JPH0260390A - Solid-stage image pickup device - Google Patents
Solid-stage image pickup deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は固体撮像素子によって光電変換された信号を電
気的に信号処理し、静止画として磁気シートなどの媒体
に記録する電子スチルカメラに適した固体撮像装置に関
する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is suitable for electronic still cameras that electrically process signals photoelectrically converted by a solid-state image sensor and record them as still images on a medium such as a magnetic sheet. The present invention relates to a solid-state imaging device.
［従来の技術］
第７図は、電子スチルカメラによく用いられる固体撮像
素子の一例としてのインターライン型ＣＯＤの説明図で
ある。第７図において、１０１はインターライン型ＣＯ
Ｄである固体撮像素子、１０２は光を電荷に変えて蓄積
するフォトダイオード、１０３はフォトダイオードから
移された電荷をＩＨ毎に１段ずつ垂直に転送する垂直Ｃ
ＣＤである。■１〜■４は垂直ＣＯＤの転送パルスであ
り、■１はフォトダイオードの奇数行の電荷を垂直ＣＣ
Ｄに転送する転送ゲートパルスをかねている。また、■
３は同様に偶数行のフォトダオードに対応する転送ゲー
トパルスとなっている。垂直ＣＣＤは上記の４相の転送
パルスｖ１〜■４で駆動される。１０４は垂直ＣＣＤ１
０３よりＩＨ毎に１段転送されてくる電荷を水平に転送
する水平ＣＯＤである。Ｈｌ、Ｈ２は水平ＣＣＤの転送
パルスであり、２相のパルスで駆動される。１０５は電
荷を電圧に変換し出力する出力アンプである。ＶＯＵＴ
は出力端子である。[Prior Art] FIG. 7 is an explanatory diagram of an interline type COD as an example of a solid-state image sensor often used in electronic still cameras. In FIG. 7, 101 is an interline type CO
D is a solid-state image sensor, 102 is a photodiode that converts light into charge and accumulates it, and 103 is a vertical C that vertically transfers the charge transferred from the photodiode one stage per IH.
It's a CD. ■1 to ■4 are vertical COD transfer pulses, and ■1 transfers charges in odd-numbered rows of photodiodes to vertical CC.
It also serves as a transfer gate pulse for transfer to D. Also, ■
3 is a transfer gate pulse corresponding to the even-numbered photodiodes. The vertical CCD is driven by the above-mentioned four-phase transfer pulses v1 to (4). 104 is vertical CCD1
This is a horizontal COD that horizontally transfers charges that are transferred one stage per IH from 03. H1 and H2 are horizontal CCD transfer pulses, which are driven by two-phase pulses. 105 is an output amplifier that converts charge into voltage and outputs it. VOUT
is the output terminal.
第８図は電子スチルカメラに適した色フィルターの配列
を示した図である。ｎ行は、Ｍｇ’（マゼンタ）、Ｇ（
緑）、Ｍｇ、Ｇ、、、の繰り返し、ｎ＋１行はＹｅ（黄
色）、Ｃｙ（シアン）Ｙｅ、Ｃｙ、、 の繰り返しと
なっている。FIG. 8 is a diagram showing an arrangement of color filters suitable for an electronic still camera. Row n is Mg' (magenta), G(
In the n+1 row, Ye (yellow), Cy (cyan) are repeated.
また、ＭｇとＧ及び、ＹｅとＣｙは図示の如くフィール
ドごとに順番が反転するようになっている。Furthermore, the order of Mg and G and Ye and Cy is reversed for each field as shown in the figure.
第９図は固体撮像素子１０１の画素情報をフレーム読み
出しによって読み出すときの駆動タイミングを示した図
である。時刻Ｔ１に■１をＨｉレベルにすることによっ
て、ｎライン目のフォトダイオードの電荷を垂直ＣＣＤ
１０３に移し、時刻Ｔ２からＴ３のあいだにその電荷を
読み出す。時刻Ｔ３にｎ゛ライン目電荷を垂直ＣＣＤに
移し時刻Ｔ４からその電荷を読み出す。このような読み
出し方をすることによって、Ｙｅ、Ｃｙ。FIG. 9 is a diagram showing drive timing when reading out pixel information of the solid-state image sensor 101 by frame reading. By setting ■1 to Hi level at time T1, the charge of the nth line photodiode is transferred to the vertical CCD.
103, and the charge is read out between time T2 and T3. At time T3, the nth line charge is transferred to the vertical CCD, and the charge is read out from time T4. By reading in this way, Ye, Cy.
