JP2000209507A - 固体撮像装置の低ノイズ化回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動きのある被写体の残像を抑えながらノイズ
の低減を図ることができる固体撮像装置の低ノイズ化回
路を提供すること。 【解決手段】 撮像素子１から出力される現在の映像信
号と１フレーム又は１フィールド前の映像信号との差分
を減算器１０でとり、該差分値に乗算器１１にて帰還係
数ｋを乗じたものを、加算器６で現在の映像信号に加算
することにより映像信号からノイズ成分を低減する巡回
型ノイズリダクション回路において、前記減算器１０か
らの差分値に応じて一画素単位で前記帰還係数ｋを制御
可能としたものである。差分値が大きければ帰還係数ｋ
を小さくして残像の低減を図り、差分値が小さければ帰
還係数ｋを大きくすることによってノイズの低減を図
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置のノ
イズおよび残像低減のための低ノイズ化回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラなどの固体撮像装置におい
ては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素
子が用いられている。ＣＣＤは、フォトダイオードのよ
うな光電変換素子を多数配列したもので、光電変換した
電荷を蓄積する光電変換部と、蓄積した電荷を時系列に
転送する転送部より構成される。光電変換部では、光量
に応じた電荷が各画素のポテンシャル井戸に蓄積され
る。転送部では、蓄積した電荷を行単位（１ラインご
と）で水平転送部に転送し、時系列に出力する。この操
作を全行に対して行うことで、１画面分のデータを出力
する。

【０００３】ところで、固体撮像装置においてノイズを
低減するために、巡回型ノイズリダクション回路が使わ
れている。この巡回型ノイズリダクション回路は、撮像
素子から出力される現在の映像信号と１フレーム前の映
像信号との差分に帰還係数ｋを乗じた値を現在の映像信
号に加算することでノイズを低減している。

【０００４】図６は従来の固体撮像装置における低ノイ
ズ化回路の構成を示すブロック図である。

【０００５】図６に示すように、撮影した映像信号は撮
像素子１により電気信号に変換されてサンプル・ホール
ド回路（以下Ｓ／Ｈ回路）２を経てＡＧＣ回路３に入力
される。Ｓ／Ｈ回路２では撮像素子１で光電変換によっ
て生じた画素ごとの電気信号からクランプパルスを用い
て画素ごとにサンプル・ホールドして、信号部分を抽出
する。抽出された信号成分は、ＡＧＣ回路３で所定の利
得で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器４でデジタル信号に変
換され信号処理回路５でガンマ、ディテール処理等の信
号処理をされて映像信号（画素信号）として出力され
る。

【０００６】信号処理回路５から出力される映像信号
は、低ノイズ化回路ブロック１４内の加算器６を経てＤ
／Ａ変換器７でアナログ映像信号に変換され、エンコー
ダ８によりＮＴＳＣエンコードされ同期信号等の各種の
信号が付加されて出力される。

【０００７】低ノイズ化回路ブロック１４は、映像信号
がフレーム間で相関を有しておりノイズ成分がフレーム
間の相関を有していないことを利用して、ノイズ成分を
低減するブロックであり、加算器６，遅延手段としての
フレームメモリ９，減算器１０，乗算器１１，係数器１
２で構成されている。

【０００８】現在の映像信号と１フレーム前の映像信号
（即ちフレームメモリ９により１フレーム遅延された映
像信号）を減算器１０で減算しその減算信号（差分）は
乗算器１１で係数器１２からの所定の係数ｋと乗算され
て加算器６で現在の映像信号に加算されノイズを低減す
る。

【０００９】しかしながら、このような巡回型のノイズ
リダクション回路では、帰還係数ｋ（０≦ｋ＜１）の値
が大きいほどノイズの低減効果は大きくなるが、動きの
ある被写体や固体撮像装置が動いた場合に残像（完全に
静止しものを撮像している場合は減算器１０の出力には
ノイズ成分のみが出てくるが、動きのあるものを撮像し
ている場合は１フレーム前の映像信号と現在の映像信号
との映像成分の差分も含まれてくる。この映像差分を含
んだ信号を現在の映像信号に加算するために残像が発生
する。)も大きくなってしまうという問題がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来の低
ノイズ化回路では、帰還係数ｋ（０≦ｋ＜１）の値が大
きいほどノイズの低減効果は大きくなるが、動きのある
被写体や固体撮像装置が動いた場合に残像も大きくなっ
てしまうという問題があった。

