株式会社 | 撮像装置 |
JP5528094B2 (ja) * | 2008-12-24 | 2014-06-25 | 株式会社日立国際電気 | 撮像方法および撮像装置 |
-
1991
- 1991-10-22 JP JP30125191A patent/JP3283050B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05115025A (ja) | 1993-05-07 |
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