Ｍｇ、Ｇに対応する電荷を１画素ずつ独立に読み出すこ
とかできる。The charges corresponding to Mg and G can be read out independently for each pixel.
第１０図は該信号から、輝度信号と色信号を作る演算方
法を説明する図である。すなわち第１０図にまとめたよ
うに、毎ラインから輝度信号（以後、Ｙ信号と略）を、
１ラインおきにＭｇ−Ｇもしくは、Ｒ−Ｂという色差信
号を線順次に得ることができる。FIG. 10 is a diagram illustrating a calculation method for creating a luminance signal and a color signal from the signal. That is, as summarized in Fig. 10, the luminance signal (hereinafter abbreviated as Y signal) from each line is
Color difference signals such as Mg-G or RB can be obtained line-sequentially every other line.
第５図は、電子スチルカメラのブロック図であり、２０
１はレンズ、２０２は絞り、２０３はシャッター、２０
４はシャッター絞り駆動回路である。１０１は固体撮像
素子でここではさきほどの説明のインターライン型ＣＣ
Ｄとする。２０５は固体撮像素子駆動回路、２０６はク
ロック発生回路である。２０７は固体撮像素子より得ら
れた出力を信号処理して前述した輝度信号と色差線順次
信号を得る信号処理回路である。２０８は輝度信号と色
差線順次信号をＦＭ変調するＦＭ変調回路である。２０
９はＦＭ変調された信号を磁気記録できるように増幅す
るＲＦＣアンプである。２１０は磁気ヘット、２１１は
記録媒体である磁気シートである。２１２は磁気シート
を回転させるモーター、２１３はモーターサーボ回路、
２１４はシステム全体の動作を制御するシステム制御回
路である。２１５はシャッターレリーズスイッチであり
、このスイッチを○Ｎする動作に同期して連の静止画撮
像シーフェンスが行われる。FIG. 5 is a block diagram of an electronic still camera, with 20
1 is a lens, 202 is an aperture, 203 is a shutter, 20
4 is a shutter aperture drive circuit. 101 is a solid-state image sensor, which is the interline type CC described earlier.
Let it be D. 205 is a solid-state image sensor driving circuit, and 206 is a clock generation circuit. A signal processing circuit 207 processes the output obtained from the solid-state image sensor to obtain the aforementioned luminance signal and color difference line sequential signal. 208 is an FM modulation circuit that performs FM modulation of the luminance signal and the color difference line sequential signal. 20
9 is an RFC amplifier that amplifies the FM modulated signal so that it can be magnetically recorded. 210 is a magnetic head, and 211 is a magnetic sheet which is a recording medium. 212 is a motor that rotates the magnetic sheet, 213 is a motor servo circuit,
214 is a system control circuit that controls the operation of the entire system. Reference numeral 215 denotes a shutter release switch, and a series of still image capturing sea fencing is performed in synchronization with the operation of turning this switch.
第１１図は撮像信号処理回路２０７の内容を示すブロッ
ク図である。３０１は固体撮像素子１゜１のノイズを除
去するＣＤＳ回路、３０２はＣＤＳ回路３０１の出力を
一定のＤＣレベルにクランプするクランプ回路、３０３
はクランプ回路３゜２の出力をガンマ補正するガンマ補
正回路、３゜４はガンマ補正回路の出力をゲイン補正す
るＡＧＣ回路、３０５は輝度信号帯域だけを通過させる
輝度ローパスフィルター（以後、Ｙ−ＬＰＦと略）３０
６は同期信号と輝度信号を加算し輝度十同期信号（以後
、ｙ＋ｓと略）を生成する加算回路である。３０７はＭ
ｇもしくはＹｅ信号をサンプルホールドするサンプルホ
ールド回路、３０８はＧもしくはＣｙ信号をサンプルホ
ールドするサンプルホールド回路である。３０９は白色
被写体に対応する色差信号Ｍｇ−Ｇがゼロになるよう、
サンプルホールド回路３０８の出力をゲイン補正するホ
ワイトバランス回路（以後、ＷＢ回回路上略）、３１０
は同様に、白色被写体に対応する色Ｍ 信号Ｒ−Ｂがゼ
ロになるように、サンプルホールド回路３０８の出力を
ゲイン補正するホワイトバランス回路（以後、ＷＢ回回
路上略）である。FIG. 11 is a block diagram showing the contents of the imaging signal processing circuit 207. 301 is a CDS circuit that removes noise from the solid-state image sensor 1.1, 302 is a clamp circuit that clamps the output of the CDS circuit 301 to a constant DC level, and 303
3.4 is a gamma correction circuit that performs gamma correction on the output of the clamp circuit 3.2, 3.4 is an AGC circuit that performs gain correction on the output of the gamma correction circuit, and 305 is a luminance low-pass filter (hereinafter referred to as Y-LPF) that passes only the luminance signal band. abbreviated) 30
6 is an addition circuit that adds the synchronization signal and the luminance signal to generate a luminance ten synchronization signal (hereinafter abbreviated as y+s). 307 is M
A sample and hold circuit 308 samples and holds the g or Ye signal, and 308 is a sample and hold circuit that samples and holds the G or Cy signal. 309 is set so that the color difference signal Mg-G corresponding to the white object becomes zero.