【００１１】そこで、本発明は、上記の問題点を解決す
るためになされたものであり、動きのある被写体の残像
を抑えながらノイズの低減を図ることができる固体撮像
装置の低ノイズ化回路を提供することを目的とするもの
である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明によ
る固体撮像装置の低ノイズ化回路は、撮像素子から出力
される映像信号を一方の加算入力とする加算器と、この
加算器の出力を１フレーム（又は１フィールド）遅延さ
せる遅延手段と、この遅延手段からの１フレーム（又は
１フィールド）遅延された映像信号と前記加算器に入力
する前記映像信号との差分をとる減算器と、この減算器
からの出力を所定の係数と乗算し、前記加算器の他方の
加算入力とする乗算器と、前記係数を発生するもので、
該係数は前記減算器の差分の値に応じて１画素単位で制
御可能とされる係数器とを具備したものである。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の固
体撮像装置の低ノイズ化回路において、前記係数器で係
数を制御した際に、該係数の切り換えぎわでの画質劣化
を抑えるフィルタ回路をさらに具備したことを特徴とす
る。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１又は２に
記載の固体撮像装置の低ノイズ化回路において、前記係
数器は、前記減算器からの差分が大きくなるのに伴って
前記係数を小さくし、前記減算器からの差分が小さくな
るのに伴って前記係数を大きく設定することを特徴とす
る。

【００１５】請求項１〜３の発明によれば、１フレーム
又は１フィールド遅延した映像信号と現在の映像信号と
の差分に応じて乗じる帰還係数ｋを制御する。差分が大
きければ帰還係数ｋを小さくして残像の低減を図り、差
分が小さければ帰還係数ｋを大きくすることによってノ
イズの低減を図る。

【００１６】また、帰還係数ｋの切り換えぎわでは、帰
還係数ｋの小さい部分のノイズが帰還係数ｋの大きい部
分のノイズと比較して目立つようになる。この画質劣化
をフィルタ回路を入れることによって抑制する。

【００１７】請求項４記載の発明による固体撮像装置の
低ノイズ化回路は、撮像素子から出力される撮像信号に
基づく輝度信号を一方の加算入力とする第１の加算器
と、この第１の加算器の出力を１フレーム（又は１フィ
ールド）遅延させる第１の遅延手段と、この第１の遅延
手段からの１フレーム（又は１フィールド）遅延された
輝度信号と前記第１の加算器に入力する前記輝度信号と
の差分をとる第１の減算器と、この第１の減算器からの
出力を所定の第１の係数と乗算し、前記第１の加算器の
他方の加算入力とする第１の乗算器と、前記第１の係数
を発生するもので、該第１の係数は前記第１の減算器の
差分の値に応じて１画素単位で制御可能とされる第１の
係数器とを備えた第１の低ノイズ化回路ブロックと、前
記撮像素子から出力される撮像信号に基づく色差信号を
一方の加算入力とする第２の加算器と、この第２の加算
器の出力を１フレーム（又は１フィールド）遅延させる
第２の遅延手段と、この第２の遅延手段からの１フレー
ム（又は１フィールド）遅延された色差信号と前記第２
の加算器に入力する前記色差信号との差分をとる第２の
減算器と、この第２の減算器からの出力を所定の第２の
係数と乗算し、前記第２の加算器の他方の加算入力とす
る第２の乗算器と、前記第２の係数を発生するもので、
該第２の係数は前記第２の減算器の差分の値に応じて１
画素単位で制御可能とされる第２の係数器とを備えた第
２の低ノイズ化回路ブロックとを具備したものである。

【００１８】請求項５記載の発明は、請求項４記載の固
体撮像装置の低ノイズ化回路において、前記第１の係数
器で第１の係数を制御した際に、該第１の係数の切り換
えぎわでの画質劣化を抑える第１のフィルタ回路と、前
記第２の係数器で第２の係数を制御した際に、該第２の
係数の切り換えぎわでの画質劣化を抑える第２のフィル
タ回路とをさらに具備したことを特徴とする。

【００１９】請求項６記載の発明は、請求項４又は５に
記載の固体撮像装置の低ノイズ化回路において、前記第
１の係数器は、前記第１の減算器からの差分が大きくな
るのに伴って前記第１の係数を小さくし、前記第１の減
算器からの差分が小さくなるのに伴って前記第１の係数
を大きく設定し、前記第２の係数器は、前記第２の減算
器からの差分が大きくなるのに伴って前記第２の係数を
小さくし、前記第２の減算器からの差分が小さくなるの
に伴って前記第２の係数を大きく設定することを特徴と
する。

【００２０】請求項４〜６の発明によれば、輝度信号と
色差信号のそれぞれについて前記請求項１〜３と同様の
作用効果が得られると共に、例えば撮影している場面に
よっては明るさが大きく変化することで輝度信号につい
ての第１の係数ｋだけが小さく制御されて輝度信号の残
像を低減でき、そのとき色彩的な変化がなければ色差信
号についての第２の係数ｋが大きく制御されて色信号の
ノイズ成分を低減できる。つまり、輝度信号，色差信号
でそれぞれに最適な帰還係数ｋを制御することができ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の固体
撮像装置の低ノイズ化回路の構成を示すブロック図であ
る。図７と同一部分には同一符号を付して説明する。

【００２２】本実施の形態における低ノイズ化回路は、
撮像素子１と、Ｓ／Ｈ回路２と、ＡＧＣ回路３と、Ａ／
Ｄ変換器５と、加算器６と、Ｄ／Ａ変換器７と、エンコ
ーダ８と、遅延手段としてのフレームメモリ９と、減算
器１０と、乗算器１１と、係数器１２Ａとで構成されて
いる。ブロック的な構成は、図７の構成とほぼ同様であ
るので、主に図７と異なる部分を中心に説明する。

【００２３】低ノイズ化回路ブロック１４は、入力され
た映像信号（画素信号）は減算器１０の減算入力および
加算器６の一方の入力となる。減算器１０の被減数入力
はフレームメモリ９で１フレーム遅延された映像信号
で、減算出力（差分）は乗算器１１の一方の入力とな
る。乗算器１１のもう一方の入力は係数器１２Ａからの
帰還係数ｋである。係数器１２Ａには、減算器１０から
の減算出力が入力している。乗算器１１の乗算出力はフ
ィルタ回路１３の入力となる。フィルタ回路１３の出力
は加算器６のもう一方の入力となり、加算器６で現在の
映像信号に加算することでノイズの低減を図る構成とな
っている。

【００２４】図７と異なる点は、乗算器１１と係数器１
２Ａからなる乗算回路が、減算器１０からの差分値に帰
還係数ｋを乗ずる際に、前記差分値に応じて帰還係数ｋ
の値を１画素単位で制御可能としたことと、乗算器１１
の後段に低域通過用のフィルタ回路１３を設けたことで
ある。その他の構成は図７と同様である。

【００２５】従って、係数器１２Ａは、帰還係数ｋを発
生する機能を有すると共に、前記減算器１０からの差分
値に応じて１画素単位で前記乗算器１１に供給する帰還
係数ｋの値を制御する機能（手段）を有している。或い
は、係数器１２Ａは、外部から係数制御可能に構成され
た係数器と、この係数器の係数を前記減算器１０からの
差分値に応じて１画素単位で制御する手段とで構成する
こともできる。

【００２６】図１においては、上記帰還係数ｋ（０≦ｋ
＜１）を１フレーム前の映像信号と現在の映像信号との
差分（減算器１０の出力）で制御する。差分が大きけれ
ば被写体（映像成分）の動きであるとして帰還係数ｋを
小さくすることによって主に残像の低減を図り、差分が
小さければノイズ成分であるとして帰還係数ｋを大きく
することによって主にノイズの低減を図る。