A white balance circuit (hereinafter referred to as WB circuit) that performs gain correction on the output of the sample hold circuit 308, 310
Similarly, is a white balance circuit (hereinafter referred to as the WB circuit) which performs gain correction on the output of the sample and hold circuit 308 so that the color M signal R-B corresponding to a white subject becomes zero.
３１９は光源の色温度を検出する色温度検出センサーで
あり、通常Ｒ，Ｂの２色もしくは、ＲＧ、Ｂの３色が用
いられる。３２０は色温度検出センサー３１９の出力か
ら色温度を判定し、ホワイトバランス回路のゲインを決
定する色温度検出回路である。３１２はＩＨごとにＷＢ
回路Ａ３０９とＷＢＢ路Ｂ５１０の信号を切り替えるス
イッチ、３１１は色差信号を生成するための減算回路で
ある。３１３は色信号帯域だけを通過させる色ローパス
フィルター（以後、Ｃ−ＬＰＦと略）、ＰＩは位相反転
回路、３１４は色差信号のガンマ補正回路、３１５は色
差信号のＡＧＣ回路、３１６はＭｇ−Ｇのゲイン補正回
路、３１７はＲ−Ｂのゲイン補正回路である。３１８は
Ｍｇ−Ｇ、Ｒ−Ｂの色差信号をＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙの色差信
号に変換する軸変換回路である。A color temperature detection sensor 319 detects the color temperature of the light source, and normally two colors, R and B, or three colors, RG and B, are used. 320 is a color temperature detection circuit that determines the color temperature from the output of the color temperature detection sensor 319 and determines the gain of the white balance circuit. 312 is WB for each IH
A switch 311 which switches the signals of the circuit A309 and the WBB path B510 is a subtraction circuit for generating a color difference signal. 313 is a color low-pass filter (hereinafter abbreviated as C-LPF) that passes only the color signal band, PI is a phase inversion circuit, 314 is a gamma correction circuit for color difference signals, 315 is an AGC circuit for color difference signals, and 316 is Mg-G 317 is an R-B gain correction circuit. 318 is an axis conversion circuit that converts Mg-G and R-B color difference signals into R-Y and BY color difference signals.
第６図は電子スチルカメラの駆動シーフェンスを示した
図である。時刻Ｔ１にてシャッターレリーズスイッチ２
１４がＯＮされると、Ａフィールドの不要電荷のクリア
が行われる。次にＴ２でＢフィールドの不要電荷のクリ
アが、行われる。次に、時刻Ｔ３にてシャッター２０３
が、開成され、露光動作が開始される。時刻Ｔ４よりＡ
フィールドのフォトダイオードの読み出しが、開始され
同時にその信号が処理され、静止画として、磁気シート
２０９に記録される。次に、時刻Ｔ５よりＡフィールド
のフォトダイオードの読み出しが、開始され同時にその
信号が処理され、静止画として、磁気シート２０９に記
録される。FIG. 6 is a diagram showing a driving sea fence of an electronic still camera. Shutter release switch 2 at time T1
When 14 is turned on, unnecessary charges in the A field are cleared. Next, at T2, unnecessary charges in the B field are cleared. Next, at time T3, the shutter 203
is opened and the exposure operation is started. A from time T4
Reading of the field photodiodes is started, and at the same time the signals are processed and recorded on the magnetic sheet 209 as a still image. Next, at time T5, reading of the photodiode in the A field is started, and at the same time, the signal is processed and recorded on the magnetic sheet 209 as a still image.