【００２７】また、フィルタ回路１３を設けることによ
って、帰還係数ｋの切り換えぎわでは、帰還係数ｋの小
さい部分のノイズが帰還係数ｋの大きい部分のノイズと
比較して目立つようになり画質劣化となるのを抑制する
ことができる。つまり、フィルタ１３によって高域ノイ
ズを除去できると共に、映出された映像のエッジをなま
らせることができ、残像があればそれを滑らかにする効
果がある。

【００２８】なお、係数器１２Ａからの帰還係数ｋは、
減算器１０からの差分値に応じて或る段階をもって切り
換えるように制御してもよいし、差分値の大きさに応じ
て連続的に切り換えるように制御してもよい。

【００２９】図２は本発明の他の実施の形態の固体撮像
装置の低ノイズ化回路を示すブロック図である。

【００３０】図２においては、撮像素子１の色フィルタ
こどに取り出されたＲＧＢ信号に基づき信号処理回路５
にてマトリクス処理して輝度信号と色差信号を生ぜし
め、輝度，色差信号をそれぞれ第１，第２の低ノイズ化
回路ブロック14-1，14-2を経由してＤ／Ａ変換器７に導
くように構成したものである。

【００３１】即ち、第１の低ノイズ化回路ブロック14-1
は、撮像素子１から出力される撮像信号に基づいた輝度
信号を一方の加算入力とする第１の加算器6-1 と、この
第１の加算器6-1 の出力を１フレーム遅延させる第１の
遅延手段としてのフレームメモリ9-1 と、このフレーム
メモリ9-1 からの１フレーム遅延された輝度信号と第１
の加算器6-1 に入力する前記輝度信号との差分をとる第
１の減算器10-1と、この第１の減算器10-1からの出力を
所定の第１の帰還係数と乗算し、第１の加算器6-1 の他
方の加算入力とする第１の乗算器11-1と、前記第１の帰
還係数を発生するもので、該第１の帰還係数は前記第１
の減算器10-1の差分の値に応じて１画素単位で制御可能
である係数器１２Ａ-1とを備えて構成されている。

【００３２】また、第２の低ノイズ化回路ブロック14-2
は、撮像素子１から出力される撮像信号に基づいた色差
信号を一方の加算入力とする第１の加算器6-2 と、この
第１の加算器6-2 の出力を１フレーム遅延させる第２の
遅延手段としてのフレームメモリ9-2 と、このフレーム
メモリ9-2 からの１フレーム遅延された色差信号と第２
の加算器6-2 に入力する前記色差信号との差分をとる第
２の減算器10-2と、この第２の減算器10-2からの出力を
所定の第２の帰還係数と乗算し、第２の加算器6-2 の他
方の加算入力とする第２の乗算器11-2と、前記第２の帰
還係数を発生するもので、該第２の帰還係数は前記第２
の減算器10-2の差分の値に応じて１画素単位で制御可能
である係数器１２Ａ-2とを備えて構成されている。

【００３３】図２の実施の形態によれば、輝度信号と色
差信号のそれぞれについて低ノイズ化回路ブロック14-
1，14-2を設けることにより、例えば撮影している被写
体（場面）によっては明るさが大きく変化したとき輝度
信号についての第１の係数ｋだけが小さく制御されて輝
度信号の残像を低減でき、そのとき色彩的な変化がなけ
れば色差信号についての第２の係数ｋは大きく制御され
て色信号のノイズ成分を低減できる。つまり、輝度信
号，色差信号でそれぞれに最適な帰還係数ｋを設定して
制御することができ、表示される映像の品質を向上させ
ることができる。

【００３４】以上述べた図１，図２の本発明の実施の形
態によれば、１フレーム又は１フィールド前の映像信号
と現在の映像信号との差分に応じて巡回型ノイズリダク
ション回路の帰還係数ｋを制御することにより、被写体
の動きに対して帰還係数ｋを適応できるので、動きのあ
る被写体の残像を抑え、動きのない(少ない)被写体のノ
イズ低減を容易に図ることが可能となる。さらに、フィ
ルタ回路によって帰還係数ｋの切り換わりぎわでの画質
劣化も抑制することが可能となる。

【００３５】また、本発明の実施の形態では、一画素単
位で係数制御を行なえるため、同一フレーム或いは同一
フィールド内でも各画素に対してそれぞれに最適な帰還
係数ｋを制御でき、さらに、輝度信号、色差信号でそれ
ぞれに最適な帰還係数ｋを制御することも可能であり、
より一層残像およびノイズを低減した映像信号を得るこ
とが可能となる。

【００３６】なお、図１，図２の実施の形態では、低ノ
イズ化回路ブロック１４における遅延手段として１フレ
ーム遅延するためのフレームメモリを使用しているが、
ビデオカメラなどにおける固体撮像装置を高感度モード
で使用する場合には、遅延手段としてこのフレームメモ
リに代えて１フィールド遅延するためのフィールドメモ
リを使用しても良い。

【００３７】このように固体撮像装置の高感度モードで
は、低ノイズ化回路ブロック１４としてフィールド相関
を利用した回路を用いることができる。ここで、以下に
通常感度モード及び高感度モードと、フレーム相関及び
フィールド相関について説明する。

【００３８】即ち、固体撮像装置における低ノイズ化回
路では、撮像素子の光電変換部に１フィールド期間ごと
に露光蓄積された電荷に基づいて得られる映像信号（通
常感度モード時）からノイズ成分を低減する場合には、
映像信号がフレーム間で相関を有しており（なぜなら１
フレームを構成する奇数フィールドと偶数フィールドと
ではインターレースしているためフィールド間では相関
が少なくフレーム間は相関が比較的多いためである）、
ノイズ成分についてはフレーム間で相関を有していない
ことを利用して、現在入力している映像信号と１フレー
ム遅延した映像信号との差分をとることによりノイズ成
分のみを抽出し、これを現在の映像信号から差し引くこ
とによりノイズ低減を図ることができる。

【００３９】また、固体撮像装置における低ノイズ化回
路では、撮像素子の光電変換部に１フレーム期間のｎ倍
（ｎは自然数）の期間ごとに露光蓄積された電荷に基づ
きかつ露光電荷のないフィールドについては補間を行っ
て得られる映像信号（高感度モード時）からノイズ成分
を低減する場合には、常に奇数フィールドか偶数フィー
ルドか一方のフィールドに固定されるため、映像信号が
フィールド間で相関を有しており、ノイズ成分について
はフィールド間で相関を有していないことを利用して、
現在入力している映像信号と１フィールド遅延した映像
信号との差分をとることによりノイズ成分のみを抽出
し、これを現在の映像信号から差し引くことによりノイ
ズ低減を図ることができる。なお、高感度モードの場合
は、現在の映像信号と１フレーム遅延した映像信号との
差分をとることによってノイズ成分を抽出することも可
能である。

【００４０】一般に、ビデオカメラなどの固体撮像装置
では、固体撮像素子としてＣＣＤ（Charge Coupled Dev
ice）が使用される。図３〜図５を参照しながら通常感
度モードと高感度モードについて説明する。

【００４１】図３はＣＣＤの構成の一例を示した図であ
る。図３に示すＣＣＤは、被写体からの光を受光し電気
信号に変換する光電変換部２１と、この光電変換部２１
に蓄積した信号電荷がフィールドシフトパルス（ＦＳ）
に同期して転送される垂直転送部２２と、垂直転送部２
２に転送された１画面分の信号電荷が１ラインごとに転
送される水平転送部２３と、水平転送された信号電荷を
画素ごとに端子２５から出力する出力部２４とから構成
されている。

【００４２】図４は固体撮像装置の通常感度モードにお
けるＣＣＤ出力とビデオ出力のタイミングチャートを示
している。通常感度モード時のＣＣＤビデオカメラの露
光時間は１フィールド（１／６０ｓ）である。