［発明が解決しようとしている問題点］しかし、このよ
うにｎライン目の輝度信号は、ＭｇとＧで、ｎ＋１ライ
ン目の輝度信号はＹｅとｃｙで作る場合、Ｍｇ＋ＧとＹ
ｅ＋Ｃｙの値な完全に一致させるように色フィルターの
分光特性をコントロールすることは非常に困難であるた
め、第１２図のように１ラインごとに輝度信号が異なフ
てしまう現象が生じる。この現象を輝度段差と呼び、画
面には横筋として現われ、画質を損なう。[Problem to be solved by the invention] However, if the luminance signal of the nth line is made of Mg and G, and the luminance signal of the n+1th line is made of Ye and cy, then Mg+G and Y
Since it is very difficult to control the spectral characteristics of the color filter so that the values of e+Cy completely match, a phenomenon occurs in which the luminance signal varies from line to line as shown in FIG. 12. This phenomenon is called a brightness step, and appears as horizontal stripes on the screen, degrading the image quality.
［問題点を解決するための手段］
本発明は１ラインごとに輝度信号に対するゲインを切り
替える手段を備えることによって前述の輝度段差の問題
を解決する。[Means for Solving the Problem] The present invention solves the above-mentioned problem of the luminance level difference by providing means for switching the gain for the luminance signal for each line.
［実施例］
第１図は本発明の実施例の信号処理回路のブロック図で
ある。第１図において１は輝度段差の補正回路である。[Embodiment] FIG. 1 is a block diagram of a signal processing circuit according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a brightness level difference correction circuit.
第２図は輝度段差補正回路１の構成を示したブロック図
であり、第２図において２は輝度段差補正アンプ、３は
輝度段差補正アンプによって定数８倍された輝度信号と
何も施さない信号を１ラインごとに切り替えるスイッチ
である。たとえば、均一輝度面を撮像したときにａｘＹ
ｎとＹｎ＋１が等しくなるように定数ａを選び、ｎライ
ン目には輝度段差補正アンプ２の側をスイッチ３が選択
し、ｎ＋１ライン目には輝度段差補正アンプを通さない
側をスイッチ３が選択するようにスイッチ３が自動的に
１ラインごとに切り替えられるように構成されている。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the brightness level difference correction circuit 1. In FIG. 2, 2 is a brightness level difference correction amplifier, 3 is a brightness signal multiplied by a constant 8 by the brightness level difference correction amplifier, and a signal to which nothing is applied. This is a switch that changes each line. For example, when imaging a uniform brightness surface, axY
A constant a is selected so that n and Yn+1 are equal, and switch 3 selects the side of the brightness level difference correction amplifier 2 for the nth line, and selects the side that does not pass the brightness level difference correction amplifier for the n+1th line. The switch 3 is configured to be automatically switched line by line.
［他の実施例］
第３図はさらに光源の色温度によって、輝度段差に対す
る補正係数を自動的に切り替えることによって、さらに
輝度段差を効果的に抑圧する実施例のブロック図である
。第４図は、第３図の輝度段差補正回路の構成を示した
図である。すなわち４は輝度段差補正可変ゲインアンプ
であり、色温度検出回路３２０の出力に連動してゲイン
が切り替えられるよう構成されている。光源の色温度に
よって輝度段差の量が変化してもこの実施例のように構
成すれば広範囲の光源において輝度段差を効果的に抑圧
することができる。[Other Embodiments] FIG. 3 is a block diagram of an embodiment in which the brightness level difference is further effectively suppressed by automatically switching the correction coefficient for the brightness level difference depending on the color temperature of the light source. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the luminance level difference correction circuit of FIG. 3. That is, reference numeral 4 denotes a brightness level difference correction variable gain amplifier, which is configured so that its gain can be switched in conjunction with the output of the color temperature detection circuit 320. Even if the amount of brightness level difference changes depending on the color temperature of the light source, if the structure is configured like this embodiment, the brightness level difference can be effectively suppressed in a wide range of light sources.
［発明の効果コ
以上説明したように、ラインごとに輝度信号を構成する
色フィルターの分光特性が異なる固体撮像素子より輝度
信号を取り出す固体撮像装置において、１ラインごとに
輝度信号のゲインを切り替える手段を用いることによっ
て輝度段差という現象を抑圧することができた。また、
さらに色温度の変化に応じて補正量を変えるよう構成す
ることによって広範囲な光源下において良好な抑圧効果
を得ることかできた。[Effects of the Invention] As explained above, in a solid-state imaging device that extracts a luminance signal from a solid-state imaging device whose color filters that constitute the luminance signal have different spectral characteristics for each line, there is a means for switching the gain of the luminance signal for each line. By using this, we were able to suppress the phenomenon of brightness differences. Also,
Furthermore, by configuring the system to change the amount of correction according to changes in color temperature, it was possible to obtain a good suppression effect under a wide range of light sources.