【００４３】図４(a) は露光時間（１フィールド）、図
４(b)は光電変換部２１から垂直転送部２２へ信号電荷
を読み出すフィールドシフトパルス（ＦＳ）、図４(c)
はＣＣＤ出力信号、図４(d) はビデオ出力信号、をそれ
ぞれ示している。

【００４４】図４(b) に示すようにフィールドシフトパ
ルスを１フィールド毎にＣＣＤに対して出力している。
これにより、光電変換部２１に１フィールド期間蓄積さ
れた電荷（つまり、図４(a) に示す期間Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
……に蓄積された電荷）はそれぞれ、図４(c) に示すよ
う１フィールド期間遅れたＣＣＤ出力信号として出力さ
れ、さらにそれが信号処理手段（信号処理回路５，エン
コーダ８等）によって図４(d) に示すようにビデオ信号
に変換されて出力される。

【００４５】一方、高感度モード時のＣＣＤビデオカメ
ラ（或いはコマ落とし長時間露光ビデオカメラ）では、
前記フィールドシフトパルスを間引くことにより露光時
間を通常の１フィールドから２，４，６，……フィール
ドと長くすることによって高感度化を実現している。な
お、露光時間の変化を２フィールド毎としているのは、
読み出す信号電荷の奇数フィールド／偶数フィールド
（ＯＤＤ／ＥＶＥＮ）を何れかに固定することで映像出
力のジッタを防止するためである。

【００４６】次に、図５を参照して、長時間露光による
高感度モード動作を説明する。図５は固体撮像装置の高
感度モードにおけるＣＣＤ出力とビデオ出力のタイミン
グチャートを示している。

【００４７】図５(a) は露光時間（２フィールド）、図
５(b) は光電変換部２１から垂直転送部２２へ信号電荷
を読み出すフィールドパルス、図５(c) はＣＣＤ出力信
号、図５(d) はビデオ出力信号、をそれぞれ示してい
る。

【００４８】図５(b) に示すようにフィールドシフトパ
ルスを毎フィールド出さずに２フィールドごとに出す例
を示している。ＣＣＤ出力信号は図５(c) のように２フ
ィールドごとに出力される。このＣＣＤ出力信号は、２
フィールド期間３３の間に露光蓄積された電荷が、１フ
ィールド期間３１に出力されるので、長時間露光した信
号が得られる。

【００４９】しかし、フィールド期間３１の次のフィー
ルド期間３２は露光信号出力が無いので、後段の信号処
理回路５のメモリを用いてフィールド期間３２をフィー
ルド期間３１の露光信号で補間する必要がある。このよ
うにして光電変換部２１で長時間露光を行い、高感度な
図５(d) に示すビデオ出力信号が得られる。なお、前記
メモリ補間は公知の方法を用いて行う。例えば、露光信
号出力が無くなる直前の信号をそのまま用いたり、露光
信号出力が無くなる前後の信号から補間（前後の平均値
を利用する等）により求める。

【００５０】図４，図５のようにこの露光時間を映像出
力の明るさに応じて自動的に制御することを自動感度切
替と称する。自動感度切替は例えば輝度信号の積分値或
いはピーク値のレベルを明／暗の２つのしきい値と比較
し、暗いと判断された場合には露光時間を２フィールド
（１／３０ｓ），４フィールド，……と増加し、明るい
と判断された場合には露光時間を２フィールドずつ減少
させるか１フィールドのみとする。即ち、映像が暗い場
合は２フィールド期間，４フィールド期間，……と伸張
された周期のフィールドシフトパルスを、映像が明るい
場合には２フィールド期間ずつ短縮された周期又は１フ
ィールド周期のフィールシフトパルスをＣＣＤに供給す
ることにより実現している。

【００５１】図６は、本発明のもう１つの他の実施の形
態に係る、自動感度切替機能を備えた固体撮像装置の低
ノイズ化回路のブロック図を示している。

【００５２】図６において、図１と異なる点は、露光時
間制御回路１５とＣＣＤ駆動回路１６を設けたことであ
る。信号処理回路５からの輝度信号を露光時間制御回路
１５に導きその輝度信号の積分値或いはピーク値のレベ
ルを明／暗の２つのしきい値と比較し、その比較結果を
示す露光時間制御信号Ｓ1 を発生してＣＣＤ駆動回路１
６に供給する。ＣＣＤ駆動回路１６は、フィールドシフ
トパルス（ＦＳ）を含むＣＣＤ駆動パルスＳ2 を発生し
て撮像素子１を駆動するものであるが、ＣＣＤ駆動パル
スＳ2 の中のＦＳのパルス周期つまりＦＳのパルス間引
き量は前記露光時間制御信号Ｓ1 によって制御される。
即ち、露光時間制御回路１５で映像が明るいと判断され
た場合（通常感度モード時）は、ＦＳの周期は例えば１
フィールドとされ撮像素子１の光電変換部の電荷蓄積時
間は短く設定され、映像が暗いと判断された場合（高感
度モード時）は、ＦＳの周期は例えば２フィールドとさ
れ撮像素子１の光電変換部の電荷蓄積時間を長く設定さ
れる。なお、露光時間制御回路１５による露光時間（Ｆ
Ｓパルス周期）の設定は、前述したように映像が暗い場
合は２フィールド期間，４フィールド期間，……と伸張
された周期のフィールドシフトパルスを、映像が明るい
場合には２フィールド期間ずつ短縮された周期又は１フ
ィールド周期のフィールシフトパルスを撮像素子（ＣＣ
Ｄ）に供給することにより行うようにすることができ
る。また、明／暗の２つのしきい値を切替可能にするこ
とにより感度切替を行えるようにしてもよい。さらに、
露光時間制御回路１５からの露光時間制御信号Ｓ1 が映
像が暗い結果を示している場合には、フレームメモリ９
をフィールドメモリに切り換えるように構成することも
できる。

【００５３】尚、以上の実施の形態では、ビデオカメラ
などの固体撮像装置の低ノイズ化回路について説明した
が、本発明はこれに限定されることなく、ＶＴＲやＴＶ
受像機等の映像機器における低ノイズ化回路に応用する
ことが可能である。

【００５４】

【発明の効果】以上述べたように本発明の固体撮像装置
の低ノイズ化回路によれば、動きのある被写体の残像を
抑えながらノイズの低減を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の固体撮像装置の低ノイ
ズ化回路を示すブロック図。

【図２】本発明の他の実施の形態の固体撮像装置の低ノ
イズ化回路を示すブロック図。

【図３】ＣＣＤの構成の一例を示した図。

【図４】固体撮像装置の通常感度モードにおけるＣＣＤ
出力とビデオ出力のタイミングを示すタイミングチャー
ト。

【図５】固体撮像装置の高感度モードにおけるＣＣＤ出
力とビデオ出力のタイミングを示すタイミングチャー
ト。

【図６】本発明のもう１つ他の実施の形態の固体撮像装
置の低ノイズ化回路を示すブロック図。

【図７】従来例の固体撮像装置の低ノイズ化回路を示す
ブロック図。

【符号の説明】

１…撮像素子 ６…加算器 ９…フレームメモリ（遅延手段） １０…減算器 １１…乗算器 １２Ａ…係数器 １３…フィルタ回路 １４…低ノイズ化回路ブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田代 圭 埼玉県深谷市幡羅町１丁目９番２号 株式 会社東芝深谷工場内 (72)発明者 大久保 正俊 埼玉県深谷市幡羅町１丁目９番２号 株式 会社東芝深谷工場内 (72)発明者 中尾 彰 埼玉県深谷市幡羅町１丁目９番２号 株式 会社東芝深谷工場内 (72)発明者 桜井 哲夫 東京都港区新橋３丁目３番９号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内 Ｆターム(参考） 4M118 AA05 AA10 AB01 BA10 DD09 DD10 FA06 GC08 5C024 AA01 CA05 DA01 FA01 FA11 GA11 HA01 HA02 HA06 HA10 HA14 HA17 HA18 HA19 JA21 5C065 AA01 BB22 DD02 GG01 GG02 GG11 GG18 GG21 GG22 GG23