また本発明は静止画のみでなく動画に対しても同様の効
果が得られることはいうまでもない。It goes without saying that the present invention can provide similar effects not only on still images but also on moving images.
第１図は本発明の実施例の回路ブロック図、第２図は輝
度段差補正回路の構成を示すブロック図、第３図は本発
明の第２の実施例を示すブロック図、第４図は第２の実
施例における輝度段差補正回路の構成を示すブロック図
、第５図は電子スチルカメラのブロック図、第６図は電
子スイッチカメラの駆動シーフェンスを示した図、第７
図は電子スチルカメラによく用いられる固体撮像素子の
一例としてのインターライン型ＣＣＤの説明図、第８図
は電子スチルカメラに適した色フィルターの配列を示し
た図、第９図はＣＣＤｌ０Ｉから電荷を読み出すときの
駆動タイミングを示した図、第１０図は第８図の色フィ
ルター配列の固体撮像素子の信号から輝度信号と色信号
を取り出す際の演算方法をまとめた図、第１１図は従来
の撮像信号処理回路２０７の内容を示すブロック図、第
１２図は輝度段差の説明図である。
１０１はインターライン型ＣＣＤである固体撮像素子、
１は輝度段差補正回路、２は輝度段差補正アンプ、３は
スイッチ、４は輝度段差補正可変ゲインアンプ、３２０
は色温度検出回路である。FIG. 1 is a circuit block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a brightness level difference correction circuit, FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the invention, and FIG. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the luminance level difference correction circuit in the second embodiment; FIG. 5 is a block diagram of the electronic still camera; FIG. 6 is a diagram showing the driving sea fence of the electronic switch camera;
The figure is an explanatory diagram of an interline CCD as an example of a solid-state image sensor often used in electronic still cameras. Figure 8 is a diagram showing an arrangement of color filters suitable for electronic still cameras. Figure 9 is a diagram showing charges from CCD10I. Figure 10 is a diagram summarizing the calculation method used to extract luminance signals and color signals from the signals of the solid-state image sensor with the color filter array shown in Figure 8. Figure 11 is a diagram showing the drive timing when reading out the color filter array. FIG. 12 is a block diagram showing the contents of the imaging signal processing circuit 207, and FIG. 12 is an explanatory diagram of the luminance level difference. 101 is a solid-state image sensor that is an interline CCD;
1 is a brightness level difference correction circuit, 2 is a brightness level difference correction amplifier, 3 is a switch, 4 is a brightness level difference correction variable gain amplifier, 320
is a color temperature detection circuit.
Claims (2)
力の平均値より輝度信号を得るよう構成された固体撮像
装置において、均一輝度面撮像状態で、各ラインの輝度
信号振幅が一定となるように１ラインおきに輝度信号振
幅を補正する補正手段を有することを特徴とした固体撮
像装置。(1) In a solid-state imaging device configured to obtain a luminance signal from the average value of the output of two or more pixels with different spectral characteristics for each line, the luminance signal amplitude of each line is constant in a uniform luminance plane imaging state. What is claimed is: 1. A solid-state imaging device comprising a correction means for correcting a luminance signal amplitude every other line so that
じて自動的に切換えるよう構成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項の固体撮像装置。(2) The solid-state imaging device according to claim (1), wherein the correction means is configured to automatically switch the luminance signal amplitude according to a change in color temperature.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63211908A JP2698385B2 (en) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | Solid-state imaging device |
| US07/780,136 US5267028A (en) | 1988-08-26 | 1991-10-21 | Solid state image pickup apparatus having luminance control |
| US08/088,345 US5563657A (en) | 1988-08-26 | 1993-07-09 | Solid state image pickup apparatus having improved luminance control |
| US08/262,380 US5583568A (en) | 1988-08-26 | 1994-06-20 | Solid state image pickup apparatus having improved luminance control |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63211908A JP2698385B2 (en) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | Solid-state imaging device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0260390A true JPH0260390A (en) | 1990-02-28 |
| JP2698385B2 JP2698385B2 (en) | 1998-01-19 |
Family
ID=16613644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63211908A Expired - Lifetime JP2698385B2 (en) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | Solid-state imaging device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2698385B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7369131B2 (en) | 2001-10-19 | 2008-05-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Multi-display system and method thereof |
-
1988
- 1988-08-26 JP JP63211908A patent/JP2698385B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7369131B2 (en) | 2001-10-19 | 2008-05-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Multi-display system and method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2698385B2 (en) | 1998-01-19 |
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