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像素子から出力される映像信号を一方の
   加算入力とする加算器と、 この加算器の出力を１フレーム（又は１フィールド）遅
   延させる遅延手段と、 この遅延手段からの１フレーム（又は１フィールド）遅
   延された映像信号と前記加算器に入力する前記映像信号
   との差分をとる減算器と、 この減算器からの出力を所定の係数と乗算し、前記加算
   器の他方の加算入力とする乗算器と、 前記係数を発生するもので、該係数は前記減算器の差分
   の値に応じて１画素単位で制御可能とされる係数器とを
   具備したことを特徴とする固体撮像装置の低ノイズ化回
   路。
2. 【請求項２】前記係数器で係数を制御した際に、該係数
   の切り換えぎわでの画質劣化を抑えるフィルタ回路をさ
   らに具備したことを特徴とする請求項１記載の固体撮像
   装置の低ノイズ化回路。
3. 【請求項３】前記係数器は、前記減算器からの差分が大
   きくなるのに伴って前記係数を小さくし、前記減算器か
   らの差分が小さくなるのに伴って前記係数を大きく設定
   することを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像
   装置の低ノイズ化回路。
4. 【請求項４】撮像素子から出力される撮像信号に基づく
   輝度信号を一方の加算入力とする第１の加算器と、この
   第１の加算器の出力を１フレーム（又は１フィールド）
   遅延させる第１の遅延手段と、この第１の遅延手段から
   の１フレーム（又は１フィールド）遅延された輝度信号
   と前記第１の加算器に入力する前記輝度信号との差分を
   とる第１の減算器と、この第１の減算器からの出力を所
   定の第１の係数と乗算し、前記第１の加算器の他方の加
   算入力とする第１の乗算器と、前記第１の係数を発生す
   るもので、該第１の係数は前記第１の減算器の差分の値
   に応じて１画素単位で制御可能とされる第１の係数器と
   を備えた第１の低ノイズ化回路ブロックと、 前記撮像素子から出力される撮像信号に基づく色差信号
   を一方の加算入力とする第２の加算器と、この第２の加
   算器の出力を１フレーム（又は１フィールド）遅延させ
   る第２の遅延手段と、この第２の遅延手段からの１フレ
   ーム（又は１フィールド）遅延された色差信号と前記第
   ２の加算器に入力する前記色差信号との差分をとる第２
   の減算器と、この第２の減算器からの出力を所定の第２
   の係数と乗算し、前記第２の加算器の他方の加算入力と
   する第２の乗算器と、前記第２の係数を発生するもの
   で、該第２の係数は前記第２の減算器の差分の値に応じ
   て１画素単位で制御可能とされる第２の係数器とを備え
   た第２の低ノイズ化回路ブロックとを具備したことを特
   徴とする固体撮像装置の低ノイズ化回路。
5. 【請求項５】前記第１の係数器で第１の係数を制御した
   際に、該第１の係数の切り換えぎわでの画質劣化を抑え
   る第１のフィルタ回路と、 前記第２の係数器で第２の係数を制御した際に、該第２
   の係数の切り換えぎわでの画質劣化を抑える第２のフィ
   ルタ回路とをさらに具備したことを特徴とする請求項４
   記載の固体撮像装置の低ノイズ化回路。
6. 【請求項６】前記第１の係数器は、前記第１の減算器か
   らの差分が大きくなるのに伴って前記第１の係数を小さ
   くし、前記第１の減算器からの差分が小さくなるのに伴
   って前記第１の係数を大きく設定し、 前記第２の係数器は、前記第２の減算器からの差分が大
   きくなるのに伴って前記第２の係数を小さくし、前記第
   ２の減算器からの差分が小さくなるのに伴って前記第２
   の係数を大きく設定することを特徴とする請求項４又は
   ５に記載の固体撮像装置の低ノイズ化回路。